CN104465475A - 柔性显示器件的制备方法及柔性显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性显示器件的制备方法及通过该制备方法获得的柔性显示器件。该方法包括：在硬质基板的表面形成导电层；在所述导电层的形成逆电致伸缩薄膜层；将柔性基材贴附于所述逆电致伸缩薄膜层表面；在所述柔性基材上制作显示元件层；所述显示元件层制备完成后，向所述导电层施加交流电，利用逆电致伸缩薄膜的微观机械振动，使得硬质基板与柔性基材分离。本发明采用硬质基板上的逆电致伸缩薄膜层作为离型层，当施加交流电之后，逆电致伸缩薄膜与柔性基材之间的机械应力远小于与下层硬质基板之间的结合力，使得柔性基材和硬质基板得到分离，而硬质基板能够重复使用，大大节省了制造成本，提高了生产效率，并提高了产品良率。

Description

柔性显示器件的制备方法及柔性显示器件
技术领域
本发明涉及柔性显示器件技术领域，具体地说，是一种柔性显示器件的制备方法，以及用这种制备方法获得的显示器件。
背景技术
柔性有机发光显示器具有自发光显示、响应速度快、亮度高、视角宽、成本低等优点，其可以被卷曲、折叠，甚至可以作为可穿戴计算机的一部分，因此在显示效果好的便携产品和军事等特殊领域有非常广泛的应用。
目前柔性显示产品的制备方法主要分为两类。 第一类是采用卷对卷的方法(roll to roll)，但是由于印刷技术所限，只能制备一些低精度要求的产品，且成品率和可信赖性较差；第二类是采用贴覆取下的方法：将柔性基板贴覆在硬质背板上制备显示产品，制备完成显示器件之后再取下硬质背板。这种方法精度较高，制造设备与传统TFT-LCD 阵列制造设备相仿，因此短期内更接近于量产应用的目标。 
贴覆取下的方法中，在柔性玻璃基板与硬质基板贴附后并进行后续的高温制程中，由于两者之间的机械应力逐渐增强，当器件制备完成之后，柔性显示器与硬质基板的剥离成为一个技术难题。目前，业界已有的解决方案主要包括采用有机胶将有机塑料基板、超薄玻璃等柔性基板贴覆在硬质玻璃基板上，制备完成显示器件后，在其背面采用高能激光束扫描的方法，使得粘接剂发生老化，粘着性能下降，从而使得有机塑料基板能够从玻璃基板上剥离下来。但是这种方法由于需要高能激光束扫描，生产效率较低，剥离的均匀性较差，且硬质基板不能够重复使用。另一种方法是加热升华法，主要是在硬质基板与柔性基板之间添加ITO等辅助层，当器件完成后，加热使ITO升华分解，使得柔性器件与硬质基板分离。但是该方法存在分离不均匀，成本高等问题。还有一种方法是加热熔化法，主要是通过在硬质基板与柔性基板之间增加辅助层，并利用加热使之熔化的效应，使得柔性基板与硬质基板分离。但是这种方法中辅助材料仍然需要分解，并且存在分解不完全的风险，同时不利于降低成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种柔性显示器件的制备方法，可以方便地将柔性器件与硬质基板分离，从而提高生产效率、降低成本，并且提高产品合格率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性显示器件的制备方法，包括：
在硬质基板的表面形成导电层；
在所述导电层的表面形成逆电致伸缩薄膜层；
将柔性基材贴附于所述逆电致伸缩薄膜层表面；
在所述柔性基材上制作显示元件层；
所述显示元件层制备完成后，向所述导电层施加交流电，利用逆电致伸缩薄膜的微观机械振动，使得硬质基板与柔性基材分离。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜层的材料为多元系薄膜材料、半导体材料、电介质材料或陶瓷材料。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜层的材料选自PbO、SiO2、ZnO2、TiO2 、LiNbO3、LiTaO3 、BaTiO3、 BaMO3 、K(Nb,Ta)O3、ZnO、ZrO3和SiO2 Al2O3 中的一种或任意组合。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜是多孔薄膜、纳米柱状薄膜或纳米纤维薄膜。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜形成一图案结构。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜尺寸小于导电层。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜采用射频磁控溅射法、溶液旋涂法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法或压缩法形成在所述导电层的表面。
进一步地，所述逆电致伸缩薄膜的厚度为1纳米~10毫米。
进一步地，在所述导电层的表面形成逆电致伸缩薄膜层后，还包括：对制备的载有逆电致伸缩薄膜层的硬质基板表面进行等离子处理或酸化处理。
进一步地，所述plasma处理为O2 plasma处理或H2 plasma处理。
进一步地，向所述导电层施加的交流电的电压为1~380V，频率为50HZ~100MHZ。
本发明还提供一种根据上述制备方法获得的显示器件。
本发明的柔性显示器件的制备方法，由于采用硬质基板上的逆电致伸缩薄膜层作为离型层，当施加交流电之后，由于逆电致伸缩薄膜与柔性基材之间的机械应力远小于逆电致伸缩薄膜与下层硬质基板之间的结合力，最终使得柔性基材及其上的显示器件和硬质基板得到分离，而硬质基板能够重复使用，大大节省了制造成本，提高了生产效率，并提高了产品良率。
附图说明
图1A~图1F是本发明的柔性显示器件的制备方法的流程示意图。
图2是本发明第二实施例的制作柔性显示器件的基板的剖面示意图。
图3是本发明第二实施例的制作柔性显示器件的基板的平面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
图1A 至图1F 是本发明第一实施例的柔性显示器的制作方法的流程示意图。首先，请参阅图1A 至图1E，其是制作柔性显示器的基板100 的制作过程。在本实施例中，是以FOLED（Flexible OLED，柔性有机发光二极管） 显示器为例，在本实施例中，制作柔性显示器的基板100为一个FOLED 面板，也就是说，制作柔性显示器的基板100 可最终形成一个独立的柔性显示器，例如是FOLED 显示器。
请参阅图1A，提供硬质基板110。本实施例中，硬质基板110 可以是石英基板、玻璃基板或金属基板，但并不限定于此。硬质基板110 主要在后续的电路以及显示元件的制作过程中提供支撑的作用，以避免柔性基材出现破碎、皱褶和变形等现象。
请参阅图1B，在硬质基板110 的表面112 上形成导电层120。导电层120 的材料可以是金属、有机导体等，如MOW（钼钨）Mo、 AL、Ti、CNT（碳纳米管）、 Graphene （石墨烯）等，但也不限于此。导电层120 可采用物理气相沉积法（physical vapor deposition，PVD）、化学气相沉积法（chemical vapor deposition，CVD）或溅射法来制作形成，导电层120 的厚度范围可以在0.05~2微米之间。本实施例中，导电层120是利用溅射法形成的厚度约为0.1 微米的AL薄膜层。
请参阅图1C，在导电层120 上形成逆电致伸缩薄膜层130。逆电致伸缩薄膜层130 的材料可以是二元系、三元系等多元系薄膜，如PbO SiO2、ZnO2 TiO2 、LiNbO3、LiTaO3 、BaTiO3、 BaMO3 、K(Nb,Ta)O3等，也可以包括：半导体，如TiO2、ZnO、ZrO3； 电介质，如SiO2 Al2O3；陶瓷，如LiNbO3、LiTaO3 、BaTiO3、 BaMO3 、K(Nb,Ta)O3等。该逆电致伸缩薄膜可以是单晶、多晶或微晶，也可以非晶体等。如将TiO2、ZnO、ZrO3、SiO2 Al2O3、PbO SiO2、ZnO2 TiO2 、LiNbO3、LiTaO3 、BaTiO3、 BaMO3 、K(Nb,Ta)O3单晶化、多晶化、微晶化或非晶化等。该逆电致伸缩薄膜可以是致密薄膜、多孔薄膜、纳米柱状薄膜、纳米纤维薄膜等，为了更容易地实现柔性显示器件与硬质基板的分离，可以优先选取多孔薄膜、纳米柱状薄膜或纳米纤维薄膜。为了更容易地实现柔性显示器件与硬质基板的分离，该逆电致伸缩薄膜可以是具有一定图案结构。逆电致伸缩薄膜尺寸可以略小于导电薄膜120。逆电致伸缩薄膜可以利用现有技术中常见的射频磁控溅射法、溶液旋涂法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法或压缩法等形成在导电层上。逆电致伸缩薄膜的厚度可以从1纳米~10毫米之间。本实施例中逆电致伸缩薄膜是利用射频磁控溅射法沉积厚度为50纳米的PbO致密薄膜。
请参阅图1D，将制备的载有逆电致伸缩薄膜的硬质基板表面进行适当的表面处理，如plasma（等离子）处理或酸化处理，以提高表面张力。其中plasma处理可以是O2 plasma处理或H2 plasma处理等。当然也可以不做表面处理，本实施例中没有做表面处理。随后将柔性基材直接贴附于附着有逆电致伸缩薄膜的硬质基板上。柔性基材140 的厚度范围一般在5~200 微米之间。当柔性基材140 是塑料基板时，可在柔性基材140 的背面形成水氧阻挡层，以有效隔绝外界的水和氧气。当柔性基板是柔性玻璃时，可以不做任何处理，当然也可以根据需要做边缘隔离处理。
请参阅图1E，在柔性基材140 上制作显示元件层150。由于硬质基板110 的支撑作用，在与硬质基板110 贴合在一起柔性基材140 上制作显示元件层150，可有效避免柔性基板140 在显示元件层150 制作过程中出现破碎、褶皱和变形。显示元件层150可以是AMOLED（有源矩阵有机发光二极管）、PMOLED（无源矩阵有机发光二极管）、LED（发光二极管）、TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）等。在本实施例中，是以制造FAMOLED （柔性有源矩阵有机发光二极管）显示器为例，因此，在柔性基材140上制作显示元件层150 包括以下步骤：首先，在柔性基材140 上制作有机发光二极管显示层152 ；然后，封装有机发光二极管显示层152 以形成封装层154。有机发光二极管显示层152 可以包括薄膜晶体管控制电路、导电电极、有机材料功能层以及金属电极等。封装有机发光二极管显示层152 的方法包括柔性金属封装法、柔性玻璃封装法、塑料封装法或薄膜封装法等，但并不限定于此。由有机发光二极管显示层152的元件对水汽、氧气的腐蚀严重敏感，因此在制作过程中，应尽量避免水汽和氧气，或在真空环境中进行制作。
经过上述制作步骤即完成了制作柔性显示器的基板100 的制作，请参阅图1E，制作柔性显示器的基板100 包括硬质基板110、导电层120、逆电致伸缩薄膜层130、柔性基材140 以及显示元件层150。制作柔性显示器的基板100 在剥离柔性基材140 之后即可用于下次柔性显示器的制作。
参阅图1F，在显示器件完成之后，将整个器件的导电薄膜层120通以交流电，使之产生微小的震动，由于逆电致伸缩薄膜与柔性基板之间的机械应力远小于逆电致伸缩薄膜与下层硬质基板之间的结合力，最终使得柔性基板及上的显示器件和硬质基板得到分离。具体地，将整个器件放置于通有交流电的载台上，该载台边缘有能够导电的接触点或接触面，该接触点或接触面能够与硬质基板上的导电层120表面接触，并且可以与逆电致伸缩薄膜的上表面接触，随后通过调整交流电的电压和频率，使逆电致伸缩薄膜产生微小的震动，交流电压在1~380V之间可调，频率在50HZ~100MHZ之间可调。最终使得柔性基板及上的显示器件和硬质基板得到分离，从而完成了柔性显示器件的制作。
图2是本发明第二实施例的柔性显示面板单元的剖视图。图3是本发明第二实施例的柔性显示面板单元的平面图。请参阅图2以及参照第一实施例的步骤方法，在本实施例中，制作柔性显示器的基板200 时在硬质基板210上依次制作导电层220、逆电致伸缩薄膜层230、柔性基材层240 以及显示元件层250（包括有机发光二极管层252 以及封装层254）的步骤方法与第一实施例中制作柔性显示器的基板100 的制作导电层120、逆电致伸缩薄膜层130、柔性基材层140以及显示元件层150（包括有机发光二极管层152 以及封装层154）的步骤方法大致相同，在此不再赘述。本实施例的柔性显示器的制作方法与第一实施例的柔性显示器的制作方法的区别在于，硬质基板上的逆电致伸缩薄膜具有一定图案，例如可以为圆形、方形、椭圆形等。将逆电致伸缩薄膜制作成具有一定图案，是为了更容易地实现柔性显示器件与硬质基板的分离。而制作 方式可以是在进行加工逆电致伸缩薄膜的工艺时，在掩膜板上预先形成需要的图案，从而使得形成的逆电致伸缩薄膜具有相应的图案。在柔性显示器件制作完成之后进行器件分离时，可以调控逆电致伸缩薄膜的微观震动的均匀性，从而调控柔性显示器件在与硬质基板的分离过程中各个点位受力情况。本实施例中的逆电致伸缩薄膜具有方形形状，并且四周方形面积大而且比较密集。
另外，本发明可以根据生产线需求及限制，将多块柔性基板整合在一块硬质基板上一起进行的大面积的制作，当柔性显示元件制作完毕之后利用逆电致伸缩特性，将柔性显示器件与硬质基板进行分离，这样可以提高量产效果。另外，本发明也可以应用于其他任何柔性电子器件。
综上所述，本发明的柔性显示器的制作方法利用逆电致伸缩薄膜的机械振动特性，使得硬质基板与柔性基板分离，由于柔性器件与硬质基板之间没有添加其他分解物质，所以不会有任何残留物质。器件分离之后硬质基板还可以反复使用，也大大节省了成本。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种柔性显示器件的制备方法，其特征在于，包括：
在硬质基板的表面形成导电层；
在所述导电层的表面形成逆电致伸缩薄膜层；
将柔性基材贴附于所述逆电致伸缩薄膜层表面；
在所述柔性基材上制作显示元件层；
所述显示元件层制备完成后，向所述导电层施加交流电，利用逆电致伸缩薄膜的微观机械振动，使得硬质基板与柔性基材分离。
2.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜层的材料为多元系薄膜材料、半导体材料、电介质材料或陶瓷材料。
3.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜层的材料选自PbO、SiO2、ZnO2、TiO2、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3、 BaMO3、K(Nb,Ta)O3、ZnO、ZrO3和SiO2 Al2O3 中的一种或任意组合。
4.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜是多孔薄膜、纳米柱状薄膜或纳米纤维薄膜。
5.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜形成一图案结构。
6.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜尺寸小于导电层。
7.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜采用射频磁控溅射法、溶液旋涂法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法或压缩法形成在所述导电层的表面。
8.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述逆电致伸缩薄膜的厚度为1纳米~10毫米。
9.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，在所述导电层的表面形成逆电致伸缩薄膜层后，还包括：对制备的载有逆电致伸缩薄膜层的硬质基板表面进行等离子处理或酸化处理。
10.根据权利要求9所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，所述plasma处理为O2 plasma处理或H2 plasma处理。
11.根据权利要求1所述的柔性显示器件的制备方法，其特征在于，向所述导电层施加的交流电的电压为1~380V，频率为50HZ~100MHZ。
12.一种根据权利要求1~10中任意一项所述制备方法获得的显示器件。
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