專利名稱：有機電子元件的封裝及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機電子元件的封裝，尤其是涉及有機發(fā)光二極管(OLED)的封裝。
基于OLED的顯示器從1987年起為公知的。與傳統(tǒng)的液晶顯示器相比，OLED顯示諸如本征發(fā)射、低能耗、壓縮性以及短的開關(guān)時間的一些優(yōu)點。
OLED原理上由布置在電極之間的有機膜構(gòu)造。只要在電極上施加電壓，就發(fā)出光，因為空穴與電子復(fù)合。OLED的薄的有機層典型地被布置在玻璃襯底上，并且利用另一玻璃板或金屬板封裝。在力圖制造柔性有機顯示器時也嘗試通過這種由塑料構(gòu)成的板來代替剛性的玻璃板或金屬板。可是，OLED內(nèi)層與濕氣和氧的嚴密隔離是基本的，因此不容易找到針對玻璃或金屬材料的取代物。
目前應(yīng)用多種封裝技術(shù)，其中采用具有涂敷有保護層的塑料封裝。也使用由介電層制成的直至1μm厚的塑料層。但是，這種封裝并不一定被分類為柔性的封裝。
在所有的封裝中的基本點在于相對濕氣(尤其是水)和氧化氣體(尤其是氧)的密封性。有機材料通常針對濕氣具有相當高的滲透率，雖然金屬和工業(yè)陶瓷相對這種環(huán)境影響具有高的密封性，可是首先，在有機電子元件上繃緊金屬膜，而不損傷元件本身是困難的；其次，經(jīng)CVD或者類似方法涂敷的傳統(tǒng)的金屬層具有相對高數(shù)量的“針孔”，通過該“針孔”濕氣和氧氣可擴散通過。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種針對有機電子元件、尤其是OLED防濕氣或氧化氣體的密封封裝，該有機電子元件在正常工藝條件下可被涂敷并為可彎曲的，以致該有機電子元件適于柔性應(yīng)用。
本發(fā)明的對象是針對基本上可以由金屬合金的熔融金屬制成的電子元件、尤其是OLED的封裝。此外，本發(fā)明的對象是一種用于通過涂敷金屬合金的熔融金屬來制造針對OLED的封裝的方法。
“基本上”由金屬合金制成指的是，合金還可能被添加(通常的)諸如潤濕劑、粘合劑或類似物的添加劑。
所謂低熔點合金例如是“易熔合金”、即具有低熔點或熔化范圍的金屬合金。
借助于這種材料，針對有機電子元件、尤其是OLED的嚴密的密封封裝可通過傳統(tǒng)的鍍膜法、諸如印刷法(“刮刀”、“旋涂”或者“浸漬涂敷”)來完成，因為低熔點金屬合金、即“易熔合金”在溫度為30和200℃之間是可熔化的，并因而可如聚合物一樣來加工。這樣可制造如結(jié)構(gòu)化層那樣的均勻的和寬平面的涂層。
根據(jù)本方法的優(yōu)選實施例，熔融金屬、優(yōu)選為結(jié)構(gòu)化的通過諸如凸模印刷或塞子印刷、絲網(wǎng)印刷、墨汁噴射印刷、凸版印刷和/或凹版印刷、模板印刷，柔版印刷和其它印刷的印刷工藝來涂敷。
根據(jù)本方法的另一實施例，“易熔合金”的合金借助于壓印技術(shù)或者如熱塑合成樹脂一樣被涂敷。
熔融金屬也通過旋涂、浸沒、刮刀法等一樣好地被涂敷。
“易熔合金”按其類型公知，其例如涉及構(gòu)成“共晶體”的合金，即在合金中成份的一定百分比的摩爾分布、重量分布或體積分布的情況下，合金或混合物的熔點降低到遠低于單個成份的熔點。此外，共晶體合金具有以下優(yōu)點，即該共晶體合金相對可能可以擴展超過10℃或更多的熔化范圍具有所定義的熔點。
優(yōu)選地涉及一種合金，該合金可以在30℃和200℃之間的范圍內(nèi)、尤其是優(yōu)選地在150℃以下作為熔融金屬存在。
該合金的組成成分可以是以下金屬鉍、鉛、鋅、鈣、銦、汞、銀，其中“易熔合金”以此突出它的熔點明顯地、即可以攝氏度為單位來測量的熔點位于單個組成成分的熔點之下。
不擔心健康方面的“易熔合金”或合金、即少量或沒有鈣、汞和/或鉛夠用的合金是特別有利的。示例性列出下列合金57％(重量百分比)的鉍、17％的鋅、26％的銦(熔點78℃)；48％的鋅、52％的銦(熔點118℃)或58％的鉍、42％的鋅(熔點138℃)。
此外，本方法的較大優(yōu)點是相對經(jīng)物理氣相淀積(PVD)或者CVD制造的膜，這些材料以低的空穴率得到均勻的膜。經(jīng)CVD/PVD制造的傳統(tǒng)的封裝具有高的空穴率或許多“針孔”，這是金屬/陶瓷封裝缺少密封性的主要原因。
利用本發(fā)明的用于制造封裝的方法可以制造顯示柔韌性的薄膜，利用該薄膜該方法可適于柔性應(yīng)用。
在給低熔點金屬合金導(dǎo)電之后，根據(jù)本方法的實施形式在有機電子元件之間、尤其是在OLED和封裝之間裝上絕緣層。絕緣的中間層例如可以是有機層或如由SiO2構(gòu)成的陶瓷層。該絕緣的中間層可以通過蒸發(fā)、濺射，化學(xué)氣相淀積(CVD)、“旋涂”或借助于印刷技術(shù)來涂敷。
根據(jù)本方法的實施形式，熔融金屬被直接涂敷在有機電子元件、尤其是OLED上，以致該熔融金屬在電子元件上(有利地被控制地)凝固。由此最強地抑制空穴和針孔。只是由于在低溫情況下的熔化范圍，這種方法可針對有機電子元件采用而不損傷它。
這種封裝形式尤其適于(具有塑料箔或薄玻璃)的柔性應(yīng)用，因為固化的、即以固相存在的“易熔合金”合金(優(yōu)選地在封裝時其位于的層厚中)是可撓曲的。
封裝的層厚可位于1和700μm之間。優(yōu)選地，涉及20和200μm之間的層厚，特別優(yōu)選地涉及30和70μm之間的層厚。
此外，在如玻璃和/或有機箔的襯底上合金的固化特性極佳，以致封裝和襯底的過渡也相對容易密封。
封裝可用于所有的有機電子元件，尤其是用于無源矩陣顯示器、柔性光源和或有機太陽能電池或者有機光電電池。其它的應(yīng)用是柔性有機檢測器和在有機基底上的集成電路。
示例性地描述了如無源矩陣顯示器、太陽能電池或柔性光源(flexible light source)的有機電子元件的封裝有機電子元件建立于玻璃襯底上。在其上經(jīng)如“旋涂”或類似的鍍膜法涂敷絕緣的中間層。其上再涂敷例如具有50μm厚度的薄膜、例如48％的鋅和52％的銦的金屬的低熔點合金。由于合金的低熔點，該涂敷可以通過簡單的印刷技術(shù)實現(xiàn)。
這里首次建議針對有機電子元件、尤其是OLED的封裝，該有機電子元件可以通過簡單的鍍膜法或印刷法制造并且盡管如此相對(針對有機電子元件)有害的環(huán)境影響仍具有高密封性。這通過采用結(jié)合低熔點與相對濕度和氧化氣體的高密封性的所謂的易熔合金、即低熔點金屬合金是可能的。
權(quán)利要求
1.針對有機電子元件的封裝，該電子元件基本上由金屬合金的熔融金屬制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中，所述合金在30到200℃的溫度范圍中作為熔融金屬存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的封裝，其中，固化形式的金屬合金相對濕氣和/或氧化氣體密封。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的封裝，其中，所述合金包含從下述金屬組中選擇的至少一種金屬，即鈣、鋅、鉍、鉛、銦、汞和/或銀。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的封裝，其中，所述封裝層的厚度在1和700μm之間。
6.用于通過涂敷金屬合金的熔融金屬來封裝電子元件的方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過印刷工藝實現(xiàn)熔融金屬的涂敷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述熔融金屬在所述有機電子元件上凝固。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8之一的方法，其中，在封裝之前，在有機電子元件上還涂敷絕緣的中間層。
全文摘要
這里首次建議針對有機電子元件、尤其是OLED的封裝，該有機電子元件可以通過簡單的鍍膜法或印刷法制造并且盡管如此相對(針對有機電子元件)有害的環(huán)境影響仍具有高密封性。這通過采用結(jié)合低熔點和相對濕氣和氧化氣體的高密封性的所謂的易熔合金、即低熔點的金屬合金是可能的。
文檔編號H01L51/52GK1742394SQ200480002560
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者J·比恩斯托克, D·亨塞勒, K·休塞, R·佩特佐德, G·維特曼恩 申請人:西門子公司