CN109244238A - 用于显示面板的柔性基板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于显示面板的柔性基板。所述柔性基板包括：一复合材料薄膜，所述复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；其中，所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上呈梯度变化，所述x轴方向为垂直于所述复合材料薄膜的表面的方向。

Description

用于显示面板的柔性基板及其制作方法
【技术领域】
本发明涉及显示面板的技术领域，特别涉及一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法。
【背景技术】
随着显示面板的显示技术的发展，对用于显示面板的柔性基板的要求也越来越严格。和玻璃基板相比，聚合物基板具有轻质、柔软的特点，这符合现在柔性基板的发展趋势而自然受到了广泛的应用。但是，由于聚合物基板的一些材料特性，使得聚合物基板用在显示面板的发展仍遇到极大困难。尤其，为了能够替代传统玻璃基板，制造业者对于基板的光学透明性、机械性能、水氧阻隔性以及在高温制程下的稳定性等方面都提出了更高的要求。
因此，有必要提供一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法，以解决现有技术中基板的光学透明性、机械性能、水氧阻隔性、高温稳定性及表面平整性不佳的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于显示面板的柔性基板，其特征在于，包括：
一复合材料薄膜，所述复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；
其中，所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上呈梯度变化，所述x轴方向为垂直于所述复合材料薄膜的表面的方向。
根据本发明一优选实施例，所述柔性基板具有两个复合材料薄膜，所述柔性基板还包括一水氧阻隔层，所述两个复合材料薄膜分别设置在所述水氧阻隔层的两相对表面上。
根据本发明一优选实施例，所述水氧阻隔层的材质为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
根据本发明一优选实施例，所述复合材料薄膜的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层的厚度为300至1000nm。
根据本发明一优选实施例，所述复合材料薄膜具有二至五层的复合材料子薄膜，各个复合材料子薄膜中的SiO2纳米管的浓度不相同，使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。
本发明还提供一种制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一底板；及
形成一第一复合材料薄膜于所述底板上，所述第一复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；
其中，所述SiO2纳米管在述第一复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向。
根据本发明一优选实施例，所述方法还包括：
形成一水氧阻隔层于所述第一复合材料薄膜上；
形成一第二复合材料薄膜于所述水氧阻隔层上，所述第二复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；及
其中，所述SiO2纳米管在所述第二复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上呈梯度变化，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向。
根据本发明一优选实施例，所述水氧阻隔层的材质为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
根据本发明一优选实施例，所述第一与第二复合材料薄膜的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层的厚度为300至1000nm。
根据本发明一优选实施例，形成所述第一与第二复合材料薄膜的步骤包括：涂覆二至五层复合材料液体且将复合材料液体固化，以使得所述SiO2纳米管在所述第一与第二复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化；及
所述SiO2纳米管在所述第一与第二复合材料薄膜中的浓度的最大值为5vol.％。
相较于现有技术，本发明提出一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法，所述柔性基板具有复合材料结构，所述复合材料结构至少包括SiO2纳米管/聚合物基体，改善了传统柔性聚合物基板的光学透明性、机械性能、水氧阻隔性以及在高温制程下的稳定性，提高了柔性显示面板的可靠性。另外，本发明将一维结构的SiO2纳米管加入到聚合物基体中，并使一维结构的SiO2纳米管的浓度具有梯度变化，确保基板表面的平整性。
【附图说明】
图1为根据本发明第一实施例所制作的一种用于显示面板的柔性基板的膜层结构示意图。
图2为根据本发明第二实施例所制作的一种用于显示面板的柔性基板的膜层结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明提出一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法，所述柔性基板具有复合材料结构，所述复合材料结构至少包括SiO2纳米管/聚合物基体，改善了传统柔性聚合物基板的光学透明性、机械性能、水氧阻隔性以及在高温制程下的稳定性，提高了柔性显示面板的可靠性。另外，本发明将一维结构的SiO2纳米管加入到聚合物基体中，并使一维结构的SiO2纳米管的浓度具有梯度变化，确保基板表面的平整性。
根据本发明，本发明具有两种基板复合材料结构，可按需求选择，如图1与图2所示。
请参照图1，图1为根据本发明第一实施例所制作的一种用于显示面板的柔性基板的膜层结构示意图。如图1所示，所述用于显示面板的柔性基板具有一复合材料薄膜102，所述复合材料薄膜102包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合。亦即，所述复合材料薄膜102包括SiO2纳米管104与聚合物基体105；其中，所述SiO2纳米管104在所述复合材料薄膜102中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0(即呈梯度变化)，所述x轴方向为垂直于所述复合材料薄膜102的表面的方向。
优选地，所述复合材料薄膜102的厚度为5至20μm。
所述复合材料薄膜102具有二至五层(例如三层)的复合材料子薄膜，各个复合材料子薄膜中的SiO2纳米管的浓度不相同，使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜102中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。
可通过下述步骤来制作图1的本发明第一实施例的柔性基板：
提供一底板101；及
形成一复合材料薄膜102于所述底板101上，所述复合材料薄膜102包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体105为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；
其中，所述SiO2纳米管104在所述复合材料薄膜102中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0(即呈梯度变化)，所述x轴方向为垂直于所述底板101的表面的方向。
优选地，所述底板101可以是一玻璃底板。所述复合材料薄膜102包括SiO2纳米管104与聚合物基体105。
所述复合材料薄膜102的厚度为5至20μm。
在本实施例中，形成所述复合材料薄膜102的步骤可以包括，例如，先依序涂覆二至五层(例如三层)分别具有不同浓度的复合材料液体，及再将所述该些层复合材料液体固化，以使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。所述SiO2纳米管104在所述复合材料液体中的浓度的最大值为5vol.％。
所述固化步骤是采用高温制程，例如在120℃下保持恒温30分钟，再升温至450℃且保持恒温60分钟，以将复合材料液体固化。
最后，于所述柔性基板上形成薄膜晶体管(未示出)与有机发光二极管器件(未示出)后，底板101会被移除，以完成显示面板的制造。
本发明还提供另一种基板复合材料结构。请参照图2，图2为根据本发明第二实施例所制作的一种用于显示面板的柔性基板的膜层结构示意图。如图2所示，所述用于显示面板的柔性基板具有两个复合材料薄膜，即第一与第二复合材料薄膜102A、102B。所述柔性基板还包括一水氧阻隔层103。所述两个复合材料薄膜102A、102B分别设置在所述水氧阻隔层103的两相对表面上。所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体105为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合。亦即，所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B包括SiO2纳米管104与聚合物基体105；其中，所述SiO2纳米管104在所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0(即呈梯度变化)，所述x轴方向为垂直于所述底板101的表面的方向。
在本发明第二实施例中，所述水氧阻隔层103的材质可以为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
优选地，所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层103的厚度为300至1000nm。
每个所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B具有二至五层(例如三层)的复合材料子薄膜，各个复合材料子薄膜中的SiO2纳米管的浓度不相同，使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜102A、102B中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。
本发明第二实施例与第一实施例相比，具有两个复合材料薄膜102A、102B与一水氧阻隔层103。水氧阻隔层103可进一步防止下方的水氧通过基板进入到薄膜电晶体层，对电性产生影响。
可通过下述步骤来制作图2的本发明第二实施例的柔性基板：
提供一底板101；
形成一第一复合材料薄膜102A于所述底板101上，所述第一复合材料薄膜102A包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体105为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；其中，所述SiO2纳米管104在所述第一复合材料薄膜102A中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0(即呈梯度变化)，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向；
将所述第一复合材料液体固化，以形成一第一复合材料薄膜102A；
形成一水氧阻隔层103于所述第一复合材料薄膜102A上；及
形成一第二复合材料薄膜102B于所述水氧阻隔层103上，所述第二复合材料薄膜102B包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体105为聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；其中，所述SiO2纳米管104在所述第二复合材料薄膜102B中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0(即呈梯度变化)，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向。
优选地，所述底板101可以是一玻璃底板。所述第一与第二复合材料液体包括SiO2纳米管104与聚合物基体105。
在本发明第二实施例中，所述水氧阻隔层103的材质可以为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
优选地，所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层103的厚度为300至1000nm。
在本实施例中，形成所述第一与第二复合材料薄膜102A、102B的步骤可以包括，例如，先依序涂覆二至五层(例如三层)分别具有不同浓度的复合材料液体，及再将所述该些层复合材料液体固化，以使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。所述SiO2纳米管104在所述复合材料液体中的浓度的最大值为5vol.％。
所述固化步骤是采用高温制程，例如在120℃下保持恒温30分钟，再升温至450℃且保持恒温60分钟，以将复合材料液体固化。
优选地，可使用化学气相沉积技术来形成所述水氧阻隔层103。
最后，于所述柔性基板上形成薄膜晶体管(未示出)与有机发光二极管器件(未示出)后，底板101会被移除，以完成显示面板的制造。
SiO2纳米管是一种无机非金属材料，具有一维结构，本发明将SiO2纳米管加入到聚合物基体中，除了可增强聚合物的水氧阻隔性能的同时，亦使基板的力学性能大幅提升。此外，显示面板的制造过程中对基板表面的平整性要求很高，相较于传统技术的包括有SiO2颗粒与聚合物的基板具有不佳的表面平整性，本发明将一维结构的SiO2纳米管加入到聚合物基体中，并使一维结构的SiO2纳米管的浓度具有梯度变化，可降低基板表面的粗糙度，确保基板表面的平整性。又，由于SiO2纳米管比聚合物(例如聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯等)具有更佳的透光性、水氧阻隔性、高温稳定性，将SiO2纳米管加入到聚合物基体中可以改善基板的光学透过性、水氧阻隔性、高温稳定性。
相较于现有技术，本发明提出一种用于显示面板的柔性基板及其制作方法，所述柔性基板具有复合材料结构，所述复合材料结构至少包括SiO2纳米管/聚合物基体，改善了传统柔性聚合物基板的光学透明性、机械性能、水氧阻隔性以及在高温制程下的稳定性，提高了柔性显示面板的可靠性。另外，本发明将一维结构的SiO2纳米管加入到聚合物基体中，并使一维结构的SiO2纳米管的浓度具有梯度变化，确保基板表面的平整性。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于显示面板的柔性基板，其特征在于，包括：
一复合材料薄膜，所述复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；
其中，所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上呈梯度变化，所述x轴方向为垂直于所述复合材料薄膜的表面的方向。
2.根据权利要求1所述的用于显示面板的柔性基板，其特征在于，所述柔性基板具有两个复合材料薄膜，所述柔性基板还包括一水氧阻隔层，所述两个复合材料薄膜分别设置在所述水氧阻隔层的两相对表面上。
3.根据权利要求2所述的用于显示面板的柔性基板，其特征在于，所述水氧阻隔层的材质为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
4.根据权利要求2所述的用于显示面板的柔性基板，其特征在于，所述复合材料薄膜的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层的厚度为300至1000nm。
5.根据权利要求2所述的用于显示面板的柔性基板，其特征在于，所述复合材料薄膜具有二至五层的复合材料子薄膜，各个复合材料子薄膜中的SiO2纳米管的浓度不相同，使得所述SiO2纳米管在所述复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化。
6.一种制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一底板；及
形成一第一复合材料薄膜于所述底板上，所述第一复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；
其中，所述SiO2纳米管在述第一复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向。
7.根据权利要求6所述的制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，所述方法还包括：
形成一水氧阻隔层于所述第一复合材料薄膜上；
形成一第二复合材料薄膜于所述水氧阻隔层上，所述第二复合材料薄膜包括SiO2纳米管/聚合物基体，所述聚合物基体为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、或其任意组合；及
其中，所述SiO2纳米管在所述第二复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上呈梯度变化，所述x轴方向为垂直于所述底板的表面的方向。
8.根据权利要求7所述的制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，
所述水氧阻隔层的材质为SiO2、非晶硅、SiNx、或其任意组合。
9.根据权利要求7所述的制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，所述第一与第二复合材料薄膜的厚度为5至20μm，所述水氧阻隔层的厚度为300至1000nm。
10.根据权利要求7所述的制作用于显示面板的柔性基板的方法，其特征在于，
形成所述第一与第二复合材料薄膜的步骤包括：涂覆二至五层复合材料液体且将复合材料液体固化，以使得所述SiO2纳米管在所述第一与第二复合材料薄膜中的浓度在x轴方向上随着x的增大而逐渐降低且直至为0，而呈梯度变化；及
所述SiO2纳米管在所述第一与第二复合材料薄膜中的浓度的最大值为5vol.％。
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