電子開關(guān)器件的封裝陣列的制作方法
【專利摘要】被封裝在封裝結(jié)構(gòu)中的電子開關(guān)器件陣列；其中所述陣列暴露到位于所述陣列與所述封裝結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
【專利說明】電子開關(guān)器件的封裝陣列
[0001 ] 許多電氣設(shè)備包括電子開關(guān)器件陣列。
[0002]這種電子設(shè)備的例子包括像素化液晶顯示設(shè)備和像素化電泳顯示設(shè)備。
[0003]電子開關(guān)器件的這種陣列典型地被封裝以防止有害水分的侵入。已經(jīng)觀察到的是，電子開關(guān)器件的一些陣列易于退化，甚至在對(duì)這些陣列進(jìn)行有效的封裝以防止水分侵入的情況下也是如此?？捎^察到的這種退化是降低的器件性能，如負(fù)閾值電壓漂移和導(dǎo)通電流抑制。
[0004]已經(jīng)確定的挑戰(zhàn)是提供一種較少地易于受到這種退化影響的電子開關(guān)器件的封裝陣列。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是滿足這種挑戰(zhàn)。
[0006]據(jù)此，提供一種裝置，其包括封裝在封裝結(jié)構(gòu)中的電子開關(guān)器件陣列；其中所述陣列被暴露到位于所述陣列與所述封裝結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)或多個(gè)氣體容腔中。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陣列通過支撐該陣列的基底而暴露到所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述封裝結(jié)構(gòu)包括一支撐結(jié)構(gòu)和夾在該塑料基底的至少一個(gè)外圍部分的下表面與該支撐結(jié)構(gòu)的上表面的至少一個(gè)外圍部分之間的襯墊，以及所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔由所述襯墊、該基底的中央部分以及該支撐結(jié)構(gòu)的中央部分限定。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)和襯墊中的一個(gè)或多個(gè)限定到所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔的一個(gè)或多個(gè)入口，該入口對(duì)氧氣比對(duì)水分表現(xiàn)出更高的輸送效果。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)入口中的至少一個(gè)被限定在該襯墊與該支撐結(jié)構(gòu)之間和/或該襯墊與該基底之間的一個(gè)或多個(gè)界面處。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯墊包括隔板和用于將該隔板粘結(jié)到該塑料基底的表面以及該支撐結(jié)構(gòu)的表面的粘結(jié)層。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)包括金屬支撐結(jié)構(gòu)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括:安裝在該陣列之上并通過該陣列可操作的顯示模塊，該顯示模塊結(jié)合了能夠擴(kuò)散到該陣列的有害物質(zhì)。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，該有害物質(zhì)包括揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，該陣列限定用于獨(dú)立地控制像素電極陣列中的每個(gè)像素電極的電位的有源矩陣。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔是一個(gè)或多個(gè)空氣容腔。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中,所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔伸(project)到該陣列上實(shí)質(zhì)上不小于該陣列的占用區(qū)域的區(qū)域。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陣列的每個(gè)電子開關(guān)器件與顯示設(shè)備的相應(yīng)像素相連接；以及所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔為每個(gè)像素各自限定至少1.4毫升的空氣容積。
[0019]還提供一種方法，其包括:將電子開關(guān)器件陣列封裝在封裝結(jié)構(gòu)中，同時(shí)有意地將所述陣列暴露到位于所述陣列與所述封裝結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
[0020]還提供一種結(jié)合了通過去活或者破壞這些有害物質(zhì)來控制這些有害物質(zhì)的裝置的電子器件，或者提供一種結(jié)合了減小與該器件的化學(xué)敏感層相接觸的有害物質(zhì)數(shù)量的其它裝置的電子器件。
[0021]為幫助理解本發(fā)明，現(xiàn)在僅通過示例的方式并參考附圖來描述其具體實(shí)施例，其中:
[0022]圖1示出了用于TFT陣列的頂棚(top-gate)架構(gòu)的一個(gè)例子。
[0023]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的器件的一個(gè)例子。
[0024]圖3示出了用于圖2的器件的襯墊的形狀。
[0025]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的器件的一個(gè)例子。
[0026]圖1示出了用于頂棚(top-gate)薄膜晶體管(TFT)的兩維陣列的一個(gè)例子的基本架構(gòu)的例子。位于塑料基底表面2上的圖形化導(dǎo)電層3限定了源-漏電極對(duì)(在圖1中僅示出了一對(duì))和用于尋址源電極的互連線(圖1中未示出)。半導(dǎo)電溝道材料4的圖形化或非圖形化層限定了位于每對(duì)源和漏電極3之間的半導(dǎo)電溝道(圖1中僅示出一個(gè))。一層或多層絕緣材料5限定了位于半導(dǎo)電溝道之上的棚極介電區(qū)域。上圖形化導(dǎo)電層6限定了柵極線陣列，其中每個(gè)柵極線用作該陣列中的相應(yīng)晶體管行的柵電極(圖1中僅示出一個(gè))。一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層7將柵極線與像素電極(未示出)的疊置陣列絕緣開，每個(gè)該像素電極通過導(dǎo)電層間連接器(未示出)連接到相應(yīng)漏電極。
[0027]參考圖2和3，這種TFT陣列能夠用于提供有源陣列背板12，以控制安裝在像素電極陣列之上的前板顯示媒介13 (例如LCD或電泳顯示媒介)。上述類型的有源陣列背板12通過襯墊10被層壓到金屬箔片層、塑料片層或者實(shí)質(zhì)上對(duì)水分密封的任意其它材料層(以下稱為中間框架8)上。中間框架8的剛性足以適應(yīng)由襯墊10限定的外形結(jié)構(gòu)，并且從而限定位于中間框架8與背板12之間的間隙。
[0028]襯墊10包括實(shí)質(zhì)上對(duì)水分密封的材料的中心膜，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)單成分膜、或者如陶瓷/PET膜的多成分膜。襯墊10通過相應(yīng)壓力敏感粘結(jié)層而層壓到背板12和中間框架8上。
[0029]襯墊10具有如圖5所示的圖片框架形狀，其限定了具有實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于形成在背板12上的TFT陣列的占用區(qū)域的X-Y維度的中央窗口 16。襯墊10的本體17插入到中間框架8的外圍部分與背板12的外圍部分(即不與TFT陣列的占用區(qū)域重疊的背板12的占用區(qū)域的那部分)之間。中間框架8通過襯墊10與背板12的層壓在正?？諝鈮毫ο逻M(jìn)行，從而使得由背板12、襯墊10和中間框架8形成的間隙因此在TFT陣列與封裝結(jié)構(gòu)之間提供空氣容腔。
[0030]襯墊10和中間框架8 —起提供充分的水分密封，以保護(hù)有源矩陣背板12免受潮濕外部環(huán)境的影響。
[0031]上述設(shè)計(jì)使得TFT陣列中的氣態(tài)或者易揮發(fā)性物質(zhì)(例如，由用于制造該陣列的工藝而產(chǎn)生的駐留在TFT陣列中的物質(zhì)、或者從上覆層向下遷移到TFT陣列的物質(zhì)、或者從外部環(huán)境侵入TFT陣列的物質(zhì))能夠自由地移動(dòng)到背板12之后。
[0032]參考圖4，實(shí)現(xiàn)相同類型效果的可替換方式是在中間框架的上表面上限定凹陷20的圖案至例如400微米的深度，以及然后在中間框架8的周界上通過壓力敏感粘結(jié)劑(圖2的實(shí)施例中將襯墊層壓到中間框架和背板12所使用的類型)的方或?qū)⒈嘲?2層壓到中間框架8上。[0033]凹陷的圖案可以例如包括在平面圖中每個(gè)為圓形的各個(gè)平面底部凹陷陣列，其中背板的每個(gè)像素具有各自的凹陷?？商鎿Q地，凹陷的圖案可包括橫切(intersect)正交溝槽陣列，其中背板的每個(gè)像素具有各自的橫切部。凹陷的圖案可通過機(jī)械磨銑來限定，或者通過化學(xué)刻蝕來限定。中間框架8的要求與對(duì)圖2實(shí)施例的要求是相同的；其必須具有低水蒸氣透過率(WVTR)。合適材料的一種例子是鋁。中間框架8足夠地剛性，以防止在中間框架8的周界處在粘結(jié)密封件18中產(chǎn)生撓性誘發(fā)破裂。
[0034]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著背板的每個(gè)像素下面的各個(gè)空氣容積的增大，即隨著可進(jìn)入每個(gè)像素的各個(gè)空氣容積的增大，TFT陣列退化的減小也增大。根據(jù)一個(gè)例子，中間框架8和背板12之間的間隙和/或限定在中間框架8的上表面中的凹陷在背板12的每個(gè)像素之下提供各個(gè)大約1.4毫升(1.4X 10_6m3)或者更大的空氣容積。
[0035]觀察到的具有這種類型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的TFT陣列退化的減小被認(rèn)為是由為潛在的有害物質(zhì)提供存儲(chǔ)或者遮擋的空氣容腔14而引起的，其使得這種潛在的有害物質(zhì)能夠脫離限定TFT陣列的堆疊層，從而減小這些物質(zhì)對(duì)TFT陣列以及器件性能的有害影響。
[0036]襯墊與背板12和中間框架8之間(或者圖4的實(shí)施例中中間框架8與背板之間)的粘結(jié)界面9、11對(duì)于除了水分之外的一些空氣物質(zhì)來說是可透過的，而這種空氣物質(zhì)19進(jìn)入空氣容腔14的有選擇引入(即不伴隨水分)從至少部分地中和潛在有害物質(zhì)18的退化效果這一點(diǎn)上來看被認(rèn)為是有利地。
[0037]上述設(shè)計(jì)因此使得除了水分之外的有益空氣物質(zhì)19從外部環(huán)境遷移到限定TFT陣列的堆疊層中，而不對(duì)保護(hù)TFT陣列免受水分影響產(chǎn)生損害。例如，氣態(tài)氧是一種被認(rèn)為對(duì)于一些潛在的有害物質(zhì)具有中和能力的空氣物質(zhì)。
[0038]上述技術(shù)特定用于的器件的一個(gè)例子是用于包括由包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)聚合物層的堆疊層限定的TFT陣列的器件中，這些層可以特別是化學(xué)敏感的。在有機(jī)聚合物器件的制造過程中，由多個(gè)處理步驟引起的對(duì)有機(jī)聚合物潛在地有害的污染物或雜質(zhì)會(huì)不可避免地保留在TFT陣列中。例如，制造可能會(huì)保留污染物/雜質(zhì)，其在有機(jī)半導(dǎo)體層中產(chǎn)生載流子陷阱。載流子陷阱是其中電子或空穴被俘獲并保持到直至電子/空穴對(duì)完成的位置。載流子陷阱會(huì)使得接觸電阻產(chǎn)生不希望的增大，這會(huì)進(jìn)一步地使得將電荷注入半導(dǎo)體/介電界面的難度產(chǎn)生不希望的增大。這會(huì)具有限定晶體管器件導(dǎo)通電流的負(fù)面效果。這然后又會(huì)影響充分地對(duì)顯示設(shè)備中與該晶體管相連的像素電容進(jìn)行充電的能力，這進(jìn)一步對(duì)晶體管驅(qū)動(dòng)像素化顯示媒介的各個(gè)像素的性能產(chǎn)生負(fù)面效果。
[0039]有多種方式能夠使對(duì)有機(jī)聚合物層潛在地有害的物質(zhì)終結(jié)于TFT陣列中。
[0040]具有會(huì)損壞器件的有機(jī)聚合物層的殘留物質(zhì)的不可避免的副作用的制造過程的一個(gè)例子是一種溶液處理技術(shù)，其中溶劑用于沉積限定TFT陣列的一個(gè)或多個(gè)堆疊層。該制造過程中采用的溶劑會(huì)保留在該堆疊中，例如在其中層沒有足夠地被干燥或固化處。該器件的上覆層的隨后處理使得該溶劑產(chǎn)生的殘余物被有效地密封在層中。會(huì)侵入到有機(jī)聚合物層的溶劑例子電括MEK (甲基乙基酮)和NMP (N-甲基吡咯烷酮)。并且，在漂洗步驟中使用的水也可被俘獲在該器件的層中，并且這是引起有機(jī)聚合物層退化的另一個(gè)潛在源。
[0041]甚至在有害物質(zhì)在敏感有機(jī)聚合物層之上的一個(gè)或多個(gè)層中產(chǎn)生的情況下，這些有害物質(zhì)也能夠通過該多層堆疊結(jié)構(gòu)而耗散。隨著活性或揮發(fā)性物質(zhì)在多層堆疊結(jié)構(gòu)的層之間移動(dòng)，化學(xué)敏感層(如一些有機(jī)聚合物層)與包含有該揮發(fā)性或該活性物質(zhì)的多層堆疊結(jié)構(gòu)的其它層的結(jié)合因此導(dǎo)致該多層堆疊結(jié)構(gòu)的化學(xué)敏感層退化的風(fēng)險(xiǎn)。該有害物質(zhì)例如可以是離子物質(zhì)。這種潛在有害離子物質(zhì)的例子包括Cl-和H+離子。
[0042]高處理溫度可增大雜質(zhì)通過限定TFT陣列的堆疊層而遷移的風(fēng)險(xiǎn)。如果該雜質(zhì)包括極化分子，那么會(huì)存在它們與半導(dǎo)體/介電界面上的相反電荷部位結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)，這因此會(huì)增大接觸電阻。
[0043]對(duì)有機(jī)TFT陣列的敏感有機(jī)聚合物層潛在地有害的物質(zhì)的其它來源可以是在形成于TFT陣列之上的前板顯示媒介13中產(chǎn)生并遷移到TFT陣列中的移動(dòng)物質(zhì)。
[0044]據(jù)此， 申請(qǐng)人:孤立地描述了這里公開地各個(gè)特征以及兩個(gè)或更多個(gè)特征的任意組合，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)的指引下，這些特征或者組合能夠基于本說明書的整體而執(zhí)行，不管這些特征或其組合能夠解決這里公開的任何問題，并且這也不是對(duì)權(quán)利要求范圍的限制。 申請(qǐng)人:指示，本發(fā)明的一些方面可包括任意的單個(gè)特征或特征的組合。通過之前的描述，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，明顯地可以在本發(fā)明范圍內(nèi)作出多種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括:封裝在封裝結(jié)構(gòu)中的電子開關(guān)器件陣列；其中所述陣列暴露到位于所述陣列與所述封裝結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述陣列通過支撐該陣列的基底而暴露到所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中所述封裝結(jié)構(gòu)包括支撐結(jié)構(gòu)和夾在該塑料基底的至少一個(gè)外圍部分的下表面與該支撐結(jié)構(gòu)的上表面的至少一個(gè)外圍部分之間的襯墊，以及所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔由所述襯墊、該基底的中央部分和該支撐結(jié)構(gòu)的中央部分限定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述支撐結(jié)構(gòu)和襯墊中的一個(gè)或多個(gè)限定到所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔的一個(gè)或多個(gè)入口，所述入口對(duì)氧氣比對(duì)水分表現(xiàn)出更高的輸送效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)入口中的至少一個(gè)被限定在位于該襯墊與該支撐結(jié)構(gòu)之間和/或位于該襯墊和該基底之間的一個(gè)或多個(gè)界面處。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)的裝置，其中所述襯墊包括隔板和用于將該隔板粘接到該塑料基底的表面和該支撐結(jié)構(gòu)的表面的粘結(jié)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一項(xiàng)的裝置，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括金屬支撐結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，包括:安裝在該陣列之上并通過該陣列可操作的顯示模塊，該顯示模塊結(jié)合了能夠擴(kuò)散到該陣列的有害物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中該有害物質(zhì)包括揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)。
10.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中該陣列限定有源矩陣，用于獨(dú)立地控制像素電極陣列中的每個(gè)像素電極處的電位。
11.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔是一個(gè)或多個(gè)空氣容腔。
12.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔伸到該陣列上實(shí)質(zhì)上不小于該陣列的占用區(qū)域的區(qū)域。
13.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中所述陣列的每個(gè)電子開關(guān)器件與顯示設(shè)備的相應(yīng)像素相關(guān)聯(lián)；以及所述一個(gè)或多個(gè)氣體容腔為每個(gè)像素各自限定至少1.4毫升的空氣容積。
14.一種方法，包括:將電子開關(guān)器件封裝在封裝結(jié)構(gòu)中，同時(shí)有意地將所述陣列暴露到位于所述陣列與所述封裝結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)或多個(gè)氣體容腔。
【文檔編號(hào)】H01L51/52GK103477464SQ201280013704
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月17日
【發(fā)明者】D·加登, J·瓊曼, M·劉易斯 申請(qǐng)人:造型邏輯有限公司