CN108054173B - 显示基板及制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示基板及制备方法、显示装置。该显示基板包括：柔性衬底；支撑层，所述支撑层设置在所述柔性衬底上；多条电极线，所述多条电极线设置在所述支撑层远离所述柔性衬底的一侧；其中，所述支撑层不被所述电极线覆盖的区域具有镂空部。由此，该显示基板具有良好的拉伸性能，并且拉伸过程不会对其上的电学元件造成影响。

Description

显示基板及制备方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，具体地，涉及显示基板及制备方法、显示装置。
背景技术
柔性显示屏是一种可随意弯曲、折叠、拉伸的显示器件，并且具有轻薄、体积小、功耗低以及可携性能高等优点。柔性显示屏在被拉伸的同时，仍可以保持较高的分辨率。可拉伸显示的柔性显示屏，可应用于可穿戴设备、物联网设备、汽车以及人工智能等。
然而，目前的用于可拉伸显示的显示基板及制备方法、显示装置仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
目前，用于可拉伸显示的显示装置多存在拉伸性能较差的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于显示装置变形困难导致的。具体的，柔性显示器件的柔性衬底，在能够具有一定的拉伸性能的前提下，还需要具有足够的机械性能，以实现有机发光二极管、薄膜晶体管等器件的制备以及支撑。因此，不能够单纯的采用形变量较大的柔性材料衬底，制备显示装置。并且，在上述柔性显示装置中，为了避免拉伸时对电学器件造成破坏，通常将显示装置中的薄膜晶体管等结构做成独立的岛状结构，并将薄膜晶体管之间的柔性基板进行挖槽填平，以实现可拉伸显示。综上，目前的柔性基板的厚度较大，并且模量较大，从而其拉伸或变形较为困难，进而导致显示装置变形困难，影响显示装置的拉伸性能。
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种显示基板。该显示基板包括：柔性衬底；支撑层，所述支撑层设置在所述柔性衬底上；以及多条电极线，所述多条电极线设置在所述支撑层远离所述柔性衬底的一侧，其中，所述支撑层不被所述电极线覆盖的区域具有镂空部。由此，该显示基板具有良好的拉伸性能，并且拉伸过程不会对其上的电学元件造成影响。
根据本发明的实施例，所述柔性衬底的模量小于所述支撑层的模量。由此，柔性衬底较支撑层更柔软，可以提高显示基板的拉伸性能。
根据本发明的实施例，所述柔性衬底是由聚二甲基硅氧烷形成的，所述支撑层是由聚酰亚胺形成的。由此，可以利用上述来源广泛的材料构成柔性衬底以及支撑层，提高显示基板的拉伸性能。
根据本发明的实施例，所述支撑层的厚度不大于5μm。由此，支撑层可以具有较大的变形量，并且可以支撑柔性衬底上侧的电学元件，以保证电学元件在拉伸过程中的稳定性。
根据本发明的实施例，该显示基板进一步包括：多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述电极线相连，所述柔性衬底与所述薄膜晶体管对应的区域的断裂伸长率小于所述柔性衬底其余区域的断裂伸长率。由此，在显示基板被拉伸的过程中，可以保证薄膜晶体管的稳定性，进一步提高显示基板的拉伸性能。
根据本发明的实施例，所述柔性衬底是由聚二甲基硅氧烷形成的，且与所述薄膜晶体管对应区域的所述柔性衬底，是经过紫外改质处理的。由此，可以使柔性衬底与薄膜晶体管对应区域的断裂伸长率小于柔性衬底其余区域的断裂伸长率。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种显示装置。根据本发明的实施例，该显示装置包括前面所述的显示基板，由此，该显示装置具有前面所述的显示基板的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示装置具有良好的拉伸性能，并且整体器件可以进行拉伸。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备显示基板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在具有多条电极线的支撑层上形成镂空部，并在所述支撑层远离所述电极线的一侧，设置柔性衬底，其中，所述镂空部设置在所述支撑层不被所述电极线覆盖的区域。由此，利用简单的生产工艺即可获得具有良好拉伸性能的显示基板，并且拉伸过程不会对显示基板上的电学元件造成影响。
根据本发明的实施例，所述柔性衬底是由聚二甲基硅氧烷形成的，所述支撑层是由聚酰亚胺形成的。由此，可以利用上述来源广泛的材料构成柔性衬底以及支撑层。
根据本发明的实施例，所述显示基板进一步包括多个薄膜晶体管，对与所述薄膜晶体管对应区域的所述柔性衬底进行紫外改质处理，以便使所述柔性衬底与所述薄膜晶体管对应区域的断裂伸长率小于所述柔性衬底其余区域的断裂伸长率。由此，可以利用简单的方法，使柔性衬底与薄膜晶体管对应区域的断裂伸长率小于柔性衬底其余区域的断裂伸长率，以保证薄膜晶体管在拉伸过程中的稳定性。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的显示基板的结构示意图；
图2显示了现有技术中显示基板的结构示意图；
图3显示了根据本发明一个实施例的显示基板的俯视图；
图4显示了根据本发明另一个实施例的显示基板的俯视图；
图5显示了根据本发明一个实施例的显示基板拉伸效果图；以及
图6显示了根据本发明一个实施例的显示基板的结构示意图。
附图标记说明：
100：柔性衬底；110：改质区；200：支撑层；300：电极线；310：第一电极线；320：第二电极线；400：薄膜晶体管；500：保护层；600：柔性基板；10：镂空部；20：填充层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种显示基板。根据本发明的实施例，参考图1，该显示基板包括：柔性衬底100、支撑层200以及多条电极线300。其中，支撑层200设置在柔性衬底100上，多条电极线300设置在支撑层200远离柔性衬底100的一侧，支撑层200不被电极线300覆盖的区域具有镂空部10。由此，可以通过支撑层200，实现对该显示基板上电学元件以及电极线的支撑作用，从而令该基板可以采用拉伸性能较好的材料形成柔性衬底。设置在多条电极线300之间的镂空部10一方面可以令柔性衬底100以及支撑层200之间不完全固定，进而可以令柔性衬底100单独发生拉伸形变，另一方面，可以缓解柔性衬底100在拉伸、弯折等形变过程中产生的应力，保护电极线300。由此，该显示基板具有良好的拉伸性能，并且拉伸过程不会对其上的电学元件造成影响。
为了便于理解，下面首先对根据本发明实施例的显示基板的工作原理进行简单说明：
如前所述，为了实现可拉伸显示的同时保证电学元件能够正常工作，通常是将薄膜晶体管等结构做成独立的岛状结构，并将薄膜晶体管之间的柔性基板进行挖槽填平，由此，在显示基板被拉伸时，可以不对器件造成破坏。具体的，参考图2，显示基板包括柔性基板600以及薄膜晶体管400，在薄膜晶体管400之间的柔性基板600内设置有填充层20，由此，在显示基板被拉伸时可以避免对器件造成破坏。其中，柔性基板600一般由聚酰亚胺(PI)等材料形成。发明人发现，由聚酰亚胺形成的柔性基板600的变形量较小，显示基板变形较困难，导致由上述显示基板构成的显示装置变形困难，进而影响显示装置的拉伸性能。
根据本发明的实施例，在柔性衬底100上设置有支撑层200，支撑层200具有镂空部10，并且构成柔性衬底100的材料的模量小于构成支撑层200的材料的模量，由此，柔性衬底100可以具有较大的变形量，并且显示基板拉伸过程中产生的形变，可以由支撑层200内的镂空部10的变化进行抵消，进而提高显示基板的拉伸性能。根据本发明的实施例，为了进一步提高显示基板的性能，还可以使柔性衬底100与薄膜晶体管对应区域的断裂伸长率小于柔性衬底100其余区域的断裂伸长率，以保证薄膜晶体管在拉伸过程中的稳定性。
需要特别说明的是，在本发明中，术语“模量”特指材料在受力状态下应力与应变之比。断裂伸长率可以为本领域技术人员采用熟悉的方法测得的断裂伸长率，具体测试方式不受特别限制。只要上述两个区域的断裂伸长率采用相同的方法测得，具有可比性即可。
下面根据本发明的具体实施例，对该显示基板的各个结构进行详细说明：
根据本发明的实施例，柔性衬底100的模量小于支撑层200的模量。由此，柔性衬底较支撑层更柔软，可以提高显示基板的拉伸性能。根据本发明的具体实施例，柔性衬底100可以是由聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成的，支撑层200可以是由聚酰亚胺形成的。由此，可以利用上述来源广泛的材料构成柔性衬底以及支撑层，提高显示基板的拉伸性能。
根据本发明的实施例，由于支撑层200的模量大于柔性衬底100的模量，因此，支撑层200的变形量较小，为了提高显示基板的拉伸性能，发明人发现可以通过减薄支撑层200的厚度来增大支撑层200的变形量。根据本发明的实施例，支撑层200的厚度可以不大于5μm。由此，支撑层可以具有较大的变形量，并且支撑层可以支撑柔性衬底上的电学元件，以保证电学元件的稳定性。根据本发明的优选实施例，支撑层200的厚度可以不大于1μm。
根据本发明的实施例，参考图3，电极线可以包括第一电极线310以及第二电极线320，第一电极线310以及第二电极线320设置在支撑层200远离柔性衬底100的一侧，并且支撑层200在不被第一电极线310以及第二电极线320覆盖的区域具有镂空部10，由此，在显示基板被拉伸的过程中，其产生的变形可以通过镂空部的变化来抵消，从而可以提高显示基板的拉伸性能。其中，第一电极线310可以为信号线，第二电极线320可以为栅线。
根据本发明的实施例，参考图4，该显示基板还可以包括多个薄膜晶体管400，薄膜晶体管400与电极线相连，具体的，薄膜晶体管400可以与第一电极线310以及第二电极线320相连接，以便实现薄膜晶体管的使用功能。本领域技术人员能够理解的是，薄膜晶体管400可以包括诸如栅极、有源层、源极以及漏极等结构，可以通过构图工艺制备上述结构，以便形成薄膜晶体管400，并且薄膜晶体管400设置在电极线远离支撑层200的一侧。根据本发明的具体实施例，参考图5，支撑层200在不被第一电极线310、第二电极线320以及薄膜晶体管400覆盖的区域具有镂空部10，由此，在显示基板被拉伸的过程中，可以保证薄膜晶体管的稳定性，显示基板被拉伸的效果。
根据本发明的实施例，参考图6，柔性衬底100与薄膜晶体管400对应的改质区110的断裂伸长率小于柔性衬底100其余区域的断裂伸长率。由此，在显示基板被拉伸的过程中，柔性衬底与薄膜晶体管对应的改质区变形量较小，柔性衬底的其余区域变形量较大，可以使显示基板实现良好的拉伸效果，同时可以保证薄膜晶体管等结构的稳定性。根据本发明的具体实施例，柔性衬底100可以是由聚二甲基硅氧烷形成的，与薄膜晶体管400对应区域的柔性衬底100可以是通过紫外改质处理形成改质区110的，形成的改质区110包括较为坚硬的硅的氧化物(SiOx)等，从而可以使改质区110的断裂伸长率小于柔性衬底100其余区域的断裂伸长率。由此，在显示基板被拉伸时，改质区由于较坚硬，从而变形量较小，可以保证薄膜晶体管的稳定性。
本领域技术人员能够理解的是，在电极线以及薄膜晶体管400之间可以具有保护层500，保护层500可以包括无机结构以及有机结构，以便对薄膜晶体管以及电极线等起到保护作用。根据本发明的实施例，保护层500在不被电极线以及薄膜晶体管400覆盖的区域具有与支撑层200相对应的镂空部10，由此，可以进一步提高显示基板的拉伸性能。
根据本发明的实施例，该显示基板可以用作液晶显示装置中的基板，还可以用作有机发光显示装置中的基板。当该显示基板用作有机发光显示装置中的基板时，该显示基板还可以包括封装结构。由此，可以保护有机发光器件不受外界水氧的影响。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种显示装置。根据本发明的实施例，该显示装置包括前面描述的显示基板，由此，该显示装置具有前面描述的显示基板的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示装置具有良好的拉伸性能，并且整体器件可以进行拉伸。
根据本发明的实施例，该显示装置可以为液晶可拉伸显示装置，还可以为有机发光可拉伸显示装置。由此，可以使液晶显示装置以及有机发光显示装置具有良好的拉伸性能，实现拉伸显示。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备显示基板的方法。根据本发明的实施例，由该方法制备的显示基板可以为前面描述的显示基板，由此，由该方法制备的显示基板可以具有与前面描述的显示基板相同的特征以及优点，在此不再赘述。根据本发明的实施例，该方法包括：在具有多条电极线的支撑层上形成镂空部，并在支撑层远离电极线的一侧，设置柔性衬底，其中，镂空部设置在支撑层不被电极线覆盖的区域。由此，利用简单的生产工艺即可获得具有良好拉伸性能的显示基板，并且拉伸过程不会对显示基板上的电学元件造成影响。
根据本发明的实施例，可以首先将支撑层设置在玻璃基板上，随后在支撑层远离玻璃基板的一侧设置电学元件，最后再将上述结构从玻璃基板上取下，并转贴到柔性衬底上。
根据本发明的实施例，柔性衬底的模量小于支撑层的模量，由此，柔性衬底可以具有较大的变形量，可以提高显示基板的变形能力，支撑层具有较小的变形量，可以对后续步骤中形成的元件起到支撑作用，保证元件的稳定性。根据本发明的具体实施例，柔性衬底可以是由聚二甲基硅氧烷形成的，支撑层可以是由聚酰亚胺形成的。由此，可以提高显示基板的拉伸性能。
关于支撑层的厚度，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。例如，根据本发明的实施例，支撑层的厚度可以不大于5μm。根据本发明的优选实施例，支撑层的厚度可以不大于1μm。由此，支撑层可以具有良好的拉伸性能，同时还可以保证显示基板上电学元件的稳定性。
根据本发明的实施例，在支撑层远离玻璃基板的一侧设置电极线，可以首先在支撑层远离玻璃基板的一侧沉积金属层，随后通过构图工艺形成多条电极线。电极线可以包括第一电极线以及第二电极线，第一电极线可以为数据线，第二电极线可以为栅线。
根据本发明的实施例，该显示基板还可以包括多个薄膜晶体管，薄膜晶体管与电极线相连，以便实现薄膜晶体管的使用功能。本领域技术人员能够理解的是，薄膜晶体管可以包括栅极、有源层、源极以及漏极等结构，可以通过构图工艺制备上述结构，以便形成薄膜晶体管，并且薄膜晶体管设置在电极线远离支撑层的一侧。根据本发明的实施例，在电极线以及薄膜晶体管等结构制备完成后，在支撑层未被电极线以及薄膜晶体管覆盖的区域进行镂空处理，以便形成镂空部。由此，显示基板拉伸过程中产生的形变，可以通过镂空部的变形进行抵消，从而提高显示基板的拉伸性能。
本领域技术人员能够理解的是，在电极线与薄膜晶体管之间还可以设置有保护层，保护层可以包括无机结构以及有机结构，以便对电极线以及薄膜晶体管等结构起到保护作用。根据本发明的实施例，保护层未被电极线以及薄膜晶体管覆盖的区域具有与支撑层相对应的镂空部，由此，可以进一步提高显示基板的拉伸性能。
本领域技术人员能够理解的是，对支撑层以及保护层进行镂空处理可以是通过构图工艺来实现的，具体的，可以是通过光刻工艺来实现的。由此，可以通过简单的生产工艺获得镂空部。
根据本发明的实施例，上述结构的制备均在玻璃基板上完成，在上述结构制备完成后，将上述结构从玻璃基板上取下，并转贴到柔性衬底上，由此，获得显示基板。根据本发明的实施例，支撑层由聚酰亚胺形成，并且厚度不大于5μm，由此，支撑层具有良好的拉伸性能，并且还可以保证上述结构从玻璃基板上取下时具有良好的稳定性，进而提高显示基板的拉伸性能。关于将上述结构从玻璃基板上取下的方式不受特别限制，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，根据本发明的实施例，可以采用激光取下的方式将上述结构从玻璃基板上取下，以保证上述结构的稳定性。
根据本发明的实施例，柔性衬底与薄膜晶体管对应的改质区的断裂伸长率小于柔性衬底其余区域的断裂伸长率。由此，改质区的变形量较小，柔性衬底其余区域的变形量较大，在显示基板被拉伸的过程中，改质区变形较小，柔性衬底其余区域变形较大，一方面可以使显示基板具有良好的拉伸性能，另一方面可以保证薄膜晶体管等结构在拉伸过程中具有良好的稳定性。
根据本发明的实施例，柔性衬底可以是由聚二甲基硅氧烷形成的，可以通过紫外改质的方法对柔性衬底与薄膜晶体管对应的改质区进行改质处理。根据本发明的实施例，通过改质处理的改质区包括较为坚硬的硅的氧化物，由此，可以使改质区的断裂伸长率小于柔性衬底其余区域的断裂伸长率，以保证薄膜晶体管等结构在拉伸过程中具有良好的稳定性。根据本发明的实施例，改质处理的时间可以为10-40min，以便将与薄膜晶体管对应的改质区的材料改质为较为坚硬的硅的氧化物。根据本发明的实施例，对改质区进行紫外照射后的元素含量(X射线光电子能谱测试结果，XPS)如表1所示，经过改质处理后改质区的材料主要包括硅元素以及氧元素，由此，改质区的变形量较小，可以保证薄膜晶体管在拉伸过程中具有良好的稳定性。
表1紫外照射后XPS检测C、O、Si含量所占比例结果(％，原子分数)
Figure BDA0001505509830000071
根据本发明的实施例，在玻璃基板上制备完成具有镂空部的支撑层、电极线以及薄膜晶体管等结构后，还可以继续制备显示元件，并进行封装，随后将封装后的器件整体从玻璃基板上取下，转贴到柔性衬底上，完成整个显示面板的制备。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种显示基板，其特征在于，包括：
柔性衬底；
支撑层，所述支撑层设置在所述柔性衬底上；以及
多条电极线，所述多条电极线设置在所述支撑层远离所述柔性衬底的一侧，
其中，所述支撑层不被所述电极线覆盖的区域具有镂空部，
所述柔性衬底是由聚二甲基硅氧烷形成的，所述支撑层是由聚酰亚胺形成的，且所述支撑层的厚度不大于5μm。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述柔性衬底的模量小于所述支撑层的模量。
3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，进一步包括：
多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述电极线相连，所述柔性衬底与所述薄膜晶体管对应的区域的断裂伸长率小于所述柔性衬底其余区域的断裂伸长率。
4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，与所述薄膜晶体管对应区域的所述柔性衬底，是经过紫外改质处理的。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的显示基板。
6.一种制备显示基板的方法，其特征在于，包括：
在具有多条电极线的支撑层上形成镂空部，并在所述支撑层远离所述电极线的一侧，设置柔性衬底，其中，所述镂空部设置在所述支撑层不被所述电极线覆盖的区域，
所述柔性衬底是由聚二甲基硅氧烷形成的，所述支撑层是由聚酰亚胺形成的，且所述支撑层的厚度不大于5μm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显示基板进一步包括多个薄膜晶体管，对与所述薄膜晶体管对应区域的所述柔性衬底进行紫外改质处理，以便使所述柔性衬底与所述薄膜晶体管对应区域的断裂伸长率小于所述柔性衬底其余区域的断裂伸长率。
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