CN1567554A - 电子元件的封装方法 - Google Patents

Abstract

一种电子元件的封装方法，是利用纳米无机材料与高分子材料混合形成未硬化的封装层，均匀涂布于待封装的电子元件上，待封装层固化后，借由该纳米无机材料与高分子材料之间产生的致密性结构，得到一封装电子元件的阻绝层，用以加强电子元件的阻湿阻气效果。

Description

电子元件的封装方法

技术领域

本发明涉及一种电子元件的封装方法，该方法通过一种可直接涂布于电子元件上的封装层来达到阻湿阻气效果，同时符合现在电子产品可挠曲的设计特性。

背景技术

在现今以安全为主题的时代，人们基于生活上方便的原因或生活环境的问题，使得对信息产品的依赖越来越深。但往往会有这样的情形，例如在浴室使用视讯设备，或随身携带电子产品却遇到下雨或潮湿的天气。

一般现代产品基本上都是由电子元件所组成，这些电子元件一旦遇水气，接通的瞬间将使电子元件的启动电压急速变化，这种现象轻者毁坏电子产品，重者会引起火灾，造成使用者或周围人或物品的损伤。而且，水气也会造成电子产品线路氧化甚至短路，极易对电子元件造成物理损坏。假若是没有防水功能的电子元件，那么一切损失将无法挽回。值得注意的是，由于水气的隐蔽性强，不易被发现，一旦在连接计算机时发生短路，甚至可能烧毁计算机主板！由此可见，电子元件的“防水”问题确实是一个无法回避的重要问题，只要有这个漏洞存在，那么对于该电子产品就不能说其是安全的。

就目前的电子产品而言，又以光电元件的封装上进行防湿防气显得尤为重要，因为防水装置对产品的品质与寿命有着直接的关系。举例来说，有机发光二极管(Organic light emitting diode；OLED)具备自发光、厚度薄、反应速度快、视角广、分辨率好、亮度高以及可用于挠曲性面板等多项优点，被认为是继薄膜型液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display；TFT-LCD)之后新一代的平面显示器技术，但其也是目前使用上防水气要求最严格的一般化产品。

但是，由于低分子的有机发光材料对水分非常脆弱，与大气接触后易发生黑点(Dark Spot)的缺陷，因此，如果封装得不好，元件就会出现黑点。这是因为湿气会从金属膜或其边缘进入元件，由于有机电激发光元件中阴极为金属材质，使电极氧化，导致接触不良，黑点逐渐变大，有机电激发光元件的有效显示区随之缩小。这反过来又会增加有效显示区的电流密度，导致驱动电压增加。所以，如果封装得好，就可以控制该黑点的增长。但是，如果元件长时间暴露在空气中，该黑点迟早将会出现。因此，为了减少黑点的形成，使该光电元件隔离湿气，免受水气侵蚀的装置显得非常重要。

目前传统的在有机电激发光镀膜/封合全自动量产制程***中的封装方法，有如下所述的几种：

“有机发光二极管元件用封包”，是一种有机发光二极管元件，包括：一具有元件区的基板；一用以包装该元件的帽盖，该帽盖在该元件区上产生一空腔；以及在该元件区中用以支撑该帽盖的间隔物微粒。

“有机发光元件防水层的成形方法”，是一种有机电激发光元件的制造方法，其中该有机电激发光显示面板包括多个发光区域，包括：先提供一基板；而后依序在该基板上形成一对应于发光区域的第一电极；在含第一电极的基板上形成一条状光阻层，该光阻层突出于含第一电极的基板；在条状光阻层间的暴露区域的第一电极上沉积有机发光介质，以在第一电极上形成多个包含有机发光介质的第一电极区域；在有机发光介质层上形成第二电极；在第二电极上形成应力抵消层，其中该应力抵消层为硅氧氮薄膜或高分子膜；以及在应力抵消层上形成防水层，其中该防水层为非晶硅，无机氮化物或无机氧化物。

“有机发光装置的封装方法”，是一种有机电激发光装置的封装方法，用以对一有机电激发光元件中的一发光层进行封装，该方法包括：在该有机电激发光元件上，以低温真空镀膜成长方法形成一封装层，对该发光层进行封装。

“有机发光显示器及其封装方法”，是一种有机电激发光显示器的封装方法，包括下列步骤：

(1)提供一封装基材及一待封装的有机电激发光元件；

(2)接着在上述封装基材的整个面上均匀涂布一层封装材料；

(3)将上述封装基材形成有封装材料的一面直接面向有机电激发光元件形成有发光层的一面对齐，然后加压并且加热，使封装材料固化后完成该元件的封装。

“保护有机电激发光显示器的方法及其结构”，是一种制造一有机电激发光显示器的方法，该方法包括下列步骤：

在一基板上形成一第一电极层；

在该第一电极层上方形成一有机层；

在该有机层上方形成一第二电极层，该第二电极层与该第一电极层形成一交错的像素矩阵阵列，其中该基板、该第一电极层、该有机层与该第二电极层形成一有机电激发光元件；

在一部份的该第二电极层上方覆盖一保护层，其中该保护层的组成元素中具有最小电动势的一组成元素，其一电动势是小于该第二电极层的组成元素中具有最大电动势的一组成元素的一电动势，用以保护该有机电激发光元件免于遭受水气与氧气的侵入；以及以一气密的外壳封装该有机电激发光元件，借以隔绝该有机电激发光元件与外界的空气与水气。

“电激发光元件的封装方法”，是一种电激发光元件的封装方法，其中至少包括下列步骤：

在一水、氧控制环境中，提供一玻璃基板与一玻璃盖板，该玻璃盖板与该玻璃基板相对应，且该玻璃基板具有多个电激发光元件；

在该水、氧控制环境中，在该玻璃盖板上多个边框位置分别涂布一框胶，这些边框位置与这些电激发光元件一一对应，每一框胶分别具有一开口；

在该水、氧控制环境中，使这些框胶位于该玻璃盖板与该玻璃基板之间，将该玻璃盖板与该玻璃基板压合，并使这些电激发光元件位于该玻璃盖板与该玻璃基板之间；

在该水、氧控制环境中，使这些框胶固化；

在该水、氧控制环境中，依据这些电激发光元件的分布，对该玻璃盖板与该玻璃基板进行切割；

在该水、氧控制环境中，按照该玻璃盖板与该玻璃基板的切割方式，将每一电激发光元件分开，形成各自独立的多个封装件，而每一封装件包括一元件玻璃基板、这些电激发光元件其中之一、这些框胶其中之一与一元件玻璃盖板，并由该元件玻璃盖板、该元件玻璃基板和这些框胶其中之一构成一空腔；

提供一真空腔，在该真空腔的底部配置有一胶槽，该胶槽内盛有一封装材料，并将这些封装件置入该真空腔中，使每一封装件的该开口朝向该胶槽，且这些封装件不与该封装材料接触；

对该真空腔进行真空抽气，使这些封装件与该封装材料真空脱气；

当该真空腔达到一设定真空度时，将这些封装件浸入该胶槽中，使每一封装件的该开口与该封装材料接触进行灌胶；

使该真空腔压力上升至一设定压力，使该封装材料分别由每一封装件的该开口注入、并充满该空腔，形成一元件封装材料完全覆盖该电激发光元件；以及使每一元件封装材料固化。

“有机EL元件的封装方法”，是一种有机电激发光显示器(Organic Electroluminescent Device)元件的封装方法，包括：

一形成有机EL元件步骤，是提供一透明基板，且在该透明基板上形成多个有机EL元件；一形成塑料封装薄板与黏合层步骤，是提供一塑料封装薄板，且在该塑料封装薄板上形成多个黏合层；

一形成内含穴状区域的封装罐步骤，是在该塑料封装薄板上形成多个穴状区域，且以该具穴状区域的塑料封装薄板当作一封装罐；以及一封装体接合步骤，是将该封装罐一侧，即塑料薄板上具黏合层的一侧与该透明基板上具有机EL元件的一侧接合，并以热能或紫外线固化(UV-Curing)的方式干燥硬化该黏合层以形成一封装体，使得封装体内部的有机EL元件与外界完全隔绝。

综合以上所述，传统的封装方法都是在铟锡氧化物(ITO；Indium Tin Oxide)玻璃基板上利用真空蒸镀成膜的技术将有机发光层薄膜和金属电极(阴极；Cathode)的配线薄膜，以连续方式成膜并经过检查后，把封合罐(封装盖)周围涂布封装胶及内部吸湿材，然后，借由热能或紫外线固化(UV-Curing)的方式干燥硬化该封装胶，以结合封装盖及基板，通过封装有机电激发光元件于前述封装盖及基板内，可借由封装胶以阻隔外部的水气与氧气进入封装盖内部，并通过吸湿材以吸收封装盖及基板内的水气及氧气，以达到阻湿阻气的效果。

虽然上述利用封装盖、封装胶及吸湿材的封装方法，可使该光电元件隔离湿气的侵蚀，但由于产品设计的多元化与轻薄化的趋势，以目前传统具有的封装盖的封装方法，常因为产品的挠曲设计之后，该光电元件因为应力的集中而影响该元件寿命，故目前光电元件的封装仍有待改进。

发明内容

于是，本发明的主要目的在于解决上述传统技术的缺陷，避免缺陷存在。本发明是借由混入纳米无机材料的高分子材料所构成的封装层材料，直接涂布于待封装的电子元件表面上，借以取代传统封装方式中的封装盖及内部吸湿材，同时，也省去用于封装盖四周的封装胶成本与制程问题，也解决了传统封装盖会因为挠曲后，该电子元件产生应力集中，造成封装盖的剥离及破裂，而影响其寿命的缺陷。

为实现上述的目的，本发明的纳米无机聚合胶材的有机电激发光元件封装方法，是利用纳米无机材料与高分子材料混合形成一未硬化的封装层，均匀地旋转涂布于待封装的电子元件上，待封装层固化后，无机材料与高分子材料之间产生一具致密性结构的阻绝层，可加强光电元件的阻湿阻气效果。

附图说明

图1是本发明的封装方法流程示意图。

图2-1、2-2是本发明的有机发光二极管封装实施例示意图。

图3是本发明另一实施例的液晶显示器封装示意图。

图4是本发明另一实施例的薄膜电池封装示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细内容及技术说明，现配合附图说明如下。

参见图1，为本发明的封装方法流程示意图。如图所示：本发明的纳米无机聚合胶材的有机电激发光元件封装方法，包括下列步骤：

a)提供一纳米无机材料与一高分子材料，然后将上述两材料制备，依再活化及混合制成不同成份比例的纳米无机聚合物；

b)将上述封装物质混合形成未硬化的纳米无机聚合物混合成一封装层材料，同时进行裸基材(Bare material)的水气穿透特性测试后，借以选取最佳混合比例并与其它材料作比较，并控制此封装层材料的黏度在5000cps(cps＝centipoise；厘泊)至50000cps之间；

c)提供一待封装的电子元件；

d)将上述未硬化的封装层材料均匀地涂布于上述的待封装的电子元件需封装的部分；

e)待上述涂布的封装层材料经固化后，完成该电子元件的封装。

其中，该纳米无机材料是由以下任一种材料所构成：铁(Fe)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、镁(Mg)、银(Ag)、铬(Cr)、二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、二氧化锌(ZnO₂)；又，该纳米无机材料的颗粒大小是在1nm至100nm之间。

其中，该高分子材料是选自以下任一种材料：聚环氧树酯(Epoxy)、聚压克力树酯(Arcrylic)、尿素树酯(Urethane)、聚环氧树酯/压克力树酯(Epoxy/Arcrylic)混合高分子、聚压克力树酯/尿素树酯(Arcrylic/Urethane)混合高分子、聚硅烷树酯(Silicone)、聚硅氧烷树酯(Silioxane)、有机/无机共聚合物(Organic/Inorganic)。

又，该纳米无机材料与高分子材料间是形成一化学键的键结链或形成一凡得瓦键的键结链。

同时参见图2-1、2-2，为本发明的有机发光二极管封装实施例示意图。如图所示：本发明的有机电激发光元件10封装方法，是由一纳米无机材料与一高分子材料形成的封装层材料20所构成。

该有机电激发光元件10包括有一基板11，在基板11上配置有图案化的阳极导电层12及一阴极阻隔层13，再设置一有机发光层14、14’，再在有机发光层14、14’上形成有一阴极导电层15、15’，形成的阴极导电层15与基板11上阳极导电层12之间夹设有机发光层14；

接着，借由混入纳米无机材料与高分子材料所构成的封装层材料20，并控制该封装层材料20的黏度在5000cps至50000cps之间，直接涂布于有机电激发光元件10上，待封装层材料20固化后，该纳米无机材料与高分子材料之间产生的一致密性结构的阻绝层，便可加强有机电激发光元件10的阻湿阻气效果，于是，本发明可有效地取代传统的封装盖及内部吸湿材，也省去使用封装盖四周的封装胶问题或因为传统封装盖挠曲后元件产生应力集中，造成封装盖的剥离及破裂而影响其寿命的缺陷。

参见图3，为本发明另一实施例的液晶显示器封装示意图。如图所示：液晶显示器基本构件为二透明基板31、31’，与夹于两透明基板31、31’之间一包含液晶层的液晶配向元件36，和分别设置于上述两透明基板31、31’外侧的偏光板32、33，而于其中一偏光板33上再依序设置一导光板34，一背光模组35；其中为保护两透明基板31、31’之间的液晶配向元件36，在两透明基板31、31’之间，液晶配向元件36的***可利用本发明的封装层材料37连接与固定两透明基板31、31’的相对位置，同时借由本发明达到防水气的效果。

参见图4，为本发明另一实施例的薄膜电池封装示意图。如图所示：薄膜电池基本上可视为锂电池的薄膜版，其基本构件为一基板40，与分设于两位置的用以对外连接导电的阴极板41与阳极板42；一设置于上述阴极板41上的阴极层43；一设置于上述阴极层43上的固态的电解质44，同时该电解质44与阳极板42连接；一阳极层45设置于上述电解质44上，同时其必须覆盖到阳极板42；最后利用本发明的封装层材料46覆盖于最上层，但阴极板41与阳极板42必须外露出来，方便连接使用。

这些小电容量的薄膜电池可应用的领域包括存储元件的电源、非接触式IC卡的电源、微机电元件的电源。因为上述产品的特征为轻薄短小，一般薄膜电池为了有好的防水气效果，而牺牲了轻巧设计；或为了轻巧设计而牺牲了防水性；但应用本发明的封装方式，实现了封装制程上轻巧又防水气的封装。

综合以上所述的实施例，本发明是一借由混入纳米无机材料与高分子材料的封装层材料20，其特征在于可运用于全面式的电子元件涂布封装，同时在针对于可挠曲式及非挠曲式的有机电激发光元件10上，可取代传统的封装盖及内部吸湿材，确实可以加强电子元件的阻湿阻气效果，且其运用范围及技术效益相当广泛，分别简单叙述如下：

(一)本发明可运用的产业制造类别如：

(1)一般玻璃基板的有机电激发光显示器(OLED)、高分子有机电激发光显示器(PLED)及可挠曲有机发光元件(FOLED)。

(2)集成电路(IC)封装。

(3)其它电子元件的封装。

(4)无机电激发光显示器LED的封装。

(5)薄膜电致发光(TFEL)显示器的封装。

(6)液晶显示器(LCD)封装。

(7)太阳能电池、太阳能电池发电***、非晶薄膜电池、单晶与多晶薄膜电池等电池的封装与高效率透光保护层。

(8)其它各种产业的防蚀运用。

(二)使用本发明的优点：

(1)可提升待封装元件的封装效果并增加其寿命。

(2)可使用于多种不同的产业物品封装应用，其应用范围较广。

(3)使用于可挠曲性有机发光元件(FOLED)时，可应用于元件的正反两面以阻止水、气渗透。

(4)使用于薄膜电池的封装时，可防止易外露的阴极或其它叠层因接触外界环境而造成腐蚀或氧化等现象，提升元件的封装效果与增加元件寿命。

(5)可减少待封装元件的体积及厚度。

(6)可缩减制程的成本及时间。

Claims (7)

1.一种电子元件的封装方法，其特征在于该封装方法包括以下步骤：

a)制备提供一纳米无机材料与一高分子材料；

b)将上述两材料混合形成未硬化的纳米无机聚合物混合成一封装层材料(20)，并控制此封装层材料(20)的黏度在5000cps至50000cps之间；

c)提供一待封装的电子元件；

d)将上述未硬化的封装层材料(20)均匀涂布于上述的待封装的电子元件需封装的部分；

e)待上述封装层材料(20)经固化后，完成该电子元件的封装。

2.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该纳米无机材料是由以下任一种材料所构成：铁、铝、钛、铂、镁、银、铬、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锌。

3.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该纳米无机材料的颗粒大小在1nm至100nm之间。

4.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该高分子材料是选自以下任一种材料：聚环氧树酯、聚压克力树酯、尿素树酯、聚环氧树酯/压克力树酯混合高分子、聚压克力树酯/尿素树酯混合高分子、聚硅烷树酯、聚硅氧烷树酯、有机/无机共聚合物。

5.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该步骤b的封装层材料(20)是借由进行裸基材的水气穿透特性测试后，选取该物质的最佳混合比例。

6.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该纳米无机材料与高分子材料间是形成一化学键的键结链。

7.根据权利要求1所述的电子元件的封装方法，其特征在于，该纳米无机材料与高分子材料间是形成一凡得瓦键的键结链。