CN105591036A - 一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法，其中的方法包括：制作柔性盖板和柔性基板，并在所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，置于空气中固化；在所述柔性基板上设置电致发光器件；在所述柔性盖板的内侧形成粘接层；将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装。应用本发明可以显著降低成本，同时达到较好的封装效果。
Description
技术领域
本发明涉及器件封装技术领域，尤其涉及一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法。
背景技术
平面显示器件具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，因此已经得到了广泛的应用。在现有技术中，平面显示器件主要包括液晶显示器件(LiquidCrystalDisplay，LCD)和有机电致发光显示器件(OrganicLightEmittingDiode，OLED)。电致发光显示器件以其自发光、全固态、高对比度等优点，成为近年来最具潜力的新型显示器件。而电致发光显示器件最大的特点在于可以实现柔性显示，采用柔性衬底制成重量轻、可弯曲、便于携带的柔性OLED是OLED显示器件的重要发展方向。
目前，柔性OLED的柔性衬底主要为聚合物衬底，该聚合物衬底具有轻薄、坚固且柔韧性极佳的特点。但是，由于聚合物衬底本身自由体积分数较小，且链段平均自由度较大，使得其容易被水和氧气渗透，因此缩短了发光器件寿命。
现有技术中的一种解决方案是聚合物-金属复合柔性封装衬底。金属材料在厚度达到100μm以下时能够表现出优异的可挠性，与聚合物相比，金属材料的耐热性能优异且热膨胀系数很低，不存在水和氧气渗透的问题。现有技术中还有一种解决方案是柔性玻璃(WillowGlass)，该柔性玻璃材料具有良好的可见光通透性，对水蒸气和氧气的阻隔性能良好，化学和热稳定性良好，表面光洁度高，并且绝缘。现有技术中还有一种Barix封装技术，即一种将有机高密度介电层与无机聚合物交替迭加在OLED工作层上的封装方式。
然而，现有技术中的解决方案都存在着一些问题。例如，聚合物材料对水蒸气和氧气的阻隔能力差，很难满足柔性电致发光器件对水蒸气和氧气渗透率的封装要求；而且，聚合物材料的表面粗糙度太大，镀制在聚合物衬底上的多层薄膜容易产生缺陷，影响器件的性能；另外，聚合物材料的耐受温度较低，在器件制作的高温工艺过程中容易扭曲变形，并且在低温工艺下其形状也不稳定。
关于现有技术中的金属材料：采用金属材料制备的柔性衬底不是透明的，而且是可导电的材料，且表面粗糙度较大，这些缺陷直接限制了金属材料的应用范围。
关于现有技术中的超薄玻璃：超薄玻璃如果满足厚度要求之后，柔韧性会变差，也很脆弱，易产生裂纹，外界产生的较小的应力会使超薄玻璃产生裂痕，超薄玻璃的边缘部位在切割时易破裂。这些问题使超薄玻璃衬底的制造和使用都非常困难。
关于现有技术中的Barix封装技术：使用Barix封装技术制备的电致发光器件对水蒸气和氧气的阻隔性能远远达不到市场化的需求，在耐受温度、热稳定性和机械强度方面也都存在多种缺陷，影响了电致发光器件的使用寿命。另外，由于需要在真空环境下制作，导致其设备和运行成本很高不利于大尺寸、流水线、低成本的生产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法，从而可以显著降低成本，同时达到较好的封装效果。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种柔性电致发光器件的封装方法，该方法包括：
制作柔性盖板和柔性基板，并在所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，置于空气中固化；
在所述柔性基板上设置电致发光器件；
在所述柔性盖板的内侧形成粘接层；
将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装。
较佳的，所述将柔性盖板通过所述粘接层与所述设置有电致发光器件的柔性基板连接并封装包括：
将所述柔性盖板放置在与所述柔性基板相对应的位置，且所述柔性盖板的粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧相对；
当所述粘接层为紫外光固化胶时，使用有弹性的滚轴将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板碾压在一起，然后再进行紫外线固化；
当所述粘接层为热熔胶时，使用过塑设备将所述柔性盖板、粘接层和柔性基板经热压后紧密粘接在一起。
较佳的，该方法进一步包括：
在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
较佳的，所述有机密封层和/或无机密封层覆盖在所述电致发光器件的正面和/或四周侧面。
较佳的，所述无机密封层的材料为：
氧化镁、氧化钪、无氧化二钽、一氧化钛、二氧化钛、氧化钇、氧化锆、三氧化二钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝、氮氧化硅、非晶碳、纳米陶瓷、铜、铝、钛、钇和锆中的任意一种或多种。
较佳的，所述粘接层的材料为紫外光固化胶或者热熔胶中的至少一种或多种。
较佳的，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚酰胺树脂PA、聚醚砜树脂PES、聚烯烃共聚物PO、聚氨酯树脂TPU中的一种或多种。
较佳的，所述电致发光器件为有机发光二级管OLED或者量子点发光二极管QLED。
本发明还提供了一种柔性电致发光器件的封装结构，所述柔性电致发光器件的封装结构通过使用如上所述的任一方法形成。
本发明还提供了一种用于电致发光器件的柔性盖板或柔性基板，所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置有全氢聚硅氮烷层。
由上述技术方案可见，在本发明的柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法中，由于在柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，并且还可进一步在电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层，并可进一步地通过滚轴或过塑设备将所述柔性盖板、粘接层和柔性基板经热压后紧密粘接在一起，因此，与现有技术中的传统封装方法以及薄膜封装方法相比，本发明中的封装方法的生产环境可以是在洁净车间的大气环境下，而无需在真空环境、惰性气体环境以及任何无水无氧的环境下生产，无需使用真空设备制作有机材料和无机材料叠加结构的阻挡层来防止水氧渗透，能够采用印刷卷对卷的形式制作柔性盖板和柔性基板，采用温控过塑机设备即可进行柔性封装，从而可以显著降低成本，同时达到较好的封装效果。所制成的柔性电致发光器件结构简单、柔韧性好、防水氧能力强、加工方便，所需的制造设备价格低廉，生成效率高。
附图说明
图1为本发明实施例中的柔性电致发光器件的封装方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中的柔性电致发光器件的封装结构的示意图一。
图3为本发明实施例中的步骤301的示意图。
图4为本发明实施例中的步骤302的示意图。
图5为本发明实施例中的步骤303的示意图。
图6为本发明实施例中的步骤304的示意图。
图7为本发明实施例中的步骤305的示意图。
图8为本发明实施例中的柔性电致发光器件的封装结构的示意图二。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中的一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的一种柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法包括：
步骤101，制作柔性盖板和柔性基板，并在所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，置于空气中固化。
在本发明的技术方案中，所述柔性基板为常用的电致发光基板，本发明对此并不进行限制。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，制作所述柔性盖板和柔性基板的衬底材料可以是塑料或者超薄玻璃，也可以是其它的柔性材料(例如，聚合物衬底)。当使用柔性材料制作盖板和基板时，所制成的盖板和基板具有较好的柔韧性，因此可称为柔性盖板和柔性基板。
在本发明的技术方案中，需要在所述柔性盖板和柔性基板中的至少一个板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，置于空气中固化。例如，可以是仅在柔性盖板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层(此时的柔性基板为超薄玻璃，超薄玻璃的防水氧性能很好，可以防止水氧的上下入侵)，也可以是在柔性盖板和柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层。
因此，在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式来实现上述的步骤101。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述步骤101可以包括：
使用两个聚合物衬底分别制成柔性盖板和柔性基板；
在所述两个聚合物衬底中的至少一个聚合物衬底的一侧或两侧均涂布全氢聚硅氮烷，置于空气中固化。
另外，在本发明的技术方案中，所述聚合物衬底为柔性材料。所述柔性材料还可以是云母薄片、金属箔片、超薄玻璃等材料。例如，当超薄玻璃的厚度小于0.2mm时，该超薄玻璃将具有柔性，因此可作为柔性材料。而金属箔片因为是不透明的，因此只有当出光面在底部的时候才可以使用金属箔片作为柔性材料，以形成柔性的盖板；同理，当出光面在顶部的时候也可以使用金属箔片作为柔性材料，以形成柔性的基板。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述聚合物衬底的材料为聚对苯二甲酸类(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)等聚合物材料中的至少一种或多种。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述聚合物衬底的厚度为0.06mm～0.2mm。
另外，在本发明的较佳实施例中，所述在柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧涂布全氢聚硅氮烷可以是：
通过印刷、喷涂、打印中的任意一种或多种方法在柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧涂布全氢聚硅氮烷。
优选的，在本发明的具体实施例中，可以选用PET膜制作聚合物衬底。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述涂布的全氢聚硅氮烷的厚度为300nm～800nm范围内，从而可以在防止所述全氢聚硅氮烷层断裂的前提下，使得所述全氢聚硅氮烷的厚度设置得薄一些，保证器件的透光率和柔韧性。在上述厚度范围内，光透过率大于95％且性能达到最佳状态。
通过上述的处理，可以有效地提高聚合物衬底(例如，PET膜)正面阻挡水氧渗透的能力，降低聚合物衬底的表面粗糙度。
另外，全氢聚硅氮烷一般需要放置在温度为0℃～150℃、湿度为30％～80％的环境下才能转为纯度很高的二氧化硅薄膜，而在转化成二氧化硅薄膜的过程中会释放出氨气；水汽和氨气都会对器件中的材料造成腐蚀，影响器件稳定性和寿命。由于在本发明的较佳实施例中，是先对聚合物衬底提前进行涂布全氢聚硅氮烷的处理(例如，在PET膜上涂布全氢聚硅氮烷)，然后再将处理完的聚合物衬底作为盖板和基板进行后续的封装处理，从而使得上述全氢聚硅氮烷转化成二氧化硅薄膜的过程不会对封装结构中的其它部件造成不利影响，而且还可保证盖板和基板材料具备了最理想的状态。
步骤102，在所述柔性基板上设置电致发光器件。
在本发明的技术方案中，在制作了上述柔性盖板和柔性基板之后，即可在所述柔性基板上设置电致发光器件。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述电致发光器件的电极，例如，氧化铟锡(ITO)阳极，位于所述电致发光器件的底部并与所述柔性基板接触。
另外，在本发明的技术方案中，当发光面在底部时，所述电致发光器件的电极(即阳极)位于所述电致发光器件的底部并与所述柔性基板接触；而当发光面在顶部时，则是电致发光器件的阴极和所述柔性基板接触。
在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式来实现上述的步骤102。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以通过喷墨打印、涂布、喷涂、狭缝涂布、凹版印刷、凸版印刷、丝网印刷和真空蒸镀等方法中的任意一种或多种方法，依次将空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属电极设置在所述柔性基板上，形成所述电致发光器件。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述电致发光器件为OLED或者QLED。
步骤103，在所述柔性盖板的内侧形成粘接层。
在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式来形成粘接层。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述在所述柔性盖板的内侧形成粘接层包括：
通过印刷、喷涂、打印中的任意一种或多种方法在所述柔性盖板的一侧形成一层可紫外光(UV)固化的紫外光固化胶(UV胶)或者热熔胶，作为粘接层。
因此，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述粘接层的材料为紫外光固化胶或者热熔胶中的至少一种或多种。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述热熔可以是可热固化的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚酰胺树脂(PA)、聚醚砜树脂(PES)、聚烯烃共聚物(PO)或聚氨酯树脂(TPU)中的一种或多种。
在实际应用场景下，所述粘接层的厚度可控制在2um以下，且在封装过程中胶的延展性有限，不会出现胶冲出来的现象。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述粘接层的厚度可为0.02mm～0.25mm，从而使得所述粘接层不会出现断裂。
为了保证粘接层能够在小于80℃时达到最佳粘接效果，优选的，在本发明的具体实施例中，所述粘接层的厚度控制在0.06mm内。
更进一步的，在本步骤103中，还可进一步包括：
在所述电致发光器件有电极露出的一侧(即所述粘接层的外侧的透明电极的裸露区)粘贴遮蔽式贴膜MASK，从而可以有效地防止粘接层在封装固化过程中将电极位置粘接死。其中，当发光面在底部时，所述电致发光器件的电极，例如，氧化铟锡(ITO)阳极，位于所述电致发光器件的底部并与所述柔性基板接触；而当发光面在顶部时，则是所述电致发光器件的阴极和所述柔性基板接触。
步骤104，将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装。
在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式将柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述将柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装可以是：
将所述柔性盖板放置在与所述柔性基板相对应的位置，且所述柔性盖板的粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧相对；
当所述粘接层为紫外光固化胶(UV胶)时，使用有弹性的滚轴将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板碾压在一起，然后再进行紫外线(UV)固化；
当所述粘接层为热熔胶时，由于粘接层在一定温度下会融化(聚合物基板或盖板的最大耐受温度为130摄氏度，通过过塑设备时的加热阶段不受影响)，因此可使用过塑设备，按照过塑机塑封照片或文件的原理，将所述柔性盖板、粘接层和柔性基板经热压后紧密粘接在一起。
在本发明的技术方案中，由于在所述电致发光器件的外侧相继设置了粘接层和柔性盖板，因此可以有效地对柔性基板进行保护，而且还可大大增强柔性基板的正面阻挡水氧渗透的能力。
图2为本发明实施例中的柔性电致发光器件的封装结构的示意图一。通过上述的步骤101～104，即可形成如图2所示的可弯曲的柔性电致发光器件。
进一步的，在本发明的技术方案中，在所述步骤102和步骤103之间，还可以包括如下所述的步骤：
步骤102a，在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
在本发明的技术方案中，还可以在电致发光器件的外围(无论是该电致发光器件的正面还是四周侧面)覆盖上一层或多层的有机密封层和/或无机密封层，从而对该电致发光器件形成相应的保护，而且还可起到阻挡水氧渗透的作用。
另外，在本发明的较佳实施例中，可以是在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层；也可以是在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层无机密封层，还可以是在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和至少一层无机密封层。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，在所述电致发光器件的外围仅仅覆盖至少一层无机密封层时，所述无机密封层的材料可以是：氧化镁、氧化钪、无氧化二钽、一氧化钛、二氧化钛、氧化钇、氧化锆、三氧化二钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝、氮氧化硅、非晶碳、纳米陶瓷、铜、铝、钛、钇和锆中的任意一种或多种。在本发明的较佳实施例中，上述无机密封层可以通过闪灯光子烧结或者原子层沉积或者气相沉积方式或其他沉积方法形成。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和至少一层无机密封层时，可以使用本领域中常用的薄膜封装的封装方法，在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和至少一层无机密封层。
此时，如果在所述电致发光器件的外围覆盖多层有机密封层和多层无机密封层，则可以将有机密封层和无机密封层进行交错，形成无机密封层-有机密封层-无机密封层的结构，并将该结构称为一组密封层；然后在所述电致发光器件的外围覆盖一组或多组密封层。在该具体实施例中，所述有机密封层的材料可以是Barix封装技术中所使用的未知的有机物层。通过将有机密封层和无机密封层进行结合，可以可起到阻挡水氧渗透的作用。
在本发明的具体实施例中，在所述电致发光器件的外围还可以覆盖至少一层有机密封层，所述有机密封层的材料可以是：聚丙烯酸酯、聚对二甲苯、聚脲、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚苯乙烯中的一种或多种；还可以是热固化的胶黏剂，如乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚酰胺(PA)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、环氧丙烷(PO)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)等，或者是可以紫外固化的胶黏剂；也可以是胶水类的材料，也可以是其他胶黏剂。
另外，本发明中还可以使用多种覆盖方式来覆盖上述有机密封层和/或无机密封层。例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层可以是：
在所述电致发光器件的正面和/或四周侧面覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
例如，上述具体的实现方式可以是：
在所述电致发光器件的正面覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
或者，在所述电致发光器件的四周侧面覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层；
或者，在所述电致发光器件的正面和四周侧面都覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
另外，在本发明的技术方案中，还可以通过多种实现方式来形成上述的有机密封层和/或无机密封层。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，当在所述电致发光器件的正面和四周侧面都覆盖至少一层无机密封层时，上述的步骤102a可以包括如下所述的步骤：
步骤20，在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层阻挡层；
在本发明的技术方案中，将在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层阻挡层，从而可以对所述电致发光器件进行保护。
在本发明的技术方案中，只需在电致发光器件的外围(无论是该电致发光器件的正面还是四周侧面)覆盖上阻挡层，即可缓冲烧结时温度传递到器件结构中从而对器件造成不利影响，对该电致发光器件形成相应的保护，而且还可起到一定的阻挡水氧渗透的作用。
步骤21，在所述阻挡层的外围涂布纳米颗粒墨水形成液封层。
在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式来形成上述的液封层。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以通过印刷、喷涂、打印等方法中的任意一种或多种方法在所述阻挡层的外围涂布纳米颗粒墨水，从而形成液封层。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述纳米颗粒墨水的纳米颗粒粒径可以是10nm～1000nm。
在本发明的技术方案中，纳米颗粒墨水的纳米颗粒粒径在上述范围内时，对最终烧结效果不会有不利的影响，因此，在本发明的较佳实施例中，所述纳米颗粒墨水的颗粒形状可以是圆形、圆柱形、扁圆形，线形中的任意一种或多种。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述纳米颗粒墨水的材料可以是金属氧化物中氧化镁、氧化钪、无氧化二钽、一氧化钛、二氧化钛、氧化钇、氧化锆、三氧化二钛、氧化铝、氧化硅、氮化物中的氮化硅、氮氧化铝、氮氧化硅、非晶碳、纳米陶瓷、铜、铝、钛、钇和锆中的任意一种或多种混合使用。其中，上述的铜、铝、钛、钇、锆等金属在烧结过程中将被氧化成相应的氧化物。
步骤22，通过光子烧结方式对液封层进行烧结，形成致密的无机密封层。
光子烧结技术是一种低温、选择性、非接触式烧结技术，可以对衬底上的各种纳米材料墨水进行固化烧结，实现墨水的功能化。随着印刷电子技术的发展，以及对大面积、快速、成膜性好的薄膜以及高分辨率烧结技术的研发，光子烧结技术将发挥其重要的作用和优势。
光子烧结技术属于低温烧结，低温烧结金属的可能性是因为当粒子变小后会降低了它们的熔点，这种现象称为"熔点抑郁症"。当粒子变小的时候，其吸收特征将会发生变化。因此，当粒子处于纳米级范围时，可以利用脉冲光对其进行能量传输，使纳米粒子在此粒度范围内可以吸收能量，并最终达到烧结效果。
在光子烧结技术中，闪灯烧结是一种新型烧结技术。闪灯烧结是采用宽光谱高能量的脉冲光对纳米材料墨水进行固化烧结。在闪灯烧结中，灯源一般采用大功率的氙气灯管。在进行材料烧结时，由控制器控制电容的充电电压和放电时间，氙灯闪灯烧结只需毫秒的时间就能实现对纳米材料墨水的烧结，并且通过增加灯管数可以扩展其烧结面积，因此利用闪灯烧结技术可以形成快速大面积大批量的生产。
在闪灯烧结技术中，闪灯烧结装置主要由触发控制器、充电容及灯源组成。灯源一般采用大功率的氙气灯管，其光谱可以从深紫外到IR，因此拥有广泛的光谱范围。氙灯烧结通常用于固化和消毒以及需要高光子能量的地方，在进行材料烧结时，由控制器控制电容的充电电压和放电时间，从而激发氙灯发出脉冲高能强光。
因此，在本发明的技术方案中，可以通过多种实现方式来对液封层进行烧结。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述光子烧结方式可以是：闪灯烧结方式。通过使用光子烧结方式，可以将液封层烧结成致密性很好的有机密封层和/或无机密封层。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所形成的致密的无机密封层的厚度可以是1μm～1000μm。
更进一步的，所形成的致密的无机密封层的厚度可以优先选用50μm～100μm。当无机密封层的厚度在上述的厚度范围内时，可以达到最佳的膜层烧结效果；而且还具有良好的侧面阻挡水氧渗透的能力，此外还拥有最佳的柔韧性不会让膜层出现断裂的缺陷。
通过上述的步骤20、21和步骤22，可以在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层无机密封层。
在本发明的技术方案中，柔性电致发光器件的封装方法可以有多种具体的实现方式。以下将以如下所述的具体实现流程为例，对本发明的技术方案进行进一步的详细介绍。
具体实施例一、
在本发明的一个具体实施例中，可以通过如下所述的方法来形成柔性电致发光器件：
步骤301，如图3所示，在聚合物衬底212的一侧涂布全氢聚硅氮烷211，置于空气中固化后，形成柔性基板21。所涂布的全氢聚硅氮烷的厚度为300nm～800nm。
步骤302，如图4所示，在所述柔性基板21上通过溅镀、喷墨打印、真空镀膜等方法中的任意一种或多种方法形成单层或多层的电致发光器件23。
在本实施例中，所述电致发光器件23的电极位于所述电致发光器件23的底部并与所述柔性基板21接触。
步骤303，如图5所示，在所述电致发光器件23的外围涂布纳米颗粒墨水形成液封层，通过氙灯脉冲光烧结方式对液封层进行烧结，形成无机密封层24。
所述纳米颗粒墨水的纳米颗粒粒径为10nm～1000nm，且所述纳米颗粒墨水的颗粒形状可以是圆形、圆柱形、扁圆形，线形中的任意一种或多种。所形成的无机密封层24的厚度为1μm～1000μm。
步骤304，如图6所示，在聚合物衬底261的一侧涂布全氢聚硅氮烷262，置于空气中固化后，形成柔性盖板26。所涂布的全氢聚硅氮烷的厚度为300nm～800nm。
步骤305，如图7所示，在所述柔性盖板26的内侧形成粘接层25。所述粘接层25为EVA胶层，厚度为0.02mm～0.25mm。
步骤306，将所述柔性盖板26通过所述粘接层25与所述无机密封层24以及柔性基板21紧密粘接在一起并封装，形成如图8所示的可弯曲的柔性电致发光器件。
具体实施例二、
在本发明的另一个具体实施例中，可以通过如下所述的方法利用量子点(QLED)制作柔性红光单色电致发光器件：
以下的操作的工作环境均在百级洁净房中。
首先，选用工业用的厚度在0.06mm的PET薄膜作为聚合物衬底并进行表面清洗，利用旋涂设备在PET膜一侧的表面旋涂厚度为650nm的全氢聚硅氮烷膜层；然后放置在恒温恒湿设备中，在温度40℃、湿度80％RH的环境下存放60分钟；取出后在PET膜的另一侧以相同条件也制作一层全氢聚硅氮烷薄膜，并保证全氢聚硅氮烷的膜层完全转化为密度为2.0的硅玻璃涂层，从而形成柔性基板。
用低温溅射法在柔性基板上沉积ITO薄膜20～200nm，接着用喷墨打印设备依次制作聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(即PEDOT:PSS)溶液(BaytronPVPAl4083，通过0.45mmN66滤嘴过滤；相当于空穴注入层)，并将该溶液以4000转/分钟(r.p.m)、60秒(s)的旋涂方式旋转涂布于涂布有ITO的玻璃基板(即柔性基板)上；随后，在140℃下烘烤10分钟(min)。
然后，将涂布有PEDOT:PSS溶液的柔性基板转移至充满氮气的手套箱(O2，1p.p.m.，H2O，1p.p.m.)中。接着，将聚TPD(氯苯，8mgml-1)、聚乙烯基咔唑(PVK)(在间二甲苯中，mgm-1；相当于空穴传输层)、量子点材料(在辛烷中，15mgml-1)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(在丙酮中，1.8mgml-1；相当于电子阻挡层)和ZnO纳米晶(在乙醇中，50mgml-1；电子注入和电子传输都是ZnO)一层层地通过2000转/分钟(r.p.m)、45秒(s)的旋涂方式旋涂在所述柔性基板上。在下层堆积之前，聚TPD和PVK层分别在110℃下烘烤20min，170℃下烘烤30min。
最后，Ag电极(100nm)通过热蒸发系统高真空～6×10-7torr下用荫罩堆积。，从而制造出电致发光器件。制作出的器件(即电致发光器件)的面积是4mm2，其定义是ITO和Ag电极重合区域面积。
接着，在电致发光器件的阴极上面采用喷墨打印-紫外固化方式涂布一层聚丙烯酸酯类UV胶，固化后将厚度为1微米(μm)的膜层作为阻挡层；然后在阻挡层上面喷涂100nm的金属氧化物纳米墨水，膜层厚度是1um，利用氙灯脉冲进行烧结，形成致密的金属氧化物膜层。
其中，在包括有纳米氧化铝颗粒的纳米颗粒墨水中，纳米氧化铝颗粒的重量百分比是10～30％，树脂交联剂的重量百分比是1～15％，快干性溶剂的重量百分比是1～20％，保湿剂的重量百分比是1～10％，表面活性剂的重量百分比是0.1～2％，余量为去离子水。利用喷涂方式将纳米氧化铝墨水均匀涂布在柔性基板的玻璃表面。烧结环境是在大气环境下采用闪灯烧结技术对上述纳米氧化铝墨水进行烧结。
进行烧结时，可以有多种烧结方式。
例如，第一种是烧结方式：利用氙灯脉冲光对纳米氧化铝墨水层进行2.8kw能量、1000μs的时间的单脉冲烧结，基本可以将膜层烧结固化；
第二种是烧结方式：利用氙灯脉冲光对纳米氧化铝墨水层进行2.9kw能量、1200μs的时间和500μs脉冲烧结，基本可以将膜层烧结固化。
接着，处理柔性盖板，在涂布有全氢聚硅氮烷的PET薄膜表面采用挤出流涎涂复的方法涂布一层具有良好热封性能的EVA胶层。
接着，将处理好的柔性基板和柔性盖板对位好后，利用温控式过塑机设备进行热压粘接，热压温度在85℃，最后形成可弯曲的柔性电致发光器件。
将上述柔性电致发光器件放到恒温恒湿设备中，进行温度60℃、湿度60％RH的环境下进行20MA的恒流衰减测试，恒流测试时间间隔是5秒测量一次。
经过900分钟的测试时间之后发现，上述柔性电致发光器件随时间的变化光强和外量子效率下降很缓慢，在600分钟后光强变化趋势很平稳，没有出现曲线变化趋势很大的情况，从而证明该柔性电致发光器件没有受到外界水氧等因素影响。
基于上述所提供的柔性电致发光器件的封装方法，可以形成柔性电致发光器件的封装结构。因此，本发明的技术方案中，还基于上述的柔性电致发光器件的封装方法，提供了一种柔性电致发光器件的封装结构。
例如，图2为本发明实施例中的柔性电致发光器件的封装结构的示意图一。如图2所示，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述柔性电致发光器件的封装结构包括：
柔性基板21、柔性盖板26、设置在所述柔性基板21上的电致发光器件23和设置在柔性盖板26和所述电致发光器件23之间的粘接层25；
所述柔性盖板26和所述有机密封层和/或无机密封层24通过所述粘接层25粘接。
较佳的，在本发明的具体实施例中，在所述电致发光器件23的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层24，如图8所示。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述有机密封层和/或无机密封层24覆盖在所述电致发光器件23的正面和/或四周侧面。
进一步的，较佳的，在本发明的具体实施例中，在所述粘接层25的外侧的所述透明电极(例如，阳极)的裸露区粘贴有遮蔽式贴膜MASK(图中未示出)，从而可以有效地防止粘接层在封装固化过程中将电极位置粘接死。
此外，在本发明的技术方案中，还可以提供一种用于电致发光器件的柔性盖板或柔性基板。
例如，所述柔性盖板或柔性基板的一侧或两侧设置有全氢聚硅氮烷层；即可以在柔性盖板或柔性基板的一侧或两侧涂布全氢聚硅氮烷，置于空气中固化后，形成所需的柔性基板和柔性盖板。
因此，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述柔性基板21为：一侧或两侧涂布有全氢聚硅氮烷211的聚合物衬底212；所述柔性盖板26为：一侧或两侧涂布有全氢聚硅氮烷262的聚合物衬底261。
综上所述，在本发明的柔性电致发光器件的封装结构及其封装方法中，由于在柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，并且还可进一步在电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层，并可进一步地通过滚轴或过塑设备将所述柔性盖板、粘接层和柔性基板经热压后紧密粘接在一起，因此，与现有技术中的传统封装方法以及薄膜封装方法相比，本发明中的封装方法的生产环境可以是在洁净车间的大气环境下，而无需在真空环境、惰性气体环境以及任何无水无氧的环境下生产，无需使用真空设备制作有机材料和无机材料叠加结构的阻挡层来防止水氧渗透，能够采用印刷卷对卷的形式制作柔性盖板和柔性基板，采用温控过塑机设备即可进行柔性封装，从而可以显著降低成本，同时达到较好的封装效果。所制成的柔性电致发光器件结构简单、柔韧性好、防水氧能力强、加工方便，所需的制造设备价格低廉，生成效率高。
更进一步的，由于本发明中的无机密封层可以采用纳米级的金属氧化物、氟化物或氮化物等材料的墨水溶液，该墨水溶液的特点是：当烧结温度低且所形成的无机密封层达到一定厚度时，该无机密封层抵挡水氧的性能接近于玻璃的性能，从而可以保证所制成的柔性电致发光器件的正面和侧面对水氧的防护效果。此外，由于光子烧结方式的烧结操作是在毫秒内完成的，烧结时间短，因此烧结过程中热量的传递很弱，所以不会对器件内材料造成损坏。上述封装方法的工艺简单，烧结设备易控制，因此非常适合大尺寸柔性电致发光器件的生产和曲面屏幕的封装。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种柔性电致发光器件的封装方法，其特征在于，该方法包括：
制作柔性盖板和柔性基板，并在所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置全氢聚硅氮烷层，置于空气中固化；
在所述柔性基板上设置电致发光器件；
在所述柔性盖板的内侧形成粘接层；
将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧连接并封装。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将柔性盖板通过所述粘接层与所述设置有电致发光器件的柔性基板连接并封装包括：
将所述柔性盖板放置在与所述柔性基板相对应的位置，且所述柔性盖板的粘接层与所述柔性基板的设置有电致发光器件的一侧相对；
当所述粘接层为紫外光固化胶时，使用有弹性的滚轴将所述柔性盖板通过所述粘接层与所述柔性基板碾压在一起，然后再进行紫外线固化；
当所述粘接层为热熔胶时，使用过塑设备将所述柔性盖板、粘接层和柔性基板经热压后紧密粘接在一起。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
在所述电致发光器件的外围覆盖至少一层有机密封层和/或无机密封层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述有机密封层和/或无机密封层覆盖在所述电致发光器件的正面和/或四周侧面。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无机密封层的材料为：
氧化镁、氧化钪、无氧化二钽、一氧化钛、二氧化钛、氧化钇、氧化锆、三氧化二钛、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝、氮氧化硅、非晶碳、纳米陶瓷、铜、铝、钛、钇和锆中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述粘接层的材料为紫外光固化胶或者热熔胶中的至少一种或多种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚酰胺树脂PA、聚醚砜树脂PES、聚烯烃共聚物PO、聚氨酯树脂TPU中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述电致发光器件为有机发光二级管OLED或者量子点发光二极管QLED。
9.一种柔性电致发光器件的封装结构，其特征在于：
所述柔性电致发光器件的封装结构通过使用如权利要求1～8中所述的任一方法形成。
10.一种用于电致发光器件的柔性盖板或柔性基板，其特征在于：
所述柔性盖板和/或柔性基板的一侧或两侧设置有全氢聚硅氮烷层。
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Application publication date: 20160518 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |