專利名稱：電子元件的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子元件的封裝方法，該方法通過一種可直接涂布于電子元件上的封裝層來達(dá)到阻濕阻氣效果，同時(shí)符合現(xiàn)在電子產(chǎn)品可撓曲的設(shè)計(jì)特性。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今以安全為主題的時(shí)代，人們基于生活上方便的原因或生活環(huán)境的問題，使得對(duì)信息產(chǎn)品的依賴越來越深。但往往會(huì)有這樣的情形，例如在浴室使用視訊設(shè)備，或隨身攜帶電子產(chǎn)品卻遇到下雨或潮濕的天氣。
一般現(xiàn)代產(chǎn)品基本上都是由電子元件所組成，這些電子元件一旦遇水氣，接通的瞬間將使電子元件的啟動(dòng)電壓急速變化，這種現(xiàn)象輕者毀壞電子產(chǎn)品，重者會(huì)引起火災(zāi)，造成使用者或周圍人或物品的損傷。而且，水氣也會(huì)造成電子產(chǎn)品線路氧化甚至短路，極易對(duì)電子元件造成物理損壞。假若是沒有防水功能的電子元件，那么一切損失將無法挽回。值得注意的是，由于水氣的隱蔽性強(qiáng)，不易被發(fā)現(xiàn)，一旦在連接計(jì)算機(jī)時(shí)發(fā)生短路，甚至可能燒毀計(jì)算機(jī)主板！由此可見，電子元件的“防水”問題確實(shí)是一個(gè)無法回避的重要問題，只要有這個(gè)漏洞存在，那么對(duì)于該電子產(chǎn)品就不能說其是安全的。
就目前的電子產(chǎn)品而言，又以光電元件的封裝上進(jìn)行防濕防氣顯得尤為重要，因?yàn)榉浪b置對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)與壽命有著直接的關(guān)系。舉例來說，有機(jī)發(fā)光二極管(Organic light emitting diode；OLED)具備自發(fā)光、厚度薄、反應(yīng)速度快、視角廣、分辨率好、亮度高以及可用于撓曲性面板等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是繼薄膜型液晶顯示器(Thin film transistor liquid crystal display；TFT-LCD)之后新一代的平面顯示器技術(shù)，但其也是目前使用上防水氣要求最嚴(yán)格的一般化產(chǎn)品。
但是，由于低分子的有機(jī)發(fā)光材料對(duì)水分非常脆弱，與大氣接觸后易發(fā)生黑點(diǎn)(Dark Spot)的缺陷，因此，如果封裝得不好，元件就會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)。這是因?yàn)闈駳鈺?huì)從金屬膜或其邊緣進(jìn)入元件，由于有機(jī)電激發(fā)光元件中陰極為金屬材質(zhì)，使電極氧化，導(dǎo)致接觸不良，黑點(diǎn)逐漸變大，有機(jī)電激發(fā)光元件的有效顯示區(qū)隨之縮小。這反過來又會(huì)增加有效顯示區(qū)的電流密度，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓增加。所以，如果封裝得好，就可以控制該黑點(diǎn)的增長。但是，如果元件長時(shí)間暴露在空氣中，該黑點(diǎn)遲早將會(huì)出現(xiàn)。因此，為了減少黑點(diǎn)的形成，使該光電元件隔離濕氣，免受水氣侵蝕的裝置顯得非常重要。
目前傳統(tǒng)的在有機(jī)電激發(fā)光鍍膜/封合全自動(dòng)量產(chǎn)制程系統(tǒng)中的封裝方法，有如下所述的幾種“有機(jī)發(fā)光二極管元件用封包”，是一種有機(jī)發(fā)光二極管元件，包括一具有元件區(qū)的基板；一用以包裝該元件的帽蓋，該帽蓋在該元件區(qū)上產(chǎn)生一空腔；以及在該元件區(qū)中用以支撐該帽蓋的間隔物微粒。
“有機(jī)發(fā)光元件防水層的成形方法”，是一種有機(jī)電激發(fā)光元件的制造方法，其中該有機(jī)電激發(fā)光顯示面板包括多個(gè)發(fā)光區(qū)域，包括先提供一基板；而后依序在該基板上形成一對(duì)應(yīng)于發(fā)光區(qū)域的第一電極；在含第一電極的基板上形成一條狀光阻層，該光阻層突出于含第一電極的基板；在條狀光阻層間的暴露區(qū)域的第一電極上沉積有機(jī)發(fā)光介質(zhì)，以在第一電極上形成多個(gè)包含有機(jī)發(fā)光介質(zhì)的第一電極區(qū)域；在有機(jī)發(fā)光介質(zhì)層上形成第二電極；在第二電極上形成應(yīng)力抵消層，其中該應(yīng)力抵消層為硅氧氮薄膜或高分子膜；以及在應(yīng)力抵消層上形成防水層，其中該防水層為非晶硅，無機(jī)氮化物或無機(jī)氧化物。
“有機(jī)發(fā)光裝置的封裝方法”，是一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的封裝方法，用以對(duì)一有機(jī)電激發(fā)光元件中的一發(fā)光層進(jìn)行封裝，該方法包括在該有機(jī)電激發(fā)光元件上，以低溫真空鍍膜成長方法形成一封裝層，對(duì)該發(fā)光層進(jìn)行封裝。
“有機(jī)發(fā)光顯示器及其封裝方法”，是一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器的封裝方法，包括下列步驟(1)提供一封裝基材及一待封裝的有機(jī)電激發(fā)光元件；(2)接著在上述封裝基材的整個(gè)面上均勻涂布一層封裝材料；(3)將上述封裝基材形成有封裝材料的一面直接面向有機(jī)電激發(fā)光元件形成有發(fā)光層的一面對(duì)齊，然后加壓并且加熱，使封裝材料固化后完成該元件的封裝。
“保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法及其結(jié)構(gòu)”，是一種制造一有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，該方法包括下列步驟在一基板上形成一第一電極層；在該第一電極層上方形成一有機(jī)層；在該有機(jī)層上方形成一第二電極層，該第二電極層與該第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列，其中該基板、該第一電極層、該有機(jī)層與該第二電極層形成一有機(jī)電激發(fā)光元件；
在一部份的該第二電極層上方覆蓋一保護(hù)層，其中該保護(hù)層的組成元素中具有最小電動(dòng)勢(shì)的一組成元素，其一電動(dòng)勢(shì)是小于該第二電極層的組成元素中具有最大電動(dòng)勢(shì)的一組成元素的一電動(dòng)勢(shì)，用以保護(hù)該有機(jī)電激發(fā)光元件免于遭受水氣與氧氣的侵入；以及以一氣密的外殼封裝該有機(jī)電激發(fā)光元件，借以隔絕該有機(jī)電激發(fā)光元件與外界的空氣與水氣。
“電激發(fā)光元件的封裝方法”，是一種電激發(fā)光元件的封裝方法，其中至少包括下列步驟在一水、氧控制環(huán)境中，提供一玻璃基板與一玻璃蓋板，該玻璃蓋板與該玻璃基板相對(duì)應(yīng)，且該玻璃基板具有多個(gè)電激發(fā)光元件；在該水、氧控制環(huán)境中，在該玻璃蓋板上多個(gè)邊框位置分別涂布一框膠，這些邊框位置與這些電激發(fā)光元件一一對(duì)應(yīng)，每一框膠分別具有一開口；在該水、氧控制環(huán)境中，使這些框膠位于該玻璃蓋板與該玻璃基板之間，將該玻璃蓋板與該玻璃基板壓合，并使這些電激發(fā)光元件位于該玻璃蓋板與該玻璃基板之間；在該水、氧控制環(huán)境中，使這些框膠固化；在該水、氧控制環(huán)境中，依據(jù)這些電激發(fā)光元件的分布，對(duì)該玻璃蓋板與該玻璃基板進(jìn)行切割；在該水、氧控制環(huán)境中，按照該玻璃蓋板與該玻璃基板的切割方式，將每一電激發(fā)光元件分開，形成各自獨(dú)立的多個(gè)封裝件，而每一封裝件包括一元件玻璃基板、這些電激發(fā)光元件其中之一、這些框膠其中之一與一元件玻璃蓋板，并由該元件玻璃蓋板、該元件玻璃基板和這些框膠其中之一構(gòu)成一空腔；提供一真空腔，在該真空腔的底部配置有一膠槽，該膠槽內(nèi)盛有一封裝材料，并將這些封裝件置入該真空腔中，使每一封裝件的該開口朝向該膠槽，且這些封裝件不與該封裝材料接觸；對(duì)該真空腔進(jìn)行真空抽氣，使這些封裝件與該封裝材料真空脫氣；當(dāng)該真空腔達(dá)到一設(shè)定真空度時(shí)，將這些封裝件浸入該膠槽中，使每一封裝件的該開口與該封裝材料接觸進(jìn)行灌膠；使該真空腔壓力上升至一設(shè)定壓力，使該封裝材料分別由每一封裝件的該開口注入、并充滿該空腔，形成一元件封裝材料完全覆蓋該電激發(fā)光元件；以及使每一元件封裝材料固化。
“有機(jī)EL元件的封裝方法”，是一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器(Organic Electroluminescent Device)元件的封裝方法，包括一形成有機(jī)EL元件步驟，是提供一透明基板，且在該透明基板上形成多個(gè)有機(jī)EL元件；一形成塑料封裝薄板與黏合層步驟，是提供一塑料封裝薄板，且在該塑料封裝薄板上形成多個(gè)黏合層；一形成內(nèi)含穴狀區(qū)域的封裝罐步驟，是在該塑料封裝薄板上形成多個(gè)穴狀區(qū)域，且以該具穴狀區(qū)域的塑料封裝薄板當(dāng)作一封裝罐；以及一封裝體接合步驟，是將該封裝罐一側(cè)，即塑料薄板上具黏合層的一側(cè)與該透明基板上具有機(jī)EL元件的一側(cè)接合，并以熱能或紫外線固化(UV-Curing)的方式干燥硬化該黏合層以形成一封裝體，使得封裝體內(nèi)部的有機(jī)EL元件與外界完全隔絕。
綜合以上所述，傳統(tǒng)的封裝方法都是在銦錫氧化物(ITO；Indium Tin Oxide)玻璃基板上利用真空蒸鍍成膜的技術(shù)將有機(jī)發(fā)光層薄膜和金屬電極(陰極；Cathode)的配線薄膜，以連續(xù)方式成膜并經(jīng)過檢查后，把封合罐(封裝蓋)周圍涂布封裝膠及內(nèi)部吸濕材，然后，借由熱能或紫外線固化(UV-Curing)的方式干燥硬化該封裝膠，以結(jié)合封裝蓋及基板，通過封裝有機(jī)電激發(fā)光元件于前述封裝蓋及基板內(nèi)，可借由封裝膠以阻隔外部的水氣與氧氣進(jìn)入封裝蓋內(nèi)部，并通過吸濕材以吸收封裝蓋及基板內(nèi)的水氣及氧氣，以達(dá)到阻濕阻氣的效果。
雖然上述利用封裝蓋、封裝膠及吸濕材的封裝方法，可使該光電元件隔離濕氣的侵蝕，但由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多元化與輕薄化的趨勢(shì)，以目前傳統(tǒng)具有的封裝蓋的封裝方法，常因?yàn)楫a(chǎn)品的撓曲設(shè)計(jì)之后，該光電元件因?yàn)閼?yīng)力的集中而影響該元件壽命，故目前光電元件的封裝仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的主要目的在于解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，避免缺陷存在。本發(fā)明是借由混入納米無機(jī)材料的高分子材料所構(gòu)成的封裝層材料，直接涂布于待封裝的電子元件表面上，借以取代傳統(tǒng)封裝方式中的封裝蓋及內(nèi)部吸濕材，同時(shí)，也省去用于封裝蓋四周的封裝膠成本與制程問題，也解決了傳統(tǒng)封裝蓋會(huì)因?yàn)閾锨螅撾娮釉a(chǎn)生應(yīng)力集中，造成封裝蓋的剝離及破裂，而影響其壽命的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的納米無機(jī)聚合膠材的有機(jī)電激發(fā)光元件封裝方法，是利用納米無機(jī)材料與高分子材料混合形成一未硬化的封裝層，均勻地旋轉(zhuǎn)涂布于待封裝的電子元件上，待封裝層固化后，無機(jī)材料與高分子材料之間產(chǎn)生一具致密性結(jié)構(gòu)的阻絕層，可加強(qiáng)光電元件的阻濕阻氣效果。


圖1是本發(fā)明的封裝方法流程示意圖。
圖2-1、2-2是本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光二極管封裝實(shí)施例示意圖。
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的液晶顯示器封裝示意圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的薄膜電池封裝示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)配合

如下。
參見圖1，為本發(fā)明的封裝方法流程示意圖。如圖所示本發(fā)明的納米無機(jī)聚合膠材的有機(jī)電激發(fā)光元件封裝方法，包括下列步驟a)提供一納米無機(jī)材料與一高分子材料，然后將上述兩材料制備，依再活化及混合制成不同成份比例的納米無機(jī)聚合物；b)將上述封裝物質(zhì)混合形成未硬化的納米無機(jī)聚合物混合成一封裝層材料，同時(shí)進(jìn)行裸基材(Bare material)的水氣穿透特性測(cè)試后，借以選取最佳混合比例并與其它材料作比較，并控制此封裝層材料的黏度在5000cps(cps＝centipoise；厘泊)至50000cps之間；c)提供一待封裝的電子元件；d)將上述未硬化的封裝層材料均勻地涂布于上述的待封裝的電子元件需封裝的部分；
e)待上述涂布的封裝層材料經(jīng)固化后，完成該電子元件的封裝。
其中，該納米無機(jī)材料是由以下任一種材料所構(gòu)成鐵(Fe)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鎂(Mg)、銀(Ag)、鉻(Cr)、二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鋅(ZnO2)；又，該納米無機(jī)材料的顆粒大小是在1nm至100nm之間。
其中，該高分子材料是選自以下任一種材料聚環(huán)氧樹酯(Epoxy)、聚壓克力樹酯(Arcrylic)、尿素樹酯(Urethane)、聚環(huán)氧樹酯/壓克力樹酯(Epoxy/Arcrylic)混合高分子、聚壓克力樹酯/尿素樹酯(Arcrylic/Urethane)混合高分子、聚硅烷樹酯(Silicone)、聚硅氧烷樹酯(Silioxane)、有機(jī)/無機(jī)共聚合物(Organic/Inorganic)。
又，該納米無機(jī)材料與高分子材料間是形成一化學(xué)鍵的鍵結(jié)鏈或形成一凡得瓦鍵的鍵結(jié)鏈。
同時(shí)參見圖2-1、2-2，為本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光二極管封裝實(shí)施例示意圖。如圖所示本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光元件10封裝方法，是由一納米無機(jī)材料與一高分子材料形成的封裝層材料20所構(gòu)成。
該有機(jī)電激發(fā)光元件10包括有一基板11，在基板11上配置有圖案化的陽極導(dǎo)電層12及一陰極阻隔層13，再設(shè)置一有機(jī)發(fā)光層14、14’，再在有機(jī)發(fā)光層14、14’上形成有一陰極導(dǎo)電層15、15’，形成的陰極導(dǎo)電層15與基板11上陽極導(dǎo)電層12之間夾設(shè)有機(jī)發(fā)光層14；接著，借由混入納米無機(jī)材料與高分子材料所構(gòu)成的封裝層材料20，并控制該封裝層材料20的黏度在5000cps至50000cps之間，直接涂布于有機(jī)電激發(fā)光元件10上，待封裝層材料20固化后，該納米無機(jī)材料與高分子材料之間產(chǎn)生的一致密性結(jié)構(gòu)的阻絕層，便可加強(qiáng)有機(jī)電激發(fā)光元件10的阻濕阻氣效果，于是，本發(fā)明可有效地取代傳統(tǒng)的封裝蓋及內(nèi)部吸濕材，也省去使用封裝蓋四周的封裝膠問題或因?yàn)閭鹘y(tǒng)封裝蓋撓曲后元件產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成封裝蓋的剝離及破裂而影響其壽命的缺陷。
參見圖3，為本發(fā)明另一實(shí)施例的液晶顯示器封裝示意圖。如圖所示液晶顯示器基本構(gòu)件為二透明基板31、31’，與夾于兩透明基板31、31’之間一包含液晶層的液晶配向元件36，和分別設(shè)置于上述兩透明基板31、31’外側(cè)的偏光板32、33，而于其中一偏光板33上再依序設(shè)置一導(dǎo)光板34，一背光模組35；其中為保護(hù)兩透明基板31、31’之間的液晶配向元件36，在兩透明基板31、31’之間，液晶配向元件36的外圍可利用本發(fā)明的封裝層材料37連接與固定兩透明基板31、31’的相對(duì)位置，同時(shí)借由本發(fā)明達(dá)到防水氣的效果。
參見圖4，為本發(fā)明另一實(shí)施例的薄膜電池封裝示意圖。如圖所示薄膜電池基本上可視為鋰電池的薄膜版，其基本構(gòu)件為一基板40，與分設(shè)于兩位置的用以對(duì)外連接導(dǎo)電的陰極板41與陽極板42；一設(shè)置于上述陰極板41上的陰極層43；一設(shè)置于上述陰極層43上的固態(tài)的電解質(zhì)44，同時(shí)該電解質(zhì)44與陽極板42連接；一陽極層45設(shè)置于上述電解質(zhì)44上，同時(shí)其必須覆蓋到陽極板42；最后利用本發(fā)明的封裝層材料46覆蓋于最上層，但陰極板41與陽極板42必須外露出來，方便連接使用。
這些小電容量的薄膜電池可應(yīng)用的領(lǐng)域包括存儲(chǔ)元件的電源、非接觸式IC卡的電源、微機(jī)電元件的電源。因?yàn)樯鲜霎a(chǎn)品的特征為輕薄短小，一般薄膜電池為了有好的防水氣效果，而犧牲了輕巧設(shè)計(jì)；或?yàn)榱溯p巧設(shè)計(jì)而犧牲了防水性；但應(yīng)用本發(fā)明的封裝方式，實(shí)現(xiàn)了封裝制程上輕巧又防水氣的封裝。
綜合以上所述的實(shí)施例，本發(fā)明是一借由混入納米無機(jī)材料與高分子材料的封裝層材料20，其特征在于可運(yùn)用于全面式的電子元件涂布封裝，同時(shí)在針對(duì)于可撓曲式及非撓曲式的有機(jī)電激發(fā)光元件10上，可取代傳統(tǒng)的封裝蓋及內(nèi)部吸濕材，確實(shí)可以加強(qiáng)電子元件的阻濕阻氣效果，且其運(yùn)用范圍及技術(shù)效益相當(dāng)廣泛，分別簡單敘述如下(一)本發(fā)明可運(yùn)用的產(chǎn)業(yè)制造類別如(1)一般玻璃基板的有機(jī)電激發(fā)光顯示器(OLED)、高分子有機(jī)電激發(fā)光顯示器(PLED)及可撓曲有機(jī)發(fā)光元件(FOLED)。
(2)集成電路(IC)封裝。
(3)其它電子元件的封裝。
(4)無機(jī)電激發(fā)光顯示器LED的封裝。
(5)薄膜電致發(fā)光(TFEL)顯示器的封裝。
(6)液晶顯示器(LCD)封裝。
(7)太陽能電池、太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)、非晶薄膜電池、單晶與多晶薄膜電池等電池的封裝與高效率透光保護(hù)層。
(8)其它各種產(chǎn)業(yè)的防蝕運(yùn)用。
(二)使用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)可提升待封裝元件的封裝效果并增加其壽命。
(2)可使用于多種不同的產(chǎn)業(yè)物品封裝應(yīng)用，其應(yīng)用范圍較廣。
(3)使用于可撓曲性有機(jī)發(fā)光元件(FOLED)時(shí)，可應(yīng)用于元件的正反兩面以阻止水、氣滲透。
(4)使用于薄膜電池的封裝時(shí)，可防止易外露的陰極或其它疊層因接觸外界環(huán)境而造成腐蝕或氧化等現(xiàn)象，提升元件的封裝效果與增加元件壽命。
(5)可減少待封裝元件的體積及厚度。
(6)可縮減制程的成本及時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種電子元件的封裝方法，其特征在于該封裝方法包括以下步驟a)制備提供一納米無機(jī)材料與一高分子材料；b)將上述兩材料混合形成未硬化的納米無機(jī)聚合物混合成一封裝層材料(20)，并控制此封裝層材料(20)的黏度在5000cps至50000cps之間；c)提供一待封裝的電子元件；d)將上述未硬化的封裝層材料(20)均勻涂布于上述的待封裝的電子元件需封裝的部分；e)待上述封裝層材料(20)經(jīng)固化后，完成該電子元件的封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該納米無機(jī)材料是由以下任一種材料所構(gòu)成鐵、鋁、鈦、鉑、鎂、銀、鉻、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該納米無機(jī)材料的顆粒大小在1nm至100nm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該高分子材料是選自以下任一種材料聚環(huán)氧樹酯、聚壓克力樹酯、尿素樹酯、聚環(huán)氧樹酯/壓克力樹酯混合高分子、聚壓克力樹酯/尿素樹酯混合高分子、聚硅烷樹酯、聚硅氧烷樹酯、有機(jī)/無機(jī)共聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該步驟b的封裝層材料(20)是借由進(jìn)行裸基材的水氣穿透特性測(cè)試后，選取該物質(zhì)的最佳混合比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該納米無機(jī)材料與高分子材料間是形成一化學(xué)鍵的鍵結(jié)鏈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件的封裝方法，其特征在于，該納米無機(jī)材料與高分子材料間是形成一凡得瓦鍵的鍵結(jié)鏈。
全文摘要
一種電子元件的封裝方法，是利用納米無機(jī)材料與高分子材料混合形成未硬化的封裝層，均勻涂布于待封裝的電子元件上，待封裝層固化后，借由該納米無機(jī)材料與高分子材料之間產(chǎn)生的致密性結(jié)構(gòu)，得到一封裝電子元件的阻絕層，用以加強(qiáng)電子元件的阻濕阻氣效果。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1567554SQ03140750
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者劉怡萱, 何主亮 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司