JP2003504676A - デバイスの封入 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
電気デバイスの封入を開示する。パッケージ内に誘発される機械的応力に基づきデバイスの能動素子にパッケージが接触するのを防止するために不活性領域内にキャップ支柱を設ける。
Description
【0001】発明の分野
本発明は、デバイスの製造に関する。より詳細には、本発明は、デバイスの封
入に関する。
入に関する。
【0002】発明の背景
デバイス製造の際には、単数又は複数のデバイス層が基板上に形成される。該
層は、基板の表面上に順番に堆積されかつパターンを形成するためにパターン化
される。該層は、所望のパターンを形成するために個別に及び/又は層の組合せ
としてパターン化することができる。該パターンは、デバイスを作る所望の機能
を実施する素子として働く。
層は、基板の表面上に順番に堆積されかつパターンを形成するためにパターン化
される。該層は、所望のパターンを形成するために個別に及び/又は層の組合せ
としてパターン化することができる。該パターンは、デバイスを作る所望の機能
を実施する素子として働く。
【0003】
特別の重要性を有する1つのタイプのデバイスは、発光ダイオード(LED)
である。LEDは、多種多様な用途を有することができる。例えば、複数のLE
Dセル又はピクセルを、フラットパネルディスプレイ(FPD)のような、ディ
スプレイとして使用するためのピクセル化LEDを作るために基板上に形成する
ことができる。
である。LEDは、多種多様な用途を有することができる。例えば、複数のLE
Dセル又はピクセルを、フラットパネルディスプレイ(FPD)のような、ディ
スプレイとして使用するためのピクセル化LEDを作るために基板上に形成する
ことができる。
【0004】
典型的には、LEDピクセルは、機能スタックを形成するために2つの電極の
間に挟まれた1つ以上の機能層を有する。電荷キャリアは、両者の電極から注入
される。これらの電荷キャリアは、単数又は複数の機能層内で再結合し、可視放
射を放出させる。最近では、有機LEDを形成するために有機機能層を利用する
ことが重要な利点を有するようになった。
間に挟まれた1つ以上の機能層を有する。電荷キャリアは、両者の電極から注入
される。これらの電荷キャリアは、単数又は複数の機能層内で再結合し、可視放
射を放出させる。最近では、有機LEDを形成するために有機機能層を利用する
ことが重要な利点を有するようになった。
【0005】
湿気及び/又は空気のような環境からLEDを保護するために、デバイスはパ
ッケージで封入される。通常、LEDパッケージは多種多様なキャビティパッケ
ージからなる。キャビティパッケージは、典型的にはふたを基板上にマウントす
ることよりなる。キャビティは、有機LEDピクセルがパッケージによって損傷
を受けるのを保護する。それというのも、これらは圧力に対して極めて敏感であ
るからである。さらに、キャビティはまたデバイスの制限された漏れ率に対処す
るために乾燥剤の配置を可能にする。
ッケージで封入される。通常、LEDパッケージは多種多様なキャビティパッケ
ージからなる。キャビティパッケージは、典型的にはふたを基板上にマウントす
ることよりなる。キャビティは、有機LEDピクセルがパッケージによって損傷
を受けるのを保護する。それというのも、これらは圧力に対して極めて敏感であ
るからである。さらに、キャビティはまたデバイスの制限された漏れ率に対処す
るために乾燥剤の配置を可能にする。
【0006】
薄い又はフレキシブルな基板上に形成されたフレキシブルデバイスは、フレキ
シブルディスプレイのような新たな出願のために意図されている。しかしながら
、通常のデバイスパッケージングは、フレキシブルであることを受け入れない。
このことは、フレキシブルデバイス、特にディスプレイのような比較的大きな表
面積を有するものの可撓性要求を満足することを困難にする。
シブルディスプレイのような新たな出願のために意図されている。しかしながら
、通常のデバイスパッケージングは、フレキシブルであることを受け入れない。
このことは、フレキシブルデバイス、特にディスプレイのような比較的大きな表
面積を有するものの可撓性要求を満足することを困難にする。
【0007】
前記の言及から明らかにされた通り、デバイス、特に薄い又はフレキシブルな
基板上に形成されたデバイスの有効なパッケージを提供することが望まれる。
基板上に形成されたデバイスの有効なパッケージを提供することが望まれる。
【0008】発明の総括
本発明は、デバイスを封入することに関する。該デバイスは、活性領域及び不
活性領域を含む。能動素子は、不活性領域によって分離されて、活性領域内に設
けられている。1実施例では、キャップがマウントされるキャップ支柱が設けら
れている。キャップ支柱はデバイスの周辺を包囲しかつ非活性領域の少なくとも
1つ内に存在する。非活性領域内のキャップ支柱は、特にフレキシブルなデバイ
スのために有用である。それというのも、これらはデバイスが曲がりにより誘発
される応力に基づく能動素子と接触するのを阻止するためのキャップを提供する
からである。
活性領域を含む。能動素子は、不活性領域によって分離されて、活性領域内に設
けられている。1実施例では、キャップがマウントされるキャップ支柱が設けら
れている。キャップ支柱はデバイスの周辺を包囲しかつ非活性領域の少なくとも
1つ内に存在する。非活性領域内のキャップ支柱は、特にフレキシブルなデバイ
スのために有用である。それというのも、これらはデバイスが曲がりにより誘発
される応力に基づく能動素子と接触するのを阻止するためのキャップを提供する
からである。
【0009】本発明の有利な実施例
本発明は、一般的にデバイスの製造に関する。特に、本発明は、デバイス、特
にフレキシブル又は薄い基板上に形成されたデバイスを封入するためのコスト的
に有効なパッケージに関する。
にフレキシブル又は薄い基板上に形成されたデバイスを封入するためのコスト的
に有効なパッケージに関する。
【0010】
図1は、本発明の1実施例に基づくデバイス100を示す。該デバイスは、例
えば電気デバイス、機械デバイス、電気化学デバイス、又はマイクロエレクトロ
機械系(MEMS)であってよい。該デバイスは、基板101上に形成された単
数又は複数の能動素子101を有する。1実施例においては、能動素子は基板の
活性領域115上に形成されている。基板上には、不活性領域120が設けられ
ている。図示されているように、非活性領域は、能動素子を分離する。
えば電気デバイス、機械デバイス、電気化学デバイス、又はマイクロエレクトロ
機械系(MEMS)であってよい。該デバイスは、基板101上に形成された単
数又は複数の能動素子101を有する。1実施例においては、能動素子は基板の
活性領域115上に形成されている。基板上には、不活性領域120が設けられ
ている。図示されているように、非活性領域は、能動素子を分離する。
【0011】
能動素子を包囲するデバイスの周辺部にキャップ130が設けられている。キ
ャップ180はキャップ支柱上に係止している。該キャップは、能動素子を環境
から気密シールする。キャップ支柱は、キャップが能動素子と接触するのを防止
するためにキャップを持ち上げる。
ャップ180はキャップ支柱上に係止している。該キャップは、能動素子を環境
から気密シールする。キャップ支柱は、キャップが能動素子と接触するのを防止
するためにキャップを持ち上げる。
【0012】
キャップ支柱は、不活性領域内にも支柱を提供する。図示されているように、
キャップは不活性領域内に配置された支持ポストを有する。キャップ支柱は不活
性領域内に存在するので、能動素子の機能は影響を受けない。支持ポストを不活
性領域内に配置することは、カバー層の中心位置に対する付加的支持を提供する
。このことはキャップが応力に基づき能動素子上につぶされるのを阻止する。こ
のことはフレキシブルデバイスのために特に有用である。
キャップは不活性領域内に配置された支持ポストを有する。キャップ支柱は不活
性領域内に存在するので、能動素子の機能は影響を受けない。支持ポストを不活
性領域内に配置することは、カバー層の中心位置に対する付加的支持を提供する
。このことはキャップが応力に基づき能動素子上につぶされるのを阻止する。こ
のことはフレキシブルデバイスのために特に有用である。
【0013】
1実施例においては、デバイス100は電気デバイスからなる、該電気デバイ
スは、ピクセル化された有機LEDデバイスからなる。有機LEDデバイスは、
例えば米国特許第4,720,732号明細書及びBurrouges et. al, Nature 347
(1990) 539に記載されており、これらは全ての目的のために引用することによ
り本願発明に組み込まれる。別のタイプの、例えば半導体レーザのような、基板
上に形成された電気デイスも有用である。
スは、ピクセル化された有機LEDデバイスからなる。有機LEDデバイスは、
例えば米国特許第4,720,732号明細書及びBurrouges et. al, Nature 347
(1990) 539に記載されており、これらは全ての目的のために引用することによ
り本願発明に組み込まれる。別のタイプの、例えば半導体レーザのような、基板
上に形成された電気デイスも有用である。
【0014】
能動素子110は、有機LEDピクセルを含む。有機LEDピクセルは、第1
と第2の電極112及び116の間に少なくとも1つの有機層を有する。ピクセ
ルは、例えばFPDのようなディスプレイを形成するために1つのアレイ内に配
置されている。FPDは、セルラー・フォーン、セルラー・スマート・フォーン
、パーソナル・オルガナイザー、ページャー、公告パネル、タッチ・スクリーン
・ディスプレイ、テレコンファレンシング装置、マルチメディア装置、虚像リア
リティ製品、及びディスプレイ・キオスクを含む種々の消費者電子製品において
使用される。
と第2の電極112及び116の間に少なくとも1つの有機層を有する。ピクセ
ルは、例えばFPDのようなディスプレイを形成するために1つのアレイ内に配
置されている。FPDは、セルラー・フォーン、セルラー・スマート・フォーン
、パーソナル・オルガナイザー、ページャー、公告パネル、タッチ・スクリーン
・ディスプレイ、テレコンファレンシング装置、マルチメディア装置、虚像リア
リティ製品、及びディスプレイ・キオスクを含む種々の消費者電子製品において
使用される。
【0015】
ピクセル110は、基板115の活性領域115に配置されておりかつ不活性
領域120により分離されている。支持ポスト130は、基板の不活性領域内及
びLEDピクセルを取り囲むデバイスの周辺内に配置されている。支持ポストは
、1つ、幾つか、又は全てが不活性領域内に設けられていてもよい。キャップ1
80は、ピクセルを空気及び/又は湿気から保護するためにデバイスを封入する
ために支持ポストの上にマウントされている。LEDピクセルに結合されたパッ
ド190が設けられていてもよい。該パッドは、デバイスに対する外部からの接
続を可能にする。
領域120により分離されている。支持ポスト130は、基板の不活性領域内及
びLEDピクセルを取り囲むデバイスの周辺内に配置されている。支持ポストは
、1つ、幾つか、又は全てが不活性領域内に設けられていてもよい。キャップ1
80は、ピクセルを空気及び/又は湿気から保護するためにデバイスを封入する
ために支持ポストの上にマウントされている。LEDピクセルに結合されたパッ
ド190が設けられていてもよい。該パッドは、デバイスに対する外部からの接
続を可能にする。
【0016】
キャップ支柱は、キャップがLEDピクセルに接触するのを防止するために役
立つ。LEDピクセルは、キャップがLEDピクセルと接触せしめられると損傷
されることがある。1実施例においては、キャップ支柱の高さが、LEDピクセ
ルの表面とキャップの間にギャップもしくはキャビティ118を形成する。該ギ
ャップは、キャップがLEDピクセルに接触するのを防止するために十分である
べきである。典型的には、該ギャップは高さが約1〜10μmである。もちろん
、ギャップ高さは、誘発される応力の量(デバイスから要求される曲げ量、カバ
ー層の厚さ、及び支持ポスト間の距離)に基づき変動することができる。
立つ。LEDピクセルは、キャップがLEDピクセルと接触せしめられると損傷
されることがある。1実施例においては、キャップ支柱の高さが、LEDピクセ
ルの表面とキャップの間にギャップもしくはキャビティ118を形成する。該ギ
ャップは、キャップがLEDピクセルに接触するのを防止するために十分である
べきである。典型的には、該ギャップは高さが約1〜10μmである。もちろん
、ギャップ高さは、誘発される応力の量(デバイスから要求される曲げ量、カバ
ー層の厚さ、及び支持ポスト間の距離)に基づき変動することができる。
【0017】
図2a〜fは、本発明の実施例に基づくデバイスの製造方法を示す。該デバイ
スは、例えば有機LEDを有する。図2aについて言及すれば、基板101を準
備し、この上にデバイスの能動素子を形成する。該基板は、種々のタイプの材料
、例えば能動素子を支持するためのガラス又はポリマーからなっていてもよい。
能動素子を適切に支持する別の材料、例えばセラミック又はシリコンを使用する
こともできる。種々のタイプの半導体ウェーハも有用である。
スは、例えば有機LEDを有する。図2aについて言及すれば、基板101を準
備し、この上にデバイスの能動素子を形成する。該基板は、種々のタイプの材料
、例えば能動素子を支持するためのガラス又はポリマーからなっていてもよい。
能動素子を適切に支持する別の材料、例えばセラミック又はシリコンを使用する
こともできる。種々のタイプの半導体ウェーハも有用である。
【0018】
1実施例においては、フレキシブルデバイスを製造するためにフレキシブル基
板を準備する。フレキシブル基板は、プラスチックフィルムのようなフレキシブ
ル材料からなる。種々の市販のプラスチックフィルムが使用可能である。このよ
うなフィルムは、例えば透明なポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポ
リ(ブチレンテレフタレート)(PBT)、ポリ(エチレンナフタレート)(P
EN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリスルホン(PS
O)及びポリ(p−フェニレンエーテルスルホン)(PES)を包含する。別の
フィルム、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ(ビニ
ルクロリド)(PVC)、ポリスチレン(PS)及びポリ(メチルメチレアクリ
レート)(PMMA)を使用することもできる。
板を準備する。フレキシブル基板は、プラスチックフィルムのようなフレキシブ
ル材料からなる。種々の市販のプラスチックフィルムが使用可能である。このよ
うなフィルムは、例えば透明なポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポ
リ(ブチレンテレフタレート)(PBT)、ポリ(エチレンナフタレート)(P
EN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリスルホン(PS
O)及びポリ(p−フェニレンエーテルスルホン)(PES)を包含する。別の
フィルム、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ(ビニ
ルクロリド)(PVC)、ポリスチレン(PS)及びポリ(メチルメチレアクリ
レート)(PMMA)を使用することもできる。
【0019】
1実施例においては、フレキシブル基板は薄いデバイスを結果として生じ、し
かもその際能動素子を支持するために製造工程中に十分な機械的統合をもたらす
程薄いべきである。有利には、フレキシブル基板は、製造工程中に十分な機械的
統合を提供する程可能な限り薄いべきである。1実施例においては、フレキシブ
ル基板は、約20〜200μmの厚さを有する。
かもその際能動素子を支持するために製造工程中に十分な機械的統合をもたらす
程薄いべきである。有利には、フレキシブル基板は、製造工程中に十分な機械的
統合を提供する程可能な限り薄いべきである。1実施例においては、フレキシブ
ル基板は、約20〜200μmの厚さを有する。
【0020】
選択的実施例においては、フレキシブル基板はガラスからなる。薄い半導体基
板又はその他のフレキシブル基板を使用することもできる。1実施例においては
、基板の厚さは約30〜300μmである。
板又はその他のフレキシブル基板を使用することもできる。1実施例においては
、基板の厚さは約30〜300μmである。
【0021】
別の実施例においては、一時的支持層を準備することもできる。一時的支持層
は、例えば製造工程中に必要な支柱を提供するための基板の背面に形成すること
ができる。該パッケージは、一時的層を除去することを可能にする、最終製造段
階で基板を安定化するための付加的な支持を提供するために使用することができ
る。一時的支持層は、一層薄い基板の使用を可能にして、ひいては一層薄いデバ
イスを生じる。
は、例えば製造工程中に必要な支柱を提供するための基板の背面に形成すること
ができる。該パッケージは、一時的層を除去することを可能にする、最終製造段
階で基板を安定化するための付加的な支持を提供するために使用することができ
る。一時的支持層は、一層薄い基板の使用を可能にして、ひいては一層薄いデバ
イスを生じる。
【0022】
活性及び/又は不活性領域は、基板表面上に境を限定する。活性領域は、その
能動素子が形成される基板上の領域を提供する。活性及び/又は不活性領域を限
定するためには、種々の技術を使用することができる。例えば、活性及び/又は
不活性領域を限定するために、ホトリソグラフィー技術を使用することができる
。
能動素子が形成される基板上の領域を提供する。活性及び/又は不活性領域を限
定するためには、種々の技術を使用することができる。例えば、活性及び/又は
不活性領域を限定するために、ホトリソグラフィー技術を使用することができる
。
【0023】
1実施例においては、能動素子は有機LEDピクセルからなる。該有機LED
ピクセルを、ピクセル化デバイスを形成するために配列する。ピクセル化有機L
EDデバイスは、例えば基板上に形成された複数の第1の電極ストリップを含む
。該ストリップを第1の方向で配列する。第1の電極ストリップ上に1つ以上の
有機層を形成する。有機層の上に第2の方向で、複数の第2の電極ストリップを
形成する。典型的には、第1と第2の電極ストリップは、互いに対して直交して
いる。第1と第2の電極ストリップの交差がLEDピクセルを形成する。1実施
例においては、不活性領域は、上面から基板を見たとすれば、電極材料を排除す
る領域により表される。選択的に、電極が交差しない領域を不活性領域と考える
ことができる。
ピクセルを、ピクセル化デバイスを形成するために配列する。ピクセル化有機L
EDデバイスは、例えば基板上に形成された複数の第1の電極ストリップを含む
。該ストリップを第1の方向で配列する。第1の電極ストリップ上に1つ以上の
有機層を形成する。有機層の上に第2の方向で、複数の第2の電極ストリップを
形成する。典型的には、第1と第2の電極ストリップは、互いに対して直交して
いる。第1と第2の電極ストリップの交差がLEDピクセルを形成する。1実施
例においては、不活性領域は、上面から基板を見たとすれば、電極材料を排除す
る領域により表される。選択的に、電極が交差しない領域を不活性領域と考える
ことができる。
【0024】
図2bを参照して、活性及び/又は不活性領域を限定する方法を説明する。1
実施例においては、デバイス層112を基板上に形成する。該デバイス層は、例
えば導電性層からなる。別のタイプのデバイス層も、能動素子のタイプに依存し
て使用可能である。デバイス層の厚さは、例えば約0.1〜1μmである。もち
ろん、厚さは設計要求に基づき変更することができる。
実施例においては、デバイス層112を基板上に形成する。該デバイス層は、例
えば導電性層からなる。別のタイプのデバイス層も、能動素子のタイプに依存し
て使用可能である。デバイス層の厚さは、例えば約0.1〜1μmである。もち
ろん、厚さは設計要求に基づき変更することができる。
【0025】
1実施例では、デバイス層は、LEDピクセルのためのアノードとして働く透
明な導電性層からなる。透明な導電性層は、例えば酸化インジウムスズ(ITO
)からなる。酸化亜鉛及び酸化インジウム亜鉛のような別のタイプの透明な導電
性層を使用することもできる。デバイス層を形成するためには、化学的気相成長
(CVD)及び物理的気相成長(PVD)及びプラズマCVD(PECVD)の
ような種々の技術を使用することができる。導電性層は、電気的要求を満足した
状態で、光吸収及び引き続いてのフィルム形成時の不利な衝撃を減少させるため
に薄いべきである。1実施例においては、導電性層は約100nmの厚さを有す
る。
明な導電性層からなる。透明な導電性層は、例えば酸化インジウムスズ(ITO
)からなる。酸化亜鉛及び酸化インジウム亜鉛のような別のタイプの透明な導電
性層を使用することもできる。デバイス層を形成するためには、化学的気相成長
(CVD)及び物理的気相成長(PVD)及びプラズマCVD(PECVD)の
ような種々の技術を使用することができる。導電性層は、電気的要求を満足した
状態で、光吸収及び引き続いてのフィルム形成時の不利な衝撃を減少させるため
に薄いべきである。1実施例においては、導電性層は約100nmの厚さを有す
る。
【0026】
デバイスを形成した後に、該デバイス層を活性/不活性領域を限定するために
パターン化する。デバイス層をパターン化するためには、ホトリソグラフィー及
びエッチングのような通常の技術を使用することができる。スタンプを使用する
パターン化技術も使用可能である。このような技術は、同時出願した国際特許出
願、発明の名称「デバイス層の機械的パターン化(Mechanical Ptterning of a
Device Layer)」(代理人処理番号99E 8062)に記載されており、これ
は全ての目的のために引用することにより本願発明に組み込まれる。活性領域は
、例えば基板表面上に残るデバイス層の部分からなり、かつ不活性領域は露光さ
れる基板表面の部分からなる。
パターン化する。デバイス層をパターン化するためには、ホトリソグラフィー及
びエッチングのような通常の技術を使用することができる。スタンプを使用する
パターン化技術も使用可能である。このような技術は、同時出願した国際特許出
願、発明の名称「デバイス層の機械的パターン化(Mechanical Ptterning of a
Device Layer)」(代理人処理番号99E 8062)に記載されており、これ
は全ての目的のために引用することにより本願発明に組み込まれる。活性領域は
、例えば基板表面上に残るデバイス層の部分からなり、かつ不活性領域は露光さ
れる基板表面の部分からなる。
【0027】
1実施例においては、導電性層をパターン化し、LEDピクセルの底部電極と
して働かせるために基板の表面上にの底部電極ストリップを形成する。活性領域
は底部電極ストリップの部分からなり、その上にLEDピクセルが形成される。
例えば、上面から見たとすれば、LEDの第2の電極ストリップによって占有さ
れない露出した基板表面の部分は不活性領域である。
して働かせるために基板の表面上にの底部電極ストリップを形成する。活性領域
は底部電極ストリップの部分からなり、その上にLEDピクセルが形成される。
例えば、上面から見たとすれば、LEDの第2の電極ストリップによって占有さ
れない露出した基板表面の部分は不活性領域である。
【0028】
図2cについて言及すれば、基板の表面にスペーサ層231を堆積させる。該
スペーサは、キャップ支柱を形成するための材料を提供する。スペーサ層の厚さ
は、ほぼキャップ支柱の高さに等しい。1実施例においては、スペーサ層の厚さ
は、能動素子とキャップの間にキャビティを形成するために引き続いて形成され
る能動素子の高さよりも大きい。該キャビティは、能動素子がキャップによって
損傷を受けるのを保護する。典型的には、キャビティの高さは約1〜10μmで
ある。
スペーサは、キャップ支柱を形成するための材料を提供する。スペーサ層の厚さ
は、ほぼキャップ支柱の高さに等しい。1実施例においては、スペーサ層の厚さ
は、能動素子とキャップの間にキャビティを形成するために引き続いて形成され
る能動素子の高さよりも大きい。該キャビティは、能動素子がキャップによって
損傷を受けるのを保護する。典型的には、キャビティの高さは約1〜10μmで
ある。
【0029】
1実施例においては、スペーサ層は活性領域を電気絶縁するために誘電性材料
からなる。スペーサ層は、直接的に又は間接的にパターン化可能の材料からなっ
ていてもよい。有利には、該スペーサ層は、直接的にパターン化することができ
るホトパターン化可能のもしくは感光性材料からなる。ホトパターン化可能の材
料は、例えば感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、ホトレジスト
:ノボラック系をベースとするホトレジスト、及び乾燥被膜レジスト材料を包含
する。ノボラック系をベースとするホトレジストが特に有効である。それという
のも、これらはその他のタイプの非硬化性レジストよりも優れた改善された機械
的結着性を提供するために硬化及び架橋させることができるからである。間接的
にパターン化可能の材料は、例えばスピン・オンガラス材料、ポリイミド、ポリ
ベンゾオキサゾール、ポリグルタルイミド、ベンゾシクロブテン、ポリマー、例
えばポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、
又は無機材料、例えばSiO2,Si3N4,及びAl2O3を包含する。
からなる。スペーサ層は、直接的に又は間接的にパターン化可能の材料からなっ
ていてもよい。有利には、該スペーサ層は、直接的にパターン化することができ
るホトパターン化可能のもしくは感光性材料からなる。ホトパターン化可能の材
料は、例えば感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、ホトレジスト
:ノボラック系をベースとするホトレジスト、及び乾燥被膜レジスト材料を包含
する。ノボラック系をベースとするホトレジストが特に有効である。それという
のも、これらはその他のタイプの非硬化性レジストよりも優れた改善された機械
的結着性を提供するために硬化及び架橋させることができるからである。間接的
にパターン化可能の材料は、例えばスピン・オンガラス材料、ポリイミド、ポリ
ベンゾオキサゾール、ポリグルタルイミド、ベンゾシクロブテン、ポリマー、例
えばポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、
又は無機材料、例えばSiO2,Si3N4,及びAl2O3を包含する。
【0030】
選択的に、スペーサは多層構造物からなっていてもよい。多層スペーサ構造物
のためには、下方部分はLEDピクセルのアノード電極を絶縁するために誘電性
特性を有する。絶縁が不必要であれば、下方部分は誘電性特性を有する必要はな
い。上方部分は、金属のような種々の材料からなっていてもよい。多重層スペー
サ構造物を使用するのが有利なこともある。それというのも、上方部分を、キャ
ップ又は封入層でのシールを強化する材料からなるように選択することができる
からである。金属製キャップとの良好な付着を助長するので、例えばAl,W,
Ni,Cr,Co,Ag,Ptのような金属が有用である。ポリマー製、ガラス
製、又は金属製キャップとの良好な付着を助長するために上方部分を製造するた
めに、PE,PP,PSのようなポリマーを使用することができる。上方及び下
方部分は、1つ以上の層を有することができる。層の全厚さは、支持ポストの所
望の高さにほぼ等しい。
のためには、下方部分はLEDピクセルのアノード電極を絶縁するために誘電性
特性を有する。絶縁が不必要であれば、下方部分は誘電性特性を有する必要はな
い。上方部分は、金属のような種々の材料からなっていてもよい。多重層スペー
サ構造物を使用するのが有利なこともある。それというのも、上方部分を、キャ
ップ又は封入層でのシールを強化する材料からなるように選択することができる
からである。金属製キャップとの良好な付着を助長するので、例えばAl,W,
Ni,Cr,Co,Ag,Ptのような金属が有用である。ポリマー製、ガラス
製、又は金属製キャップとの良好な付着を助長するために上方部分を製造するた
めに、PE,PP,PSのようなポリマーを使用することができる。上方及び下
方部分は、1つ以上の層を有することができる。層の全厚さは、支持ポストの所
望の高さにほぼ等しい。
【0031】
スペーサ層の表面は、例えば引き続いての加工のために化学機械的ポリッシン
グ(CPM)により平坦化することもできる。平坦な表面を準備することは、特
に0.25μm未満のような小さいパターンを有するデバイスのために特に有用
である。
グ(CPM)により平坦化することもできる。平坦な表面を準備することは、特
に0.25μm未満のような小さいパターンを有するデバイスのために特に有用
である。
【0032】
図2dについて言及すれば、スペーサ層をパターン化し、不活性領域120及
びデバイスの周辺内にキャップ支柱130を形成する。支持ポストは不活性領域
内に形成されるので、これらは能動素子の機能性と干渉しない。
びデバイスの周辺内にキャップ支柱130を形成する。支持ポストは不活性領域
内に形成されるので、これらは能動素子の機能性と干渉しない。
【0033】
活性領域115内に能動素子110を形成する。1実施例においては、活性領
域内に有機LEDピクセルを形成する。有機LEDピクセルの形成は、例えば基
板上に1つ以上の有機層114を堆積させることを含む。有機層は、例えば共役
ポリマー又はAlq3からなる。別のタイプの有機層も使用可能である。有機層
の厚さは、典型的には約2〜200nmである。
域内に有機LEDピクセルを形成する。有機LEDピクセルの形成は、例えば基
板上に1つ以上の有機層114を堆積させることを含む。有機層は、例えば共役
ポリマー又はAlq3からなる。別のタイプの有機層も使用可能である。有機層
の厚さは、典型的には約2〜200nmである。
【0034】
有機層は、支持ポストと同様に底部電極ストリップをカバーする。支持ポスト
をカバーする有機層の部分は、必要に応じて除去することができる。有機層の選
択的除去は、例えばポッリシングを使用して達成することができる。有機層の選
択的除去のための別の技術、例えばエッチング、スクラッチング、又はレーザ剥
離を使用することもできる。
をカバーする有機層の部分は、必要に応じて除去することができる。有機層の選
択的除去は、例えばポッリシングを使用して達成することができる。有機層の選
択的除去のための別の技術、例えばエッチング、スクラッチング、又はレーザ剥
離を使用することもできる。
【0035】
次いで、基板上に上部電極ストリップを堆積させる。上部電極ストリップは、
例えばCa,Mg,Ba,Ag又はそれらの混合物のような導電性材料よりなる
。低い作業機能を有する別の導電性材料も使用可能である。上部電極ストリップ
は、典型的には底部電極ストリップに対して直交する。底部電極ストリップに対
して対角線方向の上部電極ストリップを形成することも有効である。上部電極ス
トリップを形成するために、選択的堆積を使用することができる。選択的に、電
極ストリップは、ストリップを形成するために上部電極層を選択的にパターン化
することにより形成することができる。上部及び底部電極ストリップの交差は、
有機LEDピクセルを形成する。
例えばCa,Mg,Ba,Ag又はそれらの混合物のような導電性材料よりなる
。低い作業機能を有する別の導電性材料も使用可能である。上部電極ストリップ
は、典型的には底部電極ストリップに対して直交する。底部電極ストリップに対
して対角線方向の上部電極ストリップを形成することも有効である。上部電極ス
トリップを形成するために、選択的堆積を使用することができる。選択的に、電
極ストリップは、ストリップを形成するために上部電極層を選択的にパターン化
することにより形成することができる。上部及び底部電極ストリップの交差は、
有機LEDピクセルを形成する。
【0036】
図2eについて言及すれば、キャップ180をデバイスを封入するためにキャ
ップ支柱上にマウントする。キャップ層は、例えば金属又はガラスからなる。環
境から能動素子を保護する別のタイプのキャップ、例えばセラミック又は金属化
フォイルも使用可能である。該キャップは支持ポスト上にマウントする。キャッ
プ層をマウントするためには、種々の技術を使用することができる。1実施例に
おいては、キャップ層をマウントするために接着剤を使用する。自己硬化性接着
剤、UV又は熱硬化性接着剤、又はホットメルト接着剤のような接着剤が使用可
能である。低温ろう材料、超音波ボンディングを使用する別の技術、又はインダ
クタンス又はレーザ溶接を使用する溶接技術を使用することもできる。
ップ支柱上にマウントする。キャップ層は、例えば金属又はガラスからなる。環
境から能動素子を保護する別のタイプのキャップ、例えばセラミック又は金属化
フォイルも使用可能である。該キャップは支持ポスト上にマウントする。キャッ
プ層をマウントするためには、種々の技術を使用することができる。1実施例に
おいては、キャップ層をマウントするために接着剤を使用する。自己硬化性接着
剤、UV又は熱硬化性接着剤、又はホットメルト接着剤のような接着剤が使用可
能である。低温ろう材料、超音波ボンディングを使用する別の技術、又はインダ
クタンス又はレーザ溶接を使用する溶接技術を使用することもできる。
【0037】
図3a〜bは、デバイスを製造するための選択的方法を示す。図3aについて
言及すれば、表面に形成された能動素子110を有する基板101を準備する。
能動素子は、1実施例では、ピクセル化デバイスを形成するための有機LEDピ
クセルからなる。活性領域115内に有機LEDピクセルを形成する。図示され
ているように、有機LEDピクセルは、少なくとも1つの有機層114により分
離された第1及び第2の電極112及び116からなる。
言及すれば、表面に形成された能動素子110を有する基板101を準備する。
能動素子は、1実施例では、ピクセル化デバイスを形成するための有機LEDピ
クセルからなる。活性領域115内に有機LEDピクセルを形成する。図示され
ているように、有機LEDピクセルは、少なくとも1つの有機層114により分
離された第1及び第2の電極112及び116からなる。
【0038】
図3bについて言及すれば、能動素子及び不活性領域をカバーするために基板
上にスペーサ層を堆積させる。該スペーサ層をパターン化して、不活性領域12
0内及びデバイスの周辺内にキャップ支柱130を形成する。キャップ支柱上に
、図2eに示されているように、デバイスを封入するためにキャップ180をマ
ウントする。
上にスペーサ層を堆積させる。該スペーサ層をパターン化して、不活性領域12
0内及びデバイスの周辺内にキャップ支柱130を形成する。キャップ支柱上に
、図2eに示されているように、デバイスを封入するためにキャップ180をマ
ウントする。
【0039】
図4a〜bは、電気デバイスを形成するためのなお別の方法を示す。図4aに
ついて言及すれば、上部に形成された能動素子110を有する基板101を準備
する。1実施例においては、能動素子はピクセル化LEDデバイスの有機LED
ピクセルからなる。能動素子は、基板の活性領域115の上に形成する。能動素
子を不活性領域120により分離する。
ついて言及すれば、上部に形成された能動素子110を有する基板101を準備
する。1実施例においては、能動素子はピクセル化LEDデバイスの有機LED
ピクセルからなる。能動素子は、基板の活性領域115の上に形成する。能動素
子を不活性領域120により分離する。
【0040】
該デバイスを封入するためにキャップ490を準備する。該キャップはキャッ
プ支柱130を有するキャップ層180からなる。キャップ支柱のパターンは、
不活性領域及び能動素子を包囲するためのデバイスの周辺と一致する。1実施例
によれば、該キャップは、スペーサ層をキャップ層に堆積させかつ選択的にこれ
をパターン化してキャップ支柱を形成することにより形成する。キャップ支柱は
、必要であれば、パッド190のようなパターンに適応させるために異なった高
さを有する支持ポストを有するように形成することができる。
プ支柱130を有するキャップ層180からなる。キャップ支柱のパターンは、
不活性領域及び能動素子を包囲するためのデバイスの周辺と一致する。1実施例
によれば、該キャップは、スペーサ層をキャップ層に堆積させかつ選択的にこれ
をパターン化してキャップ支柱を形成することにより形成する。キャップ支柱は
、必要であれば、パッド190のようなパターンに適応させるために異なった高
さを有する支持ポストを有するように形成することができる。
【0041】
図4bについて言及すれば、該キャップを基板の上にマウントし、電気デバイ
スを封入する。キャップをマウントするためには、既に述べたような種々の技術
を使用することができる。該キャップは、空気及び/又は湿気のような環境から
能動素子を保護する。
スを封入する。キャップをマウントするためには、既に述べたような種々の技術
を使用することができる。該キャップは、空気及び/又は湿気のような環境から
能動素子を保護する。
【0042】
本発明を特に種々の実施例を参照して示しかつ記載してきたが、当業者によれ
ば、本発明の思想及び範囲を逸脱すること無く本発明に修正及び変更を施すこと
ができることは自明のことである。従って、本発明の範囲は、前記発明の詳細な
説明の記載により制限されるものではなく、特許請求の範囲とそれらの等価思想
の全範囲を加えたものより制限されるものである。
ば、本発明の思想及び範囲を逸脱すること無く本発明に修正及び変更を施すこと
ができることは自明のことである。従って、本発明の範囲は、前記発明の詳細な
説明の記載により制限されるものではなく、特許請求の範囲とそれらの等価思想
の全範囲を加えたものより制限されるものである。
【図1】
本発明の1実施例を示す。
【図2】
a〜eは、本発明の1実施例に基づく電子デバイスの製造工程を示す。
【図3】
a〜bは、本発明の別の実施例に基づく電子デバイスの製造工程を示す。
【図4】
a〜bは、本発明の1実施例に基づく電子デバイスの製造工程を示す。
100 デバイス、 101 基板、 110 能動素子(ピクセル)、 1
12 第1の電極(デバイス層)、 114 有機層、 115 活性領域、
116 第の電極、 118 ギャップ又はキャビティ、 120 不活性領域
、 130 キャップ支柱(支持ポスト)、 180,490 キャップ(層)
、 190 パッド、 231 スペーサ層
12 第1の電極(デバイス層)、 114 有機層、 115 活性領域、
116 第の電極、 118 ギャップ又はキャビティ、 120 不活性領域
、 130 キャップ支柱(支持ポスト)、 180,490 キャップ(層)
、 190 パッド、 231 スペーサ層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E
A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ
,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA
,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,
CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,G
H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP
,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,
LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M
W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD
,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,
TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,Z
W
Claims (56)
- 【請求項1】 活性領域及び不活性領域を有する基板、 活性領域内の能動素子、 デバイス周辺内及び不活性領域内のキャップ支柱、 キャップ支柱上のキャップ、及び 能動素子とキャップの間のキャビティ からなるデバイス。
- 【請求項2】 デバイスが、能動素子としてOLEDピクセル含む有機LE
D(OLED)を有する請求項1記載のデバイス。 - 【請求項3】 デバイスがフレキシブルデバイスからなる請求項2記載のデ
バイス。 - 【請求項4】 キャップが、能動素子を気密シールするためにデバイスを封
入するフレキシブルキャップからなる請求項3記載のデバイス。 - 【請求項5】 キャップが、ガラス、金属、セラミック又は金属化フォイル
からなる群から選択される材料からなる請求項4記載のデバイス。 - 【請求項6】 基板が、能動素子を支持するための機械的統合を提供するフ
レキシブル基板からなる請求項5記載のデバイス。 - 【請求項7】 フレキシブル基板が、プラスチック、ガラス、又は半導体材
料からなる請求項6記載のデバイス。 - 【請求項8】 基板が約20〜300μmの厚さを有する請求項7記載のデ
バイス。 - 【請求項9】 基板が、能動素子を支持するための機械的統合を提供するフ
レキシブル基板からなる請求項4記載のデバイス。 - 【請求項10】 キャップが能動素子を気密シールするためにデバイスを封
入する請求項2記載のデバイス。 - 【請求項11】 基板が能動素子を支持するための機械的統合を提供する請
求項10記載のデバイス。 - 【請求項12】 キャップが能動素子を気密シールするためにデバイスを封
入する請求項3記載のデバイス。 - 【請求項13】 基板が能動素子を支持するための機械的統合を提供する基
板請12項記載のデバイス。 - 【請求項14】 デバイスがフレキシブルデバイスからなる請求項1記載の
デバイス。 - 【請求項15】 キャップが、能動素子を気密シールするためにデバイスを
封入するフレキシブルキャップからなる請求項14記載のデバイス。 - 【請求項16】 基板が、能動素子を支持するための機械的統合を提供する
フレキシブル基板からなる請15項記載のデバイス。 - 【請求項17】 キャップ能動素子を気密支持ためにデバイスを封入する請
1項記載のデバイス。 - 【請求項18】 基板が能動素子を支持するための機械的統合を提供する請
求項17記載のデバイス。 - 【請求項19】 基板が能動素子を支持するための機械的統合を提供する請
求項1記載のデバイス。 - 【請求項20】 キャップ支柱が、カバーと能動素子との接触を防止するた
めにカバーと能動素子の間にキャビティを形成するために能動素子の高さより大
きな厚さを有する請求項1,2,3,6,7,9,11,13,14,16,1
7,又は19記載のデバイス。 - 【請求項21】 キャップ支柱の厚さが約1〜10μmのキャビティを形成
する請求項20記載のデバイス。 - 【請求項22】 支持ポストが直接的又は間接的に光パターン化可能の材料
からなる請求項21記載のデバイス。 - 【請求項23】 直接的に光パターン化可能の材料が、感応性ポリイミド、
感光性ポリベンゾオキサゾール、ホトレジスト:ノボラック系をベースとするホ
トレジスト、又は乾燥被膜材料からなる群から選択され、かつ間接的に光パター
ン化可能の材料がスピン・オンガラス、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、
ポリグルタルイミド、ベンゾシクロブテン、ポリマー:ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリプロピレン、無機材料:SiO2,Si3N4又はAl2O3からな
る群から選択される請求項22記載のデバイス。 - 【請求項24】 支持ポストが直接的に又は間接的に光パターン化可能の材
料からなる請求項20記載のデバイス。 - 【請求項25】 間接的に光パターン化可能の材料が、感応性ポリイミド、
感光性ポリベンゾオキサゾール、ホトレジスト:ノボラック系をベースとするホ
トレジスト、又は乾燥被膜材料からなる群から選択され、かつ間接的に光パター
ン化可能の材料がスピン・オンガラス、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、
ポリグルタルイミド、ベンゾシクロブテン、ポリマー:ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリプロピレン、無機材料: SiO2,Si3N4又はAl2O3から
なる群から選択される請求項24記載のデバイス。 - 【請求項26】 キャップ支柱が少なくとも第1及び第2の支持層を有する
多層構造物である請求項20記載のデバイス。 - 【請求項27】 第1の支持層が能動素子に電気絶縁を提供するための誘電
性材料からなる請求項26記載のデバイス。 - 【請求項28】 第1及び第2の支持層が、直接的又は間接的に光パターン
化可能の材料からなる請求項27記載のデバイス。 - 【請求項29】 第1及び第2の支持層が、直接的又は間接的に光パターン
化可能の材料からなる請求項26記載のデバイス。 - 【請求項30】 基板を準備し、 基板上に活性領域及び非活性領域を決定し、 キャップ支柱により支持されたキャップを有するデバイスを封入し、その際キャ
ップ支柱を非活性領域内及びデバイスの周辺内に配置すること特徴とする、デバ
イスの製造方法。 - 【請求項31】 デバイスが、OLEDピクセルを能動素子として含む有機
LED(OLED)からなる請求項30記載の方法。 - 【請求項32】 OLEDデバイスがフレキシブルOLEDデバイスからな
る請求項31記載の方法。 - 【請求項33】 デバイスがフレキシブルデバイスからなる請求項30記載
の方法。 - 【請求項34】 キャップがキャップ支柱を含む請求項30,31,32又
は33記載の方法。 - 【請求項35】 キャップ支柱が、キャップが能動素子と接触するのを阻止
するための、能動素子とキャップの間にキャビティを形成する請求項34記載の
方法。 - 【請求項36】 デバイスの封入が能動素子を気密にシールすることよりな
る請求項34記載の方法。 - 【請求項37】 さらに、キャップ支柱を形成することよりなる請求項31
又は32記載の方法。 - 【請求項38】 キャップ支柱の形成が、 基板の上にスペーサ層を形成し、かつ キャップ支柱を形成するためにパターン化する ことよりなる請求項37記載の方法。
- 【請求項39】 さらにキャップ支柱を形成する前又は後で活性領域内に能
動素子を形成することよりなる請求項38記載の方法。 - 【請求項40】 能動素子の形成が、 基板上に第1の電極層を形成し、 第1の電極層をパターン化して第1の電極を形成し、 電極の上に少なくとも1つの有機層を形成し、 有機層の上に第2の電極層を形成し、かつ 第2の電極層をパターン化して有機層の上に第2の電極を形成する ことよりなる請求項39記載の方法。
- 【請求項41】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールためにキャップ
支柱上にキャップをマウントすることよりなる請求項40記載の方法。 - 【請求項42】 さらに、キャップ支柱を形成する前又は後に活性領域内に
能動素子を形成することよりなる請求項37記載の方法。 - 【請求項43】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールためにキャップ
支柱上にキャップをマウントすることよりなる請求項42記載の方法。 - 【請求項44】 さらに、 基板の上に第1の電極層を形成し、 第1の電極層をパターン化してOLEDピクセルの第1の電極を形成する ことよりなる請求項31又は32記載の方法。
- 【請求項45】 さらに、 基板及び第1の電極の上にスペーサ層を形成し、かつ スペーサ層をパターン化してキャップ支柱を形成する ことよりなるキャップ支柱の形成を含む請求項44記載の方法。
- 【請求項46】 さらに、キャップ支柱の形成前又は後に活性領域内に能動
素子を形成することよりなる請求項45記載の方法。 - 【請求項47】 能動素子の形成が、 第1の電極の上に少なくとも1つの有機層を形成し、 有機層の上に第2の電極層を形成し、かつ 第2の電極層をパターン化して有機層の上に第2の電極を形成する ことよりなる請求項46記載の方法。
- 【請求項48】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールするためにキャ
ップ支柱をマウントすることよりなる請求項47記載の方法。 - 【請求項49】 デバイスの封入が、該デバイスを気密シールするためにキ
ャップ支柱上にキャップをマウントすることよりなる請求項45記載の方法。 - 【請求項50】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールするためにキャ
ップ支柱上にキャップマウントすることよりなる請求項46記載の方法。 - 【請求項51】 さらに、キャップ支柱を形成することよりなる請求項30
又は33記載の方法。 - 【請求項52】 キャップ支柱の形成が、 基板の上にスペーサ層を形成し、かつ スペーサ層をパターン化してキャップ支柱を形成する ことよりなる請求項51記載の方法。
- 【請求項53】 さらに、キャップ支柱の形成前又は後に活性領域内に能動
素子を形成することよりなる請求項52記載の方法。 - 【請求項54】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールするためにキャ
ップ支柱上にキャップをマウントすることよりなる請求項53記載の方法。 - 【請求項55】 さらに、キャップ支柱の形成前又は後に活性領域内に能動
素子を形成することよりなる請求項51記載の方法。 - 【請求項56】 デバイスの封入が、デバイスを気密シールするためにキャ
ップ支柱上にキャップをマウントすることよりなる請求項55記載の方法。
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