CN101154643B - 基板结构及基板结构的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板结构。上述基板结构包括具挠曲性的基板和无机电极结构设置在具挠曲性的基板上，其中无机电极结构包括导体或半导体层。本发明还提供一种基板结构的制作方法，包括：提供第一基板；网印无机电极结构在该第一基板上；涂布可挠性基板在该第一基板上且覆盖该无机电极结构；并且自该第一基板上将该可挠性基板分离，使得该无机电极结构黏结于该可挠性基板。

Description

基板结构及基板结构的制作方法
技术领域
本发明涉及一种基板结构及其制造方法，特别是涉及一种具挠曲性的基板结构及其制作方法。
背景技术
在各种电子元件应用中，常常需要将基板弯曲，例如置于非平面的基座或需挠曲使其易于携带。在此情况下，传统的硬式基板便无法适用，而必须使用可挠曲的软性基板。更明确地说，可运用于导线的一维线材(例如纳米碳管、碳纤、纳米线、微米线等)的成长温度至少在摄氏四、五百度以上，而一般的软性基板无法承受高温，因而无法在高温下直接成长无机的导线在有机高分子基板上。
另一方面，传统具挠曲性电子装置利用有机导电材料(例如PEDOT)制作在高分子基板上。然而其电性和稳定性都不如以无机材料制作的基板。无机材料不但电性较优良而且稳定性高，使用寿命也较长，不过无机材料不容易直接制作在高分子基板上。因此，现有技术制作的有机导电材料(例如PEDOT)制作在高分子基板上无法兼顾挠曲性、优良电性与高寿命等的优点。
发明内容
鉴此，本发明的目的在于提供一种将无机的一维线材制作在可挠性基板上，使其兼顾较好的电性与挠曲性。
为达上述目的，本发明提供一种基板结构，包括具挠曲性的基板和无机电极结构设置在该具挠曲性的基板上，其中该无机电极结构包括导体或半导体层。
为达上述目的，本发明又提供一种基板结构的制作方法，包括：提供第一基板；网印无机电极结构在该第一基板上；涂布可挠性基板在该基板上且覆盖该无机电极结构；并且自该第一基板上将该可挠性基板分离，使得该无机电极结构黏结于该可挠性基板。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1是显示根据本发明实施例的基板结构的制造步骤流程图；
图2A-2D是显示本发明实施例的基板结构制作步骤的分解示意图；和
图3A-3E是显示本发明另一实施例的基板结构制作步骤的分解示意图。
简单符号说明
本案部分(图1～3E)
S20-S50～工艺步骤；
100、300～转印基板；
112、114、310、315～电极；
112’、114’、310’、315’～转印后电极；
200、400～高分子塑化膜(下基板)；
314～立体凸出结构。
具体实施方式
本发明提供一种使用转印制作的方式，可将一维线材(如纳米碳管、碳纤、纳米线、微米线等)导线材料制作在可挠性高分子基板上，成为电极层或半导体层。就电性而言，无机材料的电极层比起有机材料的电极层要来得优良，且寿命与稳定性也相对较高，因而得以兼顾较好的电性与基板的挠曲性。
图1是显示根据本发明实施例的基板结构的制造步骤流程图。首先，在步骤S20中，提供转印基板，并不限定转印基板的形式。接着，在步骤S30中，形成图案的一维导电线材浆料和电极结构在转印基板上。一维导电线材包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材或微米线材。例如，以电弧放电法(arcdischarge)、化学气相沉积法(chemical vapor deposition，简称CVD)及激光剥剥镀法(laser ablation)形成。并将所形成的纳米粉体收集起来。接着，再调成可供网印的浆料印制成图案的电极结构在转印基板上。
在步骤S40中，涂布高分子塑化膜在该基板上且覆盖图案的电极结构。使用可以固化成膜的化学溶液如聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等，淋倒在供转印基板上，并使其固化成膜。接着，在步骤S50中，剥离该高分子塑化膜使图案的电极结构转印至高分子塑化膜上，即连同一维线材的图案的电极结构转印在高分子膜上。
图2A-2D是显示本发明实施例的基板结构制作步骤的分解示意图。在图2A中，提供转印基板100。转印基板100用于转印电极图案，因此并不限定转印基板100的形式。接着，在图2B中，形成阴极电极图案在转印基板100上。此阴极电极图案可以是平面结构或者立体结构。图2B所示范的是平面平行电极结构，包括互相平行的电极112和电极114，电极112和电极114是一维导电线材所组成(包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材或微米线材)，将其调成浆料以网印法涂布在转印基板100之上。
接着，请参阅图2C，涂布高分子塑化膜200在转印基板100上且覆盖阴极电极图案。例如，使用可以固化成膜的化学溶液如聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等，淋倒在供转印基板100上，并使其聚合并固化成高分子膜200。接着，请参阅图2D，剥离该高分子塑化膜200使平行的电极结构转印至高分子塑化膜200上。在高分子膜200转印对应电极112’与114’。由于，图2D中的电极结构是将电极112和电极114转印在高分子膜200上，因此可用于制作兼顾良好的电性与基板的挠曲性。
图3A-3E是显示本发明另一实施例的基板结构制作步骤的分解示意图。在图3A中，提供转印基板300。此基板300用于转印电极图案，因此并不限定基板300的形式。在转印基板300上形成电极层310，电极层310是一维导电线材所组成(包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材、或微米线材)，将其调成浆料以网印法涂布在转印基板300之上。
接着，在图3B中，形成立体凸出结构314在转印基板300上。
接着，请参阅图3C，形成电极315在立体凸出结构314上。由电极310、立体凸出结构314与电极315构成的立体结构。在转印基板300上的结构与最终所欲结果为互补型的结构。
接着，请参阅图3D，涂布高分子塑化膜400在基板300上且覆盖阴极电极图案。例如，使用可以固化成膜的化学溶液如聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等，淋倒在供转印基板300上，并使其聚合并固化成高分子膜400。高分子膜400与电极310和电极315间的黏着力优于转印基板300与电极310、电极315的黏着力。
接着，请参阅图3E，剥离该高分子塑化膜400使图案的电极结构转印至高分子塑化膜400上。由于高分子膜400与电极结构间较强的黏着力，因而连同电极310、电极315转印在高分子膜400上，可用于制作兼顾良好的电性与基板的挠曲性。请再参阅图3E，原位于转印基板300上的立体结构和高分子膜400上的立体结构为反向结构。
本发明实施例的基板结构可应用于可挠曲性的电子元件(flexibleelectronic device)例如电子卷标(Radio Frequency Identification，简称RFID)和软性印刷电路板(Flexible printing circuit，简称FPC)，以及可挠曲性的显示器产业(flexible display device)例如有机薄膜晶体管(Organic thin film transistor，简称OTFT)和场发射显示器，然而并非限定于上述产业应用。
综上所述，本发明提供一种基板结构，包括：
具挠曲性的基板；和
无机电极结构，设置在该具挠曲性的基板上；
其中该无机电极结构包括导体或半导体层。
优选地，该无机电极结构还包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材或微米线材。
优选地，该具挠曲性的基板包括聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
优选地，该无机电极结构是阴极电极结构，其包括平面三极结构、垂直三极结构或底栅极(under gate)三极结构。
本发明还提供一种基板结构的制作方法，包括：提供第一基板；网印无机电极结构在该第一基板上；涂布可挠性基板在该第一基板上且覆盖该无机电极结构；并且自该第一基板上将该可挠性基板分离，使得该无机电极结构黏结于该可挠性基板。
优选地，该网印无机电极结构包括形成阴极电极、电子场发射源在该阴极电极上和栅极在该第一基板上。
优选地，该无机电极结构是阴极电极结构，其包括平面三极结构、垂直三极结构或底栅极(under gate)三极结构。
优选地，该无机电极结构还包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材或微米线材。
优选地，该可挠性基板包括聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[本发明的特征与优点]
本发明的优点在于使用转印的方式，可将一维线材(如纳米碳管、碳纤、纳米线、微米线等)电极材料制作在高分子基板上，能兼顾较好的电性与基板的挠曲性。
本发明虽以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与修改，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种基板结构，包括：
具挠曲性的基板；和
图案化的无机电极结构，转印自一转印基板，镶嵌在该具挠曲性的基板中；
其中该无机电极结构包括导体或半导体层，
其中该无机电极结构包括纳米碳管、纳米碳纤或纳米线材。
2.如权利要求1所述的基板结构，其中该具挠曲性的基板包括聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
3.如权利要求1所述的基板结构，其中该无机电极结构是阴极电极结构，其包括平面三极结构、垂直三极结构或底栅极(under gate)三极结构。
4.一种基板结构的制作方法，包括：
提供第一基板；
网印无机电极结构在该第一基板上；
涂布可挠性基板在该第一基板上且覆盖该无机电极结构；并且
自该第一基板上将该可挠性基板分离，使得该无机电极结构黏结于该可挠性基板。
5.如权利要求4所述的基板结构的制作方法，其中该网印无机电极结构包括形成阴极电极、电子场发射源在该阴极电极上和栅极在该第一基板上。
6.如权利要求4所述的基板结构的制作方法，其中该无机电极结构是阴极电极结构，其包括平面三极结构、垂直三极结构或底栅极(under gate)三极结构。
7.如权利要求4所述的基板结构的制作方法，其中该无机电极结构还包括纳米碳管、纳米碳纤、纳米线材或微米线材。
8.如权利要求4所述的基板结构的制作方法，其中该可挠性基板包括聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
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