CN106449709B - 一种柔性有机电致发光显示器及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性有机电致发光显示器及电子设备，该柔性有机电致发光显示器包括相对设置的柔性基板和封装结构、及位于所述柔性基板和封装结构之间的电致发光元件，所述封装结构包括覆盖所述电致发光元件的至少一层薄膜封装层，所述薄膜封装层由依次层叠的第一无机层和第二无机层组成，所述第二无机层采用纳米晶材料。通过采用纳米晶材料的第二无机层，能够填补第一无机层表面上可能存在的孔洞、裂缝、裂纹，从而弥补第一无机层可能存在的缺陷，提高封装结构的阻隔水氧性能，延长柔性有机电致发光显示器的使用寿命，同时，能够减薄封装结构的厚度，使柔性有机电致发光显示器具有较好的弯折性能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种柔性有机电致发光显示器及电子设备。
背景技术
柔性显示装置具有可卷曲、耐冲击、抗震能力强、体积小、携带方便等优点，随着技术的进步，柔性显示装置得到了越来越广泛的应用，并向轻薄化方向发展。柔性显示装置所使用的衬底必须是柔性基板，封装时无法使用玻璃基板等刚性基板进行封装，而通常使用薄膜封装技术进行封装。
现有的一种薄膜封装结构是由无机层薄膜形成的封装结构，无机层薄膜通常具有较好的阻隔水氧性能，但无机层薄膜应力较大，柔性显示装置在多次弯折后，无机层薄膜容易产生微裂纹，导致阻隔水氧性能下降。
现有的一种改进的薄膜封装结构是由无机层薄膜与有机层薄膜经交替层叠形成的封装结构，其中，无机层薄膜用于提高阻隔水氧的能力，有机层薄膜用于降低应力。为了能够有效降低无机层薄膜的应力，有机层薄膜的厚度通常较厚，同时，为了达到较好的阻隔水氧效果，该层叠的封装结构通常包括5～7层的膜结构，导致整个封装结构的厚度一般在5～10μm，而该厚度的封装结构将导致柔性显示装置不能获得良好的柔性弯折效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明一方面提供一种柔性有机电致发光显示器，包括相对设置的柔性基板和封装结构、及位于所述柔性基板和封装结构之间的电致发光元件，所述封装结构包括覆盖所述电致发光元件的至少一层薄膜封装层，所述薄膜封装层由依次层叠的第一无机层和第二无机层组成，所述第二无机层采用纳米晶材料。
本发明另一方面提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的柔性有机电致发光显示器。
与现有技术相比，本发明提供的柔性有机电致发光显示器及电子设备至少具有以下有益效果：
通过采用纳米晶材料的第二无机层，能够填补第一无机层表面上可能存在的孔洞、裂缝、裂纹，从而弥补第一无机层可能存在的缺陷，提高封装结构的阻隔水氧性能，延长柔性有机电致发光显示器的使用寿命。同时，由纳米晶材料制作的第二无机层具有致密性的特点，第二无机层的厚度较薄的情况也能具有良好的阻隔水氧性能，从而能够减薄封装结构的厚度，使柔性有机电致发光显示器具有较好的弯折性能。
附图说明
图1为本发明实施例的柔性有机电致发光显示器的示意图；
图2为本发明实施例的封装结构的示意图；
图3为本发明实施例的第一无机层的示意图；
图4为本发明实施例的第一无机层和第二无机层层叠的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明内所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。
请参照图1和图2，本发明的柔性有机电致发光显示器100包括相对设置的柔性基板10和封装结构50、及位于柔性基板10和封装结构50之间的电致发光元件40，封装结构50包括覆盖电致发光元件40的至少一层薄膜封装层，薄膜封装层由依次层叠的第一无机层51和第二无机层52组成，第二无机层52采用纳米晶材料。
柔性基板10的材料本发明不限制，可选地为有机聚合物，作为示例，有机聚合物基板可以是聚酰亚胺(polyimide，PI)基板、聚酰胺(polyamide，PA)基板、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)基板、聚苯醚砜(polyethersulfone，PES)基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)基板、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)基板、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)基板、环烯烃共聚物(cycloolefin copolymer，COC)基板中的一种。其厚度可以根据需要进行设置，例如可以是0.1～0.5mm。
位于柔性基板10上的电致发光元件40至少包括阳极层41、发光层42和阴极层43，并且可以进一步包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层(未示出)。电致发光元件40还可以包括像素定义层44，该像素定义层44将电致发光元件40限定出多个子像素区域。电致发光元件40具体采用的结构和各功能层采用的材料本发明不限制，均可以采用已知技术，在此不予赘述。
进一步地，电致发光元件40与柔性基板10之间进一步设有薄膜晶体管层20、多条数据线和多条扫描线(未示出)。其中，薄膜晶体管层20至少包括有源层、源级、漏极、栅极、绝缘层，薄膜晶体管层20的漏极与电致发光元件40的阳极层41电性连接；多条数据线和多条扫描线彼此交叉，其中，数据线电性连接至薄膜晶体管层20的源级，扫描线电性连接至薄膜晶体管层20的栅极。工作时，扫描线通过薄膜晶体管层20的栅极控制各子像素的开关，数据线通过薄膜晶体管层20的源级与电致发光元件40的阳极层41电性连接，在各子像素对应的薄膜晶体管打开时，为各子像素提供数据信号，控制各子像素的显示。薄膜晶体管层20的具体结构本发明不限制，可采用已知技术，在此不予赘述。
进一步地，薄膜晶体管层20上还设置有平坦化层30，电致发光元件40的阳极层41位于该平坦化层30上，并通过位于平坦化层30中的过孔与薄膜晶体管层20的漏极电性连接。
本发明中，位于柔性基板10上的电致发光元件40通过至少一层薄膜封装层进行封装，该薄膜封装层由依次层叠的第一无机层51和第二无机层52组成。
其中，第一无机层51的材料为无机化合物，本发明不限制该无机化合物的种类。作为示例，该无机化合物包括但不限于氧化物、氮化物、氮氧化物、碳氮化物、氟化物、硫化物。
其中，氧化物包括但不限于氧化铝、氧化锆、氧化锌、氧化钛、氧化镁、氧化硅、氧化钽、氧化铪、氧化铈、氧化锡、氧化硼、氧化镓、氧化铊、氧化钙，优选氧化硅；氮化物包括但不限于氮化硅、氮化锆、氮化铝、氮化钛、氮化钽、氮化铪、氮化铈、氮化锡，优选氮化硅；氮氧化物包括但不限于氮氧化硅、氮氧化铝、氮氧化钛；碳氮化物包括但不限于碳氮化硅；氟化物包括但不限于氟化镁、氟化钠、氟化锂；硫化物包括但不限于二硫化钛、硫化铁、三硫化二铬、硫化铜、硫化锌、二硫化锡、硫化镍、三硫化二钴、三硫化二锑、硫化铅、三硫化二镧、硫化铈、二硫化锆。
第一无机层51可以通过等离子体增强化学气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)、物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)等成膜工艺形成，形成的第一无机层51的厚度为50nm～1μm。
第二无机层52采用纳米晶材料。纳米晶是指晶粒尺寸在纳米级的多晶体。由于纳米晶的晶粒极细，大量的原子位于晶粒之间的界面上，这种独特的结构特征使纳米晶体成为不同于普通多晶体和非晶态合金的一种新型材料。
由于第一无机层51在形成过程中可能产生孔洞、裂缝、裂纹，如图3中箭头所示，或是制作的第一无机层51不够致密，导致水氧能够透过第一无机层51沿如图3中箭头所示的路径向内渗透，侵蚀电致发光元件40中的有机物质，使其失效，影响柔性有机电致发光显示器100的使用寿命。为此，本发明在第一无机层51上层叠一由纳米晶材料制成的第二无机层52，第一无机层51表面上有缺陷时，如存在孔洞、裂缝、裂纹，在制作第二无机层52时，该纳米晶材料能够填补第一无机层51表面上存在的孔洞、裂缝、裂纹，如图4所示，从而弥补第一无机层51可能存在的缺陷，提高封装结构50的阻隔水氧性能。
进一步的，第二无机层52中的纳米晶材料的平均直径为1nm～5nm，该平均粒径的纳米晶材料能够有效填补第一无机层51表面上存在的孔洞、裂缝、裂纹，同时，制作的薄膜更加致密，能够有效阻挡水氧渗透。更进一步的，形成的第二无机层52的表面粗糙度为：0<Ra<5nm，该表面粗糙度的第二无机层52具有更加致密的微观结构，其阻隔水氧的性能更优。
用于薄膜封装的纳米晶材料要求具有较好的疏水性能，通常选用金属氧化物纳米晶材料，可选的，纳米晶材料选自Al2O3、ZrO2、TiO2。上述纳米晶材料与第一无机层51的材料均为无机化合物，使得第一无机层51与第二无机层52之间具有一定的键合力，难以被剥离。
第二无机层52可以通过溅射法(Sputtering)、原子层沉积法(Atomic LayerDeposition，ALD)形成，优选原子层沉积法。
原子层沉积法是一种可以将物质以单原子膜或分子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法，该方法的最大特点是每次反应只沉积一层原子或分子。由于纳米晶材料的一个重要作用在于填补第一无机层51表面上存在的孔洞、裂缝、裂纹，采用其他方法形成第二无机层52时，纳米晶材料沉积速度普遍高于原子层沉积法，由于沉积速度过快，纳米晶材料很容易快速堆积在第一无机层51表面，无法填补第一无机层51表面上存在的孔洞、裂缝、裂纹，而原子层沉积法能够一层一层地将纳米晶材料沉积在第一无机层51上，第一无机层51表面存在孔洞、裂缝、裂纹时，纳米晶材料能够渐次进入并填补上述孔洞、裂缝、裂纹，使第二无机层52具有更好的封装效果。
由纳米晶材料制作的第二无机层52具有致密性的特点，第二无机层52的厚度较薄的情况也能具有良好的阻隔水氧性能，从而能够减薄整个封装结构50的厚度，使柔性有机电致发光显示器100具有较好的弯折性能。在一较佳实施例中，第二无机层52的厚度为5nm～100nm，该厚度的第二无机层52具有良好的光透过性，不影响柔性有机电致发光显示器100的显示性能。进一步地，第二无机层52的厚度为5nm～50nm。
可选地，第一无机层51的厚度大于等于第二无机层52的厚度，由于第一无机层51已具有较好的阻隔水氧效果，第二无机层52的一个重要作用在于填补第一无机层51表面上可能存在的孔洞、裂缝、裂纹，而原子层沉积法制备薄膜通常需要较长时间，因此，与第一无机层51相比，采用厚度较薄的第二无机层52能够兼顾提高阻隔水氧性能和制备效率。
在一较佳实施例中，形成的薄膜封装层中，第一无机层51与第二无机层52具有相反应力。具体地说，如果第一无机层51具有压缩应力，则第二无机层52具有拉伸应力。第一无机层51与第二无机层52的应力特性可以通过形成该层时的条件确定。
本发明的封装结构50包括至少一层薄膜封装层，为提高封装效果，封装结构50可以进一步包括1～5层薄膜封装层。形成的封装结构50的厚度优选约为50nm～1μm。
在一个实施例中，本发明的柔性有机电致发光显示器100通过以下步骤形成：
(1)提供一刚性载体，例如玻璃载板，在刚性载体上形成柔性基板10。
(2)在柔性基板10上形成电致发光元件40，包括在该柔性基板10依次形成阳极层41、发光层42和阴极层43。
(3)形成覆盖电致发光元件40封装结构50，形成的封装结构50包括至少一层薄膜封装层，薄膜封装层由依次层叠的第一无机层51和由纳米晶材料制成的第二无机层52组成。作为优选方案，第二无机层52采用原子层沉积法形成。
(4)移除刚性载体，制得柔性有机电致发光显示器100。
根据本发明的一个方面，还提供一种包括本发明的柔性有机电致发光显示器的电子设备，该电子设备包括但不限于是手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑。
本发明通过采用纳米晶材料的第二无机层，能够填补第一无机层表面上可能存在的孔洞、裂缝、裂纹，从而弥补第一无机层可能存在的缺陷，提高封装结构的阻隔水氧性能，延长柔性有机电致发光显示器的使用寿命。同时，由纳米晶材料制作的第二无机层具有致密性的特点，第二无机层的厚度较薄的情况也能具有良好的阻隔水氧性能，从而能够减薄封装结构的厚度，使柔性有机电致发光显示器具有较好的弯折性能。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种柔性有机电致发光显示器，其特征在于，包括相对设置的柔性基板和封装结构、及位于所述柔性基板和封装结构之间的电致发光元件，所述封装结构包括覆盖所述电致发光元件的至少一层薄膜封装层，所述薄膜封装层由依次层叠的第一无机层和第二无机层组成，所述第二无机层采用纳米晶材料，所述纳米晶材料为晶粒尺寸在纳米级的多晶体；
所述第二无机层的表面粗糙度为：0<Ra<5nm；
所述第一无机层和所述第二无机层具有相反的应力。
2.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述第一无机层的厚度为50nm～1μm。
3.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述第二无机层的厚度为5nm～100nm。
4.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述的第一无机层的厚度大于等于所述第二无机层的厚度。
5.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述第二无机层中的纳米晶材料的平均直径为1nm～5nm。
6.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述纳米晶材料选自Al2O3、ZrO2或TiO2。
7.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述封装结构包括1～5层薄膜封装层。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述封装结构的厚度为50nm～1μm。
9.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光显示器，其特征在于，所述第二无机层采用原子层沉积法形成。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至9任意一项所述的柔性有机电致发光显示器。
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