一種柔性有機電致發光顯示器及電子設備的製作方法

2024-02-16 05:27:15 1

本發明涉及顯示技術領域，具體地說，涉及一種柔性有機電致發光顯示器及電子設備。

背景技術：

柔性顯示裝置具有可捲曲、耐衝擊、抗震能力強、體積小、攜帶方便等優點，隨著技術的進步，柔性顯示裝置得到了越來越廣泛的應用，並向輕薄化方向發展。柔性顯示裝置所使用的襯底必須是柔性基板，封裝時無法使用玻璃基板等剛性基板進行封裝，而通常使用薄膜封裝技術進行封裝。

現有的一種薄膜封裝結構是由無機層薄膜形成的封裝結構，無機層薄膜通常具有較好的阻隔水氧性能，但無機層薄膜應力較大，柔性顯示裝置在多次彎折後，無機層薄膜容易產生微裂紋，導致阻隔水氧性能下降。

現有的一種改進的薄膜封裝結構是由無機層薄膜與有機層薄膜經交替層疊形成的封裝結構，其中，無機層薄膜用於提高阻隔水氧的能力，有機層薄膜用於降低應力。為了能夠有效降低無機層薄膜的應力，有機層薄膜的厚度通常較厚，同時，為了達到較好的阻隔水氧效果，該層疊的封裝結構通常包括5～7層的膜結構，導致整個封裝結構的厚度一般在5～10μm，而該厚度的封裝結構將導致柔性顯示裝置不能獲得良好的柔性彎折效果。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明一方面提供一種柔性有機電致發光顯示器，包括相對設置的柔性基板和封裝結構、及位於所述柔性基板和封裝結構之間的電致發光元件，所述封裝結構包括覆蓋所述電致發光元件的至少一層薄膜封裝層，所述薄膜封裝層由依次層疊的第一無機層和第二無機層組成，所述第二無機層採用納米晶材料。

本發明另一方面提供一種電子設備，所述電子設備包括上述的柔性有機電致發光顯示器。

與現有技術相比，本發明提供的柔性有機電致發光顯示器及電子設備至少具有以下有益效果：

通過採用納米晶材料的第二無機層，能夠填補第一無機層表面上可能存在的孔洞、裂縫、裂紋，從而彌補第一無機層可能存在的缺陷，提高封裝結構的阻隔水氧性能，延長柔性有機電致發光顯示器的使用壽命。同時，由納米晶材料製作的第二無機層具有緻密性的特點，第二無機層的厚度較薄的情況也能具有良好的阻隔水氧性能，從而能夠減薄封裝結構的厚度，使柔性有機電致發光顯示器具有較好的彎折性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例的柔性有機電致發光顯示器的示意圖；

圖2為本發明實施例的封裝結構的示意圖；

圖3為本發明實施例的第一無機層的示意圖；

圖4為本發明實施例的第一無機層和第二無機層層疊的示意圖。

具體實施方式

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略對它們的重複描述。

本發明內所描述的表達位置與方向的詞，均是以附圖為例進行的說明，但根據需要也可以做出改變，所做改變均包含在本發明保護範圍內。

請參照圖1和圖2，本發明的柔性有機電致發光顯示器100包括相對設置的柔性基板10和封裝結構50、及位於柔性基板10和封裝結構50之間的電致發光元件40，封裝結構50包括覆蓋電致發光元件40的至少一層薄膜封裝層，薄膜封裝層由依次層疊的第一無機層51和第二無機層52組成，第二無機層52採用納米晶材料。

柔性基板10的材料本發明不限制，可選地為有機聚合物，作為示例，有機聚合物基板可以是聚醯亞胺(polyimide，PI)基板、聚醯胺(polyamide，PA)基板、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)基板、聚苯醚碸(polyethersulfone，PES)基板、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)基板、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)基板、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)基板、環烯烴共聚物(cycloolefin copolymer，COC)基板中的一種。其厚度可以根據需要進行設置，例如可以是0.1～0.5mm。

位於柔性基板10上的電致發光元件40至少包括陽極層41、發光層42和陰極層43，並且可以進一步包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的一層或多層(未示出)。電致發光元件40還可以包括像素定義層44，該像素定義層44將電致發光元件40限定出多個子像素區域。電致發光元件40具體採用的結構和各功能層採用的材料本發明不限制，均可以採用已知技術，在此不予贅述。

進一步地，電致發光元件40與柔性基板10之間進一步設有薄膜電晶體層20、多條數據線和多條掃描線(未示出)。其中，薄膜電晶體層20至少包括有源層、源級、漏極、柵極、絕緣層，薄膜電晶體層20的漏極與電致發光元件40的陽極層41電性連接；多條數據線和多條掃描線彼此交叉，其中，數據線電性連接至薄膜電晶體層20的源級，掃描線電性連接至薄膜電晶體層20的柵極。工作時，掃描線通過薄膜電晶體層20的柵極控制各子像素的開關，數據線通過薄膜電晶體層20的源級與電致發光元件40的陽極層41電性連接，在各子像素對應的薄膜電晶體打開時，為各子像素提供數據信號，控制各子像素的顯示。薄膜電晶體層20的具體結構本發明不限制，可採用已知技術，在此不予贅述。

進一步地，薄膜電晶體層20上還設置有平坦化層30，電致發光元件40的陽極層41位於該平坦化層30上，並通過位於平坦化層30中的過孔與薄膜電晶體層20的漏極電性連接。

本發明中，位於柔性基板10上的電致發光元件40通過至少一層薄膜封裝層進行封裝，該薄膜封裝層由依次層疊的第一無機層51和第二無機層52組成。

其中，第一無機層51的材料為無機化合物，本發明不限制該無機化合物的種類。作為示例，該無機化合物包括但不限於氧化物、氮化物、氮氧化物、碳氮化物、氟化物、硫化物。

其中，氧化物包括但不限於氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂、氧化矽、氧化鉭、氧化鉿、氧化鈰、氧化錫、氧化硼、氧化鎵、氧化鉈、氧化鈣，優選氧化矽；氮化物包括但不限於氮化矽、氮化鋯、氮化鋁、氮化鈦、氮化鉭、氮化鉿、氮化鈰、氮化錫，優選氮化矽；氮氧化物包括但不限於氮氧化矽、氮氧化鋁、氮氧化鈦；碳氮化物包括但不限於碳氮化矽；氟化物包括但不限於氟化鎂、氟化鈉、氟化鋰；硫化物包括但不限於二硫化鈦、硫化鐵、三硫化二鉻、硫化銅、硫化鋅、二硫化錫、硫化鎳、三硫化二鈷、三硫化二銻、硫化鉛、三硫化二鑭、硫化鈰、二硫化鋯。

第一無機層51可以通過等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition，PVD)等成膜工藝形成，形成的第一無機層51的厚度為50nm～1μm。

第二無機層52採用納米晶材料。納米晶是指晶粒尺寸在納米級的多晶體。由於納米晶的晶粒極細，大量的原子位於晶粒之間的界面上，這種獨特的結構特徵使納米晶體成為不同於普通多晶體和非晶態合金的一種新型材料。

由於第一無機層51在形成過程中可能產生孔洞、裂縫、裂紋，如圖3中箭頭所示，或是製作的第一無機層51不夠緻密，導致水氧能夠透過第一無機層51沿如圖3中箭頭所示的路徑向內滲透，侵蝕電致發光元件40中的有機物質，使其失效，影響柔性有機電致發光顯示器100的使用壽命。為此，本發明在第一無機層51上層疊一由納米晶材料製成的第二無機層52，第一無機層51表面上有缺陷時，如存在孔洞、裂縫、裂紋，在製作第二無機層52時，該納米晶材料能夠填補第一無機層51表面上存在的孔洞、裂縫、裂紋，如圖4所示，從而彌補第一無機層51可能存在的缺陷，提高封裝結構50的阻隔水氧性能。

進一步的，第二無機層52中的納米晶材料的平均直徑為1nm～5nm，該平均粒徑的納米晶材料能夠有效填補第一無機層51表面上存在的孔洞、裂縫、裂紋，同時，製作的薄膜更加緻密，能夠有效阻擋水氧滲透。更進一步的，形成的第二無機層52的表面粗糙度為：0<Ra<5nm，該表面粗糙度的第二無機層52具有更加緻密的微觀結構，其阻隔水氧的性能更優。

用於薄膜封裝的納米晶材料要求具有較好的疏水性能，通常選用金屬氧化物納米晶材料，可選的，納米晶材料選自Al2O3、ZrO2、TiO2。上述納米晶材料與第一無機層51的材料均為無機化合物，使得第一無機層51與第二無機層52之間具有一定的鍵合力，難以被剝離。

第二無機層52可以通過濺射法(Sputtering)、原子層沉積法(Atomic Layer Deposition，ALD)形成，優選原子層沉積法。

原子層沉積法是一種可以將物質以單原子膜或分子膜形式一層一層地鍍在基底表面的方法，該方法的最大特點是每次反應只沉積一層原子或分子。由於納米晶材料的一個重要作用在於填補第一無機層51表面上存在的孔洞、裂縫、裂紋，採用其他方法形成第二無機層52時，納米晶材料沉積速度普遍高於原子層沉積法，由於沉積速度過快，納米晶材料很容易快速堆積在第一無機層51表面，無法填補第一無機層51表面上存在的孔洞、裂縫、裂紋，而原子層沉積法能夠一層一層地將納米晶材料沉積在第一無機層51上，第一無機層51表面存在孔洞、裂縫、裂紋時，納米晶材料能夠漸次進入並填補上述孔洞、裂縫、裂紋，使第二無機層52具有更好的封裝效果。

由納米晶材料製作的第二無機層52具有緻密性的特點，第二無機層52的厚度較薄的情況也能具有良好的阻隔水氧性能，從而能夠減薄整個封裝結構50的厚度，使柔性有機電致發光顯示器100具有較好的彎折性能。在一較佳實施例中，第二無機層52的厚度為5nm～100nm，該厚度的第二無機層52具有良好的光透過性，不影響柔性有機電致發光顯示器100的顯示性能。進一步地，第二無機層52的厚度為5nm～50nm。

可選地，第一無機層51的厚度大於等於第二無機層52的厚度，由於第一無機層51已具有較好的阻隔水氧效果，第二無機層52的一個重要作用在於填補第一無機層51表面上可能存在的孔洞、裂縫、裂紋，而原子層沉積法製備薄膜通常需要較長時間，因此，與第一無機層51相比，採用厚度較薄的第二無機層52能夠兼顧提高阻隔水氧性能和製備效率。

在一較佳實施例中，形成的薄膜封裝層中，第一無機層51與第二無機層52具有相反應力。具體地說，如果第一無機層51具有壓縮應力，則第二無機層52具有拉伸應力。第一無機層51與第二無機層52的應力特性可以通過形成該層時的條件確定。

本發明的封裝結構50包括至少一層薄膜封裝層，為提高封裝效果，封裝結構50可以進一步包括1～5層薄膜封裝層。形成的封裝結構50的厚度優選約為50nm～1μm。

在一個實施例中，本發明的柔性有機電致發光顯示器100通過以下步驟形成：

(1)提供一剛性載體，例如玻璃載板，在剛性載體上形成柔性基板10。

(2)在柔性基板10上形成電致發光元件40，包括在該柔性基板10依次形成陽極層41、發光層42和陰極層43。

(3)形成覆蓋電致發光元件40封裝結構50，形成的封裝結構50包括至少一層薄膜封裝層，薄膜封裝層由依次層疊的第一無機層51和由納米晶材料製成的第二無機層52組成。作為優選方案，第二無機層52採用原子層沉積法形成。

(4)移除剛性載體，製得柔性有機電致發光顯示器100。

根據本發明的一個方面，還提供一種包括本發明的柔性有機電致發光顯示器的電子設備，該電子設備包括但不限於是手機、平板電腦、筆記本電腦或桌上型電腦。

本發明通過採用納米晶材料的第二無機層，能夠填補第一無機層表面上可能存在的孔洞、裂縫、裂紋，從而彌補第一無機層可能存在的缺陷，提高封裝結構的阻隔水氧性能，延長柔性有機電致發光顯示器的使用壽命。同時，由納米晶材料製作的第二無機層具有緻密性的特點，第二無機層的厚度較薄的情況也能具有良好的阻隔水氧性能，從而能夠減薄封裝結構的厚度，使柔性有機電致發光顯示器具有較好的彎折性能。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。