TW201605646A - 可撓性顯示面板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種可撓性顯示面板的製造方法，包括：提供硬質基板；於硬質基板上形成含氟聚醯亞胺基板；於含氟聚醯亞胺基板上形成顯示元件；以及使含氟聚醯亞胺基板與硬質基板分離。

Description

可撓性顯示面板的製造方法
本發明是有關於一種顯示面板的製造方法，且特別是有關於一種可撓性顯示面板的製造方法。
在現今顯示技術當中，由於可撓性顯示面板具有輕巧性、耐衝擊性、可撓曲性、可穿戴性與攜帶方便等優勢，已儼然成為新一代前瞻顯示技術。在目前的可撓性顯示面板製程中，通常需要在作為支撐的硬質基板與可撓性基板之間形成一層離型層，以利將可撓性基板與硬質基板分離。然而，藉由形成離型層以使可撓性基板與硬質基板可分離，不但使得可撓性顯示面板製程多一道蒸鍍製程，而提高製造成本，更由於離型層一般無法耐高溫，使得離型層無法承受現有薄膜電晶體陣列製程中的高溫，而容易產生裂解與產氣(Out-gassing)的現象，導致可撓性基板發生翹曲(warping)。因此，如何在不需要設置離型層的情況下製造可撓性顯示面板，實為目前亟待克服的課題之一。
本發明提供一種可撓性顯示面板的製造方法，其能夠在不設置離型層的情況下製造可撓性顯示面板。
本發明的可撓性顯示面板的製造方法包括提供硬質基板；於硬質基板上形成含氟聚醯亞胺基板；於含氟聚醯亞胺基板上形成顯示元件；以及使含氟聚醯亞胺基板與硬質基板分離。
在本發明的一實施例中，在上述的含氟聚醯亞胺基板上形成顯示元件時，製程溫度為200℃至450℃，且含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力(peeling force)為50gf至500gf。
在本發明的一實施例中，使上述的含氟聚醯亞胺基板與硬質基板分離時，溫度為25℃至30℃，且含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力為3gf至12gf。
在本發明的一實施例中，使上述的含氟聚醯亞胺基板與硬質基板分離的方法包括機械力取下、雷射取下或沾黏式取下。
在本發明的一實施例中，使上述的含氟聚醯亞胺基板該硬質基板分離之後，更包括於含氟聚醯亞胺基板上貼附背板，其中背板與顯示元件分別配置在含氟聚醯亞胺基板的相對的兩個表面上。
在本發明的一實施例中，上述的硬質基板玻璃包括玻璃基板。
在本發明的一實施例中，上述含氟聚醯亞胺基板中的含氟量為5wt%至30wt%。
在本發明的一實施例中，上述的顯示元件包括液晶顯示元件、電潤濕顯示元件或有機發光二極體顯示元件。
在本發明的一實施例中，於上述的硬質基板上形成含氟聚醯亞胺基板時，含氟聚醯亞胺基板與硬質基板直接接觸。
基於上述，在本發明所提出的可撓性顯示面板的製造方法中，透過於硬質基板上直接形成含氟聚醯亞胺基板，可在不設置離型層的情況下製造可撓性顯示面板。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧可撓性顯示面板
100‧‧‧硬質基板
102‧‧‧含氟聚醯亞胺基板
104‧‧‧顯示元件
106‧‧‧背板
S1、S2‧‧‧表面
S1000~S1800‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施方式的可撓性顯示面板的製造方法的流程圖。
圖2A至圖2E為本發明一實施方式的可撓性顯示面板的製造方法的剖面示意圖。
圖3為含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力和含氟量的關係圖。
圖4為含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力和溫度的關係圖。
圖1為本發明一實施方式的可撓性顯示面板的製造方法的流程圖。請參照圖1，本實施方式的可撓性顯示面板的製造方法包括：提供硬質基板(步驟S1000)；於硬質基板上形成含氟聚醯亞胺基板(步驟S1200)；於含氟聚醯亞胺基板上形成顯示元件(步驟S1400)；使含氟聚醯亞胺基板與硬質基板分離(步驟S1600)；以及於含氟聚醯亞胺基板上貼附背板(步驟S1800)。
以下將搭配圖2A至圖2E，針對可撓性顯示面板的製造方法進行詳細的描述。
圖2A至圖2E為本發明一實施方式的可撓性顯示面板的製造方法的剖面示意圖。請同時參照圖1與圖2A，首先提供硬質基板100(步驟S1000)。在本實施方式中，硬質基板100包括玻璃基板。
接著，請同時參照圖1與圖2B，於硬質基板100上形成含氟聚醯亞胺基板102(步驟S1200)。在本實施方式中，氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100彼此直接接觸。
此外，於硬質基板100上形成含氟聚醯亞胺基板102的方法並無特別限制。舉例而言，形成含氟聚醯亞胺基板102的方法可包括於硬質基板100上，透過使用定比例的含氟單體進行聚合來形成一層含氟聚醯亞胺。詳細而言，首先由溶於有機溶劑中的含氟胺化合物與含氟二酐化合物聚合而產生含氟聚醯胺酸；接著，將所產生的含氟聚醯胺酸塗佈於硬質基板100上；以及於高溫(300℃至400℃)下，使含氟聚醯胺酸進行脫水環化反應。以 下，將參照反應式I來詳細說明前述方法。
在一實施例中，首先於室溫(25℃至30℃)下，將10毫莫耳的六氟異亞丙基二苯胺(4,4-hexafluoroisopropylidene dianiline，簡稱6FDAm)加入20ml的N-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidinone，NMP)溶劑，並攪拌使6FDAm完全溶解。於6FDAm完全溶解後，將等莫耳數的4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐(4,4-(hexafluoro-isopropylidene)diphthalic anhydride，簡稱6FDA)加入並攪拌48小時，以產生含氟聚醯胺酸(a)。接著，將含氟聚醯胺酸(a)塗佈於硬質基板100上。之後，於氮氣環境中，將環境溫度加熱至350℃且加熱時間為90分鐘，過程中利用此溫度條件將NMP溶劑去除。接著保持350℃恆溫30分鐘，以使含氟聚醯胺酸(a)進行脫水環化反應而形成含氟聚醯亞胺(b)。最後，自然冷卻降至室溫(25℃至30℃)而完成含氟聚醯亞胺基板102。
如反應式I所示，上述含氟聚醯胺酸(a)及含氟聚醯亞胺 (b)分別是以n個含氟醯胺酸的重複單元體及n個含氟醯亞胺的重複單元體表示。
另外，上述實施例中分別以含氟二胺化合物是6FDAm與含氟二酐化合物是6FDA進行說明。然而，應理解，本發明並不特別限制含氟二胺化合物或含氟二酐化合物的種類。在其他實施方式中，含氟二胺化合物也可以是雙(全氟苯基)烷烴二胺、雙(全氟苯基)碸二胺、雙(全氟苯基)醚二胺或a,a’-雙(全氟苯基)二異丙基苯二胺等；及含氟二酐化合物也可以是氟苯二酐等。具體而言，含氟二胺化合物的實例可選自由以下列出之化合物所組成的族群： ；而含氟二酐化合物的實例可選自由以下列出之化合物所組成的族群： 。
另外，雖然上述實施例是透過將含氟聚醯胺酸(a)塗佈於硬質基板100上後再使含氟聚醯胺酸(a)進行脫水環化反應來製備含氟聚醯亞胺基板102，但本發明並不限於此。在另一實施例中，含氟聚醯亞胺基板102可在使含氟聚醯胺酸(a)進行脫水環化反應之後，於室溫下將所產生的含氟聚醯亞胺(b)塗佈於硬質基板100上而形成。
另外，本實施方式的含氟聚醯亞胺基板102中的含氟量為5wt%至35wt%。在本文中，「含氟聚醯亞胺基板102中的含氟量」定義為氟原子量×含氟醯亞胺之重複單元體的個數/含氟聚醯亞胺的總分子量。詳細而言，在上述透過定比例的含氟單體進行聚合而製備含氟聚醯亞胺基板102的方法中，可藉由採用不同種類的含氟單體來製備含氟量不同的含氟聚醯亞胺基板102。舉例而言，在上述採用6FDAm(含氟二胺化合物)與6FDA(含氟二酐化合物)的實施例中，含氟聚醯亞胺基板102中的含氟量為35.2 wt%。事實上，本發明也不特別限制不同含氟量的含氟聚醯亞胺基板102的製備方法。
另外一提的是，在步驟S1200中，由於在室溫(25℃至30℃)下含氟聚醯亞胺彼此相互靠近，含氟聚醯亞胺上的CF3基團與相鄰近之另一含氟聚醯亞胺上的CF3基團會相互排斥擠壓，而使得所有的CF3基團被迫朝著同一方向排列，如圖2B所示。基於上述，在本實施方式中，由於硬質基板100為玻璃基板，而其內部的原子排列整齊，故含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的極性會有所差異，使得含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的附著力較弱，其中含氟聚醯亞胺基板102的極性較高，而硬質基板100的極性較低。
在本實施方式中，於室溫(25℃至30℃)下，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力為3gf至12gf。詳細而言，當含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力小於3gf時(即含氟量大於30wt%)，在傳片階段容易發生含氟聚醯亞胺基板102脫落的問題，或是在形成顯示元件的後段製程中(相關描述將於下文中說明)，含氟聚醯亞胺基板102會有起泡、翹曲的問題；以及當含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力大於12gf時(即含氟量小於5wt%)，含氟聚醯亞胺基板102將不容易與硬質基板100分離，而容易對含氟聚醯亞胺基板102上的顯示元件造成破壞。
接著，請同時參照圖1與圖2C，於含氟聚醯亞胺基板102 上形成顯示元件104(步驟S1400)。在步驟S1400中，顯示元件104的製程溫度為200℃至450℃。顯示元件104包括液晶顯示元件、電潤濕顯示元件或有機發光二極體顯示元件。舉例而言，當顯示元件104為有機發光二極體顯示元件時，於含氟聚醯亞胺基板102上形成顯示元件104的方法包括：首先於含氟聚醯亞胺基板102上形成主動元件陣列層；接著，於主動元件陣列層上形成有機發光二極體層。在一實施例中，主動元件陣列層的製程溫度約為200℃至450℃，且有機發光二極體層的製程溫度約為200℃至350℃。另外，顯示元件104的形成方法為所屬領域中具有通常知識者所熟知，故於此並不詳加描述。
另外，在步驟S1400中，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力為50gf至500gf。也就是說，與在室溫(25℃至30℃)時相比，當環境溫度為200℃至450℃時，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力會急遽上升，其原因如下：由於在此高溫環境下，含氟聚醯亞胺彼此之間的間距會變大，藉此含氟聚醯亞胺上的CF3基團與相鄰近之另一含氟聚醯亞胺上的CF3基團之間的空間障礙減小，而使得同一碳原子上的兩個CF3基團會彼此排斥而呈現對位排列，如以下式1所示。如此一來，在形成顯示元件104的高溫製程中，含氟聚醯亞胺基板102的極性將會趨近於硬質基板100(玻璃基板)的極性，使得含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的附著力變強，即離型力上升。進一步而言，此現象可避免於顯示元件104製程或傳片階段中， 含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間產生剝離、起泡、翹曲等問題。
接著，請同時參照圖1與圖2D，使含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100分離(步驟S1600)。在步驟S1600中，製程溫度為25℃至30℃。。在本文中，溫度25℃至30℃的範圍定義為室溫。詳細而言，在高溫下形成顯示元件104之後，將先進行自然冷卻使溫度降至室溫再進行步驟S1600。
另外，在步驟S1600中，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力為3gf至12gf。也就是說，當溫度由室溫提升到200℃至450℃的高溫時，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力會急遽上升，而當溫度又降至室溫時，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力會恢復至一開始形成含氟聚醯亞胺基板102時的離型力。此現象的原因如下：如前文所述，含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的離型力會急遽上升，歸因於高溫環境所引起含氟聚醯亞胺在結構上的物理變化，因此在沒有發生化學變化的情況下，當溫度恢復至室溫 時，含氟聚醯亞胺也會恢復至原本的結構，即含氟聚醯亞胺上所有的CF3基團朝著同一方向排列，如上述式1所示。如此一來，在步驟S1600中，由於含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100之間的附著力較弱，故透過外力作用，含氟聚醯亞胺基板102能夠容易地自硬質基板100上取下，藉此可避免因含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100不易分離而造成含氟聚醯亞胺基板102上顯示元件104受損的問題。在本實施方式中，使含氟聚醯亞胺基板102與硬質基板100分離的方法包括機械力取下、雷射取下或沾黏式取下。
接著，請同時參照圖1與圖2E，於含氟聚醯亞胺基板102上貼附背板106(步驟S1800)，以形成可撓性顯示面板10。在本實施方式中，背板106與顯示元件104分別配置在含氟聚醯亞胺基板102的相對的兩個表面S1、S2上。背板106的材質例如是聚乙烯對苯二甲酸酯或聚碳酸酯等塑膠背板。
另外，步驟S1800是可選的。也就是說，在其他實施方式中，根據含氟聚醯亞胺基板的種類或實際上可撓性顯示面板的需求，含氟聚醯亞胺基板上可以不貼附背板。
《實驗》
下文將參照實驗1及實驗2，更具體地說明本發明之含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力的特性。雖然描述了以下實驗，但是在不逾越本發明範疇的情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應根據 下文所述的實驗對本發明作出限制性地解釋。
實驗1
透過於作為硬質基板的玻璃基板上製備含氟量不同的含氟聚醯亞胺基板來探討含氟量和含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力的關係。實驗方式如下所述。
首先，於室溫下，將10毫莫耳的六氟異亞丙基二苯胺(6FDAm)加入20ml的NMP中，以攪拌方式使6FDAm完全溶解。於6FDAm完全溶解後，將等莫耳數之六氟異丙烯二酞酸酐(6FDA)加入並攪拌48小時，以產生含氟聚醯胺酸。將含氟聚醯胺酸塗佈至玻璃基板上，接著，於氮氣環境中，將溫度加熱至350℃且加熱時間為90分鐘，接著保持350℃恆溫30分鐘，以去除NMP溶劑並使含氟聚醯胺酸進行脫水環化反應而形成含氟聚醯亞胺基板。於溫度降至室溫後，利用傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)、EDX能譜分析儀等分析儀器，進行元素分析，求得所製備的含氟聚醯亞胺基板的含氟量約為35.2wt%。
另外，透過高溫脫鍵重組方式，於400℃下，將含氟量為35.2wt%的含氟聚醯亞胺分別經歷不同的加熱時間，製備出含氟量分別為28.1wt%、17.8wt%、7.95wt%、0.3wt%的一系列含氟聚醯亞胺基板。
接著，於室溫下利用萬用推拉力機(Shimadzu Ez-test-500N)，以ASTM 3330D測試方式，分別對前述五個含氟量不同的含氟聚醯亞胺基板進行離型力的量測。詳細量測結果以 下將參照圖3來說明。
圖3為含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力和含氟量的關係圖。由圖3可知，含氟量與離型力呈反比關係，即當含氟量越高則離型力越低。
實驗2
透過將環境溫度從室溫加熱至不同的溫度，以探討溫度和含氟聚醯亞胺基板與作為硬質基板的玻璃基板之間的離型力的關係。實驗方式如下所述。
首先，於室溫下，將10毫莫耳的4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-oxydianiline，ODA)加入20ml的NMP中，以攪拌方式使ODA完全溶解。於ODA完全溶解後，將等莫耳數之6FDA加入並攪拌48小時，以產生含氟聚醯胺酸。接著，將含氟聚醯胺酸塗佈至玻璃基板上，接著，於氮氣環境中，將溫度加熱至350℃且加熱時間為90分鐘，接著保持350℃恆溫30分鐘，以去除NMP溶劑並使含氟聚醯胺酸進行脫水環化反應而形成含氟聚醯亞胺基板。利用傅里葉轉換紅外光譜、EDX能譜分析儀等分析儀器，進行元素分析，求得所製備的含氟聚醯亞胺的含氟量約為18.7wt%。
接著，利用加熱板(Hot Plate)，於環境溫度由室溫加熱至120℃、250℃、350℃下，以萬用推拉力機(Shimadzu Ez-test-500N)，以ASTM 3330D測試方式，對前述含氟聚醯亞胺基板進行離型力的量測。詳細量測結果以下將參照圖4來說明。
圖4為含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力和溫 度的關係圖。由圖4可知，於室溫下，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力約為6gf；於120℃下，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力約為200gf；於250℃下，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力約為280gf；以及於350℃下，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的離型力約為310gf。此表示當環境溫度為室溫時，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的附著力較弱，而當環境溫度高於室溫時，含氟聚醯亞胺基板與玻璃基板之間的附著力增強。
綜上所述，在上述實施方式所提出的可撓性顯示面板的製造方法中，透過於硬質基板上直接形成含氟量為5wt%至30wt%的含氟聚醯亞胺基板，可在不設置離型層的情況下製造出可撓性顯示面板。另外，當環境溫度為200℃至450℃時，含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力為50gf至500gf，藉此可避免在顯示元件製程或傳片階段中，含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間產生剝離、起泡、翹曲等問題。另外，在使含氟聚醯亞胺基板與硬質基板進行分離時，含氟聚醯亞胺基板與硬質基板之間的離型力為3gf至12gf，藉此含氟聚醯亞胺基板可容易地與硬質基板分離，而避免因含氟聚醯亞胺基板與硬質基板不易分離造成顯示元件受損的問題。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍 當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S1000~S1800‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種可撓性顯示面板的製造方法，包括：提供一硬質基板；於該硬質基板上形成一含氟聚醯亞胺基板；於該含氟聚醯亞胺基板上形成一顯示元件；以及使該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中在該含氟聚醯亞胺基板上形成該顯示元件時，製程溫度為200℃至450℃，且該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板之間的離型力為50gf至500gf。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中使該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板分離時，溫度為25℃至30℃，且該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板之間的離型力為3gf至12gf。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中使該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板分離的方法包括機械力取下、雷射取下或沾黏式取下。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，使該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板分離之後，更包括於該含氟聚醯亞胺基板上貼附一背板，其中該背板與該顯示元件分別配置在該含氟聚醯亞胺基板的相對的兩個表面上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方 法，其中該硬質基板包括玻璃基板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中該含氟聚醯亞胺基板中的含氟量為5wt%至35wt%。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中該顯示元件包括液晶顯示元件、電潤濕顯示元件或有機發光二極體顯示元件。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性顯示面板的製造方法，其中於該硬質基板上形成該含氟聚醯亞胺基板時，該含氟聚醯亞胺基板與該硬質基板直接接觸。
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