CN113991035A - 一种用于oled封装的薄膜封装结构及有机发光二极管器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体功能器件的封装技术领域，尤其涉及一种用于OLED封装的薄膜封装结构及有机发光二极管器件，薄膜封装结构包括依次覆盖于基板上表面的第一有机层以及第一无机层，其中，第一无机层包括复数层薄膜层形成的堆叠结构。本发明的有益效果：提供一种用于OLED封装的薄膜封装结构，该薄膜封装结构可有效进行异物的覆盖，提高封装可靠性；并且薄膜封装结构可用于柔性弯曲可折叠显示屏；采用第一有机层采用SiOC取代现有量产中所使用的油墨材料，可避免油墨溢流问题，故可采用减少阻挡层或无阻挡层，达到窄边框效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体功能器件的封装技术领域，尤其涉及一种用于OLED封装的薄膜封装结构及有机发光二极管器件。
背景技术
AMOLED(Active-matrix organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体)因其主动发光、响应速度快、高清晰、广视角、低能耗及可实现柔软显示等优点而备受关注。其中，OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)器件的电极和发光层对水和氧气都非常敏感，遇水或氧气容易发生化学反应而失效，影响OLED使用寿命，因此需要对OLED进行有效封装。目前柔性量产中使用的薄膜封装结构多为有机聚合物层、无机层形成的多层堆叠结构，其第一层通常使用无机层，如图1所示，现有的薄膜封装结构包括第一无机层2、第二无机层1、第一有机层3、基板5，第一无机层2与第二无机层1通常厚度约1um，采用CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积)镀膜方式；第一有机层为聚合物材料，其厚度范围在8～12um之间，采用inkjetprinting(喷墨印刷)方式。
在现有技术中，OLED器件发生失效通常都是由于异物导致薄膜封装结构的第一层无机层2发生裂纹从而导致水氧的入侵,且异物均为不规则形状，且大小不一，第一无机层并不能很好的包裹异物，故薄膜封装结构的第一无机层尤为重要。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种用于OLED封装的薄膜封装结构及有机发光二极管器件。
具体技术方案如下：
本发明包括一种用于OLED封装的薄膜封装结构，所述薄膜封装结构包括依次覆盖于所述基板上表面的第一有机层以及第一无机层，其中，所述第一无机层包括复数层薄膜层形成的堆叠结构。
优选的，所述第一有机层的材料包括SiOC。
优选的，所述第一有机层的厚度为0.3～0.8um。
优选的，所述第一无机层的复数层薄膜层的材料包括SiNx和/或SiON和/或SiOx和/或AlOx和/或TiOx。
优选的，第一无机层的厚度为0.6～1.2um。
优选的，所述堆叠结构包括材料相同或材料不同的第一无机薄膜层、第二无机薄膜层以及第三无机薄膜层中的至少两种薄膜层形成。
优选的，所述堆叠结构包括复数层所述第一无机薄膜层和复数层所述第二无机薄膜层交叠形成，单层所述第一无机薄膜层与单层所述第二无机薄膜层的厚度均为10～30nm，且所述第一无机薄膜层的厚度小于所述第二无机薄膜层的厚度。
优选的，当所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层的材料相同时，所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层的材料具有不同的疏密度。
优选的，所述堆叠结构包括所述第一无机薄膜层、所述第二无机薄膜层以及所述第三无机薄膜层交叠形成，所述第三无机薄膜层设置于所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层之间。
优选的，单层所述第一无机薄膜层、单层所述第二无机薄膜层以及单层所述第三无机薄膜层的厚度均为10～30nm，所述第一无机薄膜层的厚度小于所述第二无机薄膜层的厚度，所述第三无机薄膜层的厚度大于所述第一无机薄膜层的厚度且小于所述第二无机薄膜层的厚度。
优选的，所述堆叠结构包括所述第一无机薄膜层和所述第三无机薄膜层，且单层所述第一无机薄膜层以及单层所述第三无机薄膜层的厚度均为10～30nm。
优选的，所述第一无机薄膜层的材料包括AlOx，所述第三无机薄膜层的材料包括SiOx，所述第三无机薄膜层设置于所述第一无机薄膜层和所述第一有机层之间。
优选的，所述第一无机层的上表面覆盖有第二无机层，所述第二无机层包括多层不同疏密度的薄膜组成的疏密结构。
优选的，所述第一无机层的上表面覆盖有功能层。
本发明还包括一种有机发光二极管器件，包括基板以及设置于所述基板上的功能器件，还包括如上述技术方案中任一所述的薄膜封装结构，用于将所述功能器件封装于所述基板上。
本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种用于OLED封装的薄膜封装结构，该薄膜封装结构可有效进行异物的覆盖，提高封装可靠性；并且薄膜封装结构可用于柔性弯曲可折叠显示屏；采用第一有机层采用SiOC取代现有量产中所使用的油墨材料，可避免油墨溢流问题，故可采用减少阻挡层或无阻挡层，达到窄边框效果。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为现有技术中的OLED器件的薄膜封装结构示意图；
图2为本发明实施例中的薄膜封装结构的基本结构示意图；
图3为本发明实施例中的第一种第一无机层的结构示意图；
图4为本发明实施例中的第二种第一无机层的结构示意图；
图5为本发明实施例中的第三种第一无机层的结构示意图；
图6为本发明实施例中具有第二无机层的薄膜封装结构示意图；
图7为本发明实施例中具有功能层的薄膜封装结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种用于OLED封装的薄膜封装结构，用于封装基板5上的功能器件，如图2所示，薄膜封装结构包括依次覆盖于基板上表面的第一有机层3以及第一无机层1，其中，第一无机层1包括复数层薄膜层形成的堆叠结构。
具体地，如图2所示，现薄膜封装结构第一层采用有机薄膜，在第一有机层3上面可沉积具有阻水氧能力的第一无机层1，第一无机层1的材料可包括SiNx、SiON、SiOx、AlOx、TiOx等无机薄膜中的一种或多种，第一无机层1可通过CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)方式或者ALD(Atomic layer deposition，原子层沉积)等方式沉积。第一无机层可采用相同材料或者不同材料膜层的多层堆叠结构，且无机膜层可包含相同材质或不同材质的应力释放层(release层)和具有阻水氧作用的阻隔层(barrier层)。
具体地，第一有机层3优选为采用CVD方式镀膜的SiOC膜层，聚合物工艺来源(Polymerprocess source)可选用HMDSO(六甲基二甲硅醚)或碳(Carbon)等，HMDOS或Carbon兼具无机有机特性，有非晶结构、无针孔、高度交联、对热敏感性不高、耐腐蚀、粘着性强等特点。SiOC材料针对异物具有良好的包覆能力，厚度为0.3um的SiOC材料就可包覆2～3um的异物，其对于异物有优秀的包覆能力，在异物边缘无发现裂纹等现象，如采用SiNx等材料形成的第一有机层，就不具有优秀的异物覆盖性，因此选用第一有机层的材质也十分重要，本发明中优选采用SiOC薄膜作为第一有机层3，可以显著地提升第一有机层3的异物覆盖性。
作为优选的实施方式，第一有机层的材料优选采用SiOC薄膜，其厚度为0.3～0.8um。为了实现超薄薄膜封装结构，SiOC薄膜选用0.3～0.8um厚度，本实施例中优选为0.5um，应力为-2Mpa，接近于无应力，透光率大于95％，透光率，折射率(RI)为1.55，K(optical absorption，光学吸收)<0.003@450nm。
本实施例中0.5um厚度的SiOC薄膜具有优良的异物包覆能力，能够有效地防止第一有机层出现裂纹，从而导致水氧入侵。具体地，为了使第一有机层3达到优异的覆盖特性，可在CVD制程中控制氧气流量及RF(Radio Frequency，射频)功率，以达到平衡点。如果O2流量和RF功率较低，膜质会更偏向于SiCx，如果O2流量和RF功率较高，膜质会更加偏向于SiOx，故需要找到一个O2流量和RF功率的最佳平衡点来形成优质的SiOC膜层。评价SiOC膜质好坏的因素主要是从应力、膜层粘附力、水汽透过率、异物覆盖性及高温高湿环境测试等方面考虑，还有用FTIR(傅立叶变换红外吸收光谱仪)来确定所镀膜层的特征峰值。SiOC成膜参数参考表1，其中F1～F4为可变参数。
表1
作为优选的实施方式，如图2所示，第一无机层1的堆叠结构包括材料相同或材料不同的第一无机薄膜层101、第二无机薄膜层102以及第三无机薄膜层103中的至少两种薄膜层形成。
具体地，如图3所示，本实施例中的第一种第一无机层1的堆叠结构包括复数层第一无机薄膜层101和复数层第二无机薄膜102层交叠形成，单层第一无机薄膜层101与单层第二无机薄膜层102的厚度均为10～30nm，且第一无机薄膜层101的厚度小于第二无机薄膜层102的厚度。第一无机薄膜层101及第二无机薄膜层102分别可为相同材质的release层(应力释放层)和barrier层(阻隔层)，例如第一无机薄膜层101及第二无机薄膜层102均为SiNx材料形成，第一无机薄膜层101可以是SiNx形成的release层，第二无机薄膜层102可以是SiNx形成的barrier层。
需要说明的是，当第一无机薄膜层101与第二无机薄膜层102的材料相同时，第一无机薄膜层101与第二无机薄膜层102的材料具有不同的疏密度。如采用SiNx不同疏密多层堆叠结构(疏密单层厚度各约10～30nm，Release层可比Barrier层偏薄)。不同疏密多层堆叠结构的SiNx膜层总厚度可选用0.6～1.2um之间，第一有机层可选用0.3～0.8um厚度，使得薄膜封装结构的总厚度可达到2um左右。第一无机层SiNx的不同疏密多层堆叠结构的弯折前后(折弯半径为R5mm，膜面内弯)测试结果如表2所示，弯折前后阻水氧特性无变化。
表2
在一种较优的实施例中，如图4所示，第一无机层1的堆叠结构包括第一无机薄膜层101、第二无机薄膜层102以及第三无机薄膜层103交叠形成，第三无机薄膜层103设置于第一无机薄膜层101与第二无机薄膜层102之间。单层第一无机薄膜层101、单层第二无机薄膜层102以及单层第三无机薄膜层103的厚度均为10～30nm，第一无机薄膜层101的厚度小于第二无机薄膜层102的厚度，第三无机薄膜层103的厚度大于第一无机薄膜层101的厚度且小于第二无机薄膜层102的厚度。
具体地，第一无机薄膜层101及第二无机薄膜层102分别可为相同材质的release层和barrier层，例如第一无机薄膜层101及第二无机薄膜层102均为SiNx材料形成，第一无机薄膜层101可以是SiNx形成的release层，第二无机薄膜层102可以是SiNx形成的barrier层。此外，本实施例中的第一无机层1还包括第一无机薄膜层101和第二无机薄膜层102之间加入的第三无机薄膜层103，第三无机薄膜层103为缓冲层(buffer层)，第三无机薄膜层103可采用与第一无机薄膜层101、第二无机薄膜层102不同材质的膜层，其材料可选用SiOx，缓冲层的厚度可介于阻隔层与应力释放层的厚度之间，膜厚关系为阻隔层>缓冲层>应力释放层。图4所示的第一无机层的总厚度约1um，膜层应力小于100Mpa，阻水氧能力可达到1E-4g/m2/day，第一有机层可选用0.3～0.8厚度，薄膜封装结构的总厚度可达到2um左右。
在一种较优的实施例中，如图5所示，第一无机层1的堆叠结构包括第一无机薄膜层101和第三无机薄膜层103，且单层第一无机薄膜层101以及单层第三无机薄膜层103的厚度均为10～30nm。第一无机薄膜层101的材料优选采用AlOx，第三无机薄膜层的材料优选采用SiOx，第三无机薄膜103层设置于第一无机薄膜层101和第一有机层3之间。
具体地，第一无机层1也可采用ALD方式镀膜AlOx，SiOx膜层，其中第一无机薄膜层101优选为SiOx膜层，第三无机薄膜层103优选为AlOx膜层。ALD膜质具有高致密性，缺陷少，可有效阻挡杂质离子或水氧，台阶覆盖能力高，厚度严格可控等优点。AlOx和SiOx单层厚度均可选10～30nm，阻水氧能力能达到1E-4g/m2/day。
此外，如果AlOx膜层(第三无机薄膜层103)直接镀膜在第一有机层3(SiOC膜层)上，会存在两者间界面附着力的问题，如图6所示，可在第一有机层3与第三无机薄膜层103(AlOx层)间采用ALD方式或CVD方式镀膜SiOx膜层，即第一无机薄膜层101，以增加SiOC膜层与AlOx膜层之间的附着力。
作为优选的实施方式，如图6所示，第一无机层1的上表面覆盖有第二无机层2，第二无机层2包括多层不同疏密度的薄膜组成的疏密结构。第二无机层2的疏密结构可与第一无机层1的堆叠结构相同，可以采用图3或图4所示的任意一种第一无机层1结构。
作为优选的实施方式，如图7所示，第一无机层1的上表面覆盖有功能层4。由于面板多功能整合技术的发展，也会采用到超薄薄膜封装结构，例如现有取代偏光片的COE技术(color filter on encapsulation，封装层上彩色滤光片)，为了提高视角亮度，超薄薄膜封装技术提供一种可能性(使彩色滤光层靠近有机发光半导体OLED)。功能层可为平坦层，或应力消除层，或YOCTA(一体型触摸式显示屏)过程中使用的层，或COE过程中所使用的层，或光感器件所用到的层。
本发明还提供一种有机发光二极管器件，即OLED器件，包括基板5以及设置于基板5上的功能器件，还包括如上述任一实施例中涉及的薄膜封装结构，即使用第一有机层3、具有堆叠结构的第一无机层1形成的薄膜封装结构，用于将功能器件封装于基板5上。
本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种超薄型的薄膜封装结构，该薄膜封装结构可有效进行异物的覆盖，提高封装可靠性；并且薄膜封装结构可用于柔性弯曲可折叠显示屏；采用第一有机层采用SiOC取代现有量产中所使用的油墨材料，可避免油墨溢流问题，故可采用减少阻挡层或无阻挡层，达到窄边框效果。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (15)
1.一种用于OLED封装的薄膜封装结构，其特征在于，所述薄膜封装结构包括依次覆盖于所述基板上表面的第一有机层以及第一无机层，其中，所述第一无机层包括复数层薄膜层形成的堆叠结构。
2.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一有机层的材料包括SiOC。
3.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一有机层的厚度为0.3～0.8um。
4.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一无机层的复数层薄膜层包括SiNx层和/或SiON层和/或SiOx层和/或AlOx层和/或TiOx层。
5.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，第一无机层的厚度为0.6～1.2um。
6.根据权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述堆叠结构包括材料相同或材料不同的第一无机薄膜层、第二无机薄膜层以及第三无机薄膜层中的至少两种薄膜层形成。
7.根据权利要求6所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述堆叠结构包括复数层所述第一无机薄膜层和复数层所述第二无机薄膜层交叠形成，单层所述第一无机薄膜层与单层所述第二无机薄膜层的厚度均为10～30nm，且所述第一无机薄膜层的厚度小于所述第二无机薄膜层的厚度。
8.根据权利要求6所述的薄膜封装结构，其特征在于，当所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层的材料相同时，所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层的材料具有不同的疏密度。
9.根据权利要求6所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述堆叠结构包括所述第一无机薄膜层、所述第二无机薄膜层以及所述第三无机薄膜层交叠形成，所述第三无机薄膜层设置于所述第一无机薄膜层与所述第二无机薄膜层之间。
10.根据权利要求9所述的薄膜封装结构，其特征在于，单层所述第一无机薄膜层、单层所述第二无机薄膜层以及单层所述第三无机薄膜层的厚度均为10～30nm，所述第一无机薄膜层的厚度小于所述第二无机薄膜层的厚度，所述第三无机薄膜层的厚度大于所述第一无机薄膜层的厚度且小于所述第二无机薄膜层的厚度。
11.根据权利要求6所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述堆叠结构包括所述第一无机薄膜层和所述第三无机薄膜层，且单层所述第一无机薄膜层以及单层所述第三无机薄膜层的厚度均为10～30nm。
12.根据权利要求11所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一无机薄膜层的材料包括AlOx，所述第三无机薄膜层的材料包括SiOx，所述第三无机薄膜层设置于所述第一无机薄膜层和所述第一有机层之间。
13.根据权利要求1-11中任一所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一无机层的上表面覆盖有第二无机层，所述第二无机层包括多层不同疏密度的薄膜组成的疏密结构。
14.根据权利要求1中所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述第一无机层的上表面覆盖有功能层。
15.一种有机发光二极管器件，包括基板以及设置于所述基板上的功能器件，其特征在于，还包括如权利要求1-14中任一所述的薄膜封装结构，用于将所述功能器件封装于所述基板上。
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