[发明专利]柔性电子基板

说明书

技术领域

本发明涉及柔性电子基板(EFS)，例如用于支持柔性显示器、印刷电池、光伏装置、热电装置、光电子装置、电子装置、微波装置或RF装置的FES。

背景技术

显示器装置、电子装置、光电子装置、微波装置、RF装置和电气装置通常被安装或印刷在如下基板上：所述基板提供支持、布置电源和信号供应，并且进行操作以从装置去除热。柔性电子基板被构造在柔性材料基部上，柔性材料基部通常是聚合物膜或金属箔。柔性电子基板(FES)也称为柔性电路或柔性PCB、柔性印刷品或柔性电路。

聚合物膜是用于构造FES的最常见的材料，并且通常由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、或者各种含氟聚合物(FEP)和共聚物之一制成。

基于聚合物膜的柔性电子基板(FES)局限于支持产生低比热能的电子装置如柔性显示器、有机发光二极管(OLED)、键盘或光伏装置的应用。FES的应用的这些局限部分地归因于聚合物膜的低导热率(低于1W/mK)，这不允许从电子装置散热。局限也部分地归因于聚合物膜的低热、结构和尺寸稳定性。

许多聚合物材料的最大处理温度低于薄膜晶体管(TFT)制造所需要的温度，薄膜晶体管(TFT)制造所需要的温度可大于300℃。

对于温度严苛的应用，诸如工作在高温下的光伏装置或热电装置或者柔性显示器或光源如OLED(其中所产生的热对装置的寿命、光效率、颜色稳定性和可靠性具有不利影响)，提供具有较高导热率的FES是有益的。

对于RF和微波应用，FES包括具有高介电常数的介电材料以及具有接地金属层或金属屏蔽层会是有益的。

为了提供更高的处理和工作温度，以及为了改善热性能，柔性基板可以构造在金属箔，诸如钢箔、钛(Ti)箔或铝(Al)箔上，金属箔提供了高温度稳定性和散热。

如表1中的数字所示，在上面提及的用作FES的基部的金属之中，Al具有明显更高的导热率(高于150W/mK)，因此，Al有益于热管理。

材料导热率(W/mK)铝150-250钢15-25钛5-23聚酰亚胺0.4-0.8聚酯0.15-0.24

表1：用于柔性电子基板的材料的导热率

为了形成具有金属箔基部的FES，介电层被涂敷在金属箔表面上以将其与电路绝缘。为了保持基于金属的FES的热优势，具有无机介电层是有利的。可以借助于物理气相沉积(PVD)、或化学气相沉积(CVD)通过喷墨印刷或通过阳极化将介电层涂敷于金属表面。一些金属(例如，铝)的表面上的自然氧化层的存在能够对传统沉积涂层或印刷技术造成附着问题。阳极化工艺不存在相同的问题，这是因为阳极化涂层是通过基板自身的电化学氧化形成的。

美国专利4015987描述了一种用作用于电子应用的绝缘金属基板的阳极化非柔性的Al基板。US 4015987中所描述的工艺包括对铝基板进行阳极化并将铜箔层压到阳极化基板。接着进行光致抗蚀、蚀刻和电镀步骤。阳极化Al基板由于阳极化层的固有低柔性而尚未作为FES得到广泛应用。阳极化层还具有低热稳定性。这两种不足导致阳极化层中微裂缝的形成，这危害了层的介电强度。

本发明的目的是提供一种具有改进性能的柔性电子基板。