CN113130753A - 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无机材料层；柔性衬底上设置有第一凹凸结构，且第一凹凸结构设置在柔性衬底与无机材料层相接的表面。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无机材料层；
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无机材料层相接的表面。
本发明提供的复合衬底，以无机材料层为水氧阻隔层，且柔性衬底在与所述无机材料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。
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无机材料层；
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无机材料层相接的表面。
本发明实施例提供的复合衬底，以无机材料层为水氧阻隔层，且柔性衬底在与所述无机材料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，柔性衬底的折射率小于所述无机材料层的折射率。通过调节柔性衬底的折射率小于无机材料层的折射率，有利于发光层发射的光在所述无机材料层与所述柔性衬底之间的界面形成全反射，可减小光的损耗，提高显示器件的发光效率，尤其适用于制备顶发射显示器件。
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无机材料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无机材料层相接的表面。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无机材料层的表面方向凹陷，第一凸部相对于第一凹部向无机材料层方向凸起。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，柔性衬底的折射率为1.3-1.8。通过控制柔性衬底的折射率在较小范围内，可增大无机材料的选择范围，有利于调节无机材料层的折射率大于柔性衬底的折射率，促进发光层发射的光在所述无机材料层与所述柔性衬底之间的界面形成全反射，可减小显示器件的光损耗，提高显示器件的发光效率，尤其适用于制备顶发射显示器件。在一些实施例中，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。PMMA的折射率为1.4，PC的折射率为1.6，PVC的折射率为1.35-1.6，PET的折射率为1.33-1.65，PI的折射率为1.3-1.8，PP的折射率为1.49，可确保柔性衬底的折射率控制在1.3-1.8，利于提升显示器件的发光效率。在进一步实施例中，所述柔性衬底的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚碳酸酯，当采用该复合衬底作为液晶显示器件的衬底时，可避免导光板的设置，降低液晶显示器件的厚度。
具体地，无机材料层，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。在柔性衬底上设置无机材料层，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。
作为一种实施方式，无机材料层的折射率为1.6-2.8。如此，使得无机材料层的折射率大于目前市场上的大部分柔性材料，通过调节无机材料层的折射率大于柔性衬底的折射率，可促进光在无机材料层与柔性衬底之间的界面形成全反射，可减小器件光的损耗，提高显示器件的发光效率。在一些实施例中，所述无机材料层的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的至少一种。上述几种无机材料的折射率均位于上述折射率范围内，有利于减小光的损耗，提高显示器件的发光效率。在一些实施例中，无机材料层的厚度范围为30-100微米。
进一步地，如图3所示，所述复合衬底还包括：金属层，所述金属层设置在所述无机材料层远离所述柔性衬底的表面；其中，所述复合衬底中的所述金属层的个数为1个。金属层具有良好的密封性，可作为复合衬底的水氧阻隔层，本发明实施例将无机材料层和金属层组合使用，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。而且，在复合衬底中引入金属层，可使得复合衬底具有电极的作用，在制备器件时可以省略制备电极。同时，金属层可作为反射阴极，使得由此形成的复合衬底尤其适用于底发射器件，例如液晶显示器件。
值得注意的是，当复合衬底中仅含有一个结构单元时，金属层设置在无机材料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，金属层设置在最后一个结构单元的无机材料层远离第一个结构单元的柔性衬底的表面。
在一些实施例中，金属层材料选自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显示器件时，可极大地减小光的损耗。
在一些实施例中，如图4所示，所述金属层远离所述无机材料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金属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，分布在所述金属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。
在一些实施例中，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、柔性和导电性。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；控制金属层厚度在10微米以上，确保所述复合衬底具有一定的导电性。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。对应的，金属层的厚度包括金属层上第二凸部的厚度，其中第二凹部的深度比不超过金属层总厚度的1/4，以保证复合衬底兼具良好的强度和柔性。在一些实施例中，第二凹部深度为金属层总厚度的1/8-1/4。
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无机材料层和金属层，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、无机材料层和金属层等薄层结构进行表面图形化。
作为一种实施方式，所述复合衬底包括：柔性衬底以及设置在所述柔性衬底上的水氧阻隔层，所述水氧阻隔层包括依次设置的无机材料层和金属层，所述金属层设置在所述无机材料层远离所述柔性衬底的表面；
其中，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无机材料层相接的表面，所述第一凹凸结构包括若干连续设置的第一凹部；
所述金属层远离所述无机材料层的表面设置有第二凹凸结构，所述第二凹凸结构包括若干连续设置的第二凸部，且所述第一凹部与所述第二凸部相对设置。
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无机材料层
具体地，使用喷墨打印喷涂镀膜，利用打印墨水的流动性，可以使无机材料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、在无机材料层上制备具有第二凹凸结构的金属层
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无机材料层上沉积金属层，然后利用选择性蚀刻、激光剥离等方法在金属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。
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 (11)
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无机材料层；
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无机材料层相接的表面。
2.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述柔性衬底的折射率小于所述无机材料层的折射率。
3.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述柔性衬底的折射率为1.3-1.8；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。
4.根据权利要求3所述的复合衬底，其特征在于，所述柔性衬底的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚碳酸酯。
5.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述无机材料层的折射率为1.6-2.8；和/或
所述无机材料层的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
6.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。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合衬底，其特征在于，所述复合衬底还包括：金属层，所述金属层设置在所述无机材料层远离所述柔性衬底的表面；
其中，所述复合衬底中的所述金属层的个数为1层。
8.根据权利要求7所述的复合衬底，其特征在于，所述金属层材料选自Al、Ag、Cu、Mo和Au中的至少一种；和/或
所述金属层的厚度为10-100微米。
9.根据权利要求7所述的复合衬底，其特征在于，所述金属层远离所述无机材料层的表面设置有第二凹凸结构。
10.根据权利要求9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，且所述第一凹部与所述第二凸部相对设置。
11.一种柔性显示屏，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的复合衬底。
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