CN103346163B - 一种柔性显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柔性显示技术领域，尤其涉及到一种柔性显示装置及其制造方法。所述柔性显示装置包括相对而置的第一柔性基板和第二柔性基板，所述第一柔性基板和/或第二柔性基板在可见光光谱范围内透明，所述第一柔性基板和第二柔性基板在相面对的内侧分别具有玻璃薄膜；封装于所述第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜之间的多个显示单元。本发明的有益效果是：通过具有玻璃薄膜的第一柔性基板和第二柔性基板来封装显示单元，两层玻璃薄膜将多个显示单元完全包裹，且由于玻璃材料具有良好的密封性，因此，本发明提供的柔性显示装置具有良好的密封效果。

Description

一种柔性显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及柔性显示技术领域，尤其涉及到一种柔性显示装置及其制造方法。

背景技术

目前柔性显示装置的显示技术多达十种左右，例如包括传统的液晶显示技术、双稳态液晶显示技术、有机电致发光二极管（organic light-emitting diode，OLED）显示技术、电泳显示技术、电致变色显示技术与电致发光(electroluminescent，EL)显示技术等，其中非常有吸引力的是基于有机衬底的全柔性有机发光二极管(flexible organic light-emitting diode，FOLED)显示技术。FOLED相比其它柔性显示装置具有更多优点，例如：自发光显示，响应速度快、视角宽、成本低等；并且，FOLED显示器是基于有机材料制备的显示器，其可以被卷曲、折叠、或者作为可穿戴计算机的一部分，因此在便携产品和军事等特殊领域有非常广泛的应用。

柔性显示装置的基板主要采用厚度小于100微米的材料如超薄玻璃、不锈钢薄膜基板或塑料基板等。在上述不同材料的基板中，超薄玻璃尽管其可以承受较高的制程温度，但采用较厚的玻璃母基板通过化学腐蚀法或其他方法制作成50-100微米的基板时，由于厚度较厚，存在易碎的现象，同时，由于采用的是化学腐蚀方法，其腐蚀速度较难控制，很难得到厚度小于10微米的玻璃基板；不锈钢薄膜基板柔性较好，但不锈钢薄膜基板的粗糙度很大，需要做平坦化工艺，工艺比较复杂，同时，在不锈钢薄膜基板上制作薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）时，很难避免 湿刻工艺带来的腐蚀问题；塑料基板的柔韧性最好，化学稳定性好，相比于上述两种材料的基板，用于制作柔性显示装置最为有利。

本申请的发明人发现，在采用塑料基板制作柔性显示装置时，需要对塑料基板的热膨胀系数、粗糙度、耐温性能等做综合考量，例如，要求热膨胀系数较低、粗糙度较低、耐温性能好等，上述参数可以通过选择合适的材料如聚丙烯、聚对苯二甲酸类塑料、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺等调整优化，但塑料基板在气密性（水氧透过率）方面上难以达到实用性程度（要求水汽的渗透能力低于在10-6g/m²/天，氧的渗透能力低于在10-5cm³/m²/天），从而导致生产出的柔性显示装置的封装效果比较差。

发明内容

为了提高柔性显示装置的封装效果，本发明提供了一种柔性显示装置及其制造方法，改善了柔性显示装置水氧阻挡层及封装层的均匀成膜缺陷、针孔、附着力差、不耐热的情况，提高了柔性显示装置的封装效果。

本发明解决上述技术问题是采用以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供了一种柔性显示装置，包括：相对而置的第一柔性基板和第二柔性基板，所述第一柔性基板和/或第二柔性基板在可见光光谱范围内透明，所述第一柔性基板和第二柔性基板在相面对的内侧分别具有玻璃薄膜；

封装于所述第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜之间的多个显示单元。

另一方面，本发明还提供了一种柔性显示装置的制造方法，包括以下步骤：

形成分别具有一层玻璃薄膜的第一柔性基板和第二柔性基板；

多个显示单元形成于所述第一柔性基板的玻璃薄膜上；

将第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜封装为一体。

本发明的有益效果是：通过具有玻璃薄膜的第一柔性基板和第二柔性基板来封装显示单元，两层玻璃薄膜将多个显示单元完全包裹，且由于玻璃材料具有良好的密封性，因此，本发明提供的柔性显示装置具有良好的密封效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的柔性显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的具有无机材料阻挡层的柔性显示装置的结构示意图；

图3A至图3G为本发明实施例提供的柔性显示装置的流程图。

附图标记：

10-刚性基板 20-第一柔性基板 21-玻璃薄膜

22-塑料基板 23-无机材料阻挡层 24-第二柔性基板

30-显示单元

40-剥离层

具体实施方式

为了提高柔性显示装置的封装效果，本发明实施例提供了一种柔性显示装置及其制造方法。在本发明的技术方案中，通过采用玻璃薄膜将显示单元密封，提高了柔性显示装置的密封效果。为了让本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的柔性显示装置的结构示意图。

本发明实施例提供了一种柔性显示装置，包括：

相对而置的第一柔性基板20和第二柔性基板24，所述第一柔性基板20和/或第二柔性基板24在可见光光谱范围内透明，所述第一柔性基板20和第二柔性基板24在相面对的内侧分别具有玻璃薄膜21；

封装于所述第一柔性基板20和第二柔性基板24的玻璃薄膜21之间的多个显示单元30。

在上述实施例中，采用的一对分别具有一层玻璃薄膜21的第一柔性基板20和第二柔性基板24来封装显示单元，其中，第一柔性基板20或第二柔性基板24中的任一个基板作为显示面在可见光光谱范围内透明，也可第一柔性基板20和第二柔性基板24均在可见光光谱范围内透明。在本实施例中，显示单元30设置于第二柔性基板24的玻璃薄膜21上，且封装基板上也具有玻璃薄膜21，在封装显示单元30时，通过用线性激光辐射的方式将两层玻璃薄膜21进行密封。由于封装的两种材料均为玻璃材料，使得被封装的显示单元30能具有良好的密封性，密封后的柔性显示装置水汽的渗透能力低于在10-6g/m²/天，氧的渗透能力低于在10-5cm³/m²/天。

在上述实施例中，为了提高所述柔性显示装置的密封效果，所述玻璃为低熔点玻璃，所述低熔点玻璃的熔点大于第一温度阈值小于第二温度阈值（普通玻璃的熔化温度），其中，低熔点融化玻璃具有良好的耐热性和化学稳定性，提高了柔性显示装置封装后的密封稳定性，且低熔点玻璃的熔化温度阈值中，所述第一温度阈值为350℃；所述第二温度阀的取值范围为500℃～600℃，降低了柔性显示装置的加工难度。

在上述实施例中，为了进一步提高柔性显示装置的柔性效果，较佳的，所述玻璃薄膜21的厚度范围在1～10微米之间，由于玻璃材料在制作玻璃薄膜21时，厚度达到一定值时会出现玻璃薄膜21易碎的现象，因此，采 用厚度为1～10微米的玻璃薄膜21，提高柔性显示装置在折叠、弯曲时的柔韧性。

在上述实施例中，所述玻璃薄膜21可以为含铅玻璃也可以为无铅玻璃，如铋系玻璃、磷酸盐、钒酸盐、硼酸盐等，且为了提高玻璃薄膜21形成的平整度，避免玻璃薄膜21在成形时出现受热膨胀等不良，所述玻璃薄膜21的材料中含有至少一种可吸收光的过渡金属氧化物和至少一种降低熔化温度的添加剂，或所述玻璃薄膜21的材料中含有含有至少一种可吸收光的过渡金属氧化物和至少一种可降低熔化温度的反相填料，且所述反相填料或添加剂可降低或可增加形成的玻璃薄膜21的热膨胀系数，从而使形成的第一柔性基板20和第二柔性基板24具有较佳的平整度。其中，所述过渡金属氧化物为铁、钒、钕中任一元素的氧化物，所述添加剂或反相填料为氧化钛、五氧化二磷、五氧化二钒、三氧化二铁、氧化钕、氧化锂、氧化铝、氧化硅、氧化钾、氧化钡、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氧化钠、氧化硼等中的任一种。生产者可以据跟自己的实际生产情况选择不同的材料来制作玻璃薄膜21，来提高生产出的玻璃薄膜21的平整度，并使生产出的柔性显示装置具有较低的生产成本。

在上述实施例中，所述显示单元30可以为不同的显示单元，较佳的，所述显示单元30为柔性有机发光二极管显示单元，具有自发光显示、响应速度快、视角宽等优点，提高了整个柔性显示装置的显示效果。

在上述实施例中，每个所述柔性有机发光二极管显示单元30为有源驱动方式的柔性有机发光二极管显示单元30或无源驱动方式的柔性有机发光二极管显示单元30。生产者可以根据自己的实际生产情况选择不同的柔性有机发光二极管来制作显示单元30。

在上述实施例中，由于玻璃薄膜21的厚度比较薄，且玻璃薄膜21容 易受到外界影响（如：挤压、碰撞等）而破碎。为了提高柔性显示装置的安全性能，上述实施例提供的柔性显示装置在第一柔性基板20和第二柔性基板24的玻璃薄膜21上均增设了保护层，下面以具体的实施例进一步进行说明。

实施例1：

继续参考图1，柔性显示装置中的第一柔性基板20和第二柔性基板24还分别具有至少一层塑料基板22，所述至少一层塑料基板粘接于所述玻璃薄膜21的背向所述多个显示单元30的外侧。所述塑料基板22作为柔性显示装置的保护层，避免了柔性显示装置在使用过程中或折叠、弯曲时，玻璃薄膜21受到外力（挤压、碰撞）破损，而造成柔性显示装置无法正常工作的情况，提高了柔性显示装置的安全性。

在本实施例中，塑料基板22可以为聚乙烯、聚氯乙烯塑料等常见的不透明塑料或聚丙烯塑料、聚酰胺塑料等常见的透明塑料制作的基板，在所述塑料基板22为第一柔性基板20的塑料基板22时，所述塑料基板22为聚丙烯塑料基板、聚苯二甲酸塑料基板、聚对苯二甲酸类塑料基板、聚醚砜树脂基板、聚芳基酸酯基板、聚酰亚胺塑料基板、聚苯乙烯系塑料基板、聚萘二甲酸乙二醇脂基板、聚酰胺基板中的任一种，其具有较佳的透光性、柔韧性以及低廉的价格，生产者可以根据自己的实际生产情况，选择不同种类的塑料材料来制作塑料基板22，以使生产出的塑料基板22的热膨胀系数、粗糙度都比较低，并且具有较佳的耐温性能，同时使成产出的塑料基板22的热膨胀系统与玻璃薄膜21的热膨胀系统相匹配，以使形成的第一柔性基板20和第二柔性基板24具有良好的平整度。

实施例2：

如图2所示，图2为本发明实施例提供的具有无机材料阻挡层的柔性 显示装置的结构示意图；柔性显示装置中的第一柔性基板20和第二柔性基板24还分别具有至少一层塑料基板22，同时，第一柔性基板20和第二柔性基板24中的塑料基板和玻璃薄膜21粘接的一面具有至少一层无机材料阻挡层23。本实施例中所述的塑料基板22与实施例1中所述的塑料基板21的选材相同，在此不再一一赘述，本实施例中的塑料基板22不仅能够较好的保护玻璃薄膜21，提高柔性显示装置的安全性能。同时，所塑料基板22具有的无机材料阻挡层23具有与玻璃薄膜21相同或相近似的膨胀系数，在第一柔性基板20和第二柔性基板24的制作工艺中，无机材料阻挡层23可以使塑料基板22和玻璃薄膜21在加工时，具有相同的受热延展性，以及冷却时能够保证相同的收缩率，从而进一步的提高了生产出的柔性显示装置具有较佳的平整度，此外，无机材料阻挡层23还提高了塑料基板22和玻璃薄膜21之间的粘附应力的匹配度，从而使玻璃薄膜21和塑料基板22能够更牢固的粘接，提高了整个柔性显示装置的质量。

如图3A至图3G所示，图3A至图3G为本发明实施例提供的柔性显示装置的流程图，本发明实施例还提供了一种柔性显示装置的制作方法。下面具体以柔性有机发光二极管显示装置为例进一步说明。

如图3A至图3D所示，形成分别具有一层玻璃薄膜21的第一柔性基板20和第二柔性基板24；由于第一柔性基板20和第二柔性基板24的制作工艺相同，在此以制作第一柔性基板20为例进行说明，其具体包括：

继续参考图3A，在刚性基板10上通过溅射工艺形成剥离层40；其中，刚性基板10具体为耐高温的石英玻璃母板，但并仅限于次材料。在使用石英玻璃母板之前，清洗石英玻璃母板，保证其具有较高的清洁度，在清洗后的石英玻璃母板上通过溅射工艺形成一定厚度的剥离层40，如：硅基材料，此材料可以通过干法工艺或湿法工艺去除，便于后期形成的第一 柔性基板20的剥离。

在剥离层40上涂覆一层玻璃材料；玻璃材料具体的为低熔点玻璃材料，其具有至少一种可吸收光的过渡金属以及至少一种可降低或增加膨胀系数、降低熔化温度的添加剂或反相填料材料，更具体的，所述低熔点玻璃材料的组成成分及其质量比为：可吸收光的过渡金属包括：氧化钛15%、五氧化二磷20%、五氧化二钒35%，所述添加剂为氧化锂5%、氧化铝5%、氧化硅20%，且上述组成材料均为颗粒状，且每种组成成分的大小均小于10微米。本发明柔性显示装置的低熔点玻璃的组成材料及其质量分数比不仅限于上述提供的组成材料及其组分质量比，也可以为常见的其他材料制作的或不同质量分数比制作的低熔点玻璃，在此不再一一赘述。

将涂覆玻璃材料的刚性基板10放置高温炉中预热，具体为：将涂覆玻璃材料的刚性基板10放置在150℃的高温炉中预热处理10分钟；

继续参考图3B，采用线性激光辐射扫描预热后的玻璃材料，并冷却形成玻璃薄膜21；具体的：

调整激光辐射的工艺参数，如：激光波长800纳米、扫描速度40毫米/秒、线宽0.7毫米、功率30瓦，本工艺所采用的激光辐射的工艺参数不仅限于本实施例提供的参数标准，只需所调整的激光能够将玻璃材料融化即可。

调整好后的线性激光辐射扫描整个石英玻璃母板，更具体的，为了完全融化玻璃材料，线性激光扫描至少一次以上，以形成厚度介于1～10微米之间的玻璃薄膜21。

继续参考图3C，在玻璃薄膜21粘贴一层塑料基板22；具体的，在玻璃薄膜21上涂覆一层粘附剂，通过粘附剂将塑料基板22粘贴在一起，所述塑料基板22可以为聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料等常见的不透明塑料或 聚丙烯塑料、聚酰胺塑料等常见的透明塑料，在第一柔性基板20为在可见光光谱范围内透明时，所述塑料基板22为透明塑料，如：聚丙烯塑料、聚苯二甲酸塑料、聚萘二甲酸乙二醇脂塑料或聚酰胺塑料，所述粘附剂为常用的透明粘附剂。此外，为了提高塑料基板22和玻璃薄膜21之间在加工时的匹配，在塑料基板22和玻璃薄膜21粘附的一面还可形成一层无机材料阻挡层23（图中未示出），无机材料阻挡层23可以使塑料基板22和玻璃薄膜21在加工时，具有相同的受热延展性，以及冷却时能够保证相同的收缩率，从而进一步的提高了生产出的柔性显示装置具有较佳的平整度。

继续参考图3D，通过干法剥离法除去剥离层40，取下形成的第一柔性基板20。

如图3E所示，根据上述工艺在刚性基板10上形成第二柔性基板24的玻璃薄膜21，并在其玻璃薄膜21上形成多个显示单元30；第二柔性基板24中的玻璃薄膜21形成的工艺与第一柔性基板20中的玻璃薄膜21形成工艺相同，在此不再一一赘述，将多个显示单元30形成于第二柔性基板那24中的玻璃薄膜21上的工艺具体为，经过薄膜晶体管TFT工艺流程和OLED镀膜工艺流程完成显示单元30的制作，由于TFT工艺流程和OLED镀膜工艺为OLED显示行业内比较常见的加工工艺，因此，在此不再详细进行描述。在TFT工艺流程中，增加用有机材料或无机材料制作的隔离柱（图中未示出），如硅胶隔离柱，在封装时，避免显示单元30碰触到封装的玻璃薄膜21；完成显示单元30的制作后，在显示单元30上制作一层无机材料保护层，如氮化硅保护层，以更好的保护显示单元30。

如图3F所示，将第一柔性基板20和第二柔性基板24的玻璃薄膜21 封装为一体，具体的：

实施例3：

通过激光辐射光源照射两层玻璃薄膜21的封装区使该位置的玻璃薄膜21融化封装成一体，封装采用的激光辐射光源与上述工序中，形成玻璃薄膜21时融化玻璃材料的激光辐射光源为相同工艺参数的激光辐射光源，在此不再赘述其工艺参数。通过采用同种材料密封显示单元30，使整个柔性显示装置具有较佳的封装效果。

实施例4：

采用在两层玻璃薄膜21的封装区域旋涂一层玻璃材料；通过激光辐射光源照射玻璃材料，使玻璃薄膜21封装成一体，封装采用的激光辐射光源与上述工序中，形成玻璃薄膜21时融化玻璃材料的激光辐射光源为相同工艺参数的激光辐射光源，在此不再赘述其工艺参数。通过采用增加低熔点玻璃材料来密封玻璃薄膜21，从而使两层玻璃薄膜21能够更好的密封在一起，提高了整个柔性显示装置的封装效果。

如图3G所示，将封装好的柔性显示装置取下，并在第二柔性基板24的玻璃薄膜21背向显示单元30的一侧粘接一层塑料基板22（图中未示出）。

本发明实施例提供的柔性显示装置的制作方法，通过在刚性基板10上形成具有玻璃薄膜21的第一柔性基板20，并通过两层玻璃薄膜21将多个显示单元30进行封装，由于密封的材料为同一种材料（玻璃材料），且多个显示单元30完全被玻璃薄膜21包裹，提高了显示单元30的密封效果。采用此种工艺制作的柔性显示装置，由于整个显示单元30完全被玻璃材料密封，且玻璃薄膜21在形成时可以形成比较大的面积，且在密封时，不会由于玻璃薄膜21的面积增大而影响到其密封效果，因此，采 用本发明实施例提供的柔性显示装置的制作方法可以制作显示面积比较大的柔性显示装置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种柔性显示装置，其特征在于，包括：

相对而置的第一柔性基板和第二柔性基板，所述第一柔性基板和/或第二柔性基板在可见光光谱范围内透明，所述第一柔性基板和第二柔性基板在相面对的内侧分别具有玻璃薄膜；

封装于所述第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜之间的多个显示单元；其中，

所述第一柔性基板和第二柔性基板还分别具有至少一层塑料基板，所述至少一层塑料基板粘接于所述玻璃薄膜的背向所述多个显示单元的外侧；所述塑料基板与所述玻璃薄膜粘接的一侧具有至少一层无机材料阻挡层；其中：

所述塑料基板的膨胀系数与所述玻璃薄膜的膨胀系数相匹配；

所述塑料基板具有的无机材料阻挡层具有与玻璃薄膜相同或相近似的膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述玻璃薄膜的熔点大于第一温度阈值小于第二温度阈值，其中，所述第一温度阈值为350℃；所述第二温度阀值的取值范围为500℃～600℃。

3.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述玻璃薄膜的厚度范围为1～10微米。

4.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述玻璃薄膜的材料中包括至少一种可吸收光的过渡金属氧化物和至少一种降低熔化温度的添加剂；或

所述玻璃薄膜的材料中包括至少一种可吸收光的过渡金属氧化物和至少一种降低熔化温度的反相填料。

5.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述显示单元为柔性有机发光二极管显示单元。

6.一种柔性显示装置的制作方法，其特征在于，包括：

形成具有一层玻璃薄膜的第一柔性基板和第二柔性基板；

将多个显示单元形成于所述第一柔性基板的玻璃薄膜上；

将第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜封装为一体；

在形成第一柔性基板时包括：

在刚性基板上通过溅射工艺形成剥离层；

在剥离层上涂覆一层玻璃材料；

将涂覆玻璃材料的刚性基板放置高温炉中预热；

采用线性激光辐射扫描玻璃材料并形成玻璃薄膜；

在玻璃薄膜粘接一层塑料基板，并在塑料基板和玻璃薄膜粘附的一面形成一层无机材料阻挡层；

通过干法剥离法除去剥离层，取下形成的第一柔性基板。

7.根据权利要求6所述的柔性显示装置的制作方法，其特征在于，所述将第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜封装为一体，具体为：

通过激光辐射光源照射玻璃薄膜使玻璃薄膜融化封装成一体；或

所述将第一柔性基板和第二柔性基板的玻璃薄膜封装为一体，具体为：

在两层玻璃薄膜的封装区域旋涂一层玻璃材料；

通过激光辐射光源照射玻璃材料，使玻璃薄膜封装成一体。