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1、10申请公布号CN104183795A43申请公布日20141203CN104183795A21申请号201310225142322申请日2013060710211866420130527TWH01L51/56200601H01L51/5220060171申请人纬创资通股份有限公司地址中国台湾新北市72发明人高启仁胡堂祥王怡凯江可玉74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人任默闻54发明名称有机光电元件封装结构以及封装方法57摘要一种有机光电元件封装结构以及封装方法，封装方法先提供一无机材料基板，在无机材料基板上涂布或是镀膜有机材料层，以形成复合材料基板；然后在复合材料基板上。
2、制作一有机光电元件，并图案化有机材料层以及有机光电元件，定义出一封装区域；之后在封装区域上设置一水气屏蔽层，使水气屏蔽层包覆有机光电元件的表面以及侧边。本发明实施例的有机光电元件封装结构以及封装方法，采用防水特性较佳的无机基板来当作基材，能够防止水气渗透，避免有机光电元件遭到氧化而降低元件寿命；又在无机基板上设置了有机材料层，有机光电元件则设置于此有机材料层上，因而解决了材料相容性的问题；此外，更可利用卷对卷工艺来制造，适合量产。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书5页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图9页10申请公布号CN1041。
3、83795ACN104183795A1/2页21一种有机光电元件的封装方法，其特征在于，包含提供一无机材料基板；在所述无机材料基板上涂布或是镀膜一有机材料层，以形成一复合材料基板；在所述复合材料基板上制作一有机光电元件；图案化所述有机材料层以及所述有机光电元件，以定义出一封装区域；以及在所述封装区域上设置一水气屏蔽层，使所述水气屏蔽层包覆所述有机光电元件的表面以及侧边。2如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，利用一卷对卷黄光工艺，在所述复合材料基板上制作所述有机光电元件。3如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，利用一卷对卷激光剥蚀工艺，图案化所述有机材料层以及所。
4、述有机光电元件。4如权利要求3所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，以气体激光、固体激光、半导体激光，或是液体激光，进行所述卷对卷激光剥蚀工艺。5如权利要求3所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，采用聚酰亚胺、压克力，或是环氧树脂制作所述有机材料层。6如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，所述有机材料层以及所述有机光电元件被图案化来显露出所述无机材料基板的一部分。7如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，利用一卷对卷对位压合工艺，在所述封装区域上设置所述水气屏蔽层。8如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，以一含背胶的阻绝水气渗透薄膜，作为所。
5、述水气屏蔽层。9如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，使所述水气屏蔽层，包覆所述有机材料层以及所述有机光电元件。10如权利要求1所述的有机光电元件的封装方法，其特征在于，以可薄型化卷曲的金属材料制作所述无机材料基板。11一种有机光电元件封装结构，其特征在于，包含一无机材料基板；一有机材料层，位于所述无机材料基板上；一有机光电元件，位于所述有机材料层上，其中所述有机光电元件以及所述有机材料层的截面积，小于所述无机材料基板的截面积；以及一水气屏蔽层，位于所述有机光电元件上，包覆所述有机光电元件以及所述有机材料层，并接触所述无机材料基板。12如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，。
6、其特征在于，所述无机材料基板的厚度小于200UM。13如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述有机光电元件包含一金属层；一半导体层，位于所述金属层上；一介电层，位于所述半导体层上；权利要求书CN104183795A2/2页3一栅极层，位于所述介电层上；以及一中介层，位于所述栅极层上。14如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述有机材料层的成分为聚酰亚胺、压克力，或是环氧树脂。15如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述水气屏蔽层为含背胶的一阻绝水气渗透薄膜。16如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述水气屏蔽层选自于由有机。
7、材料层、无机材料层，以及有机无机复合层所组成的群组。17如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述水气屏蔽层包含一无机物层；一有机物层，接触贴合于所述无机物层上；以及一背胶，具有一面接触贴合于所述有机物层，所述背胶的另一面包覆所述有机光电元件以及所述有机材料层。18如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述无机材料基板由薄型化卷曲金属材料所构成。19如权利要求11所述的有机光电元件封装结构，其特征在于，所述无机材料基板的材质为铝、铁、铜，或不锈钢。权利要求书CN104183795A1/5页4有机光电元件封装结构以及封装方法技术领域0001本发明是有关于一种封装结。
8、构，且特别是有关于一种有机光电元件的封装结构及封装方法。背景技术0002有机光电元件主要由有机半导体所构成，目前应用的产品有机发光二极管、有机薄膜晶体管，以及有机太阳能电池等，但有机半导体材料对于水气、氧气及紫外线非常敏感，氧气及紫外线的伤害可利用材料的堆叠或是屏蔽屏除，但是如何防止水气渗透，一直是有机光电元件在封装上的一大考验。0003目前利用有机光电元件制作的可挠性装置特点在于轻、薄、耐摔、耐冲击，且可任意弯曲，若使用卷对卷ROLLTOROLL生产方式，更可大量快速生产，且具有价格优势。由于使用有机光电元件制作可挠式装置，水气渗透将会造成特性降低，因此在封装上必须慎重考虑水气渗透途径。先前。
9、技术多是利用阻隔层进行上下贴合，来隔绝水气入侵，此种贴合的技术十分方便易行，且使有机光电元件能够大量生产。0004由于有机可挠性基板的水气阻隔能力不良，所以必须利用无机材料层镀膜来进行隔绝，然而在有机可挠性基板上镀膜，水气阻隔能力不如金属材料来得优良，且长时间挠曲下会发生破损，使有机光电元件的可靠度大为降低，且无法大量生产。发明内容0005因此，本发明一方面提出一种有机光电元件的封装方法以及封装结构，能够解决水气渗透问题，避免有机光电元件因遭到水气渗入而导致可靠度降低；同时，可利用卷对卷ROLLTOROLL工艺来制作此一有机光电元件，因而适合大量生产。0006依照本发明的一实施例，有机光电元件。
10、的封装方法，先提供一无机材料基板，在无机材料基板上涂布或是镀膜一有机材料层，以形成一复合材料基板；然后在复合材料基板上制作一有机光电元件，并图案化有机材料层以及有机光电元件，以定义出一封装区域；之后在封装区域上设置一水气屏蔽层，使水气屏蔽层包覆有机光电元件的表面以及侧边。0007依照本发明的另一实施例，有机光电元件封装结构含一无机材料基板、一有机材料层、一有机光电元件以及一水气屏蔽层。有机材料层位于无机材料基板上；有机光电元件位于有机材料层上，其中有机光电元件以及有机材料层的截面积，小于无机材料基板的截面积。水气屏蔽层位于有机光电元件上，包覆有机光电元件以及有机材料层，并接触无机材料基板。00。
11、08以上实施例的有机光电元件封装方法以及封装结构，采用防水特性较佳的无机基板来当作基材，能够防止水气渗透，避免有机光电元件遭到氧化而降低元件寿命；又在无机基板上设置了有机材料层，有机光电元件则设置于此有机材料层上，因而解决了材料相容性的问题；此外，更可利用卷对卷ROLLTOROLL工艺来制造，适合量产。说明书CN104183795A2/5页5附图说明0009此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中0010图1A至图1D是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构制造过程中的剖面图。0011图1E是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构的。
12、俯视图。0012图2A是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构制造过程中的卷对卷工艺示意图。0013图2B是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构制造过程中的俯视图。0014图2C是绘示本发明一实施方式水气屏蔽层的结构剖面示意图。0015图3A至图3E是绘示本发明一实施方式有机光电元件制造过程中的结构剖面图。0016图4A至图4C是绘示有机光电元件的电流电压曲线图。0017附图标号说明0018具体实施方式0019为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。0020以下实。
13、施例的有机光电元件的封装方法以及封装结构，利用激光蚀剥工艺来定义图案化区域，然后在图案化区域上设置水气屏蔽层，来包覆有机光电元件的表面以及侧边，能够解决水气渗透所造成元件寿命衰减的问题，尤其可防止水气由侧边进入光电元件，避免光电元件的可靠度降低；同时此一有机光电元件封装方法可利用卷对卷ROLLTOROLL说明书CN104183795A3/5页6工艺，适合量产。0021图1A至图1D是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构制造过程的剖面图，图1E则绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构的俯视图。有机光电元件的封装方法先提供无机材料基板101A，此无机材料基板101A可为薄型化卷曲金属材料机板。
14、，例如，以铝、铁，或是不锈钢等抗水氧能力佳的无机材料来制作此无机材料基板101A，以提供较佳的水气防堵效果。接着在无机材料基板101A上涂布或是镀膜一有机材料层101B，以形成复合材料基板，也就是以无机材料基板101A加上有机材料层101B图1A作成复合材料基板101，此有机材料层101B的成分可含聚酰亚胺POLYIMIDE；PI、压克力ACRYLIC、环氧树脂EPOXY、硬化涂层HARDCOATING等，能够涂布或蒸发的有机固化材料，以涂布于无机材料基板101A上，且可使无机材料基板101A与其他材料层电性绝缘的材质，此有机材料层101B目的在使其他有机光电元件材料能够制作于其上，避免将其他。
15、有机材料直接设置于无机材料基板101A上，导致异质性接面问题发生。本发明所指的镀膜包括物理气相沉积法PVD或化学气相沉积法CVD，物理气相沉积法PVD可为真空蒸发VACUUMEVAPORATIONDEPOSTION或等离子体溅射PLASMASPUTTERING等手法，化学气相沉积法CVD可为低压化学气相沉积LOWPREASURECVD或直接液体注入化学气相沉积DIRECTLIQUIDINJECTIONCVD等手法，但本发明不以前述手段为限。0022在复合材料基板101完成之后，继续在其上制作有机光电元件103图1B，例如有机薄膜晶体管、有机太阳能电池，或是有机发光二极管。具体而言，可利用一卷对。
16、卷ROLLTOROLL黄光工艺，在复合材料基板101上制作有机光电元件103。0023在有机光电元件103制作完成之后，继续图案化有机材料层101B以及有机光电元件103，以定义出封装区域105图1C。详细来说，可利用卷对卷激光剥蚀工艺LASERABLATIONPROCESS，图案化有机材料层101B以及有机光电元件103，此卷对卷激光剥蚀工艺可以是气体激光工艺、固体激光工艺、半导体激光工艺，或是液体激光工艺。由于卷对卷激光剥蚀工艺仅仅会蚀刻有机材料层101B以及有机光电元件103，不会对无机材料基板101A起作用，因此可使无机材料基板101A的一部分，也就是封装区域105显露出来。0024在。
17、封装区域105定义出来之后，利用一卷对卷对位压合工艺，在封装区域105上设置水气屏蔽层107图1D。详细来说，可以含背胶的阻绝水气渗透薄膜，作为水气屏蔽层107。水气屏蔽层107可为有机物层、无机物层，或是有机与无机组合而成的多层材料结构，为了增加抗水氧能力，也可重复地以有机、无机、有机、无机层来堆叠制作。背胶涂布在有机物层的另外一侧来将水气屏蔽层107与有机光电元件结合，背胶材质可为环氧树脂EPOXY、丙烯酸ACRYLIC聚酯类等热固性或热塑性胶材，可利用加温加压工艺进行贴附。有机物层一般为高透光的高分子薄膜例如PET、PC、PEN等，无机物层一般可为聚偏二氟乙烯PVDF、三氧化二铝AL2O。
18、3、氧化锆ZRO2等可抗水氧穿透的无机透明材料。无机物层可以涂布、化学气相沉积，或原子沉积工艺来制作。水气屏蔽层107的结构剖面示意图绘示于图2C。0025水气屏蔽层107包覆有机材料层101B以及有机光电元件103，也就是说，有机光电元件103的上表面以及有机光电元件103与有机材料层101B的侧边都会被水气屏蔽层107包住不会外露，因此可以防止水气侵害有机光电元件103与有机材料层101B。至此，有机光电元件封装结构已经完成，如图1D所绘示。说明书CN104183795A4/5页70026图1E是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构的俯视图。由此一俯视图可以看出，水气屏蔽层107的截面。
19、积大于有机光电元件103的截面积，但约略与无机材料基板101A的截面积相同，因此可以完全覆盖有机光电元件103，保护有机光电元件103免受水气侵蚀损坏。0027图2A是绘示本发明一实施方式有机光电元件封装结构制造过程中的卷对卷工艺示意图。卷对卷工艺属于一种高效能连续生产方式，通常用来处理可挠曲性质的基材，例如薄膜、塑胶，或是不锈钢金属薄板，除了前述材料以外，够薄厚度大约200UM的金属基板就能作为卷对卷工艺当中的基材，例如铝箔、铜箔等。金属基板的幅宽越大，单位长度下可设置的有机光电元件数目就越多。当基材203自滚轮201卷出之后，可在基材203上先设置有机光电元件205。在卷对卷工艺当中，有机。
20、光电元件的制造需要依照材料及工艺来决定，主要利用卷对卷工艺进行镀膜、上光刻胶、曝光、蚀刻、去光刻胶等图案化黄光工艺，来制作有机光电元件。0028然后进行激光剥蚀来进行图案化，以去除有机层来露出无机材料207，激光图案化区域的大小与有机光电元件的布局方式有关，主要在需要封装的有机光电元件205的四周进行图案化，有机光电元件205之间的距离W1大于1MM，且有机光电元件205之间则由无机材料207区隔。0029接下来继续进行对位压合工艺，来设置水气屏蔽层209，以阻隔水气入侵有机光电元件205。如图2B所绘示，在局部区块211当中，有机光电元件205的外围会设置对位标志ALIGNMENTMARK2。
21、13，以利水气屏蔽层209进行对位。水气屏蔽层209与有机光电元件205两者间的距离W2大于3MM。针对水气屏蔽层209所含背胶的特性，选择合适的温度及压力，对水气屏蔽层209进行贴合。详细来说，可以机械手臂加上自动影像CCD对位系统来进行。如图2C所绘示，水气屏蔽层209主要由三层材料所构成，也就是无机物层209A、有机物层209B，以及背胶209C。0030当对位压合工艺进行完毕，之后再由滚轮201收卷。0031图3A至图3E是绘示本发明一实施方式有机光电元件制造过程中的结构剖面图。有机光电元件的制作，首先是在复合材料基板101上依序叠置金属层301、半导体层303、介电层305、栅极层3。
22、07，以及中介层309，也就是说，在此有机光电元件当中，半导体层303位于金属层301上，介电层305位于半导体层303上；栅极层307位于介电层305上，中介层309位于栅极层307上，此一中介层309会包覆有机光电元件的各个材料层，并与复合材料基板101接触。0032图4A至图4C是绘示有机光电元件的电流电压曲线图。图4A所绘示的是没有加设水气屏蔽层的有机光电元件的电流电压特性曲线，其中，曲线401代表有机光电元件的原始电流电压特性，曲线403代表温湿环境状态60，85RH元件老化测试的电流电压特性，由曲线401以及曲线403可以看出，在一般有水氧的环境状态之下，有机光电元件的临界电压会产。
23、生漂移，且会产生漏极电流；在栅极电压VG为25V时，漏极电流甚至为原始电流的2600倍。也就是说，特性曲线在环境测试过后，曲线斜率以及开关导通与关闭特性与原始曲线差距过大，不符合设计需求。0033图4B所绘示的是已经加设水气屏蔽层，但是没有采用激光图案化步骤，也没有对有机光电元件的侧边进行封装的电流电压特性曲线，其中，曲线405代表有机光电元件的说明书CN104183795A5/5页8原始电流电压特性，曲线407代表温湿环境状态60，85RH元件老化测试的电流电压特性，由曲线405以及曲线407可以看出，在一般有水氧的温湿环境状态之下，有机光电元件的临界电压漂移现象以及漏极电流现象已经获得部分。
24、改善，但是曲线斜率以及开关导通与关闭特性仍然与原始状态存在不小差距，且在栅极电压VG为25V时，漏极电流仍然是原始电流的220倍。0034图4C所绘示的是已经加设水气屏蔽层，且采用激光图案化步骤来定义封装区域，并对有机光电元件的侧边也进行封装的电流电压特性曲线，其中，曲线409代表有机光电元件的原始电流电压特性，曲线411代表环境状态60，85RH元件老化测试的电流电压特性，由曲线409以及曲线411可以看出，在一般有水氧的温湿环境状态之下，有机光电元件的临界电压漂移现象以及漏极电流现象获得大幅改善，临界电压与曲线斜率的变化较小，开关导通与关闭特性仍在设计范围内，符合需求，且在栅极电压VG为2。
25、5V时，漏极电流仅仅为原始电流的35倍。0035以上实施例的有机光电元件的封装方法以及封装结构，利用激光蚀剥工艺来定义图案画区域，然后在图案化区域上设置水气屏蔽层，能够解决水气渗透的腐蚀问题，尤其可防止水气由侧边进入有机光电元件，避免有机光电元件的可靠度降低；同时，此一有机光电元件封装方法可利用卷对卷ROLLTOROLL工艺来进行，适合量产。0036以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104183795A1/9页9图1A图1B图1C图1D说明书附图CN104183795A2/9页10图1E说明书附图CN104183795A103/9页11图2A说明书附图CN104183795A114/9页12图2B图2C图3A说明书附图CN104183795A125/9页13图3B图3C图3D说明书附图CN104183795A136/9页14图3E说明书附图CN104183795A147/9页15图4A说明书附图CN104183795A158/9页16图4B说明书附图CN104183795A169/9页17图4C说明书附图CN104183795A17。