CN111048654B - 光电元件封装体 - Google Patents

光电元件封装体 Download PDF

Info

Publication number
CN111048654B
CN111048654B CN201910316998.9A CN201910316998A CN111048654B CN 111048654 B CN111048654 B CN 111048654B CN 201910316998 A CN201910316998 A CN 201910316998A CN 111048654 B CN111048654 B CN 111048654B
Authority
CN
China
Prior art keywords
barrier layer
optoelectronic device
region
layer
device package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910316998.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111048654A (zh
Inventor
郭燕静
洪健彰
廖贞慧
黄奕翔
叶树棠
戴宏明
陈鸿毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Intellectual Property Innovation Corp
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Intellectual Property Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW108106381A external-priority patent/TWI735847B/zh
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI, Intellectual Property Innovation Corp filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of CN111048654A publication Critical patent/CN111048654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111048654B publication Critical patent/CN111048654B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种光电元件封装体，其包括基板、至少一光电元件、第一阻障层、波长转换层以及第二阻障层。光电元件配置于基板上。第一阻障层配置于基板上且覆盖光电元件。波长转换层配置于第一阻障层上。第二阻障层覆盖波长转换层。第一阻障层的成份组成包含氮元素含量大于0at％至10at％、氧元素含量介于50at％至70at％以及硅元素含量介于30at％至50at％。

Description

光电元件封装体
技术领域
本发明涉及一种光电元件封装体。
背景技术
近年来，波长转换材料(例如量子点等)与光电元件(例如发光元件等)的研究逐渐受到关注。波长转换材料具有发光频谱集中的特性，色域广且色彩饱和度佳，通过波长转换材料与光电元件的搭配，有机会达到更好的全彩显示效果。然而，波长转换材料易受到热及/或水氧的影响而损坏，如何通过封装技术提升光电元件搭载波长转换材料对热及/或水氧的阻障特性，进而增进光电元件封装体的可靠度及其寿命，实为关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电元件封装体，此光电元件封装体可具有良好的阻障性质。
为达上述目的，本发明一实施例提出的光电元件封装体包括基板、至少一光电元件、第一阻障层、波长转换层以及第二阻障层。光电元件配置于基板上。第一阻障层配置于基板上且覆盖光电元件。波长转换层配置于第一阻障层上。第二阻障层覆盖波长转换层。第一阻障层的成份组成包含氮(N)元素含量大于0原子百分比(atomic percent，at％)至10at％、氧(O)元素含量介于50at％至70at％以及硅(Si)元素含量介于30at％至50at％。
本发明一实施例的光电元件封装体中，分别将第一阻障层以及第二阻障层的表面进行改质，可使第一阻障层提供阻热(thermal resistance)兼具阻水氧的阻障效果，并使覆盖在波长转换层上的第二阻障层具备良好的阻障特性，有利于保护波长转换层，由此降低波长转换层因受热及/或水氧等损伤而影响发光效率。
为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1A至图1G为本发明第一实施例的光电元件封装体制作工艺的局部剖面示意图；
图2为本发明第二实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图3A至图3F为本发明第三实施例的光电元件封装体制作工艺的局部剖面示意图；
图4为本发明第四实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图5为本发明第五实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图6为本发明第六实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图7为本发明第七实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图8为本发明第八实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图9为本发明第九实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图10为本发明第十实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图；
图11为本发明一实施例的光电元件封装体布局的局部上视示意图。
附图标记
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000：光电元件封装体
110：基板
120：光电元件
130、330、730：第一阻障层
130a、330a、730a：第一区
130b、330b、730b：第二区
140、340：波长转换层
150、350、450、550、850：第二阻障层
150a、350a、450a、550a、850a：第三区
150b、350b、450b、550b、850b：第四区
1122：第一线路层
1124：第二线路层
260、560：平坦层
370：挡墙
680：缓冲层
990、1090：反射层
PU：像素单元
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1A至图1G为本发明第一实施例的光电元件封装体制作工艺的局部剖面示意图。请参考图1A，首先提供基板110，基板110可为具有可见光穿透性的硬质基板或可挠性基板。举例而言，前述的硬质基板的材料例如是玻璃、晶圆或其他硬质材料，而前述的可挠性基板材料例如是聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰胺(polyamide，PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine，PEI)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、压克力系(acrylic)聚合物例如是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)等、醚系(ether)聚合物例如是聚醚砜(polyethersulfone，PES)或聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)、聚烯(polyolefin)、薄玻璃或其他可挠性材料，但本发明并不以此为限。
接着，形成至少一光电元件120，光电元件120配置于基板110上，光电元件120可包括发光元件等，发光元件可例如为有机发光元件、无机发光元件、量子点发光显示元件等，本发明并不以此为限。以下实施例以无机发光元件为范例。
在光电元件120形成后，可以通过溶液制作工艺(solution process)在基板110以及光电元件120上形成第一阻障层130，再将第一阻障层130进行固化(curing)。第一阻障层130可覆盖光电元件120的顶表面以及侧壁。溶液制作工艺中使用的第一阻障层130材料可例如是包括聚硅氮烷(polysilazane)、聚硅氮氧烷(polysiloxazane)或其他适合的材料。
请参考图1B，在本实施例中，可将固化后的第一阻障层130于大气中进行水解(hydrolysis)，水解的程度可视需求而定，再利用照光、加热或等离子体等处理方式对部分水解的第一阻障层130表面进行改质，以增进其阻障特性。照光处理可例如是使用真空紫外光(vacuum ultraviolet light，VUV)；加热处理可例如是利用加热板(hot plate)、烘箱(oven)等方式进行加热，使用的气体可包括空气、氮气(N2)、氧气(O2)等；等离子体处理可包括使用钝气、氢气(H2)、氮气(N2)、氧气(O2)、含氟气体、氯气(Cl2)等进行等离子体改质。经过表面改质处理的第一阻障层130材料可例如是包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或其他适合的材料。
在一实施例中，在形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成覆盖层(未绘示)，其中形成覆盖层的方法可例如是喷墨印刷(ink-jetprinting，IJP)、等离子体辅助化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、溅镀(sputter deposition)、原子层沉积(atomiclayer deposition，ALD)或其他适合的制作工艺方法。覆盖层160的材料可例如是包括氮化硅(SiNx)、氧化铝(AlOx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、聚合物例如是压克力(acrylic)或其他适合的材料。本发明各实施例也可依需求于形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成覆盖层。
请接续参考图1C，第一阻障层130在经处理后形成具有第一区130a与第二区130b的第一阻障层130。第一区130a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(silicon oxynitride)，且相较于第二区130b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第一区130a与第二区130b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第二区130b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)或氧化硅(silicon oxide)。在一实施例中，第二区130b相较于第一区130a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第一阻障层130中第一区130a材料的阻水氧特性以及第二区130b材料的阻热特性，可使第一阻障层130兼具有阻热以及阻水氧的阻障效果。整体而言，第一阻障层130的成份组成可例如是包含氮元素含量大于0原子百分比(atomic percent，at％)至10at％、氧元素含量介于50at％至70at％以及硅(Si)元素含量介于30at％至50at％，其中硅元素、氮元素以及氧元素含量总和可为100at％；第一阻障层130的热传导系数可例如是小于5瓦/米-绝对温度，密度可例如是小于2.2克/立方厘米，水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日。
在一实施例中，可利用能量色散X-射线光谱(energy dispersive spectroscopy，EDS)、X-射线光电子光谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)或其他适合的方法对第一阻障层130进行成份分析。能量色散X-射线光谱仪可附加于扫描式电子显微镜(scanning electron microscopy，SEM)或穿透式电子显微镜(transmission electronmicroscopy，TEM)等仪器中，使用例如线扫描(line scan)或单点测量进行元素分析；X-射线光电子光谱仪可通过例如单点测量或纵深测量进行元素分析，在与测量区域内的其他元素成份相比可得知第一阻障层130的成份组成。
请参考图1D，接着形成波长转换层140于第一阻障层130上，其中形成波长转换层140的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、黄光光刻制作工艺(photolithography process)或其他适合的制作工艺方法。波长转换层140通常为光致发光(photoluminescence，PL)材料，可例如是量子点(quantum dot，QD)等。
请参考图1E，可以通过溶液制作工艺形成第二阻障层150于波长转换层140上，再将第二阻障层150进行固化。第二阻障层150可覆盖波长转换层140的顶表面以及侧壁，并通过制作工艺方式及/或条件(例如涂布范围、溶液粘度等)的控制使第二阻障层150具有岛状结构。溶液制作工艺中使用的第二阻障层150材料可例如是包括聚硅氮烷(polysilazane)、聚硅氮氧烷(polysiloxazane)或其他适合的材料。
请参考图1F，在本实施例中，可利用照光、加热或等离子体等处理方式对第二阻障层150的顶表面以及侧表面进行改质，以增进其阻障特性。经过改质处理的第二阻障层150材料可例如是包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或其他适合的材料。
请接续参考图1G，第二阻障层150在经处理后形成具有第三区150a以及第四区150b的第二阻障层150。第三区150a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(silicon oxynitride)，且相较于第四区150b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第三区150a与第四区150b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第四区150b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)。在一实施例中，第四区150b相较于第三区150a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第二阻障层150中第三区150a材料的阻障特性，可使第二阻障层150的水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。整体而言，第二阻障层150的成份组成可例如是包含氮元素含量介于5at％至45at％、氧元素含量介于5at％至50at％以及硅元素含量介于30at％至50at％，其中硅元素、氮元素以及氧元素含量总和可为100at％；第二阻障层150的密度可例如是大于等于2.2克/立方厘米。
在一实施例中，考虑光电元件封装体100的可挠曲性，第一阻障层130及/或第二阻障层150的杨氏模数(Young’s modulus)可例如是3Gpa～10Gpa。此外，在其他实施例中，溶液制作工艺中可使用类似甚或相同的材料分别形成第一阻障层130以及第二阻障层150，而基于不同功能性需求于后续采取不同处理方式，使得第二阻障层150的氮元素含量可高于或等于第一阻障层130的氮元素含量；第一阻障层130的氧元素含量可高于或等于第二阻障层150的氧元素含量；第一阻障层130的厚度可大于第二阻障层150的厚度；第一阻障层130的密度可小于第二阻障层150的密度。本发明各实施例也可依需求采用前述设计调整之。
图2为本发明第二实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第二实施例的光电元件封装体200与图1G的光电元件封装体100类似，本实施例采用图2针对光电元件封装体200进行描述。在图2中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图1A至图1G中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，在形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成平坦层260，其中形成平坦层260的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot die coating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。平坦层260配置于基板110与第一阻障层130之间，且包覆至少一光电元件120。本发明各实施例也可依需求于形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成平坦层260。
图3A至图3F为本发明第三实施例的光电元件封装体制作工艺的局部剖面示意图。在图3A至图3F中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图1A至图1G中说明过的构件于此不再赘述。
首先，请参考图3A，在形成光电元件120之后，于光电元件120的周边设置挡墙370。在一些实施例中，挡墙370的截面可具有矩形、梯形或其他合适的形状；挡墙370的形成方法可例如是洒布(spray)、网版印刷(screen printing)、光刻蚀刻法、低温烧结或其他合适的方法，本发明并不以此为限。
在一实施例中，在光电元件120上以及挡墙370所围绕的范围内可选择性的形成覆盖层(未绘示)，其中形成覆盖层的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing,IJP)。覆盖层的材料可例如是包括压克力系(acrylic)聚合物或其他适合的材料。
接着请参考图3B，可以通过例如是喷墨印刷在光电元件120上以及挡墙370所围绕的范围内形成第一阻障层330，再将第一阻障层330进行固化。第一阻障层330可覆盖光电元件120的顶表面以及侧壁。印刷制作工艺中使用的第一阻障层330材料可例如是包括聚硅氮烷(polysilazane)、聚硅氮氧烷(polysiloxazane)或其他适合的材料。接着，将固化后的第一阻障层330于大气中进行水解，水解的程度可视需求而定，再利用照光、加热或等离子体等处理方式进行表面改质，以增进其阻障特性。照光处理可例如是使用真空紫外光(vacuumultraviolet light，VUV)；加热处理可例如是利用加热板(hotplate)、烘箱(oven)等方式进行加热，使用的气体可包括空气、氮气(N2)、氧气(O2)等；等离子体处理可包括使用惰性气体、氢气(H2)、氮气(N2)、氧气(O2)、含氟气体、氯气(Cl2)等进行等离子体改质。经过改质处理的第一阻障层330材料可例如是包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(siliconoxynitride)或其他适合的材料。
在一实施例中，第一阻障层330可覆盖光电元件120以及挡墙370的顶表面与侧壁，其中形成第一阻障层330的方法可例如是喷墨印刷(ink-jetprinting，IJP)、狭缝式涂布(slot die coating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。
请参考图3C，第一阻障层330在经处理后形成具有第一区330a以及第二区330b的第一阻障层330。第一区330a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(siliconoxynitride)，且相较于第二区330b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第一区330a与第二区330b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第二区330b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)或氧化硅(silicon oxide)。在一实施例中，第二区330b相较于第一区330a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第一阻障层330中第一区330a材料的阻水氧特性以及第二区330b材料的阻热特性，可使第一阻障层330兼具有阻热以及阻水氧的阻障效果。整体而言，第一阻障层330的成份组成可例如是包含氮元素含量大于0at％至10at％、氧元素含量介于50at％至70at％以及硅元素含量介于30at％至50at％，其中硅元素、氮元素以及氧元素含量总和可为100at％；第一阻障层330的热传导系数可例如是小于5瓦/米-绝对温度，密度可例如是小于2.2克/立方厘米，水气穿透率(water vapor transmissionrate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日。
请参考图3D，接着在挡墙370所围绕的范围内形成波长转换层340于第一阻障层330上，其中形成波长转换层340的方法可例如是喷墨印刷或其他适合的制作工艺方法。波长转换层340通常为光致发光(photoluminescence，PL)材料，可例如是量子点(quantumdot，QD)等。
请参考图3E，可以通过例如是喷墨印刷在挡墙370所围绕的范围内形成第二阻障层350于波长转换层340上，再将第二阻障层350进行固化。第二阻障层350可覆盖波长转换层340的顶表面以及侧壁。印刷制作工艺中使用的第二阻障层350材料可例如是包括聚硅氮烷(polysilazane)、聚硅氮氧烷(polysiloxazane)或其他适合的材料。接着，将固化后的第一阻障层330利用照光、加热或等离子体等处理方式进行表面改质，以增进其阻障特性。经过改质处理的第二阻障层350材料可例如是包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或其他适合的材料。
请接续参考图3F，第二阻障层350在经处理后形成具有第三区350a以及第四区350b的第二阻障层350。第三区350a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(silicon oxynitride)，且相较于第四区350b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第三区350a与第四区350b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第二区130b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)。在一实施例中，第四区350b相较于第三区350a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第二阻障层350中第三区350a材料的阻障特性，可使第二阻障层350的水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。整体而言，第二阻障层350的成份组成可例如是包含氮元素含量介于5at％至45at％、氧元素含量介于5at％至50at％以及硅元素含量介于30at％至50at％，其中硅元素、氮元素以及氧元素含量总和可为100at％；第二阻障层350的密度可例如是大于等于2.2克/立方厘米。
此外，在其他实施例中，印刷制作工艺中可使用类似甚或相同的材料分别形成第一阻障层330以及第二阻障层350，而基于不同功能性需求于后续采取不同处理方式，使得第二阻障层350的氮元素含量可高于或等于第一阻障层330的氮元素含量；第一阻障层330的氧元素含量可高于或等于第二阻障层350的氧元素含量；第一阻障层330的厚度可大于第二阻障层350的厚度；第一阻障层330的密度可小于第二阻障层350的密度。
图4为本发明第四实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第四实施例的光电元件封装体400与图3F的光电元件封装体300类似，本实施例采用图4针对光电元件封装体400进行描述。在图4中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图3A至图3F中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体400的第二阻障层450可覆盖波长转换层340以及挡墙370的顶表面与侧壁，并通过制作工艺方式及/或条件(例如涂布范围、溶液粘度等)的控制使第二阻障层450具有岛状结构，其中形成第二阻障层450的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot die coating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。接着，可利用照光、加热或等离子体等处理方式对第二阻障层450的顶表面以及侧表面进行改质，以增进其阻障特性。经过改质处理的第二阻障层450材料可例如是包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或其他适合的材料。
第二阻障层450在经处理后形成具有第三区450a以及第四区450b的第二阻障层450。第三区450a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(siliconoxynitride)，且相较于第四区450b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第三区450a与第四区450b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第四区450b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)。在一实施例中，第四区450b相较于第三区450a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第二阻障层450中第三区450a材料的阻障特性，可使第二阻障层450的水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。整体而言，第二阻障层450的成份组成可例如是包含氮元素含量介于5at％至45at％、氧元素含量介于5at％至50at％以及硅元素含量介于30at％至50at％，其中硅元素、氮元素以及氧元素含量总和可为100at％；第二阻障层450的密度可例如是大于等于2.2克/立方厘米。
图5为本发明第五实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第五实施例的光电元件封装体500与图2的光电元件封装体200类似，本实施例采用图5针对光电元件封装体500进行描述。在图5中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图2中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，在形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成平坦层560，其中形成平坦层560的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot die coating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。平坦层560配置于基板110与第一阻障层130之间，且包覆至少一光电元件120。本发明各实施例也可依需求于形成第一阻障层130之前可选择性地在光电元件120上形成平坦层560。
之后，可类似图3A的方法，在对应光电元件120的周边位置设置挡墙370，并在挡墙370所围绕的范围内形成波长转换层140于第一阻障层130上。接着形成第二阻障层550，第二阻障层550可覆盖波长转换层140以及挡墙370的顶表面与侧壁，并通过制作工艺方式及/或条件(例如涂布范围、溶液粘度等)的控制使第二阻障层550具有岛状结构，其中形成第二阻障层550的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot diecoating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。
接着，可利用照光、加热或等离子体等处理方式对第二阻障层550的顶表面以及侧表面进行改质，以增进其阻障特性。第二阻障层550在经处理后形成具有第三区550a以及第四区550b的第二阻障层550。第三区550a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(silicon oxynitride)，且相较于第四区550b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第三区550a与第四区550b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第四区550b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)。在一实施例中，第四区550b相较于第三区550a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第二阻障层550中第三区550a材料的阻障特性，可使第二阻障层550的水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。
图6为本发明第六实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第六实施例的光电元件封装体600与图3F的光电元件封装体300类似，本实施例采用图6针对光电元件封装体600进行描述。在图6中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图3F中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，在形成第二阻障层350之前可选择性地在波长转换层340上形成缓冲层680，其中形成缓冲层680的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)或其他适合的制作工艺方法。缓冲层680配置于波长转换层340与第二阻障层350之间，且包覆波长转换层340。缓冲层680的材料可例如包括压克力系(acrylic)聚合物、环氧系(epoxy)聚合物或聚酰亚胺(polyimide，PI)。本发明各实施例也可依需求于形成第二阻障层350之前可选择性地在波长转换层340上形成缓冲层680。
图7为本发明第七实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第七实施例的光电元件封装体700与图3F的光电元件封装体300类似，本实施例采用图7针对光电元件封装体700进行描述。在图7中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图3F中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体700可包括多个光电元件120排列成阵列。在多个光电元件上形成第一阻障层730，再将第一阻障层730进行固化。第一阻障层730可覆盖多个光电元件120以及多个挡墙370的顶表面与侧壁，其中形成第一阻障层730的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot die coating)、旋转涂布(spincoating)或其他适合的制作工艺方法。接着，将固化后的第一阻障层730于大气中进行水解，水解的程度可视需求而定，再利用照光、加热或等离子体等处理方式进行表面改质，以增进其阻障特性。经过改质处理的第一阻障层730材料可例如是包括氮化硅(siliconnitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或其他适合的材料。
第一阻障层730在经处理后形成具有第一区730a以及第二区730b的第一阻障层730。第一区730a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(siliconoxynitride)，且相较于第二区730b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第一区730a与第二区730b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第二区730b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)或氧化硅(silicon oxide)。在一实施例中，第二区730b相较于第一区730a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第一阻障层730中第一区730a材料的阻水氧特性以及第二区730b材料的阻热特性，可使第一阻障层730兼具有阻热以及阻水氧的阻障效果。
图8为本发明第八实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第八实施例的光电元件封装体800与图4的光电元件封装体400类似，本实施例采用图8针对光电元件封装体800进行描述。在图8中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图4中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体800可包括多个光电元件排列成阵列。第二阻障层850可覆盖多个波长转换层340以及多个挡墙370的顶表面与侧壁，并通过制作工艺方式及/或条件(例如涂布范围、溶液粘度等)的控制使第二阻障层850具有岛状结构，其中形成第二阻障层850的方法可例如是喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)、狭缝式涂布(slot diecoating)、旋转涂布(spin coating)或其他适合的制作工艺方法。接着，可利用照光、加热或等离子体等处理方式对第二阻障层850的顶表面以及侧表面进行改质，以增进其阻障特性。
第二阻障层850在经处理后形成具有第三区850a以及第四区850b的第二阻障层850。第三区850a的材料例如是氮化硅(silicon nitride)或氮氧化硅(siliconoxynitride)，且相较于第四区850b来说可具有较高的密度。在一实施例中，第三区850a与第四区850b相比可具有较高的氮(N)元素含量。第四区850b的材料例如是氮氧化硅(silicon oxynitride)。在一实施例中，第四区850b相较于第三区850a来说具有较高的氧(O)元素含量。通过第二阻障层850中第三区850a材料的阻障特性，可使第二阻障层850的水气穿透率(water vapor transmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。
上述实施例的光电元件是以上发光结构无机发光元件为例，也可置换为下发光结构无机发光元件。下发光结构无机发光元件可参考下述实施例。
图9为本发明第九实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第九实施例的光电元件封装体900与图1G的光电元件封装体100类似，本实施例采用图9针对光电元件封装体900进行描述。在图9中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图1G中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体900可更包括反射层990，反射层的材料可例如是包括金属、合金或聚合物，其中金属可例如是银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、钯(Pd)或其他适用的金属材料，合金可例如是采用前述金属的组合，聚合物可例如硅氧烷化合物(siloxane)、压克力系(acrylic)聚合物、环氧系(epoxy)聚合物或其他适用的材料。反射层990可配置于波长转换层140与第二阻障层150之间。通过反射层990可提升光电元件封装体900的亮度(luminance)。
图10为本发明第十实施例的光电元件封装体的局部剖面示意图。第十实施例的光电元件封装体1000与图3F的光电元件封装体300类似，本实施例采用图10针对光电元件封装体1000进行描述。在图10中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图3F中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体1000可还包括反射层1090，反射层的材料可例如是包括金属、合金或聚合物，其中金属可例如是银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、钯(Pd)或其他适用的金属材料，合金可例如是采用前述金属的组合，聚合物可例如硅氧烷化合物(siloxane)、压克力系(acrylic)聚合物、环氧系(epoxy)聚合物或其他适用的材料。反射层1090可配置于波长转换层340与第二阻障层350之间。通过反射层1090可提升光电元件封装体1000的亮度(luminance)。
图11为本发明一实施例的光电元件封装体布局的局部上视示意图。为求清晰，图11省略绘示部分膜层及构件。以下实施例中，单一光电元件封装体以光电元件封装体100为范例，但本发明并不以此为限。在图11中，相同或相似的标号表示相同或相似的构件，故针对图1G中说明过的构件于此不再赘述。
在本实施例中，光电元件封装体布局可包括多个光电元件120且电性连接至第一线路层1122以及第二线路层1124。多个光电元件120可以构成一像素单元PU，且基板110上的多个像素单元PU可以是阵列式排列，但本发明于此不加以限制。通过将第一阻障层130进行表面改质形成具有第一区130a以及第二区130b的第一阻障层130，其中第一区130a材料具备阻水氧特性以及第二区130b材料具备阻热特性，可使第一阻障层130兼具有阻热以及阻水氧的阻障效果。在一实施例中，第一阻障层130可延伸至基板110周边，第一阻障层130形成为一连续性膜层，有助于第一线路层1122及/或第二线路层1124的制作使之不易断线。第二阻障层150在经改质处理后形成具有第三区150a以及第四区150b的第二阻障层150，其中第三区150a材料具备阻障特性，可使第二阻障层150的水气穿透率(water vaportransmission rate，WVTR)可例如是小于或等于10-1克/平方米-日，较佳的是小于或等于10-2克/平方米-日。
本发明实施例的光电元件封装体中，分别将第一阻障层以及第二阻障层的表面进行改质，可使第一阻障层提供阻热兼具阻水氧的阻障效果，并使覆盖在波长转换层上的第二阻障层具备良好的阻障特性，有利于保护波长转换层，由此降低波长转换层因受热及/或水氧等损伤而影响发光效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种光电元件封装体，其特征在于，包括：
基板；
至少一光电元件，配置于该基板上；
第一阻障层，配置于该基板上且覆盖该至少一光电元件；
波长转换层，配置于该第一阻障层上；以及
第二阻障层，覆盖该波长转换层，
其中该第一阻障层的成份组成包含氮元素含量大于0原子百分比(at％)至10at％、氧元素含量介于50at％至70at％以及硅元素含量介于30at％至50at％；
所述第一阻障层包括第一区与第二区，所述第一区位于所述第二区与所述波长转换层之间，所述第一区与所述第二区相比具有较高的氮元素含量。
2.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该第一阻障层的热传导系数小于5瓦/米-绝对温度，且其水气穿透率小于10-1克/平方米-天。
3.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该第二阻障层的成份组成包含氮元素含量介于5at％至45at％、氧元素含量介于5at％至50at％以及硅元素含量介于30at％至50at％。
4.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该第二阻障层的氮元素含量高于等于该第一阻障层的氮元素含量，且该第一阻障层的氧元素含量高于等于该第二阻障层的氧元素含量。
5.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该第一阻障层的厚度大于该第二阻障层的厚度。
6.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该第一阻障层的密度小于该第二阻障层的密度。
7.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该光电元件封装体还包括至少一挡墙，该至少一挡墙配置于该至少一光电元件的周围。
8.如权利要求7所述的光电元件封装体，其中该第一阻障层及/或该第二阻障层包覆该至少一挡墙。
9.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该光电元件封装体还包括缓冲层，该缓冲层配置于该波长转换层与该第二阻障层之间。
10.如权利要求9所述的光电元件封装体，其中该缓冲层的材料包括压克力系聚合物、环氧系聚合物或聚酰亚胺。
11.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该光电元件封装体还包括反射层，该反射层配置于该波长转换层与该第二阻障层之间。
12.如权利要求11所述的光电元件封装体，其中该反射层的材料包括金属、合金或聚合物。
13.如权利要求1所述的光电元件封装体，其中该光电元件封装还包括平坦层，该平坦层配置于该基板与该第一阻障层之间，且包覆该至少一光电元件。
CN201910316998.9A 2018-10-12 2019-04-19 光电元件封装体 Active CN111048654B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862744662P 2018-10-12 2018-10-12
US62/744,662 2018-10-12
TW108106381 2019-02-25
TW108106381A TWI735847B (zh) 2018-10-12 2019-02-25 光電元件封裝體

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111048654A CN111048654A (zh) 2020-04-21
CN111048654B true CN111048654B (zh) 2021-10-22

Family

ID=70159680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910316998.9A Active CN111048654B (zh) 2018-10-12 2019-04-19 光电元件封装体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10985297B2 (zh)
CN (1) CN111048654B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI824713B (zh) * 2022-09-13 2023-12-01 台灣揚昕股份有限公司 波長轉換元件及背光模組

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915545A (zh) * 2014-03-14 2014-07-09 苏州晶品光电科技有限公司 半导体led白色光源
CN107209299A (zh) * 2015-02-02 2017-09-26 富士胶片株式会社 波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置、波长转换部件的制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6673254B1 (en) 2001-12-19 2004-01-06 Sandia Corporation Methods for fabricating a micro heat barrier
US20030124318A1 (en) 2002-01-02 2003-07-03 Magill Monte C. Thermal barriers with reversible enhanced thermal properties
JP2007201301A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 白色ｌｅｄの発光装置
AU2007238477A1 (en) 2006-02-17 2007-10-25 Ravenbrick, Llc Quantum dot switching device
US7588883B2 (en) * 2006-05-09 2009-09-15 United Microelectronics Corp. Method for forming a gate and etching a conductive layer
JP2013033833A (ja) 2011-08-01 2013-02-14 Panasonic Corp 波長変換膜及びそれを用いた発光装置並びに照明装置
TWI528608B (zh) * 2011-11-21 2016-04-01 財團法人工業技術研究院 環境敏感電子元件之封裝體
CN102820405B (zh) 2012-07-17 2015-06-24 大连理工大学 一种led器件的硅基板与铜微热管集成制造方法
US9202996B2 (en) 2012-11-30 2015-12-01 Corning Incorporated LED lighting devices with quantum dot glass containment plates
US9525155B2 (en) * 2012-12-03 2016-12-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Gas and moisture permeation barriers
CN107464894B (zh) * 2013-03-04 2019-03-15 应用材料公司 Oled器件和用于在显示器件上形成封装结构的方法
US9484504B2 (en) 2013-05-14 2016-11-01 Apple Inc. Micro LED with wavelength conversion layer
US9111464B2 (en) 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
KR20150092801A (ko) 2014-02-05 2015-08-17 삼성디스플레이 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법
US9708532B2 (en) 2014-03-28 2017-07-18 Nanoco Technologies Ltd. Quantum dot compositions
CN105914224A (zh) 2016-05-04 2016-08-31 京东方科技集团股份有限公司 一种有机发光二极管显示基板及其制作方法、显示装置
CN106129228A (zh) 2016-07-06 2016-11-16 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点封装体及其制备方法、发光装置和显示装置
TWM566404U (zh) 2018-04-03 2018-09-01 宏齊科技股份有限公司 Light-emitting diode package with water blocking oxygen structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915545A (zh) * 2014-03-14 2014-07-09 苏州晶品光电科技有限公司 半导体led白色光源
CN107209299A (zh) * 2015-02-02 2017-09-26 富士胶片株式会社 波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置、波长转换部件的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10985297B2 (en) 2021-04-20
US20200119240A1 (en) 2020-04-16
CN111048654A (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5361121B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体チップ、オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法およびオプトエレクトロニクスデバイス
CN102148337B (zh) 阻挡膜复合材料、显示装置及制造显示装置的方法
CN106384743B (zh) Oled显示器及其制作方法
KR102327796B1 (ko) Oled 소자의 봉지 모듈 및 봉지 방법, 디스플레이 장치
Jing et al. Vacuum-free transparent quantum dot light-emitting diodes with silver nanowire cathode
Gu et al. Silicon-quantum-dot light-emitting diodes with interlayer-enhanced hole transport
TWI381569B (zh) 有機發光二極體裝置及其封裝方法
JP2014175362A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
US20110290551A1 (en) Protective structure enclosing device on flexible substrate
KR20110043623A (ko) 전자발광 디스플레이, 조명 또는 표시 장치 및 그 제조방법
JP2012512527A (ja) バリアフィルムをエッジシーリングする方法
CN109088006B (zh) 柔性基板及显示面板
CN102144314A (zh) 用于制造发射辐射的有机器件的方法以及发射辐射的有机器件
WO2019153734A1 (zh) Oled封装方法与oled封装结构
US10930868B2 (en) Flexible organic light emitting diode display preventing current leakage between organic light emitting units
JP2011529244A (ja) ビーム放射装置およびビーム放射装置を製造する方法
US20240090250A1 (en) Light emitting element, display device, and method for producing light-emitting element
CN111048654B (zh) 光电元件封装体
CN105140370A (zh) Qled、qled显示屏及制备方法
US20100007269A1 (en) Radiation Emitting Device
US20180198087A1 (en) Organic light-emitting component and method for producing an organic light-emitting component
TWI735847B (zh) 光電元件封裝體
CN111200879B (zh) 加热器封装体
CN116941046A (zh) 薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法
US20170331074A1 (en) Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant