台湾专利TW201316586A 光電裝置封裝、陣列及製造方法

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本發明係關於一種光電裝置封裝、一種光電裝置封裝陣列及一種製造一光電裝置封裝之方法。該陣列包括各自圍封一光電裝置且定位於至少一列中的複數個光電裝置封裝。每一封裝包括兩個幾何上平行之透明邊緣部分及經定向成實質上正交於該等透明邊緣部分的兩個幾何上平行之非透明邊緣部分。該等透明邊緣部分經組態以與至少一鄰近封裝重疊，且可以氣密方式密封。使用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術來製造光電裝置部分。
公开号:TW201316586A
申请号:TW101130882
申请日:2012-08-24
公开日:2013-04-16
发明作者:Donald Seton Farquhar
申请人:Gen Electric；
IPC主号:H01L51-00

专利说明:
光電裝置封裝、陣列及製造方法
光電裝置通常包括發光裝置及光伏打裝置。此等裝置通常包括包夾於有時被稱作正面電極及背面電極之兩個電極之間的作用層，該等電極中之至少一者通常透明。作用層通常包括一或多個半導體材料。在發光裝置(例如，有機發光二極體(OLED)裝置)中，施加於該兩個電極之間的電壓使電流流動經過作用層。電流使作用層發射光。在光伏打裝置(例如，太陽能電池)中，作用層吸收來自光之能量且將該能量轉換成電能，電能在該兩個電極之間產生某一特性電壓下之電流。
光透射穿過OLED裝置之電極中之至少一者。合適透明電極之設計要求電極提供共平面導電性(偏好較厚材料層)且要求電極提供穿過其厚度之光學透射(偏好較薄材料層)。在解決關於電極設計之此等對立約束之嘗試中，可限制個別發光區(像素)之大小，且結果，可限制在電極之平面中側向地流動的電流之量。若電流低，則電極中之電阻損失低且所得裝置有效。在一狀況下，藉由界定像素周邊之不發光線來界定像素，且將電流匯流至此等區。不發光區打斷OLED之原本均一外觀。在過量損失及非均一外觀結果之前，像素之在電流流動之方向上的典型最大尺寸為約1 cm。解決此問題之途徑包括將不發光區製成極小的(增加製造程序之複雜性)或用漫射膜遮蓋不發光區(減小效率且增加成本)。因此，需要減小不發光區之外觀，使得可產生不間斷之大區域光，同時簡化製造程序以將成本減至最小。更一般而言，需要自個別像素或裝置封裝組態照亮區域之大陣列，同時提供設計靈活性及製造容易性。在減小製造成本之嘗試中，需要利用允許以類似於將報紙印刷於大卷之紙上之方式的連續捲輪式薄膜輸送(R2R)方式將發光裝置印刷至可撓性基板上之製造程序。藉由利用R2R製造，個別像素或裝置可經製造且組態成照亮區域之大陣列，其中像素或裝置係以串聯、並聯或者可個別定址之方式電連接，同時維持製造程序之容易性。
簡而言之，在一態樣中，本發明係關於一種光電裝置封裝，其包括：沿一第一邊緣部分及一第二邊緣部分界定一透明區域之一邊緣密封分區；及沿一第三邊緣部分及一第四邊緣部分界定一非透明區域之一邊緣密封分區。該第一邊緣部分及該第二邊緣部分為該光電裝置封裝之幾何上平行之部分。該第三邊緣部分及該第四邊緣部分為幾何上平行之邊緣部分，且經定向成實質上正交於該光電裝置封裝之該第一邊緣部分及該第二邊緣部分。該邊緣密封分區之該透明第一邊緣部分及該透明第二邊緣部分中之至少一者經組態以與至少一鄰近光電裝置封裝重疊。該邊緣密封分區之該非透明第三邊緣部分及該非透明第四邊緣部分包含一導電層，該導電層經組態以經由複數個觸點將該光電裝置之一陽極及一陰極連接至一外部電源。
在另一態樣中，本發明係關於一種陣列，其包括定位於至少一列中的複數個光電裝置封裝，每一光電裝置封裝圍封一光電裝置，該光電裝置包括：沿一第一邊緣部分及一第二邊緣部分界定一透明區域之一邊緣密封分區；及沿一第三邊緣部分及一第四邊緣部分界定一非透明區域之一邊緣密封分區。該第一邊緣部分及該第二邊緣部分為該光電裝置封裝之幾何上平行之部分。該第三邊緣部分及該第四邊緣部分為幾何上平行之邊緣部分，且經定向成實質上正交於該光電裝置封裝之該第一邊緣部分及該第二邊緣部分。該邊緣密封分區之該透明第一邊緣部分及該透明第二邊緣部分中之至少一者經組態以與至少一鄰近光電裝置封裝重疊。該邊緣密封分區之該非透明第三邊緣部分及該非透明第四邊緣部分包含一導電層，該導電層經組態以經由複數個觸點將該光電裝置之一陽極及一陰極連接至一外部電源。每一光電裝置封裝與至少一鄰近光電裝置封裝重疊。
在另一態樣中，本發明係關於一種形成一連續照亮區域之OLED照明陣列。該OLED照明陣列包含各自圍封一光電裝置且配置於至少一列中的複數個封裝。每一封裝包含一電活性區域及界定一透明部分及一非透明部分之一邊緣密封分區，該非透明部分包含經組態以經由複數個端子將該光電裝置連接至一外部電源之一導電層。每一封裝之該邊緣密封分區之該透明部分與一鄰近封裝之該電活性區域重疊。該列中之每一鄰近封裝的該電活性區域與該列中之一鄰近封裝的該邊緣密封分區之該非透明部分重疊。每一封裝之該等透明邊緣係沿一線性陽極匯流排線對準。
在又一態樣中，本發明係關於一種使用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術製造一光電裝置封裝之方法，該方法包含：定位一基板材料之一片段；在該基板材料上沈積透明導電氧化物(TCO)之一層；在該基板材料上形成一橫跨網(cross web)區域；以一系列間隔開之不連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一電活性層，藉此界定複數個電活性層條帶，其中沈積該電活性層之該步驟包括在該電活性層與該基板在至少兩個平行縱向邊緣上的周邊之間留下一間隙；以複數個連續條帶在該複數個電活性層條帶中之每一者上沈積一金屬層，藉此界定複數個陰極層條帶及一陽極匯流排線；以複數個連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一陽極層，藉此界定複數個陽極匯流排線，其中沈積該陽極層之該步驟包括在該複數個陽極匯流排線中之每一者與該等陰極層條帶中之每一者之間留下一間隙；在該陽極層及陰極層之頂部上沈積一透明障壁層，其中該障壁層經組態以曝露該等陰極層條帶及該等陽極層條帶中之每一者的部分；及切開以形成個別光電裝置封裝。
在又一態樣中，本發明係關於一種使用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術製造一光電裝置封裝之方法。該方法包含：定位一基板材料之一片段；在該基板材料上沈積透明導電氧化物(TCO)之一層；以一系列間隔開之連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一導電層，藉此界定複數個陽極匯流排線，其中沈積該導電層之該步驟包括在該導電層與該基板在至少兩個平行縱向邊緣上的周邊之間留下一間隙；以一系列間隔開之連續條帶在該複數個陽極匯流排線中之每一者上沈積一絕緣層；以一連續條帶在該複數個陽極匯流排線之間沈積一電活性層，藉此界定一電活性層條帶；以一連續條帶在該電活性層條帶上沈積一金屬陰極層，藉此界定一陰極層條帶；在該電活性層條帶之頂部上沈積一透明障壁層；及切開以形成個別光電裝置封裝。
此等及其他優點及特徵將自結合隨附圖式提供之本發明之較佳實施例的以下詳細描述更好地理解。
本發明之以上及其他態樣、特徵及優點將依據後續詳細描述在結合隨附圖式進行時變得更顯而易見。
現參看諸圖，其中相似數字遍及若干視圖指代相似元件，圖1為在製造之臨時階段期間且更特定言之在切開以界定第一光電裝置封裝12、第二光電裝置封裝14及第三光電裝置封裝16之前的複數個鄰接光電裝置封裝(整體參考為10)之截面圖。每一裝置封裝12、14及16適合於供本發明之照明陣列使用。更特定言之，說明裝置結構10，其展示第一障壁層110、第一電極層120、與第一電極層120共沈積之額外金屬140、(多個)電活性層130、第二電極層135、選用之基板150及第二障壁層160。在不存在基板150之實施例中，該等層可直接安置於第二障壁層160上。選用之黏著層(未圖示)可安置於第一障壁層110與第一電極層120之間，及第一障壁層110與基板150之間，從而形成邊緣密封分區180。在一些實施例中，第二電極層135可與基板150共同延伸，且黏著層170可部分安置於第二電極層135上，從而形成邊緣密封分區180。在其他實施例中，基板150可與層160及180共同延伸。設計邊緣密封分區180之幾何形狀以將水及氧氣之侵入減至最少；形成第一障壁層110與第二障壁層160之間的結合之黏著層170薄且寬且因而提供較佳幾何形狀。選擇黏著層170之黏著劑材料以提供基板與背面薄片之間的強結合，且使該黏著劑材料為濕氣及氧氣侵入相對不可滲透的。黏著劑不受濕氣影響且為化學惰性的，使得黏著劑不會使組成裝置之材料(特別是電極及電活性層之材料)降級。就黏著層170越過發光區延伸至邊緣密封分區180而言，黏著層應為透明的。包括透明熱塑性塑料、壓敏性黏著劑、丙烯酸系環氧樹脂及熱固性環氧樹脂以及胺基甲酸酯之各式各樣的黏著劑係潛在合適的。低成本材料及處理(例如)係藉由選擇諸如Rohm & Haas Adcote 37T77之熱封材料而能夠實現，熱封材料經提供以作為可預先塗覆至障壁層且接著乾燥之分散體。接著可在連續卷層壓製程中藉由簡短曝露至(例如)中等熱及壓力完成障壁層160及180至裝置之層壓。選用之黏著層(未圖示)可在存在基板150時安置於第二電極層135與第二障壁層160之間。
雖然裝置之至少一表面(亦即，第一障壁層110或基板150及/或第二障壁層160)為透明的以便由裝置12、14及16中之每一者發射或吸收之光可自電活性層130穿過或穿過至電活性層130，但基板150以及第一障壁層110及第二障壁層160可為不透明或透明的。在一實例中，基板150透明且由玻璃或諸如聚酯(PET、PEN)之塑膠組成。障壁層110、160各自為濕氣及氧氣相對不可滲透的；適合於用作障壁層之透明材料包括(例如)如讓渡給General Electric Company之US 7,015,640、US 7,154,220及US 7,397,183中所描述之玻璃及超高障壁(UHB)膜。金屬箔片適合於不透明障壁層。第二電極層135可為陰極或陽極；在較佳實施例中，第二電極層135為陽極。詳言之，第二電極層135可為由諸如氧化銦錫(ITO)之透明導電氧化物(TCO)組成之陽極。電活性層130為針對電活性區域131且共同起作用以發射(針對OLED裝置)或吸收(針對PV裝置)光之一或多個層，且可包括電洞及電子注入層、電洞及電子輸送層以及發射層。此項技術中已知沈積電活性層130之各種手段，包括真空及非真空程序。適合於供OLED裝置及PV裝置使用之材料為熟知的且在本文中將不予以詳細描述。當前將描述裝置結構10之製造。
圖2為貫穿適合於供本發明之照明陣列使用的多個裝置結構20之第一電極層120之橫向剖視圖，其展示第一電極(陰極)層120、第二電極(陽極)層135、陽極匯流排線141及下伏於第一電極層120及第二電極層135之區域的曝露層190。在特定實施例中，在單一沈積步驟中沈積陽極匯流排線141及第一電極層(陰極)120。描繪複數個切開線202以說明在製造期間在何處切開裝置結構20以形成每一個別光電裝置12、14及16。裝置結構20經描繪為包括三個單獨裝置或像素，但依據(當前所描述之)製造方法可包括多個較小裝置/像素或多個較大裝置/像素。
如當前所描述，裝置結構20包括層壓於裝置結構20上之障壁(或絕緣)層110。更具體言之，在裝置結構20之製造期間，障壁層110層壓於第一電極層120及第二電極層135之最上表面上。障壁層110通常為薄的且具有與電活性區域130大致相同之厚度(圖1未按比例繪製)。障壁層110幫助界定邊緣密封分區180且不延伸至電活性區域130中。障壁層110可由各種有機或無機絕緣體組成。在一實例中，在沈積陽極及陰極層之後可塗覆具有約1至10 cPs之黏度的低黏度氰基丙烯酸酯黏著劑以形成薄絕緣塗層。在另一實例中，可經由遮罩沈積無機二氧化矽之薄層(小於1微米)以形成障壁層110。可藉由各種印刷或塗佈技術中之任一者來塗覆有機材料；可藉由氣相沈積方法(例如，真空蒸發、濺鍍及化學氣相沈積)來沈積無機材料。在障壁層110之沈積之後，曝露第一電極(陰極)層120之一部分及第二電極(陽極)層135以提供至每一個別裝置12、14及16之電連接。
現參看圖3至圖6，其以俯視平面圖說明製造如先前所描述之裝置結構20之方法中的步驟。如先前所提及，在裝置結構20之製造中利用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術。R2R製造在本文中亦可被稱作網處理或卷盤式(reel-to-reel)處理。一般而言，R2R處理為電子裝置經組態於一卷材料(諸如，可撓性塑膠或金屬箔片)或材料網上之製造方法。程序可包括印刷，或執行以一卷可撓性材料開始且在程序之後重新卷盤以產生輸出卷之其他程序。
在非限制性實例中，在圖3中說明用於裝置結構20之R2R處理之卷膜(roll film)的片段30。最初，提供基板150，且在基板150上提供諸如氧化銦錫(ITO)之TCO層151；可在TCO層151與基板150之間或在基板150之另一表面上提供透明UHB層(未圖示)。基板150可以連續卷格式提供或經提供以作為定位於連續卷(諸如，網或其類似者)上之材料，使得多個區之部分可經塗佈。形成橫跨網區域152以曝露基板150或下伏層之一部分。可藉由移除TCO層151之一部分來形成橫跨網區域152。更具體言之，可藉由一蝕刻製程來選擇性地移除TCO陽極，因而曝露裸露基板150且避免對(當前所描述之)絕緣層之需要。在替代實施例中，可在TCO層151上沈積一絕緣層以界定橫跨網區域152。該絕緣層可由有機材料組成且藉由各種印刷或塗佈技術中之任一者自低黏度塗佈組合物塗覆至未圖案化之TCO層151，或可藉由真空蒸發或其他氣相沈積方法在未圖案化之TCO層151上沈積一無機絕緣層。通常使塗層之邊緣處的梯級高度差最小。
現參看圖4，接下來在不連續沈積步驟中在TCO層151上直接沈積電活性層130，從而導致在相對於R2R處理中所使用之網或卷之縱向方向上形成的電活性層130之實質上連續之條帶。沈積電活性層130，從而在電活性區域與基板150在一些或所有邊緣上之周邊之間及在電活性層130之條帶之間留下間隙132。以不連續縱向製程沈積電活性層130以便使橫跨網區域152曝露。
現參看圖5，以連續縱向條帶製程在電活性層130及橫跨網部分152上直接沈積第一電極層120(且更特定言之，陰極121)，以界定複數個連續陰極條帶。可經由氣相沈積製程或使用導電墨水之印刷型製程經由(例如)遮罩來形成第一電極層120。另外，以連續縱向條帶製程上覆基板150及橫跨網部分152沈積第二電極層135及陽極匯流排線141，且使第二電極層135及陽極匯流排線141與第一電極層120分離一距離，藉此界定連續陽極條帶。可經由氣相沈積製程或使用導電墨水之印刷型製程經由(例如)遮罩來形成第二電極層120。以R2R連續條帶化技術沈積第一電極層120及第二電極層135消除對停止及開始沈積步驟(諸如，金屬蒸發或其類似者)之需要，該沈積步驟歸因於對齊裝置、對準系統之必要性及對均一性、加熱、遮罩等之要求而成本高。如圖5中最佳地說明，在電活性區域與基板在一些或所有邊緣上之周邊之間及在電活性層130、第一電極層120及第二電極層135的條帶之間的間隙132保持經界定且提供電分離。
第一電極層120及第二電極層135包括透明或不透明導電層。用於第一電極層120及第二電極層135之適合材料在此項技術中已知且包括呈元素態形式的金屬(諸如，鋁及銀)及透明導電氧化物(諸如，ITO及氧化鋅錫)。詳言之，可使用鋁之薄層。
現參看圖6，接下來以不連續條帶在第一電極層120及第二電極層135之頂面上沈積或層壓障壁層160，以便曝露與橫跨網區域152共同延伸的第一電極層120之部分204以界定陰極121，及與橫跨網區域152共同延伸的金屬層140之部分206以界定陽極匯流排線141。為了界定複數個裝置12、14及16，接下來沿切開線202切割裝置結構30以曝露複數個裝置12、14及16。
圍繞每一所得裝置12、14及16界定邊緣密封分區180，其中在圖7中說明單一切開後裝置12。裝置12包括導電區域208，導電區域208與由第二電極層135組成之陽極匯流排線141及由第一電極層120組成之陰極121之延伸電連通。曝露該等電極層之間的下伏層以防止導電層之間的短路。
使用合適結構及方法完成裝置之氣密封裝。已在於2008年12月17日申請的美國專利申請案第12/336,683號、於2009年7月28日申請的美國專利申請案第12/510,463號、於2009年5月21日申請的美國專利申請案第12/470,033號及於2009年9月30日申請的美國專利申請案第12/570,024號中描述各種類型之氣密封裝及用於製造該等氣密封裝之方法，該等申請案之全部內容以引用之方式併入。舉例而言，透明保護性背面薄片可結合至裝置之背面。保護性背面薄片可經定位且與基板對準，使得與陽極及陰極電連通的邊緣密封分區180之部分曝露。用於透明背面薄片之適合材料包括具有障壁膜之玻璃或塑膠。透明背面薄片可藉由光學透明黏著劑結合至下伏層，該黏著劑通常經選擇以提供強結合且不受濕氣影響且為化學惰性的，使得黏著劑不使OLED降級，且為濕氣及氧氣邊緣侵入相對不可滲透的。將密封幾何形狀設計成足夠薄且寬以使侵入減至最少。
在參看圖1至圖7所描述之實施例中，所得光電裝置封裝包括第一及第二幾何上平行之透明邊緣部分以及經定向成實質上正交於第一及第二幾何上平行之透明邊緣部分的第三及第四非透明或不透明的幾何上平行之邊緣部分。透明邊緣部分准許多個裝置在(當前所描述之)顯示器中之平鋪。在先前所描述之實施例中，陽極匯流排線141經組態以在作用陰極121區域旁載運折合為跨越裝置之較小電壓下降的電流。陽極匯流排線141之製造未增加製造程序之複雜性，因為陽極匯流排線141可在與第一電極層120或陰極相同之R2R沈積步驟中沈積且陽極匯流排線141不具有縱向方向對齊要求。另外，所揭示裝置之平鋪及加匯流排線在裝置經製造且以氣密方式密封之後發生。對比而言，在先前技術裝置中，裝置係在密封之前經平鋪及加匯流排線，從而增加額外成本及複雜性。
現參看圖8至圖15，說明了光電裝置之另一實施例，其中在R2R製造期間沿網之長度以連續條帶沈積複數個材料層，因而利用諸如滾筒、噴墨或狹縫式塗佈之熟知塗佈技術，而無對停止及開始沈積製程之任何需要。再次，應注意，相似數字遍及若干視圖指代相似元件，更特定言之，參看圖8，說明了包括如將描述之複數個個別裝置的光電裝置結構50之截面圖。裝置結構50適合於供本發明之照明陣列使用。說明結構50，其展示第一障壁層110、由背面薄片111組成之絕緣層、第一電極層120、電活性層130、絕緣層135、第二電極層135、選用之基板150及第二障壁層160。在基板150不存在之實施例中，該等層可直接安置於第二障壁層160上。選用之黏著層(未圖示)可安置於第一障壁層110與第一電極層120之間，及第一障壁層110與基板150之間，從而形成邊緣密封分區180。在一實施例中，基板150可與障壁層110及160共同延伸。設計邊緣密封分區180之幾何形狀以使水及氧氣之侵入減至最少；形成第一障壁層110與第二障壁層160之間的結合之黏著層170薄且寬且因而提供較佳幾何形狀。類似於先前實施例，就黏著劑170越過發光區延伸至邊緣密封分區180而言，黏著劑應為透明的。可在連續卷層壓製程中藉由短時間曝露至(例如)中等熱及壓力來完成障壁層至裝置之層壓。選用之黏著層(未圖示)可安置於第二電極層135與第二障壁層160之間。
雖然裝置之至少一表面(亦即，第一障壁層110或基板150及/或第二障壁層160)為透明的以便由裝置50發射或吸收之光可自電活性層130穿過或穿過至電活性層130，但基板150以及第一障壁層110及第二障壁層160可為不透明或透明的。在一實例中，基板150透明且由玻璃或諸如聚酯(PET、PEN)之塑膠組成。障壁層110、160各自為濕氣及氧氣相對不可滲透的；適合於用作障壁層之透明材料包括如先前所描述之玻璃及超高障壁(UHB)膜。金屬箔片適合於不透明障壁層。第二電極層135可為陰極或陽極；在較佳實施例中，第二電極135為陽極。詳言之，第二電極層135可為由氧化銦錫(ITO)組成之陽極。電活性層130為共同起作用以發射(針對OLED裝置)或吸收(針對PV裝置)光之一或多個層，且可包括電洞及電子注入層、電洞及電子輸送層及發射層。所先前所提及，此項技術中已知沈積層之各種手段，包括真空及非真空程序。當前將描述結構50之製造。
圖9為貫穿適合於供本發明之照明陣列使用的結構50之背面薄片(或絕緣)層111之橫向剖視圖，其展示第二電極(陰極)層120、絕緣層135、經組態為陽極匯流排線141之第一電極(陽極)層135，及下伏於第二電極層120、絕緣層135及第一電極層135且包括基板150及/或障壁層之曝露層。在特定實施例中，電極係由第二電極層135(且更特定言之，陽極匯流排線141)組成。電活性區域200包括裝置50之縱向中心部分。描繪複數個切開線202以說明在R2R製造期間在何處切開裝置結構50以形成複數個個別發光裝置12、14及16。
如當前所描述，裝置結構50包括層壓於裝置結構50上之障壁(或絕緣)層110。障壁層110幫助界定邊緣密封分區180且不延伸至電活性層130中。障壁層110可由如先前關於第一所揭示實施例所詳述的各種有機或無機絕緣體組成。
現參看圖10至圖15，其以俯視平面圖說明製造如先前所描述之裝置結構50之方法中的步驟。如在先前實施例中，在裝置結構50之製造中利用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術。在非限制性實例中，在圖10中說明用於裝置結構50之R2R處理之卷膜的片段30。最初，在基板150上提供諸如ITO層151之透明導電氧化物(TCO)；可在ITO層151與基板150之間或在基板150之另一表面上提供透明UHB層(未圖示)。基板可呈連續卷格式或定位於連續卷(諸如，網或其類似者)上，使得可塗佈多個區之部分。與先前實施例相對比，裝置結構50不包括用以曝露基板150或下伏層之部分之橫跨網區域。
現參看圖11，在基板150及諸如ITO或UHB之任何中間層上直接沈積第二電極層135(且更特定言之，陽極匯流排線141)。以連續縱向條帶製程沈積電極層135。與電極層135之沈積同時，可在基板150及任何中間ITO或UHB層上沈積選用之陽極柵格142。在一些應用中，陽極柵格142使得能夠製造寬得多的像素且潛在地避免對複數個光電裝置之壓擠及平鋪的需要。不管包括陽極柵格142與否，沿裝置結構50之邊緣部分縱向地形成陽極匯流排線141。儘管陽極匯流排線141在圖10至圖15中經描繪為存在於裝置結構50之任一側上，但預期，由於取決於所得像素之所要求寬度及由平鋪要求引起之具有另一透明邊緣之需要的組態，陽極匯流排線141可存在於僅一側上。可經由氣相沈積製程或使用導電墨水之印刷型製程經由(例如)遮罩來形成電極層135。
如圖12中最佳地說明，接下來以連續縱向條帶化製程在陽極匯流排線141上沈積絕緣層135。絕緣層135可由有機材料組成且藉由各種印刷或塗佈技術中之任一者自低黏度塗佈組合物塗覆至電極層135，或可藉由真空蒸發或其他氣相沈積方法在電極層135上沈積無機絕緣層。
接下來在陽極柵格142及電極層135之一部分上沈積電活性層130，如圖13中所描繪。以具有大於陽極層135的間距之寬度之方式沈積電活性層130。如先前所描述，以連續縱向條帶製程沈積電活性層130，從而導致在相對於R2R處理中所使用之網或卷之縱向方向上形成的電活性層130之實質上連續之條帶。
現參看圖14，以連續縱向條帶化製程在電活性層130上直接沈積第一電極層120(且更特定言之，陰極121)。可經由氣相沈積製程或使用導電墨水之印刷型製程經由(例如)遮罩來形成第一電極層120。第一電極層120及第二電極層135可包括透明或不透明導電層。用於第一電極層120及第二電極層135之適合材料在此項技術中已知且包括呈元素態形式的金屬(諸如，鋁及銀)及透明導電氧化物(諸如，ITO及氧化鋅錫)。詳言之，可使用鋁之薄層。
現參看圖15，接下來以縱向連續條帶在第一電極層120之頂面上沈積或層壓保護性背面薄片111。保護性背面薄片111可經定位且與基板對準，使得與陽極及陰極電連通的邊緣密封分區180之部分曝露或沈積(如所說明)於電極層120上，電極層120之部分藉以保持未被覆蓋。用於透明背面薄片之適合材料包括具有障壁膜之玻璃或塑膠。透明背面薄片可藉由光學透明黏著劑結合至下伏層，該黏著劑通常經選擇以提供強結合且不受濕氣影響且為化學惰性的，使得黏著劑不會使OLED降級，且濕氣及氧氣邊緣侵入相對不可滲透的。將密封幾何形狀設計成足夠薄且寬以使侵入減至最少。為了界定複數個裝置52、54及56，接下來沿切開線202切割裝置結構50以界定複數個裝置52、54及56。使用如本文中先前所揭示之合適結構及方法來完成裝置50或個別裝置52、54及56之氣密封裝。
個別裝置52、54及56中之每一者適合於藉由壓擠之整合，包括沿一或多個邊緣之陽極匯流排線141。與先前實施例相對比，R2R製造程序允許在不能消除一或多個停止/開始操作之情況下，在裝置結構50之製造期間將一或多個停止/開始操作減至最少。另外，在R2R製程中產生之裝置係以氣密方式密封且可針對良率及/或效能來分類，且接著匹配在一起以用於平鋪。類似於先前實施例，在參看圖8至圖15所描述之實施例中，所得光電裝置封裝52、54及56各自包括第一及第二幾何上平行之透明邊緣部分以及經定向成實質上正交於第一及第二幾何上平行之透明邊緣部分的第三及第四幾何上平行之非透明或不透明邊緣部分，藉此准許多個裝置在(當前所描述之)顯示器中之平鋪。
在圖16至圖20中說明用於如先前關於圖1至圖15所描述之光電裝置封裝的各種平鋪佈局。在所說明實施例中，提供在本文中亦被稱作有機發光二極體(OLED)之複數個光電封裝的壓擠，該等光電封裝各自具有大約15.0 cm×2.5 cm之尺寸且包括至少一透明邊緣。在每一平面圖中，說明了具有整體類似於先前所描述之邊緣密封分區180的透明邊緣部分、整體類似於先前所描述之電活性區域130的電活性區域及整體類似於先前所描述之非透明邊緣部分的複數個非透明邊緣部分之光電封裝。非透明邊緣部分中之一者含有裝置之陽極且非透明邊緣密封部分中之一者含有裝置之陰極，提供與陽極及陰極電連通之導電區域及選用之導電舌片觸點。額外電引線(未圖示)可連接於導電舌片與電源供應器之間。取決於連接器安裝方案，觸點之設計可變化。圖式描繪可使用導電黏著劑附接至陰極及陽極金屬之帶狀型導體。儘管導電舌片可於背面薄片與基板之間向內延伸，但在一些實施例中，可較佳地以外裝組態置放該等導電舌片，使得該等導電舌片不會干擾密封邊緣。在其他實施例中，導電舌片可作為薄金屬層印刷於背面薄片上。至陽極及陰極之觸點可用導電黏著劑製成。另外，可需要在鄰近於抵抗來自環境之攻擊之背面薄片的電極金屬化之頂部上(尤其是在可在背面薄片塗覆之後保持曝露之邊緣區中)添加另一層。此層可呈非腐蝕金屬之形式，或該層可為UHB或其他有機或無機障壁層。封裝之平鋪提供個別像素之間的暗線之減少。如當前所描述，光電裝置封裝適合於呈平行、串聯或可個別地定址之OLED組態的平鋪。
具體參看圖16，說明如先前關於圖1至圖6或圖8至圖15所描述地製造及組態以用於以平行壓擠佈局實施且可平行地定址之個別光電裝置封裝202的示意圖。第一導電舌片204與整體類似於先前所描述之陽極匯流排線141之陽極匯流排線206電連通。提供與整體類似於先前所描述之陰極121之陰極210電連通的第二導電舌片208。鄰近透明邊緣密封分區212形成整體類似於先前所描述之電活性區域131之電活性區域213。整體類似於先前所描述之透明邊緣密封分區180之邊緣密封分區212提供複數個裝置封裝之重疊以形成陣列。在此例示性實施例中，裝置封裝202為約15.25 cm(如以X所指示)乘以2.54 cm(如以Y所指示)。雖然給出個別裝置封裝202之大約尺寸，但應理解，不意欲為限制性的，且可提供任何尺寸之裝置封裝。更具體參看圖17，說明了陣列214，陣列214展示經組態成平行壓擠佈局的各自整體類似於裝置封裝202之重疊光電裝置封裝216、218、220及222之列。組態陣列214，其中裝置222之邊緣密封分區212的透明部分與裝置20之電活性區域213重疊，且裝置220之透明部分212與裝置218之電活性區域213重疊。此外，裝置218之邊緣密封分區212的透明部分與裝置216之電活性區域213重疊，且裝置216之透明部分212(雖然經描繪為不與額外封裝重疊)可與提供之額外裝置之電活性區域213重疊。由OLED(且更特定言之，電活性區域213或每一裝置216、218、220及222)發射或將由PV裝置吸收之光能夠穿過已重疊透明部分212。對於OLED，可在無介入非發光區域之情況下定位每一裝置216、218、220及222之電活性區域213，從而形成連續發光區域。應注意，本發明不限於具有透明邊緣密封分區之封裝；在此等實施例中，發光區域或光吸收區域可由非發射/吸收區域分離。
圖18及圖19為整體參考為302之個別光電裝置封裝及電連接以及陣列314之示意圖，陣列314展示經組態成串聯壓擠佈局且可串聯定址的整體類似於裝置封裝302之複數個重疊封裝316、318、320及322。裝置322之邊緣密封分區312的透明部分與裝置320之電活性區域313重疊，且裝置320之邊緣密封分區312的透明部分與裝置318之電活性區域313重疊，且裝置318之邊緣密封分區312的透明部分與裝置316之電活性區域313重疊，從而在陣列的一個表面上形成連續發光或光吸收區域。提供至個別封裝之電連接，其中陽極觸點舌片304(且更特定言之，陽極匯流排線306)電連通以提供陣列314中之複數個封裝316、318、320及320的串聯定址。
圖20提供複數個可個別地定址之光電裝置封裝416、418、420及422之陣列414的示意圖。在所說明實施例中，電連接404及408經提供至每一個別光電裝置封裝416、418、420及422且提供每一裝置之個別定址。說明經組態成壓擠佈局且可個別地定址的各自整體類似於圖16之裝置封裝202的複數個重疊封裝416、418、420及422。裝置422之邊緣密封分區412的透明部分與裝置420之電活性區域413重疊，且裝置420之邊緣密封分區412的透明部分與裝置418之電活性區域413重疊，且裝置418之邊緣密封分區412的透明部分與裝置416之電活性區域413重疊，從而在陣列414的一個表面上形成連續發光或光吸收區域。電連接係在非透明邊緣密封分區中提供至個別封裝，其中每一個別封裝之陽極觸點舌片404(且更特定言之，陽極匯流排線406)提供陣列314中之複數個封裝316、318、320及320的個別定址。
雖然在本文中已說明且描述本發明之僅某些特徵，但對於熟習此項技術者而言，許多修改及改變將發生。因此，應理解，所附申請專利範圍意欲涵蓋屬於本發明之真實精神內的所有此等修改及改變。
10‧‧‧光電裝置封裝/裝置結構
12‧‧‧第一光電裝置封裝/發光裝置
14‧‧‧第二光電裝置封裝/發光裝置
16‧‧‧第三光電裝置封裝/發光裝置
20‧‧‧裝置結構
30‧‧‧片段/裝置結構
50‧‧‧光電裝置結構
52‧‧‧光電裝置封裝/裝置
54‧‧‧光電裝置封裝/裝置
56‧‧‧光電裝置封裝/裝置
110‧‧‧第一障壁層/障壁(或絕緣)層
111‧‧‧保護性背面薄片/背面薄片(或絕緣)層
120‧‧‧第一電極(陰極)層/第二電極(陰極)層
121‧‧‧陰極
130‧‧‧電活性層/電活性區域
131‧‧‧電活性區域
132‧‧‧間隙
135‧‧‧第二電極(陽極)層/絕緣層/第二電極/第一電極(陽極)層
140‧‧‧額外金屬
141‧‧‧陽極匯流排線
142‧‧‧選用之陽極柵格
150‧‧‧選用之基板
151‧‧‧透明導電氧化物(TCO)層
152‧‧‧橫跨網區域
160‧‧‧第二障壁層
170‧‧‧黏著層/黏著劑
180‧‧‧邊緣密封分區/障壁層
200‧‧‧電活性區域
202‧‧‧切開線
204‧‧‧第一電極層之部分/第一導電舌片
206‧‧‧金屬層之部分/陽極匯流排線
208‧‧‧第二導電舌片
210‧‧‧陰極
212‧‧‧透明邊緣密封分區/透明部分
213‧‧‧電活性區域
214‧‧‧陣列
216‧‧‧光電裝置封裝
218‧‧‧光電裝置封裝
220‧‧‧光電裝置封裝
222‧‧‧光電裝置封裝
302‧‧‧光電裝置封裝
304‧‧‧陽極觸點舌片
306‧‧‧陽極匯流排線
312‧‧‧邊緣密封分區
313‧‧‧電活性區域
314‧‧‧陣列
316‧‧‧封裝/裝置
318‧‧‧封裝/裝置
320‧‧‧封裝/裝置
322‧‧‧封裝/裝置
404‧‧‧電連接/陽極觸點舌片
406‧‧‧陽極匯流排線
408‧‧‧電連接
412‧‧‧邊緣密封分區
413‧‧‧電活性區域
414‧‧‧陣列
416‧‧‧光電裝置封裝
418‧‧‧光電裝置封裝
420‧‧‧光電裝置封裝
422‧‧‧光電裝置封裝
圖1為根據實施例之供陣列使用的封裝之截面圖；圖2為貫穿根據圖1之實施例之照明陣列中所使用的封裝之層之剖視圖；圖3至圖6為製造供根據圖1之實施例之陣列使用的封裝之方法中之步驟的示意圖；圖7為供根據圖1之實施例之陣列使用的單一裝置封裝之示意圖；圖8為供根據另一實施例之陣列使用的封裝之截面圖；圖9為貫穿根據圖8之實施例之照明陣列中所使用的封裝之層之剖視圖；圖10至圖15為製造供根據圖8之實施例之陣列使用的封裝之方法中之步驟的示意圖；圖16為供根據實施例之陣列使用的光電裝置封裝之示意圖；圖17為根據實施例之陣列，其展示經定向成彼此幾何上平行的圖16之重疊已封裝光電裝置；圖18為供根據實施例之陣列使用的光電裝置封裝之示意圖；圖19為根據實施例之陣列，其展示經定向成彼此串聯的圖18之重疊已封裝光電裝置；及圖20為根據實施例之陣列，其展示重疊及可個別地定址之已封裝光電裝置。
10‧‧‧光電裝置封裝/裝置結構
12‧‧‧第一光電裝置封裝/發光裝置
14‧‧‧第二光電裝置封裝/發光裝置
16‧‧‧第三光電裝置封裝/發光裝置
110‧‧‧第一障壁層/障壁(或絕緣)層
120‧‧‧第一電極(陰極)層/第二電極(陰極)層
130‧‧‧電活性層/電活性區域
135‧‧‧第二電極(陽極)層/絕緣層/第二電極/第一電極(陽極)層
141‧‧‧陽極匯流排線
150‧‧‧選用之基板
160‧‧‧第二障壁層
180‧‧‧邊緣密封分區/障壁層

权利要求:
Claims (25)
[1] 一種光電裝置封裝，其包含：沿一第一邊緣部分及一第二邊緣部分界定一透明區域之一邊緣密封分區，其中該第一邊緣部分及該第二邊緣部分為該光電裝置封裝之幾何上平行之部分；及沿一第三邊緣部分及一第四邊緣部分界定一非透明區域之一邊緣密封分區，其中該第三邊緣部分及該第四邊緣部分為幾何上平行之邊緣部分，且經定向成實質上正交於該光電裝置封裝之該第一邊緣部分及該第二邊緣部分，其中該邊緣密封分區之該透明第一邊緣部分及該透明第二邊緣部分中之至少一者經組態以與至少一鄰近光電裝置封裝重疊；且該邊緣密封分區之該非透明第三邊緣部分及該非透明第四邊緣部分包含一導電層，該導電層經組態以經由複數個觸點將該光電裝置之一陽極及一陰極連接至一外部電源。
[2] 如請求項1之光電裝置封裝，其中該陰極、該陽極及陽極匯流排線延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分。
[3] 如請求項1之光電裝置封裝，其中該陽極經組態為縱向定向之一陽極匯流排線。
[4] 如請求項1之光電裝置封裝，其中該陽極及該邊緣密封分區之該非透明部分中的該導電層經組態以將該陽極與該陰極電隔離。
[5] 如請求項4之光電裝置封裝，其中該陰極及該陽極延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分；該導電層係直接安置於一電活性層上；且一電絕緣層安置於經組態以將該陽極與該陰極電隔離的該陽極與該邊緣密封分區之該非透明部分中的該導電層之間。
[6] 如請求項4之光電裝置封裝，其中該陰極延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分；該導電層係直接安置於一電活性層上；及該陽極經組態為與該邊緣密封分區之該透明部分中的電活性區域隔開一距離之一陽極匯流排線，藉此經組態以將該陽極與該陰極電隔離。
[7] 一種陣列，其包含：定位於至少一列中的複數個光電裝置封裝，每一光電裝置封裝圍封一光電裝置，該光電裝置包含：沿一第一邊緣部分及一第二邊緣部分界定一透明區域之一邊緣密封分區，其中該第一邊緣部分及該第二邊緣部分為該光電裝置封裝之幾何上平行之部分；及沿一第三邊緣部分及一第四邊緣部分界定一非透明區域之一邊緣密封分區，其中該第三邊緣部分及該第四邊緣部分為幾何上平行之邊緣部分，且經定向成實質上正交於該光電裝置封裝之該第一邊緣部分及該第二邊緣部分，其中該邊緣密封分區之該透明第一邊緣部分及該透明第二邊緣部分中之至少一者經組態以與至少一鄰近光電裝置封裝重疊；及其中該邊緣密封分區之該非透明第三邊緣部分及該非透明第四邊緣部分包含一導電層，該導電層經組態以經由複數個觸點將該光電裝置之一陽極及一陰極連接至一外部電源，其中每一光電裝置封裝與至少一鄰近光電裝置封裝重疊。
[8] 如請求項7之陣列，其中該複數個光電裝置封裝中之每一者包含一單一像素。
[9] 如請求項7之陣列，其中該複數個光電裝置封裝經組態以形成一連續或非連續發光區域中之一者。
[10] 如請求項7之陣列，其中該陣列中之每一光電裝置封裝之該邊緣密封分區的該透明部分中之至少一部分與一鄰近封裝之一電活性區域重疊。
[11] 如請求項7之陣列，其中每一封裝之該邊緣密封分區之該透明部分之邊緣平行地對準。
[12] 如請求項7之陣列，其中該邊緣密封分區之該非透明部分包含一導電層，該導電層經組態以經由複數個觸點將該光電裝置之一陽極及一陰極連接至一外部電源。
[13] 如請求項7之陣列，其中該陰極及該陽極延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分。
[14] 如請求項7之陣列，其中該陽極經組態為經定向成實質上平行於該邊緣密封分區之該透明部分之一陽極匯流排線。
[15] 如請求項7之陣列，其中該陽極及該邊緣密封分區之該非透明部分中的該導電層經組態以將該陽極與該陰極電隔離。
[16] 如請求項15之陣列，其中該陰極及該陽極延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分；該導電層係直接安置於一電活性層上；且一電絕緣層安置於經組態以將該陽極與該陰極電隔離的該陽極與該邊緣密封分區之該非透明部分中的該導電層之間。
[17] 如請求項15之陣列，其中該陰極延伸穿過該邊緣密封分區之一非透明部分；該導電層係直接安置於一電活性層上；且該陽極經組態為與該邊緣密封分區之該透明部分中的電活性區域隔開一距離之一陽極匯流排線，藉此經組態以將該陽極與該陰極電隔離。
[18] 如請求項7之陣列，其中每一光電裝置為一OLED。
[19] 如請求項7之陣列，其中每一光電裝置為光伏打裝置。
[20] 一種形成一連續照亮區域之OLED照明陣列，該OLED照明陣列包含各自圍封一光電裝置且配置於至少一列中的複數個封裝；每一封裝包含一電活性區域及界定一透明部分及一非透明部分之一邊緣密封分區，該非透明部分包含經組態以經由複數個端子將該光電裝置連接至一外部電源之一導電層，其中每一封裝之該邊緣密封分區之該透明部分與一鄰近封裝之該電活性區域重疊；其中該列中之每一鄰近封裝的該電活性區域與該列中之一鄰近封裝的該邊緣密封分區之該非透明部分重疊；且其中每一封裝之該等透明邊緣係沿一線性陽極匯流排線對準。
[21] 一種使用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術製造一光電裝置封裝之方法，該方法包含：定位一基板材料之一片段；在該基板材料上沈積透明導電氧化物(TCO)之一層；在該基板材料上形成一橫跨網區域；以一系列間隔開之不連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一電活性層，藉此界定複數個電活性層條帶，其中沈積該電活性層之該步驟包括在該電活性層與該基板在至少兩個平行縱向邊緣上的周邊之間留下一間隙；以複數個連續條帶在該複數個電活性層條帶中之每一者上沈積一金屬層，藉此界定複數個陰極層條帶及一陽極匯流排線；以複數個連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一陽極層，藉此界定複數個陽極匯流排線，其中沈積該陽極層之該步驟包括在該複數個陽極匯流排線中之每一者與該等陰極層條帶中之每一者之間留下一間隙；在該陽極層及陰極層之頂部上沈積一透明障壁層，其中該障壁層經組態以曝露該等陰極層條帶及該等陽極層條帶中之每一者的部分；及切開以形成個別光電裝置封裝。
[22] 如請求項21之方法，其中在該基板材料上形成一橫跨網區域之該步驟包括：選擇性地移除該透明導電氧化物(TCO)之部分。
[23] 如請求項21之方法，其中在該基板材料上形成一橫跨網區域之該步驟包括：用一絕緣層選擇性地覆蓋該透明導電氧化物(TCO)之部分。
[24] 一種使用捲輪式薄膜輸送(R2R)製造技術製造一光電裝置封裝之方法，該方法包含：定位一基板材料之一片段；在該基板材料上沈積透明導電氧化物(TCO)之一層；以一系列間隔開之連續條帶在該透明導電氧化物(TCO)上沈積一導電層，藉此界定複數個陽極匯流排線，其中沈積該導電層之該步驟包括在該導電層與該基板在至少兩個平行縱向邊緣上的周邊之間留下一間隙；以一系列間隔開之連續條帶在該複數個陽極匯流排線中之每一者上沈積一絕緣層；以一連續條帶在該複數個陽極匯流排線之間沈積一電活性層，藉此界定一電活性層條帶；以一連續條帶在該電活性層條帶上沈積一金屬陰極層，藉此界定一陰極層條帶；在該電活性層條帶之頂部上沈積一透明障壁層；及切開以形成個別光電裝置封裝。
[25] 如請求項24之製造一光電裝置封裝之方法，其中沈積透明導電氧化物(TCO)之一層、沈積一導電層、沈積一絕緣層、沈積一絕緣層、沈積一電活性層、沈積一金屬陰極層及沈積一透明障壁層經組態成一連續條帶狀幾何形狀。

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法律状态:

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