一种聚酰亚胺薄膜层压体及显示器的制作方法

1.本实用新型涉及柔性显示技术领域，特别是涉及一种聚酰亚胺薄膜层压体及显示器。


背景技术：

2.有机发光二极管(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有魅力之处在于可以实现柔性化，具体是将有机发光二极管制作在柔性的衬底上，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，而且通过安装在柔性衬底上的有机发光二极管制造出的显示器可视角度更大，并且能够显著节省电能，因为此显示器具备了许多液晶显示器不可比拟的优势。
3.作为柔性显示器，其以一层由聚酰亚胺(pi)为主要成分制备的聚酰亚胺层为tft(薄膜晶体管)结构和oled结构的柔性基板，然而聚酰亚胺层阻隔氧气和水汽能力较差，在使用过程中会有一部分水汽或氧气透过聚酰亚胺层渗透进tft结构电路中，影响oled发光材料的使用寿命。
4.现有技术中通常使用双层聚酰亚胺并添加一层或多层无机氧化物层的结构，满足人们对柔性和隔水隔氧性能需求，虽然现有技术中双层pi结构可以基本满足人们的需求，但是双层pi机械强度仍较低，且会有微量的金属离子穿越到电路驱动层，影响tft结构的电性能，导致tft结构的电性漂移，显示器在发光显示时不够稳定的问题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型具体实施方式提供了一种聚酰亚胺薄膜层压体，该聚酰亚胺层压体具有三层聚酰亚胺柔性层，每层聚酰亚胺柔性层之间都存在阻隔层，不仅可以有效的防止微量金属离子穿越到电路驱动层，使得显示器的显示更加稳定，而且进一步提高了隔水隔氧性能，进一步提高了该基底的机械强度。
6.本实用新型第一方面提供一种聚酰亚胺薄膜层压体，其特征在于，包括依次层叠设置的第一聚酰亚胺柔性层(101)、第一阻隔层(102)、第二聚酰亚胺柔性层(103)、第二阻隔层(104)、第三聚酰亚胺柔性层(105)；
7.进一步的，所述第一阻隔层(102)、第二阻隔层(104)包括氧化硅层、氮化硅层中的一种，其中第一阻隔层(102)和第二阻隔层(104)的材料相同或不同；
8.作为优选方案，所述第一聚酰亚胺柔性层(101)、第二聚酰亚胺柔性层(103)和第三聚酰亚胺柔性层(105)的硬度为在3h～5h之间，密度在1.2～1.6g/cm3之间，表面粗糙度在0.5～2.5nm之间；
9.进一步的，所述第一阻隔层(102)、第二阻隔层(104)的厚度范围在0.05～1μm之间，不同阻隔层的厚度相同或不同；
10.进一步的，所述第一聚酰亚胺柔性层(101)厚度范围在1～20μm之间、所述第二聚
酰亚胺柔性层(103)厚度范围在1～15μm之间、所述第三聚酰亚胺柔性层(105)的厚度范围在1～10μm之间，其中，所述第三聚酰亚胺柔性层(105)的厚度小于第一聚酰亚胺柔性层(101)或第二聚酰亚胺柔性层(103)。
11.作为优选方案，所述聚酰亚胺薄膜层压体的厚度为9～63μm。
12.本实用新型第二方面提供一种聚酰亚胺薄膜层压体显示器，其特征在于，包括聚酰亚胺薄膜层压体、连接层(106)，薄膜晶体管驱动层(107)，oled发光层(108)以及薄膜封装层(109)，所述薄膜晶体管驱动层(107)设置于聚酰亚胺薄膜层压体上，在薄膜晶体管驱动层(107)与聚酰亚胺薄膜层压体之间设置有连接层(106)，所述oled发光层(108)设置于薄膜层压体上，所述薄膜封装层(109)设置于oled发光层(108)上；
13.作为优选方案，所述连接层(106)包括氧化硅层、氮化硅层、氧化钛层、氧化锆层、氮氧化铝层、氮氧化硅层、非晶碳层中的一种或多种组合；
14.进一步的，所述所述连接层(106)厚度为0.05～0.1μm；
15.作为优选方案，所述薄膜封装层(109)包括聚乙烯层、聚丙烯层、聚苯乙烯层、聚乳酸层、聚对苯二甲酸二醇酯层中的一种或多种组合。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、本实用新型中提供的聚酰亚胺层压体具有三层聚酰亚胺柔性层，通过对第三层聚酰亚胺柔性层的配方及厚度进行调变，使得该聚酰亚胺层压体相对于传统的两层聚酰亚胺层压体可以有效的防止微量金属离子穿越到tft驱动层，影响tft的电性，且使用传统的两层聚酰亚胺层压体，tft驱动层的电性会存在漂移，本实用新型提供的聚酰亚胺层压体可以有效减小这一影响，使得显示器的显示更加稳定。
18.2、本实用新型提供的聚酰亚胺层压体在制备聚酰亚胺显示器的过程中增加了一层连接层，该连接层为无机氧化物材料，可以起到聚酰亚胺层压体与tft驱动层的连接作用，避免tft驱动层与聚酰亚胺层直接接触，使得该显示器连接更加稳固，不易剥离。
19.3、本实用新型提供的聚酰亚胺层压体相对于传统的双层聚酰亚胺层压体而言，具有更优秀的机械强度，所述层压体机械强度提升40％左右，且具有更为优异的耐弯折性能，同时本实用新型中的聚酰亚胺层压体的水汽通过率相对于传统双层聚酰亚胺层压体更优异。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例中聚酰亚胺薄膜层压体的制备方法流程图
22.图2为本实用新型实施例中聚酰亚胺薄膜层压体显示器的制备方法流程图
23.图3为本实用新型实施例中聚酰亚胺薄膜层压体10的结构示意图
24.图4为本实用新型较佳实施例中聚酰亚胺层压体显示器100的结构示意图
25.图5为现有技术中聚酰亚胺层压体显示器200的结构示意图
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方法作进一步地详细描述，本实用新型可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐释的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本实用新型的构思充分传达给本领域技术人员，本实用新型将由权利要求来限定，附图中为了清晰起见，会有夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
27.参照图1和图3，本实用新型提供一种聚酰亚胺薄膜层压体的制备方法的具体实施方式包括：
28.s11：将质量浓度为5～20％的聚酰亚胺溶液涂布到硬质基板上，加热固化聚酰亚胺溶液以形成第一聚酰亚胺柔性层101，其中第一聚酰亚胺柔性层101与玻璃基板的附着力在0.1～1.5n/cm之间；
29.具体的，可以通过狭缝式涂布设备在硬质基板上涂布聚酰亚胺溶液形成聚酰亚胺薄膜，后将该聚酰亚胺薄膜经过高温固化后可以形成第一聚酰亚胺柔性层101；
30.可选的，第一聚酰亚胺柔性层101的厚度为1～20μm，在本实施例中，第一聚酰亚胺柔性层101的厚度可以为1μm、5μm、10μm、20μm；
31.s12：在第一聚酰亚胺柔性层101上制备第一阻隔层102；
32.具体的，可通过化学气相沉积法在第一聚酰亚胺柔性层101上沉积氧化硅或者氮化硅形成第一阻隔层102；
33.可选的，第一阻隔层102可以是氧化硅或氮化硅的一种，其中第一阻隔层102为单层结构；
34.可选的，第一阻隔层102的厚度为0.05～1μm，在本实施例中，第一阻隔层102的厚度可以为0.05μm、0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1μm；
35.s13：将质量浓度为5～20％的聚酰亚胺溶液涂布到s12中形成的第一阻隔层102上，加热固化所述聚酰亚胺溶液以在第一阻隔层102上形成第二聚酰亚胺柔性层103；
36.具体的，可以通过狭缝式涂布设备在第一阻隔层102上涂布聚酰亚胺溶液形成聚酰亚胺薄膜，后将该聚酰亚胺薄膜经过高温固化后可以形成第二聚酰亚胺柔性层103；
37.可选的，第二聚酰亚胺柔性层101的厚度为1～15μm，在本实施例中，第二聚酰亚胺柔性层103的厚度可以为1μm、5μm、10μm、15μm；
38.s14：在第二聚酰亚胺柔性层103上制备第二阻隔层104；
39.具体的，可通过化学气相沉积法在第二聚酰亚胺柔性层103上沉积氧化硅或者氮化硅形成第一阻隔层104；
40.可选的，第二阻隔层104可以是氧化硅或氮化硅的一种，与s12不同之处在于，当第一阻隔层102选择沉积氧化硅时，第二阻隔层104则选择沉积氮化硅，当第一阻隔层102选择沉积氮化硅时，第二阻隔层104选择沉积氧化硅，其中第二阻隔层104为单层结构；
41.可选的，第二阻隔层104的厚度为0.05～1μm，在本实施例中，第二阻隔层104的厚度可以为0.05μm、0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1μm；
42.s15：将质量浓度为5～20％的聚酰亚胺溶液涂布到s14中形成的第二阻隔层104上，加热固化所述聚酰亚胺溶液以在第二阻隔,104上形成第三聚酰亚胺柔性层105，之后剥离掉玻璃基板后，即制得所述的聚酰亚胺薄膜层压体10；
43.具体的，第三聚酰亚胺柔性层105的厚度为1～10μm，在本实施例中，第三聚酰亚胺柔性层105的厚度可以为1μm、3μm、5μm、7μm、10μm；
44.最后可采用激光剥离工艺将所述硬质基板和第一聚酰亚胺柔性层剥离，得到聚酰亚胺层薄膜压体；
45.本实用新型具体实施方式中，s11和s15中的硬质基板可以为玻璃基板、硅片、金属或硬质薄膜，硬质基板需要具备较高的激光透过率，以便于后续激光剥离工序的顺利进行。同时本实用新型对硬质基板进行表面处理，提高硬质基板的表面能，本实用新型实施方式中，表面处理的方式包括：将硬质基板进行清洗，然后使用氮气，氩气等惰性气体对硬质基板清洗后的表面进行等离子处理，通过上述处理可以提高硬质基板的表面能，增加第一聚酰亚胺柔性层101与硬质基板的粘结力，避免在加工过程中，第一聚酰亚胺柔性层101与硬质基板剥离或脱落。
46.本实用新型实施例中各个聚酰亚胺柔性层可由现有技术中的所有选择的二酐和二胺经过酰亚胺化反应、经加热固化后形成，对于二酐和二胺种类以及反应条件均为现有技术中的常规选择。
47.本实用新型的实施方式提供一种聚酰亚胺层压体基板10，如图3所示包括依次层叠设置的第一聚酰亚胺柔性层101、第一阻隔层102、第二聚酰亚胺柔性层103、第二阻隔层104、第三聚酰亚胺柔性层105，其中第一聚酰亚胺柔性层101设置于玻璃基板之上(本图中未示出)；其中第一阻隔层102为氧化硅层、第二阻隔层104为氮化硅层；本实施例中各聚酰亚胺柔性层与各阻隔层之间的附着力在0.1～1.5n/cm之间；除此之外，本实施例中第一聚酰亚胺柔性层101、第二聚酰亚胺柔性层103和第三聚酰亚胺柔性层105的cte值在
‑
2～20ppm/℃之间；第一聚酰亚胺柔性层101、第二聚酰亚胺柔性层103和第三聚酰亚胺柔性层105的硬度为在3h～5h之间，密度在1.2～1.6g/cm3之间，表面粗糙度在0.5～2.5nm之间，本实用新型实施例中第一阻隔层102、第二阻隔层104的厚度范围在0.05～1μm之间，不同阻隔层的厚度相同；第一聚酰亚胺柔性层101厚度范围在1～20μm之间、第二聚酰亚胺柔性层103厚度范围在1～15μm之间、第三聚酰亚胺柔性层105的厚度范围在1～10μm之间，其中，第三聚酰亚胺柔性层105的厚度小于第一聚酰亚胺柔性层101和第二聚酰亚胺柔性层103，聚酰亚胺薄膜层压体的厚度为9～63μm。
48.本实用新型的具体实施方式中，所述的聚酰亚胺薄膜层压体作为复合基底结构，相对于单独的聚酰亚胺柔性基底或其他的有机聚合材料制备的柔性基底具有以下特点，一方面，由多层聚酰亚胺柔性层和阻隔层相交替设置，具有更好的水和氧气的阻隔能力，能很大程度上降低水和氧气透过柔性基底的概率，保护薄膜晶体管结构及oled结构，提高oled显示面板的使用寿命；另一方面，该聚酰亚胺层压体作为基板也具有良好的柔韧性，可广泛应用于制备柔性面板。
49.本实用新型实施方式还提供了一种聚酰亚胺柔性薄膜显示器的制备方法如图2所示，具体步骤如下：
50.s21：在聚酰亚胺薄膜层压体上使用气相沉积法制备连接层106；
51.本实用新型实施方式中使用化学气相沉积法或者物理气相沉积法制备了无机结构的连接层106，其中连接层106包括氧化硅层、氮化硅层、氧化钛层、氧化锆层、氮氧化铝层、氮氧化硅层、非晶碳层中的一种或多种组合，本实用新型具体实施方式中优选为氧化硅
层。
52.s22：在连接层106上安装制备薄膜晶体管驱动层107；
53.s23：在薄膜晶体管驱动层107上安装oled发光层108；
54.其中步骤s22和s23中设置薄膜晶体管驱动层107和安装oled发光层108的制备可按照本领域内的常规工艺制备，本实用新型不做特殊限定。
55.s24：在oled发光层108上制备薄膜封装层109；
56.其中，所述薄膜封装层109包括聚乙烯层、聚丙烯层、聚苯乙烯层、聚乳酸层、聚对苯二甲酸二醇酯层中的一种或多种组合，优选地本实用新型具体实施例使用的封装层109为聚乙烯层。
57.本实用新型具体实施方式中涉及的薄膜封装层109覆盖在oled发光层108之上，并且将oled发光层108和薄膜晶体管驱动层107的侧边全部包裹封装，并且与连接层106相连接，全包裹式封装，将薄膜封装层109与连接层106相连接，使得在使用过程中不易发生剥离，使用寿命更长；全包裹式封装还可以进一步的防止水汽和氧气进入薄膜晶体管层107和oled发光层108，防止收到水汽和氧气对柔性显示面板的损害，进一步延长使用寿命。
58.本实用新型具体实施方式还提供一种聚酰亚胺柔性薄膜显示器，具体的，聚酰亚胺柔性薄膜显示器包括：聚酰亚胺薄膜层压体，连接层106、薄膜晶体管驱动层107、oled发光层108以及薄膜封装层109，其中薄膜晶体管驱动层107位于聚酰亚胺薄膜层压体之上，通过连接层106连接，oled发光层108位于薄膜晶体管驱动层107之上，薄膜封装层109位于oled发光层108之上，并且将oled发光层108以及薄膜晶体管驱动层107的边缘全部包裹，并与连接层106相连接。
59.上述连接方式除了特别指出解释的以外均为本领域的常规手段实现的。
60.需要说明的是，根据上述说明书的解释和阐述，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些等同修改和变更也应当在本实用新型的权利要求保护范围之内。此外尽管本说明书使用了一写特定的术语，但是这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。