[发明专利]一种具有塑料衬底的电子器件

说明书

技术领域

本发明涉及在塑料衬底上制造电子器件，诸如有源(active)矩 阵显示器件。

背景技术

有源矩阵显示器的最常见的形式是有源矩阵液晶显示器(AMLCD )。通常在0.7mm厚的大玻璃衬底上制造AMLCD器件。对于一个单元需 要两个板，使得完成的显示器刚刚在1.4mm厚以上。移动电话制造商 、和一些膝上型计算机制造商要求更薄和更轻的显示器，并且在HF (hydrofluoric acid，氢氟酸)溶液中可以将完成的单元变薄，通 常变薄到大约0.8mm厚。移动电话制造商理想地想要显示器甚至更薄 ，但是已经发现以这种方法制造的在0.8mm厚以下的单元太易损坏。

使HF变薄不具有吸引力，因为它是浪费的工艺，它使用难以安全 经济地去除的有害化学品。由于玻璃的蚀损斑(pitting)使得在蚀 刻过程中也存在一些产量损失。

很久前就已经认识到轻的、加固的(rugged)并且薄的塑料AMLCD 作为替代物的吸引力。最近，对于塑料显示器的兴趣甚至进一步增加 ，部分地由于彩色AMLCD在移动电话和PDA中使用的增加。最近已经有 很多对于在塑料衬底上的有机发光二极管(OLED)显示器和AMLCD的 研究。尽管有这种兴趣，仍然存在对用于塑料显示器的大规模生产的 合理制造途径的需要。

已经报告了多种不同的方式用于在塑料衬底上制造薄膜晶体管 (TFT)或者显示器。

在WO 05/050754中描述了一种技术，其中制造了衬底构造( arrangement)，其包括刚性载体衬底和在该刚性载体衬底上的塑料 衬底。在塑料衬底上形成像素电路和显示单元后将刚性载体衬底从塑 料衬底释放。这使得能够利用基本传统的衬底处理、加工和单元制造 。

为了从玻璃载体释放塑料衬底，通常使用加热方法。通过加热玻 璃和塑料衬底，从玻璃载体上释放塑料衬底和形成在衬底上的电子部 件。

存在各种方法，通过这些方法能够从玻璃载体上分离塑料衬底。 在WO 05/050754中提出的释放工艺是激光剥离(lift-off)工艺。使 用在紫外波长的激光光来使得塑料衬底从下层载体剥离。已经建议该 释放工艺为由于多光子工艺而引起的光切除(photoablation)工艺 包括局部加热。一种建议用于该工艺的材料是聚酰亚胺，选择它是因 为它的高温度稳定性和UV能量的高吸收。

在使用加热效果从玻璃剥离塑料衬底方面存在一些潜在的问题。 需要足够的能量来使剥离能够发生，但是却不损坏塑料衬底和形成在 其上的部件，该损坏可能由于热膨胀效果而导致。

当使用激光剥离工艺时，优选在UV光谱内的更高的波长，因为较 低的波长被玻璃衬底吸收得更多，使得激光释放不太有效。例如，优 选的是在308nm或者351nm操作的商业上可提供的激光器。

在这些更高的波长处，在塑料层被吸收的能量被统计地分布而没 有完全使热能化(thermalisation)在塑料聚合物分子中。这引起局 部的加热效果，这进而可能导致对塑料衬底或者安装在塑料衬底上的 部件的破坏。这也可能导致从载体的部分的或者差的剥离。

因此存在对于衬底材料的需要，该衬底材料能够承受加热而不破 裂或者变形衬底或者安装在衬底上的部件，并且能够具有从玻璃衬底 的好的剥离。

发明内容

根据本发明，提供了一种制造薄膜电子器件的方法，该方法包括

使用湿法铸造(wet casting)工艺将塑料涂层施加到刚性载体 衬底上，该塑料涂层形成塑料衬底，并且包括透明塑料材料，该透明 塑料材料具有的热膨胀系数在垂直于衬底平面的第一方向上是在平 行于衬底平面的第二方向上的至少三倍；

在塑料衬底上形成薄膜电子元件；和

通过加热工艺从塑料衬底释放刚性载体衬底，该加热工艺优选在 垂直于衬底平面的方向上使塑料衬底膨胀。

在本发明的塑料衬底上热膨胀的各向异性使得在热剥离过程期 间衬底的膨胀能够沿着垂直方向。已经发现这帮助剥离过程，并且也 保护了安装在塑料衬底的上表面上的部件。

本发明因此提供改善的塑料衬底的分层，并且通过在这些层中最 小化地引入水平应力，减小了在塑料衬底顶部的电子层(硅层和金属 层)的变形和开裂。