JP2005505114A - 電子装置のカプセル化のための方法 - Google Patents
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Abstract
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置に対するカプセル化が開示される。このカプセル化はキャップ（２６０）を支持するためにＯＬＥＤ装置のセル領域を取り囲む封止ダム（２８０）を含む。スペーサ粒子（６８０）はランダムにセル領域に配置され、キャップがアクティブコンポーネントに接するのを防ぎ、これによってこれらをダメージから守る。封止ダム（２８０）は封止領域（２８５）をキャップ（２６０）のエッジとダム（２８０）との間に設け、この封止領域（２８５）には接着剤（２８７）がＯＬＥＤ装置を封止するために加えられる。封止ダム（２８０）の利用は有利には装置が比較的狭い封止幅によって形成されることを可能にする。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置に関する。より特定すれば、本発明はＯＬＥＤ装置のカプセル化に関する。
本発明の背景
図１は従来のＯＬＥＤ装置１００を示す。ＯＬＥＤ装置は、セルラーフォン、セルラースマートフォン、パーソナルオーガナイザー、ページャ、広告パネル、タッチスクリーンディスプレイ、テレカンファレンシング機器、マルチメディア機器、バーチャルリアリティー製品及びディスプレイキオスクを含む様々なコンシューマ電子製品においてディスプレイとして利用される。
【０００２】
従来のＯＬＥＤ装置は透明導電層１０５と導電層１１０との間に１つ又は複数の有機機能層１１０の機能スタックを有する。この機能スタックは透明基板１０１の上に形成されている。これらの導電層は基板上に１つ又は複数のセル又はピクセルを形成するようにパターン化されうる。ボンディングパッド１５０はカソード及びアノードと結合されて、ＯＬＥＤピクセルを制御する。作動中には、電荷担体が機能層における再結合のためにカソード及びアノードを介して注入される。電荷担体の再結合によって機能層は可視放射光を放出する。
【０００３】
キャップ１６０とピクセルとの間のキャビティ１４５を形成するキャップ１６０は基板上にマウントされている。密封材１８７がキャップのエッジ周囲に加えられ、このキャップのエッジ周囲ではキャップが基板に接する。しかし、キャップと基板との間に存在するギャップＧのために、封止幅Ｗは酸素及び水分が密封材を透過することを防ぐために十分に広くあらねばならない。大抵の場合、封止幅は約０．２〜２ｍｍであり、ギャップは約０．０１〜０．５ｍｍである。このような大きな封止幅は結果的にチップ領域の効率的でない利用をもたらし、ＯＬＥＤ装置の小型化を制限する。
【０００４】
上記の議論から明白なように、改善された封止及び低減されたチップサイズを有するＯＬＥＤ装置を提供することが望ましく、とりわけアクティブデバイスレイヤの機械的ダメージを防ぐために薄い又は可撓性の基板の上に形成されたＯＬＥＤ装置を提供することが望ましい。
本発明の要旨
本発明は一般的にＯＬＥＤ装置に関する。とりわけ、本発明はＯＬＥＤ装置のカプセル化に関する。１つの実施形態では、基板のセル領域を取り囲む封止ダムが設けられる。この封止ダムは基板上のキャップを支持し、さらに封止ダムの外部表面に配置された封止領域を提供する。１つの実施形態では、封止領域はキャップのエッジとダムとの間に配置され、そこには接着剤がＯＬＥＤ装置を封止するために加えられる。封止ダムの利用は、キャップと基板との間のギャップ（これによりダイオードと機械的保護のためのキャップとの間にキャビティスペースを設ける）及び封止幅を決定する。
【０００５】
さらに、スペーサ粒子が装置領域に設けられて、キャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。１つの実施形態では、スペーサ粒子はスプレイ技術によって基板上にランダムにデポジットされる。スペーサ粒子は例えばドライスプレイ技術によってデポジットされる。代替的に、ウェットスプレイ技術が基板上のスペーサ粒子をデポジットするために使用される。非装置領域のスペーサ粒子は除去され、スペーサ粒子は装置領域にランダムに分布される。キャップは基板上にマウントされて、装置をカプセル化する。装置領域のスペーサ粒子はキャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。
図面の短い記述
図１は従来のＯＬＥＤ装置を示し、
図２は本発明の実施形態を示し、
図３〜８は本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
本発明の有利な実施形態
図２は本発明の１つの実施形態によるＯＬＥＤ装置２００を示す。このＯＬＥＤ装置は基板２０１を有し、この基板２０１の上にピクセルが形成されている。１つの実施形態では、この基板はガラスのような透明な基板から成る。基板としてＯＬＥＤピクセルを支持するのに役立つ他のタイプの透明材料が有効である。ＯＬＥＤピクセルはカソード１０５とアノード１１５との間に挟まれた１つ又は複数の有機層１１０から成る。１つの実施形態では、カソード及びアノードはそれぞれの第１の及び第２の方向にストリップとして形成されている。大抵の場合、第１の及び第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に形成されている。ボンディングパッド１５０は電気的にカソード及びアノードに結合されている。キャップ２６０はＯＬＥＤピクセルをカプセル化するために設けられている。このキャップはキャビティ１４５を設け、キャップをＯＬＥＤセルから分離している。本発明の１つの実施形態では、スペーサ粒子６８０がＯＬＥＤセルとキャップとの間に設けられている。これらのスペーサ粒子はキャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。
【０００６】
本発明によれば、封止ダム２８０がキャップを支持するためにＯＬＥＤ装置のセル領域の周囲に設けられている。この封止ダムの高さがキャビティ１４５を決定する。１つの実施形態では、この封止ダムは非導電性材料から成り、電極の短絡を阻止する。マルチレイヤード封止ダムも使用されうる。このマルチレイヤード封止ダムにおいては少なくとも基板に接した層が非導電性材料から成る。封止ダムは封止スペース又は領域２８５を形成し、この封止スペース又は領域２８５は封止ダムの外部面２８１に接する。１つの実施形態では、封止ダムはキャップのエッジから距離を置いて配置されており、キャップのエッジとダムとの間には封止スペース２８５を残している。密封材２８７がこの封止スペースを満たし、装置を気密に封止する。封止ダムの使用は有利には従来のカプセル化において存在するギャップ（図１のギャップＧ）を除去する。これによって例えば＜１ｍｍの比較的狭い封止幅によって形成された装置が可能である。１つの実施形態では、封止幅は約０．２ｍｍから１ｍｍ未満までである。
【０００７】
さらに、スペーサ粒子６８０はキャップがＯＬＥＤセルに接触するのを阻止するために装置領域上にデポジットされている。１つの実施形態では、スペーサ粒子は球面形状を有する。立方体、プリズム、ピラミッド、又は他の規則的な又は不規則な形状のような他の幾何学的形状を有するスペーサ粒子も有効である。スペーサ粒子の平均直径はキャビティの所望の高さを維持するのに充分であるべきであり、このキャビティの所望の高さは例えば約２〜５０μｍである。これらのスペーサ粒子のサイズ及び形状配分もキャップとＯＬＥＤセルとの間の適正な分離を保証するために充分に小さくあるべきである。
【０００８】
図３〜８は本発明の１つの実施形態のＯＬＥＤ装置を製造するためのプロセスを示す。図３を参照すると、カプセル化キャップとして使用される基板３６０が設けられている。この基板はメタル又はポリマーのような様々なタイプの材料から成りうる。この基板の厚さは例えば０．４〜２ｍｍであればよい。薄い基板（０．０１〜０．２ｍｍ）を設けることもとりわけ可撓性のある装置を製造するためには有効である。
【０００９】
装置層３８０がこのキャップの大きい方の表面にデポジットされている。この装置層３８０から封止ダムが形成される。１つの実施形態では、この装置層はフォトレジストのような非導電性の感光性材料から成る。繊細なジオメトリのために、ダム材料は直接的に又は間接的にパターン化可能でなければならない。フォトパターン化可能な（photopatternable）ポリイミド、フォトパターン化可能なポリベンゾオキサゾール、フォトパターン化可能なポリグルタリミド及び他のレジンのような、他の電気絶縁性の感光性材料も有効である。ダムの高さ（例えば１μｍ）は装置層の高さ（約０．５μｍ）より大きい。
【００１０】
図４を参照すると、装置層はパターン化されて封止ダム２８０を形成している。パターニングプロセスは、例えばレジスト層の選択的露光の後に選択された部分を除去する現像プロセスを含む（つまり、露光された又は露光されなかった部分がポジ型又はネガ型レジスト層の使用に依存して除去される）。１つの実施形態では、封止ダムは基板２６０のエッジから距離をおいて形成され、封止領域２８５を残す。大抵の場合、封止領域は約０．２〜２ｍｍ幅である。ダム及び基板はキャップ２６０を形成し、ＯＬＥＤ装置をカプセル化する。
【００１１】
代替的に、スピンオンガラス、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリグルタリミド又はベンゾシクロブテンのような非導電性である非感光性材料が封止ダム層として使用されうる。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珪素、窒化珪素、酸化アルミニウムのような無機材料のような他の非感光性材料も有効である。非感光性材料に対しては、レジストのようなエッチングマスクが装置層をパターン化するために設けられる。
【００１２】
もっと他の実施形態では、多重層が封止ダムスタックを形成するために使用される。少なくともＯＬＥＤ基板に接触する最上層は非導電性材料から成る。これらの層は例えば封止ダムを形成するためにエッチングマスクを使用してパターン化される。
【００１３】
図５を参照すると、基板５０１が設けられており、この基板５０１の上に１つの又は複数のＯＬＥＤセルが形成される。この基板はガラス又はポリマーのような様々なタイプの材料から成りうる。十分にＯＬＥＤセルを支持できる他の材料も有効である。
【００１４】
１つの実施形態では、この基板は可撓性のある装置を形成するためのプラスティックフィルムのような可撓性材料から成る。このようなフィルムは例えば透明ポリ（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）を含む。ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ（塩化ビニル）（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）のような他の材料も基板の形成に使用できる。薄いガラス又は他の可撓性の材料から成る可撓性の基板も有効である。
【００１５】
導電層５０５は基板の上にデポジットされる。この基板には二酸化珪素（ＳｉＯ２）のようなバリヤ層がこの導電層をデポジットする前に基板表面上に導電層の下に設けられる。バリヤ層はとりわけソーダ石灰ガラスから成る基板に対して有効である。バリヤ層は例えば２０ｎｍの厚さである。１つの実施形態では、導電層は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のような透明導電性材料から成る。酸化亜鉛及び酸化亜鉛インジウムを含む他のタイプの透明導電層も有効である。化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）及びプラズマ気相成長法（ＰＥＣＶＤ）のような様々な技術がデバイス層を形成するために使用されうる。導電層は、電気的要求を満たすと同時に後続のフィルム形成へのネガティブインパクト及び光学的吸収を低減するために薄くあるべきである。導電層は典型的には約０．０２〜１μｍの厚さである。
【００１６】
導電層５０５は選択的にこの層の部分を除去するようにパターン化され、基板の部分５５６を露出する。パターン化された導電層はＯＬＥＤセルのための第１の電極として使用される。１つの実施形態では、導電層はストリップを形成するようにパターン化され、これらのストリップは例えばピクセル化されたＯＬＥＤ装置のアノードとして使用される。パターニングプロセスはボンディングパッドに対する接続を形成することもできる。フォトリソグラフィ及びエッチングのような従来の技術が導電層をパターン化するのに使用できる。スタンプを使用するパターニング技術も有効である。このような技術はあらゆる目的に対して役立つ参考文献である同時出願中の国際特許出願ＰＣＴ／ＳＧ９９／０００７４、タイトル"Mecanical Patterning of a Device Layer"に記述されている。
【００１７】
１つ又は複数の有機機能層５１０が基板上に形成され、露出された基板部分及び導電層を被覆する。有機機能層は例えば共役ポリマー又はＡｌｑ３のような低分子材料から成る。他のタイプの有機機能層も有効である。この有機機能層は従来の技術、例えばスピンコーティング又は（Ａｌｑ３有機層に対する）真空昇華法のようなウェットプロセスによって形成されうる。有機層の厚さは典型的には約２〜２００ｎｍである。
【００１８】
図６を参照すると、有機層の部分は選択的が除去され、ボンディングパッド接続のための領域６７０にある下の層を露出させる。有機層の選択的除去は例えば研磨プロセスを使用して実施されうる。エッチング、スクラッチング又はレーザ剥離のような他の技術も有効である。
【００１９】
１つの実施形態では、スペーサ粒子はランダムに基板上に分配される。有利には、スペーサ粒子はＯＬＥＤセルが形成されるセル領域にランダムに分配される。スペーサ粒子は装置のアクティブ及びノンアクティブ部分（例えばエミッティング及びノンエミッティングエリア）を占める。スペーサ粒子の分布又は密度は、設計（可撓性装置）による又はアクシデント（装置の取り扱い）による機械的ストレスが存在する場合にＯＬＥＤセルにキャップが接触するのを充分に阻止しなくてはならない。この分布はキャップの厚さ、基板の厚さ及び装置の必要なフレキシビリティ量のような設計要求に応えるために様々でありうる。
【００２０】
有利な実施形態では、スペーサ分布は、ＯＬＥＤセルのエミッション均一性に目に見えるほどの影響を与えることなくキャビティの高さを充分に維持する。典型的には約１０〜５００μｍのスペーサ粒子間の平均距離を有するスペーサ分布は、キャップがＯＬＥＤセルに接触することを充分に阻止する。１つの実施形態では、スペーサ粒子分布の密度は約１０〜１０００Ｎｏ／ｍｍ２である。スペーサ粒子の小さいサイズに加えてこのような分布によって、エミッション均一性に対するこれらの影響が基本的に肉眼には見えないほどであることが保証される。
【００２１】
アノードとカソードとの間の短絡を起こすことを回避するために、スペーサ粒子は有利には非導電性材料から成る。１つの実施形態では、スペーサ粒子はガラスから成る。シリカ、ポリマー又はセラミックのような他のタイプの非導電性材料から成るスペーサ粒子も有効である。
【００２２】
１つの実施形態では、スペーサ粒子はスプレイ技術によってデポジットされる。有利な実施形態では、ドライスプレイ技術がスペーサ粒子をデポジットするために使用される。ドライスプレイ技術は例えばあらゆる目的に対して役立つ参考文献である Birenda Bahadur (Ed), Liquid Crystals: Applications and Uses, Vol.1(ISBN 9810201109) に記述されている。ダムが配置される領域は、レーザクリーニング法又はスクラッチング又はフォトレジストによるパターニングのように粒子を除去する何らかの他の適当な方法を使用して、スペーサ粒子が除去される。
【００２３】
ドライスプレイ技術は典型的には第１の極性（正又は負）によるスペーサ粒子の静電的チャージ及び第２の極性（負又は正）による基板の静電的チャージから成る。スペーサ粒子はドライエアースプレイヤーにより供給されるドライエアーによって基板へと吹き付けられる。Nisshin Engineering Co., 製のＤＩＳＰＡ−μＲのようなドライエアースプレイヤーが使用されうる。静電引力によってスペーサ粒子は基板に付着し、他ので粒子間の静電反発力が基板上の粒子凝集作用を阻止する。
【００２４】
基板上へスペーサ粒子をデポジットするためのウェットスプレイ技術の使用も有効である。ウェットスプレイ技術は例えばあらゆる目的に対して役立つ参考文献である Birenda Bahadur (Ed), Liquid Crystals: Applications and Uses, Vol.1(ISBN 9810201109) に記述されている。典型的には、スペーサ粒子はエタノール、イソプロパノール又はアルコールと水から成る混合物のようなアルコール性の又は水性の液体の中に懸濁される。スペーサ濃度は例えば約０．１〜０．５重量パーセントである。超音波が粒子を分散させて凝集することを阻止するのに使用されうる。例えば、スペーサ粒子には粒子デポジションの前に数分の間超音波が照射される。用意された懸濁液はノズルを介するエアーによって基板上にスプレイされ、その上にスペーサ粒子をデポジットする。
【００２５】
図７を参照すると、第２の導電層７１５が基板上にデポジットされ、スペーサ粒子及び基板上に形成された他の層を被覆している。導電層は例えばＣａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ａｇのような金属材料又は混合物又はそれらの合金から成る。とりわけ低い仕事関数を有する他の導電性材料も第２の導電層を形成するのに使用されうる。１つの実施形態では、この第２の導電層はパターン化され、ピクセル化されたＯＬＥＤ装置に対するカソードとして使用される電極ストリップを形成する。また、ボンディングパッドに対する接続はパターニングプロセスの間に形成されうる。代替的に、導電層が選択的にデポジットされ、カソードストリップ及びボンディングパッド接続を形成しうる。導電層の選択的デポジションは例えばマスク層によって実施されうる。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対して直交している。アノードストリップに対して対角線をなすカソードストリップを形成することも有効である。トップ及びボトム電極ストリップの交差は有機ＬＥＤピクセルを形成する。
【００２６】
図８を参照すると、キャップ２６０がＯＬＥＤピクセルを有する基板上にマウントされ、ＯＬＥＤ装置のセル領域を取り囲むように封止ダムを位置合わせする。圧力がキャップ及び/又は基板に加えられ、これらを共にプレスして、密封材が封止ダムと基板との間の隙間の中に入り込むのを回避する。密封材２８７はキャップのまわりの基板上に加えられる。この密封材は例えばＵＶ硬化性エポキシから成る。熱硬化性エポキシ又はアクリレートのような他のタイプの密封材も有効である。密封材はキャップと基板との間の封止領域２８５を充填するために入り込む。密封材は例えば（例えばＵＶで又は熱的に）硬化され、この結果、気密にＯＬＥＤ装置２００を封止する。
【００２７】
キャップがキャビティ８４５を作り出し、キャップとＯＬＥＤセルとの間の分離を提供する。マウンティングプロセスの間に、スペーサ粒子がＯＬＥＤセルの複数の層へとプレスされる。これらのスペーサ粒子はＯＬＥＤセルの領域の上のキャップに対する支持を提供し、圧力がキャップに加えられる時にキャップが装置のアクティブコンポーネントに接触することを阻止する。
【００２８】
上記のように、プロセスは有機層の形成の後でスペーサ粒子をデポジットする。これらのスペーサ粒子は代替的にプロセスフローの別の地点でデポジットされてもよい。例えば、スペーサ粒子は第１の導電層の形成の前に又は有機層の形成の前にデポジットされてよい。実際には、スペーサ粒子は第２の導電層の形成の前のプロセスのいずれかの地点でデポジットされてもよい。
【００２９】
プロセスは、図３〜４に記述されたように、キャップ上に封止ダムを形成する。代替的に、封止ダムが基板上に形成されてもよい。ダムは、第１の導電層の形成の後に、しかし、有機層の形成及びスペーサ粒子のデポジションの前に形成される。
【００３０】
本発明はとりわけ様々な実施形態との関連において図示され記述されたが、当業者は修正及び変更が本発明の精神及び範囲から離れることなしに本発明に加えられうることを認めるであろう。本発明の範囲はそれゆえ上記の記述との関連によっては決定されるべきではなく、等価なものの完全な範囲とともに添付された請求項との関連によって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のＯＬＥＤ装置を示す。
【００３２】
【図２】本発明の実施形態を示す。
【００３３】
【図３】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３４】
【図４】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３５】
【図５】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３６】
【図６】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３７】
【図７】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３８】
【図８】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【符号の説明】
【００３９】
１００ 従来のＯＬＥＤ装置
１０１ 透明基板
１０５ 透明導電層
１１０ 有機機能層
１１５ 導電層
１４５ キャビティ
１５０ ボンディングパッド
１６０ キャップ
１８７ 密封材
２００ 本発明によるＯＬＥＤ装置
２０１ 基板
２６０ キャップ
２８０ 封止ダム
２８５ 封止領域
２８７ 密封材
３６０ 基板
３８０ 装置層
５０１ 基板
５０５ 導電層
５１０ 有機機能層
５５６ 部分
６７０ ボンディングパッドのための領域
６８０ スペーサ粒子
【０００１】
本発明は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置に関する。より特定すれば、本発明はＯＬＥＤ装置のカプセル化に関する。
本発明の背景
図１は従来のＯＬＥＤ装置１００を示す。ＯＬＥＤ装置は、セルラーフォン、セルラースマートフォン、パーソナルオーガナイザー、ページャ、広告パネル、タッチスクリーンディスプレイ、テレカンファレンシング機器、マルチメディア機器、バーチャルリアリティー製品及びディスプレイキオスクを含む様々なコンシューマ電子製品においてディスプレイとして利用される。
【０００２】
従来のＯＬＥＤ装置は透明導電層１０５と導電層１１０との間に１つ又は複数の有機機能層１１０の機能スタックを有する。この機能スタックは透明基板１０１の上に形成されている。これらの導電層は基板上に１つ又は複数のセル又はピクセルを形成するようにパターン化されうる。ボンディングパッド１５０はカソード及びアノードと結合されて、ＯＬＥＤピクセルを制御する。作動中には、電荷担体が機能層における再結合のためにカソード及びアノードを介して注入される。電荷担体の再結合によって機能層は可視放射光を放出する。
【０００３】
キャップ１６０とピクセルとの間のキャビティ１４５を形成するキャップ１６０は基板上にマウントされている。密封材１８７がキャップのエッジ周囲に加えられ、このキャップのエッジ周囲ではキャップが基板に接する。しかし、キャップと基板との間に存在するギャップＧのために、封止幅Ｗは酸素及び水分が密封材を透過することを防ぐために十分に広くあらねばならない。大抵の場合、封止幅は約０．２〜２ｍｍであり、ギャップは約０．０１〜０．５ｍｍである。このような大きな封止幅は結果的にチップ領域の効率的でない利用をもたらし、ＯＬＥＤ装置の小型化を制限する。
【０００４】
上記の議論から明白なように、改善された封止及び低減されたチップサイズを有するＯＬＥＤ装置を提供することが望ましく、とりわけアクティブデバイスレイヤの機械的ダメージを防ぐために薄い又は可撓性の基板の上に形成されたＯＬＥＤ装置を提供することが望ましい。
本発明の要旨
本発明は一般的にＯＬＥＤ装置に関する。とりわけ、本発明はＯＬＥＤ装置のカプセル化に関する。１つの実施形態では、基板のセル領域を取り囲む封止ダムが設けられる。この封止ダムは基板上のキャップを支持し、さらに封止ダムの外部表面に配置された封止領域を提供する。１つの実施形態では、封止領域はキャップのエッジとダムとの間に配置され、そこには接着剤がＯＬＥＤ装置を封止するために加えられる。封止ダムの利用は、キャップと基板との間のギャップ（これによりダイオードと機械的保護のためのキャップとの間にキャビティスペースを設ける）及び封止幅を決定する。
【０００５】
さらに、スペーサ粒子が装置領域に設けられて、キャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。１つの実施形態では、スペーサ粒子はスプレイ技術によって基板上にランダムにデポジットされる。スペーサ粒子は例えばドライスプレイ技術によってデポジットされる。代替的に、ウェットスプレイ技術が基板上のスペーサ粒子をデポジットするために使用される。非装置領域のスペーサ粒子は除去され、スペーサ粒子は装置領域にランダムに分布される。キャップは基板上にマウントされて、装置をカプセル化する。装置領域のスペーサ粒子はキャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。
図面の短い記述
図１は従来のＯＬＥＤ装置を示し、
図２は本発明の実施形態を示し、
図３〜８は本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
本発明の有利な実施形態
図２は本発明の１つの実施形態によるＯＬＥＤ装置２００を示す。このＯＬＥＤ装置は基板２０１を有し、この基板２０１の上にピクセルが形成されている。１つの実施形態では、この基板はガラスのような透明な基板から成る。基板としてＯＬＥＤピクセルを支持するのに役立つ他のタイプの透明材料が有効である。ＯＬＥＤピクセルはカソード１０５とアノード１１５との間に挟まれた１つ又は複数の有機層１１０から成る。１つの実施形態では、カソード及びアノードはそれぞれの第１の及び第２の方向にストリップとして形成されている。大抵の場合、第１の及び第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に形成されている。ボンディングパッド１５０は電気的にカソード及びアノードに結合されている。キャップ２６０はＯＬＥＤピクセルをカプセル化するために設けられている。このキャップはキャビティ１４５を設け、キャップをＯＬＥＤセルから分離している。本発明の１つの実施形態では、スペーサ粒子６８０がＯＬＥＤセルとキャップとの間に設けられている。これらのスペーサ粒子はキャップがＯＬＥＤセルに接触することを阻止する。
【０００６】
本発明によれば、封止ダム２８０がキャップを支持するためにＯＬＥＤ装置のセル領域の周囲に設けられている。この封止ダムの高さがキャビティ１４５を決定する。１つの実施形態では、この封止ダムは非導電性材料から成り、電極の短絡を阻止する。マルチレイヤード封止ダムも使用されうる。このマルチレイヤード封止ダムにおいては少なくとも基板に接した層が非導電性材料から成る。封止ダムは封止スペース又は領域２８５を形成し、この封止スペース又は領域２８５は封止ダムの外部面２８１に接する。１つの実施形態では、封止ダムはキャップのエッジから距離を置いて配置されており、キャップのエッジとダムとの間には封止スペース２８５を残している。密封材２８７がこの封止スペースを満たし、装置を気密に封止する。封止ダムの使用は有利には従来のカプセル化において存在するギャップ（図１のギャップＧ）を除去する。これによって例えば＜１ｍｍの比較的狭い封止幅によって形成された装置が可能である。１つの実施形態では、封止幅は約０．２ｍｍから１ｍｍ未満までである。
【０００７】
さらに、スペーサ粒子６８０はキャップがＯＬＥＤセルに接触するのを阻止するために装置領域上にデポジットされている。１つの実施形態では、スペーサ粒子は球面形状を有する。立方体、プリズム、ピラミッド、又は他の規則的な又は不規則な形状のような他の幾何学的形状を有するスペーサ粒子も有効である。スペーサ粒子の平均直径はキャビティの所望の高さを維持するのに充分であるべきであり、このキャビティの所望の高さは例えば約２〜５０μｍである。これらのスペーサ粒子のサイズ及び形状配分もキャップとＯＬＥＤセルとの間の適正な分離を保証するために充分に小さくあるべきである。
【０００８】
図３〜８は本発明の１つの実施形態のＯＬＥＤ装置を製造するためのプロセスを示す。図３を参照すると、カプセル化キャップとして使用される基板３６０が設けられている。この基板はメタル又はポリマーのような様々なタイプの材料から成りうる。この基板の厚さは例えば０．４〜２ｍｍであればよい。薄い基板（０．０１〜０．２ｍｍ）を設けることもとりわけ可撓性のある装置を製造するためには有効である。
【０００９】
装置層３８０がこのキャップの大きい方の表面にデポジットされている。この装置層３８０から封止ダムが形成される。１つの実施形態では、この装置層はフォトレジストのような非導電性の感光性材料から成る。繊細なジオメトリのために、ダム材料は直接的に又は間接的にパターン化可能でなければならない。フォトパターン化可能な（photopatternable）ポリイミド、フォトパターン化可能なポリベンゾオキサゾール、フォトパターン化可能なポリグルタリミド及び他のレジンのような、他の電気絶縁性の感光性材料も有効である。ダムの高さ（例えば１μｍ）は装置層の高さ（約０．５μｍ）より大きい。
【００１０】
図４を参照すると、装置層はパターン化されて封止ダム２８０を形成している。パターニングプロセスは、例えばレジスト層の選択的露光の後に選択された部分を除去する現像プロセスを含む（つまり、露光された又は露光されなかった部分がポジ型又はネガ型レジスト層の使用に依存して除去される）。１つの実施形態では、封止ダムは基板２６０のエッジから距離をおいて形成され、封止領域２８５を残す。大抵の場合、封止領域は約０．２〜２ｍｍ幅である。ダム及び基板はキャップ２６０を形成し、ＯＬＥＤ装置をカプセル化する。
【００１１】
代替的に、スピンオンガラス、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリグルタリミド又はベンゾシクロブテンのような非導電性である非感光性材料が封止ダム層として使用されうる。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珪素、窒化珪素、酸化アルミニウムのような無機材料のような他の非感光性材料も有効である。非感光性材料に対しては、レジストのようなエッチングマスクが装置層をパターン化するために設けられる。
【００１２】
もっと他の実施形態では、多重層が封止ダムスタックを形成するために使用される。少なくともＯＬＥＤ基板に接触する最上層は非導電性材料から成る。これらの層は例えば封止ダムを形成するためにエッチングマスクを使用してパターン化される。
【００１３】
図５を参照すると、基板５０１が設けられており、この基板５０１の上に１つの又は複数のＯＬＥＤセルが形成される。この基板はガラス又はポリマーのような様々なタイプの材料から成りうる。十分にＯＬＥＤセルを支持できる他の材料も有効である。
【００１４】
１つの実施形態では、この基板は可撓性のある装置を形成するためのプラスティックフィルムのような可撓性材料から成る。このようなフィルムは例えば透明ポリ（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）を含む。ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ（塩化ビニル）（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）のような他の材料も基板の形成に使用できる。薄いガラス又は他の可撓性の材料から成る可撓性の基板も有効である。
【００１５】
導電層５０５は基板の上にデポジットされる。この基板には二酸化珪素（ＳｉＯ２）のようなバリヤ層がこの導電層をデポジットする前に基板表面上に導電層の下に設けられる。バリヤ層はとりわけソーダ石灰ガラスから成る基板に対して有効である。バリヤ層は例えば２０ｎｍの厚さである。１つの実施形態では、導電層は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のような透明導電性材料から成る。酸化亜鉛及び酸化亜鉛インジウムを含む他のタイプの透明導電層も有効である。化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）及びプラズマ気相成長法（ＰＥＣＶＤ）のような様々な技術がデバイス層を形成するために使用されうる。導電層は、電気的要求を満たすと同時に後続のフィルム形成へのネガティブインパクト及び光学的吸収を低減するために薄くあるべきである。導電層は典型的には約０．０２〜１μｍの厚さである。
【００１６】
導電層５０５は選択的にこの層の部分を除去するようにパターン化され、基板の部分５５６を露出する。パターン化された導電層はＯＬＥＤセルのための第１の電極として使用される。１つの実施形態では、導電層はストリップを形成するようにパターン化され、これらのストリップは例えばピクセル化されたＯＬＥＤ装置のアノードとして使用される。パターニングプロセスはボンディングパッドに対する接続を形成することもできる。フォトリソグラフィ及びエッチングのような従来の技術が導電層をパターン化するのに使用できる。スタンプを使用するパターニング技術も有効である。このような技術はあらゆる目的に対して役立つ参考文献である同時出願中の国際特許出願ＰＣＴ／ＳＧ９９／０００７４、タイトル"Mecanical Patterning of a Device Layer"に記述されている。
【００１７】
１つ又は複数の有機機能層５１０が基板上に形成され、露出された基板部分及び導電層を被覆する。有機機能層は例えば共役ポリマー又はＡｌｑ３のような低分子材料から成る。他のタイプの有機機能層も有効である。この有機機能層は従来の技術、例えばスピンコーティング又は（Ａｌｑ３有機層に対する）真空昇華法のようなウェットプロセスによって形成されうる。有機層の厚さは典型的には約２〜２００ｎｍである。
【００１８】
図６を参照すると、有機層の部分は選択的が除去され、ボンディングパッド接続のための領域６７０にある下の層を露出させる。有機層の選択的除去は例えば研磨プロセスを使用して実施されうる。エッチング、スクラッチング又はレーザ剥離のような他の技術も有効である。
【００１９】
１つの実施形態では、スペーサ粒子はランダムに基板上に分配される。有利には、スペーサ粒子はＯＬＥＤセルが形成されるセル領域にランダムに分配される。スペーサ粒子は装置のアクティブ及びノンアクティブ部分（例えばエミッティング及びノンエミッティングエリア）を占める。スペーサ粒子の分布又は密度は、設計（可撓性装置）による又はアクシデント（装置の取り扱い）による機械的ストレスが存在する場合にＯＬＥＤセルにキャップが接触するのを充分に阻止しなくてはならない。この分布はキャップの厚さ、基板の厚さ及び装置の必要なフレキシビリティ量のような設計要求に応えるために様々でありうる。
【００２０】
有利な実施形態では、スペーサ分布は、ＯＬＥＤセルのエミッション均一性に目に見えるほどの影響を与えることなくキャビティの高さを充分に維持する。典型的には約１０〜５００μｍのスペーサ粒子間の平均距離を有するスペーサ分布は、キャップがＯＬＥＤセルに接触することを充分に阻止する。１つの実施形態では、スペーサ粒子分布の密度は約１０〜１０００Ｎｏ／ｍｍ２である。スペーサ粒子の小さいサイズに加えてこのような分布によって、エミッション均一性に対するこれらの影響が基本的に肉眼には見えないほどであることが保証される。
【００２１】
アノードとカソードとの間の短絡を起こすことを回避するために、スペーサ粒子は有利には非導電性材料から成る。１つの実施形態では、スペーサ粒子はガラスから成る。シリカ、ポリマー又はセラミックのような他のタイプの非導電性材料から成るスペーサ粒子も有効である。
【００２２】
１つの実施形態では、スペーサ粒子はスプレイ技術によってデポジットされる。有利な実施形態では、ドライスプレイ技術がスペーサ粒子をデポジットするために使用される。ドライスプレイ技術は例えばあらゆる目的に対して役立つ参考文献である Birenda Bahadur (Ed), Liquid Crystals: Applications and Uses, Vol.1(ISBN 9810201109) に記述されている。ダムが配置される領域は、レーザクリーニング法又はスクラッチング又はフォトレジストによるパターニングのように粒子を除去する何らかの他の適当な方法を使用して、スペーサ粒子が除去される。
【００２３】
ドライスプレイ技術は典型的には第１の極性（正又は負）によるスペーサ粒子の静電的チャージ及び第２の極性（負又は正）による基板の静電的チャージから成る。スペーサ粒子はドライエアースプレイヤーにより供給されるドライエアーによって基板へと吹き付けられる。Nisshin Engineering Co., 製のＤＩＳＰＡ−μＲのようなドライエアースプレイヤーが使用されうる。静電引力によってスペーサ粒子は基板に付着し、他ので粒子間の静電反発力が基板上の粒子凝集作用を阻止する。
【００２４】
基板上へスペーサ粒子をデポジットするためのウェットスプレイ技術の使用も有効である。ウェットスプレイ技術は例えばあらゆる目的に対して役立つ参考文献である Birenda Bahadur (Ed), Liquid Crystals: Applications and Uses, Vol.1(ISBN 9810201109) に記述されている。典型的には、スペーサ粒子はエタノール、イソプロパノール又はアルコールと水から成る混合物のようなアルコール性の又は水性の液体の中に懸濁される。スペーサ濃度は例えば約０．１〜０．５重量パーセントである。超音波が粒子を分散させて凝集することを阻止するのに使用されうる。例えば、スペーサ粒子には粒子デポジションの前に数分の間超音波が照射される。用意された懸濁液はノズルを介するエアーによって基板上にスプレイされ、その上にスペーサ粒子をデポジットする。
【００２５】
図７を参照すると、第２の導電層７１５が基板上にデポジットされ、スペーサ粒子及び基板上に形成された他の層を被覆している。導電層は例えばＣａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ａｇのような金属材料又は混合物又はそれらの合金から成る。とりわけ低い仕事関数を有する他の導電性材料も第２の導電層を形成するのに使用されうる。１つの実施形態では、この第２の導電層はパターン化され、ピクセル化されたＯＬＥＤ装置に対するカソードとして使用される電極ストリップを形成する。また、ボンディングパッドに対する接続はパターニングプロセスの間に形成されうる。代替的に、導電層が選択的にデポジットされ、カソードストリップ及びボンディングパッド接続を形成しうる。導電層の選択的デポジションは例えばマスク層によって実施されうる。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対して直交している。アノードストリップに対して対角線をなすカソードストリップを形成することも有効である。トップ及びボトム電極ストリップの交差は有機ＬＥＤピクセルを形成する。
【００２６】
図８を参照すると、キャップ２６０がＯＬＥＤピクセルを有する基板上にマウントされ、ＯＬＥＤ装置のセル領域を取り囲むように封止ダムを位置合わせする。圧力がキャップ及び/又は基板に加えられ、これらを共にプレスして、密封材が封止ダムと基板との間の隙間の中に入り込むのを回避する。密封材２８７はキャップのまわりの基板上に加えられる。この密封材は例えばＵＶ硬化性エポキシから成る。熱硬化性エポキシ又はアクリレートのような他のタイプの密封材も有効である。密封材はキャップと基板との間の封止領域２８５を充填するために入り込む。密封材は例えば（例えばＵＶで又は熱的に）硬化され、この結果、気密にＯＬＥＤ装置２００を封止する。
【００２７】
キャップがキャビティ８４５を作り出し、キャップとＯＬＥＤセルとの間の分離を提供する。マウンティングプロセスの間に、スペーサ粒子がＯＬＥＤセルの複数の層へとプレスされる。これらのスペーサ粒子はＯＬＥＤセルの領域の上のキャップに対する支持を提供し、圧力がキャップに加えられる時にキャップが装置のアクティブコンポーネントに接触することを阻止する。
【００２８】
上記のように、プロセスは有機層の形成の後でスペーサ粒子をデポジットする。これらのスペーサ粒子は代替的にプロセスフローの別の地点でデポジットされてもよい。例えば、スペーサ粒子は第１の導電層の形成の前に又は有機層の形成の前にデポジットされてよい。実際には、スペーサ粒子は第２の導電層の形成の前のプロセスのいずれかの地点でデポジットされてもよい。
【００２９】
プロセスは、図３〜４に記述されたように、キャップ上に封止ダムを形成する。代替的に、封止ダムが基板上に形成されてもよい。ダムは、第１の導電層の形成の後に、しかし、有機層の形成及びスペーサ粒子のデポジションの前に形成される。
【００３０】
本発明はとりわけ様々な実施形態との関連において図示され記述されたが、当業者は修正及び変更が本発明の精神及び範囲から離れることなしに本発明に加えられうることを認めるであろう。本発明の範囲はそれゆえ上記の記述との関連によっては決定されるべきではなく、等価なものの完全な範囲とともに添付された請求項との関連によって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のＯＬＥＤ装置を示す。
【００３２】
【図２】本発明の実施形態を示す。
【００３３】
【図３】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３４】
【図４】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３５】
【図５】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３６】
【図６】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３７】
【図７】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【００３８】
【図８】本発明の１つの実施例によるＯＬＥＤ装置製造プロセスを示す。
【符号の説明】
【００３９】
１００ 従来のＯＬＥＤ装置
１０１ 透明基板
１０５ 透明導電層
１１０ 有機機能層
１１５ 導電層
１４５ キャビティ
１５０ ボンディングパッド
１６０ キャップ
１８７ 密封材
２００ 本発明によるＯＬＥＤ装置
２０１ 基板
２６０ キャップ
２８０ 封止ダム
２８５ 封止領域
２８７ 密封材
３６０ 基板
３８０ 装置層
５０１ 基板
５０５ 導電層
５１０ 有機機能層
５５６ 部分
６７０ ボンディングパッドのための領域
６８０ スペーサ粒子
Claims (30)
- 装置において、
セル領域を有する基板を有し、
前記セル領域を取り囲む封止ダムを有し、
該封止ダムによって支持されるキャップを有し、
該キャップを支持するために装置領域におけるスペーサ粒子を有し、
前記封止ダムの外部表面と隣接する封止領域を有し、
該封止領域に配置された接着剤を有し、該接着剤は前記装置を気密封止し、前記封止ダムは前記装置の封止幅を低減する、装置。 - セル領域は１つ又は複数のＯＬＥＤセルから成る、請求項１記載の装置。
- 封止ダムは非導電性材料から成る、請求項２記載の装置。
- 密封材は熱的に硬化される接着剤から成る、請求項３記載の装置。
- スペーサ粒子は非導電性材料から成る、請求項１〜４のうちの１項記載の装置。
- スペーサ粒子はキャップと基板との間のキャビティの高さを維持するために平均直径を有する、請求項５記載の装置。
- スペーサ粒子はキャビティを維持するために密度を有する、請求項６記載の装置。
- 装置をカプセル化することを含む前記装置を形成するための方法は、
セル領域を含む基板を設け、
前記基板上にスペーサ粒子をデポジットし、
キャップに封止ダムを設け、
前記基板上に前記キャップをマウントし、前記封止ダムは、前記セル領域を取り囲み、さらに前記封止ダムの外部表面に隣接する封止領域を形成し、前記キャップは前記スペーサ粒子により支持される装置領域におけるキャビティを形成し、
前記封止ダムが前記基板に接触することを保証するために圧力を加え、
接着剤を前記封止領域に加え、前記接着剤は前記基板を気密に封止し、前記封止ダムは前記基板と前記キャップとの間のギャップを除去して前記装置の封止幅を低減する、装置をカプセル化することを含む前記装置を形成するための方法。 - 基板を設けることは該基板のセル領域にＯＬＥＤセルを形成することを含む、請求項８記載の方法。
- 基板には第１の電極を形成するようにパターン化された導電層と該導電層の上の少なくとも１つの有機機能層とが用意される、請求項９記載の方法。
- スペーサ粒子は非導電性材料から成る、請求項１０記載の方法。
- スペーサ層をデポジットすることはドライスプレイから成る、請求項８記載の方法。
- ドライスプレイは、
静電的に基板を第１の極性にチャージし、スペーサ粒子を第２の極性にチャージし、
前記スペーサ粒子をドライエアーにより基板に吹き付けることから成る、請求項１２記載の方法。 - スペーサ層をデポジットすることはウェットスプレイから成る、請求項８記載の方法。
- スペーサ粒子はランダムに基板上にデポジットされる、請求項８〜１４のうちの１項記載の方法。
- ダムのためのスペースを作るために基板の非装置領域からスペーサ粒子を除去することを有する、請求項１５記載の方法。
- キャップにダムを設けることはキャップ基板上に封止ダムを形成することから成る、請求項８記載の方法。
- 接着剤を硬化させることを有する、請求項１７記載の方法。
- 封止ダムを形成することは、
装置層をキャップ基板上にデポジットし、
前記装置層をパターン化して前記キャップ基板上に封止ダムを形成することを有する、請求項１８記載の方法。 - 封止ダムは感光性材料から成る、請求項１９記載の方法。
- 装置をカプセル化することを含む前記装置の形成のための方法は、
セル領域を含む基板を設け、
前記基板上に封止ダムを形成し、該封止ダムが前記セル領域を取り囲み、
前記基板上にスペーサ粒子をデポジットし、
前記封止ダム上にキャップをマウントし、封止領域は前記封止ダムの外部表面に隣接し、
前記キャップが前記封止ダムに接触することを保証するために圧力を加え、
接着剤を前記封止領域に加え、前記接着剤は前記基板を気密に封止し、前記封止ダムは前記基板と前記キャップとの間のギャップを除去して前記装置の封止幅を低減する、装置をカプセル化することを含む前記装置を形成するための方法。 - 基板を設けることは基板のセル領域にＯＬＥＤセルを形成することを含む、請求項２１記載の方法。
- 封止ダムを形成することは、
基板上に装置層をデポジットし、
前記基板上に前記封止ダムを形成するために前記装置層をパターン化することを有する、請求項２２記載の方法。 - 装置層は感光性層から成る、請求項２３記載の方法。
- 接着剤を硬化させることを有する、請求項２４記載の方法。
- 封止ダムは感光性材料から成る、請求項２１〜２５のうちの１項記載の方法。
- スペーサ粒子は非導電性材料から成る、請求項２６記載の方法。
- スペーサ層をデポジットすることはドライスプレイから成る、請求項２１記載の方法。
- ドライスプレイは、
静電的に基板を第１の極性にチャージし、スペーサ粒子を第２の極性にチャージし、
前記スペーサ粒子をドライエアーにより基板に吹き付けることを有する、請求項２８記載の方法。 - スペーサ粒子をデポジットすることはウェットスプレイから成る、請求項２１記載の方法。
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