JP2007531238A

JP2007531238A - 縁部が気密封止された有機電子パッケージ及びその製造方法

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Publication number: JP2007531238A
Application number: JP2007506181A
Authority: JP
Inventors: シャープケンス，マーク; ドゥガル，アニル; ヘラー，クリスチャン・エム
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2007-11-01
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Also published as: CN1957485B; TWI430454B; WO2005104266A1; US20050224935A1; KR20060133018A; US8405193B2; KR20110124327A; JP5198058B2; KR101194612B1; US8633574B2; TW200603416A; US20130248828A1; CN1957485A

Abstract

縁部が封止された有機電子パッケージ。さらに具体的には、有機電子デバイスを有するパッケージを提供する。パッケージの縁部を気密封止して有機電子デバイスを外界の要素から完全に保護するための数多くの封止機構を提供する。有機電子デバイスを完全に包囲するためシーラントを使用できる。別法として、有機電子デバイスを完全に包囲するためエッジシールを設けてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、縁部が気密封止された有機電子パッケージ並びにその製造方法に関する。

回路及びディスプレイ技術で進展しつつある傾向として、有機電子デバイス及び光電子デバイスの実装があり、シリコン電子デバイスに対する低コスト高性能代替品を提供する。かかる有機デバイスの一つは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。ＯＬＥＤは固体半導体デバイスであり、有機半導体層を用いて電気エネルギーを光に変換する。一般に、ＯＬＥＤは、２つの導体又は電極の間に複数の有機薄膜層を配設することによって製造される。電極層及び有機層は概して２枚の基板（例えば、ガラス又はプラスチック）の間に配置される。ＯＬＥＤは、両電極から逆の極性の電荷キャリア（電子及び正孔）を受け取ることによって動作する。外部から印加した電圧で電荷キャリアを再結合領域に送り込んで発光を生じる。多くのシリコン系デバイスとは異なり、ＯＬＥＤは低コストで大面積の薄膜堆積法を用いて加工でき、超薄軽量照明ディスプレイの製造が可能となる。ＯＬＥＤを実装した全面照明で多大な進展がなされている。

従来のＯＬＥＤデバイスでは、表と裏にガラス基板が使用されることがある。長所として、ガラス基板は一般に、大気中に存在する水分及び酸素に暴露されないようにデバイスを封止するのに適した気密性をもたらす。短所として、ガラス基板は厚くて重く、比較的脆い。デバイスの電子的性質を急速に劣化しかねない空気及び水にデバイスが暴露される場合には、有機薄膜に信頼性の高い電気接点を設けるのは一段と難しくなる。

有機電子デバイスのもう一つの例は有機光起電力（ＯＰＶ）デバイスである。ＯＰＶは固体半導体デバイスであり、有機半導体層を用いて光を電気エネルギーに変換する。短所として、ＯＰＶもＯＬＥＤについて述べた劣化、耐久性及び製造上の問題を受けやすい。

耐久性が向上し、製造の容易なデバイスを得るには、有機電子デバイスを透明ポリマーフィルム又は金属箔のような可撓性基板上に形成すればよい。超高防湿層被覆ポリマーフィルム及び金属箔は一般に十分な気密性材料を与え、その上で有機電子デバイスを形成でき、ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）製法で使用できる。金属箔及び超高防湿層被覆ポリマーフィルムは一般に有機電子デバイスの上面及び下面を水分及び酸素から十分に保護するが、デバイスの縁部は依然として水分及び酸素の作用を受け易い。これは、特にロールツーロール製造システムの場合にいえる。そこで、可撓性基板を用いて、デバイスの縁部からの環境要素の透過を受けない有機電子デバイスに対するニーズが依然として存在する。
米国特許出願公開第２００３／０６２５２７号明細書米国特許出願公開第２００２／０６８１４３号明細書米国特許第６０８００３１号明細書米国特許出願公開第２００３／１０４７５３号明細書特開平０５−２４２９６６号公報

本技術の一実施形態では、ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、可撓性基板と結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板とを備えるパッケージが提供される。

本技術の別の実施形態では、ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、透明フィルムと結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板とを備えるパッケージであって、上記表板が、パッケージの縁部をくるんで可撓性基板の有機電子デバイスとは反対側の面と結合する周縁部を有する、パッケージが提供される。

本技術のさらに別の実施形態では、ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、透明フィルムと結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板と、可撓性基板及び表板の各々と結合し、パッケージ周縁部を気密封止するように形成されたエッジシールとを備えるパッケージが提供される。

本技術のさらに別の実施形態では、第一のエッジシールで覆われた周縁部を有する第一の複合基板と、第二のエッジシールで覆われた周縁部を有する第二の複合基板と、第一の複合基板と第二の複合基板の間に配設された有機電子デバイスとを備えるパッケージであって、第一の複合基板はシーラントを介して第二の複合基板と結合している、パッケージが提供される。

本技術のさらに別の実施形態では、パッケージの製造方法であって、可撓性基板フィルムのロールを用意する段階、可撓性基板フィルム上に複数の有機デバイスを配設する段階、可撓性基板フィルムのロールと略同じ寸法の金属箔のロールを用意する段階、シーラントが複数の境界を形成するように配置するとともに、金属箔を可撓性基板フィルムに結合した後に複数の境界の各々が有機デバイスを完全に包囲するようなサイズをもつように金属箔上にシーラントを配設する段階と、金属箔を可撓性基板フィルムに結合する段階とを含んでなる方法が提供される。

本発明の利点及び特徴は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなろう。

図面の簡単な説明
図１は、本技術に係る有機電子パッケージの一実施形態を示す断面図である。

図２は、本技術に係る有機電子パッケージの一製造方法を示す斜視図である。

図３は、本技術に係る有機電子パッケージの別の実施形態を示す断面図である。

図４は、本技術に係る有機電子パッケージのさらに別の実施形態を示す断面図である。

図５は、本技術で使用できる例示的な複合基板を示す断面図である。

図６は、本技術で使用できる別の例示的な複合基板を示す断面図である。

図７は、本技術に係る有機電子パッケージのさらに別の実施形態を示す断面図である。

図１は、可撓性基板１２を有する有機パッケージを示す。可撓性基板１２は、一般に実質的に透明なフィルムを含む。本明細書で用いる「実質的に透明」という用語は、可視光（即ち、約４００〜約７００ｎｍの波長域の光）の全透過率が約５０％以上、好ましくは約８０％以上の材料をいう。可撓性基板１２は一般に薄く、約０．２５〜１０．０ミル、好ましくは約０．５〜１０．０ミルの範囲内の厚さを有する。「可撓性」という用語は、一般に曲率半径約１００ｃｍ未満の形状に屈曲できることを意味する。

可撓性基板１２は、例えばロールから供給することができる。好適には、可撓性基板１２用の透明フィルムのロールを使用すると、有機パッケージ１０の生産性が高く低コストのリール加工及び製造が可能となる。透明フィルムのロールは例えば１フィートの幅を有し、その上で多数の有機パッケージを製造して切り取ればよい。可撓性基板１２は単層からなるものでもよいし、異種材料からなる複数の隣接層を有する構造のものでもよい。可撓性基板１２は、約１．０５〜２．５、好ましくは約１．１〜約１．６の範囲内の屈折率を有する。さらに、可撓性基板１２は一般に適当な可撓性のポリマー材料からなる。例えば、可撓性基板１２はポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ＫａｐｔｏｎＨもしくはＫａｐｔｏｎＥ（ＤｕＰｏｎｔ社製）又はＵｐｉｌｅｘ（宇部興産（株）製）のようなポリイミド、環状オレフィン（ＣＯＣ）のようなポリノルボルネン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を含むものとし得る。

気密性を得るため、可撓性基板１２は透明バリアコーティング１４で被覆され、可撓性基板１２を通しての水分及び酸素の拡散を防ぐ。バリアコーティング１４は可撓性基板１２の表面に配設するか或いは他の方法で形成して、可撓性基板１２を完全に覆うようにすればよい。バリアコーティング１４は、反応性化学種の反応生成物又は再結合生成物からなるものであればよい。バリアコーティング１４は約１０〜約１００００ｎｍ、好ましくは約１０〜約１０００ｎｍの範囲内の厚さに堆積し得る。バリアコーティング１４に起因する光透過率の低下が約２０％未満、好ましくは約５％未満となるように、可撓性基板１２を通しての光の透過を妨げないコーティング厚を選択するのが概して望ましい。また、基板の可撓性をさほど低下させず、屈曲で特性がさほど劣化しないコーティング材料及び厚さを選択することも望ましい。コーティングは、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、高周波プラズマ化学気相堆積（ＲＦＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマ化学気相堆積（ＥＴＰＣＶＤ）、反応スパッタリング、電子サイクロトロン共鳴プラズマ化学気相堆積（ＥＣＲＰＥＣＶＤ）、誘導結合型プラズマ化学気相堆積（ＩＣＰＥＣＶＤ）、スパッター堆積、蒸着、原子層堆積（ＡＬＤ）又はこれらの組合せのような堆積技術で設けることができる。

バリアコーティング１４は、例えば有機材料でも、無機材料でも、セラミック材料でもよい。かかる材料は反応性プラズマ化学種の反応生成物又は再結合生成物であり、可撓性基板１２の表面に堆積される。有機コーティング材料は、反応体の種類に応じて、炭素、水素、酸素を含み、その他、適宜、硫黄、窒素、ケイ素のような微量成分を含んでいてもよい。コーティングに無機組成物を生じる適当な反応体は、炭素原子数１５以下の直鎖又は枝分れアルカン、アルケン、アルキン、アルコール、アルデヒド、エーテル、アルキレンオキシド、芳香族化合物などである。無機及びセラミックコーティング材料は、通例、第ＩＩＡ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩＩＡ族、第ＩＢ族及び第ＩＩＢ族元素の酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物又はこれらの組合せ、第ＩＩＩＢ族、第ＩＶＢ族及び第ＶＢ族金属並びに希土類金属からなる。例えば、炭化ケイ素はシラン（ＳｉＨ_４）とメタン又はキシレンのような有機材料から生成したプラズマの再結合によって基板上に堆積させることができる。オキシ炭化ケイ素はシランとメタンと酸素又はシランとプロピレンオキシドから生成したプラズマから堆積させることができる。オキシ炭化ケイ素は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳＮ）又はオクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ_４）のような有機ケイ素前駆体から生成したプラズマから堆積させることもできる。窒化ケイ素はシランとアンモニアから生成したプラズマから堆積させることができる。オキシ炭窒化アルミニウムは酒石酸アルミニウムとアンモニアの混合物から生成したプラズマから堆積させることができる。金属酸化物、金属窒化物、金属オキシ窒化物、酸化ケイ素、窒化ケイ素及びオキシ窒化ケイ素のような他の反応体の組合せも所望のコーティング組成物を得るために選択し得る。

さらに、バリアコーティング１４は有機／無機複合材料又は有機／無機多層材料からなるものであってもよい。無機材料はＡ〜Ｆ元素から選択でき、有機材料はアクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、キシレン樹脂、シロキサン、シリコーンなどを含むものでよい。具体的な反応体の選択は当業者には明らかであろう。可撓性基板１２に透明性が要求されない用途では、大半の金属がバリアコーティング１４に適している。明らかであると思われるが、可撓性基板１２は組成物であってもよく、気密基板を与えるためのバリアコーティング１４が組み込まれていてもよい。

有機パッケージ１０は、バリアコーティング１４と結合した有機電子デバイス１６も備える。有機電子デバイス１６は、例えばＯＬＥＤでもＯＰＶでもよい。有機電子デバイス１６は、一般に、２つの導体又は電極間に複数の有機半導体層を配設してなる。したがって、図１には示していないが、有機電子デバイス１６の電極は外部電源に電気的に接続されており、有機電子デバイス１６での発光反応を開始させるために用いられる。

有機電子デバイス１６の周囲を気密にするため、シーラント１８をバリアコーティング１４に結合させる。シーラント１８は、有機デバイス１６がシーラント１８で完全に包囲されるように有機電子デバイス１６の周縁全体に設けられる。シーラント１８の施行技術については、図２を参照して以降でさらに詳しく説明する。シーラント１８は好ましくは接着剤材料を含み、可撓性基板１２（及びバリアコーティング１４）を表板２０に結合して有機電子デバイスを完全に封入できるようにする。したがって、シーラント１８は例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、Ｎｏｒｌａｎｄ６８ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性接着剤、感圧接着剤（例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂）又は室温加硫性（ＲＴＶ）接着剤を含んでいてもよい。シーラント１８は一般に透過性が低く、接着性を与える材料を含んでなる。

最後に、有機パッケージ１０は表板２０を備えており、表板２０はシーラント１８によって可撓性基板１２に結合させることができる。本明細書で用いる「表板」とは、単に有機パッケージ１０の上部基板をいう。したがって、「表板」という用語は、「第二の基板」、「上部基板」、「表面基板」などと同義に用いることができる。気密性及び可撓性を得るため、表板２０は一般に透過性の低い薄肉材料からなる。表板２０は、用途に応じて透明であっても、透明でなくてもよい。一実施形態では、表板２０は有機電子デバイス１６で発生した光を反射するための反射性材料（例えば、金属箔）からなる。表板２０は、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔、スズ、Ｋｏｖａｒ、Ｉｎｖａｒなどからなるものでよい。反射光がさほど重要でない用途では、表板２０は薄いガラス、サファイア、雲母又は透過性の低いバリア被覆プラスチックからなるものでもよい。

反射性表板２０は、実質的に透明な可撓性基板１２から放射された光を反射し、かかる光を可撓性基板１２に向けることによって、この方向に放射される光の総量を増加させるのに使用できる。好適には、表板２０は、酸素や水のような反応性の環境要素が有機電子デバイス１６に拡散するのを防ぐ材料からなる。表板２０は、デバイス全体の可撓性を低下させないため十分な薄さのものである。さらに、表板２０は、有機電子デバイス１６内への酸素及び水蒸気の拡散をさらに低減すべく、様々な金属又は金属化合物からなる複数の層を含んでいてもよい。一実施形態では、有機電子デバイス１６に直接隣接した表板２０の内層は反射性を有し、その外層は有機電子デバイス１６への酸素及び水の拡散速度を低下させるため、金属酸化物、窒化物、炭化物、オキシ窒化物又はオキシ炭化物のような非反射性材料又は化合物からなる。

図２は、図１を参照して説明した有機パッケージ１０のような有機パッケージを多数製造するための例示的な技術を示す。明らかであると思われるが、可撓性基板１２はポリマーフィルムロールから供給できる。例示的な一実施形態では、ロールは、図２に示すように２つの互いに隣接した有機パッケージ１０を製造できるサイズのものとし得る。可撓性基板１２はバリアコーティング１４で被覆され、その上に有機電子デバイス１６を並べればよい。表板２０もロールから供給できる。この例示的な実施形態では、表板２０の表面にシーラント１８を配設して、表板２０を可撓性基板１２に結合すれば、有機電子デバイスの周縁全体にシールが形成される。シーラント１８は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、積層その他の適当な手段で表板２０の表面に配設できる。図２に示す通り、シーラント１８は、ロール状の表板２０を基板１２と結合させると有機電子デバイス１６を包囲するように配列される。ロールツーロール製造が完了したら、有機デバイス１０をロールから切り取ればよい。明らかであると思われるが、有機デバイス１０の作製には他の製造技術を用いてもよい。

図３は、縁部が気密封止された有機パッケージ２２の別の実施形態を示す。図１に示した実施形態と同様、有機パッケージ２２は、可撓性基板１２と、バリアコーティング１４と、有機電子デバイス１６と、有機電子デバイス１６周縁に設けられたシーラント１８とを備える。有機パッケージ２２は、有機パッケージ２２の縁部をくるむのに適合した周縁部を有する表板２４を備える。つまり、表板２４は可撓性基板１２よりも大きい。本明細書で用いる「適合した」、「構成された」などの用語は、特定の構造を形成するか或いは特定の結果を達成するように寸法、配置又は製造された構成要素をいう。表板２４は、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔、スズ、Ｋｏｖａｒ、Ｉｎｖａｒなどからなるものでよい。表板２４は絶縁性であっても導電性であってもよい。表板２４が導電性であれば、有機パッケージ２２は、表板２４が有機電子デバイス１６に対するバスバー接点を与えるように形成できる。

表板２４は、可撓性基板１２の縁部をくるんで、可撓性基板１２の前面（つまり、有機電子デバイス１６の取付面とは反対側の可撓性基板１２の面）と結合できる寸法の周縁部２６を備える。表板２４の周縁部２６は、シーラント２８を用いて可撓性基板１２の前面に接着すればよい。シーラント２８はシーラント１８と同じ材料からなるものでよい。別法として、シーラント２８はシーラント１８とは異なる材料からなるものでもよい。明らかであると思われるが、有機電子デバイス１６を水分及び酸素から効果的に保護するため、シーラント２８は好適には透過性の低い材料からなる。

有機パッケージ２２は、図２を参照して説明した方法と同様に製造できる。有機パッケージ２２の初期加工ではロールツーロール法が使用できる。加工における唯一の相違点は、印刷シーラント１８間の間隔を十分にとって、ロールから有機デバイス１６を切り取ったときに表板２０が有機電子デバイス１６の縁部及び可撓性基板１２の縁部の周囲に成形でき、可撓性基板１２の前面に結合できるようにすることである。

有機パッケージ２２の気密性を一段と高めるため、表板２４の周縁部２６で包むことによって形成されるポケットの内部に脱湿剤又はゲッター材料を配置してもよい。明らかであると思われるが、脱湿剤は水又は酸素に対して高い親和性を有する物質であり、乾燥剤として用いられる。脱湿剤又はゲッター３０は、好適には、水分又は酸素を吸収することによって有機電子デバイス１６をさらに保護する。脱湿剤又はゲッター３０は、例えば、酸化カルシウム、シリカゲル、Ｈｉｓｉｌ、ゼオライト、硫酸カルシウム（ＤＲＩＥＲＩＴＥ）、酸化バリウム又は他の反応性金属からなるものでよい。

図４は、縁部が気密封止された有機パッケージ３２の別の実施形態を示す。図１及び図３に示す実施形態と同様、有機パッケージ３２は可撓性基板１２と、バリアコーティング１４と、有機電子デバイス１６と、有機電子デバイス１６周縁に設けられたシーラント１８とを備える。この例示的な実施形態では、反射性表板を使用せずに、第一の可撓性基板１２と同様に表面にバリアコーティング３６を有する第二の可撓性基板３４をシーラント１８上に設けてもよい。第二の可撓性基板３４を第一の可撓性基板１２と結合させたら、可撓性エッジシール３８を設けることによって縁部を封止して気密性を向上させることができる。エッジシール３８は、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔、スズ、Ｋｏｖａｒ、Ｉｎｖａｒなどからなるものでよく、絶縁性であっても導電性であってもよい。可撓性エッジシール３８は、シーラント２８を介して基板１２と結合し、シーラント４０を介して基板３４と結合する。可撓性エッジシール３８は、例えば可撓性表板の気密コーティングの亀裂がなくなるので、一段と丈夫な有機パッケージを与える。図３を参照して説明した例示的な実施形態と同様、エッジシール３８で有機パッケージ３２の縁部を包むことによって形成されたポケットの内部に脱湿剤又はゲッター材料３０を配置してもよい。

図１〜図４は、その上で有機デバイスを製造しかつ向上した気密性が得られるように構成された可撓性基板について説明したものである。上述の通り、図１〜図４を参照して説明した可撓性基板１２は複合材料からなるものでもよい。図５及び図６に２種類の例示的な複合基板を示し、簡単に説明する。明らかであると思われるが、図５及び図６を参照して説明する層は、図１を参照した上述の説明を参酌すると最もよく理解できる。

図５は、複合構造を有する可撓性基板４２を示す。基板４２は、約０．２５〜５０．０ミル、好ましくは約０．５〜１０．０ミルの範囲内の厚さの実質的に透明な可撓性フィルム４４を含む。フィルム４４は、例えばロールから供給することができる。フィルムは、約１．０５〜２．５、好ましくは約１．１〜１．６の範囲内の屈折率を有する。さらに、フィルム４４は一般に適当な可撓性のポリマー材料からなる。例えば、フィルム４４はポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ＫａｐｔｏｎＨもしくはＫａｐｔｏｎＥ（ＤｕＰｏｎｔ社製）又はＵｐｉｌｅｘ（宇部興産（株）製）のようなポリイミド、環状オレフィン（ＣＯＣ）のようなポリノルボルネン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなるものでよい。

気密性を得るため、フィルム４４を透明バリアコーティング４６で被覆することによってフィルム４４を通しての有機電子デバイス（図示せず）への水分及び酸素の拡散が防がれる。バリアコーティング４６は、フィルム４４の表面に配設するか或いは他の方法で形成すればよい。バリアコーティング４６は、反応性化学種の適当な反応生成物又は再結合生成物からなるものでよい。バリアコーティング４６は、約１０〜約１００００ｎｍ、好ましくは約１０〜約１０００ｎｍの範囲内の厚さに堆積し得る。バリアコーティング４６に起因する光透過率の低下が約２０％未満、好ましくは約５％未満となるように、フィルム４４を通しての光の透過を妨げないコーティング厚を選択するのが概して望ましい。コーティングは、例えばプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のような適当な堆積技術で設けることができる。

図１のバリアコーティング１４に関して説明したように、バリアコーティング４６は、例えば有機材料でも、無機材料でも、セラミック材料でもよい。かかる材料は反応性プラズマ化学種の反応生成物又は再結合生成物であり、フィルム４４の表面に堆積される。有機コーティング材料は、反応体の種類に応じて、炭素、水素、酸素を含み、その他、適宜、硫黄、窒素、ケイ素のような微量成分を含んでいてもよい。コーティングに無機組成物を生じる適当な反応体は、炭素原子数１５以下の直鎖又は枝分れアルカン、アルケン、アルキン、アルコール、アルデヒド、エーテル、アルキレンオキシド、芳香族化合物などである。無機及びセラミックコーティング材料は、通例、第ＩＩＡ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩＩＡ族、第ＩＢ族及び第ＩＩＢ族元素の酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物又はこれらの組合せ、第ＩＩＩＢ族、第ＩＶＢ族及び第ＶＢ族金属並びに希土類金属からなる。例えば、炭化ケイ素はシラン（ＳｉＨ_４）とメタン又はキシレンのような有機材料から生成したプラズマの再結合によって基板上に堆積させることができる。オキシ炭化ケイ素はシランとメタンと酸素又はシランとプロピレンオキシドから生成したプラズマから堆積させることができる。オキシ炭化ケイ素は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳＮ）又はオクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ_４）のような有機ケイ素前駆体から生成したプラズマから堆積させることもできる。窒化ケイ素はシランとアンモニアから生成したプラズマから堆積させることができる。オキシ炭窒化アルミニウムは酒石酸アルミニウムとアンモニアの混合物から生成したプラズマから堆積させることができる。金属酸化物、金属窒化物、金属オキシ窒化物、酸化ケイ素、窒化ケイ素及びオキシ窒化ケイ素のような他の反応体の組合せも所望のコーティング組成物を得るために選択し得る。

さらに、バリアコーティング４６は有機／無機複合材料又は有機／無機多層材料からなるものであってもよい。無機材料はＡ〜Ｆ元素から選択でき、有機材料はアクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、キシレン樹脂、シロキサン、シリコーンなどを含むものでよい。具体的な反応体の選択は当業者には自明であろう。

基板４２は、耐薬品性を有するとともに熱膨張率（「ＣＴＥ」）の低いコーティング又は保護層４８を備えていてもよい。保護層４８は、基板４２又は有機パッケージの作製時に常用される化学薬品による化学的攻撃から下方の材料を有利に保護するために設けることができる。さらに、保護層４８はＣＴＥが低いので、基板４２の高温加工も可能にする。保護層４８はアクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、キシレン樹脂、シロキサン、シリコーンなどを含んでなるものでもよく、場合によっては例えばシリカ粒子のような無機充填材を充填してもよく、ロールコーティング、スロットコーティング、バーコーティング、スピンコーティング及びその他公知の湿式化学コーティング法で塗工できる。別法として、保護層４８は無機及びセラミックコーティング材料からなるものでよく、これらは典型的には第ＩＩＡ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩＩＡ族、第ＩＢ族及び第ＩＩＢ族元素の酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物又はこれらの組合せ、第ＩＩＩＢ族、第ＩＶＢ族及び第ＶＢ族金属、並びに希土類金属からなる。これらの材料は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、高周波プラズマ化学気相堆積（ＲＦＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマ化学気相堆積（ＥＴＰＣＶＤ）、反応スパッタリング、電子サイクロトロン共鳴プラズマ化学気相堆積（ＥＣＲＰＥＣＶＤ）、誘導結合型プラズマ化学気相堆積（ＩＣＰＥＣＶＤ）、スパッター堆積、蒸着、原子層堆積（ＡＬＤ）又はこれらの組合せのような堆積技術で堆積できる。

複合基板４２の外面は保護層５２を備えていてもよい。保護層５２は一般に耐摩耗性を有するとともに熱膨張率の低い層／コーティングからなる。層５２は、取扱い時の擦過から基板４２を保護するために設けることができる。さらに、保護層５２は低いＣＴＥのため、基板４２の高温加工も可能にする。保護層５２は、層４８に関して説明した材料のいずれかからなるものでもよく、層４８に関して説明した堆積技術のいずれかで堆積させることができる。

図６は、上述の封止技術で使用できる可撓性基板５４のさらに別の実施形態を示す。図６に示す複合基板５４は、図５を参照して説明した基板と類似している。基板５４と基板４２との相違点は、（図５に示す単層のフィルム４４とは異なり）２層のフィルム５６及び５８が用いられ、（図５に示す単層のバリアコーティング４６とは異なり）２層のバリアコーティング６０及び６２が用いられることである。バリアコーティング６０は、接着剤層６４を介してバリアコーティング６２に結合する。

複合基板４２及び５４は図１〜図４を参照して説明したいずれの有機パッケージの形成にも使用できるが、図７を参照して説明する別の実施形態を用いて有機パッケージを得ることもできる。図７を参照すると、図６を参照して説明した基板を用いた有機パッケージ６６が示してある。明らかであると思われるが、図５を参照して説明した実施形態のような他の基板の実施形態も、図７に示す縁部封止構造に使用できる。以下でさらに詳しく説明する通り、図７に示す実施形態では、個々の基板を封止した構造を用いる。

有機パッケージ６６は、２つの複合基板６８及び７０を備える。各複合基板は、例えば図６を参照して説明した構造を有し得る。基板６８及び７０の作製後、可撓性エッジシール７２及び７４を設けて基板６８又は７０の各々の縁部を封止することによって気密性を高めることができる。エッジシール７２及び７４は、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔、スズ、Ｋｏｖａｒ、Ｉｎｖａｒなどからなるものでよく、絶縁性であっても導電性であってもよい。明らかであると思われるが、一方の基板（ここでは基板７０）は有機電子デバイス７８の陽極層７６を含んでいてもよい。陽極層７６は、基板７０上に直接堆積してパターン化すればよい。明らかであると思われるが、陽極層７６は有機電子デバイス７８の有機層に正の電荷キャリア（又は正孔）を注入するために設けられ、高い仕事関数（例えば、約４．５ｅＶ超、好ましくは約５〜約５．５ｅＶの仕事関数）を有する材料で形成される。例えば、酸化インジウムスズ（「ＩＴＯ」）が陽極層７６の形成に使用できる。ＩＴＯは光の透過に対して実質的に透明であり、８０％以上の光を透過させる。したがって、有機電子デバイスの有機エレクトロルミネセント層から放射された光は、さほど減衰せずにＩＴＯ陽極層７６から容易に抜け出せる。陽極層７６としての使用に適した他の材料は、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化カドミウムスズ及びこれらの混合物である。さらに、電荷注入特性を向上させるため、陽極として使用する材料にアルミニウム又はフッ素をドープしてもよい。陽極層７６は、物理気相堆積、化学気相堆積、イオンビームアシスト蒸着又はスパッタリングによってその下の構造物に堆積できる。金属の実質的に透明な薄層も適している。別法として、陽極層７６は有機電子デバイス７８の一部であってもよく、後段で基板７０と結合させる。

可撓性エッジシール７２及び７４は、シーラント８０を介してそれぞれ基板６８及び７０と結合する。エッジシール７２及び７４を基板６８及び７０に取り付け、有機電子デバイス７８を基板６８に取り付けたら、別のシーラント層８２を介して基板６８及び７０を互いに結合すればよい。シーラント８０及び８２の各々は、図１及び図２を参照して既に説明したように、有機電子デバイス７８の周縁全体に配設して、有機電子デバイス７８がシーラント８０及び８２で完全に包囲されるようにすればよい。シーラント８０及び８２は好ましくは接着材料からなり、可撓性エッジシール７２及び７４をそれぞれ基板６８及び７０に結合させるのにシーラント８０を使用でき、基板６８と基板７０とを結合させるのにシーラント８２を使用できるようにする。したがって、シーラント８０及び８２は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、Ｎｏｒｌａｎｄ６８ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性接着剤、感圧接着剤（例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂）又は室温加硫性（ＲＴＶ）接着剤からなるものでよい。別法として、エッジシール同士をはんだ付け又は溶接してもよく、はんだ付け又は溶接の反応生成物がシーラント８２として作用する。シーラント８０及び８２は一般に透過性が低く、接着性を与える材料であればよい。前述の通り、エッジシール７２及び７４で基板６８及び７０の縁部を包むことによって形成されたポケットの内部に脱湿剤又はゲッター材料８４を配置してもよい。

本発明は様々な修正や代替形態が可能であるが、例示のため特定の実施形態を図面に示し、本明細書で詳細に説明してきた。しかし、本発明は開示された特定の形態に限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲によって規定される本発明の技術的思想及び技術的範囲に属するあらゆる修正、均等及び代替を包含する。

本発明の有機電子パッケージの一実施形態を示す断面図。本発明の有機電子パッケージの一製造方法を示す斜視図。本発明の有機電子パッケージの別の実施形態を示す断面図。本発明の有機電子パッケージのさらに別の実施形態を示す断面図。本発明で使用できる例示的な複合基板を示す断面図。本発明で使用できる別の例示的な複合基板を示す断面図。本発明の有機電子パッケージのさらに別の実施形態を示す断面図。

Claims

ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、
透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、
可撓性基板と結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、
シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板と
を備えるパッケージ。
前記可撓性基板がバリアコーティングを備える、請求項１記載のパッケージ。
前記可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合したポリマー透明フィルムと、
透明フィルムと結合したバリアコーティングと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項１記載のパッケージ。
前記可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合した第一のポリマー透明フィルムと、
第一の透明フィルムと結合した第一のバリアコーティングと、
接着層を介して第一のバリアコーティングと結合した第二のバリアコーティングと、
第二のバリアコーティングと結合した第二のポリマー透明フィルムと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項１記載のパッケージ。
可撓性基板と有機電子デバイスの間に結合したバリアコーティングを備える、請求項１記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機発光ダイオードからなる、請求項１記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機光起電力デバイスからなる、請求項１記載のパッケージ。
前記シーラントが透過性の低い接着剤材料からなる、請求項１記載のパッケージ。
前記シーラントの厚さが有機電子デバイスの厚さよりも大きい、請求項１記載のパッケージ。
前記表板が金属箔からなる、請求項１記載のパッケージ。
ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、
透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、
透明フィルムと結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、
シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板と
を備えるパッケージであって、上記表板が、パッケージの縁部をくるんで、可撓性基板の有機電子デバイスとは反対側の面と結合する周縁部を有する、パッケージ。
前記可撓性基板がバリアコーティングを備える、請求項１１記載のパッケージ。
前記可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合したポリマー透明フィルムと、
透明フィルムと結合したバリアコーティングと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項１１記載のパッケージ。
可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合した第一のポリマー透明フィルムと、
第一の透明フィルムと結合した第一のバリアコーティングと、
接着層を介して第一のバリアコーティングと結合した第二のバリアコーティングと、
第二のバリアコーティングと結合した第二のポリマー透明フィルムと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項１１記載のパッケージ。
可撓性基板と有機電子デバイスの間に結合したバリアコーティングを備える、請求項１１記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機発光ダイオードからなる、請求項１１記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機光起電力デバイスからなる、請求項１１記載のパッケージ。
前記シーラントが透過性の低い接着剤材料からなる、請求項１１記載のパッケージ。
前記シーラントの厚さが有機電子デバイスの厚さよりも大きい、請求項１１記載のパッケージ。
前記表板が金属箔からなる、請求項１１記載のパッケージ。
前記パッケージの縁部を表板でくるむことで形成されるポケット内に脱湿剤を備える、請求項１１記載のパッケージ。
ポリマー透明フィルムを含む可撓性基板と、
透明フィルムと結合した有機電子デバイスと、
透明フィルムと結合し、有機電子デバイス周縁に設けられたシーラントと、
シーラントと結合し、有機電子デバイスに近接して配設された表板と、
可撓性基板及び表板の各々と結合し、パッケージ周縁部を気密封止するように形成されたエッジシールと
を備えるパッケージ。
前記可撓性基板がバリアコーティングを備える、請求項２２記載のパッケージ。
前記可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合したポリマー透明フィルムと、
透明フィルムと結合したバリアコーティングと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項２２記載のパッケージ。
前記可撓性基板が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合した第一のポリマー透明フィルムと、
第一の透明フィルムと結合した第一のバリアコーティングと、
接着層を介して第一のバリアコーティングと結合した第二のバリアコーティングと、
第二のバリアコーティングと結合した第二のポリマー透明フィルムと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える複合基板である、請求項２２記載のパッケージ。
可撓性基板と有機電子デバイスの間に結合したバリアコーティングを備える、請求項２２記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機発光ダイオードからなる、請求項２２記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機光起電力デバイスからなる、請求項２２記載のパッケージ。
前記シーラントが透過性の低い接着剤材料からなる、請求項２２記載のパッケージ。
前記シーラントの厚さが有機電子デバイスの厚さよりも大きい、請求項２２記載のパッケージ。
前記表板が金属箔からなる、請求項２２記載のパッケージ。
前記エッジシールで形成されるポケット内に脱湿剤を備える、請求項２２記載のパッケージ。
前記エッジシールが金属箔からなる、請求項２２記載のパッケージ。
第一のエッジシールで覆われた周縁部を有する第一の複合基板と、
第二のエッジシールで覆われた周縁部を有する第二の複合基板と、
第一の複合基板と第二の複合基板の間に配設された有機電子デバイスと
を備えるパッケージであって、第一の複合基板がシーラントを介して第二の複合基板と結合している、パッケージ。
第一の複合基板及び第二の複合基板の各々が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合したポリマー透明フィルムと、
透明フィルムと結合したバリアコーティングと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える、請求項３４記載のパッケージ。
第一の複合基板及び第二の複合基板の各々が、
摩耗に耐えるように構成された第一の保護層と、
第一の保護層と結合した第一のポリマー透明フィルムと、
第一の透明フィルムと結合した第一のバリアコーティングと、
接着層を介して第一のバリアコーティングと結合した第二のバリアコーティングと、
第二のバリアコーティングと結合した第二のポリマー透明フィルムと、
バリアコーティングと結合し、製造時に透明フィルムを化学的攻撃から保護するように構成された第二の保護層と
を備える、請求項３４記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機発光ダイオードからなる、請求項３４記載のパッケージ。
前記有機電子デバイスが有機光起電力デバイスからなる、請求項３４記載のパッケージ。
前記シーラントが透過性の低い接着剤材料からなる、請求項３４記載のパッケージ。
各々のエッジシールで形成されるポケット内に脱湿剤を備える、請求項３４記載のパッケージ。
各々のエッジシールが金属箔からなる、請求項３４記載のパッケージ。
パッケージの製造方法であって、
可撓性基板フィルムのロールを用意する段階と、
可撓性基板フィルム上に複数の有機デバイスを配設する段階と、
可撓性基板フィルムのロールと略同じ寸法の金属箔のロールを用意する段階と、
シーラントが複数の境界を形成するように配置するとともに、金属箔を可撓性基板フィルムに結合した後に複数の境界の各々が有機デバイスを完全に包囲するようなサイズをもつように金属箔上にシーラントを配設する段階と、
金属箔を可撓性基板フィルムに結合する段階と
を含んでなる方法。
複数のパッケージの各々を切り取る段階を含む、請求項４２記載の方法。
切り取る段階が、複数のパッケージの各々の上に存在する金属箔の表面積が可撓性基板フィルムの表面積よりも大きくなるように金属箔を切断することからなる、請求項４３記載の方法。
金属箔を可撓性基板フィルムの周縁部全体に巻き付ける段階を含む、請求項４４記載の方法。
切り取ったパッケージに、パッケージ周縁部を気密封止するように構成されたエッジシールを結合する段階を含む、請求項４３記載の方法。