TWI631880B

TWI631880B - Releaseable flexible substrate and method of manufacturing same

Info

Publication number: TWI631880B
Application number: TW105127765A
Authority: TW
Inventors: 黃彥博; 蔡宗憲
Original assignee: 達邁科技股份有限公司
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-08-01
Also published as: TW201808062A

Abstract

本發明係提供一種可離型之軟性基板及其製造方法，其包括有一支撐載體；一離型層，係附著於該支撐載體上，其包括構成該離型層主結構之聚醯亞胺、矽烷化合物及矽氧烷化合物，該矽烷化合物佔該離型層總重量1-10wt%，該矽氧烷化合物佔該離型層總重量5-45wt%，該聚醯亞胺係由二胺及二酐反應而成；一聚醯亞胺層，係由二胺及二酐反應而成，其係附著於該離型層上，其中，該矽氧烷化合物用以提高該聚醯亞胺層與該離型層之離型力，該矽烷化合物用以提高離型層與該支撐載體之附著力，使該離型層與支撐載體之附著度大於該聚醯亞胺層與該離型層之附著度，而可使該聚醯亞胺層可自該離型層上剝離，而該離型層仍附著於該支撐載體上。

Description

可離型之軟性基板及其製造方法

本發明係關於一種可離型之軟性基板及其製造方法，特別係指一種應用於電子元件之軟性基板，可將軟性基板自支撐載體上剝離，而可獲得具有電子元件之軟性基板。

習知之平面顯示器使用厚重且易碎之玻璃基板，因薄型化及降低成本之考量，已漸被塑膠軟性基板所取代，而塑膠軟性基板顯示器的製造包括一支撐載體、以形成於該支撐載體上之塑膠軟性基板以及形成於該軟性基板上的積體電路或各種電子電路，接著進行剝離程序，將軟性基板與支撐載體分離，而得到塑膠軟性基板顯示器。

習知一種將軟性基板與支撐載體分離的方式，係採用雷射進行剝離，惟，雷射剝離方式將造成軟性基板及其上之積體電路因熱效應產生熱膨脹而損傷，且雷射設備成本高昂，為業者成本支出造成相當大之付擔。

TWI444114為一種具有離型層的軟性基板及其製造方法，其係將一離型層可脫離地附著於支撐載體上，將軟性基板塗佈於該離型層上，在完成顯示元件設置後，再將離型層自支撐載體上剝璃，而得到一具有顯示元件之軟性基板。

惟，上述具有離型層之軟性基板及其製造方法，其欲製作軟性基板時，皆須再先行製作一離型層，其製作程序較為繁瑣且成本較高。

10‧‧‧支撐載體

12‧‧‧離型層

14‧‧‧聚醯亞胺層

16‧‧‧矽烷化合物

18‧‧‧矽氧烷化合物

第1圖係本發明可離型之軟性基板的剖視圖。

第2圖係本發明可離型之軟性基板製造方法的第一示意圖。

第3圖係本發明可離型之軟性基板製造方法的第二示意圖。

第4圖係本發明可離型之軟性基板製造方法的第三示意圖。

本發明可離型之軟性基板剖視圖，其包括有一支撐載體10、一離型層12及一聚醯亞胺層14。

支撐載體10可為玻璃或金屬或矽晶圓。

離型層12，係以塗佈方式附著於該支撐載體10上，其包括構成該離型層主結構之聚醯亞胺、矽烷化合物16及矽氧烷化合物18。

該聚醯亞胺係由二胺及二酐反應而成，於實施例中，該二胺單體可為4,4'-二胺基二苯醚(4,4'-oxydianiline(4,4'-ODA))、對苯二胺(phenylenediamine(p-PDA))、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine(TFMB))、1,3-雙(4'-胺基苯氧基)苯(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene(TPER))、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene(TPEQ))、4,4’-二胺基-2,2’-二甲基-1,1’-聯苯(2,2'-dimethyl[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine(m-TB-HG))、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯(1,3’-Bis(3-aminophenoxy)benzene(APBN))、3,5-二胺基三氟甲苯(3,5-Diaminobenzotrifluoride(DABTF))、2,2'-雙[4-(4-胺基苯氧基苯基)]丙烷(2,2'-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane(BAPP))、6-胺基-2-(4-胺基苯基)-苯并噁唑(6-amino-2-(4-aminophenyl)benzoxazole(6PBOA))、5-胺基-2-(4-胺基苯基)-苯并噁唑(5-amino-2-(4-aminophenyl)benzoxazole(5PBOA))等，可單獨使用或組合使用。

於實施例中，該二酐單體可為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酸酐(3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride(BPDA))、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐(2,2-bis[4-(3,4dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride(BPADA))、均苯四甲酸二酸酐(pyromellitic dianhydride(PMDA))、4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐(2,2'-Bis-(3,4-Dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride(6FDA))、二苯醚四甲酸二酸酐(4,4-Oxydiphthalic anhydride(ODPA))、苯酮四羧酸二酸酐(Benzophenonetetracarboxylic dianhydride(BTDA))、3,3',4,4'-二環己基四甲酸二酐(3,3',4,4'-dicyclohexyltetracarboxylic acid dianhydride(HBPDA)等，可單獨使用或組合使用。

矽烷化合物16，其佔離型層12總重量1-10wt%，用以提高離型層12與支撐載體10之附著力，其附著力以百格刀進行接著強度測試，呈現出5B代表值(5B：切口的邊緣完全光滑，格子邊緣沒有任何剝落)，詳細百格刀接著強度測試如後說明。

矽氧烷化合物18，其佔離型層12總重量5-45wt%。

聚醯亞胺層14，係由二胺及二酐反應而成、其係附著於離型層12上，其中，離型劑18用以提高聚醯亞胺層14與離型層12之離型力，使其剝離強度小於0.1kgf/cm，使聚醯亞胺層14可自離型層12上剝離，而離型層12與支撐載體10之附著度大於聚醯亞胺層14與離型層12之附著度，而可使聚醯亞胺層14可自離型層12上剝離，而離型層12仍附著於支撐載體10上，使離型層12可重複使用，以降低生產成本。

於實施例中，聚醯亞胺層可使用與該離型層12完全相同、部分相同、或不同之單體。

於實施例中，本發明可離型之軟性基板製造方法，請參閱第2-4圖，其包括下列步驟：提供一支撐載體10，製備一第一聚醯胺酸溶液，其係由二胺單體及二酐單體反應完成後添加矽氧化合物16及矽氧烷化合物18，將第一聚醯胺酸溶液塗佈於支撐載體10上，以形成一離型層12；製備一第二聚醯胺酸溶液，其係由二胺單體及二酐單體反應完成，將其塗佈於該離型層12上，以令聚醯胺酸溶液烤乾成聚醯亞胺層。

本發明可離型之軟性基板製造方法可利用熱轉化或化學轉化的方式形成。若採用化學轉化的方式，則於塗佈步驟前，可將脫水劑及催化劑添加至聚醯胺酸溶液中。前述所使用之溶劑、脫水劑及催化劑均可為本技術領域習知者。該溶劑可為非質子性極性溶劑，例如二甲基乙醯胺(DMAC)、N,N'-二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、二甲亞碸(DMSO)、四甲基碸、N,N'-二甲基-N,N'-丙烯基脲(DMPU)等。該脫水劑可為脂肪族酸酐(如醋酸酐及丙酸酐)、芳香族酸酐(如苯酸酐及鄰苯二甲酸酐)等。該催化劑可為雜環三級胺(例如甲吡啶(picoline)、吡啶等)、脂肪族三級胺(例如三乙基胺(TEA)等)、芳香族三級胺(例如二甲苯胺等)等。聚醯胺酸：脫水劑：催化劑之莫耳比為1：2：1，即對每莫耳之聚醯胺酸，使用約2莫耳之脫水劑及約1莫耳之催化劑。

於本發明中，由二胺單體及二酐單體經縮合反應而形成聚醯亞胺，且該二胺與該二酐以約為等莫耳之比例(1：1)進行反應，例如0.9：1.1、或0.98：1.02。

構成該基底層主結構之聚醯亞胺及聚醯亞胺層之聚醯亞胺並未特別限制。

以下實施例詳述本發明。

實施例1

製備本發明可離型之軟性基板及其製造方法。

<實施例1>

第一聚醯胺酸溶液製備

將52.63克之ODA與溶劑440克之DMAc置入三頸瓶中，待其攪拌至完全溶解後加入57.4克之PMDA，其中，單體佔反應溶液總重之20wt%。接著，於25℃持續攪拌並反應25個小時，反應完後加入1wt%的矽烷化合物及10wt%的矽氧烷化合物，即可得到第一聚醯胺酸溶液。

第二聚醯胺酸溶液製備

將71.67克之TFMB與溶劑412.5克之DMAc置入三頸瓶中，待其攪拌至完全溶解後加入65.84克之BPDA，其中，單體佔反應溶液總重之25wt%。接著，於25℃持續攪拌並反應25個小時，即可得到第二聚醯胺酸溶液。

聚醯亞胺層製備

將所獲第一聚醯胺酸溶液塗佈於玻璃基板上，並放入80℃的烘箱內加熱約30分鐘，以移除大部份的溶劑，而後將上述塗有第一聚醯胺酸溶液之玻璃基板放入170℃~370℃的烘箱內，加熱約4小時，即形成離型層。將第二聚醯胺酸溶液塗佈於該離型層上，並放入80℃烘箱內加熱約30分鐘，而後將塗有第二聚醯胺酸溶液之玻璃基板放入170℃~370℃的烘箱內，加熱約4小時，以令聚醯胺酸溶液烤乾成聚醯亞胺層。該聚醯亞胺層與該離型層上之剝離強度為小於0.1kgf/cm，可使聚醯亞胺層14自離型層12上剝離。離型層12與玻璃基板10之接著強度測試為5B。

接著強度測試

使用百格刀進行接著強度測試，測試方法如下。準備長5cm，寬5cm之聚醯亞胺膜，用百格刮刀，刀角尖在塗裝面切出十字格子圖形，切口直至基材，在中間四方型成100小格，每格長1mm，寬1mm。接著使用刷子將塗裝面以對角線方向各刷五次，將塗裝面及剮凹表面輕輕清除乾淨。最後用標準膠帶(3M的Transparent Tape 600或610)，黏在100小格表面，用橡皮擦一端(例如使用一端有橡皮擦之鉛筆)按壓表面，使膠帶完全密合平整，瞬間以180°方式撕拉膠帶。判定方法則使用ASTM D3359-95，5B：切口的邊緣完全光滑，格子邊緣沒有任何剝落。4B：在切口的相交處有小片剝落，劃格區內實際破損5%。3B：切口的邊緣和/或相交處有被剝落，其面積大於5%~15%。2B：沿切口邊緣有部分剝落或整大片剝落，或部分格子被整片剝落。剝落的面積超過15%~35%。1B：切口邊緣大片剝落/或者一些方格部分部分或全部剝落，其面積大於劃格區的35%~65%。0B：在劃線的邊緣及交叉點處有成片的油漆脫落，且脫落總面積大於65%。在本發明中，則定義5B為接著強度基本要求。

實施例2

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為3wt%矽烷化合物及10wt%的矽氧烷化合物。

實施例3

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為5wt%矽烷化合物及10wt%的矽氧烷化合物。。

實施例4

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為10wt%矽烷化合物及10wt%的矽氧烷化合物。。

實施例5

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為5wt%矽烷化合物及5wt%矽氧烷化合物。

實施例6

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為5wt%矽烷化合物及20wt%矽氧烷化合物。

實施例7

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為5wt%矽烷化合物及45wt%矽氧烷化合物。

實施例8

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為10wt%矽烷化合物及45wt%矽氧烷化合物。

比較例1

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改無添加矽烷化合物及10w%t矽氧烷化合物。

比較例2

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為1wt%矽烷化合物及4wt%矽氧烷填充物。

比較例3

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為15wt%矽烷化合物及20wt%矽氧烷填充物。

比較例4

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為添加5wt%矽烷化合物及50wt%矽氧烷填充物。

比較例5

重複實施例1之步驟，但第一聚醯胺酸溶液各成分改為添加5wt%矽烷化合物及50wt%含氟填充物。

剝離強度測試：使用萬能材料試驗機(Hounsfield H10ks)依據IPC-TM650 2.4.9方式測量。

接著強度與剝離性測試結果如下表所示

上述特定實施例之內容係為了詳細說明本發明，然而，該等實施例係僅用於說明，並非意欲限制本發明。熟習本領域之技藝者可理解，在不悖離後附申請專利範圍所界定之範疇下針對本發明所進行之各種變化或修改係落入本發明之一部分。

Claims

一種可離型之軟性基板，係包括：一支撐載體；一離型層，係附著於該支撐載體上，其包括構成該離型層主結構之聚醯亞胺、矽烷化合物及矽氧烷化合物，該矽烷化合物佔該離型層總重量1-10wt%，該矽氧烷化合物佔該離型層總重量5-45wt%；一聚醯亞胺層，係由二胺及二酐反應而成，其係附著於該離型層上，其中，該矽氧烷化合物用以提高該聚醯亞胺層與該離型層之離型力，該矽烷化合物用以提高離型層與該支撐載體之附著力，使該離型層與支撐載體之附著度大於該聚醯亞胺層與該離型層之附著度，而可使該聚醯亞胺層可自該離型層上剝離，而該離型層仍附著於該支撐載體上。
如申請專利範圍第1項所述之可離型之軟性基板，其中，該支撐載體可為玻璃或金屬或矽晶圓。
如申請專利範圍第1項所述之可離型之軟性基板，其中，該聚醯亞胺層係由選自4,4'-二胺基二苯醚(4,4'-ODA)、對苯二胺(p-PDA)、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)所成群組之二胺及選自由均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)所成群組之二酐反應而得。
如申請專利範圍第1項所述之可離型之軟性基板，其中，構成該離型層主結構之該聚醯亞胺係由選自4,4'-二胺基二苯醚(4,4'-ODA)、對苯二胺(p-PDA)、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)所成群組之二胺及選自由均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)所成群組之二酐反應而得。
一種可離型之軟性基板製造方法，其包括有：提供一支撐載體；提供一離型層，係附著於該支撐載體上，其包括構成該離型層主結構之聚醯亞胺、矽烷化合物及矽氧烷化合物，該矽烷化合物佔該離型層總重量1-10wt%，該矽氧烷化合物佔該離型層總重量5-45wt%；一聚醯亞胺層，係由二胺及二酐反應而成，其係附著於該離型層上，其中，該矽氧烷化合物用以提高該聚醯亞胺層與該離型層之離型力，該矽烷化合物用以提高離型層與該支撐載體之附著力，使該離型層與支撐載體之附著度大於該聚醯亞胺層與該離型層之附著度，而可使該聚醯亞胺層可自該離型層上剝離，而該離型層仍附著於該支撐載體上。
如申請專利範圍第5項所述之可離型之軟性基板製造方法，其中，該聚醯亞胺層係由選自4,4'-二胺基二苯醚(4,4'-ODA)、對苯二胺(p-PDA)、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)所成群組之二胺及選自由均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)所成群組之二酐反應而得。
如申請專利範圍第5項所述之可離型之軟性基板製造方法，其中，構成該基底層主結構之該聚醯亞胺係由選自4,4'-二胺基二苯醚(4,4'-ODA)、對苯二胺(p-PDA)、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)所成群組之二胺及選自由均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,2- 雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)所成群組之二酐反應而得。
如申請專利範圍第5項所述之可離型之軟性基板製造方法，其中，該離型層係以塗佈方式形成於該支撐載體上。
如申請專利範圍第5項所述之可離型之軟性基板製造方法，其中，該軟性基板係以塗佈方式形成於該離型層上。