CN104409330A - 衬底基板和显示基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种衬底基板和显示基板及其制作方法、显示装置。所述制作方法通过在有机基板上形成中间层，并设置所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，无机薄膜形成在所述中间层上，从而缓冲了有机基板的热应力对无机薄膜的影响，改善了无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题，提高了显示装置的产品良率和显示品质。

Description

衬底基板和显示基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种衬底基板和显示基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
传统的显示都是平板显示，不可以随意弯曲。未来显示的趋势是希望在柔性体上实现大量信息的展示，即柔性显示。柔性显示屏和柔性显示模组在基板包装、生产、存储、使用、操作、工序衔接、搬运、运输等任何一个步骤都可以实现机械弯曲。实现柔性显示的关键技术可以分为几个方面：显示技术、基板技术、阵列技术和封装技术。目前可以实现柔性显示的基板主要有超薄玻璃基板、金属箔片基板、塑料基板这三种方式。
其中，超薄玻璃基板的水汽、氧阻隔性能好，透明性好，但是它对裂纹缺陷很敏感，抗冲击性、弯折性很差，不易实现卷对卷(roll to roll)的工艺，而且开发超薄可挠曲的玻璃基板很难实现。金属箔片基板具有阻隔水氧的功能，耐高温低成本，本身具有延展性，易于实现卷对卷工艺，但是箔片表面粗糙(Ra＝0.6um)，即使经过抛光处理后，仍然需要镀上平坦化层，这增加了器件的厚度。塑料基板柔韧性更好、质量更轻、更耐冲击，适于制作轻薄化器件，成为柔性显示技术的发展趋势。
塑料基板通常不耐高温，在高温下塑料的变形量很大，因此，必须在很低的温度下完成柔性显示器件的工艺制程。为了实现高温工艺制程，需要选择耐高温的塑料基板，耐高温的塑料基板通过涂布的方式涂布在玻璃基板上。
对于柔性显示器，其包括需要高温制程的半导体器件，如：薄膜晶体管。塑料基板在高温工艺制程中会出现热失重和小分子溶剂、杂质的释放，影响膜晶体管特性，进而影响显示画面。现有技术中的解决方法是在塑料基板上形成无机薄膜，作为阻挡层，用于防止高温制程中的有机基板对半导体器件产生影响。但是塑料基板与无机薄膜的晶格不匹配(即材料应力不匹配)，由于塑料基板为有机层，热膨胀系数较大，在高温工艺制程中的形变较大，回到常温后，会对无机薄膜产生热应力影响，使其容易产生微裂纹，易脱落。
发明内容
本发明提供一种衬底基板和显示基板及其制作方法，用以解决有机基板与无机薄膜的热膨胀系数不同，导致无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题。
本发明还提供一种显示装置，采用上述的衬底基板，用以提高产品良率。
为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种衬底基板的制作方法，所述衬底基板用作无机薄膜的基底，所述制作方法包括：
提供一有机基板；
形成覆盖所述有机基板表面的中间层；
所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。
如上所述的制作方法，优选的是，所述中间层靠近所述有机基板一侧的热膨胀系数大于所述中间层靠近所述无机薄膜一侧的热膨胀系数。
如上所述的制作方法，优选的是，从靠近所述有机基板的一侧到靠近所述无机薄膜的一侧，所述中间层的热膨胀系数逐渐减小。
如上所述的制作方法，优选的是，通过反应源气体之间的化学反应形成所述中间层。
如上所述的制作方法，优选的是，通过调整所述化学反应中反应源气体之间的比例，来调整所述中间层的热膨胀系数。
如上所述的制作方法，优选的是，所述反应源包括：
具有硅基和碳氧键的材料；
氧化物；
通过提高所述化学反应中氧化物的含量，来降低所述中间层的热膨胀系数。
如上所述的制作方法，优选的是，所述具有硅基和碳氧键的材料为六甲基二甲硅醚或正硅酸乙酯。
如上所述的制作方法，优选的是，整个所述中间层的热膨胀系数一致。
如上所述的制作方法，优选的是，所述制作方法还包括：
提供一无机基板；
形成覆盖所述无机基板表面的有机薄膜；
以所述无机基板为基底的所述有机薄膜形成所述有机基板。
如上所述的制作方法，优选的是，所述无机基板为玻璃基板或金属箔片基板，所述有机薄膜的材料为塑料。
本发明实施例中还提供一种衬底基板，用作无机薄膜的基底，所述衬底基板包括：
有机基板；
覆盖所述有机基板表面的中间层；
所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。
如上所述的衬底基板，优选的是，所述中间层靠近所述有机基板一侧的热膨胀系数大于所述中间层靠近所述无机薄膜一侧的热膨胀系数。
如上所述的衬底基板，优选的是，从靠近所述有机基板的一侧到靠近所述无机薄膜的一侧，所述中间层的热膨胀系数逐渐减小。
如上所述的衬底基板，优选的是，整个所述中间层的热膨胀系数一致。
如上所述的衬底基板，优选的是，所述衬底基板还包括：
无机基板；
覆盖所述无机基板表面的有机薄膜；
所述有机基板由以所述无机基板为基底的所述有机薄膜形成。
本发明实施例中还提供一种显示基板的制作方法，所述显示基板包括衬底基板，所述制作方法包括：
采用如上所述的制作方法制得所述衬底基板，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层；
在覆盖有中间层的所述有机基板表面形成无机薄膜。
如上所述的制作方法，优选的是，所述制作方法还包括：
在所述无机薄膜上形成半导体器件。
本发明实施例中还提供一种显示基板，包括：
如上所述的衬底基板，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层；
设置在覆盖有中间层的所述有机基板表面的无机薄膜。
如上所述的显示基板，优选的是，所述衬底基板还包括：
设置在所述无机薄膜上的半导体器件。
本发明实施例中还提供一种显示装置，包括如上所述的显示基板。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，通过在有机基板上形成中间层，并设置所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，无机薄膜形成在所述中间层上，从而缓冲了有机基板的热应力对无机薄膜的影响，改善了无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题，提高了显示装置的产品良率和显示品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中衬底基板的制作流程示意图一；
图2表示本发明实施例中衬底基板的制作流程示意图二；
图3表示本发明实施例中衬底基板的结构示意图；
图4表示本发明实施例中中间层的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种衬底基板，用作无机薄膜的基底，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层，所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。其中，有机基板具有柔韧性更好、质量更轻、更耐冲击的优点，但是其热膨胀系数大，高温下的形变量很大。由于无机材料的热膨胀系数远小于有机材料的热热膨胀系数，中间层的设置能够缓冲有机基板的热应力对无机薄膜的影响，改善无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题。
当显示基板采用本发明中的衬底基板时，能够提高显示装置的产品良率。
本发明中的衬底基板尤其适用于柔性显示器装置中。
需要说明的是：材料的热膨胀系数越大，其应力越小，在高温下的形变量越大，回到常温后，产生的热应力越大。相反，材料的热膨胀系数越小，其应力越大，在高温下的形变量越小，回到常温后，产生的热应力越小。有机材料的热膨胀系数远大于无机材料的热膨胀系数，有机材料的应力远小于无机材料的应力。
其中，应力是指：物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。
热应力是指：温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力，又称变温应力。
本发明中显示基板的制作工艺包括高温制程，形成在有机基板表面的无机薄膜的分子结构比较致密，分子之间相互作用的应力较大，而有机材料由于是高分子键合，高分子链活动空间足够，分子之间相互作用的应力较小。
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1所示为本发明实施例中衬底基板的制作流程示意图。
如图1所示，本发明实施例中提供一种衬底基板的制作方法，所述衬底基板用作无机薄膜的基底，所述制作方法包括：
步骤S1、提供一有机基板；
步骤S2、形成覆盖所述有机基板表面的中间层；
所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，即，所述中间层的应力大于所述有机基板的应力，所述中间层的应力小于所述无机薄膜的应力。所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。
在高温工艺制程中，所述中间层的热膨胀系数较小，有机基板的形变量大于中间层的形变量，在回到常温后，中间层的设置能够缓冲有机基板产生的热应力对无机薄膜的影响，改善无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题。
通过本发明的制作方法制得的衬底基板具有有机基板柔韧性更好、质量更轻、更耐冲击的优点，并能够保证在其上形成的无机薄膜质量，尤其适用于柔性显示器件中。
相应地，结合图3所示，本发明实施例中还提供一种衬底基板，用作无机薄膜30的基底。所述衬底基板包括有机基板10和覆盖有机基板10表面的中间层20。中间层20的热膨胀系数小于有机基板10的热膨胀系数，且中间层20的热膨胀系数大于无机薄膜30的热膨胀系数，中间层20位于有机基板10和无机薄膜30之间。
其中，整个中间层20的热膨胀系数可以一致，制作工艺简单。当中间层20的厚度较厚时，也能很好得缓冲有机基板10产生的热应力。
作为一个优选方案，中间层20包括靠近有机基板10一侧的第一部分21和靠近无机薄膜30一侧的第二部分22，如图4所示，其中，第一部分21的热膨胀系数大于第二部分22的热膨胀系数，第一部分21的应力小于第二部分22的应力。则有机基板10在经过高温膨胀，又回到常温后，产生的热应力依次经过第一部分21和第二部分22逐步得到缓冲后再作用到无机薄膜30，使得作用到无机薄膜30的热应力更小，有效改善无机薄膜30因热应力而易产生微裂纹，易脱落的现象。
更进一步地，设置从靠近有机基板10的一侧到靠近无机薄膜30的一侧，中间层20的热膨胀系数逐渐减小，其应力逐渐增大，缓冲有机基板10产生的热应力效果最好。
其中，中间层20的热膨胀系数变化，可以通过不同材料来实现，例如：如图4所示，当中间层包括靠近有机基板10一侧的第一部分21和靠近无机薄膜30一侧的第二部分22时，可以先在有机基板10上涂覆热膨胀系数较大的第一材料膜层，形成第一部分21，然后在第一部分12上涂覆热膨胀系数较小的第二材料膜层，形成第二部分22。
本发明实施例中通过反应源气体之间的化学反应来形成中间层20。还可以调整化学反应中反应源气体之间的比例，来调整中间层20的热膨胀系数。所述反应源具体可以选择具有硅基和碳氧键的材料和氧化物，通过提高氧化物的含量，可以降低中间层20的热膨胀系数。具有硅基和碳氧键的材料可以为六甲基二甲硅醚或正硅酸乙酯。
本发明实施例中，显示基板的制作工艺不可避免地包括高温制程，为了减小有机基板10在高温下的形变量，可以选择耐高温的有机材料。为了实现该目的，如图2所示，本发明实施例中衬底基板的制作方法还包括：
步骤S11、提供一无机基板；
步骤S12、形成覆盖所述无机基板表面的有机薄膜；
如图3所示，以无机基板11为基底的有机薄膜12形成有机基板10。
则，衬底基板的中间层20覆盖有机薄膜12的表面，且中间层20的热膨胀系数小于有机薄膜12的热膨胀系数。
其中，无机基板11可以为玻璃基板或金属箔片基板，有机薄膜12的材料可以为耐高温的塑料。在柔性显示器件中，所述塑料通常为聚酰亚胺(PI)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
通过上述步骤形成的有机基板10比较耐高温，可以减小其产生的热应力。
相应地，结合图3所示，本发明实施例中的衬底基板包括：
无机基板11；
覆盖无机基板11表面的有机薄膜12；
覆盖有机薄膜12表面的中间层20。
当在中间层20上形成无机薄膜30时，由于有机薄膜12为耐高温的有机材料，在无机薄膜30的高温工艺制程中，有机薄膜12的形变量相对较小，产生的热应力变小，则作用在无机薄膜30也变小。
结合图3所示，本发明实施例中的衬底基板具体包括：
无机基板11；
覆盖无机基板11表面的有机薄膜12；
覆盖有机薄膜12表面的中间层20。
显示器件的无机薄膜30形成在中间层20上。
其中，整个中间层20的热膨胀系数可以一致，或，中间层20靠近有机薄膜12一侧的热膨胀系数大于中间层20靠近无机薄膜30一侧的热膨胀系数，或，从靠近有机薄膜12的一侧到靠近无机薄膜30的一侧，中间层20的热膨胀系数逐渐减小。
本发明实施例中还提供一种显示基板的制作方法，所述显示基板包括衬底基板，所述制作方法包括：
采用本发明实施例中的制作方法制得所述衬底基板，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层；
在覆盖有中间层的所述有机基板表面形成无机薄膜。
上述制作方法中，制得的无机薄膜和有机基板之间形成有中间层，所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数不大于所述无机薄膜的热膨胀系数。在显示基板的高温制程中，所述中间层能够缓冲有机基板作用到无机薄膜上的热应力，改善无机薄膜受有机基板的热应力影响，容易产生微裂纹，易脱落的问题。
相应地，本发明实施例中还提供一种显示基板，其包括本发明实施例中的衬底基板，如图3所示，所述衬底基板包括有机基板10和覆盖有机基板10表面的中间层20。还包括无机薄膜30，设置在覆盖有中间层20的有机基板10表面。
所述衬底基板还可以包括无机基板11和覆盖无机基板11表面的有机薄膜12。有机基板10由以无机基板11为基底的有机薄膜12形成。其中，有机薄膜12为耐高温材料。
本发明实施例中的显示基板还包括半导体器件(例如：薄膜晶体管)，在半导体器件的高温制程中，有机薄膜12会出现热失重和小分子溶剂、杂质的释放，影响半导体器件的特性，进而影响画面品质。当在无机薄膜30上形成所述半导体器件时，无机薄膜30可以作为阻挡层，有效防止有机薄膜12在高温制程中对半导体器件的影响，提高显示装置的画面品质。
则显示基板的制作方法还包括：
在所述无机薄膜上形成半导体器件。
结合图3所示，本发明的显示基板具体包括：
无机基板11；
覆盖无机基板11表面的有机薄膜12；
覆盖有机薄膜12表面的中间层20，中间层20的热膨胀系数小于有机薄膜12的热膨胀系数；
覆盖中间层20表面的无机薄膜30，中间层20的热膨胀系数大于无机薄膜30的热膨胀系数；
设置在无机薄膜30上的半导体器件(图中未示出)。
本发明实施例中还提供一种显示装置，包括如上所述的显示基板，提高了显示品质。
本发明的衬底基板尤其适用于柔性显示装置中，当然，也适用于普通的显示装置中。
本发明的技术方案通过在有机基板上形成中间层，并设置所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，无机薄膜形成在所述中间层上，从而缓冲了有机基板的热应力对无机薄膜的影响，改善了无机薄膜容易产生微裂纹，易脱落的问题，提高了显示装置的产品良率和显示品质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种衬底基板的制作方法，所述衬底基板用作无机薄膜的基底，其特征在于，所述制作方法包括：
提供一有机基板；
形成覆盖所述有机基板表面的中间层；
所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述中间层靠近所述有机基板一侧的热膨胀系数大于所述中间层靠近所述无机薄膜一侧的热膨胀系数。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，从靠近所述有机基板的一侧到靠近所述无机薄膜的一侧，所述中间层的热膨胀系数逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，通过反应源气体之间的化学反应形成所述中间层。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，通过调整所述化学反应中反应源气体之间的比例，来调整所述中间层的热膨胀系数。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述反应源包括：
具有硅基和碳氧键的材料；
氧化物；
通过提高所述化学反应中氧化物的含量，来降低所述中间层的热膨胀系数。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述具有硅基和碳氧键的材料为六甲基二甲硅醚或正硅酸乙酯。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，整个所述中间层的热膨胀系数一致。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
提供一无机基板；
形成覆盖所述无机基板表面的有机薄膜；
以所述无机基板为基底的所述有机薄膜形成所述有机基板。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述无机基板为玻璃基板或金属箔片基板，所述有机薄膜的材料为塑料。
11.一种衬底基板，用作无机薄膜的基底，其特征在于，所述衬底基板包括：
有机基板；
覆盖所述有机基板表面的中间层；
所述中间层的热膨胀系数小于所述有机基板的热膨胀系数，且所述中间层的热膨胀系数大于所述无机薄膜的热膨胀系数，所述中间层位于所述有机基板和无机薄膜之间。
12.根据权利要求11所述的衬底基板，其特征在于，所述中间层靠近所述有机基板一侧的热膨胀系数大于所述中间层靠近所述无机薄膜一侧的热膨胀系数。
13.根据权利要求12所述的衬底基板，其特征在于，从靠近所述有机基板的一侧到靠近所述无机薄膜的一侧，所述中间层的热膨胀系数逐渐减小。
14.根据权利要求11所述的衬底基板，其特征在于，整个所述中间层的热膨胀系数一致。
15.根据权利要求11-14任一项所述的衬底基板，其特征在于，所述衬底基板还包括：
无机基板；
覆盖所述无机基板表面的有机薄膜；
所述有机基板由以所述无机基板为基底的所述有机薄膜形成。
16.一种显示基板的制作方法，所述显示基板包括衬底基板，其特征在于，所述制作方法包括：
采用权利要求1-10任一项所述的制作方法制得所述衬底基板，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层；
在覆盖有中间层的所述有机基板表面形成无机薄膜。
17.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述无机薄膜上形成半导体器件。
18.一种显示基板，其特征在于，包括：
权利要求11-15任一项所述的衬底基板，所述衬底基板包括有机基板和覆盖所述有机基板表面的中间层；
设置在覆盖有中间层的所述有机基板表面的无机薄膜。
19.根据权利要求18所述的显示基板，其特征在于，所述衬底基板还包括：
设置在所述无机薄膜上的半导体器件。
20.一种显示装置，包括权利要求18或19所述的显示基板。
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