JP2013501312A - ゲッター材料を備えた気密パッケージ - Google Patents

Abstract

有機発光デバイスには、透明基板と、透明基板の上に配置された第１の透明電極と、第２の電極と、これらの電極の間にはさまれたエレクトロルミネセンス層と、基板の第１の透明電極とは反対側の発光表面に配置されたゲッター層が含まれており、また、有機発光デバイスは、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムおよびチタンから選択される金属を備えている。
【選択図】図１

Description

有機光起電性デバイスあるいは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスなどの電子デバイスは、水および／または酸素に極めて敏感である。ＯＬＥＤは、それらの高い効率、低い活性化電圧、速い応答時間、高い輝度、自己放出による高い可視度、優れた衝撃抵抗、およびそれらが使用される固体デバイスの処理の容易性を始めとする多くの有利な特性を有している。ＯＬＥＤは、テレビジョン、グラフィックディスプレイシステム、ディジタル印刷および照明に実際的な用途を有している。

ＯＬＥＤは、通常、ガラス、ケイ素、金属フォイルまたは特性プラスチックなどの適切な基板材料の頂部の積層物として構築される。これらの積層物層は、陽極および陰極の２つの電極、ルミネセンス有機固体の発光層、ならび電子輸送および正孔輸送のための半導電層からなっている。また、発光層は、必要なすべてのルミネセンス有機材料を含んだ単一の層からなっていてもよい。ＯＬＥＤデバイスの２つの電極の両端間に電圧が印加されると、陰極から電子注入層を通って電子が移動し、最終的にはルミネセンス有機材料の１つまたは複数の層に入る。それと同時に、陽極から任意選択の正孔注入層を通って正孔が移動し、最終的には１つまたは複数の同じ有機発光層に入る。ルミネセンス層の中で正孔と電子が出会うと、それらが結合して互いの電荷を相殺し、その過程で光子を生成する。典型的なＯＬＥＤでは、陽極または陰極のいずれかは、放出された光を通過させるために透明である。ＯＬＥＤの両側から光を放出させることが望ましい場合、陽極および陰極の両方を透明にすることができる。

別法としては、有機発光層は、正孔注入、正孔輸送、電子注入、電子輸送およびルミネセンスの機能を実行する複数の副層を備えることができる。デバイスの機能を発揮するために必要であるのはルミネセンス層のみである。しかしながら、通常、副層を追加することにより、正孔と電子が再結合して光を生成する効率が向上する。したがって有機発光層は、例えば正孔注入副層、正孔輸送副層、ルミネセンス副層および電子注入副層を含む１つないし４つ以上の副層を備えることができる。また、１つまたは複数の副層は、正孔注入、正孔輸送、電子注入、電子輸送およびルミネセンスなどの複数の機能を達成する材料を備えることも可能である。

有機分子によって放出される光の色は、分子または励起子の励起状態と基底状態の間のエネルギー差で決まる。通常、印加電圧は約３〜１０Ｖであり、また、外部量子効率（光子アウト／電子イン）は０．１％と１０％の間であるが、最大２０％以上にすることも可能である。有機発光層は、通常、約３０〜１００ｎｍの厚さを有しており、また、電極は、通常、それぞれ約１００〜１０００ｎｍの厚さを有している。出力される光の波長は、デバイス中に存在する特定のエレクトロルミネセンス材料で決まる。また、光の色は、特殊なドーパントを選択することによって、または異なる透明ＯＬＥＤの層からの光を混ぜることによって、あるいは当分野で知られている他の技法によって変えることも可能である。例えば、青色光、赤色光および緑色光を混ぜることによって白色光を生成することができる。

広範囲にわたるＯＬＥＤの使用を制限している要因の１つは、それらの長期間にわたる安定性に関連する問題である。この問題は、一部には、ＯＬＥＤ層には環境に敏感になる傾向があることである。特に、水および／または酸素が存在するとデバイスの性能が劣化することはよく知られている。従来のＯＬＥＤを大気に露出すると、その寿命が著しく短くなる。１つまたは複数の発光層中の有機材料および典型的な低仕事関数陰極材料が水蒸気および／または酸素と反応する。蒸発した膜の場合、５，０００時間ないし３５，０００時間の動作寿命（初期の輝度による）が得られており、また、重合体の場合、５，０００時間を超える動作寿命が得られている。しかしながら、これらの値は、一般に室温動作に対して報告されたものであり、また、水蒸気および酸素から保護されている。これらの条件以外の動作に関連する寿命は、通常、はるかに短い。

気密封止パッケージはＯＬＥＤデバイスを環境の影響から隔離し、また、本発明によれば、ＯＬＥＤのために提供される保護が改善される。ＯＬＥＤを封入する手順は、ＯＬＥＤをポーチ形のパッケージの中に密閉するステップからなっている。パッケージは、ＯＬＥＤの周囲に連続する周囲シールを備えた底部層および頂部層からなっていてもよい。パッケージを形成する層の材料は、パッケージがデバイスの意図されている機能を妨害しないように選択される。ＯＬＥＤパッケージの場合、少なくとも１つのパッケージ層を透明にしなければならない。アルミニウムなどの金属は、湿気および酸素の不浸透性の点で非透明層のための良好な材料である。ガラスは、透明側のための優れた選択である。１つの方法は、ガラス基板の上にデバイスを製造し、次に、それを他のガラスまたは金属層の間にはさむことである。この設計の場合、ガラスは、水および酸素に対する優れた障壁特性を有しているため、この設計における弱点は、一般に、デバイス基板を他のガラスまたは金属層に結合するために使用される材料である。

しかしながら、より凹凸の多いデバイスに対する柔軟性およびより高い費用有効性の必要性は、パッケージの両方の層あるいは透明層だけでもプラスチックにする必要性を駆り立てている。プラスチックは残念ながら気密性に欠ける。水および／または酸素の拡散に対する障壁を提供するために、様々な無機層を使用してプラスチックを被覆する試行がなされている。機械的に柔軟である可能性を保持しているプラスチック基板の場合、主な努力は、プラスチック膜への、ＳｉＯ₂もしくはＳｉ₃Ｎ₄のような無機被覆剤の堆積、または多層あるいはマルチゾーン無機−有機混成被覆剤の堆積に注がれた。しかしながら、これまでのところ、プラスチックの障壁膜はガラスの性能に追いついていない。その理由は、主として、障壁被覆中のピンホールなどの不完全性によるものである。これらの不完全性は、水および／または酸素が浸入する経路を提供している。不完全性のもう１つのグループは、熱サイクルの間に、プラスチックの熱膨張率と障壁被覆の無機成分の熱膨張率の大きな不整合によってしばしば展開するひび割れである。したがってこれまでのところ、機械的に柔軟な有機エレクトロルミネセンスデバイスを実際的な用途のために利用することは不可能であった。

米国特許第２００８／１５７６５５号明細書

パッケージの前面シートおよび背面シートのためになされた材料選択にもかかわらず、これらの２つのシートの間のＯＬＥＤの周りの密閉ゾーンには、湿気および／または酸素の進入経路が存在している。密閉ゾーンは、浸透性であってもよいエポキシにしばしば基づく有機系接着剤によってしばしば形成される。これらの接着剤は、湿気および酸素が常に進入する通路になる。湿気および酸素が進入する影響は、発光領域に形成されるダークスポットとして視覚的に観察される。デバイスの光出力および美観の減損に加えて、ダークスポットは、デバイスの効率を低下させる電気リークの経路になることもある。したがってＯＬＥＤデバイス中のダークスポットの形成および出現を少なくすることが望ましい。詳細には、ＯＬＥＤからの光透過を妨害することなく、水蒸気および酸素の進入によるＯＬＥＤのエレメントの早期劣化を防止することができる、有機発光デバイスのためのパッケージが提供されることが望ましい。また、可撓性のこのようなデバイスが提供されることが望ましい。

簡潔には、一態様では、本発明は、透明基板と、透明基板の上に配置された第１の透明電極と、第２の電極と、これらの電極の間にはさまれたエレクトロルミネセンス層とを含む有機発光デバイスであって、透明基板は、第１の透明電極のエレクトロルミネセンス層とは反対側の表面に配置され、有機発光デバイスは、さらに、基板の第１の透明電極とは反対側の発光表面に配置されたゲッター層を備え、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムおよびチタンから選択される金属を備える、有機発光デバイスに関している。

本発明の特徴および利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を添付の図面と共に読むことによってより完全に理解されよう。図において、同様の参照インジケータは、同様の構成要素を表すために使用されている。

気密パッケージされたＯＬＥＤデバイスの側面透視分解図である。 デバイスからの光の散乱を示す、粉末化ゲッター材料がＯＬＥＤデバイスの光路内の層に堆積されたＯＬＥＤデバイスの側面透視図である。 ゲッター材料が存在する場合と存在しない場合の、ＯＬＥＤデバイスから射出する光線の光強度分布を視角を関数として示すグラフである。 ＯＬＥＤデバイスによって定義済み幾何学パターンで放出される光路内に存在する表面にゲッター材料が堆積されたＯＬＥＤデバイスの側面透視図である。 本発明による有機発光デバイスに使用することができるゲッター粒子の上面透視図である。 本発明による有機発光デバイスに使用することができるゲッター粒子の上面透視図である。 本発明による有機発光デバイスに使用することができるゲッター粒子の上面透視図である。 小さい固有欠陥を有するＯＬＥＤデバイスを示す図である。 ゲッター層のマスキング効果を示す図である。 光路内に存在する接着層の中にゲッター材料が埋め込まれた、パッケージされたＯＬＥＤの側面透視図である。 幾何学パターンの光路内に存在している表面にゲッター材料が堆積された、パッケージされたＯＬＥＤの側面透視図である。

図１は、本発明による有機発光デバイスを示したものである。気密パッケージ設計１００には、透明プラスチックまたはガラス基板１６０の上に製造されるデバイスが含まれている。基板１６０がプラスチックの場合、基板１６０の表面に硬い被覆層および障壁被覆層を提供することができる。第１のセットの電極（陽極）１６５を形成するために、基板１６０の表面に透明導電酸化物層または他の導電層が提供される。陽極１６５の上にエレクトロルミネセンスつまり発光層１７０が配置される。通常、有機発光層１７０は、 電流が流れると光を放出するエレクトロルミネセンス有機固体を備えている。当分野では多くのこのような材料が知られており、本発明は特定の材料に限定されない。エレクトロルミネセンス層１７０の頂部は第２の電極（陰極）１８５である。層１２０は、光結合のための任意選択の透明接着層である。

ＯＬＥＤデバイスは、透明前面シート１０６および背面シート１３０からなる気密パッケージの中に封入される。前面シート１０６は、任意選択の硬い被覆層および障壁被覆を有することができ、湿気および酸素の進入に対して不浸透性であることが意図されている。背面シート１３０は、気密金属層および絶縁接着層からなる多層構造であってもよい。背面シートは、十分な厚さおよび均質性を有しており、したがって背面シートは酸素および湿気に対して不浸透性である。

ゲッター１２５は、ＯＬＥＤデバイスによって放出される光の経路中に置かれる。一態様では、ゲッター１２５は、接着層１２０中に分散した粒子からなっており、透明前面シート１０６中の欠陥を通って進入する湿気および酸素を阻止している。接着層１２０の有効透明度は、放出された光を反射し、散乱させるゲッター粒子を選択することによって維持される。第２の態様では、ゲッター１２５は、基板層１６０または透明層１０６の表面および対向する接着層１２０の表面に配置された任意の形状、任意のサイズのドットからなっている。放出された光は、ゲッタードットの表面でＯＬＥＤに向かって内部反射し、光がゲッターを通過するまで戻るため、有効透明度が維持される。

ゲッターは、前面シート１０６、任意選択の硬い被覆層および障壁被覆中の不完全性を通過する水および／または酸素を吸収するように作用する。結果として得られるパッケージされたＯＬＥＤデバイスは、障壁被覆のみを備えたＯＬＥＤデバイスよりも長い寿命を示す。詳細には、ゲッター１２５は、接着層１２０の両側に配置することができ、あるいは別法として層１２０の中に配置することができる。ゲッター粒子のサイズおよび分布は、ＯＬＥＤの概観および光出力が改善されるように選択され、一方、ゲッター材料の連続層は、光出力を減損させることになる。

本明細書において使用されているように、ゲッターという用語は、一般に、水（湿気）および／または酸素と反応する化学薬品として定義されている。ＯＬＥＤデバイスなどの光電子デバイスとのその使用がとりわけ参照されているが、ゲッターは、湿気および／または酸素を除去することが望ましい広範囲にわたるパッケージング用途に利用することができることは明らかである。ゲッターには、ＯＬＥＤデバイスに限定されることは意図されていないため、したがって湿気および酸素に高度に敏感な用途の任意のパッケージング用途にゲッターを使用することができる。これらの用途には、それらに限定されないが、微小電気機械センサ（ＭＥＭＳ）デバイス、フラットパネルディスプレイ、電界放出ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電荷結合デバイス、光起電性デバイス、等々などの用途がある。水および／または酸素のためのゲッターとして使用するための材料は、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムおよびチタンから選択される金属である。金属は、単体形態であっても、あるいはアルカリ土類酸化物、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属過塩素酸塩またはそれらの混合物の形態であってもよい。単体形態の適切な金属には、チタンおよびアルカリ土類金属ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムおよびそれらの混合物があり、とりわけチタン、マグネシウム、カルシウムおよびバリウムが適切であり、カルシウムがより一層適切である。酸化物の形態の適切な金属にはアルカリ土類金属酸化物があり、とりわけ酸化バリウムＢａＯ、酸化ストロンチウムＳｒＯ、酸化カルシウムＣａＯおよび酸化マグネシウムＭｇＯならびにそれらの混合物が適切であり、酸化カルシウムがより一層適切である。

図２に示されている一実施形態では、ゲッター粒子２２５は、接着層２２０の中に埋め込まれ、あるいは接着層２２０の上または中に無作為に分散されている。発光側は２０１で示されている。有機発光層２７０中で生成された光線２５１、２５２および２５３は、透明陽極層２６５、任意選択の透明障壁被覆２６２、硬い被覆層２６１、ＯＬＥＤ基板２６０を通り、また、最後にゲッター微粒子２２５が埋め込まれた頂部接着層２２０を通って移動する。ＯＬＥＤデバイスを封入している気密パッケージ１００の一部である他の層は示されていない。いくつかの実施形態では、ゲッター粒子２２５は、ＯＬＥＤデバイスによって放出される光の特性波長より大きい平均サイズを有している。特性波長は、ＯＬＥＤ出力光スペクトルのピーク強度が生じる波長として定義されている。ゲッターのサイズは、ゲッター微粒子の周囲の最小仮想外接球の直径として定義されている。本発明によるＯＬＥＤのゲッター層に使用するのに適した材料の粒子サイズは、約２００ｎｍより大きく、とりわけ約１０００ｎｍより大きい。

平均サイズがＯＬＥＤデバイスによって放出される光の特性波長より大きいゲッター粒子は、粒子での拡散反射によって光が散乱する原因になることがある。ＯＬＥＤデバイスからの光線は、 前方方向２５１または後方方向２５２に散乱することになり、あるいは光線がゲッター粒子に当たらない場合は全く散乱しない２５３。後方方向２５２に散乱する光線は、陰極の光学的に反射性の表面２８６で反射し、吸収による損失はない。暗いダークスポット２８７は、陽極２６５、陰極２８５または発光層２７０中の欠陥によって生じることがある。ゲッター粒子は、一方では、これらの欠陥を生成することになる湿気および酸素をトラップし、また、他方では、発光層２７０から放出される光を散乱させ、見かけ上の欠陥になる。

図３に示されているように、視角αは、ゲッター層を通って入射する光線と表面法線の間の角度として定義されている。−πから＋πの視角にわたってプロットされた散乱光の強度曲線３９３は、非散乱光の強度曲線３９７より小さいピーク値を有しているが、より広い上部およびより低い尾部を有している。これらの強度曲線は、視角αの平面によって変化することがある。散乱は許容可能であり、さらには、システム内における吸収がほとんどない場合、総光抽出が大きくなる。

粉末形態のゲッターは、多くの異なる方法を使用して、ロール−ロール様プロセスでウェブの上に堆積させることができる。例えば、ロールまたはポーチ積層、熱シールプレスあるいは真空積層を使用して熱可塑性接着層にゲッターを埋め込むことができる。

図４に示されている他の実施形態では、ゲッター４２５は、ドットの構造パターンを形成するために透明基板４６０の上に堆積されている。この表面は、デバイスまたはパッケージの発光側４０１に、デバイスの発光領域の上に存在している。ゲッター４２５は、透明基板４６０上の任意選択の硬い被覆４６１の上に置くことができる。パッケージ内の、放出される光の経路内の他の表面も可能である。

ゲッタードット４２５は、大きさが極めて小さく、また、高度に反射性の表面４２６をデバイスの発光側と対向する表面に有しており、したがってゲッター層の有効透明度が達成される。ゲッタードット４２５によって吸収される光の量は最少であり、エレクトロルミネセンス層４７０から入射する多くの光線４５０は、電極（陽極）４６５、障壁被覆４６２、硬い被覆４６１、基板４６０および第２の硬い被覆４６１を介して、ゲッターの反射側４２６と電極（陰極）４８５の反射側４８６との間を前後に反射する。ほとんどの光は、デバイスから射出するまで内部反射する。他の光線４５３は、反射しないか、あるいはさもなければゲッターの影響を全く受けない。ゲッター層の有効透明度のため、それらに限定されないが、デバイスの能動発光ゾーンの上、陰極表面および陽極表面、透明ＯＬＥＤデバイスの真上、等々を含むデバイス内の任意の場所にゲッターを置くことができる。

ゲッタードットの形は、図５Ａ〜５Ｃに示されているように、丸い形５０１にすることも、六角形５０２の形にすることも、あるいは他の任意の形５０３にすることも可能であり、整列して、あるいは無作為に配置することができる。ゲッタードットのサイズは、ドット５５１の周囲の最小外接仮想円の直径として定義されている。無作為ドットの場合、平均径および直径値の分散が計算される。ゲッタードットの形状係数は、仮想最大内接円５５２の直径と仮想最小外接円５５１の直径の比率によって特性化される。無作為ドットの場合、比率の平均および分散が計算される。ゲッターパターンの密度は、充填率を使用して特性化される。パターンの充填率は、ゲッター材料によって覆われる面積と総面積の間の比率として定義されている。無作為に間隔を隔てた、無作為の形状のドットの場合、充填率は、ゲッターパターンの面積全体を代表する十分に大きい標本面積全体にわたって計算される。本発明によるデバイスの場合、充填率は約５０％未満であり、とりわけ約５％未満である。

図５Ｄと５Ｅを比較すると、本発明によるデバイス中のゲッター層が有している隠す能力が分かる。図５Ｄは、ゲッター層を含んでいないデバイスの発光表面の上面図であり、デバイス中の固有欠陥５８７が明確に示されている。図５Ｅは、本発明によるデバイスの図であり、欠陥をマスキングするゲッター粒子５９１が含まれているため、欠陥がより目立たなくなっている。ゲッターパターンの設計は、透明度、光学欠陥を隠す能力、および光学設計の他の面に対する異なる要求事項に適応することができる。例えば、欠陥を隠すより高い能力、より低い透明度およびより良好なゲッターリング特性を達成するために、ドットサイズおよび形状ならびに充填率の分散をＯＬＥＤデバイスの発光領域全体にわたって変化させることができ、例えば、縁進入による欠陥が生じる可能性がより高いＯＬＥＤデバイスの発光領域の縁の近傍で変化させることができる。

ゲッタードットパターンは、ロール−ロールタイプの製造プロセスに有利な蒸発、スクリーン印刷、噴霧または他の技法を使用して堆積させることができる。他の方法には、均質に覆われたウェブからのゲッターの選択的除去が含まれている。
（実施例１）
図６に示されている一実施形態では、デバイス６００は基板６６０の上に構築された。デバイス６００には、第１の電極（陽極）６６５、発光層６７０、および基板６６０に向かって対向している高度に反射性の表面６８６を有する頂部電極（陰極）６８５が含まれていた。

ＯＬＥＤデバイスは、背面シート６３０および透明前面シート６０６からなる気密パッケージの中に封入された。デバイス６００の発光側６０１に置かれた前面シート６０６は、その両面に硬い被覆６０７を有し、また、湿気障壁層６１０を有していた。これらの２つのシート６０６および６３０は、適切なシーラント６３５を使用して、また、ＯＬＥＤデバイス６００を中心にして、円周領域に沿って互いに結合された。

背面シート６３０は、接着剤の薄い界面層６３５およびアルミニウム障壁層を備えた多層材料から切断された。背面シート６３０は、１２時間にわたって１００℃でガス抜きされた。粉末形態の乾燥したＣａＯゲッター６２５が、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌによって製造された、エチレンとアクリル酸の共重合体であるＰｒｉｍａｃｏｒ３４６０でできた透明接着剤の第１のシート６２１の上に分散された。Ｐｒｉｍａｃｏｒシートは、その水分含有量を少なくするために６時間にわたって１００℃で焼かれ、また、約１０ｕｍ厚の層であり、ほぼ３粒子厚に対応するＣａＯ粒子の層がシートの上に置かれた。粒子は、剛毛ブラシによって均一に分散され、また、過剰材料が除去された。ＣａＯ粉末は、膜および粉末の対抗する静電荷のため、室温でもＰｒｉｍａｃｏｒ３４６０に良好に粘着する。ＣａＯ粉末６２５を接着層６２１の中にさらに埋め込むために、シートは、１６０℃、速度４００ｍｍ／分でポーチラミネータを通して供給された。Ｐｒｉｍａｃｏｒ３４６０接着剤の第２のシート６２２が同じラミネータ設定を使用してシート６２１のＣａＯ側に積層された。積層プロセスは、９０℃と１３０℃の間の温度で実施することができたが、最も好ましい温度は１２０℃であり、また、圧力は７ｋＰａないし２０７ｋＰａであり、最も好ましくは１００ｋＰａであり、プロセスの時間は１秒と１０分の間で、最も好ましくは３０秒であった。

ゲッター層６２５および接着層６２１、６２２から構成されたスタックが不活性グローブボックスの中に移され、ＯＬＥＤ６００の発光側に取り付けられた。背面シート６３０は、ロール積層を使用した接着剤６３５によってＯＬＥＤデバイス６００に取り付けられた。

接着層６２１および６２２の中に分散したＣａＯ粒子６２５の光伝送測定は、３００ｎｍと８００ｎｍの間の波長に対して実施された。分析の結果は、ゲッター層は、７度の円錐角で測定して５％と１５％の間の透過率を有していたが、半球全体（１８０度円錐角）の総透過率は６０％と７０％の間であったことを示した。接着層６２１および６２２の中に分散したＣａＯ粒子６２５の反射率測定も同じく３００ｎｍと８００ｎｍの間の波長で実施された。この測定結果は、拡散反射は２５％と２７％の間であり、一方、全反射は３０％と３２％の間であったことを示した。したがって反射してＯＬＥＤの発光側に向かって戻った光のうちで散乱したのはごく少量にすぎなかった。吸収または全内部反射によって層の中で失われた光は無視し得るものであった。

ＯＬＥＤデバイス６００にエネルギーが供給されると、発光側６０１のＣａＯゲッター粒子６２５は著しい光散乱を生成した。この光散乱は、ＯＬＥＤのより小さい固有欠陥６８７をおおい隠した。このようにして生成された部品を使用して、９０％の相対湿度および６０℃の温度環境で５００時間の貯蔵寿命試験が実施された。ゲッター材料は有していないがそれ以外は同じ構造であるベンチマーク部品がコントロールとして使用された。ゲッターは、コントロールと比較すると試験デバイス中のダークスポットの成長を遅くし、また、より小さい欠陥を隠すためのより大きい能力を有していた。
（実施例２）
図７に示されている一実施形態では、デバイス７００は、両側に硬い被覆層７６１を備えた基板７６０の上に構築された。デバイス７００には、第１の電極（陽極）７６５、発光層７７０、および基板７６０に向かって対向している高度に反射性の表面７８６を有する頂部電極（陰極）７８５が含まれていた。

ＯＬＥＤデバイスは、背面シート７３０および透明前面シート７０６からなる気密パッケージの中に封入された。デバイス７００の発光側７０１に置かれた前面シート７０６は、その両面に硬い被覆７０７を有し、また、湿気障壁層７１０を有していた。これらの２つのシート７０６および７３０は、適切なシーラント７３５を使用して、円周領域に沿って互いに結合された。

ゲッターは、透明基板７６０の硬い被覆層７６１の上に円形ドット７２５の周期パターンで堆積された。したがってゲッターは、デバイス７００の発光側７０１の光路内に存在していた。ゲッター材料のデバイス７００から入射する光と対向する面は、光学的に反射性の表面７２６であった。ドットの形は円形であり、したがって形状係数は１であった。ドットの直径は発光領域全体にわたって一定であり、１００ｎｍであった。充填率も同じく発光領域全体にわたって一定であり、π／８すなわち約３９％であった。単体カルシウムから構成されたドット７２５は、レーザ切断孔のアレイを備えた厚さ２ミルのポリイミドマスクを使用して、 真空下における熱蒸発によって堆積された。ポリイミドマスクと、硬い被覆層７６１を備えた透明基板７６０は、ゲッターの堆積に先立って完全にガス抜きされた。

デバイス７００にエネルギーが供給されると、粒子ドット７２５はＯＬＥＤの固有欠陥７８７をおおい隠した。このようにして生成された部品を使用して、９０％の相対湿度および６０℃の温度環境で５００時間の貯蔵寿命試験が実施された。Ｃａゲッター材料は有していないがそれ以外は同じ構造であるベンチマーク部品が比較のために使用された。Ｃａゲッターは、到来する湿気、あるいは固有の湿気と反応することにより、コントロールと比較するとダークスポットの成長を遅くした。ゲッターパターンは欠陥をおおい隠した。

多くの実施形態において、基板材料の望ましい物理特性の重大な減損を伴わない最大量のゲッターを使用することが望ましい（水および／または酸素を除去する基板の能力を最大化するために）。これは、堆積するゲッター材料の厚さおよびパターンの充填率を最大化しなければならないことを意味している。一例として、いくつかのＯＬＥＤデバイスでは、最大透明度が望ましい。これらのタイプの実施形態では、ゲッター層の透明度は、通常、ＯＬＥＤによって放出される光のうち、ゲッターによって吸収される割合が５０％未満になるように選択され、好ましくは１０％未満になるように選択される。他のタイプの用途には、場合によっては異なる透明度要求事項が必要である。

明るくなると、デバイスは、ドットがデバイス中の欠陥をおおい隠したため、ドットのないデバイスよりも一様に見えた。また、デバイスは、ゲッター層は含んでいないが、それ以外は同じ構造であったコントロール部品よりも薄暗くはなかった。両方の部品を使用して、９０％の相対湿度および６０℃の温度環境で５００時間の貯蔵寿命試験が実施された。この環境での５００時間の後、Ｃａドットを備えた部品は、コントロールよりも少ない欠陥を有していた。ゲッターは、水または酸素との化学反応、およびその過程での消費によって、進入する湿気のＯＬＥＤデバイスへの到達を防止した。

この成文説明には、最良モードを含む本発明を開示するために、また、すべての当業者による本発明の構築および使用を可能にするために、いくつかの例が使用されている。本発明の特許請求可能範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者に思い浮ぶ他の例を包含することができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文字言語とは異ならない構造構成要素をそれらが有している場合であっても、あるいは特許請求の範囲の文字言語とは非現実的に異なる等価構造構成要素をそれらが含んでいる場合であっても、本特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

以上、本明細書において、単に本発明の特定の特徴についてのみ図に示し、かつ、説明したが、当業者には多くの修正および変更が思い浮ぶものと思われる。したがって、特許請求の範囲には、本発明の真の精神の範疇としてすべてのこのような修正および変更が包含されていることが意図されていることを理解されたい。

１００ 気密パッケージ設計（気密パッケージ）
１０６、６０６、７０６ 前面シート（透明層、透明前面シート）
１２０ 透明接着層
１２５、４２５、６２５ ゲッター（ゲッタードット、ＣａＯ粉末、ゲッター層、ＣａＯ粒子）
１３０、６３０、７３０ 背面シート
１６０ 透明プラスチックまたはガラス基板（基板層）
１６５ 第１のセットの電極（陽極）
１７０、４７０、６７０、７７０ 発光層（エレクトロルミネセンス層、有機発光層）
１８５ 第２の電極（陰極）
２０１、６０１、７０１ ＯＬＥＤデバイスの発光側
２２０ 接着層
２２５、５９１ ゲッター粒子（ゲッター微粒子）
２５１ 有機発光層中で生成された光線（前方方向）
２５２ 有機発光層中で生成された光線（後方方向）
２５３ 有機発光層中で生成された光線
２６０ ＯＬＥＤ基板
２６１、７６１ 硬い被覆層
２６２ 透明障壁被覆
２６５ 透明陽極層（陽極）
２７０ 有機発光層
２８５ 陰極
２８６ 陰極の光学的に反射性の表面
２８７ ダークスポット
３９３ 散乱光の強度曲線
３９７ 非散乱光の強度曲線
４０１ デバイスまたはパッケージの発光側
４２６ ゲッターの高度に反射性の表面（ゲッターの反射側）
４５０ エレクトロルミネセンス層から入射する光線
４５３ 内部反射しない光線
４６０ 透明基板
４６１、６０７、７０７ 硬い被覆
４６２ 障壁被覆
４６５ 電極（陽極）
４８５ 電極（陰極）
４８６ 電極（陰極）の反射側
５０１ 丸い形のゲッタードット
５０２ 六角形の形のゲッタードット
５０３ 任意の形のゲッタードット
５５１ ドット（仮想最小外接円）
５５２ 仮想最大内接円
５８７ デバイス中の固有欠陥
６００、７００ デバイス（ＯＬＥＤ）
６１０、７１０ 湿気障壁層
６２１ 第１のシート（接着層）
６２２ 第２のシート（接着層）
６３５、７３５ シーラント（接着剤の薄い界面層、接着剤）
６６０、７６０ 基板
６６５、７６５ 第１の電極（陽極）
６８５、７８５ 頂部電極（陰極）
６８６、７８６ 頂部電極（陰極）の高度に反射性の表面
６８７、７８７ ＯＬＥＤの固有欠陥
７２５ ゲッターの円形ドット（粒子ドット）
７２６ ゲッター材料の光学的に反射性の表面

Claims (20)

1. 透明基板と、前記透明基板の上に配置された第１の透明電極と、第２の電極と、これらの電極の間にはさまれたエレクトロルミネセンス層とを備えた有機発光デバイスであって、前記透明基板は、前記第１の透明電極の前記エレクトロルミネセンス層とは反対側の表面に配置され、有機発光デバイスが、さらに、前記基板の前記第１の透明電極とは反対側の発光表面に配置されたゲッター層を備え、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムおよびチタンから選択される金属を備える、有機発光デバイス。
2. 前記金属がアルカリ土類金属である、請求項１記載の有機発光デバイス。
3. 前記金属がマグネシウム、カルシウムまたはバリウムである、請求項１記載の有機発光デバイス。
4. 前記金属がカルシウムである、請求項１記載の有機発光デバイス。
5. 前記ゲッター層が追加として接着剤を備える、請求項１記載の有機発光デバイス。
6. ゲッターが接着材料の表面に配置される、請求項１記載の有機発光デバイス。
7. 前記有機発光デバイスの前記発光表面に配置された障壁被覆をさらに備え、前記ゲッター層が前記透明電極と前記障壁被覆の間に配置される、請求項１記載の有機発光デバイス。
8. 前記ゲッター層が、カルシウム、バリウム、マグネシウムおよびチタンから選択される単体形態の金属を備える、請求項１記載の有機発光デバイス。
9. 前記金属がカルシウムである、請求項１記載の有機発光デバイス。
10. アルカリ土類金属がドットのパターンで前記表面に分散される、請求項１記載の有機発光デバイス。
11. 前記ドットの形が円形または六角形である、請求項１０記載の有機発光デバイス。
12. 前記パターンが約５０％未満の充填率を有する、請求項１０記載の有機発光デバイス。
13. 前記パターンが約５％の充填率を有する、請求項１０記載の有機発光デバイス。
14. 前記ドットが１と５００の間の形状係数を有する、請求項１０記載の有機発光デバイス。
15. 前記ドットの特性サイズの範囲が約２ｎｍから約１００μｍまでである、請求項１０記載の有機発光デバイス。
16. 前記金属が約２００ｎｍより大きい粒子サイズを有する微粒子の形態である、請求項１記載の有機発光デバイス。
17. 前記金属が約１０００ｎｍより大きい粒子サイズを有する微粒子の形態である、請求項１記載の有機発光デバイス。
18. 前記ゲッター層が、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属過塩素酸塩またはそれらの混合物を備える、請求項１記載の有機発光デバイス。
19. 前記ゲッター層が、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化マグネシウムまたはそれらの混合物を備える、請求項１記載の有機発光デバイス。
20. 前記ゲッター層が酸化カルシウムを備える、請求項１記載の有機発光デバイス。