JP2004508679A - Oledデバイスのカプセル化 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)デバイスに関する。より詳細には、本発明は、例えばOLEDデバイスをカプセル化することに関する。
【0002】
発明の背景
図1は、通常のOLEDデバイス100を示す。OLEDデバイスは、セル電話、セルスマート電話、パーソナル・オルガナイザ、ポケットベル、看板、タッチスクリーンディスプレイ、テレコンフェレンシング装置、マルチメディア装置、バーチャル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用電子製品におけるディスプレイとして使用することができる。
【0003】
OLEDデバイスは、透明な導電性層105と導電性層115の間の1つ以上の機能層110の機能スタックからなる。機能スタックは、透明な基板101上に形成されている。導電性層は、基板上に1つ以上のセル又はピクセルを形成するためにパターン化することができる。OLEDピクセルを制御するために、カソード及びアノードにボンドパッド150が結合されている。作動時には、電荷坦体が機能層内での再結合のためにカソードとアノードを経て注入される。電荷坦体の再結合は、ピクセルの機能層に可視放射線を放出させる。
【0004】
基板上に、キャップとピクセルの間にキャビティ145を形成するキャップ160が取り付けられている。キャップが基板に接触するキャップの縁部の周りにシーラント187が施されている。キャップに圧力は加えられないので、キャップと基板の間に毛管力によりシーラントがクリープすることができかつデバイスを気密にシールする。しかしながら、キャップと基板の間に存在するギャップGに基づき、シーリング幅Wは、シーラントを通って酸素及び湿気が浸透するのを防止するために十分な幅を有する必要がある。典型的には、シーリング幅は、約0.01〜0.1mmのギャップで約1〜2mmである。このような大きなシーリング幅は、結果としてチップ領域の不十分な使用を生じ、OLEDデバイスの小型化を制限する。
【0005】
前記説明から明らかなように、シーリング幅を減少し、シーリングギャップGを制御しかつ能動デバイス層の機械的損傷を防止する、OLEDデバイスの改良されたカプセル化を提供することが所望される。
【0006】
発明の概要
本発明は、一般にOLEDデバイスに関する。特に、本発明は、OLEDデバイスのカプセル化に関する。1実施態様においては、基板のセル領域を包囲するシーリング囲い枠を設ける。該シーリング囲い枠は、キャップを基板上に支持しかつシーリング囲い枠の外側面に位置するシーリング領域を形成する。1実施態様においては、シーリング領域はキャップの縁部と囲い枠の間に位置し、ここにOLEDデバイスをシールするために接着剤を施す。シーリング囲い枠を使用することは、キャップと基板の間のギャップ(それにより機械的保護のためにダイオードとキャップのキャビティスペースが設けられる)及びシーリング幅を決定する。
【0007】
発明の有利な実施例
図2は、本発明の1実施例に基づくOLEDデバイス200を示す。該OLEDデバイスは基板201を有し、該基板上にピクセルが形成される。1実施例においては、基板はガラスのような透明な基板からなる。OLEDピクセルを支持するために基板として役立つ別のタイプの透明な材料を使用することもできる。OLEDピクセルは、カソード105とアノード115の間に挟まれた1つ以上の有機層210からなる。1実施例においては、アノード及びカソードは第1及び第2の方向のストリップとして形成されている。典型的には、第1と第2の方向は互いに直交している。OLEDピクセルは、基板のセル領域内に形成されている。カソード及びアノードにボンドパッド250が電気的に結合されている。OLEDピクセルをカプセル化するためにキャップ260が設けられている。該キャップは、キャップをOLEDセルから分離するためにキャビティ145を提供する。
【0008】
本発明によれば、キャップを支持するためにOLEDデバイスのセル領域の周辺部にシーリング囲い枠280が設けられている。シーリング囲い枠の高さは、キャビティ145を規定する。1実施例においては、シーリング囲い枠は、電極の短絡を防止するために非導電性材料からなる。少なくとも基板と接触した層が非導電性材料からなる多層シーリング囲い枠を使用することもできる。シーリング囲い枠は、シーリング囲い枠の外面281に当接するシーリングスペース又は領域285を形成する。1実施例においては、シーリング囲い枠は、キャップの縁部と囲い枠の間にシーリングスペース285を残す、キャップの縁部からの距離に配置されている。シーラント287がシーリングスペースに充満し、デバイスを気密にシールする。シーリング囲い枠の使用は、有利に、通常のカプセル化において存在するギャップ(図1におけるギャップG)を排除する。このことは、例えば<1mmの狭いシーリング幅で形成されたデバイスを可能にする。1実施例においては、シーリング幅は、約0.2mmから1mm未満である。
【0009】
図3〜6は、本発明の実施例に基づくOLEDデバイスの製造プロセスを示す。図3によれば、カプセル化キャップとして働く基板360を準備する。該基板は、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ことができる別のタイプの材料、例えばセラミック又は金属化フォイルを使用することもできる。基板の厚さは、例えば0.4〜2mmであってよい。特にフレキシブルなデバイスを製造するために、薄い基板(0.01〜0.2mm)を準備することも有用である。
【0010】
シーリング囲い枠を形成するデバイス層380を、キャップの大部分の表面に付着させる。1実施例においては、該デバイス層は、非導電性の感光性材料、例えばフォトレジストからなる。その他の非導電性の感光性材料、例えばフォトパターン化可能なポリイミド、フォトパターン化可能なポリベンゾキサゾール、フォトパターン化可能なポリグルタルイミド及びその他の樹脂も使用可能である。囲い枠の高さ(例えば1μm)は、デバイス層の高さ(約0.5μm)よりも大きい。
【0011】
図4によれば、シーリング囲い枠280を形成するためにデバイス層をパターン化する。該パターン化プロセスは、例えば選択的にレジスト層を露光し、引き続き選択された部分を除去する(即ち、ポジ型又はネガ型レジスト層の使用に基づいて露光された又は露光されなかった部分を除去する)ための現像プロセスよりなる。1実施例においては、シーリング囲い枠を、シーリング領域285を残す、基板260に縁部から一定の距離に形成する。典型的には、シーリング領域は、約0.2〜2mm幅である。該囲い枠及び基板は、OLEDデバイスをカプセル化するためのキャップ260を形成する。
【0012】
選択的に、シーリング囲い枠層として役立てるために、非導電性である非感光性材料、例えばスピンオンガラス(Spin On Glass)、ポリイミド、ポリベンゾキサゾール、ポリグルタルイミド又はベンゾシクロブテンを使用することができる。その他の非感光性材料、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンを含むポリマー、又は酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムのような無機材料を使用することもできる。非感光性材料のためには、デバイス層をパターン化するために、レジストのようなエッチングマスクを準備する。
【0013】
なお別の実施例においては、シーリング囲い枠スタックを形成するために多重層を使用する。少なくともOLED基板に接触する最も上の層は、非導電性材料からなる。層を例えばエッチングマスクを使用してパターン化して、シーリング囲い枠を形成する。
【0014】
図5によれば、上に形成されたOLEDデバイスを有する基板201を準備する。1実施例においては、該基板はガラスのような透明な材料からなる。他のタイプの材料を、基板を形成するために使用することもできる。有利な実施例においては、基板は、透明なフレキシブルな基板、例えば薄いガラス(例えば50μm)、又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)(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリスルホン(PSO)及びポリ(p−フェニレンエーテルスルホン)(PES)、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)又はポリ(メチルメチルアクリレート)(PMMA)を含むプラスチックフィルムのような別の材料からなる。1実施例においては、基板は約20〜300μmの厚さである。
【0015】
基板のセル領域に、OLEDセルを形成する。該OLEDセルは、第1と第2の電極105及び115を含み、それの間に少なくとも1つの有機機能層110を有する層のスタックからなる。OLEDセルの製造は、例えばBurroughes et al., Nature (London) 347, 539 (1990) (これは全ての目的のために引用によって本願発明に含まれる)に記載されている。OLEDセルへのアクセスのために、例えばボンドパッド(図示せず)を設けることができる。
【0016】
OLEDピクセルを有する基板上にキャップ260を取り付け、OLEDデバイスのセル領域を包囲するためにシーリング囲い枠をアライニングする。キャップ及び/又は基板に圧力を加え、それらを一緒にプレスしてシーリング囲い枠と基板の間のギャップ内にシーラントがクリープするのを回避する。シーラント287をキャップの周りの基板上に施す。該シーラントは、例えばUV硬化性エポキシからなる。その他のタイプのシーラント、例えば熱硬化性エポキシ又はアクリレートを使用することも可能である。シーラントはクリープして、キャップと基板の間のシーリング領域285に充満する。シーラントを例えば硬化させる(例えばUV又は熱)、それによりOLEDデバイス200を気密にシールする。
【0017】
実施例
AZ5214Eフォトレジストの1μm厚さの層をガラス基板上に付着させた。該ガラス基板は、約22mm2及び100μmの厚さであった。フォトレジストを付着させるためには、カール・スエス(Karl Suess)RC8スピンコーターを使用した(約1000rpmで約20秒間)。引き続き、レジストを90℃で約2分間ベーキングして溶剤を除去し、その結果約1.2μmの厚さの乾燥レジストフィルムが生じた。該乾燥レジストフィルムを、カール・スエスMJB3コンタクト露光システムを使用してUV光の線量50mJ/cm2で選択的に露光した。
【0018】
露光後に、レジストをAZ726アルカリ性現像剤中で室温で約1分間現像した。レジストの露光された領域が溶解し、基板上にシーリング囲い枠が残った。次いで、OLEDデバイスを有する準備した基板上にキャップ(囲い枠を有する基板)を取り付けた。囲い枠の縁部に沿って接着剤を施し、デバイスをカプセル化した。別の実施例では、準備したOLED基板上ににキャップを取り付ける前に、基板を約220℃で約1時間ベーキングしてレジストを架橋させた。架橋は、付着力を向上させると同時にレジストを例えば引き続いての処理において使用される溶剤に対して不活性にする。
【0019】
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、当業者にとっては、本発明に対してその思想及び範囲を逸脱することなく修正及び変更を行うことができることは当業者にとっては自明のことである。従って、本発明の範囲は、前記記載に関連してではなく、特許請求の範囲と、その等価思想の完全な範囲とに関連して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
通常のOLEDデバイスを示す図である。
【図2】
本発明の1実施例を示す図である。
【図3】
本発明の1実施例に基づくOLEDデバイスの製造プロセスを示す図である。
【図4】
本発明の1実施例に基づくOLEDデバイス製造プロセスを示す図である。
【図5】
本発明の1実施例に基づくOLEDデバイス製造プロセスを示す図である。
【符号の説明】
101,201,360 基板、 105 第1の電極(カソード)、 110 有機機能層、 115 第2の電極(アノード)、 145 キャビティ、 150 ボンドパッド、 200 OLEDデバイス、 260 キャップ、 280 シーリング囲い枠、 281 シーリング囲い枠の外面、 285 シーリングスペース(領域)、 287 シーラント、 380 デバイス層、 W シーリング幅
Claims (46)
- セル領域を有する基板、
セル領域を包囲するシーリング囲い枠、
シーリング囲い枠によって支持されたキャップ、
シーリング囲い枠の外側表面に当接するシーリング領域及び
シーリング領域内に配置された接着剤
からなり、前記接着剤はデバイスを気密にシールし、その際シーリング囲い枠はデバイスのシーリング幅を減少させることを特徴とするデバイス。 - セル領域がOLEDセルからなる、請求項1記載のデバイス。
- 基板が透明な基板からなる、請求項2記載のデバイス。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項2記載のデバイス。
- 基板が透明な基板からなる、請求項4記載のデバイス。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項1記載のデバイス。
- 基板が透明な基板からなる、請求項6記載のデバイス。
- 基板が透明な基板からなる、請求項1記載のデバイス。
- シーリング囲い枠が非導電性材料からなる、請求項1,2,3,4,5,6,7,8,又は9記載のデバイス。
- シーラントが熱硬化した接着剤からなる、請求項9記載のデバイス。
- シーリング囲い枠が感光性材料からなる、請求項9記載のデバイス。
- シーラントが熱硬化した接着剤からなる、請求項11記載のデバイス。
- シーリング囲い枠が多重層からなる、請求項9記載のデバイス。
- 基板と接触したシーリング囲い枠の少なくとも1つの底部層が非導電性材料からなる、請求項13記載のデバイス。
- シーラントが熱硬化したシーラントからなる、請求項14記載のデバイス。
- シーラントが熱硬化した接着剤からなる、請求項13記載のデバイス。
- デバイスを形成する方法において、
セル領域を含む基板を準備し、
シーリング囲い枠を有するキャップを準備し、
キャップを基板上に取り付け、その際シーリング囲い枠はセル領域を包囲しかつシーリング囲い枠の外側表面に当接するシーリング領域を形成し、
基板に対するシーリング囲い枠の接触を確保するために圧力を及ぼし、かつ
シーリング領域に接着剤を施し、該接着剤は基板を気密にシールし、その際該シーリング囲い枠はデバイスのシーリング幅を減少させるために基板とキャップの間のギャップを排除することからなるカプセル化を含むことを特徴とする、デバイスを形成する方法。 - 基板を準備することが、基板のセル領域内にOLEDセルを形成することを含む、請求項17記載の方法。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項18記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項19記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項18記載の方法。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項17記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項22記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項17記載の方法。
- 囲い枠を有するキャップを準備することが、キャップ基板上にシーリング囲い枠を形成することよりなる、請求項17,18,19,20,21,22,23,又は24記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項25記載の方法。
- シーリング囲い枠の形成が、
キャップ基板上にデバイス層を付着させかつ
デバイス層をパターン化して、キャップ基板上にシーリング囲い枠を形成することよりなる、請求項25記載の方法。 - 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項27記載の方法。
- デバイス層が感光性層からなる、請求項27記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項29記載の方法。
- シーリング囲い枠が感光性材料からなる、請求項25記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項31記載の方法。
- デバイスを形成する方法において、
セル領域を含む基板を準備し、
基板上にシーリング囲い枠を形成し、その際シーリング囲い枠はセル領域を包囲し、
キャップを基板上に取り付け、その際シーリング領域はシーリング囲い枠の外側表面に当接し、
基板に対するシーリング囲い枠の接触を確保するために圧力を及ぼし、かつ
シーリング領域に接着剤を施し、該接着剤は基板を気密にシールし、その際該シーリング囲い枠はデバイスのシーリング幅を減少させるためにキャップと基板の間のギャップを排除することからなるカプセル化を含むことを特徴とする、デバイスを形成する方法。 - 基板を準備することが、基板のセル領域内にOLEDセルを形成することを含む、請求項33記載の方法。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項34記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項35記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項34記載の方法。
- 基板がフレキシブルな基板からなる、請求項33記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項38記載の方法。
- 基板が透明な基板からなる、請求項33記載の方法。
- シーリング囲い枠の形成が、
基板上にデバイス層を付着させかつ
デバイス層をパターン化して、基板上にシーリング囲い枠を形成することよりなる、請求項33,34,35,36,37,38,39,又は40記載の方法。 - デバイス層が感光性層からなる、請求項41記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項42記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項41記載の方法。
- シーリング囲い枠が感光性材料からなる、請求項33,34,35,36,37,38,39又は40記載の方法。
- 更に、接着剤を硬化させることよりなる、請求項45記載の方法。
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