CN105321875A

CN105321875A - 一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法

Info

Publication number: CN105321875A
Application number: CN201410343417.8A
Authority: CN
Inventors: 高卓
Original assignee: TCL Corp
Current assignee: TCL Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: CN105321875B

Abstract

本发明公开一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法，其中，柔性基板制作方法包括步骤：将网状的玻璃纤维分散在载体基板的PI溶液表面，其中玻璃纤维渗透进PI溶液，形成PI和玻璃纤维的复合结构；对载体基板进行加热，然后降温至室温，使载体基板上的有机物交联固化形成包含玻璃纤维的PI薄膜；在载体基板的PI薄膜上沉积有具有水氧阻隔作用的无机材料，形成嵌入玻璃纤维里面的无机膜。本发明利用网状的玻璃纤维结构增强了基板的柔韧性，降低了材料的热膨胀系数，减小了成膜应力，并且玻璃纤维本身具有很好的阻隔作用，采用玻璃纤维嵌入无机阻隔材料的方式制作复合阻隔层，集合了玻璃纤维的柔韧性和无机膜阻隔性的优点。

Description

一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法

技术领域

本发明涉及柔性显示设备领域，尤其涉及一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法。

背景技术

近几年，柔性显示（FlexibleDisplay）技术呈迅猛的态势发展，随着各种制作工艺和技术的不断进步，柔性显示器不仅显示质量上不断提高、屏幕尺寸不断增大，而且显示器形态也不断革新。

目前，柔性显示产品的制备方法主要分为两类：第一类是采用R2R（rolltoroll，卷对卷）生产工艺，通过印刷的方式直接在柔性基板上制备显示器件，但是由于受到印刷技术和显示墨水材料的限制，达不到高精度显示的要求，且良品率低、可靠性差；第二类是采用S2S（sheettosheet，单张）生产工艺，结合柔性基板贴附后剥离的方法，先将柔性基板贴附在硬质载体基板上制备显示器件，制备完显示器件之后再剥离硬质基板，取出柔性显示器件，这种方法不影响显示器件的制作精度，且制作设备和工艺与制作传统的TFT-LCD相仿，不必做太大的调整，因此短期内更接近于量产应用。

OLED器件所用有机材料对水汽和氧气十分敏感，而受限于有机材料本身的结构特性，一般的柔性基板中如PET、PEN、PI等材料对水汽和氧气的阻隔性能较差。现有的柔性基板中阻隔层包括单层阻隔层和双层阻隔层，单层阻隔层由单层无机膜和平坦层构成，无机膜结构致密，造成残留膜应力较大，柔性基板翘曲，而且弯折时容易造成裂隙，影响水氧阻隔性能；双层阻隔层延长了气体扩散路径，减轻了弯折造成的裂隙对阻隔性的影响，但是增大了薄膜残留应力，加剧了基板翘曲程度，影响工艺流程中对位精度和薄膜均匀性。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法，旨在解决现有柔性基板水氧阻隔层存在的各种问题。

本发明的技术方案如下：

一种柔性基板制作方法，其中，包括步骤：

A、在载体基板上涂覆PI溶液；

B、将网状的玻璃纤维分散在载体基板的PI溶液表面，其中玻璃纤维渗透进PI溶液，形成PI和玻璃纤维的复合结构；

C、对载体基板进行加热，然后降温至室温，使载体基板上的有机物交联固化形成包含玻璃纤维的PI薄膜；

D、在载体基板的PI薄膜上沉积有具有水氧阻隔作用的无机材料，形成嵌入玻璃纤维里面的无机膜；

E、在载体基板上的无机膜和玻璃纤维表面制作一层有机材料形成平坦层制得柔性基板。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤C中，采用红外辐射加热方式进行加热，并且在进行加热时，采用阶梯式升温方式升温，然后缓慢降温至室温。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤C中，整个升温过程维持3h，整个降温过程维持1h。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤C之后、步骤D之前还包括：

S、用掩膜板将PI薄膜中间区域遮挡，对PI薄膜四周的边缘部分进行高能红外脉冲辐射处理。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤S中，将隔热隔红外的掩膜板将PI薄膜中间区域遮挡，高能红外脉冲辐射处理的处理时间维持10min。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤A中，在进行涂覆时，将刮刀改造成具有狭缝宽度0mm~1mm可调、且可盛放一定量溶液的涂覆设备，采用刮刀涂覆与狭缝涂覆结合的方式在载体基板上涂覆PI溶液。

所述的柔性基板制作方法，其中，所述步骤A之后、B之前还包括：涂覆完成后，将涂覆有PI溶液的载体基板在低真空条件下静置一段时间。

一种柔性显示器制作方法，其中，包括步骤：

A、在载体基板上涂覆PI溶液；

E、在载体基板上的无机膜和玻璃纤维表面制作一层有机材料形成平坦层制得柔性基板；

F、采用高温TFT工艺在柔性基板上制作AMOLED器件并进行器件封装，制作完成后，沿切割线将AMOLED器件从载体基板上剥离。

一种柔性基板，其中，采用如上所述的制作方法制成。

一种柔性显示器，其中，采用如上所述的制作方法制成。

有益效果：本发明的阻隔层采用复合阻隔层的结构，利用网状的玻璃纤维结构增强了基板的柔韧性，降低了材料的热膨胀系数，减小了成膜应力，并且玻璃纤维本身具有很好的阻隔作用，采用玻璃纤维嵌入无机阻隔材料的方式制作复合阻隔层，集合了玻璃纤维的柔韧性和无机膜阻隔性的优点，并且弥补了正面无机膜弯折易造成裂隙的缺点。

附图说明

图1为本发明一种柔性基板制作方法较佳实施例的流程图。

图2为图1所示方法中涂覆PI溶液时的操作示意图。

图3为图1所示方法中静置PI溶液时的操作示意图。

图4为图1所示方法中分散玻璃纤维时的操作示意图。

图5为本发明玻璃纤维渗透进PI溶液时形成的图案示意图。

图6为图1所示方法中进行红外辐射加热时的操作示意图。

图7为图1所示方法中进行高能红外脉冲辐射处理时的操作示意图。

图8为图1所示方法中沉积有机材料时的操作示意图。

图9为图1所示方法中制作平坦层时的操作示意图。

图10为图1所示方法中得到的柔性基板局部放大的结构示意图。

图11为本发明一种柔性显示器的制作方法较佳实施例的流程图。

图12为图11所示方法中制作AMOLED器件时的操作示意图。

图13为图11所示方法中封装器件时的操作示意图。

图14为图11所示方法中切割AMOLED器件时的操作示意图。

具体实施方式

本发明提供一种柔性基板、柔性显示器及其制作方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明一种柔性基板制作方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：

S101、在载体基板上涂覆PI溶液；

S102、涂覆完成后，将涂覆有PI溶液的载体基板在低真空条件下静置一段时间；

S103、将网状的玻璃纤维分散在载体基板的PI溶液表面，其中玻璃纤维渗透进PI溶液，形成PI和玻璃纤维的复合结构；

S104、对载体基板进行加热，然后降温至室温，使载体基板上的有机物交联固化形成包含玻璃纤维的PI薄膜；

S105、在载体基板的PI薄膜上沉积有具有水氧阻隔作用的无机材料，形成嵌入玻璃纤维里面的无机膜；

S106、在载体基板上的无机膜和玻璃纤维表面制作一层有机材料形成平坦层制得柔性基板。

首先在步骤S101，如图2所示，本发明实施例在载体基板100上涂覆玻璃化转变温度较高的聚酰亚胺（PI）溶液200，涂覆的方式可采用刮刀涂覆和狭缝涂覆结合的方式，将刮刀210改造成具有狭缝宽度为0mm~1mm可调，且能盛放一定量（0ml~200ml）溶液的涂覆设备。再将PI溶液200倒入改造后的刮刀210内部，并根据PI溶液200的粘度来调节刮刀210的狭缝宽度，控制溶液流速。并且根据载体基板100上所需PI薄膜厚度来调节刮刀210与载体基板100之间的距离（0mm~2mm），控制刮刀210缓慢匀速前进，从而控制膜厚的均匀性。整个涂覆过程在百级洁净室完成，有利于减少大气环境中颗粒污染，以在后续得到表面平坦的PI薄膜。

本发明实施例中，PI材料具有较高的玻璃化转变温度（Tg），较高的材料分解温度（Td），能耐受TFT高温工程，制作出性能优异的TFT阵列，实现高分辨率柔性AMOLED显示。

在步骤S102中，在涂覆完PI溶液后，如图3所示，将涂覆有PI溶液200的载体基板100迅速转移至真空洁净烘箱中，在低真空条件下静置一段时间，除去PI溶液200中残留的气泡，避免成膜后影响薄膜表面平坦度；并且在低真空条件下，溶剂沸点降低，可起到干燥的作用。其中的低真空条件优选为0.96Mpa，静置时间优选为30min。此步骤为可选步骤，即也可不经过低真空静置，直接在涂敷PI溶液200的载体基板100上进行下述步骤S103的操作，同样可实现本发明的目的。

在步骤S103中，在静置30min后，载体基板100上的PI溶液200还未完全干燥时，如图4所示，将网状的玻璃纤维220分散在PI溶液200表面，其中的部分玻璃纤维220会渗透进PI溶液200表面，形成PI和玻璃纤维的复合结构，如图5所示，玻璃纤维220形成例如三角形或六边形等镂空的图案。

在步骤S104中，在涂覆完PI溶液200以及添加玻璃纤维220之后，将载体基板100进行加热处理，然后降温至室温，使载体基板100上的有机物交联固化形成包含玻璃纤维220的PI薄膜200（即由分散有玻璃纤维220的PI溶液200固化而成）；

本发明实施例采用红外辐射加热方式，如图6所示，具体采用由辐射加热装置20和陶瓷腔壁10等组成的辐射烘箱，该辐射烘箱具有红外加热、微波加热以及抽真空、气体循环等功能。在进行加热时，开启烘箱的辐射加热功能，对涂覆有PI溶液及玻璃纤维的载体基板100进行红外辐射加热，从室温缓慢阶梯升温至350℃，整个升温过程维持3h，然后缓慢降温至室温，整个降温过程维持1h，这种缓慢升温及降温的过程有利于载体基板上的有机物交联固化形成PI薄膜200，能减小PI薄膜200的应力。

在上述步骤完成之后，还对PI薄膜200四周的边缘部分进行高能红外辐射处理，在处理之前，如图7所示，先将具有隔热隔红外的掩膜板30将PI薄膜200中间区域遮挡，再对PI薄膜200四周的边缘部分进行高能红外辐射处理，处理时间维持10min，促使PI薄膜200四周的有机物进一步交联固化，同时增强有机物中部分悬挂键与载体基板100表面物质的键合作用，提高柔性衬底四周PI薄膜200与载体基板100的粘接性，保证在TFT流程中各个工艺步骤中不会导致PI薄膜200脱落及剥离的问题。这样，经过红外辐射加热处理后的PI薄膜200与载体基板100的粘接性较差，而经过高能红外脉冲辐射处理的PI薄膜200与载体基板100的粘接性较高，所以，在后续切割时，AMOLED器件就会非常容易的从载体基板100上分离，且保证不会在工艺过程中脱落或剥离。

在步骤S105中，如图8所示，在载体基板100的PI薄膜200上沉积有具有水氧阻隔作用的无机材料，在网状的玻璃纤维的结构里制备无机膜300，形成镶嵌结构。由于无机材料和有机材料之间的热膨胀系数（CTE）相差较大，致密的无机薄膜会造成膜应力残留，引起载体基板翘曲，而网状的玻璃纤维220具有很好的柔韧性，能有效降低PI材料的热膨胀系数；另外，无机膜300分散镶嵌在玻璃纤维220的网状结构中间，也能有效减轻残留膜应力的影响。同时，玻璃纤维220和无机膜300都具有很好的水氧阻隔作用，网状镶嵌结构不仅能提供一定的弯曲半径，而且不会破坏两者的阻隔性能。

在步骤S106中，沉积完无机材料后，如图9所示，再在载体基板100上的无机膜300和玻璃纤维220表面制作一层有机材料形成平坦层400，以避免玻璃纤维220对柔性基板表面粗糙度的影响，为后续工艺提供良好的表面特性。最终得到的柔性衬底（柔性基板）如图10所示，其依次包括分散有玻璃纤维220的PI薄膜200、无机膜300以及平坦层400，这样制得的柔性基板利用网状玻璃纤维结构增强了基板的柔韧性，降低了材料的热膨胀系数，减小了成膜应力。玻璃纤维网状结构内嵌无机阻隔材料的复合阻隔层，兼具了玻璃纤维的柔韧性和无机膜阻隔性能好的特点。

此外，本发明还提供一种柔性显示器制作方法较佳实施例，如图11所示，其包括步骤：

S101、在载体基板上涂覆PI溶液；

S106、在载体基板上的无机膜和玻璃纤维表面制作一层有机材料形成平坦层制得柔性基板；

S107、采用高温TFT工艺在柔性基板上制作AMOLED器件并进行器件封装，制作完成后，沿切割线将AMOLED器件从载体基板上剥离。

步骤S101~步骤S106与上述柔性基板制作方法中的步骤相同，不再赘述。

在步骤S107中，在柔性基板上，采用高温TFT工艺制作Oxide-TFT驱动阵列500，蒸镀金属电极层和各有机功能层即制作OLED器件600，完成AMOLED器件制备，如图12所示。

在AMOLED器件制备完成后，在柔性基板的AMOLED器件上涂覆干燥剂和粘接剂，如图13所示，然后将柔性PI封装膜700与柔性基板上AMOLED器件准确对位后，利用Laminator（压膜机）将柔性PI封装膜700紧密贴附在载体基板上，然后将粘接剂固化。

器件制作完成后，沿切割线将柔性PI封装膜、粘接剂、柔性基板切割开，柔性AMOLED显示器件从载体基板100上剥离下来，如图14所示。红外辐射加热成膜的PI薄膜200与载体基板100粘接性差，而经过高能红外脉冲辐射处理过后的PI薄膜200与载体基板100粘接性好。在柔性器件剥离的过程中，刚好将高能红外脉冲辐射处理过的PI薄膜200切割掉，对于剩下的AMOLED器件所在的区域，则可利用机械方式即可从载体基板100上分离，AMOLED器件的柔性衬底上无粘接剂残留、且不会影响器件的性能。

本发明所提供的一种柔性基板，其采用所述的柔性基板的制作方法制成。

本发明还提供一种柔性显示器，其采用所述的柔性显示器的制作方法制成。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种柔性基板制作方法，其特征在于，包括步骤：

A、在载体基板上涂覆PI溶液；

2.根据权利要求1所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤C中，采用红外辐射加热方式进行加热，并且在进行加热时，采用阶梯式升温方式升温，然后缓慢降温至室温。

3.根据权利要求2所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤C中，整个升温过程维持3h，整个降温过程维持1h。

4.根据权利要求1所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤C之后、步骤D之前还包括：

5.根据权利要求4所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤S中，将隔热隔红外的掩膜板将PI薄膜中间区域遮挡，高能红外脉冲辐射处理的处理时间维持10min。

6.根据权利要求1所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤A中，在进行涂覆时，将刮刀改造成具有狭缝宽度0mm~1mm可调、且可盛放一定量溶液的涂覆设备，采用刮刀涂覆与狭缝涂覆结合的方式在载体基板上涂覆PI溶液。

7.根据权利要求1所述的柔性基板制作方法，其特征在于，所述步骤A之后、B之前还包括：涂覆完成后，将涂覆有PI溶液的载体基板在低真空条件下静置一段时间。

8.一种柔性显示器制作方法，其特征在于，包括步骤：

A、在载体基板上涂覆PI溶液；

9.一种柔性基板，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的制作方法制成。

10.一种柔性显示器，其特征在于，采用如权利要求8所述的制作方法制成。