CN101351738A - 柔性显示装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性显示装置及其制备方法。所述柔性显示装置包括柔性基板；平坦层，其面积小于柔性基板的面积且形成在柔性基板上；显示器件，其形成在平坦层上；和保护层，其设置在柔性基板上以覆盖平坦层和显示器件。

Description

柔性显示装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种通过使用保护层有效地防止湿气或氧气渗入平坦层的柔性显示装置以及制备该装置的方法。
本申请要求于2005年12月30日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2005-0134882号的优先权，在此并入其公开的全部内容作为参考。
背景技术
通常，柔性显示装置是一种即使被折叠或弯曲仍然能显示视觉信息的显示装置，其中的显示器件是形成在柔性基板上而不是在厚玻璃基板上。
应用于柔性显示装置的柔性基板的实例可以包括：有机材料制成的塑料基板、具有由有机材料和无机材料层压而成的结构的基板以及包含诸如薄不锈钢或铝的金属的基板。
应用于柔性显示装置的显示器件的实例包括：胆甾醇型LCD、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)。
在显示器件中，根据显示器件的类型，柔性基板对氧气或湿气的透气性是重要的。
特别是，因为有机发光二极管非常容易受到氧气或湿气的影响，这就存在由于氧气或湿气的渗透降低有机发光二极管的性能和寿命的问题。
为了避免上述问题，韩国专利登记0300425号公开了一种设有多个阻气层的有机电致发光器件的塑料基板。
阻气层可以如韩国专利公开2004-0111403号所公开由各种金属氧化物制成，或者如韩国专利公开2003-0074783号所公开由有机-无机混合物制成。
作为具有上述阻气层的柔性显示装置的实例，在图4所示的柔性显示装置的情况下，在柔性基板110和显示器件130之间插入了阻气层120，且在柔性基板110上设有保护层140以覆盖显示器件130。
同时，可以利用为有效防止氧气或湿气渗透而开发的不锈钢箔基板(Z.Xie等人，Chemical Physics Letters，381，691(2003))或者设有铝箔层压板和塑料基板的柔性基板(Y.Li等人，Applied Physics Letters，86，153508(2005))来制备该柔性显示装置。
在使用上述柔性基板的情况下，为了确保柔性显示装置中所需的柔性基板合意的平坦程度，可在柔性基板上设置有机平坦层。
为了更明确，如图5所示，在包括塑料基板211和金属薄层212的柔性基板210和显示器件230之间插入平坦层220。在柔性基板210上设置保护层240以覆盖显示器件230。
与此相关的，平坦层220的面积几乎和柔性基板210的面积一样大，且该面积大于保护层240的面积。因此，平坦层220的边缘被暴露出来。
如图5所示，保护层240防止了湿气或氧气从上方渗入，且柔性基板210防止了湿气或氧气从下方渗入。但是，如上所述，由于平坦层220的边缘被暴露出来，因此存在无法防止湿气或氧气从侧面渗入平坦层220的问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种利用保护层来有效防止湿气或氧气渗入平坦层的柔性显示装置以及制备该装置的方法。
技术方案
根据本发明的一个技术方案，柔性显示装置包括柔性基板；平坦层，其面积小于柔性基板的面积，且形成在柔性基板上；显示器件，其形成在平坦层上；和保护层，其设在柔性基板上以覆盖平坦层和显示器件。
柔性基板可包括树脂层和形成在树脂层上的金属层。
树脂层可由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃(polycyclic olefin))和聚降冰片烯组成的组中的至少一种制成。
金属层可由选自由铝和不锈钢组成的组中的至少一种制成。
可采用层压法在树脂层上形成金属层，以制备柔性基板。
平坦层的厚度优选为10□和更小。平坦层的边缘与柔性基板的边缘之间的间距优选为10cm和更小。
显示器件可以是胆甾醇型LCD、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)中的任何一种。
优选地，保护层的面积大于平坦层的面积而小于柔性基板的面积。
保护层可形成包含阻气性材料的塑料片，并被贴附到柔性基板上。
或者，选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的材料可被涂覆在柔性基板上，以在柔性基板上形成单层型保护层和多层保护层中的任何一种。
根据本发明的另一技术方案，用于制备柔性显示装置的方法包括a)制备柔性基板；b)在柔性基板上形成面积小于柔性基板的面积的平坦层；c)在平坦层上形成显示器件；和d)在柔性基板上形成保护层，以覆盖平坦层和显示器件。
可使用层压法在树脂层上形成金属层，以制备步骤a)中的柔性基板。
树脂层可由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃)和聚降冰片烯组成的组中的至少一种制成。
金属层可由选自由铝和不锈钢组成的组中的至少一种制成。
步骤b)中，平坦层的厚度可以为10□和更小。
步骤b)中，可以在柔性基板上形成平坦层，并使平坦层的边缘与柔性基板的边缘之间的间距为10cm和更小。
步骤c)中，显示器件可以是胆甾醇型LCD、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)中的任何一种。
步骤d)中，优选地，保护层的面积大于平坦层的面积而小于柔性基板的面积。
步骤d)中，保护层可形成包含阻气性材料的塑料片，并被粘接到柔性基板上。
或者，选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的材料可被涂覆在柔性基板上，以在柔性基板上形成单层型保护层和多层保护层中的任何一种。
有益效果
根据本发明，因为平坦层位于保护层里面，所以可以有效地防止湿气或氧气渗入平坦层。
附图说明
参考附图，通过详细描述其优选实施方案，本发明的上述和其它特征及优点将变得更明显，其中：
图1是依据本发明的柔性显示装置的侧视图；
图2是依据本发明使用层压法来结合塑料基板和金属薄层的示意图；
图3是依据本发明的柔性基板和平坦层的俯视图；
图4和图5是现有的柔性显示装置的侧视图。
附图主要部件的标记说明
10柔性基板   11塑料基板  12金属薄层
20平坦层     21斜面      30显示器件
40保护层     51，52辊
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明进行详细描述。
如图1所示，根据本发明的柔性显示装置设有柔性基板10和显示器件30。
与此相关的，在柔性基板10和显示器件30之间插入了平坦层20。设置在柔性基板10上的保护层40覆盖平坦层20和显示器件30。
柔性基板10包括为树脂层的塑料基板11和形成于塑料基板11上且由金属层形成的金属薄层12。
塑料基板11可由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃)和聚降冰片烯组成的组中的一种或多种制成。
金属薄层12可以作为防止诸如氧气或湿气的气体渗入塑料基板11的阻气层。
金属薄层12是由选自由铝和不锈钢组成的组中的至少一种制成的薄膜。考虑到经济效益，优选使用铝薄层作为金属薄层12。这里，金属的类型不限制于此，各种类型的金属均可以用于金属薄层12。
由于金属薄层12是导体，在显示器件30的电极和驱动电路(未示出)之间会出现由金属薄层12引起的短路。所以，为了防止短路，可使用等离子体处理方法或电化学方法在金属薄层12上形成氧化层。
平坦层20设在柔性基板10和显示器件30之间，以确保柔性显示装置中所需的柔性基板10合意的平坦程度。
实质上，在柔性显示装置中，柔性基板10的粗糙度是重要的因素。在采用有机发光二极管的情况下，需要粗糙度为1nm和更小。在采用LCD的情况下，需要粗糙度为5nm和更小。
但是，由于制备方法的特点，在使用大部分金属薄层的情况下，很难满足上述的条件。因此，有必要使用平坦层20。
如图3所示，在柔性基板10上形成平坦层20，并且平坦层20的边缘与柔性基板10的边缘之间的间距(D)为10cm和更小。也就是说，平坦层20的面积小于柔性基板10的面积，且其形成在柔性基板10上。
不限制平坦层20的厚度，只要柔性显示装置的柔性没有明显被降低。平坦层的厚度优选为10□和更小。
为了防止显示器件30的电极线(未示出)的短路，优选地，平坦层20的边缘具有斜面21。
形成在平坦层20上的显示器件30的实例可以包括胆甾醇型LCD(液晶显示器)、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)。
胆甾醇型LCD具有平面配向螺旋结构(planar alignment spiralstructure)和依据扭转方向选择性地反射光线的特性，并具有一定程度的重复结构。
PDLC是可应用于液晶显示器(LCD)的液晶元件，其特征在于，可依据光的散射来控制光的透射率，且不需要使用偏振片。
电泳器件的实例可包括由E Ink公司制备的使用胶囊包裹的粒子的器件、由Bridgestone公司制备的使用带电粒子的器件、由Gyricon公司制备的使用旋转粒子的器件和使用横向移动粒子的器件。
OLED(有机发光器件)具有电极和有机层均匀配置的结构。有机发光二极管具有多层的结构，其中包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的四层有机层和多个电极被均匀地配置。这没有在图1中示出。如果在两电极间施加电压，空穴会从阳极注入到有机层中，且电子会从阴极注入到有机层中。所注入的空穴和电子在发光层中互相结合而形成激子后，在激子失活时，就发出光，而且根据发光层的类型显示出红色、绿色和蓝色。
如图1所示，在柔性基板10上设置保护层40以覆盖显示器件30和平坦层20。因此，显示器件30和平坦层20设在由保护层40和柔性基板10所形成的区域内。也就是说，显示器件30和平坦层20均被密封在由保护层40和柔性基板10所形成的区域内。
与此相关的，保护层40的面积比柔性基板10的面积小而且比平坦层20的面积大。
以下，将描述制备根据本发明的柔性显示装置的方法。
制备柔性显示装置的方法包括a)制备柔性基板；b)在柔性基板上形成面积小于柔性基板的面积的平坦层；c)在平坦层上形成显示器件；和d)在柔性基板上形成保护层，以覆盖平坦层和显示器件。
在步骤a)中，可用真空热蒸发法、电子束蒸发法、溅射法等方法在塑料基板11上形成金属薄层12。如图2所示，优选用层压法使塑料基板11和金属薄层12相互结合。使用层压法就可以在塑料基板11上简单地形成金属薄层12而无需使用昂贵的装置。
也就是说，如图2所示，塑料基板11和金属薄层12在一对旋转辊51和52之间压合以简单地将金属薄层12设置在塑料基板11上。与使用已知的真空装置的方法相比，使用层压法在大规模生产、尺寸的放大和经济效益方面更让人满意。
与此相关的，在通过上述层压法将金属薄层12与塑料基板11结合的情况下，优选金属薄层的厚度为100□和更小以便确保柔性基板10合意的柔性。在金属薄层12非常厚的情况下，可能降低柔性基板10的柔性。
在步骤b)中，可使用如棒涂和旋涂的涂布法涂覆基于聚酰亚胺的聚合物、基于丙烯酰基的光聚合物(photoacryl-based polymer)、保护涂层材料或BCB(苯并环丁烯)，以在柔性基板10设置平坦层20。因此，可以改善柔性基板10的粗糙度。此外，可使用SOG(旋涂玻璃)材料来形成平坦层20。
在步骤c)中，可使用真空沉积法或溶液涂布法(如喷墨印刷法、丝网印刷法、辊涂法和旋涂法)在平坦层20上形成显示器件30。
在步骤d)中，可使用包含阻气性材料的塑料来形成片，然后用粘合剂将其粘合到柔性基板10上，从而在柔性基板10上形成保护层40。
与此相关的，该塑料材料的实例可以包括：PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃)和聚降冰片烯。
可以使用本领域中任一种已知的阻气性材料作为阻气性材料。
粘合剂的实例可以包括能通过热或紫外线固化的环氧化合物和丙烯酸酯。
此外，在步骤d)中，可将选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的材料涂覆在柔性基板10上而形成保护层40。
可使用选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的任一种材料，在柔性基板10上形成单层型保护层40。或者，可使用选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的两种或多种材料，形成具有两层或多层的多层保护层40。
与此相关的，可采用真空热蒸发法、电子束蒸发法、溅射法或溶胶-凝胶涂布法，使用基于氧化物或氮化物的材料作为阻气性材料，形成保护层40。
基于氧化物的材料可以是氧化硅、氧化硼、氧化磷、氧化钠、氧化钾、氧化铅、氧化钛、氧化镁及氧化钡中的至少一种。基于氮化物的材料的实例可以包括氮化硅。
采用根据本发明的方法制备的柔性显示装置中，在柔性基板10上设置的保护层40覆盖平坦层20和显示器件30。也就是说，平坦层20和显示器件30是被密封在保护层40中，因此，可以有效防止湿气或氧气渗入平坦层20中。

Claims (21)

1、一种柔性显示装置，该装置包括：
柔性基板；
平坦层，其面积小于所述柔性基板的面积，且形成在所述柔性基板上；
显示器件，其形成在所述平坦层上；和
保护层，其形成在所述柔性基板上，以覆盖所述平坦层和显示器件。
2、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述保护层的面积大于所述平坦层的面积而小于所述柔性基板的面积。
3、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述平坦层的边缘与所述柔性基板的边缘之间的间距为10cm和更小。
4、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述保护层形成包含阻气性材料的塑料片，并被贴附到所述柔性基板上。
5、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，将选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的材料涂覆在所述柔性基板上，以在所述柔性基板上形成单层型保护层和多层保护层中的任何一种。
6、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述平坦层的厚度是10□和更小。
7、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述显示器件为胆甾醇型LCD、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)中的任何一种。
8、根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述柔性基板包括树脂层和形成在树脂层上的金属层。
9、根据权利要求8所述的柔性显示装置，其中，所述树脂层由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃)和聚降冰片烯组成的组中的至少一种制成。
10、根据权利要求8所述的柔性显示装置，其中，所述金属层由选自由铝和不锈钢组成的组中的至少一种制成。
11、根据权利要求8所述的柔性显示装置，其中，用层压法在所述树脂层上形成所述金属层，以制备所述柔性基板。
12、一种制备柔性显示装置的方法，该方法包括以下步骤：
a)制备柔性基板；
b)在所述柔性基板上形成面积小于柔性基板的面积的平坦层；
c)在所述平坦层上形成显示器件；和
d)在所述柔性基板上形成保护层，以覆盖所述平坦层和显示器件。
13、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤d)中，所述保护层的面积大于所述平坦层的面积而小于所述柔性基板的面积。
14、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤b)中，所述平坦层形成在所述柔性基板上，并使所述平坦层的边缘与所述柔性基板的边缘之间的间距为10cm和更小。
15、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤d)中，所述保护层形成包含阻气性材料的塑料片，并被贴附到所述柔性基板上。
16、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤d)中，将选自由阻气性材料、有机材料及其混合物组成的组中的材料涂覆在所述柔性基板上，以在所述柔性基板上形成单层型保护层和多层保护层中的任何一种。
17、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤b)中，所述平坦层的厚度为10□和更小。
18、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤c)中，所述显示器件是胆甾醇型LCD、PDLC(聚合物分散型液晶)、电泳器件和OLED(有机发光器件)中的任何一种。
19、根据权利要求12所述的制备柔性显示装置的方法，其中，在步骤a)中，使用层压法在树脂层上形成金属层，以制备柔性基板。
20、根据权利要求19所述的制备柔性显示装置的方法，其中，所述树脂层由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、PAR(聚芳酯)、PCO(聚环烯烃)和聚降冰片烯组成的组中的至少一种制成。
21、根据权利要求19所述的制备柔性显示装置的方法，其中，所述金属层由选自由铝和不锈钢组成的组中的至少一种制成。
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