CN113053918A - 柔性基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性基板及其制备方法、显示装置。所述柔性基板中包括叠层设置的柔性层和无机层。所述无机层中具有硅氧化物。
Description
技术领域
本发明涉及光学显示设备领域，特别是一种柔性基板及其制备方法、显示装置。
背景技术
随着现代显示技术的快速发展，显示技术领域正朝着更轻、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。常用的高分子聚酰亚胺薄膜基板虽然质轻、柔性好、力学强度等特点优异，基于显示面板柔性的要求，柔性高分子聚酰亚胺基板材料是未来柔性显示技术的首选材料。
目前，面板厂商普遍采用聚酰亚胺(Polyimide，PI)的高分子材料作为柔性基板材料。聚酰亚胺基板相对于玻璃基板而言，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PI膜内或膜面上的颗粒或者气泡等缺陷在经几道高温制程后会被放大，这也就使得在聚酰亚胺柔性基板上制备的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)时会受到损伤，造成垂直亮暗线、亮点等不良，从而使得阵列基板的良率大幅下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性基板及其制备方法、显示装置，以解决现有技术中聚酰亚胺膜表面或膜层内部由于具有颗粒或者气泡等缺陷而导致显示装置的显示画面上具有暗线、亮点，良品率不高等问题。
为实现上述目的，本发明提供一种柔性基板，所述柔性基板中包括叠层设置的柔性层和无机层。所述无机层中具有硅氧化物。
进一步地，所述硅氧化物为SiO1.5。
进一步地，所述柔性层的厚度小于或等于300微米，所述无机层的厚度小于或等于50微米。
进一步地，所述柔性基板中还包括保护层，所述保护层设于所述柔性层和所述无机层之间。所述保护层中具有二氧化硅和硅氮化物中的至少一种。
进一步地，所述保护层朝向所述无机层的一表面上具有若干凸起。
本发明中还提供一种柔性基板的制备方法，用以制备如上所述的柔性基板，所述制备方法中包括以下步骤：
提供一基层，在所述基层的一表面上形成柔性层；在所述柔性层远离所述基层的一表面上形成无机层，所述无机层中具有硅氧化物。
进一步地，在所述基层的一表面上形成所述柔性层步骤中包括：
在所述基层上涂覆一层聚酰亚胺材料；在30～80℃的温度下烘烤所述聚酰亚胺材料，形成第一薄膜；在氮气环境中，将所述第一薄膜升温至350～500℃进行脱水，使其中的聚酰亚胺材料发生高温热酰亚胺化反应，形成所述柔性层。
进一步地，在所述柔性层远离所述基层的一表面上形成所述无机层步骤中包括：
在所述柔性层远离所述基板的一表面上涂覆一层无机材料；在30～80℃的温度下烘烤所述无机材料，形成第二薄膜；在氮气环境中，将所述第二薄膜升温至350～450℃进行脱水缩合，形成所述无机层。其中，所述无机材料为包含SiO1.5的纳米硅溶胶。
进一步地，在所述基层的一表面上形成所述柔性层步骤后还包括：
在所述柔性层远离所述的基板的一表面上形成保护层；剥离所述基层。
本发明中还提供一种显示装置，所述显示装置中包括如上所述的柔性基板。
本发明的优点是：
本发明中所提供的柔性基板，使用具有SiO1.5材料的无机层代替现有技术中双层柔性层中的一层柔性层，简化了柔性基板的结构，降低柔性基板的厚度。同时，所述无机层在不影响柔性显示技术对柔性基板的柔性和可弯折性要求的同时降低柔性层中的颗粒、气泡、气孔等缺陷，提高了柔性基板的可靠性和稳定性。
本发明中所提供的柔性基板的制备方法，相较于现有技术，减少了生产步骤，缩短了生产周期，提高了生产效率，节省产能，降低了生产成本。
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1中柔性基板的层状结构示意图；
图2为本发明实施例1-3中柔性基板制备方法的流程示意图；
图3为本发明实施例1中步骤S20后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图4为本发明实施例1中步骤S30后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图5为本发明实施例1中步骤S40后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图6为本发明实施例2中柔性基板的层状结构示意图；
图7为本发明实施例2中步骤S20后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图8为本发明实施例2中步骤S30后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图9为本发明实施例2中步骤S40后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图10为本发明实施例3中柔性基板的层状结构示意图；
图11为本发明实施例3中步骤S20后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图12为本发明实施例3中步骤S30后柔性基板半成品的层状结构示意图；
图13为本发明实施例3中步骤S40后柔性基板半成品的层状结构示意图。
图中部件表示如下：
柔性基板1； 柔性层10；
保护层20； 凸起21；
二氧化硅层22； 硅氮化物层23；
无机层30； 基层40。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，证明本发明可以实施，所述发明实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的发明实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
实施例1
本发明实施例中提供了一种柔性基板1，如图1所示，所述柔性基板1包括一柔性层10、一保护层20以及一无机层30。
所述柔性层10中具有聚酰亚胺(PI)，其厚度小于或等于300微米。所述无机层30设于所述柔性层10的一表面上，所述无机层30中具有SiO1.5，其厚度小于或等于50微米。所述柔性层10具有柔性，可作为柔性弯折显示面板等设备的柔性衬底。所述无机层30用于保护所述柔性层10，其能够很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷。
所述保护层20设于所述柔性层10和所述无机层30之间，其厚度为1000-6000埃米，优选为5000埃米。所述保护层20中具有二氧化硅材料。所述保护层20也用于保护所述柔性层10，防止水氧侵入腐蚀柔性层10，提高柔性层10的稳定性，从而延长柔性层10的使用寿命。
本发明实施例中还提供一种显示装置，所述显示装置可以为OLED(有机电致发光)显示装置，其包括如上所述柔性基板1以及设于所述柔性基板1上的显示面板，所述显示面板中包括阵列基板、OLED发光层等。所述显示装置可以为任何带有显示功能的显示器件，例如手机、笔记本电脑、平板电脑等。
本发明实施例中还提供一种柔性基板1的制备方法，用以制备如上所述的柔性基板1，所述制备方法的制备流程如图2所示，其具有以下步骤：
步骤S10)提供一基层40：所述基层40的材质可以为玻璃、金属、无机物中的一种。
步骤S20)形成柔性层10：
在所述基层40的一表面上涂覆一层的聚酰亚胺材料，形成一层湿膜；将所述基层40和所述湿膜置于温度为30-80℃(优选为60℃)的环境下烘烤1-10分钟，形成第一薄膜。其中，所述聚酰亚胺材料的粘度为3000-5000cps，优选为4000cps。所述湿膜的厚度为50-300微米，优选为130微米。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第一薄膜0.1-1小时(优选为30分钟)，使所述第一薄膜脱水，并促使所述第一薄膜中的聚酰亚胺材料发生高温热酰亚胺化反应，完成所述柔性层10的制备，并形成如图3所示的层状结构。
步骤S30)形成保护层20：
在所述柔性层10远离所述基层40的一表面上通过沉积法沉积二氧化硅材料，形成如图4所示的保护层20。
步骤S40)形成无机层30：
在所述保护层20远离所述柔性层10的一表面上涂覆一层SiO1.5结构的纳米硅溶胶无机材料，形成无机湿膜；将所述无机湿膜置于温度为30-80℃(优选为80℃)的环境下烘烤1-20分钟(优选为10分钟)，形成第二薄膜。其中，无机湿膜的厚度为20-50微米，优选为50微米；SiO1.5结构的纳米硅溶胶可以通过正硅酸四乙酯(TEOS)在碱性催化剂作用下，发生溶胶凝胶反应，控制反应程度，然后经过过滤纯化处理得到。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第二薄膜0.5-1小时(优选为1小时)，使所述无机材料发生脱水缩合反应，得到所述无机层30，并形成如图5所示的层状结构。
步骤S50)剥离所述基层40：将所述基层40从所述柔性层10上剥离，形成如图1所述的柔性基板1。
本发明实施例中所提供的柔性基板1，使用具有SiO1.5材料的无机层30代替现有技术中双层柔性层10中的一层柔性层10，可以省去一层保护层20结构，降低柔性基板1的厚度。同时，所述无机层30还能很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷，也保留了柔性显示技术对柔性基板1的柔性和可弯折性要求。而本发明实施例中所提供的柔性基板1的制备方法，减少了生产步骤，缩短了生产周期，提高了生产效率，节省产能，降低成本。
实施例2
本发明实施例中提供了一种柔性基板1，如图6所示，所述柔性基板1包括一柔性层10、一保护层20以及一无机层30。
所述柔性层10中具有聚酰亚胺(PI)，其厚度小于或等于300微米。所述无机层30设于所述柔性层10的一表面上，所述无机层30中具有SiO1.5，其厚度小于或等于50微米。所述柔性层10具有柔性，可作为柔性弯折显示面板等设备的柔性衬底。所述无机层30用于保护所述柔性层10，其能够很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷。
所述保护层20设于所述柔性层10和所述无机层30之间，其厚度为1000-6000埃米，优选为5000埃米。所述保护层20中具有二氧化硅材料。所述保护层20也用于保护所述柔性层10，防止水氧侵入腐蚀柔性层10，提高柔性层10的稳定性，从而延长柔性层10的使用寿命。所述保护层20朝向所述无机层30一表面上具有若干凸起21，所述凸起21均匀分布，所述凸起21能够增加保护层20与无机层30之间的结合力。
本发明实施例中还提供一种显示装置，所述显示装置可以为OLED(有机电致发光)显示装置，其包括如上所述柔性基板1以及设于所述柔性基板1上的显示面板，所述显示面板中包括阵列基板、OLED发光层等。所述显示装置可以为任何带有显示功能的显示器件，例如手机、笔记本电脑、平板电脑等。
本发明实施例中还提供一种柔性基板1的制备方法，用以制备如上所述的柔性基板1，所述制备方法的制备流程如图2所示，其具有以下步骤：
步骤S10)提供一基层40：所述基层40的材质可以为玻璃、金属、无机物中的一种。
步骤S20)形成柔性层10：
在所述基层40的一表面上涂覆一层的聚酰亚胺材料，形成一层湿膜；将所述基层40和所述湿膜置于温度为30-80℃(优选为60℃)的环境下烘烤1-10分钟，形成第一薄膜。其中，所述聚酰亚胺材料的粘度为3000-5000cps，优选为4000cps。所述湿膜的厚度为50-300微米，优选为130微米。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第一薄膜0.1-1小时(优选为30分钟)，使所述第一薄膜脱水，并促使所述第一薄膜中的聚酰亚胺材料发生高温热酰亚胺化反应，完成所述柔性层10的制备，并形成如图7所示的层状结构。
步骤S30)形成保护层20：
在所述柔性层10远离所述基层40的一表面上通过沉积法沉积二氧化硅材料，形成所述保护层20；通过曝光、显影、蚀刻等步骤将所述保护层20图案化，形成所述保护层20上的凸起21结构，最终形成如图8中所示的保护层20结构。
步骤S40)形成无机层30：
在所述保护层20远离所述柔性层10的一表面上涂覆一层SiO1.5结构的纳米硅溶胶无机材料，形成无机湿膜；将所述无机湿膜置于温度为30-80℃(优选为80℃)的环境下烘烤1-20分钟(优选为10分钟)，形成第二薄膜。其中，无机湿膜的厚度为20-50微米，优选为50微米；SiO1.5结构的纳米硅溶胶可以通过正硅酸四乙酯(TEOS)在碱性催化剂作用下，发生溶胶凝胶反应，控制反应程度，然后经过过滤纯化处理得到。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第二薄膜0.5-1小时(优选为1小时)，使所述无机材料发生脱水缩合反应，得到所述无机层30，并形成如图9所示的层状结构。
步骤S50)剥离所述基层40：将所述基层40从所述柔性层10上剥离，形成如图6所述的柔性基板1。
本发明实施例中所提供的柔性基板1，使用具有SiO1.5材料的无机层30代替现有技术中双层柔性层10中的一层柔性层10，可以省去一层保护层20结构，降低柔性基板1的厚度。同时，所述无机层30还能很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷，也保留了柔性显示技术对柔性基板1的柔性和可弯折性要求。而本发明实施例中所提供的柔性基板1的制备方法，减少了生产步骤，缩短了生产周期，提高了生产效率，节省产能，降低成本。
实施例3
本发明实施例中提供了一种柔性基板1，如图10所示，所述柔性基板1包括一柔性层10、一保护层20以及一无机层30。
所述柔性层10中具有聚酰亚胺(PI)，其厚度小于或等于300微米。所述无机层30设于所述柔性层10的一表面上，所述无机层30中具有SiO1.5，其厚度小于或等于50微米。所述柔性层10具有柔性，可作为柔性弯折显示面板等设备的柔性衬底。所述无机层30用于保护所述柔性层10，其能够很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷。
所述保护层20设于所述柔性层10和所述无机层30之间，其厚度为1000-6000埃米，优选为5000埃米。所述保护层20为叠层结构，其包括两层二氧化硅层22和两层硅氮化物层23，所述二氧化硅层22与所述硅氮化物层23之间交叉相叠。所述保护层20也用于保护所述柔性层10，防止水氧侵入腐蚀柔性层10，提高柔性层10的稳定性，从而延长柔性层10的使用寿命。
本发明实施例中还提供一种显示装置，所述显示装置可以为OLED(有机电致发光)显示装置，其包括如上所述柔性基板1以及设于所述柔性基板1上的显示面板，所述显示面板中包括阵列基板、OLED发光层等。所述显示装置可以为任何带有显示功能的显示器件，例如手机、笔记本电脑、平板电脑等。
本发明实施例中还提供一种柔性基板1的制备方法，用以制备如上所述的柔性基板1，所述制备方法的制备流程如图2所示，其具有以下步骤：
步骤S10)提供一基层40：所述基层40的材质可以为玻璃、金属、无机物中的一种。
步骤S20)形成柔性层10：
在所述基层40的一表面上涂覆一层的聚酰亚胺材料，形成一层湿膜；将所述基层40和所述湿膜置于温度为30-80℃(优选为60℃)的环境下烘烤1-10分钟，形成第一薄膜。其中，所述聚酰亚胺材料的粘度为3000-5000cps，优选为4000cps。所述湿膜的厚度为50-300微米，优选为130微米。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第一薄膜0.1-1小时(优选为30分钟)，使所述第一薄膜脱水，并促使所述第一薄膜中的聚酰亚胺材料发生高温热酰亚胺化反应，完成所述柔性层10的制备，并形成如图11所示的层状结构。
步骤S30)形成保护层20：
在所述柔性层10远离所述基层40的一表面上通过沉积法依次沉积二氧化硅材料和硅氮化物材料，形成二氧化硅层22和硅氮化物层23，并重复一次该沉积步骤，在所述硅氮化物层23远离所述二氧化硅层22的一表面上再次形成一层二氧化硅层22和一层硅氮化物层23，形成如图12所示的二氧化硅层22与硅氮化物层23的交叉相叠结构，形成所述保护层20。
步骤S40)形成无机层30：
在所述保护层20远离所述柔性层10的一表面上涂覆一层SiO1.5结构的纳米硅溶胶无机材料，形成无机湿膜；将所述无机湿膜置于温度为30-80℃(优选为80℃)的环境下烘烤1-20分钟(优选为10分钟)，形成第二薄膜。其中，无机湿膜的厚度为20-50微米，优选为50微米；SiO1.5结构的纳米硅溶胶可以通过正硅酸四乙酯(TEOS)在碱性催化剂作用下，发生溶胶凝胶反应，控制反应程度，然后经过过滤纯化处理得到。
在高纯氮气环境中，以5-20℃/分钟(优选为5℃/分钟)的升温速率将反应环境的温度升高至350-500℃(优选为450℃)，烘烤所述第二薄膜0.5-1小时(优选为1小时)，使所述无机材料发生脱水缩合反应，得到所述无机层30，并形成如图13所示的层状结构。
步骤S50)剥离所述基层40：将所述基层40从所述柔性层10上剥离，形成如图10所述的柔性基板1。
本发明实施例中所提供的柔性基板1，使用具有SiO1.5材料的无机层30代替现有技术中双层柔性层10中的一层柔性层10，可以省去一层保护层20结构，降低柔性基板1的厚度。同时，所述无机层30还能很好的覆盖住柔性层10，从而降低柔性层10中的颗粒、气泡、气孔等缺陷，也保留了柔性显示技术对柔性基板1的柔性和可弯折性要求。而本发明实施例中所提供的柔性基板1的制备方法，减少了生产步骤，缩短了生产周期，提高了生产效率，节省产能，降低成本。
在本发明实施例中，所述柔性基板中的保护层为双层二氧化硅层与双层硅氮化物层的交叉相叠结构，但在本发明的其他实施例中并不限制双氧化硅层与硅氮化物层的数量，其可以为单层双氧化硅层与单层硅氮化物层相叠，也可以为双层的二氧化硅层与单层的硅氮化物层交叉相叠等等，所述柔性基板的其余结构与本实施例中所体用的相似，因此在此不做过多赘述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (10)
1.一种柔性基板，其特征在于，包括叠层设置的柔性层和无机层；
所述无机层中具有硅氧化物。
2.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于，所述硅氧化物为SiO1.5。
3.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于，
所述柔性层的厚度小于或等于300微米；
所述无机层的厚度小于或等于50微米。
4.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于，还包括：
保护层，设于所述柔性层和所述无机层之间；
所述保护层中具有二氧化硅和硅氮化物中的至少一种。
5.如权利要求4所述的柔性基板，其特征在于，所述保护层朝向所述无机层的一表面上具有若干凸起。
6.一种柔性基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基层，在所述基层的一表面上形成柔性层；
在所述柔性层远离所述基层的一表面上形成无机层，所述无机层中具有硅氧化物。
7.如权利要求6所述的柔性基板的制备方法，其特征在于，在所述基层的一表面上形成所述柔性层步骤中包括：
在所述基层上涂覆一层聚酰亚胺材料；
在30～80℃的温度下烘烤所述聚酰亚胺材料，形成第一薄膜；
在氮气环境中，将所述第一薄膜升温至350～500℃进行脱水，使其中的聚酰亚胺材料发生高温热酰亚胺化反应，形成所述柔性层。
8.如权利要求6所述的柔性基板的制备方法，其特征在于，在所述柔性层远离所述基层的一表面上形成所述无机层步骤中包括：
在所述柔性层远离所述基板的一表面上涂覆一层无机材料；
在30～80℃的温度下烘烤所述无机材料，形成第二薄膜；
在氮气环境中，将所述第二薄膜升温至350～450℃进行脱水缩合，形成所述无机层；
其中，所述无机材料为包含SiO1.5的纳米硅溶胶。
9.如权利要求6所述的柔性基板的制备方法，其特征在于，在所述基层的一表面上形成所述柔性层步骤后还包括：
在所述柔性层远离所述的基板的一表面上形成保护层；
剥离所述基层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的柔性基板。
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