CN107195643B - 柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置。柔性显示面板的一具体实施方式包括依次层叠设置的：第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底、第二阻挡层、以及多晶硅薄膜晶体管器件层；其中，多晶硅薄膜晶体管器件层包括有源层，有源层由非晶硅材料经过准分子激光退火工艺后形成，柔性显示面板由激光剥离工艺将第一柔性衬底从刚性基板上剥离后形成；激光剥离工艺所采用的激光峰值波长为λ1，准分子激光退火工艺的激光峰值波长为λ2；第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％；第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％。该实施方式能够提升柔性显示面板的制作良率。

Description

柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体柔性显示技术领域，尤其涉及柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置。
背景技术
柔性显示屏，是由柔软的材料制成，可变形可弯曲的显示装置，具有体积小、便携、低功耗等优势，被越来越广泛地应用在各个领域中。
柔性显示屏通常包括柔性衬底和制作于柔性衬底上的显示器件，在制作过程中，通常利用刚性基板为柔性衬底提供支撑，之后在柔性衬底上制作包含多晶硅薄膜晶体管的显示器件，薄膜晶体管的制作过程中需要利用ELA(Excimer Laser Annealing，准分子激光退火)工序使非晶硅层的硅晶化，形成多晶硅材料的有源层。
目前柔性显示屏选用的柔性衬底材料，对ELA工序的工作波长的激光的透过率近似为0，但在进行ELA工序时，非晶硅层可能由于工艺中的微尘、杂质等原因覆盖有缺失，ELA的高激光能量可能会穿透非晶硅层以及非晶硅层与柔性衬底之间的阻挡层后作用于柔性衬底，柔性衬底会被激光损伤，导致柔性显示屏制作不良。
发明内容
为了解决上述背景技术部分的一个或多个技术问题，本申请实施例提供了柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置。
一方面，本申请实施例提供了一种柔性显示面板，包括依次层叠设置的：第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底、第二阻挡层、以及多晶硅薄膜晶体管器件层；其中，多晶硅薄膜晶体管器件层包括有源层，有源层由非晶硅材料经过准分子激光退火工艺后形成，柔性显示面板由激光剥离工艺将第一柔性衬底从刚性基板上剥离后形成；激光剥离工艺所采用的激光峰值波长为λ1，准分子激光退火工艺的激光峰值波长为λ2；第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％；第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％。
第二方面，本申请实施例提供了一种柔性显示面板的制作方法，包括：提供刚性基板；在刚性基板上依次形成第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底以及第二阻挡层；在第二阻挡层上形成非晶硅层；采用准分子激光退火工艺使非晶硅层的硅晶化，形成多晶硅层；对多晶硅层进行图形化，形成薄膜晶体管器件层的有源层；在有源层上依次形成薄膜晶体管器件的源漏极、有机发光器件以及封装层；利用激光剥离工艺将刚性基板与第一柔性衬底剥离；其中，激光剥离工艺采用峰值波长为λ1的激光，准分子激光退火工艺采用峰值波长为λ2的激光；第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％；第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％。
第三方面，本申请实施例提供了一种柔性显示装置，包括上述柔性显示面板。
本申请实施例提供的柔性显示面板及其制作方法、柔性显示装置，通过选用对激光剥离工艺所采用的激光峰值波长λ1的透过率不超过0.5％的第一柔性衬底，可以使激光能量在第一柔性衬底与刚性基底之间聚积，从而将柔性衬底与刚性基底完全分离；选用对准分子激光退火工艺所采用的激光峰值波长λ2的透过率不小于0.5％的第二柔性衬底，可以使准分子激光退火工艺中穿过非晶硅层的激光不会在第二柔性衬底处聚积，降低对第二柔性衬底的损伤率，从而提升柔性显示面板的制作良率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本申请实施例的柔性显示面板的一个结构示意图；
图2是根据本申请实施例的柔性显示面板的另一个结构示意图；
图3是根据本申请实施例的柔性显示面板的再一个结构示意图；
图4是根据本申请实施例的柔性显示面板的又一个结构示意图；
图5是根据本申请实施例的柔性显示面板的制作方法的一个流程示意图；
图6是根据本申请实施例的柔性显示装置的一个示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，其示出了根据本申请实施例的柔性显示面板的一个结构示意图。
如图1所示，柔性显示面板100包括依次层叠设置的第一柔性衬底11、第一阻挡层13、第二柔性衬底12、第二阻挡层14以及多晶硅薄膜晶体管器件层15。其中，第一柔性衬底11和第二柔性衬底12是具有可挠性的基板，第一阻挡层13可以用于分隔第一柔性衬底11和第二柔性衬底12，第一阻挡层13可以为绝缘层，第二阻挡层14可以用于将第二柔性衬底12和多晶硅薄膜晶体管器件层15相隔开，第二阻挡层14可以为绝缘层。多晶硅薄膜晶体管器件层15可以包括多个LTPS(Low Temperature Silicon，低温多晶硅)薄膜晶体管，该薄膜晶体管可以是显示区中用于驱动像素进行显示的驱动晶体管，也可以是非显示区内驱动电路中的驱动晶体管或开关晶体管。
在本实施例中，上述多晶硅薄膜晶体管器件层15包括有源层，该有源层由非晶硅材料经过ELA退火工艺后形成。在ELA工艺中，利用准分子激光(例如图1所示激光B)对非晶硅薄膜进行照射，使非晶硅转化为多晶硅。在这里，ELA工艺的激光峰值波长为λ2。
上述柔性显示面板由LLO(Laser Lift-off，激光剥离)工艺将第一柔性衬底11从刚性基板101上剥离后形成。在LLO工艺中，通过激光(图1所示激光A)照射第一柔性衬底和刚性基板101来使第一柔性衬底11和刚性基板101分离，该LLO工艺所采用的激光峰值波长为λ1。
在本实施例中，第一柔性衬底11对波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％，并且第二柔性衬底12对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％。这样，在LLO工艺中采用波长为λ1的激光对第一柔性衬底11照射时，由于第一柔性衬底11对波长为λ1的激光的透过率较低，使得LLO工艺中的激光能量可以聚积在第一柔性衬底11和刚性基板之间，第一柔性衬底11和刚性基板可以完全分离。同时，在ELA工艺中采用波长为λ2的激光照射非晶硅层时，由于第二柔性衬底12对于波长为λ2的激光的透过率较大，穿过非晶硅层的激光能量不会大量地聚积在第二柔性衬底12中，一部分激光能量可以传输至第一阻挡层，从而可以有效地保护第二柔性衬底不被激光灼伤，提升柔性显示面板的制作良率。
可选地，上述LLO工艺的激光峰值波长λ1≤400nm，上述ELA工艺的峰值波长λ2≤400nm。可选地，λ1可以为193nm，243nm，308nm，351nm；λ2可以为193nm，243nm，308nm，351nm。进一步可选地，λ1和λ2可以相等，则第一柔性衬底11和第二柔性衬底12可以由不同的化学材料或不同的制备工艺形成。
具体地，上述第一柔性衬底11可以选用在可见光波段透过率大于0且透过率的截止波长大于λ1的材料；上述第二柔性衬底12可以选用在可见光波段透过率大于0且透过率的截止波长小于λ2的材料。
举例来说，当LLO工艺的激光峰值波长λ1和ELA工艺的峰值波长λ2均为308nm时，第一柔性衬底11可以选用在可见光波段透过率较高且透过率的截止波长大于308nm(例如为400nm)的材料，该材料波长为308nm的激光的透过率接近于0；第二柔性衬底12可以选用在可见光波段具有较高的透过率且透过率的截止波长小于308nm(例如为301nm)的材料，该材料对308nm的激光的透过率大于0.5％。
上述第一柔性衬底11和第二柔性衬底12可以选用相同或不同的PI(聚酰亚胺)材料。在实际制备第一柔性衬底11和第二柔性衬底12的材料时，可以对PI的分子结构进行调整来实现不同透过率或不同截止波长的设计。对PI的分子结构调整的方式可以包括但不限于：采用间位取代的二胺单体；采用侧基或具有不对称结构的单体；在分子结构中引入含氟取代基；减小PI分子中芳香结构的含量，如采用脂环结构二酐或二胺单体。通过上述PI材料的制备方式，可以调整PI对不同波长的透过率，进而可以实现对λ1的波长的透过率不超过0.5％的第一柔性衬底11的材料选择和对λ2的波长的透过率不小于0.5％的第二柔性衬底12的材料选择。
需要说明的是，以上仅仅示例性地示出了第一柔性衬底和第二柔性衬底的材料的可选制备方式，并不构成对第一柔性衬底和第二柔性衬底的材料的可选范围的限定。本领域技术人员可以采用其他制备方式获得满足本申请实施例的对λ1的波长的透过率不超过0.5％的第一柔性衬底11的材料和对λ2的波长的透过率不小于0.5％的第二柔性衬底12的材料，这些材料的选择与上述实施例的柔性显示面板的结构的结合均落入本申请的保护范围。
请参考图2，其示出了根据本申请实施例的柔性显示面板的另一个结构示意图。
如图2所示，在图1所示柔性显示面板的基础上，本实施例的柔性显示面板200还可以包括热保护层16，热保护层16位于第一柔性衬底11与第二柔性衬底12之间。该热保护层16可以在第一柔性衬底11和第二柔性衬底12之间起到阻热、隔热的作用，可以为导热层、吸热层或光反射层中的一项或多项。可选地，导热层的材料可以包含石墨烯和/或金属；吸热层的材料可以包含非晶硅，光反射层的材料可以包含金属，例如银等。
在进一步的实施例中，如图2所示，热保护层16可以位于第一阻挡层13和第二柔性衬底12之间。若热保护层16为导热层，穿过第二柔性衬底12的ELA工艺中的激光能量可以被均匀地扩散至整个导热层，不会集中在某一位置，从而可以有效地保护第二柔性衬底；若热保护层16为吸热层，穿过第二柔性衬底12的ELA工艺中的激光能量可以被吸热层吸收，可以同时保护第二柔性衬底和第一阻挡层；若热保护层16为光反射层，则穿过第二柔性衬底的激光光线可以被反射并穿过第二柔性衬底而返回至多晶硅薄膜晶体管器件层中的有源层，能够在降低第二柔性衬底被灼伤的风险的同时提升ELA激光能量的利用率。
在其他的实施例中，上述热保护层16还可以位于第一柔性衬底11和第一阻挡层13之间。这时，热保护层16可以有效地将穿过第二柔性衬底12和第一阻挡层13的激光能量吸收、反射或均匀地传导，能够进一步避免激光能量在第二柔性衬底12处聚积而使第二柔性衬底受损。
进一步地，上述热保护层16可以图案化，例如热保护层16的图案可以对应于像素的位置，即在像素投影所覆盖的位置具有热保护层材料，在像素间的区域没有热保护层材料；或者热保护层16的图案可以避开切割线来设计。可以理解，热保护层16的图案可以根据工艺需要进行设计，本申请实施例不对热保护层的图案进行特殊限定。
继续参考图3，其示出了根据本申请实施例的柔性显示面板的再一个结构示意图。
如图3所示，与图1类似地，本实施例的柔性显示面板300包括依次层叠设置的第一柔性衬底11、第一阻挡层13、第二柔性衬底12、第二阻挡层14以及多晶硅薄膜晶体管器件层15。其中，多晶硅薄膜晶体管器件层15可以包括有源层，该有源层由非晶硅材料经过ELA工艺后形成，柔性显示面板300由LLO工艺经第一柔性衬底11从刚性基板101上剥离后形成，LLO工艺的激光峰值波长为λ1，ELA工艺所采用的激光峰值波长为λ2，第一柔性衬底11对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％，第二柔性衬底12对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％，以使ELA工艺穿透非晶硅材料的激光能量不会在第二柔性衬底12聚积导致第二柔性衬底12被灼伤，同时使LLO工艺的激光能量在第一柔性衬底11与刚性基板101之间聚积从而使第一柔性衬底11与刚性基板101完全分离，减小LLO工艺中激光能量的损耗。
与图1所示实施例不同的是，在本实施例中，第二柔性衬底12包含散热粒子121，该散热粒子121可以包括导热粒子、吸热粒子和光反射粒子中的一项或多项。其中，导热粒子的材料可以进一步包含石墨烯和/或金属，吸热粒子的材料可以进一步包含非晶硅，光反射粒子的材料可以进一步包含金属，例如可以为银、铜等材料的粒子。这些散热粒子121可以分布在第二柔性衬底12中。导热粒子可以将传输至第二柔性衬底12的激光能量传导至整个第二柔性衬底12中，避免激光能量在一个或多个位置聚积；吸热粒子可以吸收传输至第二柔性衬底12的激光能量；光反射粒子可以将传输至第二柔性衬底12的激光反射回非晶硅薄膜晶体管器件层的有源层。
本实施例的柔性显示面板，通过在第二柔性衬底中掺杂散热粒子，能够有效地将ELA工艺中穿透非晶硅层射向第二柔性衬底的激光能量均匀传导或吸收，进一步避免激光能量在第二柔性衬底中聚积导致第二柔性衬底受损，提升柔性显示面板的制作良率，同时省去了其他用于传导或吸收激光能量的膜层的制作，可以减小柔性显示面板的厚度。需要说明的是，散射粒子还可以设置在第一阻挡层或第二阻挡层中，从而有效地将ELA工艺中的激光能量均匀传导或吸收，提升柔性显示面板的制作良率。
继续参考图4，其示出了根据本申请实施例的柔性显示面板的又一个结构示意图。
如图4所示，在图1所示柔性显示面板100的基础上，本实施例的柔性显示面板400还可以包括有机发光器件层18。该有机发光器件层18可以位于多晶硅薄膜晶体管阵列层15远离第二阻挡层14的一侧。可选地，该有机发光器件层18与多晶硅薄膜晶体管阵列层15之间还设有绝缘层17，该绝缘层17用于将多晶硅薄膜晶体管阵列层15与有机发光器件层18分隔开。
有机发光器件层18可以包括阳极层、有机发光材料层以及阴极层。阳极层可以通过形成于绝缘层17的过孔与多晶硅薄膜晶体管阵列层15中的薄膜晶体管电连接，有机发光材料层在阳极层和阴极层的电压差作用下受激发光，发光亮度与电压差相关，从而实现了画面的显示。
本申请实施例还提供了上述柔性显示面板的制作方法，图5示出了根据本申请实施例的柔性显示面板的制作方法的一个流程示意图。
如图5所示，上述柔性显示面板的制作方法可以包括：步骤501，提供刚性基板。在这里，刚性基板可以为玻璃基板，例如图1所示刚性基板101，用于在制作过程中为柔性衬底和其他器件的制作提供支撑。
接着，在步骤502中，在刚性基板上依次形成第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底以及第二阻挡层。具体地，可以在刚性基板上沉积第一柔性衬底材料，第一柔性衬底材料可以为对后续的激光剥离工艺的峰值波长λ1的透过率不超过0.5％的材料，例如对可见光波段具有较高透过率且透过率的截止波长大于λ1的PI；然后在第一柔性衬底上沉积第一阻挡层材料，使第一阻挡层材料覆盖第一柔性衬底材料，第一阻挡层材料可以为无机阻挡层，例如为硅氧化物、硅氮化物或二者的组合；之后在第一阻挡成上沉积第二柔性衬底材料，该第二柔性衬底材料可以为对后续的准分子激光退火工艺的峰值波长λ2的透过率大于0.5％的材料，例如具有不对称分子结构的PI；之后在第二柔性衬底材料上沉积覆盖第二柔性衬底材料的第二阻挡层，该第二阻挡层也可以为无机阻挡层，例如为硅氧化物、硅氮化物或二者的组合。
然后，在步骤503中，在第二阻挡层上形成非晶硅层。具体可以在第二阻挡层上沉积非晶硅材料，形成非晶硅薄膜，在形成非晶硅薄膜过程中，可以加入磷或硼等气体以对非晶硅材料进行掺杂。
之后，在步骤504中，采用准分子激光退火工艺使非晶硅层的硅晶化，形成多晶硅层。在这里，准分子激光退火工艺采用峰值波长为λ2的激光，第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％，可选地，λ2≤400nm。则准分子激光退火工艺中传输至第二柔性衬底的激光能量中的至少一部分可以被传输至第二阻挡层，可以避免激光能量在第二柔性衬底中聚积而灼伤第二柔性衬底。
而后，在步骤505中，对多晶硅层进行图形化，形成薄膜晶体管器件层的有源层。可以在多晶硅层上覆盖光刻胶，并利用掩膜版对光刻胶进行曝光、显影，之后刻蚀光刻胶形成薄膜晶体管器件层的有源层图案。
之后，在步骤506中，在有源层上依次形成薄膜晶体管器件的源漏极、有机发光器件以及封装层。可以利用已有的源漏极、有机发光器件层工艺制作薄膜晶体管器件的源漏极和有机发光器件，之后可以在有机发光器件层上形成封装层。
最后，在步骤507中，利用激光剥离工艺将刚性基板与第一柔性衬底剥离，其中，激光剥离工艺采用峰值波长为λ1的激光，第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％，可选地，λ1≤400nm。这样，第一柔性衬底对LLO工艺的工作波长的激光的透过率接近于0，可以使LLO工艺的激光在第一柔性衬底和刚性基板之间聚积，有利于快速地将第一柔性衬底和刚性基板分离，并保证第一柔性衬底的完好性。
在一些实施例中，上述方法还包括：在步骤502中，在刚性基板上形成第一柔性衬底和第一阻挡层之后、形成第二柔性衬底和第二阻挡层之前，在第一阻挡层上形成热保护层，该热保护层包括以下至少一项：导热层、吸热层、光反射层。这样，热保护层可以更有效地传导ELA工艺中穿透非晶硅层的激光能量，更好地保护第二柔性衬底。
本申请实施例还提供了一种柔性显示装置，如图6所示，该柔性显示装置600包括上述各实施例的显示面板，可以为手机、平板电脑、可穿戴设备等。可以理解，柔性显示装置600还可以包括驱动芯片、玻璃盖板等公知的结构，此处不再赘述。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种柔性显示面板，其特征在于，包括依次层叠设置的：
第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底、第二阻挡层、以及多晶硅薄膜晶体管器件层；
其中，所述多晶硅薄膜晶体管器件层包括有源层，所述有源层由非晶硅材料经过准分子激光退火工艺后形成，所述柔性显示面板由激光剥离工艺将所述第一柔性衬底从刚性基板上剥离后形成；
所述激光剥离工艺所采用的激光峰值波长为λ1，所述准分子激光退火工艺的激光峰值波长为λ2；
所述第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％；
所述第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％；
所述柔性显示面板还包括图案化的热保护层，所述热保护层位于所述第一柔性衬底与所述第二柔性衬底之间；所述热保护层包括以下至少一项：导热层、光反射层；所述热保护层的图案对应于像素的位置，所述像素在所述第一柔性衬底所在平面上的正投影覆盖所述热保护层在所述第一柔性衬底所在平面上的正投影。
2.根据权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述热保护层位于所述第一阻挡层和所述第二柔性衬底之间。
3.根据权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述导热层的材料包含石墨烯和/或金属；
所述光反射层的材料包含金属。
4.根据权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述第二柔性衬底包含散热粒子，所述散热粒子包括以下至少一项：导热粒子、吸热粒子和光反射粒子。
5.根据权利要求4所述的柔性显示面板，其特征在于，所述导热粒子的材料包含石墨烯和/或金属；
所述吸热粒子的材料包含非晶硅；
所述光反射粒子的材料包含金属。
6.根据权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，λ1≤400nm，λ2≤400nm。
7.根据权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述柔性显示面板还包括有机发光器件层，所述有机发光器件层位于所述多晶硅薄膜晶体管器件层远离所述第二阻挡层的一侧。
8.一种柔性显示面板的制作方法，其特征在于，包括：
提供刚性基板；
在所述刚性基板上依次形成第一柔性衬底、第一阻挡层、第二柔性衬底以及第二阻挡层；
在所述第二阻挡层上形成非晶硅层；
采用准分子激光退火工艺使所述非晶硅层的硅晶化，形成多晶硅层；
对所述多晶硅层进行图形化，形成薄膜晶体管器件层的有源层；
在所述有源层上依次形成所述薄膜晶体管器件的源漏极、有机发光器件以及封装层；
利用激光剥离工艺将所述刚性基板与所述第一柔性衬底剥离；
其中，所述激光剥离工艺采用峰值波长为λ1的激光，所述准分子激光退火工艺采用峰值波长为λ2的激光；
所述第一柔性衬底对于波长为λ1的激光的透过率不超过0.5％；
所述第二柔性衬底对于波长为λ2的激光的透过率不小于0.5％；
在所述刚性基板上形成第一柔性衬底和第一阻挡层之后、形成第二柔性衬底和第二阻挡层之前，所述方法还包括：
在所述第一阻挡层上形成图案化的热保护层，使所述热保护层的图案对应于像素的位置，所述像素在所述第一柔性衬底所在平面上的正投影覆盖所述热保护层在所述第一柔性衬底所在平面上的正投影；所述热保护层包括以下至少一项：导热层、光反射层。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，λ1≤400nm，λ2≤400nm。
10.一种柔性显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的柔性显示面板。
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