TWI786834B

TWI786834B - 可撓式有機發光二極體封裝結構

Info

Publication number: TWI786834B
Application number: TW110134815A
Authority: TW
Inventors: 李湘耘; 蔡永誠; 李建樂; 王伯勛
Original assignee: 智晶光電股份有限公司
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202315187A

Abstract

本發明提供一種可撓式有機發光二極體封裝結構，包括：柔性基板、阻隔層、多個發光單元、第一阻水材料層、第二阻水材料層及柔性薄膜蓋板。柔性基板具有顯示區及圍繞顯示區的側緣封裝區；阻隔層形成於顯示區之表面並具有多個像素定義區；發光單元形成於像素定義區之中；第一阻水材料層形成於側緣封裝區之表面且鄰接阻隔層；第二阻水材料層覆蓋阻隔層、發光單元、第一阻水材料層及部分側緣封裝區之表面。柔性薄膜蓋板則形成於第二阻水材料層之上。

Description

可撓式有機發光二極體封裝結構

本發明係關於一種半導體封裝結構，尤指一種有機發光二極體之封裝結構。

有機發光二極體(OLED，Organic Light Emitting Diode)具有體積輕薄、可撓性、自發光性、反應速度快、高色彩飽和且製程簡單等優點，使有機發光二極體顯示模組已被廣泛地應用於小體積的電子裝置，例如：遊戲機、手機、PDA、智慧手錶或智慧手環之中。

然而，因有機發光二極體對於空氣中的水氧極度敏感，一但接觸環境中的水氣或氧氣，有機發光二極體顯示模組便會立刻出現不發亮的黑點，並伴隨像素單元發光特性的衰退。於現有技術中，如圖1所示，為一種應用於可撓式有機發光二極體(FOLED, Flexible OLED)的封裝膜堆疊結構，其封裝方式是先於柔性基板906表面形成接觸層908，而有機發光單元902則設置於接觸層908之上，隨後再利用原子層沈積(ALD, Atomic Layer Deposition)技術，於接觸層908與有機發光單元902上形成封裝結構904。所述封裝結構904由下至上依序包括：第一阻障層910上、介電層912、緩沖層914及第二阻障層916，而可藉由多層結構來阻隔水氧和氧氣的侵入。

然而，習知封裝結構係採用縱向多層薄膜的封裝方式，因此僅能有效阻隔於縱向方向侵入的水氧，並無法解決可撓式有機發光二極體於側向被水氧及氧氣滲透的問題。

是以，如何提供可有效阻擋水氧於縱向、橫向侵入的可撓式有機發光二極體封裝結構，為本發明欲解決的技術課題。

本發明之主要目的，在於提供一種可有效阻擋水氧於縱向、橫向侵入的可撓式有機發光二極體封裝結構。

為達前述之目的，本發明提供一種可撓式有機發光二極體封裝結構，包括：柔性基板，具有顯示區及圍繞顯示區的側緣封裝區；阻隔層，包括：第一阻隔層，形成於顯示區之表面並具有多個像素定義區；多個第二阻隔層，形成第一阻隔層之上並分別位於各像素定義區之間；多個發光單元，分別形成於各像素定義區之中；第一阻水材料層，形成於側緣封裝區之表面且鄰接第一阻隔層；第二阻水材料層，覆蓋第二阻隔層、發光單元、第一阻水材料層及部分側緣封裝區之表面；以及柔性薄膜蓋板，形成於第二阻水材料層之上。

於上述較佳實施方式中，其中第一阻水材料層包括：無機材料、第一低透水材料中之至少一者。

於上述較佳實施方式中，其中第二阻水材料層包括：有機材料、具交鏈反應性材料、第二低透水材料中之至少一者。

於上述較佳實施方式中，其中第二阻水材料層進一步包括吸水材料。

於上述較佳實施方式中，其中第二阻水材料層覆蓋側緣封裝區之表面的寬度大於或等於1 mm。

本發明另提供一種可撓式有機發光二極體封裝結構，包括：柔性基板，具有顯示區及圍繞顯示區的側緣封裝區；阻隔層，包括：第一阻隔層，形成於顯示區之表面並具有多個像素定義區；多個第二阻隔層，形成第一阻隔層之上並分別位於各像素定義區之間；多個發光單元，分別形成於各像素定義區之中；第一阻水材料層，形成於側緣封裝區之表面且鄰接第一阻隔層；第二阻水材料層，覆蓋第二阻隔層、發光單元及部分第一阻水材料層；第三阻水材料層，形成於側緣封裝區並覆蓋部分第一阻水材料層、部分第二阻水材料層及部分側緣封裝區之表面；以及柔性薄膜蓋板，形成於第二阻水材料層及第三阻水層之上。

於上述較佳實施方式中，其中第二阻水材料層於側緣封裝區形成不連續的阻水結構。

於上述較佳實施方式中，其中第三阻水材料層包括：有機材料及黏著性材料。

於上述較佳實施方式中，其中第三阻水材料層進一步包括吸水材料。

於上述較佳實施方式中，其中第三阻水材料層覆蓋側緣封裝區之表面的寬度大於或等於1 mm。

於上述較佳實施方式中，其中第三阻水材料層包括：第一低透水材料及黏著性材料。

於上述較佳實施方式中，，其中第三阻水材料層進一步包括吸水材料。

本發明的有益效果在於，所提供之可撓式有機發光二極體封裝結構可藉由於側緣封裝區形成多層且材質密度不同的阻水結構，阻隔水氧於橫向的侵入。另一方面，於縱向方向觀之，其僅具有雙層的阻水結構，讓可撓式有機發光二極體封裝結構也較不易因彎折延展，造成層疊結構的剝離或損壞。如此，使得可撓式有機發光二極體封裝結構在經過頻繁的彎折之後，仍可維持良好的水氧阻擋功能，而可有效延長可撓式有機發光二極體封裝結構的使用壽命。

本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。

本發明所提供之高穿透率顯示模組由被動有機發光二極體相關的製程所製作，而相關製程為本領域技術人員已知的技術，其製程細節在此就不再進行贅述。

首先，請參閱圖2A、圖2B及圖2C所示。圖2A係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第一實施例的剖面示意圖；圖2B係為圖2A中區域A之放大圖；圖2C係為圖2A中區域B之放大圖。需先說明的是，圖2A、圖2B及圖2C均省略繪示了可撓式有機發光二極體封裝結構中的正、負電極串列上、下蓋板及基板線路配置等習知封裝結構。

於圖2A中，所述可撓式(Flexible)有機發光二極體封裝結構1包括：柔性基板10、阻隔層11、多個發光單元12、第一阻水材料層13、第二阻水材料層14以及柔性薄膜蓋板15。

所述柔性基板10具有顯示區I及圍繞顯示區I的側緣封裝區II。所述阻隔層11則包括：第一阻隔層111及多個第二阻隔層112。其中，第一阻隔層111形成於顯示區I之表面，並具有多個像素定義區PD；而多個第二阻隔層112則形成第一阻隔層111之上，並分別位於各像素定義區PD之間。所述阻隔層係用於11用於覆蓋或區隔正、負電極串列(未示於圖中)。所述發光單元12係由有機發光二極體材料所製成，包括：電子注入層(EIL)、電子傳輸層(EIL)、有機發光層(EM)、電洞傳輸層(HTL)及電洞注入層(HIL)(未示於圖中)，且發光單元12分別形成於各像素定義區PD之中。

所述第一阻水材料層13形成於側緣封裝區II之表面，且鄰接第一阻隔層111。其中，第一阻水材料層13的材料包括：無機材料或第一低透水材料。所述無機材料可為：一氮化矽(SiN)、二氧化矽(SiO ₂)或氧化鋁(Al ₂O ₃)。所述第一低透水材料的水蒸氣穿透率(WVTR, Water Vapor Transmission Rate)介於10 ^-2~ 10 ^-6(單位：g/m ²/day)之間。

所述第二阻水材料層14覆蓋第二阻隔層112、發光單元12、第一阻水材料層13及部分側緣封裝區II之表面。其中，第二阻水材料層14的材料包括：有機材料、具交鏈反應性材料或第二低透水材料。所述第二低透水材料的水蒸氣穿透率介於10 ~ 10 ^-2(單位：g/m ²/day)之間。在其它可能的實施方式中，亦可於第二阻水材料層14中添加吸水材料，所述吸水材料在吸入水氣之後，其材質密度會增加，使得水氣的通透度下降。所述柔性薄膜蓋板15則形成於第二阻水材料層14之上。

請繼續參閱圖2B所示。因第一阻水材料層13、第二阻水材料層14具有不同的材質密度，而不同的材質密度會造成不同的水氧通透度，而可有效降低水氧的穿透率。於圖2B中，當水氧W由橫向侵入時，可藉由第二阻水材料層14作為第一道水氧阻擋結構；若是水氧W持續滲入，則由第一阻水材料層13作為第二道水氧阻擋結構；若是水氧W再持續滲入，則會由第一阻隔層111(如圖2A所示)作為第三道水氧阻擋結構。如此，藉由多層橫向的阻水結構，便可有效阻隔水氧W的橫向侵入。另一方面，於本實施例中，第二阻水材料層14覆蓋側緣封裝區II之表面的寬度L1大於或等於1 mm。因此，如第二阻水材料層14中添加有所述吸水材料，則第二阻水材料層14在吸收水氣後，寬度L1對應於第二阻水材料層14之區域的材質密度會增加，而可達到阻擋水氧W的功效。

請繼續參閱圖2C所示。於圖2C中，當水氧W由縱向侵入時，可藉由柔性薄膜蓋板15作為第一道水氧阻擋結構；若是水氧W持續滲入，則由第二阻水材料層14作為第二道水氧阻擋結構。於縱向的方向，所述柔性薄膜蓋板15及第二阻水材料層14不僅可阻擋水氧W的縱向侵入外，另一方面，在可撓式有機發光二極體封裝結構1進行彎折形變時，其僅雙層的結構也較不容易因彎折延展導致層疊結構的剝離或損壞，使可撓式有機發光二極體封裝結構1在經過頻繁的彎折使用之後，仍可維持良好的水氧阻擋功能，而可有效延長可撓式有機發光二極體封裝結構1的使用壽命。

請繼續參閱圖3A、圖3B及圖3C所示。圖3A係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第二實施例的剖面示意圖；圖3B係為圖3A中區域C之放大圖；圖3C係為圖3A中區域D之放大圖。本實施例之可撓式有機發光二極體封裝結構1各層元件結構及其功能與圖2A的第一實施例相同，在此就不再進行贅述。唯，差異之處在於，第二實施例之可撓式有機發光二極體封裝結構1另設置有第三阻水材料層16。

於本實施例中，所述第一阻水材料層13亦形成於側緣封裝區II之表面且鄰接第一阻隔層111；第二阻水材料層14會覆蓋於第二阻隔層112、發光單元12及部分第一阻水材料層13。而第三阻水材料層16則是形成於側緣封裝區II，並覆蓋部分第一阻水材料層13、部分第二阻水材料層14及部分側緣封裝區II之表面。另一方面，所述柔性薄膜蓋板15形成於第二阻水材料層14及第三阻水層16之上。

所述第三阻水材料層16的材料包括有機材料及黏著性材料，亦可為第一低透水材料及黏著性材料的組成，使得第三阻水材料層16同時具備阻絕水氧侵入及黏著的功能。於本實施例中，第三阻水材料層16可幫助黏合第一阻水材料層13、第二阻水材料層14及柔性薄膜蓋板15，使可撓式有機發光二極體封裝結構1於側緣封裝區II的層疊結構維持良好的緻密性。在其它可能的實施方式中，亦可於第三阻水材料層16中添加如第一實施例中的吸水材料。

請繼續參閱圖3B及圖3C所示。於圖3C中，各元件於縱向阻擋水氧W的方式與圖2C相同，在此就不再進行贅述。而於圖3B中，當水氧W由橫向侵入時，可藉由第三阻水材料層16作為第一道水氧阻擋結構；若是水氧W持續滲入，則藉由第一阻水材料層13或第二阻水材料層14作為第二道水氧阻擋結構；若是水氧W再持續滲入，再由第一阻隔層111(如圖3A所示)作為第三道水氧阻擋結構。另一方面，於本實施例中，第三阻水材料層16覆蓋側緣封裝區II之表面的寬度L2大於或等於1 mm。因此，如第三阻水材料層16中添加有所述吸水材料，則第三阻水材料層16在吸收水氣後，寬度L2對應於第三阻水材料層16之區域的材質密度會增加，而可達到阻擋水氧W的功效。

請繼續參閱圖4A、圖4B及圖4C所示。圖4A係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第三實施例的剖面示意圖；圖4B係為圖4A中區域E之放大圖；圖4C係為圖4A中區域F之放大圖。本實施例之可撓式有機發光二極體封裝結構1各層元件結構及其功能與圖3A的第二實施例相同，在此就不再進行贅述。唯，差異之處在於，於側緣封裝區II的第二阻水材料層14會在第一阻水材料層13上形成多個不連續的阻水結構141。如此，當水氧W由橫向侵入時，可藉由第三阻水材料層16作為第一道水氧阻擋結構；若是水氧W持續滲入，則藉由第一阻水材料層13或不連續的阻水結構141(如圖4B所示)作為第二道水氧阻擋結構；若是水氧W再持續滲入，再由第一阻隔層111(如圖4A所示)作為第三道水氧阻擋結構。

相較於習知技術，本發明所提供之可撓式有機發光二極體封裝結構可藉由於側緣封裝區形成多層且材質密度不同的阻水結構，阻隔水氧於橫向的侵入。另一方面，於縱向方向觀之，其僅具有雙層的阻水結構，讓可撓式有機發光二極體封裝結構也較不易因彎折延展，造成層疊結構的剝離或損壞。如此，使可撓式有機發光二極體封裝結構在經過頻繁的彎折使用之後，仍可維持良好的水氧阻擋功能，而可有效延長可撓式有機發光二極體封裝結構的使用壽命；故，本發明實為一極具產業價值之創作。

本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

A、B、C、D、E、F:區域

W:水氧

I:顯示區

II:側緣封裝區

L1、L2:寬度

PD:像素定義區

1:可撓式有機發光二極體封裝結構

10:柔性基板

11:阻隔層

111:第一阻隔層

112:第二阻隔層

12:發光單元

13:第一阻水材料層

14:第二阻水材料層

141:不連續的阻水結構

15:柔性薄膜蓋板

16:第三阻水材料層

902:有機發光單元

906:柔性基板

904:封裝結構

908:接觸層

910:第一阻障層

912:介電層

914:緩沖層

916:第二阻障層

圖1：係為習知可撓式有機發光二極體封裝結構的剖面示意圖；

圖2A：係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第一實施例的剖面示意圖；

圖2B：係為圖2A中區域A之放大圖；

圖2C：係為圖2A中區域B之放大圖；

圖3A：係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第二實施例的剖面示意圖；

圖3B：係為圖3A中區域C之放大圖；

圖3C：係為圖3A中區域D之放大圖；

圖4A：係為本發明所提供的可撓式有機發光二極體封裝結構之第三實施例的剖面示意圖；

圖4B：係為圖4A中區域E之放大圖；以及

圖4C：係為圖4A中區域F之放大圖；

A、B:區域