CN104880846B - 柔性基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

柔性基板及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性基板及其制作方法、显示装置，包括：在刚性基板上设置可拆卸层，将柔性衬底通过所述可拆卸层固定在刚性基板上，其中，所述可拆卸层包括网状层和设置在所述网状层的网孔中的多个相互独立的支撑部；在所述柔性衬底上形成功能层，以获得柔性基板；通过外力作用于所述网状层，使所述柔性基板与所述刚性基板分离。本发明使柔性基板制作完成后更容易剥离，提高了生产良率，并且，本发明具备普通产线的工艺兼容性，节约了成本。

Description

柔性基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性基板及其制作方法、以及包括该柔性基板的显示装置。
背景技术
随着显示技术的日趋发达，显示产品日趋多样化和人性化。其中，柔性显示是一个重要的发展方向。
目前已有的基于玻璃衬底的柔性基板加工方法是将柔性基板直接贴合在玻璃基板上，需要剥离时，通过紫外光分解方法或热软化方法使贴合胶变性，从而剥离。直接将柔性基板贴合在玻璃基板上的工艺具有较多的问题，如：紫外光分解方法会对液晶造成不可逆的损坏，不适用于液晶滴入(ODF)工艺，需要重新解决真空入液晶的问题；热软化方法需要考虑柔性基板的材料和工艺制程的温度，效果不理想。此外，直接将柔性基板贴合在玻璃基板上的工艺还具有黏附力不足、无法生产大型化基板、剥离过程容易使柔性基板破损等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性基板及其制作方法、显示装置，以使柔性基板制作完成后更容易剥离，提高生产良率。
为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供一种柔性基板的制作方法，包括：
S1、在刚性基板上设置可拆卸层，将柔性衬底通过所述可拆卸层固定在刚性基板上，其中，所述可拆卸层包括网状层和设置在所述网状层的网孔中的多个相互独立的支撑部；
S2、在所述柔性衬底上形成功能层，以获得柔性基板；
S3、通过外力作用于所述网状层，使所述柔性基板与所述刚性基板分离。
优选地，所述步骤S1包括：
S11、在刚性基板上形成具有网状层的第一光刻胶层；
S12、对所述第一光刻胶层进行曝光、显影，形成多个支撑部，所述支撑部位于所述网状层的网孔中；
S13、将所述柔性衬底与多个所述支撑部相粘结；
所述步骤S3包括：
S31、对所述刚性基板进行切割，以暴露所述网状层的边缘；
S32、通过外力作用于所述网状层，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
优选地，所述步骤S11包括：
在所述刚性基板上形成第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行预固化；
将所述网状层压印在预固化后的第一光刻胶层中，并进行后烘，形成内部设置有网状层的第一光刻胶层。
优选地，对所述第一光刻胶层进行预固化的温度为30-50℃，持续时间为10-15min，进行后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于20min。
优选地，所述步骤S13包括：
在所述柔性衬底的朝向所述刚性基板的一侧形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行预固化；
使所述柔性衬底上形成有所述第二光刻胶层的一侧与所述刚性基板上形成有所述支撑部的一侧相贴合，并进行后烘，使所述第二光刻胶层与多个所述支撑部相粘结。
优选地，对所述第二光刻胶层进行预固化的温度为30-50℃，持续时间为10-15min，进行后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于30min。
优选地，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板加热，使所述柔性基板与所述支撑部相粘结部位的胶体软化，同时提拉所述网状层的边缘，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
优选地，所述刚性基板由能够发生弹性形变的材料制成，所述步骤S32包括：
在所述刚性基板背离所述柔性基板的一侧形成低温收缩材料层或高温收缩材料层；
降低环境温度，使所述低温收缩材料层发生收缩形变，或者，升高环境温度，使所述高温收缩材料层发生收缩形变，同时拉伸所述网状层，其中，所述外力为所述低温收缩材料层或所述高温收缩材料层发生收缩形变时产生的力。
优选地，所述刚性基板由热塑性材料制成，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板进行加热，使所述刚性基板发生弯曲形变，同时拉伸所述网状层，其中，所述外力为所述刚性基板发生弯曲形变时产生的力。
优选地，所述网状层的厚度小于所述第一光刻胶层的厚度。
优选地，所述刚性基板上待固定所述柔性衬底的一侧设置有第一对位标记，所述第一对位标记能够与所述柔性衬底上的第二对位标记相匹配，以使得所述柔性衬底与所述刚性基板准确对位。
优选地，所述第一对位标记上方还设置有保护层，制作所述保护层的材料包括硅的氧化物和/或硅的氮化物。
优选地，所述网状层的网孔密度小于180目。
作为本发明的第二个方面，还提供了一种柔性基板，所述柔性基板采用上述制作方法制作形成。
优选地，所述柔性基板为柔性触控基板，所述功能层包括触控感应电极。
优选地，所述柔性基板为柔性阵列基板，所述功能层包括像素电路；或者所述柔性基板为柔性彩膜基板，所述功能层包括色阻阵列。
作为本发明的第三个方面，还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明所提供的上述柔性基板。
本发明设计的网点连接结构降低了相邻两层之间的粘结力，外力作用于网状层时相当于作用于各个接触面积很小的支撑部上，从而降低了剥离难度，使柔性基板制作完成后更容易剥离。并且，本发明在剥离过程中不依赖于紫外光或化学液体，不依赖于无法量化的手动剥离方法，避免了对柔性基板造成损伤的风险，提高了生产良率，并且本发明方法可应用于制作大型化的柔性基板，可减少对人工等不确定性因素的依赖。
相对于柔性产线中的卷对卷工艺来说，本发明方法基于刚性基板来制作柔性基板，具备普通产线的工艺兼容性，节约了成本。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1是本发明方法的流程示意图之一；
图2是本发明方法的流程示意图之二；
图3a-图3c分别是刚性基板的俯视图、仰视图和侧视图；
图4a和图4b是本发明实施例中柔性衬底固定过程中的正视图和侧视图；
图5是本发明实施例中柔性基板分离过程中的侧视图。
在附图中，1-刚性基板；2-第一对位标记；3-保护层；4-第一光刻胶层；5-网状层；6-支撑部；7-柔性衬底；8-第二光刻胶层；9-第三光刻胶层；10-柔性基板；11-离型膜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种柔性基板的制作方法，如图1所示，所述制作方法包括以下步骤：
S1、在刚性基板上设置可拆卸层，将柔性衬底通过所述可拆卸层固定在刚性基板上，其中，所述可拆卸层包括网状层和设置在所述网状层的网孔中的多个相互独立的支撑部；
S2、在所述柔性衬底上形成功能层，以获得柔性基板；
S3、通过外力作用于所述网状层，使所述柔性基板与所述刚性基板分离。
需要说明的是，本发明中提到的“功能层”是指能够使柔性基板实现显示、触控等功能的结构层，例如：像素电路层、触控电极层、彩色滤光层等。本发明中提到的“柔性衬底”可以是单纯的柔性材料层，然后在所述柔性材料层上进一步制作所述功能层，以得到具有实际功能的“柔性基板”，或者，所述“柔性衬底”包括柔性材料层和设置在所述柔性材料层上的功能原料层，例如，已经设置有一层电极材料层，只需进行图形化处理即可得到相应功能的“柔性基板”。
本发明中所述的“刚性基板”可以是玻璃基板、塑性基板等。
本发明设计的网点连接结构降低了相邻两层之间的粘结力，外力作用于网状层时相当于作用于各个接触面积很小的支撑部上，从而降低了剥离难度，使柔性基板制作完成后更容易剥离。并且，本发明在剥离过程中不依赖于紫外光或化学液体，不依赖于无法量化的手动剥离方法，避免了对柔性基板造成损伤的风险，提高了生产良率，并且本发明方法可应用于制作大型化的柔性基板，可减少对人工等不确定性因素的依赖。
作为本发明的一种实施方式，如图2所示，所述步骤S1包括：
S11、在刚性基板上形成具有网状层的第一光刻胶层；
S12、对所述第一光刻胶层进行曝光、显影，形成多个支撑部，所述支撑部位于所述网状层的网孔中；
S13、将所述柔性衬底与多个所述支撑部相粘结；
所述步骤S3包括：
S31、对所述刚性基板进行切割，以暴露所述网状层的边缘；
S32、通过外力作用于所述网状层，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
进一步地，所述步骤S11具体包括：
在所述刚性基板上形成第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行预固化；以及，将所述网状层压印在预固化后的第一光刻胶层中，并进行后烘，形成内部设置有网状层的第一光刻胶层。
在对所述第一光刻胶层进行预固化的过程中，固化温度保持在30-50℃之间，优选为40℃，持续时间为10-15min，目的是使所述第一光刻胶层刚好与所述刚性基板相粘附，且膜层质地还较软，溶剂尚未完全挥发。
然后将所述网状层压印到所述第一光刻胶层中，此时进行后烘，使所述第一光刻胶层进一步固化，后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于20min，得到内部设置有网状层的第一光刻胶层。
优选地，所述网状层的厚度小于所述第一光刻胶层的厚度。例如，所述第一光刻胶层预固化前的厚度在300μm以上，预固化后的厚度在200μm以上，那么，所述网状层的厚度应接近且小于200μm，。
此外，所述网状层应具有较小的网孔密度，优选地，所述网状层的网孔密度小于180目。
进一步地，所述步骤S13具体包括：
在所述柔性衬底的朝向所述刚性基板的一侧形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行预固化；使所述柔性衬底上形成有所述第二光刻胶层的一侧与所述刚性基板上形成有所述支撑部的一侧相贴合，并进行后烘，使所述第二光刻胶层与多个所述支撑部相粘结。
在对所述第二光刻胶层进行预固化时，预固化的温度为30-50℃，优选40℃，持续时间为10-15min。预固化的目的是使所述第二光刻胶层刚好与所述柔性衬底相粘附，且膜层质地还较软，溶剂尚未完全挥发。
然后将所述柔性衬底放置在所述刚性基板上，并使所述柔性衬底上形成有所述第二光刻胶层的一侧与所述刚性基板上形成有多个支撑部的一侧相接触。这一步骤中后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于30min，以使得所述第二光刻胶层与多个所述支撑部相粘结。
在本发明中，可以采用多种方式来实现步骤S32所述的“通过外力作用于所述网状层，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离”。
作为本发明的第一种分离方式，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板加热，使所述柔性基板与所述支撑部相粘结部位的胶体软化，同时提拉所述网状层的边缘，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
对所述刚性基板进行加热时，可以将所述刚性基板固定在加热平台上，本实施方式可适用于包括玻璃基板、塑性基板在内的多种刚性基板。
作为本发明的第二种分离方式，所述刚性基板由能够发生弹性形变的材料制成，所述步骤S32包括：
在所述刚性基板的外侧形成低温收缩材料层或高温收缩材料层，例如可以形成低温收缩的橡胶涂层；
降低环境温度，使所述低温收缩材料层发生收缩形变，或者，升高环境温度，使所述高温收缩材料层发生收缩形变，同时拉伸所述网状层，所述低温收缩材料层或所述高温收缩材料层发生收缩形变时产生的外力使所述柔性基板与所述刚性基板分离。
作为本发明的第三种分离方式，所述刚性基板由热塑性材料制成，例如由聚乙烯材料或者聚氯乙烯材料制成，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板进行加热，使所述刚性基板发生弯曲形变，同时拉伸所述网状层，所述刚性基板发生弯曲形变时产生的外力使所述柔性基板与所述刚性基板分离。
本发明设计的网点连接结构降低了相邻两层之间的粘结力，外力作用于网状层时相当于作用于各个接触面积很小的支撑部上，从而降低了剥离难度。以上仅是本发明的优选实施方式，基于具体的工艺需求，可以对本发明的分离步骤进行调整，在此不再赘述。
优选地，如图3a-图3c所示，刚性基板1上待固定所述柔性衬底的一侧设置有第一对位标记2，第一对位标记2能够与所述柔性衬底上的第二对位标记(未示出)相匹配，以使得所述柔性衬底与刚性基板1准确对位。
进一步地，第一对位标记2上方还设置有保护层3，制作保护层3的材料包括硅的氧化物和/或硅的氮化物。保护层3用于保护刚性基板1和第一对位标记2不被腐蚀，并且用于保证刚性基板1的平坦度。
本发明可用于制作柔性触控基板、柔性阵列基板、柔性彩膜基板等。当所述柔性基板为柔性触控基板时，所述功能层包括触控感应电极。当所述柔性基板为柔性阵列基板时，所述功能层包括像素电路；当所述柔性基板为柔性彩膜基板时，所述功能层包括色阻阵列。
当需要制作柔性显示面板时，可以采用本发明所提供的方法分别制作柔性阵列基板和柔性彩膜基板，并且在将所述柔性阵列基板和所述柔性彩膜基板从所述刚性基板上分离之前，先将两基板进行对盒，待对盒完成后，再将制作完成的柔性显示面板与两侧的刚性基板进行分离。所述对盒的步骤包括：涂覆取向层并对所述取向层进行摩擦以确定液晶初始偏转方向，涂布封框胶和隔垫物，贴合固化并滴注液晶等，与现有技术基本相同，在此不再赘述。
下面以一个具体的实施例对本发明进行详细的阐述，图4a和图4b是本发明实施例中柔性衬底固定过程中的正视图和侧视图，图5是本发明实施例中柔性基板分离过程中的侧视图。
首先，对刚性基板1(以玻璃基板为例，玻璃基板上还设置有保护层3以防止玻璃基板上的对位标记被腐蚀)进行清洗等工序后备用，然后在刚性基板1上滚涂或旋涂第一光刻胶层4，并对第一光刻胶层4进行预固化，预固化的温度为40℃，持续时间为10～15min。对第一光刻胶层4进行预固化后，使其刚好与刚性基板1黏附，且保持质地较软，溶剂未完全挥发的状态。
然后，将具有耐刻蚀特性的网状层5通过压印方式与第一光刻胶层4结合在一起，并进行后烘，后烘温度为80～90℃，持续时间20min。本发明中的网状层5可以采用合成纤维网状层、纱布网状层等。
之后，对第一光刻胶层4进行曝光、显影处理，形成多个支撑部6，支撑部6的尺寸小于网状层5的网孔的尺寸，且位于相应位置的网孔中。
在本实施例中，柔性衬底7包括柔性材料层和设置在所述柔性材料层上的电极材料层，通常，柔性衬底7上设置有电极材料层的一侧和未设置电极材料层的一侧均贴附有离型膜。这里将贴附在非电极材料层的一侧的离型膜撕除，并在该侧涂布第二光刻胶层8，并进行预固化，预固化的温度为40℃，持续时间10～15min。
预固化完成后，将柔性衬底7上涂布有第二光刻胶层8的一侧与刚性基板1上形成有支撑部6的一侧紧密贴合在一起，并进行后烘处理，后烘的温度为80～90℃，持续时间30min。优选地，柔性衬底7的裁切尺寸要略小于刚性基板1的尺寸。
之后，在所述电极材料层上形成第三光刻胶层9，通过光刻工艺对所述电极材料层进行图形化处理，得到柔性基板10。
若采用本发明方法制作柔性触控基板，那么采用上述工艺完成触控电极图形的制备即可。
若采用本发明方法制作柔性显示面板，则需要采用相同方法分别制作柔性阵列基板和柔性彩膜基板，然后利用刚性基板1上的第一对位标记2将所述柔性阵列基板和所述柔性彩膜基板进行对盒，得到柔性显示面板。
如图5所示，将柔性基板10从刚性基板1上分离的步骤包括：
完成器件制作后，对刚性基板1进行切割，露出网状层5的边缘。然后采用本发明所提供的上述三种分离方式中的任意一种将柔性基板10分离。
例如，可以将刚性基板1置于加热台上真空吸附，轻拉网状层5将柔性基板10与刚性基板1分离，分离后对柔性基板10进行清洁后更换新的离型膜11，完成柔性器件的制作。
或者，在刚性基板1外表面贴覆低温收缩材料层或高温收缩材料层，如低温收缩的橡胶涂层等，这些涂层在低温或高温时发生弯曲。当完成切割工序后，拉伸并固定网状层5，然后使器件置于低温环境中使其冷缩发生弯曲形变，从而使刚性基板1与柔性基板10分离。
或是，采用具有形变效果的热塑性材料来制作刚性基板1，切割工序完成后，拉伸并固定柔性基板10以及网状层5，将刚性基板1加热到一定温度使其收缩发生弯曲形变，从而与柔性基板10分离。
本发明使柔性基板制作完成后更容易剥离，不依赖于紫外光或化学液体，不依赖于无法量化的手动剥离方法，避免了对柔性基板造成损伤的风险，提高了生产良率，并且本发明方法可应用于制作大型化的柔性基板，可减少对人工等不确定性因素的依赖。
本发明还提供了一种柔性基板，所述柔性基板采用上述制作方法制作形成。采用本发明方法制作的所述柔性基板有效降低了柔性基板从刚性基板上剥离的难度，避免了对柔性基板造成损伤的风险，提高了生产良率。
为了实现不同的功能，本发明中的柔性基板可以包括柔性衬底和设置在所述柔性衬底上的不同的功能层。例如，所述柔性基板可以是柔性触控基板，此时，相应的功能层包括触控感应电极；或者，所述柔性基板可以是柔性阵列基板，此时，相应的功能层包括像素电路；或者，所述柔性基板可以是柔性彩膜基板，此时，相应的功能层包括色阻阵列等。
本发明还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明所提供的上述柔性基板。如上所述，所述显示装置具有生产良率高的优点。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种柔性基板的制作方法，其特征在于，包括：
S1、在刚性基板上设置可拆卸层，将柔性衬底通过所述可拆卸层固定在刚性基板上，其中，所述可拆卸层包括网状层和设置在所述网状层的网孔中的多个相互独立的支撑部，且所述网状层与所述支撑部相互独立；
S2、在所述柔性衬底上形成功能层，以获得柔性基板；
S3、通过外力作用于所述网状层，使所述柔性基板与所述刚性基板分离；
所述步骤S1包括：
S11、在刚性基板上形成具有网状层的第一光刻胶层；
S12、对所述第一光刻胶层进行曝光、显影，形成多个支撑部，所述支撑部位于所述网状层的网孔中；
S13、将所述柔性衬底与多个所述支撑部相粘结。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，
所述步骤S3包括：
S31、对所述刚性基板进行切割，以暴露所述网状层的边缘；
S32、通过外力作用于所述网状层，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S11包括：
在所述刚性基板上形成第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行预固化；
将所述网状层压印在预固化后的第一光刻胶层中，并进行后烘，形成内部设置有网状层的第一光刻胶层。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，对所述第一光刻胶层进行预固化的温度为30-50℃，持续时间为10-15min，进行后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于20min。
5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S13包括：
在所述柔性衬底的朝向所述刚性基板的一侧形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行预固化；
使所述柔性衬底上形成有所述第二光刻胶层的一侧与所述刚性基板上形成有所述支撑部的一侧相贴合，并进行后烘，使所述第二光刻胶层与多个所述支撑部相粘结。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，对所述第二光刻胶层进行预固化的温度为30-50℃，持续时间为10-15min，进行后烘的温度为80-90℃，持续时间不低于30min。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板加热，使所述柔性基板与所述支撑部相粘结部位的胶体软化，同时提拉所述网状层的边缘，以使得所述柔性基板与所述刚性基板分离。
8.根据权利要求2至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述刚性基板由能够发生弹性形变的材料制成，所述步骤S32包括：
在所述刚性基板背离所述柔性基板的一侧形成低温收缩材料层或高温收缩材料层；
降低环境温度，使所述低温收缩材料层发生收缩形变，或者，升高环境温度，使所述高温收缩材料层发生收缩形变，同时拉伸所述网状层，其中，所述外力为所述低温收缩材料层或所述高温收缩材料层发生收缩形变时产生的力。
9.根据权利要求2至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述刚性基板由热塑性材料制成，所述步骤S32包括：
对所述刚性基板进行加热，使所述刚性基板发生弯曲形变，同时拉伸所述网状层，其中，所述外力为所述刚性基板发生弯曲形变时产生的力。
10.根据权利要求2至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述网状层的厚度小于所述第一光刻胶层的厚度。
11.根据权利要求1至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述刚性基板上待固定所述柔性衬底的一侧设置有第一对位标记，所述第一对位标记能够与所述柔性衬底上的第二对位标记相匹配，以使得所述柔性衬底与所述刚性基板准确对位。
12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述第一对位标记上方还设置有保护层，制作所述保护层的材料包括硅的氧化物和/或硅的氮化物。
13.根据权利要求1至6中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述网状层的网孔密度小于180目。
14.一种柔性基板，其特征在于，所述柔性基板采用权利要求1至13中任意一项所述的制作方法制作形成。
15.根据权利要求14所述的柔性基板，其特征在于，所述柔性基板为柔性触控基板，所述功能层包括触控感应电极。
16.根据权利要求14所述的柔性基板，其特征在于，所述柔性基板为柔性阵列基板，所述功能层包括像素电路；或者所述柔性基板为柔性彩膜基板，所述功能层包括色阻阵列。
17.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求14至16中任意一项所述的柔性基板。
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