[发明专利]衬底片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制作制造半导体器件的衬底片的方法，以及还涉及在所述方法中使用或者由所述方法所产生的层结构。

背景技术

制作薄膜电子器件已经朝向增加成本效率的大规模制作发展了多年。对于大量制作例如有机发光二极管（OLED）、电致变色器件和光伏器件的半导体器件，非常令人感兴趣的技术是卷对卷工艺，其中，器件建立在柔性的、可能透明的衬底材料上，例如，塑料片。

将在大量制作例如OLED中使用的衬底片可以在牺牲金属衬底上形成，在所述牺牲金属衬底上，金属分流结构和阻挡层被施加并且可选地层压或者涂覆有有机涂层，从而制作片。接下来，牺牲金属衬底被蚀刻掉，以留下具有阻挡属性和分流结构的自支撑柔性衬底片。半导体器件可以然后建立在片表面上，所述片在其除去前是面向牺牲金属衬底的。

然而，以上所述的方法遭受若干个缺点。首先，通常用作牺牲金属衬底的铝片具有使得得到的衬底片在半导体器件在其上制作时具有差阻挡质量的表面粗糙度，因而限制其用来制作不要求高质量阻挡的器件。而且，蚀刻金属衬底是耗时的，因而提供一种障碍来获取更加时间和成本效率高的制作过程。

因而，在本领域中仍然对用于低成本大量制作薄膜半导体器件的改进方法存在需求。

发明内容

本发明的目的是克服该问题，并且提供一种制作衬底片的更加有效的方法，用于卷对卷制造。本发明的还有一个目的是提供一种具有改进的阻挡属性的衬底片，用于卷对卷制造。

根据本发明的第一方面，这个和其它目的是通过用于制作包括阻挡层和金属元件的柔性片的方法来实现，所述柔性片计划作为用于制造薄膜半导体器件的衬底片，所述方法包括：

a）设置施加到聚合物支撑层上的金属层，金属层具有面向聚合物支撑层的第一表面和背向所述聚合物支撑层的第二表面；

b）在金属层的第二表面上设置金属元件；

c）设置覆盖金属层的所述第二表面和所述金属元件的阻挡层，阻挡层具有面向金属层的第一表面和背向金属层的第二表面；

d）从金属层释放聚合物支撑层；以及

e）从金属元件和阻挡层除去金属层。

本发明人发现：通过使用涂覆有比较薄的金属层的自支撑聚合物层作为形成柔性片的支撑，可以获得具有改进的阻挡质量的柔性片。因为聚合物支撑层非常光滑，所以与传统的成卷金属箔的表面相比，金属层也变得非常光滑。由于光滑的金属层，阻挡层的第一表面也变得非常光滑（比施加到传统成卷的金属箔上的阻挡层更光滑），由此提供更好的阻挡。

而且，因为聚合物支撑层在第一步骤中被除去，以及与传统的成卷金属箔相比，金属层可以非常薄，所以仅仅需要少许蚀刻来除去金属层。因此，蚀刻步骤比传统的方法耗时更少，并且还使用更少的蚀刻剂，其从环境以及经济观点看是有益的。

在本发明的实施例中，从金属层释放聚合物支撑层通过加热金属层来达到。因此，热量可以被传送到可以分层的聚合物支撑层。典型地，金属层具有高于聚合物支撑层的蒸发温度的熔化温度，并且金属层被加热到等于或者高于聚合物支撑层的蒸发温度、但是低于金属层的熔化温度的温度。优选地，从金属层释放聚合物支撑层通过使用激光来执行。激光典型地加热金属层。

在本发明的实施例中，金属层可以通过蚀刻来除去。

根据本发明的实施例，方法可以进一步地包括以下步骤：

f）在阻挡层的第一表面和金属元件上设置半导体器件或者材料。

该步骤通常在卷对卷制造过程中执行，其是大量制作薄膜器件非常便利且节约成本的方法。

在另一方面，本发明提供一种层结构，包括：夹在聚合物支撑层和包括金属元件的衬底片之间的金属层，其中，金属层的第一表面面向聚合物支撑层，并且金属层的第二表面面向衬底片的第一表面，衬底片的金属元件与金属层的所述第二表面接触。典型地，衬底片包括阻挡层。通过使用在其上所涂覆的聚合物层和金属层来代替传统的成卷金属箔作为形成金属元件和阻挡层的支撑（计划用于形成柔性阻挡片），改进了阻挡层的阻挡质量，由此，实现需要高质量阻挡片的薄膜器件（例如，OLED）的卷对卷制作。

在本发明的实施例中，聚合物支撑层包括聚酰亚胺。同时，典型地，金属层可以包括铝。与聚合物支撑层相比，金属层是薄的，并且可以具有0.02到100μm的范围中的厚度。相反，聚合物支撑层可以具有从5到500μm的厚度。

典型地，衬底片的金属元件可以计划用于提供一种用于最终薄膜（例如,OLED）器件的分流结构。