CN102285166A - 一种用于柔性显示器件的基板及制备该基板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备用于柔性显示器件的基板的方法，其中，该方法包括：提供一个平坦的金属基片；在所述平坦的金属基片上沉积形成一个有机材料层，接着在所述有机材料层上沉积形成一个无机材料层；或者在所述平坦的金属基片上沉积形成一个无机材料层，接着在所述无机材料层上沉积形成一个有机材料层。本发明还涉及由此方法获取的基板以及含有该基板的柔性有机电致发光显示器件和柔性薄膜晶体管。

Description

一种用于柔性显示器件的基板及制备该基板的方法

技术领域

本发明涉及一种用于柔性显示器件的基板、制备该基板的方法以及含有该基板的柔性显示器件。 

背景技术

在柔性显示器件(如柔性有机电致发光显示器件或柔性薄膜晶体管)中，基板将关系显示屏的工艺路线、生产成本、显示质量及产品可靠性，柔性基板的选材是开发柔性显示器件的基础。金属基板由于其优异的阻水性能、防氧化性能及优异的机械性能等特性，而成为一种良好的柔性基板材料。但金属基板也存在下列缺陷：表面粗糙，需要平坦化处理，以使其具有良好的平整度；由于金属基板导电，不能直接在其表面制备显示器件，还需要在金属基板表面制备绝缘层。 

为此，在实现金属基板的柔性显示器件过程中，通常采用了下述技术： 

将金属基板抛光处理(如进行电化学抛光，物理抛光和进一步的化学机械研磨等)，再旋涂聚合物作为绝缘层。该方法较为简单，绝缘层起到了修饰表面形貌及绝缘的双重作用，但旋涂的聚合物层薄膜不致密，在后续引线区的绑定过程中(加温加压)很容易产生裂纹和孔隙，导致基板与阳极导通，形成短路。而采用溅射或者等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在金属基板沉积一层无机膜，如SiN₃，虽然可以到达致密性，但制备的无机层达不到平坦化的效果。 

发明内容

本发明旨在克服上述缺陷，具体地，本发明第一方面提出了一种一种用于柔性显示器件的基板，一种用于柔性显示器件的基板，其中，该基板包括一个平坦的金属基片；一个有机材料层；和一个无机材料层；所述有机材料层沉积形成于所述平坦的金属基片上，所述无机材料层沉积形成于所述有机材料层上；或者所述无机材料层沉积形成于所述平坦 的金属基片上，所述有机材料层沉积形成于所述无机材料层上。 

第二方面，本发明提出了一种制备用于柔性显示器件的基板的方法，其中，该方法包括：提供一个平坦的金属基片；在所述平坦的金属基片上沉积形成一个有机材料层，接着在所述有机材料层上沉积形成一个无机材料层；或者在所述平坦的金属基片上沉积形成一个无机材料层，接着在所述无机材料层上沉积形成一个有机材料层。 

第三方面，本发明提出了一种包括上述基板的柔性有机电致发光显示器件，其进一步包括金属阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、金属阴极、增透膜。 

第四方面，本发明提出了一种包括上述基板的柔性薄膜晶体管，其进一步包括：低温多晶硅。源电极、漏电极、栅极绝缘层和栅极。 

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案的缓冲层的简要示意图； 

图2A和2B是不锈钢基板经过抛光后，再经过本发明的缓冲层修饰前后的表面形貌图；该表面形貌通过SPA 400原子力显微镜(AFM)测试获得； 

图3A和图3B分别是由电铸方法得到的镍片与不锈钢箔片表面的形貌图；该表面形貌通过SPA 400原子力显微镜(AFM)测试获得； 

图4示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的柔性OLED器件中的一部分视图； 

图5A和图5B分别为经过本发明的缓冲层修饰前后的电铸镍片的表面形貌图；该表面形貌通过SPA 400原子力显微镜(AFM)测试获得。 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的一些实施方案做详细描述。 

根据本发明的一个实施方案，在制备柔性显示器件的基板的方法中，先对一片金属进行抛光处理从而形成一个平坦的金属基片，即，使其具有合适的平整度。所述金属例如可以为不锈钢箔片。如本领域人员所知的，在常规的制备柔性显示器件的基板的过程中，抛光处理主要包括对金属的电化学抛光、物理抛光和进一步的化学机械研磨等。 在形成金属基片后，在抛光的金属表面上形成一个缓冲层。在本发明中，所述缓冲层由有机材料层和无机材料层交替覆盖而形成，例如可以由一个有机材料层和一个无机材料层，两个有机材料层和两个无机材料层，三个有机材料层和三个无机材料层，或更多个有机材料层和更多个无机材料层交替覆盖而成，也即，使金属基片上的所有有机材料层和所有无机材料层相互交替地位于金属基片上，如图1所示，优选地，由三个有机材料层和三个无机材料层交替形成所述缓冲层。优选地，使位于这些叠层最上方的层是无机材料层，即，使远离所述平坦的金属基片形成于最上面的一个层为无机材料层。有机材料层和无机材料层的总的交替循环的数量n取决于基板本身表面粗糙度的大小，例如表面比较平整时，可以使用1个循环或2个循环；表面比较粗糙时，可以利用多个循环来达到要求。 

图2A和2B是不锈钢基板经过抛光后，再经过本发明的缓冲层修饰前后的表面形貌图；该表面形貌通过SPA 400原子力显微镜(AFM)测试获得。图2A的表面粗糙度为Rms 6.8，Rpv 55；图2B的表面粗糙度为Rms0.3、Rpv5.9；其中，Rms和Rp-v都是表面粗糙度的表示方法，Rms值是最大粗糙度深度，Rp-v值是平均轮廓波峰高度。可以看出，缓冲层还使平整度明显提高。 

在本发明的一个优选实施方案中，通过以下方式形成所述缓冲层：先在金属基片上沉积形成一个有机材料层，所述沉积形成一个有机材料层的过程例如可以通过旋涂，喷墨打印、蒸镀或其组合(但不局限于这些方法)来实现。接着在所述有机材料层上沉积形成无机材料层，所述的沉积形成无机材料层的过程例如可以通过溅射、化学气象沉积、等离子化学气象沉积、蒸发或其组合(但不局限于这些方法)来实现。由此，无机材料层位于有机材料层上；所述有机材料层和无机材料层形成所述缓冲层。其中所述有机材料可以选自聚合物材料，聚合物材料例如可以为氟化聚合物(fliuorinated polymers)、聚对二甲苯(parylenes)、甲基环戊烯醇酮(cyclotene)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)等等；所述无机材料可以选自Si₃N₄，SiO₂、SiO、Si₂O₃、SiO₂，TiO₂，ZrO₂，Ta₂O₅、MgF₂、LiF、Al₂O₃或其组合。根据本发明，聚合物层的厚度范围优选为400-900nm，无机材料层厚度优选为 50-100nm。根据本发明，优选地，在所形成的无机材料层上继续形成更多个有机材料层和更多个无机材料层，使有机材料层和无机材料层交替覆盖，如图1所示。 

根据本发明的另一个实施方案，可以在抛光的金属基片上先沉积形成一个无机材料层，然后再在无机材料层上沉积形成一个有机材料层，即，使有机材料层位于无机材料层上；优选地，在所形成的有机材料层上继续形成更多个无机材料层和多个有机材料层，使有机材料层和无机材料层交替覆盖。 

在本法的基板中，由于无机材料的薄膜比较致密，弥补了有机材料层的不致密性，提高了后续绑定过程中的稳定性。在本发明中，有机材料层的主要作用是修饰基板表面形貌，使表面平坦化，无机材料层的主要作用是提供绝缘性及提供致密性。 

由抛光的金属基片及形成于其上的缓冲层共同构成了本发明的用于柔性显示器件的基板。 

在本发明的另一个优选方案中，通过电铸法，而非上述抛光法，来形成金属基片，所述金属基片例如可以为镍片、铁片、铜片、金片、银片，铂片、钴片、钨片或以上金属的合金，如镍铁合金片、铂镍-钴片、钴-钨等。电铸法是利用金属的电解沉积原理来精确制备金属箔片的，由此制得的箔片的表面形貌明显优于不锈钢等金属箔片。图3A和图3B分别是由电铸方法得到的镍片与不锈钢箔片表面的形貌图。对电铸生长的镍片，在10μm×10μm的范围内，Rms为5.97nm，Rp-v为74.93nm。对于不锈钢基板，在10μm×10μm的范围内，Rms为18.34nm，Rp-v为177.6nm；其中，Rms和Rp-v都是表面粗糙度的表示方法，Rms值是最大粗糙度深度，Rp-v值是平均轮廓波峰高度。由此可以看出，电铸生长所得的金属箔片的表面比不锈钢等金属箔片的表面的平整度高。使用电铸生长的金属箔片，不需采用抛光法，可直接在所得到的金属基片上制备上述缓冲层 

根据本发明的该实施方案，继续在该金属基片上形成一个缓冲层，缓冲层的制备参见前面的描述。由此电铸法所得金属基片和缓冲层构成的基板具有更高的平整度。此外，与抛光法中所涉及的化学机械研磨相比，由电铸法来获取此基板的过程更易于掌控，且所用设备较为 简单，制备成本较低。 

根据本发明的又一方面，在以上述方式获取的所述基板上进一步制备了可靠性高的柔性显示器件。 

根据本发明的一个实施方案的柔性显示器件为柔性有机电致发光显示器件(OLED)，该柔性OLED器件由多个层构成。所述层及其排列次序可以如下：金属基片/缓冲层/金属阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/金属阴极/增透膜。其中，金属基片及缓冲层根据前文所述的方式来获取。图4示意性地示出了该柔性OLED器件中的一部分视图。 

根据本发明的柔性OLED器件的一个具体示例，可以包括具有以下厚度及排列次序的各个层： 

电铸Ni板(100um)/聚对二甲苯C(900nm)/LiF(50nm)/聚对二甲苯C(500nm)/LiF(50nm)/聚对二甲苯C(500nm)/LiF(50nm)/Ag(100nm)/MoOx(5nm)/Alq3∶C545T(30nm)/Alq3(20nm)/Mg∶Ag(20nm) 

上述电铸Ni板在相应的缓冲层修饰前后的表面形貌分别如图5A和图5B所示。电铸生长的Ni板在缓冲层修饰之前，在10μm×10μm的范围内，Rms为5.97nm，Rp-v为74.93nm；在缓冲层修饰之后Rms值0.35nm，Rp-v值5.96nm。通过对比，可以看出，表面形貌发生了显著的变化。 

另外，实验证实，在没有经过本发明的上述缓冲层修饰的金属基片上制备的屏体，串扰现象严重；而在经过上述缓冲层修饰之后的金属基片上制备的屏体，串扰现象明显减少。 

根据本发明的另一个实施方案的柔性显示器件为柔性薄膜晶体管(TFT)，该柔性TFT由多个层构成，所述层及其排列次序可以如下：金属基片/缓冲层/LTPS/源、漏电极/栅极绝缘层/栅极。其中，金属基片及缓冲层根据前文所述的方式来获取。LTPS为低温多晶硅。 

上文公开的示例性实施方案是说明性的，而非限制性的。在不偏离本发明精神或范围的情况下可以做出各种变化。本发明旨在包括所有已知的或此前发展的改变、修正、变形、改进和/或基本等价物。 

Claims (10)

1.一种用于柔性显示器件的基板，其中，该基板包括

一个平坦的金属基片；

一个有机材料层；和

一个无机材料层；

所述有机材料层沉积形成于所述平坦的金属基片上，所述无机材料层沉积形成于所述有机材料层上；或者

所述无机材料层沉积形成于所述平坦的金属基片上，所述有机材料层沉积形成于所述无机材料层上。

2.根据权利要求1所述的基板，其中，所述平坦的金属基片通过对一个金属基片进行抛光后形成；优选地，所述平坦的金属基片通过电铸法形成。

3.根据权利要求1或2所述的基板，其中，该基板进一步包括沉积形成于所述基板上的两个或两个以上的有机材料层和两个或两个以上的无机材料层，且所述平坦的金属基片上的所有有机材料层和所有无机材料层相互交替地位于所述平坦的金属基片上；优选地，远离所述平坦的金属基片形成于最上面的一个层为无机材料层；优选地，在所述平坦的金属基片上依次沉积形成有下述厚度的3个有机层和3个无机层：900nm厚的有机层、50nm厚的无机层、500nm厚的有机层、50nm厚的无机层、500nm厚的有机层、50nm厚的无机层；优选地，所述的沉积形成所述有机材料层的过程通过旋涂，喷墨打印，蒸镀或其组合来实现；所述的沉积形成所述无机材料层的过程通过溅射、化学气象沉积、等离子化学气象沉积、蒸发或其组合来实现；优选地，所述有机材料层的材料为聚合物材料，聚合物材料选自氟化聚合物、聚对二甲苯、甲基环戊烯醇酮、聚丙烯酸酯；优选地，所述金属基片的材料选自镍、铁、铜、金、银、铂、钴、钨，或这些金属的合金或不锈钢；优选地，所述无机材料层的材料选自：Si₃N₄，SiO₂、SiO、Si₂O₃、SiO₂，TiO₂，ZrO₂，Ta₂O₅、MgF₂、LiF、Al₂O₃或其组合。

4.一种包括根据权利要求1-3之一所述的基板的柔性有机电致发光显示器件，进一步包括金属阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、金属阴极、增透膜。

5.一种包括根据权利要求1-3之一所述的基板的柔性薄膜晶体管，进一步包括：低温多晶硅、源电极、漏电极、栅极绝缘层和栅极。

6.一种制备用于柔性显示器件的基板的方法，其中，该方法包括：

提供一个平坦的金属基片；

在所述平坦的金属基片上沉积形成一个有机材料层，接着在所述有机材料层上沉积形成一个无机材料层；或者

在所述平坦的金属基片上沉积形成一个无机材料层，接着在所述无机材料层上沉积形成一个有机材料层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过对一个金属基片进行抛光来形成所述平坦的金属基片；优选地，所述平坦的金属基片通过电铸法形成。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，在所述平坦的金属基片上进一步沉积形成两个或两个以上的有机材料层和两个或两个以上的无机材料层，使所述平坦的金属基片上的所有有机材料层和所有无机材料层相互交替地位于所述平坦的金属基片上；优选地，远离所述平坦的金属基片形成于最上面的一个层为无机材料层；优选地，在所述平坦的金属基片上依次沉积形成下述厚度的3个有机层和3个无机层：900nm厚的有机层、50nm厚的无机层、500nm厚的有机层、50nm厚的无机层、500nm厚的有机层、50nm厚的无机层。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述的沉积形成所述有机材料层的过程通过旋涂，喷墨打印，蒸镀或其组合来实现；所述的沉积形成所述无机材料层的过程通过溅射、化学气象沉积、等离子化学气象沉积、蒸发或其组合来实现。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述有机材料层的材料为聚合物材料，聚合物材料选自氟化聚合物、聚对二甲苯、甲基环戊烯醇酮、聚丙烯酸酯；所述金属基片的材料选自镍、铁、铜、金、银、铂、钴、钨，或这些金属的合金或不锈钢，所述无机材料层的材料选自：Si₃N₄，SiO₂、SiO、Si₂O₃、SiO₂，TiO₂，ZrO₂，Ta₂O₅、MgF₂、LiF、Al₂O₃或其组合。

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