JP2005510831A - 有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ＯＬＥＤのエンカプセレーションのための容器及びその製造方法に関し、グラスシートにグラスフリットで側壁を形成してＯＬＥＤ用エンカプセレーションのための容器を製造することにより、容器と上部基板との間の接合特性を改善させたものである。

Description

本発明は、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diodes：以下、「ＯＬＥＤ」と記す）に関し、より詳しくは、グラスシートにグラスフリットで側壁を形成してＯＬＥＤ用エンカプセレーション（encapsulation ）のための容器を製造することにより、容器と上部基板との間の接合特性を改善させたＯＬＥＤのエンカプセレーションのための容器及びその製造方法に関するものである。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、有機物が蒸着された上部基板とエンカプセレーションのための容器を備える。上部基板はグラス基板に陽極（ＩＴＯ）、有機薄膜及び陰極が蒸着され、前記の有機薄膜には孔注入層（Hole Injecting Layer：ＨＩＬ）、孔輸送層（Hole Transport Layer：ＨＴＬ）、電子輸送層（Electron Transport Layer：ＥＴＬ）及び電子注入層（Electron Injecting Layer：ＥＩＬ）が形成される。
そして、エンカプセレーションのための容器は金型を利用して金属板で製作される。
ＯＬＥＤは、前述の上部基板とエンカプセレーションのための容器を整列し接合させて製作される。

前記の従来のＯＬＥＤは、エンカプセレーションのための容器の材質が金属である。したがって、表面の粗度値が高ければ、容器と上部基板の接合が困難であるか、又はリークが発生し得る。さらに、面積が大きくなると容器の表面粗度が望む水準を満たせなくなる。したがって、ＯＬＥＤのサイズを大きくするのに限界が伴う。
さらに、従来の容器の材質は金属であるので接合強度が低い。そして、従来の容器はガラス材質の上部基板と熱膨張係数が異なるため、接合状態の維持が困難であるという問題点がある。
本発明は、前記のような問題点を解決するためのものであり、有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器をグラスシート上にグラスフリットで側壁を形成させて製造し、上部基板と容器の接合特性を改善させることに目的がある。

前記のような目的を達成するため、本発明に係る有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器は、グラスシートとバインダーを含むグラスフリット材質の側壁が構成されながら、側壁の間にゲッター又は吸湿剤が取り付けられて構成される。
側壁は、エンカプセレーションする上部基板の大きさと形状に対応するよう前記グラスシート上に塗布されたあと焼成処理して形成され、複数個が前記グラスシート上にマトリックス構造に配置され、階段状に形成することができる。
そして、グラスシートに代えてセラミック板が構成でき、この場合熱膨張係数の差によるストレスを緩和するためのバッファ膜がさらに構成されるのが好ましい。

本発明に係るエンカプセレーションのための容器は、一定の面積のグラスシート上に複数個がマトリックス構造に同時に製造され、側壁が形成された後グラスシートは単位容器別に切断され上部基板のエンカプセレーションに利用されることもあり、グラスシート自体を直ちにエンカプセレーションした後単位パネルに切断することができる。

本発明に係る実施の形態は、グラスシート１０の一面に図１に示すように複数個の側壁１２を有するよう構成され、複数個の側壁１２は行と列を有するマトリックス構造にグラスシート１０の表面に形成される。側壁１２は、グラスフリットを塗布し焼成させて形成する。ここで、グラスフリットにバインダーを混合させるのが好ましい。

側壁１２は、多様な形状を有するよう実施することができる。
簡単には、図２ａに示すような断面構造を有するよう側壁１２が形成できる。すなわち、グラスシート１０上に図１に示すような平面的形状を有するようグラスフリットを塗布し、その後高温環境でグラスフリットを焼成させると、図２ａに示されているように側壁１２が形成され焼成された側壁１２の表面はポリッシングされる。このとき、側壁１２の表面は水に研磨パウダーを混合して製造したスラリーで研磨させるポリッシング、ロールタイプ研磨紙を利用したポリッシング又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polisher）を利用するポリッシング等を利用することができる。

側壁１２の形成に利用されるグラスフリットは、白色から黒色まで全ての種類を使用することができる。このようなエンカプセレーションのためのグラスシート１０は、０.３ｍｍ〜３ｍｍ程度の厚さを有することができる。

前述のグラスフリットは、ディスペンシング又はスクリーン印刷を利用して塗布することができる。ここで、ディスペンシングは、グラスシート１０の一面にノズルを有する装置でグラスフリットを一定の形態と量を有するよう描く方法である。そして、スクリーン印刷は網構造を有する金属材質シートに望む模様をデザインして描いた後、模様を除いた部分はエマルジョン液を利用してマスキングし、グラスフリットをスクイズで押してグラスシート１０上に望む模様に印刷する方法である。

このように、塗布可能なグラスフリットは４００℃〜５００℃の温度で混合されたバインダーが除去されながら硬化して焼成される。したがって、焼成された結果グラスフリットは側壁１２を形成する。上部基板と接合が容易であるよう、側壁１２の表面は粗さが滑らかになるよう表面が研磨されるのが好ましい。

一方、ディスペンシング後の広がりを防ぐため、図２ｂに示されているように側壁２３を形成することができる。
具体的には、図２ｂにおいて側壁２３は長方形の枠を成す内側に階段が形成される断面を有する。このような階段状の断面は、２次に亘る塗布により形成される。すなわち、１次的に側壁２３はグラスシート２２上にグラスフリットをスクリーン印刷方法で長方形に広く塗布し、その後２次的に塗布されたグラスフリット上にディスペンシング方法で狭くグラスフリットを塗布させる。勿論、各段階別にグラスフリットの焼成が行われるのが好ましい。このようにする理由は、ディスペンシング後のグラスフリットの広がりを防ぐためである。

さらに、パウダー状態の吸湿剤を側壁２５の間のグラスシート２４上に受容させて封ずるためのテーピングを考慮することができ、このため側壁２５には図２ｃに示すように階段面を広く形成することができる。
すなわち、図２ｃに示す実施例は後述する図３ｂに示されているように、パウダー状態の吸湿剤２６が側壁２５の間のグラスシート２４上に受容され、これを封ずるため保護膜２７が上部に位置し、保護膜２７の辺部が側壁２５の階段面にテーピングされて吸湿剤２６が封じられる。保護膜２７をテーピングするための接着テープを容易に付着させるため、階段面が十分広く形成されるのが好ましい。

図２ａ〜図２ｃと別に、側壁の高さと形状は内部に受容されるゲッター又は吸湿剤等を考慮し、多様に変形して実施することができる。
ＯＬＥＤのエンカプセレーションのための容器には、ゲッター又は吸湿剤が付着又は受容されなければならない。

図３ａに示されているように、ＯＬＥＤの容器にはゲッター１６を側壁１２の間に形成された空間に接着剤１４で付着することができる。
すなわち、ゲッター１６は図２ａのような断面構造を有する側壁１２が形成された容器に受容され、側壁１２の高さはゲッター１６の高さを考慮して設計されるのが好ましい。
さらに、図３ｂに示されているように吸湿剤２６を、図２ｃに示すような断面構造を有する側壁２５が形成された容器に受容することができる。
ここで、吸湿剤２６は側壁２５の間のグラスシート２４上に投入され、パウダー状態の吸湿剤を密封するため保護膜２７が接着テープで側壁２５の階段面にテーピングされる。このとき、保護膜２７は吸湿剤２６がその役割を果たすことができるよう多孔性の布切れで構成することができる。さらに、保護膜２７は接着テープと一体形に形成することができる。そして、吸湿剤２６はバリウムオキシド、カルシウムオキシド又はゼオライト等のパウダー状態の物質を利用することができる。

前記の図１〜図３ｂで説明した容器は、図４に示すような断面構造を有する上部基板をエンカプセレーティングしながらＯＬＥＤに製作される。
図４に示す上部基板にはグラス基板４０上に陽極４１、孔注入層４２、孔輸送層４３、蛍光有機膜４４、電子輸送層４５、電子注入層４６及び陰極４７が順次積層されている。

まず、グラス基板４０上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）材質の透明な陽極４１が形成され、次いで絶縁膜（図示省略）と補助電極（図示省略）が形成され、ＲＧＢ画素分離と陰極電極のパターンを決定するための分離膜がネガティブポリイミドフォトレジスト材質で逆傾斜の側壁を有するよう形成される。
その後、真空チャンバー内で孔注入層４２、孔輸送層４３、蛍光有機膜４４、電子輸送層４５、電子注入層４６及び陰極４７が順次形成される。

前記の構造の上部基板が多様な形態に実施される本発明に係る容器でエンカプセレーションされる。一例として、図４に示す上部基板は図５に示すようにゲッター１６がグラスシート１０に接着された容器でエンカプセレーションされる。
すなわち、図４に示す上部基板と図３ａに示すエンカプセレーション用容器の側壁１２の表面に接着剤１３が塗布された後、接着剤１３をもって図５に示すように不活性ガスで雰囲気が造成されたチャンバー内で、図４に示す上部基板と図３ａのグラスシート１０の側壁１２が接合される。接着剤１３はゲッター１６取付時に用いられる接着剤１４と同種を用いることができ、接着剤１３は紫外線硬化により接着がなされ得るものが利用されるのが好ましい。

これとは別に、図４に示す上部基板と、図３ｂ又は図３ｃに示す吸湿剤２６が投入された容器を接合してＯＬＥＤを製作することができる。

前記で言及されたグラスシートの代りに、セラミック板の熱膨張度を考慮しグラスフリットを利用して側壁を形成した容器をエンカプセレーションに利用することができる。このとき、セラミックとガラスの熱膨張係数の差が緩衝できるようバッファ層を側壁とセラミック板との間に構成することができる。

本発明に基づくと、グラスフリットでグラスシートの損傷なく側壁を形成することができ、グラスシート上に接着性を向上させるための多様な形態の側壁の形成が可能であり、ＯＬＥＤの製作に必要なエンカプセレーションのための容器に側壁を形成する工程が簡単であり、多様な形態の側壁形成に所要する費用が節減できる。
そして、エンカプセレーションのための容器と上部基板の熱膨張度が同一又は類似し、熱膨張度の差によるストレスに起因するリークの発生が防止できる。したがって、ＯＬＥＤの寿命の向上を図ることができる。

本発明について、好ましい実施の形態を基に説明したが、これらの実施の形態は、例を示すことを目的として開示したものであり、当業者であれば、特許請求範囲の技術思想の範囲内で多様な改良、変更、付加等が可能である。このような改良、変更等も、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明に係るエンカプセレーションするための容器を製造するため、グラスシートに側壁が行と列を有するよう形成された一例を示す平面図である。 ａは側壁がディスペンシング又はスクリーン印刷で形成される場合の図１のＸ−Ｙ部分断面図であり、ｂはディスペンシング後広がりを防止するための側壁の変形例を示す図１のＸ−Ｙ部分断面図であり、ｃはパウダー状態の吸湿剤を受容するためのテーピングを考慮した側壁の変形例を示す図１のＸ−Ｙ部分断面図である。 ａはゲッターが容器内に付着する実施例を示す断面図であり、ｂは吸湿剤を受容して膜がテーピングされる実施例を示す断面図である。 上部基板の断面図である。 エンカプセレーションされた有機発光ダイオードの断面図である。

符号の説明

１０ グラスシート
１２ 側壁
１３，１４ 接着剤
１６ ゲッター
２２，２４ グラスシート
２３，２５ 側壁
２６ 吸湿剤
２７ 保護膜
４０ グラス基板
４１ 陽極
４２ 孔注入層
４３ 孔輸送層
４４ 蛍光有機膜
４５ 電子輸送層
４６ 電子注入層
４７ 陰極

Claims (26)

1. グラスシート、及び
   バインダーを含むグラスフリットが前記グラスシート上に形成された後、焼成処理して形成される側壁を備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
2. 請求項１において、
   前記側壁の内部に吸湿部材をさらに受容することを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
3. 請求項２において、
   前記吸湿部材は前記側壁の間のグラスシートに接着剤で接着されるゲッターで構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
4. 請求項２において、
   前記吸湿部材は前記側壁の間のグラスシート上に吸湿剤が投入され、前記吸湿剤が保護膜でテーピングされ、封じられて構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
5. 請求項４において、
   前記保護膜は多孔性布切れであることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
6. 請求項１において、
   前記の側壁は階段状に構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
7. 請求項６において、
   前記吸湿部材は前記側壁の間のグラスシート上に吸湿剤が投入され、前記吸湿剤が保護膜でテーピングされて封じられ、前記保護膜の端部が前記側壁の階段面に接着して構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
8. 請求項１において、
   前記グラスシートの厚さは０.３ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
9. 請求項１において、
   前記グラスシートに代えてセラミック板が構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
10. 請求項９において、
    前記セラミック板と前記側壁との間に熱膨張係数の差によるストレスを緩和するためのバッファ膜がさらに構成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器。
11. バインダーを含むグラスフリットをグラスシート上に所定形状に形成する第１の段階、
    前記のグラスフリットを焼成させて側壁を形成する第２の段階、及び
    前記側壁の表面を研磨する第３の段階を備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
12. 請求項１１において、
    前記側壁の間に吸湿部材を取り付ける第４の段階をさらに備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
13. 請求項１２において、
    前記第４の段階は、前記側壁の間にゲッターを接着させて前記吸湿部材を取り付けることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
14. 請求項１２において、
    前記第４の段階は前記側壁の間に吸湿剤を投入する段階、及び
    前記吸湿剤を封ずるため保護膜をテーピングする段階を行い、前記吸湿部材を取り付けることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
15. 請求項１４において、
    前記吸湿剤はカルシウムオキシド、バリウムオキシド又はゼオライトであることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
16. 請求項１４において、
    前記保護膜は、多孔性布切れが利用されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
17. 請求項１１において、
    前記グラスシートに代えてセラミック板が利用される場合には、前記セラミック板にバッファ膜に利用される絶縁膜を塗布して前記第１の段階でグラスフリットが形成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
18. バインダーを含むグラスフリットを、第１幅を有するようグラスシート上に形成する第１の段階、
    前記第１幅に形成された前記のグラスフリットを焼成させる第２の段階、
    前記焼成されたグラスフリットの上部に前記第１幅より狭く前記のグラスフリットを形成する第３の段階、
    前記第３の段階で形成されたグラスフリットを焼成させて階段状の側壁を形成する第４の段階、
    前記側壁の表面を研磨する第５の段階、及び
    前記側壁の間に吸湿部材を取り付ける第６の段階を備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
19. バインダーを含むグラスフリットをグラスシート上に複数の領域に形成する第１の段階、
    前記グラスフリットを焼成させて側壁を形成する第２の段階、
    前記側壁の表面を研磨する第３の段階を備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
20. 請求項１９において、
    前記側壁の間に吸湿部材を取り付ける第４の段階をさらに備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
21. 請求項２０において、
    前記第４の段階は、前記側壁の間にゲッターを接着させて前記吸湿部材を取り付けることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
22. 請求項２０において、
    前記第４の段階は、前記側壁の間に吸湿材を投入する段階と、
    前記吸湿剤を封ずるため保護膜をテーピングする段階を行って前記吸湿部材を取り付けることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
23. 請求項２０において、
    前記吸湿剤はカルシウムオキシド、バリウムオキシド又はゼオライトであることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
24. 請求項２２において、
    前記の保護膜は多孔性布切れが利用されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
25. 請求項１９において、
    前記グラスシートに代えてセラミック板が利用される場合には、前記セラミック板にバッファ膜に利用される絶縁膜を塗布して前記第１の段階でグラスフリットが形成されることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。
26. バインダーを含むグラスフリットを、第１幅を有するようグラスシート上の複数の領域に形成する第１の段階、
    前記第１幅に塗布された前記のグラスフリットを焼成させる第２の段階、
    前記焼成されたグラスフリットの上部に前記第１幅より狭く前記のグラスフリットを塗布する第３の段階、
    前記第３の段階で塗布されたグラスフリットを焼成させて階段状の側壁を形成する第４の段階、
    前記側壁の表面を研磨する第５の段階、及び
    前記側壁の間に吸湿部材を取り付ける第６の段階を備えることを特徴とする有機発光ダイオードのエンカプセレーションのための容器の製造方法。

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