[发明专利]柔性电子器件

说明书

本发明涉及用于安装到弯曲或柔性支架上的柔性电子器件及其制造方法。

由于在不断增加的各种各样的应用中安装电子部件的趋势，对于制造柔性电子器件的能力的需求日见增长。例如，这些器件可用在“灵活插件板”中，即包括微控制器和安全存储器的塑料信用卡片。

已经发现制作在柔性塑料基片上的大面积电子部件(LAE)出现很多问题。这些问题包括低热聚集、差质量器件、半导体器件中的层的龟裂和粘附性不好、吸水、以及由于塑料基片的膨胀和收缩造成的层与层对准差。

WO-A-00/46854介绍了一种用于制造柔性有源矩阵显示器的技术。承载电路元件的成形块料以浆料形式淀积在包括互补凹槽的柔性基片上。该块料落在各自的凹槽中，然后一起电耦合以形成有源矩阵。

在EP-A-1014452中公开的工艺中，薄膜器件形成在提供在基片上的隔离层上。氢离子被注入到该隔离层中。然后通过用激光照射该层，使隔离层与基片分离，这个工艺被现有注入步骤的效果加速。然后该器件被转移到另一个基片上。通过转移已经被分离地制造在其它基片上的多个更小单元，可以形成大规模有源矩阵基片。

本发明的目的是提供一种形成能弯曲的电子器件的改进方法以及改进的柔性电子器件。

本发明提供一种制造电子器件的方法，包括以下步骤：

(a)在刚性材料层中形成变薄区域的预定图形，以便确定刚性层的邻接部分；

(b)在刚性层上提供电子元件；和

(c)形成在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。

根据该方法，元件和连接器很方便地形成在刚性层上，并且变薄区域保证了器件的连续弯曲以预定方式分割刚性层。柔性连接器穿过变薄区域延伸，一旦已经沿着变薄区域分割刚性层，也可以保持连接，并允许器件进一步弯曲而不影响器件的操作。

在变薄区域提供在与元件和连接器相反的刚性层的一面上的地方，可优选在步骤(b)和/或步骤(c)之后进行步骤(a)。则在制造元件和/或连接器的工艺期间刚性层以更坚固的形式存在。

该方法可以使实质区域的电路转移到柔性基片上，然后以控制方式折断，因而组合件是柔性的。可以在完成的器件中折断刚性层，或者，可以在器件使用期间使其断裂。

本发明还提供制造电子器件的方法，包括以下步骤：

(a)在刚性层上提供电子元件；

(b)形成在刚性层的不同连续部分上的元件之间延伸的柔性连接器；和

(c)将刚性层分割成邻接部分。

本发明结合了在更坚固、易碎材料上制造电子元件和连接器与在已经形成元件和连接器之后能使器件弯曲的操作优点。在优选实施例中，该方法包括在柔性基片上安装刚性层的步骤。一旦被分割，柔性基片可提供对刚性层的支撑，而不会妨碍器件弯曲。

例如，该方法适用于在玻璃或其它刚性材料上形成大面积电子部件(LAE)，或在硅上制造集成电路。

本发明还提供一种电子器件，包括：其上具有电子元件的刚性材料层、由刚性层的变薄区域确定的刚性层的邻接部分、以及在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。

本发明另外提供这样的器件，其中已经沿着一个或多个变薄区域分割刚性层，以使该器件是柔性的。

根据另一个方案，本发明提供一种电子器件，包括其上具有电子元件的刚性材料层和在刚性层的不同邻接部分上的元件之间延伸的柔性连接器，该刚性层被分割成邻接部分，因此该器件是柔性的。

因此，该电子器件提供有已经被分离的而不是被变薄区域连接的邻接部分。这适用于器件以分割形式足够坚固以用于其以下操作。连接器单独可以是很安全和坚固的足以保持邻接部分在一起，直到该器件被安装到基片上。

刚性层优选包括易碎材料，如玻璃或硅，而柔性层可包括例如塑料。

可以通过刻蚀或喷砂该刚性层或者采用金刚石圆锯条形成变薄区域。或者，可通过采用例如金刚石尖切割器、或者金刚石或碳化物边缘砂轮对刚性层进行划割，或通过采用激光器以烧蚀细凹槽或狭缝，由此形成变薄区域。变薄区域可包括部分地从一面或两面穿过一层的凹槽或狭缝。在其它实施例中，变薄区域可包括完全穿过刚性层的狭缝或穿孔。

在另外的优选实施例中，变薄区域可包括形成在相对宽的凹槽底部的细凹槽或狭缝。当其为柔性以便减小由与凹槽相邻的刚性层表面确定的角度时，较宽凹槽的较大宽度和深度可减少在刚性层的断裂的相反端发生分离。而且，细凹槽保证了可精确确定在变薄区域的断裂位置。