CN106716663A - 柔性基底及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性基底及其制造方法，更具体地，涉及一种柔性基底及其制造方法，所述柔性基底具有高柔性、高透明度和高电导率，以便能够改善应用它的柔性显示装置的质量。为此，本发明提供了一种柔性基底及其制造方法，其特征在于，所述柔性基底包括：柔性基体材料，在柔性基体材料上形成的ITO薄膜以及在ITO薄膜内不连续地分布的多个纳米颗粒。
Description
技术领域
本公开涉及一种柔性基底及其制造方法。更具体地，本公开涉及一种具有高水平柔性、透明度和电导率的柔性基底以改善设置有所述柔性基底的柔性显示装置的质量和制造所述柔性基底的方法。
背景技术
显示装置市场经历了从阴极射线管(CRT)显示装置到平板显示器(FPD)的产品趋势的迅速变化。FPD的代表性示例有液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示装置等，这些平板显示器与CRT显示装置相比均更轻、更薄、且更易以更大尺寸制造。
最近，显示技术的发展正在从现有的平板显示器转到需要更高机械柔性的柔性显示器。期望未来的显示装置演变成可弯曲、可卷绕、可折叠和可伸缩的结构。为实现柔性显示器，显示器的全部组件需要是柔性的。具体地说，提高透明电极的机械柔性最为重要。
透明电极材料通常是具有80％或更高的可见光透射率且小于1000Ω/sq的片电阻的薄膜。目前最常用的典型透明电极材料是包括90％In2O3和10％SnO2的氧化铟锡(ITO)。
ITO由于其诸如优异的电导率、优异的透光率和易于加工的特性而适用于平板显示器(FPD)。然而，当在柔性显示器中使用ITO时，ITO的差的机械柔性会导致问题。例如，在曲率(或弯曲)半径为10nm或以下的情况下，会形成裂纹，电导率会降低。
在现有技术中，用诸如金属网格和Ag纳米线的替代透明电极材料代替ITO以改善透明电极的柔性。然而，由于复杂的工艺及与现有显示工艺的兼容性，替代透明电极材料的应用是不容易的。因此，需要使用通过改善其机械柔性的ITO透明电极的解决方案。
[现有技术文献]
第10-2011-0135612号韩国专利申请公布(2011年12月19日)
发明内容
技术问题
因此，本公开是考虑到现有技术中出现的上述问题而做出的，本公开提出一种具有高水平柔性、透明度和电导率的柔性基底以改善设置有所述柔性基底的柔性显示装置的质量和制造所述柔性基底的方法。
技术方案
根据本公开的一方面，柔性基底可以包括：柔性基体；氧化铟锡薄膜，设置在柔性基体上；多个纳米颗粒，不连续地分布在氧化铟锡薄膜中。
氧化铟锡薄膜可以包含在其中的Al掺杂ZnO和In掺杂ZnO。
多个纳米颗粒可以由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
纳米颗粒的表面可以从氧化铟锡薄膜的表面暴露以与氧化铟锡薄膜的表面齐平。
柔性基体可以由从薄玻璃片、金属薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺构成的组中选择的一种来形成。
柔性基体可被用作有机发光二极管装置的覆盖基底，氧化铟锡薄膜可被用作充当有机发光二极管装置的阳极的透明电极。
柔性基底还可以包括阻挡层，设置在有机发光二极管装置的有机发光层与氧化铟锡薄膜之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造柔性基底的方法。所述方法可以包括：在柔性基体上不连续地形成多个纳米颗粒；在其上设置有多个纳米颗粒的柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化。
形成多个纳米颗粒的步骤可以包括：通过旋涂在柔性基体上设置多个纳米颗粒；在旋涂之后利用热或等离子体对多个纳米颗粒后处理。
在柔性基体上沉积氧化铟锡的步骤可以包括：通过溅射或旋涂在柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；利用热或等离子体对沉积的氧化铟锡薄膜后处理。
可以对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化使得多个纳米颗粒的表面暴露于外部。
多个纳米颗粒可以由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
有益效果
根据本公开，具有优异透明度和柔性的多个纳米颗粒不连续地设置在在基体上设置的透明薄膜内，从而使柔性基底具有高水平的柔性、透明度和电导率。
此外，根据本公开，当具有多个纳米颗粒分布在其中的透明薄膜被用作充当OLED装置的阳极的透明电极时，透明薄膜还可以充当内部光提取层。然后，可以省略否则将在传统OLED装置中作为与透明电极分开的层来提供的内部光提取层，从而减小OLED装置的厚度。此外，减少的层数能够简化制造工艺。
此外，根据本公开，柔性基底不仅可以在OLED装置中使用，而且可以用于在其中使用透明电极的其它柔性装置，诸如，触摸面板、电子纸、光伏装置、发光二极管(LED)、量子点(QD)显示装置和照明装置。当在这些柔性装置中使用柔性基底时，柔性基底可以改善这些柔性装置的质量。
附图说明
图1是示出根据示例性实施例的柔性基底的剖视图；
图2是示出根据示例性实施例的包括柔性基底的OLED装置的剖视图；
图3至图5是示出根据示例性实施例的以工艺的顺序制造柔性基底的方法的工艺图；以及
图6和图7是示出根据示例性实施例的在通过制造柔性基底的方法制造的柔性基底上制造OLED的工艺的工艺图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据示例性实施例的柔性基底及其制造方法。
在下面的描述中，在包含在此的已知的功能和组件的详细描述会使得本公开的主题呈现不清楚的情况下，将省略这些详细描述。
如图1所示，根据示例性实施例的柔性基底100为能够用作用于照明的柔性有机发光二极管(OLED)装置的覆盖基底(cover substrate)的基底。柔性基底100包括柔性基体110、氧化铟锡(ITO)薄膜120和多个纳米颗粒130。
柔性基体110是支撑ITO薄膜120和多个纳米颗粒130的基底。当柔性基底100用作OLED装置的覆盖基底时，柔性基体110设置在OLED装置的一部分上，即，在OLED的表面上，在此产生的光通过柔性基体110射出，以允许光穿过的同时，用作包封基底以保护ITO薄膜120、多个纳米颗粒130和OLED免受外部环境的影响。
柔性基体110可以由诸如薄玻璃片、金属薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和聚酰亚胺(PI)的具有柔性的材料形成。然而，由于柔性基体110可以由一系列具有柔性的其它材料来形成，因此根据示例性实施例的柔性基体110不限于以上所述的材料。
ITO薄膜120设置在柔性基体110上。多个纳米颗粒130分布在ITO薄膜120内，从而使ITO薄膜120具有柔性。纳米颗粒130的表面从ITO薄膜120的表面暴露。纳米颗粒130的暴露的表面与ITO薄膜120的表面齐平。ITO薄膜120可以包括Al掺杂ZnO(AZO)和铟掺杂ZnO(IZO)。
如图2所示，根据示例性实施例的ITO薄膜120用作充当OLED装置的阳极的透明电极。ITO薄膜120还充当OLED装置的内部光提取层。当ITO薄膜120不仅充当OLED装置的透明电极还充当OLED装置的内部光提取层时，可以省略否则将在传统OLED装置中作为与透明电极分开的层来提供的内部光提取层，从而减小OLED装置的厚度。例如，在传统OLED装置中，具有1μm至2μm厚度的内部光提取层和具有150nm厚度的ITO透明电极被设置为单独的层。相反，根据示例性实施例的具有多个纳米颗粒130分布在其中的ITO薄膜120被设置为100nm至600nm的厚度以同时充当OLED装置的透明电极和内部光提取层。
如图2所示，OLED具有夹在柔性基体110与面对柔性基体110的另一基体(未示出)之间的多层结构以包封OLED的多层结构。OLED的多层结构包括透明电极、有机发光层20和后电极30。根据示例性实施例的ITO薄膜120用作充当OLED装置的阳极的透明电极。后电极30为充当OLED装置的阴极的金属电极。后电极30可以是由诸如Al、Ni、Ag或Cu的具有较小功函数的金属形成的金属薄膜或者由它们的组合形成的复合层，以有利于电子注入。后电极30必须具有几十纳米至几百纳米的小厚度以具有柔性。有机发光层20包括顺序地堆叠在充当透明电极的ITO薄膜120上的空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层和电子注入层。
根据这种结构，当在ITO薄膜120与后电极30之间感生正向电压时，电子从后电极30穿过电子注入层和电子传输层迁移到发射层，同时空穴从ITO薄膜120穿过空穴注入层和空穴传输层迁移到发射层。已经迁移到发射层中的电子和空穴彼此复合，从而产生激子。这些激子从激发态转变到基态，从而发射光。发射的光的亮度与在ITO薄膜120和后电极30之间流动的电流的量成比例。
当OLED为用于照明的白光OLED时，发光层可以具有包括发射蓝光的高分子发光层和发射橘红光的低分子发光层的多层结构或者可以具有发射白光的各种其它结构。有机发光层20还可以具有串接式结构。在这种情况下，可以设置与互连层交替的多个有机发光层20。
由高电导率、高透明度材料形成的阻挡层10还可以设置在ITO薄膜120与有机发光层20之间。阻挡层10用于防止铟(In)从ITO薄膜120扩散到有机发光层20中。
多个纳米颗粒130在ITO薄膜120内不连续地分布。多个纳米颗粒130的表面从ITO薄膜120的表面暴露的同时，与ITO薄膜120的表面齐平。
通常，多孔材料与其它材料相比相对更具柔性和弹性。根据示例性实施例，多个纳米颗粒130不连续地分布在类似于多孔材料的结构中，从而使机械柔性差的ITO薄膜120具有柔性。多个纳米颗粒130可以由从诸如SiO2、TiO2和Al2O3的具有优异透明度和柔性的候选金属氧化物中选择的金属氧化物形成。当多个纳米颗粒130由任一候选金属氧化物形成时，ITO薄膜120的透明度可以提高到比传统ITO透明电极的透明度高。然而，由于金属氧化物为不导电材料，因此用作OLED的透明电极的ITO薄膜120的电导率会降低。因此，在ITO薄膜120中包括的多个纳米颗粒130的类型和数量可以根据在其中使用OLED的显示装置或照明装置的规格来控制，使得ITO薄膜120呈现出电导率、柔性和透明度的最高水平。
在下文中，将参照图3至图7描述根据示例性实施例的制造柔性基底的方法。
根据示例性实施例的制造柔性基底的方法包括纳米颗粒形成步骤、ITO沉积步骤和平坦化步骤。
首先，如图3所示，纳米颗粒形成步骤为设置多个纳米颗粒130以不连续地分布在柔性基体110上的步骤。在纳米颗粒形成步骤中，通过旋涂在柔性基体110上设置由诸如SiO2、TiO2或Al2O3的金属氧化物形成的多个纳米颗粒130。多个纳米颗粒130具有几百纳米的尺寸。在纳米颗粒形成步骤中，在旋涂之后，利用热或等离子体对多个纳米颗粒130后处理以使多个纳米颗粒130再排列为不连续分布并且改善多个纳米颗粒130的特性。
在纳米颗粒形成步骤中，柔性基体110可以由从薄玻璃片、金属薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和聚酰亚胺(PI)中选择的一种来形成。
如图4所示，后续的ITO沉积步骤为在其上设置有多个纳米颗粒130的柔性基体110上沉积氧化铟锡(ITO)从而形成ITO薄膜120a的步骤。在ITO沉积步骤中，通过溅射或旋涂在柔性基体110上沉积ITO薄膜120a。然后，利用热或等离子体对沉积的ITO薄膜120a后处理以改善ITO薄膜120a的特性。在ITO沉积步骤中，ITO薄膜120a可以包括Al掺杂ZnO(AZO)和铟掺杂ZnO(IZO)。
如图5所示，后续的平坦化步骤为对在ITO沉积步骤中形成的ITO薄膜120a的表面平坦化的步骤。在平坦化步骤中，对ITO薄膜120的表面平坦化使得多个纳米颗粒130的表面暴露于外部。为使ITO薄膜120形成为高平坦表面，必须以将多个纳米颗粒130的表面暴露于外部的程度来执行平坦化操作。
如上所述，在完成平坦化步骤时，制造了根据示例性实施例的柔性基底100。由于具有优异的透明度和柔性的多个纳米颗粒130在ITO薄膜120内不连续地分布，所以如上描述的制得的柔性基底100具有高水平的柔性和透明度。
柔性基底100可用作OLED装置的覆盖基底。如图6所示，在ITO薄膜120上设置由具有高电导率和透明度的材料形成的阻挡层10。然而，可以省略形成阻挡层10的操作。然后，如图7所示，在柔性基底上顺序地堆叠有机发光层20和后电极30，从而完成柔性OLED装置的制造。
具有多个纳米颗粒130分布在其中的ITO薄膜120不仅用作充当OLED装置的阳极的透明电极，而且充当OLED装置的内部光提取层。然后，可以省略否则将在传统OLED装置中作为与透明电极分开的层来提供的内部光提取层，从而减小OLED装置的厚度。此外，减少的层数能够简化制造工艺。
尽管根据示例性实施例的柔性基底100已经被描述为用作OLED装置的覆盖基底，但是柔性基底100不仅可以在OLED装置中使用，而且可以用于其中使用透明电极的其它柔性装置，诸如，触摸面板、电子纸、光伏装置、发光二极管(LED)、量子点(QD)显示装置和照明装置。当在这些柔性装置中使用柔性基底100时，柔性基底100可以改善这些柔性装置的质量。
已经针对附图给出了本公开的具体示例性实施例的以上描述。这些示例性实施例不意图是穷举的或者使本公开局限于公开的精确形式，并且显而易见的是，本领域普通技术人员根据以上教导能够做出许多修改和变化。
因此，本公开的范围并不意图限于前述的实施例，而是由所附权利要求和它们的等同物所限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种柔性基底，所述柔性基底包括：
柔性基体；
氧化铟锡薄膜，设置在柔性基体上；
多个纳米颗粒，不连续地分布在氧化铟锡薄膜中，
其中，纳米颗粒的表面从氧化铟锡薄膜的表面暴露以与氧化铟锡薄膜的表面齐平。
2.如权利要求1所述的柔性基底，其中，氧化铟锡薄膜包含在其中的Al掺杂ZnO和In掺杂ZnO。
3.如权利要求1所述的柔性基底，其中，多个纳米颗粒由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
4.如权利要求1所述的柔性基底，其中，柔性基体由从薄玻璃片、金属薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺构成的组中选择的一种来形成。
5.如权利要求1所述的柔性基底，其中，柔性基体包括有机发光二极管装置的覆盖基底，氧化铟锡薄膜包括充当有机发光二极管装置的阳极的透明电极。
6.如权利要求6所述的柔性基底，所述柔性基底还包括阻挡层，设置在有机发光二极管装置的有机发光层与氧化铟锡薄膜之间。
7.一种制造柔性基底的方法，所述方法包括：
在柔性基体上不连续地形成多个纳米颗粒；
在设置有多个纳米颗粒的柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；
对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化，
其中，对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化使得多个纳米颗粒的表面暴露于外部。
8.如权利要求8所述的方法，其中，形成多个纳米颗粒的步骤包括：
通过旋涂在柔性基体上设置多个纳米颗粒；以及
在旋涂之后利用热或等离子体对多个纳米颗粒后处理。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在柔性基体上沉积氧化铟锡的步骤包括：
通过溅射或旋涂在柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；以及
利用热或等离子体对沉积的氧化铟锡薄膜后处理。
10.如权利要求8所述的方法，其中，多个纳米颗粒由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
Claims (12)
1.一种柔性基底，所述柔性基底包括：
柔性基体；
氧化铟锡薄膜，设置在柔性基体上；以及
多个纳米颗粒，不连续地分布在氧化铟锡薄膜中。
2.如权利要求1所述的柔性基底，其中，氧化铟锡薄膜包含在其中的Al掺杂ZnO和In掺杂ZnO。
3.如权利要求1所述的柔性基底，其中，多个纳米颗粒由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
4.如权利要求1所述的柔性基底，其中，纳米颗粒的表面从氧化铟锡薄膜的表面暴露以与氧化铟锡薄膜的表面齐平。
5.如权利要求1所述的柔性基底，其中，柔性基体由从薄玻璃片、金属薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺构成的组中选择的一种来形成。
6.如权利要求1所述的柔性基底，其中，柔性基体包括有机发光二极管装置的覆盖基底，氧化铟锡薄膜包括充当有机发光二极管装置的阳极的透明电极。
7.如权利要求6所述的柔性基底，所述柔性基底还包括阻挡层，设置在有机发光二极管装置的有机发光层与氧化铟锡薄膜之间。
8.一种制造柔性基底的方法，所述方法包括：
在柔性基体上不连续地形成多个纳米颗粒；
在设置有多个纳米颗粒的柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；以及
对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化。
9.如权利要求8所述的方法，其中，形成多个纳米颗粒的步骤包括：
通过旋涂在柔性基体上设置多个纳米颗粒；以及
在旋涂之后利用热或等离子体对多个纳米颗粒后处理。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在柔性基体上沉积氧化铟锡的步骤包括：
通过溅射或旋涂在柔性基体上沉积氧化铟锡薄膜；以及
利用热或等离子体对沉积的氧化铟锡薄膜后处理。
11.如权利要求8所述的方法，其中，对在柔性基体上沉积的氧化铟锡薄膜的表面平坦化使得多个纳米颗粒的表面暴露于外部。
12.如权利要求8所述的方法，其中，多个纳米颗粒由从SiO2、TiO2和Al2O3构成的组中选择的一种金属氧化物来形成。
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