TWI418274B - 可撓性電子元件及其製造方法 - Google Patents

Description

可撓性電子元件及其製造方法

本發明是有關於一種電子元件及其製造方法，且特別是有關於一種可撓性電子元件及其製造方法。

由於可撓性電子元件具有輕薄、可撓曲、耐衝擊、安全性高以及方便攜帶等特性，因此可撓性電子元件勢必會成為下一世代的主流。一般而言，製作可撓性電子元件的方式可大致上分為兩種，其中一種方式是直接製作電子元件於可撓性基板上，另一種方式為間接轉貼電子元件於可撓性基板上。若採用直接製作電子元件於可撓性基板上的方式來製作可撓性電子元件，則需先藉由黏著層將可撓性基板貼附於硬質基板上，之後再於可撓性基板上製作所需之電子元件。最後，再將可撓性基板及可撓性基板上的電子元件從硬質基板上取下。然而，由於可撓性基板係透過黏著層而緊密地貼附在硬質基板上，因此在將可撓性基板自硬質基板上取下的過程中，可撓性基板上的電子元件會有受損的可能性，進而使可撓性電子元件的製造良率下降。對於此領域具有通常知識者而言，如何改善可撓性基板的取下過程所導致的良率下降問題，實為亟待解決的課題之一。

本發明提供一種可撓性電子元件的製造方法，以提高可撓性電子元件的製造良率。

本發明提供一種可撓性電子元件，其具有高製造良率。

本發明提供一種可撓性電子元件的製造方法，其包括下列步驟。藉由弱力介面層將可撓性基板結合於硬質基板上。於可撓性基板上形成多個陣列排列之電子元件，各電子元件分別具有功能部(active portion)以及環繞功能部之擬部(dummy portion)。切割可撓性基板與硬質基板，以將硬質基板分離為多個子基板，其中各子基板上分別具有一個電子元件。沿著各功能部的至少部分邊緣對電子元件進行非接觸性切割，以於各功能部與對應之擬部之間形成第一切割道。沿著各第一切割道對可撓性基板與弱力介面層進行接觸性切割，以於可撓性基板與弱力介面層中形成第二切割道，其中第二切割道使各子基板的部分區域暴露。將各功能部與位於各功能部下方之可撓性基板從各子基板取下。

在本發明的一實施例中，前述之弱力介面層之材質包括五環芳香烴(perylene)、多環芳香烴(poly aromatic hydrocarbon前述之)或氫化氮化矽(SiNx:H)，而前述之可撓性基板之材質包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚碸、聚苯醚碸(Polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚亞醯胺(polyimide，PI)、環狀烯腈聚合物(Cyclic Olefin Polymer，ARTON)或聚芳酯樹脂(polyarylate resin，PAR)，而前述之硬質基板之材質包括玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或不銹鋼板(rustless steel sheet)，且前述之電子元件包括可撓性顯示面板、可撓性發光元件、可饒式吸光元件、可撓式感應偵測器、可撓式電晶體、可撓式二極體、可撓式積體電路或可撓式印刷電路板。

在本發明的一實施例中，前述之切割可撓性基板與硬質基板以分離出多片子基板之步驟中，切割可撓性基板與硬質基板的方法包括機械切割。

在本發明的一實施例中，前述之非接觸性切割包括雷射切割、電弧切割或等離子切割，其中接觸性切割包括固定式刀具切割、轉動式刀輪切割或固定式刀模切割。

在本發明的一實施例中，前述之可撓性電子元件的製造方法可進一步包括：在切割可撓性基板與硬質基板之前，沿著各功能部的部分邊緣對電子元件、可撓性基板與弱力介面層進行雷射預切割，以於各功能部與對應之擬部之間形成預切割道，其中預切割道與第一切割道使各功能部與對應之擬部分離。

在本發明的一實施例中，前述之可撓性電子元件的製造方法可進一步包括：在切割可撓性基板與硬質基板之後，沿著各功能部的部分邊緣對電子元件、可撓性基板與弱力介面層進行雷射預切割，以於各功能部與對應之擬部之間形成預切割道，其中預切割道與第一切割道使各功能部與對應之擬部分離。

在本發明的一實施例中，前述之可撓性電子元件的製造方法可進一步包括：在將各功能部與位於各功能部下方之可撓性基板從各子基板取下之前，將各擬部與位於各擬部下方之可撓性基板從各子基板取下。

本發明提供一種可撓性電子元件，其包括可撓性基板以及電子元件。電子元件配置於可撓性基板上，其中電子元件具有傾斜之側壁(tapered sidewall)。

在本發明的一實施例中，前述之電子元件具有與可撓性基板接合之底表面與底表面相對之頂表面，且頂表面的面積小於底表面的面積。

在本發明的一實施例中，前述之傾斜的側壁包括多個傾斜程度不同的子側壁。

基於上述，本發明之可撓性電子元件的製造方法藉由在將可撓性基板及可撓性基板上之電子元件自硬質基板取下前先進行一取下前預處理，而使可撓性基板及可撓性基板上的電子元件可輕易地從硬質基板取下。並且，於此過程中，可撓性基板上的電子元件不易發生受損或電子元件中之膜層分離或翹曲的問題，從而提高了可撓性電子元件的製造良率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

[可撓性電子元件的製造方法]

圖1A至圖1H為本發明一實施例之可撓性電子元件的製造流程剖面示意圖，而圖2A至圖2F為本發明一實施例之可撓性電子元件的製造流程上視示意圖。詳言之，圖1A至圖1D以及圖1E至圖1F係分別依據圖2A至圖2D之剖線AA’以及圖2E至圖2F之剖線BB’所繪示。以下將搭配圖1A至圖1H以及圖2A至圖2F，針對可撓性電子元件的製造方法進行詳細的描述。

請參照圖1A及圖2A，首先，藉由弱力介面層120將可撓性基板130貼附於硬質基板110上。在本實施例中，弱力介面層120之材質包括五環芳香烴(perylene)、多環芳香烴(poly aromatic hydrocarbon)或氫化氮化矽(SiNx:H)。本實施例之可撓性基板130之材質包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚碸、聚苯醚碸(Polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚亞醯胺(polyimide，PI)、環狀烯腈聚合物(Cyclic Olefin Polymer，ARTON)或聚芳酯樹脂(polyarylate resin，PAR)。本實施例之硬質基板的材質包括有機材料或無機材料，例如玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或不銹鋼板(rustless steel sheet)，但本發明不以此為限。在本實施例中，弱力介面層120可先結合(舉例為貼附、沉積離型層等方式)於可撓性基板130上，再使可撓性基板130透過弱力介面層120與硬質基板110接合。在其他實施例中，弱力介面層120可先結合於硬質基板110上，再使硬質基板110透過弱力介面層120與可撓性基板130接合。

請參照圖1B及圖2B，接著，於可撓性基板130上形成多個陣列排列之電子元件140(圖2B中僅繪出四個電子元件140做為代表，然本實施例不限定電子元件140的數量)，各電子元件140分別具有功能部(active portion)142以及環繞功能部142之擬部(dummy portion)144。在本實施例中，電子元件140之功能部142例如是呈矩形，而電子元件140之擬部144例如是呈口字型且與功能部142連接。本實施例之電子元件140包括可撓性顯示面板(例如可撓性液晶顯示面板、可撓性電泳顯示面板、可撓性有機電致發光顯示面板等)、可撓性發光元件、可撓式吸光元件、可撓式感應偵測器、可撓式電晶體、可撓式二極體、可撓式積體電路或可撓式印刷電路板，但本發明不以此為限。以可撓性顯示面板為例，其功能部142係指顯示區域，而擬部係指環繞顯示區域之周邊區域。

請參照圖1C及圖2C，接著，沿著各功能部142的部分邊緣142a對電子元件140、可撓性基板130與弱力介面層120進行雷射(例如二氧化碳雷射)預切割，以於各功能部142與對應之擬部144之間形成預切割道H。詳言之，在本實施例中，可沿著呈矩形之功能部142的三個邊緣142a對電子元件140、可撓性基板130與弱力介面層120進行雷射預切割，以於功能部142與對應的擬部144之間形成近似ㄇ字型的預切割道H。在本實施例中，雖以雷射預切割的方式形成預切割道H，然而，本發明不限定預切割道H的形成方法必須是雷射預切割。在其他實施例中，亦可使用電弧切割、等離子切割或其他合適的方法形成預切割道H。此外，預切割道H的形狀亦不限定必須是ㄇ字型，預切割道H亦可以是L形、矩形或由兩條彼此平行的預切割道所構成。

值得一提的是，在本實施例中，係採用雷射切割的方式形成預切割道H，因此被移除之部分電子元件140、部分可撓性基板130以及部分弱力介面層120會被氣化，而不會在形成預切割道H的過程中造成殘屑的問題。此外，以雷射切割的方式形成預切割道H時，會於電子元件140的側壁呈現微熔融狀態，進而使電子元件140之側壁上披覆一層混合物層(未繪示)。此混合物層係由電子元件140中各膜層的材質所混合形成，其可有效保護電子元件140的側壁，且可使電子元件140中的各膜層獲得進一步的保護，而不易有薄膜剝落(peeling)、分層(de-lamination)或翹曲(warpage)等問題。另外，在本實施例中，可藉由調整雷射之功率、移動速度、聚焦深度(depth of focus，DOP)等參數，可控制預切割道H之寬度、深度以及電子元件140之側壁形狀。

需特別說明的是，在本實施例中，是在切割可撓性基板130與硬質基板110之前，沿著各功能部142的部分邊緣142a對電子元件140、可撓性基板130與弱力介面層120進行雷射預切割，以於各功能部142與對應之擬部144之間形成預切割道H。但在其他實施例中，亦可於切割可撓性基板130與硬質基板110之後，再進行雷射預切割的動作。

請參照圖1D及圖2D，接著，切割可撓性基板130與硬質基板110，以將硬質基板110分離為多個子基板110’，其中各子基板110’上分別具有一個電子元件140。切割可撓性基板130與硬質基板110的方式有許多種，其中一種是採用機械切割的方式(例如固定式刀具切割、轉動式刀輪切割或固定式刀模切割等)。但本發明不限於此，在其他實施例中，亦可採用非機械切割的方式切割可撓性基板130與硬質基板110。

請參照圖1E及圖2E，在將硬質基板110分離為多個子基板110’之後(圖2E中僅繪出一個子基板做為代表)，接著，沿著各電子元件140之功能部142的至少部分邊緣142b對電子元件140及可撓性基板130進行非接觸性切割，以於各功能部142與對應之擬部144之間形成第一切割道H1。在本實施例中，非接觸性切割的方式包括雷射切割、電弧切割或等離子切割。

值得一提的是，在本實施例中，第一切割道H1與預切割道H使各功能部142與對應之擬部144分離。詳言之，在本實施例中，近似ㄇ字型或矩形的預切割道H與一字型的第一切割道H1圍成封閉的矩形，且預切割道H與第一切割道H1共同環繞功能部142，而將功能部142與對應之擬部144分離。在其他實施例中，當預切割道H為L形或由兩條彼此平行的預切割道所構成，第一切割道H1亦可以是L形或由兩條彼此平行的第一切割道所構成。如此，第一切割道H1與預切割道H可圍成封閉的矩形，且預切割道H與第一切割道H1共同環繞功能部142，而將功能部142與對應之擬部144分離。

此外，以非接觸性切割的方式形成第一切割道H1時，會於電子元件140之功能部142的側壁呈現微熔融狀態，進而使電子元件140之功能部142的側壁上披覆一層混合物層(未繪示)。此混合物層係由電子元件140之功能部142中各膜層的材質所混合形成，其可有效保護電子元件140之功能部142的側壁，如此一來，於後續之第二切割道形成之過程中或各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下的過程中，電子元件140之功能部142中的各膜層間便不易有薄膜剝落(peeling)、分層(de-lamination)或翹曲(warpage)等問題。

請參照圖1F及圖2F，接著，沿著各第一切割道H1對可撓性基板130與弱力介面層120進行接觸性切割，以於可撓性基板130與弱力介面層120中形成第二切割道H2，其中第二切割道H2使各子基板110’的部分區域110’a暴露。在本實施中，接觸性切割包括固定式刀具切割、轉動式刀輪切割或固定式刀模切割。

值得一提的是，以接觸性切割形成之第二切割道H2破壞了子基板110’與可撓性基板130間之弱力介面層120，而使子基板110’與可撓性基板130間之部份弱力介面層120產生離形的效果。如此一來，於後續製程中，欲將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下時，便可透過第二切割道H2輕易地將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130取下。並且，於取下的過程中，可撓性基板130不會被過度地彎曲而使可撓性基板130上方之功能部142受損。另外，需特別說明的是，如圖1F所示，於可撓性基板130與弱力介面層120中形成第二切割道H2後，部份之弱力介面層120可附著於可撓性基板130上，另一部份之弱力介面層120可附著於子基板110’上。但在其他實施例中，於可撓性基板130與弱力介面層120中形成第二切割道H2後，弱力介面層120亦可僅附著於子基板110’上或可撓性基板130上。

請同時參照圖1F及1G，接著，在本實施例中，可於將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下之前，可先將各擬部144與位於各擬部144下方之可撓性基板130從各子基板110’取下。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，亦可僅將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下，而不將各擬部144與位於各擬部144下方之可撓性基板130從各子基板110’取下。或者，於將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下之後，再將各擬部144與位於各擬部144下方之可撓性基板130從各子基板110’取下。

請參照圖1H，最後，將各功能部142與位於各功能部142下方之可撓性基板130從各子基板110’取下，而完成了本實施例之可撓性電子元件的製程。

[可撓性電子元件]

圖3為本發明一實施例之可撓性電子元件剖面示意圖。請參照圖3，本實施例之可撓性電子元件100包括可撓性基板130以及電子元件140。電子元件140配置於可撓性基板130上，其中電子元件140具有傾斜之側壁(tapered sidewall)140a。在本實施例中，傾斜之側壁140a係指與可撓性基板130之法線方向n不平行之側壁。特別的是，本實施例之可撓性電子元件100傾斜之側壁140a可包括多個傾斜程度不同的子側壁140a’。各子側壁140a’的傾斜程度可視製程上之需求或可撓性電子元件100外觀上之需求做調整。另外，本實施例之可撓性電子元件100的電子元件140具有與可撓性基板130接合之底表面140b和與底表面140b相對之頂表面140c，且頂表面140c的面積小於底表面140b的面積。

综上所述，在本發明之可撓性電子元件的製造方法中，可藉由非接觸性切割形成切割道，而使可撓性基板上的電子元件於後續製程中不易有薄膜剝落(peeling)、分層(de-lamination)或翹曲(warpage)等問題。此外，更可利用接觸性切割破壞硬質基板與可撓性基板間之弱力介面層，而使可撓性基板及可撓性基板上的電子元件可輕易地自硬質基板上取下，進而提高本發明之可撓性電子元件的製造良率。

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。

100‧‧‧可撓性電子元件

110‧‧‧硬質基板

110’‧‧‧子基板

110’a‧‧‧子基板的部分區域

120‧‧‧弱力介面層

130‧‧‧可撓性基板

140‧‧‧電子元件

140a、140a’‧‧‧側壁

140b、140c‧‧‧表面

142‧‧‧功能部

142a、142b‧‧‧邊緣

144‧‧‧擬部

H、H1、H2‧‧‧切割道

圖1A至圖1H為本發明一實施例之可撓性電子元件的製造流程剖面示意圖。

圖2A至圖2F為本發明一實施例之可撓性電子元件的製造流程上視示意圖。

圖3為本發明一實施例之可撓性電子元件剖面示意圖。

110’．．．子基板

110’a．．．區域

120．．．弱力介面層

130．．．可撓性基板

142．．．功能部

142a．．．邊緣

144．．．擬部

Claims (7)

1. 一種可撓性電子元件的製造方法，包括：藉由一弱力介面層將一可撓性基板結合於一硬質基板上；於該可撓性基板上形成多個陣列排列之電子元件，各該電子元件分別具有一功能部以及一環繞該功能部之擬部；切割該可撓性基板與該硬質基板，以將該硬質基板分離為多個子基板，其中各該子基板上分別具有一個電子元件；沿著各該功能部的至少部分邊緣對該電子元件進行一非接觸性切割，以於各該功能部與對應之該擬部之間形成一第一切割道；沿著各該第一切割道對該可撓性基板與該弱力介面層進行一接觸性切割，以於該可撓性基板與該弱力介面層中形成一第二切割道，其中該第二切割道使各該子基板的部分區域暴露；以及將各該功能部與位於各該功能部下方之可撓性基板從各該子基板取下。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子元件的製造方法，其中該弱力介面層之材質包括五環芳香烴(perylene)、多環芳香烴(poly aromatic hydrocarbon)或氫化氮化矽(SiNx：H)，該可撓性基板之材質包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚碸、 聚苯醚碸(Polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚亞醯胺(polyimide，PI)、環狀烯腈聚合物(Cyclic Olefin Polymer，ARTON)或聚芳酯樹脂(polyarylate resin，PAR)，而該硬質基板之材質包括玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或不銹鋼板，且該些電子元件包括可撓性顯示面板、可撓性發光元件、可撓式吸光元件、可撓式感應偵測器、可撓式電晶體、可撓式二極體、可撓式積體電路或可撓式印刷電路板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子元件的製造方法，其中於切割該可撓性基板與該硬質基板之步驟中，切割該可撓性基板與該硬質基板的方法包括機械切割。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子元件的製造方法，其中該非接觸性切割包括雷射切割、電弧切割或等離子切割，其中該接觸性切割包括固定式刀具切割、轉動式刀輪切割或固定式刀模切割。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可撓性電子元件的製造方法，更包括：在切割該可撓性基板與該硬質基板之前，沿著各該功能部的部分邊緣對該電子元件、該可撓性基板與該弱力介面層進行一雷射預切割，以於各該功能部與對應之該擬部之間形成一預切割道，其中該預切割道與該第一切割道使各該功能部與對應之該擬部分離。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子元件的製造方法，更包括：在切割該可撓性基板與該硬質基板之後，沿著各該功 能部的部分邊緣對該電子元件、該可撓性基板與該弱力介面層進行一雷射預切割，以於各該功能部與對應之該擬部之間形成一預切割道，其中該預切割道與該第一切割道使各該功能部與對應之該擬部分離。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子元件的製造方法，更包括：在將各該功能部與位於各該功能部下方之可撓性基板從各該子基板取下之前，將該各該擬部與位於各該擬部下方之可撓性基板從各該子基板取下。