TW201640710A

TW201640710A - 具有電子電路的阻障箔

Info

Publication number: TW201640710A
Application number: TW104142057A
Authority: TW
Inventors: 曼丹帕朗皮拉傑許; 利夫卡賀伯特; 桑迪普烏尼克里希南
Original assignee: 荷蘭皇家飛利浦公司; 荷蘭Ｔｎｏ自然科學組織公司
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-11-16
Also published as: EP3035404A1; WO2016099255A1

Abstract

一種方法與系統，用於提供包括一電路的一阻障箔(10)。該阻障箔(10)包括一層狀結構，該層狀結構包括夾在阻障層(11、13)之間的一有機層(12)。在該阻障箔(10)切出一細長槽(16)，一密封材料(17m)沉積在該細長槽(16)內。該密封槽(17)與該些阻障層(11、13)在至少部分的該有機層(12)包圍有機材料(12m)，其適於防止外界濕氣與/或氧氣(19)到達該有機材料(12m)。該密封材料(17m)包括一導電材料，該導電材料形成該電路的一第一部分。一導電分流(47)設置在該箔片(10)上，該導電分流(47)在該密封材料(17m)與該電路的一第二部分(30)之間電性連接。

Description

具有電子電路的阻障箔

本揭露是有關於一種包括電路的阻障箔，以及一種用於提供阻障箔的方法和系統。

阻障箔應用在元件疊層的製造中，用於保護敏感部件或材料免受環境影響。在一例中，元件結構被夾在阻障箔之間，以防止濕氣與/或氧氣滲入元件結構。元件結構，例如包含形成有機發光元件(organic light emitting device,OLED)、有機光伏元件(organic photovoltaic device,OPV)，或其它濕氣與/或氧氣敏感元件的一個或多個有機層。大批量的元件疊層可便利地以一個捲對捲轉印(roll-to-roll,R2R)或捲對片材轉印(roll-to-sheet,R2S)的工藝來製造。此種製程通常包括提供被稱為「網絡」的連續基板，並把此基板通過不同的生產工藝，例如在基板上沉積各種的材料層。在一例中，基板可形成連續的阻障箔，阻障箔包括具有夾在阻障箔之間的有機層的一連續的層狀結構。

母線(busbar)是導電結構或電路，例如條或棒，其包括具有相對高導電性的材料，以便在電路中承受大電流。為了實現高電流，需要提供母線相對大的橫截面。在一例中，母線電性連接到電極，以改善電極對電極的連接與/或導電性。舉例而言，電極可包括具有相對低導電率的元件層。母線可以與電極直接接觸，或者經由分流(短路)連接到其中以傳遞電力。有利的是，母線可允許離電極一距離的電性連接而大體上不增加電阻。這可允許更大的設計自由度，如用於連接電源或汲極到電路。

當沉積導電結構時，例如阻障箔上的電路線，在電路線與阻障箔之間難以形成一個所需的接合強度。舉例而言，阻障箔的材料與導電結構的材料會形成相對較弱的鍵。當沉積相對大的橫截面電路(例如母線)到該阻障箔時，尤其是此種例子。對於某些材料，可藉由加熱材料來改善接合。然而，這也可能會損壞阻障箔且從而降低其阻隔性能。

期望改善導電結構與阻障箔之間的接合而不破壞阻障箔的功能。

在第一樣態，提供一種方法，用於提供一阻障箔，該阻障箔包括一電路。該方法包括提供該阻障箔，該阻障箔包括一層狀結構，該層狀結構包括夾在阻障層之間的一有機層。該方法更包括：部分地切割貫穿該阻障箔，由該阻障箔的一面到該阻障箔中形成一細長槽。該方法更包括：沉積一密封材料到該細長槽中，從而形成一密封槽。該密封槽與該些阻障層被佈置在該有機層的至少一部分包圍有機材料。該密封槽與該些阻障層，使用時，適於防止外部濕氣與/或氧氣到達該有機材料。該密封材料包括一導電材料，該導電材料形成該電路。

藉由切割阻障箔，有機層會暴露於外部濕氣與/或氧氣中。藉由密封材料填充槽，可減輕此暴露。藉由使用導電的密封材料，填充的槽可形成電路的一部分。藉由沉積導電密封材料到阻障箔的槽，可改良接合，例如，與在箔片上沉積材料相比。例如，至少部分的材料埋入箔片中，可增加在導電材料與箔片之間的一接觸表面。接觸可用另外類型的材料形成，例如，在阻障箔內的有機材料。藉由在槽中的導電密封材料形成，當由箔片表面的突出最小時，電路線的橫截面或直徑可更大。這可允許在上面又一層的沉積的改良式沉積，而不受導線影響而中斷。藉由允許導電線更大的橫截面，可改良導電性能。例如，由密封槽形成的導電電路的一部分可作為母線。

由密封槽形成的電路可連接到又一電路結構與層，直接或藉由中間的導電結構連接。例如，導電分流可施加在箔上，其中，分流電性連接到密封材料。藉由連接分流與密封槽，電路可進一步建立在箔片上，例如，又一層沉積在其上。藉由提供分流連接到密封材料，密封槽可作為母線，以提供更好的連接，例如，電極層。這可以提高設計的自由度，以提供一自由形式的箔片。例如，在箔上的元件結構的電極層電性連接到密封材料。當密封此元件結構而對抗外界濕氣，電極層的一部分可從密封下方延伸，以提供電性接觸到外部電源或汲極。藉由連接此部分到導電密封材料，可改良到電極的連接。

藉由完全貫穿有機層切割槽，並在其中沉積密封材料，有機材料可進一步避免暴露於來自有機材料遷移來的濕氣與/或氧氣。有利的是，密封的導電槽可沿著一箔段的既定周長來形成。當箔段被切斷時，在箔片的一側暴露的有機層可有效地被沿伸貫穿有機層的密封槽保護。須注意的是，WO2014/011044也描述了一種密封槽，以防止有機層的暴露。然而，現有技術不關心藉由密封槽形成電路。例如，現有技術描述了用於填充溝槽的密封材料(貫穿元件疊層)，不包括導電材料，以防止元件疊層的短路。

在本揭露中，最佳的密封材料具有高導電性以形成電路的部分，例如母線。例如，密封材料的電導率(σ)最佳為大於每米10⁵姆毆(S/m)，最佳為大於每米10⁶姆歐，最佳為大於每米5*10⁶姆歐，或更大，例如，每米在10⁵至10⁸姆歐之間。電導率越高，密封槽作為例如母線的功能越好。藉由相對大的截面積，密封槽的導電性能也可提升。最佳地，由密封槽形成的電路具有一個橫截面(垂直於槽長度)大於0.1平方釐米(mm²)，最佳大於0.2平方釐米，最佳大於0.5平方釐米，例如在0.1至20平方釐米之間。相應地，例如，導電槽的橫截面直徑可在0.5與10釐米之間。

最佳地，焊料作為密封材料以填充該槽，並形成電路。焊料是金屬合金，例如包含兩種或多種金屬的組合，例如錫、鉛、銅、銀、鉍、銦、鋅、銻，與/或微量的其它金屬。最佳地，焊料的熔點相對較低，例如足夠低，以允許焊接材料的沉積與/或回流，而不損壞箔片。例如，焊料的熔點最佳為在90℃~300℃之間。應理解的是，焊料的協同優點是可提供良好的阻障、良好的導體，以及良好的接合(例如，藉由回流)，尤其是當潤濕層使用時。

為了提高與槽的接觸與/或接合，在施加密封材料之前，潤濕材料可任選施加在槽內或圍繞槽。例如，潤濕材料可包括種子層，例如，包含銀(Ag)。銀種子層也可與焊料組合使用，是非常有利的。種子層與/或密封材料，例如，使用非接觸方法施加，例如，使用雷射誘導前向轉移(laser induced forward transfer,LIFT)施加。有利的是，焊料材料可以在沉積後回流，以進一步改良接合。

當在箔片切割槽，有時發現裂紋可能在形成在阻障層頂部。藉由切割被密封的較深槽旁邊的淺槽，可能形成裂紋。最佳地，淺槽僅施加在阻障層，而較深槽是部分切割或完全切斷有機層。密封材料可被施加到較深槽與淺槽兩者，以密封有機材料不受外部影響。例如，種子層與/或焊料層可被施加到較深槽，以及覆蓋相鄰的淺槽。為了防止在任一方向形成裂紋，則淺槽可在較深槽的任一側施加。另外，如果箔片在箔片的一側上被切割，淺槽只能在密封槽的內部方向(遠離箔片的切割邊緣)施加。最佳地，在切割較深槽之前，淺槽或槽被施加，以防止切割時形成裂紋。藉由使用焊料作為密封材料，可有利地實現密封較深切口與淺切口。例如，焊料可被回流，以形成覆蓋在相鄰的切口的相對寬的密封。

為提供槽與/或箔片周長的自由形式的軌跡，最佳地，使用雷射進行切割，例如，藉由燒蝕箔片材料。例如，雷射調整波長、強度以及定時，用於燒蝕有機層，同時在雷射路徑中留下至少部分的連續阻障箔保持完好。或者，例如，切割箔片也可進行，例如，藉由與切割工具接觸。

在第二樣態，提供了一種系統，該系統提供一阻障箔，該阻障箔包括一電路。該系統包括一箔片提供裝置、一層沉積裝置、一槽形成裝置、一槽密封裝置以及一控制器。例如，該控制器包括或耦合到一電腦可讀媒體，例如，記憶體或磁碟。該電腦可讀媒體可包括一程式指令，當由該控制器讀取與/或處理時，使該控制器如本文所述進行操作動作。該控制器被佈置並程式化為控制該箔片提供裝置，用於提供一箔片基板。該控制器進一步被設置與程式化為控制該層沉積裝置，用於在該箔片基板上沉積一層狀結構。該層狀結構包括夾在該些阻障層形成之阻障箔之間的一有機層。該控制器進一步被設置和程式化用於控制該槽形成裝置，用於部分切割貫穿該阻障箔以在該阻障箔形成一細長槽。該控制器進一步被設置與程式化以控制該槽密封裝置，用於在該細長槽中沉積密封材料，從而形成一密封槽。該密封槽與該阻障層被佈置為在有機層的至少一部分包圍有機材料，使用時，適於防止外部濕氣與/或氧氣抵達該該有機材料。該槽密封裝置包括作為該密封材料的一導電材料的一供應，藉由該沉積的密封材料以形成一電路。

該系統可以產生具有電路部件的阻障箔，還形成抵抗環境影響(如濕氣與/或氧氣)的密封。根據第一樣態的方法的優點可類似地應用到根據第二樣態的系統。系統可以執行如本文所描述的方法的實施例，任選額外的硬體。例如，該系統更包括一分流沉積裝置，其中該控制器被進一步安排為控制該分流沉積裝置，用以在該箔片上沉積一導電分流，其中該分流電性連接到該密封材料。例如，該系統更包括一箔片切割裝置，其中，該控制器被佈置為控制該槽形成裝置，以在該阻障箔上形成沿著一既定段周長延伸的一細長槽，該細長槽從該阻障箔的一面一路延伸貫穿至少該有機層；以及控制該箔片切割裝置，用於沿該段周長切割貫穿該阻障箔，其中形成平行於該既定段周長的該密封槽，當沿著該既定的段周長貫穿該阻障箔，阻障箔段被切割時，使用時，適於防止外部濕氣與/或氧氣到達該有機材料。

在第三樣態，提供了包括一層狀結構的一阻障箔。該層狀結構包括夾在該些阻障層之間的一有機層。該阻障箔段包括沿著該阻障箔的一周長的一密封槽。該密封槽藉由一細長槽形成，該細長槽從該阻障箔的一面部分貫穿該阻障箔段而延伸。最佳地，該槽一路延伸貫穿至少該有機層。該細長槽填充有一密封材料。該密封槽與該些阻障層被佈置以在該有機層的至少一部分包圍有機材料，使用時，適於防止外界濕氣與/或氧氣到達該有機材料。該密封材料包括一導電材料，該導電材料形成一電路。

根據第三樣態的阻障箔可便利地以根據第一樣態的方法或以根據第二樣態的系統來生產。優點可包括具一電路的一阻障箔比已知的阻障箔更耐用與/或更便宜生產。阻障箔可應用於構建一電路，例如，作為基於箔片的有機發光元件(OLED)或有機光伏元件(OPV)的一部分。例如，阻障箔可包括設置在阻障箔一面上的一個或多個電光層。有利的是，阻障箔可被配置成至少從一側密封該電光層，用於防止外界濕氣與/或氧氣到達該電光元件的結構。同時，密封材料可形成該電路的一部分，例如，母線，即電性連接到該電光裝置的結構。

10‧‧‧阻障箔

10’‧‧‧阻障箔的殘餘

10a‧‧‧面

11‧‧‧阻障層

12‧‧‧有機層

12m‧‧‧有機材料

13‧‧‧阻障層

14‧‧‧基板

15‧‧‧周長

16‧‧‧細長槽

16s‧‧‧淺切口

17‧‧‧密封

17a‧‧‧積體電路

17b‧‧‧積體電路

17m‧‧‧密封材料

17w‧‧‧潤濕材料

19‧‧‧氧氣

20‧‧‧阻障箔段

21‧‧‧側面

30‧‧‧第二部分

31‧‧‧電極層

31a‧‧‧分流

31b‧‧‧分流

31e‧‧‧電極層的部分

32‧‧‧電光層

33‧‧‧電極層

33e‧‧‧電極層的部分

40‧‧‧密封層

47‧‧‧導電分流

50‧‧‧箔片提供裝置

51‧‧‧層沉積裝置

52‧‧‧槽形成裝置

53‧‧‧槽密封裝置

54‧‧‧箔片切割裝置

55‧‧‧環境控制系統

56‧‧‧外殼

57‧‧‧分流沉積裝置

57a‧‧‧電性連接

57b‧‧‧電性連接

60‧‧‧箔片提供裝置

61‧‧‧方向

70‧‧‧控制器

100‧‧‧系統

101‧‧‧加工系統

L‧‧‧距離

方法、系統以及元件的這些和其它特徵、樣態以及優點將由下面的說明、附隨的申請專利範圍以及附隨的圖式更容易了解，其中：圖1繪示用於提供阻障箔上的電路的方法的示意性實施例；圖2A與圖2B繪示阻障箔的實施例的示意剖面圖，阻障箔具有連接到疊層在該箔片上的電子元件的積體電路；圖3繪示箔片段的示意上視圖，箔片段具有施加到電路的電性連接；圖4A繪示切割阻障箔的方法的示意性實施例；圖4B繪示填充阻障箔切口的示意性實施例；圖5繪示用於在阻障箔上提供電路的系統。

撓性阻障基板的圖案化可生產客製化撓性發光以及光伏元件。阻障箔應用於生產元件疊層，以保護敏感部件或材料免受環境影響。大批量的元件疊層可便利地以一個捲對捲轉印或捲對片材轉印的工藝來製造。轉換連續的阻障箔成可用的元件部件，有時需要將連續的阻障箔分成段。然而，簡單地切斷連續的阻障箔可能導致段的邊緣(箔片被切割之處)的有機層暴露。使客製化具挑戰性。一個挑戰是實現被加工的撓性阻障基板的氣密性密封。切割阻障涉及擾亂阻障疊層的無機層，使元件側面損傷。另一個挑戰是電性連接，其最佳不在阻障區域中進行，因為它可能會引入由於機械、化學或熱損傷阻障區域所造成的缺陷。

減輕這個問題的技術之一包括以金屬(如焊料)充填被加工的阻障區域以達到氣密性密封。除了提供氣密性密封，另一個挑戰在於提供電極接觸以分配電流，使啟動元件或收回產生的電壓。焊料還提供了一個優點，即會產生較少針孔，形成乾淨且均勻的層。一實施例可包括以下步驟中的一個或多個：提供一均勻沉積的氧化銦錫(ITO)/阻障基板；使用雷射使阻障基板成任何形狀；潤濕與焊料兩者在溝槽中基於非接觸式雷射沉積以形成氣密式密封，以及藉由雷射或其他技術沉積高深寬比的分流線路的嵌入式接觸。一些所述的技術可允許在膜上形成連續的塗布阻障疊層，以及隨後其自由形式的圖案化(已與邊緣阻障、接觸墊以及電極分流整合)。以這種方式分流的過程可使電極電阻較小且接觸區域較小。這能用在只有氧化銦錫的元件與更大的發光區域。與其它形成自由形式阻障的技術相比，例如噴墨印刷，本發明的揭露可提供相對低的成本與在客戶端提升客製化。與另一種電性接觸的技術相比，例如黃光製程，本揭露可提供更多的設計自由度。在一實施例中，雷射/刀鋒用於加工箔片，切割成客製化形狀。如下例，阻障基板被封裝。當阻障被完全切穿時，上阻障層(例如氮化矽(SiN))容易產生裂紋。為了防止這種情況，裂紋限制結構被刻劃在上氮化矽層。然後使用雷射在裂紋限制刻劃之間進行隔離的刻劃。一可停止在底部的氮化物，或者貫穿這個氮化物。此步驟之後是沉積一焊料潤濕層(例如銀膏)。也可進行潤濕層的烤箱/雷射燒結，且焊料層是藉由使用雷射沉積，隨後通過回流形成自對準的封裝環。在基板的加工與邊緣密封後，相同的封裝環可作為電極接觸結構，省去為了相同目的所需的複雜設計。

除非另有定義，否則這裡使用的所有術語(包括技術與科學術語)具有在本領域中具通常知識者的一般理解以及本發明所屬在說明書與圖式的上下文中讀取的，兩者有相同含義。將進一步理解術語，例如那些在常用字典中所定義的，應當被解釋為其含義與其在相關領域的上下文中的含義一致，並且不會被理想化或過於正式地解釋，除非在此被明確定義。在一些情況下，已知元件與方法的詳細說明可被省略，且不會模糊本系統與方法的說明。用於說明特定實施例的術語旨不在限制本發明。如本文中所使用的，單數形式「一」、「一個」以及「該」旨在包括複數形式，除非上下文中另外明確指示。術語「與/或」包括一個或多個相關所列的項目的任意組合與所有組合。可理解的是，術語「包括(comprises)」與/或「包括(comprising)」指定所陳述的特徵的存在，但不排除一個或多個其它特徵的存在或附加。可進一步理解，當一個方法的特定步驟被稱為在另一個步驟之後，其可以直接遵循該其他步驟，或者一個或多個中間步驟可在進行該特定步驟之前進行，除非另有說明。同樣應理解的是，當說明結構或部件之間的連接時，這種連接可以直接或通過中間結構或部件連接，除非另有說明。本文提及的所有出版物、專利申請案、專利以及其他參考文獻在此引用全文做為參考。在衝突的情況下，以本說明書(包括定義)為主。

術語「箔片」是指包括一層或多層材料的片狀。最佳地，箔片是撓性的，使得其可在捲對捲轉印或捲對片狀轉印的製造工藝中使用。對於這樣的目的，箔片可被視為撓性，如果其可以被捲或彎曲超過50公分或更小的曲率半徑，而不會失去其基本的功能(例如屏障與/或電子功能)。或者，或結合的箔片可被視為撓性，如果其彎曲剛性(flexural rigidity)小於500帕．立方米(Pa．m³)。

術語「阻障箔」指的是做為阻障、可抵抗環境影響(如濕氣與/或氧氣)的箔片。阻障箔可用於包裝敏感材料或部件，從而與環境影響分開。阻障箔可包括具有對環境影響的低穿透率的一個或多個阻障層。阻障層通常由無機材料形成。如果在外界濕氣與/或氧氣的影響下，下層劣化明顯的延遲，則阻障層的穿透率可被視為低的。對於本應用，在標準大氣條件下，每天每平方米阻障低於10^-5克的水，內在的水蒸汽穿透率(water vapor transmission rate,WVTR)可被視為是低的。二選一或額外地，對於本應用，低於每天每平方米阻障一毫升(ml)的氧氣穿透率，可被視為是低的。

術語「使用」，例如參照為阻障箔或阻障層的使用，意在暗示正常或平均狀態，其中用戶(例如終端用戶)將使用箔片或包含箔片的元件。在這種情形下，箔片的狀況會遭受正常(平均)環境或大氣條件影響(如濕度、氧氣水平、壓力、溫度等)。使用時，設置阻障層用以防止濕氣與/或氧氣達到有機層，因此適於防止或大體上延遲到達有機層的外部環境濕度與/或氧氣，其可能損壞有機層。以這種方式，有機層與/或元件的壽命在正常使用時可延長，例如延長2倍或更多倍，最佳延長10倍或更多。當然，阻障層的密封性能可符合更嚴格的條件，例如也適於更極端的條件(如在水下使用該元件或箔片)。更應當注意的是，例如箔片的溫度可取決於其使用，例如，元件(包括箔片)可加熱箔片，加熱箔片對箔片的阻障性能有負向影響。

在一個典型的製程中，阻障層可被一個或多個平坦層分離，平坦層提供平坦表面以在其上沉積阻障層。平坦層可包括有機材料。在一例中，做為平坦化的有機塗層(organic coating planarization,OCP)夾入在兩個阻障層之間，以形成一個單二分體(single-dyad)阻障箔。在阻障箔本身的有機材料最佳為保護其不受所述環境影響。可替代地或額外地，有機材料本身可做為阻障的一部分，例如包括水分吸收器。當切割阻障箔成更小的阻障箔段，在暴露到環境的影響之前，最佳地密封段的切割邊緣。

術語「連續」，如「連續箔」中指的是箔片包括一個或多個連續或者非分段的層。連續層可具有沿一個或多個箔片的尺寸的高度地平移對稱性。連續箔還可包括連續與非連續層的組合。當切割連續箔時，一個或多個連續的層在切割邊緣被暴露。在某些情況下，最佳地密封邊緣以防止這種暴露，例如在切割連續的阻障箔的情況下。在切割前，連續箔可被分成箔段。

連續層可被形成，例如在連續的製程中。連續箔尤其適合在捲對捲轉印製程，或者在捲對捲轉印或捲對片狀轉印製程中進一步加工。在一例中，由第一捲供應基板，並在卷回第二捲之前，通過一個層沉積製程，以在基板上形成連續層(捲對捲轉印)。

非連續層可被形成，例如在涉及離散步驟的製程中。在一例中，由捲供應連續箔，並通過圖案沉積裝置(其施加離散的圖案，例如電路線，到連續箔上)。在另一個例子中，離散的元件可被放置在連續箔上。可替代地或額外地，連續箔可被切割成離散的片材(R2S)，其中每一片材形成元件部件。

一個典型的阻障層可包含氮化矽(SiN)，例如，層具有50至200奈米(nm)之間的厚度。任何其它合適的材料與層的厚度，為本領域技術人員所習知，可用於相對於水蒸汽與/或氧氣穿透率形成具有所需特性的阻障層。典型用於在基板(如箔片)上沉積阻障層的技術，可包括使用電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)。本領域技術人員習知的任何其它合適的技術也可用於沉積阻障層。當使用此種沉積技術時，最佳提供一光滑基板，以避免沉積層的不規則性。設置在基板上的平坦層可提供一個光滑的表面。平坦層可包括有機材料，例如UV可固化的丙烯酸酯。有機材料的平坦層可參照為有機塗層(OCP)。除了提供在阻障層之間的平坦層外，也可以設置額外的平坦層，例如設置在基板與阻障層之間。OCP層一般可具有5至20微米(um)之間的厚度。還有其他合適的平坦層的材料與/或層的厚度，如本領域技術人員所習知的，皆可以使用。最佳可防止水氣滲入OCP層，例如可防止阻障層的變形與/或脫層。

在一例中，單二分子阻障箔包括氮化矽-OCP-氮化矽層。阻障箔圖案可被客製化以適應所需，例如客製化尺寸的OLED或顯示器，在其上被加工。阻障箔的生產可以工業規模的捲對捲轉印批量生產。在這種情況下，在基板捲上，阻障膜被連續加工。在阻障疊層的量產，未圖案化的OCP塗層可以比所述OCP的客製化印刷或圖案化更具商業可行性。傳統上，OCP層被圖案化以防止側漏。然而，當一個公司想以捲對捲轉印形式生產阻障箔時，例如供應給OEM客戶，該公司通常需要事前知道他們OEM客戶的元件設計，使得這個商業案例在市場中困難重重。為了使OLED的生產更有效益，捲對捲連續塗佈方法是最佳的。在這種方法中，OLED或OPV元件的所有層被連續沉積在阻障箔上且最後被封裝。任選地，封裝可藉由在元件上層疊另一阻障箔或金屬箔片來實現。除了找到一個合適的切割方法之外，OLED、OPV或阻障疊層的切割邊緣的密封也是一個挑戰。對上述疊層的密封與切割的有利方法也在此說明。

本發明將參考附圖在下文中更充分說明，其中附圖繪示本發明的實施例。本發明可能，然而，可以許多不同形式體現，而不應被解釋為限制於在此闡述的實施例。而是，提供這些實施例使得本揭露能更充分與完整，並且對本領域技術人員徹底傳達本發明的範疇。例示性實施例的說明旨在與附圖一起閱讀，附圖可視為整個文字說明的一部分。在附圖中，系統、部件、層以及區域的絕對與相對大小可能為清晰起見被誇大。可參照可能理想化的實施例與本發明的中間結構的示意圖與/或剖面圖說明實施例。在說明書與附圖中，相同的數字代表相同的元件。相關術語以及其衍生應被理解為參照說明中的定向，如討論中所繪示及說明的圖式的定向。這些相關術語是為了說明方便，並需要系統在一特定的方向被建構或操作，除非另有說明。

圖1繪示方法的實施例，用於在阻障箔10局部上提供電路與/或任選地切割箔片。箔片的剖面圖大略繪示如步驟A至E。

步驟(A)包括提供阻障箔10，阻障箔10包括層狀結構，層狀結構包括夾在阻障層11與13之間的有機層12。

步驟(B)包括部分切割阻障箔10，從阻障箔10的一個面10a到阻障箔10形成一細長槽16。在一實施例中，以雷射80，藉由阻障箔10的輻射進行部分切割阻障箔10以形成細長槽，雷射80裝配為提供阻障箔10中的溝槽一自由形式軌跡。

步驟(C)包括在細長槽16沉積密封材料17m，從而形成密封槽17。密封槽17與阻障層11、13被佈置為在有機層12包圍有機材料12m，或至少部分的有機層被密封槽17與阻障層11、13包圍。使用時，這些部件因此適於防止外部濕氣與/或氧氣19到達有機材料12m。有利的是，密封材料17m包括導電材料，導電材料可形成電路。

在一實施例中，密封材料17m具有相對高的導電性，例如每米超過10⁶姆歐(S/m)，一般每米超過5*10⁶姆歐(歐姆的導數，為電導單位)。在一實施例中，電路形成母線，即電路線具有相對高的導電率。在一實施例中，密封槽17具有0.1至20平方釐米(mm²)之間的橫截面。在一實施例中，密封材料17m包括焊料。在一實施例中，密封材料的塗敷包括在槽中焊料材料的回流(reflow)。在一實施例中，由雷射誘導正向轉移進行阻障箔10的填充以形成密封的槽。有利的是，相同的雷射可用於切割和填充槽。

在一實施例中，如圖中所繪示的步驟(C)，細長槽16以密封材料17m填充過滿。如所見，這可導致「蘑菇」形的密封17，其中，密封17的頂部17t部分地懸於上阻障層11上。此組態的優點是提供濕氣與/或氧氣到達封閉的有機材料12m更長的路徑，特別是經由密封17的邊緣。或者，槽也可被填充到上阻障層。此優點是導線可完全埋在箔片內。因此，更多的層可加在頂面而不會與任何突出的元素干涉。

在繪示的實施例中，槽被一路切斷到有機層與下阻障層13。這優點在於有機層從側面可被好好地密封。在另一實施例中(如圖2A與圖2B中所繪示)，或者，下阻障層13保持完好。以這種方式，濕氣與/或氧氣也可防止經由下基板14到達有機材料12m。在又一實施例(未繪示)中，挖槽14只深入到有機層12的中間，例如在槽中形成電路而不沿著周長15切斷阻障箔(即省略步驟E)。

步驟(D)包括在箔片10上的導電分流47的任選應用。分流47電性連接到密封材料17m。最佳地，如圖所示，分流被施加到密封材料上的箔片，即之後槽被密封。或者，分流也可應用於前面步驟(槽被切割與/或填充(步驟A或B))。在其他元件結構被施加到箔片上之後，可進行分流47的應用。進一步的元件結構也可與密封材料直接電性接觸，從而避免了對單獨的分流器的需要。

步驟(E)包括沿預定段周長15的阻障箔任選切割。在一實施例中，細長槽16沿著阻障箔10上的預定段周長15延伸，細長槽16從阻障箔10的一個面10a一路延伸至少通過有機層12。在密封槽旁，藉由沿著段周長15切割連續的阻障箔10，獲得獨立的阻障箔段20，藉阻障層11、13以及密封槽17，其與外部環境分離並密封。在一實施例(未繪示)中，在密封槽17被施加之前或之間，沿既定段周長15切斷連續的阻障箔10。如果切割先於密封，最佳地使這些步驟之間的時間間隔盡可能短，以防止環境影響，惡化箔片的暴露部分。在另一實施例中，被密封槽17劃分的連續的阻障箔10被保持為單件，即不切開。分割連續的阻障箔10可因此被用於進一步的連續加工或存儲在捲上。

術語「既定」用於「既定段周長」，一詞指的是段周長的絕對或相對位置在形成槽的瞬間被決定，例如段已被切割，或在段被切之處已有指示，例如與密封槽相關。既定段周長，例如取決於元件要以段周長被製造的尺寸與形狀。在生產系統中，段周長可由控制器控制切割與/或密封的過程而預定。控制器，例如包括具有指令的記憶體，其用於在一定的形狀與/或以一定距離區間切割箔片。

在一實施例中，在密封槽17與連續的阻障箔10的殘餘10'之間，從阻障箔段20被切割之處，既定段周長15被排列在離密封槽17的一距離L上。距離L最佳越小越好，以便不浪費箔片的材料。另一方面，距離要足夠大，以便不損壞密封性。藉由離密封槽一距離而切割阻障箔，可防止切割過程中對密封槽的損害。由阻障箔段的切割側的濕氣或氧氣的滲入，可藉由其間的密封溝槽防止其進入阻障箔段的有機層。這會提高密封箔段的良率。距離L可取決於箔片切割工具，例如切割雷射的光點尺寸或切割刀片的厚度。通常情況下，L最佳在10至500微米之間的範圍。

在繪示的實施例中，連續的阻障箔10更包括基板14，基板14用於乘載其它層。例如，基板14可包括撓性箔片。用於撓性基板箔片的典型材料可包括一種或多種乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PEN)、聚二醚酮(PEEK)以及聚碳酸酯。基板14典型厚度為25至200微米之間。或者，除了撓性，基板14也可以是非撓性或剛性的，例如為玻璃板。除了使用基板，層11、12以及13可為自支撐，而不需要基板。在一例中，在施加本發明揭露的方法(用於施加電路)之前或之後，基板14可被剝除。

而如在此的實施例與其它實施例中所繪示，整個槽16填充密封材料17m，或者當密封層足夠厚以形成防止濕氣與/或氧氣進入時，可停止填充。此外，當所示實施例包括單二分子阻障，其由夾在阻障層11與13之間的有機層12形成，此組態可與額外的有機與阻障層擴張，形成稱為多二分子的結構。例如，在阻障層11上，有另一有機層，在其上有另一阻障層。因此，可以形成一個結構，包含層：阻障-有機-阻障-有機-阻障。此結構可進一步擴大。提供越多層，阻障的功能越好。於是，最佳地，提供阻障箔，阻障箔包括層狀結構，層狀結構包括夾在阻障層之間的兩個或多個有機層，其中兩個或多個有機層被夾在額外的阻障層之間。此外，其他層，例如電光層，也可夾在有機與/或阻障層之間。

在一實施例中，槽16具有相對於基板的表面的一傾斜角度，即，在槽的側壁與基板表面之間的角度α，角度α小於90度，角度α最佳小於80度，例如在50到80度的範圍內。較小的角度α可能是有益的，例如所繪示的槽，被突出的密封材料從上填入溝槽中填充。這對一實施例可能是有利的，其中，槽是不完全填充，例如只充分地覆蓋側壁。於是，密封槽可包括一個倒置的截頭圓錐形狀。

圖2A與圖2B繪示阻障箔10的實施例的示意剖面圖，阻障箔10具有積體電路17a、17b，其電性連接到電子元件疊層30，電子元件疊層位在箔片10上。在一實施例中，元件結構30的電極層31、33被電性連接到密封材料17m。圖2A繪示元件疊層30的下電極31藉由分流47被連接到密封材料17m。圖2B繪示元件疊層30的上電極33藉由分流47被連接到密封材料17m。在一實施例中，個別的電極層31、33的部分31e、33e從施加在元件結構30上的密封層40下方延伸，其中電極層延伸的部分被電性連接到密封材料17m。儘管本實施例繪示藉由單獨的分流材料連接元件疊層，可替代地，或額外地，層31或33可以與密封材料17m直接接觸。

在所繪示的實施例中，元件疊層30包括在電極層31與33之間的電光層32。例如，電光層32包括發光層或光吸收層。例如，元件疊層30可形成OLED或OPV元件的一部分。有利的是，由這些層11、12、13形成的阻障箔，至少從底部可以阻止外部濕氣與/或氧氣19到達元件疊層。密封材料17m可以防止外部濕氣與/或氧氣19從箔片一側21貫穿有機層12。同時，密封材料17m可形成元件疊層30的電路的一部分。

根據一個樣態，本揭露提供一種阻障箔10。阻擋箔包括層狀結構，層狀結構包括夾在阻障層11、13之間的有機層12。阻障箔10包括沿著阻障箔10周長的密封槽17。密封槽17藉由細長槽16形成，細長槽16由阻障箔10的一個面部分延伸穿過阻障箔段10，至少部分或全部貫穿有機層12。細長槽16被密封材料17m填充。密封槽17與阻障層11、13被排列，在至少部分的有機層12包圍有機材料12m的至少一部分，使用時，適於防止外部濕氣與/或氧氣19抵達有機材料12m。密封材料17m包括導電材料，導電材料可形成電路。

在一實施例中，阻障箔是OLED或OPV元件堆疊的一部分。元件堆疊更包括設置在阻障箔10的一面上的一個或多個電光層31、32、33。阻障箔10被配置成至少從一側密封電光層，用於防止外部濕氣與/或氧氣19到達該電光元件結構30。密封材料17m可形成電路，例如母線，即電性連接到電光元件結構30。

圖3繪示箔段10的示意上視圖，箔段10具有施加到電路的電性連接57a、57b。在一實施例中，如圖所示，密封槽17a形成電路的第一部分。特別是密封槽17a被配置為充當一個接觸墊與/或母線。因此，經由接觸墊可提供電性功能到元件疊層30，其形成電路的第二部分。在一實施例中，密封槽17a沿周長15延伸。在一實施例中，元件疊層30被設置在箔片上(在箔片的周長內)。在一實施例中，元件疊層30的第一電極31電性連接到在阻障箔的第一密封槽17a。在另一個或又一個實施例中，元件疊層30的第二電極32電性連接到在阻障箔的第二密封槽17b。電性連接中的一個或兩個可藉由分流31a、31b更加便利。特別是，例如，分流31a被裝配成以電路的第二部分(元件疊層30)電性連接電路的第一部分(密封槽17a)。在一實施例中，一個或多個密封槽17a、17b被電性連接到外部電源或功率消耗，例如，藉由電極57a與57b，例如，元件30可上電或由此接收電能。而圖中繪示矩形的箔段，其可以是任何所需形狀，例如正方形、三角形、圓形、橢圓形、星形，或任何自定義形狀。密封槽/母線通常可跟隨段周長15的輪廓，例如近似於平行段周長15。

圖4A繪示方法的示意實施例，用於切割成阻障箔。在一實施例中，方法包括：(B1)，從阻障箔10的一個面10a在阻障箔10提供兩個淺切口16s到至少一上阻障層11。方法更包括(B2)，在淺切口16s之間切割，形成細長槽16，至少部分貫穿阻障箔10的有機層12。在一實施例中，細長槽16比淺切口16s更深入阻障箔。

圖4B繪示一示意實施例，用於填充在阻障箔的切口。在一實施例中，方法包括：(C1)在沉積密封材料17m之前，至少在細長槽16內沉積潤濕材料17w，藉由潤濕材料17w，可改善在槽16內的密封材料17m的接合。在另一個或又一實施例中，方法包括：(C2)沉積密封材料17m，以覆蓋淺切口16s與細長槽16兩者。需注意的是，當以密封材料17m覆蓋槽16s與16時，潤濕層17(步驟C1)的沉積也可省略。

圖5繪示系統100，用以提供阻障箔10上的電路。系統包括箔片提供裝置50與60、槽形成裝置52、槽密封裝置53以及控制器70。

控制器70被配置(即程式化與連接)，用於控制箔片提供裝置50與60，可提供連續的阻障箔10。連續的阻障箔10包括連續的層狀結構，連續的層狀結構包括夾在阻障層11與13之間的有機層12。

控制器70還配置成用於控制槽形成裝置52，可部分切割貫穿連續的阻障箔10，在連續的阻障箔10形成細長槽16。因而細長槽16切口在連續的阻障箔10上沿既定段周長15延伸。細長槽16從連續的阻障箔10的一個面一路通過阻障層(11)與有機層12至少一個而延伸。與槽形成裝置組合在一起的控制器因此被配置，以至少切斷貫穿阻障層11與有機層12。控制器，例如，包括具有指令的記憶體，用於決定既定段周長15與/或細長槽16的絕對或相對位置。指令還可包括由槽形成裝置52在層狀結構上施加的持續時間與/或切割功率，至少切割貫穿阻障層11與有機層12。

控制器70更配置成用於控制槽密封裝置53，可在細長槽16沉積密封材料，從而沿著段周長15形成密封槽17。密封槽17與阻障層11、13被排列為在至少局部的有機層12包圍有機材料12m，且在使用時，適於防止外部濕氣與/或氧氣到達有機材料12m，當從連續的阻障箔10沿既定段周長15貫穿連續的阻障箔10，阻障箔段20被切割。

在一實施例中，槽密封裝置53包括：供應導電材料(作為密封材料17m)，可藉由沉積密封材料17m形成電路。

在一實施例中，系統更包括箔片切割裝置54。控制器70被進一步配置用於控制槽形成裝置52，以形成在阻障箔10上沿著既定段周長15延伸的細長槽16，細長槽16從阻障箔10的一面10a一路貫穿至少有機層12而延伸。控制器70被進一步設置，用於控制箔片切割裝置54，用於沿著段周長15切割貫穿阻障箔10。使用時，當沿著既定段周長15貫穿阻障箔10，阻障箔段20被切割時，平行於既定段周長15而形成的密封槽17，適於防止外界濕氣與/或氧氣19到達有機材料12m。二擇一地，箔片10切割分成段之後，箔片10也可保持完好，例如用於進一步加工或在捲上儲存分割的連續箔。

在一實施例中，系統更包括分流沉積裝置57。控制器70被進一步設置用於控制分流沉積裝置57，以在箔片10上沉積導電分流47，其中分流47電性連接到密封材料17m。

在繪示的實施例中，系統100更包括層沉積裝置51，設置用於在箔片基板14上提供一個或多個層。控制器70被設置成用於控制層沉積裝置51，以在箔片基板14上沉積連續的層狀結構。連續的層狀結構包括夾在阻障層11與13之間的有機層12，以形成連續的阻障箔10。在一實施例中，層沉積裝置51包括阻障層沉積裝置與有機層沉積裝置。典型地，阻障層沉積裝置包括阻障材料供應，使用時，以沉積在基板14上的阻障材料充填形成阻障層11與/或13。同樣地，有機層沉積裝置包括有機材料供應，即，使用時，以在基板14上沉積有機材料充填以形成有機層12。

在一實施例中，箔片提供裝置包括在捲上的箔片供應50與箔片輸送系統60，其中箔片輸送系統60沿著所述箔片加工的程序承載箔片，其中，程序包括槽形成裝置，設置成在阻障箔形成溝槽。藉由阻障層沉積裝置，在外部的上阻障層11被沉積在有機層12之後。

在繪示的實施例中，由箔片供應捲50供應箔片基板14且被箔片輸送帶系統60輸送，例如，無限的輸送帶在方向61移動箔片。其他已知用於輸送箔片的裝置，例如滾筒，可被使用。沉積到基板14上的層可形成連續的阻障箔10。基板14可為連續的阻障箔10的一部分，或者可以在層沉積之後被移除。替代所繪示的實施例，也可直接提供連續的阻障箔10，例如來自供應捲，供應捲包括連續的阻障箔10。連續的阻障箔10，例如，可用前述的捲對捲轉印工藝來製造。

替代從捲提供連續的阻障箔10，連續的阻障箔10也可作為片狀提供。例如。連續的阻障箔可以藉由在此說明的系統與製程分為阻障箔段。例如，箔段20可從連續的阻障箔片10分開與切割。箔片提供裝置可因此包括任何與所有用於提供箔片之物。

在繪示的實施例中，系統100更包括外殼56。連續的阻障箔在外殼內被加工。環境控制系統55可用以提供外殼56內的低濕度與/或低氧環境。雖然連續的阻障箔10被切斷，其可藉由環境控制系統55與/或外殼56而不與外部濕氣與/或氧氣19接觸。例如，乾燥的氮氣可通過外殼，用於提供低濕度與低氧氣的環境。二擇一地或額外地，外殼可保持在低壓，例如真空中。在部分切割(B)中，連續的阻障箔10可因此藉由使箔片進入到低濕度與/或低氧氣的環境中，當暴露於所述環境時，適於防止有機材料12m劣化。

在繪示的實施例中，箔片在加工系統101中再加工。再加工可包括額外層的沉積。再加工可發生在切割箔段上或非切割箔片上。切割箔段的優點是更容易處理，例如當在獨立的箔段塗膠時。在連續的箔片上將分開的箔段保持在一起便於進一步捲對捲轉印的加工。

在一實施例(未繪示)，OLED層沉積在劃分的阻障箔段20上。OLED層可包括額外的層，例如，但不限於發光層，陰極與陽極層與/或電荷注入層。OLED層可被第二阻障箔層所覆蓋。第二阻障箔層可沉積到OLED層上或膠合到OLED層。阻障箔段可封閉OLED層。阻障箔段可被熔合在一起，或在邊緣處以另一種方式密封。以此方式，OLED層可被保護，免受濕氣與/或氧氣的影響。在另一實施例中，連續的阻障箔包括OLED層(作為其有機層中的一個)。OLED層因此藉由密封連續的阻障箔而被密封。

繪示的例示系統，用於提供箔片、在箔片中挖槽、密封槽、沉積另外的層，與/或切割箔片，替代的系統與工具也可用於實現類似的結果。而在討論中，除參考箔片之外，同樣的方法與系統可應用於其它結構，例如用於剛性基板與層。光學元件，例如雷射、反射鏡、透鏡等可被組合或分成具有相同的效果的一個或多個替代的光學元件。類似的電子部件，例如控制器與處理器，可被分成獨立的與/或專用的組件，或被包括在積體電路中。

如說明與繪示的實施例的各種元件提供了一定的優勢，例如，在阻障箔上提供電路部件，並提供阻障箔的密封。當然，應理解的是，上述實施例或製程中的任何一個可以與一個或多個其他實施例或製程組合，以提供在發現與配對的設計和優點的進一步改良。可理解的是，本發明具有特別的優勢，以防止濕氣與/或氧氣到達有機層，並在一般條件下可應用於電路被施加到阻障箔上的任何應用。所揭露的方法有利於增加電路與/或密封非有機材料的成分，例如，基於銅銦鎵(二)硒(CIGS)的太陽能電池。除了阻障箔，本揭露也可應用於密封其它類型的層狀結構。替代地或額外地，除了提供其不受環境影響的保護之外，密封也可被設置成其它功能。步驟不一定需要依說明的順序執行，例如，欲達成類似的優點，阻障箔可被切割成箔段，在挖掘與/或密封槽之前或之間。切割可被省略，例如，藉由填充溝槽所形成的電路線可被施加在箔片上的任何地方，不僅在靠近箔片周長的邊緣。

最後，上述的說明旨在僅僅說明本系統與/或方法，不應被解釋為限制所附的申請專利範圍到任何特定的實施例或實施例的組。說明書與附圖被視為相應的說明方式，並且旨在不限制所附申請專利範圍的範疇。在解釋所附的申請專利範圍時，應理解的是，除了列在給定的申請專利範圍內，詞「包括」不排除其他元件或動作的存在。在元件之前的詞「一」或「一個」不排除複數個此種元件的存在。在專利申請範圍中的符號不限制其範疇。幾個「裝置」可由相同的或不同的項目來表示，或者為實現的結構或功能。除非特別指出，任何所揭露的設備或其部分可組合在一起，或分成另外的部分。某些措施記載在相互不同的申請專利範圍中的事實不表示這些措施的組合不能被有利地使用。特別是，在申請專利範圍中的所有工作組合都被視為本質上已揭露。