TWI427359B - 用於液晶顯示器之基板 - Google Patents

Description

用於液晶顯示器之基板

本發明係關於一種用於液晶顯示器之基板，且更特定言之，本發明係關於一種用於液晶顯示器之基板，可大體上防止其變形。

隨著技術之新近進步，網際網路使用之日益風行及資訊過剩已創造了其中隨時隨地可經由網際網路獲得資訊的無處不在之顯示環境。因此，作為呈現資訊之媒介之顯示器已開始在新近的資訊化社會中起日益重要的作用，且其應用領域已得到延伸。

為了創造此無處不在的顯示環境，顯示器必須滿足以下要求：增加之可攜性、顯示多種多媒體資訊之能力、重量的減小、大螢幕尺寸、高解晰度、高速顯示時間等。

為了滿足此等要求，新近研究趨勢為增加顯示器面積並減小構成顯示器之玻璃基板之密度及厚度。然而，在減小用在顯示器(例如，液晶顯示器)中之玻璃基板之密度時，因為玻璃基板之物理特徵大體上由構成玻璃基板之二氧化矽(SiO₂ )決定，所以存在技術限制。

此外，為了達成增強之可攜性之目的而進一步減小顯示器的尺寸與消費者對更大面積之螢幕的需要相反。

在這點上，為了滿足增加之可攜性及大螢幕尺寸，存在對使用塑料基板之可撓式顯示器之日益增加的需要。可使用卷軸式(roll－to－roll)製程來製造此可撓式顯示器。然而，為了使用卷軸式製程生產可撓式顯示器，必須在所有製程中建立用於應用塑料基板之特殊設施，進而要求相當大的成本。

雖然當前由主要的LCD製造商進行對可撓式顯示器之研究，但是在研究可撓式顯示器時使用專為塑料基板設計之夾盤。因此，為了在製造可撓式顯示器時利用現有的LCD生產設備，需要對現有的生產設備進行實質性修改。

已提議之一方法包括應用藉由黏著劑附著至玻璃基板之塑料基板。然而，根據此方法，塑料基板在製造過程期間可能由於玻璃基板與塑料基板之間的熱膨脹係數的差異而經受翹曲現象。

此外，隨著堆疊在玻璃基板上之塑料基板之厚度增加，塑料基板之熱膨脹係數亦增加，此使得更難以將大螢幕塑料基板應用於現有的LCD生產設備。

因此，非常需要一種在提供較大螢幕面積的同時有利地抵抗翹曲之用於液晶顯示器的基板。

本發明提供一種用於液晶顯示器之基板，可大體上防止其變形。

對於熟習此項技術者而言，在查閱以下描述後，本發明之上述目標以及其他目標、特性及優點將變得清楚。

根據本發明之一態樣，提供一種用於液晶顯示器之基板，該基板包括一可撓式基板；第一障壁層及第二障壁層，其分別安置於該可撓式基板之第一表面及第二表面上，第一障壁層與第二障壁層具有不同厚度；以及第一硬塗層及第二硬塗層，其分別安置於第一障壁層及第二障壁層上。

根據本發明之另一態樣，提供一種用於液晶顯示器之基板，該基板包括一可撓式基板；第一障壁層及第二障壁層，其分別安置於可撓式基板之第一表面及第二表面上，第一障壁層與第二障壁層具有不同應力強度；以及第一硬塗層及第二硬塗層，其分別安置於第一障壁層及第二障壁層上。

本發明之範疇由申請專利範圍界定，申請專利範圍以引用的方式併入此部分中。藉由考慮以下對一或多個實施例之詳細描述，可向熟習此項技術者提供對本發明之實施例的更完整瞭解以及對其額外優點之認識。將參看最後加以簡單描述之附圖。

參考以下對實施例之詳細描述及附圖可更容易地瞭解本發明之優點及特性及實現本發明之優點及特性的方法。然而，本發明可體現於許多不同形式中，且不應認為本發明侷限於本文所述之實施例。實情為，提供此等實施例以使得此揭示案將為徹底且完整的，且將向熟習此項技術者傳達本發明之概念，且本發明將由所附申請專利範圍界定。在整個說明書中，相同參考數字指代相同元件。

現將參看附圖更充分地描述本發明，附圖中展示本發明之例示性實施例。

圖1為說明根據本發明之一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖。

參看圖1，用於液晶顯示器之基板100包括一可撓式基板10；第一障壁層20及第二障壁層30，其分別安置於可撓式基板10之第一表面及第二表面上；以及第一硬塗層40及第二硬塗層50，其分別安置於第一障壁層20及第二障壁層30上。

在一實施例中，可撓式基板10可由具有機械強度之聚合材料製成。舉例而言，可撓式基板10可由選自由硬聚偏二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯碸(polyetersulphone)、聚環烷酸乙二酯(polyethylene naphthenate)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酸酯(polyallylate)、聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、非晶系聚烯烴、降冰片烯基聚合物(norbonene－based polymer)、聚乙烯醇、乙烯－乙烯醇共聚物、纖維素、三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、醋酸纖維素petitrate及聚醯胺醯亞胺組成之群的一者製成。

可撓式基板10可具有約30 μm至約500 μm之厚度。此處，當可撓式基板10之厚度小於約30 μm或大於約500 μm時，可能無法實現可撓式基板10薄的優點。因為，若可撓式基板10之厚度小於約30 μm或大於約500 μm，則可撓式基板10可能無法恰當地作為一基板。

使用第一障壁層20及第二障壁層30來防止氧氣、濕氣及化學品在薄膜電晶體(TFT)陣列製程或彩色濾光片製程期間滲入可撓式基板10中。在此實施例中，第一障壁層20與第二障壁層30具有不同的厚度。第二障壁層30可比第一障壁層20厚。此處，第一障壁層20與第二障壁層30之厚度比可為約1：1.5至約1：3。藉由使用此範圍之厚度比來控制第一障壁層20與第二障壁層30之間的應力強度，且因此，可防止在第一障壁層20上執行TFT陣列製程後可能引起之基板翹曲。在一實例中，第一障壁層20可具有約50至約3,000之厚度，且第二障壁層30可具有約75至約9,000之厚度。

在TFT陣列製程期間，形成於基板上之大部分膜為無機膜，且基板被施予很大的應力。結果，基板之物理性質在TFT陣列製程前後會改變，進而引起基板翹曲變形。因此，當第二障壁層30比第一障壁層20厚時，可防止基板在TFT陣列製程之後變形。

第一障壁層20及第二障壁層30之每一者可為選自由無機氧化物層、氮化物層、有機層、無機層及由有機層與無機層構成之多層堆疊組成之群的一者。無機氧化物層可為選自由SiOx、AlOx及AlSiOx組成之群的一者，且可藉由濺鍍、CVD或PVD而形成。氮化物層可為SiNx或SiNOx。有機層可為丙烯酸酯或聚對二甲苯(parylene)，且可藉由電子束、真空蒸鍍或旋塗法而形成。無機層可為由例如Al製成之薄金屬層。此外，由有機層與無機層構成之多層堆疊可為具有經重複層壓之兩層或兩層以上有機層及無機層的堆疊。

使用第一硬塗層40及第二硬塗層50來防止在TFT陣列製程期間外來物質在第一障壁層20及第二障壁層30上引起刮痕。此外，由於構成可撓式基板10之聚合材料減小了可撓式基板10之機械強度，故第一硬塗層40及第二硬塗層50亦用以增加可撓式基板10之一或兩個表面之機械強度。TFT陣列80可安置於第一硬塗層40上。

硬塗層40及50之每一者可為選自由熱固化樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂(acryl resin)、丙烯酸矽樹脂、矽樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、三聚氫胺樹脂、酚樹脂、聚胺酯樹脂、橡膠樹脂、UV固化樹脂及電子束固化樹脂組成之群的一者。此處，UV固化樹脂可包含UV固化丙烯酸樹脂及/或磷肌酸樹脂。

硬塗層40及50之每一者之厚度較佳在約0.5 μm至約50 μm的範圍內。此處，若硬塗層40及50之每一者之厚度小於約0.5 μm，則硬塗層40及50可能無法恰當地用作鈍化層。若硬塗層40及50之每一者之厚度大於約50 μm，則使可撓式基板10過厚，以致無法實現可撓式基板10薄的優點。

圖2為說明根據本發明之另一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖。

參看圖2，用於液晶顯示器之基板100包括可撓式基板10；第一障壁層20及第二障壁層30，其分別安置於可撓式基板10之兩個表面上且具有不同厚度；第一硬塗層40及第二硬塗層50，其分別安置於第一障壁層20及第二障壁層30上；一第一黏著層60，其插入於可撓式基板10與第一障壁層20之間；及一第二黏著層70，其插入於可撓式基板10與第二障壁層30之間。TFT陣列80可安置於第一硬塗層40上。

可撓式基板10、第一障壁層20及第二障壁層30，以及第一硬塗層40及第二硬塗層50與先前實施例中所描述的一樣，且因此本文省略其詳細描述。

第一黏著層60及第二黏著層70分別形成於可撓式基板10與第一障壁層20及第二障壁層30之間。在可撓式基板10與第一障壁層20及第二障壁層30之每一者之間的黏著不良的情況下，可有利地提供第一黏著層60及第二黏著層70。

黏著層60及70之每一者可具有在約0.2 μm至約5 μm範圍內之厚度。黏著層60及70之每一者可為選自由熱固化樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸矽樹脂、矽樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、三聚氫胺樹脂、酚樹脂、聚胺酯樹脂、橡膠樹脂、UV固化樹脂及電子束固化樹脂組成之群的一者。此處，UV固化樹脂可包含UV固化丙烯酸樹脂及/或磷肌酸樹脂。

圖3為說明根據本發明之又一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖。

參看圖3，用於液晶顯示器之基板100包括可撓式基板10；第一障壁層20及第二障壁層30，其分別安置於可撓式基板10之兩個表面上；以及第一硬塗層40及第二硬塗層50，其分別安置於第一障壁層20及第二障壁層30上。

可撓式基板10可由具有機械強度之聚合材料製成。舉例而言，可撓式基板10可由選自由硬聚偏二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯碸、聚環烷酸乙二酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酸酯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、非晶系聚烯烴、降冰片烯基聚合物、聚乙烯醇、乙烯－乙烯醇共聚物、纖維素、三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、醋酸纖維素petitrate及聚醯胺醯亞胺組成之群的一者製成。

可撓式基板10可具有約30 μm至約500 μm之厚度。此處，當可撓式基板10之厚度小於約30 μm或大於約500 μm時，無法實現可撓式基板10薄的優點。

第一障壁層20及第二障壁層30用以防止氧氣、濕氣及化學品在TFT陣列製程或彩色濾光片製程期間滲入可撓式基板10中。此處，第一障壁層20及第二障壁層30由具有不同應力強度之材料製成。舉例而言，第一障壁層20及第二障壁層30可分別為無機氧化物層及有機層以具有不同應力強度。

在TFT陣列製程期間，形成於基板上之大部分膜為無機膜，且對基板施加很大應力。結果，基板之物理性質在TFT陣列製程前後會改變，進而引起基板翹曲變形。因此，當第一障壁層20及第二障壁層30由具有不同應力強度之材料製成時，可防止基板在TFT陣列製程以後變形。

第一障壁層20及第二障壁層30之每一者可具有約50至約3,000之厚度，且在此實施例中，層20及30具有大體上類似之厚度但是具有不同的應力強度。障壁層20及30之每一者可為選自由無機氧化物層、氮化物層、有機層、無機層及由有機層與無機層構成之多層堆疊組成的群的一者。無機氧化物層可藉由濺鍍、化學氣相沈積(CVD)或物理氣相沈積(PVD)使用選自由SiOx、AlOx及AlSiOx組成之群的一者形成。氮化物層可由SiNx或SiNOx製成。有機層可藉由電子束沈積、真空沈積或旋塗法使用丙烯酸酯或聚對二甲苯形成。使用諸如Al之金屬可形成厚度較小之無機層。無機層可為由例如Al製成之薄金屬層。此外，由有機層與無機層構成之多層堆疊可為具有經重複層壓之兩層或兩層以上有機層及無機層的堆疊。

第一障壁層20及第二障壁層30可由具有不同應力強度之類似材料製成。舉例而言，第一障壁層20可由基於無機氧化物之SiOx製成，且第二障壁層30可由基於無機氧化物之AlOx製成。若構成基板100之每一層之應力強度比TFT的應力強度大很多，則可忽略TFT之應力。

第一障壁層20及第二障壁層30亦可由具有不同應力強度之相同材料製成。舉例而言，第一障壁層20及第二障壁層30可由SiOx製成。即使當第一障壁層20與第二障壁層30由相同材料製成時，藉由控制用於沈積第一障壁層20及第二障壁層30之製程條件，其仍可具有不同應力強度。

使用第一硬塗層40及第二硬塗層50來防止在TFT陣列製程期間外來物質在第一障壁層20及第二障壁層30上引起刮痕。此外，由於構成可撓式基板10之聚合材料減小可撓式基板10之機械強度，故第一硬塗層40及第二硬塗層50亦用以增加可撓式基板10之一或兩個表面之機械強度。TFT陣列80可安置於第一硬塗層40上。

硬塗層40及50之每一者可為選自由熱固化樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸矽樹脂、矽樹脂、聚醯胺－醯亞胺樹脂、三聚氫胺樹脂、酚樹脂、聚胺酯樹脂、橡膠樹脂、UV固化樹脂及電子束固化樹脂所組成之群中的一者。此處，UV固化樹脂可包含UV固化丙烯酸樹脂及/或磷肌酸樹脂。

硬塗層40及50之每一者之厚度較佳在約0.5 μm至約50 μm的範圍內。若硬塗層40及50之每一者之厚度小於約0.5 μm，則硬塗層40及50可能無法恰當地作為鈍化層。若硬塗層40及50之每一者之厚度大於約50 μm，則使可撓式基板10過厚，以致無法實現可撓式基板10薄的優點。

圖4為說明根據本發明之又一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖。

參看圖4，用於液晶顯示器之基板100包括一可撓式基板10；第一障壁層20及第二障壁層30，其分別安置於可撓式基板10之兩個表面上且具有不同的應力強度；第一硬塗層40及第二硬塗層50，其分別安置於第一障壁層20及第二障壁層30上；一第一黏著層60，其插入於可撓式基板10與第一障壁層20之間；及一第二黏著層70，其插入於可撓式基板10與第二障壁層30之間。TFT陣列80可安置於第一硬塗層40上。

可撓式基板10、第一障壁層20及第二障壁層30，以及第一硬塗層40及第二硬塗層50與圖3中所示實施例中所描述的一樣，因此本文省略其詳細描述。

第一黏著層60及第二黏著層70分別形成於可撓式基板10與第一障壁層20及第二障壁層30之間。在可撓式基板10與第一障壁層20及第二障壁層30之每一者之間的黏著不良的情況下，可有利地提供第一黏著層60及第二黏著層70。

黏著層60及70之每一者可具有在約0.2 μm至約5 μm之範圍內的厚度。黏著層60及70之每一者可為選自由熱固化樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸矽樹脂、矽樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、三聚氫胺樹脂、酚樹脂、聚胺酯樹脂、橡膠樹脂、UV固化樹脂及電子束固化樹脂組成之群的一者。此處，UV固化樹脂可包含UV固化丙烯酸樹脂及/或磷肌酸樹脂。

如上所述，在根據本發明之用於液晶顯示器之基板中，第一障壁層與第二障壁層具有不同厚度或由具有不同應力強度之材料製成。因此，可防止氧氣、濕氣或化學品在TFT陣列製程或彩色濾光片製程期間滲入，進而防止在TFT陣列製程以後基板變形。

總結本實施方式，熟習此項技術者將瞭解，可在大體上不脫離本發明之原理的情況下對上述實施例進行許多改變及修改。因此，本發明之所揭示實施例僅用於通用意義及描述性意義且非出於限制之目的。

10．．．可撓式基板

20．．．第一障壁層

30．．．第二障壁層

40．．．第一硬塗層

50．．．第二硬塗層

60．．．第一黏著層

70．．．第二黏著層

80．．．TFT陣列

100．．．基板

圖1為說明根據本發明之一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖；圖2為說明根據本發明之另一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖；圖3為說明根據本發明之又一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖；圖4為說明根據本發明之又一實施例之用於液晶顯示器的基板之剖視圖。

參看以上的詳細描述可最好地瞭解本發明之實施例及其優點。應瞭解，使用相同參考數字來標識在該等圖之一或多者中說明之相同元件。亦應瞭解，該等圖可不必按比例繪製。

10．．．可撓式基板

20．．．第一障壁層

30．．．第二障壁層

40．．．第一硬塗層

50．．．第二硬塗層

80．．．TFT陣列

100．．．基板

Claims (7)

1. 一種用於一液晶顯示器之基板，該基板包含：一可撓式基板；第一障壁層及第二障壁層，其分別安置於該可撓式基板之第一表面及第二表面上，該第一障壁層與該第二障壁層具有不同應力強度；及第一硬塗層及第二硬塗層，其分別安置於該第一障壁層及該第二障壁層上，其中該第一障壁層與該第二障壁層之厚度實質上相同，且其中一薄膜電晶體(TFT)陣列安置於該第一硬塗層上。
2. 如請求項1之基板，其進一步包含：在介於該可撓式基板與該第一障壁層及該第二障壁層之每一者之間的一黏著層。
3. 如請求項1之基板，其中該第一障壁層具有一約50Å至約3,000Å之厚度。
4. 如請求項1之基板，其中該第一障壁層及該第二障壁層之每一者係選自由一無機氧化物層、一氮化物層、一有機層、一無機層及一由一有機層與一無機層構成之多層堆疊所組成之群。
5. 如請求項4之基板，其中該無機氧化物層包含選自由SiOx、AlOx及AlSiOx所組成之群中的一者。
6. 如請求項4之基板，其中該氮化物層係選自由SiNx及 SiNOx所組成之群。
7. 如請求項4之基板，其中該有機層係選自由丙烯酸酯及聚對二甲苯所組成之群。