CN106450035A - 一种显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板及其制备方法。该显示面板包括：基板；有机发光器件，设置于所述基板上；薄膜封装层，设置于所述有机发光器件背离所述基板的一侧，所述薄膜封装层包括至少一个无机层，所述无机层包括交替层叠设置的至少一个第一无机层和至少一个第二无机层，且所述第一无机层和所述第二无机层之间通过原子力键合，使所述第一无机层和所述第二无机层之间没有界面。该显示面板的薄膜封装层中，宏观上来看整个无机层理论上就是一个整体而不存在宏观界面，形成的薄膜封装层具有较小的应力。

Description

一种显示面板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种显示面板及其制备方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展，显示面板制造技术也趋于成熟，现有的显示面板主要包括有机电致发光显示面板(Organic Light Emitting Diode，OLED)、液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)、等离子显示面板(Plasma Display Panel，PDP)等。柔性显示面板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜等材料为基材制成的一种可变形、可弯曲的显示面板，与传统显示面板相比，柔性显示面板具有体积小、功耗低、可弯曲、柔性等优点，是一种具有广阔应用前景的显示面板。
现有的柔性显示面板通常采用薄膜封装技术对位于柔性基板上的显示元件进行封装。薄膜封装层一般通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)、原子层沉积法(ALD)、旋涂法(Spin-Coating)、印刷法(Printering)等方法制成，与其他方法相比，ALD膜层(由ALD法制备的膜层)在更薄的情况下具有更好的阻隔水氧的能力。
现有ALD膜层存在的问题是其应力较大，例如，由ALD法制备的50nm的Al2O3的应力在300Mpa左右。如果要释放掉薄膜封装结构中ALD膜层的应力，则需要在ALD膜层上形成应力释放层，应力释放层通常为有机层(由有机物制备的膜层)，该有机层可以通过旋涂法、印刷法等方法制成，然后再在有机层上形成ALD膜层，最终形成由ALD膜层和有机层交替层叠的三层或更多层的结构。
上述三层或更多层的结构存在以下问题：
1、如要释放ALD产生的较大应力，则有机层的厚度需增加，会使有机层自身的应力变大。
2、无机层和有机层之间的界面处形成较大的应力，容易引起膜层分裂或剥落(Peeling)。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明一方面提供一种显示面板，包括：
基板；
有机发光器件，设置于所述基板上；
薄膜封装层，设置于所述有机发光器件背离所述基板的一侧，所述薄膜封装层包括至少一个无机层，所述无机层包括交替层叠设置的至少一个第一无机层和至少一个第二无机层，且所述第一无机层和所述第二无机层之间通过原子力键合，使所述第一无机层和所述第二无机层之间没有界面。
本发明另一方面提供一种显示面板的制备方法，包括以下步骤：
提供一基板；
在所述基板上制备有机发光器件；
在所述有机发光器件背离所述基板的一侧制备薄膜封装层，其中，所述薄膜封装层包括至少一个无机层，所述无机层包括交替层叠设置的至少一个第一无机层和至少一个第二无机层，所述第一无机层和所述第二无机层通过原子层沉积方法制备，且所述第一无机层通过原子层沉积系统的第一沉积循环制备，所述第二无机层通过原子层沉积系统的第二沉积循环制备，所述无机层通过所述原子层沉积系统的第一沉积循环和第二沉积循环交替制备形成，其中，所述第一无机层和所述第二无机层之间通过原子力键合，且所述第一无机层和所述第二无机层之间没有界面。
与现有技术相比，本发明提供的显示面板及其制备方法至少具有以下有益效果：
本发明的显示面板的薄膜封装层中，相邻的第一无机层和第二无机层之间通过原子力键合，使第一无机层和第二无机层之间没有界面，宏观上来看整个无机层理论上就是一个整体而不存在宏观界面，因此，形成的薄膜封装层具有较小的应力，在使用过程中，能够减小薄膜封装层分裂、剥落的风险。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明一个实施例的显示面板的截面示意图。
图2是本发明一个实施例的薄膜封装层的截面示意图。
图3是本发明一个实施例的薄膜封装层的制备流程图。
图4是本发明一个实施例的无机层的制备过程示意图。
图5是本发明一个实施例的第一无机层的制备流程图。
图6是本发明一个实施例的第二无机层的制备流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。
图1是本发明一个实施例的显示面板的截面示意图，图2是本发明一个实施例的薄膜封装层的截面示意图，结合图1和图2，本发明的显示面板100包括：基板10、有机发光器件40和薄膜封装层50。
基板10可选地为柔性基板，柔性基板与有机发光器件40、薄膜封装层50相配合形成柔性显示面板。柔性基板的材料本发明不限制，可选地为有机聚合物，作为示例，有机聚合物可以是聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)中的一种。
有机发光器件40设置于基板10上，至少包括位于基板10上的阳极层41、发光层42和阴极层43，并且可以进一步包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层。有机发光器件40还可以包括像素定义层44，该像素定义层44将有机发光器件40限定出多个子像素区域。有机发光器件40的结构和材料可采用已知技术，在此不予赘述。
进一步地，有机发光器件40与基板10之间进一步设有为实现显示所需的薄膜晶体管层20、多条数据线和多条扫描线(未示出)。其中，薄膜晶体管层20至少包括有源层、源极、漏极、栅极、绝缘层，薄膜晶体管层20的漏极与有机发光器件40的阳极层41电性连接；多条数据线和多条扫描线彼此交叉，其中，数据线电性连接至薄膜晶体管层20的源极，扫描线电性连接至薄膜晶体管层20的栅极。工作时，扫描线通过薄膜晶体管层20的栅极控制各子像素的开关，数据线通过薄膜晶体管层20的源极与有机发光器件40的阳极层41电性连接，在各子像素对应的薄膜晶体管打开时，为各子像素提供数据信号，控制各子像素的显示。薄膜晶体管层20的具体结构可采用已知技术，在此不予赘述。
进一步地，薄膜晶体管层20上还设置有平坦化层30，有机发光器件40的阳极层41位于该平坦化层30上，并通过位于平坦化层30中的过孔与薄膜晶体管层20的漏极电性连接。
薄膜封装层50设置于有机发光器件40背离基板10的一侧，并覆盖有机发光器件40，用于将有机发光器件40与周围环境隔离，阻止水汽、氧气透过并侵蚀有机发光器件40中的有机物质。
发明人通过对现有的薄膜封装层50进行研究发现，具有层叠结构的薄膜封装层50中，相邻两膜层之间有界面时，两膜层之间的应力明显大于两膜层之间无界面时的应力。虽然已有的具有交替层叠结构的多层无机层中，单层无机层的厚度能够降至5～50nm，但该相邻两层无机层之间仍然存在明显的界面和应力，作为薄膜封装层50，在使用过程中，仍然存在分裂、剥落的风险。
本发明中，薄膜封装层50包括至少一个无机层51，无机层51包括交替层叠设置的至少一个第一无机层511和至少一个第二无机层512，该第一无机层511和第二无机层512之间通过原子力键合，使第一无机层511和第二无机层512之间没有界面。虽然无机层51由交替层叠的第一无机层511和第二无机层512组成，但由于第一无机层511和第二无机层512之间通过原子力键合，两者之间没有界面，宏观上来看整个无机层51理论上就是一个整体而不存在宏观界面，因此，形成的无机层51基本无应力或具有极小的应力。经检测，本发明的薄膜封装层50在40℃/90％RH条件下的水氧阻隔能力能够达到：WVTR≤1E-4g/(m2·day)，符合封装要求。
在一个实施例中，无机层51由包含至少一个第一无机层511和至少一个第二无机层512的层间复合材料形成，换言之，无机层51至少由两种材料制成，以发挥由不同材料制成的膜层的阻隔水氧性能和应力特性，弥补由单一材料制成的膜层的性能缺陷。在一较佳实施例中，第一无机层511包含三氧化二铝(Al2O3)层，第二无机层512包含二氧化钛(TiO2)层、三氧化二镓(Ga2O3)层中的至少一种，三氧化二铝层与二氧化钛层、三氧化二镓层具有相反的应力，制备的第一无机层511和第二无机层512能够进一步降低两层之间的应力，减小分裂、剥落的风险。
可选地，第一无机层511和第二无机层512之间的结合力为104～106J/mol，由于相邻两膜层之间的应力主要源于两膜层的材料种类、晶格的差异，这种差异越大，界面越明显，应力相应越大，上述结合力使由不同物质组成的第一无机层511和第二无机层512之间的结合限制在原子间结合的层面，能够有效减小由晶格差异引起的界面应力。
在一较佳实施例中，第一无机层511和/或第二无机层512为单分子膜层，单分子膜层使得相邻的第一无机层511和第二无机层512之间的界面能够保证限制在原子的层面，进一步减小形成的无机层51的应力。单分子膜层的第一无机层511和第二无机层512可以通过原子层沉积方法制备。原子层沉积方法是一种可以将物质以单原子膜或分子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法，该方法的最大特点是每次反应只沉积一层原子或分子，由原子层沉积方法代替化学气相沉积方法形成的薄膜封装层50能够实现从可弯曲到可折叠的转变。
本实施例中，每个无机层51包括交替层叠的2个第一无机层511和2个第二无机层512，在其他实施例中，薄膜封装层50中，每个无机层51包括5个至100个第一无机层511和5个至100个第二无机层512，无机层51中交替层叠的第一无机层511和第二无机层512的层数过少，无机层51的致密性不足，其阻隔水氧性能不足以达到封装要求，交替层叠的第一无机层511和第二无机层512的层数过多，阻隔水氧性能虽满足要求，但层数太多，层越厚，不利于柔性显示，且延长了薄膜封装层50的制作时间，制作成本上升，包括5个至100个第一无机层511和5个至100个第二无机层512的单个无机层51不仅具有足够的阻隔性能和柔性，而且制作时间和成本较低，适于规模化生产。
可选地，每一层第一无机层511的厚度和每一层第二无机层512的厚度均为该第一无机层511和第二无机层512的厚度与原子直径的大小处于同一数量级上，使得相邻的第一无机层511和第二无机层512的界面限制在原子的层面，两层的晶格差异较小，宏观上来看整个无机层51理论上就是一个整体而不存在宏观界面，因此，形成的无机层51基本无应力或具有极小的应力。
形成的无机层51的厚度可以是30～100nm，该厚度的无机层51可以单独作为薄膜封装层50对有机发光器件40进行封装，该厚度较小，有利于减薄显示面板100的厚度，符合显示面板的轻薄化发展趋势。
本发明的薄膜封装层50中可以进一步包括与无机层51交替层叠的至少一个有机层52，有机层52用于进一步降低无机层51可能存在的应力，减小分裂、剥落的风险。本发明不限制有机层52的材料，作为示例，有机层52的材料包括但不限于是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚砜(PSO)、聚对苯二乙基砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚硅氧烷、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙酸乙烯酯(PVAC)、聚四氟乙烯(PTFE)、环氧树脂(epoxy resin)。
有机层52可以通过旋涂法、印刷法、打印等方法制成，制得的有机层52的厚度可以是1～20μm。本实施例中，薄膜封装层50包括2个无机层51和位于该2个无机层51之间的1个有机层52，在其他实施例中，薄膜封装层50可以包括2个至3个无机层51，其中，该薄膜封装层50的最上层和最下层均为无机层51，进一步地，薄膜封装层50包括1个至2个有机层52，该有机层52与无机层51交替层叠设置。由于无机层具有较致密的结构，通过在最上层和最下层设置为无机层，可以保证显示面板较好的阻水氧性能，通过设置有机无机的层叠结构，有效改善无机层间的应力，减小分裂、剥落的风险。由无机层51和有机层52组成的薄膜封装层50可以是5～20μm，该厚度的薄膜封装层50具有良好的阻隔水汽、氧气渗透的性能，同时，具有较好的光透过率，不影响有机发光器件40的出光。
本发明还提供一种显示面板100的制备方法，参照图3，包括以下步骤：
S1：提供一基板10。
需要说明的是，基板10为柔性基板时，需要在一刚性载体上形成柔性基板，该刚性载体可以是玻璃基板或石英基板，在该玻璃基板或石英基板上通过旋涂法等方法制备柔性基板。
S2：在基板10上制备有机发光器件40，可选地，包括在基板10上依次制备阳极层41、发光层42和阴极层43，并且可以在阳极层41与发光层42之间制备空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的一层或多层，在发光层42与阴极层43之间制备空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层。
S3：在有机发光器件40背离基板10的一侧制备薄膜封装层50，其中，薄膜封装层50包括至少一个无机层51，无机层51包括交替层叠设置的至少一个第一无机层511和至少一个第二无机层512，第一无机层511和第二无机层512通过原子层沉积方法制备。
图4为本发明一个实施例的无机层51的制备过程示意图，结合图4，第一无机层511通过原子层沉积系统的第一沉积循环(C1)制备，第二无机层512通过原子层沉积系统的第二沉积循环(C2)制备，无机层51通过原子层沉积系统的第一沉积循环和第二沉积循环交替制备形成，制备的第一无机层511和第二无机层512之间通过原子力键合，且第一无机层511和第二无机层512之间没有界面，形成的无机层51基本无应力或具有极小的应力。
可选地，制备的第一无机层511和第二无机层512之间的结合力为104～106J/mol，该结合力使由不同物质组成的第一无机层511和第二无机层512之间的结合限制在原子间结合的层面，能够有效减小由晶格差异引起的界面应力。
在一个实施例中，上述步骤S3中，制备薄膜封装层50时，还包括在形成无机层51之后，在无机层51背离基板10的一侧形成有机层52，有机层52可以通过旋涂法、印刷法、打印法等方法制成，本发明不限制有机层52的制备方法。进一步地，形成的薄膜封装层50为包括至少一有机层52和至少一无机层51的层叠结构。
作为示例，参照图5，原子层沉积系统的第一沉积循环(C1)包括以下步骤：
S11：加热第一前驱体(Precursor)至气态，气态的第一前驱体进入原子层沉积系统的反应腔中并吸附在衬底上。
其中，第一无机层511为三氧化二铝层时，第一前驱体可以采用三甲基铝(Al(CH3)3)作为前驱体。
S12：用惰性气体(Purge gas，例如高纯氮气、氩气)吹扫原子层沉积系统的反应腔，将未被吸附的第一前驱体和副产物排出反应腔。
S13：向原子层沉积系统的反应腔中通入反应气体(Reaction gas)，生成第一无机层511。第一无机层511为三氧化二铝层且由三甲基铝作为第一前驱体时，反应气体为氧化源，可以是氧气或水汽。
S14：用惰性气体吹扫原子层沉积系统的反应腔，将未参与反应的反应气体和反应副产物排出反应腔。
作为示例，参照图6，原子层沉积系统的第二沉积循环(C2)包括以下步骤：
S21：加热第二前驱体(Precursor)至气态，气态的第二前驱体进入原子层沉积系统的反应腔中并吸附在衬底上。
其中，第二无机层512为二氧化钛层时，第二前驱体可以采用四氯化钛(TiCl4)作为前驱体；第二无机层512为三氧化二镓层，第二前驱体可以采用三甲基镓(Ga(CH3)3)作为前驱体。
S22：用惰性气体(Purge gas，例如高纯氮气)吹扫原子层沉积系统的反应腔，将未被吸附的第二前驱体和副产物排出反应腔。
S23：向原子层沉积系统的反应腔中通入反应气体(Reaction gas)，生成第二无机层512。第二无机层512为二氧化钛层且由四氯化钛作为第二前驱体时，反应气体为氧化源，可以是氧气或水汽。
S24：用惰性气体吹扫原子层沉积系统的反应腔，将未参与反应的反应气体和反应副产物排出反应腔。
使用原子层沉积系统重复并交替进行上述第一沉积循环和第二沉积循环，制得无机层51，本实施例中，无机层51中第一无机层511为三氧化二铝层，第二无机层512为二氧化钛层或三氧化二镓层中的一种，三氧化二铝层与二氧化钛层、三氧化二镓层具有相反的应力，能够进一步降低两层之间的应力。可选地，制得的无机层51包括5个至100个第一无机层和5个至100个第二无机层，在保证具有足够阻隔水氧性能情况下，其制作时间和成本较低，适于规模化生产。作为优选方案，制得交替层叠的第一无机层511和第二无机层512，且第一无机层511和第二无机层512均为单分子膜层，使得相邻的第一无机层511和第二无机层512之间的界面能够保证限制在原子的层面，进一步减小形成的无机层51的应力。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
基板；
有机发光器件，设置于所述基板上；
薄膜封装层，设置于所述有机发光器件背离所述基板的一侧，所述薄膜封装层包括至少一个无机层，所述无机层包括交替层叠设置的至少一个第一无机层和至少一个第二无机层，且所述第一无机层和所述第二无机层之间通过原子力键合，使所述第一无机层和所述第二无机层之间没有界面。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述无机层由包含至少一个第一无机层和至少一个第二无机层的层间复合材料形成。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一无机层和所述第二无机层间的结合力为104～106J/mol。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述无机层包括5个至100个第一无机层和5个至100个第二无机层。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一无机层包含三氧化二铝层，所述第二无机层包含二氧化钛层、三氧化二镓层中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，每一层所述第一无机层的厚度和每一层所述第二无机层的厚度均为
7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一无机层和/或所述第二无机层为单分子膜层。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述无机层的厚度为30～100nm。
9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜封装层还包括与所述无机层交替层叠的至少一个有机层。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述有机层的厚度为1～20μm。
11.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜封装层包括2个至3个所述无机层，所述薄膜封装层的最上层和最下层均为所述无机层。
12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜封装层包括1个至2个所述有机层。
13.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜封装层的厚度为5～20μm。
14.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一无机层和所述第二无机层通过原子层沉积方法制备。
15.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述基板为柔性基板。
16.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基板；
在所述基板上制备有机发光器件；
在所述有机发光器件背离所述基板的一侧制备薄膜封装层，其中，所述薄膜封装层包括至少一个无机层，所述无机层包括交替层叠设置的至少一个第一无机层和至少一个第二无机层，所述第一无机层和所述第二无机层通过原子层沉积方法制备，且所述第一无机层通过原子层沉积系统的第一沉积循环制备，所述第二无机层通过原子层沉积系统的第二沉积循环制备，所述无机层通过所述原子层沉积系统的第一沉积循环和第二沉积循环交替制备形成，其中，所述第一无机层和所述第二无机层之间通过原子力键合，且所述第一无机层和所述第二无机层之间没有界面。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述第一无机层和所述第二无机层之间结合力为104～106J/mol。
18.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述第一沉积循环采用三甲基铝作为前驱体，所述第二沉积循环采用四氯化钛或三甲基镓作为前驱体，且通过所述第一沉积循环和所述第二沉积循环形成所述第一无机层和所述第二无机层交替层叠的所述无机层，其中，所述第一无机层为三氧化二铝层，所述第二无机层为二氧化钛层或三氧化二镓层中的一种。
19.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述无机层包括5个至100个第一无机层和5个至100个第二无机层。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述第一无机层和/或所述第二无机层为单分子膜层。
21.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，形成所述无机层之后，在所述无机层背离所述基板的一侧形成有机层。
22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜封装层为包括至少一所述有机层和至少一所述无机层的层叠结构。
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