台湾专利TW201313079A 軟性基板結構及其製造方法

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一種軟性基板結構，包括軟性金屬載板、表面改質層與軟性塑膠基板。軟性金屬載板包括第一區與第二區。表面改質層位於軟性金屬載板的第一區上並與其接觸。軟性塑膠基板位於第一區與第二區上，其中位於第一區上的軟性塑膠基板與表面改質層接觸，位於第二區上方的軟性塑膠基板與軟性金屬載板接觸。
公开号:TW201313079A
申请号:TW100131528
申请日:2011-09-01
公开日:2013-03-16
发明作者:Yung-Hui Yeh；Chun-Cheng Cheng；Chyi-Ming Leu；Yung-Lung Tseng
申请人:Ind Tech Res Inst；
IPC主号:H01L29-00

专利说明:
軟性基板結構及其製造方法
本發明是有關於一種基板結構及其製造方法，且特別是有關於一種軟性基板結構及其製造方法。
捲對捲(Roll-to-Roll)連續式製程具有低建廠成本、大面積化之優勢，極適合應用於薄膜電晶體陣列製程，且比現今使用矽半導體片對片(sheet-to-sheet)製程更具有競爭優勢。
目前一般的捲對捲連續式製程所採用的基板為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等軟性塑膠基板，而產品的型態以銦錫氧化物(ITO)薄膜單層圖案化，或多層薄膜單層圖案化為主，若要進行電子元件的製作開發，必須使用到兩層以上的黃光微影製程，由於軟性塑膠基板因製程中的薄膜應力及設備的捲軸張力會使基板嚴重變形，造成第二層以上的黃光微影對位精準度有很大的誤差，使得電子元件的製作相當困難。
本發明提供一種軟性基板結構可大幅降低後續所形成之各膜層在進行黃光微影時的對位誤差，完成兩層(含)以上的圖案化製程。
本發明提出一種軟性基板結構，包括軟性金屬載板、表面改質層與軟性塑膠基板。軟性金屬載板包括第一區與第二區。表面改質層位於軟性金屬載板的第一區上並與其接觸。軟性塑膠基板位於第一區與第二區上，其中位於第一區上的軟性塑膠基板與表面改質層接觸，位於第二區上方的軟性塑膠基板與軟性金屬載板接觸。
本發明還提出一種軟性基板結構的製造方法，包括提供一軟性金屬載板，其包括至少一第一區與至少一第二區。在軟性金屬載板的第一區上形成表面改質層。在於軟性金屬載板的第一區與第二區上方形成軟性塑膠基板，其中位於第一區上的軟性塑膠基板與表面改質層接觸，位於第二區上的軟性塑膠基板與軟性金屬載板接觸。
本發明之軟性基板結構可大幅提升後續所形成之各膜層在進行黃光微影時的對位精準度，提升製程的良率。
本發明之軟性基板結構的製造方法可以利用簡易且快速的方法來製造，且欲取下軟性塑膠基板時，只需縱向切至表面改質層，即可使該些第一區上的些軟性塑膠基板與軟性塑膠基板上的表面改質層分離。
為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示本發明實施例之一種軟性基板結構的剖面示意圖。圖2繪示本發明實施例之一種軟性基板結構的上視圖。圖3繪示本發明實施例之另一種軟性基板結構的上視圖。圖4繪示圖1本發明實施例之又一種軟性基板結構的上視圖。
請參照圖1，本發明之軟性基板結構20，包括軟性金屬載板10、表面改質層12與軟性塑膠基板14。
軟性金屬載板10包括第一區10A與第二區10B。第二區10B位於第一區10A周圍，且第一區10A上方例如是用來形成軟性電子元件的區域，第二區10B上方例如是軟性電子元件的周邊區域。請參照圖2，在一實施例中，軟性金屬載板10包括單一個第一區10A與單一個第二區10B，第二區10B環繞於第一區10A周圍。請參照圖3與4，在其他實施例中，軟性金屬載板10包括多個第一區10A與多個第二區10B，各第二區10B環繞於各第一區10A周圍。圖3的軟性金屬載板10的多個第一區10A為單行。圖4的軟性金屬載板10的多個第一區10A則為多行。實際在應用時，第一區10A可以依據實際的產品需要進行各種尺寸以及配置的設計，並不以上述為限。軟性金屬載板10材料例如為金屬薄板(metal foil)，厚度介於50um至200um。金屬薄板的材料包括不銹鋼(stainless steel)或金屬合金(metal alloy)。軟性金屬載板10的第一區10A與第二區10B均具有粗糙的表面。軟性金屬載板10的第一區10A具有粗糙的表面，其可以增加表面改質層12對於軟性金屬載板10的附著力；軟性金屬載板10的第二區10B具有粗糙的表面，則可以增加軟性塑膠基板14對於軟性金屬載板10的附著力。在一實施例中，軟性金屬載板10的粗糙度大於10nm，例如是10 nm至500 nm。
表面改質層12位於軟性金屬載板10的第一區10A上並與其接觸。形成表面改質層12的製程，可以視為是一種對軟性金屬載板10的第一區10A進行平坦化的製程。所形成之表面改質層12的粗糙度小於軟性金屬載板10的粗糙度。在一實施例中，表面改質層12的粗糙度小於10nm，例如是1 nm至10 nm。表面改質層12對於軟性金屬載板10的附著力大於軟性塑膠基板14對於表面改質層12的附著力。表面改質層12對於軟性金屬載板10的附著力例如是1至5B。表面改質層12的材料包括矽膠改質的環氧樹脂(Silicone Epoxy)、聚醯亞胺(對均苯四甲酸二酐-二氨基二苯醚)(PI(PMDA-ODA))或聚四氟乙烯(Teflon)。表面改質層12的厚度例如是1至10 μm。表面改質層12可以利用各種已知的塗佈方法來形成，例如是浸沾式塗佈(Dip Coating)、旋轉式塗佈(Spin Coating)、滾筒式塗佈(Roll Coating)或噴灑式塗佈(Spray Coating)。表面改質層12可以形成在圖2、圖3或圖4所示的第一區10A上。由於載板10的材質為金屬，因此，在進行表面改質層12的塗佈時，並不會因為設備捲軸的張力以及所形成的薄膜的應力而嚴重變形，因此，表面改質層12可以採用捲對捲的方式來形成，且在後續的黃光微影製程又具有足夠的對位精準度。然而，表面改質層12的形成方法並不限於捲對捲的方式，其亦可採用片對片(sheet-to-sheet)的方式或任何其他合適之方式。在圖2所示的實施例中，表面改質層12可以採用捲對捲連續塗佈的製程來形成。在圖3與4所示的實施例中，表面改質層12則可以採用捲對捲間隔式塗佈的製程來形成。
軟性塑膠基板14位於第一區10A與第二區10B上方。位於第一區10A上方的軟性塑膠基板14與表面改質層12接觸，位於第二區10B上方的軟性塑膠基板14與軟性金屬載板10接觸。軟性塑膠基板14對於表面改質層12的附著力小於表面改質層12對於軟性金屬載板10的附著力，且軟性塑膠基板14對於軟性金屬載板10的附著力大於軟性塑膠基板14對於表面改質層12的附著力。在一實施例中，軟性塑膠基板14對於表面改質層12的附著力比表面改質層12對於軟性金屬載板10的附著力小1B至5B。軟性塑膠基板14對於軟性金屬載板10的附著力比軟性塑膠基板14對於該表面改質層12的附著力大1B至5B。在一實施例中，軟性塑膠基板14對於軟性金屬載板10的附著力為1B至5B，軟性塑膠基板14對於表面改質層12的附著力為0B。此處的附著力是以百格刀附著力測試法(Cross-Cut Adhesion Test)的方式來測量。軟性塑膠基板14的材料例如是聚醯亞胺(PI)、聚羧酸酯(PC)、聚醚碸(PES)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯胺(Polyamide，PA)、聚對苯亞胺(pernigraniline，PNB)、聚醚醚酮(PEEK)或聚醚亞胺(PEI)，或其組合。軟性塑膠基板14的厚度例如是10um至200um。軟性塑膠基板14可以利用各種已知的塗佈方法來形成，例如是浸沾式塗佈(Dip Coating)、旋轉式塗佈(Spin Coating)、滾筒式塗佈(Roll Coating)或噴灑式塗佈(Spray Coating)。由於載板10的材質為金屬，因此，在進行軟性塑膠基板14的塗佈時，並不會因為設備捲軸的張力以及所形成的薄膜的應力而嚴重變形，因此，軟性塑膠基板14可以採用捲對捲的方式來形成。然而，軟性塑膠基板14的形成方法並不限於捲對捲的方式，其亦可採用片對片(sheet-to-sheet)的方式或任何其他合適之方式。軟性塑膠基板14可以形成在圖2、圖3或圖4所示的第一區10A以及第二區10B上。在圖2、圖3與圖4所示的實施例中，軟性塑膠基板14均可以採用捲對捲連續塗佈的方式來形成，但不限於此，片對片塗佈的方式亦是可以採用的方法。
圖5A至5C繪示一種使用本發明上述軟性基板結構之電子元件的分離機制。
請參照圖5A，在實際應用時，可以在上述軟性基板結構20的上方形成各種的電子元件30，例如是薄膜電晶體陣列、被動元件、感測元件、觸控顯示器、電泳顯示器或是有機發光二極體(OLED)顯示器。
請參照圖5B，從第一區10A上的軟性塑膠基板14縱向切割至表面改質層12時，使第一區10A上方的軟性塑膠基板14與其上方的表面改質層12分離，而第二區10B上的軟性塑膠基板14則留在軟性金屬載板10上。由於表面改質層12對於軟性塑膠基板14的附著力相當小，例如是0B，因此，表面改質層12與軟性塑膠基板14之間形成了一個非常好的分離界面，且因為軟性塑膠基板14對於軟性金屬載板10的高粗糙度亦具有相當好的附著力，軟性塑膠基板14能在軟性金屬載板10的第二區10B上成型並固定，因此，當從第一區10A上的軟性塑膠基板14縱向切割至表面改質層12時，第一區10A上方的軟性塑膠基板14可以自動與其下方的表面改質層12分離，而第二區10B上的軟性塑膠基板14則留在軟性金屬載板10上。前述切割的方法可以利用鑽石刀切割、雷射切割或是機械切割。
其後，請參照圖5C，將已經與表面改質層12分離的軟性塑膠基板14，自表面改質層12上方取下。留下的軟性金屬載板10可以繼續重複使用。
本發明之軟性基板結構包括軟性金屬載板，此軟性金屬載板中金屬的剛性可以克服設備的捲軸的張力並且可以降低後續形成之膜層或基板的形變，因此，縱使後續的膜層採用捲對捲的製程方式來形成，其黃光微影仍具有足夠的對位精準度，大幅降低微影對位誤差，其對位的偏移量可低於10 um，因此，可以完成兩成以上的圖案化製程，增加製程的良率。
此外，本發明之軟性基板結構包括表面改質層。表面改質層對於上方的軟性塑膠基板的附著力小於表面改質層對於下方的軟性金屬載板的附著力，亦即表面改質層與軟性塑膠基板之間是一個非常好的分離界面，因此，當從第一區上的軟性塑膠基板縱向切割至表面改質層時，第一區上方的軟性塑膠基板可以自動與其上方的表面改質層分離而取下。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．軟性金屬載板
10A．．．第一區
10B．．．第二區
12．．．表面改質層
14．．．軟性塑膠基板
20．．．軟性基板結構
30．．．電子元件
圖1繪示本發明實施例之一種軟性基板結構的剖面示意圖。
圖2繪示本發明實施例之一種軟性基板結構的上視圖。
圖3繪示本發明實施例之另一種軟性基板結構的上視圖。
圖4繪示本發明實施例之又一種軟性基板結構的上視圖。
圖5A至5C繪示一種使用本發明上述軟性基板結構之電子元件的分離機制。
10．．．軟性金屬載板
10A．．．第一區
10B．．．第二區
12．．．表面改質層
14．．．軟性塑膠基板
20．．．軟性基板結構

权利要求:
Claims (22)
[1] 一種軟性基板結構，包括：一軟性金屬載板，包括一第一區與一第二區；一表面改質層，位於該軟性金屬載板的該第一區上並與其接觸；以及一軟性塑膠基板，位於該第一區與該第二區上，位於該第一區上的該軟性塑膠基板與該表面改質層接觸，位於該第二區上方的該軟性塑膠基板與該軟性金屬載板接觸。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該表面改質層的表面粗糙度低於該軟性金屬載板第二區之粗糙度。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該表面改質層對於該軟性金屬載板的附著力大於該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之軟性基板結構，其中該表面改質層對於該軟性金屬載板的附著力比該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力大1B至5B。
[5] 如申請專利範圍第3項所述之軟性基板結構，其中該表面改質層對於該軟性金屬載板的附著力為1B至5B。
[6] 如申請專利範圍第3項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力為0B。
[7] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板對於該軟性金屬載板的附著力大於該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力。
[8] 如申請專利範圍第7項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板對於該軟性金屬載板的附著力比該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力大1B至5B。
[9] 如申請專利範圍第7項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板對於該軟性金屬載板的附著力為1B至5B。
[10] 如申請專利範圍第7項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力為0B。
[11] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該軟性金屬載板材料為金屬薄板(metal foil)，厚度介於50um至150um。
[12] 如申請專利範圍第11項所述之軟性基板結構，其中該金屬薄板的材料包括不銹鋼或金屬合金。
[13] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板的厚度為10um至200um。
[14] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該軟性塑膠基板的材料為PI、PC、PES、PET、PEN、PA、PNB、PEEK或PEI。
[15] 如申請專利範圍第1項所述之軟性基板結構，其中該表面改質層的材料包括矽膠改質的環氧樹脂(Silicone Epoxy)、聚醯亞胺(對均苯四甲酸二酐-二氨基二苯醚)PI(PMDA-ODA)或聚四氟乙烯(Teflon)。
[16] 一種軟性基板結構的製造方法，包括：提供一軟性金屬載板，其包括至少一第一區與至少一第二區；於該軟性金屬載板的該第一區上形成一表面改質層；以及於該軟性金屬載板的該第一區與該第二區上方形成一軟性塑膠基板，其中位於該第一區上的該軟性塑膠基板與該表面改質層接觸，位於該第二區上的該軟性塑膠基板與該軟性金屬載板接觸。
[17] 如申請專利範圍第16項所述之軟性基板結構的製造方法，其中該表面改質層對於該軟性金屬載板的附著力大於該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力。
[18] 如申請專利範圍第16項所述之軟性基板結構的製造方法，其中該軟性塑膠基板對於該軟性金屬載板的附著力大於該軟性塑膠基板對於該表面改質層的附著力。
[19] 如申請專利範圍第16項所述之軟性基板結構的製造方法，其中該些表面改質層是以捲對捲連續式製程形成。
[20] 如申請專利範圍第16項所述之軟性基板結構的製造方法，其中該軟性金屬載板，包括多數個第一區與多數個第二區，且該軟性金屬載板的各該第一區上形成該表面改質層，且於該軟性金屬載板的各該第一區與各該第二區上方形成該軟性塑膠基板。
[21] 如申請專利範圍第20項所述之軟性基板結構的製造方法，其中該些表面改質層是以捲對捲間隔式製程形成。
[22] 如申請專利範圍第16項所述之軟性基板結構的製造方法，更包括自該些第一區上的該些軟性塑膠基板縱向切割至該些表面改質層，使該些第一區上的該些軟性塑膠基板與該些軟性塑膠基板下方的該些表面改質層分離。

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