TW494590B - Component with encapsuled organic light emitting diodes and its method of manufacturing - Google Patents

Description

494590 A7 B7 1 五、發明說明（） 本發明是有關於一種組件，以及一種方法以製造此種 元件。 一種具有光電功能元件之組件，其通常是配置於基板 上，尤其是玻璃基板上。此光電功能元件可以是一發光 二極體（L E D )，尤其是有機發光二極體（0 L E D )。 發光二極體（L E D )或是有機發光二極體（0 L E D )是由多 個功能層所構成，並且具有例如以下的結構（對此請參 閲："Philips Journal of Research ,Vol. 51(1938)， P · 4 6 7〜p 4 7 7 ):將一薄的I T 0層（I T 0 =絪錫氧化物）作為 透明電極，導電聚合物層，電子發光層，即，一由發光 材料所構成的層，尤其是由發光聚合物所構成的層，以 及由具有小的功率函數之金屬所構成之電極。 因為此形成L E D或0 L E D結構所使用材料其部份是對於 水與氧非常敏戲，所以它必須對環境之影響而封裝 (e n c a p s II 1 e ),即，它被配置於一殼體中。這可以例如 以此方式進行，此被配置於玻璃基板上的L E D或0 L E D以一 玻璃基板覆蓋，並且此玻璃板與一玻璃基板粘合（請參 閲’’Applied Physics Letters"，Vol， 65(1994)，P2922 〜P . 2 9 2 4 )。此粘合例如以環氧樹脂實施。對此自然須 要一相當厚的粘合接縫，因此在此粘合層之上，濕氣會 侵入介於玻璃板與玻璃基板之間的中空空間中。 這還有一種已經為所熟知的電子發光配置，在其中此 殼體，其中包括具有一電子發光有機層的電子發光元件 ，包含一由低熔點金屬或相對應合金所構成的層，其借 助於一粘合層而與一承載此電子發光元件的基板相連接 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494590 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（2 ) (參閱：W 0 9 7 / 4 6 0 5 2 )。Μ這種方式可Μ達成高密度之 電子發光配置，然而此必須使用大量的費用與高的成本 。一個另外的缺點是在於，經由此相當高的溫度，其用 於加工此熔化的金屬或合金所須，會損害到電子發光元 件。 此在原則上遷適合於在一方法中，其中此有機功能元 件，尤其是0LED，是使用玻璃焊料而封裝（encapsule) (德國專利案號A k t . Z . 1 9 8 4 5 0 7 5 . 3 )。此用於製程目 前可使用的玻璃焊料所必須的溫度導致在0 L E D中有機材 料功能的損壞。此外，因此在介於殼體的蓋子與玻璃基 板之間配置一附加的框架，· K避免對0 L E D機械性的損害 。然而這意指附加額外的作業步驟與粘合接縫，而有造 成無法密封之虞。 由EP-0S 0 776 147是一熟知之有機電子發光配置， 其中此發光二極體是配置於一個對於空氣密封的容器中 ,Μ便將外部的大氣遮蔽。此外在容器中存在一個與二 極體分離的物質，Μ化學的方法吸收内部空間中的濕氣 。此容器是由一密封殻體，一透明基板（其將此殼體覆 蓋），Μ及一密封劑（其將此基板粘合於殻體上）所構成 。殻體與基板可以由玻璃所構成。 玻璃殻體通常是經由鑄造或重新成型，即，壓製元件 構件而製成。此因此而獲得之容器是有少許的精確性並 --------—· 且其表面是光滑平坦。此外，其表面不是足夠的平坦。 當密封0 L E D時其粘合表面必須平坦（具有幾個微米（u πι ) -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

. I I 線丨# 494590 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（3 ) 的公差）。因此在此種容器中須要將粘合表面作昂貴的 加工。 本發明的目的是將包含光電功能元件之組件如此的配 置，而一方面使得此功能元件被密封封裝，即，經由如 水與空氣環境的影響不會損壞，並且也不會受到機械性 的損壞；而另一方面此種封裝可Μ相當簡單的方式實現。 這是根據本發明藉由組件而達成，其具有Μ下之元件： -一玻璃基板； -一配置於此基板上的有機發光二極體， -一配置於此有機發光二極體上並且在邊緣與玻璃基板 粘合之玻璃罩，其由一玻璃板藉由三度空間的材料去 除，借肋一種照射方法而製成。 在此根據本發明的組件中，此玻璃罩與玻璃基板共同 形成穩定的中空空間，在其中配置〇 L E D ,因此而排除機 械性的損壞。還有不會產生經由環境影響的損壞，因為 此組件是被密封封裝，即，緊密地封閉，因此僅須要一 個非常狹窄的粘合接鏠。 此使用玻璃罩（而不使用由金屬構成的塗層）與玻璃基 板連接具有其優點，可Κ使用具有適合熱膨脹係數之玻 璃。因此可Κ使得在粘合接縫上的機械性的應力（它例 如是由於組件之熱負載，經由溫度循環而產生）最小化° 此玻璃罩，其同時是覆蓋與框架，是由一玻璃板所製 成，並且經由三度空間之材料去除並且借肋於照射方法 。因此Κ高度的準確性而形成凹陷，其具有特定的幾何 ~ 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ ϋ n ϋ· ϋ n —ϋ J I ·ϋ i^i n ϋ ϋ 1 ϋ— I ^1 I I n I ·1_— I ·ϋ ϋ_· 1^— ϋ ϋ ^^1 ϋ I ^^1 «ϋ I n ϋ I n ϋ I 口 矣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494590 A7 _B7_ 五、發明說明（） 形狀與深度。一値此種以上所提到的方式在原則上為熟 知，並且是在設置墨水壓力頭之覆蓋玻璃中設置墨水盆 與突破缺口（對此請參閲D E - P S 4 0 1 8 1 3 2 )。 -此玻璃罩可以經由砂之射束而製成，即借助於石英砂 。作為射束介質，可以還使用例如是鋁氧化物，矽氧化 物或磺化硼。 較佳是此玻璃板的材料去除藉由碎屑射束。此製造方 法以及因此所使用的射束介質是引用D I N 8 2 Q 0。其去除 率或是可得到凹陷的深度是取決於介於工件與射束噴嘴 之間之相對運動，射束介質，其中間直徑，射束壓力， 以及噴嘴至基板之間的距離。 此根據本發明之玻璃罩因此可以簡單的方式製成，並 且它不需要昂貴的加工，如同它在以通常的方式所製成 之玻璃殼體之情形。此外，此玻璃殼體各別地産生，並 且因此當它在粘合時必須個別的定位與處理。然而，此 種個別處理是昂貴，並且不適合如同其通常在顯示器技 術中作大量生産。 與此相反，此根據本發明的玻璃罩可以非常簡單地還 在大的利潤中製造。在目前之顯示器技術之使用尺寸是 1 6英吋X丨6英时並且通常更大。此用於所須之玻璃罩必 須在相同的使用尺寸中可以大量製造。這使得它非常簡 單的方式實現，此相對應的玻璃板藉由微影術製程而結 構化，並且經由一射束方法例如在玻璃板中産生一直到 1 5 0個具有所欲形狀與深度之凹陷。然後其分隔可以根 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494590 A7 B7 五、發明說明（ 生於 產應 而對 程相 製 ， 合於 接在 據例 根化 先變 首的 常 佳 通較 且別 並特 ，1 _ 之 實明 法發 方本 的 知此 熟因 據 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多 中 用 使 璃 玻 在 之 器 示 顯 造 製 中 程 過 作 操 的 有 僅 1 唯 在 是 局 布 e _ ( 之 裝定 封確 待先 由預 經陷 個凹 一 個 8 C Π 於成 在形 點造 優製 之而 加術 附影 一 微 。 的 陁單 實簡 而由 裝藉 rsj ρην ±,±狀 據形 3.Χ 勺 1Τ ^ 先欲 首所 隔個 分 一 其每 且乎 並幾 中 罩 璃 玻 的 造 製 而 法 方 束 射 由 經 此 在 是 點 優 的 。 外 構此 结 外料 額材 用機 使無 若得 , 使 即此 。 因 糙 。 粗合 側 化 內氧 之或 罩氣 此濕 得與 使 便 ，Μ 即 ， ，料 面材 表氣 内吸 其的 還定 。 穩 積期 澱時 的長 定 ， 穩中 Rn —T 時材 長 合 而粘 發之 蒸機 由有 藉於 上散 面分 表 K 的可 糙枓 粗材 在氣 身吸 本有 在 板 基 璃 玻 與 罩 璃 玻 即 Ο 1 合份 粘部 側璃 内破 之之 罩 合 的接 糙此 粗彼 與此 地 在要 這此 〇 因 面 ， 表題 的問 坦的 平著 滑粘 光此 當 因 相且 一 並 有潤 具濕 是至 常導 平會 置能 位可 的時 同貼 共帖 其當 與此 其 ， 即 成 ，達 上此 緣因 邊這 其 。 在性 罩糙 。 璃粗 合玻種 接此某 合 ，有 粘有具 之設置 度佳位 密較的 低明合 降發粘 有本板 具此基 成因璃 造 玻 表製 之同 緣如 邊地 之利 罩有 璃式 玻方 即 的 ;應 化對 糙相 粗 K 此此 〇 因 糙 ， 粗正 得修 使面 被表 面或 表理 置處 位面 而 除 去 料 材 之 法 方 束 射 於 肋 數 借參 由法 經方 ，些間 即某時 ，循束 身遵射 本由與 罩藉離 璃 ◦ 距 玻施束 造實射 , 量 力少 壓常 束非 射有 , 只 質施 介實 束能 射 可 此 因 它 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） # 訂------- 494590 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 面潤的璃到璃潤 板 料由面.，產罩散光害化在 表濕大玻礙玻之 基 材，方 造時將擴發損硬於 致之擴rr在善。璃 合點一 製料而束得之可由 導料一附 t 消改制玻 钻優另 而材，射使料光是 此材在吸其取此限與 為有且 法合擇線而材線此 ，合是有且此於生料 作而並 ‘方粘選光。的外因 性黏此所並因由產材 料裝， 束之的取低上紫這。 糙中因理 ，。 ，會合 材封速 射化件能降板以，別 祖程性處生除外不钻 合的快 於硬條可上基於點差 之製糙面產去此時機。粘ED上 肋可束儘體、，璃肋優的 璃合粗表所面。料有脂化OL濟。借線射得大玻借是微 破接的此造表驟材種樹硬於經料其外由使量在罩其细 成在面由製璃步合一氧可用是材，紫藉，能其璃尤要 達致表經璃玻潔粘於環線是面護點M即置之 ，玻此須 K 導璃 ，玻由清擇肋用外用方保優種 Μ 配束即當 ，再 可此玻外由則的選借使紫使 一 Μ 的一可的射 ，在時不 理因此此如 ，貴當罩是種的化可別生中此線害’這合中 處且。。例度昂得璃佳一料硬時特產法如光損。粘域 。 之並善整其密前使玻較用材之施一時方性此線免而區 除面 ，改調 ，的之而此此使合料實的用束撻因光避料的 去表大之可染合合 ，是對是粘材中罩使射粗。的全材感 料由擴著中污接接現佳。別種合溫璃當在之射體完合敏 材經的黏域的合件表較合特此粘低玻在。側反極Μ粘束 的積與區上粘部濕 粘 。於在 是生內之二 可之射 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 494590 五、發明說明（7) 在根據本發明的元件中進行製造有機發光二極體，其應根 據熟知的方法藉由玻璃罩而封裝。這是例如當以聚合物溶液 加工製作時，是用旋塗（Spin-coating)法，或當以單體物加工 製作時，是用蒸鍍法。作爲基板是使用銦錫氧化物（IT0 = Iii din m Tin Oxide)塗層玻璃，其中還可將IT〇結構化。IT〇是透明並 且由於其電性特性而使用作爲陽極。萬一須要則使用輔助層， 如電子與電洞傳導層。作爲陰極則蒸鍍如鈣之金屬。此待連 接的部份是由一玻璃基板所構成，在其上是有機發光二極體， 以及一玻璃罩。此待接合的部份是在一惰性，即，尤其是無 氧與無水的氛圍中彼此定位，並且例如以一種有機粘貼劑而 彼此粘合。 本發明根據實施例與圖式應可做更進一步的說明。 圖式之簡單說明 第1圖顯示根據本發明之組件結構之圖示說明。 第1圖以未按比例的方式顯示，一根據本發明經由組件 10之橫截面之槪要圖式說明。此外在玻璃基板11上配置 一有機發光二極體（〇LED)12。此0LED12是藉由玻璃罩13 覆蓋，其在邊緣14與玻璃基板11粘合。此0LED12具有 以下之要素成份：一透明電極15例如是由IT0構成，一 有機電洞輸送材料 16例如是由一導電聚合物構成，一有 機電子發光材料17例如是由一種發光聚合物所構成，以 及一金屬電極1 8 ,其例如是由鈣1 9與銀2 0所組成。此有 機發光材料 17，即，發光體（Chromophor),因此同時作 爲電子傳輸材料。然而此兩種功能還可以分離，其中此電 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494590 A7 __B7_ 五、發明說明（8 ) 子傳輸材料配置介於金屬電極與發光體之間。 第一例 有機發光二極體之製造 為了製造Μ聚合物為基礎之發光二極體，是在一 I T 0 塗層之玻璃基板（邊緣長度：4公分X 4公分，厚度：1 . 1 毫米）上，借肋於微影術而產生兩個互相平行之2毫米 寛之ΙΤ0條狀物，其間之距離為1公分。曝光的位置是 在鹼性的介質中未揭下分開，因而此IΤ 0被保護。裸露 的I Τ 0是Μ濃縮的Η Β「溶解脫落。在此I Τ 0结構化之玻璃 基板上是借肋於旋塗（S P i η - c 〇 a t i n g )稀薄的溶液而塗佈 一層7 0奈米（η )厚的商業上慣用之聚乙烯二嗣基喀吩 (P E D 0 T )。此層是經由一迴火製程而乾燥。然後在此之 上同樣是經由旋塗而由混合二甲苯（X y 1 〇丨:）構成發光層， 其由一種商業上常用的聚氟衍生物構成，而 >」、1 0 0奈米 (n m )的厚度塗佈。此層是在1 (Γ6毫巴（m b a r> )的壓力中乾 燥。在相同的壓力中藉由一影子遮罩蒸鍍兩個各2毫米 (m m )寬相距1公分（c m )之鈣條狀物作為陰極。此等金屬 條狀物是垂直於在玻璃基板上的I T 0结構而配置。此等 本身交叉的陽極軌與陰極軌的表面（此等聚合物位於其 間），是代表發光二極體之活性表面。在此鈣條狀物上 同樣是藉由一影子遮罩，蒸鍍厚度為1 5 0奈米（n m )之銀 條狀物。在此待粘合的位置上自然沒有蒸鍍金鼷，在此 位置上更確切地說是將有機層以手工操作的方式取出。 為了測試的目的而將4個以此方式製成的二極體以一 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 ^§1^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494590 ‘ A7 ___B7_ 五、發明說明（9 ) 玻璃罩封裝。此罩之外部尺寸計2 4毫米（m m ) X 2 4毫米 (m m )(厚度：1 . 1毫米），其粘合邊緣是1毫米（m m ),並 且此凹陷的深度是5 0 0微米（/i m 。此待接合的部份是在 無氧與無水的氛圍（A t m 〇 s p h e r e )中彼此定位並且彼此以 一種有機粘合材料粘合。若在此等玻璃基板邊緣上之 I T 0或C a / A g輸出線路上的此組件中施加例如是5伏特（V ) 的電壓，因此此封裝之二極體發出綠光。 第二例 製造具有光滑平坦粘合邊緣之玻璃罩 為了製造玻璃罩而使用1 . 1毫米U m )厚度平坦平行玻 璃板。此玻璃板在超音池中以丙_清洗10分鐘，並且然 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 構 i 光罩使並例位於fi性 ^ 脂 结 ί 將遮 ，的 ，的應碎撓 樹 子米 — 地光擇碎的光對束由 酸 光微 δ 代曝選易性曝相射藉 5 0 Γ 之 7 替 C 的而鹼未置中上 面度彡以一此脆在此位其緣 表厚rw可由如是是此此 ，邊 璃m)力遷藉是膜展因。裡其 玻(??.3)後間薄發 ◦下那在 if0 施膜 Θ .丨隨時的的行..揭在 ， 實薄 Μ 膜。光化中進被是即 後之"Ψ 薄佈曝硬例中屑時 ， 然ibff用塗此全此液碎此除 。構 Μ 不而 ，完在溶束板去 鐘结 f 若印光。◦的射璃料 度 分子 § 而網曝軟壞 3 陁玻材. 5 光^; 然絲而柔損 C 實此生 。 中可ΌΘ。 或光持中 2 該。產護 漿個0°(疊塗V)保程Na應陷有保 電 一10相旋(U然製1¾上凹沒而 氧此在上於線仍束有其的該罩 於對如底肋外料射具在生應遮 置。例基借紫材在是 ，產程料 後化 ，的阻 Μ 得且如置待製塑 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494590 A7 _B7_ — ； 五、發明說明（） 在射束碎屑中作為射束介質較佳是使用商業上通用的 稀有剛石（氧化鉛），其具有3 0徹米（a m )之中等顆粒大 小。在較佳是5巴（b a r )的射束壓力中，一注射器射束噴 嘴（作為射束噴嘴），一 8 Q毫米（m m )之噴嘴/工件間的距 離，以及一介於工件與射束噴嘴之間所調整之相對運動 ，可以在1 〇分鐘的射束時間之中獲得5 ϋ G奈米（n m )深的 凹陷。在産生凹陷之後，此保護玻璃罩邊緣之光阻薄膜 或光阻被去除。這是以一種鹼性介質例如是以稀薄之 N a 2 C 0 3溶液實施。因此萬一需要，此玻璃罩的分隔是 例如藉由鈮與折疊而實施。 第三例 製造具有粗糙粘合邊緣之玻璃罩 當製造具有粗糙粘合邊緣的玻璃罩，首先相對應於 第2例而預先確定。其決定性的不同存在於此，在産生 凹陷後，此保護玻璃罩邊緣的光阻層在一種鹼性介質中 溶解。然後此罩之裸露邊緣經歴承受一射束碎屑方法。 此實施經由平面照射而具有少許的壓力，較佳是3巴 (b a r)。使用作為射束介質的是具有中等顆粒大小9微 米（A hi )之剛石（氣化鋁）。在照射時間3 0秒中製成具有 大約3 Q r πι s之粗糙度之玻璃罩邊緣。此所欲之粗糙度可 以藉由顆粒大小與照射時間，在放寛的限制中調整。 還有萬一需要而在最後的步驟中根據熟知的方法如鋸 或祈疊而實施玻璃罩的分隔。 第4例 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線«· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494590 A7 ____B7 _ 五、發明說明（U ) 組件之製造 此在組件的製造中待接合的部份即，此具有在其上之 有機發光二極體之玻璃基板與坡璃罩，是在一特別的沒 有氧與沒有水的氛圍中彼此定位與彼此粘合。此粘合是 Μ —種有機粘合材料較佳是Μ —種以紫外線光可硬化之 環氧樹脂而實陁。此粘合材料之應用是藉由毛细琨象之 澆濤，或自動地借肋一分配器，其在適當的波長範圍中 Μ紫外線光硬化。Μ此種方式可Μ不但在玻璃罩中具有 預先確定之光滑平坦之粘合邊緣，而且在玻璃罩中還可 Μ具有預先確定之粗糙之钻合邊緣。 第5例 具有封裝之有機發光二極體之組件之測試 相對應於第4例所製成之組件，是置放在一模擬氣候 室中在8 5 °C的溫度，Μ及相對溫度8 5 %中。在相對應的 條件中置於此組件，其中此二極體以一破璃罩封裝，其 經由機械式的銑切而製成。而當此二極體組件已經在4 8 小時後改善，在根據本發明之組件中，二極體的壽命可 Μ經由1 6 0小時而改善，並且在玻璃罩中不但具有光滑 平坦的粘合邊緣，而且遷具有粗糙的粘合邊緣。 參考符號說明 10 .....組件 11 .....玻璃基板 12 .....有機發光二極體 13 .....玻璃罩 -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494590 A7 B7 五、發明說明（ 12 4 5 11 11

7 8 11 1J 料料 緣材材 邊輸光 丨 傳發 y 極洞子極 罩 置 s s S 1^Νίζ\Ν^ΤΙΓ^Ν 明機機 .ί 邊有有 屬 金鈣銀 1^1 a^i· ala— 1 ϋ ^1Β1 eMmMm I— an I— n I ϋ ^ ^^1 aai_— ϋ 1§ 11 §_ ϋ I 滅 口 意 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 494590

   六、申請專利範圍 第89 1 1 8424號「具有經封裝之有機發光二極體之組件及其製 造方法」專利案 （91年3月修正） A申請專利範圍 1. 一種具有經封裝之有機發光二極體之組件，其特徵爲其具 有： -一玻璃基板（11)， -一配置於玻璃基板（11)上之有機發光二極體（12)， 以及 -一配置於有機發光二極體（12)之上，並且在邊緣（14)上 與玻璃基板（11)粘合之玻璃罩（13)，其由一個玻璃板經 由三度空間的材料去除借助於一照射方法而製成。 2. 如申請專利範圍第1項之組件，其中此玻璃罩的邊緣被 使得表面粗糙。 ? 3. 如申請專利範圍第1或2項之組件，其中此玻璃罩借助 於有機粘合材料與玻璃基板粘合。 4. 如申請專利範圍第3項之組件，其中此粘合材料可以用 紫外光線（UV)使其變硬。 5. 如申請專利範圍第3項之組件，其中此粘合材料是環氧 樹脂。 6. 如申請專利範圍第4項之組件，其中此粘合材料是環氧 樹脂。 7. —種製造如申請專利範圍第1至6項中任一項之組件之 方法，其特徵爲： 借助於照射方法藉由三度空間之材料去除一玻璃基板 494590 六、申請專利範圍 中產生多個凹口，在使用此玻璃板下將相對應數目的相 對應配置在一基板上的有機發光二極體封裝，並且隨後 將因而獲得之組件至少以部份的方式分開。