CN110211933A - 封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种封装结构，其包括基板、电子元件层、有机聚合物层以及保护层，电子元件层设置在基板上，有机聚合物层设置在电子元件层上，保护层设置在有机聚合物层上。因此，相较于传统的封装结构，本发明可省略至少一层具有无机材料的钝化层的制作，并同时简化制作工艺与封装结构的膜层，进而降低成本与提高产能。

Description

封装结构
技术领域
本发明涉及一种封装结构，特别是涉及一种有机聚合物层直接设置在电子元件层上的封装结构。
背景技术
随着电子产品的演进与发展，电子产品在现今社会中已成为不可或缺的物品，而电子产品在生产过程中一般会经过封装工艺，藉此形成封装结构以保护电子产品内部的电子元件，例如阻挡水气、氧气或是防止物理性伤害。为了使封装结构达到良好的保护效果，并同时降低封装结构的制作成本，产业界致力于研究封装结构的制作、材料与结构，藉此使所生产的电子产品的可靠度提升与降低制作成本。
发明内容
本发明提供一种封装结构，其有机聚合物层直接设置在电子元件层上，藉此达到降低封装结构的制作成本与复杂度，进而提升产能以及与现行主流的封装技术产生区别。
本发明的实施例提供了一种封装结构，其包括基板、电子元件层、有机聚合物层以及保护层，电子元件层设置在基板上，有机聚合物层直接设置在电子元件层上，保护层设置在有机聚合物层上。
由于本发明的封装结构中的有机聚合物层直接设置在电子元件层上，并且有机聚合物层不会与电子元件层产生化学反应而使得有机聚合物层或电子元件层产生不良影响，进而能维持有机聚合物层的保护效果，因此，相较于传统的封装结构，本发明可省略至少一层具有无机材料的钝化层的制作，并同时简化制作工艺与封装结构的膜层，进而降低成本与提高产能，甚至可降低封装结构的厚度。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的封装结构的剖面示意图。
图2所示为本发明第一实施例的封装结构的部分俯视示意图。
图3所示为本发明一实施例的电子元件层的剖面示意图。
图4所示为本发明第二实施例的封装结构的剖面示意图。
图5所示为本发明第二实施例的封装结构的部分俯视示意图。
图6所示为本发明第三实施例的封装结构的剖面示意图。
图7所示为本发明第四实施例的封装结构的剖面示意图。
图8所示为本发明第五实施例的封装结构的剖面示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的实施例，并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，附图均为简化的示意图，因此，仅显示与本发明有关之元件与组合关系，以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述，而实际的元件与布局可能更为复杂。另外，为了方便说明，本发明的各附图中所示的组件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。
当在本说明书中使用术语"包括(含)"和/或"具有"时，其指定了所述特征、区域、步骤、操作和/或元件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、区域、步骤、操作、元件和/或其组合的存在或增加。当诸如层或区域的元件被称为在另一元件(或其变型)"上"或延伸到另一元件"上"时，它可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者两者之间还可以存在插入的元件。另一方面，当称一元件"直接"设置在另一元件(或其变型)上或者"直接"延伸到另一元件上时，两者间不存在插入元件。并且，当一元件被称作"电连接"到另一元件(或其变型)时，它可以直接连接到另一元件或通过一或多个元件间接地连接到另一元件。
请参考图1到图3，图1所示为本发明第一实施例的封装结构的剖面示意图，图2所示为本发明第一实施例的封装结构的部分俯视示意图，图3所示为本发明一实施例的电子元件层的剖面示意图，其中图2所绘示的位置为第一实施例的封装结构100的一个角落。本文的封装结构100以有机发光二极管显示器(organic light-emitting diode display,OLED display)的封装结构为例，但不以此为限，封装结构100也可为其它类型的显示器的封装结构、电子元件(例如电容)的封装结构或其它适合的电子装置(例如微机电系统(MEMS))的封装结构。如图1与图2所示，本实施例的封装结构100包括基板110、电子元件层120、有机聚合物层130以及保护层140，并具有主动区AR与位于主动区AR外围的周边区PR，其中主动区AR用以显示画面，周边区PR则用以设置部分电路。基板110用以乘载电子元件、结构或膜层，而本实施例的基板110可为硬质基板例如玻璃基板、塑料基板、石英基板或蓝宝石基板，也可为例如包含聚亚酰胺材料(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(polyethylene terephthalate,PET)的柔韧基板，但不以此为限。
电子元件层120设置在基板110上，并可具有至少一个电子元件，以提供特定的功能，其中电子元件可为有源元件与无源元件的其中至少一种，而由于本实施例的封装结构100为有机发光二极管显示器的封装结构，因此，主动区AR内的电子元件层120可包括有机发光二极管结构以及其它所需的电子元件(例如导电走线)，以提供发光与显示画面的功能，但不以此为限。在另一实施例中，若封装结构100为电容封装结构，则电子元件层120可包括电容。由于本实施例的电子元件层120包括有机发光二极管结构，因此，如图3所示，本实施例的电子元件层120中可具有两个导电电极122、126以及位于两导电电极122、126之间的主动层124，而主动层124举例可通过电荷结合或电荷分离的方式将电能转换为光能，但电子元件层120所具有的膜层不以此为限，例如电子元件层120中还可包括用以分隔导电走线的绝缘层，而绝缘层举例包括氧化硅或氮化硅层。此外，本实施例的封装结构100还可选择性的包括像素定义层150(pixel defining layer,PDL)，用以定义出主动区AR与分隔各像素，也就是分隔主动区AR内的电子元件层120，但不以此为限。
有机聚合物层130直接设置在电子元件层120上，也就是说，有机聚合物层130直接接触电子元件层120，以保护电子元件层120。在本实施例中，有机聚合物层130的制作是先将寡聚物(oligmer)例如通过涂布(coating)或打印(printing)的方式直接设置于电子元件层120上，接着，再经由能量照射寡聚物而聚合形成有机聚合物层130，其中此能量举例可为热能或辐射能，也就是可经由加热或照光等方式聚合寡聚物，例如可将寡聚物加热至约60℃到约120℃以进行聚合，或是将寡聚物照射波长为约300纳米(nm)到约500纳米的光线以进行聚合，而对寡聚物所施加的功率可为约0.1～100毫瓦/平方公分(mW/cm2)，但有机聚合物层130的制作方式不以此为限。须说明的是，由于本实施例的有机聚合物层130需直接设置在电子元件层120上，因此，有机聚合物层130可包括材料的特性是不易与电子元件层120经接触而发生化学反应并导致变质，并避免影响有机聚合物层130的保护效果，以及例如可利用上述方式而制作，因此有机聚合物层130的材料含有可聚合成聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate),PMMA)型态的化合物系列的其中至少两种的聚合物，例如丙烯酸酯(acrylate)或其衍生物、丙烯酸甲酯(methyl acrylate)或其衍生物或是甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)或其衍生物，但不以此为限，其中此聚合物的含氟比例可为约5％～55％，分子量可为10000～1000000，并具有拨水性性质。另外，关于有机聚合物层130的设置，举例来说，在基板110的俯视方向上，图2所绘示的有机聚合物层130的尺寸可大于主动区AR的尺寸，也就是说，有机聚合物层130至少覆盖与保护主动区AR内的电子元件层120，以对电子元件层120有较良好的保护，而在本实施例中，有机聚合物层130的边缘与主动区AR的边缘之间可具有大于或等于1微米(μm)的距离D1，但不以此为限。
保护层140举例可通过贴附的方式设置在有机聚合物层130上，用以保护整体的封装结构100并具有阻障(barrier)功能，并提高耐候性(weather resistance)。关于保护层140的设置，举例来说，在图2中，在基板110的俯视方向上，基板110的尺寸可大于保护层140的尺寸，且保护层140的尺寸可大于有机聚合物层130的尺寸，在本实施例中，保护层140的边缘与有机聚合物层130的边缘之间的距离D2可为大于或等于1微米且小于或等于350微米或是大于或等于1微米且小于或等于700微米，但不以此为限。
在传统的封装结构中，若传统的含有有机材料的膜层接触到电子元件层120时，在经过制作工艺中的能量照射后，含有有机材料的膜层内部的能量起始剂会释放出游离基或类似性质之游离分子，会与电子元件层内的材料结合而产生化学反应而使得电子元件层120的特性或寿命表现产生影响，且影响传统有机材料的保护效果，因此，在完成电子元件层120的制作后，一般会于电子元件层120上形成具有无机材料的钝化层，例如氧化硅层或氮化硅层，接着才形成含有有机材料的膜层于钝化层上，以达到保护电子元件层120的效果，也就是说，传统的有机材料与电子元件层120之间必须存在具有无机材料的钝化层，以分隔电子元件层120与有机材料。然而，由于具有无机材料的钝化层需透过例如等离子化学气相沈积(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)或原子层沉积(atomiclayer deposition,ALD)等沉积方式形成，而此些制作工艺成本较高，且所对应使用的设备也较为昂贵，因此，造成封装结构的成本提高。相反的，由于本实施例的有机聚合物层130包括上述材料，使得有机聚合物层130可直接设置在电子元件层120上，藉此省略了具有无机材料的钝化层的制作，并同时简化制作工艺与封装结构100的膜层，进而降低成本与提高产能，甚至可降低封装结构100的厚度。此外，在本实施例中，为了再提升有机聚合物层130的保护效果，有机聚合物层130可包括阻隔水气与氧气的材料，以防止水气与氧气的渗入而损毁电子元件层120中的电子元件，但不以此为限。另外，本实施例的有机聚合物层130的厚度范围可为约0.1微米至约10微米，藉此包覆制造工艺中可能附着于电子元件层120上的微粒，以避免微粒的突出而放电，但厚度不以此为限。
另外，本实施例的封装结构100还可依据需求而选择性的包括其它膜层，举例而言，封装结构100还可包括彩色滤光层(color filter,CF)或遮蔽层(black matrix,BM)等膜层，设置在有机聚合物层130之上，以提高显示质量。
本发明的封装结构不以上述实施例为限，下文将继续揭示其它实施例，然为了简化说明并突显各实施例与上述实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。
请参考图4与图5，图4所示为本发明第二实施例的封装结构的剖面示意图，图5所示为本发明第二实施例的封装结构的部分俯视示意图，其中图5所绘示的位置为第二实施例的封装结构200的一个角落。如图4与图5所示，本实施例与第一实施例的差异在于本实施例的封装结构200还可包括至少一个无机绝缘层210，设置在有机聚合物层130与保护层140之间，而无机绝缘层210的材料举例可包括氧化硅、氮氧化硅、氮化硅与其它可用于OLED上之无机绝缘材料中的至少一个，以提高保护效果，例如提高阻水效果。详细而言，在图4中，封装结构200包括两个第一无机绝缘层212与两个第二无机绝缘层214，第一无机绝缘层212所包括的材料或材料比例不同于第二无机绝缘层214，例如第一无机绝缘层212包括氧化硅、氮氧化硅与氮化硅的其中一个，而第二无机绝缘层214包括氧化硅、氮氧化硅与氮化硅的其中另一个，且第一无机绝缘层212与第二无机绝缘层214彼此交替堆叠，换句话说，不同材料或不同材料比例的无机绝缘层210彼此交替堆叠，但不以此为限。在本实施例中，第一无机绝缘层212的数量与第二无机绝缘层214的数量相同，但不以此为限，在另一实施例中，第一无机绝缘层212的数量与第二无机绝缘层214的数量不相同，例如第一无机绝缘层212的数量与第二无机绝缘层214的数量的差等于1。在另一实施例中，一个或多个无机绝缘层210可直接设置在有机聚合物层130与保护层140之间，而多个无机绝缘层210之间的材料或是材料比例可部分相同或都不相同。各层无机绝缘层210可分别以CVD工艺或ALD工艺所制作，但其制作方法不以此为限。另外，关于无机绝缘层210的设置，举例来说，在图5中，在基板110的俯视方向上，无机绝缘层210的尺寸大于有机聚合物层130的尺寸并小于保护层140的尺寸，藉此使保护效果延长并提高保护效果，在本实施例中，无机绝缘层210的边缘与有机聚合物层130的边缘之间的距离D3可为大于或等于1微米且小于或等于350微米，而无机绝缘层210的边缘与保护层140的边缘之间的距离D4可为大于或等于1微米且小于或等于350微米，但不以此为限。此外，各个无机绝缘层210(即各个第一无机绝缘层212与各个第二无机绝缘层214)的厚度可各自为约0.5纳米到约500纳米，以作为薄膜封装(thin filmencapsulation,TFE)，但不以此为限。
请参考图6，图6所示为本发明第三实施例的封装结构的剖面示意图。如图6所示，本实施例与第一实施例的差异在于本实施例的封装结构300还可包括黏着层310，设置在有机聚合物层130与保护层140之间，以增强有机聚合物层130与保护层140之间的黏着效果。本实施例的黏着层310具有双面接着功能，在将其贴附至有机聚合物层130表面后，再将保护层140设置于黏着层310，利用黏着层310使保护层140更加稳固贴附在封装结构300的表面。另外，黏着层310也可具有密封与阻隔水气与氧气的功能，但不以此为限。
请参考图7，图7所示为本发明第四实施例的封装结构的剖面示意图。如图7所示，本实施例与第一实施例的差异在于本实施例的封装结构400还可包括光学膜层410设置在保护层140上，以提高显示质量与效果。在本实施例中，光学膜层410举例可通过黏贴的方式贴附在保护层140上，而光学膜层410具备光学功能，例如可为偏光片或抗反射膜，但不以此为限。
请参考图8，图8所示为本发明第五实施例的封装结构的剖面示意图。如图8所示，本实施例与第二实施例的差异在于本实施例的封装结构500的至少一个无机绝缘层210设置在有机聚合物层130与电子元件层120之间，也就是说，本实施例的有机聚合物层130并不直接设置在电子元件层120上，使得有机聚合物层130不与电子元件层120接触。图8举例绘示两层无机绝缘层210(一个第一无机绝缘层212与一个第二无机绝缘层214)，并位于两像素定义层150之间，但无机绝缘层210的数量与设置方式不以此为限。另外，有机聚合物层130与保护层140之间也可选择性地设置无机绝缘层210。无机绝缘层210的设置方式与材料类似于第二实施例，在此不再重复赘述。
综上所述，由于本发明的封装结构的有机聚合物层可直接设置在电子元件层上，并且本发明所提供的有机聚合物层不会与电子元件层产生化学反应而使得有机聚合物层或电子元件层产生不良影响，进而维持有机聚合物层的保护效果，因此，相较于传统的封装结构，本发明可省略至少一层具有无机材料的钝化层的制作，并同时简化制作工艺与封装结构的膜层，进而降低成本与提高产能，甚至可降低封装结构的厚度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：
基板；
电子元件层，设置在所述基板上；
有机聚合物层，设置在所述电子元件层上；以及
保护层，设置在所述有机聚合物层上。
2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还具有主动区，所述电子元件层的电子元件设置在所述主动区内，在所述基板的俯视方向上，所述有机聚合物层的尺寸大于所述主动区的尺寸。
3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，在所述基板的俯视方向上，所述基板的尺寸大于所述保护层的尺寸，所述保护层的尺寸大于所述有机聚合物层的尺寸。
4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括至少一个无机绝缘层，设置在所述有机聚合物层与所述保护层之间或设置在所述有机聚合物层与所述电子元件层之间。
5.如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述无机绝缘层的材料包括氧化硅、氮氧化硅与氮化硅中的至少一个。
6.如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述电子装置包括多个所述无机绝缘层，所述多个无机绝缘层包括至少一个第一无机绝缘层与至少一个第二无机绝缘层，所述第一无机绝缘层所包括的材料或材料比例不同于所述第二无机绝缘层，且所述第一无机绝缘层与所述第二无机绝缘层彼此交替堆叠。
7.如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，在所述基板的俯视方向上，所述无机绝缘层的尺寸大于所述有机聚合物层的尺寸并小于所述保护层的尺寸。
8.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括黏着层，设置在所述有机聚合物层与所述保护层之间。
9.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括至少一层具备光学功能的膜层，设置在所述保护层上。
10.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层包括含有可聚合成聚甲基丙烯酸甲酯型态的化合物系列的其中至少两种的聚合物。
11.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层包括丙烯酸酯或其衍生物、丙烯酸甲酯或其衍生物或是甲基丙烯酸甲酯或其衍生物。
12.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层包括含氟比例为5％～55％的聚合物。
13.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层具有阻隔水气与氧气的材料。
14.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层的厚度范围为0.1微米至10微米。
15.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层是由寡聚物经由能量照射而聚合形成。
16.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述电子元件层包括有机发光二极管结构。
17.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述有机聚合物层直接设置在所述电子元件层上。
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