TWI692898B - 柔性顯示幕的製備方法及製備柔性顯示幕用複合基板 - Google Patents
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Abstract
本申請是有關於一種製備柔性顯示幕用複合基板,其中複合基板結構包括:基底;犧牲層,犧牲層設置在基底上,犧牲層為含有氫元素且半透明的無機層;以及柔性層,柔性層設置在犧牲層上。本申請還揭露一種製備方法包括以下步驟:在基底上沉積犧牲層,犧牲層為半透明的無機層、且犧牲層中殘留有氫元素;在犧牲層上形成柔性層;在柔性層上形成電子元件;以及雷射照射基底,使得犧牲層中氫元素形成氫氣氣泡,以剝離所述柔性層和基底。
Description
本申請是有關於一種柔性顯示技術領域,特別是有關於一種柔性顯示幕的製備方法及製備柔性顯示幕用複合基板。
主動矩陣有機發光二極體(Active-matrix organic light emitting diode,AMOLED)顯示技術近年來應用廣泛。在對AMOLED的柔性基板進行雷射剝離(Laser Lift Off, LLO)的制程中,由於聚醯亞胺(PI)基底和玻璃之間較強的粘附力,使聚醯亞胺(PI)在雷射剝離(LLO)時難以剝離,從而造成柔性基板損傷。隨後水汽入侵柔性基板,導致有機發光材料失效,進而使得有機發光二極體發光時,由於失效的部分材料無法發光,會產生黑斑或黑點。
現有技術公開了一種在基底玻璃與柔性基底之間增加有機層/非晶矽層/有機層的三明治結構,透過這樣的結構設計來解決雷射剝離制程後產生黑斑或黑點的技術問題。但是,現有技術的這種多層結構生產成本相對提高,且生產工序複雜,導致設備產能低。
本申請提供一種柔性顯示幕的製備方法及製備柔性顯示幕用複合基板,透過在基底及柔性層之間設置殘留有氫元素的犧牲層,以改善在雷射剝離(Laser Lift Off,LLO)的制程中會產生黑斑或黑點的問題。
提供一種製備柔性顯示幕用複合基板,其中複合基板包括:基底;犧牲層,犧牲層設置在基底上,所述犧牲層為含有氫元素且半透明的無機層;以及柔性層,柔性層設置在犧牲層上。
本申請的進一步技術方案是,犧牲層為透過化學氣相沉積法沉積且未經脫氫處理製備的無機層。
本申請的又進一步技術方案是,犧牲層中的氫原子的原子數百分含量為5-10%。
本申請的再進一步技術方案是,犧牲層為單一層結構。
本申請的再進一步技術方案是,犧牲層的主體材質為非晶矽、碳化矽和氮化鎵中的任一種。
本申請的再進一步技術方案是,犧牲層的主體材質為非晶矽,厚度為5-10nm;
或犧牲層的主體材質為碳化矽,厚度為10-20nm;
或犧牲層的主體材質為氮化鎵,厚度為10-20nm。
本申請的再進一步技術方案是,所述柔性層的材質為聚醯亞胺。
本申請還提供一種柔性顯示幕的製備方法,其中所述製備方法包括以下步驟:
提供一基底;
在基底上沉積犧牲層,所述犧牲層為含有氫元素且半透明的無機層;
在犧牲層上形成柔性層;
在柔性層上形成電子元件;以及
雷射照射犧牲層,使得犧牲層中的氫元素形成氫氣氣泡,以剝離基底和柔性層。
本申請的再進一步技術方案是,犧牲層是以含氫物質為材料,透過化學氣相沉積法形成在基底上。
本申請的更進一步技術方案是,所述雷射照射犧牲層的過程中,所採用的雷射光束的功率為19-22.5W。
本申請具有如下優點:
1、本申請透過設置犧牲層,在保證基底和柔性層之間粘結力的同時,利用犧牲層為半透明的無機層的特點,使得操作員能夠透過基底和犧牲層觀測柔性層,以便在柔性顯示幕製作過程中實現對準的製程。此外,犧牲層能夠吸收雷射剝離中所附帶的能量,以促使犧牲層中所殘留的氫元素轉化為氫氣,形成小氣泡。這些小氣泡的產生有利於促使犧牲層與柔性層分離,降低基底和柔性層之間的附著力,從而改善雷射剝離制程中基底與柔性層之間的粘附力和剝離效果,以達到保護柔性層、減少黑斑黑點發生率的效果;
2、本申請的犧牲層為單層無機層,無需額外添加有機層,相較現有技術的多層結構,本申請的柔性基板結構更為簡單,因此能大幅度降低生產成本並提高設備產能,且改善效果同樣明顯;
3、本申請犧牲層的厚度小於20奈米(nm),且優選的厚度範圍為5-10奈米(nm),因此本申請的柔性基板結構的光透過率不會因犧牲層的厚度過厚而受到影響,本申請的柔性基板結構可以保持極高的光透過率,提高AMOLED產品對位元標記的對比度,可實現精確對位,保證後續切割的尺寸正常;
4、本申請犧牲層的材質可選擇非晶矽或碳化矽或氮化鎵,根據產品實際製程制程選擇對應的犧牲層,材質選擇更為靈活。
如圖1所示,在本申請的一實施例中,公開了一種製備柔性顯示幕用複合基板,其中複合基板結構400包括基底100、犧牲層200、以及柔性層300。
基底100為玻璃層,其能夠為柔性層提供剛性支撐,並能夠使雷射光束能穿透過玻璃層實現雷射剝離;在本申請中,對於玻璃層的選擇可以沒有特殊要求,參照本領域的常規選擇即可。
犧牲層200設置在基底100上,其為含有氫元素且半透明的無機層,對於本領域技術人員而言,可以根據基底100和柔性層300之間的附著力要求對無機層進行選擇,在滿足附著力要求的情況下,選擇含有氫元素且半透明的有機層即可。
在一優選實施例中,該犧牲層200可以是以含氫物質為材料、透過化學氣相沉積法形成在基底100上的層,這種方式所形成的犧牲層200中自然會存在氫元素。在OLED領域中,在採用化學氣相沉積法制作無機層的過程中,通常需要增加一個脫氫處理的步驟,以便於使得無機層中不含或少含氫元素,而本申請卻與此相反,選擇在化學氣相沉積犧牲層後不對犧牲層200進行脫氫處理,以使得犧牲層200中含有氫元素。
在一優選實施例中,該犧牲層200中的氫原子的原子數百分含量(個數含量)大於2%,優選為5-10%;其中氫原子的原子數百分含量可以透過二次離子質譜(secondary ion mass spectroscopy,SIMS)測量獲得。
在一優選實施例中,犧牲層200的主體材質為非晶矽或碳化矽(SiC)或氮化鎵(GaN),其中非晶矽優選為a-Si。犧牲層200的材質並不局限於此,本領域技術人員可以根據本申請的教導選擇其他合適的無機材料。
在本申請中,將非晶矽、碳化矽或氮化鎵稱為犧牲層200的主體材質,就是因為在犧牲層200中除了這些主體材質外,還含有(殘留有)氫元素,而氫元素的含量較低,其範圍在5%-10%。
在一優選實施例中,所述犧牲層200的主體材質為非晶矽,犧牲層200的厚度小於20奈米(nm),且本申請的犧牲層200的優選厚度範圍為5-10奈米(nm),該範圍內的厚度的犧牲層200為半透明狀態,可以保持較高的光透過率,且能夠實現柔性顯示幕製作過程中的對準,提高AMOLED產品對位元標記的對比度,可實現精確對位,保證後續切割的尺寸正常。此外,雷射剝離過程中的熱量能被吸收,促使殘留的氫元素反應生成氫氣氣泡,進而降低犧牲層200與柔性層300之間的附著力,加速柔性層300和基底100的分離,以避免雷射損傷柔性層。
同樣地,在另一優選實施例中,所述犧牲層200的主體材質為碳化矽,犧牲層200的厚度小於30nm,優選為10-20nm;在又一優選實施例中,所述犧牲層200的主體材質為氮化鎵,犧牲層200的厚度小於30nm,優選為10-20nm。
柔性層300設置在犧牲層上,柔性層的選擇可以參照本領域的常規選擇,例如在本申請中優選柔性層300的材質為聚醯亞胺(PI)。
另外,請參考圖2,在本申請的另一實施例中,還提出一種柔性顯示幕的製備方法,其中製備方法包括以下步驟:
步驟500:以含氫物質為材料,透過化學氣相沉積法將犧牲層200形成在基底100上;當然在其他的實施例中,可以不限定這種材料,也可以不限定這種特定的方法;
在一優選實施例中,含氫物質可以為矽烷(SiH4
)。
在一優選實施例中,相比於採用化學氣相沉積犧牲層的方法,優選在化學氣相沉積犧牲層的步驟後不對犧牲層200進行脫氫處理,以保留犧牲層200中的氫含量;
在一優選實施例中,可以透過控制化學氣相沉積的條件,以調整犧牲層200中的氫含量,以使得犧牲層200中的氫原子的原子數百分含量大於2%,優選為5-10%,例如可以為5%、6%、7%、8%、9%或10%;
在一優選實施例中,可以透過控制化學氣相沉積的條件,以調整犧牲層200的厚度,進而獲得半透明的無機層;例如所述犧牲層200的材質為非晶矽,控制所述犧牲層200的厚度小於20nm,可以為5nm-10nm,例如可以為5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm。又例如,所述犧牲層200的材質為碳化矽,控制犧牲層200的厚度小於30nm,可以為10-20nm,例如為10nm、12nm、15nm、18nm、20nm。再例如,所述犧牲層200的材質為氮化鎵,控制所述犧牲層200的厚度小於30nm,可以為10-20nm,例如為10nm、12nm、15nm、18nm、20nm。
步驟600:在犧牲層上形成柔性層;
步驟700:在柔性層上形成電子元件,以及柔性屏所含有的其他結構,例如包括但不限於TFT、OLED、模組層、以及電路佈線,而這些制程與結構均為習知的做法,並且上述實施例的柔性基板結構主要強調在雷射剝離制程所用,因此在本申請的說明書中就不再贅述這些的制程步驟說明。
步驟800:控制雷射光束,使雷射光束經由基底100照射到犧牲層200上,犧牲層200內的氫原子相互結合而形成氫氣。氫氣氣泡的產生迫使犧牲層200與柔性層300的界面出現微觀分離,減小犧牲層200與柔性層300之間的結合力,進而在柔性層300與基底100分離時,減小柔性層300的受力,減小柔性層300被破壞的概率,使得基底100與柔性層300可以輕易地分離。
其中,對於雷射光束的功率並沒有特殊要求,可以略高於基底100和柔性層300直接相貼時所採用的功率,例如可以為19-22.5W,通常雷射光束的功率隨著犧牲層的厚度而增大,例如在犧牲層200的厚度為5nm時,所採用的雷射光束的功率可以為19.3W;而在犧牲層200的厚度為10nm時,所採用的雷射光束的功率為22.1W。
以下將結合具體實施例和對照例進一步說明本申請柔性顯示幕的製備方法及製備柔性顯示幕用複合基板的有益效果。
對照例
利用現有的常規複合基板製備柔性顯示幕:其中,複合基板包括依次設置的基底100和柔性層300。其中基底100為玻璃層,柔性層300為聚醯亞胺(PI)。
在製備完成柔性顯示幕後雷射剝離複合基板中基底:以功率為14.9W的雷射光束由基底100所在側照射複合基板,並進一步剝離相應的基底100和柔性層300。
以69件樣品為基數進行測試,在雷射剝離後,柔性顯示幕出現黑斑或黑點的樣品數量為4,經統計黑斑和黑點的發生率為5.8%。
實施例1
利用本申請複合基板製備柔性顯示幕:其中,複合基板包括依次設置的基底100、犧牲層200和柔性層300。其中基底100為玻璃層(材質及厚度與實施例1相同),柔性層300為聚醯亞胺(材質及厚度與實施例1相同);犧牲層200是透過化學氣相沉積製程製備且未經脫氫處理的非晶矽(a-Si)層,所述非晶矽(a-Si)層的厚度為5nm。
在製備完成柔性顯示幕後雷射剝離複合基板中基底:以功率為19.3W的雷射光束由基底100所在側照射複合基板,以進一步剝離相應的基底100和犧牲層200。
以41件樣品為基數進行測試,在雷射剝離後,柔性顯示幕出現黑斑或黑點的樣品數量為0,經統計黑斑和黑點的發生率為0%。
實施例2
利用本申請複合基板製備柔性顯示幕:其中,複合基板的結構參見實施例1,複合基板中犧牲層200是採用同實施例1相同的製程製備而成的非晶矽(a-Si)層,所述非晶矽(a-Si)層的厚度為10nm。
在製備完成柔性顯示幕後雷射剝離複合基板中基底:以功率為22.1W的雷射光束由基底100所在側照射複合基板,以進一步剝離相應的基底100和犧牲層200。
以45件樣品為基數進行測試,在雷射剝離後,柔性顯示幕出現黑斑或黑點的樣品數量為0,經統計黑斑和黑點的發生率為0%。
如實施例1-2和對照例所示,未設置犧牲層的有機發光二極體的柔性基板結構在黑斑或黑點發生情況為4/69,發生率為5.80%;具有非晶矽(a-Si)層的有機發光二極體的柔性基板結構黑斑或黑點發生情況為0/86,發生率為0%,且非晶矽(a-Si)層的厚度控制在5奈米或10奈米時,均無黑斑或黑點出現。
因此,在玻璃層與聚醯亞胺(PI)層之間添加單層非晶矽(a-Si)層,可以明顯減小聚醯亞胺(PI)層被破壞的概率,改善雷射剝離制程中玻璃層與聚醯亞胺(PI)層之間的粘附力和剝離效果,從而達到保護聚醯亞胺(PI)層,減少黑斑或黑點發生率的效果。
此外,本申請還進一步透過調整化學氣相沉積製程的製程參數,對同等厚度下犧牲層中氫原子含量的影響進行了測試,測試發現犧牲層中氫原子的原子數百分含量在5%-10%時,基底與柔性層的附著力,以及基底與柔性層的玻璃效果的綜合效果最佳。當然,對於犧牲層中氫原子的原子數百分含量並不局限於這一範圍內,只要其大於2%就能夠在一定程度上減少黑斑或黑點的發生率。
上述說明示出並描述了本申請的若干優選實施方式,但如前所述,應當理解本申請並非局限于本文所披露的形式,不應看作是對其他實施方式的排除,而可用於各種其他組合、修改和環境,並能夠在本文所述申請構想範圍內,透過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而任何所屬技術領域中具有通常知識者所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和範圍,則都應在本申請所附申請專利範圍的保護範圍內。
100‧‧‧基底
200‧‧‧犧牲層
300‧‧‧柔性層
400‧‧‧複合基板結構
500、600、700、800‧‧‧步驟
圖1是本申請一實施例的製備柔性顯示幕的複合基板的結構示意圖。
圖2是本申請一實施例的雷射剝離方法的步驟流程圖。
100‧‧‧基底
200‧‧‧犧牲層
300‧‧‧柔性層
400‧‧‧複合基板結構
Claims (9)
- 一種製備柔性顯示幕用複合基板,包括:基底;犧牲層,所述犧牲層設置在所述基底上,所述犧牲層為含有氫元素且半透明的無機層;以及柔性層,所述柔性層設置在所述犧牲層上,其中所述犧牲層中的所述氫元素的原子數百分含量為5-10%,所述犧牲層中的所述氫元素在所述犧牲層被雷射照射後形成用於剝離所述基底和所述柔性層的氫氣氣泡。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合基板,其中所述犧牲層為透過化學氣相沉積法沉積且未經脫氫處理製備的無機層。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合基板,其中所述犧牲層為單一層結構。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的複合基板,其中所述犧牲層的主體材質為非晶矽、碳化矽和氮化鎵中的任一種。
- 如申請專利範圍第4項所述的複合基板,其中所述犧牲層的主體材質為非晶矽,其厚度為5-10nm;或所述犧牲層的主體材質為碳化矽,其厚度為10-20nm;或所述犧牲層的主體材質為氮化鎵,其厚度為10-20nm。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合基板,其中所述柔性層的材質為聚醯亞胺。
- 一種柔性顯示幕的製備方法,包括以下步驟:提供基底;在所述基底上沉積犧牲層,所述犧牲層為含有氫元素且半透明的無機層;在所述犧牲層上形成柔性層;在所述柔性層上形成電子元件;以及雷射照射所述犧牲層,使得所述犧牲層中的所述氫元素形成氫氣氣泡,並剝離所述基底和所述柔性層,其中所述犧牲層中的所述氫元素的原子數百分含量為5-10%。
- 如申請專利範圍第7項所述的製備方法,其中所述犧牲層是以含有所述氫元素的含氫物質為原料,且透過化學氣相沉積法形成在所述基底上。
- 如申請專利範圍第7項所述的製備方法,其中在所述雷射照射所述犧牲層的過程中,所採用的雷射光束的功率為19-22.5W。
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