CN106920800A - 柔性显示器件及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性显示器件及其形成方法。所述柔性显示器件包括柔性基板、设置于所述柔性基板上的功能膜层以及设置于所述功能膜层上的金属线，其中，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布。由于不同材料之间存在界面，该界面可以降低下方膜层的向内压缩的趋势，成为柔性显示器件拉伸过程中部分应力得以释放的区域，柔性显示器件的弯折性得到提升。此外，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使金属线呈波浪状，能够进一步降低金属线断裂的风险，提高所述柔性显示器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种柔性显示器件及其形成方法。
背景技术
柔性显示器是一种制作在柔性载体(也称为柔性基板)上的，可变型或可弯曲的显示装置。由于柔性显示器具有高轻巧性、耐冲击性、可挠取性、可穿戴性、携带方便等特点，被誉为二十一世纪最具前途的产品之一，已经越来越多地受到人们的关注。
目前，柔性显示器通常包括显示面板和用于驱动显示面板的外围电路，所述显示面板包括柔性基板、像素阵列和金属线，所述像素阵列和金属线均设置于所述柔性基板上，所述外围电路通过所述金属线与所述像素阵列的各个的像素单元实现电性连接，所述金属线包括交叉设置且相互独立的栅线和数据线。
柔性显示器在使用时需要挠曲一定曲率半径，甚至频繁弯折。柔性显示器发生形变时产生的应力会施加于金属线，金属线会面临断裂的危险。特别是数据线和栅线，由于其线宽非常小，而长度却很长，具有超高的长宽比，因此断裂的几率更大。随着弯折次数的增加，金属线容易出现断裂或多处微连接，导致柔性显示器无法正常显示。
为了提高柔性显示器的可靠性并延长柔性显示器的使用寿命，公开号为CN1037003100A的中国专利申请，公开了一种在金属线上设置洞孔以释放应力，从而延长金属线的使用寿命的方法。如图1所示，柔性显示器10包括：柔性基板(图1中未示出)和设置于所述柔性基板上的金属线，所述金属线包括交叉设置且相互独立的数据线1和栅线2，所述数据线1和栅线2限定的像素单元3内设置有像素电极4和作为像素电极开关的薄膜晶体管5，所述数据线1和/或栅线2上设有洞孔6。当所述柔性显示器10在发生形变时，可以通过所述洞孔6释放应力。
该方法虽然能够延长金属线的使用次数，提高柔性显示器的使用寿命，但是由于金属线的线宽本来就很小，在本就不宽的金属线上打孔会有较多的问题，主要表现为两个方面：一方面，对于光刻设备的要求非常高，工艺难度较大；另一方面，打孔会在金属线上产生打孔处，所述金属线在打孔处边缘的线宽会比其他位置的线宽窄很多，因此所述金属线在打孔处非常容易出现断裂，影响器件的可靠性。而且，众所周知，随着对显示器分辨率的需求越来越高，金属线的线宽要求也越来越窄，在很窄的金属线上打孔，其技术难度越来越大，实现的可能性越来越低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性显示器件及其形成方法，以解决现有的柔性显示器可靠性差、制作难度大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种柔性显示器件，包括柔性基板、设置于所述柔性基板上的功能膜层以及设置于所述功能膜层上的金属线，其中，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布。
可选的，在所述的柔性显示器件中，所述金属线包括若干条数据线和若干条栅线，所述若干条数据线和若干条栅线交叉设置且相互独立，所述数据线和/或栅线下方的功能膜层由多种材料形成。
可选的，在所述的柔性显示器件中，至少部分金属线下方的功能膜层由两种材料形成，所述两种材料分别为有机材料和无机材料。
可选的，在所述的柔性显示器件中，所述有机材料为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或聚对二甲苯。所述无机材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或氧化钛。
可选的，在所述的柔性显示器件中，相邻材料的接触面为垂直于所述柔性基板表面的平面，或者，相邻材料的接触面为斜面。
可选的，在所述的柔性显示器件中，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使所述金属线呈波浪状。
可选的，在所述的柔性显示器件中，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凸起。
可选的，在所述的柔性显示器件中，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凹陷。
本发明还提供一种柔性显示器件的形成方法，包括：
提供一柔性基板；
在所述柔性基板上依次形成功能膜层和金属线；
其中，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布。
与现有技术相比，在本发明提供的柔性显示器件中，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布，由于不同材料之间存在界面，该界面可以降低下方膜层的向内压缩的趋势，成为柔性显示器件拉伸过程中部分应力得以释放的区域，柔性显示器件的弯折性得到提升。此外，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使金属线呈波浪状，能够进一步降低金属线断裂的风险，提高所述柔性显示器件的可靠性。
附图说明
图1是现有技术的柔性显示器的结构示意图；
图2为本发明实施例一的柔性显示器件的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例一的柔性显示器件的数据线位置的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例一的柔性显示器件的栅线位置的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例二的柔性显示器件的数据线位置的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例二的柔性显示器件的栅线位置的剖面结构示意图；
图7为本发明实施例三的柔性显示器件的数据线位置的剖面结构示意图；
图8为本发明实施例三的柔性显示器件的栅线位置的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例四的柔性显示器件的数据线位置的剖面结构示意图；
图10为本发明实施例四的柔性显示器件的栅线位置的剖面结构示意图。
具体实施方式
在背景技术中已经提及，柔性显示器发生形变时产生的应力会施加于金属线，金属线会面临断裂的危险。特别是数据线和栅线，由于其线宽非常小，而长度却很长，具有超高的长宽比，因此断裂的几率更大。随着弯折次数的增加，金属线容易出现断裂或多处微连接，导致柔性显示器无法正常显示。
发明人长期研究发现，金属线发生应力形变的一部分原因在于金属线与下方膜层的应力不匹配。在受到拉伸应力时，金属线延展性优于下方的膜层，下方膜层的延展性相对较差，故相对于金属线下方的膜层而言(下方膜层为参考系)，上方的金属线具有向外拉伸的力，同时受到下方膜层向内维持其自身性质不发生形变的反向的压缩趋势，当这两种反向的力大到一定程度时，应力得不到释放，从而使得金属线易发生断裂。基于此，本发明提出一种柔性显示器件及其形成方法，该柔性显示器件中至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布，由于不同材料之间存在界面，该界面可以降低下方膜层的向内压缩的趋势，成为柔性显示器件拉伸过程中部分应力得以释放的区域，柔性显示器件的弯折性得到提升。此外，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使金属线呈波浪状，能够进一步降低金属线断裂的风险，提高所述柔性显示器件的可靠性。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的柔性显示器件及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
图2为本发明实施例一的柔性显示器件的俯视结构示意图，图3为本发明实施例一的柔性显示器件的数据线位置的剖面结构示意图，图4为本发明实施例一的柔性显示器件的栅线位置的剖面结构示意图。
如图2至图4所示，柔性显示器件100包括：柔性基板110、设置于所述柔性基板110上的功能膜层120以及设置于所述功能膜层120上的金属线130，其中，至少部分金属线130下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线130的长度方向交替分布。
重点参考图2，所述金属线130包括交叉设置且相互独立的若干条数据线131和若干条栅线132，所述若干条数据线131和若干条栅线132均由金属制成。在本实施例中，所述数据线131和栅线132下方的功能膜层均由多种材料形成。但应理解，在发明其他实施例中，可以是数据线131下方的功能膜层由多种材料形成，而栅线132下方的功能膜层由单一材料形成。或者，栅线132下方的功能膜层由多种材料形成，而数据线131下方的功能膜层由单一材料形成。再者，可以仅将柔性显示器弯折频繁区域的数据线131和/或栅线132下方的功能膜层设置为由多种材料形成，而弯折相对不频繁区域即金属线不易断裂的区域的功能膜层由单一材料形成。此外，本发明是为了利用功能膜层120中不同材料之间存在的界面释放金属线的应力，因而只需与金属线130接触(位于金属线130正下方)的至少部分功能膜层由多种不同材料沿金属线130的长度方向交替分布即可，该功能膜层120中不与金属线130接触的区域(并非位于金属线正下方的区域)可以由多种不同材料形成，也可以由单一材料形成，本发明不予限定。
优选方案中，如图3所示，所述数据线131下方的功能膜层120由两种材料交替排布形成，即，所述数据线131下方的功能膜层120由第一材料120a和第二材料120b形成，所述第一材料120a为有机材料，所述第二材料120b为无机材料。如图4所示，所述栅线132下方的功能膜层120也是由两种材料交替排布形成，即所述栅线132下方的功能膜层120也是由第一材料120a和第二材料120b形成，所述第一材料120a为有机材料，所述第二材料120b为无机材料。所述第一材料120a和第二材料120b的长度可以随产品设计需求而定。所述有机材料可以为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)及聚对二甲苯(Parylene)。所述无机材料可以为氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)或氧化钛(TiO2)。由于有机材料和无机材料之间性能差异较大，由二者交替排布形成的功能膜层的界面处可以更好地释放柔性显示器件拉伸过程中的应力。应当认识到，本发明的功能膜层并不限于由有机材料和无机材料交替形成，也可以是由两种不同的有机材料或者两种不同的无机材料形成，只要是两种材料存在界面即可释放一定的应力。此外，功能膜层也可以由三种以上不同材料沿所述金属线的长度方向交替分布，亦可实现同样的目的。应理解，由两种不同材料形成相较于由三种以上不同材料形成，工艺简单，有利于提高生产效率。
本实施例中，所述第一材料120a是单层结构。在本发明其它实施例中，所述第一材料120a也可以是由多个膜层形成的堆叠结构，即，所述第一材料120a是由多个膜层沿金属线130的厚度方向堆叠排布形成。同样，本实施例中，所述第二材料120b是单层结构。在本发明其它实施例中，所述第二材料120b也可以是由多个膜层形成的堆叠结构，即，所述第二材料120b是由多个膜层沿金属线130的厚度方向堆叠排布形成。
如前所述，由于金属线130下方的功能膜层120采用不同材料交替排布形成，可以较好地释放金属线130的应力，因此，所述金属线130可采用现有的普通金属材料制成，例如铜、钨、铝、钼、钛、钼铝钼或钛铝钛等。相比于石墨烯或纳米银材料，利用上述普通金属材料制作金属线，成本较低。
继续参考图2，所述数据线131和栅线132限定的像素单元内设置有像素电极133和薄膜晶体管134，所述薄膜晶体管134作为像素电极133的开关，控制各像素电极133工作，即控制像素电极133充放电。所述功能膜层120可以是形成薄膜晶体管134的介质层时一并形成于柔性基板110上，也可以是形成柔性显示器件的其它膜层时一并形成于柔性基板110上，还可以是单独形成于柔性基板110上的膜层。此外，所述功能膜层120与柔性基板110之间还可以形成有其他公知的膜层，在此不予限定。
本实施例还提供了一种柔性显示器件的形成方法。请参考图2，并结合图3至图4所示，所述柔性显示器件的形成方法包括如下步骤：
S1：提供一柔性基板110；
S2：在所述柔性基板110上依次形成功能膜层120和金属线130，至少部分金属线130下方的功能膜层120由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线130的长度方向交替分布。
下面结合图2至图4所示更详细的描述本实施例的柔性显示器件形成方法。
首先，提供一柔性基板110。所述柔性基板110上可形成有各种膜层(图中未示出)用以实现不同的功能。本实施例中，所述柔性基板110为塑料基板。当然，所述柔性基板110也可以采用其他柔性材质，例如树脂或者橡胶等，只要所述柔性基板110作为柔性显示器的外壳符合柔软度的要求即可。
接着，在所述柔性基板110上形成功能膜层120和金属线130。至少部分金属线130下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线130的长度方向交替分布。本实施例中，所述数据线131和栅线132下方的功能膜层120均是由第一材料120a和第二材料120b形成。可先在柔性基板110上形成第一材料120a，再在柔性基板110上形成第二材料120b。或者，先在柔性基板110上形成第二材料120b，再在柔性基板110上形成第一材料120a。所述第一材料120a例如是通过涂覆、光刻及刻蚀等工艺形成，所述第二材料120b例如是通过溅射、光刻及刻蚀等工艺形成。总之，最终使第一材料120a和第二材料120b沿金属线130的长度方向交替分布即可。所述金属线130包括交叉设置且相互独立的若干条数据线131和若干条栅线132。可通过溅射、光刻及刻蚀等工艺形成金属线130。
由于金属线130下方的功能膜层120采用不同材料交替排布形成，不同材料之间存在界面，该界面可释放柔性显示器件拉伸过程中产生的部分应力，使得柔性显示器件的弯折性得到提升。
实施例二
本实施例与实施例一区别之处在于，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使金属线呈波浪状，能够进一步降低金属线断裂的风险，提高所述柔性显示器件的可靠性。
具体而言，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凸起，通过该弧形凸起使金属线呈波浪状。如图5和图6所示，本实施例中，所述数据线131和栅线132下方至少部分功能膜层表面具有弧形凸起，相应的，所述数据线131和栅线132均为波浪线。但应理解，在发明其他实施例中，可以是数据线131下方的功能膜层具有弧形凸起，相应的，所述数据线131为波浪线，而栅线132为直线。或者，可以是栅线132下方的功能膜层具有弧形凸起，相应的，所述栅线132为波浪线，而数据线131为直线。此外，可以仅将柔性显示器弯折频繁区域的数据线131和/或栅线132下方的功能膜层设置为具有凸起，以使该区域的金属线为波浪线，而弯折相对不频繁区域即金属线不易断裂的区域的功能膜层为平坦表面。
本实施例中，所述功能膜层120的第二材料120b表面具有凸起，由此使得随后形成的金属线130为波浪线，即所述金属线130的部分线段随着所述弧形凸起出现高低起伏。在本发明其它实施例中，可以是第一材料120a表面具有凸起，还可以是第一材料120a和第二材料120b表面均具有凸起，同样可使随后形成的金属线130为波浪线。
重点参考图5，所述数据线131下方的功能膜层120包括具有平坦表面的第一材料120a和具有弧形表面的第二材料120b。所述数据线131包括直线段131a和弧形段131b。所述弧形段131b的波长(即一个波浪周期的长度)和波幅(波浪的高度)以及所述直线段131a的长度可以随产品设计需求而定。
重点参考图6，所述栅线132下方的功能膜层120包括具有平坦表面的第一材料120a和具有弧形表面的第二材料120b。所述栅线132包括直线段132a和弧形段132b。所述弧形段132b的波长(即一个波浪周期的长度)和波幅(波浪的高度)以及所述直线段132a的长度可以随产品设计需求而定。
所述数据线131中设置的弧形段131b能够在横截面方向和纵截面方向承受应力，能够提高数据线131承受应力的能力，从而延长数据线131的使用次数。同样，所述栅线132中设置的弧形段132b能够在横截面方向和纵截面方向承受应力，能够提高栅线132承受应力的能力，从而延长栅线132的使用次数。在本实施例提供的柔性显示器件100中，所述金属线130包括数据线131和栅线132都不易断裂。
实施例三
本实施例与实施例一区别之处在于，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凹陷，通过该弧形凹陷使金属线呈波浪状。如图7和图8所示，本实施例中，所述数据线131和栅线132下方至少部分功能膜层表面具有弧形凹陷，相应的，所述数据线131和栅线132均为波浪线。但应理解，也可以是数据线131下方的功能膜层具有弧形凹陷，相应的，所述数据线131为波浪线，而栅线132为直线。或者，可以是栅线132下方的功能膜层具有弧形凹陷，相应的，所述栅线132为波浪线，而数据线131为直线。此外，可以仅将柔性显示器弯折频繁区域的数据线131和/或栅线132下方的功能膜层设置为具有弧形凹陷，以使该区域的金属线为波浪线，而弯折相对不频繁区域即金属线不易断裂的区域的功能膜层为平坦表面。
实施例四
本实施例中，所述数据线131和栅线132下方的功能膜层120均由两种材料交替排布形成，即，所述数据线131和栅线132下方的功能膜层120均由第一材料120a和第二材料120b形成。与实施例一区别之处在于，第一材料120a和第二材料120b的接触面(界面)是斜面，并不垂直于柔性基板101的水平面。
具体如图9和10所示，所述功能膜层120中，第一材料120a的纵截面(垂直于柔性基板110表面的截面)形状为梯形，第二材料120b的纵截面(垂直于柔性基板110表面的截面)形状为倒梯形。
需要说明的是，本发明并不限定不同材料之间界面的形状，其可以是斜面，还可以是弧形面，也可以是不规则形状的面，实际上不同材料之间存在界面即有利于释放金属线的应力。
综上，在本发明实施例提供的柔性显示器件及其形成方法中，通过将金属线的部分线段设置为弧形线段，以提高所述金属线承受应力的能力，从而延长所述金属线的使用次数，提高所述柔性显示器的使用寿命的。进一步的，所述弧形线段采用交替设置的高低起伏结构和平面弯折，能够进一步降低金属线断裂的风险，提高所述柔性显示器件的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种柔性显示器件，包括柔性基板、设置于所述柔性基板上的功能膜层以及设置于所述功能膜层上的金属线，其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布。
2.如权利要求1所述的柔性显示器件，其特征在于，所述金属线包括若干条数据线和若干条栅线，所述若干条数据线和若干条栅线交叉设置且相互独立，所述数据线和/或栅线下方的功能膜层由多种材料形成。
3.如权利要求1或2所述的柔性显示器件，其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层由两种材料形成，所述两种材料分别为有机材料和无机材料。
4.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于，所述有机材料为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或聚对二甲苯。
5.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于，所述无机材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或氧化钛。
6.如权利要求1或2所述的柔性显示器件，其特征在于，相邻材料的接触面为垂直于所述柔性基板表面的平面，或者，相邻材料的接触面为斜面。
7.如权利要求1或2所述的柔性显示器件，其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形表面，以使所述金属线呈波浪状。
8.如权利要求7所述的柔性显示器件，其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凸起。
9.如权利要求7所述的柔性显示器件，其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层具有弧形凹陷。
10.如权利要求1至9中任一项所述的柔性显示器件的形成方法，包括：
提供一柔性基板；
在所述柔性基板上依次形成功能膜层和金属线；
其特征在于，至少部分金属线下方的功能膜层由多种材料形成，所述多种材料沿所述金属线的长度方向交替分布。
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