器件封装制造技术

公开了电器件（１００）的一种封装。在器件（１００）的无源区（１２０）中提供了帽架（１３０），以防止由管壳内产生的机械应力造成的管壳触碰器件的有源元件（１１０）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及器件制造。更确切地说，本专利技术涉及器件封装。特别有意义的一种器件是发光二极管(LED)。LED能有各种各样应用。例如多个LED单元或象素能在衬底上形成产生成象的LED器件，用作显示器如平板显示器(FPD)。典型地说，LED象素包含一个或多个夹于两个电极之间的功能层以构成功能堆。荷电载流子从两电极注入。这些荷电载流子在一个或多个功能层中复合，引起可见光发射。近来，利用有机功能层构成有机LED，已经取得重大进展。为了保护LED象素免于环境例如湿气和/或空气的影响，将器件用管壳封装起来。按常规，LED管壳包含多种类型空腔式管壳。空腔式管壳典型包含将管盖安装在衬底上。其空腔保护有机LED象素免受管壳损坏，因为它们对压力非常敏感。而且，空腔也能放置干燥剂材料以克服器件的有限漏泄速率。形成于薄的或柔性衬底上的柔性器件可望有新的应用，例如柔性显示器。然而，常规的器件封装不易被处理成柔性的。这就使之难以满足柔性器件的柔性要求，特别是那些如显示器的具有比较大的表面面积的柔性器件。正如上述讨论显而易见，希望对器件，特别是制作在薄的或柔性衬底上器件提供有效的管壳。附图说明图1表示依照本专利技术实施方案的器件100。例如，该器件可以是电的、机械的、电机械的器件，或者微电机系统(MEMS)。器件包含形成在衬底101上的一个或多个有源元件110。在实施方案中，有源元件形成在衬底的有源区115上。无源区120被提供在衬底上。如图所示，无源区将有源元件隔开。帽架130设置在包围有源元件的器件周边上。管帽180放置在帽架上。管帽将有源元件气密性封闭以隔开环境。帽架将管帽升高以防止它触碰有源元件。帽架还在器件无源区内提供支持。如图所示，帽架包含位于无源区内的支架柱。由于帽架位于无源区内，故有源元件的功能不受影响。将支架柱置于无源区内，为覆盖层中心部分提供了额外的支架。这便防止了管帽因应力而崩塌到有源元件上。这对柔性器件特别有用。在实施方案中，器件100包含电器件。电器件包含成象的有机LED器件。在例如美国专利4720432及《自然》杂志(1990)第347期第539页的Burroughes等的论文中，描述了有机LED器件，此处均列为参考。形成在衬底上的其它类型的电器件，例如半导体激光器，也都是有用的。有源元件110包括有机LED象素。有机LED象素包含第一与第二电极112与116之间的至少一个有机层114。这些象素例如被构造成阵列，以形成诸如FPD的显示器。FPD被应用于各式各样消费电子产品中，包括蜂窝式电话、蜂窝智能电话、个人记事本(organizer)、传呼机、广告牌、触屏显示器、电话会议设施、多媒体设备、虚拟现实产品(virtual reality product)、以及显示亭。象素110位于衬底101的有源区115上，并被无源区120隔开。支架柱130位于衬底的无源区和包围LED象素的器件周边内。支架柱能形成在一个、一些、或所有的无源区内。管帽180被安装在支架柱上以密封器件，从而保护象素免受空气和/或湿气的影响。可以提供耦合到LED象素的焊点190。此焊点能提供到器件的外部连接。帽架起着防止管帽触碰LED象素的作用。如若管帽触碰LED象素，就会损伤LED象素。在实施方案中，帽架的高度在LED象素表面与管帽之间形成空隙或空腔118。该空隙必须足以防止管帽触碰LED象素。典型的空隙高度为大约1～10μm。当然，此空隙高度因产生的应力总量(例如器件需要的弯曲量、覆盖层厚度、及支架柱之间的横向距离)而可以改变。图2a-f表示依照本专利技术实施方案的器件制造工艺。器件包含例如有机LED。参见图2a，提供了其上制作器件有源元件的衬底101。衬底可以包括各种类型的材料，如用来支持有源元件的玻璃或聚合物。别的适于支持有源元件的材料如陶瓷或硅也可以使用。各种类型的半导体晶片也是有用的。在实施方案中，柔性衬底被用来制造柔性器件。柔性衬底包含柔性材料如塑料薄膜。市场上可买到的各种塑料薄膜都是有用的。这样的薄膜例如包括透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSO)、及聚-苯撑醚砜(PES)。其他薄膜例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，也都能使用。在实施方案中，柔性衬底必须薄，以便得到薄的器件而又在制造过程中提供足够的机械完整性以支撑有源元件。柔性衬底最好应尽可能的薄而又在制造过程中提供足够的机械完整性。在实施例中，柔性衬底为大约20～200μm厚。在一个变通实施方案中，柔性衬底包含玻璃。薄半导体衬底或别的薄柔性衬底也是能用的。在实施例中，衬底的厚度为大约30～300μm。在另一实施方案中，可以提供暂时的支持层。该暂时支持层例如可形成在衬底背面以提供制造过程中必要的支持。管壳能被用来提供额外的支持以便在最终生产阶段稳定衬底，使得能够清除暂时层。暂时支持层使得能够使用较薄的衬底，得到较薄的器件。有源区和/或无源区被确定在衬底表面上。有源区在衬底上提供形成有源元件的区域。多种技术能够被用来确定有源区和/或无源区。例如，光刻技术能用来确定有源区和/或无源区。在实施方案中，有源元件包含有机LED象素。有机LED象素排列构成成象器件。成象有机LED器件包含例如形成在衬底上的多个第一电极条。这些条沿第一方向排列。另外的一个有机层被形成在第一电极条上。多个第二电极条沿第二方向被形成在有机层上。典型而言，第一与第二电极条是彼此正交的。第一与第二电极条的交点构成LED象素。在实施方案中，无源区由俯视衬底时不包括电极材料的区域表示。或可将电极不相交的区域认为是无源区。参见图2b，开始确定有源区和/或无源区的过程。在实施例中，器件层112形成在衬底上。器件层包含例如导电层。其他类型器件层也有用，这取决于有源元件的类型。器件层例如为大约0.1～1μm。此厚度当然可以根据设计要求而改变。在实施例中，器件层包含用作LED象素阳极的透明导电层。该透明导电层包含例如氧化铟锡(ITO)。其他类型的透明导电层如氧化锌和氧化铟锌也都有用。多种技术如化学汽相淀积(CVD)、物理汽相淀积(PVD)、及等离子体增强CVD(PECVD)，都能用来形成器件层。该导电层必须薄，以便减弱光吸收和对后续的膜制作的不利影响，同时满足电学要求。在实施例中，该导电层的厚度约为100nm。在器件层形成之后，对其图形化以确定有源区和/或无源区。常规技术如光刻法和腐蚀法都可用来对器件层进行图形化。使用印模的图形化技术也是有用的。这种技术在同时提出的题为“器件层的机械图形化”的国际专利申请(代理人审查号99E8062)中已加以描述，此处列为参考。有源区包含如衬底表面上保留的器件层部分，而无源区包含暴露的衬底表面部分。在实施方案中，对导电层进行图形化以便在衬底表面上形成起LED象素底电极作用的底电极条。有源区包含其上形成LED象素的底电极条部分。当俯时，例如暴露的衬底表面上不会被LED象素第二电极条占用的部分，是无源区。参见图2C，间隔层231被淀积在衬底表面上。间隔层提供构成帽架的材料。间隔层的厚度等于大约帽架的高度。在实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包含： 具有有源区和无源区的衬底； 有源区内的有源元件； 器件周围和无源区内的帽架； 帽架上的管帽；和 有源元件与管帽之间的空腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：EKM格恩特尔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]