一种薄膜封装方法及其结构与流程

文档序号:12370676阅读:463来源:国知局
本申请涉及显示
技术领域
,具体讲,涉及一种薄膜封装方法及其结构。
背景技术
:电子器件尤其是有机电子器件对空气中的水汽和氧气特别敏感,因此需要对有机器件进行封装以保证器件的性能和使用寿命。目前柔性有机电子器件封装主要方法,是直接在器件表面制作阻挡水氧渗透性能优异的柔性薄膜结构。由于柔性的聚合物膜阻挡水氧渗透能力非常有限,而致密无针孔的无机膜阻挡水氧能力虽较高但达到一定厚度时则表现为刚性结构且易碎裂,因而目前国际上绝大多数的柔性封装研究都是基于有机/无机多层膜交替复合结构的封装技术开展的。其中,无机层的主要成膜方法有:物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、原子层沉积法(ALD)。ALD膜层水氧阻隔效果最佳,但由于ALD膜层致密性和应力比较大,与有机层热膨胀系数相差比较大,直接制备于有机层之上容易导致膜层开裂。鉴于此,特提出本申请。技术实现要素:本申请的首要发明目的在于提出一种薄膜封装方法。本申请的第二发明目的在于提出一种薄膜封装的结构。为了完成本申请的目的,采用的技术方案为:本申请涉及一种薄膜封装方法,至少包括以下步骤:将待封装器件表面依次制备第一无机材料层、有机材料层和第二无机材料层,在制备所述第一无机材料层和/或第二无机材料层时,先采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备无机层A,然后采用原子层沉积法在所述无机层A的表面制备无机层B;或,先采用原子层沉积法制备无机层B,然后采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在所述无机层B的表面制备无机层A。优选的,所述无机层A与所述无机层B的材料相同。优选的,在制备所述第一无机材料层时,所述待封装器件表面为金属铝层时,直接采用原子层沉积法在所述金属铝层制备无机层B1。优选的,在制备所述第一无机材料层和/或第二无机材料层时,先采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在所述待封装器件表面制备无机层A,然后采用原子层沉积法在所述无机层A的表面制备无机层B,最后在所述无机层B的表面通过物理气相沉积法或化学气相沉积法制备无机层C。优选的,所述无机层A、所述无机层B和所述无机层C的材料相同。优选的,所述无机材料层的材料选自氧化铝、氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。优选的,所述物理气相沉积法制备得到的无机层的厚度为50~200nm,所述化学气相沉积法制备得到的无机层的厚度为100nm~1μm,所述原子层沉积法制备得到的无机层的厚度为30~70nm。优选的,所述有机材料层采用涂布、喷墨打印或蒸镀的方法制备,所述有机材料层的材料选自丙烯酸酯、环氧树脂、聚对二甲苯、有机硅。优选的,所述待封装器件为有机发光二极管,所述有机发光二极管为顶发光有机发光二极管和/或底发光有机发光二极管。本申请涉及一种薄膜封装结构,所述薄膜封装结构设置于封装器件的表面,所述封装器件表面依次设置有第一无机材料层、有机材料层和第二无机材料层,所述第一无机材料层和/或第二无机材料层中包括采用原子层沉积法制备的无机层B;所述无机层B的至少一个表面上设置有采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果:采用原子层沉积得到的无机层最致密,所以膨胀系数最低;气相沉积法的无机层致密度较低,膨胀系数也较低;而有机层膨胀系数较高。本申请利用了物理气相沉积法或化学气相沉积法与原子层沉积法制备得到复合无机层的致密度渐变,使原子层沉积法制备得到的无机层与有机材料层的热膨胀系数偏差减小,提高了显示屏的耐弯折性能。同时,由于物理气相沉积法或化学气相沉积法与原子层沉积法制备得到复合无机层与有机层配合,大大提高了封装薄膜的密封效果。在本申请优选的技术方案中,原子层沉积法无机层与气相沉积法的无机层采用相同的材料,当采用相同材料时,两个无机层的结合度更好,从而形成更加稳固的连接,可进一步提高显示屏的耐弯折性能。附图说明图1为本申请中某一具体实施方式的薄膜封装结构的示意图;图2为本申请中又一具体实施方式的薄膜封装结构的示意图;图3为本申请中又一具体实施方式的薄膜封装结构的示意图;图4为本申请中又一具体实施方式的薄膜封装结构的示意图;图5为本申请中又一具体实施方式的薄膜封装结构的示意图;其中,1-第一无机材料层;A1-无机层A1;B1-无机层B1;C1-无机层C1;2-有机材料层;3-第二无机材料层;A2-无机层A2;B2-无机层B2;C2-无机层C2;4-OLED;5-基板。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。本申请涉及一种薄膜封装方法,至少包括以下步骤:将待封装器件表面依次制备第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,在制备第一无机材料层和/或第二无机材料层时,先采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备无机层A,然后采用原子层沉积法在无机层A的表面制备无机层B;或,先采用原子层沉积法制备无机层B,然后采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在无机层B的表面制备无机层A。其中,无机层A与无机层B可采用相同材料或不同的材料。通过先采用气相沉积法制备得到致密度较低的无机层A,然后再采用原子沉积法制备得到致密度较高的无机层B,从而形成了有机层到无机层之间的致密度逐渐增加,降低了有机材料层2与第二无机材料层3之间的膨胀系数差值,从而提高了显示屏的耐弯折性能。在本申请优选的技术方案中,无机层A与无机层B的材料相同,形成复合的第二无机材料层3,且采用相同的材料进行搭接,其结合度良好,从而形成更加稳固的连接,进一步提高显示屏的耐弯折性能。本申请的薄膜封装主要应用于有机发光二极管(OLED),即待封装器件为OLED,包括顶发光OLED和底发光OLED。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,在制备第一无机材料层1时,当待封装器件表面为金属铝层时,直接采用原子层沉积法在金属铝层的表面制备无机层B1。即,当有机发光二极管为底发光OLED时,采用原子层沉积法直接在阴极表面制备无机层。优选的,直接在阴极表面制备无机层时,所采用的无机材料为氧化铝,因为氧化铝与阴极Al直接接触,热膨胀系数偏差比较小,从而使薄膜封装与OLED的结合更加牢固,提高显示屏的耐弯折性能。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,在制备所述第一无机材料层和/或第二无机材料层时,先采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在所述待封装器件表面制备无机层A,然后采用原子层沉积法在所述无机层A的表面制备无机层B,最后在所述无机层B的表面通过物理气相沉积法或化学气相沉积法制备无机层C,从而降低第一无机材料层1与有机材料层2之间的膨胀系数差值。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,无机层A、无机层B与无机层C的材料相同,形成复合的第一无机材料层,使各无机层之间的结合度更好,从而可形成更加稳固的连接。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,无机材料选自氧化铝AlOx(0<x<1.5)、氧化硅SiOx(0<x<2)、氮化硅SiNx(0<x<1.5)、氮氧化硅SiOxNy。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,物理气相沉积法制备得到的无机层的厚度为50~200nm,化学气相沉积法制备得到的无机层的厚度为100nm~1μm,原子层沉积法制备得到的无机层的厚度为30~70nm。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,有机材料层采用涂布、喷墨打印或蒸镀的方法制备,有机材料层选自丙烯酸酯、环氧树脂、聚对二甲苯、有机硅等;有机材料层的厚度为1~10μm。作为本申请薄膜封装方法的一种改进,待封装器件为有机发光二极管,有机发光二极管为顶有机发光二极管和/或底有机发光二极管。本申请中无机层、有机材料层的制备方法均采用现有方法进行制备。本申请还涉及一种薄膜封装结构,薄膜封装结构设置于封装器件的表面,封装器件表面依次设置有第一无机材料层、有机材料层和第二无机材料层,第一无机材料层和第二无机材料层中包括采用原子层沉积法制备的无机层B,无机层B的至少一个表面上设置有采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A。作为本申请薄膜封装结构的一种改进,采用原子沉积法制备得到的无机层B与采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A的材料相同。在本申请的某一具体实施方式中,该封装结构设置于待封装器件上,依次为采用原子层沉积法制备的无机层B1、有机材料层2、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A2、采用原子层沉积法制备的无机层B2,共4层结构。该结构优选适用于当有机发光二极管为底发光OLED时,采用原子层沉积法直接在阴极表面制备无机层。其示意图如图1所示。在本申请的某一具体实施方式中,该封装结构设置于待封装器件上,依次为采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A1、采用原子层沉积法制备的无机层B1、有机材料层2、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A2、采用原子层沉积法制备的无机层B2,共5层结构。其示意图如图2所示。在本申请的某一具体实施方式中,该封装结构设置于待封装器件上,依次为采用原子层沉积法制备的无机层B1、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A1、有机材料层2、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A2、采用原子层沉积法制备的无机层B2,共5层结构。其示意图如图3所示。在本申请的某一具体实施方式中,该封装结构设置于待封装器件上,依次为采用原子层沉积法制备的无机层B1、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A1、有机材料层2、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A2、采用原子层沉积法制备的无机层B2,采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层C2,共6层结构。该结构优选适用于当有机发光二极管为底发光OLED时,采用原子层沉积法直接在阴极表面制备无机层。其示意图如图4所示。在本申请的某一具体实施方式中,该封装结构设置于待封装器件上,依次为采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A1、采用原子层沉积法制备的无机层B1、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层C1、有机材料层2、采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层A2、采用原子层沉积法制备的无机层B2,采用物理气相沉积法或化学气相沉积法制备的无机层C2,共7层结构。其示意图如图5所示。实施例1一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表1所示;表1:其中,0<x<1.5。制备工艺:首先,制备顶发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件置于物理气相沉积设备内,采用铝靶材,进行反应溅射沉积无机层A1,沉积厚度80nm;沉积完成后再传送到原子层沉积设备内,前驱体为三甲基铝TMA和H2O,前驱体反应形成无机层B1,沉积厚度50nm;重复物理气相沉积过程,再沉积80nm厚的AlOx作为无机层C1,以上,完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。选择蒸发的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。重复第一无机层的步骤,完成第二无机层的成膜。实施例2一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表2所示;表2:其中,0<x<2。制备工艺:首先,制备顶发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件置于化学气相沉积设备内,采用硅烷和笑气为反应气体,反应成膜形成无机层A1,沉积厚度100nm;沉积完成后再传送到原子层沉积设备内,前驱体为正硅酸四乙酯和氧气,反应形成无机层B1,沉积厚度50nm;重复化学气相沉积过程,再沉积100nm厚的SiOx作为无机层C1,以上,完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。采用蒸发镀膜的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。重复第一无机层的步骤,完成第二无机层的成膜。实施例3一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表3所示;表3:其中,在SiOx中0<x<2,在AlOx中0<x<1.5。制备工艺:首先,制备顶发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件置于化学气相沉积设备内,硅烷和笑气反应成膜,形成无机层A1,沉积厚度130nm;沉积完成后再传送到原子层沉积设备内,三甲基铝和氧气反应形成无机层B1,沉积厚度60nm;再通过物理气相沉积过程,再沉积80nm厚的AlOx作为无机层C1,以上,完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。采用蒸发镀膜的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。采用物理气相沉积法制备无机层A2,厚度100nm;采用原子层沉积法制备无机层B2,以上制备完成第二无机层的成膜。实施例4一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表4所示;表4:其中,0<x<1.5。制备工艺:首先,制备底发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件置于原子层沉积设备内,三甲基铝和氧气反应形成无机层B1,沉积厚度70nm;再通过物理气相沉积过程,再沉积80nm厚的AlOx作为无机层A1,以上,完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。采用蒸发镀膜的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。采用物理气相沉积法制备无机层A2,厚度100nm;采用原子层沉积法制备无机层B2,采用物理气相沉积法制备无机层C2,完成第二无机层的成膜。实施例5一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为金属铝层、第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表5所示;表5:其中,0<x<1.5。制备工艺:首先,制备底发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件置于原子层沉积设备内,三甲基铝和氧气反应形成无机层B1,沉积厚度70nm;完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。采用蒸发镀膜的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。采用物理气相沉积法制备无机层A2,厚度100nm;采用原子层沉积法制备无机层B2,完成第二无机层的成膜。实施例6一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表6所示;表6:其中,0<x<1.5。制备工艺:首先,制备底发光OLED器件及驱动背板,将待封装器件通过物理气相沉积过程,沉积80nm厚的AlOx作为无机层A1;再置于原子层沉积设备内,三甲基铝和氧气反应形成无机层B1,沉积厚度70nm;再以上,完成第一无机层的封装。第一无机层封装完成后,进行有机材料层的成膜。采用蒸发镀膜的方法,把有机单体原材料加热蒸发,在基板上冷凝成膜,再进行UV固化形成薄膜封装有机层,沉积厚度1μm。采用物理气相沉积法制备无机层A2,厚度100nm;采用原子层沉积法制备无机层B2,完成第二无机层的成膜。对比例1一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表7所示;表7:其中,0<x<1.5。对比例2一种薄膜封装结构,从OLED表面向上依次为第一无机材料层1、有机材料层2和第二无机材料层3,其具体结构、材质和厚度如表8所示;表8:其中,0<x<1.5。实验例将上述实施例1~4得到的薄膜封装结构以及对比例得到的对比例薄膜封装结构进行如下测试,具体结果见表9:1、置于高温高湿环境(60℃、90%)下存储300小时,观察各薄膜封装结构的封装效果;2、将各薄膜封装结构弯折10000次后,观察耐弯折性结果。表9:高温高湿测试结果耐弯折性实施例1无黑线、无黑点出现无异常实施例2无黑线、无黑点出现无异常实施例3无黑线、无黑点出现无异常实施例4无黑线、无黑点出现无异常实施例5无黑线、无黑点出现无异常实施例6无黑线、无黑点出现无异常对比例1面板上分布较多黑点和黑线宏观出现微裂纹对比例2面板上分布较多黑点和黑线宏观出现微裂纹本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。当前第1页1 2 3 
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