CN100407475C - 改进的有机发光器件密封的电子器件和其密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了增加诸如OLED器件的贮存有效期的技术，所述器件要求在不加大连接宽度的情况下气密封闭湿气和氧气。在一个实施例中，在不增加连接宽度的情况下，增加了湿气和氧气的渗透路径。这是通过在其上形成该器件组成部分的基底与盖之间采用槽形界面而实现的。槽形界面可包括各种几何形状。

Description

改进的有机发光器件密封的电子器件和其密封方法
技术领域
本发明一般涉及有机发光器件(OLED)的封闭或密封。
背景技术
图1表示OLED器件100，它被用作例如包括蜂窝电话、蜂窝智能电话、个人信息管理工具(personal organizer)、传呼机等各种家用电子产品和广告牌、触摸屏显示器、远程会议系统和多媒体产品、虚拟现实产品、及显示式信息站(display kiosks)的显示器。
OLED器件包括形成在基底101上的功能叠层，功能叠层包括位于两个用作电极(阴极和阳极)的导电层之间的一个或多个有机功能层。导电层被图形化以形成沿第一方向的阴极行和沿第二方向的阳极列。OLED像素定位在阴极和阳极重叠处。载流子通过阴极和阳极经焊接区150注入以便在功能层中重新结合。载流子的重新结合使像素的功能层发出可见辐射。
该器件被盖160封闭，以密封像素。由于湿气和氧气会给诸如阴极等工作部件造成不利影响，所以OLED器件要求气密密封。典型地，用基于环氧树脂的粘接剂将盖连接到基底。但是，氧气和湿气可渗透环氧基粘接剂。氧气和湿气的渗透路径沿着盖和基底的界面180。渗透路径的长度由连接宽度W限定。氧气和湿气的渗透速度Q取决于连接厚度T和W。速度Q与连接厚度T成正比，而与连接宽度W成反比。由于连接宽度可被减小多少存在一个限度，所以通过加长与增加连接宽度对应的渗透或穿透路径，可延长OLED器件的贮存有效期。但增加连接宽度将导致器件尺寸不必要地增大。
从以上讨论可知，需要提供一种无需增加器件尺寸的经改进的OLED器件。
发明内容
本发明涉及器件的改进密封，具体涉及一种需要避免湿气和氧气的诸如OLED等器件。在一个实施例中，通过在盖与基底之间的几何地设置槽形界面而在不增加器件连接宽度的情况下加长氧气和湿气的渗透路径。该槽形界面可包括诸如三角形、矩形、球形、或它们组合的各种形状。
特别是，本发明提出一种具有改进的密封的电子器件，包括：
基底，它具有围绕工作区的连接区，该工作区包括工作功能部件；
盖，它安装在基底上，用于密封该器件的工作区域以抵御外部环境，该盖在该连接区接触该基底，该连接区具有连接宽度W；和
在连接区与基底接触的盖具有连接宽度W，其由连接区中的盖的宽度限定，并且在盖与基底的连接区之间形成界面，该界面包括至少一个几何形状的槽，形成一个有效连接宽度EW，其由沿着盖与连接区之间的界面的截面路径的长度限定，并大于W，所述盖和所述基底分别包括不同的材料，一个的材料比另一个的材料更容易变形，其中所述至少一个槽专门由更不易变形的材料形成，其中所述槽压印更易变形材料，使该更易变形材料与槽的形状一致。
此外，所述基底包括塑料。具有支承凸缘，其形成在盖或基底上。所述支承凸缘包括直接或间接可图形化材料，所述槽通过光刻技术形成在所述支承凸缘的表面上。所述工作功能部件包括形成OLED的有机电致发光元件。
本发明也提出一种用于密封电子器件的方法，包括：
在基底上形成工作元件；
提供盖；
其中所采用的盖和基底分别包括不同的材料，一个的材料比另一个的材料更容易变形；
所述基底和盖分别具有连接区，在该连接区上盖可以安装到基底上；
由更不易变形的材料在所述基底或者所述盖的连接区上形成至少一个槽，用足够的压力将盖安装到所述基底上用来密封所述工作元件，从而使更容易变形的材料与所述至少一个槽的形状一致。
此外，还包括：形成工作元件，包括形成OLED的有机电致发光元件。还包括：在安装所述盖之前，于盖或者基底上形成支承凸缘。还包括：采用直接或间接可图形化材料用于支承凸缘；通过光刻技术在所述支承凸缘的表面上形成所述槽。
附图说明
图1表示常规的OLED器件；
图2表示本发明一个实施例的OLED器件；
图3-5表示根据本发明不同实施例的各种几何形状的连接界面；和
图6表示OLED器件的另一个实施例。
具体实施方式
图2表示根据本发明一个实施例的OLED器件200的局部。如图所示，该OLED器件包括基底201的工作区205中的工作部件。在一个实施例中，基底包括诸如玻璃等透明基底。其它可用作支承OLED工作部件的基底的各种透明材料也可使用。在例如可穿过盖260看到辐射的应用中，还可使用不透明基底。
工作部件一般包括一个或多个被夹在第一和第二电极105和115之间的有机层110。电极可被图形化成像素的、分段的、或其它种类的器件。在一个实施例中，第一电极105是阳极，第二电极115是阴极。也可使第一电极形成阴极、第二电极形成阳极。焊盘或电接点150电连接到阴极和阳极。
根据本发明，盖260和基底的界面280具有由一个或多个槽285形成的几何形状。优选地，该界面由小于或等于5个的槽构成。在盖和基底之间设置几何形界面不用增加盖的有效连接宽度或OLED器件的尺寸即可加大氧气和湿气的渗透路径。
在一个实施例中，几何形状包括三角形。使用具有侧边长度为C的三角形，其有效宽度等于2C、而实际宽度等于A，A＜2C。所以，使用几何形的槽可在不延长实际连接宽度的情况下增大该渗透路径。
如图1所示，基于以下等式1的理论计算结果表明，本发明不增加实际连接宽度就可增大贮存有效期。表1的计算基于这样的前提、即槽是高度D等于0.5mm的三角形。
Q＝(P×AR×SL×δp)/T    (等式1)
其中：
Q＝水渗透的量；
AR＝曝露面积的截面(连接厚度T×W，其中，W＝有效连接宽度或渗透路径的长度)；
T＝连接厚度；
P＝水蒸气传输的渗透速度(环氧树脂每日0.75gmm/m2)；
SL＝贮存有效期；
δp＝局部压力(假设为恒定)。
表1
  有效渗透路径宽度(mm)   连接厚度(mm)   槽数量   实际连接宽度(mm)   改善
  35   0.5   35   7   5
  25   0.36   25   5   5
  20   0.28   20   4   5
  15   0.21   15   3   5
  3   0.04   3   0.6   5
假设连接厚度是0.21mm，则15mm的渗透路径是达到所需贮存有效期必须的。如表1中所示，使用15个槽时，实际连接宽度只要是3mm即能达到所需的贮存有效期。本发明使实际连接宽度减小约5倍。
其它几何形状也可用来形成基底与盖之间的界面。例如，如图3-5所示，该界面可以具有矩形、椭圆形、或球形。不同几何形状的组合也可使用。
槽的深度D不会对基底的结构完整性产生负面影响。在一个实施例中，D小于TS，更优选地，D小于1/2TS，其中，TS是基底的厚度。例如，对于1.1mm厚的基底，槽的深度约为0.5mm。如果使用三角形槽，则三角形槽的宽度约0.2mm、侧边长度约0.509mm。这使1.1mm的渗透路径只具有2mm的实际宽度，该渗透路径比无槽界面增加五个折转。对于矩形槽，凸形槽的宽度约0.15mm，而凹形槽的宽度约0.2mm。
如前所述，连接厚度T影响湿气的渗透速度。T越小，渗透速度越慢。因而，希望具有尽可能小的T。另外，为了确保槽的调整产生渗透路径的增加，该连接厚度至少应小于D。在优选实施例中，T＜＜D。在一个实施例中，T小于或等于槽实际宽度的0.14倍。
图6表示本发明一个实施例的基底701的局部。该基底被处理以便具有例如工作区205中的工作部件。在一个实施例中，工作部件包括OLED。该OLED可利用在例如Sheats，J.R.等的“OrganicElectroluminescent device”((Science 273，884-888，(1996)，该文在此引作参考)所述的常规技术制成。在基底的连接区761(盖连接到基底的区域)，至少设有一个槽285。在一个实施例中，该槽切入基底并形成“凹”槽。安装到基底的盖760被设置以气密密封工作部件。在盖安装到基底的位置至少设置一个槽。盖上的槽从盖上伸出而形成“凸”槽。基底上凹槽的数量等于盖上凸槽的数量。当盖连接到基底时，凹凸槽配合在一起。在盖上设置凹槽、在基底上设置凸槽也是可行的。通常，利用诸如环氧树脂的普通粘结剂将盖连接到基底。其它种类的粘结剂也可使用。另一方面，在工作部件或形成器件所用的材料对热不敏感的应用中，可利用纤焊或熔焊使盖与基底连接在一起。
如已经示出的，采用矩形几何槽。可采用锥形或三角形槽例如以有利于定位。其它几何形状的槽或不同几何形状槽的组合也可被使用。在一个实施例中，凸槽的高度H大于凹槽的深度D以便在器件的工作区中产生空腔。
在一个实施例中，基底和盖由玻璃构成。诸如金属、陶瓷、塑料的其它材料也可使用。基底和盖不必由同一种材料构成。可使用常规技术形成槽。当然所用的技术取决于形成基底和盖所使用的材料。例如，常规的玻璃切割和/或蚀刻技术可用于玻璃，模压技术可用于金属，压印技术可用于塑料。诸如喷砂、研磨、钻削、锯削的其它技术、其它机加工技术、抗蚀剂和蚀刻技术可用于形成该槽。在使用压印技术时，基底可被局部地加热而使材料软化以便进行压印处理。
在另一实施例中，支承凸缘可形成在盖上。该支承凸缘例如包括直接或间接可图形化材料。在例如题目为  “Encapsulation of OLEDDevice”(律师案卷号99E5737SG)的国际专利申请中所述的支承凸缘在此被引作参考。槽形成在与基底接触的支承凸缘的表面上。例如，借助采用抗蚀剂和湿法蚀刻的光刻技术形成该槽。也可使用干法蚀刻。根据该基底是否由较易变形的材料制成，槽可形成在基底的连接区中。另一方面，该支承凸缘可形成在基底上。
对于盖或是基底较易变形的应用，两者中只有更不易变形或较硬的另外一个需要开槽。当用足够的压力安装该盖时，较易变形的材料的形状将与槽的形状一致。如果对变形材料(例如，聚合材料)需要隔离层，则压印应在隔离层材料在其上形成之前进行。这是因为隔离层材料通常易碎、并可能被压印处理损坏。
虽然已经结合各个实施例表示和说明了本发明，但是本领域的技术人员在不脱离本发明构思和范围的前提下可对本发明作出改进和变化。因此，本发明的范围不应参照以上的说明确定、而应参照所附权利要求书及其所有等同物的范围来确定。

Claims (9)

1.一种具有改进的密封的电子器件，包括：
基底，它具有围绕工作区的连接区，该工作区包括工作功能部件；
盖，它安装在基底上，用于密封该器件的工作区域以抵御外部环境，该盖在该连接区接触该基底，该连接区具有连接宽度W；和
在连接区与基底接触的盖具有连接宽度W，其由连接区中的盖的宽度限定，
并且在盖与基底的连接区之间形成界面，该界面包括至少一个几何形状的槽，
形成一个有效连接宽度EW，其由沿着盖与连接区之间的界面的截面路径的长度限定，并大于W，
所述盖和所述基底分别包括不同的材料，一个的材料比另一个的材料更容易变形，
其中，所述至少一个槽专门由更不易变形的材料形成，
其中，所述槽压印更易变形材料，使该更易变形材料与槽的形状一致。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述基底包括塑料。
3.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，具有支承凸缘，其形成在盖或基底上。
4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述支承凸缘包括直接或间接可图形化材料，
所述槽通过光刻技术形成在所述支承凸缘的表面上。
5.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，
所述工作功能部件包括形成OLED的有机电致发光元件。
6.一种用于密封电子器件的方法，包括：
在基底上形成工作元件；
提供盖；
其中所采用的盖和基底分别包括不同的材料，一个的材料比另一个的材料更容易变形；
所述基底和盖分别具有连接区，在该连接区上盖可以安装到基底上；
由更不易变形的材料在所述基底或者所述盖的连接区上形成至少一个槽，
用足够的压力将盖安装到所述基底上用来密封所述工作元件，从而使更容易变形的材料与所述至少一个槽的形状一致。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
形成工作元件，包括形成OLED的有机电致发光元件。
8.如权利要求6或7所述的方法，还包括：
在安装所述盖之前，于盖或者基底上形成支承凸缘。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
采用直接或间接可图形化材料用于支承凸缘，
通过光刻技术在所述支承凸缘的表面上形成所述槽。
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