CN114094033A - Oled封装方法和oled封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OLED封装方法，包括如下步骤：步骤S1、提供基板，在基板上形成显示功能层；步骤S2、在基板上形成围绕显示功能层的第一阻挡层，并对第一阻挡层进行图案化，形成位于第一阻挡层上的多个流道；步骤S3、在基板上形成围绕第一阻挡层的第二阻挡层；步骤S4、在基板上形成围绕第二阻挡层的第三阻挡层；步骤S5、在基板上形成第一无机封装层；步骤S6、在第一无机封装层上形成有机封装层；步骤S7、在有机封装层上形成第二无机封装层。本发明还涉及一种OLED封装结构。

Description

OLED封装方法和OLED封装结构

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种OLED封装方法和OLED封装结构。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)具备自发光、高亮度、宽视角、高对比度、可挠曲、低能耗等特性，因此OLED显示技术被广泛应用在手机屏幕、电脑显示器、全彩电视等。OLED通常包括：基板、设于基板上的阳极、设于阳极上的空穴注入层、设于空穴注入层上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的电子传输层、设于电子传输层上的电子注入层及设于电子注入层上的阴极。OLED器件的发光原理为半导体材料和有机发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。具体的，OLED器件通常采用氧化铟锡(ITO)像素电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。OLED通过以可绕曲的塑料基板等为载体时可实现柔性显示，再配合薄膜封装制程，即可实现可绕曲的柔性OLED显示器。

OLED的有机发光器件易受由内在因素导致的劣化(例如由氧气导致的电极和发光层的劣化、由发光层与界面之间的反应导致的劣化)和由外部因素导致的劣化(例如，外部水分、氧气、紫外线和制造条件)的影响。因此封装是OLED制造过程中至关重要的一个环节，封装的优劣程度直接影响其密封性，进而导致产品使用寿命和质量发生较大的变化。

在现有的OLED封装工序中所制备的封装层包括无机层和有机层，通过数层的叠加达到封装效果，一般采用真空沉积的方法制备无机层、用喷墨打印的方法制备有机层。因为喷墨打印喷头之间会有间隙，所以喷墨打印之后的有机层，一般是通过静止流平的方式使有机层材料完全平铺到器件中形成覆盖封装。

现有的封装工艺存在的技术问题为：有机层膜厚的均一性以及线性度较难保证，从而影响封装层膜厚的均一性以及线性度，这对OLED封装质量及显示效果影响较大。

术语定义

本发明中所记载的“显示功能层”包括设于基板上的阳极层(阳极层包括设于基板上的阳极、设于阳极上的空穴注入层、设于空穴注入层上的空穴传输层)、发光层(发光层设于空穴传输层上)、阴极层(阴极层包括设于发光层上的电子传输层、设于电子传输层上的电子注入层及设于电子注入层上的阴极)。

本发明中记载的“显示区”为显示功能层沿着垂直于基板的方向的投影所覆盖的区域范围。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种OLED封装方法，该方法更利于有机层材料的流平，从而提高封装层的膜厚均匀性。

一方面，本发明提供一种OLED封装方法。包括如下步骤：

步骤S1、提供基板，在所述基板上形成显示功能层；

步骤S2、在所述基板上形成围绕显示功能层的第一阻挡层，并对第一阻挡层进行图案化，形成位于第一阻挡层上的多个流道；

步骤S3、在所述基板上形成围绕第一阻挡层的第二阻挡层；

步骤S4、在所述基板上形成围绕第二阻挡层的第三阻挡层；

步骤S5、在所述基板上形成第一无机封装层；

步骤S6、在所述第一无机封装层上形成有机封装层；

步骤S7、在所述有机封装层上形成第二无机封装层。

其中，由下至上依次层叠的第一无机封装层、有机封装层、第二无机封装层组成封装层。

其中，第二阻挡层的高度值不小于第一阻挡层的高度值，第三阻挡层的高度值大于第二阻挡层的高度值，封装层和显示功能层的高度值的和大于第三阻挡层的高度值。从而防止第三阻挡层增加OLED封装后的厚度。

本发明中，能够使用打印技术来制造(例如，沉积或图案化)有机封装层。例如，有机封装层材料能够溶解或以其它方式悬浮在载运流体(例如，溶剂)中，并且包括有机封装层材料的有机封装层能够通过喷墨打印及随后使载运流体蒸发以提供图案化层来形成。例如，能够将有机封装层材料以一定图案喷墨打印到衬底上作为有机化合物的液体混合物，图案化有机层涂布制造于衬底上的显示区的至少一部分并且随后通过固化工艺(例如，通过UV照明)凝固以便引起交联反应，由此形成图案化固态层。在另外的方法中，固相有机封装层材料能够被热汽化以经由喷射沉积到衬底上。在又另外的方法中，有机封装层材料能够溶解或以其它方式悬浮在载运流体中，并且包括有机封装层材料的有机封装层能够通过以下步骤来形成：将连续流体流从喷嘴分配到衬底上以形成线条及随后使载运流体蒸发以提供线条图案化层。此类方法通常能够称为有机“打印”技术，能够使用打印系统来实施。

本发明人已认识到，提高在显示区的封装层膜厚的均匀性的关键在于提高在显示区的有机封装层膜厚的均匀性，有机封装层材料溶解或以其它方式悬浮在载运流体，再通过有机“打印”技术将载运流体涂覆到衬底上，此时载运流体完全覆盖显示区，载运流体能够执行流动或分散操作，以便提升有机封装层的平整化或均匀性，载运流体的流动或分散操作的持续时间通常能够大于有机封装层材料固化的持续时间，因此在有机封装层材料固化形成有机封装层前，为了保证有机封装层膜厚的均一性以及线性度，需要抑制载运流体向非显示区的区域的溢出以及流动速度。

发明人意外发现，第一阻挡层、第二阻挡层、第三阻挡层的结合能通过减少或最小化不均或其它可见缺陷来提高显示区的封装层的均匀性。第一阻挡层通过流道设置能够增加与载运流体在流动或分散操作过程中的接触面积，从而抑制载运流体向非显示区的区域的流动速度，第二阻挡层和第三阻挡层的设置能通过与载运流体的物理接触来抑制载运流体向非显示区的区域的溢出。

另一方面，本发明提供一种OLED封装结构，包括：

基板；

设置在基板上的显示功能层；

围绕显示功能层的第一阻挡层，第一阻挡层上设置有多个流道；

围绕第一阻挡层的第二阻挡层，第一阻挡层和第二阻挡层之间的间隙为第一缓冲区；

围绕第二阻挡层的第三阻挡层，第二阻挡层和第三阻挡层之间的间隙为第二缓冲区；

设置在显示功能层上的封装层，封装层包括由下至上依次层叠的第一无机封装层、有机封装层、第二无机封装层，其中第一无机封装层和第二无机封装层均覆盖显示功能层、第一阻挡层、第一缓冲区、第二阻挡层、第二缓冲区、第三阻挡层，有机封装层覆盖显示功能层、第一阻挡层、第一缓冲区。

其中，第二阻挡层和第三阻挡层均为闭合的环绕结构，第二阻挡层的高度值不小于第一阻挡层的高度值，第三阻挡层的高度值大于第二阻挡层的高度值，封装层和显示功能层的高度值的和大于第三阻挡层的高度值。

优选的，第二阻挡层和第三阻挡层的竖直横截面均为梯形结构。

相比于现有技术，本发明的技术方案至少存在以下有益效果：

1.第一阻挡可以提高OLED封装工序中制备的有机封装层的均匀性及线性度，从而提升封装效果，能够提升产品品质及良率；

2.在有机封装层的制备过程中，载运流体在衬底上进行有机“打印”后，载运流体涂覆较多的区域，或者线性度不佳时在流动或分散操作过程中，第二阻挡层和第三阻挡层能抑制载运流体向第三阻挡层的外侧溢出导致载运流体无法完全覆盖显示区从而封装失效。

下面结合具体实施例进行说明。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的OLED封装结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的OLED封装结构去除封装层后的俯视图；

图3为图2局部A的放大图。

其中，附图标记为：1.基板；2.显示功能层；31.第一阻挡层；311.矩形块；312.流道；32.第二阻挡层；33.第三阻挡层；41.第一无机封装层；42.第二无机封装层；5.有机封装层。

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做出创造性劳动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。

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：

OLED：Organic Light-Emitting Diode有机发光二极管；

TFE：Thin Film encapsulation薄膜封装；

PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition等离子体增强化学的气相沉积法；

UV：Ultravioletray紫外光。

如图1-2所示，本实施例提供一种OLED封装结构，包括：

基板1；

设置在基板1上的显示功能层2；

围绕显示功能层的第一阻挡层31，第一阻挡层31上设置有多个流道312；

围绕第一阻挡层31的第二阻挡层32，第一阻挡层31和第二阻挡层32之间的间隙为第一缓冲区；

围绕第二阻挡层32的第三阻挡层33，第二阻挡层32和第三阻挡层33之间的间隙为第二缓冲区；

设置在显示功能层2上的封装层，封装层包括由下至上依次层叠的第一无机封装层41、有机封装层5、第二无机封装层42，其中第一无机封装层41和第二无机封装层42均覆盖显示功能层2、第一阻挡层31、第一缓冲区、第二阻挡层32、第二缓冲区、第三阻挡层33，有机封装层5覆盖显示功能层2、第一阻挡层31、第一缓冲区。

本实施例中，第一阻挡层31的高度值小于第二阻挡层32的高度值，第二阻挡层32的高度值小于第三阻挡层33的高度值，封装层和显示功能层2的高度值的和大于第三阻挡层31的高度值。

如图3所示，本实施例中，第一阻挡层31包括若干个独立的矩形块311，矩形块311排成两列，相邻的阻挡块311之间存在间隙，相邻的间隙组成非直线形的流道312。

本实施例中的封装层可以采用现有技术中的TFE工艺进行制备。

本实施例还提供一种OLED封装方法。包括如下步骤：

步骤S1、提供基板1，在所述基板上形成显示功能层2；

步骤S2、在所述基板1上形成围绕显示功能层2的第一阻挡层31，并对第一阻挡层31进行图案化，形成位于第一阻挡层31上的多个流道；

步骤S3、在所述基板1上形成围绕第一阻挡层31的第二阻挡层32；

步骤S4、在所述基板1上形成围绕第二阻挡层32的第三阻挡层33；

步骤S5、在所述基板1上形成第一无机封装层41；

步骤S6、在所述第一无机封装层41上形成有机封装层5；

步骤S7、在所述有机封装层5上形成第二无机封装层42。

本实施例中，基板1为可绕曲的塑料基板，步骤S1中可以采用现有技术方案在塑料基板上制备显示功能层2，显示功能层2的具体结构为：自下而上依次包括阳极、有机发光材料层、阴极。

本实施例中，形成第一阻挡层31、第二阻挡层32、第三阻挡层33的具体过程为：

步骤一，在基板1上内采用现有技术涂布黑色的聚苯乙烯材料；

步骤二，使用第一半色调掩膜版通过曝光工艺形成第一阻挡层31，第一半色调掩膜版上设置有第一透光区，第一透光区上设置有图案，在紫外光的照射下，紫外光经过第一透光区照射在基板1上形成第一阻挡层31的区域内，位于该区域的涂布的黑色的聚苯乙烯材料固化形成对应图案(即多个独立的矩形块311)，该区域未固化的聚苯乙烯材料在后续除去后露出基板1并形成流道312；

步骤三，使用第二半色调掩膜版通过曝光工艺形成第二阻挡层32，第二半色调掩膜版上设置有第二透光区；

步骤四，使用第三半色调掩膜版通过曝光工艺形成第三阻挡层33，第三半色调掩膜版上设置有第三透光区；

步骤五，除去基板1上未固化的聚苯乙烯材料。

其中，第三透光区和透光充分，第一透光区、第二透光区透光相对较低，若透光率越高，对应区域涂布的黑色的聚苯乙烯材料固化越完全，因此通过控制一透光区、第二透光区、第三透光区的透光率，从而形成第一阻挡层31、第二阻挡层32、第三阻挡层33的高度差。

为了使得封装后的OLED小型化，在不影响显示效果的情况下第一阻挡层31和显示功能层2之间的间隙要尽可能的小。

本实施例中，封装层包括由下至上依次层叠的第一无机封装层41、有机封装层5、第二无机封装层42，有机封装层5上下分别被第一无机封装层41、第二无机封装层42包裹。其中，制备有机封装层5的有机封装层材料一般可以是甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、酚醛树脂类等有机材料，折射率通常在0.4-1.3之间；第一无机封装层41、第二无机封装层42的成分一般可以是氮化硅、氧化硅、碳氧化硅、氧化铝等无机材料，折射率在1.9-2.5之间。显示功能层2产生的光从第一无机封装层41(光密介质)射向与有机封装层5(光疏介质)的交界面时，随着光在第一无机封装层41中的入射角度不断增大，其在有机封装层5的折射角也不断增大且先于入射角增大到了90°，此时若再增大入射角，则光线全部反射回第一无机封装层41，发生全反射，造成OLED的发光亮度和效率降低。因此若增加封装层的有机封装层与无机封装层的层数，虽然会提示封装效果但导致全反射次数增多，出光率更低，OLED出光率直接影响到显示效果，因此综合考虑OLED出光率和封装效果，封装层设置为由下至上依次层叠的第一无机封装层41、有机封装层5、第二无机封装层42的结构是合适的，能显著提高阻挡水氧的能力。

本实施例中，制备第一无机封装层41和第二无机封装层42的材料优选的为SiN_x。制备第一无机封装层41和第二无机封装层42的工艺优选的采用PECVD沉积工艺。优选的，第一无机封装层41和第二无机封装层42的膜层厚度均为200-800nm，第一无机封装层41和第二无机封装层42的膜层折射率在1.9-2.5之间。

本实施例中，制备有机封装层5采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)；将MMA溶于甲苯等有机溶剂中，并加入光引发剂制成形成均匀性良好的悬浮液；然后用喷墨打印的方式在第一无机封装层41上涂布悬浮液，经过干燥及UV光固化形成有机封装层5。优选的，有机封装层5的厚度为2-10um。在将悬浮液用喷墨打印的方式在第一无机封装层41上涂布悬浮液后，悬浮液覆盖显示区并且集中在第一阻挡层31内，随后悬浮液执行流动或分散操作，此时悬浮液会通过第一阻挡层31的流道312流向第一缓冲区流动，由于流道312的弯折结构以及多流道312的分布结构，使得悬浮液经过第一阻挡层31的流动速度显著降低且更利于流平，提高有机封装层5在显示区的膜厚均匀性，从而提高OLED的出光均匀性。流道312的宽度为相邻的矩形块311之间的间隙宽度，流道312的深度为第一阻挡层31的厚度减去第一无机封装层41的厚度。通过控制流道312的宽度和深度能进一步降低悬浮液的流动速度。

第一缓冲区用于容纳部分从第一阻挡层31内溢出的悬浮液，通过设置第二阻挡层32从而抑制悬浮液的溢出，第二缓冲区用于容纳少量从第二阻挡层32内溢出的悬浮液，第三阻挡层33防止悬浮液向第三阻挡层33的外侧溢出导致悬浮液无法完全覆盖显示区。悬浮液在执行流动或分散操作的过程中也在进行UV光固化，因此悬浮液在执行流动或分散操作的过程中会逐渐固化成有机封装层5。第二缓冲区的宽度小于第一缓冲区的宽度。优选的，第二缓冲区的宽度为第一缓冲区的宽度的1/3，此时能兼顾OLED小型化和对于悬浮液的容纳效果。

本发明的OLED封装方法，通过对形成于OLED器件上第一阻挡层进行图案化得到多个流道312，在第一阻挡层的外围设置第二阻挡层和第三阻挡层，、使得有机封装层材料的流动或分散操作被抑制，更利于流平，提高有机封装层5膜厚均匀性，进而提高封装层膜厚的均一性以及线性度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种OLED封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、提供基板，在所述基板上形成显示功能层；

步骤S2、在所述基板上形成围绕所述显示功能层的第一阻挡层，并对所述第一阻挡层进行图案化，形成位于所述第一阻挡层上的多个流道；

步骤S3、在所述基板上形成围绕所述第一阻挡层的第二阻挡层；

步骤S4、在所述基板上形成围绕所述第二阻挡层的第三阻挡层；

步骤S5、在所述基板上形成第一无机封装层；

步骤S6、在所述第一无机封装层上形成有机封装层；

步骤S7、在所述有机封装层上形成第二无机封装层。

2.根据权利要求1所述的OLED封装方法，其特征在于，制备所述第一无机封装层和所述第二无机封装层的材料为SiN_x。

3.根据权利要求2所述的OLED封装方法，其特征在于，采用PECVD沉积工艺制备所述第一无机封装层和所述第二无机封装层。

4.根据权利要求2所述的OLED封装方法，其特征在于，制备所述有机封装层的材料为甲基丙烯酸甲酯。

5.根据权利要求4所述的OLED封装方法，其特征在于，将所述甲基丙烯酸甲酯溶于甲苯，并加入光引发剂制成悬浮液，然后用喷墨打印的方式在所述第一无机封装层上涂布所述悬浮液，经过干燥及UV光固化形成所述有机封装层。

6.根据权利要求1所述的OLED封装方法，其特征在于，所述基板为可绕曲的塑料基板。

7.一种OLED封装结构，其特征在于，包括：

基板；

设置在所述基板上的显示功能层；

围绕所述显示功能层的第一阻挡层，所述第一阻挡层上设置有多个流道；

围绕所述第一阻挡层的第二阻挡层，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层之间的间隙为第一缓冲区；

围绕所述第二阻挡层的第三阻挡层，所述第二阻挡层和所述第三阻挡层之间的间隙为第二缓冲区；

设置在所述显示功能层上的封装层，所述封装层包括由下至上依次层叠的第一无机封装层、有机封装层、第二无机封装层，所述第一无机封装层和所述第二无机封装层均覆盖所述显示功能层、所述第一阻挡层、所述第一缓冲区、所述第二阻挡层、所述第二缓冲区、所述第三阻挡层，所述有机封装层覆盖所述显示功能层、所述第一阻挡层、所述第一缓冲区。

8.根据权利要求7所述的OLED封装结构，其特征在于：所述第二阻挡层和所述第三阻挡层均为闭合的环绕结构。

9.据权利要求7所述的OLED封装结构，其特征在于：所述第一阻挡层包括若干个独立的矩形块，所述矩形块排成两列，相邻的所述阻挡块之间存在间隙，相邻的所述间隙组成非直线形的所述流道。

10.根据权利要求7所述OLED封装结构，其特征在于：所述第二阻挡层的高度值不小于所述第一阻挡层的高度值，所述第三阻挡层的高度值大于所述第二阻挡层的高度值，所述封装层和所述显示功能层的高度值的和大于所述第三阻挡层的高度值。

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