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TWI486259B - 可撓式基板結構及其製作方法 - Google Patents

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TWI486259B
TWI486259B TW099146069A TW99146069A TWI486259B TW I486259 B TWI486259 B TW I486259B TW 099146069 A TW099146069 A TW 099146069A TW 99146069 A TW99146069 A TW 99146069A TW I486259 B TWI486259 B TW I486259B
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flexible substrate
release layer
fabricating
release
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TW099146069A
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Inventor
Keh Long Hwu
Pin Fan Wang
Chih Jen Hu
Original Assignee
Au Optronics Corp
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Description

可撓式基板結構及其製作方法
本發明係關於一種可撓式基板結構及其製作方法，尤指一種利用局部改質製程使離型層形成具有黏著性之黏著區以及不具黏著性之離型區之可撓式基板結構及其製作方法。
在現今顯示技術中，可撓式顯示器由於具有高輕巧性、耐衝擊性、可撓取性、可穿戴性與攜帶方便等優異特性，目前已儼然成為新一代前瞻顯示技術。目前於可撓性顯示器製程技術中，主要技術瓶頸在於如何將薄膜電晶體(Thin-Film-Transistor,TFT)製作在可撓式基底(例如塑膠基底)上。
現行於可撓式基底上形成薄膜電晶體的方法主要係先將可撓式基底固定在於支撐載板(例如玻璃基底)上，而待薄膜電晶體製作完成後再藉由離型技術使可撓式基底與支撐載板分離。習知的離型技術係使用真空蒸鍍的高分子膜當離型層，再藉由塑膠基底與玻璃基底本身的良好附著性加以貼合。換言之，必須將離型層作圖形化，才能有效的在玻璃基板上產生附著力弱的離型區，以及附著力強的黏著區。然而利用高分子蒸鍍直接形成圖案化的離型層的製作成本高，且使用的陰影遮罩(shadow mask)必須接觸離型層而容易產生沾黏而導致離型層剝落(peeling)問題；而若用間接方式形成圖形化的離型層，則必須增加額外製程。
本發明之目的之一在於提供一種可撓式基板結構及其製作方法，以節省可撓式基板結構之製作成本、增加其製程良率與品質。
本發明之一較佳實施例提供一種可撓式基板結構，包括支撐載板、可撓式基底與離型層。可撓式基底係設置於支撐載板上。離型層係設置於支撐載板與可撓式基底之間，且離型層係與可撓式基底以及支撐載板接觸。離型層包括具有黏著性之黏著區用以接合可撓式基底與支撐載板，以及不具黏著性之離型區用以支撐可撓式基底。
本發明之另一較佳實施例提供一種製作可撓式基板結構之方法，包括下列步驟。提供支撐載板。於支撐載板上形成離型層。進行一局部改質製程，以將部分離型層改質而形成具有黏著性之黏著區，而未改質之離型層則形成不具黏著性之離型區。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖與第2圖。第1圖與第2圖繪示了本發明一較佳實施例之可撓式基板結構之示意圖，其中第1圖為可撓式基板結構之一上視示意圖，第2圖為可撓式基板結構之一剖面示意圖。為了突顯本發明之可撓式基板結構的特徵，部分元件未繪示於第1圖。如第1圖與第2圖所示，本實施例之可撓式基板結構10包括支撐載板12、可撓式基底14以及離型層16。相較於可撓式基底14之可撓性，支撐載板12係為硬質載板，其可包括例如玻璃載板、半導體載板或金屬載板，但不以此為限。可撓式基底14係設置於支撐載板12上，且可撓式基底14係為軟質基底，其具有可撓性。可撓式基底14之材料可包括聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚醚碸(polyethersulfone,PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate,PA)、聚原冰烯(polynorbornene,PNB)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)或聚醚亞醯胺(polyetherimide,PEI)，但不以此為限而可為其它各種有機材料或無機材料，或有機/無機混合材料。
離型層16係設置於支撐載板12與可撓式基底14之間，且離型層16係分別與可撓式基底14以及支撐載板12接觸。離型層16之材料可包括例如聚對二甲基苯(Parylene)或環烯烴聚合物(Cyclic Olefin Copolymers,COC)，但不以此為限。在本實施例中，離型層16係全面性地覆蓋可撓式基底14，因此可撓式基底14未與支撐載板12接觸。另外，可撓式基底14上另設置有薄膜電晶體陣列(圖未示)，以及一顯示介質層(圖未示)。顯示介質層可為液晶層、有機發光層、電致變色(electro-chromic)層、電子墨水層、膽固醇液晶層等各種具有顯示特性之膜層，但不以此為限。離型層16包括具有黏著性之黏著區16B與不具黏著性之離型區16R。離型層16之黏著區16B係用以接合可撓式基底14與支撐載板12，而離型層16之離型區16R係用以支撐可撓式基底14。在本實施例中，可撓式基底14包含中央區14C以及包圍中央區14C的周邊區14P。離型層16之具有黏著性之黏著區16B係對應於可撓式基底14之周邊區14P，而離型層16之不具黏著性之離型區16R係對應於可撓式基底14之中央區14C。
由上述可知，本實施例之離型層16係為一全面性覆蓋可撓式基底14之完整膜層，而非圖案化之膜層，因此在製作過程中可不需要圖案化的步驟，而可節省製作成本並增加製程良率與離型層16的品質。此外，離型層16之黏著區16B可有效將可撓式基底14黏著固定在支撐載板12上，藉此可利用現行設備於可撓式基底14上製作出薄膜電晶體陣列與顯示介質層等元件。另一方面，在薄膜電晶體陣列與顯示介質層等元件製作完成後，會進行一切割製程，於對應於離型層16之離型區16R之周邊的位置，例如是離型區16R內較接近黏著區16B的位置，來切割可撓式基底14，即可使可撓式基底14輕易地脫離離型層16與支撐載板12。值得注意的是，本發明切割的位置並不以此為限，可依照設計的需求在離型區16R內的任意位置作切割；而且位於離型區16R之離型層16在可撓式基底14脫離後，位於離型區16R之離型層16仍留在撐載板12上。
請參考第3圖至第7圖。第3圖至第7圖繪示了本發明一較佳實施例之製作可撓式基板結構之方法示意圖，其中第3圖與第5圖係以上視型式繪示，而第4圖、第6圖與第7圖則以剖面型式繪示。本實施例之製作可撓式基板結構之方法係為一批次製作方式，因此可同時製作出多個可撓式基板結構。如第3圖與第4圖所示，首先，提供支撐載板12與可撓式基底14。支撐載板12係為硬質載板，可撓式基底14係為軟質基底，且支撐載板12與可撓式基底14之材料與特性如上述實施例所述，在此不多加贅述。接著將可撓式基底14設置於支撐載板12上，並於支撐載板12與可撓式基底14之間形成離型層16。在本實施例中，離型層16係先形成於支撐載板12上，再將可撓式基底14置放於離型層16上，藉此離型層16可位於支撐載板12與可撓式基底14之間，且離型層16分別與支撐載板12以及可撓式基底14接觸。離型層16之材料可包括例如聚對二甲基苯(Parylene)或環烯烴聚合物(Cyclic Olefin Copolymers,COC)，但不以此為限。在本實施例中，離型層16可利用例如蒸鍍製程形成於支撐載板12上，但不以此為限而亦可利用其它各種方式加以製作。
如第5圖與第6圖所示，於離型層16上形成可撓式基底14之後，接著對離型層16進行局部改質製程，將部分離型層16改質而形成具有黏著性之黏著區16B以分別接合可撓式基底14與支撐載板12，而未改質之離型層16則形成不具黏著性之離型區16R以支撐可撓式基底14。局部改質製程之能量大體上較佳係介於76Kcal/mol與140Kcal/mol之間，但不以此為限。局部改質製程可改變離型層16的性質，例如使離型層16產生斷鍵，其中局部改質製程可藉由例如曝光製程及/或熱製程加以實現。在本發明之第一較佳實施樣態中，離型層16可為光感應黏著層，其在經過特定光源的照射後會產生改質而產生黏性，因此第一較佳實施樣態之局部改質製程包括利用光源進行局部曝光製程，以使被光源照射之部分離型層16產生黏著性而形成黏著區16B，而未被光源照射之部分離型層16則不具有黏著性而形成離型區16R。此外，隨著離型層16的材料或成分的不同，使用的光源可為例如紫外光源或雷射光源，但不以此為限。再者，局部曝光製程可使用點光源或線光源，並利用掃描方式進行曝光，但不以此為限。例如，亦可使用面光源，並利用圖案化遮罩(圖未示)將欲曝光之離型層16暴露出來進行曝光，且由於圖案化遮罩不需與離型層16接觸，因此不會對離型層16造成損傷。在第一較佳實施樣態中，局部曝光製程之曝光時間大體上較佳介於40秒與120秒之間，但不以此為限。此外，當選擇紫外光源進行局部曝光製程時，則其波長大體上係介於1奈米與400奈米之間，且以小於300奈米較佳，但不以此為限。請參考表1。表1列出了在使用小於300奈米之紫外光源進行局部曝光製程時，曝光時間與剝離強度(peeling force)的關係。如表1所示，隨著曝光時間的增加，離型層的剝離強度亦相對增加，但在曝光時間超過100秒後，剝離強度即不再增加。
表1
另外，在本發明之第二較佳實施樣態中，離型層16亦可為一熱感應黏著層，其在經過加熱後會產生改質而產生黏性，因此第二較佳實施樣態之局部改質製程包括進行局部熱製程，以使被加熱之部分離型層16形成黏著區16B，而未被加熱之部分離型層16則不具有黏著性而形成離型區16R。此外，可撓式基底14包含中央區14C以及包圍中央區14C的周邊區14P。離型層16之黏著區16B係對應於可撓式基底14之周邊區14P，且離型層16之離型區16R係對應於可撓式基底14之中央區14C。在第二較佳實施樣態中，局部熱製程較佳係於有氧環境下進行，且局部熱製程之製程溫度大體上較佳大於200℃。請參考表2。表2列出了在使用聚對二甲基苯作為離型層的材料，且加熱時間為10分鐘的狀況下，製程溫度與剝離強度的關係。如表2所示，在製程溫度為250℃下，離型層的剝離強度可達到950gf，而隨著製程溫度的增加，離型層的剝離強度雖有所下降，但仍可提供相當的黏著性。
如第7圖所示，由於可撓式基底14已藉由離型層16之黏著區16B固定於支撐載板12上，因此可利用現行設備於可撓式基底14上製作出薄膜電晶體陣列(圖未示)與顯示介質層(圖未示)等元件。接著，進行一切割製程，於對應於離型層16之離型區16R之周邊的位置，例如第7圖之虛線所示的位置切割可撓式基底14，使可撓式基底14之中央區14C脫離離型層16與支撐載板12，即可形成本實施例之可撓式基板結構。值得注意的是，本發明切割位置並不以此為限，可依照製程設計的需要選擇離型區16R內的任何位置做切割。此外，在可撓式基底14之中央區14C脫離離型層16之後，位於離型區16R之離型層16仍留在支撐載板12上。
值得說明的是，在本發明之其它較佳實施樣態中，局部改質製程亦可包括曝光製程與熱製程的作法。請參考第8圖。第8圖繪示了不同的局部改質製程與離型層之剝離強度的關係圖，其中樣本A為未進行局部改質製程的離型層；樣本B為進行了局部曝光製程的離型層；樣本C為進行了局部曝光製程與局部熱製程的離型層；樣本D為進行了局部熱製程的離型層。如第8圖所示，相較於未進行局部改質製程樣本A，進行了局部改質製程的樣本B至D的剝離強度均大於樣本A的剝離強度。
請參考第9圖與第10圖。第9圖與第10圖繪示了本發明另一較佳實施例之製作可撓式基板結構之方法示意圖。為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。不同於前述實施例，在本實施例中，局部改質製程係於形成可撓式基底之前進行，藉此將部分離型層16改質而形成具有黏著性之黏著區16B，而未改質之離型層16則形成不具黏著性之離型區16R，如第9圖所示，其中局部改質製程可包括例如曝光製程、熱製程或曝光製程加上熱製程的作法。如第10圖所示，隨後再將可撓式基底14形成於離型層16上，並利用離型層16之黏著區16B分別接合可撓式基底14與支撐載板12，而離型層16之離型區16R則可支撐可撓式基底14。接著可如第7圖所示進行後續之切割製程，使可撓式基底14之中央區14C脫離離型層16，即可形成本實施例之可撓式基板結構，而且在可撓式基底14之中央區14C脫離離型層16之後，位於離型區16R之離型層16仍留在支撐載板12上。
綜上所述，本發明之可撓式基板結構及其製作方法利用局部改質製程使離型層形成具有黏著性之黏著區以及不具黏著性之離型區，因此離型層具有完整膜層。在不需要形成圖案化之離型層的情況下，本發明可節省製作成本、增加製程良率與品質。此外，局部改質製程可視離型層之材料不同或剝離強度需求的不同，而選用曝光製程及/或熱製程加以實現。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．可撓式基板結構
12．．．支撐載板
14．．．可撓式基底
16．．．離型層
14C．．．中央區
14P．．．周邊區
16B．．．黏著區
16R．．．離型區
A．．．樣本
B．．．樣本
C．．．樣本
D．．．樣本
第1圖與第2圖繪示了本發明一較佳實施例之可撓式基板結構之示意圖。
第3圖至第7圖繪示了本發明一較佳實施例之製作可撓式基板結構之方法示意圖。
第8圖繪示了不同的局部改質製程與離型層之剝離強度的關係圖。
第9圖與第10圖繪示了本發明另一較佳實施例之製作可撓式基板結構之方法示意圖。
10．．．可撓式基板結構
12．．．支撐載板
14．．．可撓式基底
16．．．離型層
14C．．．中央區
14P．．．周邊區
16B．．．黏著區
16R．．．離型區

Claims (16)

  1. 一種製作可撓式基板結構之方法，包括：提供一支撐載板；於該支撐載板上形成一離型層，該離型層包括一光感應黏著層；進行一局部改質製程，以將部分該離型層改質而形成一具有黏著性之黏著區，而未改質之該離型層則形成一不具黏著性之離型區，其中該局部改質製程包括利用一光源進行一局部曝光製程，以使被該光源照射之部分該離型層產生黏著性而形成該黏著區，而未被該光源照射之部分該離型層則不具有黏著性而形成該離型區；以及於該離型層上形成一可撓式基底，其中該離型層係分別與該支撐載板以及該可撓式基底接觸，且該支撐載板以及該可撓式基底係藉由該離型層之該黏著區接合。
  2. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該局部改質製程係於形成該可撓式基底之前進行。
  3. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該局部改質製程係於形成該可撓式基底之後進行。
  4. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該離型層係全面性地覆蓋該可撓式基底。
  5. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該光源包括一紫外光源。
  6. 如請求項5所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該紫外光源之波長大體上介於1奈米與400奈米之間。
  7. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該光源包括一雷射光源。
  8. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該離型層之材料包括聚對二甲基苯(Parylene)或環烯烴聚合物(Cyclic Olefin Copolymers,COC)。
  9. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該支撐載板包括一玻璃載板、一半導體載板或一金屬載板。
  10. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該可撓式基底之材料包括聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚醚碸(polyethersulfone,PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate,PA)、聚原冰烯(polynorbornene,PNB)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)或聚醚亞醯胺(polyetherimide,PEI)。
  11. 如請求項1所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該可撓式基底包含一中央區以及一包圍該中央區的周邊區，該離型層之該黏著區係對應於該可撓式基底之該周邊區，以及該離型層之該離型區係對應於該可撓式基底之該中央區。
  12. 如請求項11所述之製作可撓式基板結構之方法，另包括於對應於該離型層之該離型區之周邊的位置切割該可撓式基底，使該可撓式基底之該中央區脫離該離型層與該支撐載板。
  13. 如請求項12所述之製作可撓式基板結構之方法，其中於該可撓式基底之該中央區脫離該離型層之後，位於該離型區之該離型層仍留在該支撐載板上。
  14. 一種製作可撓式基板結構之方法，包括：提供一支撐載板；於該支撐載板上形成一離型層，其中該離型層包括一熱感應黏著層；進行一局部改質製程，以將部分該離型層改質而形成一具有黏著性之黏著區，而未改質之該離型層則形成一不具黏著性之離型區，其中該局部改質製程包括一局部熱製程，以使被加熱之部分該離型層形成該黏著區，而未被加熱之部分該離型層則不具 有黏著性而形成該離型區；以及於該離型層上形成一可撓式基底，其中該離型層係分別與該支撐載板以及該可撓式基底接觸，且該支撐載板以及該可撓式基底係藉由該離型層之該黏著區接合。
  15. 如請求項14所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該局部熱製程係於一有氧環境下進行，且該局部熱製程之製程溫度大體上大於200℃。
  16. 如請求項14所述之製作可撓式基板結構之方法，其中該局部改質製程之能量大體上介於76Kcal/mol與140Kcal/mol之間。
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