CN104659054A - 柔性显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种柔性显示设备包括：柔性基底；显示单元，位于柔性基底上；薄膜包封层，位于显示单元上。薄膜包封层包括至少一个有机层和至少一个无机层。无机层包括分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处的具有浓度梯度的碳。本发明还公开了该柔性显示设备的制造方法。

Description

柔性显示设备及其制造方法
本申请要求于2013年11月15号提交到韩国知识产权局的第10-2013-0139326号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开通过引用被全部包含于此。
技术领域
本发明的实施例的一个或多个方面涉及一种柔性显示设备及其制造方法。
背景技术
通常，具有薄膜晶体管的有机发光显示设备可以用在用于诸如智能电话、数码相机、便携式摄像机、便携式信息终端、超纤薄膝上型计算机和平板个人计算机等的移动装置的显示器中，以及诸如超纤薄TV的电子电气产品的显示器中。
有机发光显示设备通常包括具有第一电极、第二电极以及在第一电极和第二电极之间的中间层的有机发光器件。有机发光显示设备具有宽视角、高对比度和快速响应。
近来针对制造更纤薄的显示设备已经进行了研究。容易携带并且可以被应用到各种形状的装置的柔性显示设备作为下一代显示设备受到关注。具体地讲，已经考虑了利用有机发光器件的柔性显示设备。
利用有机发光器件的柔性显示设备通常包括用于覆盖有机发光器件的薄膜包封层。在薄膜包封层中，增加了无机层的厚度，因此，薄膜包封层展现了良好的阻挡特性。然而，无机层的增加的厚度也增加了应力，从而导致了分层。此外，当柔性显示设备弯曲时，应力集中在有机层和无机层之间的界面处，从而导致开裂和剥落。
发明内容
本发明的一个或更多个实施例在于提供一种柔性显示设备及其制造方法，在该柔性显示设备中，通过使具有浓度梯度的碳分布在构成薄膜包封层的有机层和无机层之间的界面处来减少裂纹产生和分层。
附加方面将在下面的描述中部分地进行阐述，部分地将根据描述是明显的，或者可以由所提出的实施例的实施而明了。
根据本发明的一个或更多个实施例，一种柔性显示设备包括：柔性基底；显示单元，位于柔性基底上；薄膜包封层，位于显示单元上，并且包括至少一个有机层和至少一个无机层，有机层和无机层之间的界面被限定，所述界面包括具有浓度梯度的碳。
碳的以重量计的浓度可以从所述至少一个有机层至所述至少一个无机层逐渐降低。
浓度梯度可以从在所述至少一个有机层中碳以重量计为大约70％逐渐降低到在所述至少一个无机层中碳的以重量计为大约15％。
杨氏模量的梯度可以与碳的浓度梯度成反比。
碳的浓度梯度可以通过化学气相沉积工艺形成。
所述至少一个无机层可以通过将烃气施加到用于形成所述至少一个有机层的多种反应气体并且逐渐地改变烃气的流速来形成。
所述至少一个无机层可以包括氮氧化硅(SiOxNy)层，用于形成SiOxNy层的多种反应气体可以包括硅烷(SiH4)、氧化氮(N2O)以及氨(NH3)和氮气(N2)中的至少一种，烃气可以包括甲烷(CH4)，具有浓度梯度的碳可以通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
所述至少一个无机层可以包括氧化硅(SiOx)层，用于形成SiOx层的多种反应气体包括SiH4和N2O，烃气可以包括CH4，具有浓度梯度的碳可以通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
所述至少一个无机层可以包括氮化硅(SiNx)层，用于形成SiNx层的多种反应气体包括SiH4以及NH3和N2中的至少一种，烃气可以包括CH4，具有浓度梯度的碳可以通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
所述至少一个无机层可以包括SiOx/SiNx或者SiNx/SiOx的复合层，用于形成SiOx/SiNx或SiNx/SiOx的复合层的多种反应气体可以包括SiH4、N2O以及NH3和N2中的至少一种，烃气包括可以CH4，具有浓度梯度的碳可以通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
根据本发明的一个或更多个实施例，一种制造柔性显示设备的方法包括：将显示单元放置在基底上并且将基底和显示单元放置在真空室内部；通过蒸发将薄膜包封层施加到显示单元上，其中，薄膜包封层包括至少一个有机层和至少一个无机层；在形成所述至少一个无机层的同时将多种反应气体注入到真空室中；使所述多种反应气体蒸发，使得所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面包含具有浓度梯度的碳。
碳的以重量计的浓度梯度可以从所述至少一个有机层至所述至少一个无机层逐渐降低。
在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间碳的浓度梯度可以从在所述至少一个有机层中碳以重量计为大约70％逐渐降低到在所述至少一个无机层中碳以重量计为大约15％。
所述至少一个无机层可以包括从由SiOxNy、SiOx、SiNx、氧化铝(AlOx)和碳化硅(SiCx)中选择的至少一种材料。
所述至少一个无机层可以通过将烃气施加到用于形成至少一个无机层的多种反应气体，并且逐渐地改变烃气的流速和所述多种反应气体的流速中的至少一个来形成。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面将变得明显并且更容易被领会，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的处于展开状态的柔性显示设备的透视图；
图2是图1中示出的柔性显示设备处于卷曲状态的透视图；
图3是根据本发明的实施例的在图1中示出的柔性显示设备的一个子像素的剖视图；
图4是根据本发明的实施例的在图3中示出的子像素中的有机发光器件的构造图；
图5是根据本发明的实施例的包括图1中示出的柔性显示设备的柔性显示面板的真空室的剖视图；
图6是示出根据本发明的实施例的柔性显示设备的有机层和无机层的碳含量变化的曲线图；
图7是根据本发明的另一实施例的柔性显示面板的剖视图；以及
图8至图10是根据本发明的其它实施例的柔性显示面板的剖视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过举例说明的方式简单地示出并描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域的技术人员将意识到的是，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以以各种不同的方式来实施。因此，附图和描述被视为本质上说明性的，而不是限制性的。在下面的描述中，为了清楚起见，省略了用于理解本发明的不需要的功能和构造。
尽管可以使用诸如“第一”和“第二”的术语来描述不同的元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语可被用于将特定元件与另一个元件区分开来。
在本申请中使用的术语仅是为了描述具体实施例而没有任何限制本公开的目的。单数形式的表述也包括复数形式的描述，除非这些表述在上下文中明显地互不相同。在下面的描述中，应该理解的是诸如“包括”和“具有”的术语被用于表示存在实现的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合，而不排除预先存在或附加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合的可能性。
现在将提及其示例在附图中示出的实施例，其中，同样的附图标记始终表示同样的元件。这里，所提出的实施例可以具有不同的形式并且不应该被解释为受限于在此阐述的描述。因此，下面仅通过参照附图来描述实施例以解释本描述的多个方面。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意和所有组合。当诸如“…中的至少一个(种)”的表述在一系列元件之后时，其修饰整个系列的元件，而不是修饰系列中的个别元件。另外，当描述本发明的实施例时使用“可以”表示“本发明的一个或多个实施例”。
在下文中，将参照附图来描述根据本发明的一个或多个实施例的柔性显示设备及其制造方法。在附图中同样的附图标记指示同样的元件，因此将省略重复的描述。
图1是根据本发明的实施例的处于展开状态的柔性显示设备100的透视图，图2是图1中示出的柔性显示设备100处于卷取状态的透视图。
参照图1和图2，柔性显示设备100包括用于显示图像的柔性显示面板110和其上安装有柔性显示面板110的柔性支座120。柔性显示面板110包括其上形成有显示单元(即，用于实现屏幕的区域)的柔性基底。柔性显示面板110还可以包括触摸屏幕、偏振板和/或各种其它薄层。
在本实施例中，柔性显示设备100涉及的是有机发光显示设备，但是也可以被用在诸如液晶显示设备、场发射显示设备和电子纸显示设备等的其它柔性显示设备中。
在柔性显示设备100根据环境处于诸如展开状态和卷取状态等的各种状态时，柔性显示设备100可以允许使用者观看图像。
图3是根据本发明的实施例的在图1中示出的柔性显示设备100的一个子像素的剖视图，图4是根据本发明的实施例的在图3中示出的子像素中的有机发光器件OLED的构造图。
在此，子像素的每个包括薄膜晶体管TFT和有机发光器件OLED。薄膜晶体管TFT不一定具有在图3中示出的结构，并且薄膜晶体管的数量和结构可以进行各种改变。
参照图3和图4，柔性显示面板110包括柔性基底111。柔性基底111可以由具有柔性的任意合适的绝缘材料形成。例如，柔性基底111可以由诸如聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、多芳基化合物(PAR)或玻璃纤维增强塑料(FRP)等聚合物材料形成。可选择地，柔性基底111可以由柔性薄玻璃形成，但是柔性基底111不限于此。
柔性基底111可以是透明的、半透明的或不透明的，但是柔性基底111不限于此。
阻挡层112位于柔性基底111上。在一个实施例中，阻挡层112覆盖柔性基底111的整个上表面。在一个实施例中，阻挡层112包括无机层或有机层。
例如，阻挡层112可以由从诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(AlOx)或氮化铝(AlNx)等的无机材料或者诸如压克力(acryl)、聚酰亚胺(PI)或聚酯等的有机材料中选择的材料形成，但是阻挡层112不限于此。阻挡层112可以包括单层或多个层。
在一个实施例中，阻挡层112阻挡氧和湿气，防止湿气或杂质通过柔性基底111扩散，并且在柔性基底111的上表面上提供平坦的表面。
薄膜晶体管TFT位于阻挡层112上。本实施例示出了顶栅型的薄膜晶体管TFT，但是薄膜晶体管不限于此，并且可以设置诸如底栅型等另一结构的薄膜晶体管。
薄膜晶体管TFT包括位于阻挡层112上的半导体有源层113。在一个实施例中，半导体有源层113包括通过掺杂N型杂质离子或P型杂质离子而形成的源极区域114和漏极区域115。在源极区域114和漏极区域115之间的区域是其中不掺杂杂质的沟道区域116。
半导体有源层113可以通过非晶硅的结晶使非晶硅改变为多晶硅而形成。
为了使非晶硅结晶，可以利用诸如快速热退火(RTA)法、固相结晶(SPC)法、准分子激光退火(ELA)法、金属诱导结晶(MIC)法、金属诱导横向结晶(MILC)法或连续横向固化(SLS)法等各种方法。
不利用高温加热工艺的方法可以被用于本实施例的柔性基底111。例如，当通过低温多晶硅(LTPS)工艺执行非晶硅的结晶时，通过仅短时间地照射激光来激活半导体有源层113而缩短使柔性基底111暴露于相对高的温度(例如，大约450℃或更高的温度)的时间段。
可选择地，半导体有源层113可以由氧化物半导体形成，但是半导体有源层113不限于此。
在一个实施例中，氧化物半导体可以包括从第IIB族、第IIIA族、第IVA族或第IVB族的金属元素中选择的材料的氧化物，例如，从锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)、镉(Cd)、锗(Ge)或铪(Hf)或者它们的组合。
在一个实施例中，使栅绝缘层117蒸发并且使栅绝缘层117通过蒸发而沉积在半导体有源层113上。在一个实施例中，栅绝缘层117包括诸如氧化硅、氮化硅或金属氧化物的无机层，并且可以包括单层或多个层。
在一个实施例中，栅电极118位于栅绝缘层117上的特定区域中。栅电极118可以包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、铝(Al)、钼(Mo)或铬(Cr)的单层或多层，或者诸如铝(Al):钕(Nd)合金、钼(Mo):钨(W)合金的合金。
在一个实施例中，层间绝缘层119位于栅电极118上。层间绝缘层119可以由氧化硅或氮化硅等的绝缘无机层形成。可选择地，层间绝缘层119可以由绝缘有机层形成，但是层间绝缘层119不限于此。
在一个实施例中，源电极120和漏电极121位于层间绝缘层119上。源电极120和漏电极121分别通过接触孔电连接(或结合)到源极区域114和漏极区域115，接触孔是通过选择性地去除栅绝缘层117和层间绝缘层119(例如，去除栅绝缘层117的一个或多个部分和层间绝缘层119的一个或多个部分)而形成的。
在一个实施例中，钝化层122位于源电极120和漏电极121上。钝化层122可以由氧化硅或氮化硅等的无机层形成或者由有机层形成，但是钝化层122不限于此。
在一个实施例中，平坦化层123位于钝化层122上。在一个实施例中，平坦化层123包括压克力、聚酰亚胺(PI)或苯并环丁烯(BCB)等的有机层。
在一个实施例中，有机发光器件OLED形成在薄膜晶体管TFT上。
根据本发明的实施例，为了形成有机发光器件OLED，第一电极125(作为像素电极)通过接触孔电连接(或结合)到源电极120或漏电极121。
在一个实施例中，第一电极125用作阳极并且可以由各种导电材料形成。例如，第一电极125可以根据它的用途形成为透明电极或反射电极，但是第一电极125不限于此。
当第一电极125形成为透明电极时，第一电极125可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)等，当第一电极125形成为反射电极时，反射层可以由Ag、镁(Mg)、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、铱(Ir)、Cr或者它们的混合物形成，并且ITO、IZO、ZnO或In2O3等可以形成在该反射层上。
在一个实施例中，像素限定层(PDL)124位于平坦化层123上以覆盖第一电极125的边缘。在一个实施例中，围绕第一电极125的边缘的PDL 124限定每个子像素的发射区域。
在一个实施例中，PDL 124由有机层或无机层形成。
例如，PDL 124可以由诸如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺、苯并环丁烯(BCB)、压克力树脂或酚醛树脂等的有机材料形成，或由诸如SiNx的无机材料形成，但是PDL 124不限于此。PDL 124可以包括单层或多个层，并且可以进行各种改变。
在一个实施例中，中间层126位于第一电极125上，第一电极125的其上设置有中间层126的这部分没有被PDL 124覆盖并暴露出来。中间层126可以通过气相沉积工艺形成，但是用于形成中间层126的方法不限于此。
根据本实施例，中间层126被图案化为与每个子像素对应，即，与图案化的第一电极125对应。然而，这里提供中间层126的构造是为了便于子像素的构造的描述，可以实现中间层126的各种实施例。
中间层126可以由低分子量有机材料或高分子量有机材料形成，但是中间层126不限于此。
在一个实施例中，如在图4中所示，中间层126包括有机发射层130，并且还可以包括空穴注入层(HIL)128、空穴传输层(HTL)129、电子传输层(ETL)131和电子注入层(EIL)132中的至少一个。然而，中间层126不限于此，并且除了有机发射层130以外，中间层126可以包括其它各种功能层。
返回参照图3，第二电极127(作为有机发光器件OLED的共电极)位于中间层126上。与第一电极125相似，第二电极127可以形成为透明电极或反射电极。
在一个实施例中，第一电极125和第二电极127通过中间层126彼此绝缘。如果在第一电极125和第二电极127之间施加电压，则中间层126发射可见光，从而实现能被使用者识别的图像。
在一个实施例中，第二电极127可以形成为透明电极或反射电极，但是第二电极127不限于此。
当第二电极127形成为透明电极时，具有诸如锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝(Al)、镁(Mg)或它们的组合的功函数小的化合物可以通过蒸发初始沉积在中间层126上，并且诸如ITO、IZO、ZnO或In2O3等的透明电极形成材料可以沉积在该化合物上。
当第二电极127形成为反射电极时，可以通过在柔性基底的整个表面上使Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg或它们的混合物蒸发来形成第二电极127。
当第一电极125形成为透明电极或反射电极时，第一电极125可以以与每个子像素的开口对应的形状形成。可以通过在柔性基底的整个表面上蒸镀透明电极或反射电极来形成第二电极127。可选择地，第二电极127可以以各种合适的图案形成来代替通过气相沉积形成在整个表面上。第一电极125和第二电极127可以堆叠在相反的位置中。
用于保护有机发光器件OLED的覆盖层133还可以位于第二电极127上。
薄膜包封层140位于有机发光器件OLED上。在一个实施例中，薄膜包封层140保护中间层126和其它薄层免受外部湿气和氧等的影响。
在一个实施例中，薄膜包封层140包括无机层141和有机层142。无机层141可以包括第一无机层143、第二无机层144、第三无机层145和第四无机层146。有机层142可以包括第一有机层147和第二有机层148。在一个实施例中，薄膜包封层140具有无机层141和有机层142的每个中的至少一个的堆叠结构。包含LiF的卤化金属层149还可以位于有机发光器件OLED和第一无机层143之间。
根据本实施例，薄膜包封层140包括沿着远离有机发光器件OLED的方向顺序地堆叠的包含LiF的卤化金属层149、包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层143、包含第一单体的第一有机层147、包含第一氮氧化硅(SiOxNy)的第二无机层144、包含第二单体的第二有机层148、包含第二氮氧化硅(SiOxNy)的第三无机层145以及包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层146。
在一个实施例中，包含LiF的卤化金属层149是用于保护有机发射层130和覆盖层133免受第一无机层143蒸发时产生的强等离子体的影响的缓冲层。在一个实施例中，卤化金属层149利用蒸发器而蒸发的。
在一个实施例中，包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层143被蒸发并且通过溅射方法沉积，但是用于沉积第一无机层143的方法不限于此。
卤化金属层149和/或第一无机层143可以用作使诸如氧化氢(水蒸汽)(H2O)和氧气(O2)的气体分布。
在一个实施例中，包含第一单体的第一有机层147使其下面的层平坦并且用作颗粒覆盖。
在一个实施例中，包含第一氮氧化硅(SiOxNy)的第二无机层144用作主阻挡层。第二无机层144防止H2O和O2扩散到柔性基底中。在一个实施例中，第二无机层144被蒸发并且通过化学气相沉积(CVD)方法沉积，但是用于沉积第二无机层144的方法不限于此。
在一个实施例中，包含第二单体的第二有机层148使其下面的层平坦并且用作颗粒覆盖。
在一个实施例中，包含第二氮氧化硅(SiOxNy)的第三无机层145用作阻挡层并且防止H2O和O2扩散到柔性基底中。在一个实施例中，第三无机层145被蒸发并且通过CVD方法沉积，但是用于沉积第三无机层145的方法不限于此。
包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层146被蒸发并且通过溅射方法沉积，但是用于沉积第四无机层146的方法不限于此。
无机层141可以由氧化铝(AlOx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、碳化硅(SiCx)、氧化钛(TiOx)、氧化锆(ZrOx)和氧化锌(ZnO)中的至少一种形成。
有机层142可以由从环氧树脂、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯酸酯选择的至少一种单体形成。
在一个实施例中，无机层141可以包括至少两层，在一些实施例中，有机层142可以包括至少一层。薄膜包封层140的最上面的第四无机层146暴露到外部，并且可以包括能够防止湿气扩散到有机发光器件OLED中的无机层。
在一个实施例中，第二无机层144和第三无机层145比第一无机层143和第四无机层146相对较厚，以更有效地用作阻挡层。
在一些实施例中，第二无机层144和第三无机层145越厚，阻挡层的作用越好。然而，应力也增加，并且应力与无机层的厚度的增加成正比。因此，在堆叠的薄层的边界处可能发生分层。
此外，如果在无机层和有机层之间的界面处的组成发生急剧的变化(例如，如果在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处的组成存在相对大的差异)，那么当柔性显示设备100弯曲时，应力集中在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处。因此，在堆叠的薄层之间的界面处发生裂纹的产生和分层。
在本发明的实施例中，为了试图去减小无机层和有机层之间的界面处的组成的急剧变化，具有浓度梯度的碳被分布在有机层和无机层之间以实现组成的平稳过渡。
在下文中，虽然在本实施例中示出的是第一有机层147和第二无机层144，但是减小组成的急剧变化可应用到例如有机层和无机层堆叠的任何情况，诸如第二有机层148和第三无机层145堆叠的情况。
在一个实施例中，第二无机层144可以在形成薄膜包封层140的多个薄层中用作主阻挡层并且可以包括第一氮氧化硅(SiOxNy)。
在一个实施例中，第二无机层144被蒸发并且沉积在第一有机层147上。在此工艺期间，碳含量(例如，以重量计)发生变化以实现第一有机层147和第二无机层144之间的碳浓度梯度。
当第二无机层144在第一有机层147上被蒸发时，随着注入的用以形成第二无机层144的反应气体之间的反应的进行，碳含量逐渐变化。在一个实施例中，为了防止(或者减小)在第一有机层和第二无机层144之间的界面处的组成的剧烈变化，碳含量从第一有机层147至第二无机层144逐渐减小。
在本发明的一些实施例中，碳在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处具有浓度梯度，导致在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处的组成相对平稳地变化。因此，当柔性显示设备100弯曲时，防止(或抑制)了应力集中在第一有机层147和第二无机层144之间的界面，因而可以防止或抑制在第一有机层147和第二无机层144的接触的点处产生裂纹或分层。
具有以上描述的结构的第二无机层144可以通过CVD装置在低温下执行气相沉积工艺形成在第一有机层147上。
图5是根据本发明的实施例的用于形成第二无机层144的薄膜气相沉积装置500的剖视图。
薄膜气相沉积装置500包括室510。在一个实施例中，室510用于使反应空间与外部环境分开。门530可以设置在室510的一侧，其中，通过门插入用于将柔性基底111从室510的外部传送到内部的传送装置。然而，门530的位置或尺寸不限于此。
在一个实施例中，气体注入部分540设置在室510的上侧，气体排放部分550设置在室510的下侧以面向气体注入部分540。
在一个实施例中，气体注入部分540包括气体注入口541和连接到气体注入口541的喷头542。用于气相沉积的材料(例如，反应气体)通过气体注入口541从室510的外部注入到室510中，并且注入的气体通过喷头542基本均匀地喷射在沉积区域A上方。
在一个实施例中，喷头542包括在喷头542的下表面上的多个均匀地间隔开的喷射孔543，并且多个喷射孔543被构造为将气体基本均匀地分布到沉积区域A，从而提高第二无机层144在柔性基底111上的沉积的均匀性。在一些实施例中，喷头542的多个喷射孔543可以彼此非均匀地间隔开，在其它实施例中，可以不设置喷头542。在一个实施例中，喷头542可以接地以用作用于等离子体放电的一个电极。
在一个实施例中，气体排放部分550设置在室510的下侧以面向气体注入部分540。在一些实施例中，气体排放部分550包括用于将气体排放(或排出)到室510的外部的排气口551和连接到排气口551并且被构造为使室510内部维持在特定的真空度的真空泵552。
如上所述，由于气体注入部分540和气体排放部分550分别在室510的上侧和下侧处定位成彼此面对，所以在室510的内部产生从室510的上部朝向下部的微小(即，小)空气流。
根据本实施例，气体注入部分540和气体排放部分550的各自位置可以进行各种改变，只要气体注入部分540和气体排放部分550保持彼此面对，并且形成在室510的内部的微(即，小)空气流可以处于气体注入部分540和气体排放部分550之间。
在一个实施例中，包括其上定位有柔性基底111的基座561和开口掩膜562的沉积部分560位于气体注入部分540和气体排放部分550之间。随着用于形成第二无机层144而供应的反应气体进行反应，第二无机层144形成在位于基座561上的柔性基底111上。根据本实施例，开口掩膜562沿着柔性基底111的边缘安装以有助于在柔性基底111上进行均匀的气相沉积等。在一个实施例中，薄层形成在开口掩膜562的内部上，并且形成有薄层的区域变成沉积区域A。
基座561还可以包括用于向柔性基底111供应热能的加热器，并且可以连接(或结合)到射频(RF)电源570以用作用于等离子体放电的另一电极。
在一个实施例中，位于基座561下面的升降部分563可以使柔性基底111沿着纵向轴向上或向下移动，因此，可以增大或减小气体注入部分540和柔性基底111之间的距离，从而调节反应气体发生反应的区域的尺寸。
为了有助于薄膜层的均匀的蒸发和沉积，沉积部分560可以位于与气体注入部分540和气体排放部分550彼此面对所沿的方向基本垂直的方向，但是沉积部分560的位置不限于此。
在沉积部分560位于与气体注入部分540和气体排放部分550彼此面对所沿的方向基本垂直的方向的实施例中，从喷头542喷射的气体基本均匀地沉积到柔性基底111上。在一个实施例中，参与反应并且蒸发的气体被喷射到柔性基底111上，而没有蒸发的气体通过排气口551被排放到室510的外部。
在一个实施例中，例如第二无机层144的薄层可以通过利用以上描述的薄膜气相沉积装置500蒸发并沉积在柔性基底111上的期望的(或预定的)区域中。
现在将描述根据本发明的实施例的通过利用薄膜气相沉积装置500形成薄层的方法。
首先，通过真空泵在室510的内部产生真空。然后，通过门530在室510的内部插入柔性基底111，并且将柔性基底111装载在基座561上。
其次，利用加热器加热其上放置有柔性基底111的基座561而将柔性基底111加热到预定的温度。通过气体注入口541将由诸如大流量控制器(MFC)的控制装置所控制的预定流速的反应气体引入到室510中。
反应气体可以根据将要形成在柔性基底111上的层的类型而变化。根据本实施例，引入到室510中的反应气体将在柔性基底111上形成第一有机层147，然后在第一有机层147上将形成第二无机层144。在一个实施例中，反应气体将形成SiOxNy层。
在一个实施例中，然后，注入诸如硅烷(SiH4)的硅氢化物作为第一反应气体，注入氧化氮(N2O)作为第二反应气体并且注入诸如氨(NH3)或氮气(N2)的氮氢化物中的任意一种作为第三反应气体。在一个实施例中，烃气用作第四反应气体，以在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处形成具有浓度梯度的碳。在一个实施例中，烃气包括诸如甲烷(CH4)的碳氢化物。
在穿过喷头542内部的空心结构之后，第一反应气体至第四反应气体中的每种气体通过多个喷射孔543基本均匀地喷向柔性基底111。
接下来，通过RF电源570通电，以在柔性基底111的附近形成等离子体反应场。然后，使第二无机层144在等离子体反应场中通过化学反应在柔性基底111上蒸发。最后，通过惰性气体等吹扫室510的内部。然后，沉积并清洁柔性基底111。
在一个实施例中，在第二无机层144蒸发之后，调节第一反应气体至第四反应气体的反应时间和/或反应量。具体地讲，调节第四反应气体的流速，使得碳的浓度(例如，以重量计)从第一有机层147至第二无机层144逐渐减小。
因此，可以在第一有机层147和第二无机层144之间分布具有浓度梯度的碳。
图6是示出根据本发明的实施例的碳含量的曲线图。
在图6中，X轴(即，水平轴)对应于对堆叠的第一有机层147和第二无机层144进行竖直切割所沿的线。区域①表示形成有第二无机层144的区域，区域②表示第一有机层147和第二无机层144之间的界面，区域③表示形成有第一有机层147的区域。Y轴(即，竖直轴)对应于杨氏模量E。
参照图6的曲线，碳含量从形成有第一有机层147的区域③到形成有第二无机层144的区域①(从B至A)逐渐降低。
在形成有第一有机层147的区域③中，碳含量(例如，以重量计)为大约70％至大约100％。相反，在形成有第二无机层144的区域①中，碳含量为大约0％至大约15％。
理想地，在形成有第二无机层144的区域①中，碳含量将是0％。然而，形成薄膜包封层140的工艺在一个真空室中执行。如此，例如在形成第一有机层147期间产生的等离子体的一部分不可避免地被包含在第二无机层144中。
在一个实施例中，第一有机层147和第二无机层144之间的界面(在图6中指示的区域②)处，包含CH4作为反应气体的一种，并且通过逐渐改变CH4的流速在区域②中实现范围为从大约15％至大约70％的不同的碳含量。
在一个实施例中，通过逐渐降低CH4的流速，使区域②中的碳含量从第一有机层147到第二无机层144逐渐降低。当碳含量具有负(-)浓度梯度时，杨氏模量也按与碳含量成反比地逐渐变化。
因此，杨氏模量在第一有机层147和第二无机层144之间的界面(在图6中指示的区域②)处的剧烈变化(或显著差异)减小，从而防止或减小了当柔性显示设备100弯曲时施加在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处的应力。因此，可以使开裂或剥落最小化。
在一些实施例中，无机层的厚度与在第一有机层147和第二无机层144之间的界面处具有碳的浓度梯度的薄膜包封层140的厚度以及在无机层和有机层之间的界面处没有碳的浓度梯度的可比薄膜包封层的厚度相同。如此，可比薄膜包封层和薄膜包封层140具有相同的(或基本相同的)阻挡层功能。然而，在本实施例的第一有机层147和第二无机层144之间的界面处的碳的浓度梯度消除或减小了杨氏模量的剧烈变化(或显著差异)，从而改善了柔性显示器的机械特性。
图7至图10分别是根据本发明的实施例的柔性显示面板710、810、910和1010的剖视图，在每个柔性显示面板中具有浓度梯度的碳分布在无机层和有机层之间的界面处。
参照图7，在柔性显示面板710中，显示单元720形成在柔性基底711上。显示单元720包括：至少一个薄膜晶体管；有机发光器件电连接到(或结合到)所述至少一个薄膜晶体管，并且包括第一电极、具有有机发射层的中间层以及第二电极。覆盖层733形成在显示单元720上。
薄膜包封层740形成在显示单元720上或覆盖层733上。
根据本实施例，薄膜包封层740包括远离显示单元720顺序地堆叠的包含氟化锂(LiF)的卤化金属层749、包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层743、包含第一单体的第一有机层747、包含第一氧化硅(SiOx)的第二无机层744、包含第二单体的第二有机层748、包含第二氧化硅(SiOx)的第三无机层745以及包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层746。
在一个实施例中，在第一有机层747和第二无机层744之间的界面处以及在第二有机层748和第三无机层745之间的界面处，向用于形成第二无机层744和第三无机层745的反应气体SiH4和N2O中添加诸如CH4的烃气，并且通过调节反应气体的反应时间和/或反应量而逐渐改变CH4的流速。
因此，在第一有机层747和第二无机层744之间的界面处以及在第二有机层748和第三无机层745之间的界面处，碳具有浓度梯度，使得碳含量分别从第一有机层747至第二无机层744逐渐降低以及从第二有机层748到第三无机层745逐渐降低。
参照图8，在柔性显示面板810中，显示单元820形成在柔性基底811上。覆盖层833形成在显示单元820上。
薄膜包封层840形成在显示单元820上或覆盖层833上。
根据本实施例，薄膜包封层840包括远离显示单元820顺序地堆叠的包含氟化锂(LiF)的卤化金属层849、包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层843、包含第一单体的第一有机层847、包含第一氮化硅(SiNx)的第二无机层844、包含第二单体的第二有机层848、包含第二氮化硅(SiNx)的第三无机层845以及包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层846。
在一个实施例中，当第二无机层844蒸发并沉积在第一有机层847上以及第三无机层845蒸发并沉积在第二有机层848上时，向用于形成第二无机层844和第三无机层845的反应气体SiH4以及NH3与N2中的任意一种中添加诸如CH4的烃气，并且逐渐改变CH4的流速。
因此，在第一有机层847和第二无机层844之间的界面处以及在第二有机层848和第三无机层845之间的界面处，碳含量分别从第一有机层847至第二无机层844逐渐降低以及从第二有机层848到第三无机层845逐渐降低。
参照图9，在柔性显示面板910中，显示单元920形成在柔性基底911上。覆盖层933形成在显示单元920上。
薄膜包封层940形成在显示单元920或覆盖层933上。
根据本实施例，薄膜包封层940包括远离显示单元920顺序地堆叠的包含氟化锂(LiF)的卤化金属层949、包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层943、包含第一单体的第一有机层947、包含第一氧化硅/第一氮化硅(SiOx/SiNx)的复合层结构的第二无机层944、包含第二单体的第二有机层948、包含第二氧化硅/第二氮化硅(SiOx/SiNx)的复合层结构的第三无机层945以及包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层946。
在这种情况下，在第一有机层947和第二无机层944之间的界面处以及在第二有机层948和第三无机层945之间的界面处，向用于形成第二无机层944和第三无机层945的反应气体SiH4、N2O以及NH3和N2中的任意一种中添加诸如CH4的烃气，并且通过调节反应气体的反应时间和/或反应量而逐渐改变CH4的流速。
因此，在第一有机层947和第二无机层944之间的界面处以及在第二有机层948和第三无机层945之间的界面处，碳具有浓度梯度，使得碳含量分别从第一有机层947至第二无机层944逐渐降低以及从第二有机层948到第三无机层945逐渐降低。
参照图10，在柔性显示面板1010中，显示单元1020形成在柔性基底1011上。覆盖层1033形成在显示单元1020上。
薄膜包封层1040形成在显示单元1020上或覆盖层1033上。
根据本实施例，薄膜包封层1040包括远离显示单元1020顺序地堆叠的包含氟化锂(LiF)的卤化金属层1049、包含第一氧化铝(AlOx)的第一无机层1043、包含第一单体的第一有机层1047、包含第一氧化硅/第一氮化硅(SiOx/SiNx)的复合层结构的第二无机层1044、包含第二单体的第二有机层1048、包含第二氧化硅/第二氮化硅(SiOx/SiNx)的复合层结构的第三无机层1045以及包含第二氧化铝(AlOx)的第四无机层1046。
当第二无机层1044蒸发并沉积在第一有机层1047上以及第三无机层1045并沉积在第二有机层1048上时，向用于形成第二无机层1044和第三无机层1045的反应气体SiH4、N2O以及NH3与N2中的任意一种中添加诸如CH4的烃气，并且逐渐改变CH4的流速。
因此，在第一有机层1047和第二无机层1044之间的界面处以及在第二有机层1048和第三无机层1045之间的界面处，碳含量分别从第一有机层1047至第二无机层1044逐渐降低以及从第二有机层1048到第三无机层1045逐渐降低。
根据以上描述的本发明的一个或更多个实施例，薄膜包封层具有碳含量在无机层和有机层之间的界面处逐渐变化的结构，因此减小了柔性显示设备的无机层和有机层之间的界面处的组成上的差异，从而防止了应力聚集并且减小了开裂和剥落。因此，可以提高柔性显示设备的柔性。
应该理解的是，在此描述的示例性实施例应该仅被认为是描述性意义而不是为了限制的目的。对每个实施例中的特征或方面的描述通常应该被认为可用于其它实施例中的其它相似特征或方面。
虽然已经参照附图描述了本发明的一个或更多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面进行各种改变。

Claims (20)

1.一种柔性显示设备，所述柔性显示设备包括：
柔性基底；
显示单元，位于柔性基底上；以及
薄膜包封层，位于显示单元上，薄膜包封层包括至少一个有机层和至少一个无机层，所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面被限定，所述界面包括具有浓度梯度的碳。
2.根据权利要求1所述的柔性显示设备，其中，浓度梯度包括从所述至少一个有机层至所述至少一个无机层逐渐降低的碳的以重量计的浓度。
3.根据权利要求2所述的柔性显示设备，其中，浓度梯度从在所述至少一个有机层中碳以重量计为70％逐渐降低到在所述至少一个无机层中碳以重量计为15％。
4.根据权利要求2所述的柔性显示设备，其中，杨氏模量的梯度与碳的浓度梯度成反比。
5.根据权利要求1所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层包括从由氮氧化硅、氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅以及它们的组合组成的组中选择的材料。
6.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层通过将烃气施加到用于形成所述至少一个有机层的多种反应气体并且逐渐地改变烃气的流速来形成。
7.根据权利要求6所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层包括氮氧化硅层，
用于形成氮氧化硅层的所述多种反应气体包括氨和氮气中的至少一种以及硅烷和氧化氮，
烃气包括甲烷，以及
具有浓度梯度的碳通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
8.根据权利要求6所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层包括氧化硅层，
用于形成氧化硅层的所述多种反应气体包括硅烷和氧化氮，
烃气包括甲烷，以及
具有浓度梯度的碳通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
9.根据权利要求6所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层包括氮化硅层，
用于形成氮化硅层的所述多种反应气体包括氨和氮气中的至少一种以及硅烷，
烃气包括甲烷，以及
具有浓度梯度的碳通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
10.根据权利要求6所述的柔性显示设备，其中，所述至少一个无机层包括从氧化硅/氮化硅或者氮化硅/氧化硅选择的复合层，
用于形成复合层的所述多种反应气体包括氨和氮气中的至少一种以及硅烷和氧化氮，
烃气包括甲烷，以及
具有浓度梯度的碳通过逐渐地改变烃气的流速而分布在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面处。
11.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，薄膜包封层包括从显示单元顺序地堆叠的氟化锂层、第一氧化铝层、第一有机层、第一氮氧化硅层、第二有机层、第二氮氧化硅层和第二氧化铝层。
12.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，薄膜包封层包括从显示单元顺序地堆叠的氟化锂层、第一氧化铝层、第一有机层、第一氧化硅层、第二有机层、第二氧化硅层和第二氧化铝层。
13.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，薄膜包封层包括从显示单元顺序地堆叠的氟化锂层、第一氧化铝层、第一有机层、第一氮化硅层、第二有机层、第二氮化硅层和第二氧化铝层。
14.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，薄膜包封层包括从显示单元顺序地堆叠的氟化锂层、第一氧化铝层、第一有机层、第一氧化硅/氮化硅层、第二有机层、第二氧化硅/氮化硅层以及第二氧化铝层。
15.根据权利要求5所述的柔性显示设备，其中，薄膜包封层包括从显示单元顺序地堆叠的氟化锂层、第一氧化铝层、第一有机层、第一氮化硅/氧化硅层、第二有机层、第二氮化硅/氧化硅层以及第二氧化铝层。
16.一种制造柔性显示设备的方法，所述方法包括：
将显示单元放置在基底上并且将基底和显示单元放置在真空室内部；
通过蒸发将薄膜包封层施加在显示单元上，薄膜包封层包括至少一个有机层和至少一个无机层，有机层和无机层之间的界面被限定；
在形成所述至少一个无机层的同时将多种反应气体注入到真空室中；以及
使所述多种反应气体蒸发，使得所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间的界面包含具有浓度梯度的碳。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，浓度梯度包括从所述至少一个有机层至所述至少一个无机层逐渐降低的碳的以重量计的浓度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述至少一个有机层和所述至少一个无机层之间碳的以重量计的浓度从70％逐渐降低至15％。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个无机层包括从由氮氧化硅、氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅以及它们的组合组成的组中选择的材料。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个无机层通过将烃气施加到所述多种反应气体，并且逐渐地改变烃气的流速和所述多种反应气体中的至少一种的流速中的至少一个来形成。
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