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CN111883629A - 柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法 - Google Patents

柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性元件阵列基板，包括：基板、含金属层以及电子元件层。含金属层设置于基板上。含金属层包括：第一层与第二层。第一层位于靠近该基板的一侧，第一层含有第一金属氧化物，以在第一层中形成剥离界面。第二层位于远离基板的一侧，第二层含有第二金属氧化物。第二金属氧化物中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物中的金属的氧化价数。电子元件层设置于含金属层的上方。还提出一种柔性元件阵列基板的制作方法。

Description

柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法
技术领域
本发明是有关于一种元件阵列基板以及元件阵列基板的制作方法，且特别是有关于一种柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法。
背景技术
一般而言，可弯折的柔性显示面板的制作方法具有：柔性元件阵列基板制程、以及模块制程。
柔性元件阵列基板制程包含以下的步骤。首先，提供玻璃载板。接着，在玻璃载板上形成柔性基底，如聚酰亚胺(polyimide,PI)基底。继之，在柔性基底上形成阻绝层(barrier layer)。之后，在阻绝层上，依序形成电子元件层、显示元件层(display elementlayer)、光学胶层(optical clear adhesive layer,OCA layer)与盖透镜层(cover lenslayer)。最后，利用激光剥离法(laser lift off)或机械剥离法(mechanical debonding)，将玻璃载板从柔性基底进行剥离，至此，可得到由柔性基底、阻绝层、电子元件层、显示元件层、光学胶层与盖透镜层所组成的柔性元件阵列基板。
另外，模块制程包含以下的步骤。首先，将上述的柔性元件阵列基板的柔性基底的一侧，依序设置感压胶(pressure sensitive adhesive,PSA)与背面箔(back foil,BF)。之后，在背面箔的一侧，再依序设置感压胶及不锈钢箔(stainless foil,SUS foil)，藉由不锈钢箔的设置，使柔性元件阵列基板具有可弯折的韧性。
然而，在上述的柔性元件阵列基板的制程中，在将玻璃载板从柔性基底进行剥离的过程中，由于应力不均匀的关系，使得柔性元件阵列基板容易产生碎裂。再者，由于柔性元件阵列基板的多个膜层的结构并没有抗裂的效果，所以，在多个膜层的内部中容易产生缺陷(defect)，而会造成气泡、裂痕或剥离的现象。
发明内容
本发明提供一种柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法，能提供具有良好结构的柔性元件阵列基板。
本发明提出一种柔性元件阵列基板，包括：基板、含金属层、以及电子元件层。含金属层设置于基板上。含金属层包括：第一层，位于靠近基板的一侧，第一层含有第一金属氧化物，以在第一层中形成剥离界面；及第二层，位于远离基板的一侧，第二层含有第二金属氧化物，其中，第二金属氧化物中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物中的金属的氧化价数。电子元件层设置于含金属层的上方。
在本发明的一实施例中，含金属层的金属是选自于：钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、铬(Cr)及其组合。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：单层结构。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：多层结构。
在本发明的一实施例中，第二层含有氧化价数为零的金属。
在本发明的一实施例中，更包括：阻绝层，设置于含金属层与电子元件层之间。
在本发明的一实施例中，更包括：柔性层，设置于阻绝层与含金属层之间。
在本发明的一实施例中，更包括：显示元件层，设置于电子元件层上。显示元件层包括：彼此相邻设置的第一发光元件、第二发光元件与第三发光元件。
在本发明的一实施例中，更包括：光学胶层，设置于显示元件层上；以及盖透镜层，设置于光学胶层上。
本发明提出一种柔性元件阵列基板的制作方法，包括：提供基板；于基板上形成含金属层；提供热制程，使含金属层形成第一层与第二层，第一层位于靠近基板的一侧，第一层含有第一金属氧化物，以在第一层中形成一剥离界面，第二层位于远离基板的一侧，第二层含有第二金属氧化物，其中，第二金属氧化物中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物中的金属的氧化价数；于含金属层的上方形成电子元件层；以及进行剥离动作，通过剥离界面，而分离一部分的第一层与基板。
在本发明的一实施例中，含金属层的金属是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：单层结构。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：多层结构。
在本发明的一实施例中，第二层含有氧化价数为零的金属。
在本发明的一实施例中，更包括：于含金属层与电子元件层之间，形成一阻绝层。
在本发明的一实施例中，更包括：于电子元件层上，形成显示元件层。显示元件层包括：彼此相邻设置的第一发光元件、第二发光元件与第三发光元件。
在本发明的一实施例中，更包括：于显示元件层上，依序形成光学胶层与盖透镜层。
在本发明的一实施例中，热制程的温度范围是350℃到650℃。
在本发明的一实施例中，热制程的温度范围是500℃到650℃。
在本发明的一实施例中，热制程是在形成电子元件层的步骤之前执行。
在本发明的一实施例中，热制程是在形成电子元件层的步骤中执行。
在本发明的一实施例中，在形成电子元件层的步骤之前，更包括进行快速热退火制程。
在本发明的一实施例中，在剥离动作之后，至少于柔性元件阵列基板的弯折区留下第二层的图案。
在本发明的一实施例中，更包括：于第二层的图案上，形成增厚图案层。
本发明还提出一种柔性元件阵列基板，具有显示区、与位于显示区的一侧的弯折区。柔性元件阵列基板包括：第一膜层、含金属层以及电子元件层。含金属层设置在第一膜层的第一面，且含金属层至少位于弯折区。电子元件层设置在第一膜层的第二面，第二面与第一面彼此相对。
在本发明的一实施例中，更包括：显示元件层，设置于电子元件层上。显示元件层包括：彼此相邻设置的第一发光元件、第二发光元件与第三发光元件。
在本发明的一实施例中，更包括：光学胶层，设置于显示元件层上；以及盖透镜层，设置于光学胶层上。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：彼此连接的第一部分与第二部分。第一部分设置于显示区中。第二部分设置于弯折区中。在本发明的一实施例中，更包括：增厚图案层，设置于含金属层上。
在本发明的一实施例中，含金属层包括：彼此分离的第一部分与第二部分。第一部分设置于显示区中。第二部分设置于弯折区中。在本发明的一实施例中，更包括：增厚图案层，设置于该含金属层的该第一部分上。
在本发明的一实施例中，第一膜层包括：弯折部。含金属层设置于弯折部上。弯折部的弯折方向，与第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的出光方向相反。在本发明的一实施例中，更包括：增厚图案层，设置在位于弯折部的含金属层上。
在本发明的一实施例中，含金属层的图案，对应于第一发光元件、第二发光元件与第三发光元件之间的间隔而设置。在本发明的一实施例中，更包括：增厚图案层，设置在含金属层的图案上。
在本发明的一实施例中，更包括：第二膜层，承载显示元件层；彩色滤光图案层，对应于显示元件层而设置，彩色滤光图案层包括：彼此相邻设置的第一滤光图案、第二滤光图案与第三滤光图案；以及增厚图案层，设置在位于第一膜层的弯折部的含金属层上；其中，彩色滤光图案层位于第一膜层与第二膜层之间，第一膜层与该第二膜层为柔性基底。
基于上述，本发明实施例的柔性元件阵列基板与柔性元件阵列基板的制作方法，经由热制程，在基板与含金属层的金属之间，形成了具有高氧化价数的金属氧化层的膜层，进而，在此膜层中形成剥离界面。通过此剥离界面，可容易地分离一部分的第一层与基板，而可将含金属层的第二层及其上方的电子元件层一起轻松取下，进而，能够提高柔性元件阵列基板的制作良率，并得到具有良好的韧性的提高柔性元件阵列基板。
再者，本发明的柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法，可以对含金属层进行进一步的处理(例如图案化制程、增厚制程等)，进而，能够提升柔性元件阵列基板的光穿透强度、保护性、韧性及挠曲性，还能够针对需要结构性保护或电磁屏蔽保护的区域，进行局部的金属层的增厚。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A～图1C是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图2是将图1A的柔性元件阵列基板进行剥离动作的示意图。
图3A～图3H是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的制作方法的步骤流程示意图。
图4A是含金属层的金属为钼时，自然氧化的钼金属的表面的X射线光电子能谱图(X-ray Photoelectron Spectroscopy)。
图4B是含金属层的金属为钼时，位于剥离界面的上方的含金属层的一部分的第一层的X射线光电子能谱图。
图4C是含金属层的金属为钼时，位于剥离界面的下方的含金属层的一部分的第一层的X射线光电子能谱图。
图5绘示了本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的电子元件层的阀值电压的改变(Vth shift)随着受压时间(Stress time)而变化的曲线图、以及现有的使用柔性基底的柔性元件阵列基板的电子元件层的阀值电压的改变随着受压时间而变化的曲线图。
图6A～图6J是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的制作方法的步骤流程示意图。
图7A～图7E是本发明的实施例的含金属层的剖面结构的示意图。
图8A～图8B是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图9A～图9B是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图10A～图10C是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图11是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图12A是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
图12B是图12A的柔性元件阵列基板的底面示意图。
图13是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。
其中，附图标记：
100、101、102、103、104：柔性元件阵列基板
105、106：柔性元件阵列基板
110：基板
120：含金属层
122：第一层
122A：第一金属氧化物
124：第二层
124A：第二金属氧化物
130：电子元件层
140：阻绝层
150：柔性层
160：显示元件层
162：第一发光元件
164：第二发光元件
166：第三发光元件
170：光学胶层
180：盖透镜层
190：增厚图案层
201、201A、202、202A：柔性元件阵列基板
203、204、205、206、207、208：柔性元件阵列基板
224：含金属层
224A：含金属层的第一部分
224B：含金属层的第二部分
230：电子元件层
240、252：第一膜层
240A、252A：弯折部
242：第一面
244：第二面
254：第二膜层
260：显示元件层
262：第一发光元件
264：第二发光元件
266：第三发光元件
270：光学胶层
280：盖透镜层
290：增厚图案层
300：彩色滤光图案层
310：第一滤光图案
320：第二滤光图案
330：第三滤光图案
AA：显示区
BA：弯折区
D：间隔
F：剥离界面
H：热制程
LR、LG、LB：出光方向
M1、M2、M3、M4、M5：膜层
S：剥离动作
V：快速热退火制程
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1A～图1C是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。在图1A～图1C的实施例中，将相同的元件，标示以相同的元件符号，以进行相关的说明。
请参照图1A，此实施例的柔性元件阵列基板100包括：基板110、含金属层120、以及电子元件层130。含金属层120设置于基板110上。含金属层120包括：第一层122与第二层124。第一层122位于靠近基板110的一侧。第一层122含有第一金属氧化物122A，以在第一层122中形成剥离界面F。第二层124位于远离基板110的一侧。第二层124含有第二金属氧化物124A。第二金属氧化物124A中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物122A中的金属的氧化价数。电子元件层130设置于含金属层120的上方。
请参照图1A，基板110可以是玻璃基板、或是沉积有氧化物层的非玻璃基板(氧化物层的作用是用来提供氧原子)。在基板110使用玻璃基板的例子中，由于玻璃的主要成分是二氧化硅，所以，二氧化硅也能够提供氧原子，使得含金属层120的金属能够与氧原子进行氧化作用。
含金属层120的金属可以是：具有多重氧化态的过渡金属。在一实施例中，含金属层120的金属是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。详细而言，含金属层120的金属可以采用：金属钼(Mo)、或是与钼相近的高温金属、或是具有“酸性金属氧化物的金属”，如：钒、铌、钽、钨、铼、铬。
请参照图1A，第一层122含有第一金属氧化物122A。此第一金属氧化物122A为高氧化价数的金属氧化物，由于其内聚力(cohesion force)较弱，进而，在第一层122中会形成剥离界面F。通过此剥离界面F，能够容易地使第一层122进行层间分离，而能够容易地分离一部分的第一层122与基板110。如此一来，可减少剥离动作的应力对于柔性元件阵列基板100中的膜层的影响，而减少膜层的碎裂。另外，第二层124可含有氧化价数为零的金属，也就是说，第二层124可包含：还没有与氧原子进行反应的金属。
请参照图1A，电子元件层130可以是主动元件阵列层。主动元件例如可以是薄膜晶体管或是其他适合的开关元件，在此并不予以限制。
请参照图1B，此实施例的柔性元件阵列基板101还可包括：阻绝层140，设置于含金属层120与电子元件层130之间。阻绝层140可以使用氮氧化物的无机层堆叠。藉由阻绝层140的设置，可以隔绝电子元件层130与含金属层120之间的电性连接，以避免电子元件层130的电性受到含金属层120的金属的影响。
请参照图1C，此实施例的柔性元件阵列基板102还可包括：柔性层150，设置于阻绝层140与含金属层120之间。柔性层150的材料可以是聚酰亚胺(polyimide,PI)。藉由柔性层150的设置，可以提升柔性元件阵列基板102的可挠性质。
图2是将图1A的柔性元件阵列基板进行剥离动作的示意图。请同时参照图1A与图2，在电子元件层130完成之后，对于柔性元件阵列基板100施加外力而进行剥离动作S，并且，通过剥离界面F而分离一部分的第一层122与基板110。
在柔性元件阵列基板100的制程中，可对于含金属层120与基板110的界面给予能量(例如，热制程)，此时，来自于基板110的氧原子，会与含金属层120进行氧化作用，而在基板110与含金属层120之间生成：含有第一金属氧化物122A的第一层122。
随着扩散作用的影响，相对于第一层122而言，位于远离基板110的一侧的第二层124所接收的氧原子会较少；因此，第二层124所含有的第二金属氧化物124A中的金属的氧化价数，会小于第一层122的第一金属氧化物122A中的金属的氧化价数。并且，第二层124也可含有氧化价数为零的金属，也就是还没有与氧原子进行反应的金属。
可注意到，经过热制程之后，具有高氧化价数的第一金属氧化物122A的第一层122的内部，由于第一金属氧化物122A的内聚力降低，而产生能够容易进行剥离的剥离界面F。也就是说，在利用剥离界面F而分离一部分的第一层122与基板110时，所施加的外力不会影响到电子元件层130，而可提高电子元件层130中的电子元件的制作良率。
图3A～图3H是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的制作方法的步骤流程示意图。
请先参照图3A～图3E，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板101的制作的过程。
请参照图3A，首先，提供基板110。基板110可以是玻璃基板、或是沉积有氧化物层的非玻璃基板。如上所述，基板110可提供氧原子，以使得后续的含金属层120的金属能够与氧原子进行氧化作用。
请参照图3B，于基板110上形成含金属层120。含金属层120的金属可以是：具有多重氧化态的过渡金属。在一实施例中，含金属层120的金属可以是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。
在一实施例中，含金属层120的金属可以是钼氧化物(MoO)，具有二价钼(Mo2+)。在另一实施例中，含金属层120的金属可以是钼金属，具有零价钼(Mo)。也就是说，含金属层120可以包含：氧化价数为零的金属、或是，氧化价数为零的金属与具有低氧化价数的金属的金属氧化物的组合。
请参照图3C，可于含金属层120上形成阻绝层140。阻绝层140可以使用氮氧化物的无机层堆叠。阻绝层140可以避免：位于下方的含金属层120，对于后续在上方形成的其他膜层，造成电性上的影响。
请参照图3D，提供热制程H，使含金属层120形成第一层122与第二层124。第一层122位于靠近基板110的一侧。第一层含有第一金属氧化物122A，以在第一层122中形成剥离界面F。第二层124位于远离基板110的一侧。第二层124含有第二金属氧化物124A。第二金属氧化物124A中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物122A中的金属的氧化价数。
请同时参照图3D与图3E，可知，热制程H是在形成电子元件层130的步骤(如后续的图3E所示)之前执行。热制程H的温度范围可以是350℃到650℃。在另一实施例中，热制程H的温度范围也可以是500℃到650℃。
请参照图3E，于含金属层120的上方，形成电子元件层130。电子元件层130可以是主动元件阵列层。主动元件例如可以是薄膜晶体管或是其他适合的开关元件。至此，可制作如图1B所示的柔性元件阵列基板101。
另外，请继续参照图3A～图3E、以及图3F，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板103的制作的过程。
在经过图3A～图3E的步骤之后，如图3F所示，还可以于电子元件层130上，形成显示元件层160。显示元件层160可包括：彼此相邻设置的第一发光元件162、第二发光元件164与第三发光元件166。至此，完成柔性元件阵列基板103的制作。
也就是说，请参照图3F，此实施例的柔性元件阵列基板103还可包括：显示元件层160，设置于电子元件层130上。显示元件层160包括：彼此相邻设置的第一发光元件162、第二发光元件164与第三发光元件166。
第一发光元件162可以是红色发光二极管，第二发光元件164可以是绿色发光二极管，第三发光元件166可以是蓝色发光二极管。另外，可以利用柔性封装(Thin FilmEncapsulation,TFE)，来将第一发光元件162、第二发光元件164与第三发光元件166进行封装，而使显示元件层160具有可弯折的性质。
另外，请继续参照图3A～图3E、以及图3F～图3G，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板104的制作的过程。
在经过图3A～图3F的步骤之后，如图3G所示，还可以于显示元件层160上，依序形成光学胶层170与盖透镜层180。至此，完成柔性元件阵列基板104的制作。
也就是说，请参照图3G，此实施例的柔性元件阵列基板104还可包括：光学胶层170，设置于显示元件层160上；以及盖透镜层180，设置于光学胶层170上。利用光学胶层170与盖透镜层180，可进一步提升显示元件层160的光学性质，并优化显示元件层160的显示效果。
请参照图3H，在完成柔性元件阵列基板104的制作之后，可进一步进行剥离动作S。通过剥离界面F(如图3G所示)，而分离一部分的第一层122与基板110。需注意的是，此剥离动作S也可以在完成如图3E所示的柔性元件阵列基板101的制作之后进行；或是，此剥离动作S也可以在完成如图3F所示的柔性元件阵列基板103的制作之后进行。
承上述，在本发明的实施例的柔性元件阵列基板100、101、102、103、104的制造方法中，在基板110(例如是玻璃基板)上设置含金属层120。经由对于基板110与含金属层120之间的界面进行热制程H，而形成：第一层122(具有高氧化价数的第一金属氧化物122A)、与第二层124(具有低氧化价数的第二金属氧化物122B)。
由于第一金属氧化物122A是高氧化价数的金属氧化物，所以，其内聚力较低，而在第一层122中形成剥离界面F。通过此剥离界面F，而能够容易地使第一层122进行层间分离。如此一来，能够容易地分离一部分的第一层122与基板110，而可减少柔性元件阵列基板100、101、102、103、104中的膜层受到剥离应力的影响，可减少膜层的碎裂。
图4A是含金属层的金属为钼时，自然氧化的钼金属的表面的X射线光电子能谱图。图4B是含金属层的金属为钼时，位于剥离界面的上方的含金属层的一部分的第一层的X射线光电子能谱图。图4C是含金属层的金属为钼时，位于剥离界面的下方的含金属层的一部分的第一层的X射线光电子能谱图。在图4A～图4C中，横轴为结合能(eV)，纵轴为计数值/秒。
请同时参照3B与图4A，当含金属层120的金属是钼金属(Mo)，具有零价钼(Mo)时，钼金属的表面会自然氧化。如图4A中的波峰Mo3d3(MoO3)、波峰Mo3d5(MoO3)所示，可看出，自然氧化的钼金属表面的组成是以MoO3为主。另外，如图4A中的波峰Mo3d3(Mo-Mo)、波峰Mo3d5(Mo-Mo)所示，可看出，自然氧化的钼金属表面的组成还具有钼金属。并且，如图4A中的波峰Mo3d3(MoO2)、波峰Mo3d5(MoO2)所示，可看出，自然氧化的钼金属表面的组成还具有MoO2。
经过计算，波峰Mo3d5(Mo-Mo)、波峰Mo3d5(MoO2)、与波峰Mo3d5(MoO3)彼此之间的原子数百分比为28.3％：15.1％：56.6％。
请同时参照图3G～图3H与图4B，对于位于剥离界面F的上方的含金属层120的一部分的第一层122，进行X射线光电子能谱分析，可得到如图4B所示的X射线光电子能谱图。
如图4B中的波峰Mo3d3(MoO2)、波峰Mo3d5(MoO2)所示，可看出，位于剥离界面F的上方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成是以MoO2为主。另外，如图4B中的波峰Mo3d3(Mo-Mo)、波峰Mo3d5(Mo-Mo)所示，可看出，位于剥离界面F的上方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成还具有钼金属。
经过计算，波峰Mo3d5(Mo-Mo)与波峰Mo3d5(MoO2)彼此之间的原子数百分比为73.2％：26.8％。也就是说，位于剥离界面F的上方的含金属层120的一部分的第一层122，其组成是：氧化价数为零的金属、以及低氧化价数的金属氧化物。
请同时参照图3G～图3H与图4C，对于位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，进行X射线光电子能谱分析，可得到如图4C所示的X射线光电子能谱图。
如图4C中的波峰Mo3d3(MoO3)、波峰Mo3d5(MoO3)所示，可看出，位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成是以MoO3为主。另外，如图4C中的波峰Mo3d3(MoO2)、波峰Mo3d5(MoO2)所示，还可看出，位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成还具有MoO2。再者，如图4C中的波峰Mo3d3(Mo-Mo)、波峰Mo3d5(Mo-Mo)所示，还可看出，位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成还具有极少量的钼金属。
经过计算，波峰Mo3d5(Mo-Mo)、波峰Mo3d5(MoO2)、与波峰Mo3d5(MoO3)彼此之间的原子数百分比为0.6％：24.6％：74.8％。也就是说，位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，其组成是：高氧化价数的金属氧化物。
从上述的图3B与图4A、图3G～图3H与图4B、图3G～图3H与图4C的内容可知，以钼金属为例，相较于自然氧化的钼金属表面(组成以MoO3为主)，在进行了热制程H(如图3D所示)之后，含金属层120中会形成具有不同氧化价数的钼氧化物，进而，在含金属层120中形成剥离界面F。
从图4B可知，位于剥离界面F的上方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成是以MoO2为主(低氧化价数的金属氧化物)；并且，从图4C可知，位于剥离界面F的下方的含金属层120的一部分的第一层122，其表面的组成是以MoO3为主(高氧化价数的金属氧化物)。
以上的图4A～图4C仅是以钼作为含金属层120的材料为例，而进行说明。在使用其他的过渡金属(钒、铌、钽、钨、铼、铬)作为含金属层120的情况下，也可进行上述X射线光电子能谱的分析，以得知含金属层120中的各膜层的金属氧化物的组成状态。
图5绘示了本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的电子元件层的阀值电压的改变(Vth shift)随着受压时间(Stress time)而变化的曲线图、以及现有的使用柔性基底的柔性元件阵列基板的电子元件层的阀值电压的改变随着受压时间而变化的曲线图。在图5中，纵轴为阀值电压的改变，横轴为受压时间(秒,sec)。
请参照图5，在温度为60℃，栅极电压V gate与漏极电压V drain都为-20V的条件下，在0sec、10sec、100sec、300sec与1000sec，各量测一次“栅极电压对漏极电流(Id-Vg)之特性曲线”。可看出，在本发明的实施例的柔性元件阵列基板中，电子元件层具有稳定的阀值电压。
相较于本发明的实施例，现有的使用了柔性基底(如，聚酰亚胺PI)的柔性元件阵列基板中，电子元件层的阀值电压会随着受压时间而剧烈变化，具有不稳定的阀值电压。
由此可看出，在本发明实施例的柔性元件阵列基板中，电子元件层的主动元件(如薄膜晶体管TFT)的经受压测试后的电性表现，优于在现有的使用柔性基底(如，聚酰亚胺PI)的柔性元件阵列基板中，电子元件层的主动元件(如薄膜晶体管TFT)的经受压测试后的电性表现。
图6A～图6J是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的制作方法的步骤流程示意图。请参照图6A，首先，提供基板110。基板110可以是玻璃基板、或是沉积有氧化物层的非玻璃基板。如上所述，基板110可提供氧原子，以使得后续的含金属层120的金属能够与氧原子进行氧化作用。
请参照图6B，于基板110上形成含金属层120。含金属层120的金属可以是：具有多重氧化态过渡金属。在一实施例中，含金属层120的金属可以是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。
在一实施例中，含金属层120的金属可以是钼氧化物(MoO)，具有二价钼(Mo2+)；在另一实施例中，含金属层120的金属也可以是钼金属，具有零价钼(Mo)。也就是说，含金属层120可以包含：氧化价数为零的金属、或是，氧化价数为零的金属与具有低氧化价数的金属的金属氧化物的组合。
请参照图6C，可于含金属层120上形成阻绝层140。阻绝层140可以使用氮氧化物的无机层堆叠。阻绝层140可以避免：位于下方的含金属层120，对于后续在上方形成的其他膜层，造成电性上的影响。
请参照图6D，可注意到，在此实施例中，在形成如图6E所示的电子元件层130的步骤之前，先进行一快速热退火制程V。通过此快速热退火制程V，可以除去各膜层中的氢，有利于提升后续制作的电子元件层130的电子特性。
请参照图6E，可注意到，在此实施例中，热制程H是在形成电子元件层130的步骤中执行。此电子元件层130例如可以是低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)薄膜晶体管的元件层。也就是说，利用形成电子元件层130时本身的加热步骤，同时对于含金属层120进行加热。
如此一来，可使含金属层120与来自基板110的氧原子进行氧化反应，而形成第一层122与第二层124。第一层122位于靠近基板110的一侧。第一层含有第一金属氧化物122A，以在第一层122中形成剥离界面F。第二层124位于远离基板110的一侧。第二层124含有第二金属氧化物124A。第二金属氧化物124A中的金属的氧化价数，小于第一金属氧化物122A中的金属的氧化价数。至此，可制作如图6E所示的柔性元件阵列基板101。
同样地，热制程H的温度范围可以是350℃到650℃。在另一实施例中，热制程H的温度范围也可以是500℃到650℃。在图6A～图6E的实施例中，可以节省热制程H的实施步骤，进一步简化柔性元件阵列基板101的制作过程。
另外，请参照图6A～图6E、以及图6F，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板103的制作的过程。
在经过图6A～图6E的步骤之后，如图6F所示，还可以于电子元件层130上，形成显示元件层160。显示元件层160可包括：彼此相邻设置的第一发光元件162、第二发光元件164与第三发光元件166。至此，完成柔性元件阵列基板103的制作。关于显示元件层160的技术内容，已记载于上述图3F的相关段落，在此不予以重述。
另外，请参照图3A～图3E、以及图3F～图3G，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板104的制作的过程。
在经过图6A～图6F的步骤之后，如图6G所示，还可以于显示元件层160上，依序形成光学胶层170与盖透镜层180。至此，完成柔性元件阵列基板104的制作。关于光学胶层170与盖透镜层180的技术内容，已记载于上述图3G的相关段落，在此不予以重述。
请参照图6H，在完成柔性元件阵列基板104的制作之后，可进一步进行剥离动作S。通过剥离界面F(如图6G所示)，而分离一部分的第一层122与基板110。需注意的是，此剥离动作S也可以在完成如图6E所示的柔性元件阵列基板101的制作之后进行；或是，此剥离动作S也可以在完成如图6F所示的柔性元件阵列基板103的制作之后进行。
另外，请参照图6A～图6H、以及图6I，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板105的制作的过程。
在经过图6A～图6H的步骤之后，请参照图6I，更进行了一图案化制程，以至少于柔性元件阵列基板105的弯折区BA，留下第二层124的图案。该图案化制程可以是微影步骤搭配蚀刻步骤。在弯折区BA设置第二层124的图案(金属)，可以加强柔性元件阵列基板105的弯折区BA的弯曲韧性。
另外，请参照图6J，以了解本发明的实施例的柔性元件阵列基板106的制作的过程。如图6H所示，还可以于第二层124的图案上，形成增厚图案层190。此处，可将第二层124的图案作为电镀种子层(seed layer)，利用电镀法，在针对需要结构性保护或电磁屏蔽保护的区域，进行局部的金属层的增厚，来形成增厚图案层190。此增厚图案层190的厚度例如是1～1000μm，常用的厚度是小于100μm，例如，可利用铜做为电镀金属，形成40μm的铜的增厚图案层190。
图7A～图7E是本发明的实施例的含金属层的剖面结构的示意图。在图7A～图7E的实施例中，一并绘示了基板110、电子元件层130以及阻绝层140，以利于理解含金属层120在膜层结构中的构成。
请参照图7A～图7E，含金属层120的总厚度可为5nm～2000nm，常用的厚度是100nm～1000nm。
在一实施例中，含金属层120可包括单层结构，也就是只具有单一膜层M1。含金属层120可以是具有单一膜层M1的钼、钒、铌、钽、钨、铼、或铬的金属层。在一实施例中，请参照图7A，含金属层120可以是具有单一膜层M1的钼(Mo)的金属层。
请参照图7B～图7E，在一实施例中，含金属层120可包括多层结构。
请参照图7B，含金属层120具有两层的膜层M1、M2，其中，与基板110接触的膜层M1可采用钼、钒、铌、钽、钨、铼、或铬的金属层；而另一膜层M2可根据应力需求进行不同金属的搭配，例如，可采用铝的金属层。铝为不与钼互溶的金属，并且，利用钼的膜层M1与铝的膜层M2之间的热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion，CTE)的差异，可调整含金属层120的膜层结构的内应力。
请参照图7C，含金属层120具有三层的膜层M1、M2、M3，其中，M1/M2/M3的金属材料，可构成为Mo/Al/Mo的多层结构。
请参照图7D，含金属层120具有四层的膜层M1、M2、M3、M4，其中，M1/M2/M3/M4的金属材料，可构成为Mo/Al/Mo/Al的多层结构。
请参照图7E，含金属层120具有五层的膜层M1、M2、M3、M4、M5，其中，M1/M2/M3/M4/M5的金属材料，可构成为Mo/Al/Mo/Al/Mo的多层结构。另外，关于膜层M5的金属，可选择热膨胀系数搭配阻绝层140的金属。
另外，关于金属材料的种类，可选择能够用湿蚀刻、或干蚀刻进行操作的金属，如此，有利于后续的图案化制程。适合湿蚀刻的金属例如为钼、铬、铝、铌、钕。适合干蚀刻的金属例如为钛。
承上述，利用图7B～图7E的具有多层结构的含金属层120，可减低镀膜的应力，让整体的含金属层120的厚度增厚，并可抑制膜层M1～M5中的异物所造成的破损。
图8A～图8B是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。可进一步对于经过图3H或图6H的剥离动作S之后所得到的柔性元件阵列基板104的含金属层120(第一层122)进行处理，即可得到如图8A所示的柔性元件阵列基板201、或图8B所示的柔性元件阵列基板202。
详细而言，请先参照图8A，此实施例的柔性元件阵列基板201具有：显示区AA、与位于显示区AA的一侧的弯折区BA。柔性元件阵列基板201包括：第一膜层240、含金属层224以及电子元件层230。含金属层224设置在第一膜层240的第一面242，且含金属层224至少位于弯折区BA。电子元件层230设置在第一膜层240的第二面244，第二面244与第一面242彼此相对。
请参照图8A，第一膜层240可以是阻绝层(barrier layer)，使得含金属层224与电子元件层230之间并不会电性连接。含金属层224可用以提高柔性元件阵列基板201的韧性及挠曲性。
在此实施例中，柔性元件阵列基板201还可包括：显示元件层260，设置于电子元件层230上。显示元件层260包括：彼此相邻设置的第一发光元件262、第二发光元件264与第三发光元件266。第一发光元件262可以是红色发光二极管，第二发光元件264可以是绿色发光二极管，第三发光元件266可以是蓝色发光二极管。另外，可以利用柔性封装(Thin FilmEncapsulation,TFE)，来将第一发光元件262、第二发光元件264与第三发光元件266进行封装，而使显示元件层260具有可弯折的性质。
另外，在此实施例中，柔性元件阵列基板201还可包括：光学胶层270，设置于显示元件层260上；以及盖透镜层280，设置于光学胶层270上。利用光学胶层270与盖透镜层280，可进一步提升显示元件层260的光学性质，并优化显示元件层260的显示效果。
请参照图8A，含金属层224可包括：彼此连接的第一部分224A与第二部分224B。第一部分224A设置于显示区AA中。第二部分224B设置于弯折区BA中。
另外，请参照图8B，在此实施例的柔性元件阵列基板202中，含金属层224可包括：彼此分离的第一部分224A与第二部分224B。第一部分224A设置于显示区AA中。第二部分224B设置于弯折区BA中。在此实施例中，将含金属层224进行分段处理，如此，第二部分224B可作为扇出走线(fan-out wiring)而发挥功能。
图9A～图9B是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。请参照图9A，此实施例的柔性元件阵列基板201A，是在图8A的柔性元件阵列基板201的基础上，更包括：增厚图案层290，设置于含金属层224上。
请参照图9B，此实施例的柔性元件阵列基板202A，是在图8B的柔性元件阵列基板的基础202上，更包括：增厚图案层290，设置于该含金属层224的第一部分224A上。
在图9A与图9B的实施例中，可将含金属层224的图案作为电镀种子层(seedlayer)。并且，利用电镀法，在针对需要结构性保护或电磁屏蔽保护的区域，进行局部的金属层的增厚，来形成增厚图案层290。此增厚图案层290的厚度例如是1～1000μm，常用的厚度是小于100μm，例如，可利用铜做为电镀金属，形成40μm的铜的增厚图案层290。
图10A～图10C是本发明的实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。请参照图10A，在此实施例的柔性元件阵列基板203中，第一膜层240包括：弯折部240A。含金属层224设置于弯折部240A上。还可在位于弯折部240A的含金属层224上，进一步设置增厚图案层290。图10A的柔性元件阵列基板203，绘示的是未弯折的状态。
请参照图10B与图10C，可知，弯折部240A的弯折方向，与第一发光元件262、第二发光元件264和第三发光元件266的出光方向LR、LG、LB相反。
请参照图10B，在此实施例的柔性元件阵列基板204中，第一发光元件262、第二发光元件264和第三发光元件266的出光方向LR、LG、LB是朝向图10B的下方，并且，弯折部240A是往图10B的上方进行弯折。
请参照图10C，在此实施例的柔性元件阵列基板205中，第一发光元件262、第二发光元件264和第三发光元件266的出光方向LR、LG、LB是朝向图10C的上方，并且，弯折部240A是往图10C的下方进行弯折。
请再参照图10B与图10C，在进行弯折之后，进一步在弯折部240A的含金属层224上，设置增厚图案层290，以作为在弯折部240A的位置的保护结构或电磁屏蔽结构。在进行第一膜层240的弯折之后，再以电镀方法等进行增厚图案层290的设置，如此，并不会改变第一膜层240的中性轴，有利于整体结构的稳定性。
图11是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。请参照图11，在此实施例的柔性元件阵列基板206中，含金属层224的图案，对应于第一发光元件262、第二发光元件264与第三发光元件266之间的间隔D而设置。如此一来，在柔性元件阵列基板206中，能够提高第一发光元件262、第二发光元件264与第三发光元件266所发出的光的光穿透性，并且，能够提升整体结构的强度。
图12A是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。图12B是图12A的柔性元件阵列基板的底面示意图。请参照图12A，此实施例的柔性元件阵列基板207，是在图11的柔性元件阵列基板206的基础上，更包括：增厚图案层290，设置在含金属层224的图案上。
同样地，在图12A与图12B的实施例中，可将含金属层224的图案作为电镀种子层(seed layer)。并且，利用电镀法，在针对需要结构性保护或电磁屏蔽保护的区域，进行局部的金属层的增厚，来形成增厚图案层290。此增厚图案层290的厚度例如是1～1000μm，常用的厚度是小于100μm，例如，可利用铜做为电镀金属，形成40μm的铜的增厚图案层290。
图13是本发明的一实施例的柔性元件阵列基板的剖面示意图。请参照图13，此实施例的柔性元件阵列基板208除了第一膜层252、含金属层224、电子元件层(未绘示)、显示元件层260(含有第一发光元件262、第二发光元件264与第三发光元件266)、光学胶层270与盖透镜层280之外，还包括：第二膜层254，承载显示元件层260；彩色滤光图案层300，对应于显示元件层260而设置，彩色滤光图案层300包括：彼此相邻设置的第一滤光图案310、第二滤光图案320与第三滤光图案330；以及增厚图案层290，设置在位于第一膜层252的弯折部252A的含金属层224上；其中，彩色滤光图案层300位于第一膜层252与第二膜层254之间，第一膜层252与该第二膜层254为柔性基底。
此实施例的柔性元件阵列基板208可具有双层的柔性基底，柔性基底可使用聚酰亚胺(polyimide,PI)基底。并且，在弯折部252A设置含金属层224，且以含金属层224作为电镀种子层，来进行增厚图案层290的制作。
综上所述，本发明的柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法，经由热制程，在基板与含金属层的金属之间，形成了具有高氧化价数的金属氧化层的膜层。在此膜层中，由于金属氧化物的内聚力较弱，而形成剥离界面。通过此剥离界面，可容易地分离一部分的第一层与基板，而可轻松地将含金属层的第二层及其上方的电子元件层一起取下。如此，能够提高柔性元件阵列基板的制作良率，且得到具有良好的韧性的柔性元件阵列基板。
再者，本发明的柔性元件阵列基板以及柔性元件阵列基板的制作方法，可以对经过剥离动作之后的含金属层进行进一步的处理(例如图案化制程、增厚制程等)，进而，能够提升柔性元件阵列基板的光穿透强度、保护性、韧性及挠曲性。并且，能够针对需要结构性保护或电磁屏蔽保护的区域，进行局部的金属层的增厚。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (36)

1.一种柔性元件阵列基板，其特征在于，包括：
一基板；
一含金属层，设置于该基板上，该含金属层包括：
一第一层，位于靠近该基板的一侧，该第一层含有第一金属氧化物，以在该第一层中形成一剥离界面；及
一第二层，位于远离该基板的一侧，该第二层含有第二金属氧化物，其中，该第二金属氧化物中的金属的氧化价数，小于该第一金属氧化物中的金属的氧化价数；以及
一电子元件层，设置于该含金属层的上方。
2.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，
该含金属层的金属是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。
3.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，
该含金属层包括：单层结构。
4.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，
该含金属层包括：多层结构。
5.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，
该第二层含有氧化价数为零的金属。
6.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一阻绝层，设置于该含金属层与该电子元件层之间。
7.如权利要求6所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一柔性层，设置于该阻绝层与该含金属层之间。
8.如权利要求1所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一显示元件层，设置于该电子元件层上，
该显示元件层包括：彼此相邻设置的一第一发光元件、一第二发光元件与一第三发光元件。
9.如权利要求8所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一光学胶层，设置于该显示元件层上；以及
一盖透镜层，设置于该光学胶层上。
10.一种柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供一基板；
于该基板上形成一含金属层；
提供一热制程，使该含金属层形成一第一层与一第二层，该第一层位于靠近该基板的一侧，该第一层含有第一金属氧化物，以在该第一层中形成一剥离界面，该第二层位于远离该基板的一侧，该第二层含有第二金属氧化物，其中，该第二金属氧化物中的金属的氧化价数，小于该第一金属氧化物中的金属的氧化价数；
于该含金属层的上方形成一电子元件层；以及
进行一剥离动作，通过该剥离界面，而分离一部分的该第一层与该基板。
11.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该含金属层的金属是选自于：钼、钒、铌、钽、钨、铼、铬及其组合。
12.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该含金属层包括：单层结构。
13.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该含金属层包括：多层结构。
14.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该第二层含有氧化价数为零的金属。
15.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，更包括：
于该含金属层与该电子元件层之间，形成一阻绝层。
16.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，更包括：
于该电子元件层上，形成一显示元件层，
该显示元件层包括：彼此相邻设置的一第一发光元件、一第二发光元件与一第三发光元件。
17.如权利要求16所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，更包括：
于该显示元件层上，依序形成一光学胶层与一盖透镜层。
18.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该热制程的温度范围是350℃到650℃。
19.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该热制程的温度范围是500℃到650℃。
20.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该热制程是在形成该电子元件层的步骤之前执行。
21.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
该热制程是在形成该电子元件层的步骤中执行。
22.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，
在形成该电子元件层的步骤之前，更包括进行一快速热退火制程。
23.如权利要求10所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，更包括：
进行一图案化制程，以至少于该柔性元件阵列基板的弯折区留下该第二层的图案。
24.如权利要求23所述的柔性元件阵列基板的制作方法，其特征在于，更包括：
于该第二层的图案上，形成一增厚图案层。
25.一种柔性元件阵列基板，具有一显示区、与位于该显示区的一侧的一弯折区，其特征在于，该柔性元件阵列基板包括：
一第一膜层；
一含金属层，设置在该第一膜层的一第一面，且该含金属层至少位于该弯折区；以及
一电子元件层，设置在该第一膜层的一第二面，该第二面与该第一面彼此相对。
26.如权利要求25所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一显示元件层，设置于该电子元件层上，
该显示元件层包括：彼此相邻设置的一第一发光元件、一第二发光元件与一第三发光元件。
27.如权利要求26所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一光学胶层，设置于该显示元件层上；以及
一盖透镜层，设置于该光学胶层上。
28.如权利要求25所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，该含金属层包括：
彼此连接的一第一部分与一第二部分，
该第一部分设置于该显示区中，
该第二部分设置于该弯折区中。
29.如权利要求28所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一增厚图案层，设置于该含金属层上。
30.如权利要求25所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，该含金属层包括：
彼此分离的一第一部分与一第二部分，
该第一部分设置于该显示区中，
该第二部分设置于该弯折区中。
31.如权利要求30所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一增厚图案层，设置于该含金属层的该第一部分上。
32.如权利要求26所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，该第一膜层包括：一弯折部，
该含金属层设置于该弯折部上；
该弯折部的弯折方向，与该第一发光元件、该第二发光元件和该第三发光元件的出光方向相反。
33.如权利要求32所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一增厚图案层，设置在位于该弯折部的该含金属层上。
34.如权利要求26所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，
该含金属层的图案，对应于该第一发光元件、该第二发光元件与该第三发光元件之间的间隔而设置。
35.如权利要求34所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一增厚图案层，设置在该含金属层的图案上。
36.如权利要求26所述的柔性元件阵列基板，其特征在于，更包括：
一第二膜层，承载该显示元件层；
一彩色滤光图案层，对应于该显示元件层而设置，该彩色滤光图案层包括：彼此相邻设置的一第一滤光图案、一第二滤光图案与一第三滤光图案；以及
一增厚图案层，设置在位于该第一膜层的弯折部的该含金属层上；
其中，该彩色滤光图案层位于该第一膜层与该第二膜层之间，
该第一膜层与该第二膜层为柔性基底。
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