KR101668471B1 - 캡슐화된 전기 발광 장치 - Google Patents

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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 유기 발광층(50) 및 전기 발광층 스택(59)의 측면을 캡슐화하는 닫힌 윤곽을 갖는 캡슐화 수단(70)을 포함하고 대향 전극(40)을 전기 소스에 전기적으로 접촉하는 전기 발광 장치(10)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 장치를 제공하는 방법, 캡슐화 수단으로서의 연속적인 윤곽(contour)의 사용, 및 이러한 장치에서 사용되는 피복된 기판에 관한 것이다.

Description

캡슐화된 전기 발광 장치{ENCAPSULATED ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은, 유기 발광층 및 전기 발광층 스택의 측면을 캡슐화하는 닫힌 윤곽(closed contour)을 갖는 캡슐화 수단을 포함하고 대향 전극을 전기 소스에 전기적으로 접촉하는 전기 발광 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 장치를 제공하는 방법, 캡슐화 수단으로서의 연속적인 윤곽(contour)의 사용, 및 이러한 장치에서 사용되는 피복된 기판에 관한 것이다.
WO 2007/013 001 A2에는, 유기 발광 다이오드(OLED)가 기재되어 있다. 유기 발광 다이오드는 2개의 전극 사이에 삽입된 대략 100 nm의 유기 물질의 박층으로 구성된다. 2 내지 10볼트의 전압이 2개의 전극 사이에 인가되면, 유기 물질은 발광한다. 불행하게도, 유기층 및 대향 전극은 산소 및/또는 물에 매우 민감하다. 그러므로, OLED는 기판 및 가요성 포일 간에 갭을 갖는 밀봉된 볼륨을 정의하는 커버 뚜껑으로서 측면 밀봉 및 측면 밀봉의 상부의 가요성 포일로 밀봉된다. 이 장치의 단점 중의 하나는 이러한 갭의 존재이다. 갭은 적어도 건식 가스, 바람직하게 화학적 불활성 가스로 채워져야 한다. 또한, 특히, 밀봉을 통한 무시할 수 없는 산소 및/또는 물 확산 속도의 경우에, 장치의 수명을 개선하기 위하여 밀봉된 볼륨 내에 추가의 게터가 공통적으로 도포된다. 이들은 제조 수고를 증가시킨다. 또한, 또한, 갭은 원하는 것보다 OLED 장치의 전체 설치 깊이를 증가시킨다. 그러므로, 이러한 갭을 회피하는 것이 상술한 이유로 바람직하다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 제거하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 기판과 전기 발광 장치의 후면 사이의 갭을 회피하는 측면 캡슐화부를 갖고, 전기 발광 장치가 단락의 위험 없이 쉽게 접속될 수 있는 전기 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 기판, 기판 상부의 기판 전극, 대향 전극, 및 상기 기판 전극 및 상기 대향 전극 사이에 배치되어 광을 방출하는 적어도 하나의 유기 전기 발광층을 갖는 전기 발광층 스택, 상기 전기 발광층 스택을 둘러싸는 내부 에지 및 외부 에지를 갖는 닫힌 윤곽으로서 기판 전극 상에 배치된 전기적으로 비도전성 캡슐화 수단을 포함하고, 상기 전기 발광층 스택은 윤곽의 내부 에지에 의해 정의된 기판 전극 상부의 영역을 적어도 전체적으로 피복하고 상기 윤곽의 외부 에지와 상기 전기 발광층 스택의 에지 사이의 연속하는 제1 갭을 형성하고, 상기 대향 전극은 상기 전기 발광층 스택을 완전히 피복하고, 제1 갭보다 작고 상기 기판 전극으로부터 상기 대향 전극을 분리하기에 충분히 큰 상기 윤곽의 외부 에지와 대향 전극의 에지 사이의 연속적인 제2 갭을 형성하고, 상기 캡슐화 수단은 상기 전기 발광층 스택의 측면 캡슐화부를 제공하기 위하여 확산 배리어층으로서 동작하기에 적합하고, 대향 전극과 전원 사이에 전기적 접속을 형성하기 위하여 캡슐화 수단이 대향 전극으로 적어도 부분적으로 피복되는 위치에서 캡슐화 수단의 상부에 적어도 하나의 접촉 수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 발광 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 중요한 아이디어는 충분한 전기 발광 장치 수명을 제공하기 위하여 기판 및 전기 발광 장치의 후면 사이에 임의의 갭을 제공하지 않고 전기 발광층 스택의 측면을 효과적으로 밀봉하는 캡슐화 수단을 사용하는 것이다. 또한, 게터는 본 발명에 따른 전기 발광 장치에 필요하지 않다. 여기서, 모든 장소에서 전기 발광층의 측면을 밀봉하는 간단하고 보편적인 방법이 개시되어, 전기 발광 OLED 장치의 상당히 저렴한 생산을 유도한다. 캡슐화 수단은 대향 전극과 기판 전극 사이의 단락을 방지함으로써 전기 발광 장치의 신뢰성을 동시에 개선한다. 바람직하게, 전기 발광 장치는 캡슐화 수단인 영역을 제공함으로써 기판 전극을 구성할 필요성을 피하면서 전원에 쉽게 접촉될 수 있어 3차원 접촉 방식을 이용하여 대향 전극과 전원 사이의 전기적 접속을 확립할 수 있다.
발명의 문맥에서, 전기 발광(EL)층 스택이라는 표현은 기판 전극과 대향 전극 사이에 준비된 모든 층을 말한다. EL층 스택의 일실시예에서, 전기 발광층 스택은 기판 및 대향 전극 사이에 마련된 적어도 하나의 발광 유기 전기 발광층을 구비한다. 다른 실시예에서, 층 스택은 기판과 대향 전극 사이에 마련된 몇 개의 층을 포함할 수 있다. 몇 개의 층은 하나 이상의 홀 전송층, 전자 차단층, 전자 전송층, 홀 차단층, 이미터층 또는 유기 및 비유기층의 조합 등의 유기층일 수 있다. 비유기층은 층 스택 내의 2개 이상의 발광층 및/또는 전하 주입층의 경우 추가의 전극일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 기판 전극 및/또는 대향 전극은 다음의 재료: 즉, ITO, 알루미늄, 은, 도핑 ZnO, 산화물층 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 기판이라는 표현은 전기 발광 장치의 상이한 층이 증착된 기본 물질을 말한다. 통상, 기판은 투명하며 글래스로 이루어진다. 또한, 기판은 투명하고, 바람직하게 다음의 물질: 은, 금, 글래스 또는 세라믹 중의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 기판은 전기 발광 장치 층 스택에 들어오는 습기 및/또는 산소를 필수적으로 방지하기 위하여 적절한 습기 및 산소 배리어를 갖는 투명 폴리머 시트 또는 포일일 수 있다. 기판으로서 금속 포일 등의 불투명 물질을 이용할 수 있다. 기판은 소등-커플링 향상 등의 광학적 목적 또는 다른 목적을 위하여 추가의 층을 포함할 수 있다. 기판은 통상 평평하지만, 원하는 임의의 3차원 형상으로 형성될 수 있다.
발명의 문맥에서, 기판 전극이라는 표현은 기판의 상부에 증착된 전극을 말한다. 통상, 기판 전극은 글래스로부터 전극으로 이동 원자 또는 이온의 확산을 억제하기 위하여 SiO2 또는 SiO의 언더코팅을 선택적으로 갖는 투명 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함한다. ITO 전극을 갖는 글래스 기판에서, ITO는 통상 애노드이지만, 특별한 경우, 캐소드로서 사용될 수 있다. 어떤 경우, 얇은 Ag 또는 Au층(8 내지 15 nm 두께)이 기판 전극으로서 단일로 또는 ITO와 결합하여 사용된다. 금속 포일이 기판으로서 사용되면, 기판 전극의 역할이 애노드 또는 캐소드일 수 있다.
"상부(on-top-of)"라는 표현은 열거된 층의 시퀀스를 나타낸다. 이 표현은 서로의 상부로서 기재된 층 내에 다른 층이 있을 가능성을 포함한다. 예를 들어, 기판 전극 및 기판 사이에 소등-커플링을 향상시키기 위한 추가의 광학층이 배치될 수 있다. 피복이라는 표현에서, 제1층이 제2 층을 피복한다라고 하면, 제2 층의 최외측 에지를 연장하는 제1층이 제2 층 상에 증착된다는 것을 의미한다. 제1 층이 제2 층을 피복하는 층의 스택은 제1 및 제2 층 사이 또는 제2 층의 하부에 추가의 층을 포함할 수 있다.
발명의 문맥에서, 대향 전극이라는 표현은 기판으로부터 떨어진 전극을 말한다. 통상, 대향 전극은 투명하지 않고 전극이 반사하기에 충분한 두께(일반적으로 Al의 경우 100 nm 및 Ag의 경우 100 내지 200 nm)의 Al 또는 Ag 층으로 이루어진다. 대향 전극은 통상 캐소드이지만 애노드로서 바이어스될 수 있다. 탑 발광(top-emitting) 또는 투명 전기 발광 장치에서는, 대향 전극이 투명해야 한다. 투명 대향 전극은 다른 이전에 증착된 층의 상부에 증착된 ITO 층 또는 얇은 Ag 또는 Al 층(5 내지 15nm)으로 이루어진다. 대향 전극을 통해 충분한 확산 배리어를 확보하기 위하여, 대향 전극의 두께는 바람직하게 전기 발광층 스택의 두께보다 크다.
발명의 문맥에서, 기판을 통해 광을 방출하고 투명 기판, 투명 기판 전극 및 불투명 대향 전극(통상 반사)의 조합을 갖는 전기 발광 장치는 "보텀 발광(bottom-emitting)"이라 한다. 추가의 전극을 포함하는 전기 발광 장치의 경우, 임의의 실시예에서, 내부 전극이 캐소드 또는 애노드로서 구동되면, 기판 및 대향 전극 모두 애노드 또는 캐소드일 수 있다. 또한, 발명의 문맥에서, 대향 전극을 통해 광을 방출하고 불투명 기판 전극 및 투명 대향 전극의 조합을 갖는 전기 발광 장치는 "탑 발광"이라 한다.
발명의 문맥에서, 투명 전기 발광 장치라는 표현은 기판, 기판 전극, 대향 전극 및 확산 배리어 등의 대향 전극 상의 추가로 도포된 층이 투명한 전기 발광 장치를 말한다. 여기서, 전기 발광 장치는 탑 발광 또는 보텀 발광일 수 있다. 발명의 문맥에서, 가시 범위 내의 광 투과가 50%보다 크고 나머지는 흡수 또는 반사되면, 층, 기판 또는 전극은 투명하다라고 한다. 또한, 발명의 문맥에서, 가시 범위 내의 광 투과가 10% 내지 50%이고 나머지는 흡수 또는 반사하면, 층, 기판 또는 전극은 반투명하다라고 한다. 또한, 발명의 문맥에서, 광이 450 nm 및 650 nm 사이의 파장을 가지면 가시광이라 한다. 발명의 문맥에서, 광이 전기 발광 장치의 유기 전기 발광층에 의해 방출되면 인공광이라 한다.
또한, 발명의 문맥에서, 전기 발광 장치의 층, 수단, 접속기 또는 구성 소자는 그 전기 저항이 100000 오옴 미만이면 전기적으로 도전되었다고 말한다. 그렇지 않으면 비도전이라 한다. 발명의 문맥에서, 수동 전자 구성요소는 저항, 커패시터, 인덕터를 포함한다. 또한, 발명의 문맥에서, 능동 전자 구성요소는 다이오드, 트랜지스터 및 모든 타입의 집적 회로를 포함한다.
발명의 문맥에서, 전기 발광 장치의 층, 수단, 기판, 전극 또는 구성 요소는 그 인터페이스에 입사되는 광이 반사 법칙에 따라 복귀하면 반사된다라고 말한다: 여기서, 거시적 입사각이 거시적 반사각과 동일하다는 것이다. 또한, 정반사라는 용어는 이 경우에 사용된다. 또한, 발명의 문맥에서, 전기 발광 장치의 층, 수단, 기판, 전극 또는 구성 요소는 입사광이 반사 법칙에 따라 복귀되지 않으면 산란된다라고 말한다: 여기서, 거시적 입사각이 복귀광의 거시적 각과 동일하지 않다는 것이다. 또한, 복귀광에 대한 각 분포가 존재한다. 산란 대신, 확산 반사라는 용어가 사용될 수 있다.
전기 발광 장치의 후면이라는 표현은 전기 발광 장치의 충분한 수명을 제공하기 위하여 전기 발광 장치를 충분히 밀봉하기 위하여 필요한 기판으로부터 외면된 최외층을 말한다.
산소 또는 물은 유기 전기 발광층 또는 대향 전극을 손상시킬 수 있다. 캡슐화 수단이 유기 전기 발광층과 직접 접촉함에 따라, 캡슐화 수단이 무수 및/또는 워터 프리(water free)인 것이 바람직하다. 발명의 문맥에서, 워터 프리 및/또는 무수라는 표현은 전기 발광 장치의 평균 수명 동안 물 함유량에 의한 악화(degradation)가 육안으로 발견되지 않는다는 것을 의미한다. 층 스택으로의 물 확산에 의한 전기 발광층 스택 및/또는 대향 전극의 가시적 악화는 에지로부터 발광 영역의 수축 또는 흑점의 성장의 형태를 취할 수 있다. 워터 프리 및/또는 무수라는 표현은 비도전성 접착제 뿐만 아니라 손상없이 전기 발광층 스택 및/또는 대향 전극에 의해 흡수될 수 있는 물의 양에 의존한다.
발명의 문맥에서, 층 및/또는 수단이 전기 발광층 스택 또는 대향 전극으로의 습기 및/또는 산소의 해로운 확산을 막으면, 층 및/또는 수단을 확산 배리어라 한다. 확산은 방출된 광의 수명이 상당이 많이 감소하는 것이 관찰되는 경우에 해로운 것으로 표시된다. 최신의 표준 OLED 장치의 유통 기한은 100000 시간대 이상이다. 상당한 감소는 약 2 이상의 팩터의 수명 감소를 의미한다. 캡슐화 수단의 윤곽은 전기 발광층 및/또는 대향 전극의 측면으로의 해로운 확산을 방지하기 위하여 0.5 mm, 바람직하게 1.0 mm 및 더 바람직하게 2.0 mm의 폭을 갖는다.
캡슐화 수단은 전기적으로 도전성이 아니다. 기판 전극 및 대향 전극 사이의 분리를 확보하기 위하여, 캡슐화 수단의 두께는 20 nm 이상, 바람직하게 100 nm 이상, 더 바람직하게 200 nm 이상이어야 한다.
실시예에서, 캡슐화 수단은 SiO, SiO2, TiO2, 질화물, 바람직하게 SiN, 플루오라이드, 바람직하게 CaF2, 글래스, 재용해된 글래스 프리트, UHV 래커, 산화된 금속, 바람직하게 애노드화된 알루미늄의 물질의 그룹 중의 적어도 하나의 물질을 포함한다. 열거된 물질은 공통 증착 기술로 증착될 수 있고 최신 수명이 가능한 충분한 확산 배리어를 제공하기에 적합하게 워터 프리 및/또는 무수이다.
다른 실시예에서, 상기 윤곽의 내부 에지를 평활화하기 위하여 적어도 상기 윤곽의 내부 에지를 피복하는 평활화층이 기판 전극의 상부에 배치된다. 평활화층의 존재는 전기 발광층 스택 및 대향 전극의 다음의 증착 프로세스를 위해 임의의 섀도우 에지의 출현을 방지한다. 섀도우 에지는 크랙 등의 결함없이 연속적인 층을 달성하기 위하여 피해야 한다. 섀도우 효과를 피하기 위하여 윤곽의 내부 에지를 평활하게 피복하는 평활화층의 물질의 물질 특성은 점도, 즉, 향상된 온도에서의 점도이다. 바람직하게, 평활화층의 물질의 점도는 후속의 프로세스 단계에서 평활화층에 인가되는 온도 및/또는 증착 온도에서 낮다. 평활화층의 물질은 임의의 적절한 물질, 바람직하게 비도전성 물질일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 평활화층은 상기 기판 전극에 평행한 방향으로 상기 캡슐화 수단의 폭보다 작은 폭을 갖는 테두리로서 상기 윤곽의 내부 에지에 배치된다. 기판을 향하여 평활화층으로 들어간 광을 산란하기 위하여 평활화층의 물질에 산란 입자가 추가되면, 테두리로서 평활화층이 존재하는 추가의 비자발광 영역의 가시성은 감소되거나 회피될 수 있다.
상기 평활화층은 적어도 하나의 물질, 바람직하게, 프린팅으로 쉽게 도포될 수 있는 접착제, 폴리머, 래커, 페인트, 잉크의 물질의 그룹 중 바람직하게 전기적으로 비도전성 물질을 포함한다. 전기 발광 장치의 수명에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, 이들 물질은 바람직하게 무수 및/또는 워터 프리이다. 예를 들어, 다음의 물질, 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴 또는 실리콘 중의 적어도 하나를 포함하는 접착제가 평활화층을 위한 물질로서 사용되면, 윤곽의 내부 에지에서 기판 전극 상에 접착제가 방울처럼 도포할 수 있다. 접착제의 낮은 점도는 접착제가 윤곽의 내부 에지의 임의의 가파른 에지를 평활화하는 에지로 흘러가도록 하여 후속층의 증착시에 임의의 섀도우 효과를 방지한다.
지속적인 비도전성 접착제를 달성하기 위하여, 다음의 물질 중의 적어도 하나가 사용될 수 있다: 즉, 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴 또는 실리콘. 테두리로서의 평활화층은 비도전성 물질을 포함할 수 있다. 이 비도전성 물질은 투명, 불투명이거나 산란 특성을 포함할 수 있다. 테두리로서의 평활화층에 사용되는 물질에 따라, 기판 전극으로부터 전기 발광층으로의 직접 전류 주입이 차단되기 때문에, 평활화층이 도포된 영역이 전기 발광 장치의 정상 동작에서 어둡게 나타날 수 있음이 실험으로 확인되었다. 그러므로, 다른 바람직한 실시예는, 테두리로서의 평활화층이 유기 전기 발광층에 의해 생성된 광을 산란하기 위한 적어도 하나의 산란 수단을 포함하고 바람직하게 산란 수단이 평활화층에 매립되는 것을 특징으로 한다. 분산 수단은 기판에 의해 가이드된 인공 광의 일부를 산란 및/또는 반사한다. 이것은 비발광 테두리 영역을 밝게 한다. 기판이 종종 광 가이드의 일종으로서 동작함에 따라, 테두리로서의 평활화층의 산란 수단은 이 광이 산란하도록 하여 전기 발광 장치 밖으로 반사되도록 한다. 산란 수단은 보호 수단 내에 매립된 복수의 안료 및/또는 플레이크에 의해 형성될 수 있다. 이 안료 및/또는 플레이크는 예를 들어, 알루미늄, 미카 효과 안료(mica effect pigment), 티탄 디옥사이드 파티클 또는 유기 전기 발광 장치의 인공 광을 산란 및/또는 반사시키는 것으로 당업자에게 알려진 다른 플레이크 또는 파티클을 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 평활화층은 염색된다. 이것은 평활화층을 착색하거나 착색된 안료를 평활화층에 도포함으로써 수행된다.
대향 전극과 전원 사이에 전기적 접속을 형성하기 위하여, 캡슐화 수단이 적어도 부분적으로 대향 전극으로 피복된 위치에서 적어도 하나의 접촉 수단이 캡슐화 수단의 상부에 배치된다. 최신의 OLED에서, 기판 상의 전극은 적어도 2개의 전기적 분리 영역, 즉, 기판 전극으로서 기능하는 영역 및 대향 전극에 접속되는 다른 영역으로 구성된다. 따라서, 기판 및 대향 전극은 하나의 평면 내에서 기판의 테두리로 이어지고 표준 수단에 의해 접촉될 수 있다. 이러한 2차원 접촉 방식의 단점은 대향 전극 뿐만 아니라 기판 전극이 접촉을 위해 OLED의 주변부를 공유해야 하고, 따라서, 장치의 단락을 피하기 위하여 기판 상의 전극은 적어도 2개의 분리 영역(대향 전극과 접촉될 기판 전극과 제2 전극)으로 분리될 필요가 있다. 개시된 3차원 접촉은 2차원 접촉의 심각한 단점을 제거한다.
접촉 수단 하부의 캡슐화 수단 없이 대향 전극에 도포된 접촉 수단은 대향 전극을 손상할 수 있고, 기판 전극과의 직접 접촉을 위해 전기 발광층 스택을 관통하여 단락을 생성할 수 있다. 이것을 피하기 위하여, 접촉 수단은 대향 전극 및 기판 전극 간의 임의의 직접 접촉을 방지하기 위하여 캡슐화 수단의 상부에 배치된다. 접촉 수단은, 접촉 수단에 관한 특별한 고려 사항이 없기 때문에, 쉽게 전기 소스에 접속될 수 있다. 접촉 수단이 대향 전극을 손상하는 방식으로 접촉이 수행되더라도, 캡슐화 수단이 접촉 수단 또는 대향 전극 및 기판 전극 간의 임의의 직접 접촉을 방지하기 때문에 단락의 위험이 없다. 이 목적을 달성하기 위하여, 접촉 수단은 캡슐화 수단의 상부에 완전히 배치되고 접촉 수단의 영역을 초과할 수 있다. 또한, 캡슐화 수단의 물질은 접촉 수단으로부터 기판 전극을 차폐하기에 충분히 두껍고 및/또는 견고해야 한다. 정밀한 두께 및 경도는 접촉 수단에 의해 가해진 실제 압력에 의존하지만, 일반적으로 1 내지 100 미크론 두께면 충분하다. 바람직한 보호는 10 내지 200 미크론 두께의 캡슐화 수단 뿐만 아니라 1.5 미크론 두께의 캡슐화 수단로 달성되었지만, 더 두꺼운 캡슐화 수단이 사용될 수 있다. 접촉 수단은 전기 발광 장치 및 대향 전극의 홀더/하우징 사이에 배치된 스프링을 포함할 수 있다. 이 스프링은 대향 전극과 직접 접촉할 수 있고 전류를 대향 전극으로 흐르게 할 수 있다. 스프링은 솔더링, 레이저 용접, 초음파 용접에 의해 대향 전극에 부착될 수 있다. 부착 프로세스는 대향 전극 및/또는 전기 발광층 스택의 관통을 유도할 수 있다. 캡슐화 수단은 단락을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 스프링은 대향 전극에 동전 형상 접촉 플레이트를 가압할 수 있다. 동전 형상의 소자의 표면이 대향 전극의 일부를 관통하더라도, 캡슐화 수단이 접촉 수단의 표면이 기판 전극과 전기적으로 접촉하는 것을 막기 때문에 단락이 발생하지 않는다. 다른 바람직한 실시예에서, 접촉 수단은 아크 형상 스프링일 수 있다. 아크 형상 스프링은 캡슐화 수단에 쉽게 부착되고, 접촉 수단 및 대향 전극 간의 접촉은 쉽게 확립될 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 접촉 수단은 라운딩 팁이다. 접촉 수단은 대향 전극에 라운딩 팁을 압착하는 스프링을 포함할 수 있다. 라운딩 팁과 대향 전극 간의 접촉의 큰 영역 때문에, 신뢰성있는 접촉이 확립된다.
또 다른 실시예에서, 접촉 수단은 도전성 접착제, 도전성 래커, 도전성 페인트, 도전성 잉크의 물질의 그룹으로부터 적어도 하나의 물질을 포함한다. 접촉 수단에 대한 적절한 도전성 물질은 도전성 평활화층을 위한 적절한 물질로서 이미 개쇠었지만, 도전성 수단으로서 적용될 수 있다. 이들 접촉 수단은 대향 전극에 국부적으로 높은 압력을 가하지 않으면서 프린팅 및/또는 페인팅 프로세스로 대향 전극에 도포될 수 있다. 그러므로, 대향 전극과 기판 전극 사이의 단락은 더 감소하여, 상술한 바와 같이 기계적 접촉 수단이 도포되어야 하는 경우와 비교하여 더 작은 두께를 갖는 캡슐화 수단을 도포할 수 있다.
증착된 공통 대향 전극은 대향 전극 내의 임의의 핀 홀의 부재시에 완전히 기밀이다. 바람직한 실시예에서, 대향 전극은 바람직하게 전기 도금 프로세스를 통해 적절히 두꺼워지고, 더 바람직하게, 대향 전극은 알루미늄으로 이루어진다. 전기 도금은 예로서 마이크로미터의 범위까지 대향 전극의 두께를 증가시키는 적절한 프로세스이다. 이러한 두꺼운 층은 두꺼워지기 전에 초기 대향 전극에 핀홀이 존재하는 경우에도 본 발명의 문맥에서 확산 배리어로서 동작하기에 충분할 수 있다. 존재하는 핀 홀은 두께 증가 전기 도금 프로세스 동안 닫힌다. 바람직한 실시예에서, 대향 전극은 전기 도금 프로세스에 적절한 물질로서 알려진 알루미늄으로 이루어진다. 상기의 경우, 대향 전극은 반사이고 따라서 투명하지 않다. 대향 전극을 환경으로부터 전기적으로 분리하기 위하여, 추가의 비도전성 무기 및/또는 유기층이 대향 전극의 상부에 증착되어 대향 전극을 완전히 피복해야 한다. 당업자는 이러한 추가의 층을 마련하기 위하여 적절한 물질을 선택할 수 있다. 이러한 층(들)은 대향 전극에 접촉 수단을 도포한 후에 추가될 수 있다. 접촉 수단의 종류에 따라, 접촉 수단은 후에 전원으로의 전기적 접촉을 확립하기 위하여 추가의 층이 없어야 한다. 접촉 수단을 돌출시키는 경우, 접촉 영역을 자유롭게 하기 위한 추가의 측정 없이 추가의 층(들)이 대향 전극의 상부에 증착될 수 있다. 예를 들어, 접촉 수단은 와이어가 부착된 임의의 도전성 접착제일 수 있다. 대향 전극을 접촉 수단 및 와이어를 통해 전원에 접속할 수 있는 추가의 층이 와이어에 없도록 할 필요가 없다. 그러나, 이러한 전기 발광 장치는 보텀 발광 장치로서 동작한다.
다른 실시예에서, 확산 배리어, 바람직하게 박막 확산 배리어로 캡슐화되어, 최신 수명을 보장하기 위하여 전기 발광 장치의 충분한 캡슐화를 확보한다. 확산 배리어로서, 바람직하게 박막 확산 배리어로서 동작하기에 적합한 층 또는 층 스택은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 포함하는 층 및/또는 층 스택이다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 다른 물질을 선택할 수 있다. 얇은 게터층이 이들 층 스택 사이에 삽입되어 이러한 층 및/또는 층 스택의 확산 배리어 특성을 더 개선할 수 있다. 이 경우, 대향 전극은 투명하거나 투명하지 않을 수 있다. 확산 배리어(투명 또는 비투명)의 광학 특성에 따라, 전기 발광 장치는 보텀 발광 장치 또는 탑 발광 장치 또는 투명 전기 발광 장치로서 동작할 수 있다. 결과적인 캡슐화부는 전기 발광 장치의 측면으로부터의 신뢰성있는 밀봉에 대하여 후면으로부터의 전기 발광 장치의 신뢰성있는 밀봉이 가능하며, 동시에 전기 발광 장치의 전체 설치 깊이를 감소시킨다. 접촉 수단의 종류에 따라, 이 경우, 접촉 수단은 후에 전원으로의 전기적 접속을 확립하기 위하여 증착된 확산 배리어가 없어야 한다. 접촉 수단을 돌출시키는 경우, 확산 배리어는 접촉 수단을 자유롭게 하는 추가의 측정 없이 대향 전극의 상부에 증착될 수 있다. 예를 들어, 접촉 수단은 와이어가 부착된 임의의 도전성 접착제일 수 있다. 대향 전극을 접촉 수단 및 와이어를 통해 전원에 접속할 수 있는 추가의 층이 와이어에 없도록 할 필요가 없다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 전기 발광 장치를 제공하는 방법으로서, 기판의 상부에 기판 전극을 증착하는 단계, 상기 기판 전극의 상부에 캡슐화 수단으로서 내부 에지 및 외부 에지를 갖는 닫힌 윤곽을 증착하는 단계, 상기 윤곽의 내부 에지에 의해 정의된 기판 전극 상부의 영역을 완전히 피복하고 상기 윤곽의 외부 에지와 상기 전기 발광층 스택의 에지 사이의 연속하는 제1 갭을 형성하는 전기 발광층 스택을 기판 전극의 상부에 증착하는 단계, 상기 전기 발광층 스택을 완전히 피복하고 제1 갭보다 작고 상기 기판 전극으로부터 상기 대향 전극을 분리하는 상기 윤곽의 외부 에지와 대향 전극의 에지 사이의 연속적인 제2 갭을 형성하는 대향 전극을 증착하는 단계, 캡슐화 수단이 전에 대향 전극으로 적어도 부분적으로 피복된 위치에서 캡슐화 수단의 상부에 접촉 수단을 배치하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
기판 전극에 대한 바람직한 증착 기술은 증착 또는 스퍼터링이고, 전기 발광층 스택 및 대향 전극을 위한 바람직한 증착 기술은 진공 증착이다. 진공 증착 및 스퍼터링은 증착될 물질이 증착 소스로부터 기판으로의 직선 경로를 따라 지향성 증착을 초래하는 증착 기술이다. 캡슐화 수단이 가파른 에지 또는 도출 에지를 가지면, 섀도우 효과가 발생하여 전기 발광층 스택 및 대향 전극에 홀이 형성된다. 이러한 바람직하지 않은 효과를 방지하기 위하여, 캡슐화 수단은 평활하고 가파르지 않은 에지를 갖는다. 그러므로, 본 발명은 기판 전극 상에 섀도우 에지의 출현을 방지하는 물질 특성을 포함하는 캡슐화 수단 및/또는 도포 절차를 청구한다. 바람직한 실시예에서, 섀도우 에지의 출현을 방지하는 물질 특성은 점도, 예를 들어, 향상된 온도에서의 점도이다. 바람직하게, 점도는 낮다. 캡슐화 수단이 흐를 수 있는 점도를 나타내면, 섀도우 효과를 방지하는 캡슐화 수단의 평활한 언덕 형상이 얻어진다. 단 하나의 증착 소스가 사용되는 경우에 섀도우 효과를 생성할 수 있는 가파른 에지를 생성하는 물질이 캡슐화 수단에 사용되는 경우, 몇 개의 증착 소스가 기판 상에 상이한 방향으로부터 물질을 증착하는데 사용될 수 있다. 섀도우 효과의 출현 없이 캡슐화 수단을 부분적으로 피복하는 연속적인 층 증착을 확보하기 위하여 증착시 기판을 회전 또는 이동할 수 있다. 캡슐화 수단을 위한 적절한 물질은 진공 증착, 스퍼터링, 화학적 기상 증착, 플라즈마 화학적 기상 증착, 원자층 증착 또는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 선택된 다른 프로세스에 의해 장착될 수 있다. 캡슐화층에 대한 예로서, 스카트 #8329 글래스(Schott #8329 glass)가 분말 또는 페이스트의 형태로 프리트로서 증착, 스퍼터링 또는 도포되고 오븐에서, 또는 레이저에 의해, 또는 다른 가열 방법에 의해 재용해될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은, 상기 캡슐화 수단을 증착한 후에, 바람직하게 상기 기판 전극에 평행한 방향으로 상기 캡슐화 수단의 폭보다 작은 폭을 갖는 테두리로서 상기 윤곽의 내부 에지에, 상기 윤곽의 내부 에지를 평활화하기 위하여 적어도 상기 윤곽의 내부 에지를 피복하는 평활화층을 상기 기판 전극 상부에 증착하는 단계를 더 포함한다. 평활화층을 도포하는 것은 섀도우 에지를 일으키는 캡슐화 수단의 형상을 피할 필요성을 피한다. 캡슐화 수단의 내부 에지에서의 본 섀도우 에지는 섀도우 에지를 일으키는 형상을 피하는 물질 특성을 갖는 평활화층에 의해 평활화될 수 있다. 캡슐화 수단의 외부 에지가 전기 발광층 및 대향 전극으로 코팅되지 않기 때문에, 캡슐화 수단의 외부 에지는 소정 형상으로의 제한이 없다.
본 발명의 방법은 캡슐화 수단이 전에 적어도 부분적으로 대향 전극으로 피복된 위치에서 접촉 수단을 캡슐화 수단의 상부에 도포하는 단계를 포함한다. 접촉 수단은 예를 들어 대향 전극에 국부적으로 높은 압력을 가하지 않고 프린팅 및/또는 페인팅 프로세스로 도포될 수 있다. 그러므로, 접착제의 도포시 대향 전극 및 기판 전극 간의 단락이 발생할 위험이 없다. 접촉 수단이 대향 전극을 손상시키는 방식으로 접촉 수단이 도포되더라도, 캡슐화 수단이 접촉 수단 또는 대향 전극 및 기판 전극 간의 임의의 직접 접촉을 방지하기 때문에 단락의 위험이 없다. 접촉 수단은 전기 발광 장치 및 대향 전극의 홀더/하우징 사이에 배치된 스프링을 포함할 수 있다. 그러므로, 이 스프링은 대향 전극과 직접 접촉할 수 있고 전류를 캡슐화 수단으로부터 대향 전극으로 흐르게 할 수 있다. 스프링은 솔더링, 레이저 용접, 초음파 용접에 의해 대향 전극에 부착될 수 있다. 부착 프로세스는 대향 전극 및/또는 전기 발광층 스택의 관통을 유도할 수 있다. 캡슐화 수단은 단락을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 스프링은 대향 전극에 동전 형상 접촉 플레이트를 가압할 수 있다. 동전 형상의 소자의 표면이 완전히 평평하지 않지만 대향 전극의 일부를 관통하더라도, 캡슐화 수단이 접촉 수단의 표면이 기판 전극과 전기적으로 접촉하는 것을 막기 때문에 단락이 발생하지 않는다. 다른 바람직한 실시예에서, 접촉 수단은 아크 형상 스프링일 수 있다. 아크 형상 스프링은 캡슐화 수단에 쉽게 부착되고, 접촉 수단 및 대향 전극 간의 접촉은 쉽게 확립될 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 접촉 수단은 라운딩 팁이다. 접촉 수단은 대향 전극에 라운딩 팁을 압착하는 스프링을 포함할 수 있다. 라운딩 팁과 대향 전극 간의 접촉의 큰 영역 때문에, 신뢰성있는 접촉이 확립된다. 대향 전극을 접촉하는 이 종류는 3차원 접촉 방식이 적용되어 단락의 위험을 줄임으로써 표준 OLED의 평균 수명을 달성할 수 있는 이점이 있다. 접촉 수단에 대한 특별한 고려 사항은 없다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 대향 전극의 상부에 추가의 확산 배리어를 도포하거나 상기 대향 전극을 두껍게 함으로써 상기 대향 전극의 캡슐화 특정을 강화하는 단계를 더 포함한다. 예로서, 전기 도금 프로세스는 바람직하게 알루미늄으로 이루어진 대향 전극을 두껍게 하기 위하여 도포되거나 확산을 방지하기에 적합한 추가의 층이 대향 전극의 상부에 도포될 수 있다.
본 발명은 또한 전기 발광층의 측면에 대하여 캡슐화 수단으로서 동작하고, 기판 전극을 전기 발광층 스택 상부의 대향 전극으로부터 분리하고, 상기 대향 전극을 닫힌 윤곽 상의 접촉 수단과 접촉시키기 위하여, 기판 전극 상에 배치된 전기 발광층 스택을 둘러싸는 기판 상부의 기판 전극 상에 배치된 닫힌 윤곽의 이용에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 전기 발광 장치에서 기판 전극으로서 사용될 하나의 연속적인 전극 및 닫힌 윤곽으로서 상기 기판 전극 상에 배치된 전기적으로 비도전성인 캡슐화 수단에 의해 피복된 기판에 관한 것이다. 임의의 전극을 나타내는 연속적인 전극이 구성되지 않고, 이 전극은 기판 전극에 전기적으로 분리되어 있고, 기판 전극이 될 전극으로 코팅된 기판 영역은 캡슐화 수단에 의해 피복되는 유기 전기 발광 장치의 기판 영역의 캡슐화 영역 내의 기판 상에 제2 도전성 영역을 도포하는데 적용되지 않는다.
전기 발광 장치에 관한 특징 및 세부 사항은 방법에 적용될 수 있고 그 반대일 수 있다. 기재된 실시예의 발명에 따라 사용될 구성요소 뿐만 아니라 상술한 전기 발광 장치 및/또는 방법은 크기, 형태 또는 물질 선택에 대하여 임의의 특별한 예외에 종속되지 않는다. 선택 기준이 관련된 필드 내에서 공지되어 있는 기술적 개념은 제한 없이 적용될 수 있다. 본 발명의 목적의 추가의 세부사항, 특징 및 이점은 종속 청구항 및 본 발명에 따른 전기 발광 장치의 복수의 바람직한 실시예를 나타내는 예시적인 각 도면의 다음의 설명에 개시된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 발광 장치의 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기 발광 장치의 상면도.
도 3은 테두리로서 평활층을 갖는 도 1의 전기 발광 장치를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 전기 발광 장치의 제조 단계를 나타내는 것으로, 도 4a는 기판 상의 기판 전극을 나타내고, 도 4b는 닫힌 윤곽으로서 캡슐화 수단을 도포한 후를 나타내고, 도 4c는 전기 발광층 스택을 도포한 후를 나타내고, 도 4d는 접촉된 전극을 갖는 전기 발광 장치를 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 전기 발광 장치를 나타내는 것으로, 도 5a는 두꺼워진 대향 전극을 갖는 전기 발광 장치를 나타내고, 도 5b는 대향 전극의 상부에 추가의 확산 배리어를 갖는 전기 발광 장치를 나타내는 도면.
도 1에는 본 발명에 따른 전기 발광 장치(10)가 도시된다. 전기 발광 장치는 기판(20), 기판 전극(30), 대향 전극(40) 및 이 예 및 다음 예에서 전기 발광층 스택으로서의 유기 전기 발광층(50)을 포함한다. 유기 전기 발광층(50)은 기판 전극(30) 및 층 스택을 형성하는 대향 전극(40) 사이에 배치된다. 이 층 스택은 기판(20)의 상부에 배치된다. 도시된 실시예에서, 기판 전극(30)은, 약 100 nm의 두께를 가지며 투명한 도전성 물질인 ITO층으로 형성된다. 이 기판 전극(30) 상에는, 유기 전기 발광층(50)이 증착된다. 기판 전극(30) 및 대향 전극(40) 사이에 전압이 인가되면, 유기 전기 발광층(50) 내의 유기 분자의 일부가 여기하여 전기 발광층(50)에 의해 발광되는 인공 광의 방출을 초래한다. 대향 전극(40)은, 기판 전극(30) 및 기판(20)을 통해 인공 광을 반사하는 미러로서 작동하는 알루미늄층으로 형성된다. 주변에 광을 방출하기 위하여, 본 실시예의 기판(20)은 유리로 이루어진다. 따라서, 도 1의 전기 발광 장치는 보텀 발광 OLED이다. 다음의 도면에 도시된 전기 발광 장치(10) 뿐만 아니라 본 발명에 따라 사용되는 구성요소는 실제 비율로 그려지지 않았다. 특히, 전극(30 및 40), 유기 전기 발광층(50) 및 기판(20)의 두께는 실제 비율이 아니다. 모든 도면은 본 발명을 명료하게 하기 위한 것이다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 캡슐화 수단(70)이 기판 전극(30)의 상부에 내부 에지(701) 및 외부 에지(702)를 갖는 닫힌 윤곽(닫힌 윤곽에 대한 참조로서 도 2를 참조)으로서 배치된다. 캡슐화 수단(70) 및 유기 전기 발광층(50)을 피복하는 대향 전극(40)은 전기 발광 장치(10)용 측면 캡슐화부(73)를 형성하고, 대향 전극(40)은 유기 전기 발광층(50)을 완전히 피복하고 캡슐화 수단(70)의 닫힌 윤곽의 외부 에지 및 대향 전극(40)의 에지 사이에 연속하는 제2 갭(72)을 형성한다. 대향 전극(40)과 기판 전극(30) 사이에 직접적인 접촉이 없고 캡슐화 수단이 전기적 비도전성 물질로 이루어지므로, 양 전극(30. 40)은 서로에 대하여 절연되어 있다. 유기 전기 발광층(50)은 닫힌 윤곽 내의 기판 전극(30)을 완전히 피복하고, 캡슐화 수단(70)의 상부에 부분적으로 연장하고, 캡슐화 수단(70)의 닫힌 윤곽의 외부 에지(702)와 유기 전기 발광층(50)의 에지 사이의 연속적인 제1 갭(71)을 형성한다. 전기 발광층 스택에 의해 완전히 피복된 기판 전극은 캡슐화 수단(70)의 닫힌 윤곽의 내부 에지에 의해 정의된 내부 영역 내에서 대향 전극(40)이 기판 전극(30)과 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여 필요하다. 캡슐화 수단(70) 및 캡슐화 수단(70) 상부의 대향 전극(40)을 포함하는 측면 캡슐화부(73)는 유기 전기 발광층(50) 또는 2개의 전극(30, 40) 중의 어느 것이 대기에 의해 손상되는 것을 막기 위하여 기밀이어야 한다. 산소 및/또는 물이 전기 발광층 스택(50)과 직접 접촉하도록 하는 핀 홀 또는 다른 층 결함 없이 대향 전극(40)이 준비되면, 100 nm 이상의 두께를 갖는 대향 전극(40)은 전기 발광 장치의 후면 상에서 환경에 대한 충분한 확산 배리어로서 동작한다. 진공 증착 프로세스에 의해 준비된 대향 전극이 핀 홀을 가지면, 모든 핀 홀이 닫히도록 대향 전극이 두꺼워야 한다. 이것은 통상 대향 전극이 10 μm보다 두꺼운 경우이다. 도시된 전기 발광 장치(10)는 요구된 컴포넌트의 수 및 생산 비용을 감소시키기 위하여 더 이상 게터 또는 커버 뚜껑을 필요로 하지 않는다. 동시에, 전체 설치 깊이가 커버 뚜껑을 갖는 OLED의 상태와 비교하여 감소할 수 있다.
전기 발광 장치(10)에 동작 전압을 인가하기 위하여, 기판 전극(30)은 전기적 접속부(92)를 통해 전원(미도시)에 접속된다. 또한, 전기 발광 장치(10)는 대향 전극(40)을 전원에 전기적으로 접촉하기 위한 적어도 하나의 접촉 수단(60)을 포함한다. 따라서, 접촉 수단(60)은 대향 전극(40)으로부터 전기 소스로의 경로(93)의 일부이다. 공지된 종래 기술에서, 대향 전극(40)에 도포되는 접촉 수단으로서, 접촉 포스트가 사용되었다. 이러한 접촉 포스트는 대향 전극에 기계적으로 도포되어 종종 대향 전극(40) 및 기판 전극(30) 사이에 단락을 일으킨다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 본 발명은 접촉 수단(60)이 대향 전극(40)의 영역에 도포되고 보호층이 대향 전극의 접촉 영역의 하부에 충분히 배치된다. 이 보호층은 캡슐화 수단(70)에 의해 제공된다. 캡슐화 수단(70)에 의해 피복된 접촉 영역(60) 하부의 기판 전극(30)의 영역(보호 영역)은 접촉 수단(60)(접촉 영역)과 접촉하는 대향 전극(40) 상의 영역을 초과한다. 접촉 수단(60)의 일 예로서, 도전성 접착제의 도트가 도 1의 좌측에 도시되고, 그 도트에는 와이어(93)가 부착된다. 와이어는 전원에 접속될 수 있다. 접촉 수단의 다른 예는 도 1의 오른쪽에 도시되며, 여기서, 라운드 메탈 팁이 도전성 접착제의 도트에 압착되고 와이어(93)를 통해 전원에 접속된다. 당업자는 다른 접촉 수단을 선택할 수 있다. 도전성 접착제는 대향 전극(40)에 과하지 않게 도포된다. 접촉 수단(60)이 대향 전극(40) 및 유기 전기 발광층(50)을 관통하는 팁, 스프링 등의 기계적 수단으로 제공되더라도, 캡슐화 수단의 물질이 충분히 견고 및/또는 충분히 두꺼워 기판 전극(30)이 접촉 수단 및/또는 대향 전극(40)의 일부와 접촉하는 것을 방지하기 때문에, 단락이 발생하지 않는다.
도 2는 도 1의 전기 발광 장치(10)의 후면 상의 상면도를 나타낸다. 그러므로, 도면은 캡슐화 수단(70)의 윤곽의 외부 에지(702) 및 대향 전극의 에지 사이의 연속적인 제2 갭(72)을 정의하는 캡슐화 수단(70)을 부분적으로 피복하는 대향 전극(40)을 겨냥한 것이다. 기판 전극(30)은 기판 전극(30)이 도전성 경로(92)를 통해 전원에 용이하게 접촉하도록 대향 전극 및 캡슐화 수단의 영역에 걸쳐 연장한다. 이 예에서, 기판(20)의 영역은 기판 전극의 영역을 초과하고, 이들 영역은 다른 실시예에서 동일할 수 있다. 도 2에서, 단일 접촉 수단(60)은 캡슐화 수단(70)의 영역 위에 위치하는 대향 전극(40)에 도포된다(여기에서는 부분적으로 보임). 도전성 경로(93)는 전원(power source)에 대한 대향 전극의 접속을 형성한다. 전류는 기판 전극(30)으로부터 유기 전기 발광층(50)을 통해 대향 전극(40)으로 흘러 최종적으로 접촉 수단(60)을 통해 전기 소스(electrical source)로 흘러야 한다. 기판 전극(30) 및/또는 대향 전극(40)과 같은 금속의 매우 얇은 층의 저항이 높으면, 하나보다 많은 접촉 수단(60)을 사용하여 대향 전극 영역에 걸쳐 더 균일한 전류 분포를 달성함으로써 전기 발광 장치(10)에 의한 인공 광을 좀 더 균일하게 발생시키는 것이 적절하다. 개선된 전류 분포에 대한 예는 각 측면의 중간 부분에 배치되거나 대향 전극의 4개의 코너에 배치된 4개의 접촉 수단에 의해 이루어질 수 있다.
모든 도면에서, 전극(30, 40)의 접속부(92, 93)는 기판 전극(30) 또는 접촉 수단(60)에 부착된 와이어의 형태를 갖는다. 이것은 전극(30, 40)과 전기 소스의 접속 가능성을 상징해야 한다. 확실히, 접속부(92, 93)의 도시된 실시예는 이러한 접속부(92, 93)의 예시적인 설계이다. 당업자에 공지된 다른 구성이 전극(30, 40)을 전기 소스에 접속하는데 사용될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 바와 같이 캡슐화 수단(70)의 닫힌 윤곽 및 기판 전극(30)을 부분적으로 피복하는 추가된 평활화층(80)을 갖는 전기 발광 장치(10)의 실시예를 나타낸다. 평활화층은 기판 전극(30) 상부의 층(50, 40)의 증착시 섀도우 에지의 출현을 방지하기 위하여 현재의 가파른 내부 에지(701)를 평활화한다. 평활화층(80)은 기판 전극(30) 상부의 테두리로서 배치되어 캡슐화 수단(70)의 윤곽을 부분적으로 피복하고 바람직하게 캡슐화층(70)의 윤곽의 내부 에지(701) 주변의 작은 영역만을 피복한다. 닫힌 윤곽 내의 영역의 다수는 평활화층(80)에 의해 피복되지 않는다. 여기서, 평활화층(80)은 도전성 또는 비도전성일 수 있다. 후자의 경우, 평활화층(80)에 의해 피복된 기판 전극의 영역으로부터 전기 발광층으로의 전하 주입이 없어, 평활화층으로 피복된 영역의 흑색 외관(black appearance)을 초래한다. 그러나, 비도전성 평활화층(80)의 물질이 투명하면, 기판 및/또는 전기 발광층 스택으로 포획된 광을 순방향으로 산란하여 전기 발광 장치로부터 방출되도록 하기 위하여 이 물질에 산란 입자(scattering particles)를 추가할 수 있다. 도 3의 예로서, 우측 상의 접촉 수단은 대향 전극의 핀 관통부로서 배치되어 전기적 접촉을 형성한다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 발광 장치의 제조 프로세스를 개략적으로 나타낸다. 먼저, 기판(20)은 전기 발광 장치(10)에서 기판 전극(30)으로서 동작할 연속적인 전극으로 피복된다. 최신의 기판에 대하여, 글래스 기판이 스퍼터링에 의해 준비된 투명 ITO층으로 피복된다. 다음의 단계에서, 발광 영역을 닫힌 윤곽 내의 영역으로 제한하는 닫힌 윤곽으로서 캡슐화 수단(70)이 기판 전극(30)의 상부에 증착된다. 윤곽은, 전기 발광 장치(10)의 충분한 측면 캡슐화를 제공하기 위하여, 바람직하게 0.5 mm의 기판 전극(30)에 평행한 폭을 가지며, 더 바람직하게 1.0 mm, 더 바람직하게 2.0 mm의 폭을 갖는다. 캡슐화 수단에 사용되는 물질에 따라, 도포 방법은 변한다. 글래스 프리트가 액체, 예를 들어, 알콜과 혼합되어 기판에 스크린 프린팅 기술에 의해 도포될 수 있는 페이스트를 얻는다. 건조 후에, 글래스 프리트는 레이저 빔에 의해 신속하게 소결된다. 금속층은 증착 또는 스퍼터링되어 닫힌 윤곽을 얻은 후에 애노드화되어 상부에 짙은 절연 산화물층을 얻는다. 적절한 금속은 Al, Zr, Ti를 포함한다. 진공 밀봉제는, 예를 들어, 스크린 프린팅에 의해 도포되고 최대 1시간 동안 약 300°C까지 소성하여 층을 경화한다. 캡슐화 수단의 내부 테두리에서의 평활화층은, 예를 들어, 접착제의 유형에 따라 100°C 및 200°C 사이의 온도에서 경화되는 2-컴포넌트 접착제로 이루어진 얇은 테두리의 형태로 도포될 수 있다.
다음의 단계에서, 전기 발광층 스택(50)이 기판 전극(30)의 상부 및 제1 갭(71)을 형성하는 캡슐화 수단(70)의 상부의 일부에 증착된다. 전기 발광층 스택(50)에 의한 기판 전극(30)의 전체 피복을 보장하기 위하여 갭의 크기는 윤곽(70)의 폭보다 작아야 한다. 그러나, 제1 갭은 단계(d)에서 전기 발광층 상에 증착된 대향 전극에 의한 전기 발광층의 전체 피복이 가능하기에 충분하도록 커야 한다. 제1 갭(71)보다 작은 결과적인 제2 갭(72)은 윤곽(70)의 외부 에지(702)에 대하여 기판 전극(30) 및 대향 전극(40) 사이의 충분한 전기적 절연을 얻기에 충분하도록 커야 한다. 대향 전극(40)을 증착한 후에, 전극은 접촉 수단(60) 및 도전성 경로(92, 93)를 통해 전원에 접속될 수 있다. 도시된 전기적 접속은 단지 전기적 접속의 가능한 실시예이다. 측면 캡슐화 수단(70)을 갖는 전기 발광 장치(10)는, 캡슐화 수단(70)을 국부적으로 가로지르는 제2 접촉 영역 및 대향 전극 사이의 갭을 연결하는 도전성 박막 스트라이프를 갖는 대향 전극(40)을 위하여, 기판(20) 상부의 전극을 종래의 방식으로 2개의 개별 영역, 즉, 기판 전극으로서 동작하는 영역 및 접촉 영역으로서 동작하는 영역에 구성함으로써 전원과 접속될 수 있다.
최신 기술에 따르면, 유기층 및 대향 전극의 진공 증착에 의해 증착된다.
도 5는 전기 발광 장치의 후면측 상에 강화된 캡슐화부를 갖는 본 발명에 따른 전기 발광 장치(10)의 2개의 실시예를 나타낸다. 실시예(a)에서, 대향 전극의 두께는 크게 증가된다. 이것은 증착 시간을 증가 및/또는 대향 전극의 증착 프로세스의 증착 속도를 증가시키거나 또는 두꺼운 대향 전극(100)을 초래하는 전기 도금에 의해 달성될 수 있고, 여기에서, 유사하거나 더 두꺼운 대향 전극은 더 짧은 프로세스 시간으로 달성된다. 전기 발광 장치의 후면 상의 캡슐화부를 강화하는 다른 실시예는 실시예(b)에 도시되며, 여기에서는, 추가의 확산 배리어(110)가 대향 전극(40)의 상부에 도포된다. 이들 확산 배리어는 이들 확산 배리어를 통해 산소 및/또는 물의 확산을 방지하는 단일층 또는 층 스택일 수 있다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 적절한 확산 배리어를 선택할 것이다.
대향 전극을 전원에 접촉하는 접촉 수단은, 적용되는 강화 프로세스에 따라, 후면으로부터 캡슐화부를 강화하기 전((b)의 경우) 또는 후면으로부터 캡슐화부를 강화한 후((a)의 경우)에 도포될 수 있다.
기재된 실시예는 예로서 층 스택 내의 유기 전기 발광층(50)을 포함한다. 본 발명의 범위 내의 다른 실시예에서, 전기 발광층 스택은, 홀 전송층, 홀 차단층, 전자 전송층, 전자 차단층, 전하 주입층, 추가의 도전층 등의, 유기 전기 발광층(50)에 추가된 층을 포함할 수 있다.
10: 전기 발광 장치
20: 기판
30: 기판 전극
40: 대향 전극
50: 전기 발광층 스택, 여기서는, 유기 전기 발광층
60: 접촉 수단
70: 캡슐화 수단
701: 캡슐화 수단으로서의 윤곽의 내부 에지
702: 캡슐화 수단으로서의 윤곽의 외부 에지
71: 제1 갭
72: 제2 갭
73: 측면 캡슐화부
80: 테두리로서의 평활화층
92: 전기적 접속 기판 전극 - 전원
93: 전기적 접속 대향 전극 - 전원
100: 두꺼운 대향 전극
110: 확산 배리어

Claims (15)

  1. 전기 발광 장치(10)로서,
    기판(20), 상기 기판의 상부의 기판 전극(30), 대향 전극(40), 및 상기 기판 전극(30)과 상기 대향 전극(40) 사이에 배치되어 광을 방출하는 적어도 하나의 유기 전기 발광층을 갖는 전기 발광층 스택(50), 및
    상기 전기 발광층 스택을 둘러싸는(framing) 내부 에지 및 외부 에지를 갖는 닫힌 윤곽(closed contour)으로서 상기 기판 전극(30) 상에 배치된 전기적으로 비도전성 캡슐화 수단(70)
    을 포함하고,
    상기 전기 발광층 스택은 상기 윤곽의 내부 에지에 의해 정의된 상기 기판 전극의 상부의 영역을 적어도 전체적으로 피복하고 상기 윤곽의 외부 에지와 상기 전기 발광층 스택의 에지 사이의 연속하는 제1 갭을 형성하고,
    상기 대향 전극은 상기 전기 발광층 스택을 완전히 피복하고, 상기 제1 갭보다 작고 상기 기판 전극으로부터 상기 대향 전극을 분리하기에 충분히 큰, 상기 윤곽의 외부 에지와 상기 대향 전극의 에지 사이의 연속적인 제2 갭을 형성하고,
    상기 캡슐화 수단은 상기 전기 발광층 스택의 측면 캡슐화부를 제공하기 위하여 확산 배리어층으로서 동작하기에 적합하고,
    상기 대향 전극과 전원 사이에 전기적 접속을 형성하기 위하여 상기 캡슐화 수단이 상기 대향 전극으로 적어도 부분적으로 피복되는 위치에서 상기 캡슐화 수단의 상부에 적어도 하나의 접촉 수단(60)이 배치되는 것을 특징으로 하는
    전기 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캡슐화 수단은 SiO, SiO2, TiO2, 질화물들, 플루오라이드들, 글래스, 재용해된 글래스 프리트들(re-melted glass frits), UHV 래커(UHV lacquer), 산화된 금속의 물질들의 그룹 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 윤곽의 내부 에지를 평활화하기(smooth) 위하여 적어도 상기 윤곽의 내부 에지를 피복하는 평활화층이 상기 기판 전극의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 평활화층은 상기 기판 전극에 평행한 방향으로 상기 캡슐화 수단의 폭보다 작은 폭을 갖는 테두리(rim)로서 상기 윤곽의 내부 에지에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 평활화층은 접착제, 폴리머, 래커, 페인트, 잉크의 물질들의 그룹 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접촉 수단은 도전성 접착제, 도전성 래커, 도전성 페인트, 도전성 잉크의 물질들의 그룹 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향 전극은 두꺼워지기에 적합한 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향 전극은 확산 배리어로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는, 전기 발광 장치.
  9. 제1항에 따른 전기 발광 장치를 제공하는 방법으로서,
    기판의 상부에 기판 전극을 피착하는 단계,
    상기 기판 전극의 상부에 캡슐화 수단으로서 내부 에지 및 외부 에지를 갖는 닫힌 윤곽을 피착하는 단계,
    상기 윤곽의 내부 에지에 의해 정의된 상기 기판 전극의 상부의 영역을 완전히 피복하고, 상기 윤곽의 외부 에지와 전기 발광층 스택의 에지 사이의 연속하는 제1 갭을 형성하는 상기 전기 발광층 스택을 상기 기판 전극의 상부에 피착하는 단계,
    상기 전기 발광층 스택을 완전히 피복하고 상기 윤곽의 외부 에지와 상기 대향 전극의 에지 사이의 연속적인 제2 갭 - 상기 제2 갭은 상기 제1 갭보다 작고 상기 기판 전극으로부터 대향 전극을 분리함 - 을 형성하는 상기 대향 전극을 피착하는 단계, 및
    상기 캡슐화 수단이 이전에 상기 대향 전극으로 적어도 부분적으로 피복된 위치에서 상기 캡슐화 수단의 상부에 접촉 수단을 배치하는(applying) 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 윤곽의 내부 에지를 평활화하기 위하여 적어도 상기 윤곽의 내부 에지를 피복하는 평활화층을 상기 기판 전극의 상부에 피착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 대향 전극의 상부에 추가의 확산 배리어들을 배치하거나 상기 대향 전극을 두껍게 함으로써 대향 전극의 캡슐화 특성을 강화하는 단계를 더 포함하는 방법.
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