JP2006515716A - 有機電子素子のための封止体及び前記封止体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は初めて、単純な被覆方法又は印刷方法により製造され、かつ、それにも関わらず（有機電子素子のためには）有害な環境の影響に対する高い密度を有する、有機電子素子、殊にＯＬＥＤのための封止体を提供する。これは、いわゆる易融合金、即ち低融金属合金の使用により可能であり、前記合金は低い融点と、湿分及び酸化する気体に対する高い緻密さとを併せ持つ。

Description

有機電子素子のための封止体及び前記封止体の製造方法。

本発明は有機電子素子のための封止体、殊に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のための封止体に関する。

ＯＬＥＤをベースとするディスプレイは、１９８７年から公知である。従来の液晶ディスプレイと比較する場合、ＯＬＥＤはいくつかの利点、例えば自己発光、低いエネルギー消費、小型性、及び短い切り替え時間を示す。

ＯＬＥＤは原理的には有機膜から構成されていて、前記膜は電極間に配置されている。電極に印加すると、光が放出され、というのはホールが電子と再結合するからである。ＯＬＥＤの薄い有機層は、典型的にはガラス基板の上に配置されていて、及び更なるガラスプレート又は金属プレートで封止されている。フレキシブルな有機ディスプレイを製造する試みにおいて、硬いガラスプレート又は金属プレートをプラスチックからなるプレートで代用することもまた試された。しかし、ＯＬＥＤの内部層の気密な隔絶は湿分及び酸素に対して必須で、従って材料、ガラス又は金属の代用品を見出すことは容易ではない。

現在、色々な封止技術が使用され、その際設けられた保護層を備えるプラスチック封止体が使用される。誘電層からなるプラスチック層もまた使用され、前記プラスチック層は１μｍまでの厚さである。但し、これらの封止体を無条件にフレキシブルとして評価することは可能ではない。

全ての封止体で必須な点は、湿分、殊に水、及び酸化する気体、殊に酸素に対する緻密さである。有機材料は通常は湿分に対する比較的高い透過性を有し、金属及び工業用セラミックはこれらの環境の影響に対する高い緻密さを有するものの、第１に、有機電子素子に金属膜を、前記素子自身を損なうことなく引きまとうことは困難で、第２に、ＣＶＤ又は類似法を介して設けられた従来の金属層は比較的多数の「ピンホール」を有し、前記「ピンホール」を介して湿分及び酸素が拡散し抜けることが可能である。

本発明の課題は、有機電子素子、殊にＯＬＥＤのための、湿分及び酸化する気体に対して密な封止体であって、通常の工程条件下で設けられてもよく、かつ柔軟で、従ってフレキシブルな適用に適している封止体を製造することである。

本発明の対象は、電子素子のための、殊にＯＬＥＤのための、主に金属合金の融解物から製造可能である封止体である。更に本発明の対象は、金属合金の融解物の塗布によるＯＬＥＤのための封止体の製造方法である。

「主に」金属合金からなるとは、前記合金に更に（通常の）添加物、例えば湿潤剤、定着剤又は類似物を添加していてもよいことを意味する。

いわゆる低融性合金は例えば「易融合金」、即ち低い融点又は融解範囲を有する金属合金である。

前記材料を用いて、有機電子素子のための、殊にＯＬＥＤのための、気密性に緻密な封止体を、従来の被覆方法、例えば印刷方法、「ドクターブレーディング」、「スピンコーティング」、又は「ディップコーティング」によって製造してよく、というのは、低温で融解する金属合金、「易融合金」は、３０〜２００℃の温度で融解可能であり、及び従ってポリマーのように加工されてよいからである。従って、均質で、大面積の被覆と同様に、構造化された層を製造してもよい。

本方法の有利な実施態様により、融解物、有利には構造化された融解物は、印刷方法、例えばスタンピング印刷、又はタンポ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、凸版印刷及び／又は凹版印刷、ステンシル印刷、フレキソ印刷及びその他によって塗布される。

本方法の更なる実施態様により、「易融合金」の合金は、型押技術（Ｐｒａｅｇｅｔｅｃｈｎｉｋ）を用いて、又は注型樹脂のように塗布される。

同様に良好に、融解物はスピンコーティング、ディッピング、ドクター方法その他によっても塗布されてよい。

「易融合金」は、その分野では公知であり、例えば「共晶」を形成する合金であり、即ち、合金中の構成要素の、一定のパーセントの、モル配分、質量配分、又は体積配分では、合金又は混合物の融点は単一構成要素の融点のはるか下に下がる。共晶合金は更に、融解範囲とは異なり定義された融点を有する利点を有し、前記融解範囲は場合によって１０℃以上に及ぶこともある。

有利には合金は、３０℃〜２００℃の範囲内において、殊に有利には１５０℃より低くて融解物として存在する。

前記合金の成分は次の金属：ビスマス、鉛、スズ、カドミウム、インジウム、水銀、銀であってよく、その際「易融合金」は、その融点が明らかに、即ちセルシウス度において測定可能に、単一成分の融点より低いことにおいて優れている。

殊に有利には健康に関して心配のない「易融合金」又は合金であり、即ち前記合金はカドミウム、水銀及び／又は鉛を有しないか又は少なくてよい合金である。例示的に次の合金を挙げる：ビスマス５７％（質量％）、スズ１７％、インジウム２６％（融点 ７８℃）；スズ４８％、インジウム５２％（融点 １１８℃）又はビスマス５８％、スズ４２％（融点 １３８℃）。

本方法の大きな利点は更に、前記材料が、物理蒸着法（ＰＶＤ）又はＣＶＤを介して製造された膜とは対照的に、前記材料が低い空格子点割合で、均質な膜を生産することである。ＣＶＤ／ＰＶＤを介して製造された従来の封止体は、高い空格子点割合又は多くの「ピンホール」を有し、前記空格子点割合が金属性／セラミック性封止体の不十分な緻密さの主な理由である。

封止体の、本発明の製造方法により、薄膜が製造されてよく、前記膜は柔軟性を示し、この柔軟性により前記膜はフレキシブルな適用に適している。

低融金属合金は電気的伝導性なので、本方法の実施態様により、有機電子素子の間に、殊にＯＬＥＤと封止体の間に、絶縁体層を設ける。絶縁性中間層は例えば有機層、又はセラミック層、例えばＳｉＯ２からなってよい。絶縁性の中間層は蒸着、スパッタリング、化学蒸着法（ＣＶＤ）、「スピンコーティング」により、又は印刷技術を用いて設けられてよい。

本方法の実施態様により、融解物を直接的に、有機電子素子、殊にＯＬＥＤ上に塗布し、従って前記融解物は電子素子上で、有利には制御されて、凝固する。これによって空格子点及びピンホールは最も強力に抑えられる。低温での融解範囲のために、有機電子素子のための本方法は前記素子を損なうことなく使用可能である。

封止体のこの状態は殊に（プラスチックシート又は薄いガラスを有する）フレキシブルな適用に適していて、というのは、凝固した、即ち固相にある「易融合金」合金、有利には封止体の際の層厚にある前記合金は、柔軟であるからである。

封止体の層厚は１〜７００μｍであってよい。有利には層厚は２０〜２００μｍ、殊に有利には層厚は３０〜７０μｍである。

更に、基板、例えばガラス及び／又は有機シート上での合金の付着特性は非常に有利であり、従って封止体と基板との移行部もまた比較的に容易に密にすることが可能である。

封止体は全ての有機電子素子のために、殊にパッシブマトリックスディスプレイ、フレキシブルな光源及び、又は有機太陽電池又は有機光ヴォルタ電池のために使用してよい。更なる適用はフレキシブルな有機検出器及び有機ベースの集積回路である。

例示的に有機電子素子、例えばパッシブマトリックスディスプレイ、太陽電池、又はフレキシブルな光源（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）の封止体を記載する：
有機電子素子をガラス基板上に組み立てる。前記有機電子素子上に、被覆方法、例えば「スピンコーティング」又は類似法を介して絶縁性の中間層を設ける。前記中間層上に再度、例えば５０μｍの厚さを有し、金属低融合金、例えばスズ４８％及びインジウム５２％の薄膜を塗布する。塗布は、合金の低い融点のために、単純な印刷技術によって行ってよい。

本発明は初めて、単純な被覆方法又は印刷方法により製造され、かつ、それにも関わらず（有機電子素子のために）有害な環境の影響に対する高い緻密さを有する、有機電子素子、殊にＯＬＥＤのための封止体を提供する。これは、いわゆる易融合金、即ち低融金属合金の使用により可能であり、前記合金は低い融点と、湿分及び酸化する気体に対する高い緻密さとを併せ持つ。

Claims (9)

1. 主に金属合金の融解物から製造されている、有機電子素子のための封止体。
2. 合金は３０〜２００℃の温度範囲において融解物として存在する、請求項１記載の封止体。
3. 凝固した状態にある金属合金は、湿分及び／又は酸化する気体に対して緻密である、請求項１又は２記載の封止体。
4. 合金は、次の金属のグループ：カドミウム、スズ、ビスマス、鉛、インジウム、水銀及び／又は銀から選択された、少なくとも１種類の金属を含有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の封止体。
5. 封止体の層の厚さは１〜７００μｍである、請求項１から４までのいずれか１項記載の封止体。
6. 金属合金の融解物の塗布による、電子素子の封止方法。
7. 印刷方法により融解物の塗布を行う、請求項６記載の方法。
8. 融解物は有機電子素子上で凝固する、請求項６又は７記載の方法。
9. 封止の前に、更に絶縁性の中間層を有機電子素子上に設ける、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。