CN111211246A - 柔性衬底、显示面板及柔性衬底的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种柔性衬底、显示面板及柔性衬底的制备方法，该柔性衬底包括依次交替层叠设置的纳米纤维素膜层和阻隔膜层，纳米纤维素膜层和阻隔膜层均至少为两层。显示面板，包括上述柔性衬底，自靠近柔性衬底向远离柔性衬底的方向，柔性衬底的一侧依次层叠设有阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极层。本发明提供的柔性衬底由纳米纤维素膜层和阻隔膜层构成，具有良好的柔韧性和机械性，且原料来源丰富、生产成本低，使柔性衬底具备环保性。

Description

柔性衬底、显示面板及柔性衬底的制备方法
技术领域
本发明一般涉及平板技术领域，具体涉及一种柔性衬底、显示面板及柔性衬底的制备方法。
背景技术
柔性显示器是由柔软的材料制成的可变形可弯曲的一种显示装置。柔性显示技术是目前一种非常具有前景的显示技术，而且发展迅速，柔性显示技术的发展使得信息的显示更加灵活多样。目前研究较多的实现柔性显示的主要技术包括：液晶显示(LiquidCrystal Display，LCD)、有机电致发光(Organiclight emitting devices，OLED)、电泳显示(Electrophoretic Display，EPD)。其中，OLED是目前为止最为理想的显示技术。
目前，柔性OLED的衬底材料主要有超薄玻璃、金属箔片、塑料聚合物材料。玻璃衬底具有优良的耐化学稳定性，可以适应OLED的工艺制作优点，但是由于超薄玻璃的韧性差、很脆，对裂纹缺陷非常敏感，超薄玻璃切割技术易引起边缘的微裂痕缺陷，从而使得器件的使用可靠性大大降低。金属箔片的耐温性能要远高于聚合物与玻璃，一般的半导体制作过程皆低于此温度，具有较好的耐热性能，但是其材料表面粗糙度很大，在其上制作器件特别困难。聚合物材料与玻璃、金属箔片相比，柔韧性更好、质量更轻、更耐冲击，但是聚合物基板的耐热性能比较差且对于水汽和氧气的阻隔性能较差，而且近年来，环保理念深入人心，塑料聚合物存在难降解、生物兼容性差等问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种柔性衬底、显示面板及柔性衬底的制备方法。
第一方面，本发明提供一种柔性衬底，包括依次交替层叠设置的纳米纤维素膜层和阻隔膜层，所述纳米纤维素膜层和所述阻隔膜层均至少为两层。
进一步地，所述纳米纤维素膜层的厚度为0.1mm-0.2mm。
进一步地，所述阻隔膜层的厚度为100nm-150nm。
进一步地，所述阻隔膜层包括氧化硅阻隔膜或氮化硅阻隔膜。
第二方面，本发明提供一种显示面板，包括上述柔性衬底，自靠近所述柔性衬底向远离所述柔性衬底的方向，所述柔性衬底的一侧依次层叠设有阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极层。
第三方面，本发明提供一种柔性衬底的制备方法，包括：
步骤100：将纤维素与草酸按1:3质量比均匀混合置于反应皿中，在110-130℃下反应60-90min，然后向所述反应皿内加入浓度为0.2wt％的NaOH溶液调pH值至中性，再以去离子水冲洗并烘干，得到纳米纤维素；
步骤200：取步骤100制得的纳米纤维素颗粒，加浓度为0.2wt％的聚乙烯醇溶液混合均匀得溶胶凝胶液，静置15-30min后脱泡60-90min，然后将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片；
步骤300：在一张所述纳米纤维素膜片表面依次交替进行阻隔膜沉积工序和纳米纤维素膜片层叠工序，所述阻隔膜沉积工序和所述纳米纤维素膜片层叠工序分别至少重复两次，得柔性衬底；
所述阻隔膜沉积工序包括在所述纳米纤维素膜片一侧沉积阻隔膜，所述纳米纤维素膜片层叠工序包括在所述阻隔膜一侧层叠所述纳米纤维素膜片并进行高温烧结。
进一步地，所述将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片包括：
将静置脱泡处理后的溶胶凝胶液通过流延成型得到纳米纤维素薄片，对所述纳米纤维素薄片进行裁剪、在200℃下干燥固化15-30min得到多张所述纳米纤维素膜片。
进一步地，所述纳米纤维素膜片的厚度为0.1mm-0.2mm。
进一步地，所述阻隔膜层的厚度为100nm-150nm。
进一步地，所述阻隔膜层包括氧化硅阻隔膜或氮化硅阻隔膜。
本发明实施例提供的柔性衬底由纳米纤维素膜层和阻隔膜层构成，具有良好的柔韧性和机械性，且原料来源丰富、生产成本低，使柔性衬底具备环保性。
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为本发明实施例提供的一种柔性衬底的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的不同膜层结构的水汽通过率的对比图；
图3本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；
图4至图8为本发明实施例提供的柔性衬底的工艺流程图；
图9为本发明实施例提供的另一种柔性衬底的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的又一种柔性衬底的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明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，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种柔性衬底1，包括依次层叠设置的纳米纤维素膜层10和阻隔膜层11，纳米纤维素膜层10和阻隔膜层11均至少为两层。
由于纳米纤维素膜层受其本身材料的影响其空隙率比较多，空气中的水汽很容易渗入，而柔性衬底作为OLED器件的基底时，其水汽透过率需小于10-4g/(cm2·day)才能保证OLED器件的使用寿命，故在柔性衬底中设置阻隔膜层实现阻隔水汽的效果。参照图2，通过水汽透过率(WVTR)表征纳米纤维素膜层、阻隔膜层对水汽的阻隔效果，其中，A表示聚合物衬底，B表示一层阻隔膜层，C表示两层纳米纤维素膜层，D表示三层纳米纤维素膜层，故优选柔性衬底至少包括两层纳米纤维素膜层和两层阻隔膜层。
该实施例提供的柔性衬底是由纳米纤维素膜层和阻隔膜层构成的复合膜层，纳米纤维素膜层作为柔性衬底的主体结构，使得柔性衬底具有良好的柔韧性和机械性，且阻隔膜层具有良好的阻隔水汽的效果，能有效延长柔性衬底的使用寿命。
其中，纳米纤维素膜层10的厚度为0.1mm-0.2mm，阻隔膜层11的厚度为100nm-150nm，确保柔性衬底具有良好的柔韧性和机械性的同时，使得柔性衬底尽量薄型化，进而确保包含该柔性衬底的显示面板尽量薄型化。
作为一种可选的实施方式，阻隔膜层11包括氧化硅阻隔膜或氮化硅阻隔膜，有效阻隔水汽。
如图3所示，本发明的实施例提供一种显示面板，包括上述柔性衬底1，自靠近柔性衬底向远离柔性衬底的方向，柔性衬底的一侧依次层叠设有阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。该实施例提供的显示面板，采用纳米纤维素复合衬底，相比于玻璃衬底、金属箔衬底或者聚合物衬底，具有良好的柔韧性和机械性，且原料来源丰富、生产成本低，且更具环保性。
一般，当柔性衬底中纳米纤维素膜层和阻隔膜层的层数相同时，柔性衬底1远离阳极层2的一侧为阻隔膜层，以充分实现阻隔水汽的效果。
为更好地了解上述柔性衬底，接下来进一步介绍该柔性衬底的制备方法。如图4所示，该实施例提供的柔性衬底的制备方法包括：
步骤100：将纤维素与草酸按1:3质量比均匀混合置于反应皿中，在110-130℃下反应60-90min，然后向反应皿内加入浓度为0.2wt％的NaOH溶液调pH值至中性，再以去离子水冲洗并烘干，得纳米纤维素颗粒。其中，采用油浴方式对装有纤维素与草酸混合物的反应皿加热110-130℃，持续60-90min。
步骤200：取步骤100制得的纳米纤维素颗粒，加浓度为0.2wt％的聚乙烯醇溶液混合均匀得溶胶凝胶液，静置15-30min后脱泡60-90min，然后将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片，参照图5所示的纳米纤维素膜片。其中聚乙烯醇溶液的质量占溶胶凝胶液质量的20-30％，能够在聚乙烯醇溶液于纳米纤维素颗粒混合时快速形成溶胶凝胶液。
步骤300：在一张纳米纤维素膜片表面依次交替进行阻隔膜沉积工序和纳米纤维素膜片层叠工序，阻隔膜沉积工序和纳米纤维素膜片层叠工序分别至少重复两次，得柔性衬底。
其中，阻隔膜沉积工序包括在纳米纤维素膜片一侧沉积阻隔膜，纳米纤维素膜片层叠工序包括在阻隔膜一侧层叠纳米纤维素膜片并进行高温烧结。
例如，将图5示意的一张纳米纤维素膜片作为第一层纳米纤维素膜层；
采用化学气相沉积法(CVD)，将一张纳米纤维素膜片置于CVD沉积腔中，在350-400℃、N2气氛下载膜片上沉积氧化硅(SiOx)/氮化硅(SiNx)阻隔膜，SiOx/SiNx颗粒填充于纳米纤维素膜片的空隙中，形成一层阻隔膜，从而阻隔空气，参照图6示意的复合结构，该阻隔膜作为第一层阻隔膜层；
接着，在第一层阻隔膜层远离第一层纳米纤维素膜层的一侧覆盖一张纳米纤维素膜片作为第二层纳米纤维素膜层，经350-400℃高温烧结形成图7示意的复合结构；
再接着，将图7示意的复合结构置于CVD沉积腔中，在第二层纳米纤维素膜层远离第一层纳米纤维素膜层的一侧继续沉积一层阻隔膜，作为第二层阻隔膜层，形成图8示意的复合结构。
经过上述过程形成的柔性衬底包含两层纳米纤维素膜层和两层阻隔膜层。
其中，将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片包括：
将静置脱泡处理后的溶胶凝胶液通过流延成型得到纳米纤维素薄片，对纳米纤维素薄片进行裁剪、在200℃下干燥固化15-30min得到多张纳米纤维素膜片，制作工艺方便，且效率高。其中，纳米纤维素薄片的制备除了通过流延机流延溶胶凝胶液的方式，还可以对溶胶凝胶液采用挤实法。
进一步地，纳米纤维素膜片的厚度为0.1mm-0.2mm，阻隔膜层11的厚度为100nm-150nm，确保柔性衬底具有良好的柔韧性和机械性的同时，使得柔性衬底尽量薄型化，进而确保包含该柔性衬底的显示面板尽量薄型化。
本发明实施例提供的柔性衬底包括但不局限于两层纳米纤维素膜层和两层阻隔膜层。例如，参照图9，柔性衬底还可以包括三层纳米纤维素膜层10和两层阻隔膜层11，纳米纤维素膜层和阻隔膜层依次层叠设置；或者，参照图10，柔性衬底还可以包括三层纳米纤维素膜层10和三层阻隔膜层11，纳米纤维素膜层和阻隔膜层依次层叠设置，可视实际情况和成本设计合理的柔性衬底。
以上描述仅为本发明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，本发明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。例如上述特征与本发明中公开的(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)

1.一种柔性衬底，其特征在于，包括依次交替层叠设置的纳米纤维素膜层和阻隔膜层，所述纳米纤维素膜层和所述阻隔膜层均至少为两层。
2.根据权利要求1所述的柔性衬底，其特征在于，所述纳米纤维素膜层的厚度为0.1mm-0.2mm。
3.根据权利要求1所述的柔性衬底，其特征在于，所述阻隔膜层的厚度为100nm-150nm。
4.根据权利要求3所述的柔性衬底，其特征在于，所述阻隔膜层包括氧化硅阻隔膜或氮化硅阻隔膜。
5.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的柔性衬底，自靠近所述柔性衬底向远离所述柔性衬底的方向，所述柔性衬底的一侧依次层叠设有阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极层。
6.一种柔性衬底的制备方法，其特征在于，包括：
步骤100：将纤维素与草酸按1:3质量比均匀混合置于反应皿中，在110-130℃下反应60-90min，然后向所述反应皿内加入浓度为0.2wt％的NaOH溶液调pH值至中性，再以去离子水冲洗并烘干，得到纳米纤维素颗粒；
步骤200：取步骤100制得的纳米纤维素颗粒，加浓度为0.2wt％的聚乙烯醇溶液混合均匀得溶胶凝胶液，静置15-30min后脱泡60-90min，然后将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片；
步骤300：在一张所述纳米纤维素膜片表面依次交替进行阻隔膜沉积工序和纳米纤维素膜片层叠工序，所述阻隔膜沉积工序和所述纳米纤维素膜片层叠工序分别至少重复两次，得柔性衬底；
所述阻隔膜沉积工序包括在所述纳米纤维素膜片一侧沉积阻隔膜，所述纳米纤维素膜片层叠工序包括在所述阻隔膜一侧层叠所述纳米纤维素膜片并进行高温烧结。
7.根据权利要求6所述的柔性衬底的制备方法，其特征在于，所述将溶胶凝胶液制成多张纳米纤维素膜片包括：
将静置脱泡处理后的溶胶凝胶液通过流延成型得到纳米纤维素薄片，对所述纳米纤维素薄片进行裁剪、在200℃下干燥固化15-30min得到多张所述纳米纤维素膜片。
8.根据权利要求6或7所述的柔性衬底的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维素膜片的厚度为0.1mm-0.2mm。
9.根据权利要求6或7所述的柔性衬底的制备方法，其特征在于，所述阻隔膜层的厚度为100nm-150nm。
10.根据权利要求9所述的柔性衬底的制备方法，其特征在于，所述阻隔膜层包括氧化硅阻隔膜或氮化硅阻隔膜。
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