一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法，包括测试仪，所述测试仪内部的腔体中设有阻隔膜和PEN基板，所述阻隔膜设置于PEN基板上端表面；所述测试仪一侧设有氮气进口和氮气排出口，另一侧设有水蒸气入口和水蒸气排出口，所述氮气排出口处安装有水汽检测传感器；所述测试仪内部的腔体外设有测试机构，所述测试机构包括CCD捕捉镜头和金刚石压头，所述CCD捕捉镜头和金刚石压头均安装在压头升降机构上。本发明专利技术通过检测自动算出不同薄膜材料（即阻隔膜）测试时压痕的区域对角线长度，计算出最佳的压力大小，有效控制阻隔膜压夹区域的压力，防止因压力过大薄膜材料被挤破而导致部分水汽从破损位置透过风险，提高薄膜材料水汽透过率的准确性。材料水汽透过率的准确性。材料水汽透过率的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法


[0001]本专利技术属于平面显示
，具体涉及一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法。

技术介绍

[0002]在柔性OLED显示器件的制作过程中，薄膜封装是一个必不可少的步骤，用来避免水汽和氧气进入显示器件内部引发器件的老化和失效。对于柔性OLED器件，薄膜封装的一个重要指标就是WVIR(Water Vapor Transmission Rate,即水汽透过率）。水汽透过率是表征封装薄膜对水汽阻挡效果的物理量，其定义是在一定的温度和湿度环境下，单位面积和时间内透过封装薄膜的水汽质量，单位为g/cm2*day。
[0003]薄膜封装结构一般采用Barrier layer（隔绝层）和Buffer layer（平坦层），依次顺序制备3
‑
5层，完成TFE （Thin Film Encapsulation）封装结构，TFE （Thin Film Encapsulation）封装中Barrier layer（隔绝层）多采用无机薄膜，比如SiN
x
，SiON，SiNC，起到阻隔水氧的作用，Buffer layer（平坦层）多采用有机薄膜，比如高分子聚合物、树脂等，其中隔绝层薄膜的水氧透过率大小直接决定OLED器件的寿命和显示效果；测试Barrier layer 水氧透过率的方法多采用mocon(膜康)法如图1所示，该方法将水汽透过率测试仪分为上下两部分，将试片放置于透水量测仪中间并隔绝上半部和下半部。量测时，下半部产生稳定的水蒸气，上半部则通入氮气作为Carrier
‑
Gas。当水汽从下半部分渗透过试片到达上半部时，氮气会将水汽带至水汽检测sensor处，通过测试渗透水汽的含量便可分析出试片的水汽透过率。
[0004]Barrier层阻隔薄膜厚度超薄，常规厚度范围0.1μm
‑
1.2um，并且其材料SiN
x
，SiON，SiO2很脆，受到压力和拉伸容易断裂，当阻隔薄膜被两个腔室夹在一起，阻隔薄膜被夹区域的薄膜极易被破坏，导致水汽从该区域透过，直接影响水汽透过率的准确性。为此，我们提出一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种薄膜水汽透过率测试设备，包括测试仪，所述测试仪内部的腔体中设有阻隔膜和PEN基板，所述阻隔膜设置于PEN基板上端表面；所述测试仪一侧设有氮气进口和氮气排出口，另一侧设有水蒸气入口和水蒸气排出口，所述氮气排出口处安装有水汽检测传感器；所述测试仪内部的腔体外设有测试机构，所述测试机构包括CCD捕捉镜头和金刚石压头，所述CCD捕捉镜头和金刚石压头均安装在压头升降机构上。
[0007]所述CCD捕捉镜头用于检测金刚石压头对阻隔膜下压时的图像，观察阻隔膜表面
是否到了极限破坏的程度，进而确定压头升降机构下压压力的合适梯度，并获取在阻隔膜在快要破坏时的下压压力。
[0008]所述金刚石压头在阻隔膜表面分别采用不同的压力下压阻隔膜，阻隔膜在不同压力的压缩下，分别显现出不同程度的压痕深度，CCD捕捉镜头可采用高倍镜分别比对阻隔膜的压痕深度，当压痕深度过大，阻隔膜将会被破坏而压裂。
[0009]一种薄膜水汽透过率测试设备的测试方法，具体包括以下步骤：S1、由于同一阻隔膜的硬度相同，根据相同的下压压强对阻隔膜的压痕效果是一样的，压强的大小P为用载荷值除以阻隔膜表面压痕凹坑的表面积；S2、采用压头升降机构在金刚石压头施加的力为F1，在阻隔膜表面形成压痕得到一个正方形图，该正方形压痕的表面积为S1，该阻隔膜此处受到的压强P=F1/S1，并且该压强下对应一最优的压痕状态，此时对应最优的下压压强P；S3、压头升降机构给予测试仪上下两部分一个固定的压力F2，在工件表面压出一定尺寸压痕表面积S2，由于压头升降机构在工件表面的压痕尺寸S2的面积一定，且量测的阻隔膜硬度不变，即最优压痕状态对应相同的下压压强P，P=F2/S2，F2/S2=F1/S1，F2=F1/（S1
×
S2），可计数出压头升降机构给予测试仪上下两部分最合适的压力值，即保证了阻隔膜不会被破坏而压裂，也保证了合适的压力，完全压紧了工件，阻挡水氧从压合缝隙处渗透干扰水氧透过率的准确性。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种薄膜水汽透过率测试设备及测试方法，本专利技术通过检测自动算出不同薄膜材料（即阻隔膜）测试时压痕的区域对角线长度，计算出最佳的压力大小，有效控制阻隔膜压夹区域的压力，防止因压力过大薄膜材料被挤破而导致部分水汽从破损位置透过风险，提高薄膜材料水汽透过率的准确性。
附图说明
[0011]图1为现有技术膜康法的示意图；图2为本专利技术一种薄膜水汽透过率测试设备的结构示意图。
[0012]图中：1、CCD捕捉镜头；2、金刚石压头；3、压头升降机构；4、测试仪；5、阻隔膜；6、PEN基板；7、腔体；8、氮气进口；9、氮气排出口；10、水蒸气入口；11、水蒸气排出口。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]本专利技术提供了如图2的一种薄膜水汽透过率测试设备，包括测试仪4，所述测试仪4内部的腔体7外设有测试机构，所述测试机构包括CCD捕捉镜头1和金刚石压头2，所述CCD捕捉镜头1和金刚石压头2均安装在压头升降机构3上。
[0015]现有技术中，测试Barrier layer 水氧透过率的方法多采用如图1所示的mocon（膜康）法，测试仪4内部的腔体7中设有阻隔膜5和PEN基板6，所述阻隔膜5设置于PEN基板6上端表面；
所述测试仪4一侧设有氮气进口8和氮气排出口9，另一侧设有水蒸气入口10和水蒸气排出口11，所述氮气排出口9处安装有水汽检测传感器；膜康法将水汽透过率测试仪（即测试仪4）分为上下两部分，将试片放置于测试仪4中间并隔绝上半部和下半部。量测时，下半部产生稳定的水蒸气，上半部则通入氮气作为Carrier
‑
Gas。当水汽从下半部分渗透过试片到达上半部时，氮气会将水汽带至水汽检测sensor（即水汽检测传感器）处，通过测试渗透水汽的含量便可分析出试片的水汽透过率。
[0016]本专利技术采用金刚石方形锥（即金刚石压头2）在薄膜材料（即阻隔膜5）表面分别采用不同的压力下压薄膜材料，薄膜材料在不同压力的压缩下，分别显现出不同程度的压痕深度，CCD捕捉镜头1可采用高倍镜分别比对薄膜材料的压痕深度，当压痕深度过大，薄膜材料将会被破坏而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜水汽透过率测试设备，包括测试仪（4），其特征在于：所述测试仪（4）内部的腔体（7）中设有阻隔膜（5）和PEN基板（6），所述阻隔膜（5）设置于PEN基板（6）上端表面；所述测试仪（4）内部的腔体（7）外设有测试机构，所述测试机构包括CCD捕捉镜头（1）和金刚石压头（2），所述CCD捕捉镜头（1）和金刚石压头（2）均安装在压头升降机构（3）上。2.根据权利要求1所述的一种薄膜水汽透过率测试设备，其特征在于：所述CCD捕捉镜头（1）用于检测金刚石压头（2）对阻隔膜（5）下压时的图像，观察阻隔膜（5）表面是否到了极限破坏的程度，进而确定压头升降机构（3）下压压力的合适梯度，并获取在阻隔膜（5）在快要破坏时的下压压力。3.根据权利要求1所述的一种薄膜水汽透过率测试设备，其特征在于：所述金刚石压头（2）在阻隔膜（5）表面分别采用不同的压力下压阻隔膜（5），阻隔膜（5）在不同压力的压缩下，分别显现出不同程度的压痕深度，CCD捕捉镜头（1）可采用高倍镜分别比对阻隔膜（5）的压痕深度，当压痕深度过大，阻隔膜（5）将会被破坏而压裂。4.根据权利要求1所述的一种薄膜水汽透过率测试设备，其特征在于：所述测试仪（4）一侧设有氮气进口（8）和氮气排出口（9），另一侧设有水蒸气入口（10）和水蒸气排出...

【专利技术属性】
技术研发人员：温质康，庄丹丹，乔小平，苏智昱，
申请(专利权)人：福建华佳彩有限公司，
类型：发明
国别省市：