CN110462861A - 并入层压基板的电子组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开包含层压基板的电子组件及制造方法。在一个实施例中，电子组件(140A)包含基于玻璃的基板(110)、至少一个栅电极(155)及聚合物层(154)，所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度、第一表面(111)及第二表面，所述至少一个栅电极设置在所述基于玻璃的基板(110)的第一表面(111)上，所述聚合物层设置在所述基于玻璃的基板(110)的第一表面(111)上。聚合物层(154)接触所述至少一个栅电极(155)的至少一部分。电子组件(140A)进一步包含至少一个源电极(152)、至少一个漏电极(153)及设置在聚合物层(154)上的半导体材料(151)。半导体材料(151)接触所述至少一个源电极(152)及所述至少一个漏电极(153)的至少一部分。聚合物层(154)经配置以作为所述至少一个栅电极(155)与半导体材料(151)之间的介电材料。

Description

并入层压基板的电子组件及其制造方法
技术领域
此申请案根据专利法请求在2017年2月14日申请的美国临时申请案序号第62/458785号的优先权的权益，依据该案的内容且将该案的内容以其全文引用方式并入本文。
本说明书大致上关于电子组件，并且更具体而言关于并入层压基板的电子组件及其制造方法，所述层压基板包括聚合物及基于玻璃的材料层。
背景技术
玻璃上的有源(Active)电子装置通常使用硅及金属氧化物技术来制造，如目前在液晶及有机发光二极管(OLED)显示器中使用的薄膜晶体管(TFT)阵列中实践的。目前的硅及金属氧化物技术需要高沉积温度(至少400℃)以便达成商业化显示应用的可接受性能。然而，存在低温处理替代选项，其中利用有机TFT而不是硅或金属氧化物。在显著低于硅或金属氧化物所需的温度(经常远低于250℃)下处理这些其他材料。
由于低处理温度，大面积印刷电子产品(包含卷对卷处理)成为可能的，因为新的柔性基板为可行的选项。许多聚合物可以在卷上的膜格式来提供。但是，当用作电子装置的基板时，聚合物膜具有缺点。上述缺点包含平坦度、阻障性质、表面粗糙度及尺寸稳定度。为了制作大面积格式，短节距、小尺寸电子装置，如高分辨率显示器所需的，需要优异的尺寸稳定度以便维持不同沉积处理步骤(特别在微影工艺中)之间的对准。由于聚合物膜在外部载荷下的塑性变形倾向及低模量与所造成的刚度，聚合物膜无法达成上述尺寸稳定度。另一方面，由于非常塑性的本质，聚合物膜具有优异的韧性。即使在应力下，在存在缺陷的情况下，许多聚合物膜藉由第一次不可逆塑性变形而不是立即破裂而机械性失效。
因此，存在对于具有改善的尺寸稳定度的电子装置的替代的薄的柔性基板的需求，特别是在装置制造期间。
发明内容
在一个实施例中，电子组件包含基于玻璃的基板、至少一个栅电极及聚合物层，所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度、第一表面及第二表面，所述至少一个栅电极设置在所述基于玻璃的基板的第一表面上，所述聚合物层设置在所述基于玻璃的基板的第一表面上，使得所述聚合物层接触所述至少一个栅电极的至少一部分。电子组件进一步包含设置在聚合物层的聚合物表面上的至少一个源电极、设置在所述聚合物表面上的至少一个漏电极以及设置在所述聚合物表面上的半导体材料。半导体材料接触所述至少一个源电极及所述至少一个漏电极的至少一部分。聚合物层经配置以作为所述至少一个栅电极与半导体材料之间的介电材料。所述至少一个栅电极、所述聚合物层的一部分、所述至少一个源电极、所述至少一个漏电极及所述半导体材料界定至少一个电子装置。
在另一个实施例中，制造包含电子装置的电子组件的方法包含：在基于玻璃的基板的第一表面上沉积至少一个栅电极，其中所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度；在所述基于玻璃的基板的第一表面上沉积聚合物层，使得所述聚合物层接触所述至少一个栅电极的至少一部分，其中所述聚合物层包括聚合物表面；在所述聚合物表面上沉积至少一个源电极及至少一个漏电极。方法进一步包含：在聚合物表面上沉积半导体材料，使得所述半导体材料接触所述至少一个源电极及至少一个漏电极的至少一部分。聚合物层经配置以作为所述至少一个栅电极与半导体材料之间的介电材料。所述至少一个栅电极、所述聚合物层的一部分、所述至少一个源电极、所述至少一个漏电极及所述半导体材料界定至少一个电子装置。
附图说明
从如附图中绘示的示例性实施例的以下更具体的描述，前述内容将为显而易见的，其中相同的元件符号贯穿不同的视图指示相同的部件。图式未必按比例绘制，而是将重点放在说明代表性实施例上。
图1A示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的包括基于玻璃的基板及聚合物层的示例性层压基板；
图1B示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的包括基于玻璃的基板及聚合物层的另一个示例性层压基板；
图1C示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的包括设置在第一基于玻璃的基板与第二基于玻璃的基板之间的聚合物层的另一个示例性层压基板；
图1D示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的包括设置在第一聚合物层与第二聚合物层之间的基于玻璃的基板的另一个示例性层压基板；
图2示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的施加到基于玻璃的基板的表面的聚合物；
图3示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的将一或更多个聚合物层施加到基于玻璃的基板的示例性卷对卷工艺；
图4示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的将一或更多个聚合物层施加到基于玻璃的基板的示例性狭缝模具(slot-die)工艺；
图5示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的将一或更多个聚合物层施加到基于玻璃的基板的示例性层压工艺；
图6A～图6D示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的设置在图1A～图1D中描绘的层压基板上的各种薄膜晶体管装置配置；
图6E示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的其中层压基板的聚合物层作为薄膜晶体管的介电层的薄膜晶体管；
图7A及图7B示意描绘根据本文所述及绘示的一或更多个实施例的在基于玻璃的基板的表面上沉积栅电极的阵列及聚合物层以制造电子装置的阵列的工艺；及
图8A及图8B示意描绘包括设置在层压基板的第一表面上的第一电子装置及设置在层压基板的第二表面上的第二电子装置的电子组件。
具体实施方式
本文公开的实施例关于并入柔性层压基板的电子组件。不受限制地，本文所述的电子组件可利用在柔性显示器，例如并入有机薄膜晶体管(TFT)的柔性显示器。尽管聚合物膜为柔性的并且因此可用作用于如TFT的电子装置的基板，但聚合物膜缺乏尺寸稳定性。聚合物膜亦有其他缺点，例如平坦度、表面粗糙度及阻障性质。
本公开案的实施例藉由利用薄形状因子(form-factor)基于玻璃的基板来解决聚合物膜的这些缺陷。玻璃，如由康宁公司以商品名glass销售的玻璃，可解决塑料基板存在的问题。柔性玻璃可以薄形状因子以片材及卷两种格式来提供。玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷(本文共同称作“基于玻璃的基板”)具有优异的透明性、隔氧性/阻水性、耐久性(durability)及尺寸稳定度。基于玻璃的基板在正常操作及适当温度下不会塑性变形。在这些条件下，基于玻璃的基板的尺寸改变在弹性范围内。此外，基于玻璃的基板亦不会由于溶剂或吸湿性而尺寸膨胀。由于熔融形成工艺，基于玻璃的基板亦可具有卓越质量表面。使用如此薄形状因子的基于玻璃的基板可能导致关于在装置制造期间的机械可靠性问题，因为基于玻璃的基板可能易受经由裂痕传播的缺陷引起的缺陷。
作为实例，柔性基于玻璃的基板在厚度、重量及柔性方面具有优于较厚玻璃的优点。约300μm或更薄的基于玻璃的基板可用于柔性/顺应的(conformable)电子应用及卷对卷制造情况，而较厚的刚性玻璃与其为机械上不兼容的。较薄的玻璃亦具有较低的光学效应，例如视差(parallax)及紫外线吸收。与聚合物膜基板相比，柔性基于玻璃的基板给予改进的光学穿透率、较低的雾度(haze)、较低的表面粗糙度、较高的热性能、较高的阻障性质、处理化学兼容性以及整体尺寸稳定度。例如，本文所述的薄的基于玻璃的基板可具有在400nm到800nm波长范围上测量的至少约70％、至少约80％、至少约90％的光学穿透率。另外或替代，本文所述的薄的基于玻璃的基板可具有使用Byk-Gardner Haze-Gard LE04雾度计测量的至多约1％、至多约0.5％、至多约0.2％或至多约0.1％的雾度。另外或替代，本文所述的薄的基于玻璃的基板可具有至多约10nm、至多约5nm、至多约2nm、至多约1nm或至多约0.5nm的表面粗糙度，其中表面粗糙度是在100μm×100μm区域上测量的Ra表面粗糙度。另外或替代，本文所述的薄的基于玻璃的基板可具有至少约200℃、至少约400℃、至少约500℃或至少约700℃的热性能。另外或替代，本文所述的薄的基于玻璃的基板可具有至多约20μm、至多约10μm或至多约1μm的尺寸稳定度，其中尺寸稳定度是在将基于玻璃的基板加热到处理温度然后返回到室温之后的尺寸改变或变形。具体而言，尺寸稳定度促使由彼此对准的多个图案化层制成的高性能装置。由于化学/水吸收、低刚度造成不能补偿薄膜应力或所施加的应力以及由于接近Tg的条件的应力松弛的情况，已知在处理期间自立式(Free-standing)聚合物基板会不可预期地扭曲。利用包含一或更多个超薄基于玻璃的层的柔性基板可实现制造高分辨率、高对准装置结构所需的尺寸稳定度。
本文所述的实施例将一或更多个薄的基于玻璃的基板与一或更多个聚合物层以层压或涂覆结构组合，以实现两材料组的有利性质。可利用基于玻璃的基板的优异的尺寸稳定度及隔氧性/阻水性，同时聚合物层赋予可操作性并且使对基于玻璃的基板的表面的接触损伤最小化。因此，实施例使用彼此相邻设置的薄的基于玻璃的基板与聚合物层作为用于电子装置(如TFT阵列)的增强的基板/覆板(superstrate)。层压结构可用于片对片及卷对卷工艺。在大多数情况下，工艺将处于低温以适应有机聚合物材料热性质。然而，若薄的基于玻璃的基板与高热稳定聚合物(如但不限于聚酰亚胺(polyimide))层压，则本公开案的实施例不排除在较高温度工艺中使用这些层压基板。
本文所述的层压基板可用于显示设备的有机TFT背板中。有机TFT结构包含有机半导体材料、介电材料及TFT设计。本公开案的实施例进一步针对优化的基板-装置组合结构。在一些实施例中，设置在基于玻璃的基板上的一或更多个聚合物层可经配置作为用于设置在柔性层压基板上及/或柔性层压基板中的电子装置(例如，TFT装置)的一或更多个介电层。
以下详细描述各种层压基板、电子组件及制造并入层压基板的电子组件的方法。
图1A～图1D示意绘示用于电子组件中的四个示例性玻璃-聚合物基板(或覆板)。参照图1A，示例性层压基板100A包含设置在基于玻璃的基板110的上表面上的聚合物层120。图1B绘示示例性层压基板100B，其中聚合物层120设置在基于玻璃的基板110的底表面上。图1C示意描绘示例性层压基板100C，其中聚合物层120夹在第一基于玻璃的基板110A与第二基于玻璃的基板110B之间。基于玻璃的基板110A及110B可为相似或不同。图1D示意描绘示例性层压基板100D，其中基于玻璃的基板110夹在第一聚合物层120A与第二聚合物层120B之间。聚合物层120A与120B可为相似或不同。聚合物层120及基于玻璃的基板中的每一者可包括单独的层，或可由多层或复合层制成。
具有如图1C所示包围中心聚合物层的两个基于玻璃的基板110A、110B的层压构造具有屏蔽中心聚合物层120免受氧气及水的附加优点。这将延伸所述聚合物层的操作温度范围，因此打开此层压结构将与之兼容的更宽范围的处理条件。
本文所述的基于玻璃的基板110可由任何玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷材料制成。如上所述，用以制造TFT装置的低温处理(例如，最高温度小于或等于300℃)促使使用玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷材料的任何组成物。示例性玻璃材料包含但不限于硼硅酸盐玻璃(例如，由纽约州康宁市的康宁公司以商品名Glass制造的玻璃)、碱土硼铝硅酸盐玻璃(例如，由康宁公司以商品名EAGLE 制造的玻璃)、碱土硼铝硅酸盐玻璃(例如，由康宁公司以商品名Contego Glass制造的玻璃)及离子交换的碱金属铝硅酸盐玻璃(例如，由康宁公司以商品名Glass制造的玻璃)。应理解，亦可利用其他柔性玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、多层或复合组成物。
然而，TFT装置的高温处理(例如，高于300℃的温度)可能导致存在于基于玻璃的基板110内的碱离子迁移到TFT装置中，由此影响TFT装置的性能及可靠性。因此，在考虑TFT的碱污染的高温处理应用中，针对基于玻璃的基板110可利用无碱玻璃。基于玻璃的基板110中碱离子的存在对低温处理将不成问题，因为离子将维持在玻璃中。
在实施例中，基于玻璃的基板110具有使其具有柔性的厚度。示例性厚度包含但不限于小于约300μm、小于约250μm、小于约200μm、小于约150μm、小于约100μm、小于约50μm及小于约25μm。例如，基于玻璃的基板110具有约10μm至约300μm的厚度。本文所述的示例性基于玻璃的基板110具有以小于300mm的半径、或小于200mm的半径、或小于100mm的半径、或小于75mm的半径、或小于50mm的半径或小于25mm的半径来弯曲的能力。
聚合物层120可为任何能够固定到基于玻璃的基板110的表面的适合的柔性聚合物材料。在实例中，聚合物层120覆盖基于玻璃的基板110的整个表面。在另一个实例中，基于玻璃的基板110的表面的一或更多个区域未被聚合物层120覆盖。示例性聚合物材料包含但不限于极性弹性体(polar elastomer)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯醇缩丁醛(polyvinybutyral)、聚(甲基)丙烯酸酯(poly(meth)acryolate)。极性弹性体的一个非限制实例包含聚(二氟乙烯共聚六氟丙烯)(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene))，如以下更详细描述的。聚合物层120可具有任何适合的厚度，例如但不限于，在包含端点0.5μm至50μm、或0.5μm至40μm、或0.5μm至30μm、或0.5μm至20μm、或0.5μm至10μm、或0.5μm至5μm、或0.5μm至2.5μm的范围内。聚合物层120可具有小于或等于20GPa、小于或等于15GPa、小于或等于10GPa或小于或等于5GPa的杨氏模量(Young’smodulus)。
聚合物层120可被包含在层压基板100A中，由于聚合物层的韧性用于保护基于玻璃的基板110，特别是在后续处理步骤(例如在层压基板100A上TFT装置的制造)中的材料处理期间。聚合物层120可使对基于玻璃的基板110的表面的接触损伤最小化。聚合物层120可用于积聚由实体接触导致的机械性缺陷，而非在基于玻璃的基板110的表面中形成机械性缺陷。此外，若在基于玻璃的基板110中发生机械性失效，则聚合物层120可作为维持整个层压基板100A的完整性。因此，设置在基于玻璃的基板110上的聚合物层120增加层压基板100A的机械坚固性。
可藉由任何适合的工艺将聚合物层120施加到基于玻璃的基板110的一或更多个表面。如图2所示，经配置成片材的聚合物层120可设置在基于玻璃的基板110的表面111上并且藉由层压工艺(例如藉由使用粘合剂材料)来固定。粘合剂材料可为粘合剂膜或基于液体的粘合剂。在任一情况下，固化或处理步骤可在初始层压之后发生，例如但不限于热处理或UV曝光步骤。藉由一些聚合物层材料，不需要额外的粘合剂层，因为聚合物层120可直接粘附到基于玻璃的基板110而不需要中间材料。应注意，图2描绘将自立式聚合物层120的片材粘附到基于玻璃的基板110的工艺。替代工艺亦为可行的，其将基于溶液的聚合物层120施加到基于玻璃的基板110表面，然后进行任何所需的固化或处理步骤，如以下更详细描述的。
由于基于玻璃的基板110可为柔性材料，因此可藉由卷对卷工艺将聚合物层120施加到基于玻璃的基板110。现参照图3，示意绘示用于将聚合物材料122沉积到玻璃网布(glass web)112上的卷对卷工艺150。应注意，聚合物材料122及玻璃网布112分别形成聚合物层120及基于玻璃的基板110，当切割成尺寸时形成层压基板100A～100D。在绘示的实施例中，玻璃网布112以初始卷轴(spool)101的形式。例如，柔性玻璃网布112可缠绕在芯上。然后将玻璃网布112解开朝向并且穿过介电层沉积系统130。介电层沉积系统130将聚合物材料122沉积到玻璃网布112的一或两个表面上。在接收聚合物材料122之后，玻璃网布112可在一些实施例中缠绕到第二卷轴103中或切割成分离部件。第二卷轴103的经涂覆的玻璃网布112然后可被发送到一或更多个下游工艺，例如但不限于，通孔形成(例如，藉由激光钻孔)、电镀(例如，以形成导电迹线及平面)、另外的涂覆、切割及电子部件填充。类似地，在沉积聚合物材料122之前，玻璃网布112(或片材工艺中的玻璃片)可承受一或更多个上游工艺。类似地，这些上游工艺可包含但不限于，通孔形成(例如，藉由激光钻孔)、电镀(例如，以形成导电迹线及平面)、另外的涂覆、切割及电子部件填充。此外，若聚合物材料122沉积到玻璃网布112或玻璃片的两表面上，则聚合物材料122不需为对称的。在玻璃网布112或玻璃片的一个表面上的聚合物材料122组成、图案化、厚度及其他性质可与玻璃网布或基板的另一表面上的介电材料性质不同。
介电层沉积系统130可为任何能够将聚合物材料122沉积到玻璃网布112上的组件或系统。如上所述，玻璃网布112可为任何玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷材料。作为实例而非限制，图4示意描绘用于将聚合物材料122沉积到柔性玻璃网布112上(例如以卷对卷工艺)的示例性狭缝模具涂覆系统130A。应理解，可将聚合物材料122涂覆到玻璃网布112的两表面上(例如，如图1D所示)。狭缝模具涂覆系统130A包含将聚合物材料122连续沉积到玻璃网布112的表面上的狭缝模具。应理解，在其中玻璃网布112的两表面涂覆有聚合物材料122的实施例中，可提供另一个狭缝模具以涂覆第二表面。此外，亦可提供未在图4中图标的另外的处理组件或系统，例如固化组件(例如，热固化、UV固化及类似者)。应理解，可利用除狭缝模具涂覆之外的涂覆系统。上述另外的涂覆系统可包含但不限于基于溶液的工艺，例如印刷方法或其他涂覆方法。涂覆系统亦可包含无机薄膜沉积技术，如溅射、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)及其他工艺。这些方法可用于将聚合物材料122的连续的层沉积到玻璃网布112上。
现参照图5，示意绘示用于将聚合物材料122施加到柔性玻璃网布112的示例性层压系统130B。层压系统130B包含至少两个辊子(roller)134A、134B。聚合物材料122及柔性玻璃网布112在辊子134A、134B之间被馈送以将聚合物材料122层压到柔性玻璃网布112。在一些实施例中，层压的柔性玻璃网布112然后可被卷绕成卷轴。可利用任何已知或尚待开发的层压工艺。
如上所述，可将聚合物层120施加到基于玻璃的基板110的单独片材，而不是以卷对卷工艺。
在将聚合物材料122施加到玻璃基板或网布111之后，可将经涂覆的玻璃基板/网布111切断成具有一或更多个期望形状的复数个层压基板。
本文所述的层压基板(例如，层压基板100A～100D)可用作电子组件的基板。在一个非限制实施例中，电子组件为例如用于电子装置(如智能型手机)中的有机TFT背板。应理解，实施例可并入其他电子组件中，例如但不限于，有机发光二极管显示器、有机场效晶体管、OLED照明、天线、触控传感器、电路板组件、光伏组件、光学及光电子装置及传感器。尽管本文在有机TFT电子组件的上下文中描述实施例，但应理解，实施例不限于此。
本文所述的电子组件可包含设置在层压基板的暴露的表面上及/或其中的一或更多个电子装置(例如，如以下所述的TFT电子装置)。作为实例而非限制，可将如TFT电子装置的电子装置的阵列设置在层压基板的一或更多个表面上及/或其中，以提供用于电子显示器的TFT背板。
参照图1A～图1D，一或更多个电子装置可设置在聚合物层120、120A及基于玻璃的基板110、110A的上表面上。因此，可将图1A～图1D中绘示的双层及三层层压基板100A～100D两者与放置在基于玻璃的基板(例如，图1B中绘示的基于玻璃的基板110或图1C中绘示的基于玻璃的基板110A)或聚合物层(例如，图1A中绘示的聚合物层120或图1D中绘示的聚合物层120A)的表面上的电子装置一起使用。然而，如以下参照图8A及图8B所述，电子装置可设置在层压基板的两暴露侧上。
应注意，直接建构在基于玻璃的基板110、110A的表面上的电子装置利用基于玻璃的材料的优异表面质量并且充分利用其尺寸稳定度。然而，可能存在潜在应用，其中使高质量表面向外展示用以与外部环境互动可能为有利的。在这种情况下，在聚合物层120、120A的表面上建构电子装置(例如TFT阵列)将为可行的。亦存在其中聚合物层可赋予其自身的在用于外部互动的材料性质方面其他有用功能性的情况。在这种情况下，图1B及图1D中绘示的层压基板100B、100D可能为有用的。应注意，在装置构造及外部介接皆期望高质量表面的情况下，图1C中绘示的层压基板100C可能为最适当的。
对于可建构在图1A～图1D中绘示的层压基板100A～100D上的电子装置存在数种可行的TFT配置。在图6A～图6D所绘示的非限制实例中，电子装置建构在基于玻璃的基板110、110A或聚合物层120、120A的表面上。应理解，为便于说明，层压基板100的个别层未在图6A～图6D中绘示出。
图6A示意描绘具有设置在层压基板100的表面111、121上的电子装置150A的电子组件140A。示例性电子装置150A经配置为底栅/底部接触TFT装置，例如有机TFT装置。在绘示的实施例中，栅电极155设置在基于玻璃的基板110或聚合物层120的表面111、121上。对于本文公开的所有实施例，栅电极155可由任何适合的导电材料制成。在显示器应用中，例如但不限于氧化铟锡(ITO)的透明导电材料可用于栅电极。用于栅电极155(以及以下所述的源电极152及漏电极153)的其他材料包含但不限于氟化氧化锡、纳米碳管网络(carbonnanotube network)、银纳米线网络(silver nanowire network)、例如金、银、铜、铝、钼及其合金的金属。
电子装置150A进一步包含介电层154，介电层154沉积或以其他方式设置在基于玻璃的基板110或聚合物层120的表面111、121上，使得介电层154接触栅电极155的至少一部分。介电层154经选择为使得栅与源电极152、漏电极153及半导体材料151绝缘。用于介电层的示例性材料包含但不限于非导电聚合物，如氟弹性体(fluoro-elastomer)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚乙烯苯酚(polyvinylphenol)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)及聚酰亚胺。
导电源电极152及导电漏电极153沉积或以其他方式设置在介电层154的表面上。源电极152及漏电极153可由与栅电极155相同的导电材料(例如，ITO)制成，并且电子装置150A的各种电极可由相同或不同的材料制成。电子装置150A进一步包含沉积或以其他方式设置在介电层154的表面上的半导体材料151，使得半导体材料151接触源电极152及漏电极153的至少一部分。示例性半导体材料包含但不限于小分子有机半导体、聚合物有机半导体，包含含有共轭聚合物及金属氧化物半导体的并噻吩(fused thiophene)及/或吡咯并吡咯二酮(diketopyrrolopyrrole)。本文所述的任何电子装置的各种部件可使用任何已知或待开发的TFT制造技术来制造。
第6B图示意描绘具有设置在层压基板100的表面111、121上的电子装置150B的电子组件140B。示例性电子装置150B经配置为顶栅/底部接触TFT装置，例如有机TFT装置。在绘示的实施例中，源电极152、漏电极153及半导体材料151沉积或以其他方式设置在层压基板100的表面111、121上，使得半导体材料151接触源电极152及漏电极153的至少一部分。在绘示的实施例中，介电层154设置在半导体材料151的表面上，并且导电栅电极155设置在介电层154的表面上。示例性电子装置150B的部件可由关于图6A中描绘的示例性电子装置150A提供的任何材料制成。
第6C图示意描绘具有设置在层压基板100的表面111、121上的电子装置150C的电子组件140C。示例性电子装置150C经配置为底栅/顶部接触TFT装置，例如有机TFT装置。在绘示的实施例中，栅电极155及介电层154沉积或以其他方式设置在层压基板100的表面111、121上，使得介电层154接触栅电极155的至少一部分。半导体材料151沉积或以其他方式设置在介电层154的表面上。源电极152及漏电极153沉积或以其他方式设置在半导体材料151的表面上。示例性电子装置150C的部件可由关于图6A中描绘的示例性电子装置150A提供的任何材料制成。
图6D示意描绘具有设置在层压基板100的表面111、121上的电子装置150D的电子组件140D。示例性电子装置150D经配置为顶栅/顶部接触TFT装置，例如有机TFT装置。在绘示的实施例中，半导体材料151沉积或以其他方式设置在层压基板100的表面111、121上。源电极152、漏电极153及介电层154沉积或以其他方式设置在半导体材料151的表面上，使得介电层154接触源电极152及漏电极153的至少一部分。栅电极155沉积或以其他方式设置在介电层154的表面上。示例性电子装置150D的部件可由关于图6A中描绘的示例性电子装置150A提供的任何材料制成。
电子装置(例如，图6A～图6D中描绘的电子装置150A～150D)的阵列可提供在层压基板100的表面111、121上。层压基板100的一或更多个基于玻璃的基板及一或更多个聚合物层的柔性可实现柔性电子显示器，例如有机TFT显示器。在实施例中，所造成的电子组件140为柔性的，使得其能够达成300mm或更小的弯曲半径。
在图6A及图6D中描绘的示例性TFT电子装置150A及150D分别具有底栅，并且使得利用层压基板100的聚合物层120亦作用为介电层(例如，图6A及图6D中描绘的介电层154)的先进结构成为可行的。聚合物层120、120A、120B的聚合物材料可经选择，使得所述聚合物层可作用为比传统TFT装置的介电层(例如，数十个纳米级)更厚的介电层(例如，微米级)而不折衷操作电压或性能。因此，聚合物层120可用作为如上所述的结构部件(亦即，防止基于玻璃的基板110的损坏)以及电子部件(亦即，用作介电层)。可用作结构部件及电子部件两者的作为介电材料的示例性聚合物材料包含但不限于聚(二氟乙烯共聚六氟丙烯)(e-PVDF-HFP)、聚酰亚胺、环氧聚合物及(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)聚合物。聚合物层120材料的非限制实例为厚度小于5μm的e-PVDF-HFP层，例如但不限于1μm至5μm。
现参照图6E，示意描绘包含利用聚合物层120作为介电层的电子装置150E的电子组件140E。示例性电子装置150E经配置为如上参照图6A所述的底栅/底部接触TFT装置。然而，与图6A中绘示的实例不同，电子装置150E利用聚合物层120作为介电层。因为玻璃以薄形状因子的卷来提供并且可在不存在聚合物层120的情况下处理，所以可将电极直接沉积到基于玻璃的基板110的表面上。卷起的基于玻璃的基板110的一个非限制实例为由纽约州康宁市的康宁公司以商品名Glass制造的玻璃。
如图7A所示，栅电极155的阵列可以卷对卷处理的方式沉积在基于玻璃的基板110的表面111上，或在基于玻璃的基板110的个别片材上。接着，如图7B所示，聚合物层120可以卷对卷处理的方式沉积或以其他方式设置在基于玻璃的基板110的表面111上，或在基于玻璃的基板110的个别片材上。聚合物层120接触栅电极155及基于玻璃的基板110，使得聚合物层120作为电子部件及结构部件两者。例如，聚合物层120可保护基于玻璃的基板110的表面以提供增加的韧性，同时亦作为电子装置的介电层。应注意，聚合物层在整个层压基板100上不需要具有实质上相等的厚度。例如，聚合物层120的厚度在层压基板100上可实质上变化(>0.01μm、>0.05μm、>0.1μm、>0.5μm、>1μm、>5μm)。藉由减法(例如，蚀刻)或加成(例如，印刷)可达成厚度的意图变化。可能期望产生此局部优化的厚度变化，使得聚合物层120在需要更高机械性性能的区域中较厚并且在电性性能所需的区域中较薄。例如，如图7B所绘示，聚合物层120在设置在栅电极155上的区域中较薄，并且在设置在基于玻璃的基板110上的区域(例如，在相邻的栅电极之间)中较厚。
再次参照图6E，源电极152、漏电极153及半导体材料151沉积或以其他方式设置在聚合物层120的表面121上。因此，栅电极155、聚合物层120、源电极152、漏电极153及半导体材料151界定电子装置150E，如TFT装置。应理解，电子装置150E的阵列可提供在层压基板100上。
在一些实施例中，基于玻璃的基板110和聚合物层120可以彼此分离或脱粘。例如，在沉积本文所述的栅电极155、聚合物层120、源电极152、漏电极153和/或半导体材料151后，聚合物层120可以从基于玻璃的基板110中分离出来。在其中一些实施例中，基于玻璃的基板110可用作形成电子装置的载体，并且电子装置可在加工后从载体上移除。另外或替代，聚合物层120可以在本文所述的各种加工步骤中保护基于玻璃的基板110。
具有设置在层压基板的两侧上的电子装置的电子组件亦为可行的。在上述实施例中，层压基板可用作内部状态(intra-state)。基板的两侧上的这些电子装置可彼此对准(例如，在±10μm内、在±5μm内或在±1μm内)或不对准。电子装置亦可包含光电及光学装置的类别。电子装置亦可电气地、光学地或经由其他方法彼此互动。此相互作用可利用基板上的通孔或基板的透明性。现参照图8A，示意绘示示例性电子组件140’。示例性电子组件140’包括层压基板100C、第一电子装置150A’及第二电子装置150A”。层压基板100C包括设置在第一基于玻璃的基板110A与第二基于玻璃的基板110B之间的聚合物层120。可为TFT装置的第一电子装置150A’设置在第一基于玻璃的基板110的第一表面111A上。亦可为TFT装置的第二电子装置150A”设置在第二基于玻璃的基板110的第二表面111B上。第一电子装置150A’及第二电子装置150A”中的每一者皆包含沉积或以其他方式分别设置在第一基于玻璃的基板110A的第一表面111A上以及第二基于玻璃的基板110B的第二表面111B上的栅电极155及介电层154。第一电子装置150A’及第二电子装置150A”中的每一者皆包含沉积或以其他方式设置在个别介电层154上的源电极152、漏电极153及半导体材料151。应理解，第一电子装置150A’及第二电子装置150A”的阵列可分别设置在第一基于玻璃的基板110A的第一表面111A及第二基于玻璃的基板110B的第二表面111B上。
图8B描绘具有设置在层压基板100D的两侧上的电子装置的另一个示例性电子组件140”。层压基板100D包括设置在第一聚合物层120A与第二聚合物层120B之间的基于玻璃的基板110。在图8B中绘示的示例性电子组件140”中，第一聚合物层120A及第二聚合物层120B分别以与以上关于图6E所述的方式类似的方式作为第一电子装置150E’及第二电子装置150E”的介电层。栅电极155及第一聚合物层120A沉积或以其他方式设置在基于玻璃的基板110的第一表面111A上。源电极152、漏电极153及半导体材料151沉积或以其他方式设置在第一聚合物层120A的表面121A上。类似地，栅电极155及第二聚合物层120B沉积或以其他方式设置在基于玻璃的基板110的第二表面111B上。源电极152、漏电极153及半导体材料151沉积或以其他方式设置在第二聚合物层120B的表面121B上。应理解，第一电子装置150E’及第二电子装置150E”的阵列可分别设置在基于玻璃的基板110的第一表面111A及基于玻璃的基板110的第二表面111B上。
尽管本文已描述示例性实施例，但所属领域的技术人员将理解，可在不脱离所附权利要求书所涵盖的范畴其中进行形式及细节上的各种改变。

Claims (28)

1.一种电子组件，包括：
基于玻璃的基板，所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度，所述基于玻璃的基板包括第一表面及第二表面；
至少一个栅电极，所述至少一个栅电极设置在所述基于玻璃的基板的所述第一表面上；
聚合物层，所述聚合物层设置在所述基于玻璃的基板的所述第一表面上，使得所述聚合物层接触所述至少一个栅电极的至少一部分，其中所述聚合物层包括聚合物表面；
半导体材料，所述半导体材料设置在所述聚合物表面上；
至少一个源电极；以及
至少一个漏电极，其中
所述聚合物层经配置以作为所述至少一个栅电极与所述半导体材料之间的介电材料；及
所述至少一个栅电极、所述聚合物层的一部分、所述至少一个源电极、所述至少一个漏电极及所述半导体材料界定至少一个电子装置。
2.如权利要求1所述的电子组件，其中所述聚合物层选自由以下组成的群组：极性弹性体、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚(甲基)丙烯酸酯及上述的组合。
3.如权利要求2所述的电子组件，其中所述聚合物层具有在约0.5μm至约50μm的范围内的厚度。
4.如权利要求2所述的电子组件，其中所述聚合物层具有小于或等于10GPa的杨氏模量。
5.如权利要求1所述的电子组件，其中所述聚合物层为聚(二氟乙烯共聚六氟丙烯)。
6.如权利要求5所述的电子组件，其中所述聚合物层具有小于或等于5μm的厚度。
7.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，其中所述基于玻璃的基板包括碱玻璃。
8.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，其中所述基于玻璃的基板经离子交换。
9.如权利要求1至权利要求6中的任一项所述的电子组件，其中所述基于玻璃的基板包括无碱玻璃。
10.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，其中所述电子组件具有小于或等于300μm的弯曲半径。
11.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，其中所述至少一个电子装置为有机薄膜晶体管。
12.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，进一步包括：
至少一个另外的栅电极，所述至少一个另外的栅电极设置在所述基于玻璃的基板的所述第二表面上；
另外的聚合物层，所述另外的聚合物层设置在所述基于玻璃的基板的所述第二表面上，使得所述另外的聚合物层接触所述至少一个另外的栅电极的至少一部分，其中所述另外的聚合物层包括另外的聚合物表面；
另外的半导体材料，所述另外的半导体材料设置在所述另外的聚合物表面上；
至少一个另外的源电极；以及
至少一个另外的漏电极，其中：
所述另外的聚合物层经配置作为所述至少一个另外的栅电极与所述另外的半导体材料之间的介电材料；及
所述至少一个另外的栅电极、所述另外的聚合物层的一部分、所述至少一个另外的源电极、所述至少一个另外的漏电极及所述另外的半导体材料界定至少一个另外的电子装置。
13.如前述权利要求中的任一项所述的电子组件，其中：
所述至少一个源电极设置在所述聚合物表面上；
所述至少一个漏电极设置在所述聚合物表面上；及
所述半导体材料接触所述至少一个源电极的至少一部分及所述至少一个漏电极的至少一部分。
14.如权利要求1至权利要求12中的任一项所述的电子组件，其中所述至少一个源电极及所述至少一个漏电极设置在所述半导体材料的表面上。
15.一种制造电子组件的方法，所述电子组件包括电子装置，所述方法包括：
在基于玻璃的基板的第一表面上沉积至少一个栅电极，其中所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度；
在所述基于玻璃的基板的所述第一表面上沉积聚合物层，使得所述聚合物层接触所述至少一个栅电极的至少一部分，其中所述聚合物层包括聚合物表面；
在所述聚合物表面上沉积至少一个源电极及至少一个漏电极；以及
在所述聚合物表面上沉积半导体材料，使得所述半导体材料接触所述至少一个源电极的至少一部分及所述至少一个漏电极的至少一部分，其中：
所述聚合物层经配置以作为所述至少一个栅电极与所述半导体材料之间的介电材料；及
所述至少一个栅电极、所述聚合物层的一部分、所述至少一个源电极、所述至少一个漏电极及所述半导体材料界定至少一个电子装置。
16.一种制造电子组件的方法，所述电子组件包括电子装置，所述方法包括：
在基于玻璃的基板的第一表面上沉积至少一个栅电极，其中所述基于玻璃的基板具有小于或等于300μm的厚度；
在所述基于玻璃的基板的所述第一表面上沉积聚合物层，使得所述聚合物层接触所述至少一个栅电极的至少一部分，其中所述聚合物层包括聚合物表面；
在所述聚合物表面上沉积半导体材料；以及
在所述半导体材料的表面上沉积至少一个源电极及至少一个漏电极，其中：
所述聚合物层经配置以作为所述至少一个栅电极与所述半导体材料之间的介电材料；及
所述至少一个栅电极、所述聚合物层的一部分、所述至少一个源电极、所述至少一个漏电极及所述半导体材料界定至少一个电子装置。
17.如权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述聚合物层选自由以下组成的群组：极性弹性体、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚(甲基)丙烯酸酯及上述的组合。
18.如权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述聚合物层具有在约0.5μm至约50μm的范围内的厚度，及小于或等于10GPa的杨氏模量。
19.如权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述聚合物层为聚(二氟乙烯共聚六氟丙烯)。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述聚合物层具有小于或等于5μm的厚度。
21.如权利要求15至权利要求20中的任一项所述的方法，其中藉由狭缝模具涂覆将所述聚合物层沉积到所述基于玻璃的基板的所述第一表面上。
22.如权利要求15至权利要求21中的任一项所述的方法，其中所述电子组件在小于或等于300℃的最大温度下制造。
23.如权利要求15至权利要求22中的任一项所述的方法，其中所述基于玻璃的基板包括碱玻璃。
24.如权利要求15至权利要求23中的任一项所述的方法，其中所述基于玻璃的基板经离子交换。
25.如权利要求15至权利要求22中的任一项所述的方法，其中所述基于玻璃的基板包括无碱玻璃。
26.如权利要求15至权利要求25中的任一项所述的方法，其中所述电子组件具有小于或等于300μm的弯曲半径。
27.如权利要求15至权利要求26中的任一项所述的方法，其中所述至少一个电子装置为有机薄膜晶体管。
28.如权利要求15至权利要求27中的任一项所述的方法，其中所述电子组件由卷对卷处理来制造。
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