CN1928637A - 液晶显示器基板 - Google Patents

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Abstract

提供了一种抗变形的液晶显示器基板。所述基板包括：软性基板；分别设置在所述软性基板的第一和第二表面上的第一和第二屏障层；以及分别设置在所述第一和第二屏障层上的第一和第二硬涂层。

Description

液晶显示器基板
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器基板，更具体而言，涉及一种能够基本防止变形的液晶显示器基板。
背景技术
近来，随着技术的进步，逐渐提高的Internet使用的普及和信息的过剩创造了无所不在的显示环境，其中，可以随时随地通过Internet获得信息。于是，作为信息显示媒质的显示器开始在当前以信息为导向的社会中起到越来越重要的作用，并且其应用领域也得到了扩展。
为了创造这种无所不在的显示环境，显示器必须满足下述要求：提高的便携性、显示多种多媒体信息的能力、重量降低、大屏幕尺寸、高分辨率、高速显示时间等。
为了满足这些要求，最近的研究趋势在于增大显示面积，降低构成显示器的玻璃基板的密度和厚度。但是，在降低诸如液晶显示器的显示器中采用的玻璃基板的密度的过程中，存在技术限制，因为玻璃基板的物理特性基本由构成玻璃基板的二氧化硅(SiO2)决定。
此外，为了实现获得更高的便携性的目的而进一步减小显示器的尺寸与消费者希望获得更大面积的屏幕相抵触。
就这一方面而言，为了同时满足提高的便携性和大屏幕尺寸，对采用塑料基板的软性显示器的需求越来越大。可以采用卷到卷(roll-to-roll)工艺制造软性显示器。但是，要想采用卷到卷工艺制造软性显示器，必须在所有的工艺中构建针对塑料基板应用的专用设施，因而需要相当高的造价。
在主要LCD制造商正在开展对软性显示器(flexible display)的研究的同时，在软性显示器的研究过程中采用了专门针对塑料基板设计的卡盘(chuck)。因此，为了在制造软性显示器的过程中利用现有的LCD生产设备，需要对现有的生产设备做出显著改造。
已经提出的一种方法包括采用通过粘合剂附着于玻璃基板上的塑料基板。但是，根据这种方法，在制造过程中，由于玻璃基板和塑料基板之间的热膨胀系数差异，塑料基板可能发生翘曲(warpage)现象。
此外，随着叠置在玻璃基板上的塑料基板的厚度的增大，塑料基板的热膨胀系数也增大了，因而更难将大屏幕塑料基板应用到现有LCD生产设备中。
因此，在有利地抵抗翘曲的同时提供更大的屏幕面积的液晶显示器基板是非常符合需求的。
发明内容
本发明提供了一种液晶显示器基板，其能够基本防止变形。在看到以下描述之后本领域的技术人员将明白本发明的上述目的以及其他目的、特点和优点。
根据本发明的一方面，提供了一种液晶显示器基板，所述基板包括：软性基板；分别设置在所述软性基板的第一和第二表面上的第一和第二屏障层，所述第一和第二屏障层具有不同的厚度；以及分别设置在所述第一和第二屏障层上的第一和第二硬涂层。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示器基板，所述基板包括：软性基板；分别设置在所述软性基板的第一和第二表面上的第一和第二屏障层，所述第一和第二屏障层具有不同的应力强度；以及分别设置在所述第一和第二屏障层上的第一和第二硬涂层。
本发明的范围由权利要求界定，将其引入本部分以供参考。通过考虑下文对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将更为充分地理解本发明的实施例，以及其额外优点的实现。首先将简要说明将要参考的附图。
附图说明
通过参考附图详细描述其实施例，本发明的以上和其他特征和益处将变得更加显见，附图中：
图1是示出了根据本发明实施例的液晶显示器基板的截面图；
图2是示出了根据本发明另一实施例的液晶显示器基板的截面图；
图3是示出了根据本发明又一实施例的液晶显示器基板的截面图；以及
图4是示出了根据本发明又一实施例的液晶显示器基板的截面图。
通过参考下述详细说明，本发明的实施例及其优点将得到最佳的理解。应当意识到，采用类似的附图标记表示在一幅或多幅附图中示出的类似元件。还应当意识到附图不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
通过参考下文对实施例的详细说明和附图，可以更容易地理解本发明的优点、特征及其实现方法。不过，本发明可以以许多不同的形式实施，不应被视为受限于此处所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完全，并将把本发明的原理传达给本领域的技术人员，本发明将由权利要求界定。在说明书中始终采用类似的附图标记表示类似的元件。
现在将参考附图更为充分地描述本发明，附图中展示了本发明的示范性
实施例。
图1是示出了根据本发明实施例的液晶显示器基板的截面图。
参考图1，用于液晶显示器的基板100包括软性基板10、分别设置在所述软性基板10的第一和第二表面上的第一和第二屏障层(barrier layer)20和30以及分别设置在所述第一和第二屏障层20和30上的第一和第二硬涂层(hard layer)40和50。
在一个实施例中，软性基板10可以由具有机械强度的聚合物材料构成。例如，软性基板10可以由从下述集合中选出的一种材料构成：硬聚偏二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醚砜(polyetersulphone)、聚乙烯环烷酸盐、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酯(polyallylate)、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、非晶聚烯烃、降莰烷(norbonene)基聚合物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、纤维素、三乙酸纤维素、纤维素二醋酸酯、醋酸纤维素petitrate和聚酰胺酰亚胺。
软性基板10可以具有大约30μm到大约500μm的厚度。这里，当软性基板10的厚度小于大约30μm或大于大约500μm时，就不能实现软性基板10的厚度薄的优势。因为，如果软性基板10的厚度小于大约30μm或大于500μm，软性基板10可能无法适当地起到基板的作用。
采用第一和第二屏障层20和30防止氧、水分和化学物质在薄膜晶体管(TFT)阵列工艺或滤色器工艺中渗透到软性基板10当中。在该实施例中，第一和第二屏障层20和30具有不同厚度。第二屏障层30可以比第一屏障层20厚。这里，第一屏障层20与第二屏障层30的厚度比可以是大约1∶1.5到大约1∶3。采用这样的厚度比范围，控制第一屏障层20和第二屏障层30之间的应力强度，由此能够防止在第一屏障层20上实施TFT阵列工艺之后可能导致的基板翘曲。在一实例中，第一屏障层20可以具有大约50～3000的厚度，第二屏障层30可以具有大约75～9000的厚度。
在TFT阵列工艺中，形成于基板上的大多数膜为无机膜，并且向基板施加了巨大应力。因此，在TFT阵列工艺之前和之后基板的物理性质发生了改变，由此导致了基板翘曲变形。因此，当第二屏障层30比第一屏障层20厚时，可以防止TFT阵列工艺之后的基板变形。
第一和第二屏障层20和30均可以是从下述集合中选出的一种：无机氧化物层、氮化物层、有机层、无机层和由有机层和无机层构成的多层叠层。所述无机氧化物层可以是从SiOx、AlOx和AlSiOx构成的集合中选出的一种材料，并且可以通过溅射、CVD或PVD形成。所述氮化物层可以是SiNx或SiNOx。所述有机层可以是丙烯酸酯或聚对二甲苯(parylene)，并且可以通过电子束、真空蒸镀或旋涂法形成。所述无机层可以是由，例如，Al构成的薄金属层。此外，由有机层和无机层构成的多层叠层可以是具有重复层压的两个或更多层的有机层和无机层的叠层。
采用第一和第二硬涂层40和50防止在TFT阵列工艺中由异物在第一和第二屏障层20和30上导致擦伤。此外，由于构成软性基板10的聚合物材料降低了软性基板10的机械强度，因此，第一和第二硬涂层40和50还起到增强软性基板10的一个或两个表面的机械强度的作用。TFT阵列80可以设置于第一硬涂层40上。
硬涂层40和50均可以是从下述集合中选出的一种：热固树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯硅树酯、硅树酯、聚酰胺酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、橡胶树脂、UV固化树脂和电子束(e-beam)固化树脂。这里，UV固化树脂可以包括UV固化丙烯酸树脂和/或hosphagen树脂。
硬涂层40和50每者的厚度优选处于大约0.5到大约50μm的范围内。这里，如果硬涂层40和50每者的厚度小于大约0.5μm，硬涂层40和50就可能无法适当地起到钝化层的作用。如果硬涂层40和50每者的厚度大于50μm，使软性基板10过厚，就不能实现软性基板10的厚度薄的优势。
图2是示出了根据本发明另一实施例的液晶显示器基板的截面图。
参考图2，用于液晶显示器的基板100包括软性基板10、分别设置在所述软性基板10的两个表面上的并且具有不同厚度的第一和第二屏障层20和30、分别设置在所述第一和第二屏障层20和30上的第一和第二硬涂层40和50、插置在软性基板10和第一屏障层20之间的第一粘结层60以及插置在软性基板10和第二屏障层30之间的第二粘结层70。TFT阵列80可以设置于第一硬涂层40上。
软性基板、第一和第二屏障层20和30以及第一和第二硬涂层40和50如前一实施例所述，因此，这里将省略对它们的详细说明。
分别在软性基板10与第一和第二屏障层20和30之间形成第一和第二粘结层60和70。有利地，可以在软性基板10与第一和第二屏障层20和30每者之间的粘附力弱的情况下，提供第一和第二粘结层60和70。
粘结层60和70均可以具有处于大约0.2～5μm范围内的厚度。每一粘结层60和70可以是从下述集合中选出的一种：热固树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯硅树酯、硅树酯、聚酰胺酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、橡胶树脂、UV固化树脂和电子束固化树脂。这里，UV固化树脂可以包括UV固化丙烯酸树脂和/或hosphagen树脂。
图3是示出了根据本发明又一实施例的液晶显示器基板的截面图。
参考图3，用于液晶显示器的基板100包括软性基板10、分别设置在所述软性基板10的两个表面上的第一和第二屏障层20和30以及分别设置在所述第一和第二屏障层20和30上的第一和第二硬涂层40和50。
软性基板10可以由具有机械强度的聚合物材料构成。例如，软性基板10可以由从下述集合中选出的一种材料构成：硬聚偏二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醚砜、聚乙烯环烷酸盐、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、非晶聚烯烃、降莰烷基聚合物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、纤维素、三乙酸纤维素、纤维素二醋酸酯、醋酸纤维素petitrate和聚酰胺酰亚胺。
软性基板10可以具有大约30μm到大约500μm的厚度。这里，当软性基板10的厚度小于大约30μm或大于大约500μm时，将不能实现软性基板10的厚度薄的优势。
第一和第二屏障层20和30起着在TFT阵列工艺或滤色器工艺中防止氧、水分和化学物质渗透到软性基板10当中的作用。这里，第一和第二屏障层20和30由具有不同应力强度的材料构成。例如，第一和第二屏障层20和30可以分别是无机氧化物层和有机层，以具有不同的应力强度。
在TFT阵列工艺中，形成于基板上的大多数膜为无机膜，从而向基板施加了巨大应力。因此，在TFT阵列工艺之前和之后基板的物理性质发生了改变，由此导致了基板翘曲变形。因此，当第一和第二屏障层20和30由具有不同应力强度的材料构成时，能够防止TFT阵列工艺之后的基板变形。
第一和第二屏障层20和30均可以具有大约50～3000的厚度，在该实施例中，层20和30具有基本类似的厚度，但是具有不同的应力强度(stressstrength)。屏障层20和30均可以是从下述集合中选出的一种：无机氧化物层、氮化物层、有机层、无机层和由有机层和无机层构成的多层叠层。可以采用从SiOx、AlOx和AlSiOx构成的集合中选出的一种材料，通过溅射、化学气相淀积(CVD)或物理气相淀积(PVD)形成无机氧化物层。所述氮化物层可以由SiNx或SiNOx构成。可以采用丙烯酸酯或聚对二甲苯，通过电子束淀积、真空淀积或旋涂法形成有机层。可以采用诸如Al的金属形成小厚度的无机层。所述无机层可以是由，例如，Al构成的薄金属层。此外，由有机层和无机层构成的多层叠层可以是具有重复层压的两个或更多层的有机层和无机层的叠层。
第一和第二屏障层20和30可以由具有不同应力强度的类似材料构成。例如，第一屏障层20可以由基于无机氧化物的SiOx构成，所述第二屏障层30可以由基于无机氧化物的AlOx构成。如果构成基板100的每一层的应力强度远大于TFT的应力强度，那么TFT的应力可以忽略。
第一和第二屏障层20和30也可以由具有不同应力强度的相同材料构成。例如，第一和第二屏障层20和30可以由SiOx构成。即使在第一和第二屏障层20和30由相同材料构成时，也可以通过控制第一和第二屏障层20和30的淀积工艺条件使它们具有不同的应力强度。
采用第一和第二硬涂层40和50防止在TFT阵列工艺中由异物在第一和第二屏障层20和30上导致擦伤。此外，由于构成软性基板10的聚合物材料降低了软性基板10的机械强度，因此，第一和第二硬涂层40和50还起到增强软性基板10的一个或两个表面的机械强度的作用。TFT阵列80可以设置于第一硬涂层40上。
硬涂层40和50均可以是从下述集合中选出的一种：热固树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯硅树酯、硅树酯、聚酰胺酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、橡胶树脂、UV固化树脂和电子束固化树脂。这里，UV固化树脂可以包括UV固化丙烯酸树脂和/或hosphagen树脂。
硬涂层40和50每者的厚度优选处于大约0.5μm到大约50μm范围内。如果硬涂层40和50每者的厚度小于大约0.5μm，硬涂层40和50可能无法适当地起到钝化层的作用。如果硬涂层40和50每者的厚度大于大约50μm，使软性基板10过厚，就不能实现软性基板10的厚度薄的优势。
图4是示出了根据本发明又一实施例的液晶显示器基板的截面图。
参考图4，用于液晶显示器的基板100包括软性基板10、分别设置在所述软性基板10的两个表面上的并且具有不同应力强度的第一和第二屏障层20和30、分别设置在所述第一和第二屏障层20和30上的第一和第二硬涂层40和50、插置在软性基板10和第一屏障层20之间的第一粘结层60以及插置在软性基板10和第二屏障层30之间的第二粘结层70。TFT阵列80可以设置于第一硬涂层40上。
软性基板、第一和第二屏障层20和30以及第一和第二硬涂层40和50如图3所示的实施例所述，因此，在此将省略对它们的详细说明。
分别在软性基板10与第一和第二屏障层20和30之间形成第一和第二粘结层60和70。有利地，可以在软性基板10与第一和第二屏障层20和30每者之间的粘附力弱的情况下，提供第一和第二粘结层60和70。
粘结层60和70均可以具有处于大约0.2～5μm范围内的厚度。粘结层60和70均可以是从下述集合中选出的一种：热固树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯硅树酯、硅树酯、聚酰胺酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、橡胶树脂、UV固化树脂和电子束固化树脂。这里，UV固化树脂可以包括UV固化丙烯酸树脂和/或hosphagen树脂。
如上所述，在根据本发明的液晶显示器基板中，第一和第二屏障层具有不同厚度，或者由具有不同应力强度的材料构成。因此，能够在TFT阵列工艺或滤色器工艺中防止氧、水分或化学物质的渗透，由此防止TFT阵列工艺之后的基板变形。
作为详细说明的总结，本领域的技术人员将意识到，在基本不背离本发明的原理的情况下，可以对上述实施例做出各种变化和修改。因此，仅在一般和说明性的意义上采用所公开的本发明的实施例，而不是出于限制的目的。

Claims (18)

1.一种液晶显示器基板，所述基板包括：
软性基板；
分别设置在所述软性基板的第一和第二表面上的第一和第二屏障层，所述第一和第二屏障层具有不同的厚度；以及
分别设置在所述第一和第二屏障层上的第一和第二硬涂层。
2.根据权利要求1所述的基板，其中，所述第一屏障层与所述第二屏障层的厚度比处于大约1∶1.5和大约1∶3之间。
3.根据权利要求1所述的基板，其中，所述第一屏障层具有大约50到大约3000的厚度。
4.根据权利要求1所述的基板，其中，所述第二屏障层具有大约75到大约9000的厚度。
5.根据权利要求1所述的基板，还包括位于所述软性基板和所述第一和第二屏障层每者之间的粘结层。
6.根据权利要求1所述的基板，还包括所述第一硬涂层上的薄膜晶体管阵列。
7.根据权利要求1所述的基板，其中，所述第一和第二屏障层均是从下述集合中选出的一种：无机氧化物层、氮化物层、有机层、无机层和由有机层和无机层构成的多层叠层。
8.根据权利要求7所述的基板，其中，所述无机氧化物层包括从SiOx、AlOx和AlSiOx构成的集合中选出的一种。
9.根据权利要求7所述的基板，其中，所述氮化物层是从SiNx和SiNOx构成的集合中选出的。
10.根据权利要求7所述的基板，其中，所述有机层由从丙烯酸酯和聚对二甲苯构成的集合中选出的材料构成。
11.一种液晶显示器基板，所述基板包括：
软性基板；
分别设置在所述软性基板的第一和第二表面上的第一和第二屏障层，所述第一和第二屏障层具有不同的应力强度；以及
分别设置在所述第一和第二屏障层上的第一和第二硬涂层。
12.根据权利要求11所述的基板，还包括位于所述软性基板和所述第一和第二屏障层每者之间的粘结层。
13.根据权利要求11所述的基板，还包括所述第一硬涂层上的薄膜晶体管阵列。
14.根据权利要求11所述的基板，其中，所述第一屏障层具有大约50到大约3000的厚度。
15.根据权利要求11所述的基板，其中，所述第一和第二屏障层均是从下述集合中选出的：无机氧化物层、氮化物层、有机层、无机层和由有机层和无机层构成的多层叠层。
16.根据权利要求15所述的基板，其中，所述无机氧化物层包括从SiOx、AlOx和AlSiOx构成的集合中选出的一种。
17.根据权利要求15所述的基板，其中，所述氮化物层是从SiNx和SiNOx构成的集合中选出的。
18.根据权利要求15所述的基板，其中，所述有机层是从丙烯酸酯和聚对二甲苯构成的集合中选出的。
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