CN110676292A - 衬底基板及阵列基板的制作方法 - Google Patents

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CN110676292A CN201910814255.4A CN201910814255A CN110676292A CN 110676292 A CN110676292 A CN 110676292A CN 201910814255 A CN201910814255 A CN 201910814255A CN 110676292 A CN110676292 A CN 110676292A
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Abstract

本发明实施例涉及一种衬底基板及阵列基板的制作方法，衬底基板包括：基板以及位于所述基板上的预处理层，所述预处理层用于向所述基板施加压应力；柔性基底，且所述柔性基底与所述基板分别位于所述预处理层相对的表面上。本发明有利于避免衬底基板或阵列基板制造过程中的基板翘曲问题，从而提高衬底基板或阵列基板的良率。

Description

衬底基板及阵列基板的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及了衬底基板及阵列基板的制作方法。
背景技术
近年来，各种新显示技术层出不穷，其中包括有机致电发光二极管(Organiclight-emitting diode display，OLED)、电子墨水(E Ink)等2D显示技术，还包 括激光显示(Laser display)、光场显示(Light field display)等3D显示技术。
目前，随着电子设备的普及和大众的需求，柔性显示面板成为研究的重点。 柔性显示面板相对于传统刚性显示面板具有多种优点，其中包括可卷曲、轻薄、 耐用性好、发光性好等。
现有技术制作的柔性显示面板的质量有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了衬底基板及阵列基板的制作方 法，提高衬底基板的良率。
本发明实施例提供一种衬底基板，包括：基板以及位于所述基板上的预处 理层，所述预处理层用于向所述基板施加压应力；柔性基底，且所述柔性基底 与所述基板分别位于所述预处理层相对的表面上。通过预处理层向基板施加压 应力，使得基板预弯曲，预弯曲的方向与基板边缘上翘的趋势相反，从而抑制 基板的翘曲变形。
另外，所述预处理层的热膨胀系数分别小于所述基板和所述柔性基底的热 膨胀系数；优选的，所述预处理层的热膨胀系数范围为0.1×10-6/℃～1×10-6/℃。 如此，通过设置预处理层与基板之间的热膨胀系数之间具有差异，使得在受热 过程中预处理层能够进一步的使基板进行预弯曲，从而进一步的抑制基板的翘 曲变形。
另外，所述预处理层包括至少一层有机材料层，和/或，至少一层无机材料 层；优选的，所述有机材料层和所述无机材料层交替层叠设置。此种方式可扩 大预处理层的选择范围。
另外，所述预处理层的材料为无机材料；优选的，所述预处理层的材料包 括氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅中的一种或多种。预处理层的材料为无机材料， 便于降低分离柔性基底与预处理层的工艺难度，且由于预处理层的材料为无机 材料，有利于凸显预处理层向基板之间的压应力作用，因而即使厚度较薄的预 处理层也能够向基板施加足够的压应力作用。
另外，所述预处理层的厚度为0.005μm～1μm。如此，预处理层的厚度较薄， 避免由于预处理层厚度过厚带来的预处理层内部本征应力大的问题，使得预处 理层具有良好的表面性能，进而改善基板表面的表面性能；并且，在这一厚度 范围内，预处理层具有良好的厚度均匀性，有利于进一步的保证柔性基底表面 的平整性。
另外，所述预处理层的材料为有机材料；优选的，所述预处理层的材料包 括黄色聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚 碳酸酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。由于柔性基底的材料通常为 有机材料，采用有机材料作为预处理层的材料，有利于减小预处理层与柔性基 底之间的材料差异性，进一步的改善预处理层与柔性基底之前的界面性能，从 而进一步的改善柔性基底的性能。
另外，所述预处理层的材料为有机材料时，所述预处理层的厚度为 0.1μm～10μm。将有机材料层的厚度设置在此范围内，可有效抑制基板的翘曲变 形的问题，同时可节约原料。
相应的，本发明实施例还提供一种阵列基板的制作方法，包括：提供基板； 在所述基板上形成预处理层，所述预处理层用于向所述基板施加压应力；在所 述预处理层上形成柔性基底，且所述柔性基底与所述基板分别位于所述预处理 层相对的表面上。在形成柔性基底之前，在基板上形成预处理层，且预处理层 向基板施加压应力，从而使得基板预弯曲；然后在预处理层上形成柔性基底， 该柔性基底的形成使得基板具有边缘上翘的趋势，由于预弯曲的方向与上翘方 向相反，从而抑制了基板的翘曲变形。
另外，采用化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、闪蒸工艺或喷墨打印工 艺形成所述预处理层。
另外，所述在所述预处理层上形成柔性基底的工艺步骤包括加热固化处理； 所述在所述预处理层上形成柔性基底的工艺步骤之后，还包括：进行剥离工艺， 使所述柔性基底与所述预处理层分离。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
上述方案中，在基板和柔性基底之间设置预处理层，预处理层用于向基板 施加压应力，预处理层用于减小或者消除基板的翘曲。具体地，位于基板上的 柔性基底通常会造成基板具有边缘上翘的趋势，而该预处理层适于向基板施加 压应力，因而基板在预处理层的作用下会发生预弯曲，该预弯曲的方向与基板 边缘上翘的趋势相反；或者，预处理层对预弯曲的基板施加压应力，预弯曲方 向与边缘上翘的趋势方向相反，基板在预处理层的作用下平整化，如此，在基 板与柔性基底之间设置预处理层，能够有效地避免基板翘曲问题，使得基板具 有良好的界面平整性，相应的，柔性基底底部表面的平整性好，且保证基板能够被很好地吸附和传递。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示 例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例 限制。
图1为本发明一实施例提供的一种衬底基板的剖面结构示意图；
图2为本发明又一实施例提供的一种衬底基板的剖面结构示意图；
图3至图5为本发明一实施例提供的阵列基板的制作方法各步骤对应的剖 面结构示意图。
具体实施方式
用于制作阵列基板的中间结构包括衬底基板，该衬底基板包括基板以及位 于基板上的柔性基底，其中，柔性基底相较于基板具有较大的热膨胀系数 (coefficient ofthermal expansion，CTE)。
由于柔性基底相较于基板具有更大的热膨胀系数，因此在阵列基板的受热 制程，如基板的烘烤(Baking)、封装胶体的固化(Curing)、后续热循环(Thermal Cycle)作业等温度变化过程中，基板的变形量小于上层的柔性基底的变形量。 由于基板的变形量小于柔性基底的变形量，因此在基板和柔性基底的热膨胀过 程中，基板会出现上翘变形的问题。
基板发生上翘变形，将影响阵列基板的性能。一方面：基板上翘变形，相 应会造成柔性基底也发生变形，从而对柔性基底的性能造成不良影响；另一方 面，阵列基板的制备过程中，通常通过真空吸附将基板吸附在载台上，当基板 发生上翘变形时，载台吸附基板的效果差，不仅不利于制作工艺步骤的进行， 且在不同机台之间传递过程中还容易发生基板掉落的问题。
为此，本发明实施例提供一种衬底基板，衬底基板中基板与柔性基底之间 具有预处理层，预处理层用于向基板施加压应力。本发明有利于避免阵列基板 的基板翘曲问题，从而提高阵列基板的良率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对 本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解， 在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。 但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以 实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本发明一实施例提供的一种衬底基板的剖面结构示意图。
参考图1，本实施例中衬底基板包括：基板11以及位于基板11上的预处理 层12，预处理层12用于向基板11施加压应力；柔性基底13，且柔性基底13 与基板11分别位于预处理层12相对的表面上。
以下将结合附图对本发明实施例提供的衬底基板进行详细说明。
在本实施例中，基板11起到承载作用。基板11需要对预设波长具备透过 性，如针对308nm准分子激光，可以选用石英玻璃或者蓝宝石玻璃，其对308nm 波长的紫外激光具备高透过性。
其中，基板11的热膨胀系数范围为1×10-6/℃～10×10-6/℃，例如为3× 10-6/℃、4×10-6/℃、6×10-6/℃、8×10-6/℃，如此，基板11的热膨胀系数适中， 使得基板11在受热过程中具有一定的变形趋势，且该变形趋势与该基板11受 到来自柔性基底13带来的变形趋势相反，因而在一定程度基板11本身具有抑 制变形的能力。
预处理层12的热膨胀系数小于柔性基底13的热膨胀系数，且预处理层12 的热膨胀系数小于基板11的热膨胀系数。在受热过程中预处理层12和基板11 的受热膨胀程度不同，使得预处理层12能够进一步的促使基板11进行预弯曲， 从而抑制基板11的翘曲变形。
本实施例中，基板11在预处理层12的作用下会发生预弯曲，该预弯曲的 方向与基板11边缘上翘的趋势相反。预弯曲的幅度由基板11的热膨胀系数和 柔性基底13的热膨胀系数之间的差值决定。需要说明的是，在其他实施例中， 预处理层12对预弯曲的基板11施加压应力，预弯曲方向与边缘上翘的趋势方 向相反，基板11在预处理层12的作用下平整化。
具体地，预弯曲的幅度与基板11的热膨胀系数和柔性基底13的热膨胀系 数之间的差值成正比。即，基板11的热膨胀系数和柔性基底13的热膨胀系数 之间的差值越大，预弯曲的幅度越大；基板11的热膨胀系数和柔性基底13的 热膨胀系数之间的差值越小，预弯曲的幅度越大。
预处理层12的材料包括至少一层有机材料层，和/或，至少一层无机材料层。 当预处理层12包括至少一层有机材料层和至少一层无机材料层时，优选的，所 述有机材料层和所述无机材料层交替层叠设置，可知的，此时预处理层12的热 膨胀系数为多层材料层的热膨胀系数的平均值。
预处理层12的材料为有机材料，包括黄色聚酰亚胺(Yellow Polyimide， YPI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙 烯(PS)、聚碳酸酯(PC)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的一种或多种。 由于柔性基底13的材料通常包括有机材料，采用有机材料作为预处理层12的 材料，使得预处理层12与柔性基底13之间的材料差异性小，因而预处理层12 与柔性基底13之间具有良好的界面性能，有利于改善柔性基底13底部表面性 能。
在一实施例中，预处理层12为有机材料层时，该该有机材料层的整体厚度 为0.1μm～10μm。在这一厚度范围内，预处理层12具有良好的厚度均匀性，有 利于进一步保证柔性基底13表面的平整性。
本实施例中，预处理层12的热膨胀系数为0.1×10-6/℃～1×10-6/℃，例如为0.2×10-6/℃、0.5×10-6/℃、0.7×10-6/℃，此种方式可进一步有效的避免基板翘 曲问题。其中，预处理层12的材料可以为黄色聚酰亚胺，黄色聚酰亚胺的热膨 胀系数为0.1×10-6/℃～1×10-6/℃，根据制作黄色聚酰亚胺的工艺条件的不同， 黄色聚酰亚胺可以具有不同的热膨胀系数。
需要说明的是，由于基板11在预处理层12的作用下发生预弯曲，因此预 处理层12内部存在本征应力，且本征应力的大小与预处理层12的厚度有关。
具体地，预处理层12的厚度与预处理层12的本征应力大小成正比。即， 预处理层12厚度越厚，预处理层12内部的本征应力越大。当预处理层12内部 的本征应力过大时，预处理层12内部可能产生裂纹，裂纹的存在会影响柔性基 底13的表面形貌特征。
为避免预处理层12内部的本征应力对柔性基底13的表面形貌特征产生影 响，在本实施例中，预处理层12的厚度为0.1μm～10μm，例如优选为0.1μm、 0.5μm、1μm、3μm、5μm、10μm。如此，预处理层12向基板11施加的压应力 大小适中，同时还能够避免预处理层12内部本征应力过大而带来的裂纹问题。
柔性基底13的材料包括透明聚酰亚胺(Colorless Poly Imide，CPI)、黄色 聚酰亚胺(Yellow Poly Imide，YPI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)或者聚萘二甲酸乙二醇 酯(PEN)。
具体地，预处理层12为有机材料层时，该有机材料层的整体厚度为 1μm～5μm，同时有机材料的热膨胀系数为0.2×10-6/℃-0.5×10-6/℃时，可进一步 有效的避免基板翘曲问题，该预处理层12具有更优异的效果。
在本实施例中，柔性基底13为叠层结构。具体地，柔性基底13包括第一 柔性基底131、位于第一柔性基底131上的阻隔层132以及位于阻隔层132上的 第二柔性基底133组成。此外，第一柔性基底131的材料为CPI，第二柔性基底 133的材料为CPI。
其中，阻隔层132的材料包括二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氧化氮硅 中的一种或多种。在其他实施例中，阻隔层还可以是单层结构。
由第一柔性基底131、阻隔层132和第二柔性基底133组成的柔性基底13， 具有良好的水和氧气阻隔性能，很大程度上降低水和氧气透过柔性基底13的概 率，保护薄膜晶体管结构及有机发光二极管结构，提高阵列基板的使用寿命。
在本实施例中，基板11在预处理层12的作用下发生预弯曲，该预弯曲的 方向与基板11边缘上翘的趋势相反；如此，在基板11与柔性基底13之间设置 预处理层12，能够有效地避免基板11翘曲的问题。
本发明又一实施例还提供了一种衬底基板，与前一实施例不同的是，本实 施例中，衬底基板中预处理层的材料为无机材料。以下将结合附图进行详细说 明，需要说明的是，与前述实施例相同或相应的特征，可参考前述实施例的相 应说明，以下不做赘述。
图2为本发明又一实施例提供的一种衬底基板的剖面结构示意图。
参考图2，本实施例提供的衬底基板包括：基板21；位于基板21上的预处 理层22；位于预处理层22上的柔性基底23。
在本实施例中，预处理层22为无机材料层，其中包括二氧化硅(SiO2)、氮 化硅(SiNx)或氧化氮硅中的一种或多种。此外，为避免预处理层22内部的本 征应力对柔性基底23的表面形貌特征产生影响，该预处理层22的整体厚度为 0.005μm～1μm，例如优选地为0.05μm、0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.7μm，在保证 预处理层22向基板21施加足够的压应力的同时，避免预处理层22内部本征应 力过大而带来的裂纹问题，保证柔性基底23表面具有良好的形貌特征；同时， 还有利于保证预处理层22的厚度均匀性，从而有利于进一步的改善柔性基底23 底部表面平整性。
本实施例中，预处理层22的热膨胀系数小于基板21的热膨胀系数，且预 处理层22的热膨胀系数小于柔性基底23的热膨胀系数。
其中，预处理层22的热膨胀系数为0.1×10-6/℃～1×10-6/℃，基板21的热 膨胀系数为1×10-6/℃～10×10-6/℃。有关预处理层22以及基板21的热膨胀系数 的详细描述，可参考前述实施例的相应说明，在此不再赘述。
在本实施例中，基板21受到来自预处理层22的压应力，被施加压应力的 基板21发生预弯曲，且预弯曲的方向为远离预处理层22方向。同时，由于柔 性基底23的热膨胀系数大于预处理层22的热膨胀系数且还大于基板21的热膨 胀系数，因此柔性基底21在受热后会向预处理层22施加拉应力作用，相应的， 基板21也受到朝向柔性基底21的拉应力作用，在该拉应力的作用下发生预弯 曲的基板21再次进行翘曲变形，且该翘曲变形的方向与预弯曲的方向相反，因 而使得基板21最终具有良好的界面平整性。相应的，柔性基底23底部表面的 平整性好，且保证基板21能够很好地在各个机台上被吸附和传递。
具体地，当预处理层22为无机材料层时，该无机材料层的整体厚度为0. 05μm～0.8μm，同时无机材料的热膨胀系数为0.2×10-6/℃-0.5×10-6/℃时，可进 一步有效的避免基板翘曲问题，该预处理层12具有更优异的效果。
可知的，当预处理层22为至少一层有机材料层和至少一层无机材料层时， 该预处理层22的总厚度为0.05μm～8μm，如此，即可保证预处理层22不会太厚， 又可保证预处理层22能够避免阵列基板制造过程中的基板出现的翘曲的问题。
相应的，本发明实施例还提供了一种可用于制作上述阵列基板的制作方法， 包括：提供基板；在所述基板上形成预处理层，预处理层用于向基板施加压应 力；在预处理层上形成柔性基底，且柔性基底与基板分别位于预处理层相对的 表面上。
以下将结合附图对本发明实施例提供的阵列基板的制作方法进行详细说 明。
图3至图5为本发明一实施例提供的阵列基板的制作方法各步骤对应的剖 面结构示意图。
参考图3，提供基板31，在基板31上形成预处理层32，预处理层32向基 板31施加压应力。
基板31起到承载作用。基板31需要对预设波长具备透过性，如针对308nm 准分子激光，可以选用石英玻璃或者蓝宝石玻璃，其对308nm波长的紫外激光 具备高透过性。
预处理层32的材料包括有机材料和/或无机材料，其中有机材料包括聚酰亚 胺(Polyimide)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的一种或 多种；无机材料包括氧化硅、氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅中 的一种或多种。
在本实施例中，预处理层32为无机材料层，预处理层32的热膨胀系数小 于基板31和后续形成的柔性基底的热膨胀系数。预处理层32的形成方式包括 化学气相沉积工艺(Chemical Vapor Deposition，CVD)或原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)。
需要说明的是，预处理层32为有机材料层时，预处理层32的形成方式包 括喷墨打印工艺(Ink-Jet Printing，IJP)或闪蒸工艺(Monomer)。
需要说明的是，在基板31上形成预处理层32之前，需要确定基板31的热 膨胀系数和后续所需形成的柔性基底的热膨胀系数，预处理层32的材料类型由 柔性基底和基板31的热膨胀系数决定。
需要说明的是，在形成预处理层32时，基板31在预处理层32的作用下会 发生预弯曲，该预弯曲的方向与基板31后续边缘上翘的趋势相反，预弯曲的幅 度由基板31的热膨胀系数和柔性基底的热膨胀系数之间的差值大小决定。
参考图4，在预处理层32上形成柔性基底33。
在本实施例中，形成的柔性基底33为叠层结构，包括第一柔性基底331、 阻隔层332及第二柔性基底333，其中，第一柔性基底331位于预处理层32表 面，阻隔层332位于第一柔性基底331和第二柔性基底332之间。
第一柔性基底331的形成方式与第二柔性基底332的形成方式可以相同也 可以不同。阻隔层332的形成方式与预处理层32的形成方式可以相同也可以不 同。
可知的，基板31、预处理层32和柔性基底33共同构成衬底基板。
在本实施例中，第一柔性基底331和第二柔性基底332为透明聚酰亚胺。 由于透明聚酰亚胺的透光性较黄色聚酰亚胺的透光性好，第一柔性基底331和
第二柔性基底332均为透明聚酰亚胺，因而柔性基底33的整体透光性好。
本实施例中，在预处理层32上形成柔性基底33的工艺步骤包括加热固化 处理。在加热固化处理过程中，柔性基底33受热变形，从而对基板31提供拉 应力作用，使得基板31边缘上翘；由于基板31经历过预弯曲，因而基板31边 缘上翘后，基板31将具有良好的界面平整性。
参考图5，在形成柔性基底33后，使预处理层32与柔性基底33分离。
在本实施例中，采用激光剥离技术(Laser lift-off，LLO)使预处理层32与 柔性基底33分离。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用机械分离等手 段使预处理层32与柔性基底33分离。
基板31在预处理层32的作用下会发生预弯曲，该预弯曲的方向与基板31 边缘上翘的趋势相反；如此，在基板31与柔性基底33之间设置预处理层32， 能够有效地避免基板31翘曲问题，使得基板31具有良好的界面平整性，相应 地，柔性基底33底部的平整性好，且保证基板31能够被很好地吸附和传递。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实 施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本 发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为 准。

Claims (10)

1.一种衬底基板，其特征在于，包括：
基板以及位于所述基板上的预处理层，所述预处理层用于向所述基板施加压应力；
柔性基底，所述柔性基底与所述基板分别位于所述预处理层相对的表面上。
2.如权利要求1所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层的热膨胀系数分别小于所述基板和所述柔性基底的热膨胀系数；优选的，所述预处理层的热膨胀系数范围为0.1×10-6/℃～1×10-6/℃。
3.如权利要求2所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层包括至少一层有机材料层，和/或，至少一层无机材料层；优选的，所述有机材料层和所述无机材料层交替层叠设置。
4.如权利要求1-3任一项所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层的材料为无机材料；优选的，所述预处理层的材料包括氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层的厚度0.005μm～1μm。
6.如权利要求1-3任一项所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层的材料为有机材料；优选的，所述预处理层的材料包括黄色聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的衬底基板，其特征在于，所述预处理层的厚度为0.1μm～10μm。
8.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供基板；
在所述基板上形成预处理层，所述预处理层用于向所述基板施加压应力；
在所述预处理层上形成柔性基底，且所述柔性基底与所述基板分别位于所述预处理层相对的表面上。
9.如权利要求8所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、闪蒸工艺或喷墨打印工艺形成所述预处理层。
10.如权利要求8或9任一项所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述在所述预处理层上形成柔性基底的工艺步骤包括加热固化处理；所述在所述预处理层上形成柔性基底的工艺步骤之后，还包括：进行剥离工艺，使所述柔性基底与所述预处理层分离。
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