TWI728222B - 可撓性電子裝置及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種可撓性電子裝置,包括一保護層、一可撓性基板、一顯示元件層。可撓性基板設置於保護層上。顯示元件層設置於可撓性基板上。可撓性基板具有彎折區以及彎折區相對兩側之二平坦區,保護層位於可撓性基板之彎折區中,且保護層未設置於可撓性基板之平坦區中。
Description
本發明是有關於一種電子裝置及其製作方法,且特別是有關於一種可撓性電子裝置及其製作方法。
近年來,隨著網路及通訊技術的快速發展,行動電子裝置的顯示面板朝向可撓式顯示技術發展。由於可撓式顯示面板具有可彎曲及可折疊的特性,體積更小,攜帶方便,已成為新一代顯示技術的發展重點。
可撓式顯示面板的製作過程中,例如將一可撓性基板形成於一承載基板上,當完成元件製程之後,可再以雷射剝離技術(Laser lift-off,LLO)使可撓性基板與承載基板之間易於分離,然藉由此方法雷射剝離技術設備價格較高,且產能低。又例如可以先設置離型材料和接著材料,再將可撓性基板設置於離型材料和接著材料上,當完成元件製程之後,藉由切割適當的位置,可再使可撓性基板與承載基板之間易於分離,然藉由此方法製作由於上需保留接著區,基板的有效利用面機會較小。因此,開發出適合的可撓性基板製程技術是刻不容緩的。
再者,為了使可撓性基板具有更好的彎折效果,可撓性基板的彎折區的背面未貼附背板,然而,由於可撓性基板的背面裸露,因而容易使水氣滲透至可撓性基板中,造成可撓性基板吸水量過高,使得金屬線路層與可撓性基板的接合性下降而容易剝離。
本發明係有關於一種可撓性電子裝置及其製作方法,可提高可撓性電子裝置的可靠度。
本發明係有關於一種可撓性電子裝置及其製作方法,可減少可撓性電子裝置的最小彎折半徑,並可避免水氣滲透至可撓性基板中。
根據本發明之一方面,提出一種可撓性電子裝置,包括一保護層、一可撓性基板、一顯示元件層。可撓性基板設置於保護層上。顯示元件層設置於可撓性基板上。可撓性基板具有彎折區以及彎折區相對兩側之二平坦區,保護層位於可撓性基板之彎折區中,且保護層未設置於可撓性基板之平坦區中。
根據本發明之一方面,提出一種可撓性電子裝置,包括一承載基板、一犧牲層、一保護層、一可撓性基板以及一顯示元件層。犧牲層設置於承載基板上,且犧牲層為一含碳無機材料層。保護層設置於犧牲層上。可撓性基板設置於保護層上。顯示元件層設置於可撓性基板上。
根據本發明之一方面,提出一種可撓性電子裝置的製作方法,包括下列步驟。形成一犧牲層於一承載基板上,犧牲層為一含碳無機材料層,犧牲層之材料為石墨、奈米碳管或碳化矽。形成一保護層於犧牲層上。形成一可撓性基板於保護層上。形成一顯示元件層於可撓性基板上,且可撓性基板位於顯示元件層與保護層之間。提供一微波能量至犧牲層,使犧牲層與保護層之間形成一離型界面,以及使保護層與犧牲層分離。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:
100、100a、100b、100c:可撓性電子裝置
110:承載基板
120:犧牲層
121:第一犧牲層
122:第二犧牲層
123:第三犧牲層
130:保護層
131:離型界面
140:可撓性基板
140a:彎折區
140b:平坦區
150:顯示元件層
160:支撐膜
170:軟性電路板
E:能量
D1:第一厚度
D2:第二厚度
D3、D4:厚度
第1A圖繪示依照本發明一實施例之可撓性電子裝置的製作方法的流程方塊圖。
第1B至1D圖繪示依照第1A圖之可撓性電子裝置的製作方法的剖面示意圖。
第2A至2B圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置的製作方法的剖面示意圖。
第3A至3B圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置的製作方法的剖面示意圖。
第4A至4C圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置的製作方法的剖面示意圖。
第4D圖繪示第4C圖之可撓性電子裝置呈彎折狀的示意圖。
以下係提出實施例進行詳細說明,實施例僅用以作為範例說明,並非用以限縮本發明欲保護之範圍。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。
第1A圖繪示依照本發明一實施例之可撓性電子裝置100的製作方法的流程方塊圖。第1B至1D圖繪示依照第1A圖之可撓性電子裝置100的製作方法的剖面示意圖。
請參照第1A至1D圖,可撓性電子裝置100的製作方法包括下列步驟。首先,在步驟S10中,形成一犧牲層120於一承載基板110上。在步驟S11中,形成一保護層130於犧牲層120上。在步驟S12中,形成一可撓性基板140於保護層130上。在步驟S13中,形成一顯示元件層150於可撓性基板140上。在步驟S14中,提供一能量E(例如微波能)至犧牲層120,使犧牲層120與保護層130之間形成一離型界面。此處的離型係指犧牲層120與保護層130之間接合性改變而處於容易分離的狀態。
請參照第1B圖,在本實施例中,犧牲層120例如為含碳無機材料層,犧牲層120之材料例如為石墨、奈米碳管或碳化矽,但本發明不以此為限,其他類似含有碳基團或碳分子的無機材料亦可。保護層130例如為不包含碳成份的無機材料層,保護層130之材質可選自於由氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鋅(IZO)、
氧化銦錫(ITO)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鉭(TaOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉿(HfOx)及氧化鉬(MoOx)所組成的群組中至少其中之一,但本發明不限定只有上述金屬的氧化物或氮化物。犧牲層120及保護層130可採用化學氣相沉積法依序形成於承載基板110上,其沉積的厚度例如數百埃左右,可依照實際需求的厚度調整。承載基板110例如為玻璃基板或其他硬材質的基板。
此外,可撓性基板140之材質例如為有機高分子聚合物,可做為可撓性電子裝置100之軟性基材。在本實施例中,保護層130可全面性設置於可撓性基板140與犧牲層120之間,但在另一實施例中,保護層130亦可局部設置於可撓性基板140與犧牲層120之間,例如僅位於可撓性基板140的彎折區140a(參見第4A圖),本發明對此不加以限制。另外,在本實施例中,於可撓性基板140上製作顯示元件層150,顯示元件層150例如是有機發光二極體顯示元件。顯示元件層150可包括多個膜層,分別用以製作例如薄膜電晶體、發光層、金屬線路層及接墊層等元件。
請參照第1C圖,當完成顯示元件層150之後,提供一能量E至犧牲層120,此能量E例如是微波能或其他短波能量。在本實施例中,犧牲層120例如為含氫成份的碳化矽(SiC:H),可吸收微波型態的能量E,以幫助犧牲層120吸收微波能而升溫。由於保護層130為不含碳成份的無機材料層,不會吸收微波能,因此犧牲層120的微波吸收率大於保護層130的微波吸收率。
此外,當犧牲層120的溫度升高時,犧牲層120內的氫離子被釋放而進入保護層130中,由於氫離子會使犧牲層120與保護層130之間的界面接合性發生變化,因此犧牲層120經由微波能加熱後釋放的氫離子,可使犧牲層120與保護層130之間形成一離型界面131。
請參照第1C及1D圖,當犧牲層120與保護層130之間形成離型界面131後,只要以外力掀離或撕離可撓性基板140,即可使犧牲層120與保護層130分離。如第1D圖所示,與承載基板110分離後的可撓性電子裝置100包括保護層130、可撓性基板140以及顯示元件層150,其中保護層130可阻擋水、氣進入可撓性基板140中,避免可撓性基板140吸收水分,進而提高可撓性電子裝置100的可靠度。若沒有形成保護層130於可撓性基板140上,可撓性基板140易吸收水分之特性,可能會造成可撓性基板140上的金屬線路層無法附著在可撓性基板140上而易於剝離;尤其是,當需要彎折基板時,位於可撓性基板140的彎折區140a上的金屬線路層142,如第4A圖所示,由於可撓性基板140彎折產生的應力更容易使金屬線路層142剝離,因此有必要形成保護層130於可撓性基板140上。
在一實施例中,犧牲層120可為單層結構,例如為含氫成份的碳化矽(SiC:H),但在另一實施例中,犧牲層120可為多層結構,請參照以下的說明。
第2A至2B圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置100a的製作方法的剖面示意圖。第3A至3B圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置100b的製作方法的剖面示意圖。
請參照第2A及2B圖,可撓性電子裝置100a包括承載基板110、犧牲層120、保護層130、可撓性基板140以及顯示元件層150。本實施例之可撓性電子裝置100a與上述實施例相似,相同的元件以相同或相似的元件符號表示,不同之處在於犧牲層120包括第一犧牲層121以及第二犧牲層122,且第二犧牲層122位於保護層130與第一犧牲層121之間。第一犧牲層121例如為含碳無機材料層,例如石墨、奈米碳管或碳化矽。第二犧牲層122例如為含氫非結晶矽層(a-Si:H),其中含氫非結晶矽層位於保護層130與含碳無機材料層之間。請參照第2A圖,當完成顯示元件層150之後,提供微波能量E至犧牲層120,其中第二犧牲層122經由微波能量加熱後釋放的氫離子,可使第二犧牲層122與保護層130之間形成離型界面131,接著,以外力掀離或撕離可撓性基板140,即可使犧牲層120與保護層130分離,如第2B圖所示。
請參照第3A及3B圖,可撓性電子裝置100b包括承載基板110、犧牲層120、保護層130、可撓性基板140以及顯示元件層150。本實施例之可撓性電子裝置100b與上述實施例相似,相同的元件以相同或相似的元件符號表示,不同之處在於犧牲層120包括第一犧牲層121、第二犧牲層122以及第三犧牲層123,
且第三犧牲層123位於第一犧牲層121與第二犧牲層122之間。第一犧牲層121例如為含碳無機材料層,例如石墨、奈米碳管或碳化矽。第二犧牲層122例如為含氫非結晶矽層(a-Si:H)。第三犧牲層123例如為含氫氮化矽層(SiNx:H),其中含氫氮化矽層位於含碳無機材料層與含氫非結晶矽層之間。除此之外,第二犧牲層122亦可為含氫氮化矽層(SiNx:H),第三犧牲層123亦可為含氫非結晶矽層(a-Si:H),本發明對此不加以限制。
在上述實施例中,第一犧牲層121中包含碳成份,可幫助第一犧牲層121吸收微波能而升溫。第二犧牲層122中包含氫成份,而第二犧牲層122受熱升溫之後釋放的氫離子可使第二犧牲層122與保護層130之間形成離型界面131而易於分離,如第2B及3B圖所示。在第3A圖中,第三犧牲層123中包含氫成份,且第三犧牲層123受熱升溫之後,可進一步提供更多的氫離子至第二犧牲層122與保護層130之間。
在一實施例中,第三犧牲層123(含氫氮化矽層)的氫離子濃度例如大於1*1022cm-3,第二犧牲層122(含氫非晶矽層)的氫離子濃度例如小於1*1021cm-3。也就是說,第三犧牲層123的氫離子濃度大於第二犧牲層122的氫離子濃度。然而,在無第三犧牲層123提供氫離子的情況下,仍可藉由含氫氮化矽層做為釋放氫離子的第二犧牲層122,如同上述實施例所述,在此不再贅述。
接著,第4A至4C圖繪示依照本發明另一實施例之可撓性電子裝置100c的製作方法的剖面示意圖。第4D圖繪示第4C圖之可撓性電子裝置100c呈彎折狀的示意圖。
請參照第4A-4C圖,可撓性電子裝置100c的製作方法如同第1A圖所示之流程方塊圖,在此不再贅述,相同的元件以相同或相似的元件符號表示,不同之處在於保護層130僅覆蓋可撓性基板140的局部區域上,例如覆蓋可撓性基板140的彎折區140a上。此外,可撓性基板140於彎折區140a相對兩側具二平坦區140b,且於此二平坦區140b中保護層130未覆蓋可撓性基板140。
如第4A圖所示,可撓性基板140具有彎折區140a以及相對兩側之二平坦區140b,可撓性基板140上之顯示元件層150具有金屬線路層142延伸至基板周邊區域,且保護層130僅覆蓋可撓性基板140的彎折區140a上。於彎折區140a中可撓性基板140具第一厚度D1,於平坦區140b中可撓性基板140具第二厚度D2。第二厚度D2大於第一厚度D1。也就是說,可撓性基板140於彎折區140a中的厚度將小於可撓性基板140於二平坦區140b中的厚度。此外,由於保護層130嵌入於可撓性基板140中,保護層130的底面可切齊於可撓性基板140的底面。
請參照第4B圖,在本實施例中,顯示元件層150位於可撓性基板140的平坦區140b上,且顯示元件層150與保護層130於垂直投影方向上不重疊。相對於需要大幅度彎折的彎折區140a而言,此處的平坦區140b為不需要大幅度彎折的區域,且顯
示元件層150比較適合形成在不需要大幅度彎折的平坦區140b上,以避免顯示元件層150損壞或失效。
此外,請參照第4C圖,可撓性電子裝置100c更包括支撐膜160,支撐膜160與保護層130設置於可撓性基板140的同一側,且支撐膜160對應位於此二平坦區140b上。在本實施例中,支撐膜160的厚度D3大於保護層130的厚度D4。支撐膜160例如為有機高分子薄膜,其貼附在可撓性基板140上,可阻擋水氣進入可撓性基板140中,避免可撓性基板140吸收水分,進而提高可撓性電子裝置100的可靠度。
在一實施例中,保護層130的厚度D4例如為100埃,支撐膜160的厚度D3例如為100微米。由於保護層130的厚度D4小於支撐膜160的厚度D3,保護層130適合形成在需要大幅度彎折的彎折區140a上,並形成支撐膜160在不需要大幅度彎折的平坦區140b上,以確保可撓性基板140彎折後仍有較小的彎折半徑。此外,保護層130於彎折區140a可阻擋水氣進入可撓性基板140中,避免可撓性基板140吸收水分,進而提高可撓性電子裝置100的可靠度。
另外,請參照第4C及4D圖,可撓性電子裝置100c可與軟性電路板170(或其他電子元件)電性連接,透過金屬線路層142提供顯示元件層150適當的訊號,其中當可撓性基板140未彎折時,軟性電路板170與顯示元件層150位於可撓性基板140的
同一側,當可撓性基板140呈彎折狀時,軟性電路板170與顯示元件層150位於可撓性基板140的相對兩側。
本發明上述實施例所揭露之可撓性電子裝置及其製作方法,係利用含碳無機材料來吸收微波能,以幫助犧牲層吸收微波能而升溫,且犧牲層經由微波能加熱後釋放的氫離子可使犧牲層與保護層之間形成離型界面而易於分離。
綜上所述,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。本發明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,當可作各種之更動與潤飾。因此,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:可撓性電子裝置
110:承載基板
120:犧牲層
130:保護層
140:可撓性基板
150:顯示元件層
Claims (14)
- 一種可撓性電子裝置,包括:一保護層;一可撓性基板,設置於該保護層上;以及一顯示元件層,設置於該可撓性基板上,其中該可撓性基板具有一彎折區以及該彎折區相對兩側之二平坦區,該保護層位於該可撓性基板之該彎折區中,且該保護層未設置於該可撓性基板之該些平坦區中,其中於該彎折區中該可撓性基板具一第一厚度,於該些平坦區中該可撓性基板具一第二厚度,該第二厚度大於該第一厚度,其中該可撓性電子裝置更包括一支撐膜,該支撐膜與該保護層設置於該可撓性基板的同一側,且該支撐膜對應位於該些平坦部。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置,其中該保護層為不包含碳成份的無機材料層。
- 如申請專利範圍第2項所述之可撓性電子裝置,其中該保護層之材質選自於由氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鉭(TaOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉿(HfOx)及氧化鉬(MoOx)所組成的群組中至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置,其中該支撐膜的厚度大於該保護層的厚度。
- 一種可撓性電子裝置,包括:一承載基板;一犧牲層,設置於該承載基板上,且該犧牲層為一含碳無機材料層;一保護層,設置於該犧牲層上;一可撓性基板,設置於該保護層上;以及一顯示元件層,設置於該可撓性基板上,其中該可撓性基板具有一彎折區以及該彎折區相對兩側之二平坦區,該保護層位於該可撓性基板之該彎折區中,且該保護層未設置於該可撓性基板之該些平坦區中,其中於該彎折區中該可撓性基板具一第一厚度,於該些平坦區中該可撓性基板具一第二厚度,該第二厚度大於該第一厚度。
- 如申請專利範圍第5項所述之可撓性電子裝置,其中該犧牲層之材料為石墨、奈米碳管或碳化矽。
- 如申請專利範圍第5項所述之可撓性電子裝置,其中該保護層之材質選自於由氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鉭(TaOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉿(HfOx)及氧化鉬(MoOx)所組成的群組中至少其中之一。
- 如申請專利範圍第5項所述之可撓性電子裝置,其中該犧牲層為一多層結構,該犧牲層更包括一含氫非結晶矽層(a-Si:H)位於該保護層與該含碳無機材料層之間。
- 如申請專利範圍第8項所述之可撓性電子裝置,該犧牲層更包括一含氫氮化矽層(SiNx:H)位於該含碳無機材料層與該含氫非晶矽層之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之可撓性電子裝置,其中該含氫氮化矽層的氫離子濃度大於1*1022cm-3,該含氫非晶矽層的氫離子濃度小於1*1021cm-3。
- 如申請專利範圍第5項所述之可撓性電子裝置,其中該保護層全面覆蓋該可撓性基板。
- 一種可撓性電子裝置的製作方法,包括:形成一犧牲層於一承載基板上,該犧牲層為一含碳無機材料層,該犧牲層之材料為石墨、奈米碳管或碳化矽;形成一保護層於該犧牲層上;形成一可撓性基板於該保護層上;形成一顯示元件層於該可撓性基板上,且該可撓性基板位於該顯示元件層與該保護層之間;提供一微波能量至該犧牲層,使該犧牲層與該保護層之間形成一離型界面;以及使該保護層與該犧牲層分離, 其中該可撓性基板具有一彎折區以及該彎折區相對兩側之二平坦區,該保護層位於該可撓性基板之該彎折區中,且該保護層未設置於該可撓性基板之該些平坦區中,其中於該彎折區中該可撓性基板具一第一厚度,於該些平坦區中該可撓性基板具一第二厚度,該第二厚度大於該第一厚度。
- 如申請專利範圍第12項所述之製作方法,其中該犧牲層為一多層結構,且形成該犧牲層之步驟更包括:形成一含氫非晶矽層(a-Si:H)於該保護層與該含碳無機材料層之間。
- 如申請專利範圍第13項所述之製作方法,其中形成該犧牲層之步驟更包括:形成一含氫氮化矽層於該含碳無機材料層與該含氫非晶矽層之間。
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