CN105206646A

CN105206646A - 显示基板及其制作方法、显示装置

Info

Publication number: CN105206646A
Application number: CN201510564816.1A
Authority: CN
Inventors: 胡月; 刘则
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2015-12-30
Also published as: US20170069700A1

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种显示基板及其制作方法、显示装置。所述显示基板的平坦层由有机硅材料制得，由于有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，能够增加平坦层与有机材料薄膜和无机材料薄膜的粘附性，防止平坦层与相邻薄膜的界面发生脱离，保证显示基板的性能，提高产品品质。

Description

显示基板及其制作方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示基板及其制作方法、显示装置。

背景技术

目前，在有源矩阵有机发光二极管(ActiveMatrix/OrganicLightEmittingDiode，缩写为AMOLED)显示器件中，其阵列基板的结构参见图1所示，其中1为阵列基板的衬底基板；2为栅电极；3为有源层；4为源电极；5为漏电极；6为无机绝缘层；7为平坦层；8为像素界定层(PixelDefineLayer，PDL)；9为阳极，包括透明导电材料和金属银；10为栅绝缘层；11为有机发光层；12为阴极。

现有技术中，平坦层7通常采用有机材料，如：有机树脂，有机材料加工工艺简单，并且可以提供较平坦的表面。无机绝缘层6的材料通常采用SiOx或SiNx，SiOx或SiNx可以与有机材料产生氢键，增大吸附性。但是有机材料与透明导电材料吸附性较差，容易导致平坦层7和阳极9发生脱离。

发明内容

本发明提供一种显示基板及其制作方法，用以解决显示基板上的平坦层与透明导电层吸附性差，容易导致两者发生脱离的问题。

本发明还提供一种显示装置，采用上述的显示基板，用以提高产品的良率和品质。

为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种显示基板，包括平坦层，用于提供平坦的表面，所述平坦层的材料包括有机硅，用以增加所述平坦层与有机材料薄膜和无机材料薄膜的粘附性。

本发明实施例中还提供一种显示基板的制作方法，包括形成平坦层的步骤，所述平坦层用于提供平坦的表面，所述形成平坦层的步骤包括：

制备用于形成所述平坦层的有机硅；

通过成膜工艺，形成有机硅薄膜；

固化所述有机硅薄膜，形成所述平坦层。

本发明实施例中还提供一种显示装置，包括如上所述的显示基板。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述技术方案中，显示基板的平坦层由包括有机硅的材料制得，由于有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，能够增加平坦层与有机材料薄膜和无机材料薄膜的粘附性，防止平坦层与相邻薄膜的界面发生脱离，保证显示基板的性能，提高产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例中有源矩阵有机发光二极管阵列基板的结构示意图；

图2表示本发明实施例中有源矩阵有机发光二极管显示面板的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种显示基板，包括用以提供平台表面的平坦层，所述平坦层的材料包括有机硅，由于有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，使得平坦层与有机材料薄膜和无机材料薄膜具有良好的粘附性，防止平坦层与相邻薄膜发生剥离，保证显示基板的性能，提高产品品质。

其中，有机硅即有机硅化合物，是指含有Si-C键，且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键(-Si-0-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90％以上。有机硅材料具有独特的结构：

(1)Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；

(2)C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；

(3)Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。

(4)Si-O键是具有50％离子键特征的共价键(共价键具有方向性，离子键无方向性)。

由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。

而且有机硅具有较好的成膜特性，能够保证平坦层的成膜质量。

现有技术中兼具有有机材料和无机材料性能的材料并不局限于有机硅，本领域技术人员基于本发明的发明构思，很容易想到也可以选择其他易于成膜且兼具有有机材料和无机材料性能的材料来取代有机硅，实现本发明的技术方案，其属于本发明的保护范围。

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参加图2所示，本发明实施例中的显示基板包括多个半导体元件，如：薄膜晶体管，所述半导体元件上覆盖有无机绝缘层6，起到水氧阻隔的作用，保护薄膜晶体管的半导体性能。其中，无机绝缘层6的材料通常包括SiOx或SiNx。由于SiOx和SiNx能够与有机材料产生氢键，增大粘附性，因此，SiOx或SiNx薄膜与有机材料薄膜也具有较好的粘附性。

无机绝缘层6上覆盖有平坦层7，用以提供平坦的表面。所述平坦层7上设置有导电层9。导电层9的材料包括金属、金属合金或金属氧化物等无机材料。

其中，平坦层7的材料为有机硅，由于有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，使得平坦层7与无机绝缘层6和导电层9均具有良好的粘附性，防止平坦层7与无机绝缘层6、导电层9发生剥离，保证显示基板的性能。

当无机绝缘层6用有机绝缘层取代时，平坦层7与所述有机绝缘层、导电层9之间也均具有良好的粘附性，防止平坦层7与所述有机绝缘层、导电层9发生剥离，保证显示基板的性能。

本发明的技术方案通过设置平坦层的材料包括有机硅，利用有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，使得平坦层与有机材料薄膜、无机材料薄膜均具有良好的粘附性，防止平坦层与相邻薄膜发生剥离，保证显示基板的性能，提高产品品质。

其中，所述有机硅可以由硅凝胶溶解于脂肪族或芳香族的烷烃、卤代烷烃制得。也可以由正硅酸乙酯和H₂O发生水解聚合反应制得。具体的制作过程将在下面内容中介绍。需要说明的是，所述有机硅并不局限于由上述两种方法制得，在此不再一一列举。

以有源矩阵发光二极管阵列基板为例，本发明实施例中的显示基板具体包括：

第一基底1，为透明基底，如：玻璃基底、石英基底、有机树脂基底；

设置在第一基底1上的薄膜晶体管，对于底栅型薄膜晶体管，其包括栅电极2、覆盖栅电极2的栅绝缘层10、设置在栅绝缘层10上的有源层3、搭接在有源层上的源电极4和漏电极5。其中，薄膜晶体管并不局限于底栅型薄膜晶体管，还可以顶栅型薄膜晶体管、共面型薄膜晶体管等；

覆盖薄膜晶体管的无机绝缘层6，其材料为氮化硅或氧化硅；

覆盖无机绝缘层6的平坦层7；

设置在平坦层7上的像素界定层8，像素界定层8不透光，用于界定多个像素区域；

设置在平坦层7上、位于像素区域内的导电层9，导电层9为发光二极管的阳极，通过贯穿平坦层7和无机绝缘层6的过孔与薄膜晶体管的漏电极5电性连接。平坦层7的材料包括有机硅，与无机绝缘层6和导电层9均具有较好的粘附性。对于顶发射结构的有机发光二极管阵列基板，导电层9兼做反射电极，其材料包括金属或金属合金，如：Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金(如：Mo-Al-Mo)；

设置在导电层9上、位于像素区域内的有机发光层11；

覆盖有机发光层11的阴极12，阴极12上施加公共电压，通过薄膜晶体管向每个像素区域的导电层9传输像素电压，导电层9和阴极12之间的电压差控制对应的像素区域内的有机发光层11发光。对于顶发射结构的有机发光二极管阵列基板，阴极12半透半反，其材料为金属氧化物，如：铟锡氧化物或铟锌氧化物。

对于有源矩阵发光二极管阵列基板，为了简化制作工艺，通过一次工艺同时形成所有像素区域内的有机发光层11，有机发光层11发出的光线颜色相同。

进一步地，为了实现彩色显示，设置有源矩阵发光二极管显示面板还包括彩膜基板。如图2所示，所述彩膜基板包括：

第二基底16，为透明基底，如：玻璃基底、石英基底、有机树脂基底；

设置在第二基底16上的黑矩阵17，用于限定多个像素区域，其中，彩膜基板的像素区域与阵列基板上的像素区域位置一一对应；

设置在第二基底16上、并位于像素区域内的彩色滤光层15，用于与有机发光层11发出的光线配合，实现彩色显示，例如：当有机发光层11发出的光线为白光时，彩色滤光层15可以包括但并不局限于红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层；

设置在黑矩阵17上的隔垫物14，用于支撑显示面板的盒厚；

设置在隔垫物14上的辅助电极13，阵列基板和彩膜基板对盒后，辅助电极13与阴极12电性接触，用于向阴极12施加公共电压。辅助电极13的材料为透明金属氧化物，如：铟锡氧化物或铟锌氧化物。

通过本发明的技术方案制得的有源矩阵发光二极管显示面板，具有以下优点：由于平坦层7与有机材料薄膜和无机材料薄膜均具有良好的粘附性，使得平坦层7与无机绝缘层6不会发生剥离，从而无机绝缘层6能够起到抵抗湿气、污物和其它大气组分。而平坦层7与导电层9的粘附性好，能够保证导电层9的电气性能好，并长期稳定。同时，层与层之间良好的粘附性还能够减轻机械、热冲击和震动引起的机械应力和张力。

本发明实施例中还提供一种显示基板的制作方法，包括形成平坦层的步骤，该平坦层用于提供平坦的表面。上述形成平坦层的步骤包括：

制备用于形成平坦层的有机硅；

通过成膜工艺，形成有机硅薄膜；

固化有机硅薄膜，形成平坦层。

上述步骤中，可以通过加热或常温环境下，对有机硅薄膜进行固化。

当显示基板包括半导体元件时，所述制作方法还包括：

形成覆盖半导体元件的无机绝缘层，进行水氧阻隔，保护上述半导体元件的半导体性能，该无机绝缘层的材料通常包括氮化硅或氧化硅，；

则具体在所述无机绝缘层上形成平坦层。

在形成平坦层的步骤之后，上述制作方法还包括：

在平坦层上形成导电层，该导电层的材料包括金属、金属合金或金属氧化物。

通过上述步骤形成的平坦层的相邻薄膜包括无机绝缘层和导电层，由于平坦层的材料有机硅兼具有有机材料和无机材料的性能，使得平坦层与无机绝缘层、导电层均具有良好的粘附性，防止平坦层与无机绝缘层、导电层发生剥离，保证显示基板的性能，提高产品品质。

当无机绝缘层由有机绝缘层取代时，同样能够防止平坦层与有机绝缘层、导电层发生剥离。

其中，有机硅的制备过程很重要，只有保证有机硅具有较好的成膜性，才能保证平坦层的成膜质量。

在一具体的实施方式中，用于形成平坦层的有机硅由硅凝胶溶解于脂肪族或芳香族的烷烃、卤代烷烃制得。则制备有机硅的步骤包括：

将硅凝胶溶解于脂肪族或芳香族的烷烃、卤代烷烃，制得有机硅。

具体可以采用刮涂法成膜工艺，形成有机硅薄膜。

上述刮涂法成膜工艺的具体过程为：设定所述显示基板的形状为矩形，成膜设备的喷嘴为长条状，将喷嘴对应到所述显示基板的长边上方，并平行于所述矩形的长边设置，驱动所述喷嘴沿着矩形的宽边进行均速扫描，以在整个显示基板上喷涂有机硅，形成有机硅薄膜。

在另一具体的实施方式中，用于形成平坦层的有机硅由正硅酸乙酯和H₂O发生水解聚合反应制得。则制备有机硅的步骤包括：

将正硅酸乙酯和H₂O进行水解聚合反应，形成有机硅聚合物溶液。

具体可以采用甩胶法成膜工艺，形成一定厚度的有机硅薄膜，然后对所述有机硅薄膜进行热处理。重复上述操作直到所述有机硅薄膜的厚度达到所需厚度。

上述水解聚合反应中，正硅酸乙酯和H₂O的方程式为：

nSi(OR)₄+(2n-1.5)H₂O＝(RO)₃-Si-O(-Si-O)_n-2-Si-OH+(4n-3)HOR

具体的，将正硅酸乙酯和H₂O进行水解聚合反应的步骤包括：

将正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，并加入一定量的H₂O和甘油(C₃H₅(OH)₃)，获得一混合溶液；

在所述混合溶液中加入一定量浓盐酸进行搅拌，使得正硅酸乙酯和H₂O发生一次水解聚合反应，当溶液变得清澈透明时，加入聚乙烯醇水溶液进行搅拌，使得正硅酸乙酯和H₂O发生二次水解聚合反应。

其中，正硅酸乙酯和H₂O水解聚合反应中，H₂O与正硅酸乙酯为等物质的量。聚乙烯醇水溶液的体积为10-15ml，聚乙烯醇的质量百分比为5％左右。

在实际制备过程中，上述二次水解聚合反应通常持续60min，然后用慢速滤纸对反应溶液进行过滤，可得有机硅聚合物溶液。

当制备完有机硅聚合物溶液后，具体可以在超净室，用甩胶机以1800-2200r/min将有机硅聚合物溶液进行成膜20s-40s，然后在340-360℃下热处理30-35min，升温速率保持在2-5℃/min，重复上述操作直到有机硅薄膜的厚度达到所需厚度，最后，将有机硅薄膜在一定温度下热处理30-35min。

本发明实施例中还提供一种显示装置，其包括本发明实施例中的显示基板，上述显示基板的平坦层与相邻的有机薄膜和无机薄膜都能够具有较好的粘附性，不会发生剥离，保证了显示基板的性能，从而提高了显示器件的品质。

所述显示装置可以包括液晶显示装置、有机发光二极管显示装置、触摸显示装置，或其他显示装置。具体的，所述显示装置包括显示面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种显示基板，包括平坦层，用于提供平坦的表面，其特征在于，所述平坦层的材料包括有机硅，用以增加所述平坦层与有机材料薄膜和无机材料薄膜的粘附性。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括无机绝缘层和导电层，所述平坦层覆盖所述无机绝缘层，所述导电层设置在所述平坦层上。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述无机绝缘层的材料包括氮化硅或氧化硅。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述有机硅由硅凝胶溶解于脂肪族或芳香族的烷烃、卤代烷烃制得。

5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述有机硅由正硅酸乙酯和H₂O发生水解聚合反应制得。

6.根据权利要求1-5任一项所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板为有源矩阵有机发光二极管阵列基板，具体包括：

基底；

设置在所述基底上的薄膜晶体管；

覆盖所述薄膜晶体管的无机绝缘层；

覆盖所述无机绝缘层的平坦层；

设置在所述平坦层上的像素界定层，用于界定多个像素区域；

设置在平坦层上、位于像素区域内的阳极，所述阳极通过贯穿所述平坦层和无机绝缘层的过孔与薄膜晶体管的漏电极电性连接；

设置在所述阳极上、位于像素区域内的有机发光层；

覆盖所述有机发光层的阴极。

7.一种显示基板的制作方法，包括形成平坦层的步骤，所述平坦层用于提供平坦的表面，其特征在于，所述形成平坦层的步骤包括：

制备用于形成所述平坦层的有机硅；

通过成膜工艺，形成有机硅薄膜；

固化所述有机硅薄膜，形成所述平坦层。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述形成平坦层的步骤之前，所述制作方法还包括：

形成无机绝缘层；

具体在所述无机绝缘层上形成所述平坦层；

在所述形成平坦层的步骤之后，所述制作方法还包括：

在所述平坦层上形成导电层。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述无机绝缘层的材料包括氮化硅或氧化硅。

10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制备用于形成所述平坦层的有机硅的步骤包括：

11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述通过成膜工艺，形成有机硅薄膜的步骤具体为：

采用刮涂法成膜工艺，形成有机硅薄膜。

12.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制备用于形成所述平坦层的有机硅的步骤包括：

13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，将正硅酸乙酯和H₂O进行水解聚合反应的步骤包括：

将正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，并加入一定量的H₂O和甘油，获得一混合溶液；

14.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述通过成膜工艺，形成有机硅薄膜的步骤具体为：

采用甩胶法成膜工艺，形成一定厚度的有机硅薄膜，然后对所述有机硅薄膜进行热处理；

重复上述操作直到所述有机硅薄膜的厚度达到所需厚度。

15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的显示基板。