CN116347957A - 一种硅基oled封装结构及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于硅基OLED技术领域的硅基OLED封装结构。衬底基板(10)上设置阳极结构(20)；衬底基板(10)表面设置沟槽(110)；阳极结构(20)上设置OLED及器件结构(30)，第一层膜层(40)布置在衬底基板(10)表面，第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)内，且第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)的部位呈倒梯形结构，第一层膜层(40)表面设置第二层混合封装保护膜层(50)，第二层混合封装保护膜层(50)与衬底基板(10)表面的沟槽(110)内的第一层膜层(40)形成耦合连接结构。本发明所述的硅基OLED封装结构，提升TFE封装膜层与基板(OLED器件)的结合强度以及优化TFE封装层抵抗抗水氧侵蚀的性能的目的，从而延长OLED器件的使用寿命。

Description

一种硅基OLED封装结构及封装方法

技术领域

本发明属于硅基OLED技术领域，更具体地说，是涉及一种硅基OLED封装结构，本发明还涉及一种硅基OLED封装方法。

背景技术

硅基OLED技术是当前VR、AR的最受欢迎的技术方案，硅基OLED还广泛应用于军事、医疗等领域。硅基OLED技术基础为有机发光二极管，但有机物易于水汽氧气结合反应从而变性，进而影响其发光效能机具降低，当前主流OLED显示器为抵御水氧的侵蚀，通常在其表面制备一层TFE膜层用以保护。近年为提升TFE膜层的封装性能，其结构设计和制备方法越发丰富多样，但依然存在因TFE膜层失效引发的产品良率损失。传统的硅基OLED薄膜封装技术是在wafer基板表面直接制备TFE膜层，在OLED器件表面形成无机/有机的层状交替结构，进而形成阻隔水氧的屏障。但该薄膜封装技术在使用第一层封装膜层时为了避免有机物制备过程影响OLED的寿命，通常只能使用无机物。但实际制备的第一层无机物薄膜因自身的应力较大常常造成TFE膜层的剥落(Peeling)。原子层沉积技术(ALD)因其独特的成膜方式和其致密的膜质特征，以逐渐被应用于TFE薄膜封装结构中。常见的ALD方式制备出的50nm的封装膜层AlOX,就具备较优异的水氧阻隔性能，但因材质AlOX为两性氧化物，易与酸碱等物质反应，故其性能在实际使用中稳定性较差。尤其是硅基OLED技术中，TFE膜层制备完成后通常需要使用TFE Pad Open工序，该工序中一般使用Photo工艺，该工艺中的相关药液(如TMAH等)实际对已制备的TFE膜层表面存在轻微腐蚀现象，恶化了TFE膜层的性能。

综上，现有技术的缺陷：传统的硅基OLED薄膜封装技术是在wafer基板表面直接制备TFE膜层，在OLED器件表面形成无机/有机的层状交替结构，进而形成阻隔水氧的屏障。但该薄膜封装技术在使用第一层封装膜层时为了避免有机物制备过程影响OLED的寿命，通常只能使用无机物。但实际制备的第一层无机物薄膜因自身的应力较大常常造成TFE膜层的剥落(Peeling)。在硅基OLED技术中，TFE膜层制备完成后通常需要使用TFE Pad Open工序，该工序中一般使用Photo工艺，该工艺中的相关药液(如TMAH等)实际对已制备的TFE膜层表面存在轻微腐蚀现象，恶化了TFE膜层的性能。

现有技术中有名称为“一种OLED微型显示面板和显示装置”、公开号为“211605158U”的技术，该OLED微型显示面板包括硅基衬底及位于硅基衬底上的OLED像素层；薄膜封装层，位于OLED像素层远离所述硅基衬底一侧；支撑部，位于薄膜封装层远离硅基衬底一侧；且围绕OLED微型显示面板的显示区设置；支撑部包括第一部和第二部；第一部位于薄膜封装层背离硅基衬底的一侧；第二部位于第一部背离硅基衬底的一侧；第一部与第二部在支撑部朝向显示区的一侧形成台阶结构；盖板，设置在台阶结构上；粘接胶层，填充设置于盖板与薄膜封装层之间。该技术没有涉及本申请的技术问题和技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种步骤简单，有效控制制备成本，实现综合提升TFE封装膜层与基板(OLED器件)的结合强度以及优化TFE封装层抵抗抗水氧侵蚀的性能的目的，从而延长OLED器件的使用寿命的硅基OLED封装方法。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种硅基OLED封装方法，所述的硅基OLED封装方法的封装步骤为：

S1.制作衬底基板，在衬底基板上制作阳极结构；在衬底基板表面制备阵列状的沟槽；沟槽为环形或方形，沟槽截面呈倒梯形，沟槽环绕阳极结构；

S2.在包括阵列状倒梯形沟槽的衬底基板上制备OLED及器件结构，再利用原子层沉积技术制备第一层封装膜层，第一层膜层沿基板衬底表面布置，第一层膜层对沟槽及OLED及器件结构形成包裹结构；

S3.利用化学气相沉积或打印方式制备第二层混合封装保护膜层50，第二层混合封装保护膜层位于第一层封装膜层表面，第二层混合封装保护膜层与沟槽形成耦合连接结构；

S4.利用原子层沉积技术制备第三层保护层，第三层保护层位于第二层混合封装保护膜层表面，最终得到带有耦合结构且具备抗Photo工艺药液侵蚀功能的硅基OLED封装结构。

所述的第一层膜层沿基板衬底表面布置，对沟槽及OLED及器件结构形成包裹结构时，第一层膜层布置在衬底基板表面，第一层膜层延伸到沟槽内，且延伸到沟槽的部位呈倒梯形结构，第一层膜层同时覆盖OLED及器件结构，第一层膜层为整体成型结构。

所述的第一层封装膜层由原子层沉积技术制备到得，第一层封装膜层的厚度范围在50nm～100nm。

所述的第二层封装膜层由化学气相沉积方式或由化学气相沉积与IJP打印形成的混合结构获得，第二层封装膜层的厚度范围为1um～3um。

所述的第二层封装膜层制备时填充进入衬底基板表面的第一层膜层延伸到沟槽的部位呈倒梯形结构。

所述的第三层保护层由原子层方式制备获得，第三层保护层的膜质为氧化钛，第三层保护层的膜厚范围为1nm～10nm。

所述的第一层膜层、第二层封装膜层、第三层保护层均覆盖衬底基板上的阳极结构布置位置形成的需封装区域和多个沟槽形成的沟槽区域。

本发明还涉及一种能够实现综合提升TFE封装膜层与基板(OLED器件)的结合强度以及优化TFE封装层抵抗抗水氧侵蚀的性能的目的，从而延长OLED器件的使用寿命的硅基OLED封装结构。

所述的硅基OLED封装结构包括衬底基板，衬底基板上设置阳极结构；衬底基板表面设置阵列状的沟槽；沟槽为环形或方形，沟槽截面呈倒梯形，沟槽环绕阳极结构；阳极结构上设置OLED及器件结构，第一层膜层布置在衬底基板表面，第一层膜层延伸到沟槽内，且第一层膜层延伸到沟槽的部位呈倒梯形结构，第一层膜层同时覆盖OLED及器件结构，第一层膜层为整体成型结构，第一层膜层表面设置第二层混合封装保护膜层，第二层混合封装保护膜层与衬底基板表面的沟槽内的第一层膜层形成耦合连接结构；第二层混合封装保护膜层表面设置第三层保护层。

所述的第一层封装膜层厚度范围在50nm～100nm；第二层封装膜层厚度范围在1um～3um。所述的第三层保护层的膜质为氧化钛，膜厚范围在1nm～10nm。

采用本发明的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：

本发明所述的硅基OLED封装结构及方法，创新点首先体现在提供一种新型硅基OLED封装方法及封装结构，在阳极流程中，在衬底基板表面围绕产品显示区域(AA区)制备阵列状倒梯形结构的沟槽，通过后续TFE膜层沉积时与衬底基板表面阵列状倒梯形结构形成稳固的耦合结构，并延长TFE与基板的结合表面积；再通过在TFE最表层制备抗Photo制程药液侵蚀的ALD膜层以提升TFE薄膜抗后续药液侵蚀的能力。与现有技术相比，本发明的封装结构及方法，通过设计在硅基OLED显示衬底基板上的阵列状倒梯形结构，提升器件表面TFE封装膜层与衬底基板之间的结合强度，并通过设计出的围绕显示区(AA区)的阵列状倒梯形结构极大的延长了TFE膜层侧面侵蚀路径，不但解决TFE膜层与硅基OLED器件比较常见的剥落(Peeling)问题，同时还改善TFE膜层的封装，让硅基OLED器件寿命大幅提升。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的硅基OLED封装结构的剖视结构示意图；

图2为本发明所述的硅基OLED封装结构的S1步骤的流程示意图；

图3为本发明所述的硅基OLED封装结构的S2步骤的流程示意图；

图4为本发明所述的硅基OLED封装结构的俯视结构示意图；

附图中标记分别为：10、衬底基板；110、沟槽；101、梯形沟槽底部；102、倒梯形沟槽上部；120、沟槽区域；20、阳极结构；210、需封装区域；30、OLED及器件结构；40、第一层膜层；50、第二层混合封装保护膜层；60、第三层保护层。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1-附图4所示，本发明为一种硅基OLED封装方法，所述的硅基OLED封装方法的封装步骤为：

S1.制作衬底基板10，在衬底基板10上制作阳极结构20；在衬底基板10表面制备阵列状的沟槽110；沟槽110为环形或方形，沟槽110截面呈倒梯形，沟槽110环绕阳极结构20；S2.在包括阵列状倒梯形沟槽110的衬底基板10上制备OLED及器件结构30，再利用原子层沉积技术制备第一层封装膜层40，第一层膜层40沿基板衬底10表面布置，第一层膜层对沟槽110及OLED及器件结构30形成包裹结构；S3.利用化学气相沉积或打印方式制备第二层混合封装保护膜层50，第二层混合封装保护膜层50位于第一层封装膜层40表面，第二层混合封装保护膜层50与沟槽110形成耦合连接结构；S4.利用原子层沉积技术制备第三层保护层60，第三层保护层60位于第二层混合封装保护膜层50表面，最终得到带有耦合结构且具备抗Photo工艺药液侵蚀功能的硅基OLED封装结构。上述结构，针对现有技术中的不足，提出改进的技术方案。本发明的创新点，首先体现在提供一种新型硅基OLED封装方法及封装结构，在阳极流程中，在衬底基板10表面围绕产品显示区域(AA区)制备阵列状倒梯形结构的沟槽110，通过后续TFE膜层沉积时与衬底基板表面阵列状倒梯形结构形成稳固的耦合结构，并延长TFE与基板的结合表面积；再通过在TFE最表层制备抗Photo制程药液侵蚀的ALD膜层以提升TFE薄膜抗后续药液侵蚀的能力。与现有技术相比，本发明的方法通过设计在硅基OLED显示衬底基板上的阵列状倒梯形结构，提升器件表面TFE封装膜层与衬底基板之间的结合强度，并通过设计出的围绕显示区(AA区)的阵列状倒梯形结构极大的延长了TFE膜层侧面侵蚀路径，不但解决TFE膜层与硅基OLED器件比较常见的剥落(Peeling)问题，同时还改善TFE膜层的封装，让硅基OLED器件寿命大幅提升。本发明所述的硅基OLED封装方法，步骤简单，有效控制制备成本，实现综合提升TFE封装膜层与基板(OLED器件)的结合强度以及优化TFE封装层抵抗抗水氧侵蚀的性能的目的，从而延长OLED器件使用寿命。

所述的第一层膜层40沿基板衬底10表面布置，对沟槽110及OLED及器件结构30形成包裹结构时，第一层膜层40布置在衬底基板10表面，第一层膜层40延伸到沟槽110内，且延伸到沟槽110的部位呈倒梯形结构，第一层膜层40同时覆盖OLED及器件结构30，第一层膜层40为整体成型结构。上述步骤，在基板衬底10表面先布置阳极结构20，再在阳极结构20表面布置OLED及器件结构30，然后再将第一层膜层40沿基板衬底10表面布置，通过第一层膜层40的布置，第一层膜层40同时覆盖沟槽110、OLED及器件结构30。

所述的第一层封装膜层40由原子层沉积技术制备到得，第一层封装膜层40的厚度范围在50nm～100nm。上述结构，第一层封装膜层40由原子层沉积技术制备，制备工艺简单，成本低，厚度控制可靠。

所述的第二层封装膜层40由化学气相沉积方式或由化学气相沉积与IJP打印形成的混合结构获得，第二层封装膜层50的厚度范围为1um～3um。上述结构，第二层封装膜层50选用两种方式中的一种制成，或是化学气相沉积方式，或是由化学气相沉积与IJP打印方式，这两种方式都是现有的，而本发明中将该方式用于封装方法的制备。

所述的第二层封装膜层50制备时填充进入衬底基板10表面的第一层膜层40延伸到沟槽110的部位呈倒梯形结构。上述结构，沟槽的设置是本发明的关键创新点之一，第一层膜层40设置时延伸到每个沟槽内，并且第一层膜层40延伸到沟槽内形成的部位仍然为倒梯形，使得第一层膜层和沟槽之间可靠结合，而后，第二层封装膜层50形成时也延伸到沟槽内，使得第二层封装膜层50与沟槽可靠结合。

所述的第三层保护层60由原子层方式制备获得，第三层保护层60的膜质为氧化钛，第三层保护层60的膜厚范围为1nm～10nm。第三层保护层60为原子层沉积(ALD)，第三层保护层60具备抗Photo制程药液侵蚀的能力，从而可以提升TFE薄膜抗后续药液侵蚀的能力。

所述的第一层膜层40、第二层封装膜层50、第三层保护层60均覆盖衬底基板10上的阳极结构20布置位置形成的需封装区域210和多个沟槽110形成的沟槽区域120。上述结构，衬底基板为方形体结构，而阳极结构和OLED及器件结构30布置在衬底基板一侧表面中间位置，而同样设置在衬底基板上的沟槽环绕阳极结构20布置。这样，使得封装结构各层成型后，连接可靠，且具备抗后续药液侵蚀的能力。

本发明还涉及一种能够实现综合提升TFE封装膜层与基板(OLED器件)的结合强度以及优化TFE封装层抵抗抗水氧侵蚀的性能的目的，从而延长OLED器件的使用寿命的硅基OLED封装结构。

所述的硅基OLED封装结构包括衬底基板10，衬底基板10上设置阳极结构20；衬底基板10表面设置阵列状的沟槽110；沟槽110为环形或方形，沟槽110截面呈倒梯形，沟槽110环绕阳极结构20；阳极结构20上设置OLED及器件结构30，第一层膜层40布置在衬底基板10表面，第一层膜层40延伸到沟槽110内，且第一层膜层40延伸到沟槽110的部位呈倒梯形结构，第一层膜层40同时覆盖OLED及器件结构30，第一层膜层40为整体成型结构，第一层膜层40表面设置第二层混合封装保护膜层50，第二层混合封装保护膜层50与衬底基板10表面的沟槽110内的第一层膜层40形成耦合连接结构；第二层混合封装保护膜层50表面设置第三层保护层60。

所述的第一层封装膜层40厚度范围在50nm～100nm；第二层封装膜层厚度范围在1um～3um。所述的第三层保护层由原子层方式制备获得，其膜质为氧化钛，膜厚范围在1nm～10nm。

本发明所述的硅基OLED封装结构及方法，创新点首先体现在提供一种新型硅基OLED封装方法及封装结构，在阳极流程中，在衬底基板表面围绕产品显示区域(AA区)制备阵列状倒梯形结构的沟槽，通过后续TFE膜层沉积时与衬底基板表面阵列状倒梯形结构形成稳固的耦合结构，并延长TFE与基板的结合表面积；再通过在TFE最表层制备抗Photo制程药液侵蚀的ALD膜层以提升TFE薄膜抗后续药液侵蚀的能力。与现有技术相比，本发明的封装结构及方法，通过设计在硅基OLED显示衬底基板上的阵列状倒梯形结构，提升器件表面TFE封装膜层与衬底基板之间的结合强度，并通过设计出的围绕显示区(AA区)的阵列状倒梯形结构极大的延长了TFE膜层侧面侵蚀路径，不但解决TFE膜层与硅基OLED器件比较常见的剥落(Peeling)问题，同时还改善TFE膜层的封装，让硅基OLED器件寿命大幅提升。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的硅基OLED封装方法的封装步骤为：

S1.制作衬底基板(10)，在衬底基板(10)上制作阳极结构(20)；在衬底基板(10)表面制备阵列状的沟槽(110)；沟槽(110)为环形或方形，沟槽(110)截面呈倒梯形，沟槽(110)环绕阳极结构(20)；

S2.在包括阵列状倒梯形沟槽(110)的衬底基板(10)上制备OLED及器件结构(30)，再利用原子层沉积技术制备第一层封装膜层(40)，第一层膜层(40)沿基板衬底(10)表面布置，第一层膜层对沟槽(110)及OLED及器件结构(30)形成包裹结构；

S3.利用化学气相沉积或打印方式制备第二层混合封装保护膜层(50)，第二层混合封装保护膜层(50)位于第一层封装膜层(40)表面，第二层混合封装保护膜层(50)与沟槽(110)形成耦合连接结构；

S4.利用原子层沉积技术制备第三层保护层(60)，第三层保护层(60)位于第二层混合封装保护膜层(50)表面，最终得到带有耦合结构且具备抗Photo工艺药液侵蚀功能的硅基OLED封装结构。

2.根据权利要求1所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第一层膜层(40)沿基板衬底(10)表面布置，对沟槽(110)及OLED及器件结构(30)形成包裹结构时，第一层膜层(40)布置在衬底基板(10)表面，第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)内，且延伸到沟槽(110)的部位呈倒梯形结构，第一层膜层(40)同时覆盖OLED及器件结构(30)，第一层膜层(40)为整体成型结构。

3.根据权利要求1或2所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第一层封装膜层(40)由原子层沉积技术制备到得，第一层封装膜层(40)的厚度范围在50nm～100nm。

4.根据权利要求1或2所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第二层封装膜层(50)由化学气相沉积方式或由化学气相沉积与IJP打印形成的混合结构获得，第二层封装膜层(50)的厚度范围为1um～3um。

5.根据权利要求4所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第二层封装膜层(50)制备时填充进入衬底基板(10)表面的第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)的部位呈倒梯形结构。

6.根据权利要求5所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第三层保护层(60)由原子层方式制备获得，第三层保护层(60)的膜质为氧化钛，第三层保护层(60)的膜厚范围为1nm～10nm。

7.根据权利要求6所述的硅基OLED封装方法，其特征在于：所述的第一层膜层(40)、第二层封装膜层(50)、第三层保护层(60)均覆盖衬底基板(10)上的阳极结构(20)布置位置形成的需封装区域(210)和多个沟槽(110)形成的沟槽区域(120)。

8.一种硅基OLED封装结构，其特征在于：衬底基板(10)上设置阳极结构(20)；衬底基板(10)表面设置阵列状的沟槽(110)；沟槽(110)为环形或方形，沟槽(110)截面呈倒梯形，沟槽(110)环绕阳极结构(20)；阳极结构(20)上设置OLED及器件结构(30)，第一层膜层(40)布置在衬底基板(10)表面，第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)内，且第一层膜层(40)延伸到沟槽(110)的部位呈倒梯形结构，第一层膜层(40)同时覆盖OLED及器件结构(30)，第一层膜层(40)为整体成型结构，第一层膜层(40)表面设置第二层混合封装保护膜层(50)，第二层混合封装保护膜层(50)与衬底基板(10)表面的沟槽(110)内的第一层膜层(40)形成耦合连接结构；第二层混合封装保护膜层(50)表面设置第三层保护层(60)。

9.根据权利要求8所述的硅基OLED封装结构，其特征在于：所述的第一层封装膜层(40)厚度范围在50nm～100nm；第二层封装膜层厚度范围在1um～3um。

10.根据权利要求9所述的硅基OLED封装结构，其特征在于：所述的第三层保护层(60)的膜质为氧化钛，膜厚范围在1nm～10nm。

Images