CN107968152A - 柔性显示器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了柔性显示器件及其制造方法，其中，柔性显示器件包括：一柔性基板；至少两层聚酰亚胺层，形成于柔性基板的一侧；以及至少一无机膜层，形成于两层聚酰亚胺层之间，无机膜层的一面设有多个突起，多个突起之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。本发明的柔性显示器件及其制造方法通过在第一聚酰亚胺层与第二聚酰亚胺层之间的无机膜层上设置多条配合弯折方向的弯折应力通道，来缓解在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力，减少无机膜层在弯曲到较大角度时弯折断裂的几率，改善了柔性有机发光器件的内应力，保障了柔性有机发光器件的可靠性，并同时保证无机膜层的阻水能力。
Description
技术领域
本发明涉及OLED面板制程领域，尤其涉及柔性显示器件及其制造方法。
背景技术
现今，柔性电子与柔性显示已成为近几年的研究热点；具有固定曲面、可弯曲、可折叠甚至可卷曲的柔性显示电子产品，包括柔性薄膜晶体管液晶显示器(Flexible TFT-LCD)，柔性有机发光显示器(Flexible OLED)等逐渐成为最具前景的高科技行业。众多国内外手机面板厂商均已投入巨资展开相关研究及验证，争相争抢柔性EL的技术及商业先机。
图1为现有的柔性有机发光器件的剖面图。如图1所示，现有的柔性有机发光器件包括自下而上层叠的柔性基板1’、第一聚酰亚胺层21’、无机膜层3’和第二聚酰亚胺层22’。第一聚酰亚胺层21’位于柔性基板1’的一侧。无机膜层3’位于第一聚酰亚胺层21’背离柔性基板1’的一侧。第二聚酰亚胺层22’位于无机膜层3’背离第一聚酰亚胺层21’的一侧。
第一聚酰亚胺层21’和第二聚酰亚胺层22’的主要材料都是PI(Polyimide，聚酰亚胺)，目前作为基板的PI结构通常为单层或者多层。由于PI本身阻水能力较差，也为了工艺中一些其它因素考量，在多层结构的PI与PI之间会加入无机膜层3’(以SiOx为例)来作为缓冲层。
图2为现有的柔性有机发光器件弯折时的示意图。如图2所示，这种SiOx膜层的分布基本上为整面性且厚度较厚，由于无机膜层刚性较强，这增加了PI基板的内应力状况，在单方向弯折时容易使中间的无机膜层产生弯折断裂。(为了更容易看清断裂位置，图2中省略了无机膜层3’)
有鉴于此，发明人提供了柔性显示器件及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供柔性显示器件及其制造方法，缓解了在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力，减少无机膜层在弯曲到较大角度时弯折断裂的几率，改善了柔性有机发光器件的内应力，保障了柔性有机发光器件的可靠性，并同时保证无机膜层的阻水能力。
根据本发明的一个方面，提供一种柔性显示器件，包括：
一柔性基板；
至少两层聚酰亚胺层，形成于所述柔性基板的一侧；以及
至少一无机膜层，形成于两层所述聚酰亚胺层之间，所述无机膜层的一面设有多个突起，多个所述突起之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。
优选地，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。
优选地，所述突起包括平行排列的条状突起和/或矩阵排列的岛状突起。
优选地，所述条状突起沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列，所述条状突起之间的弯折应力通道在所述第二方向上的宽度范围是50nm至500nm。
优选地，每个所述条状突起的高度是10nm至500nm。
优选地，每个所述条状突起在所述第二方向上的宽度范围是10nm至20um
优选地，所述条状突起沿所述第二方向的横截面为矩形或梯形。
优选地，所述梯形的底角的范围是5°至20°。
优选地，所述岛状突起之间分别形成多个第一弯折应力通道和多个第二弯折应力通道；
所述第一弯折应力通道沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列；
所述第二弯折应力通道沿第二方向延伸，在第一方向上排列。
优选地，所述岛状突起是锥台或柱体。
优选地，所述无机膜层的厚度是5nm至50nm。
优选地，还包括有机发光器件层，所述聚酰亚胺层位于所述有机发光器件层与所述柔性基板之间。
根据本发明的另一个方面，还提供一种柔性显示器件的制造方法，包括：
提供一柔性基板；
在所述柔性基板的一侧形成第一聚酰亚胺层；
在所述第一聚酰亚胺层背离所述柔性基板的一侧形成第一无机膜层，所述第一无机膜层的一面设有多个突起，多个所述突起之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道；
在所述第一无机膜层背离所述第一聚酰亚胺层的一侧形成第二聚酰亚胺层。
优选地，在所述第二聚酰亚胺层背离所述第一无机膜层的一侧形成第二无机膜层；
在第二无机膜层背离所述第二聚酰亚胺层的一侧形成第三聚酰亚胺层。
优选地，在第三聚酰亚胺层背离所述第二无机膜层的一侧形成第三无机膜层；
在第三无机膜层背离所述第三聚酰亚胺层的一侧形成第四聚酰亚胺层。
优选地，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。
优选地，所述突起包括平行排列的条状突起和/或矩阵排列的岛状突起。
优选地，所述条状突起沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列，所述条状突起之间的弯折应力通道在所述第二方向上的宽度范围是50nm至500nm。
优选地，所述条状突起沿所述第二方向的横截面为矩形或梯形。
优选地，所述岛状突起之间分别形成第一弯折应力通道和第二弯折应力通道；
所述第一弯折应力通道沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列；
所述第二弯折应力通道沿第二方向延伸，在与第二方向垂直的第一方向上排列。
有鉴于此，本发明的柔性显示器件及其制造方法通过在第一聚酰亚胺层与第二聚酰亚胺层之间的无机膜层上设置多条配合弯折方向的弯折应力通道，来缓解在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力，减少无机膜层在弯曲到较大角度时弯折断裂的几率，改善了柔性有机发光器件的内应力，保障了柔性有机发光器件的可靠性，并同时保证无机膜层的阻水能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有的柔性有机发光器件的剖面图；
图2为现有的柔性有机发光器件弯折时的示意图；
图3为本发明的柔性有机发光器件的剖面图；
图4为本发明的柔性有机发光器件的俯视图；
图5为本发明的柔性有机发光器件弯折时的示意图；
图6为本发明的另一种柔性有机发光器件的俯视图；
图7为本发明的另一种柔性有机发光器件的剖面图；以及
图8a至8f为另一种本发明的柔性有机发光器件的制程过程示意图。
附图标记
1’ 柔性基板
21’ 第一聚酰亚胺层
22’ 第二聚酰亚胺层
3’ 无机膜层
1 柔性基板
21 第一聚酰亚胺层
22 第二聚酰亚胺层
23 第三聚酰亚胺层
24 第四聚酰亚胺层
3 第一无机膜层
31 条状突起
32 岛状突起
33 弯折应力通道
33a 第一弯折应力通道
33b 第二弯折应力通道
4 第二无机膜层
41 条状突起
43 弯折应力通道
5 第三无机膜层
51 条状突起
53 弯折应力通道
A 弯折区域
B 第一中线
C 第二中线
E 条状突起在剖面视角中的宽度
F 条状突起在剖面视角中的高度
G 条状突起在剖面视角中的底角
H 无机膜层的厚度
I 相邻条状突起在剖面视角中的间距
X 第二方向
Y 第一方向
Z 第三方向
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将全面和完整，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。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
图3为本发明的柔性有机发光器件的剖面示意图。图4为本发明的柔性有机发光器件的俯视图。如图3和4所示，本发明的柔性显示器件，包括：柔性基板1、至少两层聚酰亚胺层、至少一无机膜层以及有机发光器件层(图中未示出)。本实施例中，所述聚酰亚胺层和无机膜层均位于所述有机发光器件层与所述柔性基板之间。第一聚酰亚胺层21和第二聚酰亚胺层22分别形成于柔性基板1的一侧。第一无机膜层3形成于相邻的两层聚酰亚胺层之间，本发明中的第一无机膜层3的厚度H是5nm至50nm，但不以此为限。第一无机膜层3的一面设有多个突起31，多个突起31之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道33。本发明中的突起可以是平行排列的条状突起31，但不以此为限。条状突起31沿第一方向(Y方向)延伸，在与第一方向(Y方向)垂直的第二方向(X方向)上排列，条状突起31之间的弯折应力通道33在第二方向(X方向)上的宽度(相邻条状突起在剖面视角中的间距I)范围是50nm至500nm。每个条状突起31的高度F是10nm至500nm，但不以此为限。每个条状突起31在第二方向(X方向)上的宽度(条状突起在剖面视角中的宽度E)范围是10nm至20um，但不以此为限。条状突起31沿第二方向(X方向)的横截面为矩形或梯形，但不以此为限。梯形的底角G的范围是5°至20°，但不以此为限。
图5为本发明的柔性有机发光器件弯折时的示意图。如图5所示，由于第一无机膜层3的一面具有多条相互平行的弯折应力通道33，靠近弯折区域A的每个弯折应力通道33各自承担所在区域产生的形变拉力，以此分散和缓解第一无机膜层3在弯折时受到的拉应力，大幅改善应对单方向的弯折对多层结构的聚酰亚胺膜的内应力。
图6为本发明的另一种柔性有机发光器件的俯视图。如图6所示，本发明中第一无机膜层3的突起也可以是矩阵排列的岛状突起32，岛状突起32是锥台或柱体，但不以此为限。岛状突起32之间分别形成多个第一弯折应力通道33a和多个第二弯折应力通道33b。第一弯折应力通道33a沿第一方向(Y方向)延伸，在与第一方向(Y方向)垂直的第二方向(X方向)上排列。第二弯折应力通道33b沿第二方向(X方向)延伸，在第一方向(Y方向)上排列。
由于在岛状突起32之间可以分别形成第一方向的第一弯折应力通道33a以及第二弯折应力通道33b，所以如果是从第一方向(Y方向)弯折第一无机膜层3，则靠近弯折处的每个第二弯折应力通道33b就会各自承担所在区域产生的形变拉力，以此分散和缓解第一无机膜层3在弯折时受到的拉应力。同样地，所以如果是从第二方向(X方向)弯折第一无机膜层3，则靠近弯折处的每个第一弯折应力通道33a就会各自承担所在区域产生的形变拉力，以此分散和缓解第一无机膜层3在弯折时受到的拉应力。所以，岛状突起32之间的两种弯折应力通道可以大幅改善应对两个方向的弯折对多层结构的聚酰亚胺膜的内应力。在此基础上，通过岛状突起32之间的不同方向的间隙，设置三个不同方向的弯折应力通道、四个不同方向的弯折应力通道、五个不同方向的弯折应力通道等方案也落在本发明的保护范围之内。
图7为本发明的另一种柔性有机发光器件的剖面图。如图7所示，本发明的柔性有机发光器件也可以包括多层聚酰亚胺层与多层无机膜层相互层叠的结构，以此通过在这种多层复合的结构降低水氧通过率。第一聚酰亚胺层21、第二聚酰亚胺层22、第三聚酰亚胺层23、第四聚酰亚胺层24依次自下而上叠置于柔性基板1上。第一聚酰亚胺层21与第二聚酰亚胺层22之间设有第一无机膜层3。第二聚酰亚胺层22与第三聚酰亚胺层23之间设有第二无机膜层4。第三聚酰亚胺层23与第四聚酰亚胺层24之间设有第三无机膜层5。第一无机膜层3的上表面设有多个突起31，多个突起31之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。第二无机膜层4的上表面设有多个突起41，多个突起41之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。第三无机膜层5的上表面设有多个突起51，多个突起51之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。并且，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。例如：图7中的第一无机膜层3的突起31与第三无机膜层5的突起51排列在第二中线C上。而第二无机膜层4的突起41则排列在与第二中线C错开一些距离的第一中线B上，以此避免不同层的突起都集中在一条线上时，产生的应力堆积效果，进一步缓解在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力。
本发明的一种柔性显示器件的制造方法，包括：在柔性基板1的一侧形成第一聚酰亚胺层21。在第一聚酰亚胺层21背离柔性基板1的一侧形成第一无机膜层3，第一无机膜层3的一面设有多个突起31，多个突起31之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。在无机膜层3背离第一聚酰亚胺层21的一侧形成第二聚酰亚胺层22。后续还可以根据需要继续增加其他的聚酰亚胺层和无机膜层，不以此为限。最后在距离柔性基板1最远的聚酰亚胺层上形成有机发光器件层(未示出)。相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。突起包括平行排列的条状突起31和/或矩阵排列的岛状突起32，但不以此为限。其中，条状突起31沿第一方向(Y方向)延伸，在与第一方向(Y方向)垂直的第二方向(X方向)上排列，条状突起31之间的弯折应力通道33在第二方向(X方向)上的宽度范围是50nm至500nm。条状突起31沿第二方向(X方向)的横截面为矩形或梯形。而岛状突起32之间分别形成第一弯折应力通道33a和第二弯折应力通道33b。第一弯折应力通道33a沿第一方向(Y方向)延伸，在与第一方向(Y方向)垂直的第二方向(X方向)上排列。第二弯折应力通道33b沿第二方向(X方向)延伸，在与第二方向(X方向)垂直的第一方向(Y方向)上排列。
图8a至8f为另一种本发明的柔性有机发光器件的制程过程示意图。如图8a至8f所示，柔性显示器件的制造方法包括：
提供一柔性基板1。
在柔性基板1的一侧形成第一聚酰亚胺层21。
在第一聚酰亚胺层21背离柔性基板1的一侧形成第一无机膜层3。第一无机膜层3的上表面设有多个突起31，多个突起31之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。
在第一无机膜层3背离第一聚酰亚胺层21的一侧形成第二聚酰亚胺层22。
在第二聚酰亚胺层22背离第一无机膜层3的一侧形成第二无机膜层4。第二无机膜层4的上表面设有多个突起41，多个突起41之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。
在第二无机膜层4背离第二聚酰亚胺层22的一侧形成第三聚酰亚胺层23。
在第三聚酰亚胺层23背离第二无机膜层4的一侧形成第三无机膜层5。第三无机膜层5的上表面设有多个突起51，多个突起51之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。并且，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。
在第三无机膜层5背离第三聚酰亚胺层23的一侧形成第四聚酰亚胺层24。
通过本发明的柔性有机发光器件的制造方法制得的柔性有机发光器件中的第一聚酰亚胺层21、第二聚酰亚胺层22、第三聚酰亚胺层23、第四聚酰亚胺层24、第一无机膜层3、第二无机膜层4以及第三无机膜层5的七层复合结构能够避免不同层的突起都集中在一条线上时，产生的应力堆积效果，进一步缓解在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力。
在一个变化例中，第一无机膜层3的突起31、第二无机膜层4突起41、第三无机膜层5突起51的长宽高的尺寸和排列方式、间距等可以各不相同。
综上可知，本发明的柔性显示器件及其制造方法通过在第一聚酰亚胺层与第二聚酰亚胺层之间的无机膜层上设置多条配合弯折方向的弯折应力通道，来缓解在单方向的弯折时两层聚酰亚胺层之间内应力，减少无机膜层在弯曲到较大角度时弯折断裂的几率，改善了柔性有机发光器件的内应力，保障了柔性有机发光器件的可靠性，并同时保证无机膜层的阻水能力。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (20)
1.一种柔性显示器件，其特征在于，包括：
一柔性基板；
至少两层聚酰亚胺层，形成于所述柔性基板的一侧；以及
至少一无机膜层，形成于两层所述聚酰亚胺层之间，所述无机膜层的一面设有多个突起，多个所述突起之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道。
2.如权利要求1所述的柔性显示器件，其特征在于，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。
3.如权利要求1或2所述的柔性显示器件，其特征在于，所述突起包括平行排列的条状突起和/或矩阵排列的岛状突起。
4.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：所述条状突起沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列，所述条状突起之间的弯折应力通道在所述第二方向上的宽度范围是50nm至500nm。
5.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：每个所述条状突起的高度是10nm至500nm。
6.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：每个所述条状突起在所述第二方向上的宽度范围是10nm至20um。
7.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：所述条状突起沿所述第二方向的横截面为矩形或梯形。
8.如权利要求7所述的柔性显示器件，其特征在于：所述梯形的底角的范围是5°至20°。
9.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：所述岛状突起之间分别形成多个第一弯折应力通道和多个第二弯折应力通道；
所述第一弯折应力通道沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列；
所述第二弯折应力通道沿第二方向延伸，在第一方向上排列。
10.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：所述岛状突起是锥台或柱体。
11.如权利要求3所述的柔性显示器件，其特征在于：所述无机膜层的厚度是5nm至50nm。
12.如权利要求1所述的柔性显示器件，其特征在于：还包括有机发光器件层，所述聚酰亚胺层位于所述有机发光器件层与所述柔性基板之间。
13.一种柔性显示器件的制造方法，其特征在于，包括：提供一柔性基板；
在所述柔性基板的一侧形成第一聚酰亚胺层；
在所述第一聚酰亚胺层背离所述柔性基板的一侧形成第一无机膜层，所述第一无机膜层的一面设有多个突起，多个所述突起之间的间隙相互连通形成至少一个方向上的多条相互平行的弯折应力通道；
在所述第一无机膜层背离所述第一聚酰亚胺层的一侧形成第二聚酰亚胺层。
14.如权利要求13所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于，在所述第二聚酰亚胺层背离所述第一无机膜层的一侧形成第二无机膜层；
在第二无机膜层背离所述第二聚酰亚胺层的一侧形成第三聚酰亚胺层。
15.如权利要求14所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于，在第三聚酰亚胺层背离所述第二无机膜层的一侧形成第三无机膜层；
在第三无机膜层背离所述第三聚酰亚胺层的一侧形成第四聚酰亚胺层。
16.如权利要求13至15中任意一项所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于，相邻的两层无机膜层的突起相互错位排列。
17.如权利要求13至15中任意一项所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于，所述突起包括平行排列的条状突起和/或矩阵排列的岛状突起。
18.如权利要求17所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于，所述条状突起沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列，所述条状突起之间的弯折应力通道在所述第二方向上的宽度范围是50nm至500nm。
19.如权利要求17所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于：所述条状突起沿所述第二方向的横截面为矩形或梯形。
20.如权利要求17所述的柔性显示器件的制造方法，其特征在于：所述岛状突起之间分别形成第一弯折应力通道和第二弯折应力通道；
所述第一弯折应力通道沿第一方向延伸，在与第一方向垂直的第二方向上排列；
所述第二弯折应力通道沿第二方向延伸，在与第二方向垂直的第一方向上排列。
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