2024年6月15日发(作者：司空仙仪)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.4
(22)申请日 2015.07.06
(71)申请人 TCL集团股份有限公司
地址 516006 广东省惠州市仲恺高新技术开发区十九号小区
(72)发明人 高卓
(74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事务所
代理人 王永文
(51)
H01L51/00
H01L51/52
(10)申请公布号 CN 105140393 A
(43)申请公布日 2015.12.09
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种复合膜结构聚合物柔性基板及
其制作方法
(57)摘要
本发明公开一种复合膜结构聚合物
柔性基板及其制作方法，通过对载体基板
进行表面处理；在载体基板表面涂覆框架
层材料，固化形成框架层主体；在所述框
架层主体上制作框架层图案凹槽结构；向
所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气
剂，并干燥处理，形成框架层；在所述框
架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚
合物基板层，并激活溶液型吸气剂的吸气
能力；将聚合物基板层和框架层从载体基
板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔
性基板；大大提高了柔性基板的水氧阻隔
能力。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，包括：
A、对载体基板进行表面处理；
B、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
C、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
D、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
E、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；
F、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性
基板。
2.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
聚合物为聚酰亚胺，所述框架层材料为聚酰亚胺。
3.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤B还包括：
B1、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
B2、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
4.根据权利要求3所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤B1具体包括：
B11、将聚合物溶液倒入刮刀内部，根据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速；
B12、根据溶液厚度调节刮刀与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以
控制聚合物溶液的量和涂覆均匀性；
B13、然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-5μm，
采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层；
所述步骤B2具体包括：
B21、采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，在氮气循环的条件下将框架层
材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-280℃，保持2h-4h进行初步固
化，得到20～50μm厚度的框架层主体。
5.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤C具体包括：
C1、利用电子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；
C2、将模具和框架层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温
度以上，将模具压入高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软
化的框架层材料的树脂填入模具结构内；
C3、待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，以形成框架
层图案凹槽结构。
6.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤D具体包括：
D1、所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂
涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不完全填充框架层图案凹槽结构：
D2、将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-
1h，完成框架层制备。
7.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤E具体包括：
E1、采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆盖住框架
层的凹槽；
E2、采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，
加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形
成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结构，聚合物基板层厚度为
10～30μm；
E3、利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶液型吸气剂的吸气能力。
8.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
框架层图案包括多个正六边形和/或三角形。
9.一种复合膜结构聚合物柔性基板，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所
述的制作方法制成。
10.根据权利要求9所述的复合膜结构聚合物柔性基板，其特征在于，包括：从下
到上依次设置的框架层主体、溶液型吸气剂和聚合物基板层；所述框架层主体具有
框架层图案凹槽结构；所述框架层图案凹槽结构内填充有溶液型吸气剂；所述聚合
物基板层涂覆在所述框架层主体上，并嵌入所述框架层图案凹槽结构内。
说 明 书
技术领域
本发明涉及柔性显示装置领域，尤其涉及一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作
方法。
背景技术
柔性显示（FlexibleDisplay）技术呈迅猛的态势发展，各种柔性显示发展计划层出
不穷；国内外各高校和研究机构纷纷投入大量人力物力抢占柔性显示技术高峰，大
量技术突破公开发表在各大科技刊物上，各种实验室柔性显示样机也陆续被报道在
新闻媒体上；各个显示厂商均争先布局，竞争遍布在技术难点、制造规模、显示器
尺寸、高分辨率、可穿戴式设备等。随着各种制作工艺和技术的不断进步，柔性显
示器不仅显示质量上不断提高、屏幕尺寸不断增大，而且显示器形态也不断革新。
三星公司推出全球首款曲面屏幕手机GalaxyRound，LG公司上市自己的首款曲屏
手机LGGFLEX，与此同时更有报道称苹果公司将在下一代iPhone中首次使用5.5
英寸曲面屏幕；为了扩大技术优势，三星、LG等显示大厂更是推出了的大尺寸曲
面电视屏幕，令业界为之赞叹，可见柔性显示技术发展前景可观。
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R2R（rolltoroll）生
产工艺，通过印刷的方式直接在柔性基板上制备显示器件，但是由于受到印刷技术
和显示墨水材料的限制，达不到高精度显示的要求，且良品率低、可靠性差。第二
类是采用S2S（sheettosheet）生产工艺，结合柔性基板贴附后剥离的方法，先将柔
性基板贴附在硬质载体基板上制备显示器件，制备完显示器件之后再剥离硬质基板，
取出柔性显示器件。这种方法不影响显示器件的制作精度，且制作设备和工艺与制
作传统的TFT-LCD相仿，不必做太大的调整，因此短期内更接近于量产应用。
S2S的生产方式要采用粘接剂将柔性衬底贴附在载体基板上，限制于柔性基板和粘
接剂的耐温性能，这种做法更多用于低温TFT工艺，无法满足高温TFT工艺要求。
高温工艺可以得到更好的TFT性能，符合高分辨率显示要求，但是工艺过程中既
要保证柔性衬底与载体的粘接性，不受TFT工程中清洗、曝光、显影、刻蚀等过
程的影响，又需要在器件制备完成后，方便柔性显示器件与载体基板的分离。
但是，柔性基板材料一般选择有机高分子聚合物材料如PET、PEN、PI等，这些
高分子聚合物材料的结构比较疏松，对水汽、氧气的透过性很好，而OLED显示
器、QD量子点显示器等器件结构中有机发光材料对水汽十分敏感，容易造成器件
性能衰退甚至失效，严重影响器件的使用寿命，因此，有机高分子聚合物材料作为
柔性基板材料需要额外制作水氧阻隔层。
通常采用CVD、PECVD、ALD等设备沉积无机薄膜作为柔性基板的水氧阻隔层，
虽然水氧阻隔性能良好，但是制作成本高、效率低，同时无机薄膜较脆，经过多次
反复的弯折后无机薄膜会碎裂，导致阻隔性能严重下降。现有沉积的方式制作的无
机薄膜容易在柔性基板弯折过程中裂开，形成缺陷，水汽、氧气便沿着缺陷往里渗
透，水氧阻隔能力低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合膜结构聚合物柔性基板
及其制作方法，旨在解决现有的柔性基板水氧阻隔能力不高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，包括：
A、对载体基板进行表面处理；
B、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
C、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
D、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
E、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；
F、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性
基板。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述聚合物为聚酰亚胺，所述
框架层材料为聚酰亚胺。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤B还包括：
B1、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
B2、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤B1具体包括：
B11、将聚合物溶液倒入刮刀内部，根据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速；
B12、根据溶液厚度调节刮刀与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以
控制聚合物溶液的量和涂覆均匀性；
B13、然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-5μm，
采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层；
所述步骤B2具体包括：
B21、采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，在氮气循环的条件下将框架层
材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-280℃，保持2h-4h进行初步固
化，得到20～50μm厚度的框架层主体。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、利用电子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；
C2、将模具和框架层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温
度以上，将模具压入高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软
化的框架层材料的树脂填入模具结构内；
C3、待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，以形成框架
层图案凹槽结构。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤D具体包括：
D1、所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂
涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不完全填充框架层图案凹槽结构：
D2、将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-
1h，完成框架层制备。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤E具体包括：
E1、采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆盖住框架
层的凹槽；
E2、采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，
加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形
成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结构，聚合物基板层厚度为
10～30μm；
E3、利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶液型吸气剂的吸气能力。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述框架层图案包括多个正六
边形和/或三角形。
一种复合膜结构聚合物柔性基板，其中，采用上述的制作方法制成。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板，其中，包括：从下到上依次设置的框架层主体、
溶液型吸气剂和聚合物基板层；所述框架层主体具有框架层图案凹槽结构；所述框
架层图案凹槽结构内填充有溶液型吸气剂；所述聚合物基板层涂覆在所述框架层主
体上，并嵌入所述框架层图案凹槽结构内。
本发明所提供的一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作方法，有效地解决了现有
的柔性基板水氧阻隔能力不高的问题，通过对载体基板进行表面处理；在载体基板
表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；在所述框架层主体上制作框架层图案
凹槽结构；向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架
层；在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜
结构聚合物柔性基板；利用吸气剂的吸气性能主动消除水汽、氧气，既有物理的阻
挡作用，又有化学作用，而且只要吸气剂的吸气性能存在就不受柔性基板弯折的影
响；有效地缓解了水汽、氧气等对有机显示器件带来的影响；大大提高了柔性基板
的水氧阻隔能力。
附图说明
图1为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第一实施例的流程图。
图2为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第二实施例的流程图。
图3为本发明的制作方法中制备超薄层的流程示意图。
图4为本发明的制作方法中制备框架层主体的流程示意图。
图5为本发明的制作方法中制备框架层和添加吸气剂的流程示意图。
图6为本发明的制作方法中制备基板层的结构示意图。
图7为本发明的制作方法中将柔性基板切割及剥离时的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作方法，为使本发明的目的、技
术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所
描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第一实施例的
流程图，如图所示，其包括步骤：
S1、对载体基板进行表面处理；
S2、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
S3、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
S4、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
S5、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液
型吸气剂的吸气能力；
S6、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔
性基板。
本发明实施例中的聚合物优选为PI（聚酰亚胺）溶液，所述框架层材料为聚酰亚
胺，PI材料其本身具有较高的玻璃化转变温度（Tg）、较高的材料分解温度
（Td），配合TFT高温工程，可制作性能优良的TFT阵列，实现高分辨率柔性
AMOLED显示。
在实际应用时，为了更好地将复合膜结构聚合物柔性基板剥离下来，请参阅图2，
图2为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第二实施例的流程图，所述
步骤S2进一步包括：S21、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
S22、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。这是由于框架层与
超薄层为同种PI材料，根据同种PI材料粘接力适中的特性，只需要简单的机械切
割打破超薄层和框架层层间的受力平衡，便能很容易将复合膜结构PI柔性基板从
载体基板上分离，超薄层粘附于载体基板之上，经过化学方法回收后载体基板可以
重复使用，得到的复合膜结构聚合物柔性基板。
为了更方便剥离，第二实施例在第一实施例的基础上增加了超薄层，第二实施例与
第一实施例的其余步骤均相似或相同。以下对第二实施例进行详细说明如下，其中
聚合物为聚酰亚胺。
在步骤S1中，对载体基板进行表面处理，也就是对载体基板进行预处理。载体基
板可选硅片、金属、玻璃等刚性载板，采用S2S工艺载体基板可以方便循环利用，
避免污染和浪费，本方案中以玻璃为例进行说明。玻璃载体基板以电子级的清洗工
艺进行洁净处理，可以选择氮气、氩气等惰性气体对玻璃载体表面进行等离子处理，
提高基板表面能，增加超薄层与玻璃载体之间的粘接力，避免在后续工艺过程中，
超薄层与载体基板剥离、脱落。
在步骤S2中，在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。在第二实
施例中，所述步骤S2进一步包括：S21、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成
聚合物超薄层；S22、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
关于步骤S21，在实际应用时，在载体基板表面可采用刮刀涂覆和旋转涂布的方式
涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层。具体来说，将聚合物溶液倒入刮刀内部，根
据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，控制溶液流速；根据溶液厚度调节刮刀
与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以控制聚合物溶液的量和涂覆均
匀性；然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-
5μm，采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层。
请参阅图3，在实际应用时，采用刮刀涂覆（DoctorBlade）和旋转涂布
（Spincoating）结合的方式制作PI超薄层，如图所示，将PI溶液102倒入改造后
的刮涂装置101（譬如刮刀）内部，并根据PI溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速。根据所需溶液厚度调节刮刀与载体基板100之间的距离，控制刮刀
缓慢匀速前进，从而控制PI溶液102的量和涂覆均匀性，形成超薄层110。当然，
也可采用狭缝涂布法、Nozzle喷墨印刷的方式，此处对涂覆方法不做限制。
然后将载体基板100放置在托盘103上，利用旋转涂布工艺准确控制薄膜厚度和薄
膜均匀性，以2μm-5μm为较合适的厚度，然后将超薄层PI溶液辐射法固化成膜。
超薄层的作用主要是为了柔性基板的剥离的便利。如果去掉超薄层，PI基板层可
能会与载体基板粘接在一起，无法剥离。当然，没有超薄层，也就是采用图1所示
的第一实施例的方法流程，也能实现本发明的目的，得到复合膜结构聚合物柔性基
板。
关于步骤S22，在实际应用时，在所述超薄层110上采用狭缝涂布法涂覆框架层材
料，固化形成框架层主体。具体来说，采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，
在氮气循环的条件下将框架层材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-
280℃，保持2h-4h进行初步固化，得到20～50μm厚度的框架层主体。当然，也
可采用其它涂覆方式，譬如刮刀涂覆和旋转涂布的方式、狭缝涂布法、Nozzle喷
墨印刷的方式，此处不做限制。
在制备框架层时，采用狭缝涂布法（Slotdiecoating）涂覆框架层的主体材料，氮气
循环的条件下将框架层PI材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-
280℃，保持2h-4h进行初步固化，得到20～50μm厚度的框架层主体。请参阅图4，
就是采用狭缝涂布装置104在超薄层110上涂覆框架层主体120。然后经红外辐射
固化。
在步骤S3中，在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构。具体来说，就是在
所述框架层主体上采用纳米压印的方式制作沟道形成框架层图案凹槽结构。利用电
子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；将模具和框架
层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温度以上，将模具压入
高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软化的框架层材料的树
脂填入模具结构内；待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，
以形成框架层图案凹槽结构。关于预设时间可根据经验进行人为设置。
请参阅图5，在实际应用时，框架层材料为聚酰亚胺，利用电子束直写技术
（EBDW）将框架层正六边形图案（可以选择结构相对稳定的框架层，比如正六边
形、三角形等结构稳定、不易变形能改善柔性基板的机械特性），也就是说，所述
框架层图案包括多个正六边形和/或三角形，制作在一片纳米级的Si或SiO2模具
上。如图5所示，将模具105和柔性基板的框架层主体120进行对位，然后将柔性
基板加热至PI材料的玻璃转换温度（GlassTransferTemperature）以上（300℃～
500℃），利用机械力将模具105压入高温软化的框架层主体120内，并且维持高
温、高压一段时间（15min），使软化的PI树脂填入模具的纳米结构内。待PI树
脂冷却、固化成形后，释放压力并且将模具105脱离载体基板100，完成框架层图
案化，在框架层主体120上形成了框架层图案凹槽结构121。除了上述热压方式的
纳米压印，也可以采取其他的纳米压印方法，比如步进-闪光压印（Step-
FlashImprintLithography，也称为紫外固化UV）和微接触（Microcontactprinting，
uCP）。
框架层的主体材料是PI材料。框架层的作用是提供容纳Getter（吸气剂）的空间，
也就是框架层图案凹槽121来容纳溶液型吸气剂130，并起到支撑作用，改善柔性
基板的机械性能。框架层的图案不局限于具体结构，比如正六边形，三角形等等。
在步骤S4中，向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成
框架层。具体来说，可采用喷墨印刷方式向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸
气剂材料，并烘干固化，形成框架层。所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用
喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不
完全填充框架层图案凹槽结构。然后将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持
在80℃-100℃进行预烘干0.5h-1h，完成框架层制备。具体来说，可将吸气材料经
合金熔炼、破碎、制粉与成型剂混合调制成溶液状，采用喷墨印刷的方式将溶液型
吸气剂涂覆在框架层图案凹槽结构内：然后将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气
剂材料保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-1h，将溶剂和水分烘干固化，完成框架
层制备。
请继续参阅图5，框架层主体120上用纳米压印的方式制作沟道形成框架层图案凹
槽结构121，然后用Nozzle喷墨印刷的方式填充溶液型Getter（吸气剂）材料130，
再将Getter材料加热烘干、固化，最后清除多余的Getter材料，形成框架层。一般
采用喷墨印刷装置106Nozzle方式往框架层图案凹槽121中填充溶液型吸气剂130。
在实际应用时，Getter材料分为两大类蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，前者需要
对吸气金属加热后蒸散出来形成吸气薄膜，以钡、锶、镁、钙为主体材料；后者不
需要把吸气金属蒸散出来，通过对吸气金属表面激活使其具有吸气能力，以锆为主
体材料。由于蒸散型会释放金属蒸汽，容易穿过柔性基板向器件内部渗透，影响器
件性能，本方案中采用非蒸散型吸气剂。
将吸气材料经合金熔炼、破碎、制粉与成型剂混合调制成溶液状，然后采用
Nozzle喷墨印刷的方式将溶液型Getter涂覆在框架层主体的凹槽内。溶液型Getter
材料（例如SAES开发的涂覆式吸气剂产品AqvaDry和Drypaste）激活后，不仅能
吸附水汽、氧气等气体，而且能与之发生化学反应，最终消除从柔性基板底部渗透
进来的水汽、氧气等有机材料敏感型气体。Nozzle喷墨印刷其实是喷墨印刷的一
种，但Nozzle喷墨印刷对墨水材料的粘度没有太大限制，溶液型吸气剂粘度较大，
采用Nozzle喷墨印刷比较合适。
将框架层主体120的框架层图案凹槽结构121内的溶液型Getter材料保持在80℃-
100℃进行预烘干0.5h-1h（温度和时间根据Getter材料的特性而定，主要就是将溶
剂和水分烘干、固化），并清理框架层图案凹槽结构121之外多余的Getter材料，
完成框架层制备，其中框架层图案凹槽结构121占框架层主体120深度的70-90%，
溶液型吸气剂130占框架层图案凹槽结构121深度的50-70%。溶液型吸气剂130
越深吸气效果越好，但是如果溶液型吸气剂130太深了会影响到柔性基板的机械性
能，二者之间需要权衡。溶液型吸气剂130充满框架层图案凹槽结构121吸气效果
会增加，但会影响聚合物基板层和框架层粘接的牢固性。所述框架层包含框架层主
体120和设置在框架层图案凹槽结构121内的溶液型吸气剂130。
在步骤S5中，在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并
激活溶液型吸气剂的吸气能力。具体来说，可在所述框架层上采用狭缝涂布法涂覆
聚合物溶液，加热固化形成聚合物基板层，利用紫外光照射所述聚合物基板层，激
活溶液型吸气剂的吸气能力。当然，也可采用刮刀涂覆、旋转涂布或Nozzle喷墨
印刷的方式，此处对涂覆方法不做限制。
在实际应用时，采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆
盖住框架层的凹槽；然后采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以
1℃/min-2℃/min的速率，加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，
保持1-2h进行固化，形成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结
构，聚合物基板层厚度为10～30μm；然后利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶
液型吸气剂的吸气能力。
所述聚合物溶液为PI溶液，采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆PI溶液，使PI
材料覆盖住框架层主体的框架层图案凹槽结构；PI溶液涂覆完成后，将载体基板
迅速转移至真空洁净烘箱，在真空条件下静置，以除去溶液中残留的起泡度和进行
干燥，采用辐射法成膜工艺，在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，由室温加
热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形成
PI基板层，使框架层部分结构嵌入PI基板层，PI基板层厚度为10～30μm；利用
紫外光照射PI基板层，紫外光穿透PI基板层进入框架层的凹槽内，激活吸气剂材
料的吸气能力。
请参阅图6，在实际应用时，采用狭缝涂布法（Slotdiecoating）制备聚合物基板层
140，聚合物材料覆盖住框架层的框架层图案凹槽结构121，使聚合物基板层140
嵌入所述框架层图案凹槽结构内，聚合物基板层140以10～30μm为较合适的厚度。
聚合物基板层140嵌入所述框架层图案凹槽结构121内，这样能增强层与层之间的
粘接性，不会轻易错位或者剥落。
溶液涂覆完成后，迅速转移至真空洁净烘箱，在真空条件下（-0.96MPa）静置
60min，除去溶液中残留的起泡，避免成膜后影响薄膜表面平坦度，同时低压条件
下溶剂沸点降低，可以起到干燥的作用。然后采用辐射法成膜工艺，在真空条件下
以1℃/min-2℃/min的速率，由室温加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至
300-350℃，保持1-2h进行固化。根据不同PI材料可以选择不同固化条件。基板层
制备完成后，利用紫外光照射柔性基板，紫外光穿透PI基板层进入框架层的凹槽
内，激活Getter材料的吸气能力。
在步骤S6中，将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构
聚合物柔性基板。具体来说，在第一实施例中，可沿切割线切割聚合物基板层和框
架层，从而将复合膜结构聚合物柔性基板从载体基板上剥离下来。
而在第二实施例中，由于增加了超薄层，所述步骤S6进一步地，可沿切割线切割
聚合物基板层、框架层至超薄层，沿着框架层和超薄层界面将聚合物基板层和框架
层剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性基板。请参阅图7，具体来说，复合结构
PI柔性基板制作完成后，沿切割线将PI基板140、框架层切割至超薄层110，然后
沿着框架层和超薄层110界面将柔性基板剥离下来。由于框架层与超薄层110为同
种PI材料，根据同种PI材料粘接力适中的特性，只需要简单的机械切割打破超薄
层110和框架层层间的受力平衡，便能很容易将复合膜结构PI柔性基板从载体基
板上分离，超薄层粘附于载体基板之上，经过化学方法回收后载体基板可以重复使
用，得到的复合膜结构聚合物柔性基板，具有框架层图案凹槽结构121的框架层主
体120，框架层图案凹槽结构121内填充有溶液型吸气剂130，在所述框架层主体
120和溶液型吸气剂130上涂覆有聚合物基板层140。
基于上述制作方法，本发明还提供了一种复合膜结构聚合物柔性基板，其采用上述
的制作方法制成。
请继续参阅图7，本发明提供的一种复合膜结构聚合物柔性基板，包括：
从下到上依次设置的框架层主体120、溶液型吸气剂130和聚合物基板层140；所
述框架层主体120具有框架层图案凹槽结构121；所述框架层图案凹槽结构121内
填充有溶液型吸气剂130；所述聚合物基板层140涂覆在所述框架层主体120上，
并嵌入所述框架层图案凹槽结构121内。
在实际应用时，所述框架层主体120厚度为20～50μm；所述框架层图案凹槽结构
121占框架层主体120厚度的70%~90%；所述溶液型吸气剂130在框架层图案凹
槽结构121内的深度为50%~70%；所述聚合物基板层140的厚度为10~30μm。
本发明不仅提供了一种更高效的水氧阻隔层的制作方式；Nozzle印刷方式节省成
本并易于大面积化，而且改变了现有水氧阻隔层简单的物理阻挡作用，Getter材料
激活后能够主动吸附水汽、氧气等有机材料敏感型气体，并与之发生化学反应，主
动的消除由柔性基板底部渗透进来的水汽、氧气等有机材料敏感型气体，有效地缓
解了水汽、氧气等对有机显示器件带来的影响。
本发明中复合结构PI柔性基板采用框架层和基板层的复合膜结构，利用纳米压印
的方式制作具有凹槽的框架层结构，部分框架层嵌入基板层内部，为柔性基板提供
一定的支撑作用，改善了柔性基板的机械特性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可
以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要
求的保护范围。
2024年6月15日发(作者：司空仙仪)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.4
(22)申请日 2015.07.06
(71)申请人 TCL集团股份有限公司
地址 516006 广东省惠州市仲恺高新技术开发区十九号小区
(72)发明人 高卓
(74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事务所
代理人 王永文
(51)
H01L51/00
H01L51/52
(10)申请公布号 CN 105140393 A
(43)申请公布日 2015.12.09
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种复合膜结构聚合物柔性基板及
其制作方法
(57)摘要
本发明公开一种复合膜结构聚合物
柔性基板及其制作方法，通过对载体基板
进行表面处理；在载体基板表面涂覆框架
层材料，固化形成框架层主体；在所述框
架层主体上制作框架层图案凹槽结构；向
所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气
剂，并干燥处理，形成框架层；在所述框
架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚
合物基板层，并激活溶液型吸气剂的吸气
能力；将聚合物基板层和框架层从载体基
板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔
性基板；大大提高了柔性基板的水氧阻隔
能力。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，包括：
A、对载体基板进行表面处理；
B、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
C、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
D、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
E、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；
F、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性
基板。
2.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
聚合物为聚酰亚胺，所述框架层材料为聚酰亚胺。
3.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤B还包括：
B1、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
B2、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
4.根据权利要求3所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤B1具体包括：
B11、将聚合物溶液倒入刮刀内部，根据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速；
B12、根据溶液厚度调节刮刀与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以
控制聚合物溶液的量和涂覆均匀性；
B13、然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-5μm，
采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层；
所述步骤B2具体包括：
B21、采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，在氮气循环的条件下将框架层
材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-280℃，保持2h-4h进行初步固
化，得到20～50μm厚度的框架层主体。
5.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤C具体包括：
C1、利用电子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；
C2、将模具和框架层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温
度以上，将模具压入高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软
化的框架层材料的树脂填入模具结构内；
C3、待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，以形成框架
层图案凹槽结构。
6.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤D具体包括：
D1、所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂
涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不完全填充框架层图案凹槽结构：
D2、将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-
1h，完成框架层制备。
7.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
步骤E具体包括：
E1、采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆盖住框架
层的凹槽；
E2、采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，
加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形
成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结构，聚合物基板层厚度为
10～30μm；
E3、利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶液型吸气剂的吸气能力。
8.根据权利要求1所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其特征在于，所述
框架层图案包括多个正六边形和/或三角形。
9.一种复合膜结构聚合物柔性基板，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所
述的制作方法制成。
10.根据权利要求9所述的复合膜结构聚合物柔性基板，其特征在于，包括：从下
到上依次设置的框架层主体、溶液型吸气剂和聚合物基板层；所述框架层主体具有
框架层图案凹槽结构；所述框架层图案凹槽结构内填充有溶液型吸气剂；所述聚合
物基板层涂覆在所述框架层主体上，并嵌入所述框架层图案凹槽结构内。
说 明 书
技术领域
本发明涉及柔性显示装置领域，尤其涉及一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作
方法。
背景技术
柔性显示（FlexibleDisplay）技术呈迅猛的态势发展，各种柔性显示发展计划层出
不穷；国内外各高校和研究机构纷纷投入大量人力物力抢占柔性显示技术高峰，大
量技术突破公开发表在各大科技刊物上，各种实验室柔性显示样机也陆续被报道在
新闻媒体上；各个显示厂商均争先布局，竞争遍布在技术难点、制造规模、显示器
尺寸、高分辨率、可穿戴式设备等。随着各种制作工艺和技术的不断进步，柔性显
示器不仅显示质量上不断提高、屏幕尺寸不断增大，而且显示器形态也不断革新。
三星公司推出全球首款曲面屏幕手机GalaxyRound，LG公司上市自己的首款曲屏
手机LGGFLEX，与此同时更有报道称苹果公司将在下一代iPhone中首次使用5.5
英寸曲面屏幕；为了扩大技术优势，三星、LG等显示大厂更是推出了的大尺寸曲
面电视屏幕，令业界为之赞叹，可见柔性显示技术发展前景可观。
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R2R（rolltoroll）生
产工艺，通过印刷的方式直接在柔性基板上制备显示器件，但是由于受到印刷技术
和显示墨水材料的限制，达不到高精度显示的要求，且良品率低、可靠性差。第二
类是采用S2S（sheettosheet）生产工艺，结合柔性基板贴附后剥离的方法，先将柔
性基板贴附在硬质载体基板上制备显示器件，制备完显示器件之后再剥离硬质基板，
取出柔性显示器件。这种方法不影响显示器件的制作精度，且制作设备和工艺与制
作传统的TFT-LCD相仿，不必做太大的调整，因此短期内更接近于量产应用。
S2S的生产方式要采用粘接剂将柔性衬底贴附在载体基板上，限制于柔性基板和粘
接剂的耐温性能，这种做法更多用于低温TFT工艺，无法满足高温TFT工艺要求。
高温工艺可以得到更好的TFT性能，符合高分辨率显示要求，但是工艺过程中既
要保证柔性衬底与载体的粘接性，不受TFT工程中清洗、曝光、显影、刻蚀等过
程的影响，又需要在器件制备完成后，方便柔性显示器件与载体基板的分离。
但是，柔性基板材料一般选择有机高分子聚合物材料如PET、PEN、PI等，这些
高分子聚合物材料的结构比较疏松，对水汽、氧气的透过性很好，而OLED显示
器、QD量子点显示器等器件结构中有机发光材料对水汽十分敏感，容易造成器件
性能衰退甚至失效，严重影响器件的使用寿命，因此，有机高分子聚合物材料作为
柔性基板材料需要额外制作水氧阻隔层。
通常采用CVD、PECVD、ALD等设备沉积无机薄膜作为柔性基板的水氧阻隔层，
虽然水氧阻隔性能良好，但是制作成本高、效率低，同时无机薄膜较脆，经过多次
反复的弯折后无机薄膜会碎裂，导致阻隔性能严重下降。现有沉积的方式制作的无
机薄膜容易在柔性基板弯折过程中裂开，形成缺陷，水汽、氧气便沿着缺陷往里渗
透，水氧阻隔能力低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合膜结构聚合物柔性基板
及其制作方法，旨在解决现有的柔性基板水氧阻隔能力不高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，包括：
A、对载体基板进行表面处理；
B、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
C、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
D、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
E、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；
F、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性
基板。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述聚合物为聚酰亚胺，所述
框架层材料为聚酰亚胺。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤B还包括：
B1、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
B2、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤B1具体包括：
B11、将聚合物溶液倒入刮刀内部，根据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速；
B12、根据溶液厚度调节刮刀与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以
控制聚合物溶液的量和涂覆均匀性；
B13、然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-5μm，
采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层；
所述步骤B2具体包括：
B21、采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，在氮气循环的条件下将框架层
材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-280℃，保持2h-4h进行初步固
化，得到20～50μm厚度的框架层主体。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、利用电子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；
C2、将模具和框架层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温
度以上，将模具压入高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软
化的框架层材料的树脂填入模具结构内；
C3、待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，以形成框架
层图案凹槽结构。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤D具体包括：
D1、所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂
涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不完全填充框架层图案凹槽结构：
D2、将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-
1h，完成框架层制备。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述步骤E具体包括：
E1、采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆盖住框架
层的凹槽；
E2、采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，
加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形
成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结构，聚合物基板层厚度为
10～30μm；
E3、利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶液型吸气剂的吸气能力。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板制作方法，其中，所述框架层图案包括多个正六
边形和/或三角形。
一种复合膜结构聚合物柔性基板，其中，采用上述的制作方法制成。
所述的复合膜结构聚合物柔性基板，其中，包括：从下到上依次设置的框架层主体、
溶液型吸气剂和聚合物基板层；所述框架层主体具有框架层图案凹槽结构；所述框
架层图案凹槽结构内填充有溶液型吸气剂；所述聚合物基板层涂覆在所述框架层主
体上，并嵌入所述框架层图案凹槽结构内。
本发明所提供的一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作方法，有效地解决了现有
的柔性基板水氧阻隔能力不高的问题，通过对载体基板进行表面处理；在载体基板
表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；在所述框架层主体上制作框架层图案
凹槽结构；向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架
层；在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液型
吸气剂的吸气能力；将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜
结构聚合物柔性基板；利用吸气剂的吸气性能主动消除水汽、氧气，既有物理的阻
挡作用，又有化学作用，而且只要吸气剂的吸气性能存在就不受柔性基板弯折的影
响；有效地缓解了水汽、氧气等对有机显示器件带来的影响；大大提高了柔性基板
的水氧阻隔能力。
附图说明
图1为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第一实施例的流程图。
图2为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第二实施例的流程图。
图3为本发明的制作方法中制备超薄层的流程示意图。
图4为本发明的制作方法中制备框架层主体的流程示意图。
图5为本发明的制作方法中制备框架层和添加吸气剂的流程示意图。
图6为本发明的制作方法中制备基板层的结构示意图。
图7为本发明的制作方法中将柔性基板切割及剥离时的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种复合膜结构聚合物柔性基板及其制作方法，为使本发明的目的、技
术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所
描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第一实施例的
流程图，如图所示，其包括步骤：
S1、对载体基板进行表面处理；
S2、在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体；
S3、在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构；
S4、向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成框架层；
S5、在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并激活溶液
型吸气剂的吸气能力；
S6、将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔
性基板。
本发明实施例中的聚合物优选为PI（聚酰亚胺）溶液，所述框架层材料为聚酰亚
胺，PI材料其本身具有较高的玻璃化转变温度（Tg）、较高的材料分解温度
（Td），配合TFT高温工程，可制作性能优良的TFT阵列，实现高分辨率柔性
AMOLED显示。
在实际应用时，为了更好地将复合膜结构聚合物柔性基板剥离下来，请参阅图2，
图2为本发明一种复合膜结构聚合物柔性基板制作方法第二实施例的流程图，所述
步骤S2进一步包括：S21、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层；
S22、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。这是由于框架层与
超薄层为同种PI材料，根据同种PI材料粘接力适中的特性，只需要简单的机械切
割打破超薄层和框架层层间的受力平衡，便能很容易将复合膜结构PI柔性基板从
载体基板上分离，超薄层粘附于载体基板之上，经过化学方法回收后载体基板可以
重复使用，得到的复合膜结构聚合物柔性基板。
为了更方便剥离，第二实施例在第一实施例的基础上增加了超薄层，第二实施例与
第一实施例的其余步骤均相似或相同。以下对第二实施例进行详细说明如下，其中
聚合物为聚酰亚胺。
在步骤S1中，对载体基板进行表面处理，也就是对载体基板进行预处理。载体基
板可选硅片、金属、玻璃等刚性载板，采用S2S工艺载体基板可以方便循环利用，
避免污染和浪费，本方案中以玻璃为例进行说明。玻璃载体基板以电子级的清洗工
艺进行洁净处理，可以选择氮气、氩气等惰性气体对玻璃载体表面进行等离子处理，
提高基板表面能，增加超薄层与玻璃载体之间的粘接力，避免在后续工艺过程中，
超薄层与载体基板剥离、脱落。
在步骤S2中，在载体基板表面涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。在第二实
施例中，所述步骤S2进一步包括：S21、在载体基板表面涂覆聚合物溶液，形成
聚合物超薄层；S22、在所述超薄层上涂覆框架层材料，固化形成框架层主体。
关于步骤S21，在实际应用时，在载体基板表面可采用刮刀涂覆和旋转涂布的方式
涂覆聚合物溶液，形成聚合物超薄层。具体来说，将聚合物溶液倒入刮刀内部，根
据聚合物溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，控制溶液流速；根据溶液厚度调节刮刀
与载体基板之间的距离，控制刮刀缓慢匀速前进，以控制聚合物溶液的量和涂覆均
匀性；然后利用旋转涂布工艺控制聚合物薄膜厚度和均匀性，控制厚度为2μm-
5μm，采用辐射法将聚合物溶液固化成超薄层。
请参阅图3，在实际应用时，采用刮刀涂覆（DoctorBlade）和旋转涂布
（Spincoating）结合的方式制作PI超薄层，如图所示，将PI溶液102倒入改造后
的刮涂装置101（譬如刮刀）内部，并根据PI溶液的粘度调节刮刀的狭缝宽度，
控制溶液流速。根据所需溶液厚度调节刮刀与载体基板100之间的距离，控制刮刀
缓慢匀速前进，从而控制PI溶液102的量和涂覆均匀性，形成超薄层110。当然，
也可采用狭缝涂布法、Nozzle喷墨印刷的方式，此处对涂覆方法不做限制。
然后将载体基板100放置在托盘103上，利用旋转涂布工艺准确控制薄膜厚度和薄
膜均匀性，以2μm-5μm为较合适的厚度，然后将超薄层PI溶液辐射法固化成膜。
超薄层的作用主要是为了柔性基板的剥离的便利。如果去掉超薄层，PI基板层可
能会与载体基板粘接在一起，无法剥离。当然，没有超薄层，也就是采用图1所示
的第一实施例的方法流程，也能实现本发明的目的，得到复合膜结构聚合物柔性基
板。
关于步骤S22，在实际应用时，在所述超薄层110上采用狭缝涂布法涂覆框架层材
料，固化形成框架层主体。具体来说，采用狭缝涂布法在超薄层上涂覆框架层材料，
在氮气循环的条件下将框架层材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-
280℃，保持2h-4h进行初步固化，得到20～50μm厚度的框架层主体。当然，也
可采用其它涂覆方式，譬如刮刀涂覆和旋转涂布的方式、狭缝涂布法、Nozzle喷
墨印刷的方式，此处不做限制。
在制备框架层时，采用狭缝涂布法（Slotdiecoating）涂覆框架层的主体材料，氮气
循环的条件下将框架层PI材料进行60℃-80℃预烘0.5-1h，然后升温至200℃-
280℃，保持2h-4h进行初步固化，得到20～50μm厚度的框架层主体。请参阅图4，
就是采用狭缝涂布装置104在超薄层110上涂覆框架层主体120。然后经红外辐射
固化。
在步骤S3中，在所述框架层主体上制作框架层图案凹槽结构。具体来说，就是在
所述框架层主体上采用纳米压印的方式制作沟道形成框架层图案凹槽结构。利用电
子束直写技术将框架层图案制作在一片纳米级的Si或SiO2模具上；将模具和框架
层主体进行对位，将载体基板加热至框架层材料的玻璃转换温度以上，将模具压入
高温软化的框架层主体内，并维持高温、高压预设时间，使软化的框架层材料的树
脂填入模具结构内；待框架层材料的树脂冷却、固化成形后，将模具脱离载体基板，
以形成框架层图案凹槽结构。关于预设时间可根据经验进行人为设置。
请参阅图5，在实际应用时，框架层材料为聚酰亚胺，利用电子束直写技术
（EBDW）将框架层正六边形图案（可以选择结构相对稳定的框架层，比如正六边
形、三角形等结构稳定、不易变形能改善柔性基板的机械特性），也就是说，所述
框架层图案包括多个正六边形和/或三角形，制作在一片纳米级的Si或SiO2模具
上。如图5所示，将模具105和柔性基板的框架层主体120进行对位，然后将柔性
基板加热至PI材料的玻璃转换温度（GlassTransferTemperature）以上（300℃～
500℃），利用机械力将模具105压入高温软化的框架层主体120内，并且维持高
温、高压一段时间（15min），使软化的PI树脂填入模具的纳米结构内。待PI树
脂冷却、固化成形后，释放压力并且将模具105脱离载体基板100，完成框架层图
案化，在框架层主体120上形成了框架层图案凹槽结构121。除了上述热压方式的
纳米压印，也可以采取其他的纳米压印方法，比如步进-闪光压印（Step-
FlashImprintLithography，也称为紫外固化UV）和微接触（Microcontactprinting，
uCP）。
框架层的主体材料是PI材料。框架层的作用是提供容纳Getter（吸气剂）的空间，
也就是框架层图案凹槽121来容纳溶液型吸气剂130，并起到支撑作用，改善柔性
基板的机械性能。框架层的图案不局限于具体结构，比如正六边形，三角形等等。
在步骤S4中，向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸气剂，并干燥处理，形成
框架层。具体来说，可采用喷墨印刷方式向所述框架层图案凹槽结构填充溶液型吸
气剂材料，并烘干固化，形成框架层。所述溶液型吸气剂为非蒸散型吸气剂，采用
喷墨印刷的方式将溶液型吸气剂涂覆在框架层图案凹槽结构内，使溶液型吸气剂不
完全填充框架层图案凹槽结构。然后将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气剂保持
在80℃-100℃进行预烘干0.5h-1h，完成框架层制备。具体来说，可将吸气材料经
合金熔炼、破碎、制粉与成型剂混合调制成溶液状，采用喷墨印刷的方式将溶液型
吸气剂涂覆在框架层图案凹槽结构内：然后将框架层图案凹槽结构内的溶液型吸气
剂材料保持在80℃-100℃进行预烘干0.5h-1h，将溶剂和水分烘干固化，完成框架
层制备。
请继续参阅图5，框架层主体120上用纳米压印的方式制作沟道形成框架层图案凹
槽结构121，然后用Nozzle喷墨印刷的方式填充溶液型Getter（吸气剂）材料130，
再将Getter材料加热烘干、固化，最后清除多余的Getter材料，形成框架层。一般
采用喷墨印刷装置106Nozzle方式往框架层图案凹槽121中填充溶液型吸气剂130。
在实际应用时，Getter材料分为两大类蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，前者需要
对吸气金属加热后蒸散出来形成吸气薄膜，以钡、锶、镁、钙为主体材料；后者不
需要把吸气金属蒸散出来，通过对吸气金属表面激活使其具有吸气能力，以锆为主
体材料。由于蒸散型会释放金属蒸汽，容易穿过柔性基板向器件内部渗透，影响器
件性能，本方案中采用非蒸散型吸气剂。
将吸气材料经合金熔炼、破碎、制粉与成型剂混合调制成溶液状，然后采用
Nozzle喷墨印刷的方式将溶液型Getter涂覆在框架层主体的凹槽内。溶液型Getter
材料（例如SAES开发的涂覆式吸气剂产品AqvaDry和Drypaste）激活后，不仅能
吸附水汽、氧气等气体，而且能与之发生化学反应，最终消除从柔性基板底部渗透
进来的水汽、氧气等有机材料敏感型气体。Nozzle喷墨印刷其实是喷墨印刷的一
种，但Nozzle喷墨印刷对墨水材料的粘度没有太大限制，溶液型吸气剂粘度较大，
采用Nozzle喷墨印刷比较合适。
将框架层主体120的框架层图案凹槽结构121内的溶液型Getter材料保持在80℃-
100℃进行预烘干0.5h-1h（温度和时间根据Getter材料的特性而定，主要就是将溶
剂和水分烘干、固化），并清理框架层图案凹槽结构121之外多余的Getter材料，
完成框架层制备，其中框架层图案凹槽结构121占框架层主体120深度的70-90%，
溶液型吸气剂130占框架层图案凹槽结构121深度的50-70%。溶液型吸气剂130
越深吸气效果越好，但是如果溶液型吸气剂130太深了会影响到柔性基板的机械性
能，二者之间需要权衡。溶液型吸气剂130充满框架层图案凹槽结构121吸气效果
会增加，但会影响聚合物基板层和框架层粘接的牢固性。所述框架层包含框架层主
体120和设置在框架层图案凹槽结构121内的溶液型吸气剂130。
在步骤S5中，在所述框架层上涂覆聚合物溶液，干燥处理形成聚合物基板层，并
激活溶液型吸气剂的吸气能力。具体来说，可在所述框架层上采用狭缝涂布法涂覆
聚合物溶液，加热固化形成聚合物基板层，利用紫外光照射所述聚合物基板层，激
活溶液型吸气剂的吸气能力。当然，也可采用刮刀涂覆、旋转涂布或Nozzle喷墨
印刷的方式，此处对涂覆方法不做限制。
在实际应用时，采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆聚合物溶液，使聚合物材料覆
盖住框架层的凹槽；然后采用辐射法成膜工艺，将载体基板在真空条件下以
1℃/min-2℃/min的速率，加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，
保持1-2h进行固化，形成聚合物基板层，使聚合物基板层嵌入框架层图案凹槽结
构，聚合物基板层厚度为10～30μm；然后利用紫外光照射聚合物基板层，激活溶
液型吸气剂的吸气能力。
所述聚合物溶液为PI溶液，采用狭缝涂布法在所述框架层上涂覆PI溶液，使PI
材料覆盖住框架层主体的框架层图案凹槽结构；PI溶液涂覆完成后，将载体基板
迅速转移至真空洁净烘箱，在真空条件下静置，以除去溶液中残留的起泡度和进行
干燥，采用辐射法成膜工艺，在真空条件下以1℃/min-2℃/min的速率，由室温加
热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至300-350℃，保持1-2h进行固化，形成
PI基板层，使框架层部分结构嵌入PI基板层，PI基板层厚度为10～30μm；利用
紫外光照射PI基板层，紫外光穿透PI基板层进入框架层的凹槽内，激活吸气剂材
料的吸气能力。
请参阅图6，在实际应用时，采用狭缝涂布法（Slotdiecoating）制备聚合物基板层
140，聚合物材料覆盖住框架层的框架层图案凹槽结构121，使聚合物基板层140
嵌入所述框架层图案凹槽结构内，聚合物基板层140以10～30μm为较合适的厚度。
聚合物基板层140嵌入所述框架层图案凹槽结构121内，这样能增强层与层之间的
粘接性，不会轻易错位或者剥落。
溶液涂覆完成后，迅速转移至真空洁净烘箱，在真空条件下（-0.96MPa）静置
60min，除去溶液中残留的起泡，避免成膜后影响薄膜表面平坦度，同时低压条件
下溶剂沸点降低，可以起到干燥的作用。然后采用辐射法成膜工艺，在真空条件下
以1℃/min-2℃/min的速率，由室温加热至60-80℃，预烘1-2h，然后继续升温至
300-350℃，保持1-2h进行固化。根据不同PI材料可以选择不同固化条件。基板层
制备完成后，利用紫外光照射柔性基板，紫外光穿透PI基板层进入框架层的凹槽
内，激活Getter材料的吸气能力。
在步骤S6中，将聚合物基板层和框架层从载体基板上剥离下来，得到复合膜结构
聚合物柔性基板。具体来说，在第一实施例中，可沿切割线切割聚合物基板层和框
架层，从而将复合膜结构聚合物柔性基板从载体基板上剥离下来。
而在第二实施例中，由于增加了超薄层，所述步骤S6进一步地，可沿切割线切割
聚合物基板层、框架层至超薄层，沿着框架层和超薄层界面将聚合物基板层和框架
层剥离下来，得到复合膜结构聚合物柔性基板。请参阅图7，具体来说，复合结构
PI柔性基板制作完成后，沿切割线将PI基板140、框架层切割至超薄层110，然后
沿着框架层和超薄层110界面将柔性基板剥离下来。由于框架层与超薄层110为同
种PI材料，根据同种PI材料粘接力适中的特性，只需要简单的机械切割打破超薄
层110和框架层层间的受力平衡，便能很容易将复合膜结构PI柔性基板从载体基
板上分离，超薄层粘附于载体基板之上，经过化学方法回收后载体基板可以重复使
用，得到的复合膜结构聚合物柔性基板，具有框架层图案凹槽结构121的框架层主
体120，框架层图案凹槽结构121内填充有溶液型吸气剂130，在所述框架层主体
120和溶液型吸气剂130上涂覆有聚合物基板层140。
基于上述制作方法，本发明还提供了一种复合膜结构聚合物柔性基板，其采用上述
的制作方法制成。
请继续参阅图7，本发明提供的一种复合膜结构聚合物柔性基板，包括：
从下到上依次设置的框架层主体120、溶液型吸气剂130和聚合物基板层140；所
述框架层主体120具有框架层图案凹槽结构121；所述框架层图案凹槽结构121内
填充有溶液型吸气剂130；所述聚合物基板层140涂覆在所述框架层主体120上，
并嵌入所述框架层图案凹槽结构121内。
在实际应用时，所述框架层主体120厚度为20～50μm；所述框架层图案凹槽结构
121占框架层主体120厚度的70%~90%；所述溶液型吸气剂130在框架层图案凹
槽结构121内的深度为50%~70%；所述聚合物基板层140的厚度为10~30μm。
本发明不仅提供了一种更高效的水氧阻隔层的制作方式；Nozzle印刷方式节省成
本并易于大面积化，而且改变了现有水氧阻隔层简单的物理阻挡作用，Getter材料
激活后能够主动吸附水汽、氧气等有机材料敏感型气体，并与之发生化学反应，主
动的消除由柔性基板底部渗透进来的水汽、氧气等有机材料敏感型气体，有效地缓
解了水汽、氧气等对有机显示器件带来的影响。
本发明中复合结构PI柔性基板采用框架层和基板层的复合膜结构，利用纳米压印
的方式制作具有凹槽的框架层结构，部分框架层嵌入基板层内部，为柔性基板提供
一定的支撑作用，改善了柔性基板的机械特性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可
以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要
求的保护范围。