CN113130752B - 复合衬底和柔性显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明属于显示技术领域,尤其涉及一种复合衬底和柔性显示屏。本发明提供的复合衬底,包括:结构单元,结构单元包括:柔性衬底以及设置在所述柔性衬底上的金属层;所述柔性衬底上设置有第一凹凸结构,且所述第一凹凸结构设置在所述柔性衬底与所述金属层相接的表面。该复合衬底具有优异的可弯折性能和良好的密封性,可有效阻隔外界环境中的水分和氧气。将该复合衬底应用于制备柔性显示屏,可对柔性显示屏中的各功能薄层起到良好的保护作用,有利于提高柔性显示屏的寿命,以及促进柔性显示屏的商业化应用。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域,尤其涉及一种复合衬底和柔性显示屏。
背景技术
柔性显示屏具有耐冲击、重量轻和携带方便等优点,其具有传统显示器不能实现的功能和用户体验优势,已成为显示行业的未来的发展方向之一。
目前,柔性显示屏常采用柔性衬底,柔性衬底的材料主要为有机聚合物,其水氧阻隔性能较差。由于有机发光材料、量子点发光材料等对水分和氧气等都非常敏感,导致基于有机发光二极管(OLED)的柔性显示屏的寿命仍然不及传统的液晶显示屏,基于量子点发光二极管(QLED)的柔性显示屏仍停留在实验室阶段。因此,为了提高柔性显示屏的寿命,以及促进柔性显示屏的商业化应用,如何改善当前柔性显示屏的水氧阻隔性能,是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合衬底以及包含该复合衬底的柔性显示屏,旨在解决现有柔性显示屏的水氧阻隔性能差的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种复合衬底,包括:结构单元,所述结构单元包括:柔性衬底以及设置在所述柔性衬底上的金属层;
所述柔性衬底上设置有第一凹凸结构,且所述第一凹凸结构设置在所述柔性衬底与所述金属层相接的表面。
本发明提供的复合衬底,以金属层为水氧阻隔层,且柔性衬底在与所述金属层相接的表面设置有第一凹凸结构,赋予了复合衬底优异的可弯折性能和良好的密封性,可有效阻隔外界环境中的水分和氧气。将该复合衬底应用于制备柔性显示屏,可对柔性显示屏中的各功能薄层起到良好的保护作用,有利于提高柔性显示屏的寿命,以及促进柔性显示屏的商业化应用。
相应的,一种柔性显示屏,包括上述复合衬底。
本发明提供的柔性显示屏,包括上述复合衬底,具有优异的可弯折性能和良好的密封性,使得所述柔性显示屏具有较长的寿命,促进其商业化应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种复合衬底的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种复合衬底中的柔性衬底的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种复合衬底的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种复合衬底的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种复合衬底的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种复合衬底的光路示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了解决现有柔性显示屏的水氧阻隔性能差的问题,本发明实施例提供了以下具体技术方案:
一种复合衬底,如图1所示,包括:结构单元,所述结构单元包括:柔性衬底以及设置在所述柔性衬底上的金属层;
所述柔性衬底上设置有第一凹凸结构,且所述第一凹凸结构设置在所述柔性衬底与所述金属层相接的表面。
本发明实施例提供的复合衬底,以金属层为水氧阻隔层,且柔性衬底在与所述金属层相接的表面设置有第一凹凸结构,赋予了复合衬底优异的可弯折性能和良好的密封性,可有效阻隔外界环境中的水分和氧气。将该复合衬底应用于制备柔性显示屏,可对柔性显示屏中的各功能薄层起到良好的保护作用,有利于提高柔性显示屏的寿命,以及促进柔性显示屏的商业化应用。
作为一种实施方式,结构单元为多个,且多个所述结构单元依次层叠设置,以进一步提升复合衬底的密封性。在一些实施例中,上述结构单元的个数为1-3,以确保复合衬底在具有优异的密封性的同时,还具有良好的柔性。具体地,重复的结构单元的个数在2个以上时,前一个结构单元中的金属层与下一个结构单元中的柔性衬底相接。
具体地,柔性衬底上设置有第一凹凸结构,且所述第一凹凸结构设置在所述柔性衬底与所述金属层相接的表面。在柔性衬底上设置凹凸结构,有利于在弯折时释放柔性衬底的应力,使得复合衬底的柔性得到进一步提升,满足制备例如可折叠显示器件、可弯曲显示器件获可卷曲显示器件的柔性需求。
第一凹凸结构包括第一凹部和第一凸部,如图2所示,第一凹部相对于第一凸部向柔性衬底上远离金属层的表面方向凹陷,第一凸部相对于第一凹部向金属层方向凸起。在本发明实施例中,所述第一凹凸结构在柔性衬底上的分布形貌和尺寸可参考该复合衬底所要制备的器件种类,可以为无序的凹凸结构,也可以为有序的呈阵列排布的凹凸结构。如一些实施例中,分布在所述柔性衬底表面的第一凸部的厚度一致,多个第一凸部等间隔分布。
作为一种实施方式,柔性衬底的厚度为20-80微米,对应的,柔性衬底厚度包括衬底上第一凸部的厚度,其中第一凹部的深度比不超过柔性衬底总厚度的1/4,以保证柔性衬底兼具良好的强度和柔性。在一些实施例中,柔性衬底的第一凹部深度为柔性衬底总厚度的1/8-1/4。
作为一种实施方式,柔性衬底的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)和聚丙烯(PP)中的至少一种。
具体地,金属层,作为复合衬底的水氧阻隔层,用于阻隔外界环境中的水分和氧气,从而保护部分对水氧敏感的功能材料,例如有机发光材料或量子点发光材料等。在柔性衬底上设置金属层,有利于提升复合衬底的密封性,可对器件中的各功能薄层起到良好的保护作用,有利于提高柔性显示屏的寿命。与此同时,将金属层设置在所述柔性衬底的上方,由于所述金属层几乎不透光性,且具有良好的光反射性,当将所述复合衬底应用于制备顶发射显示器件时,可极大地减小光的损耗,使得所述顶发射显示器件在具备良好的水氧阻隔性能的同时具有较高的发光效率。
作为一种实施方式,Al、Ag、Cu、Mo和Au中的至少一种。其具有良好的水氧阻隔性的同时还具有良好的柔韧性,可进一步提升所述复合衬底的柔性和密封性;而且,这类金属层材料透光性差,且具有良好的反射性,当将所述复合衬底应用于制备顶发射显示器件时,可极大地减小光的损耗。
作为一种实施方式,金属层的厚度在100微米以下。控制金属层厚度不超过100微米,确保复合衬底具有良好的柔性。在进一步实施例中,金属层的厚度为10-100微米,使得复合衬底兼具良好的密封性和柔性。
进一步地,如图3所示,所述复合衬底还包括:无机材料层,所述无机材料层设置在所述金属层远离所述柔性衬底的表面。无机材料层具有良好的密封性,本发明实施例将金属层和无机材料层组合使用,可大幅度地提升复合衬底的密封性,有利于提高柔性显示屏的寿命,促进柔性显示屏的商业化应用。
值得注意的是,当复合衬底中仅含有一个结构单元时,无机材料层设置在金属层远离柔性衬底的表面;当复合衬底中不止一个结构单元时,沿结构单元叠加的方向,无机材料层设置在最后一个结构单元的金属层远离第一个结构单元的柔性衬底的表面。
作为一种实施方式,无机材料层材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铪、氧化锆、氧化铝和二氧化钛中的至少一种。其具有良好的水氧阻隔性,可有效提升所述复合衬底的密封性。
作为一种实施方式,如图4所示,所述无机材料层远离所述金属层的表面设置有第二凹凸结构,有利于在弯折时释放应力,提高柔韧性。
第二凹凸结构包括第二凹部和第二凸部,如图4所示,第二凹部相对于第二凸部向柔性衬底的方向凹陷,第二凸部相对于第二凹部向远离柔性衬底的方向凸起。在本发明实施例中,所述第二凹凸结构在无机材料层上的分布形貌和尺寸可参考该复合衬底所要制备的器件种类,可以为无序的凹凸结构,也可以为有序的呈阵列排布的凹凸结构。在一些实施例中,分布在所述无机材料层上的第二凸部的厚度一致,多个第二凸部等间隔分布。在一些实施例中,第一凹部与第二凸部相对设置。
作为一种实施方式,如图5所示,所述复合衬底用于制备发光器件,所述无机材料层包括依次设置的第一材料层和第二材料层,所述第二材料层设置于所述第一材料层远离所述金属层的表面,所述第一材料层的折射率小于所述第二材料层,所述第一材料层的厚度为所述发光器件的发射波长半峰宽对应波长的1/4光学长度范围,所述第二材料层的厚度为所述发光器件的发射波长半峰宽对应波长的1/4光学长度范围;
所述无机材料层上设置有若干个狭缝结构,且所述狭缝结构的长度方向与所述金属层间呈预设夹角。通过上述设计的无机材料层结构,使得所述无机材料层形成了增反膜。增反膜的光学原理基于菲涅耳公式,光从光密介质入射到光疏介质,反射光不会产生相位突变;当光从光疏介质入射到光密介质界面反射时,反射光会有一个相位π的突变,即产生半波损失;当两束反射光,一束光从光疏到光密界面反射,而另一束光从光密到光疏界面反射,两束反射光之间有附加的相位差π,即附加光程差λ/2。此时,当介质薄膜厚度满足发射波长半峰宽对应波长的1/4光学长度范围时,如公式所述:δ=2nd+λ/2=kλ,两束反射光相干相长,从而增加反射光的能量,根据能量守恒,从而减少入射光在复合衬底中的透射过程的能量损失。
同时,通过在无机材料层上设置有若干个狭缝结构,提高了所述复合衬底的柔韧性;通过设计所述狭缝结构的长度方向与所述金属层间呈预设夹角,使得所述无机材料层界面的光反射率进一步增加。如图6所示,当光从发光层入射到所述无机材料层时,入射光线通过由第一材料层和第二材料层组合形成的增反膜结构后产生较强的反射光,当该反射光与透过狭缝从金属层界面反射回来的光构成相邻的两束光时,两束光之间会同步发生相长形成明条纹,使得反射光的强度得到进一步的增强。
在本申请说明书中,光学长度的计算公式为:光源波长与折射率相乘。发光器件发射的光源波长具有一个中心波长,该中心波长的半峰宽范围内,具有一个对应的波长范围,这个波长范围乘以折射率的积的1/4就是第一材料层和第二材料层的厚度,第一材料层和第二材料层的厚度可为该半峰宽对应波长范围内的任一波长的1/4光学长度。
所述无机材料层中,所述狭缝结构的长度方向与所述金属层间呈预设夹角,所述预设夹角不为零,如一些实施例中,该预设夹角为45°-60°。可以理解的是,所述狭缝结构的长度方向不与所述金属层相互平行。在一些实施例中,所述狭缝结构的长度方向与反光层出射光最多的方向平行,在这种情况下,有利于提高出射光在增反膜上的反射率。
在一些实施例中,所述第一材料层材料选自氧化硅、氧化铝和氟化镁中的至少一种,所述第二材料层材料选自氧化铪、氧化锆、氮氧化硅和二氧化钛中的至少一种。如此,使得所述第二材料层与所述第一材料层之间具有较大的折射率差,确保所述无机材料层具有较高的光反射率。
在一些实施例中,所述无机材料层的层数为多个,多个所述无机材料层依次层叠设置在所述柔性衬底的上方。在进一步实施例中,无机材料层的层数为2-10。确保复合衬底具有良好的柔性,且避免增加工艺复杂程度。
本发明实施例提供的所述复合衬底的制备方法,可参考本领域常规技术手段,例如采用磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、原子层沉积、分子层沉积、喷墨印刷等常用的镀膜手段在所述柔性衬底上方依次沉积金属层和无机材料层,并结合激光蚀刻、选择性光刻或等离子体法对所述柔性衬底、金属层和无机材料层等薄层结构进行表面图形化。
上述复合衬底的制备方法包括以下步骤:
S1、在柔性衬底上形成第一凹凸结构
具体地,采用激光蚀刻,选择性光刻或等离子体等方法在所述柔性衬底的表面形成第一凹凸结构。
S2、在柔性衬底上方形成金属层
具体地,使用喷墨打印喷涂镀膜,利用打印墨水的流动性,可以使金属层与柔性衬底在孔洞及凹坑处紧密接触,且可以获得较平整的膜面。
S3、在金属层上制备具有第二凹凸结构的无机材料层
具体地,可以利用磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、原子层沉积、分子层沉积、喷墨印刷等常用的镀膜手段在金属层上沉积无机材料层,然后利用选择性蚀刻、激光剥离等方法在无机材料层远离衬底的表面形成第二凹凸结构;在形成第二凹凸结构时,使其与柔性衬底表面的第一凹凸结构错开。
相应的,一种柔性显示屏,包括上述复合衬底。
本发明实施例提供的柔性显示屏,包括上述复合衬底,具有良好的密封性,使得所述柔性显示屏具有较长的寿命,促进其商业化应用。
作为一种实施方式,所述柔性显示屏包括有机发光二极管或量子点发光二极管,且所述有机发光二极管和/或量子点发光二极管为顶发射显示器件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合衬底,其特征在于,包括:结构单元,所述结构单元包括:柔性衬底以及设置在所述柔性衬底上的金属层;
所述柔性衬底上设置有第一凹凸结构,且所述第一凹凸结构设置在所述柔性衬底与所述金属层相接的表面;
所述复合衬底还包括:无机材料层,所述无机材料层设置在所述金属层远离所述柔性衬底的表面;
所述复合衬底用于制备发光器件,所述无机材料层包括依次设置的第一材料层和第二材料层,所述第二材料层设置于所述第一材料层远离所述金属层的表面,所述第一材料层的折射率小于所述第二材料层,所述第一材料层的厚度为所述发光器件的发射波长半峰宽对应波长的1/4光学长度范围,所述第二材料层的厚度为所述发光器件的发射波长半峰宽对应波长的1/4光学长度范围。
2.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述结构单元为多个,且多个所述结构单元依次层叠设置。
3.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述无机材料层材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铪、氧化锆、氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述无机材料层远离所述金属层的表面设置有第二凹凸结构。
5.根据权利要求4所述的复合衬底,其特征在于,所述第一凹凸结构包括第一凹部,所述第二凹凸结构包括第二凸部,所述第一凹部与所述第二凸部相对设置。
6.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述无机材料层上设置有若干个狭缝结构,且所述狭缝结构的长度方向与所述金属层间呈预设夹角。
7.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述预设夹角为45°-60°。
8.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述无机材料层的层数为多个,多个所述无机材料层依次层叠设置在所述柔性衬底的上方,和/或
所述无机材料层的层数为2-10。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合衬底,其特征在于,所述金属层的材料选自Al、Ag、Cu、Mo和Au中的至少一种,和/或
所述柔性衬底的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种。
10.一种柔性显示屏,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的复合衬底。
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Address after: 516006 TCL science and technology building, No. 17, Huifeng Third Road, Zhongkai high tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Applicant after: TCL Technology Group Co.,Ltd. Address before: 516006 Guangdong province Huizhou Zhongkai hi tech Development Zone No. nineteen District Applicant before: TCL Corp. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |