DE69935261T2

DE69935261T2 - Verbesserte kapselung organischer led-vorrichtungen

Info

Publication number: DE69935261T2
Application number: DE69935261T
Authority: DE
Inventors: Ewald Karl Michael Guenther
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: DE69935261D1; US6952078B1; AU1904200A; JP2003517709A; CN1406345A; EP1242849A1; EP1242849B1; WO2001044865A1; CN1264057C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft organische LED- (OLED-) Bauelemente. Im Speziellen betrifft die Erfindung Gehäuse von OLED-Bauelementen.
Allgemeiner Stand der Technik
1 zeigt ein OLED-Bauelement 100. Das OLED-Bauelement umfasst eine oder mehrere organische funktionelle Schichten 110 zwischen ersten und zweiten Elektroden 105 und 115. Die Elektroden können strukturiert sein, um zum Beispiel mehrere OLED-Zellen zum Erzeugen eines gepixelten OLED-Bauelements auszubilden. Kontaktstellen 150, die mit den ersten und zweiten Elektroden gekoppelt sind, sind zum Bereitstellen elektrischer Verbindungen zu den OLED-Zellen bereitgestellt.
Zum Schutz der OLED-Zellen vor Umwelteinwirkungen wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Luft verkapselt eine Kappe 160 das Bauelement. Die aktiven und Elektrodenmaterialien der OLED-Zellen sind empfindlich und können als Folge von mechanischem Kontakt mit beispielsweise der Kappe leicht beschädigt werden. Um Schaden an den OLED-Zellen vorzubeugen, wird eine Hohlraumkappe oder ein Hohlraumgehäuse verwendet. Das Hohlraumgehäuse stellt einen Hohlraum 145 zwischen der Kappe und den OLED-Zellen bereit. Der Hohlraum erlaubt auch das Einbringen von Trockenmitteln zum Bewältigen der endlichen Leckrate des Bauelements.
Die Querabmessungen der OLED-Bauelemente liegen abhängig von den Anwendungen normalerweise im Bereich von wenigen Zentimetern oder mehr. Auf Grund der relativ großen Querabmessungen werden dickere Kappen verwendet, um die nötige mechanische Stabilität zur Aufrechterhaltung der Integrität des Hohlraums bereitzustellen. Doch die Nachfrage nach dünnen und flexiblen Bauelementen erfordert die Verwendung dünnerer Komponenten wie beispielsweise der Kappe oder des Substrats. Die Verringerung der Dicke der Kappe verringert ihre mechanische Stabilität, wodurch sie anfälliger für Verbiegung wird, was wiederum zum Zusammenbrechen des Hohlraums und somit zur Beschädigung der OLED-Zellen führen kann.
Wie aus der vorausgegangenen Erläuterung deutlich wird, ist es wünschenswert, ein OLED-Bauelement bereitzustellen, das ein verbessertes Gehäuse aufweist, vor allem ein auf dünnen oder flexiblen Substraten ausgebildetes.
Ein OLED-Bauelement mit Abstandshalterrippen in dem OLED-Zellenbereich ist aus US 5804917 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft verbesserte Verkapselung für ein OLED-Bauelement. Das OLED-Bauelement umfasst OLED-Zellen, die in der Zellregion eines Substrats ausgebildet sind. Abstandshalterpartikel sind selektiv in der Zellenregion angeordnet, um eine Kappe zu stützen, die auf dem Substrat montiert ist. Die Abstandshalterpartikel sind zum Beispiel selektiv in den inaktiven oder nicht emissiven Regionen zwischen den OLED-Zellen angeordnet. Die Verwendung von Abstandshalterpartikeln verhindert, dass die Kappe die OLED- Zellen in der Zellenregion als Folge von durch Biegung ausgeübtem Druck berührt, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein OLED-Bauelement;
2–6 zeigen ein Verfahren zum Ausbilden eines OLED-Bauelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
7–8 zeigen ein Verfahren zum Ausbilden eines OLED-Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
9–13 zeigen ein Verfahren zum Ausbilden eines OLED-Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
14 zeigt ein Verfahren zum Ausbilden eines OLED-Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung betrifft OLED-Baugelemente. Im Speziellen stellt die Erfindung ein kostengünstiges Gehäuse für die Verkapselung von OLED-Bauelementen, vor allem für auf dünnen Substraten ausgebildete, bereit. Gemäß der Erfindung sind Abstandshalterpartikel in dem Bauelement oder der Zellenregion des Bauelements angeordnet. Die Abstandshalterpartikel stützen die Kappe, wodurch sie deren Kontakt mit den OLED-Zellen verhindern. Die Verwendung der Abstandshalterpartikel in OLEDs wird in der gleichzeitig eingereichten internationalen Patentanmeldung mit dem Titel "Encapsulation For Organic LED Device" beschrieben (WO 01/45140).
Die Abstandshalterpartikel sind räumlich zum Beispiel auf einem Substrat mit der gewünschten Struktur verteilt. In einer Ausführungsform sind die Abstandshalterpartikel räumlich in den nicht emissiven oder nicht aktiven Bereichen der Bauelementregion angeordnet, in denen OLED-Zellen ausgebildet sind. Die Strukturverteilung der Abstandshalterpartikel kann durch ein direktes oder indirektes Strukturierungsverfahren ausgebildet werden. 2–6 zeigen ein Verfahren zum Herstellen eines OLED-Bauelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bezug nehmend auf 2 wird ein Substrat 260 bereitgestellt. Das Substrat dient in einer Ausführungsform als Kappe zum Verkapseln des OLED-Bauelements. Die Kappe umfasst zum Beispiel Metall oder Glas. Andere Materialarten zum Schutz der aktiven Komponenten vor Umwelteinwirkungen, wie beispielsweise Keramik oder metallisierte Folie, sind ebenso hilfreich. Die Dicke der Kappe kann zum Beispiel 10 – 200 μm betragen.
Gemäß der Erfindung sind Abstandshalterpartikel 270 willkürlich auf der Substratfläche 261 verteilt. Die Abstandshalterpartikel werden willkürlich auf der Substratfläche durch Abscheiden einer Bauelementschicht abgeschieden, die darin suspendierte Abstandshalterpartikel aufweist. In einer Ausführungsform umfasst die Bauelementschicht ein photosensitives Material wie beispielsweise einen Fotolack. Es können verschiedene Arten von Fotolack eingesetzt werden, zum Beispiel AZ 5214E von Clariant oder TSMR 8900 von Tokyo Oka. Andere photosensitive Materialien, in denen Abstandshalterpartikel suspendiert werden können, wie beispielsweise mit Licht strukturierbares Polyimid, mit Licht strukturierbares Polybenzoxazol, mit Licht strukturierbares Polyglutarimid und andere Harze sind ebenfalls hilfreich. Vorteilhafterweise ermöglicht das Suspendieren von Abstandshalterpartikeln in einem photosensitiven Material die Ausbildung der Verteilung der Abstandshalterpartikel auf dem Substrat durch einen direkten Strukturierungsprozess.
Die Form der Abstandshalterpartikel kann kugelförmig mit einem Durchmesser sein, der im Wesentlichen dem der gewünschten Höhe des durch die Kappe erzeugten Hohlraums entspricht. Der Hohlraum für OLED-Bauelemente beträgt normalerweise etwa 2 – 500 μm. Es können auch Abstandshalterpartikel verwendet werden, die andere geometrische Formen aufweisen, wie kubische, prismatische, pyramidenförmige oder andere regelmäßige oder unregelmäßige Formen mit einem durchschnittlichen Mitteldurchmesser, der zum Aufrechterhalten der gewünschten Höhe des Hohlraums ausreicht. Die Größenverteilung der Abstandshalterpartikel sollte ausreichend eng sein, um den richtigen Abstand zwischen der Kappe und den OLED-Zellen sicherzustellen.
Die Abstandshalterpartikel weisen vorzugsweise ein nicht leitfähiges Material auf. In einer Ausführungsform sind die Abstandshalterpartikel aus Glas hergestellt. Abstandshalterpartikel, die aus anderen Arten von nicht leitfähigen Materialien (zum Beispiel Siliziumdioxid, Polymeren oder Keramik) oder leitfähigen Materialien hergestellt sind, sind ebenfalls hilfreich. Die Verwendung von Abstandshalterpartikeln, die leitfähige Materialien aufweisen, ist auch hilfreich.
Die Konzentration der Abstandshalterpartikel in dem Fotolack sollte ausreichend sein, um eine gewünschte Dichte von Abstandshalterpartikeln in der endgültigen Strukturverteilung zu erzeugen. In einer Ausführungsform sollte die Konzentration der Abstandshalterpartikel ausreichend sein, um eine Dichte von Abstandshalterpartikeln in der Strukturverteilung zu erzeugen, die den Kontakt der Kappe mit den OLED-Zellen verhindert. In einer Ausführungsform weist der Fotolack eine Konzentration von Abstandshalterpartikeln von etwa 0,1–2% (Massenanteil) auf. Eine solche Konzentration erzeugt eine Dichte von Abstandshalterpartikeln, bei der der durchschnittliche Abstand zwischen den Abstandshalterpartikeln etwa 10 – 500 μm beträgt. Das ist normalerweise ausreichend, um einen Kontakt der Kappe mit den OLED-Zellen zu verhindern. Die Konzentration der Abstandshalterpartikel kann variiert werden, um Anforderungen des Aufbaus wie beispielsweise Dicke der 2 Kappen, Dicke des Substrats und Betrag der erforderlichen Flexibilität des Bauelements entgegenzukommen.
Der Fotolack wird auf der Substratfläche abgeschieden (zum Beispiel durch Aufschleudertechniken), wo er eine Lackschicht 266 mit darin eingebetteten Abstandshalterpartikeln 270 ausbildet. Die Dicke der Lackschicht sollte geringer sein als der Durchmesser der Abstandshalterpartikel. Normalerweise ist die Lackschicht etwa 100–2000 nm dick.
Bezug nehmend auf 3 geht Strahlung 398 von einer geeigneten Belichtungsquelle (ultraviolett, tief ultraviolett, Röntgenstrahl, Elektronenstrahl oder Ionenstrahl, abhängig von der Auflösung und dem Lack) durch eine Maske 395, um die Regionen 397 der Lackschicht 260 selektiv zu berichten.
In 4 wird der Lack geeignet entwickelt (zum Beispiel durch Nasschemikalien), um die bestrahlten Abschnitte zu entfernen. Es werden sowohl der Lack als auch die Abstandshalterpartikel in den bestrahlten Abschnitten entfernt, wodurch die gewünschte Verteilungsstruktur der Abstandshalterpartikel auf der Fläche der Kappe zurückgelassen wird. Wie beschrieben ist der Lack ein Positivlack. Die Verwendung eines Negativlacks ist ebenfalls hilfreich.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Verteilungsstruktur der Abstandshalterpartikel unter Verwendung eines indirekten Strukturierungsprozesses erzeugt. Die Bauelementschicht, in der die Abstandshalterpartikel suspendiert werden, umfasst ein nicht durch Licht strukturierbares Material wie beispielsweise eine Novolak-Lösung, eine Benzocyclobuten-Lösung, Polyimidlösung, Polybenzoxazol-Lösung, Polyglutarimid-Lösung und andere Acryl- oder Epoxidharze. Andere nicht durch Licht strukturierbare Materialien, in denen die Abstandshalterpartikel suspendiert werden können, sind ebenfalls hilfreich. Die Bauelementschicht wird auf dem Substrat zum Beispiel durch Rotationsbeschichtung oder andere Nassbeschichtungsprozesse wie Rakeln abgeschieden. Es können auch Nassdrucktechniken verwendet werden, um die Abstandshalterpartikel auf der Substratfläche abzuscheiden. Eine Lackschicht wird über die Abstandshalterpartikel abgeschieden und strukturiert, um Abschnitte des Lacks zu entfernen. Der verbleibende Lack dient zum Beispiel in einem Nassätzprozess als Ätzmaske beim Entfernen unerwünschter Abstandshalterpartikel und Abschnitte der Bauelementschicht von der Kappenfläche. Die Verwendung anderer Arten von durch Licht strukturierbaren Materialien zum Ausbilden der Ätzmaske ist ebenfalls hilfreich.
Bezug nehmend auf 5 wird ein dünnes Substrat 501 mit aktiven Komponenten hergestellt. Das Substrat weist zum Beispiel eine Kunststofffolie auf, wie beispielsweise transparentes Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat (PC), Polyimide (PI), Polysulfone (PSO) und Poly-p-phenylenethersulfon (PES). Andere Materialien wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) und Polymethylmethylacrylat (PMMA) können ebenfalls zum Ausbilden des Substrats verwendet werden. Ein Substrat, das Glas oder andere transparente Materialien wie Quarz aufweist, ist ebenfalls hilfreich. Zum Ausbilden des Substrats können abhängig von der Verwendung auch andere Materialien verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist das Substrat etwa 20 – 300 μm dick. In einigen Fällen kann das dünne Substrat mechanisch instabil sein, wodurch sich Verarbeitungsprobleme ergeben. Eine temporäre Stützschicht (nicht dargestellt) kann eingesetzt werden, um das Substrat während des Herstellungsprozesses zu stabilisieren. In einer Ausführungsform ist das Substrat mit OLED-Zellen hergestellt. Die temporären Stützschichten können zum Beispiel an der Rückseite des Substrats bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform umfasst die temporäre Stützschicht eine Polymerfolie, die mit einem Klebstoff überzogen ist. Nach der Verarbeitung werden die temporären Schichten entfernt, da das Bauelementgehäuse zur mechanischen Stabilisierung des Bauelements verwendet werden kann.
Die OLED-Zellen sind in der Zellregion 508 des Substrats ausgebildet. Die OLED-Zellen umfassen einen Stapel Schichten, der erste und zweite Elektroden 505 und 515 mit mindestens einer organischen funktionellen Schicht 510 dazwischen umfasst. Die Herstellung der OLED-Zellen wird zum Beispiel in Burroughes et al., Nature (London) 347, 539 (1990) beschrieben. Kontaktstellen 550 sind bereitgestellt um den Zugang zu den OLED-Zellen bereitzustellen.
Normalerweise umfasst die Herstellung der OLED-Zellen das Abscheiden einer ersten Elektrodenschicht 505 auf dem Substrat. Die erste Elektrodenschicht umfasst zum Beispiel eine transparente leitfähige Schicht wie Indium-Zinn-Oxid. Andere transparente leitfähige Materialien sind auch hilfreich. Die erste Elektrodenschicht wird unter Verwendung herkömmlicher Ätz- und Maskentechniken strukturiert. Strukturierungstechniken, die einen Stempel verwenden, sind ebenfalls hilfreich. Solche Techniken werden in der internationalen Parallelpatentanmeldung mit dem Titel „Mechanical Patterning of a Device Layer" WO 01/04938 beschrieben. Die Struktur der Elektrodenschicht ist von der Anwendung abhängig. Die erste Elektrodenschicht kann zum Beispiel strukturiert sein, niedrigere Elektrodenstreifen auszubilden, die als Anoden eines gepixelten Bauelements dienen. Verbindungen zu Kontaktstellen können auch ausgebildet werden.
Auf dem Substrat werden eine oder mehrere organische funktionelle Schichten 510 ausgebildet, die die ersten Elektroden bedecken. Die funktionellen organischen Schichten weisen zum Beispiel konjugiertes Polymer oder niedrigmolekulare Materialien wie Alg₃ auf. Andere Arten funktioneller organischer Schichten sind auch hilfreich. Die organischen funktionellen Schichten können durch herkömmliche Techniken ausgebildet werden. Diese Techniken umfassen zum Beispiel Nassprozesse wie Rotationsbeschichtung oder Vakuumsublimation (für Alg₃ organische Schichten). Abschnitte von organischen funktionellen Schichten können selektiv entfernt werden, um beispielsweise die Kontaktstellenverbindungen freizulegen. Selektive Entfernung der organischen Schichten kann zum Beispiel durch Abschleifen erreicht werden. Andere Techniken für selektives Entfernen der organischen Schichten wie Ätzen, Kratzen oder Laserentfernung können ebenfalls verwendet werden.
Eine zweite Elektrodenschicht 515 wird auf dem Substrat über den organischen funktionellen Schichten abgeschieden und strukturiert. In einer Ausführungsform wird die zweite Elektrodenschicht strukturiert, um zweite Elektrodenstreifen auszubilden, die sich mit den ersten Elektrodenstreifen überschneiden, um ein gepixeltes OLED-Bauelement zu erzeugen. Räumliches Abscheiden der leitfähigen Schicht zum Ausbilden der zweiten Elektroden ist auch hilfreich. Andere Techniken zum Ausbilden von OLED-Zellen sind ebenfalls hilfreich.
In einer Ausführungsform wird ein Versiegelungsrahmen 535 hergestellt, der die Zellenregion umgibt. Die Herstellung des Versiegelungsrahmens umfasst das Strukturieren des Substrats, wenn erforderlich, um einen Bereich zum Ausbilden eines Versiegelungsstabs 580 darin auszubilden. Die Höhe des Versiegelungsstabs ist ausreichend, um einen Hohlraum mit der gewünschten Höhe auszubilden.
Der Versiegelungsstab weist zum Beispiel einen Klebstoff zum permanenten Versiegeln der Kappe an dem Bauelement auf. Es können Klebstoffe wie durch W oder Wärme aushärtbare Epoxid- Acrylat-, Heißschmelzklebstoffe, oder niedrig schmelzende anorganische Materialien (zum Beispiel Lötglas) verwendet werden. Abstandshalterpartikel (nicht dargestellt) können in dem Versiegelungsstab bereitgestellt sein. Die Abstandshalterpartikel können in dem Versiegelungsstab bereitgestellt sein, um die Kappe während der nicht ausgehärteten Phase des Klebstoffs in dem Versiegelungsstab zu stützen. Der Versiegelungsstab wird unter Verwendung herkömmlicher Techniken ausgebildet, zu denen zum Beispiel Siebdruck, Abscheidung oder Fotolithografie zählen.
Die Versiegelungsstäbe können mit anderen Materialarten ausgebildet werden, wie beispielsweise jenen, die in der internationalen Parallelpatentanmeldung mit dem Titel „Encapsulation Of A Device" (WO 01/04963) beschrieben sind. Vorzugsweise umfasst der Versiegelungsstab ein durch Licht strukturierbares oder photosensitives Material, das direkt strukturiert werden kann. Durch Licht strukturierbare Materialien umfassen zum Beispiel photosensitives Polyimid, photosensitives Polybenzoxazol, Fotolacke, Fotolacke auf Basis von Novolak-Systemen und Trockenfilmlackmaterialien. Fotolacke auf Basis von Novolak-Systemen sind besonders hilfreich, da sie ausgehärtet und querverbunden werden können, um verbesserte mechanische Integrität gegenüber anderen Arten von Lacken bereitzustellen, die nicht ausgehärtet werden können. Indirekt strukturierbare Materialien wie beispielsweise aufgeschleuderte Glasmaterialien, Polyimide, Polybenzoxazol, Polyglutarimid, Benzocyclobuten, Polymere wie Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Polypropylen (PP), anorganische Materialien wie SiO₂, Si₃N₄ und Al₂O₃ oder Keramiken sind ebenfalls hilfreich.
In solchen Anwendungen können Klebstoffe an den Versiegelungsstäben zum Versiegeln der Kappe bereitgestellt werden. Hilfreich sind Klebstoffe wie selbsthärtende Klebstoffe, durch W oder Wärme aushärtbare Klebstoffe oder Heißschmelzklebstoffe. Andere Techniken, wie jene, die Niedertemperaturlötmaterialien, Ultraschallverbindung oder Schweißtechniken unter Verwendung von Induktanz oder Laserschweißen einsetzen, sind ebenfalls hilfreich.
In alternativen Ausführungsformen wird der Versiegelungsstab an der inneren Fläche der Kappe anstatt an dem Versiegelungsrahmen ausgebildet.
Bezug nehmend auf 6 ist die Kappe an dem Substrat montiert. Der Versiegelungsstab versiegelt die Kappe und verkapselt somit das Bauelement. Die Kappe bildet einen Hohlraum 645, der von Abstandshalterpartikeln 270 gestützt wird. Die Abstandshalterpartikel stellen eine Stütze für die Kappe bereit, um deren Kontakt mit den OLED-Zellen in der Zellenregion zu verhindern, wodurch die Verwendung eines dünneren Substrats und einer dünneren Kappe möglich ist.
7–8 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Es wird eine Kappe 760, die mit einem Hohlraum 745 vorgeformt ist, gezeigt. Die innere Fläche der Kappe weist Abstandshalterpartikel 770 auf. Die Abstandshalterpartikel weisen eine Verteilungsstruktur auf, die durch einen direkten oder indirekten Strukturierungsprozess gemäß der Erfindung erzeugt wurde. In der Ausführungsform entspricht die Verteilung der Abstandshalterpartikel den nicht aktiven Bereichen des OLED-Bauelements.
Bezug nehmend auf 8 ist ein Substrat 801 mit OLED-Zellen in der Zellenregion 808 hergestellt. Die OLED-Zellen weisen mindestens eine funktionelle organische Schicht 810 auf, die sich zwischen den ersten und zweiten Elektroden 805 und 815 befindet. Die Elektroden können strukturiert sein, um ein gepixeltes OLED-Bauelement auszubilden. Kontaktstellen 850 sind für Zugang zu den OLED-Zellen bereitgestellt. Die Kappe 760 mit den Abstandshalterpartikeln ist im Bereich des Kappenversiegelungsrahmens 835 des Substrats montiert, um das Bauelement zu verkapseln. Klebstoffe wie selbst aushärtende Klebstoffe, durch UV oder Wärme aushärtbare Klebstoffe oder Heißschmelzklebstoffe sind zum Montieren der Kappe hilfreich. Andere Techniken, wie jene, die Niedertemperaturlötmaterialien, Ultraschallverbindung oder Schweißtechniken unter Verwendung von Induktanz oder Laserschweißen einsetzen, sind zum Montieren der Kappe ebenfalls hilfreich. Die Abstandshalterpartikel stellen eine Stütze für die Kappe bereit, um deren Kontakt mit den OLED-Zellen in der Zellenregion zu verhindern, wodurch die Verwendung eines dünneren Substrats und einer dünneren Kappe möglich ist.
9–13 zeigen ein Verfahren zum Ausbilden eines OLED-Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Wie gezeigt, wird ein Substrat 901 bereitgestellt. Das Substrat dient als Stütze für OLED-Zellen. Das Substrat weist zum Beispiel Glas oder Polymer auf. Andere Materialien sind ebenfalls hilfreich. Eine leitfähige Schicht 905 ist an der Fläche des Substrats ausgebildet. Die leitfähige Schicht dient als Elektrode für OLED-Zellen. In einer Ausführungsform weist die erste Elektrodenschicht zum Beispiel eine transparente leitfähige Schicht wie ITO auf. Andere transparente leitfähige Materialien sind auch hilfreich.
Die leitfähige Schicht ist wie gewünscht strukturiert, um Abschnitte der Schicht selektiv zu entfernen und Abschnitte 956 des Substrats freizulegen. In einer Ausführungsform ist die leitfähige Schicht strukturiert, um Streifen auszubilden, die zum Beispiel als die Anode eines gepixelten OLED-Bauelements dienen. Der Strukturierungsprozess kann auch Verbindungen für Kontaktstellen ausbilden. Herkömmliche Techniken wie Fotolithografie und Ätzen können verwendet werden, um die leitfähige Schicht zu strukturieren. Strukturierungstechniken, die einen Stempel verwenden, sind ebenfalls hilfreich. Diese Techniken werden in der internationalen Parallelpatentanmeldung mit dem Titel „Mechanical Patterning of a Device Layer" (WO 01/04938) beschrieben.
Bezug nehmend auf 10 wird eine Lackschicht 966 mit darin suspendierten Abstandshalterpartikeln auf dem Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung abgeschieden. Strahlung 998 von einer Belichtungsquelle wird durch eine Maske 995 gerichtet, um Abschnitte 997 des Lacks selektiv zu belichten.
In 11 wird der Fotolack 966 entwickelt, wobei die belichteten oder unbelichteten Abschnitte abhängig davon entfernt werden, ob ein positiver oder ein negativer Lack verwendet wird. Die Abstandshalterpartikel werden zusammen mit der Lackschicht entfernt, wodurch eine Verteilungsstruktur der Abstandshalterpartikel erzeugt wird. Alternativ kann die Verteilungsstruktur der Abstandshalterpartikel durch indirekte Strukturierungsprozesse gemäß der Erfindung ausgebildet werden.
Eine oder mehrere funktionelle organische Schichten 910 werden auf dem Substrat abgeschieden und bedecken die belichteten Substratabschnitte und die leitfähige Schicht. Die funktionellen organischen Schichten umfassen zum Beispiel ein konjugiertes Polymer oder Alg₃. Andere Arten funktioneller organischer Schichten sind auch hilfreich.
Bezug nehmend auf 12 können Abschnitte der organischen Schichten selektiv entfernt werden, um zum Bespiel die darunter liegende Schicht für Kontaktstellenverbindungen freizulegen. Selektive Entfernung der organischen Schichten kann unter Verwendung von Abschleifen erreicht werden. Andere Techniken wie Ätzen, Kratzen oder Laserentfernung können ebenfalls zum selektiven Entfernen von Abschnitten der organischen Schichten verwendet werden.
Eine zweite leitfähige Schicht 915 wird auf dem Substrat abgeschieden und bedeckt die Abstandshalterpartikel und andere darauf ausgebildete Schichten. Die leitfähige Schicht umfasst zum Beispiel Ca, Mg, Ba, Ag, Al oder eine Mischung oder Legierung daraus. Andere leitfähige Materialien, im Besonderen jene, die eine niedrige Austrittsarbeit aufweisen, können ebenfalls zum Ausbilden der zweiten leitfähigen Schicht verwendet werden. In einer Ausführungsform ist die zweite leitfähige Schicht strukturiert, um Elektrodenstreifen auszubilden, die als Kathode für ein gepixeltes OLED-Bauelement dienen. während des Strukturierungsprozesses können auch Verbindungen für Kontaktstellen ausgebildet werden. Alternativ kann die leitfähige Schicht selektiv abgeschieden werden, um Kathodenstreifen und Kontaktstellenverbindungen auszubilden. Selektives Abscheiden der leitfähigen Schicht kann zum Beispiel mit Maskenschichten erreicht werden. Die Kathodenstreifen sind normalerweise rechtwinklig zu den Anodenstreifen. Das Ausbilden von Kathodenstreifen die schräg zu den Anodenstreifen sind ist auch hilfreich. Die Überschneidungen der oberen und unteren Elektrodenstreifen bilden organische LED-Pixel aus.
Ein Versiegelungsstab 980 ist in einem Versiegelungsrahmenbereich 935 ausgebildet. Der Versiegelungsstab dient zum Stützen und permanenten Versiegeln der Kappe auf dem Bauelement. Das Ausbilden des Versiegelungsstabs an der inneren Fläche der Kappe anstatt an dem Versiegelungsrahmen ist auch hilfreich.
Bezug nehmend auf 13 ist die Kappe 960 an dem Substrat montiert. Der Versiegelungsstab versiegelt die Kappe und verkapselt somit das Bauelement. Die Kappe bildet einen Hohlraum 945 der von Abstandshalterpartikeln 270 gestützt wird. Die Abstandshalterpartikel stellen eine Stütze für die Kappe bereit, um deren Kontakt mit den OLED-Zellen in der Zellenregion zu verhindern, wodurch die Verwendung eines dünneren Substrats und einer dünneren Kappe möglich ist.
Bezug nehmend auf 14 wird eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Es wird eine Kappe 960, die mit einem Hohlraum 945 vorgeformt ist, gezeigt. Die Kappe ist in einem Versiegelungsrahmenbereich des Substrats montiert, das mit aktiven Komponenten und Abstandshalterpartikeln hergestellt ist, um das Bauelement zu verkapseln. Klebstoffe wie selbst aushärtende Klebstoffe, durch UV oder Wärme aushärtbare Klebstoffe oder Heißschmelzklebstoffe sind zum Montieren der Kappe hilfreich. Andere Techniken, wie jene, die Niedertemperaturlötmaterialien, Ultraschallverbindung oder Schweißtechniken unter Verwendung von Induktanz oder Laserschweißen einsetzen, sind zum Montieren der Kappe ebenfalls hilfreich. Die Abstandshalterpartikel stellen eine Stütze für die Kappe bereit, um deren Kontakt mit den OLED- Zellen in der Zellenregion zu verhindern, wodurch die Verwendung eines dünneren Substrats und einer dünneren Kappe möglich ist.
Abstandshalterpartikel können auch bei der Bereitstellung von Stützen in anderen Arten von Bauelementen hilfreich sein, die Hohlraumgehäuse einsetzen. Solche Bauelemente umfassen zum Beispiel elektrische Bauelemente, mechanische Bauelemente, elektromechanische Bauelemente oder mikroelektromechanische Bauelemente (MEMS).

Claims

OLED-Komponente, die Folgendes aufweist: ein Substrat mit einer Zellenregion; wobei die Zellenregion OLED-Zellen aufweist; eine Kappe zum Verkapseln des Bauelements, wobei die Kappe einen Hohlraum über der Zellenregion bildet; und Abstandshalter, die selektiv in der Zellenregion angeordnet sind, um die Kappe zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Abstandshaltern um Abstandshalterpartikel handelt.
Komponente nach Anspruch 1, wobei die Abstandshalterpartikel selektiv in nicht-aktiven Bereichen der Zellenregion angeordnet sind.
Komponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abstandshalterpartikel ein nicht-leitfähiges Material aufweisen.
Komponente nach Anspruch 1, 2 oder 3, die eine Schicht aufweist, die zum Abscheiden der Abstandshalterpartikel in der Zellenregion verwendet wird.
Komponente nach Anspruch 4, wobei die Schicht ein photosensitives Material aufweist.
Komponente nach Anspruch 4, wobei die Schicht ein nicht-photosensitives Material aufweist.
Komponente nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Abstandshalterpartikel einen mittleren Durchmesser aufweisen, um eine Höhe des Hohlraums zwischen der Kappe und dem Substrat aufrechtzuerhalten.
Verfahren zum Herstellen einer OLED-Komponente, das Folgendes aufweist: – Bereitstellen eines Substrats mit einer Zellenregion, wobei die Zellenregion OLED-Zellen aufweist; – Bereitstellen einer Kappe mit Abstandshaltern, die selektiv an einer Innenfläche der Kappe angeordnet sind; und – Montieren der Kappe an dem Substrat, um das Bauelement zu verkapseln, wobei die Kappe einen Hohlraum in der Zellenregion bildet, der durch die Abstandshalter gestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Abstandshaltern um Abstandshalterpartikel handelt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Abstandshalterpartikel ein nicht-leitfähiges Material aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Versehen der Kappe mit Abstandshalterpartikeln Folgendes aufweist: – Suspendieren von Abstandshalterpartikeln in einem Material; – Beschichten des Materials mit Abstandshalterpartikeln auf der Innenfläche der Kappe und – selektives Entfernen des Materials mit den Abstandshalterpartikeln von der Innenfläche.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Material ein photosensitives Material aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das selektive Entfernen der Abstandshalterpartikel Folgendes aufweist: – Belichten des photosensitiven Materials mit einer Belichtungsquelle durch eine Strukturmaske hindurch und – Entwickeln des photosensitiven Materials, um selektiv Abschnitte des photosensitiven Materials zusammen mit den darauf befindlichen Abstandshalterpartikeln zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Abstandshalterpartikel einen mittleren Durchmesser aufweisen, um eine Höhe des Hohlraums zwischen der Kappe und dem Substrat aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Abstandshalterpartikel auf dem Substrat mit einer den Hohlraum erhaltenden Dichte abgeschieden werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Material ein nicht-photosensitives Material aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das selektive Entfernen der Abstandshalterpartikel Folgendes aufweist: – Abscheiden eines photosensitiven Materials auf der Innenfläche des Substrats, wobei das Material mit den Abstandshalterpartikeln bedeckt wird; – Belichten des photosensitiven Materials mit einer Belichtungsquelle durch eine Strukturmaske hindurch; – Entwickeln des photosensitiven Materials, um selektiv Abschnitte des photosensitiven Materials zu entfernen, wobei übrig bleibende Abschnitte zurückbleiben; – Entfernen des Materials und der Abstandshalterpartikel, die durch die übrig gebliebenen Abschnitte des photosensitiven Materials ungeschützt sind und – Entfernen der übrig gebliebenen Abschnitte des photosensitiven Materials, wobei Abstandshalterpartikel zurückbleiben, die selektiv auf der Innenfläche angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Abstandshalterpartikel einen mittleren Durchmesser aufweisen, um eine Höhe des Hohlraums zwischen der Kappe und dem Substrat aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Abstandshalterpartikel auf dem Substrat mit einer den Hohlraum erhaltenden Dichte abgeschieden werden.