一种柔性电子器件的制造方法和柔性器件技术

一个电子器件，如薄膜晶体管，限定在一个柔性基片上，其中该基片通过一个粘结层粘附到载体上并在限定了显像管之后脱离。这是例如由于ＵＶ辐射照射。提供了一个不透明涂层来保护任何的半导体材料。在施加晶体管层之前优选进行热处理以降低粘结层内的应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种柔性电子器件的制造方法，其中所述柔性电子器件带有一个具有第一侧和相对的第二侧的基片和一个电子元件，在此方法中，基片通过粘结层粘附在透明的刚性载体上，由此在粘结层与基片之间产生第一结合和在粘结层与载体之间产生第二结合，在经过一些工艺步骤之后对所述粘结层进行照射以使基片从载体上分离，从而获得柔性器件。本专利技术还涉及一种柔性电子器件，它包括一个具有第一侧和相对的第二侧的基片，并且在所述第二侧上带有一个电子元件。由EP-A1256983中已知这种方法和器件。在此已知的方法中，使用了其中限定了晶体管的半导体基片。在所给出的具体实施例中，半导体基片是具有嵌入的绝缘体层的硅基片。在将基片通过粘结层粘附在一个临时载体上之后，将基片除去直到绝缘体层。随后可以涂覆一个聚酰亚胺涂层来保护晶体管。最后透过透明载体对粘结层进行照射，尚与其上的叠层一起残存的基片从载体上分离。该已知方法的一个缺陷在于该方法依赖于半导体基片。使用这种基片不仅昂贵，而且还限制了可获得的电子器件尺寸。通常，硅晶片的直径为6或8英寸(15或20cm)，如果更大，则会更加昂贵。但是，尤其是对于显示器应用来说，更大的尺寸是期望的。因此本专利技术的第一个目的就是提供一种在开始段中所述类型的方法，其中不要求使用硅基片。本专利技术的第二个目的是提供一种可以用本专利技术的方法制造的柔性器件。第一个目的的实现在于所述方法包括以下步骤-提供含有有机材料的基片；-通过一个粘结层将基片用其第一侧粘附在一个透明的刚性载体上，由此产生一个具有粘结层与基片之间的第一结合和粘结层与载体之间的第二结合的载体、粘结层和基片的叠层，其中所述粘结层含有一种用于引发交联反应的引发剂；-在基片的第二侧施加多个层，在所述层中限定薄膜电子元件；-在粘结层内引发交联反应，由此改变第一和第二结合中至少一个的强度；和-将基片从载体上分离，由此获得所述器件。本专利技术的方法产生薄膜型电子元件，而不是现有技术的硅基电子元件。这些薄膜型电子元件只有在基片已经粘附在载体上之后才被限定。这对粘结层的特性施加了严格的限制条件；基片不仅必须是充分平的，而且还要求微米尺度的覆盖精度。这可以通过本专利技术来实现，其中基片的有机材料容许更好的相互作用，如氢键结合、基于范德华相互作用的结合和甚至化学键结合。交联可以进一步包括小分子聚合进入由交联形成的网。因此，所述反应使得用于与载体或基片的相互作用的结合变少，或者，某些结合被有选择性地增强。在第一个实施方案中，反应的引发是通过加热发生的，所述反应导致粘结层与基片之间的第一结合变成化学键。对基片的这种结合导致了粘结层与基片网联在一起。之后，载体可以很容易地从粘结层上分离。此分离通常是由轻微加热实现的；但并不排除施行了一个额外的照射步骤来引发粘结层内部在载体一侧的交联。最后，据发现，粘结层的分离表面失去了其粘合力。这对于实际应用来说是一个很重要的优点，因为这意味着在进一步的组装中所得器件不会无缘无故地粘着在任意载体上。然后，将在升高的温度例如在50-120℃发生基片从载体上的分离。在第二个实施方案中，反应的引发是通过照射从而引发交联反应而发生的。此交联反应更加集中，并最终增强了粘结层内部的连结。使用其中粘结层基于丙烯酸酯且载体具有玻璃表面或类似玻璃的表面的体系获得了优良的结果。这种丙烯酸酯基粘合剂是带丙烯酸酯单体和优选带低聚物的多元酸的混合物。所述单体可以很好地扩散通过粘结层并存在于聚合链与基片之间，该单体使得可以获得均一的结合。载体上的玻璃层可以通过氢键与粘结层结合在一起。因此，特别适合的是有机材料的基片，特别是聚合物片材，具有氮或氧基，特别是具有羧基(C＝0)。这些基团可以与丙烯酸酯基的粘结层发生许多化学相互作用和反应。在采用照射的第二实施方案的一种优选改进中，薄膜元件的各层中有一层是半导体材料活性层，此活性层通过一个不透明涂层与粘结层隔开。通过此不透明涂层，可以有效地防止半导体材料活性层受UV辐射。在另一个实施方案中，对载体和基片在叠合之后进行热处理，处理到不低于所要施加的任何层的操作温度并不高于粘结层的降解温度的温度。对于许多应用来说，粘结层的温度稳定性必须非常好；例如在经过几个加热和冷却步骤之后必须仍能保持原始尺寸，如对于制作图案和/或限定了薄膜元件的层的沉积是必需的。当然并不总是不需要任何额外的手段温度稳定性就足够好。此实施方案中的热处理就是这种额外的手段。由此，粘结层和基片的叠层会象其后会发生的那样膨胀或收缩。据发现通过这样一种热处理，粘结层获得了所需的温度稳定性，且各层可以以微米尺度或更小的覆盖精度施加。所述热处理优选地在80-150℃下进行5-30分钟，更优选地在120-140℃下进行10-20分钟。所用温度越高，加热时间则越短。过度加热会导致引发剂的分解并从而引发聚合。覆盖精度的必要性特别存在于所述电子元件为晶体管，更特别地为要用在显示器中的晶体管的情形。在这种晶体管中，栅极应当尽可能精确地覆盖沟道和源极及漏极。如果栅极被偏移向源极或在相反方向上偏移向漏极，则栅极与源极或漏极之间的寄生电容会升高。这影响了晶体管的性能和显示器质量。另一个负面效果是晶体管性能的偏差增大。如果栅极在其横向方向上偏移，则可能会导致漏电流，引起晶体管的失效。这个问题格外相关，因为随着粘结层和基片的无控制膨胀，在结构边缘处的覆盖将与在其中央处不同。相反，在载体只是在晶体管已经被限定之后才粘附在基片上的现有技术中这些严格条件不是必需的。此外，基片的表面在施加任何功能层之前应当是平的，其中所述功能层的厚度通常在亚微米范围。因此可以在基片上施加一个整平层。但是，特别是当基片和粘结层被一起施加到载体上时，无论如何这不是必需的。另外，任何整平层都会使厚度增加从而造成柔韧性降低。第一和第二结合之一的选择性削弱对于粘结层在分离时不会被扯开是必需的。这种选择性削弱通常发生在载体与粘结层的界面上，因为在该界面上辐射的强度最高。这样，在分离之后粘结层将粘附在基片上，并可被用作机械保护层。所述选择性削弱可以通过各种手段来提高或调整，例如通过表面处理来强化第一结合和削弱第二结合。它的一种优选替代方案是粘结层中含有染料。所述染料会导致在载体与粘结层的界面附近能获得比粘结层与基片的界面附近更多的辐射。染料的一种优选实施方案是一种光敏组分。恰当的光敏组分的使用还具有其它优点，即它还会导致在粘结层内发生交联。通过这种交联，粘结层变得更硬，这与更小的粘着强度相一致。粘结层中可以含有各种材料。它优选地含有用UV射线照射时会提高粘结层中的主要聚合物组分的玻璃化转变温度的活性添加剂。特别地，所述添加剂可以导致聚合物链之间交联，从而形成具有升高的玻璃化转变温度的聚合物网。在玻璃态时，粘结层的粘合强度被显著降低，从而使得可以轻易分离。玻璃化转变温度可以被提高到室温。粘结层的一种适合组合物本身从WO-A02/06413中已知。此文献记述了使用此组合物作为用于切割硅晶片的带子。在这里，与硅基片和与载体的相互作用相差很大。优选地使用低分子的添加剂作为添加剂。一种优选的添加剂是(甲基)丙烯酸酯型的化合物。这种添加剂可以例如与任何丙烯酸一起使用。或者，所述添加剂可以以聚合物的形式存在。优选地，粘结层的厚度在5-40μm的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造柔性电子器件的方法，其中所述柔性电子器件带有一个具有第一侧和相对的第二侧的基片和一个电子元件，该方法包括如下步骤：－提供含有有机材料的基片；－通过一个粘结层将基片用其第一侧粘附在一个透明刚性载体上，由此产生一个具有粘 结层与基片之间的第一结合和粘结层与载体之间的第二结合的载体、粘结层和基片的叠层，其中所述粘结层含有一种用于引发交联反应的引发剂；－在基片的第二侧施加多个层，在所述层中限定所述薄膜电子元件；－在粘结层内引发交联反应，由此改变第 一和第二结合中至少一个的强度；和－将基片从载体上分离，由此获得所述器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2003-4-2 03100879.01.一种制造柔性电子器件的方法，其中所述柔性电子器件带有一个具有第一侧和相对的第二侧的基片和一个电子元件，该方法包括如下步骤-提供含有有机材料的基片；-通过一个粘结层将基片用其第一侧粘附在一个透明刚性载体上，由此产生一个具有粘结层与基片之间的第一结合和粘结层与载体之间的第二结合的载体、粘结层和基片的叠层，其中所述粘结层含有一种用于引发交联反应的引发剂；-在基片的第二侧施加多个层，在所述层中限定所述薄膜电子元件；-在粘结层内引发交联反应，由此改变第一和第二结合中至少一个的强度；和-将基片从载体上分离，由此获得所述器件。2.权利要求1的方法，其中反应的引发是通过加热发生的，所述反应导致粘结层与基片之间的第一结合变成化学键。3.权利要求1的方法，其中反应的引发是通过照射从而引发交联反应而发生的。4.权利要求3的方法，特征在于其中一个层是半导体材料活性层，此活性层通过一个不透明涂层与粘结层隔开。5.权利要求3的方法，其中在载体和基片层合之后对它们进行了热处理，在热处理中温度升至不低于所要施加的任何层的工艺温度且不高于粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：JB吉伊斯伯斯，MJ比恩哈克斯，CJHA里佩特，GH格林克，FJ托斯拉格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]