封装层结构的制作方法

本发明是有关一种封装层结构，且特别是关于一种可以在挠折作用时降低封装层所受应力以有效阻绝氧气与水气入侵的可挠性封装层结构。

背景技术：

相较于液晶显示器(lcd)，有机发光二极管(oled)显示器的反应时间更快、视角更大、对比更高、更轻、功率更低、且能顺应挠性基板，因此近来在显示器应用方面深受注目。除了用于oled的有机材料外，也开发许多用于小分子挠性有机发光二极管(foled)和聚合物发光二极管(pled)显示器的聚合物材料。许多有机和聚合物材料具有挠性而可用于在各种基板上制造复杂的多层装置，使其适合应用于各种透明多色显示器，例如薄型平面显示器(fpd)、有机电激激光(electricallypumpedorganiclaser)和有机光放大器(organicopticalamplifier)。

如图1a所示，封装层结构100包含第一有机层110、无机薄膜120、以及第二有机层130。第一有机层110具有实质平坦的两个相对的表面。在一些实施方式中，第一有机层110的材料可包含环氧树脂、丙烯酸树脂、胺基甲酸酯丙烯酸酯树脂、或类似的材料、或是以上材料中的至少两种混合，但不以此为限。由于构成第一有机层110的材料具有良好的可挠性及柔性，因此可以减缓被封装的电子元件(例如，oled元件等)的内部应力。在某些实施方式中，可以通过喷墨印刷工艺(inkjetprinting)、旋涂工艺、涂布工艺、化学气相沈积(chemicalvapordeposition；cvd)工艺、或类似工艺来形成第一有机层110。

无机薄膜120设置在第一有机层110的其中平坦的表面上。换句话说，无机薄膜120也具有两个实质上平坦的相对表面。在某些实施方式中，无机薄膜120的材料可包含氮化硅(sinx)、氧化硅(siox)、氧化铜(cuox)、氧化铁(feox)、氧化钛(tiox)、硒化锌(znsex)、或氧化铝(alox)、或是以上材料中的至少两种混合，但不以此为限。由于构成无机薄膜120的材料具有良好的致密性，因此防止水分及氧气渗透d效果极佳。在某些实施方式中，可以通过化学气相沈积工艺、溅镀工艺、原子层沈积(atomiclayerdeposition；ald)工艺、电浆增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition；pecvd)工艺或类似的工艺来形成无机薄膜120。

第二有机层130设置在无机薄膜120的平坦的表面上，使得无机薄膜120位于第一有机层110与第二有机层130之间。在某些实施方式中，构成第二有机层130的材料与构成第一有机层110的材料相同或类似。在某些实施方式中，形成第二有机层130的方法实质上可以相同或类似于形成第一有机层110的工艺。

图1b绘示根据上述封装层结构100的有限元素分析模型(finiteelementanalysismodel)。利用有限元素分析软体(general-purposefiniteelementsoftware)来模拟上述实施方式的封装层结构100被挠折的情形。当如图1a所绘示的封装层结构100受到外力而产生弯曲的形变时，由于构成无机薄膜120的材料相较于构成第一有机层110和第二有机层130的材料质地更为硬且脆，因此封装层结构100中无机薄膜120的中心处承受约2300mpa的最大应力，且应力从无机薄膜120的中心处向两侧递减。

oled目前面临最大的问题为使用寿命短。影响oled使用寿命最主要的原因为大气中的水气与氧气渗透至oled内与有机或聚合物材料反应，导致有机或聚合物材料劣化(degradation)及形成不发光的暗点(non-emissive)，造成元件亮度降低、驱动电压上升、元件短路以及黑点产生的现象，可挠式oled因必须时常遭遇挠折作用所以更容易发生封装层破裂引起的水气与氧气渗透，因此市场上特别需要一种可以在挠折作用时降低封装层所受应力的封装层结构。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种可以在挠折作用时降低封装层所受应力的封装层结构。

为实现上述目的，本发明提供一种封装层结构，其包含第一有机层、无机薄膜、以及第二有机层。第一有机层具有底表面以及相对于底表面的第一波浪表面。第一波浪表面包含多个峰部及多个谷部，且这些峰部与这些谷部彼此交替排列。无机薄膜保形设置于第一有机层的第一波浪表面上，且无机薄膜具有相对于第一波浪表面的第二波浪表面。第二有机层位于无机薄膜的第二波浪表面上。

根据本发明某些实施方式，第一有机层及第二有机层分别具有1微米至30微米的厚度。

根据本发明某些实施方式，无机薄膜具有50埃至10000埃的厚度。

根据本发明某些实施方式，各峰部与各谷部之间具有1微米至20微米的高度差。

根据本发明某些实施方式，任两相邻的峰部之间具有1微米至10000微米的间距。

本发明的另一目的是提供一种封装层结构，其包含第一有机层、第一无机薄膜、第二有机层、第二无机薄膜、以及第三有机层。第一有机层具有底表面以及相对于底表面的第一波浪表面。第一波浪表面包含多个第一峰部及多个第一谷部，且这些第一峰部与这些第一谷部彼此交替排列。第一无机薄膜保形设置于第一有机层的第一波浪表面上，且第一无机薄膜具有相对于第一波浪表面的第二波浪表面。第二有机层设置于第一无机薄膜的第二波浪表面上，且第二有机层具有相对于第二波浪表面的第三波浪表面。第二无机薄膜保形设置于第二有机层的第三波浪表面上，且第二无机薄膜具有相对于第三波浪表面的第四波浪表面。第三有机层位于第二无机薄膜的第四波浪表面上。

根据本发明某些实施方式，第一有机层、第二有机层、及第三有机层分别具有1微米至30微米的厚度。

根据本发明某些实施方式，第一无机薄膜及第二无机薄膜分别具有50埃至10000埃的厚度。

根据本发明某些实施方式，各第一峰部与各第一谷部之间具有1微米至20微米的高度差。

根据本发明某些实施方式，任两相邻的第一峰部之间具有1微米至10000微米的间距。

根据本发明某些实施方式，第三波浪状具有多个第二峰部及多个第二谷部，且各第二峰部与各第二谷部之间具有1微米至20微米的高度差。

根据本发明某些实施方式，任两相邻的第二峰部之间具有1微米至10000微米的间距。

与现有技术相比，本发明的封装层结构可以在挠折作用时降低封装层所受的应力，且可有效阻绝氧气与水气的入侵。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，结合附图详细说明如下：

图1a是绘示根据本发明的一比较例的封装层结构的剖面示意图。

图1b绘示根据本发明的一比较例的封装层结构的有限元素分析模型(finiteelementanalysismodel)。

图2a绘示根据本发明的一实施方式的封装层结构的剖面示意图。

图2b绘示根据本发明的一实施方式的封装层结构的有限元素分析模型。

图3绘示根据本发明的另一实施方式的封装层结构的剖面示意图。

图4a及图4b绘示根据本发明的另外某些实施方式的第一有机层的俯视示意图。

图5a至图5c绘示根据本发明的封装层结构的俯视示意图。

图6至图8绘示根据本发明的某些实施方式的各阶段制造封装层结构的剖面示意图。

具体实施方式

请参阅图2a。图2a绘示根据本发明的一实施方式的封装层结构200的剖面示意图。如图2a所示，封装层结构200包含第一有机层210、无机薄膜220、以及第二有机层230。第一有机层210具有底表面210b以及相对底表面210b的第一波浪表面210a。值得注意的是，底表面210b实质上为一平坦表面，而第一波浪表面210a为波浪状。在一些实施方式中，第一波浪表面210a具有多个峰部a及多个谷部b。第一波浪表面210a实质上为多个峰部a及多个谷部b彼此交替排列而形成的波浪状起伏面，峰部a或谷部b的截面轮廓可例如为半圆形、弧形、或正弦波形、或上述组合。峰部a和谷部b分别具有波峰和波谷。具体的说，此两个相邻的波峰和波谷之间具有高度差hab，hab介于1微米(um)至20微米之间。根据多个实施例，当高度差hab大于某一数值，例如20微米，意味着后续要使用更多的有机材料来填补此高度差hab导致成本增加。反之，当高度差hab小于某一数值，例如1微米，则波浪表面不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同，无法有效降低封装层结构挠折时所受的应力。因此，高度差hab可例如为2um、4um、6um、8um、10um、12um、14um、16um、或18um。此外，任意两个相邻的峰部a之间具有间距laa，laa介于1微米至10000微米之间。根据多个实施例，当间距laa大于某一数值，例如10000微米时，则波浪表面不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同。反之，当间距laa小于某一数值，例如1微米，会增加工艺的困难度。因此，间距laa可例如为10um、100um、200um、300um、400um、500um、600um、700um、800um、900um、1000um、2000um、3000um、4000um、5000um、6000um、7000um、8000um、或9000um。

在一些实施方式中，第一有机层210具有厚度t210，t210介于1微米至30微米之间。根据多个实施例，当厚度t210大于某一数值，例如30微米，则会增加封装层结构300的总厚度，并导致制造成本增加。反之，当厚度t210小于某一数值，例如1微米，则封装层结构300的整体机械强度可能不足。因此，厚度t210可例如为5um、8um、10um、15um、20um、或25um。在一些实施方式中，构成第一有机层210的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成第一有机层110的材料，故于此不再赘述。在一实施例中，系使用喷墨印刷工艺来形成第一有机层210。在一些实施方式中，形成第一有机层210的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成第一有机层110的工艺，故于此亦不再赘述。

无机薄膜220保形设置于第一有机层210的第一波浪表面210a上，且无机薄膜220具有相对于第一波浪表面210a的第二波浪表面220a。换句话说，无机薄膜220的第二波浪表面220a具有对应于第一波浪表面210a的波浪状。在一些实施方式中，无机薄膜220具有厚度t220，t220介于50埃至10000埃之间。根据多个实施例，当厚度t220大于某一数值，例如则容易因外加应力而破裂。反之，当厚度t220小于某一数值，例如则阻隔水气和氧气的效果不佳。因此，厚度t220可例如为或在一些实施方式中，构成无机薄膜220的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成无机薄膜120的材料，故于此不再赘述。在一些实施方式中，形成无机薄膜220的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成无机薄膜120的工艺，故于此亦不再赘述。

第二有机层230位于无机薄膜220的第二波浪表面220a上。详细的说，第二有机层230具有相对于第二波浪表面220a的顶表面，且此顶表面为平坦的表面。在一些实施方式中，第二有机层230具有厚度t230，t230介于1微米至30微米之间。根据多个实施例，当厚度t230大于某一数值，例如30微米，则会增加封装层结构300的总厚度，并导致制造成本增加。反之，当厚度t230小于某一数值，例如1微米，则封装层结构300的整体机械强度可能不足。举例来说，厚度t210可例如为5um、8um、10um、15um、20um、或25um。在一些实施方式中，构成第二有机层230的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成第一有机层110的材料，故于此不再赘述。在一实施例中，是使用喷墨印刷工艺来形成第二有机层230。在一些实施方式中，形成第二有机层230的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成第一有机层110的工艺，故于此亦不再赘述。

图2b绘示根据上述封装层结构200的有限元素分析模型。利用有限元素分析软体来模拟上述实施方式的封装层结构200被挠折的情形。当如图2a所绘示的封装层结构200受到与图1b所绘示的封装层结构100相同的外力而产生弯曲的形变时，由于封装层结构200中的无机薄膜220已形成波浪状的无机薄膜220，因此无机薄膜220的中心处承受约900mpa的应力，且无机薄膜220中心处所承受的应力与其两侧所承受的应力大致相同。因此，根据本发明实施方式的封装层结构能够有效减少挠折时所受的应力。

封装层结构200相较于封装层结构100还有以下优点：大幅提升封装层结构200的可挠性并降低无机薄膜因挠折而造成破裂的风险。应用于可挠性oled的封装工艺中，可以进一步避免大气中的水气与氧气通过封装层结构产生的裂纹渗透至oled元件内与有机材料反应，导致oled元件亮度降低、驱动电压上升、内部元件短路以及产生黑点等问题。因此，对于oled元件而言，使用封装层结构200相较于使用封装层结构100具有更长的使用寿命。

请参阅图3。图3绘示根据本发明的另一实施方式的封装层结构300的剖面示意图。如图3所示，封装层结构300包含第一有机层310、第一无机薄膜320、第二有机层330、第二无机薄膜340、以及第三有机层350。第一有机层310具有底表面310b以及相对于底表面310b的第一波浪表面310a。值得注意的是，底表面310b实质上为平坦表面，而第一波浪表面310a为波浪状。在一些实施方式中，第一波浪表面310a具有多个峰部c及多个谷部d。第一波浪表面310a实质上为多个峰部c及多个谷部d彼此交替排列而形成的波浪状起伏面，峰部c或谷部d的截面轮廓可例如为半圆形、弧形、或正弦波形、或上述组合。峰部c和谷部d分别具有波峰和波谷。具体的说，两个相邻的波峰和波谷之间具有高度差hcd，hcd介于1微米(um)至20微米之间。根据多个实施例，当高度差hcd大于某一数值，例如20微米，意味着后续要使用更多的有机材料来填补此高度差hcd导致成本增加。反之，当高度差hcd小于某一数值，例如1微米，波浪表面并不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同，无法有效降低封装层结构挠折时所受的应力。因此，高度差hcd可例如为2um、4um、6um、8um、10um、12um、14um、16um、或18um。此外，任两个相邻的峰部c之间具有间距lcc，lcc介于1微米至10000微米之间。根据多个实施例，当间距lcc大于某一数值，例如10000微米时，则波浪表面不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同。反之，当间距lcc小于某一数值，例如1微米，会增加工艺的困难度。因此，间距lcc可例如为10um、100um、200um、300um、400um、500um、600um、700um、800um、900um、1000um、2000um、3000um、4000um、5000um、6000um、7000um、8000um、或9000um。在一些实施方式中，第一有机层310具有厚度t310，t310介于1微米至30微米之间。根据多个实施例，当厚度t310大于某一数值，例如30微米，则会增加封装层结构300的总厚度，并导致制造成本增加。反之，当厚度t310小于某一数值，例如1微米，则封装层结构300的整体机械强度可能不足。因此，厚度t310可例如为5um、8um、10um、15um、20um、或25um。在一些实施方式中，构成第一有机层310的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成第一有机层110的材料，故于此不再赘述。在一实施例中，系使用喷墨印刷工艺来形成第一有机层310。在一些实施方式中，形成第一有机层310的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成第一有机层110的工艺，故于此亦不再赘述。

第一无机薄膜320保形设置于第一有机层310的第一波浪表面310a上，且第一无机薄膜320具有相对于第一波浪表面310a的第二波浪表面320a。换句话说，第一无机薄膜320的第二波浪表面320a具有对应于第一波浪表面310a的波浪状。在一些实施方式中，第一无机薄膜320具有厚度t320，t320介于50埃至10000埃之间。根据多个实施例，当厚度t320大于某一数值，例如则容易因外加应力而破裂。反之，当厚度t320小于某一数值，例如则阻隔水气和氧气的效果不佳。因此，厚度t320可例如为或在一些实施方式中，构成第一无机薄膜320的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成无机薄膜120的材料，故于此不再赘述。在一些实施方式中，形成第一无机薄膜320的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成无机薄膜120的工艺，故于此亦不再赘述。

第二有机层330设置于第一无机薄膜320的第二波浪表面320a上，且第二有机层330具有相对于第二波浪表面320a的第三波浪表面330a。第三波浪表面330a的各种特征(如两个相邻峰部之间的间距、峰部与谷部之间的高度差等)可与第一波浪表面310a相同、类似、或不同。在一些实施方式中，第三波浪表面330a具有多个峰部e及多个谷部f。第三波浪表面330a实质上系为多个峰部e及多个谷部f彼此交替排列而形成的波浪状起伏面，峰部e或谷部f的截面轮廓可例如为半圆形、弧形、或正弦波形、或上述组合。峰部e和或谷部f分别具有波峰和波谷。具体的说，此两个相邻的波峰和波谷之间具有高度差hef，hef介于1微米(um)至20微米之间。根据多个实施例，当高度差hef大于某一数值，例如20微米，意味着后续要使用更多的有机材料来填补此高度差hef导致成本增加。反之，当高度差hef小于某一数值，例如1微米，波浪表面并不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同，无法有效降低封装层结构挠折时所受的应力。因此，高度差hef可例如为2um、4um、6um、8um、10um、12um、14um、16um、或18um。此外，两个相邻的峰部e之间具有间距lee，lee介于1微米至10000微米之间。根据多个实施例，当间距lee大于某一数值，例如10000微米时，则波浪表面不明显，其挠折结果与上述比较例大致相同。反之，当间距lee小于某一数值，例如1微米，会增加工艺的困难度。因此，间距lee可例如为10um、100um、200um、300um、400um、500um、600um、700um、800um、900um、1000um、2000um、3000um、4000um、5000um、6000um、7000um、8000um、或9000um。在一些实施方式中，第二有机层330具有厚度t330，t330介于1微米至30微米之间。根据多个实施例，当厚度t330大于某一数值，例如30微米，则会增加封装层结构300的总厚度，并导致制造成本增加。反之，当厚度t330小于某一数值，例如1微米，则封装层结构300的整体机械强度可能不足。因此，厚度t330可例如为5um、8um、10um、15um、20um、或25um。在一些实施方式中，构成第二有机层330的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成第一有机层110的材料，故于此不再赘述。在一实施例中，系使用喷墨印刷工艺来形成第二有机层330。在一些实施方式中，形成第二有机层330的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成第一有机层110的工艺，故于此亦不再赘述。

第二无机薄膜340保形设置于第二有机层330的第三波浪表面330a上，且第二无机薄膜340具有相对于第三波浪表面330a的第四波浪表面340a。换句话说，第二无机薄膜340的第四波浪表面340a具有对应于第三波浪表面330a的波浪状。在一些实施方式中，第二无机薄膜340具有厚度t340，t340介于50埃至10000埃之间。根据多个实施例，当厚度t340大于某一数值，例如则容易因外加应力而破裂。反之，当厚度t340小于某一数值，例如则阻隔水气和氧气的效果不佳。因此，厚度t340可例如为或在一些实施方式中，构成第二无机薄膜340的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成无机薄膜120的材料，故于此不再赘述。在一些实施方式中，形成第二无机薄膜340的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成无机薄膜120的工艺，故于此亦不再赘述。

第三有机层350位于第二无机薄膜340的第四波浪表面340a上。详细的说，第三有机层350具有相对于第四波浪表面340a的顶表面，且此顶表面系为一平坦的表面。在一些实施方式中，第三有机层350具有厚度t350，t350介于1微米至30微米之间。根据多个实施例，当厚度t350大于某一数值，例如30微米，则会增加封装层结构300的总厚度，并导致制造成本增加。反之，当厚度t350小于某一数值，例如1微米，则封装层结构300的整体机械强度可能不足。因此，厚度t350可例如为5um、8um、10um、15um、20um、或25um。在一些实施方式中，构成第三有机层350的材料实质上可以相同或类似于图1a中构成第一有机层110的材料，故于此不再赘述。在一实施例中，是使用喷墨印刷工艺来形成第三有机层350。在一些实施方式中，形成第三有机层350的工艺实质上可以相同或类似于图1a中形成第一有机层110的工艺，故于此亦不再赘述。

图4a及图4b绘示根据本发明另外某些实施方式的第一有机层310的俯视示意图。图4a和图4b中的实线(cwf)代表第一波浪表面310a的连续相邻的多个波峰的连线，而虚线(dwf)代表第一波浪表面310a的连续相邻的多个波谷的连线，波峰的连线cwf与波谷的连线dwf大致上彼此平行而形成波纹阵列(corrugatedarray)。波峰的连线cwf从第一有机层310的一边缘延伸到第一有机层310的另一边缘。举例而言，如图4a所示，波峰的连线cwf及/或波谷的连线dwf与第一有机层310的边缘300e之间的夹角可为0度(或90度)，亦即，此波峰的连线cwf及/或波谷的连线dwf与第一有机层310的边缘300e系大致上互相平行(或垂直)。此外，如图4b所示，波峰的连线cwf及/或波谷的连线dwf也可沿第一方向x延伸，且波峰的连线cwf及/或波谷的连线dwf与上述封装层结构的边缘300e之间形成夹角θ，此夹角θ可以是任意角度。在某些实施例中，夹角θ可介于35度至55度之间，可例如为37度、39度、41度、43度、45度、47度、49度、51度、或53度。可以理解的是，第三波浪表面330a的俯视示意图可以和上述第一波浪表面310a的俯视示意图相同或类似。

图5a至图5c绘示根据本发明某些实施方式的封装层结构300的俯视示意图。图5a至图5c中虚线(cwf)代表第一波浪表面310a(标示在图3)的连续相邻的多个波峰的连线，而实线(ewf)代表第三波浪表面330a(标示在图3)的连续相邻的多个波峰的连线。在某些实施方式中，如图5a所示，第一波浪表面310a的波峰的连线cwf与第三波浪表面330a的波峰的连线ewf是相互重合(或平行)。在另外某些实施方式中，如图5b所示，第一波浪表面310a的波峰的连线cwf是沿第一方向x延伸，且第三波浪表面330a的波峰的连线ewf是沿第二方向y延伸。第一波浪表面310a的波峰的连线cwf与第三波浪表面330a是波峰的连线ewf之间形成夹角α，此夹角α可以是任意角度。在某些实施例中，夹角α可介于35度至55度之间，可例如为37度、39度、41度、43度、45度、47度、49度、51度、或53度。在另外某些实施方式中，如图5c所示，第一波浪表面310a的波峰的连线cwf与第三波浪表面330a的波峰的连线ewf是相互垂直。

图6至图8绘示根据本发明的某些实施方式的各阶段制造封装层结构的剖面示意图。如图6所示，在制造封装层结构200的方法中，步骤s1是利用喷墨印刷工艺来形成第一有机层210。相较于传统蒸镀工艺，喷墨印刷工艺可以大幅降低生产成本，并提高材料的使用效率。具体的说，步骤s1是先将液态的有机材料通过喷墨印刷设备中的喷墨头喷洒于电子元件(图未示)或基板(图未示)上，累积具有一定厚度的有机材料。经过uv固化或热固化处理，使上述具有一定厚度的有机材料定型。接着，调整喷墨印刷设备的解析度以形成高低起伏的波浪表面。再一次经过uv固化或热固化处理，使具有波浪状表面的有机材料定型，即形成第一有机层210。第一有机层210的各种特征已记载于上文中，在此不多做赘述。

如图7所示，在制造封装层结构200的方法中，步骤s2是利用cvd、溅镀、ald、pecvd、或类似的工艺来保形沉积无机薄膜220于第一有机层210的第一波浪表面210a上。应理解，无机薄膜220的各种特征已记载于上文中，在此不多做赘述。因此，透过保形沉积的方式使无机薄膜220的第二波浪表面220a具有对应于第一波浪表面210a的波浪状。

如图8所示，在制造封装层结构200的方法中，步骤s3是利用喷墨印刷工艺来形成第二有机层230。详细的说，先将液态的有机材料通过喷墨印刷设备中的喷墨头喷洒于无机薄膜220上，而有机材料将会填满第二波浪表面220a中的谷部b，并覆盖第二波浪表面220a的峰部a以形成平坦表面。最后，经过uv固化或热固化处理，使第二有机层230定型。应理解，第二有机层230的各种特征已记载于上文中，在此不多做赘述。除此之外，可以继续重复步骤s1、s2、及s3以形成如图3所示的封装层结构300。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。