用于制造具有承载基底的显示器的方法、根据该方法制造的承载基底和确定用于柔性的显示器的覆盖玻璃与流程

用于制造具有承载基底的显示器的方法、根据该方法制造的承载基底和确定用于柔性的显示器的覆盖玻璃
1.本发明涉及一种用于制造具有承载基底、尤其玻璃基底的显示器的方法，该显示器具有至少在承载基底的预先确定的区域中柔性的、可弯曲的和/或弹性的特性。
2.尤其在小型设备、例如可携带的移动设备(包括有价文件和安全文件)的情况下，例如基于有机发光二极管(oled)的这种显示器对于显示目的变得越来越重要，因为它们可以制造成非常薄的层。
3.已知的是，可以柔性地实现oled显示器。为此，用于柔性的有机发光二极管(foled)的后续的结构化的方法是已知的，其中，借助激光辐射从堆叠的层布置中逐渐去除(烧蚀)一个或多个层。
4.因为它们可以由柔性的承载基底(包括柔性的驱动电路)上的有机材料的层制成，所以它们可以适配于非平坦的表面，或用于本身具有柔性的特性的结构中。
5.oled材料对氧气和/或湿气的敏感性已被证实为是有问题的，这会导致相对较短的使用寿命。例如，这可以通过在两个基本上不含氧和/或蒸汽扩散的玻璃层之间引入实际的oled部件来解决。
6.另一可能性是，在带有阻挡层的玻璃基底上使用oled显示器。这些阻挡层例如可以由氧化硅(sio2)、(硼)硅酸盐、铝酸盐(al2o3)或金属层(al、ag、au、rh)或其他的相应的材料构建。
7.如果玻璃层具有低于特定的边界的厚度，那么这种oled结构或设备仍保持柔性。通常，具有玻璃层且厚度为100μm或更小的oled仍然总是具有对于大多数目的所需的柔韧性。
8.然而，这种薄、即低于50μm或甚至低于20μm的玻璃层是易碎的并且由于它们的脆性而容易破裂。因此，从这方面来看期望的是，为了稳定的目的，将这种oled与高机械强度的(柔性的或非柔性的)的承载基底连接。
9.在智能手机的经典的显示器的生产中，由玻璃制成的承载基底用作最下方的层、即所谓的“背板”。工程用玻璃的特性非常适合背板的要求。
10.用于新型智能手机的可折叠的显示器的开发伴随着过程顺序的重大变化。最初设想用于稳定和固定电子部件的由玻璃制成的背板必须在当前的处理方式中在施加部件之后，在耗费的和提高次品率的方法(激光剥离方法)中被去除。以该方式，只有显示器的没有保护性的背板的可弯曲的部件得到保留。
11.激光剥离方法是将微电子功能层转移到更轻、更薄的新的承载基底上。这些层的分离在此大多通过选择性的激光烧蚀和高吸收性的中间层(通常是聚合物层)的蒸发而进行。重要的是，相邻的微电子功能层不受激光辐射的能量的影响。
12.柔性的显示器的生产，无论是用于智能手机、平板电脑还是电子阅读器，总是具有以下共同点：用于单独的像素控制的电路层不再位于固定的玻璃基底上，而是位于可弯曲的层上。
13.常规的激光剥离方法的缺点是高的过程时间/生产成本和通过方法附加地形成的
次品，因为在该方法中，显示器可能会损坏。
14.这种柔性的显示设备例如从ep 3206108 b1、ep 3456036 a1或ep 2709091 b1已知。
15.us 2016/057 834 a1还涉及一种用于制造用于显示模块的基底的方法。具有信号电路区域的基底主体施加到透明的承载板上。在基底主体中引入多个开口，并且通过高能光穿过透明的承载板蚀刻下方的表面，以便将基底主体与透明的承载板分离。
16.jp 2013
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009016 a涉及半导体层上的多个薄膜元件，其中，通过激光蚀刻在多个薄膜元件之间引入蚀刻槽。
17.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于显示器的承载基底，其即使在相对大的材料厚度的情况下也具有柔性的特性。
18.该技术问题利用根据权利要求1的方法解决。优选的扩展方案在从属权利要求中说明。
19.根据本发明，利用根据本发明的方法至少在承载基底的预先确定的区域中实现柔性或弹性的特性，其方法是，首先在承载基底的应该得到期望的柔性的特性的区域内，借助激光辐射将改性沿闭合的并且因此包围承载基底的部分区域的轮廓或者沿线形的轮廓引入承载基底中，尤其在承载基底的整个宽度上引入承载基底中。至少在承载基底的要产生的柔性的区域中，将至少一个柔性的层施加到承载基底上，然而优选也施加到承载基底的相邻的区域上。随后，承载基底经受蚀刻作用。出现承载基底的沿激光改性的区域的闭合的和/或线形的轮廓的材料去除，从而要么承载基底的部分区域被脱出，要么产生缝隙形的切口作为凹部。
20.这些凹部优选在承载基底的整个厚度的大部分上、在承载基底上的层与承载基底的背对该层的外表面之间延伸。
21.因此产生的凹部形成柔性的区域，该区域实现为硬体或固体接头在一个实施方式中，固体接头可以构造为扭转接头，并且为此至少部分由至少一个可扭转或旋转的区域构成。
22.与现有技术不同地，本发明出发点是，替代去除玻璃式的背板地，在制造显示器之前，在选出的位置中选择性地利用激光器来使背板改性。改性的区域的特征在于，这些区域可以有针对性地被去除，并且比未改性的通过湿化学方法的区域快得多地被去除。通过激光改性不会显着损害由玻璃构成的承载基底的完整性，从而还可以在后续的显示器制造过程中继续使用该承载基底。
23.随后，将薄的金属层、尤其是作为附着力增强剂的铬层和作为抗蚀剂的铜层施加到承载基底上。备选地，在该情况下，也可以施加聚合物层。两种可能的层的共同点在于，它们相对于湿化学蚀刻溶液具有至少有限的持久性，并且同时是足够柔性的，以便折叠。
24.金属层或聚合物层优选覆盖承载基底的要产生的柔性的区域以及承载基底的与之相邻的区域，例如甚至覆盖整个承载基底表面。
25.在实际的显示器制造的增材过程结束后，尤其在优选施加多个层以及电气和光学部件后，将显示器封装。
26.替代实施用于玻璃背板的如在现有技术中那样去除或分离式的方法地，根据本发明，将整个显示器暴露于湿化学蚀刻溶液。这一方面导致玻璃背板的厚度减小为期望的值，
并且另一方面导致先前激光改性的区域被去除。显示器的封装确保显示器的敏感区域免受蚀刻溶液的损害。
27.根据所使用的改性几何形状，可以产生柔性的承载基底区域，或可以去除承载基底的整个部分区域，从而在该情况下仅存在柔性的、可弯曲的显示区域。以该方式实现的是，显示器具有柔性的和固定的区域。
28.在制造固体显示器时，利用氢氟酸或类似的试剂的湿化学处理本身从现有技术中是已知的。
29.稍后要用作背板的、作为承载基底的工程用玻璃被激光改性，作为第一过程步骤。根据期望的使用，玻璃基底可以以各种方式被改性，并且可以支持显示器的折叠。一种处理方式是根据预先确定的几何形状在玻璃基底中制造切口和孔。
30.例如，如果承载基底的柔性的区域被非柔性的承载基底区域包围，则玻璃基底最终作为稳定的材料存在。由此定义了要么刚性的要么柔性的区域。
31.另一种可能性是，沿要产生的折叠路径使玻璃基底设有多个平行的作为切割线的轮廓，并且仅通过位于玻璃下方的柔性的电子和光学部件来确保柔性。
32.这种变型方案可以进一步发展为完全去除玻璃基底的被轮廓包围的区域。
33.本发明允许不同的实施方式。为了进一步说明其原理，在附图中示出并且随后描述实施方式中的一个。在原理图中：
34.图1示出了具有至少一个覆盖层的对于柔性的显示器特定的承载基底的剖视的侧视图；
35.图2示出了设有线形的改性的承载基底的俯视图；
36.图3示出了具有边缘侧的改性的承载基底的变型方案的俯视图；
37.图4示出了在制造显示器时的方法步骤；
38.图5示出了通过切口形成的扭转接头的俯视图；
39.图6示出了柔性的区域和与之相邻的区域的俯视图；
40.图7示出了用于制造具有聚合的中间层的方法的变型方案的承载基底的方法步骤；
41.图8示出了用于制造具有聚合的中间层的方法的另一变型方案的承载基底的方法步骤；
42.图9示出了用于将聚合层施加到设有通孔的承载基底上的方法步骤。
具体实施方式
43.图1示出了一种确定用于制造柔性的或可折叠的显示器的由玻璃构成的承载基底1，其中，承载基底1具有中间的柔性区域2以及在两侧与其相邻的非柔性的或刚性的边缘区域3。所有区域2、3都被层结构覆盖，该层结构由施加在各个平面中的多个层4构成，其中，层结构本身同样具有柔性的特性。
44.刚性的边缘区域3具有大于100μm的材料厚度d。中间的区域2与边缘区域3一体式地或单体地连接，中间的区域配备有改性5，这些改性由于随后的蚀刻方法形成凹部6，在所示的实施例中，这些凹部能够以固体接头的方式运动。待在该区域2中产生的凹部6可以以沟槽、切口和/或孔的形式被引入，或承载基底材料在该区域中完全被去除。
45.图2和图3分别示出了承载基底1的俯视图。如可看到的那样，柔性的区域2中的改性5在承载基底1的整个宽度b上，在承载基底1的相互对置的侧边缘9之间延伸，从而可以实现均匀的材料减弱，并且因此可以实现在构建在承载基底1上的显示器的整个宽度b上的可运动性。
46.在根据图2的变型方案中，刚性的边缘区域3连接在柔性的区域2的两侧，而在图3中还示出了以下变型方案，在其中，柔性的区域2位于承载基底1的边缘区域中，柔性的区域与刚性的边缘区域3相邻并且因此形成承载基底1的边缘结束部10。
47.用于产生轮廓的各个方法步骤随后根据图4详细阐述。基于中间的区域中的承载基底1的改性，承载基底1的表面随后在pvd设施中被蒸涂以由铬和铜构成的薄的层4，并且铜层在电镀设施中随后被增厚到几微米的厚度，直到形成连续的但可弯曲的层4。
48.层4例如作为种子层通过磁控溅射(pvd方法)沉积到改性的承载基底上。承载基底1利用下侧向上定位到pvd设施中，并且腔被抽真空。在承载基底1被加热到大约200℃的温度之后，大约100nm厚的铬层4和然后大约350nm厚的铜层4被沉积在承载基底表面上。在承载基底1冷却到大约100℃之后，腔被通风并且承载基底1被移除。
49.接下来，玻璃基底的种子层以电镀方式被增厚。为此，承载基底1固定在晶片支架中，并且借助电镀系统在种子层上沉积大约5μm的铜。随后，承载基底1利用ve水被冲洗并且借助干燥空气被干燥。
50.在实际的显示器制造的增材过程结束之后，尤其在优选施加多个层4以及电气和光学部件之后，通过施加显示器的覆盖层7来进行封装。
51.随后，在5％的hf溶液的情况下，在约120分钟的时间段内，在氢氟酸溶液中蚀刻承载基底1，直到至少所有改性的区域2以蚀刻技术被去除。继续蚀刻超过几微米会增加系统的可靠性。
52.未示出的是在实践中附加的、要在改性和层施布(聚合物或金属)与湿化学蚀刻步骤之间实施的过程，用以制造实际的显示器。
53.在单侧的蚀刻作用8结束之后，形成局部可折叠的由玻璃构成的承载基底1，该承载基底与连续的同样可折叠的金属层固定连接。利用该变型方案不再需要移除玻璃式背板。因此，生产流程减少了一个生产次品的过程步骤。
54.根据变型方案，通过部分柔性的背板玻璃支撑显示器本身，并且显示器是不易损坏的。
55.总之，用于在使用玻璃基底1的情况下制造显示器的主要的过程步骤可描述如下：
56.1.提供刚性的玻璃基底1，
57.2.通过激光辐射将改性5引入玻璃基底1中，
58.3.施加由多个层4构成的层结构，
59.4.施加覆盖层7，用以封装层结构，
60.5.至少在一侧蚀刻玻璃基底1，用以产生具有凹部6的微结构以形成固体接头。
61.图5以俯视图示出了通过切口形成的扭转接头，其中，至少各个切口具有小于100μm的宽度b和大于300μm的长度l，其中，这些切口通过宽度p大于100μm的接片彼此平行间隔开。在纵向方向上，相邻的切口具有大于100μm的距离d。
62.图6示出了柔性的区域2和与之相邻的区域3的俯视图，其中，如下地形成柔性的区
域2，即材料厚度t0通过蚀刻作用仅在改性5的区域中被减小为厚度t1，其中，承载基底1变得柔性。
63.图7示出了用于制造由玻璃构成的在中间的区域2中柔性的承载基底1的方法的变型方案，该承载基底具有大约200μm的材料厚度。为此，首先通过激光辐射在承载基底1的区域2内将改性5引入承载基底1中，而在此已经不导致承载基底1中的材料去除。在下一步骤中，承载基底1在一侧涂层有由聚合物构成的优选透明的层4，其厚度为几微米，其中，聚合物例如以液态被施布，并且随后在进一步处理之前被硬化。在此，层4保持其柔性或弹性的特性。随后，因此提供的复合物经受蚀刻作用，其中，聚合物层4充当抗蚀剂。由此从背对的外表面11开始，根据先前引入的激光改性的区域2的改性5通过各向异性材料去除导致承载基底1中的材料去除，直到因此产生的凹部6在层4与承载基底1的背对层4的外表面11之间延伸。最后，将例如与承载基底1全等的柔性的玻璃基底12施加到聚合物层4上。
64.图8示出了方法的另一变型方案。在此，在实施蚀刻方法之前，将材料复合物制造为复合玻璃，其中，设有改性5的承载基底1通过聚合物粘合层4与柔性的玻璃基底12连接。随后，由承载基底1、玻璃基底12和聚合物层4构成的材料复合物经受蚀刻作用，其中，承载基底1的材料去除沿承载基底1中的改性5各向异性地进行，直到因此产生的凹部6在层4与承载基底1的背对层4的外表面11之间延伸。通过使具有外部的承载基底1和外部的玻璃基底12的复合玻璃经受蚀刻作用，被包围的聚合物层的耐蚀刻的特性是可有可无的。此外，柔性的玻璃基底12还可以具有在蚀刻浴中经受各向异性的材料去除的改性，从而在共同的方法步骤中，在承载基底1和玻璃基底12中产生期望的结构。
65.图9还示出了用于将聚合物层4施加到设有作为凹部6的通孔的承载基底1上的优化的方法。在此，聚合物层4以可流动的状态作为液体聚合物施布到承载基底1的设有凹部6的区域上，并通过施加压力差δp被挤压或抽吸穿过凹部6。随后，通过聚合物材料的uv硬化来制造和硬化层4。至少一个平坦的外表面11可以通过例如借助去除工具13去除多余的层材料来产生。