CN110767090A - 一种显示基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示基板及其制备方法、显示装置。显示基板的制备方法，包括：在硬质衬底上形成柔性基底，柔性基底在开孔区设置有开孔；在开孔内填充可溶性有机材料；在柔性基底上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构；将硬质衬底和显示基板分离；用溶剂对有机材料进行处理，以去除所述有机材料。采用该方法制备显示基板过程中，减少了硬质衬底与显示基板分离过程中开孔区对像素岛区和连接桥区的拉伸破坏，避免了对显示基板的损伤，提高了显示基板的良率；同时，在平坦层制程过程中，降低了曝光和刻蚀的难度，降低了生产成本，减小了显示基板的制作难度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示基板及其制备方法、显示装置。
背景技术
可拉伸显示器是在具有保持图像质量的前提下，可进行一定量拉伸的显示器件，可拉伸显示器件可应用于健身追踪器、可穿戴设备、物联网设备、汽车和人工智能等多个领域。
可拉伸显示器件的制备方式有很多种，目前，常用的可拉伸显示器件主要有皱缩和开孔方式。皱缩是将基板皱缩处理后，通过基板的皱缩特性实现可拉伸。开孔式可拉伸显示器件包括像素岛区、连接桥区和开孔区，开孔区位于像素岛区之间，相邻像素岛区通过连接桥区连接。在开孔区，可拉伸显示器件的基底上设置有开孔，也就是在基底上进行挖槽，从而将像素岛区隔开。当显示器件受到拉伸时，由于开孔的存在，像素岛发生扭转，实现显示器件的可拉伸。
可拉伸显示器件的基底为柔性基底，在制备可拉伸显示器件时，在玻璃上涂覆形成柔性基底，在后续制程中，需要将位于开孔区的柔性基底刻蚀掉以形成开孔区的开孔。现有的开孔式可拉伸显示器件，在平坦层制备过程中，曝光和刻蚀的难度较大，增加了显示基板制作成本；而且，在玻璃和显示基板分离过程中，容易造成显示基板损伤，降低了显示器件的良率。
发明内容
本发明实施例的目的是，提供一种显示基板及其制备方法、显示装置，以减小硬质衬底和显示基板分离过程中对显示基板的损伤，提高产品良率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种显示基板的制备方法，所述显示基板包括多个像素岛区、设置在相邻像素岛区之间的开孔区以及连接相邻像素岛区的连接桥区，所述制备方法，包括：
在硬质衬底上形成柔性基底，所述柔性基底在开孔区设置有开孔；
在所述开孔内填充可溶性有机材料；
在所述柔性基底上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构；
将硬质衬底和所述显示基板分离；
用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料。
可选地，在所述开孔内填充可溶性有机材料，包括：
在形成所述柔性基底的硬质衬底上涂覆可溶性有机材料薄膜，使得有机材料填充在所述开孔内；
对所述有机材料薄膜进行图案化处理，去除位于所述开孔之外位置的有机材料薄膜，保留所述开孔内的有机材料。
可选地，所述开孔内的有机材料的厚度大于或等于所述柔性基底的厚度，所述厚度为在垂直于硬质衬底方向上的尺寸。
可选地，所述有机材料包括高分子可溶性聚酰亚胺、烯腈聚合物中的至少一种。
可选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺中的至少一种。
可选地，用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料，包括：
将所述显示基板的柔性基底部浸泡到溶剂中，有机材料在溶剂的作用下溶解。
可选地，浸泡的时间为110分钟～130分钟。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示基板，采用以上所述的制备方法制备而成。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括以上所述的显示基板。
本发明实施例显示基板的制备方法，通过在开孔内设置有机材料，减小了制备过程中像素岛区与开孔区的段差，以及连接桥区与开孔区的段差，从而，减少了硬质衬底与显示基板分离过程中开孔区对像素岛区和连接桥区的拉伸破坏，保护了像素岛结构和连接桥结构，避免了对显示基板的损伤，提高了显示基板的良率；同时，在平坦层制程过程中，降低了曝光和刻蚀的难度，提高了平坦层的制程效率，降低了生产成本，减小了柔性显示基板的制作难度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明第一实施例显示基板的制备方法的示意图；
图2a为显示基板中形成柔性基底后的结构示意图；
图2b-1为显示基板中开孔内填充有机材料后的截面结构示意图；
图2b-2为填充有机材料后的俯视结构示意图；
图2c为显示基板中形成栅电极后的结构示意图；
图2d为显示基板中形成第二绝缘层后的结构示意图；
图2e为显示基板中形成栅电极、漏电极和连接线后的结构示意图；
图2f为显示基板中形成平坦薄膜后的结构示意图；
图2g为显示基板中形成平坦层后的结构示意图；
图3为将硬质衬底分离后的显示基板结构示意图；
图4为最终获得的显示基板的俯视结构示意图。
附图标记说明：
10—硬质衬底； 20—柔性基底； 21—阻挡层；
22—有源层； 23—第一绝缘薄膜； 24—栅电极；
25—第二绝缘层； 26—源电极； 27—漏电极；
30—平坦层； 301—连接线； 51—开孔；
52—有机材料。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
经本申请发明人研究发现，可拉伸柔性显示器件，柔性基底膜层厚度较大，当将开孔区的柔性基底刻蚀掉后，像素岛区与开孔区以及连接桥区与开孔区会存在比较大的段差。在后续制备平坦层时，由于平坦薄膜需要涂满整个基板，从而在开孔区的平坦薄膜厚度较大，这就导致去除开孔区的平坦薄膜时曝光和刻蚀的难度增加，提高了平坦层的制作成本。另一方面，显示基板制备完成后，需要采用激光将玻璃和显示基板分离，连接桥区与开孔区的较大段差以及像素岛区与开孔区的较大段差，使得玻璃和显示基板分离过程中会对连接桥区和像素岛区产生一定的拉伸力，对显示基板造成损伤，影响了显示器件的品质。
为了解决以上技术问题，本发明实施例提出了一种显示基板的制备方法。该制备方法包括：在硬质衬底上形成柔性基底，所述柔性基底在开孔区设置有开孔；在所述开孔内填充可溶性有机材料；在所述柔性基底上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构；将硬质衬底和所述显示基板分离；用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料。
下面将通过具体的实施例详细介绍本发明的技术内容。
第一实施例：
图1为本发明第一实施例显示基板的制备方法的示意图。显示基板包括多个像素岛区、设置在相邻像素岛区之间的开孔区以及连接相邻像素岛区的连接桥区，如图1所示，显示基板的制备方法，包括：
在硬质衬底上形成柔性基底，所述柔性基底在开孔区设置有开孔；
在所述开孔内填充可溶性有机材料；
在所述柔性基底上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构；
将硬质衬底和所述显示基板分离；
用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料。
在一个实施例中，在所述开孔内填充可溶性有机材料，可以包括：
在形成所述柔性基底的硬质衬底上涂覆可溶性有机材料薄膜，使得有机材料填充在所述开孔内；
对所述有机材料薄膜进行图案化处理，去除位于所述开孔之外位置的有机材料薄膜，保留所述开孔内的有机材料。
在一个实施例中，可溶性有机材料可以包括高分子可溶性聚酰亚胺、烯腈聚合物等中的一种或多种。
在一个实施例中，所述溶剂可以包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)等中的至少一种。
下面通过显示基板的制备过程详细说明本发明实施例的技术方案。在下面的实施例中，以包括顶栅型薄膜晶体管的驱动结构为例来介绍，容易理解的是，在实际实施中，薄膜晶体管的结构可以根据实际需要设置，并不限于顶栅型薄膜晶体管。其中，本实施例中所说的“构图工艺”包括涂覆光刻胶、掩膜曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，本实施例中所说的“光刻工艺”包括掩膜曝光、显影等处理，本实施例中所说的蒸镀、沉积、涂覆、涂布等均是相关技术中成熟的制备工艺。
(1)提供硬质衬底10。衬底10可以为玻璃衬底或硅基衬底。
(2)在硬质衬底10上形成柔性基底20，柔性基底20在开孔区设置有开孔。具体包括，在硬质衬底10的一侧上涂布柔性材料，固化成膜，形成柔性薄膜；通过光刻工艺对柔性薄膜进行图案化处理，在开孔区形成开孔51，以形成柔性基底20，开孔51贯穿柔性薄膜，如图2a所示，图2a为显示基板中形成柔性基底后的结构示意图。本实施例中，柔性材料可以采用聚酰亚胺PI、聚对苯二甲酸乙二酯PET或经表面处理的聚合物软膜等材料。可以采用干法刻蚀对位于开孔区的柔性薄膜进行刻蚀来形成开孔51，也可以采用掩膜曝光、显影的方法去除位于开孔区的柔性材料而形成开孔51。
在其它实施例中，柔性基底可以为复合结构层，例如，柔性基底包括依次形成在硬质衬底上的第一柔性薄膜、缓冲层和第二柔性薄膜。针对复合结构层的柔性基底，在硬质衬底上形成柔性基底，柔性基底在开孔区设置有开孔，可以包括：在硬质衬底的一侧上涂布柔性材料，固化成膜，形成第一柔性薄膜；在第一柔性薄膜上形成缓冲层，通过构图工艺在缓冲层上形成位于开孔区的子开孔；在缓冲层上涂布柔性材料，固化成膜，形成第二柔性薄膜；采用光刻工艺对第二柔性薄膜和第一柔性薄膜进行图案化处理，在开孔区形成贯穿所述子开孔的开孔。容易理解的是，缓冲层的材质可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
(3)在开孔51内填充可溶性有机材料52。具体包括，在形成柔性基底20的硬质衬底10上涂覆可溶性有机材料薄膜，使得可溶性有机材料填充在开孔51内；对可溶性有机材料薄膜进行图案化处理，去除位于开孔51之外位置的可溶性有机材料，保留开孔51内的有机材料，从而完成开孔51内可溶性有机材料的填充，如图2b-1和图2b-2所示，图2b-1为显示基板中开孔内填充有机材料后的截面结构示意图，图2b-2为填充有机材料后的俯视结构示意图。在一个实施例中，可溶性有机材料可以包括高分子可溶性聚酰亚胺、烯腈聚合物等中的一种或多种。高分子可溶性聚酰亚胺可以采用化学亚胺法合成，烯腈聚合物可以采用乳液共聚等方法合成。
容易理解的是，在其它实施例中，还可以采用其它方法在开孔内填充可溶性有机材料，例如打印、滴注等，并不限于涂覆的方法。
在一个实施例中，开孔51内的可溶性有机材料的厚度大于或等于柔性基底20的厚度。容易理解的是，“厚度”为在垂直于硬质衬底方向上的尺寸。
(4)在柔性基底20上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构。具体包括：
S41：先在柔性基底20上沉积一层阻挡薄膜，形成阻挡(Barrier)层21图案。阻挡薄膜可以采用氮化硅SiNx或氧化硅SiOx等，可以是单层，也可以是氮化硅/氧化硅的多层结构。本实施例中，阻挡层21用于提高基底20的抗水氧能力。
S42：随后沉积一层有源层薄膜，通过构图工艺对有源层薄膜进行构图，在像素岛区形成设置在阻挡层21上的有源层22的图案。本次构图工艺中，连接桥区和开孔区的有源层薄膜均被刻蚀掉，保留阻挡薄膜。
S43：随后依次沉积第一绝缘薄膜和第一金属薄膜，通过构图工艺对第一金属薄膜进行构图，在像素岛区形成栅电极24和栅线(图中未示出)图案。本次构图工艺中，连接桥区和开孔区的第一金属薄膜被刻蚀掉，保留有第一绝缘薄膜23，如图2c所示，图2c为显示基板中形成栅电极后的结构示意图。
S44：随后沉积第二绝缘薄膜，通过构图工艺对第二绝缘薄膜进行构图，在像素岛区形成开设有两个第一过孔的第二绝缘层25，两个第一过孔中的第二绝缘薄膜和第一绝缘薄膜被刻蚀掉，暴露出有源层22。本次构图工艺中，连接桥区的第二绝缘薄膜、第一绝缘薄膜和阻挡薄膜均被刻蚀掉，暴露出柔性基底20，开孔区的第二绝缘薄膜、第一绝缘薄膜、阻挡薄膜均被刻蚀掉，暴露出有机材料52，如图2d所示，图2d为显示基板中形成第二绝缘层后的结构示意图。
S45：随后沉积第二金属薄膜，通过构图工艺对第二金属薄膜进行构图，在像素岛区形成源电极26、漏电极27和数据线(图中未示出)图案，源电极26和漏电极27分别通过两个第一过孔与有源层22电连接；在连接桥区形成连接线301图案，连接线301设置在柔性基底20上。本次构图工艺中，开孔区的第二金属薄膜被刻蚀掉，如图2e所示，图2e为显示基板中形成栅电极、漏电极和连接线后的结构示意图。
S46：在形成前述图案的基板上形成位于像素岛区的平坦层30，平坦层30上开设有暴露漏电极27的第二过孔。具体包括，在形成前述图案的硬质衬底上形成平坦薄膜30’，如图2f所示，图2f为显示基板中形成平坦薄膜后的结构示意图；对平坦薄膜30’进行图案化处理，去除位于连接桥区和开孔区的平坦薄膜，在像素岛区形成暴露漏电极27的第二过孔，如图2g所示，图2g为显示基板中形成平坦层后的结构示意图。
在形成平坦薄膜30’的过程中，为了获得平坦表面，需要在形成源漏电极的整个基板上涂布或沉积平坦薄膜。现有技术中，开孔区不存在有机材料52，因此，像素岛区与开孔区的段差为d1，连接区与开孔区的段差由d3。本发明实施例中，开孔区设置有有机材料52，使得像素岛区与开孔区的段差由d1减小到d2，连接区与开孔区的段差由d3减小到d4，如图2e所示。因此，在本发明实施例中，形成平坦薄膜30’后，如图2f所示，开孔区的平坦薄膜的厚度就可以大大减小(开孔区平坦薄膜的厚度由d5减小到d6)。从而，当去除开孔区的平坦薄膜时，就可以降低曝光和刻蚀的难度，提高平坦层的制程效率，避免平坦薄膜在开孔区残留。
后续，按照本领域常规技术在形成上述图案的基板上继续制作，以完成像素岛结构和连接桥结构的制作。
(5)将硬质衬底10与显示基板分离。具体地，可以采用激光剥离将硬质衬底10与显示基板分离，获得如图3所示的显示基板，图3为将硬质衬底分离后的显示基板结构示意图。容易理解的是，在图3中，示意性地示出了像素岛区的部分结构和连接桥区的部分结构，并没有完全示出像素岛结构和连接桥结构。在硬质衬底10与显示基板分离过程中，开孔区有机材料52的存在使得像素岛区与开孔区的段差大大减小，连接桥区与开孔区的段差大大减小，从而，减小了分离过程中开孔区对像素岛区和连接桥区的拉伸破坏，保护了像素岛结构和连接桥结构，避免了对显示基板的损伤，提高了显示基板的良率。
(6)用溶剂对有机材料进行处理，使有机材料溶解，以去除有机材料。具体地，可以将显示基板的柔性基底部浸泡到溶剂中，浸泡时间为110分钟～130分钟，优选为2小时，使得位于开孔51内的有机材料52在溶剂的作用下溶解，获得显示基板，如图4所示，图4为最终获得的显示基板的俯视结构示意图。容易理解的是，也可以采用溶剂对有机材料单独处理，例如，向有机材料位置滴注有机溶剂等，也可以使有机材料溶解而被去除。在一个实施例中，溶剂可以包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)等中的至少一种。
本发明实施例显示基板的制备方法，通过在开孔区内设置有机材料，减小了制备过程中像素岛区与开孔区的段差，以及连接桥区与开孔区的段差，从而，减少了硬质衬底与显示基板分离过程中开孔区对像素岛区和连接桥区的拉伸破坏，保护了像素岛结构和连接桥结构，避免了对显示基板的损伤，提高了显示基板的良率；同时，在平坦层制程过程中，降低了曝光和刻蚀的难度，提高了平坦层的制程效率，降低了生产成本，减小了柔性显示基板的制作难度。
第二实施例：
基于前述实施例的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示基板，该显示基板采用前述实施例的制备方法制备而成。
第三实施例：
基于前述实施例的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括采用前述实施例的显示基板。显示装置可以为：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。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种显示基板的制备方法，其特征在于，所述显示基板包括多个像素岛区、设置在相邻像素岛区之间的开孔区以及连接相邻像素岛区的连接桥区，所述制备方法，包括：
在硬质衬底上形成柔性基底，所述柔性基底在开孔区设置有开孔；
在所述开孔内填充可溶性有机材料；
在所述柔性基底上制备位于像素岛区的像素岛结构和位于连接桥区的连接桥结构；
将硬质衬底和所述显示基板分离；
用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述开孔内填充可溶性有机材料，包括：
在形成所述柔性基底的硬质衬底上涂覆可溶性有机材料薄膜，使得有机材料填充在所述开孔内；
对所述有机材料薄膜进行图案化处理，去除位于所述开孔之外位置的有机材料薄膜，保留所述开孔内的有机材料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开孔内的有机材料的厚度大于或等于所述柔性基底的厚度，所述厚度为在垂直于硬质衬底方向上的尺寸。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机材料包括高分子可溶性聚酰亚胺、烯腈聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用溶剂对所述有机材料进行处理，以去除所述有机材料包括：
将所述显示基板的柔性基底部浸泡到溶剂中，有机材料在溶剂的作用下溶解。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，浸泡的时间为110分钟～130分钟。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述在硬质衬底上形成柔性基底，所述柔性基底在开孔区设置有开孔，包括：
在硬质衬底的一侧上涂布柔性材料，固化成膜，形成柔性薄膜；
对柔性薄膜进行图案化处理，在开孔区形成开孔，
或者，
在硬质衬底的一侧上涂布柔性材料，固化成膜，形成第一柔性薄膜；
在第一柔性薄膜上形成缓冲层，通过构图工艺在缓冲层上形成位于开孔区的子开孔；
在缓冲层上涂布柔性材料，固化成膜，形成第二柔性薄膜；
对第二柔性薄膜和第一柔性薄膜进行图案化处理，在开孔区形成贯穿所述子开孔的开孔。
9.一种显示基板，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项制备方法制备而成。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示基板。
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