CN106158740A - 柔性衬底基板和柔性oled显示器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种柔性衬底基板和柔性OLED显示器的制备方法，其中该柔性衬底基板的制备方法包括步骤：提供硬质载体基板；在该硬质载体基板上形成一层有机衬底层，该有机衬底层为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域；在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板。在该柔性衬底基板的制备方法中，每个有机衬底图案(对应于每个屏体)的四周侧壁均被无机阻隔层所包覆，大大提升柔性衬底基板的正面和侧面的阻隔水氧能力，有效改善柔性显示屏体侧面的阻隔水氧性能。

Description

柔性衬底基板和柔性OLED显示器的制备方法
技术领域
本发明涉及柔性显示技术领域，特别是涉及一种柔性衬底基板和柔性OLED显示器的制备方法。
背景技术
有机发光二极管(英文全称Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)是主动发光器件，具有高对比度、广视角、低功耗、响应速度快、体积更薄等优点，有望成为下一代主流平板显示技术。而且，有机发光二极管最具魅力之处就是可以实现柔性化，具体是将有机发光二极管制作在柔性衬底上，这些柔性衬底可以使得有机发光二极管弯曲，并且可以卷成任意形状。
不同于传统的平板显示装置，柔性AMOLED(有源矩阵式有机发光二级管)所用的衬底材料主要有超薄玻璃、金属薄膜和有机聚合物三类，其中，超薄玻璃与金属薄膜的水氧阻隔特性良好，但是超薄玻璃的柔韧性差、脆，对裂纹缺陷非常敏感；金属薄膜则透明度差，且表面粗糙度较高，需要额外的平坦化工艺，这些都限制了超薄玻璃与金属薄膜在柔性OLED领域的应用。
聚合物材料(如PET、PEN、PC、PI等)与玻璃、金属相比具有柔韧性更好、质量更轻、更耐冲击等优点，较适合作为柔性AMOLED的衬底材料，但是聚合物材料也存在缺陷：其对空气中的水与氧的阻隔特性较差，水与氧容易渗透到显示器件中分解OLED材料，降低显示器的使用寿命。
由于有机发光器件对水氧的侵蚀非常敏感，微量的水氧就会造成器件中有机材料的氧化、结晶或者电极的劣化，影响器件的寿命或者直接导致器件的损坏，故制备高阻水氧性能的柔性衬底基板至关重要。现有技术中，目前常用的阻隔水氧从柔性衬底基板侵入有机发光器件的方法有以下两种：
一、在柔性聚合物衬底上制备水氧阻隔层，以此提升柔性聚合物衬底的水氧阻隔性能，水氧阻隔层一般为由无机材料或者两种以上无机物的复合材料制成无机阻隔层，通过这种无机阻隔层来阻隔空气中的水与氧通过聚合物衬底渗透到显示器件内部。此种方法实现的水氧阻隔效果在显示器的正面(即在垂直于衬底方向)尚可，但水氧却容易透过衬底的四周侧壁渗入器件内部。
二、采用柔性玻璃或金属薄膜等作为衬底阻隔水氧。如上所述，虽然超薄玻璃与金属薄膜的水氧阻隔特性良好，但是超薄玻璃和金属薄膜却均存在有自身明显缺陷，限制了超薄玻璃与金属薄膜在柔性OLED领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性衬底基板和柔性OLED显示器的制备方法，以提升柔性衬底基板的正面和侧面的阻隔水氧能力，实现更好的水氧阻隔效果。
本发明提供一种柔性衬底基板的制备方法，包括步骤：
提供硬质载体基板；
在该硬质载体基板上形成一层有机衬底层，该有机衬底层为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域；
在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板。
进一步地，在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁后，该制备方法还包括交替重复制备有机衬底层和无机阻隔层，以在该硬质载体基板上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层和无机阻隔层。
进一步地，该有机衬底层的材质为聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚砜树脂、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯、纤维强化塑料中的一种或多种混合物。
进一步地，该有机衬底层是通过先涂覆有机聚合物溶液，然后再加热固化的方式制作在该硬质载体基板上。
进一步地，该无机阻隔层的材质为金属氧化物、硅的氧化物、硅的氮化物中的一种或多种混合物。
进一步地，该无机阻隔层是通过物理气相沉积或者化学气相沉积的方式沉积制作在该有机衬底层上。
本发明还提供一种柔性OLED显示器的制备方法，包括步骤：
提供硬质载体基板；
在该硬质载体基板上形成一层有机衬底层，该有机衬底层为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域；
在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板；
在该柔性衬底基板上形成OLED器件层；
在该OLED器件层上形成封装层；
沿着每个屏体四周的屏体切割线进行切割，得到多个柔性OLED显示器，其中每个柔性OLED显示器的柔性衬底基板具有层叠的有机衬底层和无机阻隔层且该有机衬底层的四周侧壁被该无机阻隔层包覆。
进一步地，在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁后，该制备方法还包括交替重复制备有机衬底层和无机阻隔层，以在该硬质载体基板上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层和无机阻隔层。
进一步地，该封装层为多层结构，包括相互交叠的有机层和无机层或者包括多层的无机层。
进一步地，该制备方法还包括在进行屏体切割之前，将该硬质载体基板从该柔性衬底基板上剥离。
本实施例提供的柔性衬底基板和柔性OLED显示器的制备方法，层叠制备有图案化的有机衬底层与整面的无机阻隔层，其中柔性的有机衬底层为图案化制备(区别于整面制作)且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域，然后再整面制备无机阻隔层，无机阻隔层覆盖下方有机衬底层中的各个有机衬底图案，这样每个有机衬底图案(对应于每个屏体)的四周侧壁均被无机阻隔层所包覆，大大提升柔性衬底基板的正面和侧面的阻隔水氧能力，有效改善柔性显示屏体侧面的阻水氧性能，实现了更好的水氧阻隔效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中柔性衬底基板的制备方法的流程图。
图2为本发明较佳实施例中柔性OLED显示器的制备方法的流程图。
图3A为本发明较佳实施例中制备第一层有机衬底层的平面示意图。
图3B为图3A中沿III-III的剖视示意图。
图4A为本发明较佳实施例中制备第一层无机阻隔层的平面示意图。
图4B为图4A中沿IV-IV的剖视示意图。
图5A为本发明较佳实施例中制备第二层有机衬底层的平面示意图。
图5B为图5A中沿V-V的剖视示意图。
图6A为本发明较佳实施例中制备第二层无机阻隔层的平面示意图。
图6B为图6A中沿VI-VI的剖视示意图。
图7A为本发明较佳实施例中制备OLED器件层的平面示意图。
图7B为图7A中沿VII-VII的剖视示意图。
图8A为本发明较佳实施例中制备封装层的平面示意图。
图8B为图8A中沿VIII-VIII的剖视示意图。
图9为图8B中切割得到的单个柔性OLED显示器的结构示意图。
图10为图9中X部分的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明提供一种柔性衬底基板的制备方法，请参图1，图1为本发明较佳实施例中柔性衬底基板的制备方法的流程图，包括步骤：
步骤S1：提供硬质载体基板10；
步骤S2：在该硬质载体基板10上形成一层有机衬底层21，该有机衬底层21为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案210，每个有机衬底图案210对应于一个屏体区域，如图3A和图3B所示；
步骤S3：在该有机衬底层21上形成一层无机阻隔层22，该无机阻隔层22为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案210并包覆每个有机衬底图案210的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板20，如图4A和图4B所示；
优选地，在该有机衬底层21上形成一层无机阻隔层22，该无机阻隔层22为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案210并包覆每个有机衬底图案210的四周侧壁之后，该制备方法还包括步骤S4：重复上述步骤S2和步骤S3，交替重复制备有机衬底层21和无机阻隔层22，以在该硬质载体基板10上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层21和无机阻隔层22，如图5A和图5B以及图6A和图6B所示。
为了实现柔性化，该有机衬底层21和该无机阻隔层22的厚度通常很薄，导致仅制备一组有机衬底层21和无机阻隔层22并不能使该柔性衬底基板20在应力缓冲和水氧阻隔等方面获得最佳效果，因此可以通过交替重复制备多组由有机衬底层21和无机阻隔层22构成的层叠结构，以使该柔性衬底基板20在应力缓冲和水氧阻隔等方面获得更佳效果。
在步骤S1中，该硬质载体基板10用于提供承载支撑作用，其可以为玻璃基板、金属基板、石英基板或者有机基板中的一种或者多种，本实施例中选用玻璃基板。
在步骤S2中，该有机衬底层21的材质可以为聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚醚砜树脂(PES)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚芳酯(PAR)、纤维强化塑料(FRP)中的一种或多种混合物。本实施例中，该有机衬底层21的材质优选为聚酰亚胺(PI)，PI材料可耐受较高的温度，热分解温度Tg达到350℃以上，可配合TFT高温制程，制作性能优良的TFT阵列，有利于实现高分辨率的柔性AMOLED(有源矩阵式有机发光二级管)显示。
该有机衬底层21优选是通过涂覆有机聚合物溶液和加热固化的方式制作在该硬质载体基板10上。例如，先通过蒸镀的方式，在硬质载体基板10上沉积一层聚对二甲苯，形成一层离型层，然后将聚酰亚胺(PI)溶液通过如刮涂法(slit)涂覆在硬质载体基板10上形成图案化结构(即PI溶液不是整面涂覆，而是分区域涂覆)，然后再加热固化所涂覆的PI溶液(例如送入高温烘箱中)，以形成聚酰亚胺薄膜即该有机衬底层21。其中，该离型层有利于将制作形成的柔性衬底基板20轻松从硬质载体基板10上剥离(参下面步骤S8)。
在其他实施例中，也可以采用将已经制备好的有机聚合物薄膜通过粘合剂贴合到该硬质载体基板10上的不同区域上以形成该有机衬底层21，但采用贴合方式需要考虑较高的对位要求。
在步骤S3中，该无机阻隔层22的材质可以为金属氧化物，例如氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆或氧化锡，还可以为硅的氧化物或者硅的氮化物，例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。该无机阻隔层22整面覆盖在该有机衬底层21上，能够有效隔绝水汽或氧气从该柔性衬底基板20渗入。
该无机阻隔层22优选是通过物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)的方式制作在该有机衬底层21上。例如，该无机阻隔层22的制备方法包括但不限于直流溅射、射频溅射、反应溅射、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积中的一种。
在步骤S4中，通过使有机衬底层21和无机阻隔层22依次交替制备形成为多组，以提升水氧阻隔效果。本实施例中，该柔性衬底基板20包括两组由有机衬底层21和无机阻隔层22构成的层叠结构(如图6B所示)，使得水氧传输路径变长，增加了水氧阻隔效果，而且无机阻隔层22可以做的很薄，使无机阻隔层22在弯曲时不易产生裂缝，从而增加该柔性衬底基板20的柔韧性和弯曲性能，多层有机衬底层21可以提供更好的应力缓冲作用。在其他实施例中，该柔性衬底基板20也可以包括层叠的三组(或更多组)由有机衬底层21和无机阻隔层22构成的层叠结构，以进一步提高该柔性衬底基板20的综合性能。
本实施例中，将图案化的有机衬底层21与整面的无机阻隔层22层叠制备，其中柔性的有机衬底层21为图案化制备(区别于整面制作)且包括相互间隔的多个有机衬底图案210，每个有机衬底图案210对应于一个屏体区域(每个有机衬底图案210面积略大于或等于屏体面积)，然后再整面制备无机阻隔层22，无机阻隔层22覆盖下方有机衬底层21中的各个有机衬底图案210，这样每个有机衬底图案210(对应于每个屏体)的四周侧壁均被无机阻隔层22所包覆，大大提升柔性衬底基板20的正面和侧面的阻隔水氧能力，有效改善柔性显示屏体侧面的阻水氧性能，实现了更好的水氧阻隔效果。
本发明还提供一种柔性OLED显示器的制备方法，请参图2，图2为本发明较佳实施例中柔性OLED显示器的制备方法的流程图，包括步骤：
步骤S1：提供硬质载体基板10；
步骤S2：在该硬质载体基板10上形成一层有机衬底层21，该有机衬底层21为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案210，每个有机衬底图案210对应于一个屏体区域，如图3A和图3B所示；
步骤S3：在该有机衬底层21上形成一层无机阻隔层22，该无机阻隔层22为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案210并包覆每个有机衬底图案210的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板20，如图4A和图4B所示；
优选地，该制备方法还包括步骤S4：重复上述步骤S2和步骤S3，交替重复制备有机衬底层21和无机阻隔层22，以在该硬质载体基板10上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层21和无机阻隔层22，如图5A和图5B以及图6A和图6B所示；
步骤S5：在该柔性衬底基板20上形成OLED器件层30，如图7A和图7B所示；
步骤S6：在该OLED器件层30上形成封装层40，如图8A和图8B所示；
步骤S7：沿着每个屏体四周的屏体切割线CL进行切割，得到多个柔性OLED显示器100，其中每个柔性OLED显示器100的柔性衬底基板20具有层叠的有机衬底层21和无机阻隔层22且该有机衬底层21的四周侧壁被该无机阻隔层22包覆，如图8A和图8B以及图9所示。
其中，步骤S1至步骤S4可以参见上述柔性衬底基板的制备方法，在此不再赘述。
在步骤S5中，以AMOLED(有源矩阵式有机发光二级管)为例，该OLED器件层30包括像素电路层31(包括TFT阵列及扫描线和数据线等线路)和形成在该像素电路层31上的有机发光二极管32，具体是通过反复薄膜沉积、掩膜曝光、刻蚀的方法或者连续印刷的方法先在该柔性衬底基板20上制作形成该像素电路层31，然后通过蒸镀的方法在该像素电路层31上再制作形成该有机发光二极管32。
像素电路层31和有机发光二极管32的具体制备方法可参见图10，首先在最上面一层的无机阻隔层22上设置半导体沟道层311，然后设置覆盖半导体沟道层311的栅极绝缘层312；在半导体沟道层311的上方设置栅极313，再在栅极313上设置覆盖栅极313和栅极绝缘层312的层间介质层314；在层间介质层314和栅极绝缘层312内设置导通半导体沟道层311的通孔(图未标)，在栅极313的两端设置源极315和漏极316，在源极315和漏极316上设置覆盖整个像素电路区域的层间平坦化层317以保护TFT并且使TFT的顶侧平坦化，在层间平坦化层317内设置导通漏极316的通孔(图未标)；在层间平坦化层317上设置像素限定层320以限定例如红、绿、蓝等不同子像素区域；在像素限定层320限定的各个子像素区域依次设置阳极321、有机发光层323以及阴极322，以形成有机发光二极管32。其中，阳极321和阴极322之间除了有机发光层323，还可以设置电子注入层、电子传输层、空穴注入层、空穴传输层等有机功能层。
在步骤S6中，该封装层40可以为多层结构，例如包括相互交叠的有机层和无机层，或者包括多层的无机层。本实施例中，该封装层40优选由依次交替层叠设置的至少一层有机层和至少一层无机层构成，即在该OLED器件层30上依次制备交叠的有机层和无机层而形成该封装层40，以提高器件的封装性能。
在步骤S7中，由于该硬质载体基板10上的多个有机衬底层21仅形成于与每个屏体对应的区域中，即该多个有机衬底层21并未形成于相邻屏体之间的非显示区域。因此，在沿着每个屏体四周的屏体切割线CL进行切割时，屏体切割线CL对应于非显示区域。切割后得到的每个柔性OLED显示器100中，如图9所示，柔性衬底基板20具有层叠的有机衬底层21和无机阻隔层22，且该有机衬底层21的四周侧壁被该无机阻隔层22包覆，OLED显示器100侧面的阻水氧性能大大提升。
进一步地，该制备方法还包括步骤S8：在进行屏体切割之前，将该硬质载体基板10从该柔性衬底基板20上剥离。剥离后的该硬质载体基板10可以重复利用。承上述，通过预先在该硬质载体基板10上形成一层离型层，该离型层可以使制作形成的柔性衬底基板20轻松地从该硬质载体基板10上剥离。需要说明的是，在剥离掉硬质载体基板10之后，还可以在最下面一层的有机衬底层21上再覆盖一层柔性保护膜(图未示)，以起到保护作用。
本实施例中，将图案化的有机衬底层21与整面的无机阻隔层22层叠制备，其中柔性的有机衬底层21为图案化制备(区别于整面制作)且包括相互间隔的多个有机衬底图案210，每个有机衬底图案210对应于一个屏体区域(每个有机衬底图案210面积略大于或等于屏体面积)，然后再整面制备无机阻隔层22，无机阻隔层22覆盖下方有机衬底层21中的各个有机衬底图案210，这样每个有机衬底图案210(对应于每个屏体)的四周侧壁均被无机阻隔层22所包覆，然后在完成OLED器件层30和封装层40的制作后进行屏体切割，得到多个柔性OLED显示器100。在每个柔性OLED显示器100中，通过无机阻隔层22的四周边缘包覆有机衬底层21的四周侧壁，以阻隔水氧从柔性衬底基板20的正面和侧面侵入而降低显示器件寿命，大大提升了柔性OLED显示器100正面和侧面的阻隔水氧能力，有效改善柔性OLED显示器100侧面的阻隔水氧效果。
本发明还提供一种柔性衬底基板20，该柔性衬底基板20采用如上所述的柔性衬底基板的制备方法制成。
本发明还提供一种柔性OLED显示器100，该柔性OLED显示器100采用如上所述的柔性OLED显示器的制备方法制成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供硬质载体基板；
在该硬质载体基板上形成一层有机衬底层，该有机衬底层为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域；
在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板。
2.根据权利要求1所述的柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁后，该制备方法还包括交替重复制备有机衬底层和无机阻隔层，以在该硬质载体基板上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层和无机阻隔层。
3.根据权利要求1所述的柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，该有机衬底层的材质为聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚砜树脂、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯、纤维强化塑料中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求3所述的柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，该有机衬底层是通过先涂覆有机聚合物溶液，然后再加热固化的方式制作在该硬质载体基板上。
5.根据权利要求1所述的柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，该无机阻隔层的材质为金属氧化物、硅的氧化物、硅的氮化物中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求5所述的柔性衬底基板的制备方法，其特征在于，该无机阻隔层是通过物理气相沉积或者化学气相沉积的方式沉积制作在该有机衬底层上。
7.一种柔性OLED显示器的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供硬质载体基板；
在该硬质载体基板上形成一层有机衬底层，该有机衬底层为图案化结构且包括相互间隔的多个有机衬底图案，每个有机衬底图案对应于一个屏体区域；
在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁，从而制成柔性衬底基板；
在该柔性衬底基板上形成OLED器件层；
在该OLED器件层上形成封装层；
沿着每个屏体四周的屏体切割线进行切割，得到多个柔性OLED显示器，其中每个柔性OLED显示器的柔性衬底基板具有层叠的有机衬底层和无机阻隔层且该有机衬底层的四周侧壁被该无机阻隔层包覆。
8.根据权利要求7所述的柔性OLED显示器的制备方法，其特征在于，在该有机衬底层上形成一层无机阻隔层，该无机阻隔层为整面结构且同时覆盖该多个有机衬底图案并包覆每个有机衬底图案的四周侧壁后，该制备方法还包括交替重复制备有机衬底层和无机阻隔层，以在该硬质载体基板上对应于每个屏体区域形成交替层叠的有机衬底层和无机阻隔层。
9.根据权利要求7所述的柔性OLED显示器的制备方法，其特征在于，该封装层为多层结构，包括相互交叠的有机层和无机层或者包括多层的无机层。
10.根据权利要求7所述的柔性OLED显示器的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括在进行屏体切割之前，将该硬质载体基板从该柔性衬底基板上剥离。
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