制造塑料基板的方法技术

本发明专利技术公开了通过阻隔层表面原位退火制造带有能够阻止氧气和湿气渗透的阻隔层的透明塑料显示基板，而不会引起对基板任何损害的方法。本发明专利技术包括在透明塑料基板上形成硅系阻隔层以及将阻隔层原位退火两个步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有氧气和湿气阻隔特性的塑料显示基板的制造方法，更特别涉及制造具有超薄阻隔层的塑料显示基板的方法，该超薄阻隔层能够阻止氧气和湿气透过，该方法通过形成一个阻隔层以及在阻隔层的表面进行热处理以获得显示设备的可靠性。
技术介绍
由于信息通讯技术的发展而引起的面向社会的各种信息的需求，导致了对电子显示设备需求的增加。所需求的显示设备是多样化的，包括便携式设备如移动电话、PDA、笔记本电脑等以及监视器、电视，等。当根据不同种类设备的应用在基板上制造电子显示设备时，要求基板具有诸如大尺寸、低成本、高性能、厚度薄等特性。目前正在使用的各种各样的基板，如透明玻璃或石英基板、透明塑料基板、硅晶片基板、蓝宝石基板等。由于先前建立的方法和设备，所以那些基板广泛使用玻璃、石英、硅晶片和蓝宝石基板。然而，人们却把大量的注意力集中在那些不易碎、便于携带、质轻、柔韧并且易于生产的塑料基板上。与先前的基板如易碎的玻璃基板相比，塑料显示基板几乎不碎裂并且要轻得多。然而，塑料显示基板本身存在着空气中的湿气或氧气易于渗透过基板的问题。具体而言，为了能用作对湿气或氧气敏感的显示设备的基板，制造空气中湿气或氧气不能渗透的基板是要解决的主要问题。按照德国斯图加特大学Ernst Lueder在1999年IDW(国际显示专题学术讨论会)上宣读的研究材料，用于显示设备的塑料基板所要求的湿气渗透率和氧气渗透率，对于LCD来说，应分别满足0.1克/米2·天(湿气)和0.1立方厘米/米2·天(氧气)。而且，如果有机电致发光显示设备包含特定的对湿气敏感的发光材料，则要求具有相当低的10-4-10-6克/米2·天(湿气)的湿气渗透率和10-4-10-6立方厘米/米2·天(氧气)的氧气渗透率。为了解决上述问题，人们努力研究不同的方法，使得在塑料基板上形成一层能够阻止氧气和湿气渗透的阻隔层。研究方法中所用的材料领域大体被分为三类，包括使用聚合物材料的第一类、使用无机材料的第二类以及通过混合使用聚合物和无机材料的第三类。同时，当由单一种类的单一层形成阻隔层时，它不能够满足对湿气或氧气的阻隔特性。因此，人们努力研究使用多层阻隔层的方法或者通过改变聚合物和无机材料形成包括多层的阻隔层的方法。在美国专利第6,106,933号中，注意到湿气或氧气的极性相对大的事实，把相对湿气或氧气来说具有疏水特性的聚乙烯膜层压在塑料基板的表面上形成阻隔层。然而，相应的结果对于湿气为＜1.5克/米2·天，对于氧气为＜45立方厘米/米2·天。两个结果都很不能满足有机电致发光显示设备诸如10-4-10-6克/米2·天(湿气)和10-4-10-6立方厘米/米2·天(氧气)的要求。因此，急需改进，以便形成带有层压在塑料基板上的疏水性聚合物材料的阻隔层，从而用作有机电致发光显示设备的基板。另一方面，假设使用聚合物和无机材料相互混合的混合式材料，如美国专利第5,441,816号、美国专利第5,415,921号、美国专利第5,426,131号等教导的，通过将选自聚乙烯醇、锡稳定剂、硬脂酸钙，丁基丙烯酸脂橡胶接枝共聚物等的材料与TiO2混合、在膜上涂覆该混合材料、以及用紫外线固化涂覆材料，来制备膜以阻止湿气和氧气的渗透。此外，当按照美国专利第5,508,075号、美国专利第5,532,063号、IDW′99(Ernst Lueder，215-218页)、第11届FPD制造会议E1部分(第17页，东京，日本)等中公开的，只使用无机物质作为阻隔层的材料，那么就使用硅系绝缘材料，如SiO2、SiNx(或Si3N4)、Si+SiO2以及SiOxNy或Ta2O5作为材料。这种情况下，使用单层材料或者交替堆积使用两种材料。特别地，依照第11届FPD制造会议E1部分第17页(东京，日本)所述，通过溅射形成一个厚度为100-200纳米的SiOxNy层作为阻隔层。所述层最好的湿气渗透率为＜1.5克/米2·天，不能充分满足10-4-10-6克/米2(湿气)的要求，因此需要改进。最后，按照美国专利第5,487,940号、美国专利第5,593,794号、美国专利第5,607,789号以及美国专利第5,725,909号所公开的，在塑料基板上形成能够阻止湿气和氧气渗透的阻隔层的方法包括使用无机或聚合物材料形成一个层的阻隔层，以及交替使用无机或聚合物材料形成另一个阻隔层两个步骤。具体而言，这种方法的步骤包括形成一个聚合物(或无机)层、在聚合物层上形成一个无机(或聚合物)层，以及多次重复先前步骤形成一个多层的阻隔层。这种情况下，通过液相印刷、浸渍或由沉积选自以下组中的聚合物的单体而聚合来形成聚合物层交联丙烯酸酯聚合物、乙醛交联的聚乙烯醇、多氟烃聚合物等。如果依照美国专利第5,487,940号，在聚丙烯膜上形成0.04mil厚交联聚乙烯醇的阻隔层，那么氧气渗透基板的渗透率(0.02立方厘米/100英寸2·天)，与没有形成阻隔层的基板的渗透率(＞150立方厘米/100英寸2·天)相比降低了30倍。此外，用作阻隔层材料的无机材料可选自SiO2、Al2O3、SiNx、金属如铝等、玻璃混合物(SnO∶SnF2∶PbO∶P2O5＝32∶37∶8∶23)等。特别地，按照美国专利第5,593,794号，当使用带有疏水特性的氟烃聚合物作为聚合物材料以及SiNx或SiO2作为无机材料形成至少三个交替的阻隔层时，(聚合物/SiNx)×3显示为＜8/100英寸2·天，而(聚合物/SiO2)×3＜240/100英寸2·天。因此，SiNx的湿气渗透阻止特性比SiO2强约30倍。与使用混合层或只使用聚合物或无机层形成的阻隔层相比，使用这样的多层结构具有相对优异的特性，但是需要交替使用无机和聚合物材料才能形成多个层，由于形成时间的延长，从而增加了产品成本。因此，为了应用于实际的大规模生产，必需显著缩短形成的时间或者用最少的层带来最大的效果。正如在上述解释中提及的，只有在交替使用聚合物和无机层(具体而言，金属或硅系绝缘材料)重复各自层至少3次来堆积阻隔层的情况下，才会得到优异的湿气和氧气渗透阻止特性。层堆积的越多，渗透阻止特性增加越多。但是，形成时间的延长同样增加了产品成本。令人遗憾的是，依照相关技术的带有阻隔层的塑料基板存在着下列问题。为了完全切断湿气或氧气渗透穿过塑料基板，树脂和无机层的堆积应该重复至少三次。特别的，除非金属成分用作无机层，否则不能够得到所要求的湿气渗透率。由于用于显示基板的基板应该是透明的，所以这种方法不能够用于塑料基板的制造。而且，为了形成多堆积结构的阻隔层，处理时间增加，过程变得复杂，并且产品成本增加。
技术实现思路
因此，本专利技术致力于一种上，这个方法能够充分地消除一个或多个由于相关技术的局限性和缺点带来的问题。本专利技术的目的是提供一种制造带有阻隔层的透明塑料显示基板的方法，该阻隔层厚度小，能够阻止氧气和湿气的渗透，并且不会带来对基板的损害，该方法通过形成硅系绝缘材料的阻隔层并且在阻隔层的表面进行原位热处理来制造用于有机电致发光显示设备的塑料基板。如下的描述过程中将阐述专利技术的附加特征和优点，其中一部分从描述中是显而易见的，或者可以通过专利技术的实践来获悉。专利技术的目的和其它优点可以通过在所写的说明书和权利要求书以及附图中格外指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造塑料显示基板的方法，其包括以下步骤：在透明塑料基板上形成硅系阻隔层；以及　将阻隔层原位退火。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李承骏，崔京姬，崔道铉，林盛实，边秉炫，
申请(专利权)人：大宇电子SERVICE株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]