CN203503658U

CN203503658U - 柔性显示基板及柔性显示装置

Info

Publication number: CN203503658U
Application number: CN201320599397.1U
Authority: CN
Inventors: 陈立强; 高涛; 周伟峰; 毛雪
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-09-25

Abstract

本实用新型提供一种柔性显示基板，其包括：柔性基底；设于柔性基底上的、能反射紫外光而透过可见光的紫外光反射层，其包括由交替的第一透明材料层与第二透明材料层组成的层叠结构，其中两种透明材料层数量相等且各有至少2层；且两透明材料层还满足：4nd=λ，其中d为任一透明材料层厚度，n为该透明材料层的折射率，λ为紫外光波长；设于所述紫外光反射层上方的显示结构。本实用新型适用于柔性显示基板，尤其是包括低温多晶硅薄膜晶体管的柔性阵列基板。

Description

柔性显示基板及柔性显示装置

技术领域

本实用新型属于柔性显示技术领域，具体涉及一种柔性显示基板及柔性显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，柔性显示装置获得了越来越广泛的应用，柔性显示装置包括有机发光二极管显示装置、电泳显示装置、液晶显示装置等不同类型。显然，柔性显示装置的显示基板(如柔性有机发光二极管显示装置的阵列基板)的基底必须是柔性基底，而柔性基底主要由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等有机材料制成。

由于柔性基底易发生变形，故在显示基板的制备过程中，柔性基底的定位、搬运、存储等均比较困难。为此，如图1、图2所示，通常要先在玻璃基底1上形成柔性材料层2，之后依次在柔性材料层2上形成缓冲层4和各种显示结构9(包括薄膜晶体管、数据线、栅线、电容、阳极、阴极、有机发光层、像素界定层等，因这些均是已知结构，故图中未标号)，再用紫外激光从玻璃基底1侧照射柔性材料层2，使柔性材料层2与玻璃基底间1的附着力降低并与玻璃基底1分开(即激光剥离)，形成独立的柔性显示基板(此时柔性材料层2即成为柔性基底21)。

同时，柔性阵列基板中包括大量的薄膜晶体管，而低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管是薄膜晶体管的一种重要类型，其有源层911由多晶硅构成；该有源层911的制备方法是先形成非晶硅层，之后用紫外激光(准分子激光)从远离玻璃基底1的一侧照射非晶硅层，通过准分子激光退火(ELA)的方式使非晶硅熔融、成核、长大而转变为多晶硅，之后将多晶硅层构图形成有源层911。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

首先，在激光剥离的过程中，可能有部分激光穿过柔性材料层照射到显示结构上，从而对显示结构的性能造成影响；例如，若激光照射到薄膜晶体管(尤其是金属氧化物薄膜晶体管)的有源层上，则会引起阈值电压漂移等不良。

其次，对具有低温多晶硅薄膜晶体管的阵列基板，其激光退火过程中可能有激光穿过非晶硅层照射到柔性材料层上，从而对柔性材料层的性能造成破坏，例如造成柔性材料层碳化或与相邻的层(如缓冲层)分离等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题包括，针对现有的柔性显示基板中的显示结构在进行激光剥离时容易受到损坏的问题，提供一种可避免激光剥离时显示结构受损的柔性显示基板及柔性显示装置。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是一种柔性显示基板，包括：

柔性基底：

设于柔性基底上的、能反射紫外光而透过可见光的紫外光反射层，其包括由交替的第一透明材料层与第二透明材料层组成的层叠结构，其中两种透明材料层数量相等且各有至少2层；且两透明材料层还满足：4nd=λ，其中d为任一透明材料层厚度，n为该透明材料层的折射率，λ为紫外光波长；

设于所述紫外光反射层上方的显示结构。

其中，“显示结构”是指形成在紫外光反射层上方的所有用于进行显示的结构，依照柔性显示基板类型的不同，显示结构可包括：薄膜晶体管、栅线、栅绝缘层、数据线、平坦化层(PLN)、钝化层（PVX）、电容、阳极、阴极、有机发光层、像素界定层(PDL)、彩色滤光膜、像素电极、公共电极、公共电极线等。

优选的是，所述第一透明材料层为厚度36nm的氮化硅层；所述第二透明材料层为厚度52nm的二氧化硅层。

进一步优选的是，所述柔性显示基板还包括：与所述层叠结构中最外侧的氮化硅层相邻的、厚度52nm的附加二氧化硅层；与所述层叠结构中最外侧的二氧化硅层相邻的、厚度23.76nm的附加氮化硅层。

进一步优选的是，所述第一透明材料层为2至6层。

进一步优选的是，所述第一透明材料层为4层。

优选的是，所述第一透明材料层为厚度30nm的二氧化钛层；所述第二透明材料层为厚度52nm的二氧化硅层。

进一步优选的是，所述第一透明材料层为2至5层。

进一步优选的是，所述第一透明材料层为3层。

优选的是，所述柔性基底由有机柔性材料制成。

优选的是，所述柔性显示基板为柔性阵列基板；所述显示结构包括低温多晶硅薄膜晶体管。

优选的是，所述柔性显示基板为柔性阵列基板，所述显示结构包括薄膜晶体管；所述柔性显示基板还包括：位于所述薄膜晶体管外侧的附加紫外光反射层。

其中，“附加紫外光反射层”也是指能反射紫外光而允许可见光透过的层，其也包括上述层叠结构，并满足上述公式。

本实用新型实施例还提供一种柔性显示装置，包括上述的柔性显示基板。

本实用新型的柔性显示基板及柔性显示装置中，在柔性基底(柔性材料层)和显示结构间设有紫外光反射层，因此，在激光剥离时，紫外光反射层可将穿过柔性材料层的激光反射回去，避免其照射到薄膜晶体管等显示结构，进而避免显示结构受到损伤；同时，紫外光反射层又允许可见光透过，故其不会对正常的显示、制造过程造成影响，例如，在柔性显示基板的制造过程中，经常需要利用对位标记进行对位，此时由于紫外光反射层允许可见光透过，故不会对对位产生影响。

另外，对具有低温多晶硅薄膜晶体管的柔性阵列基板，在进行激光退火时，紫外光反射层还可将穿过非晶硅层的激光反射回去，从而避免柔性材料层受到损伤。

本实用新型适用于柔性显示基板，尤其是用于带有低温多晶硅薄膜晶体管的柔性阵列基板。

附图说明

图1为现有的一种柔性显示基板的剖面结构示意图；

图2为现有的一种柔性显示基板在制备过程中进行激光剥离时的剖面结构示意图；

图3为本实用新型的实施例1的一种柔性显示基板的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1的一种紫外光反射层的可见光透过率曲线；

图5为本实用新型的实施例1的另一种柔性显示基板的剖面结构示意图；

图6为本实用新型的实施例1的一种柔性显示基板在制备过程中进行激光退火时的剖面结构示意图；

图7为本实用新型的实施例1的一种柔性显示基板在制备过程中进行激光剥离时的剖面结构示意图；

其中附图标记为：1、玻璃基底；2、柔性材料层；21、柔性基底；3、紫外光反射层；31、层叠结构；311、第一透明材料层；312、第二透明材料层；321、附加氮化硅层；322、附加二氧化硅层；4、缓冲层；9、显示结构；91、非晶硅层；911、有源层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

如图3至图7所示，本实施例提供一种柔性显示基板，其包括：

柔性基底21；

设于柔性基底21上的紫外光反射层3，该紫外光反射层3能反射紫外光但允许可见光透过；

设于紫外光反射层3上方的显示结构9。

其中，“显示结构9”是指形成在紫外光反射层3上方的所有用于进行显示的结构。依照柔性显示基板类型的不同，显示结构9可包括：薄膜晶体管、栅线、栅绝缘层、数据线、平坦化层(PLN)、钝化层（PVX）、电容、阳极、阴极、有机发光层、像素界定层(PDL)、彩色滤光膜、像素电极、公共电极、公共电极线等。

本实施例的柔性显示基板中，在柔性基底21和显示结构9间设有紫外光反射层3，因此，如图7所示，在激光剥离时，紫外光反射层3可将穿过柔性材料层2的激光反射回去，避免其照射到薄膜晶体管等显示结构9，从而避免显示结构9的性能受到影响。同时，该紫外光反射层3又允许可见光透光，因此其不会对正常的显示、制造过程造成影响，例如，在柔性显示基板的制造过程中，经常需要利用对位标记进行对位，此时由于紫外光反射层允许可见光透过，故不会对对位产生影响。

优选的，本实施例以柔性有机发光二极管显示装置的阵列基板作为柔性显示基板的例子，即柔性显示基板中包括驱动电路(开关薄膜晶体管、驱动薄膜晶体管、电容等)、栅线、数据线、阴极、阳极、有机发光层、像素界定层等结构。

如图3所示，柔性阵列基板中包括大量的薄膜晶体管，而薄膜晶体管(尤其是金属氧化物薄膜晶体管)的有源层911是最易在激光剥离过程中受到影响的显示结构9，故紫外光反射层3对于阵列基板的保护作用最明显。

当然，应当理解，虽然本实施例以柔性有机发光二极管显示装置的阵列基板作为柔性显示基板的例子，但柔性显示基板也可以是柔性彩膜基板、柔性封闭基板、柔性液晶显示装置的阵列基板等其他类型。

优选的，对于柔性阵列基板，其中优选使用低温多晶硅薄膜晶体管，即薄膜晶体管的有源层911由低温多晶硅材料构成。

对于低温多晶硅薄膜晶体管，其中的有源层911是通过先形成非晶硅层91，再通过晶化工艺将非晶硅层91转变为多晶硅层的方法形成的，通常采用的方法为激光退火工艺；在激光退火晶化过程中，可能有部分激光穿过非晶硅层91，从而对柔性基底21造成破坏；本实用新型实施例中，紫外光反射层3还可将这些激光反射回去，避免柔性基底21在激光退火中受损。

当然，应当理解，本实用新型的柔性显示基板中的薄膜晶体管也不限于低温多晶硅薄膜晶体管，如也可以为非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管等；晶化工艺也不限于激光退火工艺，还可以为金属诱导晶化、固相晶化等。

优选的，柔性基底21由有机柔性材料制成；更优选由聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

一方面，由有机柔性材料制成的柔性基底21技术成熟，更为常用；另一方面，有机柔性材料也更易受到激光的破坏，应用本实用新型的实施例，其效果更明显。

具体的，紫外光反射层3包括层叠结构31，层叠结构31由交替设置的第一透明材料层311与第二透明材料层312组成，其中两种透明材料层数量相等且各有至少2层。

也就是说，紫外光反射层3的主体为由两种不同的透明材料层交替组成的多层结构(层叠结构31)，即“第一透明材料层311-第二透明材料层312-第一透明材料层311-第二透明材料层312”式的循环结构；其中，两种材料层的数量相等，即第一透明材料层311和第二透明材料层312必然是“成对”的；同时，每种材料层至少有2层，从而层叠结构31总共至少有4层。

当然，应当理解，以上所说的第一透明材料层311与第二透明材料层312交替排列只表示这两种层间的排列关系，但不表示其与柔性基底21间有特定位置关系，即最靠近柔性基底21的可以是第一透明材料层311，也可以是第二透明材料层312。同时，如果在层叠结构31外还设有其他单独的、由第一透明材料或第二透明材料制成的层，也是可行的，但此时该层不属于层叠结构31。

而且，第一透明材料层311和第二透明材料层312还满足公式：4nd=λ；其中d为任一透明材料层厚度，n为该透明材料层的折射率，λ为要反射的紫外光的波长。

虽然第一透明材料层311和第二透明材料层312本身都是透明的，但当两透明材料层的厚度和折射率均满足以上关系时，由它们组成的层叠结构31即可起到反射一定波长的紫外光的作用。因此，可根据最希望反射的紫外光的波长选定第一透明材料层311和第二透明材料层312的具体材料和厚度。

应当理解，按照以上公式，层叠结构31对波长为λ的光具有最高的反射率，但其对于波长接近λ的光也有较高的反射率，因此层叠结构31并不是只对一个“点”的波长的光有反射作用。

优选的，第一透明材料层311为厚度36nm的氮化硅层，第二透明材料层312为厚度52nm的二氧化硅层。

之所以优选以上的材料和厚度，是因为：

首先，通常而言，在激光剥离和准分子激光退火中使用的都是波长308nm的紫外激光；在常规工艺条件下，等离子化学气相沉积(PECVD)制备的氮化硅在308nm波长的折射率为2.14，二氧化硅层在308nm波长的折射率为1.48；结合以上厚度正好符合以上公式。当然，对于不同的工艺或不同的等离子化学气相沉积参数，制备的氮化硅和氧化硅的折射率会有不同，此时其厚度也要相应变化，但只要满足4nd=λ的公式即可。

其次，在柔性显示基板中，通常需要在柔性基底21上先设置缓冲层4，之后再于缓冲层4上形成显示结构9，缓冲层4的作用是降低表面粗糙度，改善显示结构9与柔性基底21的结合，以及在包括低温多晶硅薄膜晶体管的柔性阵列基板激光退火晶化过程中，对柔性基底21起到保护作用；而缓冲层4通常由氮化硅或二氧化硅或氮化硅与二氧化硅的混合材料制成，因此上述的紫外光反射层3还可同时作为缓冲层4，故不必再设置单独的缓冲层4，从而简化了柔性显示基板的结构。当然，如果在具有上述紫外光反射层3的同时，再于紫外光反射层3上设置单独的缓冲层4，也是可行的。

更优选的，如图3、图6、图7所示，紫外光反射层3还包括：与层叠结构31中最外侧的氮化硅层(即第一透明材料层311)相邻的、厚度52nm的附加二氧化硅层322；与层叠结构31中最外侧的二氧化硅层(即第二透明材料层312)相邻的附加氮化硅层321，附加氮化硅层321的厚度为层叠结构31中氮化硅层厚度的0.66倍，为23.76nm。

也就是说，在层叠结构31的两侧还可分别包括附加二氧化硅层322和附加氮化硅层321，附加二氧化硅层322与层叠结构31最外侧的氮化硅层相邻，而附加氮化硅层321与层叠结构31最外侧的二氧化硅层相邻；其中，附加二氧化硅层322的厚度为52nm，与层叠结构中二氧化硅层厚度相同，而附加氮化硅层321的厚度则为0.66×36=23.76nm，即其厚度比层叠结构中氮化硅层薄。

之所以增加附加二氧化硅层322和附加氮化硅层321，是因为经过模拟计算发现，增加以上的层可在不明显降低可见光透过率的情况下提高对紫外光(波长308nm的紫外光)的反射率。

进一步优选的，对于上述由二氧化硅层和氮化硅层组成的层叠结构31，其中第一透明材料层311层数为2至6层，最优选为4层。

也就是说，层叠结构31的总层数优选为4至12层，最优选为8层。

显然，层叠结构31的总层数越多则其对紫外光的反射效果越好，但同时也会不可避免的降低可见光的透过率、增加制造成本等。经研究发现，总层数4至12层的层叠结构31即可反射绝大部分的紫外光，又可允许大部分的可见光透过，从而达到最好的效果。其中，当紫外光反射层3包括上述层叠结构31(总层数为8层)以及附加二氧化硅层322和附加氮化硅层321时，其可见光透过率曲线如图4所示，从图中可见，该紫外光反射层3对于紫外光波长部分的反射率很高(对波长308nm的紫外光的反射率可达92%)，而对可见光波长部分的透过率则在90%以上。

优选的，上述第一透明材料层311也可为厚度30nm的二氧化钛层；而第二透明材料层312为厚度52nm的二氧化硅层。

也就是说，也可采用以上厚度范围的二氧化钛层和二氧化硅层分别作为第一透明材料层311和第二透明材料层312。由于二氧化钛的折射率大于氮化硅的折射率，故二氧化钛层的厚度小于氮化硅层的厚度。

进一步优选的，对于上述由二氧化钛层和二氧化硅层组成的层叠结构31，其中第一透明材料层311层数为2至5层，最优选为3层。

也就是说，对于由二氧化钛层和二氧化硅层组成的层叠结构31，其中总层数优选为4至10层；最优选6层，此时其对波长308nm的紫外光反射率为89%，而可见光范围透过率为90%以上。

当然，应当理解，以上所述的只是第一透明材料层311与第二透明材料层312的部分具体例子，只要能起到反射紫外光而允许可见光透过的目的，使用其他的材料制造第一透明材料层311与第二透明材料层312也是可行的。

优选的，当柔性显示基板为柔性阵列基板时，其中的显示结构包括薄膜晶体管(优选为金属氧化物薄膜晶体管)，则此时在薄膜晶体管外侧还可设有附加紫外光反射层。其中，“附加紫外光反射层”也是指能反射紫外光而允许可见光透过的层，其也包括上述层叠结构，并满足上述公式。

由于薄膜晶体管的有源层易受紫外光照射的影响，因此，为了防止外界光线中的紫外光对薄膜晶体管的有源层造成影响，故可在薄膜晶体管外侧设置附加紫外光反射层。其中，该附加紫外光反射层可作为钝化层设在薄膜晶体管与有机发光二极管之间，也可作为封装结构设在有机发光二极管外层等，当然也可以作为一层附加的结构设置在薄膜晶体管外侧，只要其可阻止外界的紫外光照射到薄膜晶体管上即可。

本实施例还提供一种上述柔性显示基板的制备方法，其包括以下步骤：

S01、准备基底。

该基底可为玻璃基底1等常规的硬质基底。

S02、在基底上形成柔性材料层2。

该柔性材料层2优选为有机柔性材料层2，例如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的层。

该柔性材料层2可采用涂布等常规方法制造，在后续的激光剥离步骤中，柔性材料层2会与玻璃基底1分离，从而成为柔性显示基板的柔性基底21。

S03、在柔性材料层2上形成紫外光反射层3。

具体的，其包括：交替形成第一透明材料层311与第二透明材料层312，得到层叠结构31。而当紫外光反射层3包括附加二氧化硅层322和附加氮化硅层321时，本步骤还包括在形成层叠结构31之前和之后分别形成两附加层。

其中，第一透明材料层311与第二透明材料层312的形成方法可根据其具体材料决定。

通常而言，对于二氧化硅、氮化硅组成的层，可使用等离子体增强化学气相沉积的方法制造，只要在沉积过程中改变所通入的反应气体即可；例如形成氮化硅层时使用的反应气体可为SiH₄、NH₃、N₂的混合气体，而形成氧化硅层时使用的反应气体可以为SiH₄、NO₂、N₂的混合气体；轮流通入不同的反应气体，控制其反应参数，即可得到上述的层叠结构31。而二氧化钛层通常可用电子束蒸发的方法制备得到。

而层叠结构31中每一层的厚度可根据沉积速率与沉积时间计算得到，也可通过对膜厚的检测确定。

S04、优选的，形成非晶硅层91。

其中，非晶硅层91可通过化学气相沉积的方法形成，厚度优选在40～60nm。

S05、优选的，如图6所示，通过激光退火(准分子激光退火)使非晶硅层91转变为多晶硅层。

其中，激光退火中使用的激光优选为紫外激光，其最优选波长为308nm。

如图6所示，在激光退火过程中，由于紫外光反射层3的存在，故穿过非晶硅层91的激光会被紫外光反射层3反射回去，而不会照射到柔性材料层2上，也就不会对柔性材料层2产生破坏。

按照本实施例的方法所制备的薄膜晶体管的有源层911靠近柔性基底21，即其属于“顶栅型薄膜晶体管”，但显然，底栅型薄膜晶体管也适用于本实用新型，区别在于其制备是需要先形成栅极/栅线、栅绝缘层等结构，再制备非晶硅层91。

应当理解，若本实施例的方法制造的柔性阵列基板中使用的是金属氧化物薄膜晶体管等其他类型薄膜晶体管，也是可行的，此时其只要形成金属氧化物层即可，而不必进行激光退火。

S06、继续形成其他显示结构9。

具体的，本步骤包括可：通过构图工艺用多晶硅层形成有源层911，以及继续形成栅绝缘层、栅极/栅线、源/漏极、钝化层、数据线、平坦化层、阳极、像素界定层、有机发光层、阴极、彩色滤光膜等。

显然，本步骤中形成的显示结构9的具体种类、结构、位置，以及形成这些显示结构9所用的工艺、顺序、参数等是根据柔性显示基板类型的不同而不同的(例如对于柔性液晶显示装置的阵列基板，其中包括像素电极、公共电极线等结构)，但这些均属于已知技术，故在此不再详细描述。

S07、如图7所示，对柔性材料层2进行激光剥离，得到柔性显示基板。

也就是说，用紫外激光(优选波长308nm)从玻璃基底1一侧照射柔性材料层2，使柔性材料层2及其上的所有结构从玻璃基底1上脱离下来，成为独立的柔性显示基板，此时柔性材料层2就是柔性显示基板的柔性基底21。

如图7所示，在激光剥离过程中，由于紫外光反射层3的存在，故穿过柔性材料层2的激光会被紫外光反射层3反射回去，而不会照射到薄膜晶体管等显示结构9上，也就不会对显示结构9产生破坏。

实施例2：

本实用新型实施例还提供一种柔性显示装置，包括实施例1所述的柔性显示基板。所述柔性显示装置可以为柔性液晶显示装置、柔性有机发光二极管显示装置等。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种柔性显示基板，包括柔性基底，其特征在于，所述柔性显示基板还包括：

设于所述紫外光反射层上方的显示结构。

2.根据权利要求1所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层为厚度36nm的氮化硅层；

所述第二透明材料层为厚度52nm的二氧化硅层。

3.根据权利要求2所述的柔性显示基板，其特征在于，还包括：

与所述层叠结构中最外侧的氮化硅层相邻的、厚度为52nm的附加二氧化硅层；

与所述层叠结构中最外侧的二氧化硅层相邻的、厚度为23.76nm的附加氮化硅层。

4.根据权利要求2所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层层数为2至6层。

5.根据权利要求4所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层层数为4层。

6.根据权利要求1所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层为厚度30nm的二氧化钛层；

所述第二透明材料层为厚度52nm的二氧化硅层。

7.根据权利要求6所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层层数为2至5层。

8.根据权利要求7所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述第一透明材料层层数为3层。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述柔性基底由有机柔性材料制成。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述柔性显示基板为柔性阵列基板；

所述显示结构包括低温多晶硅薄膜晶体管。

11.根据权利要求1至8中任意一项所述的柔性显示基板，其特征在于，

所述柔性显示基板为柔性阵列基板，所述显示结构包括薄膜晶体管；

所述柔性显示基板还包括：位于所述薄膜晶体管外侧的附加紫外光反射层。

12.一种柔性显示装置，包括权利要求1至11中任意一项所述的柔性显示基板。