CN110854130A - 一种柔性薄膜基板及其制备方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性薄膜基板，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层和第二衬底层，所述第二衬底层设置在所述第一衬底层之上；其中，所述第二衬底层的弯折区设置有至少一个凹槽；本发明通过在柔性衬底的弯折区形成凹槽，降低弯折区域的基板的厚度，使弯折区域的应力中性线趋近于金属走线层，从而提高柔性薄膜基板的弯折性能，避免弯折区域出现内应力增加及膜层断裂等问题，且本发明的柔性薄膜基板结构包括至少层叠设置的两层衬底层，满足高柔性、耐热、高阻水阻氧等要求。

Description

一种柔性薄膜基板及其制备方法、显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性薄膜基板及其制备方法、显示面板、显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，显示面板领域正朝着更轻、更薄、更柔、更透明的方向发展，传统的玻璃基板由于自身硬和脆等特性，难以满足未来柔性显示技术的要求，而高分子薄膜基板具有质轻、柔性、综合性能优异等特点，可以很好地满足未来柔性显示技术对柔性的要求。因此，柔性高分子基板材料是未来柔性显示技术的首选材料。
目前用作柔性基板最具发展前景的高分子材料是聚酰亚胺，聚酰亚胺具有优异的耐热性、耐辐射性能、耐化学性、电绝缘性、机械性能等，但柔性基板上制备TFT(Thin FilmTransistor，薄膜晶体管)后，中性线与金属走线区不统一，使得弯折区域容易出现应力集中、金属走线等弯折断裂的问题。
综上所述，现有技术的柔性基板，由于在柔性基板之上制备薄膜晶体管后，导致弯折区的应力中性线与金属走线层不统一，导致弯折区域容易出现应力集中、金属走线层弯折断裂的问题。故，有必要提供一种新的柔性薄膜基板及其制备、显示面板、显示装置方法来改善这一缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种柔性薄膜基板，用于解决现有技术的柔性基板，由于在柔性基板之上制备薄膜晶体管后，导致弯折区的应力中性线与金属走线层不统一，导致弯折区域容易出现应力集中、金属走线层弯折断裂的技术问题。
本发明实施例提供一种柔性薄膜基板，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层和第二衬底层，所述第二衬底层设置在所述第一衬底层之上；其中，所述第二衬底层的弯折区设置有至少一个凹槽。
进一步的，所述柔性衬底还包括第三衬底层，所述第三衬底层设置于所述第一衬底层远离所述第二衬底层的一侧、或者设置于所述第二衬底层远离所述第一衬底层的一侧。
进一步的，所述第一衬底层与所述第二衬底层之间设置有阻隔层。
进一步的，所述第一衬底层的弯折区设置有至少一个凹槽。
进一步的，所述第一衬底层的弯折区的凹槽的大小、形状对应于所述第二衬底层的弯折区的凹槽。
进一步的，所述凹槽的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
本发明实施例提供一种柔性薄膜基板的制备方法，所述方法包括步骤：
S101、提供一支撑层，在所述支撑层上涂覆聚酰胺酸溶液，制得第一衬底层；
S102、在所述第一衬底层之上制备有机材料层，并将所述有机材料层图案化，在所述柔性薄膜基板的弯折区形成凸起；
S103、在所述第一衬底层之上涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述有机材料层；
S104、低温烘烤所述聚酰胺酸溶液，制得聚酰胺酸膜层；
S105、将所述柔性薄膜基板置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第二衬底层，且所述有机材料层分解并逸出气体，形成凹槽；
S106、将所述第一衬底层与所述支撑层剥离，制得所述柔性薄膜基板。
进一步的，在S102中，所述凸起的截面形状为至少一个长方形、至少一个梯形、或者至少一个半圆形。
本发明实施例提供一种显示面板，包括上述的柔性薄膜基板。
本发明实施例提供一种显示装置，包括上述的显示面板。
有益效果：本发明实施例提供的一种柔性薄膜基板，通过在柔性衬底的弯折区形成凹槽，降低弯折区域的基板的厚度，使弯折区域的应力中性线趋近于金属走线层，从而提高柔性薄膜基板的弯折性能，避免弯折区域出现内应力增加及膜层断裂等问题，且本发明的柔性薄膜基板结构包括至少层叠设置的两层衬底层，满足高柔性、耐热、高阻水阻氧等要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的柔性薄膜基板的基本结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的柔性薄膜基板的基本结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的柔性薄膜基板的基本结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的柔性薄膜基板的基本结构示意图；
图5a～5c为本发明实施例五提供的柔性薄膜基板的基本结构示意图；
图6为本发明提供的实施例一的柔性薄膜基板的制备方法流程图；
图7a～7d为本发明提供的实施例一的柔性薄膜基板的制备工艺流程图；
图8a～8g为本发明提供的实施例四的柔性薄膜基板的制备工艺流程图；
图9a、9b分别为本发明实施例提供的显示面板的非弯折状态以及弯折状态的基本结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在现有技术的柔性基板中，由于在柔性基板之上制备薄膜晶体管后，导致弯折区的应力中性线与金属走线层不统一，导致弯折区域容易出现应力集中、金属走线层弯折断裂的问题，本实施例能够解决该缺陷。
如图1所示，本发明实施例一提供的柔性薄膜基板的基本结构图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底101层和第二衬底层102，所述第二衬底层102设置在所述第一衬底层101之上；其中，所述第二衬底层102的弯折区设置有至少一个凹槽103，所述凹槽103使得弯折区的柔性薄膜基板的厚度相对非弯折区的柔性薄膜基板的厚度变薄，相应的，使得弯折区的应力中性线上移并趋近于金属走线区域，从而改善TFT结构在弯折区域的性能。
在一种实施例中，所述弯折区的宽度范围为0.5毫米至2.0毫米，所述凹槽103的宽度对应于所述弯折区的宽度。
在一种实施例中，所述凹槽103的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
在一种实施例中，所述柔性衬底包括至少两层衬底层，在制备过程中，可制备双层或多层柔性基板结构，提高柔性基板阻隔水氧的性能。
如图2所示，本发明实施例二提供的柔性薄膜基板的基本结构图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层201和第二衬底层202，所述第二衬底层202设置在所述第一衬底层201之上；其中，所述第二衬底层202的弯折区设置有至少一个凹槽203。
在一种实施例中，所述柔性衬底还包括第三衬底层204，所述第三衬底层204设置于所述第一衬底层201远离所述第二衬底层202的一侧，在制备过程中，应先制备第三衬底层204，再制备第一衬底层201，最后制备第二衬底层202；本实施例提供的三层柔性薄膜基板的结构，具有更好的阻隔水氧性能。
具体地，所述第一衬底层201和所述第三衬底层204的弯折区均可设置与所述第二衬底层202的凹槽203相对应的凹槽，所述凹槽的形状、大小可相同或者不同；在一种实施例中，所述凹槽的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
如图3所示，本发明实施例三提供的柔性薄膜基板的基本结构图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层301和第二衬底层302，所述第二衬底层302设置在所述第一衬底层301之上；其中，所述第二衬底层302的弯折区设置有至少一个凹槽303。
在本实施例中，所述柔性衬底还包括第三衬底层304，所述第三衬底层304设置于所述第二衬底层302远离所述第一衬底层301的一侧，在制备过程中，应先制备第一衬底层301，再制备第二衬底层302，最后制备第三衬底层304；本实施例提供的三层柔性薄膜基板的结构，具有更好的阻隔水氧性能。
具体地，所述第一衬底层301和所述第三衬底层304的弯折区均可设置与所述第二衬底层302的凹槽303相对应的凹槽，所述凹槽的形状、大小可相同或者不同；在一种实施例中，所述凹槽的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
如图4所示，本发明实施例四提供的柔性薄膜基板的基本结构图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层401和第二衬底层402，所述第二衬底层402设置在所述第一衬底层401之上；其中，所述第二衬底层402的弯折区设置有至少一个凹槽403。
在一种实施例中，所述第一衬底层401与所述第二衬底层402之间设置有阻隔层404，所述阻隔层404的材料为二氧化硅结构或二氧化硅与硅的氧化物的堆叠结构。
在一种实施例中，所述第一衬底层401的弯折区设置有至少一个凹槽405，所述第一衬底层401的弯折区的凹槽405的大小、形状与所述第二衬底层402的弯折区的凹槽403的大小、形状可相同或者不同。
在一种实施例中，所述凹槽的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
如图5a～5c所示，本发明实施例五提供的柔性薄膜基板的基本结构图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层501和第二衬底层502，所述第二衬底层502设置在所述第一衬底层501之上，所述第二衬底层502的弯折区设置有至少一个凹槽，所述第一衬底层501与所述第二衬底层502之间设置有阻隔层504，所述第一衬底层501的弯折区设置有至少一个凹槽。
在一种实施例中，所述凹槽均包括三个子凹槽，所述子凹槽等间距分布，本实施例设计多个子凹槽结构，是为了优化凹槽空间，将单一尺寸更小化，避免凹槽空间发生坍塌风险；所述第一衬底层501的弯折区的凹槽505的大小、形状与所述第二衬底层502的弯折区的凹槽503的大小、形状可相同或者不同；在一种实施例中，所述凹槽的截面形状为三个长方形503(如图5a)、三个梯形506(如图5b)、或者三个半圆形507(如图5c)。
如图6所示，本发明提供的实施例一的柔性薄膜基板的制备方法流程图，所述方法包括如下步骤：
S601、提供一支撑层，在所述支撑层上涂覆聚酰胺酸溶液，制得第一衬底层；
S602、在所述第一衬底层之上制备有机材料层，并将所述有机材料层图案化，在所述柔性薄膜基板的弯折区形成凸起；
S603、在所述第一衬底层之上涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述有机材料层；
S604、低温烘烤所述聚酰胺酸溶液，制得聚酰胺酸膜层；
S605、将所述柔性薄膜基板置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第二衬底层，且所述有机材料层分解并逸出气体，形成凹槽；
S606、将所述第一衬底层与所述支撑层剥离，制得所述柔性薄膜基板。
在一种实施例中，在S602中，所述凸起的截面形状为至少一个长方形、至少一个梯形、或者至少一个半圆形。
如图7a～7d所示，本发明提供的实施例一的柔性薄膜基板的制备工艺流程图，首先提供一支撑层701，所述支撑层701的材质为玻璃、金属、或者无机物；然后在支撑层701之上均匀涂覆聚酰胺酸溶液，所述湿膜的厚度范围为50微米至300微米，所述聚酰胺酸溶液经低温烘烤成聚酰胺酸膜层后，去除有机溶剂，所述烘烤成膜的温度范围为20度至80度，烘烤时间为1分钟至20分钟；然后将产品置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述升温速率范围为5度每分钟至20度每分钟，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第一衬底层702，所述反应过程温度范围为350度至550度，反应时间范围为0.1小时至1.0小时，反应完成后再冷却至室温。
接下来，在所述第一衬底层702之上均匀涂覆有机材料，所述有机材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、或者聚碳酸酯，所述有机材料的粘度范围为1000cps至2000cps，所述有机材料的热分解温度范围为350度至450度，涂覆的湿膜厚度范围为30微米至100微米，然后进行烘烤成膜，制得有机材料层703，所述有机材料层的成膜温度范围为200度至300度，所述有机材料层的成膜时间范围为0.1小时至1.0小时；然后利用干刻蚀技术，将所述有机材料层703图案化，得到对应于所述柔性薄膜基板的弯折区的有机材料层704，所述有机材料层704的宽度范围为0.5毫米至2.0毫米，所述有机材料层704的截面形状不仅仅是一个长方形，还可以为多个长方形，或者至少一个梯形，又或者至少一个半圆形等。
接下来，在所述第一衬底层702之上均匀涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述有机材料层704，所述聚酰胺酸的湿膜的厚度范围为50微米至300微米，所述聚酰胺酸溶液经低温烘烤成聚酰胺酸膜层后，去除有机溶剂，所述烘烤成膜的温度范围为20度至80度，烘烤时间为1分钟至20分钟；然后将产品置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述升温速率范围为5度每分钟至20度每分钟，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第二衬底层705，且同时所述有机材料层704分解并逸出气体，形成凹槽706，所述反应过程温度范围为350度至550度，反应时间范围为0.1小时至1.0小时，反应完成后再冷却至室温；最后将产品与所述支撑层701剥离，制得所述柔性薄膜基板。
在本实施例中，所使用的有机材料具有粘度低的特点，低粘度材料有利于控制薄膜厚度，可以很好地实现有机材料膜厚低于聚酰亚胺膜厚的设计，从而提高柔性基板的表面平坦度，并保持聚酰亚胺的优异性能。
如图8a～8g所示，本发明提供的实施例四的柔性薄膜基板的制备工艺流程图，首先提供一支撑层801，所述支撑层801的材质为玻璃、金属、或者无机物；然后在支撑层801之上均匀涂覆有机材料，所述有机材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、或者聚碳酸酯，所述有机材料的粘度范围为1000cps至2000cps，所述有机材料的热分解温度范围为350度至450度，涂覆的湿膜厚度范围为30微米至100微米，然后进行烘烤成膜，制得第一有机材料层802，所述第一有机材料层的成膜温度范围为200度至300度，所述第一有机材料层的成膜时间范围为0.1小时至1.0小时；然后利用干刻蚀技术，将所述第一有机材料层802图案化，得到对应于所述柔性薄膜基板的弯折区的第一有机材料层803，所述第一有机材料层803的宽度范围为0.5毫米至2.0毫米，所述第一有机材料层803的截面形状不仅仅是一个长方形，还可以为多个长方形，或者至少一个梯形，又或者至少一个半圆形等。
接下来，在支撑层801之上均匀涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述第一有机材料层803，所述聚酰胺酸的湿膜的厚度范围为50微米至300微米，所述聚酰胺酸溶液经低温烘烤成聚酰胺酸膜层后，去除有机溶剂，所述烘烤成膜的温度范围为20度至80度，烘烤时间为1分钟至20分钟；然后将产品置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述升温速率范围为5度每分钟至20度每分钟，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第一衬底层804，且同时所述第一有机材料层803分解并逸出气体，形成第一凹槽805，所述反应过程温度范围为350度至550度，反应时间范围为0.1小时至1.0小时，反应完成后再冷却至室温。
然后，在所述第一衬底层804之上制备阻隔层806，所述阻隔层806的材料为二氧化硅结构或二氧化硅与硅的氧化物的堆叠结构，所述阻隔层806的厚度范围为100纳米至600纳米；接下来在所述阻隔层806之上均匀涂覆有机材料，所述有机材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、或者聚碳酸酯，所述有机材料的粘度范围为1000cps至2000cps，所述有机材料的热分解温度范围为350度至450度，涂覆的湿膜厚度范围为30微米至100微米，然后进行烘烤成膜，制得第二有机材料层807，所述第二有机材料层的成膜温度范围为200度至300度，所述第二有机材料层的成膜时间范围为0.1小时至1.0小时；然后利用干刻蚀技术，将所述第二有机材料层807图案化，得到对应于所述柔性薄膜基板的弯折区的第二有机材料层808，所述第二有机材料层808的宽度范围为0.5毫米至2.0毫米，所述第二有机材料层808的截面形状不仅仅是一个长方形，还可以为多个长方形，或者至少一个梯形，又或者至少一个半圆形等，可以与所述第一有机材料层803相同或者不同。
接下来，在所述阻隔层806之上均匀涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述第二有机材料层808，所述聚酰胺酸的湿膜的厚度范围为50微米至300微米，所述聚酰胺酸溶液经低温烘烤成聚酰胺酸膜层后，去除有机溶剂，所述烘烤成膜的温度范围为20度至80度，烘烤时间为1分钟至20分钟；然后将产品置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述升温速率范围为5度每分钟至20度每分钟，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第二衬底层809，且同时所述第二有机材料层808分解并逸出气体，形成第二凹槽810，所述反应过程温度范围为350度至550度，反应时间范围为0.1小时至1.0小时，反应完成后再冷却至室温；最后将产品与所述支撑层801剥离，制得所述柔性薄膜基板。
在本实施例中，所使用的有机材料具有粘度低的特点，低粘度材料有利于控制薄膜厚度，可以很好地实现有机材料膜厚低于聚酰亚胺膜厚的设计，从而提高柔性基板的表面平坦度，并保持聚酰亚胺的优异性能。
如图9a、图9b所示，本发明实施例提供的显示面板的非弯折状态以及弯折状态的基本结构示意图，本发明实施例提供的显示面板，包括上述的柔性薄膜基板901、设置于所述柔性薄膜基板901上的缓冲层902、设置于所述缓冲层902上的电路功能层903以及设置于所述电路功能层903上的发光功能层904。本发明实施例通过在所述柔性薄膜基板901上设置凹槽，使得弯折区的柔性薄膜基板的厚度相对非弯折区的柔性薄膜基板的厚度变薄，相应的，使得弯折区的应力中性线上移并趋近于电路功能层903，从而改善TFT结构在弯折区域的性能。
本发明实施例提供一种显示装置，包括上述的显示面板以及驱动芯片，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
综上所述，本发明实施例提供的柔性薄膜基板，通过在柔性衬底的弯折区形成凹槽，降低弯折区域的基板的厚度，使弯折区域的应力中性线趋近于金属走线层，从而提高柔性薄膜基板的弯折性能，避免弯折区域出现内应力增加及膜层断裂等问题，且本发明的柔性薄膜基板结构包括至少层叠设置的两层衬底层，满足高柔性、耐热、高阻水阻氧等要求，解决了现有技术的柔性基板，由于在柔性基板之上制备薄膜晶体管后，导致弯折区的应力中性线与金属走线层不统一，导致弯折区域容易出现应力集中、金属走线层弯折断裂的技术问题。
以上对本发明实施例所提供的一种柔性薄膜基板及其制备方法、显示面板、显示装置进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而并不用于限制本发明。

Claims (10)

1.一种柔性薄膜基板，其特征在于，所述柔性薄膜基板包括柔性衬底，所述柔性衬底包括层叠设置的第一衬底层和第二衬底层，所述第二衬底层设置在所述第一衬底层之上；
其中，所述第二衬底层的弯折区设置有至少一个凹槽。
2.如权利要求1所述的柔性薄膜基板，其特征在于，所述柔性衬底还包括第三衬底层，所述第三衬底层设置于所述第一衬底层远离所述第二衬底层的一侧、或者设置于所述第二衬底层远离所述第一衬底层的一侧。
3.如权利要求1所述的柔性薄膜基板，其特征在于，所述第一衬底层与所述第二衬底层之间设置有阻隔层。
4.如权利要求3所述的柔性薄膜基板，其特征在于，所述第一衬底层的弯折区设置有至少一个凹槽。
5.如权利要求4所述的柔性薄膜基板，其特征在于，所述第一衬底层的弯折区的凹槽的大小、形状对应于所述第二衬底层的弯折区的凹槽。
6.如权利要求1所述的柔性薄膜基板，其特征在于，所述凹槽的截面形状为长方形、梯形、或者半圆形。
7.一种柔性薄膜基板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S101、提供一支撑层，在所述支撑层上涂覆聚酰胺酸溶液，制得第一衬底层；
S102、在所述第一衬底层之上制备有机材料层，并将所述有机材料层图案化，在所述柔性薄膜基板的弯折区形成凸起；
S103、在所述第一衬底层之上涂覆聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液覆盖所述有机材料层；
S104、低温烘烤所述聚酰胺酸溶液，制得聚酰胺酸膜层；
S105、将所述柔性薄膜基板置于高纯氮气气氛中升温脱水，所述聚酰胺酸膜层发生高温热酰亚胺化反应，制得第二衬底层，且所述有机材料层分解并逸出气体，形成凹槽；
S106、将所述第一衬底层与所述支撑层剥离，制得所述柔性薄膜基板。
8.如权利要求7所述的柔性薄膜基板的制备方法，其特征在于，在S102中，所述凸起的截面形状为至少一个长方形、至少一个梯形、或者至少一个半圆形。
9.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的柔性薄膜基板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的显示面板。
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