CN110854136B - 柔性显示装置基板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种柔性显示装置基板及制备方法。所述柔性显示装置基板包括:第一柔性基底、增韧层、第二柔性基底以及交织结构层。第二柔性基底，设置于所述第一柔性基底上。交织结构层，设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间，其中所述交织结构层是由所述第一柔性基底的一部分与所述第二柔性基底的一部分彼此相互穿透交织构成。增韧层间隔地设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间，且与所述交织结构层交错设置。

Description

柔性显示装置基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种柔性显示装置，尤涉及一种柔性显示装置基板及其制备方法。
背景技术
与传统上以刚性玻璃为基底的显示面板相比，柔性显示面板具有可挠及可卷曲等优点。因此，柔性显示面板成为各大面板厂家和研发人员研究的领域。此外，透明显示面板赋予柔性显示面板更广阔的应用情景。
现有技术中，柔性显示面板一般是把柔性基底涂布或贴附在刚性支撑基底上，然后在柔性基底上制备薄膜晶体管、发光元件和封装层等。最后，通过激光剥离(LLO)工艺或机械剥离工艺来实现柔性基底和刚性基底的分离。为了保持器件的品质和稳定性，显示面板的工艺温度一般在300℃甚至400℃以上，如低温多晶硅液晶显示器(LTPS)工艺，其工艺温度可高至400℃以上。目前，柔性透明基底主要为柔性有机材料，但绝大多数的有机材料很难满足显示面板的制程工艺温度。因此，透明聚酰亚胺(PI)成为柔性透明显示面板的基底最为理想的材料。
由于含氟透明聚酰亚胺与刚性玻璃基底的黏结强度很差，导致柔性显示面板易翘曲使得膜层之间的兼容性下降。此外，引入双层透明聚酰亚胺结构，以靠近刚性支撑基底的第一层透明聚酰亚胺柔性基底作为牺牲层，在一定程度上能提高激光剥离后的良率。然而，由于第一层透明聚酰亚胺柔性基底和第二层透明聚酰亚胺柔性基底的界面存在惰性，导致第一层透明聚酰亚胺柔性基底和第二层透明聚酰亚胺柔性基底的黏结强度不高，存在双层聚酰亚胺发生翘曲甚至分离的风险。
故，有必要提供一种柔性显示装置基板及其制备方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种柔性显示装置基板及其制备方法，其可以提高柔性基板与支撑基板的黏结强度以及提高双层柔性基底之间的黏结强度。
为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一柔性显示装置基板，其中所述柔性显示装置基板包含︰
第一柔性基底；
第二柔性基底，设置于所述第一柔性基底上；
交织结构层，设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间，其中所述交织结构层是由所述第一柔性基底的一部分与所述第二柔性基底的一部分彼此相互穿透交织构成。
根据本发明一优选实施例，还包括增韧层，间隔地设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间，且与所述交织结构层交错设置。
根据本发明一优选实施例，所述交织结构层的粘结强度大于一第一预定值。
根据本发明一优选实施例，所述第二柔性基底的厚度不低于第一柔性基底的厚度。
再者，本发明另一实施例提供一柔性显示装置基板的制备方法，其中所述制备方法包含︰
提供刚性基底；
设置未完全固化的第一柔性基底于所述刚性基底上；
涂布第二柔性基底的材料于未完全固化的所述第一柔性基底上，促使所述第二柔性基底的材料与未完全固化的所述第一柔性基底互相穿透交织；
实施固化程序，促使互相穿透与交织的区域形成交织结构层，其中所述交织结构层位于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间；
移除所述刚性基底。
根据本发明一优选实施例，在所述设置未完全固化的所述第一柔性基底于所述刚性基底上的步骤之后，进一步形成增韧层于所述第一柔性基底的部分区域上。
根据本发明一优选实施例，未完全固化的所述第一柔性基底的固化程度为50～70％。
根据本发明一优选实施例，所述第一柔性基底及所述第二柔性基底的材料是聚酰胺酸(PAA)溶液；所述第一柔性基底的材料及所述第二柔性基底的材料在实施所述固化程序之后皆形成聚酰亚胺(PI)柔性基底。
根据本发明一优选实施例，所述固化程序包含:以第一温度加热第一预定时间，以及以第二温度与第三温度各加热第二预定时间，其中所述第三温度高于第二温度，所述第二温度高于所述第一温度。
根据本发明一优选实施例，所述设置未完全固化的所述第一柔性基底于所述刚性基底上的步骤还包括:在真空条件下，以第一温度范围内的温度加热所述第一柔性基底的材料，然后再以第二温度范围内的温度加热所述第一柔性基底的材料，以形成所述未完全固化的第一柔性基底。
与现有技术相比较，本发明的柔性显示装置基板及其制备方法，可以改善柔性透明显示基板翘曲和双层聚酰亚胺之间黏结强度不高等缺陷，同时也可以降低激光剥离过程中柔性透明显示基板的受损和破片风险。既降低了制备工艺的风险和生产成本，同时提高了产品良率和品质。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1是本发明柔性显示装置基板的截面示意图。
图2是本发明柔性显示装置基板的制备方法的流程图
图3是本发明实施分离工艺前柔性显示装置基板的截面示意图。
图4是本发明实施分离工艺后柔性显示装置基板的截面示意图。
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。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，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。
请参照图1所示，本发明第一实施例提供一种柔性显示装置基板100，包括第一柔性基底10及设置于第一柔性基底10上的第二柔性基底20。另外，交织结构层30设置于第一柔性基底10及第二柔性基底20之间。在本发明一实施例中，交织结构层30是由第一柔性基底10的一部分与第二柔性基底20的一部分彼此相互穿透交织构成，也就是说，交织结构层30具有双层柔性基底的结构。
在本发明一实施例中，第一柔性基底10及第二柔性基底20是一种透明的聚酰亚胺(PI)柔性基底。因此，交织结构层30是一种双层透明聚酰亚胺柔性基底的结构。
在本发明一实施例中，柔性显示装置基板100还包括增韧层40间隔地设置于第一柔性基底10及第二柔性基底20之间，且与交织结构层30交错设置。进一步来说，增韧层40与交织结构层30都是间隔地设置在第一柔性基底10及第二柔性基底20之间，并且增韧层40与交织结构层30互相交错配置。在本发明一实施例中，增韧层40与交织结构层30是互相接触的。优选的，增韧层40为非晶硅、氧化硅、氮化硅的单层或叠层结构，厚度为500～2000埃。
在本发明一实施例中，第二柔性基底20的厚度不低于第一柔性基底10的厚度。优选的，第一柔性基底10的厚度为5～10um，第二柔性基底20的厚度为10～20um。
在本发明一实施例中，交织结构层30的黏结强度大于一第一预定值。优选的，所述第一预定值可以例如是8.74N/cm。通常黏结强度越高，越能减少界面惰性。交织结构层30的黏结强度意指交织结构层30中第一柔性基底10与第二柔性基底20之间的黏结强度。
在本发明一实施例中，第一柔性基底10与第二柔性基底20的光学透过率大于90％、黄色指数小于2，且雾度低于1。优选的，第一柔性基底10与第二柔性基底20的玻璃化转变温度大于400℃，且热膨胀系数低于40ppm/℃。
请参照图2及图3-4所示，本发明将于下文利用图2的流程图逐一详细说明图3-4的柔性显示装置基板300的制备方法。
在本发明的一优选实施例中，提供一种柔性显示装置基板的制备方法，包括如下步骤S10～S50。
S10、提供刚性基底310。在本发明一实施例中，刚性基底310为高光学透过率的无碱素玻璃基底。优选的，利用表面处理工艺，例如等离子处理或涂布黏合促进剂(底胶)等形成一表面处理层320在刚性基底310上。举例来说，黏合促进剂为氨丙基封端的硅烷或硅氧烷偶联剂。
S20、设置未完全固化的第一柔性基底330于刚性基底310上。其中未完全固化的所述第一柔性基底330的固化程度为50～70％。
在本发明一实施例中，第一柔性基底330是一种透明的聚酰亚胺(PI)柔性基底。形成第一柔性基底330的材料来自于聚酰胺酸(PAA)溶液，经由加热或化学触媒方式脱水可得到聚酰亚胺(PI)。通常，聚酰胺酸(PAA)溶液为共混聚酰胺酸溶液，在极性非质子溶剂中通过低温合成。优选的，极性非质子溶剂可选自于NMP、DMF与DMAC的其中一种。
在本发明一实施例中，涂布第一透明聚酰胺酸(PAA)溶液在通过表面处理工艺的刚性基底310上，也就是表面处理层320上，然后对第一透明聚酰胺酸溶液进行去溶剂与预固化后得到未完全固化的第一柔性基底330。
在本发明一实施例中，第一透明聚酰胺酸的去溶剂条件包括在真空环境下，以第一温度范围内的温度，例如100～150℃，加热所述第一透明聚酰胺酸溶液大约1～2小时。然后，实施预固化，预固化条件包括在真空环境下，以第二温度范围内的温度，例如240℃，加热第一透明聚酰胺酸溶液大约0.5～1.5小时。
S21、形成增韧层360于第一柔性基底330的部分区域上。在设置未完全固化的第一柔性基底330于所述刚性基底310上的步骤S20之后执行步骤21(未显示)。
在本发明一实施例中，通过化学气相沉积(CVD)和黄光工艺形成间隔设置的增韧层360在未完全固化的第一柔性基底330的部分区域上。由于第一柔性基底330未完全固化，因此增韧层360的部分是嵌入/陷入第一柔性基底330中。换言之，第一柔性基底330包围增韧层360的下半部。优选的，增韧层为非晶硅、氧化硅、氮化硅的单层或叠层结构，厚度为500～2000埃。
S30、涂布第二柔性基底340的材料于未完全固化的第一柔性基底330上，促使第二柔性基底340的材料与未完全固化的第一柔性基底330互相穿透交织。在本发明一实施例中，形成第一柔性基底330及第二柔性基底340的材料都是聚酰胺酸(PAA)溶液。在实施后续固化程序之后皆形成透明的聚酰亚胺(PI)柔性基底。
换言之，涂布第二透明聚酰胺酸在未完全固化的所述第一柔性基底330上促使第二透明聚酰胺酸与未完全固化的第一柔性基底330，如前述，也就是未完全预固化的第一透明聚酰胺酸产生相互穿透及交织的现象。之后，通过固化工艺，形成类似网状物的双层透明柔性基底的结构。在此步骤中，涂布的第二柔性基底340的材料覆盖部分的增韧层360，或者是覆盖增韧层360的上半部分。
S40、实施固化程序，促使互相穿透与交织的区域形成交织结构层350，其中交织结构层350位于第一柔性基底330及第二柔性基底340之间。优选的，在实施固化程序后，交织结构层350与增韧层360是互相交错且互相接触的。
在本发明一实施例中，固化程序包含对第一柔性基底330及第二柔性基底340以第一温度，例如240℃，加热第一预定时间，例如大约0.5～1.5小时，然后以第二温度，例如300℃，加热第二预定时间，例如0.5小时，然后以第三温度，例如350℃，再加热第二预定时间，例如0.5小时。
在本发明一实施例中，完全固化后的第一柔性基底330与刚性基底310之间的黏结强度大于6.53N/cm，而交织结构层350中的双层聚酰亚胺(PI)柔性基底之间的黏结强度大于8.74N/cm。
S50、移除刚性基底310。在本发明一实施例中，通过激光剥离工艺分离交织结构层350与刚性基底310。分离前的柔性显示装置基板300的截面结构示意图如图3所示，分离后示意图如图4所示。
值得说明的是，在激光剥离过程中，虽然第一柔性基底330存在碳化分解，但交织结构层350与第二柔性基底340完好无损。分离后的柔性显示装置基板300可用于多种柔性透明显示，如柔性LCD、柔性OLED和柔性Micro-LED等，在此不做限制。
相对于传统的单层或双层柔性基底，本发明通过对支撑基底(刚性基底)的表面处理以及利用双层聚酰亚胺形成互相穿透交织的结构，不仅提高柔性基底与支撑基底的黏结强度，也提高双层柔性基底之间的黏结强度，进而降低界面惰性。因此，降低显示面板制程工艺中柔性基底的翘曲与传片风险，以及避免激光剥离过程中柔性显示面板的受损与破片风险。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种柔性显示装置基板，其特征在于，包括:
第一柔性基底；
第二柔性基底，设置于所述第一柔性基底上；
交织结构层，设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间，其中所述交织结构层是由所述第一柔性基底的一部分与所述第二柔性基底的一部分彼此相互穿透交织构成；
增韧层，间隔地设置于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间,其中增韧层嵌入/陷入所述第一柔性基底中，使得所述第一柔性基底包围增韧层的下半部。
2.如权利要求1所述的柔性显示装置基板，其特征在于：所述增韧层与所述交织结构层交错设置。
3.如权利要求1所述的柔性显示装置基板，其特征在于：所述交织结构层的黏结强度大于一第一预定值。
4.如权利要求1所述的柔性显示装置基板，其特征在于：其中所述第二柔性基底的厚度不低于第一柔性基底的厚度。
5.一种如权利要求1所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于，包括:
提供刚性基底；
设置未完全固化的第一柔性基底于所述刚性基底上；
涂布第二柔性基底的材料于未完全固化的所述第一柔性基底上，促使所述第二柔性基底的材料与未完全固化的所述第一柔性基底互相穿透交织；实施固化程序，促使互相穿透与交织的区域形成交织结构层，其中所述交织结构层位于所述第一柔性基底及所述第二柔性基底之间；
移除所述刚性基底。
6.如权利要求5所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于：在所述设置未完全固化的所述第一柔性基底于所述刚性基底上的步骤之后，进一步形成增韧层于所述第一柔性基底的部分区域上。
7.如权利要求5所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于：其中未完全固化的所述第一柔性基底的固化程度为50～70％。
8.如权利要求5所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于：所述第一柔性基底及所述第二柔性基底的材料是聚酰胺酸(PAA)溶液；所述第一柔性基底的材料及所述第二柔性基底的材料在实施所述固化程序之后皆形成聚酰亚胺(PI)柔性基底。
9.如权利要求5所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于：所述固化程序包含:以第一温度加热第一预定时间，以及以第二温度与第三温度各加热第二预定时间，其中所述第三温度高于第二温度，所述第二温度高于所述第一温度。
10.如权利要求5所述的柔性显示装置基板的制备方法，其特征在于：其中所述设置未完全固化的所述第一柔性基底于所述刚性基底上的步骤还包括:在真空条件下，以第一温度范围内的温度加热所述第一柔性基底的材料，然后再以第二温度范围内的温度加热所述第一柔性基底的材料，以形成所述未完全固化的第一柔性基底。
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