专利名称：具有塑料基板的电子装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及诸如有源矩阵显示装置之类的电子装置在塑料基板上的制造。
背景技术：
有源矩阵显示器的最普遍形式是有源矩阵液晶显示器(AMIXD)。AMIXD装置通常在0.7 mm厚的大玻璃基板上制造。一个单元需要两个板，从而完成的显示器刚好超过1.4 mm厚。移动电话制造商和一些膝上型计算机制造商需要更薄和更轻的显示器，并且完成的单元可以在HF (氢氟酸)溶液中变薄，通常薄到大约0.8 mm厚。移动电话制造商理论上想要使显示器甚至更薄，但是已经发现由此方法制造的0. 8 mm以下厚度的单元太脆弱。HF变薄没有吸引力，是因为使用难以安全且经济地除掉的危险的化学品是浪费性的工艺。在蚀刻工艺期间由于玻璃的凹坑也存在一些产量损失。许多移动应用想要使用可能基于最薄且最轻的玻璃或塑料的显示器。人们已经长期认识到轻的、结实的且薄的塑料AMIXD作为替换性方案的吸引力。 最近，对塑料显示器的兴趣已经甚至更进一步地增大了，这部分地由于彩色AMIXD在移动电话和PDA中的使用增加。近来已经存在关于塑料基板上的AMLCD和有机发光二极管 (OLED)显示器的许多研究。尽管有此兴趣，但仍然需要用于批量生产塑料显示器的貌似合理的制造途径。对于塑料基板上的薄膜晶体管(TFT)或显示器的制造已经报导了许多不同的方式。一种技术在WO 05/050754中描述，其中制造包括刚性载体基板和该刚性载体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电路和显示单元之后，从塑料基板释放刚性载体基板。这基本上使得能够采用常规的基板处理、加工和单元制造。为了从玻璃载体释放塑料基板，经常使用加热方法。通过加热玻璃和塑料基板，从玻璃载体释放塑料基板和形成在该基板上的电子部件。存在各种方法使得塑料基板能够与玻璃载体分离。在WO 05/0507M中提出的释放工艺是激光剥离工艺。紫外线波长的激光用来使得塑料基板从下部载体剥离。已经建议释放工艺由于多光子过程(包括局部加热)是光烧蚀工艺。对于此工艺建议的材料是聚酰亚胺，由于它的高温稳定性和UV能量的高吸收而选择它。在使用加热效应将塑料基板从玻璃剥离时存在潜在问题。需要足够的能量使得剥离能够发生，但是不发生可能由热膨胀效应引起的对于塑料基板或形成在它上面的部件的损害。当使用激光剥离工艺时，UV光谱之内的较高的波长是优选的，因为较低的波长被玻璃基板吸收的更多，使得激光释放不那么有效。例如，商业上可获得的工作在308nm或 35 Inm的激光是优选的。在这些较高的波长处，在塑料层中吸收的能量在统计上被分布，而不在塑料聚合物分子中完全热化。这导致局部加热效应，这又能够引起对塑料基板或安装在其上的部件
4的损害。这还可以引起从载体的部分剥离或不良的剥离。EPLaR (通过激光释放的塑料上的电子设备)工艺原则上能够与各种不同的材料一起使用，但是对于EPLaR工艺的理想基板被认为是聚酰亚胺，但是这不适合用于大部分的 IXD显示效应。EPLaR工艺的示例使用以下步骤
从将聚酰亚胺旋涂在玻璃基板上开始。重要的是使用正确的具有低的热膨胀系数的聚酰亚胺。典型地应用ΙΟμπι的聚酰亚胺，但是可以使用3到25μπι范围中的层或更多。此聚酰亚胺最终将形成柔性显示器或电子设备的塑料基板。将氮化硅钝化层沉积在聚酰亚胺上。标准的a-Si TFT建造。将电泳箔叠置在TFT阵列上并且制造互连。在此阶段，在玻璃上获得完全工作的电泳显示器，在玻璃基板和TFT阵列之间具有薄的聚酰亚胺层。将聚酰亚胺的背面暴露于激光，激光能够穿过玻璃但是在聚酰亚胺中被强烈吸收。这实际上意味着激光必须在300到410 nm的光谱范围内发出。可以使用具有351 nm 波长的准分子激光器，但是也可以使用其它波长，诸如302 nm。激光在聚酰亚胺的薄层(可能数埃)之内被强烈地吸收，该薄层被烧蚀。这在玻璃上留下非常薄的聚酰亚胺层(典型地 <15 nm)并且释放了聚酰亚胺层的大部分。激光释放的聚酰亚胺层将实际上为全部ΙΟμπι 厚度。用于EPLaR工艺的聚酰亚胺在机械强度、最大工艺温度、稳定性和对工艺化学品的抵抗性方面具有卓越的性质。该装置可以用于反射性的和发射性的显示器，但是它具有黄色的着色。这对于其中光穿过基板的透射式的显示器是不理想的。更为关键的是，聚酰亚胺具有由旋涂工艺引起的随机的光学双折射。这意味着聚酰亚胺基板不适合用于使用偏振光的任何显示效应，所述显示效应包括大部分的LCD效应。申请人:已经进行了利用作为基板的清透塑胶层(硅树脂、BCB和聚对二甲苯)和下部吸收层(诸如a-Si)的各实验。已经发现这些清透的塑料具有低强度并且在激光释放时分解。此外，在a-Si或LTPS TFT以及可能某些工艺化学品的标准工艺温度方面困难仍待解决。
发明内容
根据本发明，提供一种制造薄膜电子装置的方法，该方法包括 向刚性载体基板直接施加第一塑料涂层；
在第一塑料涂层之上形成薄膜电子元件； 在所述薄膜电子元件之上施加第二塑料涂层；
在第二塑料涂层之上形成电极，每个电极与至少一个相关的电子元件一起形成电路， 并且所述电极包括由第二塑料涂层隔开的、直接位于所述相关的电子元件之上的部分；以及
通过激光释放工艺将刚性载体基板从第一塑料涂层释放。此方法使得传统的材料能够用作电子元件(例如，薄膜晶体管)制造的基础。第二塑料涂层能够形成已知的场屏蔽像素(FSP)技术的一部分。
在第一塑料涂层上进行电子元件制造的高温工艺步骤，并且其也在释放工艺期间提供强度。本发明可用于形成仅仅具有塑料基板的装置，或装置能够具有一个玻璃面和一个塑料面。施加第一塑料涂层可以包括 施加第一塑料层；
在所述第一塑料层之上形成金属图案，所述金属图案具有与随后形成薄膜电子元件的位置对准的各图案部分；以及
在金属图案之上施加第二塑料层。这提供了嵌入在塑料层之间的金属结构。通过将各金属部分与电子元件对准，它们能够提供与电子元件对准的掩蔽功能。例如，能够使用金属图案作为掩模蚀刻第一塑料层(例如通过等离子体蚀刻工艺)，从而形成与薄膜电子元件对准的各第一塑料层部分。如果本发明用来形成IXD显示器，则用这种方式从像素区域去掉塑料。这意味着可以使用双折射塑料，诸如聚酰亚胺。留下聚酰亚胺作为显示区域下面的栅格，但是它也可以被留下作为边缘互连区域下面的连续层，以便提供机械支撑。在等离子体蚀刻期间没有施加机械力，因此第二塑料涂层的强度是足够的。在蚀刻第一塑料涂层之后，可以将偏振器叠置到该阵列上以完成单元制造。该方法可以包括在第一塑料层部分之间的空间中提供滤色器部分。这在单个有源板上提供了滤色器对准。可以在滤色器部分之上提供密封层。代替形成塑料部分，在释放刚性载体基板之后，可以完全去掉第一塑料涂层。第一塑料涂层可以包括聚酰亚胺。在形成薄膜电子元件之前可以在第一塑料涂层之上形成钝化层。这为电子元件制造步骤提供了合适的表面。钝化层可以包括氮化硅。第二塑料涂层优选地是没有双折射的清透塑料，并且具有1到10 μ m的厚度。这能够用作FSP像素中的场屏蔽层，在这种情况下薄膜电子元件包括场屏蔽像素薄膜晶体管。该方法可以是用于制造有源矩阵显示装置的方法，其中 形成薄膜电子元件包括在该塑料基板之上形成像素电路的阵列，
以及其中该方法还包括在将刚性载体基板从第一塑料涂层释放之前在该像素电路的阵列之上形成显示层。该方法还可以包括制造第二基板配置，以及其中在像素电路的阵列之上形成显示层包括安装第一和第二基板配置，使电光材料夹于其间，该有源矩阵显示装置由此包括其间夹有电光材料的第一和第二基板。这提供了一种用于制造显示器的方法。制造第二基板可以包括向刚性载体基板施加塑料涂层以及在安装第一和第二基板配置之后通过激光释放工艺将刚性载体基板从塑料涂层释放。本发明还提供了一种薄膜电子装置，包括
支撑结构，其包括塑料部分，每个塑料部分下面具有金属涂层部分，并且塑料部分之间的空间被填充；
在该支撑结构之上的钝化层，
在该钝化层之上并且与塑料部分对准的薄膜电子元件； 在薄膜电子元件之上的塑料涂层；以及在塑料涂层之上的电极，每个电极与至少一个相关的薄膜电子元件一起形成电路，并且该电极包括由该塑料涂层隔开的、直接位于该相关的电子元件之上的部分。
现在将参考附图详细描述本发明的示例，其中
图1 (a)和(b)示出了标准的TFT结构和场屏蔽像素TFT的横截面； 图2 (a)和(b)示出了标准的TFT结构和场屏蔽像素TFT结构的平面图布局； 图3 (a)和3 (b)示出了常规的AMIXD结构和“高孔径”FSP AMIXD结构。图4 (a)到(q)示出了本发明的第一方法的工艺序列； 图5示出了显示器制造和互连工艺的宏观图6 (a)到6 (d)示出了在大的玻璃基板上制造的大量小的显示器的玻璃划割和单元填充序列；
图7 (a)和7 (b)示出了用于TCP驱动器和COG驱动器的基板大小和位置； 图8示出了反应性离子蚀刻工艺如何能够用于暴露显示区域同时保护互连区域和驱动器箔；
图9示出了本发明的装置的第二实施例；和图10 (a)到(ρ)示出了本发明的第二方法的工艺序列。在附图标记用在权利要求中的情况下，这些附图标记只不过是帮助理解本发明， 并且它们并非意在限制本发明。在工艺序列图中，仅仅对于与工艺流程那部分有关的结构部分给出附图标记。很显然，其它特征保持为与先前的工艺流程图中相同。
具体实施例方式本发明提供了使得激光释放(EPLaR)工艺(其基于场屏蔽像素AM IXD工艺)能够被使用从而允许在标准的TFT工厂中制造柔性彩色LCD显示器的制造方法。在详细地说明本发明之前，将首先描述场屏蔽像素技术。可能用在超过90%的当前TFT IXD显示模块(膝上计算机、LC-TV、移动电话等)中的标准的TFT结构在TFT之上具有比较薄的氮化硅钝化层，在图1 (a)的横截面中显示为 SiN2。图1 (a)示出了具有SiN钝化层的标准的TFT结构的横截面。图1 (b)示出了具有厚的聚合物钝化层的场屏蔽像素TFT的横截面。在图1 (a)中，玻璃基板被显示为10，并且在该基板之上提供第一栅电介质氮化硅层12。第二氮化硅层14用作钝化层。ITO像素电极被显示为16，并且像素TFT被显示为 18。图1 (b)的不同之处在于第二氮化硅层14被聚合物电介质层20替代。氮化硅(SiN)具有良好的电介质和钝化性质，但是沉积比0. 5μπι厚度更厚的SiN 层是不实际的，并且通常使用0.1到0.4 μ m。SiN具有6. 4的介电常数。薄层与适度高的介电常数的组合意味着使用SiN作为电介质的任何导电层具有比较高的电容。这样的效果是ITO像素不能被允许覆盖金属列或TFT。施加于列的电压每个线寻址时间都改变，并且如果ITO像素位于列上方，则电容耦合能够改变像素上的电压，引起垂直串扰。
如果像素位于TFT上方，则它能够充当顶栅，以在TFT本应该处于它的截止状态时使该TFT部分地导通，这再次引起垂直串扰。ITO能够位于行的上方，因为这在每个帧时间仅仅改变一次电压，紧接在该线被再寻址之前。这对图像质量没有可感知的影响。显示器中的IXD材料仅仅响应由像素上的电压引起的场，并且它在没有ITO像素的区域中不会切换。对在标准的TFT结构中像素能够位于何处的限制限制了 LCD显示器的有效光学孔径，如图2 (a)所示。图2 (a)示出了标准的TFT结构的布局，ITO像素16中没有一个覆盖列或TFT。 IXD仅仅在ITO像素16上方的区域中切换。行线被显示为22并且列线被显示为24，并且像素电极16和TFT之间的接触借助于接触孔26。图2 (b)示出了场屏蔽像素TFT结构的布局，ITO像素电极在列和TFT上方。ITO 像素比在图2 (a)所示的标准结构中覆盖更大的区域。特别是，与TFT —起形成电路的ITO 像素电极直接位于相关的TFT之上，具体地，位于栅和它的沟道之上。使用图1 (b)中的横截面所示的场屏蔽像素(FSP)结构，增大了像素的有效光学孔径。在这种情况下，较厚的聚合物层替换标准的TFT结构的薄的氮化硅钝化层。聚合物层通常是2或3 μ m厚，并且典型地具有3的介电常数。这意味着存在因子为10的厚度增大 (从0.3 μπι到3 μ m)，以及因子为2的介电常数的减小。这以20的因子减小了电容。这足够低从而允许ITO像素16覆盖列和TFT，而不会由与列的电容耦合或由TFT的背沟道的接通引起垂直串扰。钝化层聚合物明显必须是高透射的并且没有双折射，因为它位于光通过LCD的光路中。BCB (苯并环丁烯)通常用作FSP结构中的聚合物，但是它非常昂贵，并且原则上也可以使用能够被液体铸塑的其它清透的塑料。移动应用需要薄的显示器。TFT通常在0. 7 mm厚的玻璃基板上制造，并且制造标准的IXD需要两个基板。这使得AMIXD至少1.4 mm厚，加上偏振器和光学增强膜。这对于移动电话应用来说太厚了，因此通常通过HF蚀刻将显示器变薄，直到在偏振器附着之前两个基板均是0.3 mm厚。这是非常浪费且污染的工艺，并且显示器仍然是0.6 mm厚。制造商已经发现，如果他们试图使它们进一步变薄，则显示器易于断裂。实现高光学孔径的AMLCD也存在困难。存在两种不同形式的用在AMLCD制造中的图案对准。第一种是光刻对准，其用来在基板上建立不同金属、电介质和半导体层的图案。 该技术是高精确的，并且对于AMIXD制造来说，它通常被提到在大小可以达到2 χ 2 m大的基板上具有大约2 μ m的对准精度。事实上，对准精度通常好于1 μ m。第二种对准是板-板耦合。这将LC单元的两面一起对准。对于AMIXD，在一个板上将典型地是有源矩阵阵列，并且在另一个板上是滤色器、黑色掩模和ΙΤ0，如图3 (a)所示。这示出了穿过像素的中间的横截面，并且示出了有源板30和无源板32。在图3 (a)中，L1是列和像素之间的间隙，其必须大于大约1 μ m以防止过多的电容交叉耦合。L2 是黑色掩模34和ITO像素之间的交叠。L1等于最小间隙尺寸加上最大光刻失准值。L2是两个板之间的最大失准值。板-板对准公差比光刻对准大得多。在接触期间以及在正在固化密封线的同时还可能存在一些移动，因此板-板耦合的精度接近于 ο μ m。对于高质量的显示器而言，关键的是光只能够穿过像素ΙΤ0，其中光被调制以给出期望的光透射级别。任何可以绕过像素并且到达观察者的光将降低对比率，并且意味着黑状态没有如它应该的那样黑。这降低了显示器性能。因此黑色掩模必须足够大以适应板之间的对准的变化，这减小了光学孔径。黑色掩模越大，光学孔径越小，这意味着必须使用更多的功率从而使光达到必要的亮度。图3 (b)示出了对于“高孔径”的FSP AMIXD的有源和无源板的对准。L是黑色掩模和ITO像素之间的交叠。它等于两个板之间的最大失准值。因而，FSP结构增大了光学孔径，特别是对于小的像素而言。将光学孔径最大化对于最大化显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实上是限制这些参数的因素。提高光学孔径的明显的方式是将滤色器向有源板移动。对于玻璃基板来说，这能够用两种方式来完成。两者都已经在研究实验室中演示过，但是没有用在批量生产中。第一种方法是将滤色器放在TFT阵列之下。已经报导这可以将15 “ XGA监视器的光学孔径从大约60%增大到80%。滤色器通常由1到2 μ m厚的被染色的聚合物制成，并且它们给出非常不均勻的轮廓。在这些不均勻的表面上加工TFT存在严重的实际困难，但是对于此工艺的真正问题是加工温度。滤色器不准被加热到大约150°C以上或者它们开始退化并且损失它们的颜色饱和度。通常在300°C以上沉积TFT。此温度可以被降低到接近于 200°C，但是如果它变为200°C以下，则对于可接受的显示器寿命来说，TFT变得过于地电学不稳定。具有不良的颜色饱和度或不稳定的TFT是不可接受的。第二种技术是让滤色器在TFT阵列上方。这样做的最简单的方式是将滤色器简单地放在标准的TFT阵列的顶部。这是不实际的，因为将厚的聚合物层放置在像素电极上显著地增大了驱动电压，并且由于聚合物中的电荷运动而引入了图像残留。有可能制造TFT 阵列、沉积滤色器、然后将ITO放在滤色器上方，使电连接穿过滤色器层。控制全部滤色器层上的需要良好锥形的斜面、对于沉积具有有限的温度的高质量ΙΤ0、以及ITO在不平的聚合物层的顶部的精确且可靠的图案化，是困难的工艺。此工艺看起来没有进行到制造阶段。本发明提供了改进的工艺。下面对于利用修改的EPLaR工艺制造塑料IXD给出三个示例，并且对于利用单个玻璃基板制造高分辨率的薄的单元给出一个示例。在头两个实施例中，使用标准的滤色器技术。这些在标准的TFT工厂中是最简单实现的，但是与基于标准玻璃的LCD相比，它们确实具有几个额外的加工步骤。在第三实施例中，在TFT那侧的玻璃基板已被去掉并且聚酰亚胺被等离子体蚀刻之后，将滤色器喷墨打印在塑料LCD的TFT 那侧上。具有喷墨打印的滤色器的塑料显示器给出了最大的孔径和最小数目的工艺步骤。 它们也受益于在单元制造期间不需要板-板对准。参考作为示出在加工期间的TFT阵列中心的工艺序列的一系列图的图4 (a)到 (q)示出第一实施例。特别是，图4示出具有FSP像素和支撑聚酰亚胺栅格的EPLaR IXD。 该实施例使用标准的LCD单元制造，具有聚酰亚胺支撑层和FSP结构。它具有提供强的聚酰亚胺支撑栅格的优点。图4 (a)到(d)示出形成IXD的有源板的加工步骤。图4 (a)示出具有薄的(50 到500nm)聚酰亚胺层(PI-I)的玻璃基板40，之后是金属栅格42 (诸如溅射的Mo)的沉积和图案化。当TFT阵列完成时，栅格将位于行和列之下。图4 (b)示出旋涂在板的表面上的第二较厚的(2到10 μπι)聚酰亚胺层(PI-2)， 之后是第一 SiN钝化层Sim和TFT 44的阵列。用于形成TFT的步骤与用在现有EPLaR工艺中的步骤相同。聚酰亚胺可以容易地承受标准的加工温度和化学品。
图4 (c)示出利用场屏蔽像素工艺完成的TFT阵列，给出在TFT之上的聚合物钝化层46，以及与每个TFT有关的像素电极47。层46是清透的非双折射的塑料，如上所述， 例如BCB。它优选地具有1到10 μ m的厚度，更优选地1到5 μ m，介电常数1到5。像素电极覆盖TFT，如上所述，由此形成FSP配置。图4 (d)示出旋涂到TFT阵列的表面上的IXD聚酰亚胺配向层48。摩擦工艺用来使LC材料定向。然后添加隔离物50。这些隔离物被设计用来保持LC单元间隔恒定并且不允许基板分开。已经报导光刻限定的有源单元隔离物和胶粘的球体是用于此目的的。图4 (e)到(h)示出制造无源板的步骤。在图4 (e)中，滤色器玻璃基板60也涂有薄的聚酰亚胺层PI-I以及将围绕像素的金属栅格62。图4 (f)示出施加于滤色器基板的较厚的聚酰亚胺层(PI-2)和钝化层Sim。到目前为止，加工与TFT板的加工的头几个步骤是相同的。图4 (g)示出使用标准的滤色器工艺施加在钝化层Sim上的滤色器材料63。这典型地由2到3 μm厚的被图案化成像素的形状的着色的聚合物层形成。对于标准的玻璃 AM-LCD而言，在着色的像素之下通常是黑色掩模层，但是在功能上这可以被金属栅格62替代。因此，此工艺不会增加滤色器板的掩模数。图4 (h)示出在滤色器顶部的平坦化层64、ΙΤ0公共电极层66和IXD配向层68， 其可以利用标准的AM IXD工艺实现。图4 (i)到(q)示出制造显示器的步骤。图4 (i)示出单元制造，包括顶板和底板(有源板40和无源板60)的对准，这也是标准的AMLCD工艺。隔离物界定单元间隙。对于小的单元，玻璃板将在此阶段被切割成条。图4 (j)示出使用标准的AMIXD工艺填充有LCD 70的单元。典型地在此步骤之后，条将被分成各个单元。图4 (k)示出通过如用在EPLaR工艺中的激光工艺除去滤色器那侧的玻璃基板 60。激光在滤色器基板的聚酰亚胺层PI-I中被吸收。留下的主要构造层是聚酰亚胺，其具有良好的强度并且经证明适合用于激光释放。在图4 (1)中，顶部聚酰亚胺层被示为由在反应性离子蚀刻(RIE)系统中的氧等离子体蚀刻。金属栅格用作掩模。RIE是高度各向异性的，因此如果有的话，在金属栅格之下也只存在少量的钻蚀。PI-I将被完全去掉并且PI-2在不被金属栅格覆盖的每一处被去掉。RIE蚀刻在滤色器基板的氮化硅层smi和金属栅格处停止，因为氧等离子体不蚀刻这些材料。图4 (m)示出叠置在TFT阵列的顶部上的偏振器片70。这将给予阵列更大的机械强度。在此阶段中还可以叠置其它光学增强和保护片。在叠置偏振器片之后，优选地使用玻璃上芯片工艺制造行和列的互连。图4 (η)示出有源板玻璃基板40的激光释放。如图4 (ο)所示，单元被翻转以用于加工。在图4 (ρ)中，TFT有源板上的两个聚酰亚胺层PI-I和ΡΙ_2被仏等离子体向下 RIE蚀刻至金属栅格和层smi。图4 (q)示出与这些单元的性能要求所需的任何光学增强或保护膜一起被叠置的有源板偏振器72，从而完成所述工艺。TFT板上的聚酰亚胺栅格位于TFT阵列行和列的下面，因此它不会影响光学性能。 聚酰亚胺层还可以被留在互连区域中以在这些区域中提供附加的机械强度。图5示出显示器制造和互连工艺的宏观图，并且示出保留在互连区域之下的聚酰亚胺(和金属栅格材料)80。区域81是在像素之间具有聚酰亚胺栅格的单元的光学有源区域。如果需要的话，外部的金属栅格可以通过浸蚀法去掉。上面给出的本发明的说明示范了在显示区域的中间会发生什么，并且没有描述到驱动器电子设备的互连、或者用于将显示器与母体玻璃分开的划割和折断工艺。实际上， EPLaR工艺的重大力量之一是它使得用于柔性显示器的互连能够用和用于玻璃显示器的互连完全一样的方式来制造。图6示出用于在大的玻璃基板上制造的大量小的显示器的玻璃划割和单元填充序列。在图6(a)中，通过将有源板和无源板对准来首先制造显示器。将包含液晶材料的显示区域82由像素阵列周围的印刷的密封线限定。在显示区域之内存在单元隔离物。首先沿着刻线84水平划割玻璃板。划割无源板以使得它的大小与LC单元的几乎相同。划割有源板以使得存在超出该单元延伸的突出部(ledge)(参见以下的图7)，其包含用于列TCP (带芯片封装)或COG (玻璃上芯片)连接的区域。然后沿着刻线将显示器折断成条。这与上面的图4 (i)的步骤对应。在条中的多个单元上执行单元填充，如图6 (C)所示。填充通过密封线中的小间隙，该小间隙在单元填充之后被密封。这与步骤4 (j)对应。图6 (c)示出垂直划割的玻璃的条。再一次划割TFT玻璃以留下用于行互连的边缘，同时无源板刻线接近于显示器的边缘。图6 (d)示出单元的单一化(singulation)。在此阶段中将制造互连以用于玻璃上的正常的显示器。在单元单一化之后制造电互连。用于两个基板的刻线不相同。图7示出在单元制造之后基板的相对大小以及TCP (带芯片封装)或COG (玻璃上芯片)在何处与TFT基板连接。在图7 (a)中，示出了用于TCP驱动器的基板大小和位置。行TCP驱动器被显示为86，列TCP驱动器被显示为87。TFT基板88大于滤色器基板89，延伸从而给出沿着两侧的突出部以用于行和列引入线区域。图7 (b)示出用于COG驱动器的基板大小和位置。列玻璃上芯片被显示为90，行玻璃上芯片被显示为92。驱动器信号箔被显示为94。在图4 (ρ)中的RIE工艺期间，驱动器箔已经施加于TFT基板。通过在RIE工艺期间使横跨显示器的屏蔽物中具有切口、暴露显示区域同时保护互连区域和驱动器箔，所述箔可以简单地得到保护，如图8所示。图8示出了使用&等离子体96的TFT基板的聚酰亚胺层PI-1和PI-2的RIE。互连箔100通过等离子体屏蔽物102保护。在蚀刻期间，使用支撑台板104。区域106是蚀刻 PI-2聚酰亚胺层之处。可以同时蚀刻多个显示器，其中互连箔向下弯曲到凹槽中以提高生产率。第二实施例如图9所示，其中所有的外部聚酰亚胺被去掉。图9示出了完成的显示装置，与图4 (q)对应。通过不在IXD单元的外侧留下聚酰亚胺，可以省略一些工艺步骤，即上面图4 (a) 和4 (e)中的层PI-I和金属栅格。通过从滤色器基板去掉金属栅格，必须在滤色器中再引入黑色掩模层110以防止光泄露，如所示出的。全部去掉外部聚酰亚胺的缺点是显示区域中的来自于栅格的聚酰亚胺加固以及互连区域中的连续的聚酰亚胺层被去掉。它被设计所用于的特定设计和应用将确定这是否是可能的。较低成本的筒蚀刻器而不是RIE系统因此可以用来去掉聚酰亚胺，因为不需要各向异性蚀刻。第三实施例如图10所示，其使用外部滤色器。这具有显著的优点，因为所有的图案化都在有源板上执行，不需要精确的板-板耦合，并且它可以比迄今为止制造的任何其它显示器都具有更高的光学孔径。图10 (a)到 10 (d)与图 4 (a)到 4 (d)对应。无源板加工是不同的。图10 (e)示出施加于无源基板的聚酰亚胺层120和SiN 钝化层srni。在图10(f)中，诸如BCB或硅树脂之类的清透聚合物122施加于SiNl，后面是ITO 123和聚酰亚胺配向层124。ITO和聚酰亚胺配向层是标准的IXD工艺。在图10 (g)和10 (h)中，示出了单元制造和填充。这比标准的彩色IXD的组装更简单，因为在无源板上没有图案。这意味着不必精确地将两个板对准。对于小的显示器， 单元将在此阶段被切割成条。在图10 (i)中，激光释放用来去掉显示器的无源板那侧上的玻璃基板。图10 (j)示出等离子蚀刻以从显示器的无源板那侧去掉聚酰亚胺。图10 (k)示出施加于显示器的无源板那侧的偏振器片126，然后翻转用于进一步的加工。在图10 (i)中，聚酰亚胺层的RIE蚀刻向下进行至SiNl，其充当蚀刻停止物。这使得阱128留在TFT板像素之上。为了成功地将滤色器墨水喷墨印刷在阱中，在阱的底部的Sim是亲水性的，并且在聚酰亚胺列的顶部的金属栅格是疏水性的。氧气和氟化气体可以用于此目的。图10 (m)示出发射到每三个聚酰亚胺阱中的第一墨水130 (例如，蓝色)。到无源板中的喷墨印刷已经用于滤色器的批量生产。具有红色和绿色墨水的滤色器喷墨印刷的完成如图10 (η)所示以形成RGB滤色器132。在图10 (ο)中，外涂层134施加于滤色器中的密封物。这可以通过喷墨印刷或旋涂来完成。图10 (P)示出叠置到阵列的有源板那侧的Sim上的偏振器片136。在此实施例中，没有聚酰亚胺留在无源板那侧以用于加固。它可能会是不需要的， 因为在这一侧没有驱动器连接，但是如果需要的话，聚酰亚胺可以留在基板上。可以修改上面的工艺以通过在上面的步骤10 (i)中不去掉无源板玻璃基板而留下一个玻璃板。这将制造更薄的玻璃显示器，其具有高的光学孔径以及限于一个板的复杂加工和不需要精确的板耦合的所有附加的优点。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，因为它们不需要经历高温工艺、蚀刻或旋涂。如果必要，蚀刻也可以按照正常的方式使它们变薄。
各种其它修改对本领域技术人员而言将是明显的。
权利要求
1.一种制造薄膜电子装置的方法，所述方法包括直接向刚性载体基板(40 )施加第一塑料涂层(PI-I)；在所述第一塑料涂层之上形成薄膜电子元件(44)；在所述薄膜电子元件之上施加第二塑料涂层(46)；在所述第二塑料涂层之上形成电极(47)，每个电极与至少一个相关的电子元件一起形成电路，并且所述电极包括由所述第二塑料涂层隔开的、直接位于所述相关的电子元件之上的部分；以及通过激光释放工艺从所述第一塑料涂层释放所述刚性载体基板(40 )。
2.如权利要求1所述的方法，其中施加所述第一塑料涂层包括施加第一塑料层(PI-I)；在所述第一塑料层之上形成金属图案(42)，所述金属图案具有与随后形成所述薄膜电子元件的位置对准的各图案部分；以及在所述金属图案之上施加第二塑料层(PI-2)。
3.如权利要求2所述的方法，还包括使用所述金属图案(42)作为掩模蚀刻所述第一塑料层(PI-1)，从而形成与所述薄膜电子元件对准的各第一塑料层部分。
4.如权利要求3所述的方法，还包括在所述第一塑料层部分之间的空间(1 )中提供滤色器部分(130)。
5.如权利要求4所述的方法，还包括在所述滤色器部分之上提供密封层(132)。
6.如权利要求1所述的方法，还包括在释放所述刚性载体基板之后，完全去掉所述第一塑料涂层(PI-1)。
7.如任意一个在前权利要求所述的方法，其中所述第一塑料涂层(PI-I)包括聚酰亚胺。
8.如任意一个在前权利要求所述的方法，还包括在形成所述薄膜电子元件之前，在所述第一塑料涂层之上形成钝化层(SiNl)。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述钝化层(SiNl)包括氮化硅。
10.如任意一个在前权利要求所述的方法，其中所述第二塑料涂层(PI-2)是没有双折射的清透塑料，并且具有1到 ο μ m的厚度。
11.如任意一个在前权利要求所述的方法，其中所述薄膜电子元件(44)包括场屏蔽像素薄膜晶体管。
12.如任意一个在前权利要求所述的方法，用于制造有源矩阵显示装置，其中形成薄膜电子元件(44)包括在所述塑料基板(40)之上形成像素电路的阵列，以及其中所述方法还包括在从所述第一塑料涂层释放所述刚性载体基板之前，在所述像素电路的阵列之上形成显示层(IXD)。
13.如权利要求12所述的方法，还包括制造第二基板配置，以及其中在所述像素电路的阵列之上形成显示层(LCD)包括安装所述第一和第二基板配置，使电光材料夹于其间，由此所述有源矩阵显示装置包括其间夹有所述电光材料的第一和第二基板。
14.如权利要求13所述的方法，其中制造所述第二基板包括在安装所述第一和第二基板配置之后，向刚性载体基板(60)施加塑料涂层(PI-I)并且通过激光释放工艺将所述刚性载体基板(60)从所述塑料涂层(PI-I)释放。
15. 一种薄膜电子装置，包括支撑结构，包括各塑料部分(PI-2)，每个塑料部分的下面具有金属涂层部分(42)，并且所述塑料部分之间的空间被填充；在所述支撑结构之上的钝化层(SiNl)；薄膜电子元件(44 )，在所述钝化层(SiNl)之上并且与所述塑料部分对准； 在所述薄膜电子元件(44)之上的塑料涂层(46)；以及在所述塑料涂层之上的电极(47)，每个电极(47)与至少一个相关的薄膜电子元件 (44) 一起形成电路，并且所述电极包括由所述塑料涂层隔开的、直接位于所述相关的电子元件之上的部分。
全文摘要
一种制造薄膜电子装置的方法，包括向刚性载体基板(40)直接施加第一塑料涂层(PI-1)并且在第一塑料涂层之上形成薄膜电子元件(44)。在所述薄膜电子元件之上施加第二塑料涂层(46)，顶部具有电极(47)，所述电极具有由第二塑料涂层隔开的、直接位于所述相关的电子元件之上的部分。通过激光释放工艺将刚性载体基板(40)从第一塑料涂层释放。此方法使得传统的材料能够用作电子元件制造的基础，所述电子元件例如是薄膜晶体管。第二塑料涂层能够形成已知的场屏蔽像素(FSP)技术的一部分。
文档编号H01L21/77GK102239553SQ200980148664
公开日2011年11月9日 申请日期2009年11月30日 优先权日2008年12月5日
发明者I·弗伦奇 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司