CN114078903A - 电致发光器件及显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电致发光器件,其特征在于,包括:第一封装层,第一封装层围绕发光区域设置;堤坝层,堤坝层设置于第一封装层的一侧,堤坝层之间形成凹槽,暴露发光区域;发光功能主体,发光功能主体设置于发光区域内;第二封装层,第二封装层整体覆盖堤坝层和发光功能主体;缓冲层,缓冲层设置于第二封装层远离发光功能主体的一侧且填充于凹槽中;第三封装层,第三封装层设置于缓冲层远离第二封装层的一侧。该电致发光器件中将传统技术中整面涂布的缓冲层设计为分立的各缓冲层,可以减少缓冲层所需的厚度,在减少缓冲层厚度的同时,还能够确保柔性电致发光器件整体的耐弯折性能。
Description
技术领域
本发明涉及柔性器件制备技术领域,尤其是涉及电致发光器件及显示器件及应用。
背景技术
传统的直板显示屏通常具有两层硬质玻璃基板和位于硬质玻璃基板之间的发光元件及其他部件,仅能够基于平面进行显示。柔性显示屏通常以柔性基板和柔性封装层取代传统显示屏中的硬质玻璃基板,并结合其中发光元件及其他各部件的改进,能够实现柔性或可折叠的显示效果。这种柔性显示屏能够带来更丰富的使用性能,为电子设备的形态提供了更多可能,因而逐渐成为各大厂商研究的重点项目之一。
传统的发光元件都对水氧极其敏感,受到水氧的影响非常容易失效,因此封装层都需要具有较强的水氧阻隔能力,例如需要达到10-6g/cm2·day。并且,由于柔性显示屏在实际应用时会面临较为频繁的弯折操作,这同时使得柔性显示屏内的封装层也面临频繁的弯折。一方面,为了尽可能在频繁的弯折时不发生断裂,封装层自身的内应力不易过大;另一方面,频繁的弯折还可能使封装层局部产生缺陷,导致水氧阻隔能力降低。
为了能够同时兼顾水氧阻挡能力和抗弯折能力,传统技术中常采用无机水氧阻挡层和有机缓冲层交替层叠的结构作为封装层。无机水氧阻挡层起到高效阻隔水氧的作用,有机缓冲层起到缓冲形变的作用,并且尽可能减小封装层整体的内应力。受限于制备工艺的精度,封装层中往往在局部出现异物或针孔状缺陷,异物处或缺陷处会成为水氧的侵入点并逐渐扩散,封装层中的变质区域随之不停地扩展并最终演变为严重的品质不良。因此需要有机缓冲层来覆盖异物和真空,为无机水氧阻隔层提供平坦的封装表面。有机缓冲层的厚度一般需要达到10μm~20μm,才能实现有效的异物覆盖,满足封装良率的要求。然而,较厚的有机缓冲层同时也降低了柔性显示屏的弯曲半径和弯曲耐受能力。基于上述原因,柔性显示屏的弯曲性能和阻隔性能往往难以同时得到满足。
发明内容
有鉴于此,本发明设计了一种兼具较好阻隔性能和弯曲性能的电致发光器件,对应地,提供一种显示器件。
根据本发明的一个实施例,一种电致发光器件,其包括:
第一封装层,所述第一封装层围绕发光区域设置;
堤坝层,所述堤坝层设置于所述第一封装层的一侧,所述堤坝层之间形成凹槽,暴露所述发光区域;
发光功能主体,所述发光功能主体设置于所述发光区域内;
第二封装层,所述第二封装层整体覆盖所述堤坝层和所述发光功能主体;
缓冲层,所述缓冲层设置于所述第二封装层远离所述发光功能主体的一侧且填充于所述凹槽中;
第三封装层,所述第三封装层设置于所述缓冲层远离所述第二封装层的一侧。
在其中一个实施例中,所述发光区域有多个,且多个所述发光区域呈多列状分布,所述堤坝层设置于相邻列的所述发光区域之间的所述第一封装层上。
在其中一个实施例中,所述第二封装层包括多层沿所述第一封装层至所述第三封装层的方向层叠设置的子封装层。
在其中一个实施例中,还包括基板,所述第一封装层设置于所述基板上,所述堤坝层设置于所述第一封装层远离所述基板的一侧,所述发光功能主体包括:相对设置的第一电极和第二电极以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层;
所述基板中设置有薄膜晶体管和第一电接孔,所述第一电接孔中填充有第一导电体,所述第一导电体的一端电连接于所述薄膜晶体管中的漏极,另一端电连接于所述第一电极。
在其中一个实施例中,所述基板中设置有公共电极和第二电接孔,所述第一封装层中设置有第三电接孔,所述第二电接孔中填充有第二导电体,所述第三电接孔中填充有第三导电体;所述第二电极通过所述第二导电体和所述第三导电体电连接于所述公共电极。
在其中一个实施例中,所述第一封装层的厚度为0.5μm~2μm;和/或
所述堤坝层的厚度为1μm~6μm;和/或
所述第二封装层的厚度为0.5μm~2μm。
在其中一个实施例中,所述缓冲层远离所述第二封装层一侧的表面与所述第二封装层远离所述堤坝层一侧的表面之间的高度差≤0.3μm。
在其中一个实施例中,所述第一封装层、所述第二封装层和所述第三封装层的材料各自独立地选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铪、氧化锌、氧化镁和氧化锆中的一种或多种;和/或
所述堤坝层的材料选自聚酰亚胺;和/或
所述缓冲层的材料选自碳氮化硅、碳氧化硅、氟化碳氧化硅、氟化碳氮化硅、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
一种显示器件,其包括上述任一实施例所述的电致发光器件。
在其中一个实施例中,所述显示器件是手机、电视机、平板电脑、显示屏、VR装置、AR装置、计算机或车载显示器。
传统的整面封装层依赖于无机封装层和有机封装层交替层叠的形式,以在保持阻隔性能的同时兼具可弯折性能,有机封装层尽可能释放无机封装层在弯折时产生的应力,同时避免异物导致的缺陷。
上述实施例中的电致发光器件区别于传统的整面封装层,提出了一种分立式的封装结构。分立式的封装结构针对堤坝层的结构、且对应于发光功能主体及其具体制备工艺,设计了多层封装层的结构,形成对发光功能主体的包裹式封装。在不设有缓冲层的局部,即使各封装层产生缺陷或裂痕,水氧的入侵也能够得到有效的阻挡。并且,将传统技术中整面涂布的缓冲层设计为分立的各缓冲层,可以减少缓冲层所需的厚度,在减少缓冲层厚度的同时,还能够确保柔性电致发光器件整体的耐弯折性能。
此外,缓冲层改变为分立式,填充于堤坝层之间的凹陷内,能够尽可能确保柔性电致发光器件的平整性,大大减少姆拉(Mura)问题发生的概率。同时,上述实施例中的柔性电致发光器件的堤坝层的高度可以设置得较高,从而避免OLED材料印刷过程中产生的桥接等不良缺陷。
附图说明
图1为一实施例的柔性电致发光器件的剖面结构示意图;
图2为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S1的剖面结构示意图;
图3为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S2的剖面结构示意图;
图4为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S3的剖面结构示意图;
图5为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S3的俯视图;
图6为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S4的剖面结构示意图;
图7为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S5的剖面结构示意图;
图8为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S6的剖面结构示意图;
图9为柔性电致发光器件的制备过程中步骤S7的剖面结构示意图。
其中,各附图标号及其含义如下:
110:基板;111:薄膜晶体管;112:第一导电体;113:公共电极;114:第二导电体;120:第一封装层;131:第一电极;132:发光功能层;133:第二电极;140:堤坝层;150:第二封装层;160:缓冲层;170:第三封装层;180:第三电极。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”表示两个或两个以上项目的组合。如未明示或本领域技术人员不对此具有通常理解,应认为本申请中的占比或浓度的等概念为质量占比或质量浓度。
传统的柔性发光器件中的阻隔层通常采用有机/无机膜层交替层叠设置的方式,然而这样的阻隔层都难以兼顾柔性器件的耐弯折性能和阻隔性能。为了尽可能在保证柔性发光器件的耐弯折性能的同时提升其阻隔性能,本发明的一个实施例提供了一种整合阻隔层的柔性电致发光器件,其至少包括:
第一封装层,第一封装层围绕发光区域设置;
堤坝层,堤坝层设置于第一封装层的一侧,堤坝层之间形成凹槽,暴露发光区域;
发光功能主体,发光功能主体设置于发光区域内;
第二封装层,第二封装层整体覆盖堤坝层和发光功能主体;
缓冲层,缓冲层设置于第二封装层远离发光功能主体的一侧且填充于凹槽中;
第三封装层,第三封装层设置于缓冲层远离第二封装层的一侧。
在其中一个具体示例中,第一封装层设置于基板上,堤坝层设置于第一封装层远离基板的一侧。
具体地,为了便于理解及实施该实施例,请参照图1,一种柔性电致发光器件10,其包括:基板110、第一封装层120、发光功能主体130、堤坝层140、第二封装层150、缓冲层160和第三封装层170。
具体地,基板110上设置有图案化的第一封装层120,第一封装层120界定有发光区域,发光区域用于设置发光功能主体130。发光功能主体130设置于基板110上、位于由第一封装层120界定的发光区域中。
在第一封装层120远离基板110的一侧表面上设置有堤坝层140。堤坝层140之间形成凹槽,暴露该发光区域。
第二封装层150整体覆盖堤坝层140和发光功能主体130。具体地,第二封装层150覆盖于堤坝层140未接触第一封装层120设置的表面,且延伸覆盖至发光功能主体130远离基板110的一侧表面上。进一步地,第二封装层150覆盖于具有第一封装层120、堤坝层140和发光功能主体130的基板110上的整体表面。
发光功能主体130形成于由第一封装层120界定的发光区域中,堤坝层140设置于第一封装层120上,由于堤坝层140之间形成有凹槽,因而覆盖于发光功能主体130上的第二封装层150较覆盖于堤坝层140上的第二封装层150低,覆盖于相邻的堤坝层140上的第二封装层150之间具有凹槽。因而,在第二封装层150远离发光功能主体130的一侧表面上还设置有填充该凹槽的缓冲层160。
第三封装层170设置于缓冲层160远离第二封装层150的一侧表面上。进一步地,在其中一个具体示例中,对于第二封装层150远离堤坝层140的一侧表面上未设置有缓冲层160时,第三封装层170还设置于第二封装层150远离堤坝层140的一侧表面。
在其中一个具体示例中,发光功能主体130包括:依次层叠设置的第一电极131、发光功能层132和第二电极133。其中,第一电极131设置于基板110上且具有位于发光区域内的部分。
例如,发光功能层132可以包括液晶显示层,则第一电极131和第二电极133是作为驱动液晶运动的上下电极的一部分。又如,在其中一个具体示例中,发光功能层132可以包括发光层,发光层可以选自有机发光层和量子点发光层,则第一电极131和第二电极133分别起到注入空穴和注入电子的作用。
在其中一个具体示例中,第一电极131是阳极,用于接外接电源的正极。
在其中一个具体示例中,第一电极131可以选自金属氧化物导电材料、有机导电材料、导电金属及其合金中的一种形成的膜层或多种形成的多层膜层结构。金属氧化物导电材料可以选自ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)等,有机导电材料可以选自PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体),导电金属可以选自铝、钼、钛、铜、银和金等。
进一步地,若该发光功能层132是顶发射结构,即从光发射区域出光,则第一电极131可以是ITO/Ag/ITO叠层结构,其中Ag镀层作为反光层将发光功能层132发射的光向光发射区域进行反射。ITO则起到匹配发光功能层132中空穴注入、传输层的功函数的作用,使空穴更好地注入到发光功能层132中,有利于发光功能主体整体效率的提升。
在其中一个具体示例中,第二电极133是阴极,阴极的作用与阳极类似,起到电性连接的作用,电子经阴极注入发光功能层132中。第二电极133也可以选自金属氧化物导电材料、有机导电材料、导电金属及其合金中的一种形成的膜层或多种形成的多层膜层结构。金属氧化物导电材料可以选自ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)等,有机导电材料可以选自PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体),导电金属可以选自铝、钼、钛、铜、银和金等。进一步地,对应于该发光功能层132是顶发射结构,第二电极133在其膜厚范围内透明度高、导电性高、相对稳定。
在其中一个具体示例中,发光功能层132中还包括设置于阳极和发光层之间的空穴功能层,空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层中的至少一者。
在其中一个具体示例中,发光功能层132中还包括设置于阴极和发光层之间的电子功能层,电子功能层包括电子注入层和电子传输层中的至少一者。
在其中一个具体示例中,基板110中还设置有薄膜晶体管111和第一电接孔,第一电接孔中填充有第一导电体112,第一导电体112的一端电连接于薄膜晶体管111中的漏极,另一端电连接于第一电极131。第一电极131通过第一导电体112电连接于薄膜晶体管111中的漏极,由于第一导电体112设置于基板110的内部,第一电极131无需再通过连接外界的引线连接薄膜晶体管,因而第一封装层120中无需形成额外的引线通路,既节约制备工艺,又能够保持第一封装层120的完整性。
在其中一个具体示例中,基板110中还设置有公共电极113和第二电接孔,第一封装层120中设置有第三电接孔,第二电接孔中填充有第二导电体114,第三电接孔中填充有第三导电体121;第二电极133通过第二导电体114和第三导电体电121电连接于公共电极113。将公共电极113也设于基板110内部,且第二电极133分别通过器件内部的第二导电体114和第三导电体电121连接于公共电极113,无需形成额外的引线通路,能够保持第一封装层120和/或第二封装层150的完整性。
在其中一个具体示例中,基板上110上还设置有接触第二导电体114和第三导电体121、且与第一电极131间隔的第三电极180。第三电极180可以作为第二导电体114和第三导电体121的触点,电连通第二导电体114和第三导电体121。一般,第二电极133的成膜区域是显示区域的整面性镀膜,其与薄膜晶体管111阵列导电线路的连接引线会设置在显示区域外围,通过大面积的阴极搭接区(包含过孔、裸露电极结构)接入TFT线路中,最终形成回路从而点亮发光功能层132。这种情况下就需要在第一封装层120和/或第二封装层150开设引线的通道,这相当于预留了缺陷孔洞,会使得该实施例的柔性电致发光器件10无法实现完好的封装。而第二导电体114、第三导电体121和公共电极113均设置于器件内部,借助于第二导电体114和第三导电体121,第二电极133可以直接通过器件内部连接至公共电极113,从而有效避免了在器件内部开设与外界连通的孔洞。
在其中一个具体示例中,第一封装层120为水氧阻隔层,其起到水氧阻隔作用。水氧阻隔层的材料应避免使用疏水性过强的材料,因为疏水性过强的第一封装层120可能会阻止墨水在发光区域内流动,导致墨水无法均匀地在发光区域内流动从而无法均匀地将材料填充至第一封装层120之间的间隙,导致发光不均匀的缺陷。具体地,水氧阻隔层的材料可以选自无机材料,例如,可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铪、氧化锌、氧化镁和氧化锆中的一种或多种。较为优选地,水氧阻隔层的材料选自氮氧化硅膜层。氮氧化硅材料中的氧原子数量可以调节,进而可以调节水氧阻隔层的亲疏水性。制备水氧阻隔层的方法可以是等离子体化学气相沉积、原子层沉积、离子束沉积或磁控溅射沉积等。较为优选地,制备水氧阻隔层的方法是等离子体化学气相沉积。
在其中一个具体示例中,第一封装层120的厚度为0.5μm~2μm。进一步地,第一封装层120的厚度应当厚于发光功能主体130中的发光功能层132的厚度。
设置堤坝层140能够作为不同的发光功能主体130之间的分立墙,在设置堤坝层140之后,在采用例如喷墨打印等溶液法制备发光功能主体130的各膜层时,喷出的墨水能够被较高的堤坝层140限制于发光区域和发光区域内。
在其中一个具体示例中,基板110上设置有多个发光区域,且多个发光区域呈多列状分布,堤坝层140设置于相邻列的发光区域之间的第一封装层120上。该柔性电致发光器件10包括多列状分布的发光功能主体130。堤坝层140仅设置于相邻列的发光区域之间。进一步地,相邻列的发光区域之间的堤坝层140为连续的堤坝层140,即线型的堤坝层140。线型的堤坝层140实际上界定了一列多个像素发光单元,喷墨的方式可以由逐个喷墨印刷改为线型印刷,这可以降低喷墨设备在线型印刷方向上的精度,降低对于设备的精度要求,从而降低成本。
在其中一个具体示例中,堤坝层140的材料可以选自有机材料,例如聚酰亚胺。在实际制备时,可以采用涂胶、曝光、显影的方法实现聚酰亚胺的涂覆以及图案化。
另一方面,在传统技术中,对于需要设置于柔性器件表面的封装层要求堤坝层的高度尽可能低。这是因为高度越高,封装层越容易在堤坝层的侧壁和拐角处发生膜厚偏低的情况,严重时会直接发生剥离,产生明显缺陷,导致封装失效。然而,在本实施例提供的柔性电致发光器件10中,由于采用了分离式的封装方式,堤坝层140可以设置得较高,防止印刷时发生墨水溢出而导致的临近发光功能主体130之间的桥接现象。这是因为本实施例的柔性电致发光器件10中还对应设置了缓冲层160。具体地,在完成第二封装层150的制备之后,缓冲层160会基本将堤坝层140之间的发光区域填平,既能够起到缓冲各封装层的应力,同时覆盖在第二封装层150上的异物缺陷,同时还能够使得器件的表面平坦化,使位于最上方的第三封装层170可以在一个相对平整的平面上沉积,能够有效提高封装的可靠性。
在其中一个具体示例中,堤坝层的厚度为1μm~6μm。进一步地,堤坝层的厚度为3μm~6μm。
第二封装层150为水氧阻隔层。具体地,第二封装层150的材料可以选自无机材料,例如,可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铪、氧化锌、氧化镁和氧化锆中的一种或多种。较为优选地,第二封装层150的材料选自氮氧化硅膜层。制备水氧阻隔层的方法可以是等离子体化学气相沉积、原子层沉积、离子束沉积或磁控溅射沉积等。较为优选地,制备水氧阻隔层的方法是等离子体化学气相沉积。
第二封装层150主要起到隔绝水氧的作用。同时,由于第二阻隔层150覆盖于发光功能主体130上,因而其厚度通常应设置得较薄,以兼具较高的可见光透过率。在其中一个具体示例中,第二封装层150的厚度为0.5μm~2μm,进一步地,第二封装层150的厚度为0.5μm~1μm。
由于第二封装层150同时覆盖堤坝层140和发光功能主体130,而堤坝层140和发光功能主体130之间存在较为明显的高低起伏,因而该水氧阻隔层一般具有较大的内应力,不易完全覆盖封装表面存在的异物。在异物的尖端以及坡度角为负的台阶底部容易有薄膜膜厚偏薄以及断裂的现象,特别是应用在柔性显示器中时,有异物的地方容易使这些封装薄膜断裂剥离或产生裂纹,使封装失效。因而本实施例还进一步设置了缓冲层160和第三封装层170。
缓冲层160选自质软、内部应力小的膜层材料,以尽可能使得器件表面平坦化。并且,缓冲层160还应同时具备较高的透光率。其材料可以选自性质接近有机物的无机材料,例如:碳氮化硅、碳氧化硅、氟化碳氧化硅和氟化碳氮化硅中的一种或多种;或是,其材料还可以选自聚合物材料,例如:聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
缓冲层160的主要作用是缓冲位于其上下膜层的应力,使器件整体能有更好的可靠性和抗弯折性。并且,缓冲层160还可以包覆封装过程中可能粘附的杂质颗粒,使颗粒棱角更加圆润,不易形成水氧透过的通道,具有一定的水氧阻挡性能。其制备方法可以是喷墨印刷、纳米转印等选择性涂覆技术或镀膜技术,较为优选地,制备缓冲层160的方式是喷墨印刷方式。使用喷墨印刷方式,在所述堤坝170之间的空间处滴墨,并控制形成的膜层的厚度与堤坝层高度相当。
在其中一个具体示例中,缓冲层160可以延伸覆盖于堤坝层140上的第二封装层150表面。
在其中一个具体示例中,缓冲层160的厚度应配合堤坝层140的厚度设置,并使缓冲层160的远离第二封装层150的一侧表面与堤坝层140上的第二封装层150的表面持平,或略高于堤坝层140上的第二封装层150的表面。具体地,缓冲层160的远离第二封装层150的一侧表面与堤坝层140上的第二封装层150的表面之间的高度差≤0.3μm。
第三封装层170是位于表面的水氧阻隔层,材料可以选自无机材料,例如,可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铪、氧化锌、氧化镁和氧化锆中的一种或多种。较为优选地,第三封装层170的材料选自氮化硅膜层。制备水氧阻隔层的方法可以是等离子体化学气相沉积、原子层沉积、离子束沉积或磁控溅射沉积等。较为优选地,制备水氧阻隔层的方法是等离子体化学气相沉积。
在其中一个具体示例中,上述柔性电致发光器件10表面的第三封装层170的高度起伏≤10nm,可以通过控制缓冲层160的高度,和/或第三封装层170沉积的量以尽可能获得表面平坦的柔性电致发光器件10。
传统的整面封装层依赖于无机封装层和有机封装层交替层叠的形式,以在保持阻隔性能的同时兼具可弯折性能,有机封装层尽可能释放无机封装层在弯折时产生的应力,同时避免异物导致的缺陷。上述实施例中的柔性电致发光器件10区别于传统的整面封装层,提出了一种分立式的封装结构。分立式的封装结构针对堤坝层140、及对应于发光功能主体130及其具体制备工艺,设计了多层封装层的结构,形成对发光功能主体130的包裹式封装。在不设有缓冲层160的局部,即使各封装层产生缺陷或裂痕,水氧的入侵也能够得到有效的阻挡。并且,将传统技术中整面涂布的缓冲层设计为分立的各缓冲层160,在保证缓冲层160对堤坝层140内发光功能主体130保护的同时,可以减少缓冲层160所需的厚度,增加柔性电致发光器件10整体的耐弯折性能。此外,缓冲层160改变为分立式,填充于堤坝层140之间的凹陷内,能够尽可能确保柔性电致发光器件10的平整性,大大减少姆拉(Mura)问题发生的概率。同时,上述事实例中的柔性电致发光器件10的堤坝层140的高度可以设置得较高,从而避免OLED材料印刷过程中产生的桥接等不良缺陷。
进一步地,本发明的一个实施例还提供了一种制备上述实施例的柔性电致发光器件的制备方法,其包括如下步骤:
在基板上制备图案化的第一封装层,基板上设置有发光区域,第一封装层于基板上围绕发光区域设置;
在第一封装层远离基板的一侧且于发光区域外制备图案化的堤坝层域;
在基板上的发光区域中形成发光功能主体;
制备覆盖堤坝层与发光功能主体的第二封装层;
在发光区域中的第二封装层远离发光功能主体的一侧制备填充发光区域的缓冲层;
在缓冲层远离第二封装层的一侧与第二封装层远离堤坝层的一侧制备第三封装层。
更具体地,请参照图2,该实施例是制备上述实施例的柔性电致发光器件10的制备方法,其包括如下步骤。
步骤S1,提供基板110,基板110上具有发光区域。
在其中一个具体示例中,基板110中设置有薄膜晶体管111。作为一个示例,薄膜晶体管111包括图案化的半导体层、栅极绝缘层、栅极导电层、中间介电层、源极导电电极、漏极导电电极和平坦化层。
基板110中设置有第一电接孔,第一电接孔中填充有第一导电体112,基板110上还设置有位于发光区域中的第一电极131。第一导电体112的一端电连接于薄膜晶体管111中的漏极,另一端电连接于设置在基板110上的第一电极131。
在其中一个具体示例中,第一电极131的材料较优选地可是ITO/Ag/ITO的复合膜层。第一电极131可以采用例如磁控溅射的方法进行制备,在制备第一电极131之后,还包括将其图案化,以使其部分或全部设置于发光区域中。第一导电体112的电极材料可以与第一电极131的材料相同,由此在沉积制备第一电极131时,第一电极131的材料进入第一电接孔中,形成第一导电体112,简化了制备工序。
进一步地,基板110上还设置有与第一电极131间隔设置的第三电极180,基板110中还设置有公共电极113和第二电接孔,第二电接孔中填充有第二导电体114,第二导电体114的一端连接公共电极113,另一端连接于第三电极180。
为了简化工序,在制备第一电极131时可以同时制备第三电极180,则第三电极180的材料与第一电极131相同。进一步地,在制备第三电极180时还可以同时制备第二导电体114,则第二导电体114的材料与第三电极180相同。
具体地,在基板110表面进行ITO/Ag/ITO叠层薄膜的沉积后,对其进行图案化,形成第一电极131和第三电极180。
步骤S2,在基板110上制备图案化的第一封装层120,第一封装层120围绕发光区域设置。
具体地,在基板110上形成一层薄膜状的第一封装层120的材料,并图案化处理第一封装层120,以使第一封装层120围绕发光区域设置。
进一步地,制备第一封装层120的方法选自蒸镀、磁控溅射、等离子体化学气相沉积、原子层沉积或分子层沉积。较为优选地,选用等离子体化学气相沉积法,且第一封装层120的材料选自氮氧化硅,如此,可以通过控制沉积时各气体原料的流量,以控制沉积的氮氧化硅薄膜中的氧含量,使得第一封装层120的亲水型可调。如果第一封装层120的疏水性过高,则可能会使后续打印发光功能主体各层的墨水无法均匀地流动,从而降低了发光功能主体薄膜的均匀性,影响器件性能,甚至导致一些像素内无OLED材料。
在其中一个具体示例中,制备第一封装层120时,控制第一封装层120的形成区域。控制第一封装层120的形成区域的方法是,先沉积一层第一封装层120的材料,再对第一封装层120进行图案化处理,以使发光区域暴露第一电极131远离基板110一侧的表面。更具体地,暴露部分第一电极131,以便于后续制备其他各层的材料。
在其中一个具体示例中,对第一封装层120进行图案化处理的过程中,还包括形成第三电接孔并暴露第三电极180的步骤,第三电接孔用于供第三导电体121的填充。
步骤S3,在第一封装层120远离板110的一侧且于发光区域外制备图案化的堤坝层140。
堤坝层140的材料可选自聚酰亚胺。制备堤坝层140的方法例如:使用旋涂或狭缝涂胶的方法形成覆盖器件整面的膜层,再通过曝光、显影和固化等步骤对该膜层进行图案化处理,形成堤坝层140。
在其中一个具体示例中,图案化处理的堤坝层140应当暴露出第三电接孔位于第一封装层120远离基板110一侧表面的开口,以便于第三导电体121填充并接触后续设置的第二电极133。
请同时参照图3,在该制备步骤中制备所得的半成品的俯视图。在其中一个具体示例中,基板110上设有多个发光区域,且多个发光区域呈多列状分布,图案化处理堤坝层140,以使堤坝层140设置于相邻列的发光区域之间的第一封装层120上。进一步地,相邻列的发光区域之间的堤坝层140呈连续的线状;较为优选的,堤坝层140呈直线状。
线状的堤坝层140的厚度可以为1μm~6μm,显著较高,能够充分地对喷墨打印过程中的墨水进行限域。同时,堤坝层140具有一定的疏水能力,从而使之后进入发光区域的墨滴被限制在堤坝层140之间,避免桥接等不良的缺点。
步骤S4,在发光区域中形成发光功能主体130。
在其中一个具体示例中,发光功能主体130包括第一电极131、发光功能层132和第二电极133,由于第一电极131已经事先形成于基板110上,因而该步骤中只需制备发光功能层132和第二电极133,即可形成发光功能主体130。
具体地,形成发光功能主体130的步骤包括:在第一电极131远离基板110的一侧制备发光功能层132,及在发光功能层132远离第一电极131的一侧制备第二电极133,并使第二电极133的材料延伸且填充于第三电接孔中,填充于第三电接孔中的材料即形成第三导电体121。
制备发光功能层132的方法是喷墨打印,具体地,将含有发光功能层132材料的墨水喷涂于发光区域内,去除其中的溶剂,以制备发光功能层132。当发光功能层132包括多层时,例如发光层、空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层等,可以视具体情况依次喷涂各层的材料并分多次或一次去除其中的溶剂,以制备发光功能层132。在其中一个具体示例中,去除溶剂后的发光功能层132的高度低于第一封装层120的高度。
制备发光功能层132之后,可以采用喷墨印刷或选区原子层沉积并图案化沉积镀膜的方法,在堤坝层140之间的发光区域形成第二电极133。可以理解,第三电接孔于第一封装层120远离基板110一侧的开口也位于发光区域,因此,第二电极133可以直接延伸至第三电接孔并填充于第三电接孔中,形成第三导电体121。
在其中一个具体示例中,喷墨打印制备发光功能层132时,发光功能层132的墨水可能会同时填充于预先形成的第三电接孔中,因此,在制备发光功能层132后,还包括采用激光刻蚀发光功能层132以清空第三电接孔的步骤。
步骤S5,制备覆盖堤坝层140与发光功能主体130的第二封装层150。
制备第二封装层150的方法可以选自磁控溅射、蒸镀、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积或分子层沉积的方法。制备第二封装层150时,只需在制备完发光功能主体130的基板110上沉积第二封装层150的材料即可。
较为优选地,使用等离子体增强化学气相沉积法制备氮氧化硅薄膜。
可以理解的是,第二封装层150主要起水氧阻隔作用,另外也对光的出射出光、以及其上后续层的制备都存在影响,为了尽可能提高阻隔能力,获得更有益的技术效果,第二封装层150可以包括多层子封装层。在制备多层子封装层时,只需在制备完发光功能主体130的基板上重复多次沉积第二封装层150的材料即可。
进一步地,在镀膜前后,不可避免地都会有异物存在,而封装层需要能够尽量把这些异物都封装住,不让水氧通过这些异物处的缺陷入侵发光功能主体130,导致失效。然而第二封装层150通常无法很好地把异物包裹、封装好,因此还需要进一步设置缓冲层160。
步骤S6,在发光区域中的第二封装层150远离发光功能主体130的一侧制备填充发光区域的缓冲层160。
具体地,可以采用喷墨印刷的方法,在发光区域中的第二封装层150上形成缓冲层160的材料,以制备缓冲层160。控制缓冲层160材料的量,以使缓冲层160的厚度为1μm~6μm。
在其中一个具体示例中,制备的缓冲层160与堤坝层140上的第二封装层150保持齐平或高于堤坝层140上的第二封装层150,缓冲层160与堤坝层140上的第二封装层150的高度差≤0.3μm。
传统的整面封装工艺中,有机缓冲层的厚度通常高达8μm~12μm。与其相比,本实施例中的柔性电致发光器件10中的缓冲层160为分立式的,其厚度可以做得较薄。在减薄厚度的同时,也使柔性电致发光器件10保持了较好的弯折性能。
步骤S7,在缓冲层160远离第二封装层150的一侧与第二封装层150远离堤坝层140的一侧制备第三封装层170。
制备第三封装层170的方法可以选自磁控溅射、蒸镀、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积或分子层沉积的方法。制备第三封装层170时,只需在制备完缓冲层160的基板110上沉积第三封装层170的材料即可。
通过上述制备方法,即可完成本实施例的柔性电致发光器件10的制备。
进一步地,本发明的一个实施例还提供了一种显示器件,其包括上述实施例所述的柔性电致发光器件。
具体地,显示器件是手机、电视机、平板电脑、显示屏、VR装置、AR装置、计算机或车载显示器。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的一种较佳的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电致发光器件,其特征在于,包括:
第一封装层,所述第一封装层围绕所述电致发光器件的发光区域设置;
堤坝层,所述堤坝层设置于所述第一封装层的一侧,所述堤坝层之间形成凹槽,暴露所述发光区域;
发光功能主体,所述发光功能主体设置于所述发光区域内;
第二封装层,所述第二封装层整体覆盖所述堤坝层和所述发光功能主体;
缓冲层,所述缓冲层设置于所述第二封装层远离所述发光功能主体的一侧且填充于所述凹槽中;
第三封装层,所述第三封装层设置于所述缓冲层远离所述第二封装层的一侧。
2.根据权利要求1所述的电致发光器件,其特征在于,所述发光区域有多个,且多个所述发光区域呈多列状分布,所述堤坝层设置于相邻列的所述发光区域之间的所述第一封装层上。
3.根据权利要求1所述的电致发光器件,其特征在于,所述第二封装层包括多层沿所述第一封装层至所述第三封装层的方向层叠设置的子封装层。
4.根据权利要求1~3任一项所述的电致发光器件,其特征在于,还包括基板,所述第一封装层设置于所述基板上,所述堤坝层设置于所述第一封装层远离所述基板的一侧,所述发光功能主体包括:相对设置的第一电极和第二电极以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层;
所述基板中设置有薄膜晶体管和第一电接孔,所述第一电接孔中填充有第一导电体,所述第一导电体的一端电连接于所述薄膜晶体管中的漏极,另一端电连接于所述第一电极。
5.根据权利要求4所述的电致发光器件,其特征在于,所述基板中设置有公共电极和第二电接孔,所述第一封装层中设置有第三电接孔,所述第二电接孔中填充有第二导电体,所述第三电接孔中填充有第三导电体;所述第二电极通过所述第二导电体和所述第三导电体电连接于所述公共电极。
6.根据权利要求1~3任一项所述的电致发光器件,其特征在于,所述第一封装层的厚度为0.5μm~2μm;和/或
所述堤坝层的厚度为1μm~6μm;和/或
所述第二封装层的厚度为0.5μm~2μm。
7.根据权利要求1~3任一项所述的电致发光器件,其特征在于,所述缓冲层远离所述第二封装层一侧的表面与所述第二封装层远离所述堤坝层一侧的表面之间的高度差≤0.3μm。
8.根据权利要求1~3任一项所述的电致发光器件,其特征在于,所述第一封装层、所述第二封装层和所述第三封装层的材料各自独立地选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铪、氧化锌、氧化镁和氧化锆中的一种或多种;和/或
所述堤坝层的材料选自聚酰亚胺;和/或
所述缓冲层的材料选自碳氮化硅、碳氧化硅、氟化碳氧化硅、氟化碳氮化硅、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
9.一种显示器件,其特征在于,包括根据权利要求1~8任一项所述的电致发光器件。
10.根据权利要求9所述的显示器件,其特征在于,所述显示器件是手机、电视机、平板电脑、显示屏、VR装置、AR装置、计算机或车载显示器。
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