DE102013223798B4

DE102013223798B4 - Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102013223798B4
Application number: DE102013223798.7A
Authority: DE
Inventors: Min-Ho Oh; Yoon-Hyeung Cho; Yong-Tak Kim; So-Young Lee; Yong-Woo Kim; Ji-Young Moon
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: US10593747B2; CN104103665B; US20190214454A1; KR20140123328A; US20200176534A1; US10269892B2; DE102013223798A1; US9735223B2; CN104103665A; US20140306195A1; KR102034253B1; US20180108726A1; US20170309699A1; US9842894B2

Abstract

Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige, umfassend:
ein Substrat (100);
eine auf dem Substrat (100) angeordnete Anzeigeeinheit (200);
eine an einer Peripherie der Anzeigeeinheit (200) und auf dem Substrat (100) angeordnete Dämmeinheit (120); und
eine Verkapselungsschicht (300) zur Verkapselung der Anzeigeeinheit (200), wobei die Verkapselungsschicht (300) eine die Anzeigeeinheit (200) bedeckende organische Schicht (310) und eine die organische Schicht (310) und die Dämmeinheit (120) bedeckende anorganische Schicht (320) umfasst, wobei eine Härte der Dämmeinheit (120) geringer ist als die der anorganischen Schicht (320) und wobei die Dämmeinheit (120) elastisch ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige, dessen seitliche Feuchtigkeitsdichteeigenschaften verbessert sind, und ein Herstellungsverfahren dafür.
Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige umfasst eine organische lichtemittierende Vorrichtung mit einer Lochinjektionselektrode, einer Elektroneninjektionselektrode und einer zwischen diesen angeordneten organischen lichtemittierenden Schicht. Das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige ist ein selbst emittierendes Anzeigegerät, bei dem von der Lochinjektionselektrode injizierte Löcher und von der Elektronenelektrode injizierte Elektronen kombiniert werden, um in der organischen lichtemittierenden Schicht Exzitonen zu erzeugen, und die Exzitonen verfallen von einem Anregungszustand in einen Grundzustand, um einen Lichtstrahl zu emittieren.
Da das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige, das ein selbst emittierendes Anzeigegerät ist, keine separaten Lichtquellen benötigt, können eine Ansteuerung mit niedriger Spannung und eine leichte und dünne Ausgestaltung möglich sein. Das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige ist aufgrund hochauflösender Eigenschaften, wie z. B. großer Betrachtungswinkel, hohen Kontrasts und schneller Ansprechgeschwindigkeiten, als Anzeigegerät der nächsten Generation interessant. Da das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige jedoch durch äußere Feuchtigkeit oder Sauerstoff beeinträchtigt wird, muss es eingekapselt sein, um die organische lichtemittierende Vorrichtung vor äußerer Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu schützen.
Heute wird für ein dünneres und flexibleres Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige eine organische Schichten und anorganische Schichten umfassende Dünnschicht-Verkapselungsschicht (thin film encapsulation layer, TFE-Schicht) zur Verkapselung der organischen lichtemittierenden Vorrichtung verwendet. Beispiele für lichtemittierende Anzeigegeräte mit einer Verkapselung aus alternierenden organischen und anorganischen Schichten und dazugehörige Herstellungsverfahren sind US 2006/0270305 A1 , US 2012/0062104 A1 und US 2005/0046347 A1 zu entnehmen.
Bei der Ausbildung der organischen Schichten und anorganischen Schichten werden Strukturen ausgebildet, indem den Schichten entsprechende Masken auf einem Substrat angeordnet werden. Dabei kann eine organische Schicht einen Spalt zwischen der zur Erzeugung der organischen Schichtstruktur verwendeten Maske und dem Substrat durchdringen. Gegenüber einer anorganischen Schicht weist die organische Schicht wesentlich geringer ausgeprägte Verkapselungseigenschaften auf. Daher kann es, wenn eine organische Schicht einen Spalt zwischen dem Substrat und der zur Strukturierung der organischen Schicht verwendeten Maske durchdringt, zur Ausbildung einer organischen Schicht zwischen der anorganischen Schicht und dem Substrat oder zwischen den anorganischen Schichten kommen. Außerdem kann durch diese Sauerstoff oder Feuchtigkeit die Anzeigeeinheit durchdringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige, dessen seitliche Feuchtigkeitsdichteeigenschaften verbessert sind, und ein Herstellungsverfahren dafür bereit.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige bereitgestellt, das umfasst: ein Substrat, eine auf dem Substrat angeordnete Anzeigeeinheit, eine an einer Peripherie der Anzeigeeinheit und auf dem Substrat angeordnete Dämmeinheit und eine Verkapselungsschicht zur Verkapselung der Anzeigeeinheit, wobei die Verkapselungsschicht eine die Anzeigeeinheit bedeckende organische Schicht und eine die organische Schicht und die Dämmeinheit bedeckende anorganische Schicht umfasst, wobei die Härte der Dämmeinheit geringer sein kann als die der anorganischen Schicht und wobei die Dämmeinheit elastisch ist. Die organische Schicht kann von der Dämmeinheit beabstandet sein. Die Dämmeinheit kann Silicon, ein Epoxidharz oder ein Acryl umfassen. Die Dämmeinheit kann eine Mehrzahl von Staustegen umfassen, die voneinander beabstandet und parallel zueinander sind. Die organische Schicht kann Polyharnstoff oder Polyacrylat umfassen. Die anorganische Schicht kann SiN_x, Al₂O₃, SiO₂ oder TiO₂ umfassen. Das Anzeigegerät kann auch eine untere anorganische Schicht umfassen, welche die Anzeigeeinheit und die Dämmeinheit bedeckt, und die organische Schicht kann die untere anorganische Schicht bedecken. Die Anzeigeeinheit kann eine feuchtigkeits- und sauerstoffempfindliche organische Emissionsschicht umfassen. Bei der Mehrzahl von Staustegen kann es sich um konzentrische Rechtecke handeln, die eine Länge eines seitlichen Feuchtigkeitswegs beim Erreichen der Anzeigeeinheit von einer Außenseite verlängern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige bereitgestellt, das umfasst: Ausbilden einer Dämmeinheit auf einem Substrat, Ausbilden einer Anzeigeeinheit im Inneren der Dämmeinheit und auf dem Substrat und Ausbilden einer Verkapselungsschicht auf der Anzeigeeinheit zur Verkapselung der Anzeigeeinheit, wobei die Ausbildung der Verkapselungsschicht umfassen kann: Kombinieren einer Maske mit dem Substrat, wobei die Maske eine Nut aufweist, in welche die Dämmeinheit eingesetzt wird, Ausbilden einer organischen Schicht zur Abdeckung der Anzeigeeinheit unter Verwendung der Maske, Abtrennen der Maske und Ausbilden einer anorganischen Schicht zur Abdeckung der organischen Schicht und der Dämmeinheit. Eine Tiefe der Nut kann gleich einer Höhe der Dämmeinheit oder kleiner sein, und eine Breite der Nut kann gleich einer Breite der Dämmeinheit oder größer sein. Die Dämmeinheit kann Silicon, ein Epoxidharz oder ein Acryl umfassen. Die Dämmeinheit kann durch Tintenstrahldrucken oder Siebdrucken erzeugt werden. Die Nut kann eine sich verjüngende Form aufweisen. Im Zuge der Kombination der Dämmeinheit mit der Nut kann sich eine Form der Dämmeinheit entsprechend einer Form der Nut elastisch ändern. Die organische Schicht kann von der Dämmeinheit beabstandet sein. Eine Härte der Dämmeinheit kann geringer sein als die der anorganischen Schicht. Das Verfahren kann auch die Ausbildung einer unteren anorganischen Schicht zur Abdeckung der Anzeigeeinheit und der Dämmeinheit umfassen, wobei die organische Schicht so ausgebildet sein kann, dass sie einen Abschnitt der unteren anorganischen Schicht bedeckt, und wobei die Kombination der Maske mit dem Substrat das Einsetzen der von der unteren anorganischen Schicht bedeckten Dämmeinheit in die Nut der Maske umfassen kann. Die organische Schicht kann ein Material umfassen, das aus einer Gruppe bestehend aus Polyharnstoff und Polyacrylat ausgewählt ist, wobei die organische Schicht durch Verdampfung eines ungerichteten verflüssigten Monomers erzeugt wird.
Figurenliste
Eine umfassendere Würdigung der Erfindung und vieler der damit einhergehenden Vorteile ist leicht möglich, da dieselbe durch die Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich wird, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Bestandteile bezeichnen. Es zeigt:

1 eine Seitenansicht, die schematisch ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Anzeigeeinheit des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige von 1 veranschaulicht;
3 eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige veranschaulicht, bei dem die Anzeigeeinheit nach der Dämmeinheit ausgebildet wird;
4 eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige veranschaulicht, bei dem die Maske an der Dämmeinheit der Anzeigeeinheit angebracht ist;
5 eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige veranschaulicht, bei dem auf der Anzeige eine organische Einheit ausgebildet ist;
6 eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige veranschaulicht, bei dem die anorganische Schicht ausgebildet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird bereitgestellt, um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung entsprechend der Definition durch die Ansprüche und ihre Entsprechungen zu unterstützen. Sie umfasst verschiedene, zu diesem Verständnis beitragende konkrete Details, jedoch sind diese lediglich als beispielhaft zu verstehen. Dementsprechend wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich und Geist der Erfindung abzugehen. Außerdem wird in der detaillierten Beschreibung auf jegliche Beschreibung verzichtet, die das Wesen der vorliegenden Erfindung möglicherweise unnötig undeutlich werden lässt.
Weiterhin werden zwar zur Beschreibung verschiedener Elemente und/oder Abschnitte in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Begriffe wie „erste/r/s“ und „zweite/r/s“ verwendet, jedoch sind die Elemente und/oder Abschnitte nicht auf diese Begriffe beschränkt. Diese Begriffe dienen lediglich zur Unterscheidung eines Elements oder Abschnitts von einem anderen.
Es versteht sich auch, dass bei der Beschreibung eines Abschnitts, wie z. B. einer Schicht, eines Bereichs, einer Platte, als „auf“ oder „oberhalb“ eines anderen Abschnitts befindlich, sich dieser Abschnitt unmittelbar auf dem anderen Abschnitt befinden kann oder auch dazwischen liegende Schichten vorhanden sein können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungskonzepts unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. In der Patentschrift wird auf Beschreibungen oder Zeichnungen von für die vorliegende Erfindung irrelevanten Abschnitten verzichtet, oder diese werden nur kurz beschrieben oder skizziert. Gleiche Elemente sind durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen. Außerdem sind in den Zeichnungen die Dicken und Flächen von Schichten und Bereichen der Deutlichkeit halber vergrößert oder übertrieben dargestellt.
Im Rahmen dieser Patentschrift umfasst die Formulierung „und/oder“ jede und alle Kombination(en) eines oder mehrerer der zugehörigen aufgezählten Elemente. Formulierungen wie „wenigstens eine/r/s von“, die einer Aufzählung von Elementen vorangehen, modifizieren die gesamte Aufzählung von Elementen, nicht die einzelnen Elemente der Aufzählung.
In 1 und 2 ist 1 eine Seitenansicht, die schematisch ein Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Anzeigeeinheit 200 des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 von 1 veranschaulicht. Wie 1 und 2 zu entnehmen ist, umfasst das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 ein Substrat 100, die auf dem Substrat 100 ausgebildete Anzeigeeinheit 200, eine von der Anzeigeeinheit 200 beabstandete und auf dem Substrat 100 befindliche Dämmeinheit 120 und eine die Anzeigeeinheit 200 verkapselnde Verkapselungsschicht 300.
Das Substrat 100 kann ein flexibles Substrat sein und kann aus Kunststoff mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit, wie z. B. Polyimid, Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polyarylat (PAR) und Polyetherimid, gefertigt sein, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, da das Substrat 100 stattdessen auch aus verschiedenen anderen Materialien, wie z. B. Metall oder Glas, gefertigt sein kann.
Die Anzeigeeinheit 200 kann eine organische Dünnschichttransistorschicht (thin film transistor layer, TFT-Schicht) 200a und eine Pixeleinheit 200b umfassen. Die Pixeleinheit 200b kann eine organische lichtemittierende Vorrichtung sein. Nachfolgend wird die Anzeigeeinheit 200 unter Bezugnahme auf 2 detailliert beschrieben.
Auf dem Substrat 100 kann eine Pufferschicht 212 ausgebildet sein. Die Pufferschicht 212 verhindert, dass Verunreinigungen das Substrat 100 durchdringen und stellt auf einer Oberseite des Substrats 100 eine ebene Oberfläche bereit. Die Pufferschicht 212 kann aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, welche die vorgenannten Funktionen erfüllen können.
Beispielsweise kann die Pufferschicht 212 ein anorganisches Material, wie z. B. Siliconoxid, Siliconnitrid, Siliconoxynitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Titanoxid oder Titannitrid, oder ein organisches Material, wie z. B. Polyimid, Polyester oder Acryl, umfassen. Alternativ kann es sich bei der Pufferschicht um eine Mehrzahl laminierter Schichten aus abwechselnd geschichteten organischen Schichten und anorganischen Schichten handeln.
Auf der Pufferschicht 212 kann eine TFT-Schicht 200a ausgebildet sein. Die TFT-Schicht 200a kann eine Aktivierungsschicht 221, eine Gate-Elektrode 222 und Source- und Drain-Elektroden 223 umfassen. Zwar ist in der vorliegenden Ausführungsform ein TFT des Typs mit oben befindlichem Gate als Beispiel für die TFT-Schicht dargestellt, es kann jedoch auch ein TFT mit anderer Struktur vorgesehen sein.
Die Aktivierungsschicht 221 ist aus einem Halbleitermaterial gefertigt und auf der Pufferschicht 212 angeordnet, und eine Gate-Isolierschicht 213 ist so ausgebildet, dass sie die Aktivierungsschicht 221 bedeckt. Die Aktivierungsschicht 221 kann aus einem anorganischen Halbleiter, wie z. B. amorphem Silicon oder PolySilicon, oder einem organischen Halbleiter gefertigt sein und zwischen einem Source-Bereich und einem Drain-Bereich einen Kanalbereich aufweisen. Außerdem isoliert die Gate-Isolierschicht 213 die Aktivierungsschicht 221 von der Gate-Elektrode 222 und kann aus einem organischen Material oder einem anorganischen Material, wie z. B. SiNx oder SiO₂, gefertigt sein.
Die Gate-Elektrode 222 ist auf der Gate-Isolierschicht 213 ausgebildet, und eine Zwischenschicht-Isolierschicht 214 ist so ausgebildet, dass sie die Gate-Elektrode 222 bedeckt. Die Gate-Elektrode 222 kann Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al oder Mo und eine Legierung, wie z. B. Al:Nd- oder Mo:W-Legierung, umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt, da die Gate-Elektrode 222 je nach Ausführungsbedingungen aus verschiedenen anderen Materialien gefertigt sein kann. Die Zwischenschicht-Isolierschicht 214 ist zwischen der Gate-Elektrode 222 und den Source- und Drain-Elektroden 223 angeordnet, um diese voneinander zu isolieren, und kann aus einem anorganischen Material, wie z. B. SiNx oder SiO₂, gefertigt sein.
Die Source- und Drain-Elektroden 223 sind auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 214 ausgebildet. Im Einzelnen legen die Zwischenschicht-Isolierschicht 214 und die Gate-Isolierschicht 221 die Source- und Drain-Bereiche der Aktivierungsschicht 221 frei, und die Source- und Drain-Elektroden 223 stehen im Kontakt mit den freigelegten Source- und Drain-Bereichen der Aktivierungsschicht 221.
2 zeigt beispielhaft einen TFT des Typs mit oben befindlichem Gate, der nacheinander die Aktivierungsschicht 221, die Gate-Elektrode 222 und die Source- und Drain-Elektroden 223 umfasst, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Gate-Elektrode 222 kann unterhalb der Aktivierungsschicht 221 angeordnet sein. Die vorstehend beschriebene TFT-Schicht 200a ist elektrisch so mit der Pixeleinheit 200b verbunden, dass sie die Pixeleinheit 200b ansteuert, und ist geschützt, indem sie von der Planarisierungsschicht 215 bedeckt ist.
Die Planarisierungsschicht 215 kann eine anorganische Isolierschicht und/oder organische Isolierschicht umfassen. Für die anorganische Isolierschicht können SiO₂, SiN_x, SiON, Al₂O₃, TiO₂, Ta₂O₅, HfO₂, ZrO₂, BST oder PZT verwendet werden. Für die organische Isolierschicht können allgemein verwendbares Polymer (PMMA, PS), Polymerderivate mit phenolbasierter Gruppe, acrylbasiertes Polymer, imidbasiertes Polymer, aryletherbasiertes Polymer, amidbasiertes Polymer, fluorbasiertes Polymer, Polymer auf Basis von p-Xylen, vinylalkoholbasiertes Polymer und ein Gemisch derselben verwendet werden. Außerdem kann die Planarisierungsschicht 215 aus einem komplexen laminierten Körper aus anorganischen Isolierschichten und organischen Isolierschichten gefertigt sein.
Die Pixeleinheit 200b ist auf der Planarisierungsschicht 215 ausgebildet und kann eine Pixelelektrode 231, eine Zwischenschicht 232 und eine gegenüberliegende Elektrode 233 umfassen. Die Pixelelektrode 231 ist auf der Planarisierungsschicht 215 ausgebildet und durch ein in der Planarisierungsschicht 215 ausgebildetes Kontaktloch 230 elektrisch mit einer der Source- und Drain-Elektroden 223 verbunden. Die Pixelelektrode 231 kann eine reflektierende Elektrode sein und eine reflektierende Schicht und eine auf der reflektierenden Schicht ausgebildete transparente oder lichtdurchlässige Elektrodenschicht umfassen, wobei die reflektierende Schicht aus Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr oder einer Verbindung derselben gefertigt ist, während die transparente oder lichtdurchlässige Elektrodenschicht aus wenigstens einem oder mehreren der folgenden gefertigt sein kann: Indiumzinnoxid (indium tin oxide, ITO), Indiumzinkoxid (indium zinc oxide, IZO), Zinkoxid (ZnO), Indiumoxid (In₂O₃), Indiumgalliumoxid (indium gallium oxide, IGO) und Aluminiumzinkoxid (aluminum zinc oxide, AZO).
Die der Pixelelektrode 231 gegenüberliegende gegenüberliegende Elektrode 233 kann eine transparente oder lichtdurchlässige Elektrode sein und aus einer metallischen Dünnschicht mit geringer Austrittsarbeit, darunter Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg und eine Verbindung derselben, gefertigt sein. Außerdem können auf der metallischen Dünnschicht weiterhin eine Hilfselektrodenschicht oder eine Buselektrode aus einem transparenten Elektrodenausbildungsmaterial, wie z. B. ITO, IZO, ZnO oder In₂O₃, gefertigt sein.
Dementsprechend kann die gegenüberliegende Elektrode 233 Licht durchlassen, das von einer in der Zwischenschicht 232 vorgesehenen organischen lichtemittierenden Schicht emittiert wird. Das heißt, das von der organischen lichtemittierenden Schicht emittierte Licht kann durch die aus einer reflektierenden Elektrode gefertigte Pixelelektrode 231 unmittelbar ausgesandt oder reflektiert werden, so dass es in Richtung der gegenüberliegenden Elektrode 233 ausgesandt wird.
Das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch nicht auf einen Typ mit oben erfolgender Emission beschränkt, sondern kann auch vom Typ mit unten erfolgender Emission sein, beim dem das von der organischen lichtemittierenden Schicht emittierte Licht in Richtung des Substrats 100 emittiert wird. In diesem Fall kann die Pixelelektrode 231 aus einer transparenten oder lichtdurchlässigen Elektrode gefertigt sein, und die gegenüberliegende Elektrode 233 kann aus einer reflektierenden Elektrode gefertigt sein. Außerdem kann das Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vom Typ mit dualer Emission sein und Licht in beiden Richtungen, zu seiner oberen und unteren Oberfläche, emittieren.
Eine Pixeldefinitionsschicht 216 ist aus einem Isoliermaterial gefertigt und auf der Pixelelektrode 231 angeordnet. Die Pixeldefinitionsschicht 216 legt einen vorgegebenen Bereich der Pixelelektrode 231 frei, und auf dem freigelegten Bereich ist die Zwischenschicht 232 angeordnet, wobei die Zwischenschicht 232 eine organische lichtemittierende Schicht umfasst.
Die organische lichtemittierende Schicht kann aus einem niedrigmolekularem organischen Material oder einem organischen Polymermaterial gefertigt sein. Die Zwischenschicht 232 kann neben der organischen lichtemittierenden Schicht selektiv weiterhin eine Funktionsschicht, wie z. B. eine Lochtransportschicht (hole transport layer, HTL), eine Lochinjektionsschicht (hole injection layer, HIL), eine Elektronentransportschicht (electron transport layer, ETL) und eine Elektroneninjektionsschicht (electron injection layer, EIL), umfassen.
Wie 1 zu entnehmen ist, ist die Dämmeinheit 120 getrennt von der Anzeigeeinheit 200 auf dem Substrat 100 ausgebildet. Das heißt, die Dämmeinheit 120 umgibt eine Peripherie der Anzeigeeinheit 200. Dadurch ist die Anzeigeeinheit 200 vollständig von der Dämmeinheit 120 umschlossen.
Wie später noch beschrieben wird, verbessert die Dämmeinheit 120 die Haftung zwischen dem Substrat und einer zur Strukturierung der organischen Schicht 310 der Verkapselungsschicht 300 verwendeten Maske 400 (siehe 4), um wirksam zu verhindern, dass ein zur Ausbildung der organischen Schicht 310 verwendetes Monomer während der Ausbildung der organischen Schicht 310 einen Spalt zwischen dem Substrat 100 und der Maske 400 von 4 durchdringt. Indem verhindert wird, dass die organische Schicht 310 zur Außenseite hin freiliegt, wird die Beständigkeit des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 gegen seitlichen Wasserdampf verbessert.
Die Dämmeinheit 120 ist ein elastisches Element, das aus einem der folgenden gefertigt ist: Silicon, einem Epoxidharz und einem Acryl. Dementsprechend kann die Dämmeinheit 120 im Zuge der Kombination mit der Maske 400 von 4 ihre Form entsprechend einer Form einer in der Maske 400 ausgebildeten Nut 410 entsprechend der Darstellung in 4 ändern und kann anschließend nach Entfernung der Maske 400 von 4 wieder ihre ursprüngliche Form annehmen.
Da die Dämmeinheit 120 auf einer Peripherie der Anzeigeeinheit 200 vorliegt, kann ein Weg für das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff, die von einem äußeren Abschnitt des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 die Anzeigeeinheit 200 durchdringen, verlängert werden. Dementsprechend kann die Beständigkeit des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 gegen Wasserdampf weiter verbessert werden. Zur weiteren Erhöhung der Wasserdampfbeständigkeit kann die Dämmeinheit 120, obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, eine Mehrzahl voneinander getrennter Staustege umfassen, so dass ein Weg für das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff noch mehr verlängert werden kann. Die Dämmeinheit 120 kann von der organischen Schicht 310 um etwa die halbe Breite der Dämmeinheit 120 beabstandet sein. Weiterhin kann sich die anorganische Schicht 320 um etwa die halbe Breite der Dämmeinheit 120 über die Dämmeinheit 120 erstrecken. Dies erhöht die Wasserdampfbeständigkeit noch weiter.
Die Verkapselungsschicht 300 kapselt die Anzeigeeinheit 200 ein, um eine Beeinträchtigung der Anzeigeeinheit 200 zu verhindern. 1 zeigt die Verkapselungsschicht 300 beispielhaft mit einer einzigen organischen Schicht 310 und einer einzigen anorganischen Schicht 320, jedoch ist die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Die organische Schicht 310 und die anorganische Schicht 320 können stattdessen mehrfach abwechselnd laminiert sein.
Die organische Schicht 310 ist so ausgebildet, dass sie die Anzeigeeinheit 200 bedeckt, und kann von der Dämmeinheit 120 beabstandet sein. Die organische Schicht 310 ist aus einem flexiblen organischen Material, wie z. B. Polyharnstoff oder Polyacrylat, gefertigt, um die innere Spannung der anorganischen Schicht 320 zu vermindern oder die Wirkung, d. h. die Verhinderung des Eindringens von äußerer Feuchtigkeit oder Sauerstoff, durch Füllung winziger Risse und Löcher der anorganischen Schicht 320 zu steigern. Die anorganische Schicht 320 kann aus einem anorganischen Material mit ausgezeichnetem Feuchtigkeitsdichtevermögen, wie z. B. SiN_x, Al₂O₃, SiO₂ oder TiO₂, gefertigt sein, um das Eindringen von äußerer Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu verhindern. Dementsprechend ist die anorganische Schicht 320 so ausgebildet, dass sie die organische Schicht 310 bedeckt. Außerdem ist die anorganische Schicht 320 so ausgebildet, dass sie die Dämmeinheit 120 bedeckt.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, wird in der Anzeigeeinheit 200 zunächst eine anorganische Schicht (nicht gezeigt) ausgebildet, und anschließend können nacheinander die organische Schicht 310 und eine weitere anorganische Schicht 320 ausgebildet werden. In diesem Fall wird die Dämmeinheit 120 auf dem Substrat 100 ausgebildet und kann von einer zusätzlichen anorganischen Schicht (nicht gezeigt) bedeckt sein.
In 3 bis 6 sind 3 bis 6 Querschnittsansichten, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige 10 von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Wie zunächst 3 zu entnehmen ist, wird die Dämmeinheit 120 auf dem Substrat 100 ausgebildet, und anschließend wird im Inneren der Dämmeinheit 120 die Anzeigeeinheit 200 ausgebildet.
Die Dämmeinheit 120 kann durch ein Tintenstrahldruck- oder ein Siebdruckverfahren hergestellt werden. Das Tintenstrahldrucken erfolgt durch Drucken von Tinte, die ein Material aus Silicon, einem Epoxidharz oder einem Acryl enthält, auf einen entsprechenden Abschnitt, um die Dämmeinheit 120 auszubilden. Das Siebdrucken erfolgt durch Positionierung einer Maske (nicht gezeigt) mit Öffnungen entsprechend einer Position, an der eine Dämmeinheit ausgebildet werden soll, auf dem Substrat 100 und anschließende Bewegung eines Pressgummis (nicht gezeigt) in einer Richtung und Drücken einer Silicon, ein Epoxidharz oder ein Acryl enthaltenen Paste durch die Öffnungen, um die Dämmeinheit 120 auszubilden. Zwar kann die Dämmeinheit 120 durch ein Tintenstrahldruck- oder ein Siebdruckverfahren hergestellt werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, da die Dämmeinheit 120 stattdessen durch ein Beschichtungsverfahren, wie z. B. Schleuderbeschichtung oder -abscheidung, und anschließende Durchführung eines Photoätzverfahrens hergestellt werden kann.
Nach der Ausbildung der Dämmeinheit 120 wird die Anzeigeeinheit 200 ausgebildet. Die Anzeigeeinheit 200 wird im Inneren der Dämmeinheit 120 so ausgebildet, dass sie von der Dämmeinheit 120 getrennt ist. Die Anzeigeeinheit 200 kann nicht nur die in 2 beispielhaft gezeigte Ausgestaltung aufweisen, sondern es kann jede gut bekannte organische lichtemittierende Anzeige verwendet werden. Dementsprechend erfolgt keine detaillierte Beschreibung ihres Herstellungsverfahrens.
Anschließend wird die Verkapselungsschicht 300 ausgebildet, um die Anzeigeeinheit 200 einzukapseln. Zunächst wird entsprechend der Darstellung in 4 die Maske 400 am Substrat 100 angebracht, und anschließend wird entsprechend der Darstellung in 5 die organische Schicht 310 unter Verwendung der Maske 400 so ausgebildet, dass sie die Anzeigeeinheit 200 bedeckt.
In der Maske 400 ist die Nut 410 ausgebildet, in welche die Dämmeinheit 120 eingesetzt ist. Dabei kann die Tiefe der Nut 410 gleich der Höhe der Dämmeinheit 120 oder kleiner sein, und die Breite der Nut 410 kann gleich der Breite der Dämmeinheit 120 oder größer sein. Dabei wird die Breite der Nut 410 auf einer Ebene gemessen, die einer Oberfläche der am Substrat 100 anliegenden Maske 400 entspricht, d. h. eine Breite eines Abschnitts, in den die Dämmeinheit 120 anfänglich eingesetzt wird. Wie oben beschrieben kann, wenn die Breite der Nut 410 gleich der Breite der Dämmeinheit 120 oder größer ist, die Dämmeinheit 120 einfach in die Nut 410 eingesetzt werden, selbst wenn in einem Maskenausrichtungsvorgang ein Fehler auftritt.
Außerdem können aufgrund der Elastizität der Dämmeinheit 120 die Größe und Form der Dämmeinheit 120 im Zuge der Kombination mit der Nut 410 entsprechend einer Form der Nut 410 elastisch variieren. Dementsprechend liegt, da die Tiefe der Nut 410 gleich der Höhe der Dämmeinheit 120 oder kleiner ist, die Dämmeinheit 120 am Ende an beiden Seiten der Nut 410 an, und im Ergebnis haftet die Maske 400 am Substrat 100.
Die Nut 410 kann eine sich verjüngende Form aufweisen, wobei ein unterer Abschnitt eine Breite aufweist, die größer ist als die eines oberen Abschnitts, wobei der obere Abschnitt der Öffnung der Nut 410 entspricht. Dadurch wird die Kohärenz 120 zwischen der Dämmeinheit 120 und der Nut 410 verbessert.
Die organische Schicht 310 wird ausgebildet, wenn die Maske 400 mit dem Substrat 100 kombiniert ist. Da die unmittelbare Abscheidung eines Polymers, wie z. B. Polyharnstoff oder Polyacrylat, das ein Material der organischen Schicht 310 ist, schwierig ist, kann die organische Schicht 310 durch Verdampfung eines verflüssigten Monomers zwecks Abscheidung auf das Substrat 100 und Emission ultravioletter Strahlen auf das abgeschiedene Monomer zwecks Polymerisation ausgebildet werden.
Dabei kann das verdampfte Monomer, da es ungerichtet ist, bei Vorhandensein eines Spalts zwischen der Maske 400 und dem Substrat 100 den Spalt durchdringen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Kombination der Nut 410 und der Dämmeinheit 120 kann jedoch die Maske 400 von 5 fest am Substrat 100 haften, und das Eindringen des verdampften Monomers in den Spalt kann minimiert werden. Dementsprechend wird die Ausbildung eines allgemeinen Kantenanhängsels verhindert, und die organische Schicht 310 kann von der Dämmeinheit 120 getrennt und beabstandet ausgebildet werden.
Selbst wenn zwischen der Maske 400 und dem Substrat 100 ein Spalt vorhanden ist und das verdampfte Monomer den Spalt durchdringt, kann die Dämmeinheit 120 eine Ausbreitung des verdampften Monomers zur Peripherie verhindern.
Anschließend wird entsprechend der Darstellung in 6 die Maske 400 von 5 von der Dämmeinheit 120 des Substrats 100 getrennt, und anschließend wird die anorganische Schicht 320 ausgebildet. Die anorganische Schicht 320 kann durch Sputtern, Atomschichtabscheidung oder chemische Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Maske (nicht gezeigt) zur Ausbildung der anorganischen Schicht 320 ausgebildet werden.
Die anorganische Schicht 320 ist so ausgebildet, dass sie die organische Schicht 310 und die Dämmeinheit 120 bedeckt. Da die anorganische Schicht 320 so ausgebildet ist, dass sie die organische Schicht 310 bedeckt, ist die Peripherie der organischen Schicht 310 von der anorganischen Schicht 320 mit ausgezeichneten Feuchtigkeitsdichteeigenschaften bedeckt, und die flexible, jedoch feuchtigkeitsempfindliche organische Schicht 310 liegt nicht zur Außenseite hin frei. Daher kann die Verkapselungsschicht 300 mit einer sehr stabilen Wasserdampfbeständigkeit realisiert werden.
In der vorstehenden Beschreibung umfasst die Verkapselungsschicht 300 beispielhaft die einzige organische Schicht 310 und die einzige anorganische Schicht 320, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, da die Verkapselungsschicht 300 stattdessen eine Mehrzahl der organischen Schichten 310 und eine Mehrzahl anorganischer Schichten 320 umfassen kann, die abwechselnd laminiert sind. Außerdem kann die Verkapselungsschicht 300 stattdessen eine zuerst ausgebildete erste anorganische Schicht (nicht gezeigt), und eine organische Schicht 310 und eine zweite anorganische Schicht 320, die nacheinander ausgebildet werden, umfassen und noch immer in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Selbst in diesem Fall ist die Dämmeinheit 120 auf dem Substrat 100 ausgebildet und von einer zusätzlichen anorganischen Schicht (nicht gezeigt) bedeckt.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können seitliche Feuchtigkeitsdichteeigenschaften eines Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige verbessert werden, indem verhindert wird, dass eine organische Schicht während ihrer Ausbildung einen Spalt zwischen einer Maske und einem Substrat durchdringt.

Claims

Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige, umfassend: ein Substrat (100); eine auf dem Substrat (100) angeordnete Anzeigeeinheit (200); eine an einer Peripherie der Anzeigeeinheit (200) und auf dem Substrat (100) angeordnete Dämmeinheit (120); und eine Verkapselungsschicht (300) zur Verkapselung der Anzeigeeinheit (200), wobei die Verkapselungsschicht (300) eine die Anzeigeeinheit (200) bedeckende organische Schicht (310) und eine die organische Schicht (310) und die Dämmeinheit (120) bedeckende anorganische Schicht (320) umfasst, wobei eine Härte der Dämmeinheit (120) geringer ist als die der anorganischen Schicht (320) und wobei die Dämmeinheit (120) elastisch ist.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach Anspruch 1, wobei die organische Schicht (310) von der Dämmeinheit (120) beabstandet ist.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dämmeinheit (120) ein Material umfasst, das aus einer Gruppe bestehend aus Silicon, einem Epoxidharz und einem Acryl ausgewählt ist.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dämmeinheit (120) eine Mehrzahl von Staustegen umfasst, die voneinander beabstandet und parallel zueinander sind und/oder bei denen es sich um konzentrische Rechtecke handelt, die eine Länge eines seitlichen Feuchtigkeitswegs beim Erreichen der Anzeigeeinheit (200) von einer Außenseite verlängern.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die organische Schicht (310) ein Material umfasst, das aus einer Gruppe bestehend aus Polyharnstoff und Polyacrylat ausgewählt ist.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die anorganische Schicht (320) ein Material umfasst, das aus einer Gruppe bestehend aus SiN_x, Al₂O₃, SiO₂ und TiO₂ ausgewählt ist.
Gerät mit organischer lichtemittierender Anzeige nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine untere anorganische Schicht, welche die Anzeigeeinheit (200) und die Dämmeinheit (120) bedeckt, wobei die organische Schicht (310) die untere anorganische Schicht bedeckt.
Verfahren zur Herstellung eines Geräts mit organischer lichtemittierender Anzeige, umfassend: Ausbilden einer Dämmeinheit (120) auf einem Substrat (100); Ausbilden einer Anzeigeeinheit (200) im Inneren der Dämmeinheit (120) und auf dem Substrat (100); und Ausbilden einer Verkapselungsschicht (300) auf der Anzeigeeinheit (200) zur Verkapselung der Anzeigeeinheit (200), wobei die Ausbildung der Verkapselungsschicht (300) umfasst: Kombinieren einer Maske (400) mit dem Substrat (100), wobei die Maske (400) eine Nut (410) aufweist, in welche die Dämmeinheit (120) eingesetzt wird; Ausbilden einer organischen Schicht (310) zur Abdeckung der Anzeigeeinheit (200) unter Verwendung der Maske (400); Abtrennen der Maske (400); und Ausbilden einer anorganischen Schicht (320) zur Abdeckung der organischen Schicht (310) und der Dämmeinheit (120), wobei die Dämmeinheit (120) elastisch ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Tiefe der Nut (410) gleich einer Höhe der Dämmeinheit (120) oder kleiner ist und eine Breite der Nut (410) gleich einer Breite der Dämmeinheit (120) oder größer ist und/oder wobei die Nut (410) eine sich verjüngende Form aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Dämmeinheit (120) ein Material umfasst, das aus einer Gruppe bestehend aus Silicon, einem Epoxidharz und einem Acryl ausgewählt ist, und/oder wobei die Dämmeinheit (120) mit einem Verfahren erzeugt wird, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Tintenstrahldruckverfahren und einem Siebdruckverfahren, und/oder im Zuge der Kombination der Dämmeinheit (120) mit der Nut (410) sich eine Form der Dämmeinheit (120) entsprechend einer Form der Nut (410) elastisch ändert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die organische Schicht (310) von der Dämmeinheit (120) beabstandet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Härte der Dämmeinheit (120) geringer ist als die der anorganischen Schicht (320).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Ausbilden einer unteren anorganischen Schicht zur Abdeckung der Anzeigeeinheit (200) und der Dämmeinheit (120), wobei die organische Schicht (310) so ausgebildet ist, dass sie einen Abschnitt der unteren anorganischen Schicht bedeckt, und wobei die Kombination der Maske (400) mit dem Substrat (100) das Einsetzen der von der unteren anorganischen Schicht bedeckten Dämmeinheit (120) in die Nut (410) der Maske (400) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die organische Schicht (310) ein Material umfasst, das aus einer Gruppe bestehend aus Polyharnstoff und Polyacrylat ausgewählt ist, wobei die organische Schicht (310) durch Verdampfung eines ungerichteten verflüssigten Monomers erzeugt wird.