CN111354741A - 柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板。柔性阵列基板包括：柔性基底；以及多层无机层和多层金属层在所述柔性基底上堆叠形成的多个薄膜晶体管，其中，至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。本发明提供的柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板通过一层或多层无机层图案化后，在弯折及绕曲过程中，可释放应力，遏制无机层裂纹产生，防止由于无机层裂纹导致的器件损坏及密封作用失效，最终导致显示异常。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板。
背景技术
近年来，OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)技术发展迅速，已经成为最有可能替代LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)的前景技术。
OLED显示面板又可以分为刚性面板和柔性面板。相较于传统显示面板，OLED柔性面板优势明显，不仅在体积上更加轻薄，功耗上也低于原有器件，有助于提升设备的续航能力，同时基于其可弯曲、柔韧性佳的特性，其耐用程度也大大高于以往屏幕，降低设备意外损伤的概率。
然而，柔性显示面板的现有膜层结构设计存在大面积无机层，无机层在柔性显示面板中主要作用为形成电容、金属间绝缘及阻水氧的密封作用。如图1和图2所示，显示面板中包括衬底110、无机层120及金属层130。在图1向图2变化的过程中，大面积无机层120在弯折的过程中通常会因应力无法释放，易发生裂纹，引起器件损坏，最终导致显示异常。由此可见，现有的膜层结构设计难以适用于柔性折叠显示。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板，其能够适用于柔性折叠显示。
根据本发明的一个方面，提供一种柔性阵列基板，包括：
柔性基底；以及
多层无机层和多层金属层在所述柔性基底上堆叠形成的多个薄膜晶体管，其中，至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。
可选地，所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构不接触或虚接触。
可选地，自第一方向依次选取薄膜晶体管之间的一层或多层无机层图案化，所述第一方向垂直所述柔性基底，且自所述柔性基底形成多个薄膜晶体管的一侧朝向所述柔性基底。
可选地，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的宽度沿第一方向增大。
可选地，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的最小宽度为w1，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的最大宽度为w2，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的侧边长度为h1，则所述柔性基底在相邻岛状结构之间的曲率半径R大于h1w1/(w2-w1)，其中，w1、w2、h1、R都为大于0的常数。
可选地，所述无机层图案在垂直所述柔性基底的截面上的宽度大于薄膜晶体管的任一金属层在垂直所述柔性基底的截面上的宽度。
可选地，所述多层无机层包括：
缓冲层，形成在所述柔性基底之上；
栅绝缘层，所述缓冲层位于所述栅绝缘层和所述柔性基底之间；以及
接触孔形成层，所述栅绝缘层位于所述接触孔形成层和所述缓冲层之间。
可选地，各所述无机层为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或多种组合。
根据本发明的又一方面，还提供一种柔性显示面板，包括：
如上所述的柔性阵列基板；以及
有机发光层，位于所述柔性阵列基板之上。
根据本发明的又一方面，还提供一种柔性阵列基板的制作方法，包括：
提供柔性基底；以及
在所述柔性基底上堆叠多层无机层和多层金属层形成多个薄膜晶体管，其中，刻蚀至少一层无机层使得所述至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。
可选地，同时刻蚀多层无机层使得所述多层无机层图案化。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：一层或多层无机层图案化后，在弯折及绕曲过程中，可释放应力，遏制无机层裂纹产生，防止由于无机层裂纹导致的器件损坏及密封作用失效，最终导致显示异常。采用本发明提供的膜层结构可以开发出适用于弯折半径更小的折叠及绕曲屏幕。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了现有技术的阵列基板的示意图。
图2示出了现有技术的弯折阵列基板的示意图。
图3示出了根据本发明第一实施例的柔性阵列基板的示意图。
图4示出了根据本发明第一实施例的弯折柔性阵列基板的示意图。
图5示出了根据本发明第二实施例的柔性阵列基板的示意图。
图6示出了根据本发明第三实施例的柔性阵列基板的示意图。
图7示出了根据本发明第三实施例的弯折柔性阵列基板的示意图。
图8示出了根据本发明第三实施例的弯折柔性显示面板的示意图。
图9示出了根据本发明第四实施例的柔性显示面板的示意图。
图10示出了根据本发明实施例的柔性阵列基板的制作方法的流程图。
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。
本发明的附图仅用于示意相对位置关系，附图中元件的大小并不代表实际大小的比例关系。
为了改善现有技术中的膜层结构设计难以适用于柔性折叠显示的问题，本发明提供一种柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板。下面分别结合图3至图8对本发明提供的柔性阵列基板及其制作方法、柔性显示面板进行描述。
首先，结合图3至图4描述本发明提供的第一实施例的柔性阵列基板。图3示出了根据本发明第一实施例的柔性阵列基板的示意图。图4示出了根据本发明第一实施例的弯折柔性阵列基板的示意图。
在第一实施例中，柔性阵列基板包括柔性基底210以及多层无机层220和多层金属层230在所述柔性基底210上堆叠形成的多个薄膜晶体管。
形成在柔性基底210之上的多层无机层220中，至少一层无机层220图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构(图3示出两个分离的岛状结构)，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层220的有机层240，使得所述柔性阵列基板210弯曲时，相邻岛状结构有间隙以进行应力释放，如图4所示。具体而言，填充在相邻岛状结构之间的有机层240由覆盖所述无机层220的平坦化层构成，且平坦化层上还可形成电极。
所述柔性阵列基板210弯曲时，相邻岛状结构不接触或虚接触，以进一步防止无机层220的图案产生破损。在第一实施例中，形成在柔性基底210上的多层无机层220都进行图案化。无机层220的图案例如可以是矩形、十字型、锯齿形等，本发明并非以此为限。可选地，各层无机层220图案化为相同尺寸相同形状的图案，由此，可仅采用一次刻蚀的步骤即可完成各层无机层220的图案化。在一些变化例中，各层无机层220可以依据具体掩模和需求图案化为不同尺寸不同形状的图案。
具体而言，多层金属层230按电路设计也进行了图案化。优选地，一金属层230的图案对应一岛状结构。进一步的，由于无机层220用于密封金属层230、保护金属层230以及形成金属层230之间的绝缘层，因此，至少部分金属层230被包覆在无机层220之间。同时，所述无机层230的图案在垂直所述柔性基底210的截面上的宽度大于薄膜晶体管的任一金属层230在垂直所述柔性基底210的截面上的宽度。进一步地，所述无机层230的图案在所述柔性基底210的投影覆盖任一金属层230在所述柔性基底210的投影。由此，保证无机层220仍能起到密封金属层230、保护金属层230以及形成金属层230之间的绝缘层的作用。
下面，结合图5描述本发明提供的第二实施例的柔性阵列基板。图5示出了根据本发明第二实施例的柔性阵列基板的示意图。
在第二实施例中，柔性阵列基板包括柔性基底210以及多层无机层220、221和多层金属层230在所述柔性基底210上堆叠形成的多个薄膜晶体管。
形成在柔性基底210之上的多层无机层220中，自第一方向(X方向)依次选取薄膜晶体管之间的一层或多层无机层220图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构(图4示出两个分离的岛状结构)，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层220的有机层240，使得所述柔性阵列基板210弯曲时，相邻岛状结构有间隙以进行应力释放。所述第一方向(X方向)垂直所述柔性基底210，且自所述柔性基底210形成多个薄膜晶体管的一侧朝向所述柔性基底210。所述柔性阵列基板210弯曲时，相邻岛状结构不接触或虚接触，以进一步防止无机层220的图案产生破损。在本实施例中，仅选取部分无机层220进行图案化，在各层图案不同的情况下，可以减少刻蚀步骤。此外，由于反向于第一方向选取部分无机层220或隔层选取无机层220进行图案化时，未图案化的整片式无机层220与在层叠方向上相邻的无机层220之间有间隙，使得未图案化的整片式无机层220在柔性阵列基板210弯折时容易发送断裂，因此，通过沿第一方向选取部分无机层220图案化，在在相邻无机层220的图案之间释放应力的同时，进一步防止无机层220在柔性阵列基板210弯折时产生裂纹或断裂。
下面，结合图6至图8描述本发明第三实施例的柔性阵列基板。图6示出了根据本发明第三实施例的柔性阵列基板的示意图。图7示出了根据本发明第三实施例的弯折柔性阵列基板的示意图。图8示出了根据本发明第三实施例的弯折柔性显示面板的示意图。
在第三实施例中，柔性阵列基板包括柔性基底310以及多层无机层320和多层金属层330在所述柔性基底310上堆叠形成的多个薄膜晶体管。
形成在柔性基底310之上的多层无机层320中，至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构(图6示出两个分离的岛状结构)，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层320的有机层340，使得所述柔性阵列基板310弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放，如图7所示(为了清楚起见，图7和图8省略有机层340)。所述柔性阵列基板310弯曲时，相邻岛状结构不接触或虚接触，以进一步防止无机层320的图案产生破损。在该第三实施例中，所述岛状结构在垂直所述柔性基底320的截面上的宽度沿第一方向(X方向)增大。由此，所述岛状结构在垂直所述柔性基底320的截面上形成例如梯形的形状，相比矩形截面，本实施例可允许柔性基底310以更大的角度弯折。
进一步地，参见图8，当分辨率要求较高时，相邻岛状结构距离较近，可以根据如下公式确定柔性基底310在相邻岛状结构之间的曲率半径R的范围：
R>h1w1/(w2-w1)，
其中，所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的最小宽度为w1，所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的最大宽度为w2，所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的侧边长度为h1，w1、w2、h1、R都为大于0的常数。
根据上述公式，可以通过调整所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的最小宽度w1，所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的最大宽度w2，所述岛状结构在垂直所述柔性基底310的截面上的侧边长度h1中的一项或多项来调整柔性基底310在相邻岛状结构之间的曲率半径R的范围。
在本实施例的一个变化例中，与第二实施例类似，在本实施例中，也自第一方向(X方向)依次选取一层或多层无机层320图案化，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放，若图案化的无机层320的厚度为h2(h2为大于0的常数)，则柔性基底310在相邻岛状结构之间的曲率半径R的范围：
R>h1w1/(w2-w1)+h2。
以上仅仅是示意性地描述了本发明的具体实施例方式，本发明并非以此为限。
在上述各个实施例的一些变化例中，柔性阵列基板具有弯折区和非弯折区，可进行对弯折区的无机层进行图案化处理，以在实现柔性阵列基板弯折的同时，保证非弯折区的金属层的密封性和相邻金属层之间的绝缘。
本发明还提供一种柔性显示面板，其包括如上所述任一附图所示的柔性阵列基板位于所述柔性阵列基板之上的有机发光层。下面，结合图9描述本发明第四实施例的柔性显示面板。图9示出了根据本发明第四实施例的柔性显示面板的示意图。
如图9所示，柔性阵列基板包括柔性基底410及多层无机层和多层金属层在所述柔性基底410上堆叠形成的多个薄膜晶体管。具体而言，自柔性基底410依次形成有：缓冲层421(无机层)、多晶硅层440、第一栅绝缘层422(无机层)、第一栅极层431(金属层)、第二栅绝缘层423(无机层)、第二栅极层432(金属层)、接触孔形成层424(无机层)以及源漏极层423(金属层)、有机层450。根据薄膜晶体管线路设计，导线搭接膜层可以不同，即可以省略其中部分层。形成在柔性基底410之上的多层无机层中，至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构(图9示出三个分离的岛状结构)，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层450(填充在相邻岛状结构之间的有机层450由覆盖无机层的平坦化层构成)，使得所述柔性阵列基板410弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。各所述无机层的材料可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或多种组合。进一步地，在一些实施例中，多层无机层还可以包括位于源漏极层423(金属层)之上位于有机发光层500之下的钝化层，钝化层也可按需进行图案化处理。在本实施例中，省略钝化层以减少膜层厚度，增加柔性显示面板的可弯折性。
有机发光层500位于柔性阵列基板之上。有机发光层500包括有机发光单元及有机发光单元之间的像素定义层。
有机发光单元可以包括第一电极、空穴层、发光层、电子层及第二电极。
第一电极和第二电极相对。可选地，第一电极为阳极，第二电极为阴极。有机发光单元可选地为阴极出射的有机发光单元或者阳极出射的有机发光元件。例如，对于阴极出射的有机发光单元，阳极可以为全反射阳极，其为高反射率的金属或是合金薄膜电极，例如，可以是Ag电极、Ag的合金电极、Al电极、Al的合金电极、Cu电极、Cu的合金电极、Pt电极或Pt的合金电极等。阴极为透明电极，采用透明或半透明材料制作，例如，可以是ITO、IZO、AZO、ZTO、Al及其合金薄膜、Mg及其合金薄膜、Ag及其合金薄膜等。类似地，本领域技术人员可以实现阳极出射的有机发光单元。
在第一电极和第二电极之间依次设置空穴层、发光层及电子层。空穴层优选地，包括位于第一电极上的空穴注入层及位于空穴注入层上的空穴传输层。在一些实施例中，空穴层中仅包括空穴传输层。本发明并不限定空穴注入层及空穴传输层的数量，本领域技术人员根据有机发光单元的实际应用，可以实现更多的变化例，在此不予赘述。
电子层优选地，包括位于发光层上的电子传输层及位于电子传输层上的电子注入层。在一些实施例中，电子层中仅包括电子传输层。本发明并不限定电子注入层及电子传输层的数量，本领域技术人员根据有机发光单元的实际应用，可以实现更多的变化例，在此不予赘述。
发光层位于空穴层和电子层之间。发光层包括发出不同颜色光的多个发光部。
图9仅仅是示意性地示出本发明的一个具体实施例，本发明并非以此为限。
本发明还提供一种柔性阵列基板的制作方法。下面，结合图10描述本发明实施例的柔性阵列基板的制作方法。图10示出了根据本发明实施例的柔性阵列基板的制作方法的流程图。图10共示出两个步骤：
步骤S610：提供柔性基底；以及
步骤S620：在所述柔性基底上堆叠多层无机层和多层金属层形成多个薄膜晶体管，其中，刻蚀至少一层无机层使得所述至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。
在本实施例的一个优选例中，同时刻蚀多层无机层使得所述多层无机层图案化。多层无机层具有相同的图案，由此，减少制作方法中的刻蚀步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：一层或多层无机层图案化后，在弯折及绕曲过程中，可释放应力，遏制无机层裂纹产生，防止由于无机层裂纹导致的器件损坏及密封作用失效，最终导致显示异常。采用本发明提供的膜层结构可以开发出适用于弯折半径更小的折叠及绕曲屏幕。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。
Claims (11)
1.一种柔性阵列基板，其特征在于，包括：
柔性基底；以及
多层无机层和多层金属层在所述柔性基底上堆叠形成的多个薄膜晶体管，其中，至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。
柔性基底还包括覆盖在岛状结构上方的平坦化层，该平坦化层为有机层，填充所述岛状结构间隙；以及电极层。
2.如权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构不接触或虚接触。
3.如权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，自第一方向依次选取薄膜晶体管之间的一层或多层无机层图案化，所述第一方向垂直所述柔性基底，且自所述柔性基底形成多个薄膜晶体管的一侧朝向所述柔性基底。
4.如权利要求3所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的宽度沿第一方向增大。
5.如权利要求4所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的最小宽度为w1，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的最大宽度为w2，所述岛状结构在垂直所述柔性基底的截面上的侧边长度为h1，则所述柔性基底在相邻岛状结构之间的曲率半径R大于h1w1/(w2-w1)，其中，w1、w2、h1、R都为大于0的常数。
6.如权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述无机层图案在垂直所述柔性基底的截面上的宽度大于薄膜晶体管的任一金属层在垂直所述柔性基底的截面上的宽度。
7.如权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述多层无机层包括：
缓冲层，形成在所述柔性基底之上；
栅绝缘层，所述缓冲层位于所述栅绝缘层和所述柔性基底之间；以及
接触孔形成层，所述栅绝缘层位于所述接触孔形成层和所述缓冲层之间。
8.如权利要求7所述的柔性阵列基板，其特征在于，各所述无机层为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或多种组合。
9.一种柔性显示面板，其特征在于，包括：
如权利要求1至8任一项所述的柔性阵列基板；以及
有机发光层，位于所述柔性阵列基板之上。
10.一种柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供柔性基底；以及
在所述柔性基底上堆叠多层无机层和多层金属层形成多个薄膜晶体管，其中，刻蚀至少一层无机层使得所述至少一层无机层图案化形成多个包含薄膜晶体管的岛状结构，相邻岛状结构之间填充有弯折性能大于所述无机层的有机层，使得所述柔性阵列基板弯曲时，相邻岛状结构具有间隙以进行应力释放。
11.如权利要求10所述的柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，同时刻蚀多层无机层使得所述多层无机层图案化。
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