CN111725419B - 柔性显示器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种柔性显示器及其制备方法。所述柔性显示器包括柔性衬底、薄膜晶体管、发光层、第一挡墙、第二挡墙以及封装层。所述薄膜晶体管设置在所述柔性衬底上。所述发光层设置在所述薄膜晶体管上。所述第一挡墙以及所述第二挡墙设置在所述薄膜晶体管上，其中所述第一挡墙位在所述发光层与所述第二挡墙之间。所述封装层包括第一无机层、有机层以及第二无机层，其中所述第一无机层覆盖所述第一挡墙、所述第二挡墙以及所述薄膜晶体管的一部分，且所述第一无机层靠近所述第二挡墙的至少一侧具有多个第一凹槽，所述有机层填满所述多个第一凹槽并覆盖所述发光层以及所述薄膜晶体管的另一部分，以及所述第二无机层覆盖所述第一无机层以及所述有机层。

Description

柔性显示器及其制备方法
技术领域
本发明是有关于一种显示器及其制备方法，特别是有关于一种柔性显示器及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)具有响应速度快、温度适用范围广、自发光、可以实现柔性显示等优点，因此，OLED被誉为继阴极射线管(cathoderay tube，CRT)、液晶显示器/发光二极管(liquid crystal display/light-emittingdiode，LCD/LED)之后的第三代显示技术。目前，随着市场需求的增加，柔性OLED的研发与生产成为目前显示行业发展的热门领域，其中，薄膜封装技术是保证柔性OLED面板信赖性的关键技术。
通常，柔性封装结构是由无机层/有机层/无机层的叠层薄膜构成，其中，无机层是用于阻隔水氧入侵，而有机层是用于包覆粒子(particle)，以缓释应力以及平坦化。又，无机层在图案化处的应力会明显集中，故在面板进行动态弯曲或信赖性测试时，这些应力集中的区域容易发生裂缝(crack)或剥离(peeling)，进而严重影响面板的可靠性。
在美国专利公告号US9,287,335中，公开了一种改善因切割所造成无机膜层裂缝的方法。如图1所示，单元面板(cell panel)1包括薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)层10、发光单元20及封装层30，在单元面板1之间制备一层有机层12，其中有机层12与薄膜晶体管层10中的平坦层11采用同一制程完成，但有机层12与平坦层11不会互相接触，以免切割后(切割刀40)造成薄膜晶体管层10侧向水氧入侵。有机层12的有机材料主要是聚酰亚胺(polyimide，PI)或者压克力(acryl)等有机高分子。上述方法能使刀轮或激光“软着陆”至基板切割道，从而有效减少切割对基板的损伤。
另外，在美国专利公告号US9,472,779中，公开了一种制备裂缝抑制层的方法。如图2所示，裂缝抑制层60主要是由有机材料组成，目的在于防止切割时(切割刀70)产生的机械应力，而使得无机层50边缘开裂，从而影响面板的表面粗糙度(RA)。这是目前OLED面板中常用的防止边缘裂缝的方法。
因此，如何减少面板边界处无机层发生裂缝或剥离是目前柔性显示器亟待改善的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性显示器，可分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力，从而减少封装层裂缝或剥离发生的风险。
为达成本发明的前述目的，本发明提供一种柔性显示器，所述柔性显示器包括柔性衬底、薄膜晶体管、发光层、第一挡墙、第二挡墙以及封装层。所述薄膜晶体管设置在所述柔性衬底上。所述发光层设置在所述薄膜晶体管上。所述第一挡墙以及所述第二挡墙设置在所述薄膜晶体管上，其中所述第一挡墙位在所述发光层与所述第二挡墙之间。所述封装层包括第一无机层、有机层以及第二无机层，其中所述第一无机层覆盖所述第一挡墙、所述第二挡墙以及所述薄膜晶体管的一部分，且所述第一无机层靠近所述第二挡墙的至少一侧具有多个第一凹槽，所述有机层填满所述多个第一凹槽并覆盖所述发光层以及所述薄膜晶体管的另一部分，以及所述第二无机层覆盖所述第一无机层以及所述有机层。
根据本发明一实施例，所述第一无机层靠近所述第二挡墙的两侧均具有所述多个第一凹槽。
根据本发明一实施例，所述柔性显示器还包括裂缝抑制结构，所述裂缝抑制结构设置在所述柔性衬底上，其中所述第一无机层覆盖所述裂缝抑制结构，且所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的至少一侧具有多个第二凹槽，以及所述有机层填满所述多个第二凹槽。
根据本发明一实施例，所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的两侧均具有所述多个第二凹槽。
根据本发明一实施例，所述多个第一凹槽的第一深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一，以及所述多个第二凹槽的第二深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一。
本发明还提供一种柔性显示器的制备方法，包括以下步骤：提供柔性衬底；形成薄膜晶体管在所述柔性衬底上；形成发光层在所述薄膜晶体管上；形成第一挡墙以及第二挡墙在所述薄膜晶体管上，其中所述第一挡墙位在所述发光层与所述第二挡墙之间；以及形成封装层，所述封装层包括第一无机层、有机层以及第二无机层，其中所述第一无机层覆盖所述第一挡墙、所述第二挡墙以及所述薄膜晶体管的一部分，且所述第一无机层靠近所述第二挡墙的至少一侧具有多个第一凹槽，所述有机层填满所述多个第一凹槽并覆盖所述发光层以及所述薄膜晶体管的另一部分，以及所述第二无机层覆盖所述第一无机层以及所述有机层。
根据本发明一实施例，所述柔性显示器的制备方法还包括形成裂缝抑制结构在所述柔性衬底上，其中所述第一无机层覆盖所述裂缝抑制结构，且所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的至少一侧具有多个第二凹槽，以及所述有机层填满所述多个第二凹槽。
根据本发明一实施例，形成所述多个第一凹槽以及所述多个第二凹槽的方法包括光刻或干蚀刻。
根据本发明一实施例，所述有机层填满所述多个第一凹槽以及所述多个第二凹槽的方法包括喷墨打印法。
根据本发明一实施例，所述多个第一凹槽的第一深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一，以及所述多个第二凹槽的第二深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一。
本发明的有益效果为：本发明的柔性显示器藉由在第一无机层的应力集中区域填入有机材料，藉此分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力，从而减少封装层裂缝或剥离发生的风险，并确保面板的表面粗糙度性能，将有利于窄边框柔性显示器的开发。
附图说明
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1为根据现有技术所绘示的一种柔性显示器结构的截面示意图。
图2为根据现有技术所绘示的另一种柔性显示器结构的截面示意图。
图3为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器结构的截面示意图。
图4A至图4D为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器的制备方法的截面示意图。
图5A为根据本发明一实施例所绘示的柔性显示器中的多个凹槽的上视示意图。
图5B为根据本发明另一实施例所绘示的柔性显示器中的多个凹槽的上视示意图。
图6为根据本发明另一实施例所绘示的一种柔性显示器的截面示意图。
图7为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
图3为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器结构的截面示意图。图4A至图4D为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器的制备方法的截面示意图。图5A为根据本发明一实施例所绘示的柔性显示器中的多个凹槽的上视示意图。图5B为根据本发明另一实施例所绘示的柔性显示器中的多个凹槽的上视示意图。
首先，请参照图3所示，本发明的柔性显示器2包括柔性衬底100、薄膜晶体管110、发光层120、第一挡墙132、第二挡墙134以及封装层140。
在本实施例中，薄膜晶体管110设置在柔性衬底100上，发光层120设置在薄膜晶体管110上。在一些实施例中，薄膜晶体管110例如可以包括半导体层、栅电极、源电极及/或漏电极(未示出)，发光层120例如是设置在像素电极(未示出)上，其中像素电极例如可与薄膜晶体管110的漏电极连接。图3仅绘示出与本发明相关的构件，其他未示出的构件可依据常规半导体的构件配置。
在本实施例中，第一挡墙132以及第二挡墙134设置在薄膜晶体管110上，其中第一挡墙132位在发光层120与第二挡墙134之间。在一些实施例中，第一挡墙132以及第二挡墙134的材料例如为有机光阻材料，其可用于防止墨水溢流(ink overflow)。在一些实施例中，第一挡墙132以及第二挡墙134的高度可以相同或不同。在本实施例中，第二挡墙134的高度例如大于第一挡墙132的高度，其中二者之间的高度差例如介于1至1.5微米之间，但本发明不限于此。
在本实施例中，封装层140包括第一无机层142、有机层144以及第二无机层146，其中第一无机层142覆盖第一挡墙132、第二挡墙134以及薄膜晶体管110暴露的部分(第一挡墙132与第二挡墙134之间)，且第一无机层142靠近第二挡墙134的至少一侧具有多个第一凹槽(未示出，参见下文详述)，有机层144填满多个第一凹槽并覆盖发光层120以及薄膜晶体管110暴露的另一部分(第一挡墙132与发光层120之间)，第二无机层146覆盖第一无机层142以及有机层144。
应注意的是，在本实施例中，有机层144的边界在第一挡墙132处，因此，在第一挡墙132与切割道160之间的区域，无机层在图案处的应力会明显集中，例如，第二挡墙134或裂缝抑制结构136(后文详述)的两侧(区域A以及区域B)。也就是说，面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中，封装层的裂缝或剥离容易在第二挡墙134或裂缝抑制结构136的两侧发生。
在本实施例中，在柔性显示器的第一无机层142的应力集中区域填入有机材料的制程如下所述。详细来说，首先，请参照图4A，形成第二挡墙134在柔性衬底100(图4A省略部分薄膜晶体管110)上。接着，形成第一无机材料层141，以覆盖第二挡墙134以及柔性衬底100。在一些实施例中，第一无机材料层141的材料例如包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiON)或氧化铝(Al2O3)。本发明不特别限制第一无机材料层141的材料，只要可用于增加器件阻水氧性能的无机材料即可。
接着，请参照图4B，移除部分第一无机材料层141，以在第一无机层142靠近第二挡墙134的至少一侧形成多个第一凹槽150。在本实施例中，第一无机层142靠近第二挡墙134的两侧均形成有多个第一凹槽150(如图4B中所示)，但本发明不限于此。也就是说，在其他实施例中，也可以仅在第一无机层142靠近第二挡墙134的一侧形成有多个第一凹槽150。在一些实施例中，形成多个第一凹槽150的图案化方法例如包括光刻或干蚀刻，但本发明不限于此。在一些实施例中，多个第一凹槽150为不连续的凹槽图案，且这些不连续的凹槽图案的形状例如包括圆形、四边形或梯形，本发明不特别限制多个第一凹槽150的形状。举例来说，请参照图5A，在第一无机层142a形成的多个第一凹槽150a的凹槽图案形状例如为圆形。请参照图5B，在第一无机层142b形成的多个第一凹槽150b的凹槽图案形状例如为矩形。另外，多个第一凹槽150的尺寸可根据面板边界的设计而做适应性的调整。在一些实施例中，多个第一凹槽150的深度例如小于或等于所述第一无机层142的厚度的二分之一。
然后，请参照图4C，形成有机层144a，以填满多个第一凹槽150。在一些实施例中，有机层144a的材料例如包括丙烯酸酯(acrylate)、聚丙烯酸酯类、聚碳酸脂类或聚苯乙烯，但本发明不限于此。在本实施例中，填满多个第一凹槽150的有机层144a的材料可用于分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力。在本实施例中，有机层144a是与封装层140中的有机层144于同一制程中制成，在此情况下，有机层144a的材料与有机层144的材料相同。但在其他实施例中，有机层144a也可以是与封装层140中的有机层144于不同制程中制成，在此情况下，有机层144a的材料可以与有机层144的材料相同或不同。在一些实施例中，有机层144a填满多个第一凹槽150的方法例如包括喷墨打印法，但本发明不限于此。
最后，请参照图4D，形成第二无机层146，以覆盖第一无机层142以及有机层144a。在一些实施例中，第二无机层146的材料例如包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiON)或氧化铝(Al2O3)。本发明不特别限制第二无机层146的材料，只要可用于增加器件阻水氧性能的无机材料即可。
至此，即完成本发明在柔性显示器的第一无机层142的应力集中区域填入有机材料的制程，藉此分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力，从而减少封装层裂缝或剥离发生的风险，并确保面板的表面粗糙度性能，将有利于窄边框柔性显示器的开发。此外，本发明的柔性显示器可普遍适用于可弯曲、可折叠以及可卷曲的OLED器件领域。
图6为根据本发明另一实施例所绘示的一种柔性显示器的截面示意图。
请参照图6，在本实施例中，柔性显示器的制备方法与图4A至图4D的柔性显示器的制备方法相似，其差异在于，图6的柔性显示器的多个凹槽是形成在第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的至少一侧。详细来说，首先，形成裂缝抑制结构136在柔性衬底100上。接着，形成第一无机材料层(未示出)，以覆盖裂缝抑制结构136以及柔性衬底100。移除部分第一无机材料层，以在第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的至少一侧形成多个第二凹槽(未示出)。在本实施例中，第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的两侧均形成有多个第二凹槽，但本发明不限于此。然后，形成有机层144c，以填满多个第二凹槽。最后，与图4D相似，形成第二无机层(未示出)，以覆盖第一无机层142以及有机层144c。
值得一提的是，在本发明中，在第一无机层142的应力集中区域(例如第二挡墙134或裂缝抑制结构136的两侧)形成多个凹槽，并在多个凹槽中填入有机材料，藉此分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力。因此，当多个凹槽的密度愈高时，将愈有利于分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力。另外，当多个凹槽的深度小于或等于第一无机层142的厚度的二分之一时，也愈有利于分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力。
在一些实施例中，多个凹槽可以仅设置在第一无机层142靠近第二挡墙134的至少一侧。在另一些实施例中，多个凹槽也可以仅设置在第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的至少一侧。在其他实施例中，多个凹槽可以同时设置在第一无机层142靠近第二挡墙134的至少一侧以及在第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的至少一侧。值得一提的是，当多个凹槽同时设置在第一无机层142靠近第二挡墙134的两侧以及在第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的两侧时，分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力的效果最佳。
图7为根据本发明一实施例所绘示的一种柔性显示器的制备方法的流程图。
请参照图7，本发明提供一种柔性显示器的制备方法，其包括以下步骤。
步骤S10：提供柔性衬底100。
步骤S12：形成薄膜晶体管110在柔性衬底100上。
步骤S14：形成发光层120在薄膜晶体管110上。
步骤S16：形成第一挡墙132以及第二挡墙134在薄膜晶体管110上，其中第一挡墙132位在发光层120与第二挡墙134之间。
步骤S18：形成封装层140，封装层140包括第一无机层142、有机层144以及第二无机层146，其中第一无机层142覆盖第一挡墙132、第二挡墙134以及薄膜晶体管110的一部分，且第一无机层142靠近第二挡墙134的至少一侧具有多个第一凹槽150，有机层144填满多个第一凹槽150并覆盖发光层120以及薄膜晶体管110的另一部分，以及第二无机层146覆盖第一无机层142以及有机层144。
另外，在一些实施例中，柔性显示器的制备方法还包括以下步骤。形成裂缝抑制结构136在柔性衬底100上，其中第一无机层142覆盖裂缝抑制结构136，且第一无机层142靠近裂缝抑制结构136的至少一侧具有多个第二凹槽(未示出)，以及有机层144c填满多个第二凹槽。
基于上述，本发明的柔性显示器藉由在第一无机层的应力集中区域填入有机材料，藉此分散面板在弯曲或表面粗糙度测试过程中无机层的应力，从而减少封装层裂缝或剥离发生的风险，并确保面板的表面粗糙度性能，将有利于窄边框柔性显示器的开发。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例幷非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种柔性显示器，其特征在于：所述柔性显示器包括：
柔性衬底；
薄膜晶体管，设置在所述柔性衬底上；
发光层，设置在所述薄膜晶体管上；
第一挡墙以及第二挡墙，设置在所述薄膜晶体管上，其中所述第一挡墙位在所述发光层与所述第二挡墙之间；以及
封装层，包括第一无机层、有机层以及第二无机层，其中所述第一无机层覆盖所述第一挡墙、所述第二挡墙以及所述薄膜晶体管的一部分，且所述第一无机层靠近所述第二挡墙的至少一侧具有多个第一凹槽，所述有机层填满所述多个第一凹槽并覆盖所述发光层以及所述薄膜晶体管的另一部分，以及所述第二无机层覆盖所述第一无机层以及所述有机层；
所述柔性显示器还包括裂缝抑制结构，所述裂缝抑制结构设置在所述柔性衬底上，其中所述第一无机层覆盖所述裂缝抑制结构，且所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的至少一侧具有多个第二凹槽，以及所述有机层填满所述多个第二凹槽。
2.如权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于：所述第一无机层靠近所述第二挡墙的两侧均具有所述多个第一凹槽。
3.如权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于：所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的两侧均具有所述多个第二凹槽。
4.如权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于：所述多个第一凹槽的第一深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一，以及所述多个第二凹槽的第二深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一。
5.一种柔性显示器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
提供柔性衬底；
形成薄膜晶体管在所述柔性衬底上；
形成裂缝抑制结构在所述柔性衬底上；
形成发光层在所述薄膜晶体管上；
形成第一挡墙以及第二挡墙在所述薄膜晶体管上，其中所述第一挡墙位在所述发光层与所述第二挡墙之间；以及
形成封装层，所述封装层包括第一无机层、有机层以及第二无机层，其中所述第一无机层覆盖所述第一挡墙、所述第二挡墙以及所述薄膜晶体管的一部分，且所述第一无机层靠近所述第二挡墙的至少一侧具有多个第一凹槽，所述有机层填满所述多个第一凹槽并覆盖所述发光层以及所述薄膜晶体管的另一部分，以及所述第二无机层覆盖所述第一无机层以及所述有机层，其中所述第一无机层覆盖所述裂缝抑制结构，且所述第一无机层靠近所述裂缝抑制结构的至少一侧具有多个第二凹槽，以及所述有机层填满所述多个第二凹槽。
6.如权利要求5所述的柔性显示器的制备方法，其特征在于：形成所述多个第一凹槽以及所述多个第二凹槽的方法包括光刻或干蚀刻。
7.如权利要求5所述的柔性显示器的制备方法，其特征在于：所述有机层填满所述多个第一凹槽以及所述多个第二凹槽的方法包括喷墨打印法。
8.如权利要求5所述的柔性显示器的制备方法，其特征在于：所述多个第一凹槽的第一深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一，以及所述多个第二凹槽的第二深度小于或等于所述第一无机层的厚度的二分之一。
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