TWI478299B - 基板結構及其製法 - Google Patents

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基板結構及其製法
本揭露係關於一種基板結構及其製法,尤係關於一種用於製備電子元件之基板結構及其製法。
有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED),具有廣視角、高效率、高亮度、省電、自發光、反應時間短等優點。使用軟性基板的有機發光二極體,因其可應用範圍相當廣泛,更為業界所重視,使軟性有機發光二極體顯示器成為目前顯示器業界之發展主流。
目前軟性顯示器製法中的批次式(batch type)生產方式,可沿用現有TFT設備,因而具有相當優勢。batch type之製法中包括基板之離膜/轉移的步驟,因而需要使用離型膜。然而,軟性OLED顯示器之製程中,溫度須達400℃之高溫,對於離型膜材料的耐溫性是一挑戰。再者,離型膜材料若可以重複使用,將有利於環境保護與經濟效益。因此,極需研發耐高溫且符合產業利用需求之離型膜材料。
本揭露係提供一種基板結構,包括載體、軟性基板以及離型層。該離型層係設置於該載體與該軟性基板之間,其中,該離型層包括如石墨烯、經還原之氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)或其組合之疏水性材料。該離型層以第一面積覆蓋該載體,俾形成一或複數個區塊,且該軟性基板以第二面積覆蓋該離型層與該載體,該 第二面積大於該第一面積。
本揭露並提供一種基板結構的製法,包括下列步驟:將石墨烯材料敷設於載體上,其中,該石墨烯材料為氧化石墨烯或石墨烯;以雷射處理部分該石墨烯材料以形成一離型層,該離形層具有第一面積;移除未經雷射處理之該石墨烯材料;以及,將軟性基板接置於該離型層上,令該軟性基板以第二面積覆蓋該離型層與該載體,且該第二面積大於該第一面積。
以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式,熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容瞭解本揭露之其他優點與功效。本揭露也可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
除非文中另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括複數個體。
除非文中另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」包括「及/或」之含義。
本揭露之基板結構,包括載體、軟性基板以及設置於該載體與該軟性基板之間的離型層,其中,該離型層包括疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。
根據一具體實施例,該軟性基板係覆蓋該載體及該離 型層。根據一具體實施例,該軟性基板係與該載體及該離型層接觸。於一具體實施例中,離型層係以第一面積覆蓋載體,軟性基板係以第二面積覆蓋該載體及該離型層,且該第二面積大於該第一面積。
根據一具體實施例,該離型層對該軟性基板之密著度小於該離型層對該載體之密著度。
軟性基板的種類並無特別限制,任何適用於製備電子元件之基板均適用。於一具體實施例中,該軟性基板的實例包括,但不限於:聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)、聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯酸酯(polyacrylate,PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚亞醯胺(polyetherimide,PEI),及上述之衍生物等。
離型層包括疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。根據一具體實施例,離型層包括疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯或經還原之氧化石墨烯。根據一具體實施例,離型層為疏水性材料所形成。根據一具體實施例,離型層為疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。於一具體實施例中,離型層為疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯或經還原之氧化石墨烯。經還原之氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO),係如本領域所熟知之定義,簡言 之,是將氧化石墨烯還原所得,然而由於其還原過程因將部份官能基移除而些許產生缺陷,已不同於石墨烯故稱之為經還原之氧化石墨烯以資區別。
根據一具體實施例,離型層包括石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯。於一具體實施例中,離型層由石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯構成。根據一具體實施例,離型層由經還原之氧化石墨烯構成。於一具體實施例中,離型層為經還原之氧化石墨烯。經還原之氧化石墨烯係具有疏水性,因而能作為離型層。根據一具體實施例,係使用雷射處理(還原)氧化石墨烯,以使其具有所需之疏水性。於一具體實施例中,係使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以製備離型層。於一具體實施例中,係使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以形成離型層。根據一具體實施例,離型層由石墨烯構成。於一具體實施例中,該離型層為石墨烯。用於離型層之石墨烯具有疏水性,因而能作為離型層。於一具體實施例中,係使用雷射處理石墨烯,使其具有所需之疏水性。根據一具體實施例,係利用具親水性的軟性基板與具親水性的載體之間有較高之附著力以輔助軟性基板成膜於載體,而離型層之疏水性則可使軟性基板易於脫離。
適用之雷射波長為約193 nm至約1064 nm,於一具體實施例中為約193 nm至約532 nm,於一具體實施例中為約193 nm至約355 nm。雷射能量密度的差異可影響疏水性(影響與水接觸角大小),適用之雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.5 J/cm2 至約1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.61 J/cm2 至約1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至約1.5 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至約1.2 J/cm2 。根據一具體實施例,係使用約355 nm之雷射波長,雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至1.5 J/cm2 。根據一具體實施例,係使用約1064 nm之雷射波長,雷射能量密度為約0.5 J/cm2 至2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.61 J/cm2 至1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至1.2 J/cm2
可視需要選擇雷射之脈衝寬度,於一具體實施例中為約5奈秒(ns)至約55 ns,於一具體實施例中為約30 ns至55 ns。根據一具體實施例,係使用約355 nm之雷射波長;雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至約1.5 J/cm2 ;脈衝寬度為約30 ns。根據一具體實施例,係使用1064 nm之雷射波長;雷射能量密度為約0.5 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至約1.2 J/cm2 ;脈衝寬度為約55 ns。根據一具體實施例,係使用約193 nm之雷射波長,脈衝寬度為約30 ns。根據一具體實施例,係使用約532 nm之雷射波長,脈衝寬度為約30 ns。
可視需要選擇雷射之掃描速率,於一具體實施例中為約20釐米/秒(mm/s)至約400 mm/s,於一具體實施例中為約25 mm/s至約400 mm/s,於一具體實施例中為約25 mm/s 至約200 mm/s。
載體的種類並無特別限制,其實例包括,但不限於:玻璃、矽晶圓、石英,及上述之衍生物等。根據一具體實施例,載體具親水性。根據一具體實施例,該軟性基板係覆蓋該載體及該離型層。根據一具體實施例,該軟性基板係與該載體及該離型層接觸。於一具體實施例中,離型層係以第一面積覆蓋載體,軟性基板係以第二面積覆蓋該載體及該離型層,且該第二面積大於該第一面積。根據一具體實施例,該離型層對該軟性基板之密著度小於該離型層對該載體之密著度。於一具體實施例中,如後文之第4圖所示,於將軟性基板分離時,係藉由該離型層,發揮離型的效果。復藉由上述之密著度差異,使軟性基板與離型層分離。於一具體實施例中,將軟性基板分離後,離型層可再重複使用。
第1圖所示者係根據一具體實施例之基板結構示意圖。應了解,只要能達到目的及功效,並不限於圖式所例示者。如圖所示,基板結構1包括載體11、軟性基板13以及設置於該載體11與該軟性基板13之間的離型層15。該離型層15包括疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。根據一具體實施例,該離型層15為疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。於一具體實施例中,該離型層15包括石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯。於一具體實施例中,該離型層15由石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯構成。根據 一具體實施例,該離型層15為經還原之氧化石墨烯。經還原之氧化石墨烯係具有疏水性,因而能作為離型層15。於一具體實施例中,使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以製備離型層15。於一具體實施例中,使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以形成離型層15。根據一具體實施例,該離型層15為石墨烯。用於離型層15之石墨烯具有疏水性。於一具體實施例中,石墨烯係經雷射處理。根據一具體實施例,上述雷射係具有為約193 nm至約1064 nm的波長,及為約0.45J/cm2 至約2.8J/cm2 之能量密度。以該雷射處理而獲得之疏水性材料具有良好的疏水性。於一具體實施例中,以該雷射處理而獲得之疏水性材料具有良好的疏水性,並且展現良好的離型效果。於一具體實施例中,以該雷射處理而獲得之疏水性材料具有良好的疏水性、展現良好的離型效果並且能夠重複使用。
軟性基板13係與載體11及離型層15接觸。於一具體實施例中,軟性基板13係覆蓋該載體11及該離型層15。如圖所示,離型層15以第一面積(A1)覆蓋載體11,軟性基板13以第二面積(A2)覆蓋該載體11及該離型層15,其中該第二面積(A2)大於該第一面積(A1)。根據一具體實施例,該離型層15對該軟性基板13之密著度小於該離型層15對該載體11之密著度。於一具體實施例中,如後文之第4圖所示,於將軟性基板13分離時,係藉由該離型層15,發揮離型的效果。並且,藉由上述之密著度差異, 使軟性基板13與離型層15分離。根據一些實施例,載體厚度可約為0.05 mm~2 mm。根據一些實施例,離型層厚度可約為50nm~5μm。根據一些實施例,軟性基板厚度可約為1~500μm。上述之厚度可視需求調整,不以此為限。
第2圖所示者係根據一具體實施例之基板結構製備流程圖。該基板結構之製法係包括下列步驟:將石墨烯材料21敷設於載體11上,其中,該石墨烯材料21為氧化石墨烯或石墨烯;以雷射處理該石墨烯材料21以形成離型層15;以及,將軟性基板13接置於離型層15上。於一具體實施例中,該基板結構之軟性基板13係與載體11及離型層15接觸。於一具體實施例中,該基板結構之軟性基板13係覆蓋該載體11及該離型層15。如圖所示,離型層15以第一面積(A1)覆蓋載體11,軟性基板13以第二面積(A2)覆蓋該載體11及該離型層15,且該第二面積(A2)大於該第一面積(A1)。根據一具體實施例,該離型層15對該軟性基板13之密著度小於該離型層15對該載體11之密著度。
於一具體實施例中,石墨烯材料21為氧化石墨烯,係使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以製備具所需疏水性之離型層15。於一具體實施例中,石墨烯材料21為氧化石墨烯,係使用雷射處理(還原)氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以形成具所需疏水性之離型層15。於一具體實施例中,石墨烯材料21為石墨烯。於該等具體實施例之部分態樣中,石墨烯係經雷射處理以製備具所需疏水性之離型層15。雷射處理的方法 係如前文所述。
第3圖所示者係根據另一具體實施例之基板結構製備流程圖。該基板結構之製法係包括下列步驟:將石墨烯材料21敷設於載體11上;以雷射處理一部份(第一面積(A1))之石墨烯材料以製備離型層15;移除另一部份之石墨烯材料(預定區域(第一面積(A1))之外的石墨烯材料;或者為未經雷射處理的石墨烯材料);以及,將軟性基板13接置於離型層15上。於一具體實施例中,該基板結構之軟性基板13係覆蓋該載體11及該離型層15。如圖所示,離型層15以第一面積(A1)覆蓋載體11,軟性基板13以第二面積(A2)覆蓋該載體11及該離型層15,且該第二面積(A2)大於該第一面積(A1)。根據一具體實施例,該離型層15對該軟性基板13之密著度小於該離型層15對該載體11之密著度。
於一具體實施例中,石墨烯材料21為氧化石墨烯,係使用雷射處理(還原)一部份之氧化石墨烯而形成經還原之氧化石墨烯,以作為離型層15。於一具體實施例中,石墨烯材料21為石墨烯。於該等具體實施例之部分態樣中,石墨烯係經雷射處理以製備具所需疏水性之離型層15。於該等具體實施例之部分態樣中,石墨烯係經雷射處理以形成具所需疏水性之離型層15。使用雷射進行還原的方法係如前文所述。此外,以雷射處理該第一面積(A1)之石墨烯材料21後,可藉由各種方法移除該第一面積(A1)之外(未經雷射處理)之石墨烯材料21,以定義離型層15。換句話說,以雷射處理該石墨烯材料21的第一面積(A1)部分以製 備該離型層15。在一實施例中,該軟性基板係以上述軟性基板材料塗佈於載體與離形層之上而形成。
將石墨烯材料施於載體上之方法並無特別限制,可使用,例如,但不限於:溶液法(如:旋轉塗佈法(spin coating)、自然滴製法(drop coating))等及其類似方法,將石墨烯材料施於該載體上。於一具體實施例中,係將石墨烯材料成膜於載體上。
基板結構能用於製備電子元件,尤其是軟性電子元件。於一具體實施例中,基板結構係用於製備有機發光二極體。於一具體實施例中,基板結構係用於製備主動式有機發光二極體。
第4圖所示者係例示說明將使用經還原之氧化石墨烯的離型層用於製備電子元件之流程圖。如圖所示,係將所獲得之包括軟性基板13、載體11及離型層15的基板結構用於製備電子元件。於一具體實施例中,係於所製得之基板結構上製備電子元件之部件31。完成電子元件製備後,可進一步將軟性基板13分離。於一具體實施例中,可視需要藉由例如,但不限於:刀片或雷射,將基板裁切(如虛線所示)並定義所需之軟性基板區域。根據一具體實施例,該離型層15對該軟性基板13之密著度小於該離型層15對該載體11之密著度。將軟性基板13分離時,係藉由該離型層15,發揮離型的效果。並且,藉由上述之密著度差異,使軟性基板13與離型層15分離。於一具體實施例中,將軟性基板分離後,離型層15可再重複使用。
根據一具體實施例,係將石墨烯材料(氧化石墨烯或石墨烯)敷設於載體上;以雷射處理該石墨烯材料以製備離型層;以及,將軟性基板接置於離型層上,以獲得基板結構。將所獲得之基板結構用於製備電子元件。於一具體實施例中,係於所製得之基板結構上製備電子元件之部件31。完成電子元件製備後,可進一步將軟性基板分離。於一具體實施例中,可視需要藉由例如,但不限於:刀片或雷射,將軟性基板裁切並定義所欲之軟性基板區域。根據一具體實施例,該離型層對該軟性基板之密著度小於該離型層對該載體之密著度。將軟性基板分離時,係藉由該離型層,發揮離型的效果。並且,藉由上述之密著度差異,使軟性基板與離型層分離。於一具體實施例中,將軟性基板分離後,離型層可再重複使用。
根據一具體實施例,係將石墨烯材料(氧化石墨烯或石墨烯)敷設於載體上;以雷射處理一部份之石墨烯材料以製備離型層;移除另一部份之石墨烯材料(預定區域之外的石墨烯材料;或者為未經還原的石墨烯材料);以及,將軟性基板接置於離型層上以獲得基板結構。將所獲得之基板結構用於製備電子元件。於一具體實施例中,係於所製得之基板結構上製備電子元件之部件31。完成電子元件製備後,可進一步將軟性基板分離。於一具體實施例中,可視需要藉由例如,但不限於:刀片或雷射,將軟性基板裁切並定義所需之軟性基板區域。根據一具體實施例,該離型層對該軟性基板之密著度小於該離型層對該載體之密著 度。將軟性基板分離時,係藉由該離型層,發揮離型的效果。並且,藉由上述之密著度差異,使軟性基板與離型層分離。於一具體實施例中,將軟性基板分離後,離型層可再重複使用。
一種用以增加石墨烯材料之疏水性的方法,其中,該石墨烯材料為氧化石墨烯或石墨烯,該方法包括:以雷射處理該石墨烯材料。適用之雷射波長為約193 nm至約1064 nm,於一具體實施例中為約193 nm至約532 nm,於一具體實施例中為約193 nm至約355 nm。雷射能量密度的差異可影響疏水性(影響與水接觸角大小),適用之雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.5 J/cm2 至約1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.61 J/cm2 至約1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至約1.5 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至約1.2 J/cm2 。根據一具體實施例,係使用約355 nm之雷射波長,雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至約1.5 J/cm2 。根據一具體實施例,係使用約1064 nm之雷射波長,雷射能量密度為約0.5 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.61 J/cm2 至約1.58 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至約1.2 J/cm2
可視需要選擇雷射之脈衝寬度,於一具體實施例中為約5奈秒(ns)至約55 ns,於一具體實施例中為約30 ns至約55 ns。根據一具體實施例,係使用約355 nm之雷射波長; 雷射能量密度為約0.45 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.7 J/cm2 至約1.5 J/cm2 ;脈衝寬度為約30 ns。根據一具體實施例,係使用約1064 nm之雷射波長;雷射能量密度為約0.5 J/cm2 至約2.8 J/cm2 ,於一具體實施例中為約0.73 J/cm2 至約1.2 J/cm2 ;脈衝寬度為約55 ns。根據一具體實施例,係使用約193 nm之雷射波長,脈衝寬度為約30 ns。根據一具體實施例,係使用約532 nm之雷射波長,脈衝寬度為約30 ns。
可視需要選擇雷射之掃描速率,於一具體實施例中為約20釐米/秒(mm/s)至約400 mm/s,於一具體實施例中為約25 mm/s至約400 mm/s,於一具體實施例中為約25 mm/s至約200 mm/s。
一種離型層,其包括疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。根據一具體實施例,離型層為疏水性材料,該疏水性材料為石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合。於一具體實施例中,該離型層包括經還原之氧化石墨烯。於一具體實施例中,該離型層為經還原之氧化石墨烯。於一具體實施例中,該離型層包括石墨烯。於一具體實施例中,該離型層為石墨烯。
根據一具體實施例,石墨烯係經雷射處理。根據一具體實施例,經還原之氧化石墨烯係使用雷射處理氧化石墨烯而製備。於一具體實施例中,該雷射之波長為約193 nm至約355 nm。於一具體實施例中,該雷射之能量密度為約0.45J/cm2 至約2.8J/cm2 。使用雷射進行還原的方法係如前 文所述。
根據一具體實施例,該離型層係用於製備電子元件。於一具體實施例中,該離型層係用於製備軟性電子元件。於一具體實施例中,該離型層係用於製備有機發光二極體。於一具體實施例中,基板結構係用於製備主動式有機發光二極體。
本揭露將藉由實施例更具體地說明,但該等實施例並非用於限制本揭露之範疇。除非特別指明,於下列實施例與比較實施例中用於表示任何成份的含量以及,若有,任何物質的量的“%”及“份”,係以重量為基準。
實施例 實施例1:
於大氣環境常溫下,將濃度5毫克/毫升(mg/ml)的氧化石墨烯,取2毫升(ml)滴於5平方公分(cm2 )之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,以雷射波長355 nm,脈衝寬度30ns,掃描速率=100 mm/s,雷射能量密度=0.7~1.5 J/cm2 ,對氧化石墨烯(GO)進行處理,以獲得經還原之氧化石墨烯(rGO)(厚度約200nm~2.5μm)。
對經還原之氧化石墨烯進行疏水性測試。將2微升(μL)之水滴於經還原氧化石墨烯上,以側向顯微鏡觀察其液滴情形。結果為約106°之接觸角。
實施例2:
於大氣環境常溫下,將濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,以雷射波 長355 nm,脈衝寬度30ns,掃描速率=150mm/s,在能量密度0.45~1 J/cm2 之參數作用後,對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約200nm~2.5μm)進行疏水性測試,結果為達約70~85°之接觸角。
實施例3:
於大氣環境常溫下,將濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,以雷射波長1064 nm,脈衝寬度約55ns,掃描速率=100 mm/s,在雷射能量密度0.73~1.2 J/cm2 之參數作用後,對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約200nm~2.5μm)進行疏水性測試,結果為達到與水的接觸角為約80~90°的範圍。
實施例4:
於大氣環境常溫下,將濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,雷射波長1064 nm,脈衝寬度約55ns,掃描速率=100 mm/s,以0.5~0.73 J/cm2 之能量密度作用。對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約200nm~2.5μm)進行疏水性測試,結果為約>75°之接觸角。
實施例5:
於大氣環境常溫下,將濃度3 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之矽晶圓(厚度約0.3 mm)上,雷射波長193 nm,以雷射能量密度=0.7 J/cm2 ,脈衝寬度約30 ns,掃描速率25mm/s,對GO進行處理。對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約200nm~2.5μm)進行疏水性測試,結果 為達到與水的接觸角約為85°。波長193nm之雷射光可由GO上方照射,不可由載體方向照射(載體會吸收該波段雷射光)。
實施例6:
於大氣環境常溫下,將濃度6 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,雷射波長532 nm,脈衝寬度30ns,掃描速率=100 mm/s,以雷射能量密度=0.85 J/cm2 ,對GO進行處理。對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約200nm~2.5μm)進行疏水性測試,結果為達到與水的接觸角約為85°。
比較例1:
以濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,雷射波長355 nm,脈衝寬度約30ns,掃描速率50mm/s,以3 J/cm2 之雷射能量密度,對試片進行照射,玻璃載體無法承受此能量,而導致載體損壞,離型膜製作失敗。(在其他比較例中,以超過2.8 J/cm2 至3.5 J/cm2 之雷射能量密度測試載體皆為損壞)
比較例2:
以濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,雷射波長355 nm,脈衝寬度30ns,掃描速率400mm/s,以0.3 J/cm2 之能量密度照射,GO還原程度不足,對所獲得之經還原之氧化石墨烯(厚度約100nm)進行疏水性測試,量測得其接觸角約45°,且經還原氧化石墨烯與載體吸附性不佳。
比較例3:
以濃度5 mg/ml的氧化石墨烯,取2ml滴於5cm2 之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,雷射波長1064 nm,脈衝寬度約55ns,掃描速率=100 mm/s,以0.3 J/cm2 之能量密度進行加工。處理效果不佳,疏水性不佳,且還原氧化石墨烯(厚度約100nm)與載體吸附性不佳。
實施例7
於大氣環境常溫下,將濃度5毫克/毫升(mg/ml)的氧化石墨烯,取2毫升(ml)滴於5平方公分(cm2 )之玻璃載體(厚度約0.7 mm)上,以雷射波長355 nm,脈衝寬度30ns,掃描速率=100 mm/s,雷射能量密度=0.7~1.5 J/cm2 ,對氧化石墨烯(GO)進行處理,以獲得經還原之氧化石墨烯(rGO)(厚度約200nm~2.5μm)。
對經還原之氧化石墨烯進行疏水性測試。將2微升(μL)之水滴於經還原氧化石墨烯上,以側向顯微鏡觀察其液滴情形。結果為約106°之接觸角。
將上述載體與經還原之氧化石墨烯置於真空中加熱至400℃一小時,於真空中降溫30分鐘,之後再取出試片,結構仍完整,將2微升(μL)之水滴於經還原氧化石墨烯上,以側向顯微鏡觀察其液滴情形。結果為約106°之接觸角。
實施例8:
施於載體上之氧化石墨烯於乾燥成膜後,分別根據上述實施例1至6,以雷射局部照射以獲得經還原之氧化石 墨烯。將上述試片浸泡於水中進行超音波震盪,雷射未處理的區域即被清除而露出載體,藉由此方式即可定義經還原之氧化石墨烯區域。將軟性基板材料(PDMS,SLU公司,型號81166,厚度約500μ m或是PI,SUP公司,型號200U,厚度約50μ m)塗佈成膜於其上,待其固化後,再進行後續元件部份之製程步驟。元件製作完成後,利用刀片或雷射等,將可離型區域(即雷射還原之經還原氧化石墨烯區域)之軟性基板切割分離,即可完成離型步驟。實施例1至6之離型測試結果如表1所示。
離型測試結果,實施例1~6均可成功應用於離型軟性基板,而實施例1、2、3在軟性基板離型後,經還原之氧化石墨烯(離型層)仍留於載體上,可重複使用。
根據部分具體實施例,將載體(如:玻璃載體)與其上的石墨烯材料(離型層)一起以雷射處理,能使玻璃載體表面部分熔融而提升其與離型層的密著度,玻璃載體具有的親水性使其與親水的軟性基板附著,而離型層的疏水性有助於離型層與軟性基板的離型效果。
習用之離型層材料無法承受高溫,因此電子元件製程之高溫,往往造成例如翹曲等缺失,影響所製備之電子元件的品質。藉由使用石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯作為離型層,能承受高溫,避免高溫製程造成之損害,改善習知技術之缺失。此外,使用石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯的離型層,具有可重複使用之優點,極符合產業利用之需求。
習知技術中於大氣環境中加熱以進行氧化石墨烯(GO)的還原,不僅易有碳化現象發生,且當溫度高於350℃時,氧化石墨烯會與氧氣產生反應而損壞失效。上述實施例,使用雷射進行還原,因可在局部區域快速的升溫降溫,不致發生碳化現象,且使氧化石墨烯不致與空氣中的氧反應,因而能避免上述習知技術之缺失。再者,相較於習知之高溫加熱只能整片加熱或是必須事先預圖案化,使用雷射處理,可藉由掃描的方式達到圖案化等局部處理的效果。此外,使用上述雷射處理獲得之石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯,並無太大的表面粗糙度,且具有良好的疏水性,展現良好的離型效果,為優異之離型層材料。
上述實施例中,經還原之氧化石墨烯可適用於真空高溫製程(如低溫多晶矽(LTPS)製程,約達400℃之高溫製程),且可避免翹曲變形、變質等缺失。再者,上述具有良好的疏水性之經還原之氧化石墨烯於歷經400℃之高溫後,並未對其疏水性產生不利之影響,以實施例1之結果為例,將其於真空中加熱400℃後,量測其接觸角仍為106°(如實施例7所示),確定其可承受高溫製程。由此可知,具有經還原之氧化石墨烯的離型層,極符合現有製程之需求,且極具產業利用之價值。
本揭露之具有石墨烯及/或經還原之氧化石墨烯的離型層,極符合現有製程之需求,且極具產業利用之價值。
上述實施例僅例示性說明基板結構及其製法,而非用於限制本揭露。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本 揭露之精神及範疇下,對上述實施例進行修飾與改變。因此,本揭露之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所載。
1‧‧‧基板結構
11‧‧‧載體
13‧‧‧軟性基板
15‧‧‧離型層
21‧‧‧石墨烯材料
31‧‧‧電子元件之部件
A1‧‧‧第一面積
A2‧‧‧第二面積
第1圖係根據一具體實施例之基板結構示意圖;第2圖係根據一具體實施例之基板結構製備流程圖;第3圖係根據一具體實施例之基板結構製備流程圖;以及第4圖係根據一具體實施例之電子元件製備流程圖。
1‧‧‧基板結構
11‧‧‧載體
13‧‧‧軟性基板
15‧‧‧離型層
A1‧‧‧第一面積
A2‧‧‧第二面積

Claims (10)

  1. 一種基板結構,包括:一載體;一軟性基板;以及一離型層,係設置於該載體與該軟性基板之間,並包括石墨烯、經還原之氧化石墨烯或其組合,其中,該離型層以一第一面積覆蓋該載體以形成一或複數個區塊,該軟性基板以一第二面積覆蓋該離型層與該載體,且該第二面積係大於該第一面積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構,其中,該離型層對該軟性基板之密著度小於該離型層對該載體之密著度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構,其中,該離型層厚度為50nm~5μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構,其中,該軟性基板厚度為1~500μm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構,其係用於製備軟性電子元件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構,其係用於製備有機發光二極體。
  7. 一種基板結構的製法,包括下列步驟:將石墨烯材料敷設於一載體上,其中,該石墨烯材料為氧化石墨烯或石墨烯;以雷射處理部分該石墨烯材料以形成一離型層, 該離型層具有一第一面積;移除未經雷射處理之該石墨烯材料;以及,將一軟性基板接置於該離型層上,且該軟性基板以一第二面積覆蓋該離型層與該載體,該第二面積並係大於該第一面積。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之基板結構的製法,其中,該軟性基板係以軟性基板材料塗佈於該載體與該離形層上而形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之基板結構的製法,其中,該雷射之波長為193nm至1064nm。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之基板結構的製法,其中,該雷射之能量密度為0.45J/cm2 至2.8J/cm2
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