專利名稱：具有塑料基板的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如有源矩陣顯示裝置之類的電子裝置在塑料基板上的制造。
背景技術(shù)：
有源矩陣顯示器的最普遍形式是有源矩陣液晶顯示器(AMIXD)。AMIXD裝置通常在0.7 mm厚的大玻璃基板上制造。一個單元需要兩個板，從而完成的顯示器剛好超過1.4 mm厚。移動電話制造商和一些膝上型計算機制造商需要更薄和更輕的顯示器，并且完成的單元可以在HF (氫氟酸)溶液中變薄，通常薄到大約0.8 mm厚。移動電話制造商理論上想要使顯示器甚至更薄，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由此方法制造的0. 8 mm以下厚度的單元太脆弱。HF變薄沒有吸引力，是因為使用難以安全且經(jīng)濟地除掉的危險的化學(xué)品是浪費性的工藝。在蝕刻工藝期間由于玻璃的凹坑也存在一些產(chǎn)量損失。許多移動應(yīng)用想要使用可能基于最薄且最輕的玻璃或塑料的顯示器。人們已經(jīng)長期認識到輕的、結(jié)實的且薄的塑料AMIXD作為替換性方案的吸引力。 最近，對塑料顯示器的興趣已經(jīng)甚至更進一步地增大了，這部分地由于彩色AMIXD在移動電話和PDA中的使用增加。近來已經(jīng)存在關(guān)于塑料基板上的AMLCD和有機發(fā)光二極管 (OLED)顯示器的許多研究。盡管有此興趣，但仍然需要用于批量生產(chǎn)塑料顯示器的貌似合理的制造途徑。對于塑料基板上的薄膜晶體管(TFT)或顯示器的制造已經(jīng)報導(dǎo)了許多不同的方式。一種技術(shù)在WO 05/050754中描述，其中制造包括剛性載體基板和該剛性載體基板上方的塑料基板的基板配置。在塑料基板之上形成像素電路和顯示單元之后，從塑料基板釋放剛性載體基板。這基本上使得能夠采用常規(guī)的基板處理、加工和單元制造。為了從玻璃載體釋放塑料基板，經(jīng)常使用加熱方法。通過加熱玻璃和塑料基板，從玻璃載體釋放塑料基板和形成在該基板上的電子部件。存在各種方法使得塑料基板能夠與玻璃載體分離。在WO 05/0507M中提出的釋放工藝是激光剝離工藝。紫外線波長的激光用來使得塑料基板從下部載體剝離。已經(jīng)建議釋放工藝由于多光子過程(包括局部加熱)是光燒蝕工藝。對于此工藝建議的材料是聚酰亞胺，由于它的高溫穩(wěn)定性和UV能量的高吸收而選擇它。在使用加熱效應(yīng)將塑料基板從玻璃剝離時存在潛在問題。需要足夠的能量使得剝離能夠發(fā)生，但是不發(fā)生可能由熱膨脹效應(yīng)引起的對于塑料基板或形成在它上面的部件的損害。當使用激光剝離工藝時，UV光譜之內(nèi)的較高的波長是優(yōu)選的，因為較低的波長被玻璃基板吸收的更多，使得激光釋放不那么有效。例如，商業(yè)上可獲得的工作在308nm或 35 Inm的激光是優(yōu)選的。在這些較高的波長處，在塑料層中吸收的能量在統(tǒng)計上被分布，而不在塑料聚合物分子中完全熱化。這導(dǎo)致局部加熱效應(yīng)，這又能夠引起對塑料基板或安裝在其上的部件
4的損害。這還可以引起從載體的部分剝離或不良的剝離。EPLaR (通過激光釋放的塑料上的電子設(shè)備)工藝原則上能夠與各種不同的材料一起使用，但是對于EPLaR工藝的理想基板被認為是聚酰亞胺，但是這不適合用于大部分的 IXD顯示效應(yīng)。EPLaR工藝的示例使用以下步驟
從將聚酰亞胺旋涂在玻璃基板上開始。重要的是使用正確的具有低的熱膨脹系數(shù)的聚酰亞胺。典型地應(yīng)用ΙΟμπι的聚酰亞胺，但是可以使用3到25μπι范圍中的層或更多。此聚酰亞胺最終將形成柔性顯示器或電子設(shè)備的塑料基板。將氮化硅鈍化層沉積在聚酰亞胺上。標準的a-Si TFT建造。將電泳箔疊置在TFT陣列上并且制造互連。在此階段，在玻璃上獲得完全工作的電泳顯示器，在玻璃基板和TFT陣列之間具有薄的聚酰亞胺層。將聚酰亞胺的背面暴露于激光，激光能夠穿過玻璃但是在聚酰亞胺中被強烈吸收。這實際上意味著激光必須在300到410 nm的光譜范圍內(nèi)發(fā)出?？梢允褂镁哂?51 nm 波長的準分子激光器，但是也可以使用其它波長，諸如302 nm。激光在聚酰亞胺的薄層(可能數(shù)埃)之內(nèi)被強烈地吸收，該薄層被燒蝕。這在玻璃上留下非常薄的聚酰亞胺層(典型地 <15 nm)并且釋放了聚酰亞胺層的大部分。激光釋放的聚酰亞胺層將實際上為全部ΙΟμπι 厚度。用于EPLaR工藝的聚酰亞胺在機械強度、最大工藝溫度、穩(wěn)定性和對工藝化學(xué)品的抵抗性方面具有卓越的性質(zhì)。該裝置可以用于反射性的和發(fā)射性的顯示器，但是它具有黃色的著色。這對于其中光穿過基板的透射式的顯示器是不理想的。更為關(guān)鍵的是，聚酰亞胺具有由旋涂工藝引起的隨機的光學(xué)雙折射。這意味著聚酰亞胺基板不適合用于使用偏振光的任何顯示效應(yīng)，所述顯示效應(yīng)包括大部分的LCD效應(yīng)。申請人:已經(jīng)進行了利用作為基板的清透塑膠層(硅樹脂、BCB和聚對二甲苯)和下部吸收層(諸如a-Si)的各實驗。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些清透的塑料具有低強度并且在激光釋放時分解。此外，在a-Si或LTPS TFT以及可能某些工藝化學(xué)品的標準工藝溫度方面困難仍待解決。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造薄膜電子裝置的方法，該方法包括 向剛性載體基板直接施加第一塑料涂層；
在第一塑料涂層之上形成薄膜電子元件； 在所述薄膜電子元件之上施加第二塑料涂層；
在第二塑料涂層之上形成電極，每個電極與至少一個相關(guān)的電子元件一起形成電路， 并且所述電極包括由第二塑料涂層隔開的、直接位于所述相關(guān)的電子元件之上的部分；以及
通過激光釋放工藝將剛性載體基板從第一塑料涂層釋放。此方法使得傳統(tǒng)的材料能夠用作電子元件(例如，薄膜晶體管)制造的基礎(chǔ)。第二塑料涂層能夠形成已知的場屏蔽像素(FSP)技術(shù)的一部分。
在第一塑料涂層上進行電子元件制造的高溫工藝步驟，并且其也在釋放工藝期間提供強度。本發(fā)明可用于形成僅僅具有塑料基板的裝置，或裝置能夠具有一個玻璃面和一個塑料面。施加第一塑料涂層可以包括 施加第一塑料層；
在所述第一塑料層之上形成金屬圖案，所述金屬圖案具有與隨后形成薄膜電子元件的位置對準的各圖案部分；以及
在金屬圖案之上施加第二塑料層。這提供了嵌入在塑料層之間的金屬結(jié)構(gòu)。通過將各金屬部分與電子元件對準，它們能夠提供與電子元件對準的掩蔽功能。例如，能夠使用金屬圖案作為掩模蝕刻第一塑料層(例如通過等離子體蝕刻工藝)，從而形成與薄膜電子元件對準的各第一塑料層部分。如果本發(fā)明用來形成IXD顯示器，則用這種方式從像素區(qū)域去掉塑料。這意味著可以使用雙折射塑料，諸如聚酰亞胺。留下聚酰亞胺作為顯示區(qū)域下面的柵格，但是它也可以被留下作為邊緣互連區(qū)域下面的連續(xù)層，以便提供機械支撐。在等離子體蝕刻期間沒有施加機械力，因此第二塑料涂層的強度是足夠的。在蝕刻第一塑料涂層之后，可以將偏振器疊置到該陣列上以完成單元制造。該方法可以包括在第一塑料層部分之間的空間中提供濾色器部分。這在單個有源板上提供了濾色器對準?？梢栽跒V色器部分之上提供密封層。代替形成塑料部分，在釋放剛性載體基板之后，可以完全去掉第一塑料涂層。第一塑料涂層可以包括聚酰亞胺。在形成薄膜電子元件之前可以在第一塑料涂層之上形成鈍化層。這為電子元件制造步驟提供了合適的表面。鈍化層可以包括氮化硅。第二塑料涂層優(yōu)選地是沒有雙折射的清透塑料，并且具有1到10 μ m的厚度。這能夠用作FSP像素中的場屏蔽層，在這種情況下薄膜電子元件包括場屏蔽像素薄膜晶體管。該方法可以是用于制造有源矩陣顯示裝置的方法，其中 形成薄膜電子元件包括在該塑料基板之上形成像素電路的陣列，
以及其中該方法還包括在將剛性載體基板從第一塑料涂層釋放之前在該像素電路的陣列之上形成顯示層。該方法還可以包括制造第二基板配置，以及其中在像素電路的陣列之上形成顯示層包括安裝第一和第二基板配置，使電光材料夾于其間，該有源矩陣顯示裝置由此包括其間夾有電光材料的第一和第二基板。這提供了一種用于制造顯示器的方法。制造第二基板可以包括向剛性載體基板施加塑料涂層以及在安裝第一和第二基板配置之后通過激光釋放工藝將剛性載體基板從塑料涂層釋放。本發(fā)明還提供了一種薄膜電子裝置，包括
支撐結(jié)構(gòu)，其包括塑料部分，每個塑料部分下面具有金屬涂層部分，并且塑料部分之間的空間被填充；
在該支撐結(jié)構(gòu)之上的鈍化層，
在該鈍化層之上并且與塑料部分對準的薄膜電子元件； 在薄膜電子元件之上的塑料涂層；以及在塑料涂層之上的電極，每個電極與至少一個相關(guān)的薄膜電子元件一起形成電路，并且該電極包括由該塑料涂層隔開的、直接位于該相關(guān)的電子元件之上的部分。


現(xiàn)在將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例，其中
圖1 (a)和(b)示出了標準的TFT結(jié)構(gòu)和場屏蔽像素TFT的橫截面； 圖2 (a)和(b)示出了標準的TFT結(jié)構(gòu)和場屏蔽像素TFT結(jié)構(gòu)的平面圖布局； 圖3 (a)和3 (b)示出了常規(guī)的AMIXD結(jié)構(gòu)和“高孔徑”FSP AMIXD結(jié)構(gòu)。圖4 (a)到(q)示出了本發(fā)明的第一方法的工藝序列； 圖5示出了顯示器制造和互連工藝的宏觀圖6 (a)到6 (d)示出了在大的玻璃基板上制造的大量小的顯示器的玻璃劃割和單元填充序列；
圖7 (a)和7 (b)示出了用于TCP驅(qū)動器和COG驅(qū)動器的基板大小和位置； 圖8示出了反應(yīng)性離子蝕刻工藝如何能夠用于暴露顯示區(qū)域同時保護互連區(qū)域和驅(qū)動器箔；
圖9示出了本發(fā)明的裝置的第二實施例；和圖10 (a)到(ρ)示出了本發(fā)明的第二方法的工藝序列。在附圖標記用在權(quán)利要求中的情況下，這些附圖標記只不過是幫助理解本發(fā)明， 并且它們并非意在限制本發(fā)明。在工藝序列圖中，僅僅對于與工藝流程那部分有關(guān)的結(jié)構(gòu)部分給出附圖標記。很顯然，其它特征保持為與先前的工藝流程圖中相同。
具體實施例方式本發(fā)明提供了使得激光釋放(EPLaR)工藝(其基于場屏蔽像素AM IXD工藝)能夠被使用從而允許在標準的TFT工廠中制造柔性彩色LCD顯示器的制造方法。在詳細地說明本發(fā)明之前，將首先描述場屏蔽像素技術(shù)?？赡苡迷诔^90%的當前TFT IXD顯示模塊(膝上計算機、LC-TV、移動電話等)中的標準的TFT結(jié)構(gòu)在TFT之上具有比較薄的氮化硅鈍化層，在圖1 (a)的橫截面中顯示為 SiN2。圖1 (a)示出了具有SiN鈍化層的標準的TFT結(jié)構(gòu)的橫截面。圖1 (b)示出了具有厚的聚合物鈍化層的場屏蔽像素TFT的橫截面。在圖1 (a)中，玻璃基板被顯示為10，并且在該基板之上提供第一柵電介質(zhì)氮化硅層12。第二氮化硅層14用作鈍化層。ITO像素電極被顯示為16，并且像素TFT被顯示為 18。圖1 (b)的不同之處在于第二氮化硅層14被聚合物電介質(zhì)層20替代。氮化硅(SiN)具有良好的電介質(zhì)和鈍化性質(zhì)，但是沉積比0. 5μπι厚度更厚的SiN 層是不實際的，并且通常使用0.1到0.4 μ m。SiN具有6. 4的介電常數(shù)。薄層與適度高的介電常數(shù)的組合意味著使用SiN作為電介質(zhì)的任何導(dǎo)電層具有比較高的電容。這樣的效果是ITO像素不能被允許覆蓋金屬列或TFT。施加于列的電壓每個線尋址時間都改變，并且如果ITO像素位于列上方，則電容耦合能夠改變像素上的電壓，引起垂直串擾。
如果像素位于TFT上方，則它能夠充當頂柵，以在TFT本應(yīng)該處于它的截止狀態(tài)時使該TFT部分地導(dǎo)通，這再次引起垂直串擾。ITO能夠位于行的上方，因為這在每個幀時間僅僅改變一次電壓，緊接在該線被再尋址之前。這對圖像質(zhì)量沒有可感知的影響。顯示器中的IXD材料僅僅響應(yīng)由像素上的電壓引起的場，并且它在沒有ITO像素的區(qū)域中不會切換。對在標準的TFT結(jié)構(gòu)中像素能夠位于何處的限制限制了 LCD顯示器的有效光學(xué)孔徑，如圖2 (a)所示。圖2 (a)示出了標準的TFT結(jié)構(gòu)的布局，ITO像素16中沒有一個覆蓋列或TFT。 IXD僅僅在ITO像素16上方的區(qū)域中切換。行線被顯示為22并且列線被顯示為24，并且像素電極16和TFT之間的接觸借助于接觸孔26。圖2 (b)示出了場屏蔽像素TFT結(jié)構(gòu)的布局，ITO像素電極在列和TFT上方。ITO 像素比在圖2 (a)所示的標準結(jié)構(gòu)中覆蓋更大的區(qū)域。特別是，與TFT —起形成電路的ITO 像素電極直接位于相關(guān)的TFT之上，具體地，位于柵和它的溝道之上。使用圖1 (b)中的橫截面所示的場屏蔽像素(FSP)結(jié)構(gòu)，增大了像素的有效光學(xué)孔徑。在這種情況下，較厚的聚合物層替換標準的TFT結(jié)構(gòu)的薄的氮化硅鈍化層。聚合物層通常是2或3 μ m厚，并且典型地具有3的介電常數(shù)。這意味著存在因子為10的厚度增大 (從0.3 μπι到3 μ m)，以及因子為2的介電常數(shù)的減小。這以20的因子減小了電容。這足夠低從而允許ITO像素16覆蓋列和TFT，而不會由與列的電容耦合或由TFT的背溝道的接通引起垂直串擾。鈍化層聚合物明顯必須是高透射的并且沒有雙折射，因為它位于光通過LCD的光路中。BCB (苯并環(huán)丁烯)通常用作FSP結(jié)構(gòu)中的聚合物，但是它非常昂貴，并且原則上也可以使用能夠被液體鑄塑的其它清透的塑料。移動應(yīng)用需要薄的顯示器。TFT通常在0. 7 mm厚的玻璃基板上制造，并且制造標準的IXD需要兩個基板。這使得AMIXD至少1.4 mm厚，加上偏振器和光學(xué)增強膜。這對于移動電話應(yīng)用來說太厚了，因此通常通過HF蝕刻將顯示器變薄，直到在偏振器附著之前兩個基板均是0.3 mm厚。這是非常浪費且污染的工藝，并且顯示器仍然是0.6 mm厚。制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果他們試圖使它們進一步變薄，則顯示器易于斷裂。實現(xiàn)高光學(xué)孔徑的AMLCD也存在困難。存在兩種不同形式的用在AMLCD制造中的圖案對準。第一種是光刻對準，其用來在基板上建立不同金屬、電介質(zhì)和半導(dǎo)體層的圖案。 該技術(shù)是高精確的，并且對于AMIXD制造來說，它通常被提到在大小可以達到2 χ 2 m大的基板上具有大約2 μ m的對準精度。事實上，對準精度通常好于1 μ m。第二種對準是板-板耦合。這將LC單元的兩面一起對準。對于AMIXD，在一個板上將典型地是有源矩陣陣列，并且在另一個板上是濾色器、黑色掩模和ΙΤ0，如圖3 (a)所示。這示出了穿過像素的中間的橫截面，并且示出了有源板30和無源板32。在圖3 (a)中，L1是列和像素之間的間隙，其必須大于大約1 μ m以防止過多的電容交叉耦合。L2 是黑色掩模34和ITO像素之間的交疊。L1等于最小間隙尺寸加上最大光刻失準值。L2是兩個板之間的最大失準值。板-板對準公差比光刻對準大得多。在接觸期間以及在正在固化密封線的同時還可能存在一些移動，因此板-板耦合的精度接近于 ο μ m。對于高質(zhì)量的顯示器而言，關(guān)鍵的是光只能夠穿過像素ΙΤ0，其中光被調(diào)制以給出期望的光透射級別。任何可以繞過像素并且到達觀察者的光將降低對比率，并且意味著黑狀態(tài)沒有如它應(yīng)該的那樣黑。這降低了顯示器性能。因此黑色掩模必須足夠大以適應(yīng)板之間的對準的變化，這減小了光學(xué)孔徑。黑色掩模越大，光學(xué)孔徑越小，這意味著必須使用更多的功率從而使光達到必要的亮度。圖3 (b)示出了對于“高孔徑”的FSP AMIXD的有源和無源板的對準。L是黑色掩模和ITO像素之間的交疊。它等于兩個板之間的最大失準值。因而，F(xiàn)SP結(jié)構(gòu)增大了光學(xué)孔徑，特別是對于小的像素而言。將光學(xué)孔徑最大化對于最大化顯示器的亮度以及降低功耗是重要的，因此板-板耦合的精度可以事實上是限制這些參數(shù)的因素。提高光學(xué)孔徑的明顯的方式是將濾色器向有源板移動。對于玻璃基板來說，這能夠用兩種方式來完成。兩者都已經(jīng)在研究實驗室中演示過，但是沒有用在批量生產(chǎn)中。第一種方法是將濾色器放在TFT陣列之下。已經(jīng)報導(dǎo)這可以將15 “ XGA監(jiān)視器的光學(xué)孔徑從大約60%增大到80%。濾色器通常由1到2 μ m厚的被染色的聚合物制成，并且它們給出非常不均勻的輪廓。在這些不均勻的表面上加工TFT存在嚴重的實際困難，但是對于此工藝的真正問題是加工溫度。濾色器不準被加熱到大約150°C以上或者它們開始退化并且損失它們的顏色飽和度。通常在300°C以上沉積TFT。此溫度可以被降低到接近于 200°C，但是如果它變?yōu)?00°C以下，則對于可接受的顯示器壽命來說，TFT變得過于地電學(xué)不穩(wěn)定。具有不良的顏色飽和度或不穩(wěn)定的TFT是不可接受的。第二種技術(shù)是讓濾色器在TFT陣列上方。這樣做的最簡單的方式是將濾色器簡單地放在標準的TFT陣列的頂部。這是不實際的，因為將厚的聚合物層放置在像素電極上顯著地增大了驅(qū)動電壓，并且由于聚合物中的電荷運動而引入了圖像殘留。有可能制造TFT 陣列、沉積濾色器、然后將ITO放在濾色器上方，使電連接穿過濾色器層?？刂迫繛V色器層上的需要良好錐形的斜面、對于沉積具有有限的溫度的高質(zhì)量ΙΤ0、以及ITO在不平的聚合物層的頂部的精確且可靠的圖案化，是困難的工藝。此工藝看起來沒有進行到制造階段。本發(fā)明提供了改進的工藝。下面對于利用修改的EPLaR工藝制造塑料IXD給出三個示例，并且對于利用單個玻璃基板制造高分辨率的薄的單元給出一個示例。在頭兩個實施例中，使用標準的濾色器技術(shù)。這些在標準的TFT工廠中是最簡單實現(xiàn)的，但是與基于標準玻璃的LCD相比，它們確實具有幾個額外的加工步驟。在第三實施例中，在TFT那側(cè)的玻璃基板已被去掉并且聚酰亞胺被等離子體蝕刻之后，將濾色器噴墨打印在塑料LCD的TFT 那側(cè)上。具有噴墨打印的濾色器的塑料顯示器給出了最大的孔徑和最小數(shù)目的工藝步驟。 它們也受益于在單元制造期間不需要板-板對準。參考作為示出在加工期間的TFT陣列中心的工藝序列的一系列圖的圖4 (a)到 (q)示出第一實施例。特別是，圖4示出具有FSP像素和支撐聚酰亞胺柵格的EPLaR IXD。 該實施例使用標準的LCD單元制造，具有聚酰亞胺支撐層和FSP結(jié)構(gòu)。它具有提供強的聚酰亞胺支撐柵格的優(yōu)點。圖4 (a)到(d)示出形成IXD的有源板的加工步驟。圖4 (a)示出具有薄的(50 到500nm)聚酰亞胺層(PI-I)的玻璃基板40，之后是金屬柵格42 (諸如濺射的Mo)的沉積和圖案化。當TFT陣列完成時，柵格將位于行和列之下。圖4 (b)示出旋涂在板的表面上的第二較厚的(2到10 μπι)聚酰亞胺層(PI-2)， 之后是第一 SiN鈍化層Sim和TFT 44的陣列。用于形成TFT的步驟與用在現(xiàn)有EPLaR工藝中的步驟相同。聚酰亞胺可以容易地承受標準的加工溫度和化學(xué)品。
圖4 (c)示出利用場屏蔽像素工藝完成的TFT陣列，給出在TFT之上的聚合物鈍化層46，以及與每個TFT有關(guān)的像素電極47。層46是清透的非雙折射的塑料，如上所述， 例如BCB。它優(yōu)選地具有1到10 μ m的厚度，更優(yōu)選地1到5 μ m，介電常數(shù)1到5。像素電極覆蓋TFT，如上所述，由此形成FSP配置。圖4 (d)示出旋涂到TFT陣列的表面上的IXD聚酰亞胺配向?qū)?8。摩擦工藝用來使LC材料定向。然后添加隔離物50。這些隔離物被設(shè)計用來保持LC單元間隔恒定并且不允許基板分開。已經(jīng)報導(dǎo)光刻限定的有源單元隔離物和膠粘的球體是用于此目的的。圖4 (e)到(h)示出制造無源板的步驟。在圖4 (e)中，濾色器玻璃基板60也涂有薄的聚酰亞胺層PI-I以及將圍繞像素的金屬柵格62。圖4 (f)示出施加于濾色器基板的較厚的聚酰亞胺層(PI-2)和鈍化層Sim。到目前為止，加工與TFT板的加工的頭幾個步驟是相同的。圖4 (g)示出使用標準的濾色器工藝施加在鈍化層Sim上的濾色器材料63。這典型地由2到3 μm厚的被圖案化成像素的形狀的著色的聚合物層形成。對于標準的玻璃 AM-LCD而言，在著色的像素之下通常是黑色掩模層，但是在功能上這可以被金屬柵格62替代。因此，此工藝不會增加濾色器板的掩模數(shù)。圖4 (h)示出在濾色器頂部的平坦化層64、ΙΤ0公共電極層66和IXD配向?qū)?8， 其可以利用標準的AM IXD工藝實現(xiàn)。圖4 (i)到(q)示出制造顯示器的步驟。圖4 (i)示出單元制造，包括頂板和底板(有源板40和無源板60)的對準，這也是標準的AMLCD工藝。隔離物界定單元間隙。對于小的單元，玻璃板將在此階段被切割成條。圖4 (j)示出使用標準的AMIXD工藝填充有LCD 70的單元。典型地在此步驟之后，條將被分成各個單元。圖4 (k)示出通過如用在EPLaR工藝中的激光工藝除去濾色器那側(cè)的玻璃基板 60。激光在濾色器基板的聚酰亞胺層PI-I中被吸收。留下的主要構(gòu)造層是聚酰亞胺，其具有良好的強度并且經(jīng)證明適合用于激光釋放。在圖4 (1)中，頂部聚酰亞胺層被示為由在反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)系統(tǒng)中的氧等離子體蝕刻。金屬柵格用作掩模。RIE是高度各向異性的，因此如果有的話，在金屬柵格之下也只存在少量的鉆蝕。PI-I將被完全去掉并且PI-2在不被金屬柵格覆蓋的每一處被去掉。RIE蝕刻在濾色器基板的氮化硅層smi和金屬柵格處停止，因為氧等離子體不蝕刻這些材料。圖4 (m)示出疊置在TFT陣列的頂部上的偏振器片70。這將給予陣列更大的機械強度。在此階段中還可以疊置其它光學(xué)增強和保護片。在疊置偏振器片之后，優(yōu)選地使用玻璃上芯片工藝制造行和列的互連。圖4 (η)示出有源板玻璃基板40的激光釋放。如圖4 (ο)所示，單元被翻轉(zhuǎn)以用于加工。在圖4 (ρ)中，TFT有源板上的兩個聚酰亞胺層PI-I和ΡΙ_2被仏等離子體向下 RIE蝕刻至金屬柵格和層smi。圖4 (q)示出與這些單元的性能要求所需的任何光學(xué)增強或保護膜一起被疊置的有源板偏振器72，從而完成所述工藝。TFT板上的聚酰亞胺柵格位于TFT陣列行和列的下面，因此它不會影響光學(xué)性能。 聚酰亞胺層還可以被留在互連區(qū)域中以在這些區(qū)域中提供附加的機械強度。圖5示出顯示器制造和互連工藝的宏觀圖，并且示出保留在互連區(qū)域之下的聚酰亞胺(和金屬柵格材料)80。區(qū)域81是在像素之間具有聚酰亞胺柵格的單元的光學(xué)有源區(qū)域。如果需要的話，外部的金屬柵格可以通過浸蝕法去掉。上面給出的本發(fā)明的說明示范了在顯示區(qū)域的中間會發(fā)生什么，并且沒有描述到驅(qū)動器電子設(shè)備的互連、或者用于將顯示器與母體玻璃分開的劃割和折斷工藝。實際上， EPLaR工藝的重大力量之一是它使得用于柔性顯示器的互連能夠用和用于玻璃顯示器的互連完全一樣的方式來制造。圖6示出用于在大的玻璃基板上制造的大量小的顯示器的玻璃劃割和單元填充序列。在圖6(a)中，通過將有源板和無源板對準來首先制造顯示器。將包含液晶材料的顯示區(qū)域82由像素陣列周圍的印刷的密封線限定。在顯示區(qū)域之內(nèi)存在單元隔離物。首先沿著刻線84水平劃割玻璃板。劃割無源板以使得它的大小與LC單元的幾乎相同。劃割有源板以使得存在超出該單元延伸的突出部(ledge)(參見以下的圖7)，其包含用于列TCP (帶芯片封裝)或COG (玻璃上芯片)連接的區(qū)域。然后沿著刻線將顯示器折斷成條。這與上面的圖4 (i)的步驟對應(yīng)。在條中的多個單元上執(zhí)行單元填充，如圖6 (C)所示。填充通過密封線中的小間隙，該小間隙在單元填充之后被密封。這與步驟4 (j)對應(yīng)。圖6 (c)示出垂直劃割的玻璃的條。再一次劃割TFT玻璃以留下用于行互連的邊緣，同時無源板刻線接近于顯示器的邊緣。圖6 (d)示出單元的單一化(singulation)。在此階段中將制造互連以用于玻璃上的正常的顯示器。在單元單一化之后制造電互連。用于兩個基板的刻線不相同。圖7示出在單元制造之后基板的相對大小以及TCP (帶芯片封裝)或COG (玻璃上芯片)在何處與TFT基板連接。在圖7 (a)中，示出了用于TCP驅(qū)動器的基板大小和位置。行TCP驅(qū)動器被顯示為86，列TCP驅(qū)動器被顯示為87。TFT基板88大于濾色器基板89，延伸從而給出沿著兩側(cè)的突出部以用于行和列引入線區(qū)域。圖7 (b)示出用于COG驅(qū)動器的基板大小和位置。列玻璃上芯片被顯示為90，行玻璃上芯片被顯示為92。驅(qū)動器信號箔被顯示為94。在圖4 (ρ)中的RIE工藝期間，驅(qū)動器箔已經(jīng)施加于TFT基板。通過在RIE工藝期間使橫跨顯示器的屏蔽物中具有切口、暴露顯示區(qū)域同時保護互連區(qū)域和驅(qū)動器箔，所述箔可以簡單地得到保護，如圖8所示。圖8示出了使用&等離子體96的TFT基板的聚酰亞胺層PI-1和PI-2的RIE?；ミB箔100通過等離子體屏蔽物102保護。在蝕刻期間，使用支撐臺板104。區(qū)域106是蝕刻 PI-2聚酰亞胺層之處?？梢酝瑫r蝕刻多個顯示器，其中互連箔向下彎曲到凹槽中以提高生產(chǎn)率。第二實施例如圖9所示，其中所有的外部聚酰亞胺被去掉。圖9示出了完成的顯示裝置，與圖4 (q)對應(yīng)。通過不在IXD單元的外側(cè)留下聚酰亞胺，可以省略一些工藝步驟，即上面圖4 (a) 和4 (e)中的層PI-I和金屬柵格。通過從濾色器基板去掉金屬柵格，必須在濾色器中再引入黑色掩模層110以防止光泄露，如所示出的。全部去掉外部聚酰亞胺的缺點是顯示區(qū)域中的來自于柵格的聚酰亞胺加固以及互連區(qū)域中的連續(xù)的聚酰亞胺層被去掉。它被設(shè)計所用于的特定設(shè)計和應(yīng)用將確定這是否是可能的。較低成本的筒蝕刻器而不是RIE系統(tǒng)因此可以用來去掉聚酰亞胺，因為不需要各向異性蝕刻。第三實施例如圖10所示，其使用外部濾色器。這具有顯著的優(yōu)點，因為所有的圖案化都在有源板上執(zhí)行，不需要精確的板-板耦合，并且它可以比迄今為止制造的任何其它顯示器都具有更高的光學(xué)孔徑。圖10 (a)到 10 (d)與圖 4 (a)到 4 (d)對應(yīng)。無源板加工是不同的。圖10 (e)示出施加于無源基板的聚酰亞胺層120和SiN 鈍化層srni。在圖10(f)中，諸如BCB或硅樹脂之類的清透聚合物122施加于SiNl，后面是ITO 123和聚酰亞胺配向?qū)?24。ITO和聚酰亞胺配向?qū)邮菢藴实腎XD工藝。在圖10 (g)和10 (h)中，示出了單元制造和填充。這比標準的彩色IXD的組裝更簡單，因為在無源板上沒有圖案。這意味著不必精確地將兩個板對準。對于小的顯示器， 單元將在此階段被切割成條。在圖10 (i)中，激光釋放用來去掉顯示器的無源板那側(cè)上的玻璃基板。圖10 (j)示出等離子蝕刻以從顯示器的無源板那側(cè)去掉聚酰亞胺。圖10 (k)示出施加于顯示器的無源板那側(cè)的偏振器片126，然后翻轉(zhuǎn)用于進一步的加工。在圖10 (i)中，聚酰亞胺層的RIE蝕刻向下進行至SiNl，其充當蝕刻停止物。這使得阱128留在TFT板像素之上。為了成功地將濾色器墨水噴墨印刷在阱中，在阱的底部的Sim是親水性的，并且在聚酰亞胺列的頂部的金屬柵格是疏水性的。氧氣和氟化氣體可以用于此目的。圖10 (m)示出發(fā)射到每三個聚酰亞胺阱中的第一墨水130 (例如，藍色)。到無源板中的噴墨印刷已經(jīng)用于濾色器的批量生產(chǎn)。具有紅色和綠色墨水的濾色器噴墨印刷的完成如圖10 (η)所示以形成RGB濾色器132。在圖10 (ο)中，外涂層134施加于濾色器中的密封物。這可以通過噴墨印刷或旋涂來完成。圖10 (P)示出疊置到陣列的有源板那側(cè)的Sim上的偏振器片136。在此實施例中，沒有聚酰亞胺留在無源板那側(cè)以用于加固。它可能會是不需要的， 因為在這一側(cè)沒有驅(qū)動器連接，但是如果需要的話，聚酰亞胺可以留在基板上?？梢孕薷纳厦娴墓に囈酝ㄟ^在上面的步驟10 (i)中不去掉無源板玻璃基板而留下一個玻璃板。這將制造更薄的玻璃顯示器，其具有高的光學(xué)孔徑以及限于一個板的復(fù)雜加工和不需要精確的板耦合的所有附加的優(yōu)點。于是偏振器箔施加于玻璃基板。所述玻璃基板可以比用于正常的TFT加工的玻璃基板更薄，因為它們不需要經(jīng)歷高溫工藝、蝕刻或旋涂。如果必要，蝕刻也可以按照正常的方式使它們變薄。
各種其它修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種制造薄膜電子裝置的方法，所述方法包括直接向剛性載體基板(40 )施加第一塑料涂層(PI-I)；在所述第一塑料涂層之上形成薄膜電子元件(44)；在所述薄膜電子元件之上施加第二塑料涂層(46)；在所述第二塑料涂層之上形成電極(47)，每個電極與至少一個相關(guān)的電子元件一起形成電路，并且所述電極包括由所述第二塑料涂層隔開的、直接位于所述相關(guān)的電子元件之上的部分；以及通過激光釋放工藝從所述第一塑料涂層釋放所述剛性載體基板(40 )。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中施加所述第一塑料涂層包括施加第一塑料層(PI-I)；在所述第一塑料層之上形成金屬圖案(42)，所述金屬圖案具有與隨后形成所述薄膜電子元件的位置對準的各圖案部分；以及在所述金屬圖案之上施加第二塑料層(PI-2)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括使用所述金屬圖案(42)作為掩模蝕刻所述第一塑料層(PI-1)，從而形成與所述薄膜電子元件對準的各第一塑料層部分。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括在所述第一塑料層部分之間的空間(1 )中提供濾色器部分(130)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括在所述濾色器部分之上提供密封層(132)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在釋放所述剛性載體基板之后，完全去掉所述第一塑料涂層(PI-1)。
7.如任意一個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一塑料涂層(PI-I)包括聚酰亞胺。
8.如任意一個在前權(quán)利要求所述的方法，還包括在形成所述薄膜電子元件之前，在所述第一塑料涂層之上形成鈍化層(SiNl)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述鈍化層(SiNl)包括氮化硅。
10.如任意一個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述第二塑料涂層(PI-2)是沒有雙折射的清透塑料，并且具有1到 ο μ m的厚度。
11.如任意一個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述薄膜電子元件(44)包括場屏蔽像素薄膜晶體管。
12.如任意一個在前權(quán)利要求所述的方法，用于制造有源矩陣顯示裝置，其中形成薄膜電子元件(44)包括在所述塑料基板(40)之上形成像素電路的陣列，以及其中所述方法還包括在從所述第一塑料涂層釋放所述剛性載體基板之前，在所述像素電路的陣列之上形成顯示層(IXD)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括制造第二基板配置，以及其中在所述像素電路的陣列之上形成顯示層(LCD)包括安裝所述第一和第二基板配置，使電光材料夾于其間，由此所述有源矩陣顯示裝置包括其間夾有所述電光材料的第一和第二基板。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中制造所述第二基板包括在安裝所述第一和第二基板配置之后，向剛性載體基板(60)施加塑料涂層(PI-I)并且通過激光釋放工藝將所述剛性載體基板(60)從所述塑料涂層(PI-I)釋放。
15. 一種薄膜電子裝置，包括支撐結(jié)構(gòu)，包括各塑料部分(PI-2)，每個塑料部分的下面具有金屬涂層部分(42)，并且所述塑料部分之間的空間被填充；在所述支撐結(jié)構(gòu)之上的鈍化層(SiNl)；薄膜電子元件(44 )，在所述鈍化層(SiNl)之上并且與所述塑料部分對準； 在所述薄膜電子元件(44)之上的塑料涂層(46)；以及在所述塑料涂層之上的電極(47)，每個電極(47)與至少一個相關(guān)的薄膜電子元件 (44) 一起形成電路，并且所述電極包括由所述塑料涂層隔開的、直接位于所述相關(guān)的電子元件之上的部分。
全文摘要
一種制造薄膜電子裝置的方法，包括向剛性載體基板(40)直接施加第一塑料涂層(PI-1)并且在第一塑料涂層之上形成薄膜電子元件(44)。在所述薄膜電子元件之上施加第二塑料涂層(46)，頂部具有電極(47)，所述電極具有由第二塑料涂層隔開的、直接位于所述相關(guān)的電子元件之上的部分。通過激光釋放工藝將剛性載體基板(40)從第一塑料涂層釋放。此方法使得傳統(tǒng)的材料能夠用作電子元件制造的基礎(chǔ)，所述電子元件例如是薄膜晶體管。第二塑料涂層能夠形成已知的場屏蔽像素(FSP)技術(shù)的一部分。
文檔編號H01L21/77GK102239553SQ200980148664
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者I·弗倫奇 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司