CN112289838A - 一种柔性基板及其制备方法、柔性显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柔性基板及其制备方法、柔性显示装置，涉及显示技术领域，为解决因刚性辅助基板容易发生翘曲而导致制备显示器件时的工艺精度较低的技术问题。所述柔性基板包括依次层叠设置的第一有机层和无机缓冲层，第一有机层与无机缓冲层形成有机‑无机复合结构。无机缓冲层的膨胀系数小于第一有机层的膨胀系数，在形成有机‑无机复合结构的第一有机层和无机缓冲层的相互作用下，本发明提供的柔性基板的膨胀系数降低，本发明提供的柔性基板的膨胀系数与刚性辅助基板的膨胀系数更匹配，降低刚性辅助基板发生翘曲的风险，提高制备显示器件时的工艺精度。本发明提供的柔性基板应用于柔性显示装置中。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性基板及其制备方法、柔性显示装置。
背景技术
显示装置是一种用于显示文字、数字、符号、图片，或者由文字、数字、符号和图片中至少两种组合形成的图像等画面的装置。目前，显示装置可以分为刚性显示装置和柔性显示装置，其中，柔性显示装置具有耐冲击性能较好、抗震能力较强、重量较轻、体积较小且方便携带等优点，受到人们的广泛关注。
柔性显示装置通常包括柔性基板、形成在柔性基板上的显示器件、以及用于封装显示器件的柔性封装层，制备柔性显示装置时，先将柔性基板形成在刚性辅助基板(如玻璃基板)上，然后在柔性基板上形成显示器件，并通过柔性封装层封装显示器件，然后将柔性基板与刚性辅助基板分离，获得柔性显示装置。然而，现有技术中，柔性基板的膨胀系数通常远远高于刚性辅助基板的膨胀系数，而在制备柔性显示装置时，刚性辅助基板和柔性基板所处的环境的温度通常会发生变化，因而在刚性辅助基板和柔性基板所处的环境的温度发生变化时，柔性基板的形变率高于刚性辅助基板的形变率，因而导致刚性辅助基板容易发生翘曲，从而导致制备显示器件时的工艺精度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性基板及其制备方法、柔性显示装置，用于解决因刚性辅助基板容易发生翘曲而导致制备显示器件时的工艺精度较低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种柔性基板，包括依次层叠设置的第一有机层和无机缓冲层，所述第一有机层与所述无机缓冲层形成有机-无机复合结构。
本发明的第二方面提供一种柔性显示装置，包括如上述技术方案所述的柔性基板、显示器件和柔性封装层，其中，所述显示器件位于所述柔性基板的无机缓冲层背向所述柔性基板的第一有机层的一侧；所述柔性封装层覆盖所述柔性基板和所述显示器件，所述柔性封装层将所述显示器件封装在所述柔性基板与所述柔性封装层之间。
本发明的第三方面提供一种柔性基板的制备方法，用于制备如上述技术方案所述的柔性基板，所述制备方法包括：
在刚性辅助基板上形成第一有机层；
在所述第一有机层上形成无机缓冲层，所述第一有机层与所述无机缓冲层形成有机-无机复合结构。
本发明提供的柔性基板包括层叠设置的第一有机层和无机缓冲层，第一有机层与无机缓冲层形成有机-无机复合结构，第一有机层与无机缓冲层之间具有层间界面，由于无机材料的膨胀系数小于有机材料的膨胀系数，因而无机缓冲层的膨胀系数小于第一有机层的膨胀系数，因而在形成有机-无机复合结构的第一有机层和无机缓冲层的层间界面的相互作用下，本发明提供的柔性基板的膨胀系数相对只采用有机材料形成的柔性基板的膨胀系数降低，因此，本发明提供的柔性基板的膨胀系数与刚性辅助基板的膨胀系数更匹配，从而可以降低刚性辅助基板发生翘曲的风险，进而提高制备显示器件时的工艺精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1位本发明实施例提供的一种柔性基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种柔性基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的柔性基板、单层有机柔性基板和玻璃基板在不同温度下的形变率的对比图；
图4为本发明实施例提供的柔性显示装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的柔性基板的制备方法的流程图一；
图6为本发明实施例提供的柔性基板的制备方法的流程图二；
图7为本发明实施例提供的柔性基板的制备方法的流程图三；
图8为本发明实施例提供的柔性显示装置的制备方法的流程图。
附图标记：
10-刚性辅助基板， 20-柔性基板，
21-第一有机层， 22-无机缓冲层，
23-第二有机层， 30-显示器件，
40-柔性封装层。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的柔性基板及其制备方法、柔性显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的柔性基板20包括依次层叠设置的第一有机层21和无机缓冲层22，第一有机层21与无机缓冲层22形成有机-无机复合结构。具体地，在制备柔性基板20时，先在刚性辅助基板10上形成第一有机层21，然后可以对第一有机层21背向刚性辅助基板10的表面进行清洁和活化，例如，采用等离子处理对第一有机层21背向刚性辅助基板10的表面进行清洁和活化，然后在第一有机层21上层叠形成无机缓冲层22，无机缓冲层22与第一有机层21紧密贴合，第一有机层21与无机缓冲层22形成有机-无机复合结构。
本发明实施例提供的柔性基板20包括层叠设置的第一有机层21和无机缓冲层22，第一有机层21与无机缓冲层22形成有机-无机复合结构，第一有机层21与无机缓冲层22之间具有层间界面，由于无机材料的膨胀系数小于有机材料的膨胀系数，因而无机缓冲层22的膨胀系数小于第一有机层21的膨胀系数，因而在形成有机-无机复合结构的第一有机层21和无机缓冲层22的层间界面的相互作用下，本发明实施例提供的柔性基板20的膨胀系数相对只采用有机材料形成的柔性基板的膨胀系数降低，因此，本发明实施例提供的柔性基板20的膨胀系数降低，即本发明实施例提供的柔性基板20的膨胀系数与刚性辅助基板10的膨胀系数更匹配，从而可以降低刚性辅助基板10发生翘曲的风险，进而提高制备显示器件时的工艺精度。
另外，由于本发明实施例提供的柔性基板20的膨胀系数与刚性辅助基板10的膨胀系数更匹配，可以降低刚性辅助基板10发生翘曲的风险，从而可以减小制备显示器件时的工艺误差。
再者，由于本发明实施例提供的柔性基板20的膨胀系数与刚性辅助基板10的膨胀系数更匹配，可以降低刚性辅助基板10发生翘曲的风险，从而可以减小制备显示器件时的工艺误差，因此，可以便于制备高分辨率的柔性显示装置。
对本发明实施例提供的柔性基板20、单层有机柔性基板和玻璃基板分别进行热机械分析(Thermal Mechanical Analysis，TMA)，如图3所示，可以看出，玻璃基板作为刚性辅助基板10时，相比于单层有机柔性基板，本发明实施例提供的柔性基板20在不同温度下的形变率与刚性辅助基板10即玻璃基板在不同温度下的形变率更匹配，尤其是在350℃以上的高温下，相比于单层有机柔性基板，本发明实施例提供的柔性基板20在不同温度下的形变率与刚性辅助基板10即玻璃基板在不同温度下的形变率更匹配，因此，本发明实施例提供的柔性基板20可以更加适应制备柔性显示装置时的高温要求，例如，对于采用低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)技术的柔性显示装置，在制备时，通常需要400℃以上的高温进行，由于本发明实施例提供的柔性基板20在350℃以上的温度下的形变率与刚性辅助基板10即玻璃基板在350℃以上的温度下的形变率更匹配，因此，柔性显示装置采用本发明实施例提供的柔性基板20时，制备柔性显示装置时，可以防止刚性辅助基板10发生翘曲的现象，从而提高制备显示器件时的工艺精度，降低制备显示器件时的工艺误差。
请继续参阅图2，本发明实施例提供的柔性基板20还包括设置在无机缓冲层22背向第一有机层21的表面上的第二有机层23。第二有机层23的设置，可以对无机缓冲层22进行保护，使无机缓冲层22朝向第一有机层21的表面所受的应力与无机缓冲层22朝向第二有机层23的表面所受的应力相匹配，防止无机缓冲层22因受到的应力不均而导致无机缓冲层22发生开裂。另外，第二有机层23的设置，第二有机层23、无机缓冲层22和第一有机层21共同形成有机-无机-有机的层叠结构，在第一有机层21与无机缓冲层22之间的作用下，以及在无机缓冲层22与第二有机层23之间的作用下，进一步降低柔性基板20的膨胀系数，从而进一步降低刚性辅助基板10发生翘曲的风险，进而提高制备显示器件时的工艺精度。
在实际应用中，第一有机层21可以包括一层有机材料层，也可以包括多层有机材料层；第二有机层23可以包括一层有机材料层，也可以包括多层有机材料层，当第二有机层23包括多层有机材料层时，在多层有机材料层内也可以***无机材料层；无机缓冲层22可以包括一层无机材料层，也可以包括多层无机材料层。
在本发明实施例中，第二有机层23内掺杂有纳米无机粒子。在第二有机层23内掺杂纳米无机粒子，可以增加第二有机层23与无机缓冲层22之间的粘接效果，防止第二有机层23与无机缓冲层22之间发生层间分离的现象。另外，在第二有机层23内掺杂纳米无机粒子，可以降低第二有机层23的膨胀系数，从而进一步降低柔性基板20的膨胀系数，从而进一步降低刚性辅助基板10发生翘曲的风险，进而提高制备显示器件时的工艺精度。
值得一提的是，第一有机层21内也可以掺杂纳米无机粒子，以增加第一有机层21与无机缓冲层22之间的粘接效果，防止第一有机层21与无机缓冲层22之间发生层间分离的现象，并同时降低第一有机层21的膨胀系数。
在上述实施例中，第一有机层21的材料可以为多种，例如，聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚芳酯、聚碳酸脂、聚醚酰亚胺或聚醚砜，其中，第一有机层21的材料优选为聚酰亚胺。
第二有机层23的材料可以为多种，例如，聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚芳酯、聚碳酸脂、聚醚酰亚胺或聚醚砜，其中，第二有机层23的材料优选为聚酰亚胺。
纳米无机粒子的材料可以为多种，例如，二氧化硅、氧化铝或氧化钛，其中纳米无机粒子的材料优选为二氧化硅。
无机缓冲层22的材料可以为多种，例如，无机缓冲层22可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等，或者，无机缓冲层22可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝中的多种。优选地，无机缓冲层22的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种，例如，无机缓冲层22的材料为氧化硅，或者，无机缓冲层22的材料为氮化硅，或者，无机缓冲层22的材料为氮氧化硅，或者，无机缓冲层22的材料为氧化硅和氮化硅，此时，无机缓冲层22包括氧化硅层和氮化硅层，或者，无机缓冲层22的材料为氧化硅和氮氧化硅，此时，无机缓冲层22包括氧化硅层和氮氧化硅层，或者，无机缓冲层22的材料为氮化硅和氮氧化硅，此时，无机缓冲层22包括氮化硅层和氮氧化硅层，或者，无机缓冲层22的材料为氧化硅、氮化硅和氮氧化硅，此时，无机缓冲层22包括氧化硅层、氮化硅层和氮氧化硅层。
在上述实施例中，第一有机层21的厚度、无机缓冲层22的厚度和第二有机层23的厚度可以根据实际需要和实际制备能力进行设定，例如，第一有机层21的厚度和第二有机层23的厚度可以大于或等于2μm，无机缓冲层22的厚度可以为100nm～600nm，如无机缓冲层22的厚度可以为100nm、300nm或600nm。
请参阅图4，本发明实施例还提供一种柔性显示装置，包括如上述实施例所述的柔性基板20、显示器件30和柔性封装层40，其中，显示器件30位于柔性基板20的无机缓冲层22背向柔性基板20的第一有机层21的一侧；柔性封装层40覆盖柔性基板20和显示器件30，柔性封装层40将显示器件30封装在柔性基板20与柔性封装层40之间。
所述柔性显示装置与上述柔性基板相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
请参阅图5，本发明实施例还提供一种柔性基板的制备方法，用于制备如上述实施例所述的柔性基板，柔性基板的制备方法包括：
步骤S100、在刚性辅助基板上形成第一有机层；
步骤S200、在第一有机层上形成无机缓冲层，第一有机层与无机缓冲层形成有机-无机复合结构。
具体实施时，步骤S100中，可以先提供形成第一有机层的有机材料的涂布液，例如，聚酰亚胺涂布液，然后通过涂布、喷涂、印刷等方式，将形成第一有机层的有机材料的涂布液覆在刚性辅助基板例如玻璃基板上，待形成第一有机层的有机材料的涂布液干燥固化后，即可以形成第一有机层；完成第一有机层的形成后，可以对第一有机层背向刚性辅助基板的表面进行等离子处理，以对第一有机层背向刚性辅助基板的表面进行清洁和活化，便于无机缓冲层与第一有机层紧密贴合；步骤S200中，完成第一有机层的形成后，可以采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)，在第一有机层上形成无机缓冲层，无机缓冲层与第一有机层紧密贴合，第一有机层与无机缓冲层形成有机-无机复合结构。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
在发明实施例中，柔性基板还包括层叠设置在无机缓冲层背向第一有机层的表面上的第二有机层。请继续参阅图5，步骤S200、在第一有机层上形成无机缓冲层之后，本发明实施例提供的柔性基板的制备方法还包括：
步骤S300、在无机缓冲层上形成第二有机层，第二有机层内掺杂有纳米无机粒子。
在上述实施例中，步骤S300、在无机缓冲层上形成第二有机层时，可以采用如下两种方式，具体地：
方式一，请参阅图6，步骤S300、在无机缓冲层上的形成第二有机层包括：
步骤S310、提供形成第二有机层的有机材料的涂布液；
步骤S320、向形成涂布液中添加纳米无机粒子，并混合均匀；
步骤S330、在无机缓冲层上涂覆混合有纳米无机粒子的涂布液，混合有纳米无机粒子的涂布液固化后，形成第二有机层。
举例来说，形成第二有机层的有机材料可以为聚酰亚胺，即第二有机层的材料为聚酰亚胺，纳米无机粒子的材料为二氧化硅，在无机缓冲层上形成第二有机层时，可以先提供聚酰亚胺涂布液，然后向聚酰亚胺涂布液中添加纳米二氧化硅粒子，并混合均匀；然后采用涂布、喷涂、印刷等方式，将混合有纳米二氧化硅粒子的聚酰亚胺涂布液涂覆在无机缓冲层上，混合有纳米二氧化硅粒子的聚酰亚胺涂布液干燥固化后，形成第二有机层。
在无机缓冲层上形成第二有机层还可以采用下列方式。
方式二，请参阅图7，步骤S300、在无机缓冲层上的形成第二有机层包括：
步骤S310、提供形成第二有机层的有机材料的涂布液；
步骤S350、向涂布液中添加纳米无机粒子前驱体，并混合均匀；
步骤S360、在无机缓冲层上涂覆混合有纳米无机粒子前驱体的涂布液，混合有纳米无机粒子前驱体的涂布液固化，纳米无机粒子前驱体转化为纳米无机粒子，形成第二有机层。
举例来说，形成第二有机层的有机材料可以为聚酰亚胺，即第二有机层的材料为聚酰亚胺，纳米无机粒子的材料为二氧化硅，此时，纳米无机粒子前驱体可以为正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)，在无机缓冲层上形成第二有机层时，可以先提供聚酰亚胺涂布液，然后向聚酰亚胺涂布液中添加正硅酸乙酯，并混合均匀；然后采用涂布、喷涂、印刷等方式，将混合有正硅酸乙酯的聚酰亚胺涂布液涂覆在无机缓冲层上，混合有正硅酸乙酯的聚酰亚胺涂布液干燥固化过程中，正硅酸乙酯在聚酰亚胺中发生原位反应，生成纳米二氧化硅粒子，纳米二氧化硅粒子掺杂在聚酰亚胺中，形成第二有机层。
请参阅图8，本发明实施例还提供一种柔性显示装置的制备方法，包括上述实施例所述的柔性基板的制备方法，具体地，柔性显示装置的制备方法包括：
步骤S100、在刚性辅助基板上形成第一有机层；
步骤S200、在第一有机层上形成无机缓冲层，第一有机层与无机缓冲层形成有机-无机复合结构；
步骤S300、在无机缓冲层上形成第二有机层，第二有机层内掺杂有纳米无机粒子；
步骤S400、在第二有机层上形成显示器件；
步骤S500、在第二有机层和显示器件上形成柔性封装层；
步骤S600、将第一有机层与刚性辅助基板分离，完成柔性显示装置的制备。
上述实施例中，显示器件包括驱动器件和OLED发光器件，其中，驱动器件可以为薄膜晶体管，OLED发光器件可以包括阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的有机发光层。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种柔性显示装置，其特征在于，包括柔性显示基板、显示器件和柔性封装层；其中，
所述显示器件位于所述柔性基板与所述柔性封装层之间，所述柔性封装层被配置为封装所述显示器件于所述柔性基板与所述柔性封装层之间；
所述柔性基板包括层叠设置的第一有机层、无机缓冲层和第二有机层；所述第二有机层包括纳米无机粒子。
2.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所第一有机层包括纳米无机粒子。
3.根据权利要求1或2所述的柔性显示装置，其特征在于，所述无机纳米粒子的材料包括二氧化硅、氧化铝或氧化钛。
4.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一有机层和/或所述第二有机层的材料包括聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚芳酯、聚碳酸脂、聚醚酰亚胺或聚醚砜。
5.根据权利要求4所述的柔性显示装置，其特征在于，所述无机缓冲层的材料包括氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一有机层和所述第二有机层的材料为聚酰亚胺，所述无机缓冲层的材料为氧化硅。
7.根据权利要求6所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一有机层和所述第二有机层的厚度大于或等于2μm，所述无机缓冲层的厚度范围为100nm～600nm。
8.一种柔性显示装置的制备方法，其特征在于，包括：
在刚性辅助基板上形成第一有机层；
在所述第一有机层上形成无机缓冲层，所述第一有机层与所述无机缓冲层形成有机-无机复合结构；
在无机缓冲层上形成第二有机层，第二有机层内掺杂有纳米无机粒子；
在第二有机层上形成显示器件；
在第二有机层和显示器件上形成柔性封装层；
将第一有机层与刚性辅助基板分离。
9.根据权利要求8所述的柔性显示装置的制备方法，其特征在于，所述在无机缓冲层上形成第二有机层，第二有机层内掺杂有纳米无机粒子包括：
提供聚酰亚胺涂布液；
向形成涂布液中添加二氧化硅纳米无机粒子，并混合均匀；
在无机缓冲层上涂覆混合有二氧化硅纳米无机粒子的聚酰亚胺涂布液，混合有二氧化硅纳米无机粒子的聚酰亚胺涂布液固化后，形成所述第二有机层。
10.根据权利要求8所述的柔性显示装置的制备方法，其特征在于，所述在无机缓冲层上形成第二有机层，第二有机层内掺杂有纳米无机粒子包括：
提供聚酰亚胺涂布液；
向聚酰亚胺涂布液中添加正硅酸乙酯，并混合均匀；
在无机缓冲层上涂覆混合有正硅酸乙酯的聚酰亚胺涂布液，混合有正硅酸乙酯的聚酰亚胺涂布液固化，正硅酸乙酯发生原位反应，转化为二氧化硅纳米无机粒子，形成所述第二有机层。
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