JP2003517182A - 有機ledデバイスのカプセル封じ - Google Patents
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- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/311—Flexible OLED
Abstract
Description
は、OLEDデバイスのパッケージングに関する。
電極105及び115の間に1つ以上の有機機能層110を有する。電極は、例
えばピクセル化OLEDデバイスを構成するための複数のOLEDセルを形成す
るためにパターン化することができる。OLEDセルへの電気的接続を可能にす
るために、第1及び第2電極に結合されるボンドパッド150が設けられている
。
プ160がデバイスをカプセル封じする。OLEDセルの活性及び電極材料は敏
感でありかつ例えばキャップとの機械的接触に基づき容易に損傷され得る。OL
EDセルへの損傷を防止するために、キャビティキャップ又はパッケージが使用
される。キャビティパッケージは、キャップとOLEDセルの間にキャビティ1
45を提供する。該キャビティはまたデバイスの限定された漏れ率に対処するた
めに乾燥を配置することを可能にする。
存して数センチメートル又はそれ以上の範囲内にある。典型的には、ディスプレ
イ又は照明デバイスに関しては、横方向寸法はより大きくなる。大きな横方向寸
法に適応するために、キャビティの保全性を維持するための必要な機械的安定性
を提供するために厚いキャップが使用される。
び基板のような薄い構成要素の使用を必要とする。キャップの厚さの減少はその
機械的安定性を低下させ、一層曲がりやすくし、該曲がりはキャビティをつぶし
、ひいてはOLEDセルを損傷することがある。
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ものを提供することが
望まれる。
。基板のデバイス領域内に、1つ以上のOLEDセルを設ける。デバイスをカプ
セル封じするために基板上にキャップを取り付ける。該キャップはデバイス領域
内にキャビティを形成し、それによりキャップはOLEDセルから分離される。
バイス領域内にスペーサ粒子を供給する。1実施態様によれば、スペーサ粒子を
ランダムに基板上にスプレー技術により堆積させる。1実施態様によれば、スペ
ーサ粒子をドライスプレー技術により堆積させる。選択的に、スペーサ粒子を基
板上に堆積させるために、ウエットスプレー技術を使用する。非デバイス領域内
のスペーサ粒子は除去する、それによりスペーサ粒子はデバイス領域内にランダ
ムに分配されて残る。デバイスをカプセル封じするために、基板にキャップを取
り付ける。デバイス領域内のスペーサ粒子は、キャップがOLEDセルに接触す
るのを防止する。
デバイス、特にフレキシブルな又は薄い基板上に形成されたものをカプセル封じ
するためのコスト的に有効なパッケージを提供する。本発明の1実施例によれば
、OLEDセルとキャップに間にスペーサ粒子を供給する。該スペーサ粒子はキ
ャップがOLEDセルに接触するのを防止する。
示す。図2によれば、単数又は複数のOLEDセルが形成された基板201を準
備する。基板は、ガラス又はポリマーのような種々のタイプの材料からなってい
てもよい。適切にOLEDセルを支持することができる別の材料も使用できる。
ラスチックフィルムのようなフレキシブルな材料からなる。基板として役立てる
ためには、種々の市販のプラスチックフィルムを使用することができる。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。そ
の他の材料、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(メチルメチルアク
リレート)(PMMA)を基板を形成するために使用することもできる。薄いガ
ラス又はその他のフレキシブルな材料からなるフレキシブルな基板も有用である
。
薄い基板は機械的に不安定なこともあり、加工問題を生じる。製造工程中に基板
を安定化するために、一時的支持層(図示せず)を使用することができる。一時
的支持層は、例えば基板の背面側に設けることができる。1実施態様においては
、一時的支持層は、基板に取り付けるために接着剤が被覆されたポリマーシート
からなる。処理後に、一時的層は除去する。それというのも、デバイスを機械的
に安定化するためにデバイスパッケージを使用することができるからである。
表面上の導電性層の下に二酸化シリコン(SiO2)のようなバリヤ層を備えて
いてもよい。バリヤ層は、特にソーダ石灰ガラスからなる基板のために有用であ
る。バリヤ層は例えば約20nmの厚さである。1実施態様においては、導電性
層は酸化インジウムスズ(ITO)のような透明な導電性材料からなる。酸化亜
鉛及び酸化インジウム亜鉛を含む、別のタイプの透明な導電性も有用である。デ
バイス層を形成するためには、種々の技術、例えば化学的気相成長法(CVD)
、物理的気相成長法(PVD)、及びプラズマCVD(PECVD)を使用する
ことができる。導電性層は、電気的要求を満足すると同時に、光吸収及び引き続
いての膜形成への不利な影響力を軽減するために薄いべきである。導電性層は典
型的には約0.02〜1μmの厚さである。
基板の部分356を露出させるために、パターン化する。パターン化した導電性
層は、OLEDセルのための第1電極として役立つ。1実施態様においては、例
えばピクセル化OLEDデバイスのアノードとして役立つストリップを形成する
ために、導電性層をパターン化する。該パターン化法は、ボンドパッドの接続部
を形成することもできる。導電性層をパターン化するためには、通常の技術、例
えばホトリソグラフィー及びエッチング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有用である。このような技術は、発明の名称“Mechanic
al Patterning of a Device Layer”(代理人事件整理番号99E8062)に
よる同時継続国際特許出願明細書(これは全ての目的に関して引用により本願発
明に組み込まれる)に記載されている。
0を形成する。該有機機能層は、例えば共役ポリマー又は低分子量材料、例えば
Alq3からなる。その他のタイプの機能性有機層も有用である。有機機能層は
、通常の技術、例えばスピンコーティングのような湿式法又は真空昇華法(Al
q3有機層のため)により形成することができる。有機層の厚さは、典型的には
約2〜200nmである。
せるために、有機層の部分を選択的に除去することができる。有機層の選択的除
去は、例えばポリシング法を使用して達成することができる。その他の、エッチ
ング、スクラッチイング又はレーザアブレーションのような技術も有用である。
施態様においては、スペーサ粒子は球形を有する。その他の幾何学的形状、例え
ば立方体、プリズム、ピラミッド状、又はその他の規則的又は不規則的形状を有
するスペーサ粒子も有用である。スペーサ粒子の平均直径は、例えば約2〜50
ミクロンである、キャビティの所望の高さを維持するために十分である。スペー
サ粒子の寸法及び形状分布は、キャップとOLEDセルの間の適当な分離を保証
するために十分に狭いべきである。
は、スペーサ粒子は、OLEDセルが形成されるセル領域内にランダムに分配す
る。スペーサ粒子は、デバイスの活性及び不活性部分(例えば発光及び非発光領
域)を占有する。スペーサ粒子の分配又は密度は、設計(フレキシブルなデバイ
ス)によるか又は事故(デバイスの取り扱い)による、機械的応力の存在下にキ
ャップがOLED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。分
配は、1キャップの厚さ、基板の厚さ及び必要とされるデバイスフレキシビリテ
ィの量のような設計上の要求に適合させるために変化させることができる。
覚的影響を及ぼさずにキャビティの高さを維持するために十分である。典型的に
は、約10〜500μmのスペーサ粒子間の平均間隔を有するスペーサ分配が、
キャップがOLEDセルに接触するのを防止する際に十分である。1実施態様に
おいては、スペーサ粒子の分配密度は、約10〜1000No/mm2である。
スペーサ粒子の小さい寸法に加えて前記のようの分配は、それらの発光均一性へ
の影響がヒトの肉眼で実際に視覚されないことを保証する。
材料からなる。1実施態様においては、スペーサ粒子はガラスから製造されてい
る。その他のタイプの非導電性材料、例えばシリカ、ポリマー又はセラミックか
ら製造されたスペーサ粒子も有用である。
利な実施態様においては、スペーサ粒子を堆積させるためにドライスプレー技術
を使用する。ドライスプレー技術は、例えばBirenda Bahadur (Ed), Liquid Cry
stals: Applications and Uses, Vol. 1 (ISBN 9810201109)(これは全ての目的
のために引用により組み込まれる)に記載されている。
マイナス)で、かつ基板を第2の極性(マイナス又はプラス)で静電気帯電させ
ることよりなる。該スペーサ粒子を、乾燥空気噴霧器によって供給される乾燥空
気で基板に対して吹き付ける。ニッシン・エンジニアリング社(Nisshin Engine
ering Co.)からのDISPA−μRのような乾燥空気噴霧器を使用することが
できる。静電引力がスペーサ粒子を基板に付着させ、一方粒子間の静電反発力が
基板上での粒子凝集を防止する。例えば2kg/cm2の圧力で−58℃以下の
露点及び10秒のスプレー時間で50l/分の流量を有する乾燥空気を発生する
乾燥空気噴霧器を使用して、160〜180No/mm2の粒子密度を達成する
ことができる。スプレーイングパラメータを変化させることにより、他の粒子密
度を達成することができる。
も有用である。ウエットスプレー技術は、例えばBirenda Bahadur (Ed), Liquid
Crystals: Applications and Uses, Vol. 1 (ISBN 9810201109)(これは既に全
ての目的のために引用により組み込まれる)に記載されている。典型的には、ス
ペーサ粒子をアルコール性又は水性液体、例えばエタノール、イソプロパノール
、又はアルコールと水からなる混合物中に懸濁させる。スペーサ濃度は例えば約
0.1〜0.5質量%である。粒子を分散させて凝集を防止するために超音波を
使用することができる。例えば、スペーサ粒子に粒子堆積前に超音波を数分間照
射することができる。準備した懸濁液を、空気でノズルを通して基板上にスプレ
ーし、その上にスペーサ粒子を堆積させる。
その上に形成された別の層を被覆する。該導電性層は、例えばCa、Mg、Ba
、Ag又はこれらの混合物もしくは合金のような金属材料からなる。その他の導
電性材料、特に低い仕事関数を有するものを、第2の導電性層を形成するために
使用することもできる。1実施態様においては、第2の導電性層をパターン化し
て、ピクセル化OLEDデバイスのカソードとして役立つ電極ストリップを形成
する。また、パターン化工程中にボンドパッドのための接続部を形成することが
できる。その代わりに、カソードストリップ及びボンドパッド接続部を形成する
ために、導電性層を選択的に堆積させることができる。導電性層の選択的堆積は
、例えばマスク層を用いて達成することができる。カソードストリップは、典型
的にはアノードストリップに直交している。アノードストリップに対して斜方向
にあるカソードストリップを形成することも可能である。トップとボトム電極ス
トリップの交差が有機LEDピクセルを形成する。
。該キャップ層は、例えば金属又はガラスからなる。その他のタイプの例えばセ
ラミック又は金属化フィルムのような、活性構成要素を環境から保護するキャッ
プも使用可能である。キャップ層を取り付けるためには、種々の技術を使用する
ことができる。1実施態様においては、キャップ層を取り付けるために接着剤を
使用する。自硬性接着剤、UV又は熱硬化性接着剤、又はホットメルト接着剤の
ような接着剤が有用である。その他の、低温はんだ材料を使用する技術、超音波
ボンディング、又はインダクタンスもしくはレーザ溶接を使用する溶接技術も有
用である。
る。取り付け工程中に、スペーサ粒子をOLEDセルの層内に押し込んでもよい
。スペーサ粒子は、OLEDセルの領域上のキャップの支持を行い、キャップに
圧力が加えられた際にキャップがデバイスの活性構成要素に接触するのを防止す
る。OLEDセルへの電気的アクセスを行うためにボンドパッド650を形成す
る。
ペーサ粒子は、選択的にプロセス流れにおける別の時点で堆積させることができ
る。例えば、スペーサ粒子は、第1の導電性層の形成前、有機層の形成前、又は
第2の導電性層の形成後に堆積させることができる。要するに、スペーサ粒子は
、キャップを取り付ける前の工程の任意の時点で堆積させることができる。
持する際に使用することもできる。このようなデバイスは、例えば電気的デバイ
ス、機械的デバイス、電気機械的デバイス又はマイクロ電気機械的システム(M
EMS)を包含する。
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明を修正及び変更を行うことが
できることは自明のことである。従って、本発明の範囲は、前記の記載に関して
ではなく、それらの等価物の全範囲に加えて添付の特許請求の範囲に関して決定
されるべきである。
である。
である。
である。
である。
である。
5 第2電極、 145 キャビティ、 150 ボンドパッド、 160 キ
ャップ、 201 基板、 205 導電性層、 310 有機機能層、 35
6 基板の露出部分、 480 スペーサ粒子、 645 キャビティ、 65
0 ボンドパッド、 660 キャップ
Claims (79)
- 【請求項1】 デバイ領域を有する基板; デバイスをカプセル封じするためのキャップ、該キャップはデバイス領域上にキ
ャビティを形成する;及び キャップを支持するためのデバイス領域内のスペーサ粒子 からなるデバイス。 - 【請求項2】 デバイス領域が1つ以上のセルからなる請求項1記載のデバ
イス。 - 【請求項3】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項2記載のデバイ
ス。 - 【請求項4】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項1記載のデバイ
ス。 - 【請求項5】 2スペーサ粒子がデバイス領域内にランダムに分配され、活
性及び不活性領域を占有する請求項1,2,3又は4記載のデバイス。 - 【請求項6】 スペーサ粒子が球形を有する請求項5記載のデバイス。
- 【請求項7】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを維
持するための平均直径を有する請求項6記載のデバイス。 - 【請求項8】 スペーサ粒子がキャビティを維持するための密度を有する請
求項7記載のデバイス。 - 【請求項9】 スペーサ粒子の密度が約10〜1000No/mm2である
請求項記載のデバイス。 - 【請求項10】 スペーサ粒子が非球形を有する請求項5記載のデバイス。
- 【請求項11】 スペーサ粒子が異なる形状を有する請求項10記載のデバ
イス。 - 【請求項12】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項11記載のデバイス。 - 【請求項13】 スペーサ粒子がキャビティを維持するための密度を有する
請求項12記載のデバイス。 - 【請求項14】 スペーサ粒子の密度が約10〜1000No/mm2であ
る請求項13記載のデバイス。 - 【請求項15】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項10記載のデバイス。 - 【請求項16】 スペーサ粒子がキャビティを維持するための密度を有する
請求項15記載のデバイス。 - 【請求項17】 スペーサ粒子の密度が約10〜1000No/mm2であ
る請求項16記載のデバイス。 - 【請求項18】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項5記載のデバイス。 - 【請求項19】 スペーサ粒子がキャビティを維持するための密度を有する
請求項18記載のデバイス。 - 【請求項20】 スペーサ粒子の密度が約10〜1000No/mm2であ
る請求項19記載のデバイス。 - 【請求項21】 スペーサ粒子がキャビティを維持するための密度を有する
請求項5記載のデバイス。 - 【請求項22】 スペーサ粒子の密度が約10〜1000No/mm2であ
る請求項21記載のデバイス。 - 【請求項23】 デバイスを製造する方法において、 デバイス領域を有する基板を準備し; 基板上にスペーサ粒子を堆積させかつ デバイスをカプセル封じするために基板上にキャップを取り付け、その際該キャ
ップはスペーサ粒子によって支持されたデバイス領域内にキャビティを形成する
ことよりなる、デバイスの製造方法。 - 【請求項24】 デバイスがOLEDデバイスからなる請求項23記載の方
法。 - 【請求項25】 導電性層上に第1の電極及び少なくとも1つの有機機能層
を形成するためにパターン化された導電性層を有する基板を準備する請求項24
記載の方法。 - 【請求項26】 導電性層が透明な導電性材料からなる請求項25記載の方
法。 - 【請求項27】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項26記載の方
法。 - 【請求項28】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項25記載の方
法。 - 【請求項29】 デバイス領域内に少なくとも1つのOLEDセルを有する
基板を準備する請求項24記載の方法。 - 【請求項30】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項29記載の方
法。 - 【請求項31】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項23記載の方
法。 - 【請求項32】 スペーサ粒子が非導電性材料からなる請求項24記載の方
法。 - 【請求項33】 スペーサ層をドライスプレーイングにより堆積させるスペ
ーサ層を堆積させる請求項27記載の方法。 - 【請求項34】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項33記載の方法。
- 【請求項35】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項34記載の方
法。 - 【請求項36】 スペーサ粒子の堆積がドライスプレーイングからなる請求
項28記載の方法。 - 【請求項37】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項36記載の方法。
- 【請求項38】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項37記載の方
法。 - 【請求項39】 スペーサ粒子の堆積がドライスプレーイングからなる請求
項30記載の方法。 - 【請求項40】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項39記載の方法。
- 【請求項41】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項40記載の方
法。 - 【請求項42】 スペーサ粒子の堆積がドライスプレーイングからなる請求
項23記載の方法。 - 【請求項43】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項42記載の方法。
- 【請求項44】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項43記載の方
法。 - 【請求項45】 スペーサ粒子の堆積がドライスプレーイングからなる請求
項23記載の方法。 - 【請求項46】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項45記載の方法。
- 【請求項47】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項46記載の方
法。 - 【請求項48】 スペーサ粒子の堆積がドライスプレーイングからなる請求
項32記載の方法。 - 【請求項49】 ドライスプレーイングが、 基板を第1の極性でかつスペーサ粒子を第2の極性で静電気帯電させ;かつ 乾燥空気を用いて基板に対してスペーサ粒子を吹き付ける ことよりなる請求項48記載の方法。
- 【請求項50】 乾燥空気が58℃以下の露点を有する請求項49記載の方
法。 - 【請求項51】 スペーサ粒子の堆積がウエットスプレーイングからなる請
求項23記載の方法。 - 【請求項52】 ウエットスプレーイングが、 スペーサ粒子を溶液中に懸濁させ;かつ スペーサ粒子を有する溶液を基板にスプレーする ことよりなる請求項51記載の方法。
- 【請求項53】 溶液が約0.1〜0.5質量%のスペーサ粒子の濃度を有
する請求項52記載の方法。 - 【請求項54】 スペーサ粒子の堆積がウエットスプレーイングからなる請
求項27記載の方法。 - 【請求項55】 ウエットスプレーイングが、 スペーサ粒子を溶液中に懸濁させ;かつ スペーサ粒子を有する溶液を基板にスプレーする ことよりなる請求項54記載の方法。
- 【請求項56】 溶液が約0.1〜0.5質量%のスペーサ粒子の濃度を有
する請求項55記載の方法。 - 【請求項57】 スペーサ粒子の堆積がウエットスプレーイングからなる請
求項28記載の方法。 - 【請求項58】 ウエットスプレーイングが、 スペーサ粒子を溶液中に懸濁させ;かつ スペーサ粒子を有する溶液を基板にスプレーする ことよりなる請求項57記載の方法。
- 【請求項59】 溶液が約0.1〜0.5質量%のスペーサ粒子の濃度を有
する請求項58記載の方法。 - 【請求項60】 スペーサ粒子の堆積がウエットスプレーイングからなる請
求項30記載の方法。 - 【請求項61】 ウエットスプレーイングが、 スペーサ粒子を溶液中に懸濁させ;かつ スペーサ粒子を有する溶液を基板にスプレーする ことよりなる請求項60記載の方法。
- 【請求項62】 溶液が約0.1〜0.5質量%のスペーサ粒子の濃度を有
する請求項61記載の方法。 - 【請求項63】 スペーサ粒子の堆積がウエットスプレーイングからなる請
求項32記載の方法。 - 【請求項64】 ウエットスプレーイングが、 スペーサ粒子を溶液中に懸濁させ;かつ スペーサ粒子を有する溶液を基板にスプレーする ことよりなる請求項63記載の方法。
- 【請求項65】 溶液が約0.1〜0.5質量%のスペーサ粒子の濃度を有
する請求項64記載の方法。 - 【請求項66】 スペーサ粒子を基板上にランダムに堆積させる、請求項2
3,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,3
5,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,4
7,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,5
9,60,61,62,63,64又は65記載の方法。 - 【請求項67】 さらに、キャップの取り付けのために基板の非デバイス領
域からスペーサ粒子を除去することよりなる請求項66記載の方法。 - 【請求項68】 スペーサ粒子が球形を有する請求項67記載の方法。
- 【請求項69】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項68記載の方法。 - 【請求項70】 スペーサ粒子をキャビティを維持するための密度で基板上
に堆積させる請求項69記載の方法。 - 【請求項71】 スペーサ粒子が非球形を有する請求項70記載の方法。
- 【請求項72】 スペーサ粒子が異なった形状を有する請求項71記載の方
法。 - 【請求項73】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項72記載の方法。 - 【請求項74】 スペーサ粒子をキャビティを維持するための密度で基板上
に堆積させる請求項73記載の方法。 - 【請求項75】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項71記載の方法。 - 【請求項76】 スペーサ粒子をキャビティを維持するための密度で基板上
に堆積させる請求項75記載の方法。 - 【請求項77】 スペーサ粒子がキャップと基板の間のキャビティの高さを
維持するための平均直径を有する請求項67記載の方法。 - 【請求項78】 スペーサ粒子をキャビティを維持するための密度で基板上
に堆積させる請求項77記載の方法。 - 【請求項79】 スペーサ粒子をキャビティを維持するための密度で基板上
に堆積させる請求項67記載の方法。
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