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TWI501441B - 非連續複合阻障層、其形成方法及包含其之封裝結構 - Google Patents

非連續複合阻障層、其形成方法及包含其之封裝結構 Download PDF

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TWI501441B
TWI501441B TW101130751A TW101130751A TWI501441B TW I501441 B TWI501441 B TW I501441B TW 101130751 A TW101130751 A TW 101130751A TW 101130751 A TW101130751 A TW 101130751A TW I501441 B TWI501441 B TW I501441B
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Li Wen Lai
kun wei Lin
Teng Yen Wang
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Description

非連續複合阻障層、其形成方法及包含其之封裝結構
本發明係有關於阻障層，且特別是有關於一種非連續複合阻障層、其形成方法及其應用。
隨著科技的進步，軟性電子裝置的相關技術也已逐漸成熟。其中，有機發光二極體(OLED)具有自發光、輕、薄、省電等優勢，預期在未來可作為螢光燈管的替代產品。此外，有機發光二極體的發光材料為可撓曲的有機材料，其具有高對比度、反應速度快及廣視角等優點，可製作為可撓式有機發光二極體軟性面板顯示器，以取代目前硬式顯示器。
一般而言，有機發光二極體軟性面板顯示器之高分子有機發光層及電極材料(如鈣、鎂等)對水氧敏感度高，因此當大氣中的水氣、氧氣由基板滲透時，會損害元件，因此，阻水、阻氣技術是相當重要的。綜上所述，目前仍需發展阻水、阻氣技術。
在本發明一實施例中，提供一種非連續複合阻障層，包括：一第一阻障層，位於一基板上；以及一第二阻障層，位於該第一阻障層上，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物(organo-silicon material)區，且該第一、第二阻障層的該些 無機材料區與該些有機矽化合物區係上下交替堆疊。
在本發明一實施例中，提供一種具非連續複合阻障層之封裝結構，包括：一基板；一電子元件，位於該基板上；以及一非連續複合阻障層，位於該電子元件上，其中該非連續複合阻障層包括：一第一阻障層，位於該電子元件上；以及一第二阻障層，位於該第一阻障層上，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物區，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區與該些有機矽化合物區係上下交替堆疊。
在本發明一實施例中，提供一種非連續複合阻障層的形成方法，包括：提供一基板；在該基板上形成一第一阻障層；以及在該第一阻障層上形成一第二阻障層，其與該第一阻障層形成一非連續複合阻障層，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物區，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區與該些有機矽化合物區係上下交替堆疊。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下依本發明之不同特徵舉出數個不同的實施例。本發明中特定的元件及安排係為了簡化，但本發明並不以這些實施例為限。舉例而言，於第二元件上形成第一元件的描述可包括第一元件與第二元件直接接觸的實施例，亦包 括具有額外的元件形成在第一元件與第二元件之間、使得第一元件與第二元件並未直接接觸的實施例。此外，為簡明起見，本發明在不同例子中以重複的元件符號及/或字母表示，但不代表所述各實施例及/或結構間具有特定的關係。
在本發明一實施例中，提出一種非連續複合阻障層結構，藉由非連續之無機材料區交錯排列於複合阻障層中，並以有機矽化合物區來分隔非連續之無機材料區，藉此形成具有阻水、阻氣效果的非連續複合阻障層。
第1圖顯示在本發明一實施例中形成的非連續複合阻障層的剖面圖。參照第1圖，非連續複合阻障層包括基板100、第一阻障層102及第二阻障層104。其中，第一阻障層102位於基板100上，且第二阻障層104位於第一阻障層102上。如第1圖所示，第一阻障層102及第二阻障層104皆包括間隔設置的多個無機材料區106及多個有機矽化合物=(organo-silicon material)區108，且無機材料區106與有機矽化合物區108係上下交替堆疊。
在一實施例中，基板100可為可撓式基板，例如聚對苯二甲二乙酯(PET)基板、聚醚碸(PES)基板、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)基板、聚醯亞胺(PI)基板、或聚碳酸酯(PC)基板。在另一實施例中，基板100也可為剛性基板，例如玻璃基板，或其他適合的基板。
無機材料區106例如包括三氧化二鋁(Al2 O3 )、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、氮碳氧化矽(SiCx Oy Nz ；x=1-3、 y=1-3、z=1-3)、或前述之組合。無機材料區106的寬度W1 例如約介於0.5mm至20mm，高度H1 例如約介於50nm至500nm。有機矽化合物108可以是含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物，含矽碳(Si-C)鍵結的有機化合物例如包括含Si-(CH3 )鍵結、Si-(CH2 )鍵結、Si-(CH)鍵結之有機矽化合物。有機矽化合物區108的寬度W2 例如約介於0.5mm至20mm，高度H2 例如約介於50nm至500nm。亦即，無機材料區106的寬度W1 可小於有機矽化合物區108的寬度W2 。應注意的是，無機材料區106及有機矽化合物區108的尺寸可依據應用的需求調整。例如，當非連續複合阻障層係用於可撓性元件時，可依據撓曲程度的需求決定無機材料區106及有機矽化合物區108的尺寸。一般而言，撓曲程度越高時，可形成寬度較小的無機材料區106，以避免無機材料區因撓曲而破碎。例如，無機材料區106的寬度可小於撓曲之曲率半徑。
此外，如第1圖所示，在一實施例中，上述非連續複合阻障層的第一阻障層102及第二阻障層104的有機矽化合物區108係相互連接呈一連續結構，而無機材料區106則係彼此斷開呈一非連續結構。一般而言，連續的無機材料結構具有較好的阻水氣效果，但其硬度較大，故在用於可撓式元件時容易破裂而形成裂縫，使得水氣由裂縫進入元件中。然而，在第1圖所示之非連續複合阻障層中，無機材料區106交錯排列於非連續複合阻障層內時，因此不僅可阻擋水氣由主要表面滲入，也可防止由側邊入侵之水 氣。此外，由於無機材料區106係彼此斷開呈非連續結構，可避免連續的無機材料由於性質硬脆而破裂的問題。
另外，相較於一般的有機材料，有機矽化合物區108具有較佳的阻水氣能力(例如：<0.01g/m2 /day)。因此，在利用有機矽化合物區108作為無機材料區106的間隔時，仍可具有較佳的阻水性。此外，有機矽化合物區108還具有應力釋放的效果，藉此吸收元件彎曲時之彎曲應力，避免阻障層的破裂。在一實施例中，上述具有無機材料區106及有機矽化合物區108的非連續複合阻障層的水氣滲透率(WVTR)低於約5×10-3 g/m2 /day。
第2圖則顯示在本發明一實施例中形成非連續複合阻障層的方法流程圖。參照第1、2圖，在步驟202中，提供基板100。在步驟204中，在基板100上形成第一阻障層102。在步驟206中，在第一阻障層102上形成第二阻障層104，其與第一阻障層102形成非連續複合阻障層。其中，第一阻障層102、第二阻障層104皆包括間隔設置的多個無機材料區108及多個有機矽化合物區110，且第一阻障層102、第二阻障層104的無機材料區108與有機矽化合物區110係上下交替堆疊。
更詳細而言，第3圖顯示在第2圖的步驟204中形成第一阻障層102的方法的流程圖。第4、5圖則顯示以第3圖的步驟形成之第一阻障層102的各階段剖面圖。參照第3、4圖，在步驟302中，在第一位置P1 設置具有開口412的圖案化罩幕410，而後進行第一沉積製程以在基板100 上形成多個第一材料區406。在一實施例中，圖案化罩幕410的圖案形成一維陣列，如第6圖所示。在另一實施例中，圖案化罩幕410的圖案形成二維陣列，如第7圖所示。在此實施例中，第一材料區406即為第1圖中的無機材料區106，第二材料區408即為有機矽化合物區108。然而，應注意的是，在本發明不同的實施例中，第一材料區406及第二材料區408係相異地擇自無機材料區與有機矽化合物區其中之一。在一實施例中，第一沉積製程為電漿加強化學氣相沉積(PECVD)製程，其操作的電漿功率為約200至2000W或約800至1200W，反應氣氛為：氬氣約1至1000sccm或約30至80sccm與氧氣約1至1000sccm或約40至80sccm，工作壓力約1至1000mtorr或約1至10mtorr。在另一實施例中，第一沉積製程例如為電漿加強化學氣相沉積製程，其操作的電漿功率為約1000W，反應氣氛為：氬氣約50sccm與氧氣約60sccm，工作壓力約5mtorr，使用的前驅物包括六甲基矽氧烷(Hexamethyldisiloxane；HMDSO)、六甲基二矽氮烷(Hexmethyldisilane；HMDS)、或四甲基矽烷(tetramethylsilane；TMS)。在一實施例中，各個第一材料區406之間以一距離間隔，例如介於約0.5mm至約20mm。
在步驟304中，橫向移動圖案化罩幕410至第二位置P2 ，而後進行第二沉積製程以在基板100上形成多個第二材料區408。另外，亦可根據需要使圖案化罩幕410靠近或遠離基板100，以調整所形成第二材料區408的尺寸。 在此實施例中，移動圖案化罩幕410遠離基板100，以使第二材料區的寬度W2 大於第一材料區的寬度W1 。此外，如第5圖所示，將圖案化罩幕410橫向移動一距離d至第二位置P2 ，以在基板100上不含第一材料區406的部分形成第二材料區408。亦即，第一材料區與第二材料區係間隔設置。在一實施例中，第二沉積製程為電漿加強化學氣相沉積(PECVD)製程，其操作的電漿功率為約200至2000W或約200至600W，反應氣氛為：氬氣約1至1000sccm或約10至30sccm與氧氣約1至100sccm或約1至10sccm，工作壓力約1至1000mtorr或約30至60mtorr。應注意的是，第二沉積製程之氧氣流量應小於第一沉積製程之氧氣流量。在另一實施例中，第二沉積製程例如為電漿加強化學氣相沉積製程，其操作的電漿功率為約400W，反應氣氛為：氬氣約16sccm與氧氣約小於10sccm，工作壓力約40mtorr，使用的前驅物包括六甲基矽氧烷(Hexamethyldisiloxane；HMDSO)、六甲基二矽氮烷(Hexmethyldisilane；HMDS)、或四甲基矽烷(tetramethylsilane；TMS)。亦即，第一、第二沉積製程可在相同的腔體中進行，且可使用相同的前驅物。此外，在一實施例中，第一沉積製程之電漿功率可高於第二沉積製程之電漿功率，第一沉積製程中氧的通入量可高於第二沉積製程中氧的通入量。
第8圖更詳細地顯示在第2圖的步驟206中形成第二阻障層104的方法的流程圖。第9、10圖則顯示以第8圖 的步驟形成之第二阻障層104的各階段剖面圖。參照第8、9圖，在步驟802中，將圖案化罩幕410維持在第二位置P2 ，並再次進行第一沉積製程，以在第一阻障層102的第二材料區408上更進一步地形成第一材料區406。參照第8、10圖，在步驟804中，橫向移動圖案化罩幕410回到第一位置P1 ，而後再次進行第二沉積製程，以在第一阻障層102的第一材料區406上更進一步地形成第二材料區408。如第10圖所示，第一阻障層102及第二阻障層104的第一材料區406及第二材料區408係上下交替堆疊。
應注意的是，在其他實施例中，也可先進行第二沉積製程形成有機矽化合物區，而後再移動圖案化罩幕進行第一沉積製程而形成無機材料區。如第10圖所示，第一、第二阻障層102、104的有機矽化合物區408係相互連接呈一連續結構，且無機材料區406係彼此斷開呈一非連續結構，故可避免連續無機材料容易破裂的問題，且仍可維持非連續複合阻障層整體的阻水氣效能。此外，上述非連續複合阻障層可於同一設備中製備，因此可免去一般製程之微粒汙染及時間的浪費，故可縮短製程時間與提高良率。
另外，在本發明其他實施例中，也可利用其他方法形成第1圖所示非連續複合阻障層。例如，可利用不同的前驅物及/或PECVD以外的沉積製程分別形成無機材料區及有機矽化合物區。
第11圖則顯示在本發明一實施例中之具非連續複合阻障層之封裝結構的剖面圖。參照第11圖，具非連續複合阻 障層之封裝結構包括基板1100、電子元件1112及非連續複合阻障層1114。其中，電子元件1112位於基板1100上，且非連續複合阻障層1114位於電子元件1112上。非連續複合阻障層1114可包括：位於電子元件1112上的第一阻障層102，以及位於第一阻障層102上的第二阻障層104。
在此實施例中，基板1100可為剛性基板，例如為玻璃基板，由於其本身具有阻水氣的能力，故僅需在電子元件1112上形成非連續複合阻障層1114，即可避免水氣由外界入侵至電子元件中。
第12圖則顯示在另一實施例中之具非連續複合阻障層之封裝結構的剖面圖。參照第12圖，具非連續複合阻障層之封裝結構包括基板1200、電子元件1212及非連續複合阻障層1214。其中，非連續複合阻障層1214位於基板1200與電子元件1212之間及電子元件1212之上，使得非連續複合阻障層1214完全包附電子元件1212。更詳細而言，非連續複合阻障層1214可包括：位於電子元件1212下的第一阻障層1202a及第二阻障層1204a，以及位於電子元件1212上的第一阻障層1202b及第二阻障層1204b。如第12圖所示，第一阻障層1202a、1202b及第二阻障層1204a、1204b皆包括間隔設置的多個無機材料區1206及多個有機矽化合物區1208，且該些無機材料區1206與有機矽化合物區1208係上下交替堆疊。
在此實施例中，基板1200可為可撓式基板，例如包括聚對苯二甲二乙酯(PET)基板、聚醚碸(PES)基板、聚萘二 甲酸乙二醇酯(PEN)基板、聚醯亞胺(PI)基板、或聚碳酸酯(PC)基板。另外，電子元件1212可為可撓式電子元件，例如有機發光元件(OLED)、電泳顯示器(Electro-phoretic display；EPD)、或薄膜太陽能電池。一般而言，由於可撓式基板無法有效阻水，故在電子元件1212及基板1200之間，需以非連續複合阻障層1214隔離，使得電子元件1212完全被非連續複合阻障層1214包附，以避免水氣由基板滲入。
在傳統的阻水/阻氣技術中，通常在可撓式電子元件上直接沉積無機材料層。然而，此無機材料層的膨脹或收縮能力有限，容易因內應力而有剝離的問題。另外，如第13圖所示，若在基板1300上依序形成可撓式電子元件1301、有機材料層1303及無機材料層1305，則可將有機材料層1303作為應力釋放的緩衝層，減緩無機材料層1305在成長時的應力。然而，上述有機/無機(例如為高分子層/金屬氧化物)多層堆疊的結構，在高撓曲(彎曲曲率大時)情況下，則容易因無機材料過於硬脆而破裂形成裂縫，導致元件的阻水氣效果急遽降低。此外，由於有機材料層本身不具阻水氣效果，故無法阻擋水氣由側邊進入。另外，上述有機、無機材料層的形成需在不同腔體中鍍製，造成製程時間冗長且成本較高。
相對的，在本發明一實施例中之非連續複合阻障層可應用於高撓曲元件上。第14圖顯示在一實施例中之非連續複合阻障層在撓曲時的示意圖。當無機材料區1406四周接 合上有機矽化合物區1408時，有機矽化合物區1408可作為緩衝層，故可避免無機材料區1406產生裂痕。在一實施例中，可透過遮罩之設計讓無機材料區之寬度W小於撓曲之曲率半徑R，則可在撓曲過程中，將其無機材料區1406之損壞降至最低。在一實施例中，非連續複合阻障層在撓曲10000次下之阻水率只下降2%。
此外，藉由無機材料區交錯排列於非連續複合阻障層中，可有效阻擋水氣之侵入(包括側邊)。另外，由於有機矽化合物區本身也具有阻水氣功能，故不會造成非連續複合阻障層的阻水氣率下降。因此，將上述非連續複合阻障層應用於可撓性封裝結構時，可大幅增進軟性電子元件於撓曲使用條件下之壽命。
在一實施例中，上述非連續複合阻障層的形成係藉由控制遮罩(mask)位置、反應體氣流量與電漿功率等成膜條件，即可在同一腔體中直接形成。因此，可以大幅節省製程時間，且可達到良好的阻水氣效果。
【比較例1】形成連續的有機/無機阻障層
首先，加熱反應前驅物六甲基矽烷(Hexamethyldisiloxane，C6 H18 Si2 O，HMDSO)。接著，開始通入氬氣(Ar)以將揮發之HMDSO熱蒸氣帶入電漿加強化學氣相沉積(PECVD)腔體中，以低電漿功率與反應氣氛中的氬氣與氧氣的狀態下沉積有機矽化合物區(電漿功率：400W、反應氣氛：氬氣16sccm與氧氣<10sccm，工作壓力 40mtorr)。由於電漿功率較低且通入的氧氣較少，反應生成之材料其鍵結會含有大量的未解離的Si與CH3 之鍵結，因此成長出有機矽化合物(包括含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物，例如包括含Si-(CH3 )鍵結、Si-(CH2 )鍵結、或Si-(CH)鍵結之有機矽化合物)，藉此於基板上形成有機矽化合物層薄膜。上述有機矽化合物層做為緩衝層，為一連續薄膜層。
接著，在反應的氣氛中通入氬氣與較高含量之氧氣，並以將揮發之HMDSO熱蒸氣帶入電漿加強化學氣相沉積(PECVD)腔體中(電漿功率：1000W、反應氣氛：氬氣50sccm與氧氣60sccm，工作壓力5mtorr)。
利用在腔體中產生電漿來解離通入之HMDSO熱蒸氣。此時，電漿會將HMDSO較弱的C-H鍵結打斷，並與反應氣體中的氧結合形成無機二氧化矽(SiO2 )。會於有機矽化合物層上形成無機材料層。上述步驟即完成連續的有機/無機阻障層之成長。
【實施例1】形成非連續複合阻障層
(1)形成第一阻障層的無機材料區：
首先，加熱反應前驅物六甲基矽烷(Hexamethyldisiloxane，C6 H18 Si2 O，HMDSO)。接著，開始通入氬氣(Ar)以將揮發之HMDSO熱蒸氣帶入電漿加強化學氣相沉積(PECVD)腔體中(電漿功率：1000W、反應氣氛：氬氣50sccm與氧氣60sccm，工作壓力5mtorr)。在反應的 氣氛中通入氧氣，並利用在腔體中產生電漿來解離通入之HMDSO熱蒸氣。此時，電漿會將HMDSO較弱的C-H鍵結打斷，並與反應氣體中的氧結合形成無機二氧化矽(SiO2 )。這些無機二氧化矽會沉積在由圖案化罩幕所定義的第一區域中，以在基板上形成間隔的無機材料區。
(2)形成第一阻障層的有機矽化合物區：
在形成第一阻障層的無機材料區之後，將圖案化罩幕移動一距離d，並以低電漿功率與反應的氣氛中以通入微量氧氣的狀態下沉積有機矽化合物區(電漿功率：400W、反應氣氛：氬氣16sccm與氧氣<10sccm，工作壓力40mtorr)。由於電漿功率較低且通入的氧氣較少，反應生成之材料其鍵結會含有大量的未解離的Si與CH3 之鍵結，因此成長出有機矽化合物(包括含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物)，藉此形成有機矽化合物區域。上述有機材料區及有機矽化合物區組成第一阻障層。
(3)形成第二阻障層的無機材料區：
在形成第一阻障層的有機矽化合物區後，不移動圖案化罩幕，而調整反應氣體與電漿功率成步驟(1)的條件，以在第一阻障層的有機矽化合物區上再次成長無機材料區，以形成第二阻障層的無機材料區。
(4)形成第二阻障層的有機矽化合物區：
在形成第二阻障層的無機材料區之後，再將圖案化罩幕位移一距離d回到步驟(1)的位置。之後，調整反應氣體與電漿功率成步驟(2)的條件以形成第二阻障層的有機矽化合物層。上述步驟即完成非連續複合阻障層之成長，其中包含間隔設置之非連續之無機材料區及有機矽化合物區。
(5)阻水氣率：
將實施例非連續複合阻障層以量測儀器MOCON進行阻水率測試，其水氣滲透率(water vapor transmission rate；WVTR)可達儀器的偵測極限約10-3 g/m2 /day。
(6)阻水氣率：鈣測試法
鈣測試實驗中，由於鈣是活性相當大的金屬，只需要有微量的水氣即可將其反應為氧化鈣，並可利用光學顯微鏡觀察到的鈣金屬薄膜氧化反應形成氧化鈣過程。其中鈣金屬薄膜氧化形成氫氧化鈣薄膜化學反應式如下：Ca(s)+H2 O(1) → CaO(s)+H2 (g) (1-1)
CaO(s)+H2 O(1) → Ca(OH)2 (s) (1-2)
Ca(s)+2H2 O(1) → Ca(OH)2 (s)+H2 (g) (1-3)
由化學反應式(1-1)及(1-2)中可得知鈣金屬薄膜形成氫氧化鈣薄膜必須經過兩次氧化還原反應，首次氧化還原反應將鈣金屬薄膜與空氣中水氣形成氧化鈣，接著經過時間暴露於空氣中，氧化鈣薄膜會與空氣中水氣二次反應 形成氫氧化鈣薄膜，因而得到(1-3)反應式。藉由已知鈣的分子量為40 g/mole、密度1.54 g/cm3 (at 20℃)以及水(H2 O)的分子量18 g/mole，來推算出薄膜總水含量。再以顯微鏡中觀察之鈣金屬氧化面積，利用影像分析分析計算出鈣氧化面積比例，用以換算出實際薄膜水含量，即可推算出單位時間內滲透過多層膜的水氣質量，最後，再除以量測的時間及觀察鈣氧化面積，經由計算得到實際的水氣透過率。以上述鈣測試法進行阻水率測試，實施例非連續複合阻障層水氣滲透率(WVTR)可達到約10-6 g/cm2 /day。
(7)撓曲測試：
比較例1之連續的有機/無機阻障層與本實施例之非連續複合阻障層於曲率半徑為10 mm時做撓曲測試。以掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察，可發現連續的有機/無機阻障層上具有微小的裂痕，這些裂痕會成為水氣、氧氣滲入之路徑，因此阻水/阻氣效果較差。
然而，在本實施例中的非連續複合阻障層在相同的電子顯微鏡放大倍率約放大5000倍下未觀察出微小裂痕。亦即，在撓曲測試後其阻水/阻氣效果無明顯劣化。
(8)撓曲後的阻水氣率
為了進一步了解非連續複合阻障層結構在可撓式塑膠基材上的撓曲可靠度，量測其經由不同撓曲測試前(W0 )以及撓曲後(W)之水氣滲透率的變化情形，其水氣滲透率變化 百分比定義為：
在曲率半徑為10mm時以張應變彎曲方式下分別進行0次、500次、1000次、2000次、3000次、5000次、10000次撓曲試驗(總重0.5kg；測試速度100mm/分鐘)，其水氣滲透率變化百分比關係圖如第15圖所示。參照第15圖，隨著撓曲次數的增加，實施例1之非連續複合阻障層的水氣滲透率變化百分比皆在±2%內。亦即，其能承受彎曲曲率為10mm及撓曲次數為10000次的可靠度測試。然而，比較例1之連續的有機/無機阻障層在撓曲次數約為1000時，其水氣滲透率變化百分比已達10%。
由以上測試結果可知，本實施例之非連續複合阻障層無論於非撓曲或高撓曲環境下，皆有高阻水/阻氣之效果。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、1100、1200、1300‧‧‧基板
102、1202a、1202b‧‧‧第一阻障層
104、1204a、1204b‧‧‧第二阻障層
106、1206、1406‧‧‧無機材料區
108、1208、1408‧‧‧有機矽化合物區
202、204、206、302、204、802、804‧‧‧步驟
P1‧‧‧第一位置
410‧‧‧圖案化罩幕
W1、W2、W‧‧‧寬度
H1、H2‧‧‧高度
d‧‧‧距離
406‧‧‧第一區域
408‧‧‧第二區域
1114、1214‧‧‧非連續複合阻障層
1112、1212、1301‧‧‧電子元件
1303‧‧‧有機材料層
1305‧‧‧無機材料層
R‧‧‧曲率半徑
第1圖顯示在本發明一實施例中形成的非連續複合阻障層的剖面圖。
第2圖則顯示在本發明一實施例中形成非連續複合阻障層的方法流程圖。
第3圖顯示在第2圖的步驟204中形成第一阻障層102的方法的流程圖。
第4、5圖則顯示以第3圖的步驟形成之第一阻障層102的各階段剖面圖。
第6、7圖顯示圖案化罩幕之例子。
第8圖更詳細地顯示在第2圖的步驟206中形成第二阻障層204的方法的流程圖。
第9、10圖則顯示以第8圖的步驟形成之第二阻障層104的各階段剖面圖。
第11圖則顯示在本發明一實施例中之具非連續複合阻障層之封裝結構的剖面圖。
第12圖則顯示在另一實施例中之具非連續複合阻障層之封裝結構的剖面圖。
第13圖顯示在一比較例中之封裝結構的剖面圖。
第14圖顯示在一實施例中之非連續複合阻障層在撓曲時的示意圖。
第15圖顯示在一實施例中水氣滲透率變化百分比關係圖。
100‧‧‧基板
102‧‧‧第一阻障層
104‧‧‧第二阻障層
106‧‧‧無機材料區
108‧‧‧有機矽化合物區

Claims (19)

  1. 一種非連續複合阻障層，包括：一第一阻障層，位於一基板上；以及一第二阻障層，位於該第一阻障層上，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物(organo-silicon material)區，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區與該些有機矽化合物區係上下交替堆疊，且該第一、第二阻障層的該些有機矽化合物區係相互連接呈一連續結構，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區係彼此斷開呈一非連續結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之非連續複合阻障層，其中該些有機矽化合物區包括含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之非連續複合阻障層，其中該些無機材料區包括三氧化二鋁(Al2 O3 )、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、氮碳氧化矽、或前述之組合。
  4. 一種具非連續複合阻障層之封裝結構，包括：一基板；一電子元件，位於該基板上；以及一非連續複合阻障層，位於該電子元件上，其中該非連續複合阻障層包括：一第一阻障層，位於該電子元件上；以及一第二阻障層，位於該第一阻障層上，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物區，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區與 該些有機矽化合物區係上下交替堆疊，且該第一、第二阻障層的該些有機矽化合物區係相互連接呈一連續結構，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區係彼此斷開呈一非連續結構。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具非連續複合阻障層之封裝結構，其中該基板為可撓式基板，且該電子元件為可撓式電子元件。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具非連續複合阻障層之封裝結構，其中該電子元件包括有機發光元件(OLED)、電泳顯示器(Electro-phoretic display；EPD)、或薄膜太陽能電池。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之具非連續複合阻障層之封裝結構，其中該些有機矽化合物區包括含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之具非連續複合阻障層之封裝結構，其中該些無機材料區包括三氧化二鋁(Al2 O3 )、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、氮碳氧化矽、或前述之組合。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之具非連續複合阻障層之封裝結構，其中，該非連續複合阻障層更設於該基板及該電子元件之間，使得該非連續複合阻障層完全包附該電子元件。
  10. 一種非連續複合阻障層的形成方法，包括：提供一基板；在該基板上形成一第一阻障層；以及 在該第一阻障層上形成一第二阻障層，其與該第一阻障層形成一非連續複合阻障層，其中該第一、第二阻障層皆包括間隔設置的多個無機材料區及多個有機矽化合物區，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區與該些有機矽化合物區係上下交替堆疊，且該第一、第二阻障層的該些有機矽化合物區係相互連接呈一連續結構，且該第一、第二阻障層的該些無機材料區係彼此斷開呈一非連續結構。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該些有機矽化合物區包括含矽碳(Si-C)鍵結、或矽氧碳(Si-O-C)鍵結的有機化合物。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該些無機材料區包括三氧化二鋁(Al2 O3 )、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、氮碳氧化矽、或前述之組合。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該第一阻障層的形成包括：在一第一位置設置一圖案化罩幕，而後進行一第一沉積製程以在該基板上形成多個第一材料區；以及橫向移動該圖案化罩幕至一第二位置，而後進行一第二沉積製程以在該基板上形成多個第二材料區，其中，該些第一、第二材料區係相異地擇自該些無機材料區與該些有機矽化合物區其中之一。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該第二阻障層的形成包括： 將該圖案化罩幕維持在該第二位置，並再次進行該第一沉積製程，以在該第一阻障層的該些第二材料區上更進一步地形成該些第一材料區；以及橫向移動該圖案化罩幕至該第一位置，而後再次進行該第二沉積製程，以在該第一阻障層的該些第一材料區上更進一步地形成該些第二材料區，使得該第一、第二阻障層的該些第一、第二材料區上下交替堆疊。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該第一、第二沉積製程係為電漿加強化學氣相沉積(PECVD)製程。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該第一、第二沉積製程係在同一反應腔體中進行，且該第一沉積製程之電漿功率高於該第二沉積製程之電漿功率，該第一沉積製程中氧的通入量高於該第二沉積製程中氧的通入量。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該圖案化罩幕的圖案形成一一維陣列。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該圖案化罩幕的圖案形成一二維陣列。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之非連續複合阻障層的形成方法，其中該第一、第二電漿加強化學氣相沉積製程包括使用相同的一前驅物，該前驅物包括六甲基矽氧烷(Hexamethyldisiloxane；HMDSO)、六甲基二矽氮烷(Hexmethyldisilane；HMDS)、或四甲基矽烷(tetramethylsilane；TMS)。
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