CN104589745A - 可挠性显示面板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种可挠性显示面板的制造方法，包括：提供硬质基板；于硬质基板上形成含氟聚酰亚胺基板；于含氟聚酰亚胺基板上形成显示元件；以及使含氟聚酰亚胺基板与硬质基板分离。

Description

可挠性显示面板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种显示面板的制造方法，且特别涉及一种可挠性显示面板(flexible display panel)的制造方法。
背景技术
在现今显示技术当中，由于可挠性显示面板具有轻巧性、耐冲击性、可挠曲性、可穿戴性与携带方便等优势，已俨然成为新一代前瞻显示技术。在目前的可挠性显示面板工艺中，通常需要在作为支撑的硬质基板与可挠性基板之间形成一层离型层，以利将可挠性基板与硬质基板分离。然而，藉由形成离型层以使可挠性基板与硬质基板可分离，不但使得可挠性显示面板工艺多一道蒸镀过程，而提高制造成本，更由于离型层一般无法耐高温，使得离型层无法承受现有薄膜电晶体阵列过程中的高温，而容易产生裂解与产气(Out-gassing)的现象，导致可挠性基板发生翘曲(warping)。因此，如何在不需要设置离型层的情况下制造可挠性显示面板，实为目前亟待克服的课题之一。
发明内容
本发明提供一种可挠性显示面板(flexible display panel)的制造方法，其能够在不设置离型层的情况下制造可挠性显示面板。
本发明的可挠性显示面板的制造方法包括提供硬质基板；于硬质基板上形成含氟聚酰亚胺基板；于含氟聚酰亚胺基板上形成显示元件；以及使含氟聚酰亚胺基板与硬质基板分离。
在本发明的一实施例中，在上述的含氟聚酰亚胺基板上形成显示元件时，过程温度为200℃至450℃，且含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力(peeling force)为50gf至500gf。
在本发明的一实施例中，使上述的含氟聚酰亚胺基板与硬质基板分离时，温度为25℃至30℃，且含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力为3gf至12gf。
在本发明的一实施例中，使上述的含氟聚酰亚胺基板与硬质基板分离的方法包括机械力取下、激光取下或沾粘式取下。
在本发明的一实施例中，使上述的含氟聚酰亚胺基板该硬质基板分离之后，更包括于含氟聚酰亚胺基板上贴附背板，其中背板与显示元件分别配置在含氟聚酰亚胺基板的相对的两个表面上。
在本发明的一实施例中，上述的硬质基板包括玻璃基板。
在本发明的一实施例中，上述含氟聚酰亚胺基板中的含氟量为5wt％至30wt％。
在本发明的一实施例中，上述的显示元件包括液晶显示元件、电润湿显示元件或有机发光二极体显示元件。
在本发明的一实施例中，于上述的硬质基板上形成含氟聚酰亚胺基板时，含氟聚酰亚胺基板与硬质基板直接接触。
基于上述，在本发明所提出的可挠性显示面板的制造方法中，透过于硬质基板上直接形成含氟聚酰亚胺基板，可在不设置离型层的情况下制造可挠性显示面板。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施方式的可挠性显示面板的制造方法的流程图。
图2A至图2E为本发明一实施方式的可挠性显示面板的制造方法的剖面示意图。
图3为含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力和含氟量的关系图。
图4为含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力和温度的关系图。
具体实施方式
图1为本发明一实施方式的可挠性显示面板的制造方法的流程图。请参照图1，本实施方式的可挠性显示面板的制造方法包括：提供硬质基板(步骤S1000)；于硬质基板上形成含氟聚酰亚胺基板(步骤S1200)；于含氟聚酰亚胺基板上形成显示元件(步骤S1400)；使含氟聚酰亚胺基板与硬质基板分离(步骤S1600)；以及于含氟聚酰亚胺基板上贴附背板(步骤S1800)。
以下将搭配图2A至图2E，针对可挠性显示面板的制造方法进行详细的描述。
图2A至图2E为本发明一实施方式的可挠性显示面板的制造方法的剖面示意图。请同时参照图1与图2A，首先提供硬质基板100(步骤S1000)。在本实施方式中，硬质基板100包括玻璃基板。
接着，请同时参照图1与图2B，于硬质基板100上形成含氟聚酰亚胺基板102(步骤S1200)。在本实施方式中，氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100彼此直接接触。
此外，于硬质基板100上形成含氟聚酰亚胺基板102的方法并无特别限制。举例而言，形成含氟聚酰亚胺基板102的方法可包括于硬质基板100上，透过使用定比例的含氟单体进行聚合来形成一层含氟聚酰亚胺。详细而言，首先由溶于有机溶剂中的含氟胺化合物与含氟二酐化合物聚合而产生含氟聚酰胺酸；接着，将所产生的含氟聚酰胺酸涂布于硬质基板100上；以及于高温(300℃至400℃)下，使含氟聚酰胺酸进行脱水环化反应。以下，将参照反应式I来详细说明前述方法。
反应式I
在一实施例中，首先于室温(25℃至30℃)下，将10毫摩尔的六氟异亚丙基二苯胺(4,4-hexafluoroisopropylidene dianiline，简称6FDAm)加入20ml的N-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidinone，NMP)溶剂，并搅拌使6FDAm完全溶解。于6FDAm完全溶解后，将等摩尔数的4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(4,4-(hexafluoro-isopropylidene)diphthalic anhydride，简称6FDA)加入并搅拌48小时，以产生含氟聚酰胺酸(a)。接着，将含氟聚酰胺酸(a)涂布于硬质基板100上。之后，于氮气环境中，将环境温度加热至350℃且加热时间为90分钟，过程中利用此温度条件将NMP溶剂去除。接着保持350℃恒温30分钟，以使含氟聚酰胺酸(a)进行脱水环化反应而形成含氟聚酰亚胺(b)。最后，自然冷却降至室温(25℃至30℃)而完成含氟聚酰亚胺基板102。
如反应式I所示，上述含氟聚酰胺酸(a)及含氟聚酰亚胺(b)分别是以n个含氟酰胺酸的重复单元体及n个含氟酰亚胺的重复单元体表示。
另外，上述实施例中分别以含氟二胺化合物6FDAm与含氟二酐化合物6FDA进行说明。然而，应理解，本发明并不特别限制含氟二胺化合物或含氟二酐化合物的种类。在其他实施方式中，含氟二胺化合物也可以是双(全氟苯基)烷烃二胺、双(全氟苯基)砜二胺、双(全氟苯基)醚二胺或a,a’-双(全氟苯基)二异丙基苯二胺等；及含氟二酐化合物也可以是氟苯二酐等。具体而言，含氟二胺化合物的实例可选自由以下列出之化合物所组成的族群：
；而含氟二酐化合物的实例可选自由以下列出的化合物所组成的族群：
另外，虽然上述实施例是透过将含氟聚酰胺酸(a)涂布于硬质基板100上后再使含氟聚酰胺酸(a)进行脱水环化反应来制备含氟聚酰亚胺基板102，但本发明并不限于此。在另一实施例中，含氟聚酰亚胺基板102可在使含氟聚酰胺酸(a)进行脱水环化反应之后，于室温下将所产生的含氟聚酰亚胺(b)涂布于硬质基板100上而形成。
另外，本实施方式的含氟聚酰亚胺基板102中的含氟量为5wt％至35wt％。在本文中，“含氟聚酰亚胺基板102中的含氟量”定义为氟原子量×含氟酰亚胺的重复单元体的个数/含氟聚酰亚胺的总分子量。详细而言，在上述透过定比例的含氟单体进行聚合而制备含氟聚酰亚胺基板102的方法中，可藉由采用不同种类的含氟单体来制备含氟量不同的含氟聚酰亚胺基板102。举例而言，在上述采用6FDAm(含氟二胺化合物)与6FDA(含氟二酐化合物)的实施例中，含氟聚酰亚胺基板102中的含氟量为35.2wt％。事实上，本发明也不特别限制不同含氟量的含氟聚酰亚胺基板102的制备方法。
另外一提的是，在步骤S1200中，由于在室温(25℃至30℃)下含氟聚酰亚胺彼此相互靠近，含氟聚酰亚胺上的CF3基团与相邻近的另一含氟聚酰亚胺上的CF3基团会相互排斥挤压，而使得所有的CF3基团被迫朝着同一方向排列，如图2B所示。基于上述，在本实施方式中，由于硬质基板100为玻璃基板，而其内部的原子排列整齐，故含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的极性会有所差异，使得含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的附着力较弱，其中含氟聚酰亚胺基板102的极性较高，而硬质基板100的极性较低。
在本实施方式中，于室温(25℃至30℃)下，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力为3gf至12gf。详细而言，当含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力小于3gf时(即含氟量大于30wt％)，在传片阶段容易发生含氟聚酰亚胺基板102脱落的问题，或是在形成显示元件的后段过程中(相关描述将于下文中说明)，含氟聚酰亚胺基板102会有起泡、翘曲的问题；以及当含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力大于12gf时(即含氟量小于5wt％)，含氟聚酰亚胺基板102将不容易与硬质基板100分离，而容易对含氟聚酰亚胺基板102上的显示元件造成破坏。
接着，请同时参照图1与图2C，于含氟聚酰亚胺基板102上形成显示元件104(步骤S1400)。在步骤S1400中，显示元件104的过程温度为200℃至450℃。显示元件104包括液晶显示元件、电润湿显示元件或有机发光二极体显示元件。举例而言，当显示元件104为有机发光二极体显示元件时，于含氟聚酰亚胺基板102上形成显示元件104的方法包括：首先于含氟聚酰亚胺基板102上形成主动元件阵列层；接着，于主动元件阵列层上形成有机发光二极体层。在一实施例中，主动元件阵列层的过程温度约为200℃至450℃，且有机发光二极体层的过程温度约为200℃至350℃。另外，显示元件104的形成方法为所属领域中具有通常知识者所熟知，故于此并不详加描述。
另外，在步骤S1400中，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力为50gf至500gf。也就是说，与在室温(25℃至30℃)时相比，当环境温度为200℃至450℃时，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力会急遽上升，其原因如下：由于在此高温环境下，含氟聚酰亚胺彼此之间的间距会变大，藉此含氟聚酰亚胺上的CF3基团与相邻近之另一含氟聚酰亚胺上的CF3基团之间的空间障碍减小，而使得同一碳原子上的两个CF3基团会彼此排斥而呈现对位排列，如以下式1所示。如此一来，在形成显示元件104的高温过程中，含氟聚酰亚胺基板102的极性将会趋近于硬质基板100(玻璃基板)的极性，使得含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的附着力变强，即离型力上升。进一步而言，此现象可避免于显示元件104过程或传片阶段中，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间产生剥离、起泡、翘曲等问题。
式1：
接着，请同时参照图1与图2D，使含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100分离(步骤S1600)。在步骤S1600中，过程温度为25℃至30℃。在本文中，温度25℃至30℃的范围定义为室温。详细而言，在高温下形成显示元件104之后，将先进行自然冷却使温度降至室温再进行步骤S1600。
另外，在步骤S1600中，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力为3gf至12gf。也就是说，当温度由室温提升到200℃至450℃的高温时，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力会急遽上升，而当温度又降至室温时，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力会恢复至一开始形成含氟聚酰亚胺基板102时的离型力。此现象的原因如下：如前文所述，含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的离型力会急遽上升，归因于高温环境所引起含氟聚酰亚胺在结构上的物理变化，因此在没有发生化学变化的情况下，当温度恢复至室温时，含氟聚酰亚胺也会恢复至原本的结构，即含氟聚酰亚胺上所有的CF3基团朝着同一方向排列，如上述式1所示。如此一来，在步骤S1600中，由于含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100之间的附着力较弱，故透过外力作用，含氟聚酰亚胺基板102能够容易地自硬质基板100上取下，藉此可避免因含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100不易分离而造成含氟聚酰亚胺基板102上显示元件104受损的问题。在本实施方式中，使含氟聚酰亚胺基板102与硬质基板100分离的方法包括机械力取下、激光取下或沾粘式取下。
接着，请同时参照图1与图2E，于含氟聚酰亚胺基板102上贴附背板106(步骤S1800)，以形成可挠性显示面板10。在本实施方式中，背板106与显示元件104分别配置在含氟聚酰亚胺基板102的相对的两个表面S1、S2上。背板106的材质例如是聚乙烯对苯二甲酸酯或聚碳酸酯等塑胶背板。
另外，步骤S1800是可选的。也就是说，在其他实施方式中，根据含氟聚酰亚胺基板的种类或实际上可挠性显示面板的需求，含氟聚酰亚胺基板上可以不贴附背板。
《实验》
下文将参照实验1及实验2，更具体地说明本发明的含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力的特性。虽然描述了以下实验，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应根据下文所述的实验对本发明作出限制性地解释。
实验1
透过于作为硬质基板的玻璃基板上制备含氟量不同的含氟聚酰亚胺基板来探讨含氟量和含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力的关系。实验方式如下所述。
首先，于室温下，将10毫摩尔的六氟异亚丙基二苯胺(6FDAm)加入20ml的NMP中，以搅拌方式使6FDAm完全溶解。于6FDAm完全溶解后，将等摩尔数的六氟异丙烯二酞酸酐(6FDA)加入并搅拌48小时，以产生含氟聚酰胺酸。将含氟聚酰胺酸涂布至玻璃基板上，接着，于氮气环境中，将温度加热至350℃且加热时间为90分钟，接着保持350℃恒温30分钟，以去除NMP溶剂并使含氟聚酰胺酸进行脱水环化反应而形成含氟聚酰亚胺基板。于温度降至室温后，利用傅里叶转换红外光谱(FTIR)、EDX能谱分析仪等分析仪器，进行元素分析，求得所制备的含氟聚酰亚胺基板的含氟量约为35.2wt％。
另外，透过高温脱键重组方式，于400℃下，将含氟量为35.2wt％的含氟聚酰亚胺分别经历不同的加热时间，制备出含氟量分别为28.1wt％、17.8wt％、7.95wt％、0.3wt％的一系列含氟聚酰亚胺基板。
接着，于室温下利用万用推拉力机(Shimadzu Ez-test-500N)，以ASTM3330D测试方式，分别对前述五个含氟量不同的含氟聚酰亚胺基板进行离型力的量测。详细量测结果以下将参照图3来说明。
图3为含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力和含氟量的关系图。由图3可知，含氟量与离型力呈反比关系，即当含氟量越高则离型力越低。
实验2
透过将环境温度从室温加热至不同的温度，以探讨温度和含氟聚酰亚胺基板与作为硬质基板的玻璃基板之间的离型力的关系。实验方式如下所述。
首先，于室温下，将10毫摩尔的4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-oxydianiline，ODA)加入20ml的NMP中，以搅拌方式使ODA完全溶解。于ODA完全溶解后，将等摩尔数之6FDA加入并搅拌48小时，以产生含氟聚酰胺酸。接着，将含氟聚酰胺酸涂布至玻璃基板上，接着，于氮气环境中，将温度加热至350℃且加热时间为90分钟，接着保持350℃恒温30分钟，以去除NMP溶剂并使含氟聚酰胺酸进行脱水环化反应而形成含氟聚酰亚胺基板。利用傅里叶转换红外光谱、EDX能谱分析仪等分析仪器，进行元素分析，求得所制备的含氟聚酰亚胺的含氟量约为18.7wt％。
接着，利用加热板(Hot Plate)，于环境温度由室温加热至120℃、250℃、350℃下，以万用推拉力机(Shimadzu Ez-test-500N)，以ASTM 3330D测试方式，对前述含氟聚酰亚胺基板进行离型力的量测。详细量测结果以下将参照图4来说明。
图4为含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力和温度的关系图。由图4可知，于室温下，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力约为6gf；于120℃下，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力约为200gf；于250℃下，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力约为280gf；以及于350℃下，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的离型力约为310gf。此表示当环境温度为室温时，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的附着力较弱，而当环境温度高于室温时，含氟聚酰亚胺基板与玻璃基板之间的附着力增强。
综上所述，在上述实施方式所提出的可挠性显示面板的制造方法中，透过于硬质基板上直接形成含氟量为5wt％至30wt％的含氟聚酰亚胺基板，可在不设置离型层的情况下制造出可挠性显示面板。另外，当环境温度为200℃至450℃时，含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力为50gf至500gf，藉此可避免在显示元件过程或传片阶段中，含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间产生剥离、起泡、翘曲等问题。另外，在使含氟聚酰亚胺基板与硬质基板进行分离时，含氟聚酰亚胺基板与硬质基板之间的离型力为3gf至12gf，藉此含氟聚酰亚胺基板可容易地与硬质基板分离，而避免因含氟聚酰亚胺基板与硬质基板不易分离造成显示元件受损的问题。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
符号说明
10：可挠性显示面板
100：硬质基板
102：含氟聚酰亚胺基板
104：显示元件
106：背板
S1、S2：表面
S1000～S1800：步骤

Claims (9)

1.一种可挠性显示面板的制造方法，包括：
提供硬质基板；
于所述硬质基板上形成含氟聚酰亚胺基板；
于所述含氟聚酰亚胺基板上形成显示元件；以及
使所述含氟聚酰亚胺基板与该硬质基板分离。
2.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中在所述含氟聚酰亚胺基板上形成所述显示元件时，过程温度为200℃至450℃，且所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板之间的离型力为50gf至500gf。
3.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中使所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板分离时，温度为25℃至30℃，且所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板之间的离型力为3gf至12gf。
4.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中使所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板分离的方法包括机械力取下、激光取下或沾粘式取下。
5.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，使所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板分离之后，更包括于所述含氟聚酰亚胺基板上贴附背板，其中所述背板与所述显示元件分别配置在所述含氟聚酰亚胺基板的相对的两个表面上。
6.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中所述硬质基板包括玻璃基板。
7.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中所述含氟聚酰亚胺基板中的含氟量为5wt％至35wt％。
8.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中所述显示元件包括液晶显示元件、电润湿显示元件或有机发光二极体显示元件。
9.如权利要求1所述的可挠性显示面板的制造方法，其中于所述硬质基板上形成所述含氟聚酰亚胺基板时，所述含氟聚酰亚胺基板与所述硬质基板直接接触。
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