CN111584751B - 封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备，涉及显示技术领域。主要采用的技术方案为：一种封装结构，用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：依次层叠设置的第一无机介质层、有机封装层以及第二无机介质层，所述第一无机介质层背离所述有机封装层的一侧用于包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极表面；其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。所述封装结构实现了提高电致发光器件发光效率的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备。
背景技术
有机发光二极管(英文：Organic Light-Emitting Diode；简称：OLED)，OLED发光器件具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点被广泛的应用于高端显示设备中。
OLED发光器件包括顶发射型和底发射型，其中顶发射型的OLED发光器件的透明电极的性能最为重要。在顶发射结构OLED中，顶部的金属阴极用来出光，近场激子在金属阴极产生表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)损耗，在激子转化为光子进而辐射到器件外部期间，会损耗掉一大部分能量，最终只有20％左右的光子到达外部，进而导致OLED发光器件的光学效率较低。
所以上述的技术问题还需进一步的解决。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型结构的封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备，使其能够解决OLED发光器件的光学效率较低的技术问题。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种封装结构，用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：
依次层叠设置的第一无机介质层、有机封装层以及第二无机介质层，所述第一无机介质层背离所述有机封装层的一侧用于包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极表面；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
可选地，前述的封装结构，其中所述第一无机介质层的色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层的模内波矢量、ε1为所述阴极的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层的光学介电常数、a其所述阴极的厚度。
可选地，前述的封装结构，其中所述第一无机介质层的水蒸气透过率小于等于1×10-4g/m2d。
可选地，前述的封装结构，其中所述第一无机介质层的材质为氧化铝、氧化硅、氮化硅中的一种或多种。
可选地，前述的封装结构，其中所述第一无机介质层的厚度为50nm。
可选地，前述的封装结构，其中所述有机封装层的厚度大于等于4μm小于等于20μm；
所述第二无机介质层的厚度大于等于50nm小于等于2000nm。
另外，本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种封装方法，其包括：
在顶发射型电致发光器件的阴极表面依次包覆形成第一无机介质层、有机封装层和第二无机介质层；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
可选地，前述的封装方法，其中所述第一无机介质层的色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层的模内波矢量、ε1为所述阴极的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层的光学介电常数、a其所述阴极的厚度。
可选地，前述的封装方法，其中采用原子层沉积方式制备所述第一无机介质层。
另外，本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种电致发光器件，其包括：封装结构；
所述封装结构用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：
依次层叠设置的第一无机介质层、有机封装层以及第二无机介质层，所述第一无机介质层背离所述有机封装层的一侧包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极表面；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。
另外，本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种显示设备，其包括：电致发光器件；
所述电致发光器件包括：封装结构；
所述封装结构用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：
依次层叠设置的第一无机介质层、有机封装层以及第二无机介质层，所述第一无机介质层背离所述有机封装层的一侧包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极表面；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。
借由上述技术方案，本发明发封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备至少具有下列优点：
本发明实施例提供的封装结构，其第一无机介质层具有30nm-100nm的厚度，并且第一无机介质层与所述顶发射型电致发光器件的阴极和电子注入层之间的色散关系满足预设条件，这样可以将第一无机介质层与电子注入层设置的有效光折射率相互匹配，这样位于阴极金属两侧的材料光折射率相互匹配后，使阴极两侧的界面上的等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)模式相互耦合，从而使得SPPs的电场穿越阴极金属，而该电场包含所有光谱频率，进而耦合恢复出电致发光器件中由于金属阴极的SPPs作用的光学损耗，实现高效的光取出，即实现了提高电致发光器件发光效率的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的一种封装结构的结构示意图；
图2是本发明的实施例提供的一种顶发射型电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的封装结构及封装方法、电致发光器件、显示设备，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例一
如图1和图2所示，本发明的实施例一提出的一种封装结构，用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：
依次层叠设置的第一无机介质层1、有机封装层2以及第二无机介质层3，所述第一无机介质层1背离所述有机封装层2的一侧用于包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极4表面；其中，所述第一无机介质层1的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层1与所述阴极4、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层5之间的色散关系满足预设条件。
其中，如图2所示上述的顶发射型电致发光器件位于第一无机介质层下方的各个功能层分别为：阴极层4、电子注入层5、电子传输层9、发光层6、空穴传输层7、空穴注入层10、阳极8。
具体地，本发明实施例提供的封装结构用于顶发射型电致发光器件，解决顶发射型电致发光器件阴极4金属导致的表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)损耗问题，即解决顶发射型电致发光器件光学效率低的问题。
本发明实施例提供的封装结构，其第一无机介质层1可以采用原子沉积方式直接包覆在阴极4表面，或者也可以根据实际工艺的方便性的要求选择其他成膜方式，本发明实施例不做具体限定。第一无机介质层1的材质可以是任何适用于制造封装膜层的无机介电材料。但是需要注意的是第一无机介质层1的厚度需要在30nm-100nm之间，包括30nm和100nm，以及与顶发射型电致发光器件的电子注入层5和阴极4之间的色散关系满足预设条件，进而使第一无机介质层1与阴极4之间形成的界面的表面等离子体，与阴极4与电子注入层5之间的界面的表面等离子体的电场发生相互作用，形成耦合表面等离体子模式，将损耗在金属/有机介质界面的能量穿过金属薄膜耦合出来从而提升出光效率。
其中，本发明实施例提供的封装结构相比于现有的封装结构，采用第一无机介质层1代替现有技术中的盖帽层(CPL)和氟化锂(LiF)材料层，不仅同时具有上述的良好的器件光学性能和器件信赖性，还有效减小器件的薄膜层厚度，即减小封装层厚度，并且避免了LiF材料给电致发光器件及其工艺工程带来的不稳定风险。
有机封装层2的材质可以参考现有的薄膜封装技术进行选择，其厚度和成膜方法也可以参考现有的薄膜封装技术进行。第二无机介质层3的材质可以等同于第一无机介质层1，也可以不同于第一无机介质层1，只要是能够用于封装电致发光器件的无机介电材料即可，第二无机介质层3的成膜方式可以是蒸镀、原子层沉积或者涂覆等任何一种方式，第二无机介质层3的厚度只要保证其能够起到足够的防水作用即可。
本发明实施例提供的封装结构，其第一无机介质层1具有30nm-100nm的厚度，并且第一无机介质层1与所述顶发射型电致发光器件的阴极4和电子注入层5之间的色散关系满足预设条件，这样可以将第一无机介质层1与电子注入层5设置的有效光折射率相互匹配，这样位于阴极4金属两侧的材料光折射率相互匹配后，使阴极4两侧的界面上的等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)模式相互耦合，从而使得SPPs的电场穿越阴极4金属，而该电场包含所有光谱频率，进而耦合恢复出顶发射型电致发光器件中由于金属阴极4的SPPs作用的光学损耗，实现高效的光取出，即实现了提高顶发射型电致发光器件发光效率的技术效果。
在具体实施中，其中所述第一无机介质层1的色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极4的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层5的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层1的模内波矢量、ε1为所述阴极4的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层5的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层1的光学介电常数、a为所述阴极4的厚度。
具体地，根据上述公式以及电脑模拟阴极4金属两侧界面表面等离子体振荡可知，当第一无机介质层1满足上述的厚度要求，以及满足上述的色散关系的公式情况下，当顶发射型电致发光器件的电子注入层5的光学介电常数和第一无机介质层1的光学介电常数越接近时，第一无机介质层1导致的耦合效果越好，即导致的光取出效果越好，以及当阴极4的厚度越薄的时候，第一无机介质层1导致的耦合效果越好，即导致的光取出效果越好。所以在满足上述的条件的基础上，为了提高发光效率，可以尽可能的将阴极4做的更薄，将顶发射型电致发光器件的电子注入层5的光学介电常数和第一无机介质层1的光学介电常数做的接近。
在具体实施中，其中所述第一无机介质层1的水蒸气透过率小于等于1×10-4g/m2d。
具体地，第一无机介质层1不仅需要能够实现光取出效果，还需要具有封装层应有的特性即阻水性能，所以第一无机介质层1的水蒸气透过率应该小于等于1×10-4g/m2d，具体的可以通过调整第一无机介质层1的致密性以及材料而得到。
在具体实施中，其中第一无机介质层1的优选材质为氧化铝、氧化硅、氮化硅中的一种或者上述材料的两种或者三种的混合。第一无机介质层1的优选厚度为50nm，具体的还可以根据第一无机介质层1的材质选择合适的厚度。
在具体实施中，其中所述有机封装层2的厚度大于等于4μm小于等于20μm，以保证有机封装层2能够流平；所述第二无机介质层3的厚度大于等于50nm小于等于2000nm。
具体地，有机封装层2和第二无机介质层3的厚度均可以根据使用的具体材质选择合适的厚度，但是厚度需要分别在上述的4μm-20μm、50nm-2000nm的范围内。
实施例二
本发明的实施例二提供一种封装方法，包括：
在顶发射型电致发光器件的阴极表面依次包覆形成第一无机介质层、有机封装层和第二无机介质层；其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件。
具体地，第一无机介质层还需要满足水蒸气透过率小于等于1×10-4g/m2d，色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层的模内波矢量、ε1为所述阴极的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层的光学介电常数、a为所述阴极的厚度。
其中，第一无机介质层可以采用原子层沉积方法制备，具体的制备工艺为技术人员所知，本发明不做赘述。有机封装层和第二无机介质层可以采用上述的原子层沉积方法制备，也可以采用蒸镀、涂覆等方式。
本发明实施例提供的封装方法，其制造的封装结构的第一无机介质层具有30nm-100nm的厚度，并且第一无机介质层与所述顶发射型电致发光器件的阴极和电子注入层之间的色散关系满足预设条件，这样可以将第一无机介质层与电子注入层设置的有效光折射率相互匹配，这样位于阴极金属两侧的材料光折射率相互匹配后，使阴极两侧的界面上的等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)模式相互耦合，从而使得SPPs的电场穿越阴极金属，而该电场包含所有光谱频率，进而耦合恢复出顶发射型电致发光器件中由于金属阴极的SPPs作用的光学损耗，实现高效的光取出，即实现了提高顶发射型电致发光器件发光效率的技术效果。
实施例三
如图2所示本发明的实施例三提供一种电致发光器件为顶发射型电致发光器件，其包括：如图1所示封装结构；
所述封装结构用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：依次层叠设置的第一无机介质层1、有机封装层2以及第二无机介质层3，所述第一无机介质层1背离所述有机封装层2的一侧包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极4表面；其中，所述第一无机介质层1的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层1与所述阴极4、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层5之间的色散关系满足预设条件。
其中，如图2所示上述的顶发射型电致发光器件位于第一无机介质层下方的各个功能层分别为：阴极层4、电子注入层5、电子传输层9、发光层6、空穴传输层7、空穴注入层10、阳极8。
具体地，本实施例三中所述的封装结构可直接使用上述实施例一提供的封装结构，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。
本发明实施例提供的电致发光器件，其封装结构的第一无机介质层1具有30nm-100nm的厚度，并且第一无机介质层1与所述顶发射型电致发光器件的阴极4和电子注入层5之间的色散关系满足预设条件，这样可以将第一无机介质层1与电子注入层5设置的有效光折射率相互匹配，这样位于阴极4金属两侧的材料光折射率相互匹配后，使阴极4两侧的界面上的等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)模式相互耦合，从而使得SPPs的电场穿越阴极4金属，而该电场包含所有光谱频率，进而耦合恢复出顶发射型电致发光器件中由于金属阴极4的SPPs作用的光学损耗，实现高效的光取出，即实现了提高顶发射型电致发光器件发光效率的技术效果。
实施例四
本发明的实施例四提供一种显示设备，其包括：电致发光器件；电致发光器件为顶发射型电致发光器件，其包括：封装结构；
所述封装结构用于对顶发射型电致发光器件封装，其包括：依次层叠设置的第一无机介质层1、有机封装层2以及第二无机介质层3，所述第一无机介质层1背离所述有机封装层2的一侧包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极4表面；其中，所述第一无机介质层1的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层1与所述阴极4、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层5之间的色散关系满足预设条件。
其中，如图2所示上述的顶发射型电致发光器件位于第一无机介质层下方的各个功能层分别为：阴极层4、电子注入层5、电子传输层9、发光层6、空穴传输层7、空穴注入层10、阳极8。
具体地，本实施例四中所述的封装结构可直接使用上述实施例一提供的封装结构，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。
本发明实施例提供的显示设备，其使用的电致发光器件的封装结构的第一无机介质层1具有30nm-100nm的厚度，并且第一无机介质层1与所述顶发射型电致发光器件的阴极4和电子注入层5之间的色散关系满足预设条件，这样可以将第一无机介质层1与电子注入层5设置的有效光折射率相互匹配，这样位于阴极4金属两侧的材料光折射率相互匹配后，使阴极4两侧的界面上的等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)模式相互耦合，从而使得SPPs的电场穿越阴极4金属，而该电场包含所有光谱频率，进而耦合恢复出顶发射型电致发光器件中由于金属阴极4的SPPs作用的光学损耗，实现高效的光取出，即实现了提高顶发射型电致发光器件发光效率的技术效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种封装结构，用于对顶发射型电致发光器件封装，其特征在于，其包括：
依次层叠设置的第一无机介质层、有机封装层以及第二无机介质层，所述第一无机介质层背离所述有机封装层的一侧用于包覆在所述顶发射型电致发光器件的阴极表面；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件；
所述第一无机介质层的色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层的模内波矢量、ε1为所述阴极的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层的光学介电常数、a为所述阴极的厚度。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述第一无机介质层的水蒸气透过率小于等于1×10-4g/m2d。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述第一无机介质层的材质为氧化铝、氧化硅、氮化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述第一无机介质层的厚度为50nm。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述有机封装层的厚度大于等于4μm小于等于20μm；
所述第二无机介质层的厚度大于等于50nm小于等于2000nm。
6.一种封装方法，其特征在于，其包括：
在顶发射型电致发光器件的阴极表面依次包覆形成第一无机介质层、有机封装层和第二无机介质层；
其中，所述第一无机介质层的厚度大于等于30nm小于等于100nm，所述第一无机介质层与所述阴极、所述顶发射型电致发光器件的电子注入层之间的色散关系满足预设条件；
所述第一无机介质层的色散关系满足如下公式：
其中，k1为所述阴极的模内波矢量、k2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的模内波矢量、k3为所述第一无机介质层的模内波矢量、ε1为所述阴极的光学介电常数、ε2为所述顶发射型电致发光器件的电子注入层的光学介电常数、ε3为所述第一无机介质层的光学介电常数、a为所述阴极的厚度。
7.一种电致发光器件，其特征在于，包括：
如权利要求1-5中任一所述封装结构；
其中所述封装结构的第一无机介质层背离有机封装层的一侧包覆在所述电致发光器件的阴极表面。
8.一种显示设备，其特征在于，包括：
如权利要求7中所述电致发光器件。
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