一种OLED封装器件及制备方法与流程

本发明涉及发光半导体器件，更确切地说，是提供OLED封装器件及其制备方法。
背景技术：
：当前应用在软性基板上执行的主流OLED封装方式主要为薄膜封装，例如通常是利用原子层沉积的方式(AtomicLayerDeposition，ALD)或者是直接涂布(Coating)等封装方式，将丙烯酸酯(Acrylate)及二氧化硅等类似的薄膜，以交互多层的方法来沉积制作于有机发光二极体(OrganicLight-EmittingDiodes，OLED)等发光器件上，作为遮蔽发光器件的物理保护层来抑制水汽或污染颗粒等。为达到良好阻隔气体和水汽等效果，在现有技术中，薄膜封装结构通常需要采用多层有机/无机阻挡层(barrierlayer)，但现有技术存在的主要矛盾是采用多层阻挡层的沉积工艺中，一般会额外增加工艺上的困难。例如：在沉积有机或无机阻挡层时，会伴随着产生微小颗粒，对OLED组件的发光造成负面影响，虽然愈多层的阻挡层可带来阻挡气体和阻挡水气效果愈佳，但也相对的会使得工艺良率大幅度降低。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本申请提供了一种OLED封装器件，具体包括：第一基板，该第一基板为可挠曲的柔性基板；多个OLED器件，设置于所述第一基板之上；无机薄膜封装层，覆盖所述第一基板和所述多个OLED器件；混合薄膜封装层，覆盖所述无机薄膜封装层；其中，所述混合薄膜封装层包含有机薄膜层和分散在该有机薄膜层中的多个无机物颗粒。作为一个优选的实施例，上述的OLED封装器件中：所述第一基板的材质为聚酰亚胺材料。作为一个优选的实施例，上述的OLED封装器件中：所述第一基板为混合有无机物颗粒的聚酰亚胺材料。作为一个优选的实施例，上述的OLED封装器件中：所述有机薄膜层为聚酰亚胺材料。作为一个优选的实施例，上述的OLED封装器件中：所述无机物颗粒为氧化铝或二氧化硅颗粒。本申请还提供了一种制备OLED封装器件的方法，包括以下步骤：提供一为可挠曲的柔性基板的第一基板；在所述第一基板的一个表面上设置至少一个OLED器件；制备无机薄膜封装层，以覆盖所述第一基板和所述至少一个OLED器件；继续制备混合薄膜封装层，以覆盖所述无机薄膜封装层；其中，所述混合薄膜封装层包含有机薄膜层和分散在该有机薄膜层中的多个无机物颗粒。作为一个优选的实施例，上述的制备OLED封装器件的方法中：所述第一基板的材料为混合有无机物颗粒的聚酰亚胺。作为一个优选的实施例，上述的制备OLED封装器件的方法中采用以下步骤制备所述第一基板和/或所述混合薄膜封装层：步骤S1、在二甲基乙酰胺中添加单体混料；步骤S2、回流冷却；步骤S3、在二甲基乙酰胺中导入配体；步骤S4、搅拌溶解配体；步骤S5、过滤；步骤S6、对二甲基乙酰胺进行加温硬化处理。作为一个优选的实施例，上述的制备OLED封装器件的方法还包括：于所述步骤S4之后，且在所述步骤S5之前，于所述二甲基乙酰胺中添加无机化合物，以便在所述步骤S6处理后获得均匀分布于所述第一基板和/或所述混合薄膜封装层中的所述无机物颗粒。作为一个优选的实施例，上述的制备OLED封装器件的方法还包括：在所述步骤S4之后，且在所述步骤S5之前，先添加AlCl3·6H2O的铝化合物到所述二甲基乙酰胺中，再继续添加二氨基二苯醚的单体混料到所述二甲基乙酰胺中。作为一个优选的实施例，上述的制备OLED封装器件的方法还包括：在所述二甲基乙酰胺中添加二苯醚四甲酸二酐的单体混料后，继续所述步骤S5。附图说明阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本发明的特征和优势将显而易见：图1是在OLED上直接反复沉积有机层和无机层的方案；图2是将OLED器件安装到第一基板之上；图3是在OLED器件和第一基板上沉积无机薄膜层；图4是盖合第一、第二基板的步骤；图5是涂覆涂层材料到第一、第二基板各自的表面的示意图；图6是涂层和/或者第一基板、第二基板内含的各无机颗粒的截面图；图7是聚酰亚胺带来的优化参数；图8本发明中聚酰亚胺材料的制备流程图。具体实施方式参见图1，有机发光二极管器件(OLED)102通常设置在衬底/基板101上，发光二极管器件102极易受到环境因素的影响，为了较佳的阻隔外界环境的水汽、埃尘颗粒等不利的负面因素对发光二极管 器件102的物理或化学侵蚀，避免发光二极管器件102的寿命耐久度受损，利用原子沉积或涂覆等方法将多层有机阻挡层(organicbarrierlayer)103和多层无机阻挡层(inorganicbarrierlayer)104交叠间隔沉积在基板101上，用于包覆住发光二极管器件102起到物理阻隔功效，其所沉积的薄膜典型的应用例如丙烯酸酯(acrylate)和二氧化硅等，图1也即发光器件执行薄膜封装的概略示意图。参见图2，在对发光器件进行薄膜封装的一个实施例中，提供了第一基板201和第二基板203，这些基板或称衬底既可以是不可挠曲的硬质基板也可以是具有较佳挠曲性的柔性基板，并且可以是透明或者不透明的基板，但该两者中需要照射出OLED发射光的一个基板应当具有良好的透光性。在图2-4的一个实施例中，则是选择以可挠曲的第一基板201和第二基板203作为示范进行阐释，业界通过例如常规的制备/生长/沉积等方案或者直接是单独粘附或者现有技术披露的其他任意可选的设置/安装方式，来将一个或多个发光二极管器件102制备附着在第一基板201的顶面之上，至于如何制备OLED器件并非是本发明的重点，所以本文不单独对其予以阐释，但应当认识到本发明可以兼容于所有现有技术的OLED制备方法。另外还值得注意的是，在本发明中，当我们试图安装发光二极管器件102到第一基板201上之前，需要先在第一基板201的顶面涂覆或沉积一层如图5所示的涂层222材料(即混合薄膜封装层)，虽然图2没有特意绘制涂层222，但在图5和图6的对涂层222的断截面示意图中很容易观察到涂层222的成份分布，自身作为有机材料的该涂层222的内部掺杂 其实含有诸多的无机颗粒222a，这对于提升水汽的阻隔率非常重要。参见图3，当在第一基板201的顶面上完成制备各个OLED器件之后，本发明的预期的制备流程还包括一个关键步骤，也即需要再沉积一层为无机物的薄膜封装层202(即无机薄膜封装层)，譬如在一个典型的实施例中，可以利用原子级膜层沉积法(AtomicLayerDeposition，ALD)或类似的沉积方法制备方式来生成一层无机薄膜封装层(ThinFilmEncapsulation，TFE)202。该薄膜封装层202不仅仅覆盖住发光二极管器件102，并且同时还会覆盖住第一基板201顶面的未被发光二极管器件102所盖住的其他区域。参见图4，作为遮蔽水汽和起到物理保护功效的手段，第一基板201需要与第二基板203进行键合、或贴合或盖合，或业界采用的其他惯用技术，该工艺流程会将该两个基板键合并实现机械组合/连接在一起。具体而言，当第二基板203层压在第一基板201之上时，薄膜封装层202在这里被夹持在第一基板201、第二基板203之间，类似于三明治结构，使得第二基板203和第一基板201并不会直接相互接触贴合在一起。值得留意的是，仔细观察第二基板203会发现它与平板状的第一基板201在结构上截然不同，第二基板203并非是平板状的，相反它有多个隆起的部分而且在其隆起部分的位置处还设有凹槽来容纳发光OLED器件。在一个可选实施例中详细而言可以描述为，第二基板203被拉延或塑模或其他手段设置成具有上下错开的上板面203a和下板面203b，其中连接于每个上板面203a周缘处的侧部203c将上板面203a对接在下板面203b上，为了实现容纳OLED器件， 每个上板面203a以及其与下板面203b相连处的侧部203c围拢成一个预设间隙或中空的腔室、夹缝，我们将安置发光二极管器件102位于该腔室内，所以在贴合第一基板201、第二基板203的步骤中该腔室唯一的开口朝下，并且还需要将一个腔室对准一个发光二极管器件102使发光二极管器件102恰好嵌入其中。薄膜封装层202位于腔室外的一部分直接夹在第二基板203和第一基板201之间，薄膜封装层202位于腔室内的另一部分夹在上板面203a、侧部203c与发光二极管器件102之间。在一个可选实施例中，图5和图6展示了涂层222覆盖在第一基板201的用于迎合与第二基板203进行贴合的顶面上的示意图，需要强调，虽然图中未示意出，应当理解涂层222还可以覆盖在第二基板203的用于与第一基板201进行贴合的底面上，有机材料的涂层222的内部掺杂有无机颗粒222a，显然，第二基板203的下板面203b部分主要用作与第一基板201进行结合，向外隆起的上板面203a就像一个盖子一样保护OLED器件。作为可选而非限制，涂层222可部分呈现出黏接剂效果，也可以承受一定的加热效果使涂层222局部熔化来增强粘接强度，涂层222会与第一、第二基板201、203相互融合而无缝对接，它们三者间会呈现出更牢靠的机械结合强度。虽然仅仅作为可选项而不是必选项，当第一基板、第二基板201、203的材质和涂层222的材质相同时，作为背板的第一基板201与作为盖板的第二基板203的盖合效果会更佳，可促使涂层222和第一基板201、第二基板203在它们之间的结合部融为一体化结构，尤其是 当涂层222受热熔化后。这取决于涂层222的组成成份，本发明为了形成能够实现上述有益效果的涂层222材质，在图8中特意展示了它的一种制备工艺的流程示意图，以获取一种较佳的涂层222材料。在一个可选实施例中，第一、第二基板201、203兼容于常规的polyimide制备工艺来将它们制作成单纯的聚酰亚胺材料，也即第一、第二基板201、203的材质皆为不含无机物颗粒的聚酰亚胺材料，但涂层222却为填充有无机物颗粒222a的聚酰亚胺材料，也即第一、第二基板201、203与涂层222在成份构成上略有差异。在另一个可选实施例中，第一、第二基板201、203及涂层222皆为填充有无机物颗粒222a的聚酰亚胺材料，即第一、第二基板201、203与涂层222在成份上近乎相同。本发明在下文中将详细介绍掺杂无机物颗粒222a的聚酰亚胺材料的制备方案。参见图8，制作涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203的步骤主要包括几个主干的工艺流程：步骤S1(301)、在二甲基乙酰胺中添加单体混料；步骤S2(302)、回流冷却；步骤S3(303)、在二甲基乙酰胺中导入配体；步骤S4(304)、搅拌溶解配体；步骤S5(305)、过滤；步骤S6(306)、对二甲基乙酰胺进行加温硬化处理。以及制作涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203的步骤还包括数个分支工艺流程：步骤301A、添加辅助物；步骤301B、添加无机化合物到二甲基乙酰胺中，譬如可以添加铝的化合物；步骤301C、添加单体混料；步骤301D、添加单体混料。下文将会进一步针对该工艺流程进行详细的分析和解释，大体 上，本发明一个核心的基本思路是利用一些可选的ODA/OPDA等单体，并借助于螫合剂之技术导入无机物颗粒来形成有机/无机混成的聚酰亚胺物(Polyimide)/无机物颗粒(例如Al2O3、SiO2等)的复合材料作为涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203，该工艺流程期间也还包括了制作配体(Ligand)C28H26O2N4和制作聚酰亚胺PI/无机物颗粒(例如Al2O3、SiO2等)纳米复合材料，使无机材料更均匀的分散在基材中。在图8的步骤301中，也即在一个起始的步骤中，一些可选的单体混料例如我们可以选取二氨基二苯醚(ODA，4,4'-Oxydianiline)，来添加到原始的二甲基乙酰胺(DMAc，N-N-Dimethyl-acetamide)材料中。在图8的步骤302中，二甲基乙酰胺执行回流冷却的步骤，通常是需要回流1～3小时(例如较佳的采用2小时)后再冷却到室温。注意在一个实施例中，其中执行回流冷却之前，还可以在二甲基乙酰胺DMAc中滴入添加丁二酮(2,3-Butanedione)等一些辅助物，此过程也即启用图8的步骤301A。在图8的步骤303中，在二甲基乙酰胺中添加导入配基或配体(Ligand)，例如选择添加C28H26O2N4到二甲基乙酰胺DMAc中。在图8的步骤304中，需要物理搅拌二甲基乙酰胺DMAc以实现溶解配体等。在图8的步骤305之前，需要执行步骤301B和步骤301C。具体而言，在步骤301B中可以在二甲基乙酰胺DMAc中额外添加无机化 合物，例如铝的化合物或者是硅的化合物等，譬如在较佳的实施例我们可以在步骤301B中先以添加AlCl3·6H2O的这种铝化合物在二甲基乙酰胺DMAc中为例。然后再执行步骤301C，继续在二甲基乙酰胺DMAc中添加单体混料例如二氨基二苯醚ODA。在图8的步骤305中，因为添加了无机化合物和单体混料，可以额外执行物理搅拌二甲基乙酰胺DMAc但一定要执行过滤步骤来滤除掉一些不需要的固态渣滓物。值得注意的是，过滤期间或之前，也可以执行步骤301D的步骤，在二甲基乙酰胺DMAc中添加二苯醚四甲酸二酐(OPDA，4,4-Oxydiphthalicanhydrid)的单体混料。在图8的步骤306中，也是最后的一个非常必要的步骤，需要对二甲基乙酰胺DMAc进行加温硬化处理，以便在该高温硬化步骤中，来产生期望的聚酰亚胺物(Polyimide)/无机物颗粒(例如Al2O3)的复合材料。以上文披露的方式，在涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203例如聚酰亚胺PI中来混合无机颗粒(例如Al2O3、SiO2……等)的方式，提升聚酰亚胺PI薄膜的阻气阻水率，这在图6的涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203断截面中有很好的体现，无机物颗粒222a众多，而且各个无机物颗粒222a的颗粒半径可以不一致，但它们能够均匀分布到整个聚酰亚胺的涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203之中，这是上文中所涉的步骤301～306带来的优势。另外，除了可以在聚酰亚胺中添加单独的一种无机物颗粒例如Al2O3之外，还可以同时额外添加其他不同的多种无机物颗粒例如 SiO2，不同类型的无机物颗粒同时存在于聚酰亚胺PI中也可以带来更加的隔绝效果。聚酰亚胺具有极佳的热稳定性、高耐化学药品性、低介电常数以及低热膨胀系数等性质，可以被以薄膜或涂料的形态应用在涂层222和/或者第一基板、第二基板201、203上，应用于OLED封装的优点有：高耐热性、高裂解温度，可在300℃～400℃下长时间使用，耐热温度在400～500℃以上。较佳的耐燃性。线膨胀系数小，低收缩率、尺寸安定性佳。优异的机械性质，耐磨耗及耐冲击性佳。可挠曲性好。良好的耐化学药品性及耐辐射性，具有抗劣化的性质。可成膜性。低介电常数，绝缘性佳。若导入高阴电性及低极性的氟原子可将介电常数从3.2～3.4左右降低至2.5左右，并使吸水性降低、增加透明性等。本发明的另一个优势是，考虑到设备的兼容性，发现本发明的工艺变动及其微小，原先工艺采用的玻璃胶封装设备完全可可以兼容延用到本发明上，可行性高和成本控制极佳。籍由本发明披露的方案，图7还进一步详细描述了聚酰亚胺PI的各项优势，该等参数是本
发明内容的一部分，下表也对这些参数进行了补充说明。相对于传统多层有机层/无机层交替间隔配置的方式，作为替代方案，在本发明中是利用有机无机混成方式制备柔性基板及覆盖coating层，提升阻隔气阻隔水的实现效率，降低工艺沉积层数，可极佳的提升工艺良率，其优势不言而喻。密度(Density)1430kg/m3杨氏模量(Young’smodulus)3.2GPa拉伸强度(Tensilestrength)75-90MPa断裂伸长率(Elongationatbreak)4-8％冲击实验(Notchtest)4-8KJ/m玻璃化温度(Glasstemperature)>400℃塑料软化点(Vicatsofteningpoint)220℃导热系数(Thermalconductivity)0.52W/m·K热膨胀系数(Coefficientofthermalexpansion)5.5×10-5/K比热容量(Specificheatcapacity)1.15KJ/(Kg·K)吸水率(Waterabsorption,ASTM)0.32介电常数(Dielectricconstantat1HMZ)3.5以上，通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述发明提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。当前第1页1 2 3