JP2019212880A - 薄膜パッケージング方法、薄膜パッケージングデバイス、及び、太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜パッケージング方法、薄膜パッケージングデバイス、及び、太陽電池を提供する。【解決手段】当該薄膜パッケージング方法は、金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、前記金属酸化物薄膜の表面に位置するように、無機バリア膜を形成するステップと、前記電子デバイスに対して還元処理を実行することで、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて対応される溶融金属を得て、当該溶融金属が前記無機バリア膜の孔隙内に充填して固化されるようにするステップとを含む。当該技術案によると、無機バリア層中の孔隙を修復させることで、薄膜パッケージングの効果を改善できる。【選択図】図２
Description
本発明は、半導体パッケージング技術分野に関し、特に、薄膜パッケージング方法、薄膜パッケージングデバイス、及び、太陽電池に関する。
近年、日増しに目立っている伝統的なエネルギー問題は、新しいエネルギー源の急速な発展を促進しており、特に、太陽エネルギーに代表されるクリーンエネルギーは、高い関心と幅広い注目を集めている。太陽電池アセンブリーのコア材料は、水蒸気に非常に敏感し、大気に露出されると発電効率が容易に低下するため、太陽電池アセンブリーの発電効率を確保するには、有効なパッケージ構造を採用することが非常に重要である。
現在、一般的なパッケージ構造は、有機薄膜と無機薄膜の交互積層によるパッケージ構造を含む。しかし、無機薄膜の厚さは一般的に薄く、また孔や亀裂などのような欠陥があり、水蒸気が依然として浸透し易いため、このような交互積層した構造を採用すると、依然として良好なパッケージングの効果を長期間維持させにくい。これによって、太陽電池アセンブリーの性能を確保するための、優秀な防水効果があるパッケージ構造の開発が急務である。
本発明の実施例は、関連技術の問題を克服するために、薄膜パッケージング方法、薄膜パッケージングデバイス、及び、太陽電池を提供する。当該技術案は、以下のとおりである。
本発明の実施例の第１の態様によると、薄膜パッケージング方法を提供し、当該薄膜パッケージング方法は、
金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、前記金属酸化物薄膜の表面に位置するように、無機バリア膜を形成するステップと、
前記電子デバイスに対して還元処理を実行することで、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて対応される溶融金属を得て、当該溶融金属が前記無機バリア膜の孔隙内に充填して固化されるようにするステップと、を含む。
金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、前記金属酸化物薄膜の表面に位置するように、無機バリア膜を形成するステップと、
前記電子デバイスに対して還元処理を実行することで、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて対応される溶融金属を得て、当該溶融金属が前記無機バリア膜の孔隙内に充填して固化されるようにするステップと、を含む。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイスは、電子デバイス本体、及び、前記電子デバイス本体の表面に位置する金属酸化物薄膜を、含み、前記金属酸化物薄膜は、前記電子デバイスの電極である。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜である。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、無機バリア膜を形成するステップは、
前記電子デバイスの前記無機バリア膜に対向する側に、第１のバリア膜及び第２のバリア膜を順次に形成するステップと、
前記第２のバリア膜の前記無機バリア膜に対向する側に、前記金属酸化物薄膜を形成するステップと、
前記金属酸化物薄膜の表面に、前記無機バリア膜を形成するステップと、を含み、
その中、前記第１のバリア膜の材料は、無機薄膜材料であり、前記第２のバリア膜の材料は、有機薄膜材料である。
前記電子デバイスの前記無機バリア膜に対向する側に、第１のバリア膜及び第２のバリア膜を順次に形成するステップと、
前記第２のバリア膜の前記無機バリア膜に対向する側に、前記金属酸化物薄膜を形成するステップと、
前記金属酸化物薄膜の表面に、前記無機バリア膜を形成するステップと、を含み、
その中、前記第１のバリア膜の材料は、無機薄膜材料であり、前記第２のバリア膜の材料は、有機薄膜材料である。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜、或いは、透明金属酸化物の非導電性薄膜を含む。
一実施例において、前記電子デバイスに対して還元処理を実行するステップは、
前記電子デバイスに対してプラズマ表面処理を実行するステップを含む。
前記電子デバイスに対してプラズマ表面処理を実行するステップを含む。
一実施例において、前記プラズマ表面処理は、水素プラズマ表面処理を含む。
本発明の実施例の第２の態様によると、薄膜パッケージングデバイスを提供し、当該薄膜パッケージングデバイスは、
電子デバイス本体を含む電子デバイスと、
前記電子デバイス本体の一側に位置する金属酸化物薄膜と、
前記金属酸化物薄膜の表面に位置する無機バリア膜と、を含み、
その中、前記無機バリア膜の孔隙内には、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて得た対応される金属が充填されている。
電子デバイス本体を含む電子デバイスと、
前記電子デバイス本体の一側に位置する金属酸化物薄膜と、
前記金属酸化物薄膜の表面に位置する無機バリア膜と、を含み、
その中、前記無機バリア膜の孔隙内には、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて得た対応される金属が充填されている。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜は、前記電子デバイスの電極であり、前記電子デバイス本体の表面に位置する。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜である。
一実施例において、前記薄膜パッケージングデバイスは、
前記電子デバイス本体の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、無機薄膜材料である第１のバリア膜と、
前記第１のバリア膜の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、有機薄膜材料である第２のバリア膜と、をさらに含み、
その中、前記金属酸化物薄膜は、前記第２のバリア膜と前記無機バリア膜との間に位置する。
前記電子デバイス本体の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、無機薄膜材料である第１のバリア膜と、
前記第１のバリア膜の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、有機薄膜材料である第２のバリア膜と、をさらに含み、
その中、前記金属酸化物薄膜は、前記第２のバリア膜と前記無機バリア膜との間に位置する。
一実施例において、前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜、或いは、透明金属酸化物の非導電性薄膜を含む。
一実施例において、前記薄膜パッケージングデバイスは、前記金属酸化物薄膜と、前記金属酸化物薄膜の表面に位置する前記無機バリア膜から構成されたパッケージング層を、複数の組、含む
本発明の実施例の第３の態様によると、太陽電池を提供し、当該太陽電池は、前記薄膜パッケージングデバイスを含み、その中、電子デバイスは太陽電池アセンブリーを含む。
本発明の実施例の第３の態様によると、太陽電池を提供し、当該太陽電池は、前記薄膜パッケージングデバイスを含み、その中、電子デバイスは太陽電池アセンブリーを含む。
本発明の実施例によって提供される技術案は、以下の有益な効果を含むことができる。
当該技術案の一態様によると、電子デバイスの表面に金属酸化物薄膜及び無機バリア層を形成することで、無機バリア層を使用して、水蒸気によってその下方の電子デバイスが腐食されることを防止でき、もう一態様によると、電子デバイスに対して高温還元処理を実行することで、無機バリア層の孔隙から露出された金属酸化物薄膜を還元反応させて対応される溶融金属を生成し、当該溶融金属がちょうど当該孔隙内に充填して固化されるようにして、無機バリア層の孔隙を効果的に修復させ、このようにして薄膜パッケージングの効果を改善できて、電子デバイスの作業効率及び使用寿命を確保できる。
上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は、ただ、例示的なもの或いは解釈的なものであり、本発明を限定するものではないことを、理解すべきである。
ここでの図面は、明細書中に組み込まれて本明細書の一部を構成し、本発明に符合する実施例を示し、また明細書とともに本発明の原理を解釈する。
先行技術に係る薄膜パッケージ構造を示す模式図である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージング方法を示すフローチャートである。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージング方法を示すプロセス図1である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージング方法を示すプロセス図2である。
例示的な一実施例に係る還元処理前に電子デバイスの構成を示す模式図である。
例示的な一実施例に係る還元処理前に電子デバイスの構成を示す模式図である。
例示的な一実施例に係る還元処理前に電子デバイスの構成を示す模式図である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージングシステムの構成を示すブロック図である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージングデバイスを示す模式図である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージングデバイスを示す模式図である。
例示的な一実施例に係る薄膜パッケージングデバイスを示す模式図である。
以下、例示的な実施例を詳細に説明し、その例を図面に示す。以下の説明で、図面を言及する場合、特に明記しない限り、互いに異なる図面における同一の符号は、同一または類似の要素を指す。以下の例示的な実施例に記載される実施形態は、本発明と一致するすべての実施形態を表すものではない。逆に、それらは、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の態様と一致した装置および方法の例に過ぎない。
太陽電池アセンブリーのコア材料が水蒸気に非常に敏感であることを考慮すると、水蒸気の浸透を防止するための特定のパッケージ構造を採用して、太陽電池の発電効率を確保する必要がある。関連技術では、主に、有機薄膜と無機薄膜の交互積層構造を採用して、太陽電池アセンブリーの薄膜パッケージングを実現しているが、そのパッケージングの効果が理想的ではない。図１に示すパッケージ構造を例にすると、太陽電池アセンブリー１０の表面に、無機バリア膜１０１、有機平坦層１０２及び無機保護膜１０３を順次に設置して、有機薄膜と無機薄膜が互いに交互する多層パッケージ構造を形成した。しかし、無機薄膜の厚さは一般的に薄く、また孔や亀裂などのような欠陥１００があるため、水蒸気が依然として浸透し易く、有機薄膜と無機薄膜の多層交互構造を採用しても、パッケージングの効果を長期間維持させにくい。
これにより、本発明の実施例によって提供される技術案は、薄膜パッケージング方法に関し、例えば、太陽電池アセンブリーなどのような電子デバイスの薄膜パッケージングに応用されることができる。図２に示すように、当該薄膜パッケージング方法は、以下のようなステップを含んでもよい。
Ｓ１において、図３に示すように、金属酸化物薄膜２００が形成されている電子デバイス２０上に、無機バリア膜３０を形成し、
その中、当該無機バリア膜３０は、金属酸化物薄膜２００の表面に位置し、また、無機バリア膜３０には、微小な孔隙３００が存在する可能性がある。
その中、当該無機バリア膜３０は、金属酸化物薄膜２００の表面に位置し、また、無機バリア膜３０には、微小な孔隙３００が存在する可能性がある。
Ｓ２において、図４に示すように、電子デバイス２０に対して還元処理を実行することで、金属酸化物薄膜２００を還元反応させて対応される溶融金属４０を得るし、
その中、当該溶融金属４０は、無機バリア膜３０の孔隙３００内に充填して固化される。
その中、当該溶融金属４０は、無機バリア膜３０の孔隙３００内に充填して固化される。
また、無機バリア膜３０は、金属酸化物薄膜２００の表面が無機バリア膜３０によって覆われているが、無機バリア膜３０自体に一定の孔隙３００が存在する可能性があり、金属酸化物薄膜２００が当該孔隙３００に対応される位置において実質的には外部に露出されているとみなすことができることを、説明する必要がある。
本発明の実施例によって提供される技術案において、一態様によると、電子デバイス２０の表面に金属酸化物薄膜２００及び無機バリア層３０を形成することで、無機バリア層３０を使用して、水蒸気によってその下方の電子デバイス２０が腐食されることを防止でき、もう一態様によると、電子デバイス２０に対して高温還元処理を実行することで、無機バリア層３０の孔隙３００から露出された金属酸化物薄膜２００を還元反応させて対応される溶融金属４０を生成できて、当該溶融金属４０がちょうど当該孔隙３００内に充填して固化されるようにして、無機バリア層３０の孔隙３００を効果的に修復させ、このようにして薄膜パッケージングの効果を改善できて、電子デバイス２０の作業効率及び使用寿命を確保できる。
本実施形態において、前記電子デバイス２０に対して還元処理を実行する方法は、プラズマ表面処理を含んでもよく、その中、還元媒介としてのプラズマとしては、水素プラズマを含むが、これに限定されていない。これから分かるように、本実施例では、水素プラズマを採用して電子デバイス２０に対して還元処理を実行してもよい。当該水素プラズマは、水素イオン化によって生成されてもよく、また、保護ガスとしては窒素やアルゴンなどのようなガスを供給してもよい。
金属酸化物薄膜２００としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウムスズ酸化物）薄膜を利用し、水素プラズマを採用して還元処理を実行する例を挙げると、当該還元処理の変換過程は以下のとおりである。
Ｉｎ2Ｏ3＋Ｈ+→Ｉｎ＋Ｈ2Ｏ
その中、水素イオンＨ+は、還元性が強いので、ＩＴＯ中のＩｎ2Ｏ3と接触すると、Ｉｎ2Ｏ3が還元反応されて対応される金属インジウムＩｎが生成される。当該プラズマ表面処理の過程は、ＰＥＣＶＤ（ＰｌａＳｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏＳｉｔｉｏｎ 、プラズマ強化化学気相蒸着）装置などのような真空系で実行され、一方では、プラズマ表面処理の高温環境によって、生成された金属インジウムが溶融されて無機バリア層３０の孔隙３００内に充填され、その後の冷却過程で徐々に固化されて固態の金属インジウムが得られ、もう一方では、プラズマ表面処理の真空環境によって、生成された水蒸气が真空系により排出されるようにする。当該プラズマ表面処理工程は、実際に状況によって、装置のパワー及びガスの流量をデバッグして、工程条件を最適化してもよいことを、説明する必要がある。
その中、水素イオンＨ+は、還元性が強いので、ＩＴＯ中のＩｎ2Ｏ3と接触すると、Ｉｎ2Ｏ3が還元反応されて対応される金属インジウムＩｎが生成される。当該プラズマ表面処理の過程は、ＰＥＣＶＤ（ＰｌａＳｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏＳｉｔｉｏｎ 、プラズマ強化化学気相蒸着）装置などのような真空系で実行され、一方では、プラズマ表面処理の高温環境によって、生成された金属インジウムが溶融されて無機バリア層３０の孔隙３００内に充填され、その後の冷却過程で徐々に固化されて固態の金属インジウムが得られ、もう一方では、プラズマ表面処理の真空環境によって、生成された水蒸气が真空系により排出されるようにする。当該プラズマ表面処理工程は、実際に状況によって、装置のパワー及びガスの流量をデバッグして、工程条件を最適化してもよいことを、説明する必要がある。
一実施形態において、図５に示すように、前記金属酸化物薄膜２００が形成されている電子デバイス２０は、ベース基板２０１と、ベース基板２０１上に位置する、太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２と、電子デバイス本体２０２の表面に位置する金属酸化物薄膜２００とを、含んでもよい。その中、前記金属酸化物薄膜２００は、当該電子デバイス２０の電極であり、当該電極によって無機バリア膜３０の修復の実現に有利になる。
その中、前記金属酸化物薄膜２００は、ＩＴＯ薄膜やＡＺＯ（ＡｌｕｍＩｎｕｍ ｄｏｐｅｄ ＺＩｎｃ Ｏｘｉｄ、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛）薄膜などのような透明金属酸化物の導電性薄膜を選択して利用してもよく、一方では、電極の導電性能を確保でき、もう一方では、光電機能層などのような電子デバイス本体２０２の受光面積には影響がない。
前記金属酸化物薄膜２００はＡＺＯ薄膜を選択して利用する場合、ＣＯなどのようなガスを利用して酸化亜鉛に対して還元処理を実行してもよく、当該還元処理過程は次のようである。
ＺｎＯ＋ＣＯ＝Ｚｎ＋ＣＯ2
反応して生成された溶融状態である金属亜鉛は、同様に無機バリア層の孔隙内に充填して硬化されるようにして、無機バリア層の孔隙を効果的に修復させ、薄膜パッケージングの効果を改善することができる。
反応して生成された溶融状態である金属亜鉛は、同様に無機バリア層の孔隙内に充填して硬化されるようにして、無機バリア層の孔隙を効果的に修復させ、薄膜パッケージングの効果を改善することができる。
この場合、前記ステップＳ１の具体的な過程は、図５に示すように、まず、ベース基板２０１上に、太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２を形成した後、太陽電池アセンブリーなどのような電子デバイス２０の電極として、電子デバイス本体２０２の表面に、金属酸化物薄膜２００を形成し、次に、電子デバイス２０のパッケージング隔離層として、金属酸化物薄膜２００の表面に、窒化シリコン薄膜や酸化シリコン薄膜などのような無機バリア膜３０を形成する。その中、ＩＴＯ薄膜などのような金属酸化物薄膜２００、及び、窒化シリコン薄膜などのような無機バリア膜３０は、蒸発蒸着法やスパッタ蒸着法によって形成されてもよく、ＰＥＣＶＤの方法によって形成されてもよいことは勿論である。
これにより、本実施例においては、電子デバイス２０の電極に無機バリア膜３０を直接的に形成することで、無機バリア膜３０が金属酸化物薄膜２００の表面に位置する構成を得て、当該構成に基づいて高温還元処理を実行して、当該電子デバイス２０の１番目の層の無機バリア膜３０である、電子デバイス本体２０２に最も近い無機バリア膜３０を、修復させることにより、当該無機バリア膜３０の封止バリア効果を実現する。
もう一実施形態において、図６に示すように、前記金属酸化物薄膜２００が形成されている電子デバイス２０は、ベース基板２０１と、ベース基板２０１上に順次に位置する、太陽電池アセンブリーの光電機能層及び電極などのような電子デバイス本体２０２及び導電層２０３と、導電層２０３上に順次に位置する第１のバリア膜３０１及び第２のバリア膜３０２と、第２のバリア膜３０２上に位置する金属酸化物薄膜２００とを、含んでもよい。その中、前記金属酸化物薄膜２００は、無機バリア膜３０の修復を実現するために、別途に形成された１層の金属酸化物膜層である。
その中、第１のバリア膜３０１は、酸化シリコン薄膜、窒化シリコン薄膜、酸化アルミニウム薄膜、ライクダイヤモンド薄膜などのような無機薄膜を採用してもよく、当該無機薄膜を電子デバイス２０のパッケージング隔離層としてもよい。第２のバリア膜３０２は、フォトレジストコーティングなどのような有機薄膜を採用してもよく、また、当該有機薄膜を電子デバイス２０の有機隔離層としてもよく、また、平坦化の効果も実現でき、後続の膜層の製造が便利になる。
本実施例において、前記金属酸化物薄膜２００は、ＩＴＯ薄膜やＡＺＯ薄膜などのような透明金属酸化物導電性薄膜を選択して利用してもよく、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ ＺＩｎｃ Ｏｘｉｄｅ、インジウムガリウム亜鉛酸化物）薄膜などのような透明金属酸化物の非導電性薄膜を選択して利用してもよいことは勿論であり、高温還元反応させて溶融金属を生成できる透明金属酸化物であればよく、その他に対しては具体的に限定しない。
この場合、前記ステップＳ１の具体的な過程は、図６に示すように、まず、ベース基板２０１上に、太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２を形成した後、電子デバイス本体２０２の表面に、太陽電池アセンブリーの電極などのような導電層２０３を形成し、次に、導電層２０３上に、無機薄膜などのような第１のバリア膜３０１及び有機薄膜などのような第２のバリア膜３０２を順次に形成し、その後、第２のバリア膜３０２上に、ＩＴＯ薄膜などのような金属酸化物薄膜２００を形成し、最後に、金属酸化物薄膜２００の表面に、窒化シリコン薄膜や酸化シリコン薄膜などのような無機バリア膜３０を形成する。その中、ＩＴＯ薄膜などのような金属酸化物薄膜２００、窒化シリコン薄膜などのような第１のバリア膜３０１、及び、窒化シリコン薄膜などのような無機バリア膜３０は、蒸発蒸着法やスパッタ蒸着法によって形成してもよく、ＰＥＣＶＤの方法によって形成してもよいことは勿論である。有機樹脂系フォトレジストコーティングなどのような第２のバリア膜３０２は、溶液コーティング法、ソルゲル法、スクラッチコーティング法、スクリーン印刷法、或いは、印刷法等によって、形成してもよい。また、前記金属酸化物薄膜２００及び前記導電層２０３は同一の物質/材料であることができる。多層無機バリア膜の配置が必要する場合、それぞれの無機バリア膜の下に１層の金属酸化物薄膜２００または導電層２０３が配置される。
これにより、本実施例においては、電子デバイス２０の上方に、第１のバリア膜３０１、第２のバリア膜３０２、及び、無機バリア膜３０を形成することで、一方では、有機薄膜と無機薄膜の交互構造を形成して、薄膜パッケージングの効果を高めることができ、もう一方では、第２のバリア膜３０２と無機バリア膜３０との間に、別途に、金属酸化物薄膜２００を追加して、無機バリア膜３０が金属酸化物薄膜２００の表面に位置する構成を得るし、また、当該構成に基づいて高温還元処理を実行して、当該電子デバイス２０の最も外側の無機バリア膜３０を修復させることにより、当該無機バリア膜３０の封止バリア効果を実現できる。
以上の２種の実施形態は、単独に使用してもよいし、又は、結合して使用してもよいことを、説明する必要がある。これにより、以上の２種の実施形態を結合して使用する場合、図７に示すように、電子デバイス本体２０２の表面に、電極としての金属酸化物薄膜２００、及び、金属酸化物薄膜２００表面に位置する、無機薄膜から形成される第１のバリア膜３０１を形成して、これに対して還元処理を実行する必要があるだけでなく、また、第２のバリア膜３０２の上方に金属酸化物薄膜２００、及び、金属酸化物薄膜２００表面に位置する無機バリア膜３０を形成して、これに対して還元処理を実行する必要もあり、このようにして、各々の層の無機薄膜隔離層をいずれも効果的に修復することで、薄膜パッケージングの効果を顕著に改善できる。
本実施形態において、前記薄膜パッケージング方法は、電子デバイス２０の上方に、金属酸化物薄膜２００と金属酸化物薄膜２００表面に位置する無機バリア膜３０とから構成されるパッケージング層を、複数の組形成する過程を含んでもよい。その中、各々の組のパッケージング層の形成方法、及び、還元処理過程は、上記の実施形態と同一であるため、ここでは繰り返して説明しない。これにより、実際に生産するにおいて、薄膜パッケージングデバイス全体の厚さ及び柔軟性を考慮して、実際に状況によって上記のパッケージング層の数を確定する必要がある。
本発明の実施例によって提供される技術案は、上記の薄膜パッケージング方法に基づいて、さらに、薄膜パッケージングシステム８０に関し、図８に示すように、当該薄膜パッケージングシステム８０は、
金属酸化物薄膜２００が形成されている電子デバイス２０上に、金属酸化物薄膜２００の表面に位置し、微小な孔隙３００が存在する可能性がある無機バリア膜３０を形成するためのコーティング装置８０１と、
電子デバイス２０に対して還元処理を実行することで、金属酸化物薄膜２００を還元反応させて対応される溶融金属４０を得て、当該溶融金属４０が無機バリア膜３０の孔隙３００の内に充填して固化されるようにするための還元装置８０２と、を備える。
金属酸化物薄膜２００が形成されている電子デバイス２０上に、金属酸化物薄膜２００の表面に位置し、微小な孔隙３００が存在する可能性がある無機バリア膜３０を形成するためのコーティング装置８０１と、
電子デバイス２０に対して還元処理を実行することで、金属酸化物薄膜２００を還元反応させて対応される溶融金属４０を得て、当該溶融金属４０が無機バリア膜３０の孔隙３００の内に充填して固化されるようにするための還元装置８０２と、を備える。
その中、前記コーティング装置８０１は、蒸発蒸着装置及びスパッタ蒸着装置などのような物理気相蒸着装置或いは化学気相蒸着装置を含んでもよく、前記還元装置８０２は、ＰＥＣＶＤ装置などのようなプラズマ還元装置を含んでもよい。
これにより、本実施形態におけるコーティング装置８０１及び還元装置８０２は、いずれも、ＰＥＣＶＤ装置を採用してもよく、このようにして当該薄膜パッケージング工程で必要とする装置の数を削減でき、工程コストの節約に有利である。
本発明の実施例によって提供される技術案は、さらに、薄膜パッケージングデバイスに関し、図９〜図１１に示すように、薄膜パッケージングデバイスは、
太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２を含む電子デバイス２０と、
太陽電池アセンブリーの受光面側などのような電子デバイス本体２０２の一側に位置する金属酸化物薄膜２００と、
金属酸化物薄膜２００の表面に位置する無機バリア膜３０と、を含み、
その中、当該無機バリア膜３０の孔隙３００内には、金属酸化物薄膜２００が還元反応して得られた金属４０が充填されている。
太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２を含む電子デバイス２０と、
太陽電池アセンブリーの受光面側などのような電子デバイス本体２０２の一側に位置する金属酸化物薄膜２００と、
金属酸化物薄膜２００の表面に位置する無機バリア膜３０と、を含み、
その中、当該無機バリア膜３０の孔隙３００内には、金属酸化物薄膜２００が還元反応して得られた金属４０が充填されている。
本実施例における金属４０は、還元反応によって生成された溶融金属が無機バリア膜３０の孔隙３００内にさらに冷却して固化されたものであることを、説明する必要がある。
本発明の実施例によって提供される技術案によると、電子デバイス２０の表面に金属酸化物薄膜２００及び無機バリア層３０を形成することで、無機バリア層３０を使用して、水蒸気によって電子デバイス２０が腐食されることを防止でき、さらに、金属酸化物薄膜２００に対して、還元処理を実行することで、無機バリア層３０の孔隙３００内に充填された金属４０を得て、このようにして無機バリア層３０中の孔隙３００を効果的に修復させるのが可能ため、薄膜パッケージングの効果を改善できて、電子デバイス２０の作業効率及び使用寿命を確保できる。
一実施形態において、前記金属酸化物薄膜２００は、図９に示すように、電子デバイス２０の電極であり、電子デバイス本体２０２の表面に位置する。その中、当該金属酸化物薄膜２００は、ＩＴＯやＡＺＯなどのような透明金属酸化物の導電性薄膜であってもよく、このようにして、一方では、電極の導電性能を確保でき、もう一方では、光電機能層などのような電子デバイス本体２０２の受光面積には影響がない。
この場合、前記薄膜パッケージングデバイスは、ベース基板２０１と、ベース基板２０１上に位置する、太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２と、電子デバイス本体２０２の表面に位置する金属酸化物薄膜２００と、金属酸化物薄膜２００の表面に位置する無機バリア膜３０とを、含んでもよい。その中、前記金属酸化物薄膜２００は、当該電子デバイス２０の電極である。これにより、本実施例は、当該電極によって、無機バリア膜３０の修復を実現して、当該無機バリア膜３０の封止バリア効果を確保できる。
もう一実施形態において、前記薄膜パッケージングデバイスは、図１０に示すように、電子デバイス本体２０２の表面に位置する導電層２０３と、導電層２０３と金属酸化物薄膜２００との間に位置する第１のバリア膜３０１と、第２のバリア膜３０２とを、さらに、含んでもよい。その中、第１のバリア膜３０１は、導電層２０３に接近される側に設置され、第２のバリア膜３０２は、金属酸化物薄膜２００に接近される側に設置され、この場合、金属酸化物薄膜２００は、第２のバリア膜３０２と無機バリア膜３０との間に位置する。
本実施例において、前記金属酸化物薄膜２００は、ＩＴＯ薄膜やＡＺＯ薄膜などのような透明金属酸化物の導電性薄膜を選択して利用してもよく、ＩＧＺＯ薄膜などのような透明金属酸化物の非導電性薄膜を選択して利用してもよいことは勿論である。なお、第１のバリア膜３０１は、酸化シリコン薄膜、窒化シリコン薄膜、酸化アルミニウム薄膜及びライクダイヤモンド薄膜などのような無機薄膜を採用してもよく、当該無機薄膜は、電子デバイス２０のパッケージング隔離層としてもよい。第２のバリア膜３０２は、フォトレジストコーティングなどのような有機薄膜を採用してもよく、当該有機薄膜は、電子デバイス２０の有機隔離層としてもよく、また、平坦化も実現できる。
この場合、前記薄膜パッケージングデバイスは、ベース基板２０１と、ベース基板２０１上に位置する、太陽電池アセンブリーの光電機能層などのような電子デバイス本体２０２と、電子デバイス本体２０２の表面に位置する、太陽電池アセンブリーの電極などのような導電層２０３と、導電層２０３のベース基板２０１と反対する側に順次に位置する無機薄膜などのような第１のバリア膜３０１及び有機薄膜などのような第２のバリア膜３０２と、第２のバリア膜３０２のベース基板２０１と反対する側に位置する金属酸化物薄膜２００と、金属酸化物薄膜２００表面に位置する無機バリア膜３０と、を含んでもよい。
これにより、本実施例においては、電子デバイス２０と無機バリア膜３０との間に別途に第１のバリア膜３０１及び第２のバリア膜３０２を設置することで、有機薄膜と無機薄膜の交互構造を得るのが可能して、薄膜パッケージングの効果を高めることができ、なお、第２のバリア膜３０２と無機バリア膜３０との間に別途に金属酸化物薄膜２００を追加することで、当該金属酸化物薄膜２００を使用して、無機バリア膜３０の修復を実現して、当該無機バリア膜３０の封止バリア効果を確保できる。
以上の２種の実施形態は、単独に使用してもよいし、又は、結合して使用してもよいことを、説明する必要がある。これにより、以上の２種の実施形態を結合して使用する場合、図１１に示すように、電子デバイス本体２０２の表面に、電極としての金属酸化物薄膜２００、及び、金属酸化物薄膜２００表面に位置する、無機薄膜から形成される第１のバリア膜３０１を形成する必要があるだけでなく、また、第２のバリア膜３０２の上方に金属酸化物薄膜２００、及び、金属酸化物薄膜２００表面に位置する無機バリア膜３０を形成する必要もあり、このようにして、各々の層の無機薄膜隔離層をいずれも修復することで、薄膜パッケージングの効果を顕著に改善できる。
本実施形態において、前記薄膜パッケージングデバイスは、金属酸化物薄膜２００と当該金属酸化物薄膜２００の表面に位置する無機バリア膜３０から構成されるパッケージング層を、複数の組含んでもよい。その中、各組のパッケージング層の構成、及び、形成方法は、上記の実施形態と同一であるため、ここでは繰り返して説明しない。これにより、実際に生産するにおいて、薄膜パッケージングデバイス全体の厚さ及び柔軟性を考慮して、実際に状況によって上記のパッケージング層の数を確定する必要がある。
本発明の実施例によって提供される技術案は、上記の薄膜パッケージングデバイスに基づいて、さらに、太陽電池に関し、当該太陽電池は、上記の薄膜パッケージングデバイスを含む。その中、前記薄膜パッケージングデバイス中の電子デバイスは、当該太陽電池中の太陽電池アセンブリーであり、例えば、太陽電池アセンブリーの光電機能層及び電極などである。
本分野の当業者は、明細書を考慮してここで開示した本願を実践した後、本発明のその他の実施方案を容易に想到できる。本願は、本発明のいずれの変形、用途、又は、アダプティブな変更をカバーすることを目指す。これら変形、用途、又は、アダプティブな変更は、本発明の一般的な原理をフォローし、また、本発明で開示しなかった本分野中の公知の常識や慣用技術的手段を含む。明細書及び実施例は、例示に過ぎないと考えられるべきであり、本発明の真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲によって指摘される。
本発明は、以上に既に説明し、また、図面に示す精確な構造に限定されなく、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更が可能であることを、理解すべきである。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。
Claims (14)
- 金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、前記金属酸化物薄膜の表面に位置するように、無機バリア膜を形成するステップと、
前記電子デバイスに対して還元処理を実行することで、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて対応される溶融金属を得て、当該溶融金属が前記無機バリア膜の孔隙内に充填して固化されるようにするステップと
を含むことを特徴とする薄膜パッケージング方法。 - 前記金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイスは、電子デバイス本体、及び、前記電子デバイス本体の表面に位置する金属酸化物薄膜を、含み、前記金属酸化物薄膜は、前記電子デバイスの電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パッケージング方法。 - 前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜である
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜パッケージング方法。 - 前記金属酸化物薄膜が形成されている電子デバイス上に、無機バリア膜を形成するステップは、
前記電子デバイスの前記無機バリア膜に対向する側に、第１のバリア膜及び第２のバリア膜を順次に形成するステップと、
前記第２のバリア膜の前記無機バリア膜に対向する側に、前記金属酸化物薄膜を形成するステップと、
前記金属酸化物薄膜の表面に、前記無機バリア膜を形成するステップと
を含み、
その中、前記第１のバリア膜の材料は、無機薄膜材料であり、前記第２のバリア膜の材料は、有機薄膜材料である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パッケージング方法。 - 前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜、或いは、透明金属酸化物の非導電性薄膜を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の薄膜パッケージング方法。 - 前記電子デバイスに対して還元処理を実行するステップは、
前記電子デバイスに対してプラズマ表面処理を実行するステップ
を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パッケージング方法。 - 前記プラズマ表面処理は、水素プラズマ表面処理を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パッケージング方法。 - 電子デバイス本体を含む電子デバイスと、
前記電子デバイス本体の一側に位置する金属酸化物薄膜と、
前記金属酸化物薄膜の表面に位置する無機バリア膜と
を含み、
その中、前記無機バリア膜の孔隙内には、前記金属酸化物薄膜を還元反応させて得た対応される金属が充填されている
ことを特徴とする薄膜パッケージングデバイス。 - 前記金属酸化物薄膜は、前記電子デバイスの電極であり、前記電子デバイス本体の表面に位置する
ことを特徴とする請求項８に記載の薄膜パッケージングデバイス。 - 前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物導電性薄膜である
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜パッケージングデバイス。 - 前記薄膜パッケージングデバイスは、
前記電子デバイス本体の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、無機薄膜材料である第１のバリア膜と、
前記第１のバリア膜の前記金属酸化物薄膜に対向する側に位置し、有機薄膜材料である第２のバリア膜と
をさらに含み、
その中、前記金属酸化物薄膜は、前記第２のバリア膜と前記無機バリア膜との間に位置する
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜パッケージングデバイス。 - 前記金属酸化物薄膜は、透明金属酸化物の導電性薄膜、或いは、透明金属酸化物の非導電性薄膜を含む。
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜パッケージングデバイス。 - 前記薄膜パッケージングデバイスは、前記金属酸化物薄膜と、前記金属酸化物薄膜の表面に位置する前記無機バリア膜から構成されたパッケージング層を、複数の組、含む
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜パッケージングデバイス。 - 請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の薄膜パッケージングデバイスを備え、その中、電子デバイスは太陽電池アセンブリーを含む
ことを特徴とする太陽電池。
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