CN101017795A - 有机电子装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种有机电子装置的制造方法，包括下列步骤：提供软性基板；在软性基板上制造多个有机元件；在软性基板上制造图案化间隙层；以及设置盖板于图案化间隙层上，并以密封件密封软性基板与盖板的边缘。其中，图案化间隙层在软性基板与盖板之间维持间隙。

Description

有机电子装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置的制造方法，且特别涉及一种有机电子装置的制造方法。

背景技术

随着半导体制造工艺技术的进步，许多电子装置都是在硅基板上以半导体工艺进行制造。而在平面显示器方面，则是在玻璃基板上以半导体工艺制造所需的元件。然而，硅基板与玻璃基板皆属于一种硬性基板，因此所制造出来的电子装置也不可弯折。为使电子装置具有更轻、更薄及可挠曲的特性，如塑胶基板等软性基板已被尝试应用在电子装置的制造中。

此外，在电子元件的材料选择方面，一些电子元件已经可以采用有机材料进行制造，例如有机薄膜晶体管(organic thin film transistor，OTFT)。与传统的无机晶体管相比，有机薄膜晶体管可以在低温下制造，因此在基板选择上可采用较轻、薄且便宜的塑胶取代玻璃，同时还兼具可挠曲的优点。另外，有机薄膜晶体管制造工艺较简单，以印制技术直接图案化有机薄膜，可以减少所需的光刻掩膜数目与真空蒸镀设备。而且，由于有机薄膜晶体管制造工艺适合塑胶基板，与roll-to-roll的工艺相容性高，因此对降低制造成本也有很大的效益。

但是，在传统采用有机薄膜晶体管与塑胶基板的平面显示器中，仅在两片塑胶基板的周围使用密封件将电子元件密封于两片塑胶基板内。如此一来，当此平面显示器受到挠曲时，由于两片塑胶基板无法维持固定的间隙，因此电子元件将很容易接触塑胶基板，并产生刮伤、磨损甚至是损毁等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机电子装置的制造方法，其适于解决采用软性基板的有机电子装置在挠曲时电子元件容易接触塑胶基板而损毁的问题。

本发明提出一种有机电子装置的制造方法，包括下列步骤：提供软性基板；在软性基板上制造多个有机元件；在软性基板上制造图案化间隙层；以及设置盖板于图案化间隙层上，并以密封件密封软性基板与盖板的边缘。其中，图案化间隙层在软性基板与盖板之间维持间隙。

在上述有机电子装置的制造方法的一实施例中，制造有机元件的步骤是在制造图案化间隙层之前执行，而有机元件包括有机薄膜晶体管。此外，制造图案化间隙层的步骤例如包括使图案化间隙层覆盖有机元件。另外，在制造图案化间隙层之后与设置盖板之前，还可在软性基板未被图案化间隙层覆盖的区域制造多个有机电致发光元件(Organic Electro Luminescent Device，OELD)。

在上述有机电子装置的制造方法的一实施例中，制造有机元件的步骤是在制造图案化间隙层之后执行，有机元件是形成于软性基板未被图案化间隙层覆盖的区域上，而有机元件包括有机电致发光元件。

在上述有机电子装置的制造方法的一实施例中，制造图案化间隙层的方法包括：在软性基板上涂布间隙材料层；以及图案化间隙材料层以形成图案化间隙层。此外，在涂布间隙材料层之后与图案化间隙材料层之前，还可预烤间隙材料层。另外，涂布间隙材料层的方法例如是进行旋转涂布(spin coating)。再者，间隙材料层可具有感光性，而图案化间隙材料层的方法包括进行光刻蚀刻(photolithography)。此外，图案化间隙层的材料可为聚合物，例如光图案化聚合物(photo-patterned polymer)、混合有微柱的聚合物或其组合，又例如是铬酸盐聚乙烯醇(Dichromated Polyvinyl alcohol，DCPVA)、聚乙烯四氢(polyvinyl pyrrolidone，PVP)、聚酰亚胺(polyimide，PI)或其组合。

在上述有机电子装置的制造方法的一实施例中，制造图案化间隙层的方法包括：使用间隙材料沉积源与遮罩在软性基板上沉积图案化间隙层。此外，间隙材料沉积源例如是以等离子增强型化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、真空热蒸镀(Vacuum Thermal Evaporation，VTE)、电子束蒸镀(E-beam Evaporation)或溅镀(sputter)的方法沉积图案化间隙层，其中真空热蒸镀以及电子束蒸镀可一并采用。另外，图案化间隙层的材料可为聚合物，例如有机低聚合物(organic oligomers)、混合有微柱的聚合物或其组合，又例如是聚对二甲苯基(parylene)。再者，图案化间隙层的材料可为氧化物，例如金属氧化衍生物(metal oxide derivatives)。

在上述有机电子装置的制造方法的一实施例中，制造图案化间隙层的方法包括：在软性基板上沉积间隙材料层；以及图案化间隙材料层以形成图案化间隙层。此外，沉积间隙材料层的方法例如是等离子增强型化学气相沉积、真空热蒸镀、电子束蒸镀或溅镀，其中真空热蒸镀以及电子束蒸镀可一并采用。另外，图案化间隙材料层的方法例如是使用激光对间隙材料层进行光裂解或热烈解，以直接进行图案化工艺。再者，图案化间隙层之材料例如是聚合物或混合有微柱的聚合物，又例如是聚对二甲苯基。

综上所述，在本发明的有机电子装置的制造方法中，是以图案化间隙层维持软性基板与盖板之间的间隙，以避免有机电子装置被挠曲时电子元件损毁。此外，图案化间隙层可选择性地覆盖并保护有机元件，作为保护层功效。另外，本发明还具有图案化间隙层可进行高精度定域化以及相容于roll-to-roll工艺与批次(batch type)工艺的优点。

为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A～1F为本发明第一实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。

图2A～2D为本发明第二实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。

图3A～3F为本发明第三实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。

主要元件标记说明

30：曝光光源

50：光刻掩膜

70：间隙材料沉积源

80：遮罩

90：激光

110、210、310：软性基板

112、130、212、230、312、330：电子元件

120、220、320：图案化间隙层

120a、320a：间隙材料层

140、240、340：盖板

150、250、350：密封件

具体实施方式

本发明之有机电子装置的制造方法是在软性基板上制造多个有机元件与图案化间隙层，并使用密封件将盖板与软性基板密封。其中，图案化间隙层用以在软性基板与盖板之间维持间隙。通过进行高精度定域化的图案化间隙层，当有机电子装置被挠曲时，软性基板的有机元件将可避免接触盖板而损毁。以下，将介绍三种可实现此目的的实施方式。

[第一实施例]

图1A～1F为本发明第一实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。请参照图1A，本实施例之有机电子装置的制造方法是先提供软性基板110。其中，软性基板110可为塑胶基板、金属薄板、高分子基板、有机与无机混合基板或厚度小于1mm的玻璃基板。软性基板110上可选择性地形成多个电子元件112。电子元件112例如是薄膜晶体管或是其他线路等。具体而言，电子元件112可以是有机或无机薄膜晶体管。

请参照图1B，在软性基板110上涂布间隙材料层120a。其中，涂布间隙材料层120a的方法例如是将聚合物或混合有微柱的聚合物溶于适当的溶剂当中，再以旋转涂布或其他方式将其涂布在软性基板110上。此外，在将间隙材料层120a涂布于软性基板110上之后，还可选择性地对间隙材料层120a进行预烤以稍微固化，预烤的时间例如是1小时。另外，间隙材料层120a例如具有感光性。

请参照图1C与图1D，接着对间隙材料层120a进行光刻蚀刻。具体而言，例如是提供光刻掩膜50于曝光光源30与间隙材料层120a之间，以对间隙材料层120a的部分区域进行曝光，然后对间隙材料层120a进行显影。其中，曝光光源30例如是紫外光，而显影方法例如是在50℃的水中将间隙材料层120a未曝光的部分去除。至此，即完成图案化间隙层120的制造。图案化间隙层120可覆盖或不覆盖电子元件112，而在本实施例中是以覆盖电子元件112为例。当图案化间隙层120覆盖电子元件112时，图案化间隙层120还可发挥保护层的功能，避免外界水、氧气、污染物等破坏电子元件112。在图案化间隙层120的材料方面，其可采用光图案化聚合物有机聚合物、无机聚合物、高分子聚合物、小分子聚合物、树脂等各类聚合物或其组合。具体而言，图案化间隙层120之材料例如是采用铬酸盐聚乙烯醇、聚乙烯四氢、聚酰亚胺或其组合。

请参照图1E，选择性地在软性基板110未被图案化间隙层120覆盖的区域制造多个电子元件130。本实施例中，电子元件130是有机电致发光元件。值得注意的是，在本实施例之有机电子装置的制造方法中，电子元件112与130只要有其中一种是属于有机电子元件即属于本发明所欲保护的范围，而本实施例之有机电子装置的制造方法中也可仅制造电子元件112或电子元件130。

请参照图1F，设置盖板140于图案化间隙层120上，亦即盖板140会接触图案化间隙层120，且图案化间隙层120用以在软性基板110与盖板140之间维持间隙。同时，将密封件150设置于软性基板110与盖板140的边缘，而以密封件150密封软性基板110与盖板140。

[第二实施例]

图2A～2D为本发明第二实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。以下，将仅介绍与第一实施例相异者，而其余相同者将省略不做介绍。请参照图2A，本实施例之有机电子装置的制造方法是先提供软性基板210。软性基板210上可选择性地形成多个电子元件212。

请参照图2B，使用间隙材料沉积源70与遮罩80在软性基板210上沉积图案化间隙层220。其中，沉积图案化间隙层220时，遮罩80是设置于软性基板210与间隙材料沉积源70之间，以使间隙材料通过遮罩80的镂空部分而沉积于软性基板210上。此外，沉积图案化间隙层220的方法例如是等离子增强型化学气相沉积、真空热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀或其他适当的方法，其中真空热蒸镀以及电子束蒸镀可一并采用。图案化间隙层220同样可覆盖或不覆盖电子元件212。当图案化间隙层220覆盖电子元件212时可发挥保护层的功能。在图案化间隙层220的材料方面，其可采用有机聚合物、无机聚合物、高分子聚合物、小分子聚合物、有机低聚合物、树脂、混合有微柱的聚合物等各类聚合物或其组合。具体而言，图案化间隙层220的材料例如是采用聚对二甲苯基。再者，图案化间隙层220的材料也可为氧化物，例如金属氧化衍生物。

请参照图2C，选择性地在软性基板210未被图案化间隙层220覆盖的区域制造多个电子元件230。

请参照图2D，设置盖板240于图案化间隙层220上，亦即盖板240会接触图案化间隙层220，且图案化间隙层220用以在软性基板210与盖板240之间维持间隙。同时，将密封件250设置于软性基板210与盖板240的边缘，而以密封件250密封软性基板210与盖板240。

[第三实施例]

图3A～3F为本发明第三实施例之有机电子装置的制造方法的流程剖面图。以下，将仅介绍与第二实施例相异者，而其余相同者将省略不做介绍。请参照图3A，本实施例之有机电子装置的制造方法是先提供软性基板310。软性基板210上可选择性地形成多个电子元件312。

请参照图3B，在软性基板310上沉积间隙材料层320a。其中，沉积间隙材料层320a的方法例如是等离子增强型化学气相沉积、真空热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀或其他适当的方法，而真空热蒸镀以及电子束蒸镀可一并采用。

请参照图3C与图3D，例如使用激光90对间隙材料层320a进行光裂解或热裂解等方式图案化间隙材料层320a，以形成图案化间隙层320。图案化间隙层320的材料的选择与第二实施例之图案化间隙层220相同。

请参照图3E，选择性地在软性基板310未被图案化间隙层320覆盖的区域制造多个电子元件330。

请参照图3F，设置盖板340于图案化间隙层320上，亦即盖板340会接触图案化间隙层320，且图案化间隙层320用以在软性基板310与盖板340之间维持间隙。同时，将密封件350设置于软性基板310与盖板340的边缘，而以密封件350密封软性基板310与盖板340。

综上所述，在本发明之有机电子装置的制造方法中，是在软性基板与盖板之间制造图案化间隙层以维持间隙，进而避免有机电子装置被挠曲时，电子元件因接触盖板而受盖板的磨损或刮伤甚至损毁。此外，图案化间隙层还可选择性地覆盖有机元件，以阻绝外界的水、氧气、污染物等而发挥保护作用。另外，本发明还具有图案化间隙层可进行高精度定域化的优点。同时，本发明之制造工艺还相容于roll-to-roll工艺与批次(batch type)工艺，因此可大量制造而易于降低制造成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (38)

1.一种有机电子装置的制造方法，其特征是包括：

提供软性基板；

在该软性基板上制造多个有机元件；

在该软性基板上制造图案化间隙层；以及

设置盖板于该图案化间隙层上，并以密封件密封该软性基板与该盖板的边缘，其中该图案化间隙层在该软性基板与该盖板之间维持间隙。

2.根据权利要求1所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造上述这些有机元件的步骤是在制造该图案化间隙层之前执行，而上述这些有机元件包括有机薄膜晶体管。

3.根据权利要求2所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造该图案化间隙层的步骤包括使该图案化间隙层覆盖上述这些有机元件。

4.根据权利要求2所述的有机电子装置的制造方法，其特征是在制造该图案化间隙层之后与设置该盖板之前，还包括在该软性基板未被该图案化间隙层覆盖的区域制造多个有机电致发光元件。

5.根据权利要求1所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造上述这些有机元件的步骤是在制造该图案化间隙层之后执行，上述这些有机元件是形成于该软性基板未被该图案化间隙层覆盖的区域上，而上述这些有机元件包括有机电致发光元件。

6.根据权利要求1所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造该图案化间隙层的方法包括：

在该软性基板上涂布间隙材料层；以及

图案化该间隙材料层以形成该图案化间隙层。

7.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是在涂布该间隙材料层之后与图案化该间隙材料层之前，还包括预烤该间隙材料层。

8.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是涂布该间隙材料层的方法包括进行旋转涂布。

9.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该间隙材料层具有感光性，而图案化该间隙材料层的方法包括进行光刻蚀刻。

10.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚合物。

11.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括光图案化聚合物。

12.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括混合有微柱的聚合物。

13.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括光图案化聚合物以及混合有微柱的聚合物。

14.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括铬酸盐聚乙烯醇。

15.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚乙烯四氢。

16.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚酰亚胺。

17.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括铬酸盐聚乙烯醇以及聚乙烯四氢。

18.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括铬酸盐聚乙烯醇以及聚酰亚胺。

19.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚乙烯四氢以及聚酰亚胺。

20.根据权利要求5所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括铬酸盐聚乙烯醇、聚乙烯四氢以及聚酰亚胺。

21.根据权利要求1所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造该图案化间隙层的方法包括：

使用间隙材料沉积源与遮罩在该软性基板上沉积该图案化间隙层。

22.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该间隙材料沉积源是以等离子增强型化学气相沉积、真空热蒸镀、电子束蒸镀或溅镀的方法沉积该图案化间隙层。

23.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该间隙材料沉积源是以真空热蒸镀以及电子束蒸镀的方法沉积该图案化间隙层。

24.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚合物。

25.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括有机低聚合物。

26.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括混合有微柱的聚合物。

27.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括有机低聚合物以及混合有微柱的聚合物。

28.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚对二甲苯基。

29.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括氧化物。

30.根据权利要求21所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括金属氧化衍生物。

31.根据权利要求1所述的有机电子装置的制造方法，其特征是制造该图案化间隙层的方法包括：

在该软性基板上沉积间隙材料层；以及

图案化该间隙材料层以形成该图案化间隙层。

32.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是沉积该间隙材料层的方法包括等离子增强型化学气相沉积、真空热蒸镀、电子束蒸镀或溅镀。

33.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是沉积该间隙材料层的方法包括真空热蒸镀以及电子束蒸镀。

34.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是图案化该间隙材料层的方法包括使用激光对该间隙材料层进行光裂解或热裂解。

35.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚合物。

36.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括混合有微柱的聚合物。

37.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚合物以及混合有微柱的聚合物。

38.根据权利要求31所述的有机电子装置的制造方法，其特征是该图案化间隙层的材料包括聚对二甲苯基。

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