TWI815388B - 軟性基板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種軟性基板包括塑膠膜與外塗層。塑膠膜包括主體部與複數個填充物。填充物位於主體部中或主體部的表面。外塗層覆蓋且接觸塑膠膜。外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂。
Description
本揭露是有關一種軟性基板及一種軟性基板的製造方法。
在現今各式消費性電子產品的市場中,反射式顯示裝置(例如電子紙)已廣泛作為顯示螢幕。反射式顯示裝置的顯示介質層主要是由具有白色、黑色粒子的微膠囊構成。透過施加電壓於顯示介質層,可以驅動白色、黑色粒子移動,以使各個畫素分別顯示黑色、白色或灰階。由於反射式顯示裝置是利用入射光線照射顯示介質層,來達成顯示之目的,因此不需背光源,可節省電力消耗。
為了讓反射式顯示裝置具有可彎折的特性,一般是在軟性塑膠膜上製作薄膜電晶體陣列。然而,軟性塑膠膜中的填充物會造成黑點缺陷(Black point defect),且隨製程溫度越高黑點缺陷越顯著。填充物及塑膠材料耐熱性差,熱裂解導致低分子量低聚物(Oligomers)的沉澱、結晶或以填充物為核心凝聚導致。此外,塑膠膜一般大多為捲對捲(Roll to roll)製造,過程可能造成表面的凹凸刮傷、微粒(Particle)缺陷、膠(Gel)缺陷等,難以提高產品良率。
本揭露之一技術態樣為一種軟性基板。
根據本揭露之一些實施方式,一種軟性基板包括塑膠膜與外塗層。塑膠膜包括主體部與複數個填充物。填充物位於主體部中或主體部的表面。外塗層覆蓋且接觸塑膠膜。外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂。
在一些實施方式中,上述外塗層更包括色阻。
在一些實施方式中,上述色阻為黃褐色、酒紅色、紅色、(深)藍色、綠色、白色或黑色。
在一些實施方式中,上述外塗層的厚度在1μm至20μm的範圍中。
在一些實施方式中,上述外塗層的熱膨脹係數小於60ppm/℃,外塗層的熱分解溫度(Td)大於100℃,且外塗層的介電係數小於5。
在一些實施方式中,上述外塗層的楊氏模數大於等於1.5 Gpa,外塗層的拉伸強度大於等於100 Mpa,外塗層的伸長率大於等於10%。
在一些實施方式中,上述軟性基板更包括薄膜電晶體陣列。薄膜電晶體陣列位於外塗層上。
在一些實施方式中,上述塑膠膜的主體部為聚醯亞胺(PI)膜、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚風(PES) 或芳香族聚酯(PAR)。
在一些實施方式中,上述填充物的材料包括氮化矽、氧化矽、氮氧化矽或氧化鋁。
本揭露之另一技術態樣為一種軟性基板的製造方法。
根據本揭露之一些實施方式,一種軟性基板的製造方法包括將塑膠膜設置於載體,其中塑膠膜包括主體部與複數個填充物,填充物位於主體部中或主體部的表面;塗佈外塗層於塑膠膜上使外塗層覆蓋且接觸塑膠膜,其中外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂;以及移除載體。
在一些實施方式中,上述塗佈外塗層於塑膠膜上包括旋轉塗佈(Spin coating)或狹縫塗佈(Slot-die coating)。
在一些實施方式中,上述將塑膠膜設置於載體更包括噴灑黏膠於載體與塑膠膜其中一者上。
在一些實施方式中,上述軟性基板的製造方法更包括將塑膠膜設置於載體後,烘烤黏膠。
在一些實施方式中,上述軟性基板的製造方法更包括在烘烤黏膠後與塗佈外塗層前,檢測塑膠膜的缺陷。
在一些實施方式中,上述烘烤黏膠是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤20~120分鐘。
在一些實施方式中,上述軟性基板的製造方法更包括塗佈外塗層於塑膠膜上後,烘烤外塗層。
在一些實施方式中,上述烘烤外塗層是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤60~120分鐘。
在一些實施方式中,上述軟性基板的製造方法更包括在烘烤外塗層後,檢測塑膠膜的缺陷。
在一些實施方式中,上述軟性基板的製造方法更包括在檢測塑膠膜的缺陷後,形成薄膜電晶體陣列於外塗層上。
在一些實施方式中,上述移除載體是在形成薄膜電晶體陣列於外塗層上後。
在本揭露上述實施方式中,由於軟性基板包括覆蓋塑膠膜的外塗層,且外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂,因此軟性基板可具有良好的熱特性、物理特性、機械特性與耐化學性,以符合後續製程需求,例如薄膜電晶體陣列製程。軟性基板的外塗層可覆蓋塑膠膜之填充物所造成的黑點缺陷(Black point defect),具有遮瑕效果,且外塗層可平坦化塑膠膜表面的凹凸刮傷、微粒(Particle)缺陷、膠(Gel)缺陷等,以改善塑膠膜的表面缺陷,提高良率。
以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式,或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然,該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外,本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的,且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。
諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用,以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之軟性基板的製造方法的流程圖。軟性基板的製造方法包括步驟S1至S8。在步驟S1中,將塑膠膜設置於載體,其中塑膠膜包括主體部與複數個填充物,填充物位於主體部中或主體部的表面。接著在步驟S2中,烘烤黏膠。後續在步驟S3中,檢測塑膠膜的缺陷。之後在步驟S4中,塗佈外塗層於塑膠膜上使外塗層覆蓋且接觸塑膠膜,其中外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂。接著在步驟S5中,烘烤外塗層。後續在步驟S6中,檢測塑膠膜的缺陷。之後在步驟S7中,形成薄膜電晶體陣列於外塗層上。最後在步驟S8中,移除載體。
軟性基板的製造方法並不限於上述步驟S1至步驟S8,舉例來說,在一些實施方式中,可在兩前後步驟之間進一步包括其他步驟,也可在步驟S1前與步驟S8後進一步包括其他步驟。
在以下敘述中,將詳細說明上述軟性基板的製造方法的各步驟。
第2圖繪示根據本揭露一實施方式之塑膠膜110設置於載體210後的立體圖。第3圖與第4圖繪示根據本揭露一些實施方式之塑膠膜110的剖面圖。首先,將塑膠膜110設置於載體210,其中塑膠膜110包括主體部112與複數個填充物114。在一些實施方式中,填充物114位於主體部112中,填充物114可隨機分布在主體部112內,如第3圖所示。在一些實施方式中,填充物114位於主體部112的表面,例如塗佈於主體部112單側,如第4圖所示。載體210的材料可為玻璃,但並不以此為限。在塑膠膜110設置於載體210的步驟中,可先噴灑(Spray)黏膠A於載體210與塑膠膜110其中一者上,然後利用黏膠A使塑膠膜110與載體210相黏,使得黏膠A位於塑膠膜110與載體210之間。
在本實施方式中,塑膠膜110的主體部112可為聚醯亞胺膜(Polyimide,PI)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)膜、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)、聚醚風(Polyether sulfones,PES)或芳香族聚酯(polyarylate,PAR)。上述材料的特性可讓塑膠膜110具有可彎折的特性,可作為反射式顯示裝置(如電子紙)之薄膜電晶體陣列(TFT Array)下方的基板。此外,填充物114的材料可包括氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氮氧化矽(SiNxOy)或氧化鋁(AlOx),可讓塑膠膜110具有粗糙的表面。
將塑膠膜110設置於載體210後,可烘烤黏膠A。在一些實施方式中,烘烤黏膠A是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤20~120分鐘。接著,可透過自動光學檢測(Automated optical inspection,AOI)設備檢測塑膠膜110的缺陷。
第5圖繪示第2圖之塑膠膜110上形成外塗層120後的立體圖。在檢測塑膠膜110的缺陷後,塗佈外塗層120於塑膠膜110上使外塗層120覆蓋且接觸塑膠膜110,其中外塗層120的材料可包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂(Acrylic resin)、環氧樹脂(Epoxy resin)、矽氧烷聚合物(Siloxane polymer)或酚醛樹脂(Novolak resin)。外塗層120在塗佈時與烘烤前可為液態材料,例如感光性或非感光性的樹脂。在一些實施方式中,在塗佈外塗層120於塑膠膜110上的步驟可採用旋轉塗佈(Spin coating)或狹縫塗佈(Slot-die coating)。
在塗佈外塗層120於塑膠膜110上之後,可烘烤外塗層120。在一些實施方式中,烘烤外塗層120是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤60~120分鐘。此外,在烘烤外塗層120後,可透過自動光學檢測(AOI)設備檢測塑膠膜110的缺陷。
第6圖與第7圖繪示外塗層120平坦化具有缺陷D的塑膠膜110的剖面圖。缺陷D可為低分子量低聚物(Oligomers)的沉澱、結晶或以填充物114(見第3圖)為核心凝聚,如黑點缺陷(Black point defect)。此外,缺陷D也可為微粒(Particle)缺陷與膠(Gel)缺陷。在第6圖中,缺陷D位於塑膠膜110中。在第7圖中,缺陷D位於塑膠膜110上。外塗層120可覆蓋缺陷D與平坦化塑膠膜110表面,具有遮瑕效果,可避免缺陷D在後續製程被檢出,提高產品良率。
第8圖繪示外塗層120平坦化具有凹凸刮傷116的塑膠膜110的剖面圖。如圖所示,塑膠膜110的表面具有凹凸刮傷116。由於外塗層120可覆蓋凹凸刮傷116與平坦化塑膠膜110表面,因此有利於後續薄膜電晶體陣列製程。
具體而言,由於軟性基板100包括覆蓋塑膠膜110的外塗層120,且外塗層120的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂,因此軟性基板100可具有良好的熱特性、物理特性、機械特性與耐化學性,以符合後續製程需求,例如薄膜電晶體陣列製程。軟性基板100的外塗層120可覆蓋塑膠膜110之填充物114(見第3圖)所造成的黑點缺陷,具有遮瑕效果,且外塗層120可平坦化塑膠膜110之表面的凹凸刮傷、微粒缺陷、膠缺陷等,以改善塑膠膜110的表面缺陷,提高良率。
在一些實施方式中,外塗層120的厚度在1μm至20μm的範圍中。外塗層120的熱膨脹係數小於60 ppm/℃。外塗層120的熱分解溫度(Td)大於100℃(在重量損失1%時)。外塗層120的介電係數小於5(在頻率1Mhz時)。外塗層120的楊氏模數大於等於1.5 Gpa。外塗層120的拉伸強度大於等於100 Mpa。外塗層120的伸長率大於等於10%。經由以上設計,外塗層120便可具有良好的熱特性、物理特性、機械特性與耐化學性。
此外,外塗層120更包括色阻(Pigment),色阻可為(深)黃褐色或酒紅色,以加深外塗層120的顏色,以提升外塗層120的遮瑕效果。在一些實施方式中,色阻還可為紅色、(深)藍色、綠色、白色或黑色,依設計者需求而定,並不用以限制本揭露。如此一來,外塗層120可降低檢測機(如AOI)光源的光穿透性,避免被檢測出塑膠膜110的缺陷與刮傷。
第9圖繪示第5圖之外塗層120上形成薄膜電晶體陣列130後的立體圖。在烘烤外塗層120與檢測塑膠膜110的缺陷後,可形成薄膜電晶體陣列130於外塗層120上。由於軟性基板100已經由外塗層120平坦化,可提升薄膜電晶體陣列130的良率。經由以上步驟,具有薄膜電晶體陣列130的軟性基板100可作為反射式顯示裝置(如電子紙)之薄膜電晶體陣列基板。
在後續製程中,具有顯示介質層(如具有微膠囊的電子墨水層)的前面板(Front panel laminate,FPL)可接合於軟性基板100上,接著可移除載體210。也就是說,載體210是在形成薄膜電晶體陣列130於外塗層120上後與接合前面板後移除。載體210配置以提供軟性基板100支撐力。
前述概述了幾個實施方式的特徵,使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解,他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎,以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到,這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍,並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下,它們可以在這裡進行各種改變,替換和變更。
100:軟性基板
110:塑膠膜
112:主體部
114:填充物
116:凹凸刮傷
120:外塗層
130:薄膜電晶體陣列
210:載體
A:黏膠
D:缺陷
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8:步驟
當與隨附圖示一起閱讀時,可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務,各種特徵並未按比例繪製。實際上,為論述的清楚性,可任意增加或減少各種特徵的尺寸。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之軟性基板的製造方法的流程圖。
第2圖繪示根據本揭露一實施方式之塑膠膜設置於載體後的立體圖。
第3圖與第4圖繪示根據本揭露一些實施方式之塑膠膜的剖面圖。
第5圖繪示第2圖之塑膠膜上形成外塗層後的立體圖。
第6圖與第7圖繪示外塗層平坦化具有缺陷的塑膠膜的剖面圖。
第8圖繪示外塗層平坦化具有凹凸刮傷的塑膠膜的剖面圖。
第9圖繪示第5圖之外塗層上形成薄膜電晶體陣列後的立體圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:軟性基板
110:塑膠膜
120:外塗層
210:載體
A:黏膠
Claims (18)
- 一種軟性基板,包括:一塑膠膜,包括一主體部與複數個填充物,其中該些填充物位於該主體部中或該主體部的表面;一外塗層,覆蓋且直接接觸該塑膠膜,該外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂;以及一薄膜電晶體陣列,位於該外塗層上,使得該外塗層位於該薄膜電晶體陣列與該塑膠膜之間。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該外塗層更包括一色阻。
- 如請求項2所述之軟性基板,其中該色阻為黃褐色、酒紅色、紅色、(深)藍色、綠色、白色或黑色。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該外塗層的厚度在1μm至20μm的範圍中。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該外塗層的熱膨脹係數小於60ppm/℃,該外塗層的熱分解溫度(Td)大於100℃,且該外塗層的介電係數小於5。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該外塗層 的楊氏模數大於等於1.5Gpa,該外塗層的拉伸強度大於等於100Mpa,該外塗層的伸長率大於等於10%。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該塑膠膜的該主體部為聚醯亞胺(PI)膜、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚風(PES)或芳香族聚酯(PAR)。
- 如請求項1所述之軟性基板,其中該些填充物的材料包括氮化矽、氧化矽、氮氧化矽或氧化鋁。
- 一種軟性基板的製造方法,包括:將一塑膠膜設置於一載體,其中該塑膠膜包括一主體部與複數個填充物,該些填充物位於該主體部中或該主體部的表面;塗佈一外塗層於該塑膠膜上使該外塗層覆蓋且直接接觸該塑膠膜,其中該外塗層的材料包括聚醯亞胺(PI)、聚苯並噁唑(PBO)、苯環丁烯(BCB)、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧烷聚合物或酚醛樹脂;塗佈該外塗層於該塑膠膜上後,形成一薄膜電晶體陣列於該外塗層上,使得該外塗層位於該薄膜電晶體陣列與該塑膠膜之間;以及形成該薄膜電晶體陣列於該外塗層上後,移除該載體。
- 如請求項9所述之軟性基板的製造方法,其中塗佈該外塗層於該塑膠膜上包括旋轉塗佈(Spin coating)或狹縫塗佈(Slot-die coating)。
- 如請求項9所述之軟性基板的製造方法,其中將該塑膠膜設置於該載體更包括:噴灑一黏膠於該載體與該塑膠膜其中一者上。
- 如請求項11所述之軟性基板的製造方法,更包括:將該塑膠膜設置於該載體後,烘烤該黏膠。
- 如請求項12所述之軟性基板的製造方法,更包括:在烘烤該黏膠後與塗佈該外塗層前,檢測該塑膠膜的缺陷。
- 如請求項12所述之軟性基板的製造方法,其中烘烤該黏膠是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤20~120分鐘。
- 如請求項11所述之軟性基板的製造方法,更包括:塗佈該外塗層於該塑膠膜上後,烘烤該外塗層。
- 如請求項15所述之軟性基板的製造方法,其中烘烤該外塗層是以150℃至400℃範圍中的溫度烘烤60~120分鐘。
- 如請求項15所述之軟性基板的製造方法,更包括:在烘烤該外塗層後,檢測該塑膠膜的缺陷。
- 如請求項17所述之軟性基板的製造方法,其中形成該薄膜電晶體陣列於該外塗層上是在檢測該塑膠膜的缺陷後執行。
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