一种超薄玻璃基板上导电膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种超薄玻璃基板上导电膜的制备方法，采用磁控溅射法，设定初始磁控溅射功率和/或初始氩气流量进行导电膜的沉积，通过设置在所述超薄玻璃基板上的压力传感器检测所述导电膜的膜层应力，根据检测到的所述膜层应力实时调整磁控溅射功率和/或氩气流量，使得所述膜层应力保持在不使玻璃基板发生形变的范围内；其中，所述超薄玻璃基板的厚度小于等于0.1mm。本发明所述的制备方法得到的导电膜层应力可以大幅降低，能够适应柔性显示的需求，且均匀性保持不变。本发明所述技术方案能使得到的超薄玻璃基板表面平整，不发生变形，提高了可弯曲性能，从而提升了良品率和柔性显示器的可弯曲性能、提高了产能和产品的竞争力。

权利要求

1.一种超薄玻璃基板上制备导电膜的方法，采用磁控溅射法，其特征在于，设定初始磁控溅射功率和/或初始氩气流量进行导电膜的沉积，通过设置在所述超薄玻璃基板上的压力传感器检测所述导电膜的膜层应力，根据检测到的所述膜层应力实时调整磁控溅射功率和/或氩气流量，使得所述膜层应力保持在不使所述超薄玻璃基板发生形变的范围内；其中，所述超薄玻璃基板的厚度小于等于0.1mm，所述初始磁控溅射功率为在普通玻璃基板上制备导电膜时磁控溅射功率的120～150％，所述初始氩气流量为在普通玻璃基板上制备导电膜时氩气流量的50～90％，所述普通玻璃基板的厚度为0.5～1.1mm；该方法具体包括：根据所述压力传感器检测到的膜层应力，按照公式SM＝A+B·P+C·FAr+DP·FAr来实时调整磁控溅射功率和/或氩气流量；其中，SM为膜层应力，单位MPa，P为磁控溅射功率，单位kW，FAr为氩气流量，单位为sccm，A、B、C、D为经验系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超薄玻璃基板的厚度为0.01～

0.1mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始磁控溅射功率为在普通玻璃基板上制备导电膜时磁控溅射功率的125～130％，所述初始氩气流量为在普通玻璃基板上制备导电膜时氩气流量的70～80％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力传感器设置于超薄玻璃基板的下表面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述磁控溅射真空室的腔体压强小于0.36Pa。

6.一种LCD基板，包括超薄玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板上导电膜的至少一种采用权利要求1-5之一所述的方法制备。

7.根据权利要求6所述的LCD基板，其特征在于，所述导电膜 为栅线、栅电极、源漏电极、数据线或像素电极。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导电膜为AlNd、Al、Cu、Mo、MoW、Cr或ITO单层膜，或AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr任意组合构成的复合膜。

9.一种液晶面板，其特征在于，所述液晶面板包括权利要求6-8任一项所述的LCD基板。

10.一种液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件包括权利要求9所述的液晶面板。

说明书

一种超薄玻璃基板上导电膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及显示设备领域，具体涉及超薄玻璃基板上导电膜的制备方法，以及LCD基板、液晶面板及液晶显示器件。

背景技术

[0002] 平板显示技术在近十年有了飞速地发展，从屏幕的尺寸到显示的质量都取得了很大进步。经过不断的努力，LCD各方面的性能已经达到了传统CRT的水平，大有取代CRT的趋势。随着平板显示产品生产的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂家在不断提高产品性能的同时，也在不断努力降低产品的生产成本，从而提高市场的竞争力。

[0003] 柔性显示器件凭借其能够弯曲的特性可以胜任很多需要曲面显示的领域，如智能卡、电子纸、智能标签、以及传统显示器件所能适用的所有领域。并将在未来的显示产品市场中凭借其梦幻般的靓丽外观占领巨大的市场份额。目前主要的柔性显示是基于有机材料基板上制备的显示器件，如在聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等有机薄膜及其复合薄膜上制备的胆甾相液晶显示器、电泳式显示器、有机电致发光显示器等。

[0004] 在柔性基板上制备显示元件，必须使制备的膜层具有较低的应力，这样才能使制备的器件具有柔韧性。传统的制造显示元件的设备往往需要基板在制备过程中保持平整，但是由于传统的磁控溅射膜层的应力较大，往往会使柔性基板在沉积完成后发生翘曲变形，如图1所示，严重影响后续加工的继续进行，对于玻璃基板来说甚至会使基板破裂。

[0005] 玻璃具有比有机材料优秀很多的透过率、化学稳定性、阻水、介电特性，目前常用玻璃基板的玻璃厚度为0.5-1.1mm，最薄也在0.2mm以上。超薄玻璃基板尤其是0.1mm及以下的玻璃基板不仅拥有上述性能，也具有良好的柔韧性，是柔性显示基板理想的材料，但由于传统膜层制备过程中往往产生较大的应力，加之玻璃基板本身的脆性，致使超薄玻璃的应用受到了很大的制约。

发明内容

[0006] 为克服现有技术中玻璃基板制备的膜层应力高、易发生变形甚至破裂等缺陷，本发明的目的是提供一种超薄玻璃基板上导电膜的制备方法。

[0007] 所述制备方法采用磁控溅射法，设定初始磁控溅射功率和/或初始氩气流量进行导电膜的沉积，通过设置在所述超薄玻璃基板上的压力传感器检测所述导电膜的膜层应力，根据检测到的所述膜层应力实时调整磁控溅射功率和/或氩气流量，使得所述膜层应力保持在不使所述超薄玻璃基板发生形变的范围内；其中，所述超薄玻璃基板的厚度小于等于0.1mm。

[0008] 所述超薄玻璃基板的厚度优选为0.01～0.1mm。

[0009] 所述初始磁控溅射功率为在普通玻璃基板上制备导电膜时磁控溅射功率的120～150％，所述初始氩气流量为在普通玻璃基板上制备导电膜时氩气流量的50～90％；
所述普通玻璃基板厚度为0.5～1.1mm。

[0010] 优选地，所述初始磁控溅射功率为在普通玻璃基板上制备导电膜时磁控溅射功率的125～130％，所述初始氩气流量为在普通玻璃基板上制备导电膜时氩气流量的70～80％。

[0011] 本发明所述制备方法中根据所述压力传感器检测到的膜层应力，按照公式SM＝A+B·P+C·FAr+DP·FAr来实时调整磁控溅射功率和/或氩气流量；其中，SM为膜层应力，单位MPa，P为磁控溅射功率，单位kw，FAr为氩气流量，单位为sccm，A、B、C、D为经验系数。上述公式根据磁控溅射腔体的大小，A、B、C、D的值相应成一定比例关系进行调整。

[0012] 所述压力传感器设置于超薄玻璃基板的下表面，超薄玻璃基板与用于托衬的衬底物之间。

[0013] 本发明所述的技术方案在超薄玻璃基板的底部、与衬底物之间设置压力传感器，如图2所示。按照上述所设定的氩气流量和磁控溅射功率初始值进行导电膜的沉积，当导电膜层应力增大时，会通过胡克定律使得玻璃基板发生形变，从而使得压力传感器上检测到的应力发生变化，再由控制系统将传感器检测发出的电信号参照上述公式进行换算，继而调整磁控溅射功率和氩气流量，调节效果时时由压力传感器得出，并时时按照这个循环进行调节，如图3所示，最终得出不会使得超薄玻璃基板发生形变的膜层。

[0014] 上述任一项技术方案中所述的磁控溅射真空室的腔体压强小于0.36Pa。

[0015] 另外，本发明提供了一种LCD基板，包括超薄玻璃基板，所述基板上导电膜的至少一种采用上述的导电膜制备方法制备。

[0016] 所述导电膜可以为栅线、栅电极、源漏电极、数据线或像素电极。进一步优选为AlNd、Al、Cu、Mo、MoW、Cr或ITO单层膜，或AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr任意组合构成的复合膜。

[0017] 本发明进一步提供了一种液晶面板，所述液晶面板包括上述技术方案中任一项所述的LCD基板。

[0018] 本发明还提供了一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括上述技术方案中任一项所述的液晶面板。

[0019] 本发明所述的制备方法无需改变现有普通玻璃基板生产的工艺路线和设备，只需将现有生产线对应导电膜制备步骤中的磁控溅射功率以及氩气流量加以改变和控制，并相应调整溅射装置腔体的压强，就能使得到的导电膜应力显著下降，可直接将现有生产线用于超薄玻璃基板的生产。

[0020] 本发明所述的制备方法使得磁控溅射产生的金属或半导体具有较大晶粒，减少了晶界等缺陷，膜层略微疏松，与传统的生产线相比，基板上得到的导电膜层应力可以大幅降低，可降低至原先的30％以下，能够适应柔性显示的需求，且均匀性保持不变。本发明所述技术方案能使得到的超薄玻璃基板表面平整，不易发生变形，实现了0.1mm及以下超薄玻璃基板作为柔性基板的可能，提高了可弯曲性能，从而提升了良品率和柔性显示器的可弯曲性能、提高了产能和产品的竞争力。

附图说明

[0021] 图1是传统磁控溅射示意图；

[0022] 图2是本发明所述磁控溅射示意图；

[0023] 图3是本发明所述导电膜沉积的控制系统；

[0024] 图中：1、玻璃基板；2、导电膜层；3、靶材；4、压力传感器。

具体实施方式

[0025] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0026] 本发明所述的制备方法适用于目前通用的1～10代生产线，本领域的生产设备大都为ULVAC生产，相同世代产线的设备都是通用的，也就是说，目前厚度为0.5～1.1mm的普通玻璃基板在同一代生产线沉积同一种导电膜的磁控溅射功率以及氩气流量等参数都是相同的。例如，2.5代生产线的Mo沉积，磁控溅射的功率都为12kw，氩气流量为100sccm。因此，采用本发明所述的方法，根据现有生产线的参数，可以实现所有世代生产线及所有导电膜的制备。

[0027] 实施例1

[0028] 以TFT-LCD阵列基板为例，在0.1mm超薄玻璃板沉积金属Mo膜制作栅线和栅电极。

[0029] 将2.5代生产线的磁控溅射初始功率由原先的12kw设定为15kw，氩气流量由原先的100sccm设定为50sccm，开始进行Mo沉积。在被沉积的玻璃基板下部与托衬玻璃板的衬底物之间设置压力传感器，当沉积过程中膜应力增大时，玻璃板下的传感器检测到压力的变化，发出电信号，再由一控制系统将传感器发出的电信号参照公式SM＝A+B·P+C·FAr+DP·FAr进行换算，其中，A＝-2449.13，B＝159.334，C＝40.4063，D＝-2.25469，然后根据计算结果调整磁控溅射功率和氩气流量，使沉积过程中产生的膜应力始终保持在100MPa左右。沉积过程中根据氩气流量的变化保证腔体内的压强在0.36Pa以下。

[0030] 按照传统2.5代生产线的制备的金属Mo膜的膜应力为500～600MPa。

[0031] 作为可选的实施方式，磁控溅射初始功率可以设定为原有功率的120～150％之间的任意值，优选原有功率的125～130％之间的任意值；同时，氩气流量可以设定为原有流量的50～90％之间的任意值，优选原有流量的70～80％之间的任意值。

[0032] 金属Mo膜沉积完毕后，再按照现有方法完成光刻、刻蚀等步骤，形成所需要的图案，得到栅线和栅电极层。

[0033] 阵列基板其他膜层涉及磁控溅射沉积的步骤中，也可将其中的一步或多步根据前述方法进行沉积，优选源漏电极和数据线采用上述方法沉积，形成TFT-LCD阵列基板。

[0034] 所述阵列基板可按现有制备方法最终形成薄膜晶体管液晶显示器。

[0035] 实施例2

[0036] 0.1mm超薄玻璃板沉积金属Mo膜，将5代生产线将功率由原先的90kw提升至120kw。氩气流量由原先的200sccm降低至150sccm，开始进行Mo沉积。在被沉积的玻璃基板下部与托衬玻璃板的衬底物之间设置压力传感器，当沉积过程中膜应力增大时，玻璃板下的传感器检测到压力的变化，发出电信号，再由一控制系统将传感器发出的电信号参照公式SM＝A+B·P+C·FAr+DP·FAr进行换算，其中，A＝1085.4，B＝-3.6142，C＝1.2105，D＝0，然后根据计算结果调整磁控溅射功率和氩气流量，使沉积过程中产生的膜应力始终保持在600MPa左右。沉积过程中根据氩气流量的变化保证腔体内的压强在0.30Pa之下。

[0037] 按照传统5代生产线的制备的金属Mo膜的膜应力为900～1200MPa。

[0038] 作为可选的实施方式，磁控溅射初始功率可以设定为原有功率的120～150％之间的任意值，优选原有功率的125～130％之间的任意值；同时，氩气流量可以设定为原有流量的50～90％之间的任意值，优选原有流量的70～80％之间的任意值。

[0039] 经上述方法得到的超薄玻璃基板可应用于LCD、OLED、触摸屏等多项显示领域，可按照现有技术制备成多种显示器件，尤其是柔性显示器件，如电子纸、数码相框、手机、电视等。

[0040] 虽然上文中已经用一般性说明、具体实施方式及实验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。