CN104538558A - 一种oled器件及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OLED器件及其方法，包括基板、设置于基板上的发光元件及封装盖，所述发光元件包括第一电极层、第二电极层以及位于第一、第二电极层之间的发光层，所述发光元件四周设有用以将发光元件密封在第一电极层和第二电极层之间的无机像素限定层；所述无机像素限定层与第一、第二电极层紧密贴合。如此设置，所述发光层包围在内部无机层密闭空间内，能够提高阻挡水汽、氧气的能力，从而提高封装效果，且结构简单。

Description

一种OLED器件及其方法

技术领域

本发明涉及封装技术领域，具体设计一种OLED器件及其方法。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)，具有优异性能和广泛应用，但因为材料性质，受到水汽和氧气侵袭后极易变质，因此对封装性能要求很高。传统的玻璃盖或金属盖封装已经实现较好的效果，但不完全适用于一些重要或有潜力的应用场合，比如顶发射OLED显示技术、柔性OLED显示技术或柔性OPV等。为此业界开发了薄膜封装技术，用一层或若干层真空沉积的薄膜阻隔水汽和氧气，不遮挡光出射或入射的路径，也不影响基板的可弯曲性。

各种薄膜封装的技术路径中，水汽和氧气容易从边缘渗透。因此，有必要设计一种OLED的封装结构及其方法以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能更好地防止水汽和氧气渗透的OLED器件及其方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种OLED器件，包括基板、设置于基板上的发光元件及封装盖，所述发光元件包括第一电极层、第二电极层以及位于所述第一电极层、第二电极层之间的发光层，所述发光元件四周设有用以将发光元件密封在第一电极层和第二电极层之间的无机像素限定层；所述无机像素限定层分别与所述第一电极层、所述第二电极层紧密贴合。

作为本发明的进一步改进，所述无机像素限定层由一层或多层的氮化硅、氧化硅或氧化铝介质层组成。

作为本发明的进一步改进，所述无机像素限定层包括有机支撑柱体以及包覆沉积于有机支撑柱体上方的无机薄膜，所述无机薄膜延伸贴合于发光元件四周，所述无机薄膜与所述第一电极层、第二电极层紧密贴合。

作为本发明的进一步改进，所述无机像素限定层外侧还围设有凹凸不平的围墙；所述无机薄膜延伸至所述围墙上方；

所述围墙上方的无机薄膜和发光元件的上方沉积有封装介质层；

所述围墙上方的无机薄膜、封装介质层以及第一、第二电极层紧密贴合。

作为本发明的进一步改进，所述封装介质层包括无机介质层及沉积于无机介质层上方的有机介质层，所述无机介质层与有机介质层构成一对无机-有机薄膜封装体系，所述封装介质层包括N对所述无机-有机薄膜封装体系，其中对数N的大小为0.5的整数倍，且N≥0.5。

作为本发明的进一步改进，所述无机像素限定层为无机支撑柱体。

作为本发明的进一步改进，所述无机像素限定层上方设有有机支撑柱，所述第二电极层位于所述发光层上方，所述第二电极层进一步延伸覆盖于无机像素限定层及有机支撑柱的上方。

本发明还可采用如下技术方案：

一种OLED封装方法，包括：

步骤一：在基板上沉积第一电极层；

步骤二：在所述第一电极层四周沉积有用以将发光元件密封在第一电极层和第二电极层之间的无机像素限定层；

步骤三：在所述无机像素限定层围设区域内的第一电极层上方蒸镀发光层；

步骤四：在发光层上方沉积覆盖第二电极层，所述无机像素限定层与第一电极层和第二电极层紧密贴合；

步骤五：在所述发光元件上方用封装盖进行封装。

作为本发明的进一步改进，所述步骤二具体为：

第一步：在所述第一电极层四周形成有机支撑柱体；

第二步：在所述有机支撑柱体上方沉积覆盖无机薄膜，然后在机支撑柱体之间的第一电极层上蒸镀发光层，所述有机支撑柱体上的无机薄膜贴合于发光层的四周，所述无机薄膜以及第一电极层和第二电极层紧密贴合。

作为本发明的进一步改进，所述步骤二具体为：在所述第一电极层四周形成无机支撑柱体，所述无机支撑柱体以及第一、第二电极层紧密贴合。

本发明通过将无机介质层做像素限定层，并通过与第一、第二电极层紧密结合后形成内部无机层密封结构，如此，把发光层包围在所述内部无机层密闭空间内，结构简单，无需另外在发光元件外侧沉积无机薄膜封装结构，可提高阻挡水汽、氧气的能力，进而提高封装效果。

附图说明

图1为本发明OLED器件第一实施方式中的部分结构示意图；

图2为本发明OLED器件第一实施方式中的剥离技术(Lift-off)示意图；

图3为本发明OLED器件第一实施方式中的结构示意图；

图4为本发明OLED器件第一实施方式中的具体实施方式结构示意图；

图5为本发明OLED器件第二实施方式的结构示意图；

图6为本发明OLED器件第三实施方式的结构示意图。

主要元件符号说明：

OLED器件        100、100’、100’’    基板           1

无机薄膜        101                    阳极层         5

封装介质层      3                      阴极层         6

第一无机介质层  301                    发光层         7

第一有机介质层  302                    围墙           8

第二无机介质层  303                    封装盖         91

支撑柱体        2                      光刻胶         10

有机支撑柱      20                     密封胶         93

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施例对本发明进行详细描述。值得说明的是，下文所记载的实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参图1至图6所示，为本发明三种实施方式的OLED器件100、100’、100”，包括基板1、设置于基板1上的发光元件及封装盖91，所述发光元件包括第一电极层、第二电极层以及位于第一、第二电极层之间的发光层7，在所述实施方式中，所述第一电极层为阳极层5且位于发光层7下方，所述第二电极层为阴极层6且位于发光层7上方，在其他实施方式中，第一电极层、第二电极层还可以上下位置对换。所述发光元件四周设有凸起状无机像素限定层；所述无机像素限定层与第一电极层、第二电极层紧密贴合，形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。如此设置，所述OLED器件100、100’、100”能够利用发光元件本身的第一、第二电极层与发光元件四周的无机像素限定层结合在发光元件的内部形成立体全方位密封，结构简单，无需在发光元件外侧另外沉积无机薄膜封装结构即可提高对水汽和氧气的阻隔能力。在其他实施方式中，所述发光层7上方的第二电极层也可以包含覆盖层(Capping layer；CPL)。

所述无机像素限定层由一层或多层的氮化硅、氧化硅或氧化铝介质层组成，可以由刻蚀或开放式掩膜板(Open mask)造出图案或者由剥离技术(Lift-off)工艺制备而成。请参图2所示，所述剥离技术工艺步骤具体为：在所述阳极层5上涂覆一层较厚的光刻胶10，光刻形成图形，接着在其上溅射或蒸镀沉积无机薄膜101，随后将光刻胶10及光刻胶10上方的无机薄膜101一起剥离，仅剩原光刻胶10所在位置外侧的无机薄膜101。如果是多层，可以通过刻蚀或掩膜板制造出类似薄膜封装密封结构。如此设置，所述无机像素限定层质地密实能够很好的防止水汽和氧气渗透入侵。

请参图3至图4所示，在第一实施方式中，所述无机像素限定层包括有机支撑柱体2以及包覆沉积于有机支撑柱体2上方的无机薄膜101，所述无机薄膜101延伸贴合于发光元件四周，所述无机薄膜101、阴极层6和阳极层5紧密贴合，形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。具体的，所述支撑柱体2位于发光层7四周并夹设于所述阳极层5和阴极层6之间，所述支撑柱体2向上突起并超过发光层7，所述支撑柱体2下方设有阳极层5。即，在本实施方式中，有机支撑柱体2制做完成后，在有机支撑柱体2上方覆盖沉积无机薄膜101，所述有机支撑柱体2上方的无机薄膜101向下延伸以与阳极层5中部***紧密贴合且暴露出阳极层5中部，从而形成一个由底部为阳极层5而四周为倾斜向上延伸的无机薄膜101构成的碗状防水汽和氧气渗透的凹部，所述发光元件四周和下方分别与所述凹部的四周和底部紧密贴合，所述阴极层6进一步覆盖沉积于无机薄膜101与发光层7的上方，使得阴极层6将所述碗状防水汽和氧气渗透的凹部的顶部进行密封，从而使发光层7完全密封包覆于由所述无机薄膜101、阴极层6和阳极层5紧密贴合形成的内部无机层密封体系内。本实施方式中，所述有机支撑柱体2仍可按照现有程序进行制作，仅需在有机支撑柱体2制做完成后在有机支撑柱体2上方覆盖沉积无机薄膜101即可，工艺简单。

所述基板1上设有围绕于所述像素限定层四周的凹凸不平的围墙8；所述无机薄膜101延伸至所述基板1及围墙8上方；所述围墙8上方的无机薄膜101和发光元件的上方沉积有封装介质层3；所述围墙8上方的无机薄膜101、封装介质层3以及阴极层6和阳极层5紧密贴合，如此设置，可形成中部无机层密封体系把内部无机层密封体系包围在其中。

所述封装介质层3包括沉积于无机薄膜101及像素单元上方的无机介质层，所述封装介质层3还包括沉积于无机介质层上方的有机介质层，所述无机介质层与有机介质层构成一对无机-有机薄膜封装体系，所述封装介质层3包括N对所述无机-有机薄膜封装体系，其中对数N的大小为0.5的整数倍，且N≥0.5。如此设置，所述中部无机层密封体系密封于上述内部无机层密封体系的外侧，从而能够进一步提高所述内部无机层密封体系中的发光层7的密封效果，更好的提高对水汽和氧气的阻隔能力。具体而言，所述中部无机层密封体系能够在发光元件四周形成完整的无机层堤坝，且在封装介质层3和无机薄膜101接触之间能形成更长的水汽渗透路径，从而实现较好阻挡水汽的效果。所述无机薄膜101与上方的第一无机介质层301材质均为无机物材质，由于无机物材质与无机物材质之间的沉积相较于无机物材质与有机物材质之间的沉积更密实，可使所述无机薄膜101与上方的第一无机介质层301在围墙8上方的沉积更为紧密，提高密封效果；再者，所述无机薄膜101与第一无机介质层301形成的密封空间相较于有机物材质形成密封空间的具有更好的阻隔水汽和氧气的效果；另一方面，所述第一无机介质层301与第一有机介质层302构成的无机-有机薄膜封装体系可使沉积结构更平坦、减少成膜应力。所述无机介质层可以为氮化硅、氧化硅或氧化铝等材质。

所述发光元件四周的围墙8的截面可以为圆弧形、三角形、梯形、其他多边形或不规则的凹凸形状。在本实施方式中，所述围墙8为突起状，且截面为梯形，且所述围墙8为两个，如此设置，可以在发光元件四周形成凹凸不平的围墙8从而较好地阻挡水汽和氧气的进入，且在OLED器件100的边缘形成更长的水汽渗透路径。在其他实施方式中，所述围墙8还可以为凹陷状或突起与凹陷相结合，且所述截面还可以为其他形状，所述围墙8的数量可以为一个或两个以上，同样能达到上述目的。

具体的，当N≥1.5时，所述上下相邻的两无机介质层在围墙8上方贴合密封接触，所述夹持于两无机介质层之间的有机介质层在水平方向上位于围墙8围设区域内。参图3至图5所示，在第一实施方式及第二实施方式中，所述无机-有机薄膜封装体系的对数N＝1.5，即包括第一无机介质层301、沉积于第一无机介质层301上方的第一有机介质层302以及沉积于第一有机介质层302上方的第二无机介质层303。其中第一无机介质层301和第二无机介质层303在围墙8上方贴合密封接触，且夹持于第一无机介质层301和第二无机介质层303之间的第一有机介质层302位于围墙8围设区域内，如此设置，第一无机介质层301与第二无机介质层303、无机薄膜101可在围墙8上方相互紧密贴合，从而实现更好的密闭效果。而从另一角度来看，如果所述第一有机介质层302延伸至围墙8上方的第一无机介质层301与第二无机介质层303之间，由于第一有机介质层302由有机材料制成，其防渗透性不如无机材质，水汽很容易通过第一有机介质层302而渗入到所述第一无机介质层301与第二无机介质层303之间而使所述封装介质层3无法实现较好的防水汽效果。在其他实施方式中，所述封装介质层3包括N对无机-有机薄膜封装体系，且最外层可以为第N无机介质层或第N有机介质层，如果最外层为第N有机介质层，所述第N有机介质层可以延伸至围墙8上方而不影响所述封装介质层3内部的防水汽效果。

所述发光层7上方的封装介质层3通过低温薄膜沉积法沉积，所述低温为低于100摄氏度，如此设置，可避免在封装介质层3的薄膜沉积过程中产生高温而损坏发光层7。

请参图4所示，为本发明OLED器件100第一实施方式具体实施例的结构示意图，所述OLED器件100设有位于基板1及发光元件上方的封装盖(Coverglass)91以及位于围墙8***并夹持于封装盖91与基板1之间的用以密封所述封装盖91与基板1的密封胶(Dam sealant)93。如此设置，所述封装盖91、基板1及密封胶93可将所述OLED器件100外部包裹起来形成密封于中部无机层密封体系外侧的外部密封体系，进而实现更好的密封效果，更加有效防止水汽和氧气进入OLED器件100。并且OLED器件100具有较好的密封效果使得所述封装盖91、基板1与密封胶93之间不需要填充透明有机物或液态干燥剂等填充剂，相较于现有技术中密封胶93加填充剂的封装方式，本发明降低了封装的工艺难度，突破了现有技术封装方式所产生的应力问题、密封效果等瓶颈，使得所述OLED器件100能够更广泛地应用于在大尺寸AMOLED上或柔性屏上。

具体的，所述封装盖91、基板1及密封胶93之间也可以填充氮气等惰性气体，如此设置，可使封装盖91、基板1及密封胶93之间结构更稳定。所述密封胶93为环氧树脂胶或玻璃熔料等。如此设置，环氧树脂胶或玻璃熔料放置于封装盖91与基板1的待密封处后受到紫外光或激光的照射即可使封装盖91、基板1之间实现良好的密封效果。

请参图5所示，为本发明第二实施方式的OLED器件100’，所述无机像素限定层为无机支撑柱体2。所述无机支撑柱体2、阴极层6和阳极层5紧密贴合形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。即所述无机像素限定层由整个无机支撑柱体2形成，如此设置，所述整个无机支撑柱体2具有更加宽大厚实的无机结构，更加能够防止水汽和氧气从无机像素限定层渗入到发光层7中，且制作工艺简单。

请参图3至图6，无论何种实施方式，所述无机像素限定层上方均可以设置有机支撑柱(Pillar)20，所述阴极层6沉积覆盖于无机像素限定层及有机支撑柱20的上方。如此设置，所述有机支撑柱20可以为光刻胶等材质用以支撑上方的掩膜板并有效保护所述掩膜板不被划伤。

本发明还提供一种发光层封装方法，包括：

步骤一：在基板1上沉积第一电极层，在本实施方式中所述第一电极层为阳极层5，在其他实施方式中，所述第一电极层可以为阴极层(未图示)；

步骤二：在所述第一电极层四周沉积凸起状无机像素限定层；

步骤三：在所述无机像素限定层围设区域内的电极层上方形成发光层7；

步骤四：在所述无机像素限定层及发光层7上方沉积覆盖第二电极层，所述第二电极层为相应的阴极层6用以使第一电极层、发光层7和第二电极层形成由阳极层5、发光层7和阴极层6组成的发光元件，所述无机像素限定层以及第一、第二电极层紧密贴合，从而形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。在其他实施方式中，所述第二电极层可以为当第一电极层为阴极层时所对应的阳极层(未图示)；

步骤五，在所述发光元件上方用封装盖91进行封装。所述封装盖91与基板1之间设置有用以密封所述封装盖91与基板1的密封胶。在其他实施方式中，还可采用其他封装方式。

如此设置，所述内部无机层密封体系能够在发光元件的内部形成立体全方位密封，配合所述基板1与封装盖91之间的密封胶，可提高发光元件对水汽和氧气的阻隔能力。

请参图1、图3及图4所示，在第一实施方式中，所述步骤二具体为：

第一步：在所述第一电极层四周形成有机支撑柱体2；

第二步：在所述有机支撑柱体2上方沉积覆盖无机薄膜101，然后在机支撑柱体2之间的第一电极层上蒸镀发光层7，所述有机支撑柱体2上的无机薄膜101贴合于发光层7的四周，所述无机薄膜101以及第一、第二电极层紧密贴合形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。如此设置，所述发光层7完全密封包覆于由所述无机薄膜101、阴极层6和阳极层5紧密贴合形成的内部无机层密封体系内，提高对水汽和氧气的阻隔能力，且所述有机支撑柱体2仍可按照现有程序进行制作，仅需在有机支撑柱体2制做完成后在有机支撑柱体2上方覆盖沉积无机薄膜101即可，工艺简单。

请参图5所示，在第二实施方式中，所述步骤二为：在所述第一电极层四周形成无机支撑柱体2，所述无机支撑柱体2、第一电极层和第二电极层紧密贴合，形成内部无机层密封体系把发光层7包围在其中。如此设置，所述整个无机支撑柱体2具有更加宽大厚实的无机结构，更加能够防止水汽和氧气从无机像素限定层渗入到发光层7中，且制作工艺简单。

本发明适用于RGB有机发光层和光学补充层采用阴影掩膜板(Shadowmask)蒸镀而共用层如空穴传输层、电子注入层、电子传输层采用开放式掩膜板(Open mask)蒸镀而成的情形，也适用于发光层7所有的有机层都用阴影掩膜蒸镀而成的情形，即所有子像素都被无机层密封保护起来的情形。

综上所述，本发明为采用无机层如氮化硅、氧化硅或氧化铝等一种或多种做像素限定层的OLED器件及其方法，结合含无机层的多层薄膜封装形成无机密封体系，可应用于顶发光和底发光发光层，大尺寸发光层或柔性显示或照明上。本发明还适用且不限于LTPS、顶栅TFT及底栅TFT等。其中，底发光发光层的封装盖可以选择贴干燥片；顶发光发光层如果选择封装盖时还可以选择带支撑物(Spacer)的结构。

请参图5至图6所示，分别为本发明第二实施方式、第三实施方式的OLED器件100’、100”示意图，所述无机像素限定层均为无机支撑柱体2，所述第二、第三实施方式的OLED器件100’、100”的区别在于：在第三实施方式中无需沉积无机薄膜101；而在第二实施方式中，所述无机薄膜101和支撑柱体2由同种无机材质制成，即无机材质沉积于基板及围墙上后通过刻蚀形成覆盖于围墙上的无机薄膜101以及与无机薄膜101一体相连的支撑柱体2。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种OLED器件，包括基板、设置于基板上的发光元件及封装盖，所述发光元件包括第一电极层、第二电极层以及位于所述第一电极层、第二电极层之间的发光层，其特征在于：所述发光元件四周设有用以将发光元件密封在第一电极层和第二电极层之间的无机像素限定层；所述无机像素限定层分别与所述第一电极层、所述第二电极层紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于：所述无机像素限定层由一层或多层的氮化硅、氧化硅或氧化铝介质层组成。

3.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于：所述无机像素限定层包括有机支撑柱体以及包覆沉积于有机支撑柱体上方的无机薄膜，所述无机薄膜延伸贴合于发光元件四周，所述无机薄膜与所述第一电极层、第二电极层紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的OLED器件，其特征在于：

所述无机像素限定层外侧还围设有凹凸不平的围墙；所述无机薄膜延伸至所述围墙上方；

所述围墙上方的无机薄膜和发光元件的上方沉积有封装介质层；

所述围墙上方的无机薄膜、封装介质层以及第一、第二电极层紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的OLED器件，其特征在于：所述封装介质层包括无机介质层及沉积于无机介质层上方的有机介质层，所述无机介质层与有机介质层构成一对无机-有机薄膜封装体系，所述封装介质层包括N对所述无机-有机薄膜封装体系，其中对数N的大小为0.5的整数倍，且N≥0.5。

6.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于：所述无机像素限定层为无机支撑柱体。

7.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于：所述无机像素限定层上方设有有机支撑柱，所述第二电极层位于所述发光层上方，所述第二电极层进一步延伸覆盖于无机像素限定层及有机支撑柱的上方。

8.一种OLED封装方法，其特征在于：包括：

步骤一：在基板上沉积第一电极层；

步骤二：在所述第一电极层四周沉积有用以将发光元件密封在第一电极层和第二电极层之间的无机像素限定层；

步骤三：在所述无机像素限定层围设区域内的第一电极层上方设有发光层；

步骤四：在发光层上方沉积覆盖第二电极层，所述无机像素限定层与第一电极层和第二电极层紧密贴合；

步骤五：在所述发光元件上方用封装盖进行封装。

9.根据权利要求8所述的OLED封装方法，其特征在于：所述步骤二具体为：

第一步：在所述第一电极层四周形成有机支撑柱体；

第二步：在所述有机支撑柱体上方沉积覆盖无机薄膜，然后在机支撑柱体之间的第一电极层上蒸镀发光层，所述有机支撑柱体上的无机薄膜贴合于发光层的四周，所述无机薄膜与第一电极层和第二电极层紧密贴合。

10.根据权利要求8所述的OLED封装方法，其特征在于：所述步骤二具体为：在所述第一电极层四周形成无机支撑柱体，所述无机支撑柱体与第一、第二电极层紧密贴合。