JP2005506666A - 電子発光装置 - Google Patents

Abstract

有機電子発光装置（１）は、透過性基板（６）上に支持されたＥＬ要素（２）を有している。セラミック又はガラス−セラミック材料のカバープレート（７）が設けられ、このプレートは、金属性シーリング手段（１０）により透過性基板へとシールされ、これにより上記ＥＬ要素に対するガス気密封入が形成される。このカバープレートは、ドライバーＩＣ（１５）を支持する。このカバープレートは、内部コンダクター（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を設けられ、第１接触パッド（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を、ＥＬ要素（２）及びドライバーＩＣ（１５）に接続された第２接触パッド（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）へと接続し、接続される少なくとも一つの第１接触パッドと第２接触パッドは配列されていない。

Description

【０００１】
本発明は、有機電子発光装置に関し、透過性基板、この透過性基板に面した第１側面とこの第１側面の反対側の第２側面とを設けられたカバープレート、透過性基板とカバープレートとの間に配置された有機電子発光層を有する少なくとも一つの電子発光要素、及び、透過性基板とカバープレートに結合した中間シーリング手段を備えている。有機電子発光装置は、新しいフラットな発光ディスプレイであって、携帯電話、システム手帳、コンピューターや現在バックライト付若しくはバックライトを有していないＬＣＤにより機能されているその他すべての適用例又はその他のフラットディスプレイ装置など、種々の異なる応用例に使用可能である。
【０００２】
この装置は、ガラスプレートからなり、一つの側面においていくつかの光学的フォイルにて覆われ、他の側面では、透過性ＩＴＯや、例えばアルミニウム、バリウム、リチウムやその他の種々の金属などの複数の構造薄層電極にて覆われている。これらの電極間には、発光ポリマーが位置している。全体の厚みが数ミクロンの範囲であるこのスタックは、装置の活性部分を形成している。このスタック中のいくつかの層は、酸素や水分に対して感受性を有するので、装置の活性部分は、金属やガラスリッド又は厚みを有する膜層のいずれかによりガス及び水分を通さないようにシールされなければならない。薄いあるいは厚い膜層の場合、第一に、金属層により発生する可能性のある短絡を阻止すべく、電極の上部に絶縁層を設けることを確実にすべきである。リッドは、（電気絶縁的な）接着剤により装置に接着され、乾燥剤及び／又は酸素除去剤にて充填されるキャビティーを供する。
【０００３】
作動ディスプレイを得るべく、電気コンダクターは、外界からシールされた領域における内部電極を接続すべきである。これらのコンダクターは、通常、ガラス表面上を走っており、絶縁性接着剤又は薄膜層からなるシーリングラインを通過する。このシーリング技術は、二つの主要な欠点を有している。
【０００４】
エポキシ樹脂、熱融解ポリマー又はその他の有機性部材などの接着剤は、装置へと水分の若干の拡散を常に許容してしまい、装置内部に「ゲッター材料」（乾燥剤）の使用を必要とする。
【０００５】
装置に由来する大多数の電極は、他に対して横たわっており、ドライバーに対する内部連絡は、追加の電気的接続装置を要求する。これは、また、薄及び厚みを有する膜シール装置に適用する。
【０００６】
従って、本発明の目的は、導入部で述べて種類の、密閉されたハウジングを設けられた有機電子発光装置を供することである。この目的は：
カバープレートが、ガラス−セラミック及びセラミック材料からなるグループから選択された材料により形成され；
カバープレートの第１側面上に形成された第１導電パターン及び第１接触パッドを有し；
カバープレートの別の側面上に形成された第２導電パターン及び第２接触パッドを有し；且つ
この第１及び第２導電パターンは、内部コンダクターからカバープレートの内部へと延びて電気的に内部連絡されている；
ことにより達成される。
【０００７】
カバープレートを介してコンダクターを設けることに起因して、シーリング手段は、非常に薄く、且つ光学的に閉鎖されたハウジングにより選択されてもよい。カバープレートは、特に高温コファーアーセラミック（ＨＴＣＣ）又は低温コファーアーセラミック（ＬＴＣＣ）基板である。ＬＴＣＣは、このセラミック体の内部にて高度に導電性を有するコンダクターを伴った多重層コファイアーガラスセラミック材料である。このＬＴＣＣ材料は、金属やガラスに比べて、完全にガスを密閉する。このコンダクターは、例えばＣｕ又はＡｇを有している。基板の厚みは、層の数に依存し、典型的には、単位層当たり１００から１５０μｍである。このファイアー基板は、標準的に１００μｍであり現在は３０μｍ以下の電極ピッチにて平坦である。この材料の膨張係数は、透過性基板にフィットすべく適合されていてもよい。カバープレートは、多重層構造であるため、所望の数の内部コンダクターを含んでいてもよく、従って、電子発光要素に対して必要なすべての接続を設けるべく十分大きな数であってもよい。
【０００８】
ＬＴＣＣカバープレートとポリＬＥＤ装置とを組み合わせることにより、ＬＴＣＣとガラスプレートとの間をハンダ付けして密閉金属シールを形成してもよく、装置の活性部分の周囲をシールし且つ包み込む。装置内の乾燥剤は、多くの場合必要ない。電極は、このスルーシーリングを通過すべきでない。ＬＴＣＣの（電気的スルーコネクターの）バイアスに対する装置の活性部分の電極からの内部連絡は、ハンダ付け、又は例えばＡＣＦ（異方導電性フォイル）や導電性エポキシにより代替的に製造されてもよい。このＬＴＣＣ内部では、種々の方向に高度に導電性を有するラインが配置されてもよく、内部連絡が形成されていてもよく、且つ、キャパシター、インダクター、レジスターなどの受動的な部材の機能が一体化されていてもよい。このＩＣに対するボンドパターンは、所望に応じて、種々の位置に位置されていてもよい。
【０００９】
この組み合わせは、非常に薄く、圧倒的に信頼性を有するフラットモジュールをもたらす。ＬＴＣＣの追加的なコストは、膨張性内部連絡フォイルを取り除き、小さくパッケージングし、且つより一体的な機能により補完される。
【００１０】
適切な実施例において、少なくとも二つの内部コンダクターは、カバープレートに延び、それぞれ、第１接触パッドを第２接触パッドへと内部連絡し、第１接触パッドに配列されていない。この実施例において、内部コンダクターは、カバープレートの第１側面に実質的に垂直に延びているばかりでなく、側方的に延びている。このことは、接触パッドの位置が所望に応じて選択可能であるという利点を有する。これらの更なる実施例において、前記の少なくとも二つの内部コンダクターは、カバープレートの側面の一つに実質的に平行に延びる部分をそれぞれ有している。実質的に平行に延びるこの部分は、カバープレートの内部の複数の異なるレベルにて配置されていてもよい。このことは、柔軟性をもたらし、第１接触パッド、特に電子発光要素が接続されるシーケンスが、第２接続パッドが外部回路に接続されるシーケンスと異なる実施例においてさらに増加される。
【００１１】
この電子発光要素は、透過性基板とカバープレートの両方に存在していてもよい。第１の実施例において、この電子発光要素は、透過性基板上に存在しており、カバープレートの第１側面上の第１導電性パターン中の第１接触パッドに内部連絡されているアノード及びカソードの電極パターンを供されている。これは、第１にＩＴＯであり最終的に種々の金属にて、通常の工程に従って、この電子発光要素がガラス基板上に適用されてもよいという利点を有している。しかしながら、このことは、カバープレート上に電子発光要素を設けることを完全に排除するものではない。このことは、第１接触パッドを電子発光要素に内部連絡する必要がないという利点を有し、つまり、この接触パッドは電極パターンの一部を形成することになるということである。
【００１２】
アノード及びカソードの電極パターンは、ハンダ付け接触により第１接触パッドに内部連絡されている。接触パッドを有していることは適切である。かかるハンダ付け接触は、この内部連絡がカバープレートと透過性基板により形成されたキャビティーの側面に対して限定されないことを可能としている。さらに、この様式において、シーリング手段に影響を及ぼさない。
【００１３】
内部シーリング手段がハンダ付け可能な金属を有しており、且つ、このシーリング手段及びハンダ付け接続が一つの工程にてハンダ付けされることは非常に適切である。このことは、製造の簡便性のみならず、シーリング手段を供し、且つ接触パッドがこの工程によって自動的に配列されるようになる。代替的にこの中間シーリング手段は、他の材料を有していてもよい。例えば、透過性基板がガラスを有している場合、シーリング手段は、シロキサン材料やこれに類似する材料であってもよく、カバープレートのガラス−セラミック材料及び透過性基板のガラス材料は、一体的な構造にて結合されていてもよい。
【００１４】
さらなる実施例において、電極パターンの接触パッドのピッチは、第２の接触パッドの少なくともいくつかのピッチよりも大きくてもよく、短いピッチを有する、外部回路、特にドライバーＩＣ、キャパシターやこれらと同様の部材が第２接触パッドに直接結合されていてもよい。
【００１５】
内部コンダクターを有するカバープレートを使用することは、空間的な要件に対して大いなる柔軟性をさらに供する。このカバープレートは、例えば、印刷回路基板上の第２側面に設けられてもよいが、第１側面に設けられていてもよい。これは、第２接触パッドの位置に依存する。
【００１６】
有利な実施例において、ドライバー回路は、カバープレートの側面の一つに存在しており、第２導電性パターンの第２接触パッドに接続されている。ドライバー回路とともに内部コンダクターを有する基板を使用する利点は、ドライバー回路の位置が、第１側面上または第２側面上など、自由に選択可能となる点である。ドライバー回路が組み立てられてもよいキャビティーを有する多重層基板を設けることもさらに可能である。かかるキャビティーは、ドライバー回路に対して良好な機械的防御性を供する。さらに、このキャビティーは、ドライバー回路上に適用されたカプセル封入（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）の境界として機能してもよい。非常に適切な実施例において、カバープレートは、少なくとも二つのキャビティーを設けられており、一つはドライバー回路に対してであり、もう一つは、電子発光要素に対してである。透過性基板は、平坦なプレートとして設けられてもよい。さらに、この透過性基板は、ドライバー回路を有するキャビティーへのカバーとして機能してもよく、ブロックごとのモジュールをもたらす。このことは、組立の後にだけ、個々の装置を分離することを許容する。
【００１７】
本発明のこれら及びその他の面は、以下に述べる実施例に対する参照文により明らかになりより明瞭に説明されるであろう。
【００１８】
（実施例１）
図１は、本発明による、ＥＬ装置１に関する第１実施例の概略的な断面図である。明瞭であることとする目的のため、この図面及び次の図面は、スケールに関して描いたものではなく、多くの部分は、他の部分よりも拡大したスケールにて描いた。ＥＬ装置１は、ＥＬ要素２を備えている。ＥＬ要素２は、発光される光に対して透過性を有する正孔注入電極３と、電子注入電極５との間に配置された電子発光有機層４を有している。ＥＬ要素２は、６乃至１０の部品により形成された気密性及び防水性ハウジングにより密閉されている。このハウジングは、発光される光に透過性を有するガラスプレート６の形態にて第１形状部品を有している。ＥＬ要素２は、プレート６上に取り付けられ、従って、ＥＬ要素２のための基板として機能する。上記のハウジングは、カバープレート７の形状の第２形状部品を有している。プレート６及び７は、密閉的に気密性及び防水性にてシールすべく、低融点の金属合金１０の閉口リング（ｃｌｏｓｅｄ ｒｉｎｇ）により互いに接続されている。ソルダー１０の閉口リングは、閉口リングの形状にて結合層９を介してプレート７に結合されており、その形状は、閉口リング１０と同一である。
【００１９】
金属（例えば銅や銀）ストリップの形状の内部コンダクター１２ａは、カバープレート７を介して延び、第１接触パッド１３ａを配列していない第２接触パッド１４ａへと接続している。類似の様式において、内部コンダクター１２ｂは、第１接触パッド１３ｂを配列していない第２接触パッド１４ｂへと接続し、内部コンダクター１２ｃは、第１接触パッド１３ｃを配列していない第２接触パッド１４ｃへと接続している。この実施例において、第１接触パッド１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び第２接触パッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、カバープレート７の同一側面上に配置されており、これは、透過性基板６に面した側面である。ドライバーＩＣ１５は、第２接触パッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃに直接結合されている。このドライバーＩＣは、透過性基板６を超えて延びるカバープレートの部分及びカバープレートの「低い」側面上に取り付けられているので、図１に示した装置１は非常に平坦である。
【００２０】
第１接触パッド１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、ＥＬ要素２の電極パターンの内部接触１６ａ、１６ｂ、１６ｃに電気的に接続されており（例えば、ソルダーバンプの形状であってもよい）。
【００２１】
内部コンダクター１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、個々の部分ａ、ｂ、ｃを有しており、カバープレート７の（主要な側面）に実質的に平行に延びている。ガス充填クリアランス１７は、ＥＬ要素２とカバープレート７との間に存在している。
【００２２】
図２は、本発明による、電子発光装置２１に関する第２の実施例の概略的な断面図である。ＥＬ装置２１は、第１実施例と同様であり、同じ部分は同じ参照番号で特定されているが、ドライバーＩＣ１５がカバープレート７の「上部」側面に（直接）結合されており、これは、透過性基板６から離れた側面である、という点で異なっている。この配置では、ドライバーＩＣ１５が中間シーリング手段８、９、１０により結合されている領域の外側に存在している。この場合、内部コンダクター１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、カバープレート７の底部側面上の第１接触パッド１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、カバープレート７の上部側面上の配列されていない第２接触パッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃに接続している。
【００２３】
図３は、本発明によりＥＬ装置３１の第３実施例に関する概略的な断面図である。ＥＬ装置３１は、第１実施例と同様であり、同じ部分は同じ参照番号で特定されているが、電子注入電極５から離れた側面の、カバープレート７の「上部」側面において、ドライバーＩＣ１５が設けられている点で異なっている。この配置では、ドライバーＩＣ１５が中間シーリング手段８、９、１０により結合されている領域の内部に存在している。この場合、内部コンダクター１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、カバープレート７の底部側面上の第１接触パッド１３ａ、１３ｂ、１３ｃを、その上部側面上の配列されていない第２接触パッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃに接続している。
【００２４】
実施例の手段によりＥＬ装置１は、以下の通り製造される。
（１．透過性プレート部品の処理）：
６４×６４×１ｍｍの寸法のガラスプレート６は正孔注入電極３を形成すべく、１５０ｎｍの酸化インジウム錫層を設け、セクション１１（Ｂａｌｚｅｒ社製）は、石鹸水及びイソプロパノールの順で洗浄された。約１５０ｎｍの厚みの有機ＥＬ層４は、Ｂｒａｕｎら著のＳｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，６６（１９９４）７５頁に述べられた方法に従ってトルエン中で合成されたポリ（２−メトキシ−５−（２，７−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）の０．６重量％溶液のスピンコーティーングにより設けられた。このＥＬ材料は、綿棒及び／又はレザーブレードによりその端部に沿って除去される。大量生産において、レーザー削磨は、余分なＥＬ材料を除去するのに特に好適な方法である。イットリビウム（Ｙｂ）は、マスクを介して真空堆積され、これにより、２００ｎｍの電子注入電極５を形成する。ＥＬ要素２は、ここで完全に第１ガラスプレート６に取り付けられる。マスクを用いて、それぞれマグネトロンスパッタリング（ｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）及び蒸着により、約２００ｎｍの厚みのニッケル層及び２００ｎｍの厚みの銀層を連続して設けられ、これにより、第１閉口リングの形状にてパターン化された結合層８を形成する。数百ｎｍ足らずの厚みの結合層８は、スピンコーティーング工程に逆行的に影響することなく、このＥＬ層に先立って代替的に設けられる。
【００２５】
（２．カバープレート部品の加工）：
カバープレート７は、セラミック又はガラス−セラミック材料から形成される。特定のＬＴＣＣタイプは、例えば、ガラス相中に埋め込まれるセラミック粒子を有している。その他のタイプは、結晶化ガラスを有している。特定のＨＴＣＣタイプ（高温コファイアーセラミック）は、例えば、純粋なセラミック材料を有している。
【００２６】
ＬＴＣＣテープシステム（ＬＴＣＣ ｔａｐｅ ｓｙｓｔｅｍ）は、凝縮適合された金属化ペーストを設けられたガラス−セラミック誘電テープから構成されている。各層の連続的な印刷、乾燥、及び焼成（ｆｉｒｉｎｇ）を必要とする厚膜技術とは異なり、ＰＷ Ｂ技術のようなＬＴＣＣ技術は、異なる層を平行に処理する（つまり、すべての層は、平行して、パンチされ、印刷され、乾燥される）。一度すべての層が加工されると、高密度で完全に一体的な基板を形成すべく、スタックされ、ラミネートされ、且つ８００〜９００℃の温度にてコファイアーされる。
【００２７】
結合層８の適用と同じ方法及び材料を用いて、内部コンダクター構造を有するカバープレート７は、閉口リングの形状にてパターン化された結合層９を設けられ、プレート６上に存在する第１閉口リングにメートされている（ｍａｔｅｄ）。得られるプレートは、融点１４５℃で、１５５℃にて液体状態にて保持されている、Ｓｎ（５０重量％）Ｐｂ（３２重量％）Ｃｄ（１８重量％）の低融点金属合金を含有するバスに浸漬される。このプレートをバスから取り除き、結合層９にのみソルダーを施され、これにより、プレート６上に存在する第１閉口リングにメートされた第２閉口リングを形成する。
【００２８】
ソルダーは、同様に、第１接触パッド１３ａ、１３ｂ、１３ｃ上に堆積されてもよい。
【００２９】
（３．プレートの接続）：
処理されたプレート６及び７は、１５５℃に保持されたホットプラットフォーム上に配置され、融解すべく低融点金属合金を生じる。プレート６及び７は、その後、第１及び第２閉口リングをメートすることにより結合される。これは、第１プレートを第２閉口リングの上部に据え付けるには十分である。融解された低融点金属合金の自己配列特性は、その後、この二つの閉口リングをこれらの最大重なりの最終的な位置へと引き入れる一方、同時に、ＥＬ要素とカバープレートとの間の電気的な内部接続は、互いに接触するようにされる。冷却した後、閉口リング１０は、ＥＬ要素２を包みこむ気密性及び防水性のハウジングを形成すべく、固化する。閉口リング１０は、２００μｍの厚みであるので、クリアランス１７は、ＥＬ要素２とプレート７との間に存在し、このクリアランスは、乾燥窒素ガスにて充填される。なぜなら、プレート６及び７の結合は、乾燥窒素雰囲気にて実行されるからである。
【００３０】
代替的に、ソルダーペーストは、カバープレート７の底部表面上に直接（スクリーン）印刷されてもよい。基板６とカバープレート７とを結合した後、この組立品は、ソルダーペーストの軟化温度以上（好ましくは１２０度未満）にまで上昇され、冷却される。基板６及びカバープレート７上のパターン、軟化されたソルダーに起因して、それら自体で自動的に配列する。
【００３１】
総括すると、本発明は、透過性基板上に支持されたＥＬ要素を有する有機電子発光装置に関する。セラミック又はガラス−セラミック製のカバープレートが設けられ、金属シーリング手段により上記透過性基板にシールされ、これにより、ＥＬ要素のためのガス気密密封が形成される。カバープレートは、ドライバーＩＣを支持する。このカバープレートは、ＥＬ要素に接続される第１接触パッドと、ドライバーＩＣに接続される第２接触パッドとを接続する内部コンダクターを設けられ、接続される少なくとも一つの第１接触パッドと第２接触パッドとは、相互に配列されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による、ＥＬ装置に関する第１実施例の概略的な断面図である。
【図２】本発明による、ＥＬ装置に関する第２実施例の概略的な断面図である。
【図３】図２の線Ｉ−Ｉに沿った、本発明による、ＥＬ装置に関する第３実施例の概略的な断面図である。

Claims (10)

1. 透過性基板、
   前記透過性基板に向かい合う第１側面と該第１側面の反対の第２側面を設けられたカバープレート、
   前記透過性基板と前記カバープレートとの間に配置され、有機電子発光層を有する少なくとも一つの電子発光要素、及び
   前記透過性基板と前記カバープレートに結合する中間シーリング手段、
   を有し、
   前記カバープレートは、ガラス−セラミック及びセラミック材料の群から選択された材料により形成され；
   前記ガラスプレートの前記第１側面上に形成された第１導電性パターンが第１接触パッドを有し；
   前記ガラスプレートの側面の一つの上に形成された第２導電性パターンが第２接触パッドを有し；且つ
   前記第１導電性パターン及び前記第２導電性パターンは、前記カバープレートの内部に延びる内部コンダクターを介して電気的に内部連絡されている；
   ことを特徴とする有機電子発光装置。
2. 少なくとも２つの内部コンダクターが前記カバープレートに延び、そのそれぞれが、前記第１接触パッドに配列されず、第１接触パッドを第２接触パッドへと内部連絡していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記の少なくとも２つの内部コンダクターは、前記カバープレートの側面の一つの実質的に平行に延びる部分を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 電子発光要素は、前記透過性基板上に存在し、前記カバープレートの第１側面上の第１導電性パターンの第１接触パッドに内部連絡されているアノード及びカソードの電極パターンを設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記のアノード及びカソードの電極パターンは、ソルダー接続により、前記第１接触パッドに内部連絡されている接触パッドを有していることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記中間シーリング手段は、ハンダ付け可能な金属を有しており、前記シーリング手段及び前記ソルダー接続は、一つの工程ステップにてハンダ付けされることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記第１接触パッドの少なくともいくつかは、前記第２接触パッドの少なくともいくつかのピッチよりも大きいピッチを有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. ドライバー回路が前記カバープレートの側面の一つに存在し、前記第２導電性パターンの第２接触パッドに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記ドライバー回路は、前記カバープレートの前記第１側面に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記カバープレートは、コファイアー技術により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。