CN113013352A - 一种薄膜封装结构及有机光电器件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种薄膜封装结构及有机光电器件，其中薄膜封装结构用于将器件封装在基板上，包括：将器件初步封装在基板上的薄膜封装层、设置在薄膜封装层外的至少2组增强封装结构；所述增强封装结构包括靠近器件一侧的阻隔胶层和远离器件一侧的覆盖层；从封装结构的外部向内部，各组增强封装结构内阻隔胶层的吸水率Wa满足以下公式：Wa₁≥Wa₂≥......≥Wa_n。本申请使得从侧面侵蚀的水汽会分流至各层的阻隔胶中，从而阻挡了水氧直接进入到器件中，各个阻隔胶层的吸水性能逐步递增，进一步延长了水氧侵蚀的路径，减缓了水氧侵蚀的速度，提高了封装结构的可靠性。

Description

一种薄膜封装结构及有机光电器件

技术领域

本公开一般涉及器件封装技术领域，尤其涉及一种薄膜封装结构及有机光电器件。

背景技术

OLED是一种通过载流子注入和电子复合而发光的光电器件。其具体过程为电子通过金属阴极注入，经电子传输材料传输至发光层，空穴通过金属阳极注入，通过空穴传输材料传输至发光层，电子和空穴在发光层复合形成激子，激子辐射跃迁发光。OLED对水氧极其敏感，因此OLED封装极其重要。目前OLED的封装方式主要分为两种，一种为玻璃封装，另一种为薄膜封装。

薄膜封装相对于玻璃封装，可靠性更好，而备受关注。车载OLED屏体封装性能要求极高，常规的封装结构很难满足车载要求。目前能到达车载要求的薄膜封装结构为ALD/PECVD制备的多层封装层加上金属箔，这种封装方式可靠性好，但是结构复杂、生产工艺复杂、成本高。

为此，本发明提出了一种新的封装结构，通过设计简单的多层阻隔结构来得到高可靠性屏体。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种高可靠性的薄膜封装结构及有机光电器件。

第一方面本申请提供一种薄膜封装结构，用于将器件封装在基板上，包括：将器件初步封装在基板上的薄膜封装层、设置在薄膜封装层外的n层增强封装结构；所述增强封装结构包括靠近器件一侧的阻隔胶层和远离器件一侧的覆盖层；n为增强封装结构的总组数；n≥2。

根据本申请实施例提供的技术方案，各组增强封装结构内阻隔胶层的吸水率Wa满足以下公式：

Wa₁≥Wa₂≥......≥Wa_n；

其中，Wa₁、Wa₂.....Wa_n分别为从封装结构的外部至内的第1组、第2组......第n组增强封装结构内的阻隔胶层的吸水率；

根据本申请实施例提供的技术方案，位于封装结构内部的覆盖层仅覆盖其内侧相邻阻隔胶层的顶面；从封装结构的外部至内的第1层、第2层......第n-1层阻隔胶层分别将第2层、第3层......第n层阻隔胶层覆盖；相邻的阻隔胶层之间在侧面设有引导层。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述引导层的材料为聚烯烃、聚酯、酚醛、脉醛、三聚氰胺、环氧聚合物、聚氨酚、不饱和聚酷、杂环聚合物中的至少一种。

根据本申请实施例提供的技术方案，位于封装结构内部的覆盖层将其内侧相邻的阻隔胶层的顶面和侧面覆盖；位于封装结构内部的各组增强封装结构，其覆盖层和阻隔胶层的尺寸满足以下公式：

L_覆盖层-L_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

W_覆盖层-W_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

其中L_覆盖层为覆盖层在长度方向的总覆盖长度，W_覆盖层为覆盖层在宽度方向的总覆盖宽度，H_覆盖层为覆盖层的最大厚度值；L_阻隔胶层为阻隔胶层的长度，W_阻隔胶层为阻隔胶层的宽度，H_阻隔胶层为阻隔胶层顶面距离基板表面的高度。

根据本申请实施例提供的技术方案，各组增强封装结构的粘附性N满足以下公式：

N_(n,n-1)≤N_(n-1,n-2)≤......N_(2,1)≤N_(1,基板)；

其中，N_(n,n-1)为第n组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与第n-1组增强薄膜封装结构的覆盖层之间的粘附性；

N_(1,基板)为第1组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与基板之间的粘附性。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述基板上开设有凹槽；所述器件、薄膜封装层和至少一组增强封装结构位于所述凹槽内；至少一组增强封装结构位于凹槽外，将所述凹槽封口。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述覆盖层为阻隔膜或金属箔，覆盖层的水气透过率WVTR≤10^-1g/(m²·day)，所述阻隔胶层由掺杂有吸水材料的橡胶、丙烯酸酯类聚合物或者苯乙烯聚合物形成，所述吸水材料为金属或者金属氧化物，所述阻隔胶层的厚度范围为1μm～100μm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述阻隔膜通过在聚合物材料上沉积阻水材料形成；所述聚合物材料为PE、PET、PEN、PI、PMMA中的任意一种；所述阻水材料为氮化硅、氧化硅、三氧化二铝、氧化钛中的至少一种。

第二方面，本申请提供一种有机光电器件，其具有上述任意一种薄膜封装结构。

本申请通过设计至少两组层叠的增强封装结构，且每组增强封装结构中设有阻隔胶层，各个阻隔胶层将与其内侧相邻的另一阻隔胶层覆盖；同时，从封装结构的外部向内部，各个阻隔胶层的吸水性能相等或逐步递减，吸水能力越强的阻隔胶周围环境中的水氧浓度越低，根据菲克第二定律可知，水氧朝着溶度低的地方扩散。因此当将多层阻隔胶堆叠在一起的时候，从侧面侵蚀的水汽会分流至各层的阻隔胶中，从而阻挡了水氧直接进入到器件中；进一步延长了水氧侵蚀的路径，减缓了水氧侵蚀的速度，提高了封装结构的可靠性。

根据本申请实施例提供的技术方案，当位于封装结构内部的覆盖层仅覆盖其内侧阻隔胶层的顶面时，相邻的阻隔胶层之间在侧面设有引导层，通过设计引导层，可以引导水气往大面积的阻隔胶层(也即靠封装结构外侧的阻隔胶层)的方向走，进一步提高了封装结构的可靠性。

根据本申请实施例提供的技术方案，位于封装结构内部的覆盖层将其内侧相邻的阻隔胶层的顶面和侧面覆盖时；位于封装结构内部的增强封装结构：其覆盖层和阻隔胶层的尺寸满足以下公式：

L_覆盖层-L_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

W_覆盖层-W_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

可以引导水气往大面积的阻隔胶层(也即靠封装结构外侧的阻隔胶层)的方向走，覆盖层将阻隔胶包裹住，覆盖层上一层的阻隔胶将覆盖层压实于下一层的阻隔层来引导水氧走向，进一步提高了屏体的封装性能。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过将各组增强封装结构的粘附性N满足以下公式：N_(n,n-1)≤N_(n-1,n-2)≤......N_(2,1)≤N_(1,基板)；由于粘附性越小，水氧更容易渗入，因此本设计可以将水氧往外部层状结构的缝隙之间引导，减少和减缓水氧的渗透，提高封装性能。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过在基板上开设有凹槽；所述器件、薄膜封装层和至少一层增强封装结构位于所述凹槽内；至少一层增强封装结构位于凹槽外，将所述凹槽封口；进一步延长了水氧侵蚀的路径，提高了屏体的封装性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例1的结构示意图；

图2为本申请实施例2的结构示意图；

图3至图4为本申请实施例3的结构示意图；

图5为本申请实施例4的结构示意图；

图6为本申请实施例5的结构示意图；

10、基板；20、薄膜封装层；30、OLED器件；40a、第一增强封装结构；40b、第二增强封装结构；40c、第三增强封装结构；41a、第一阻隔胶层；42a第一覆盖层；41b、第二阻隔胶层；42b、第二覆盖层；41c、第三阻隔胶层；42c、第三覆盖层；50、引导层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参看图1，本实施例提供一种薄膜封装结构，用于将器件封装在基板上，在本实施例中，器件为OLED器件30；薄膜封装结构包括：将OLED器件30初步封装在基板10上的薄膜封装层20、设置在薄膜封装层20外的2组增强封装结构(40a、40b)；所述增强封装结构(40a、40b)包括靠近OLED器件30一侧的阻隔胶层(41a、41b)和远离OLED器件30一侧的覆盖层(42a、42b)；各组增强封装结构内阻隔胶层的吸水率Wa满足以下公式：

Wa₁≥Wa₂≥......≥Wa_n；

其中，Wa₁、Wa₂.....Wa_n分别为从封装结构的外部至内部的第1组、第2组......第n组增强封装结构内的阻隔胶层的吸水率；n为增强封装结构的总组数；n≥2。

其中，吸水率表示吸收水的重量和胶自身重量的比值。

如图1所示，本实施例提供的薄膜封装结构具有2组增强封装结构(40a、40b)，从内至外分别为第一增强封装结构40a和第二增强封装结构40b；其中，第一增强封装结构40a包括第一阻隔胶层41a和第一覆盖层42a；第二增强封装结构40b包括第二阻隔胶层41b和第二覆盖层42b。本申请中的从内至外，指的是从封装结构的内部到外部，例如，封装结构靠近OLED器件的一侧为内，则远离OLED器件的一侧为外。其中第一阻隔胶层41a的吸水性能小于第二阻隔胶层41b的吸水性能。

本实施例通过设置两层阻隔胶堆叠在一起，在其他实施例中，增强封装结构的数量也可以是三组或者更多组，从而使得阻隔胶层也具有三层或者更多层；多层的阻隔胶层，使得从侧面侵蚀的水汽会分流至各层的阻隔胶中，从而阻挡了水氧直接进入到器件中，提高了封装结构的可靠性；同时，从封装结构的外部向内部，各个阻隔胶层的吸水性能逐步递减时，吸水能力越强的阻隔胶周围环境中的水氧浓度越低，根据菲克第二定律可知水氧更容易往浓度低的一侧扩散，进一步延长了水氧侵蚀的路径，减缓了水氧侵蚀的速度，提高了封装结构的可靠性。

其中，本实施例中的薄膜封装层通过PECVD或者PECVD/IJP或者PECVD/ALD或者PECVD/ALD/IJP或者ALD/IJP形成。其中，PECVD为等离子体增强化学的气相沉积法的简称；IJP为喷墨打印法的简称；ALD为原子层沉积法的简称。

现有技术中的薄膜封装，单纯的ALD/PECVD结构想实现高的封装性能通常需要十多层，由于ALD/PECVD设备昂贵，使得现有技术中的薄膜封装成本很高。

优选的，本实施例中的薄膜封装层通过三层PECVD直接实现，其余通过多组增强封装结构(多层阻隔胶和阻隔膜或者金属箔)搭配来阻挡绝大部分的水氧；增强封装结构通过贴膜设备即可实现，贴膜设备投入会比ALD设备便宜很多，量产性比ALD也高，因此本实施例的技术方案还降低了设备成本，简化了工艺，提高了量产稳定性。

其中，本实施例中的所述覆盖层为阻隔膜或金属箔。阻隔膜例如通过在聚合物材料上沉积阻水材料形成；所述聚合物材料为PE、PET、PEN、PI、PMMA中的任意一种；PE是聚乙烯的简称；PET是聚对苯二甲酸的简称，PI是聚酰亚胺的简称，PMMA是有机玻璃的简称。

所述阻水材料为氮化硅、氧化硅、三氧化二铝、氧化钛中的至少一种。金属箔例如可以是铝箔、铜箔、铟瓦箔等。

其中，本实施例中的阻隔胶的材料例如可以是由掺杂有吸水材料的橡胶、丙烯酸酯类聚合物或者苯乙烯聚合物形成，所述吸水材料为金属和/或金属氧化物；金属氧化物例如可以是氧化钙、氧化钡、氧化镁等，金属例如可以是钙、钡等。

其中，本实施例中所述覆盖层的水气透过率WVTR满足以下条件：

WVTR≤10^-1g/(m²·day)。

其中，本实施例中所述阻隔胶层的厚度范围为1μm～100μm。

实施例2

如图2所示，在本实施例1的基础上，增强封装结构的组数为3组，在实施例1的基础上，还包括第三增强封装结构40c，第三增强封装结构40c包括第三阻隔胶层41c和第三覆盖层42c；各组增强封装结构的粘附性N还满足以下公式：

N_(n,n-1)≤N_(n-1,n-2)≤......N_(2,1)≤N_(1,基板)；

其中，N_(n,n-1)为第n组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与第n-1组增强薄膜封装结构的覆盖层之间的粘附性；

N_(1,基板)为第1组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与基板之间的粘附性。

由于本实施例中，仅设有3组增强封装结构，因此N_(3,2)≤N_(2,1)≤N_(1,基板)；

N_(3,2)指的是第三阻隔胶层41c与第二覆盖层42c之间的粘附性，

N_(2,1)指的是第二阻隔胶层41b与第一覆盖层42a之间的粘附性，

N_(1,基板)指的是第一阻隔胶层41a与基板10之间的粘附性；N_(3,2)≤N_(2,1)≤N_(1,基板)使得入侵的水氧优先容易往第三阻隔胶层41c与第二覆盖层42b之间，其次是第二阻隔胶层41b与第一覆盖层42a之间引导，从而更容易被第三阻隔胶层41c和第二阻隔胶层41b吸收，以此改变了水氧的入侵路径，使得从侧面侵入的水氧的入侵路径如图2中虚线所示，相比与现有技术中的水平直线入侵路线，本申请的技术方案延长了水氧入侵路径，减缓了水氧入侵的速度，保护了器件。

实施例3

如图3-图4所示所示，在实施例1的基础上，当位于封装结构内部的覆盖层仅覆盖其内侧阻隔胶层的顶面时，相邻的阻隔胶层之间在侧面设有引导层50；也即第一覆盖层42a仅覆盖在第一阻隔胶层41a的顶面时，第一阻隔胶层41a和第二阻隔胶层41b之间设有引导层。

当引导层50如图3所示的时候，其高于第一阻隔胶层41a的高度，高度方向延伸至第一覆盖层42a的侧边。

当引导层50如图4所示的时候，其与第一阻隔胶层41a的高度齐平，并且被第一覆盖层42a覆盖。

在本实施例中，所述引导层50的材料为聚烯烃、聚酯、酚醛、脉醛、三聚氰胺、环氧聚合物、聚氨酚、不饱和聚酷、杂环聚合物中的至少一种。

由于第二阻挡胶层41b的面积比第一阻挡胶层41a的面积大，因此引导层50可将水氧往第二阻隔胶层41b上引导，从而改变了水氧侵蚀的方向，延长了水氧侵蚀的路径，从而提高了封装的可靠性。

实施例4

如图5所示，在实施例1的基础上，位于封装结构内部的覆盖层将其内侧相邻的阻隔胶层的顶面和侧面覆盖时；位于封装结构内部的增强封装结构满足以下条件：也即，第一覆盖层42a将第一阻隔胶层41a的顶面和侧面同时包覆时，第一增强封装结构40a满足以下条件：

位于封装结构内部的各组增强封装结构，其覆盖层和阻隔胶层的尺寸满足以下公式：

L_覆盖层-L_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

W_覆盖层-W_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

其中L_覆盖层为覆盖层在长度方向的总覆盖长度，W_覆盖层为覆盖层在宽度方向的总覆盖宽度，H_覆盖层为覆盖层的最大厚度值；L_阻隔胶层为阻隔胶层的长度，W_阻隔胶层为阻隔胶层的宽度，H_阻隔胶层为阻隔胶层顶面距离基板表面的高度。其中，L_阻隔胶层、H_覆盖层、H_阻隔胶层如图5所示，L_覆盖层＝L1_覆盖层+2*L2_覆盖层，W_覆盖层、W_阻隔胶层图中未视出。

覆盖层将阻隔胶层包裹住，覆盖层上一层的阻隔胶层将覆盖层压实于下一层的阻隔胶层来引导水氧走向，可以引导水气往大面积的阻隔胶层(也即靠封装结构外侧的阻隔胶层)的方向走，从而提高了封装性能。

在本实施例的优选方案中，各组增强封装结构的粘附性N还满足以下公式：

N_(n,n-1)≤N_(n-1,n-2)≤......N_(2,1)≤N_(1,基板)；

其中，N_(n,n-1)为第n组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与第n-1组增强薄膜封装结构的覆盖层之间的粘附性；

N_(1,基板)为第1组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与基板之间的粘附性。

由于本实施例中，仅设有两组增强封装结构，因此N_(2,1)≤N_(1,基板)，N_(2,1)指的是第二阻隔胶层41b与第一覆盖层42a之间的粘附性，

N_(1,基板)指的是第一阻隔胶层41a与基板10之间的粘附性；N_(2,1)≤N_(1,基板)使得入侵的水氧更容易往第二阻隔胶层41b与第一覆盖层42a之间引导，从而更容易被第二阻隔胶层41b吸收，以此改变了水氧的入侵路径，减缓了水氧入侵的速度，保护了器件。

实施例5

如图6所示，在实施例1的基础上，本实施例提供的薄膜封装结构中：所述基板10上开设有凹槽11；所述器件、薄膜封装层和至少一层增强封装结构位于所述凹槽11内；至少一层增强封装结构位于凹槽11外，将所述凹槽11封口。

其中，OLED器件30、薄膜封装层20、第一阻隔胶层41a和第一覆盖层42a位于凹槽11内，且侧面于凹槽11的侧面贴齐；第二阻隔胶层41b和第二覆盖层42b位于凹槽11外,将凹槽封口，凹槽的设计进一步延长了水氧侵蚀的路径，提高了封装的可靠性。

实施例6

本实施例提供采用实施例1所述的薄膜封装结构的有机光电器件为封装好的OLED。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种薄膜封装结构，用于将器件封装在基板上，其特征在于，包括：将器件初步封装在基板上的薄膜封装层、设置在薄膜封装层外的n组增强封装结构；所述增强封装结构包括靠近器件一侧的阻隔胶层和远离器件一侧的覆盖层；n为增强封装结构的总组数；n≥2。

2.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，各组增强封装结构内阻隔胶层的吸水率Wa满足以下公式：

Wa₁≥Wa₂≥......≥Wa_n；

其中，Wa₁、Wa₂.....Wa_n分别为从封装结构的外部至内部的第1组、第2组......第n组增强封装结构内的阻隔胶层的吸水率。

3.根据权利要求2所述的薄膜封装结构，其特征在于，位于封装结构内部的覆盖层仅覆盖其内侧相邻阻隔胶层的顶面；从封装结构的外部至内的第1层、第2层......第n-1层阻隔胶层分别将第2层、第3层......第n层阻隔胶层覆盖；相邻的阻隔胶层之间在侧面设有引导层。

4.根据权利要求3所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述引导层的材料为聚烯烃、聚酯、酚醛、脉醛、三聚氰胺、环氧聚合物、聚氨酚、不饱和聚酷、杂环聚合物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，位于封装结构内部的覆盖层将其内侧相邻的阻隔胶层的顶面和侧面覆盖；位于封装结构内部的各组增强封装结构，其覆盖层和阻隔胶层的尺寸满足以下公式：

L_覆盖层-L_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

W_覆盖层-W_阻隔胶层≥2*(H_覆盖层+H_{阻隔胶层)}；

其中L_覆盖层为覆盖层在长度方向的总覆盖长度，W_覆盖层为覆盖层在宽度方向的总覆盖宽度，H_覆盖层为覆盖层的最大厚度值；L_阻隔胶层为阻隔胶层的长度，W_阻隔胶层为阻隔胶层的宽度，H_阻隔胶层为阻隔胶层顶面距离基板表面的高度。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的薄膜封装结构，其特征在于，各组增强封装结构的粘附性N满足以下公式：

N_(n,n-1)≤N_(n-1,n-2)≤......N_(2,1)≤N_(1,基板)；

其中，N_(n,n-1)为第n组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与第n-1组增强薄膜封装结构的覆盖层之间的粘附性；

N_(1,基板)为第1组增强薄膜封装结构的阻隔胶层与基板之间的粘附性。

7.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述基板上开设有凹槽；所述器件、薄膜封装层和至少一组增强封装结构位于所述凹槽内；至少一组增强封装结构位于凹槽外，将所述凹槽封口。

8.根据权利要求1，2，3，4，5，7中任意一项所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述覆盖层为阻隔膜或金属箔，所述覆盖层的水气透过率WVTR≤10^-1g/(m²·day)，所述阻隔胶层由掺杂有吸水材料的橡胶、丙烯酸酯类聚合物或者苯乙烯聚合物形成，所述吸水材料为金属或金属氧化物，所述阻隔胶层的厚度范围为1μm～100μm。

9.根据权利要求8所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述阻隔膜通过在聚合物材料上沉积阻水材料形成；所述聚合物材料为PE、PET、PEN、PI、PMMA中的任意一种；所述阻水材料为氮化硅、氧化硅、三氧化二铝、氧化钛中的至少一种。

10.一种有机光电器件，其特征在于，具有权利要求1至9任意一项的薄膜封装结构。

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