柔性衬底、加工方法及装置与流程

文档序号:15277903发布日期:2018-08-28 23:10阅读:255来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,具体是一种柔性衬底结构、用于制备显示器件的柔性衬底的方法及装置。



背景技术:

由于柔性基底易发生变形,在显示基板的制备过程中,通常要在玻璃基板上形成柔性材料层,再使用激光将柔性材料与玻璃基底分离,在剥离过程中由于激光输出的不稳定性,有发生损坏柔性衬底的柔性材料层的风险;

对于低温多晶硅技术(ltps),在激光退火工艺的过程中可能有激光穿过非晶硅层照射到柔性材料上,从而对柔性材料造成破坏;

为解决晶化过程中可能出现的激光损坏柔性基板pi膜层问题,现有技术则在pi膜层上加一层反射层。当激光照射在反射层后,会发生漫反射,而漫反射的激光的方向是不可控的,这样会导致a-硅层所接受的能量不均匀则晶化程度也不均匀,导致产品容易出现显示与功能性问题,如显示不均等。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足,而提供一种通过稳定吸收多余激光而保证基底柔性材料层在加工时不受损伤的柔性衬底、加工方法及应用。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种柔性衬底,包括基底层,其特征在于:所述基底层包括第一柔性材料层和第一烧蚀材料层,所述第一柔性材料层和所述第一烧蚀材料层结合成两层结构;所述第一烧蚀材料层的比热容大于所述第一柔性材料层的比热容,所述第一烧蚀材料层的碳化温度小于或等于第一柔性材料层的碳化温度。

所述第一烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c3为第一柔性材料层的比热容;c1为第一烧蚀材料层的比热容;δt3为第一柔性材料层的变化温度,m3为第一柔性材料层的质量,δt1第一烧蚀材料层的变化温度,m1为第一烧蚀材料层的质量。

所述基底层还包括第二烧蚀材料层,所述第二烧蚀材料层、第一柔性材料层及第一烧蚀材料层结合成三层结构,其中第一柔性材料层位于第一烧蚀材料层与第二烧蚀材料层中间;所述第二烧蚀材料层的比热容大于所述第一柔性材料层的比热容,所述第二烧蚀材料层的碳化温度小于或等于第一柔性材料层的碳化温度。

所述第二烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c2为第二烧蚀材料层的比热容;δt2为第二烧蚀材料层的变化温度,m2为第二烧蚀材料层的质量。

所述基底层还包括第二柔性材料层,第二柔性材料层、第二烧蚀材料层、第一柔性材料层及第一烧蚀材料层结合成四层结构,所述第二柔性材料层位于所述第一烧蚀材料层下方。

所述第一烧蚀材料层的厚度d1为:

所述第二烧蚀材料层的厚度d2为:

式中,w:单位时间内激光能量;w5/6:单位时间非晶硅层吸收能量与激光透过缓冲膜层损耗能量;w7:单位时间内激光透过玻璃基板损耗能量;c1:第一烧蚀材料层烧蚀材料比热容;c2:第二烧蚀材料层烧蚀材料比热容;d:激光光斑直径;δt1:第一烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;δt2:第二烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;ρ1:第一烧蚀材料的密度,ρ2:第一烧蚀材料的密度。

所述第一柔性材料层为pi膜层、pc膜层或pet膜层中的一个。

所述第二柔性材料层为pi膜层、pc膜层或pet膜层中的一个。

所述第一烧蚀材料层与第二烧蚀材料层的材料为酚醛树脂。

所述酚醛树脂为硼化酚醛树脂。

一种柔性衬底的加工方法,其特征在于,步骤为:

进行第一烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层;

在第一烧蚀材料层上进行第一柔性材料涂布形成第一柔性材料层;

其中,第一烧蚀材料的比热容大于第一柔性材料的比热容,第一烧蚀材料的碳化温度小于或等于第一柔性材料的碳化温度。

本发明加工方法还包括:

在第一柔性材料层上进行第二烧蚀材料涂布形成第二烧蚀材料层;

其中,第二烧蚀材料的比热容大于第一柔性材料的比热容,第二烧蚀材料的碳化温度小于或等于第一柔性材料的碳化温度。

一种柔性衬底的加工方法,其特征在于,步骤为:

进行第一柔性材料涂布形成第一柔性材料层;

在第一柔性材料层上进行第一烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层;

其中,第一烧蚀材料的比热容大于第一柔性材料的比热容,第一烧蚀材料的碳化温度小于或等于第一柔性材料的碳化温度。一种柔性装置,其特征在于,包括上述任一所述的柔性衬底。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、针对激光剥离过程中损坏柔性材料层的问题,本发明采用将第一柔性材料层成型在第一烧蚀材料层上。在激光剥离的过程中,由于激光输出的不稳定性,有出现损坏第一柔性材料层的风险,第一烧蚀材料层的碳化温度小于或等于第一柔性材料层,其比热容也大于第一柔性材料层,则可将多余的热量吸收;烧蚀材料具有吸收均匀完全的特点,可以避免在激光剥离过程中出现的由于激光能量波动,通过烧蚀吸收激光的能量,避免激光损坏第一柔性材料层。

2、针对ela晶化过程中损坏柔性材料层的问题,本发明在第一柔性材料层上成型第一烧蚀材料层。在ela晶化过程中,激光的能量有可能透过非晶硅层与缓冲膜层;,第一烧蚀材料层的存在可在ela晶化过程中,对第一柔性材料层进行保护。烧蚀材料不同于反射材料存在漫反射,通过第一烧蚀材料层的烧蚀吸收激光的能量,避免激光损坏第一柔性材料层的另一个面。

3、通过进一步的限定第一烧蚀材料层的比热容、第二烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系,从而在材料的选择上可保证完全吸收多余的激光热量。

4、烧蚀材料选用膨化酚醛树脂,膨化酚醛树脂分解可以分为三步,340~550℃醚键与羰基的氧化和断裂可以消耗一部分热量;550~720℃,大量的醚键与羰基和-ch2、b-o、苯环的氧化和断裂可以吸收一部分热量;720-990℃,苯环分解可以带走剩余能量。利用酚醛树脂的三步分解特性,激光的能量分为三步被酚醛树脂逐步吸收,可以避免酚醛树脂最后一步分解时温度过高而损坏第一柔性材料层;同时,酚醛树脂易溶于酒精,可以在激光剥离后,使用酒精清理残留的酚醛树脂,清洗方便。

5、本发明柔性衬底结构中可以减薄第一柔性材料层的厚度从而减薄产品厚度。现有技术的方案中没有烧蚀材料层,因为激光烧蚀成型,柔性材料层的厚度是包含两侧预留的缓冲层厚度,本发明在柔性材料层下方和\或上方现在增加了烧蚀材料层,用烧蚀材料层直接代替一部分厚度的柔性材料层作为缓冲层,所以柔性材料层自身的厚度降低。而烧蚀材料层在成型后消失,所以产品的厚度也降低。

6、本发明在柔性材料层的两侧分别设置烧蚀材料层,烧蚀材料层替代柔性材料层中原作为缓冲层的部分,而酚醛树脂的成本要低于柔性材料层材料,所以节省了成本。

附图说明

图1是本发明实施例1柔性衬底的结构示意图;

图2为具有本发明实施例1柔性衬底的基底示意图;

图3是本发明实施例2柔性衬底的结构示意图;

图4是本发明实施例3柔性衬底的结构示意图;

图5为具有本发明实施例3柔性衬底的基底示意图;

图6为本发明实施例4柔性衬底的结构示意图。

其中:1、第一柔性材料层;2、第一烧蚀材料层;3、第二柔性材料层;4、第二烧蚀材料层;5、缓冲膜层;6、非晶硅层;7、基板;8、发光器件层。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明作详细说明:

实施例1

本发明柔性衬底结构,如图1所示,基底层包括第一柔性材料层1和第一烧蚀材料层2,第一柔性材料层1成型在第一烧蚀材料层2上。通过将第一柔性材料层1成型在第一烧蚀材料层2上,在剥离过程中对柔性材料层1进行保护。

第一烧蚀材料层2的比热容大于第一柔性材料层1的比热容,第一烧蚀材料层2的碳化温度小于或等于第一柔性材料层1的碳化温度。

第一烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c3为第一柔性材料层的比热容;c1为第一烧蚀材料层的比热容;δt3为第一柔性材料层的变化温度,m3为第一柔性材料层的质量,δt1第一烧蚀材料层的变化温度,m1为第一烧蚀材料层的质量。

第一柔性材料层1可选用pi膜层、pc膜层或pet膜层中的任意一种,常规选用pi膜层。

第一烧蚀材料层2的烧蚀材料只需满足比热容和碳化温度的要求即可。如果为了便于清洗,烧蚀材料可选择特定溶剂溶解的材料,如可以被酒精溶解的酚醛树脂,溶剂选择需不会对产品造成伤害或伤害可控。

对于烧蚀材料有:

由上述可推导出烧蚀材料厚度d与吸收的能量q之间的关系为:

式中,q:单位时间内烧蚀材料吸收的能量,c:烧蚀材料比热容,δt:烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差,m:烧蚀材料的质量,v:烧蚀材料的体积;ρ:烧蚀材料的密度;r:激光光斑半径;d:激光光斑直径;d:烧蚀材料的厚度。

为了充分吸收激光能量而不破坏基柔性材料层,烧蚀材料层应满足一定的厚度,具体如下:

第一烧蚀材料层的厚度d1:

式中,w:单位时间内激光能量;w7:单位时间内激光透过玻璃基板损耗能量;w-w7即为单位时间内第一烧蚀材料层吸收的能量q;c1:第一烧蚀材料层烧蚀材料比热容;d:激光光斑直径;δt1:烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;ρ1:第一烧蚀材料的密度。

为第一烧蚀材料层厚度d1的最小值,最小值为理想状态,即不会有烧蚀材料残留。

本发明柔性衬底的加工方法是:步骤为:

在基板7上进行烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层2;其中基板7选用玻璃基板,柔性材料选用pi;

在第一烧蚀材料层2上进行柔性材料涂布形成第一柔性材料层1,其中烧蚀材料选用酚醛树脂。

图2是具有本发明柔性衬底的基底,包括成型于基板7上的柔性衬底、成型于柔性衬底上的缓冲膜层5和最上层的非晶硅层6。

实施例2

本发明柔性衬底结构,如图3所示,基底层包括第一柔性材料层1、第一烧蚀材料层2和第二柔性材料层3,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4包覆在第一柔性材料层1两侧。通过在第一柔性材料层1两侧成型烧蚀材料层,同时在剥离过程中和ela晶化过程中,对柔性材料层1进行保护。

其中,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的比热容大于第一柔性材料层1的比热容,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的碳化温度小于或等于第一柔性材料层的碳化温度。第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的比热容大于第一柔性材料层1的比热容,在单位温度内能吸收比第一柔性材料层更多的能量,所以可控制烧蚀材料吸热后的温度不会太高而对第一柔性材料本身造成烧蚀;同时,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的碳化温度小于或等于第一柔性材料层的碳化温度,所以第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4在先吸收能量的时候先于第一柔性材料层分解,从而使得激光能量被最大的先行吸收而不破坏第一柔性材料层。

第一烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c3为第一柔性材料层的比热容;c1为第一烧蚀材料层的比热容;δt3为第一柔性材料层的变化温度,m3为第一柔性材料层的质量,δt1第一烧蚀材料层的变化温度,m1为第一烧蚀材料层的质量。

第二烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c2为第二烧蚀材料层的比热容;δt2为第二烧蚀材料层的变化温度,m2为第二烧蚀材料层的质量。

第一柔性材料层1可选用为pi膜层、pc膜层或pet膜层中任意一种,常规选用pi膜。

第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的烧蚀材料只需满足比热容和碳化温度的要求下即可。如果为了便于清洗,烧蚀材料可选择特定溶剂溶解的材料,如可以被酒精溶解的酚醛树脂,溶剂选择需不会对产品造成伤害或伤害可控。

为了充分吸收激光能量而不破坏基底层,烧蚀材料层应满足一定的厚度,具体如下:

第一烧蚀材料层的厚度d1为:

第二烧蚀材料层的厚度d2为:

式中,w:单位时间内激光能量;单位时间非晶硅层吸收能量与激光透过缓冲膜层损耗能量;w7:单位时间内激光透过玻璃基板损耗能量;c1:第一烧蚀材料层烧蚀材料比热容;c2:第二烧蚀材料层烧蚀材料比热容;d:激光光斑直径;δt1:第一烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;δt2:第二烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差,ρ1:第一烧蚀材料的密度,ρ2:第二烧蚀材料的密度;

w-w7即为单位时间内第一烧蚀材料层2吸收的能量q;

w-w5/6即为单位时间内被第二烧蚀材料层4吸收的能量q。

为第一烧蚀材料层厚度d1的最小值,为第二烧蚀材料层d2的最小值,第一烧蚀材料层厚度d1的最小值和第二烧蚀材料层d2的最小值均为理想状态,即不会有烧蚀材料残留。

本发明柔性衬底的加工方法是:步骤为:

一种柔性衬底的加工方法,其特征在于,步骤为:

在基板7上进行第一烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层2;

在第一烧蚀材料层2上进行柔性材料涂布形成第一柔性材料层1;

在第一柔性材料层1上进行第二烧蚀材料涂布形成一烧蚀材料层4。

其中,第一烧蚀材料和第二烧蚀材料的比热容大于第一柔性材料的比热容,第一烧蚀材料和第二烧蚀材料的碳化温度小于或等于第一柔性材料的碳化温度。

在本实施例中,基板选用玻璃基板,第一烧蚀材料和第二烧蚀材料均选用膨化酚醛树脂;柔性材料选用pc。

实施例3

本发明柔性衬底结构,如图4所示,基底层包括第一柔性材料层1、第一烧蚀材料层2、第二柔性材料层3以及第二烧蚀材料层4,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4包覆在第一柔性材料层1两侧,第二柔性材料3位于第一烧蚀材料层2下方。其中,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的比热容大于第一柔性材料层1的比热容,第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的碳化温度小于或等于第一柔性材料层1的碳化温度。

第一柔性材料层1可选用为pi膜层、pc膜层或pet膜层中任意一种,常规选用pi膜。

第二柔性材料层3可选用为pi膜层、pc膜层或pet膜层中任意一种,常规选用pi膜。

第一烧蚀材料层2和第二烧蚀材料层4的烧蚀材料只需满足比热容和碳化温度的要求下即可。如果为了便于清洗,烧蚀材料可选择特定溶剂溶解的材料,如可以被酒精溶解的酚醛树脂,溶剂选择需不会对产品造成伤害或伤害可控。

为了充分吸收激光能量而不破坏基底层,烧蚀材料层应满足如下要求:

第一烧蚀材料层的厚度d1为:

第二烧蚀材料层的厚度d2为:

式中,w:单位时间内激光能量;w5/6:单位时间非晶硅层吸收能量与激光透过缓冲膜层损耗能量;w7:单位时间内激光透过玻璃基板损耗能量;w1:单位时间内第二柔性材料层完全碳化需求能量;c1:第一烧蚀材料层烧蚀材料比热容;c2:第二烧蚀材料层烧蚀材料比热容;d:激光光斑直径;δt1:第一烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;δt2:第二烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差,ρ1:第一烧蚀材料的密度,ρ2:第二烧蚀材料的密度。

烧蚀材料层的厚度只需满足最小值即可,没有上限要求,但是在烧蚀材料层的厚度在最小值下可以降低材料成本和加工成本,同时不需要消耗更多的激光能量。

本发明柔性衬底的加工方法是:步骤为:

一种柔性衬底的加工方法,其特征在于,步骤为:

在基板7上进行第二柔性材料涂布形成第二柔性材料层3;

在第二柔性材料层3进行第一烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层2;

在第一烧蚀材料层2上进行柔性材料涂布形成第一柔性材料层1;

在第一柔性材料层1上进行第二烧蚀材料涂布形成第二烧蚀材料层4。

其中,第一烧蚀材料和第二烧蚀材料的比热容大于第一柔性材料的比热容,第一烧蚀材料和第二烧蚀材料的碳化温度小于或等于第一柔性材料的碳化温度。

在本实施例中,基板7选用玻璃基板,第一烧蚀材料选用膨化酚醛树脂,第二烧蚀材料选用酚醛树脂;柔性材料选用pc。

图5是具有本发明柔性衬底的装置,包括成型于玻璃基板7上的柔性衬底、成型于柔性衬底上的缓冲膜层5和发光器件层8。

实施例4

本发明柔性衬底结构,如图6所示,包括第一柔性材料层1和第一烧蚀材料层2,在第一柔性材料层1上成型第一烧蚀材料层2上。通过成型在第一柔性材料层1上的第一烧蚀材料层2,在ela晶化过程中对柔性材料层1进行保护。

第一烧蚀材料层2的比热容大于第一柔性材料层1的比热容,第一烧蚀材料层2的碳化温度小于或等于第一柔性材料层1的碳化温度。

第一烧蚀材料层的比热容与第一柔性材料层的比热容的关系为:

c3为第一柔性材料层的比热容;c1为第一烧蚀材料层的比热容;δt3为第一柔性材料层的变化温度,m3为第一柔性材料层的质量,δt1第一烧蚀材料层的变化温度,m1为第一烧蚀材料层的质量。

第一柔性材料层1可选用pi膜层、pc膜层或pet膜层中的任意一种,常规选用pi膜层。

第一烧蚀材料层2的烧蚀材料只需满足比热容和碳化温度的要求即可。如果为了便于清洗,烧蚀材料可选择特定溶剂溶解的材料,如可以被酒精溶解的酚醛树脂,溶剂选择需不会对产品造成伤害或伤害可控。

为了充分吸收激光能量而不破坏基柔性材料层,烧蚀材料层应满足一定的厚度,具体如下:

第一烧蚀材料层的厚度d1:

式中,w:单位时间内激光能量;w5/6:单位时间非晶硅层吸收能量与激光透过缓冲膜层损耗能量;c1:第一烧蚀材料层烧蚀材料比热容;d:激光光斑直径;δt1:第一烧蚀材料分解温度与烧蚀材料处于工艺流程中的温度之差;ρ1:第一烧蚀材料的密度。

w-w5/6即为单位时间内被第一烧蚀材料层2吸收的能量q。

本发明柔性衬底的加工方法是:步骤为:

进行柔性材料涂布形成第一柔性材料层1;其中,第一柔性材料层1可直接成型在基板上。基板选用玻璃基板,柔性材料选用pi;

在第一柔性材料层1上进行烧蚀材料涂布形成第一烧蚀材料层2,其中烧蚀材料选用酚醛树脂。

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