(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲物質から装置を保護するためのパッケージであって、
前記装置を取り囲む囲いを有し、
前記囲いは、可撓性の多層バリアと、内部物質結合部材とを含み、
前記内部物質結合部材は、前記囲いの内部に提供され、前記囲いに侵入した少なくとも一つの周囲物質と結合し、
前記多層バリアは、内側および外側の予備形成されたバリアフォイルによって構成され、各バリアフォイルは、無機バリア層を有する有機膜を有し、
当該パッケージは、さらに、
前記多層バリアの前記内側バリアフォイルと外側バリアフォイルの間に提供された、中間物質結合部材であって、前記外側バリアフォイルに侵入した前記物質の一部と結合する中間物質結合部材を有することを特徴とするパッケージ。
【請求項２】
前記多層バリアは、透明であることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記内部物質結合部材は、前記内側バリアフォイル上に提供され、
前記中間物質結合部材は、前記外側バリアフォイル上に提供されることを特徴とする請求項1または2に記載のパッケージ。
【請求項４】
前記内部物質結合部材および中間物質結合部材の各々は、酸素と水分のうちの少なくとも一つと結合するように適合されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のパッケージ。
【請求項５】
前記装置は、前記周囲物質に対して不透過性の剛性担体に取り付けられ、
前記多層バリアは、前記装置が取り囲まれるように、前記剛性担体に結合されることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記装置は、可撓性担体に取り付けられ、
前記多層バリアは、
前記保護される装置を取り囲む内側膜によって形成された内側バリア層と、
前記内側バリア層を取り囲む外側膜によって形成された外側バリア層と、
を有し、
前記多層バリアは、前記保護される装置と外部装置との間の電気的接続が可能となるように構成されることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記可撓性担体は、装置支持部分および導出部分を有し、
前記内側膜は、前記装置および前記担体の前記装置支持部分を取り囲み、前記担体の前記導出部分の上面および下面に結合され、前記導出部分は、前記内側バリア層を貫通し、
前記外側膜は、前記内側バリア層を取り囲み、前記担体の前記導出部分の前記上面および下面と結合され、前記導出部分は、前記外側バリア層を貫通し、
これにより、前記保護される装置と外部装置との間で電気的接続が可能となることを特徴とする請求項6に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記多層バリアは、さらに、導電性リード貫通部を有し、前記多層バリアの内側に提供された内部導体構造から、前記多層バリアの外側の外部導体構造までの電気的導通が可能になり、
前記内部導体構造は、前記保護される装置と電気的に接続され、これにより、前記保護される装置と外部装置の間で電気的接続が可能になることを特徴とする請求項6に記載のパッケージ。
【請求項９】
OLEDと、
請求項2乃至8のいずれか一つに記載のパッケージであって、前記OLEDを周囲から保護するパッケージと、
を有する発光装置。
【請求項１０】
センサと、
請求項1乃至8のいずれか一つに記載のパッケージであって、前記センサを周囲から保護するパッケージと、
を有する検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置を周囲物質から保護するパッケージ、そのようなパッケージによって保護されたOLEDを備える照明装置、およびそのようなパッケージによって保護されたセンサを備える検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
許容可能な装置寿命を得るため、多くの種類の装置は、パッケージによって、水蒸気または酸素のような各種周囲物質から保護する必要がある。そのような保護の必要な装置には、例えば、有機発光ダイオード（OLED）のような電子部材、および微小電気機械システム（MEMS）が含まれる。
【０００３】
保護する必要のある装置が剛体であり、剛性のあるパッケージでパッケージ化することができる場合、通常、不透過性ベース部と蓋部との形態のパッケージを提供することにより、十分な気密なパッケージが得られる。これらの部品は、保護される装置をベース部に配置した後に、相互に結合される。
【０００４】
しかしながら、保護される装置が可撓性の場合、通常、パッケージにも可撓性が要求される。1または2以上の特定の周囲物質に対して、リーク速度が十分に小さく、許容可能な装置寿命が得られる可撓性のパッケージを得るため、いくつかの手法が試みられている。
【０００５】
ある手法では、上部に保護される装置が取り付けられる、可撓性基板の底部側、および装置の上部に、無機コーティングの1または2以上の層が設置される。しかしながら、これらのコーティングは、いわゆるピンホールを有し、このため、水分や酸素のような周囲物質の侵入が生じてしまう。
【０００６】
別の手法では、例えば特開2001-118674号に記載されているように、OLEDは、可撓性透明多層基板に取り付けられ、この基板は、水分および空気が基板を介して侵入し、OLEDに到達することを防ぐように処理される。OLEDを取り囲むため、接着剤により、金属フォイル層と絶縁層とを有する囲い膜が、OLEDの周囲の基板に固定される。その後、OLEDが取り付けられた基板および封止膜によって形成された密閉空間は、減圧され、シールされ、OLEDが真空パックされる。基板および／または封止膜を介して、パッケージに侵入する水分を吸着するため、封止膜の内側に、乾燥剤層が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2001-118674号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、そのようなパッケージは、最適な解決策ではない。通常の場合、パッケージを介した十分に小さなリーク速度を得るには、多くの無機／有機層が必要となるからである。そのような実質的にピンホールのない、多層化構造を製造する製造プロセスは、通常、デリケートであり（影響を受けやすく）、許容可能な歩留まりを得るためには、クリーンルーム内で、異なる層を形成することが要求される。結果的に、そのような多層構造では、製造コストが高くなり、さらには、不十分なリーク特性が得られる。
【０００９】
従って、装置を周囲物質から保護するための、改良されたおよび／またはコスト効果のあるパッケージに対して、要望がある。
【００１０】
従来の前述のおよび他の問題に鑑みて、本発明の目的は、装置を周囲物質から保護する、改良されたパッケージを提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、周囲物質から装置を保護するための、よりコスト効果のある保護パッケージの製作を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、これらのおよび他の目的は、周囲物質から装置を保護するためのパッケージであって、
当該パッケージは、前記装置を取り囲む囲いを有し、
前記囲いは、可撓性の多層バリアと、内部物質結合部材とを含み、
前記内部物質結合部材は、前記囲いの内部に提供され、前記囲いに侵入した少なくとも一つの周囲物質と結合し、
前記多層バリアは、内側および外側の予備形成されたバリアフォイルによって構成され、各バリアフォイルは、無機バリア層を有する有機膜を有し、
当該パッケージは、さらに、
前記多層バリアの前記内側バリアフォイルと外側バリアフォイルの間に提供された、中間物質結合部材であって、前記外側バリアフォイルに侵入した前記物質の一部と結合する中間物質結合部材を有することを特徴とするパッケージによって達成される。
【００１３】
「物質結合部材」は、吸収を含む化学的または物理的な、いかなる機構によって物質を結合することの可能な材料をも含む構造である。物質結合部材の中には、いわゆる「ゲッター」が含まれる。物質結合部材は、1または2以上の異なる材料の組み合わせであっても良く、この各々は、特定の物質を結合するように選定されても良い。例えば、これらの材料は、例えばH2O、CO2、O2、またはN2のような被結合物質の分子の分子直径に近いボイドまたは開空間を有しても良い。そのような材料の一例には、焼結アルミナゲル、アルミナシリケートゲル、およびシリカゲルが含まれる。また、CO2、H2Oの吸着による結合材料として、カルシウム酸化物を使用しても良く、無水リン酸を使用して、H2Oを結合しても良い。
【００１４】
本発明は、周囲環境からの、多層バリアを通る水分または酸素のような物質のリークは、バリア層間で物質を結合することにより、有効に抑制されるという認識に基づくものである。
【００１５】
バリア層の間での、水分または酸素のような物質の結合により、中間物質結合部材の結合能に応じて、内側バリア層を通って侵入することのできる物質の分子数が抑制される。
【００１６】
また、中間物質結合部材は、物質によって外側バリア層が飽和状態になることを防止し、これにより、外側バリア層のリーク抑制効果が長時間維持される。
【００１７】
本発明では、比較的単純で、コスト効果のあるバリア層が使用される。周囲からの物質が多層バリアを貫通して侵入することを抑制する際に、ピンホールのような欠陥がないことは、あまり重要ではない。
【００１８】
また、多層バリアは、透明であっても良く、これにより、本発明によるパッケージは、パッケージを介して光学的に相互作用する必要のある装置の保護に適したものとなる。そのような装置には、例えば、発光ダイオードおよび光センサが含まれる。
【００１９】
また、多層バリアは、可撓性であっても良く、これにより、可撓性OLEDのような可撓性装置が本発明によるパッケージによって保護され、そのパッケージ状態においても、可撓性が維持される。
【００２０】
また、多層バリアは、内側および外側有機膜によって形成されても良く、膜の各々は、無機バリア層を有することが有意である。
【００２１】
そのような膜またはバリアフォイルは、完全に別個のプロセスで製作されても良い。バリア層およびベース膜は、専用のプロセス条件において、大きなスケールで選定され、製作されても良く、保護される装置あるいはパッケージを構成する他の部分に、いかなる制限も与えずに、品質を高めることができる。例えば、装置がOLEDの場合、そのような制限には、処理温度に対する制約が含まれる。
【００２２】
例えば、パッケージによって保護される装置がOLEDの場合、一般に、OLEDの許容可能な寿命を得るためには、パッケージを通る水分のリーク速度は、10-6g／m2日未満である必要があることが認められている。そのような低いリーク速度は、いかなる有機バリア材料を用いても、得ることはできない。有機膜は、通常、10-1  g／m2日を超えるリーク速度を有する。一方、無機膜では、10-6  g／m2日という要求を容易に満たすことができる。しかしながら、無機膜中にピンホールおよび他の欠陥が生じる場合、無機バリア層を有する有機膜により形成された、バリアフォイルの典型的なリーク速度は、約10-2  g／m2日である。
【００２３】
そのような大量生産可能で、容易に利用でき、比較的安価な2つのバリアフォイルを、フォイルの間の物質結合部材と一緒に提供することにより、この中間物質結合部材が十分な水分結合能を有するように構成された場合、多層バリアを通る全リーク速度は、必要なレベル10-6  g／m2日まで抑制される。
【００２４】
また、内部物質結合部材は、この内側有機膜またはバリアフォイル上に提供されても良く、中間物質結合部材は、この外側有機膜またはバリアフォイル上に提供されても良い。例えば、適当な物質結合部材は、各バリアフォイルに積層されても良い。
【００２５】
本発明によるパッケージに含まれる内部および中間物質結合部材は、酸素と水分のうち少なくとも一つを結合するように適合されることが好ましい。
【００２６】
本発明によるパッケージのある実施例では、
前記装置は、前記周囲物質に対して不透過性の剛性担体に取り付けられ、
前記多層バリアは、前記保護される装置が取り囲まれるように、前記剛性担体に結合されても良い。
【００２７】
剛性担体は、例えば、セラミック、ガラス、または金属で構成され、多層バリアは、例えば、接着剤、熱シール処理、または担体とバリア材料の溶融接合により、剛性担体に結合されても良い。
【００２８】
本発明によるパッケージの別の実施例では、
前記保護される装置は、可撓性担体に取り付けられ、
前記多層バリアは、
前記装置を取り囲む内側膜によって形成された内側バリア層と、
前記内側バリア層を取り囲む外側膜によって形成された外側バリア層と、
を有し、
前記多層バリアは、前記保護される装置と外部装置との間の電気的接続が可能となるように構成されても良い。
【００２９】
この場合、可撓性基板または担体に取り付けられた、保護される装置は、周囲物質から効果的に保護され、いかなる特殊なリーク抑制層等も、基板上に形成する必要はなく、ポリイミド製膜のような、標準的な基板が使用できる。
【００３０】
内側および外側膜は、別々に設置されても良く、あるいは多層バリア膜の内側層と外側層の間に介在された中間物質結合部材を有する、予備形成多層バリア膜として設置される。
【００３１】
また、内側膜と外側膜の各々は、袋の形態で提供されても良く、この中には、装置担体の装置支持部分および装置が収容され、その後、袋の開口端が密封される。
【００３２】
あるいは、内側および外側膜の各々は、担体の少なくとも一部と装置とが配置される部分の間に、一組のシートとして提供されても良い。その後、上部膜シートと下部膜シートとが相互に結合され、担体部分および装置が取り囲まれる。この結合は、例えば、熱シール処理によって行われても良い。
【００３３】
また、前述の可撓性担体は、装置支持部分および導出部分を有し、
前記内側膜は、前記装置および前記担体の前記装置支持部分を取り囲み、前記担体の前記導出部分の上面および下面に結合され、前記導出部分は、前記内側バリア層を貫通し、
前記外側膜は、前記内側バリア層を取り囲み、前記担体の前記導出部分の前記上面および下面と結合され、前記導出部分は、前記外側バリア層を貫通し、
これにより、前記担体の前記導出部分を介して、前記保護される装置と外部装置との間で電気的接続が可能となっても良い。
【００３４】
あるいは、前記多層バリアは、さらに、導電性リード貫通部を有し、前記多層バリアの内側に提供された内部導体構造から、前記多層バリアの外側の外部導体構造までの電気的導通が可能になり、
前記内部導体構造は、前記保護される装置と電気的に接続され、これにより、リード貫通部および外部導体構造を介して、前記保護される装置と外部装置の間で電気的接続が可能になっても良い。
【００３５】
また、本発明によるパッケージは、OLEDを有する発光装置に含まれることが有意である。
【００３６】
あるいは、本発明によるパッケージは、センサを有する検知装置に含まれることが有意である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１ａ】OLEDを周囲から保護する、本発明によるパッケージの第1の実施例の概略的な斜視図である。
【図１ｂ】図1aのA-A線に沿ったパッケージの一部の概略断面図である。
【図２ａ】OLEDを周囲から保護する、本発明によるパッケージの第2の実施例の概略的な斜視図である。
【図２ｂ】図2aのB-B線に沿ったパッケージの一部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照して、本発明のこれらのおよび他の態様について、より詳細に説明する。図面には、本発明の現時点での好適実施例が示されている。
【００３９】
以下の記載では、透明多層バリアを有するOLEDパッケージを参照して、本発明について説明する。この透明多層バリアは、内側に設置された内部物質結合部材を有する内側バリアフォイルと、内側に提供された中間物質結合部材を有する外側バリアフォイルと、によって形成される。OLEDは、バリアフォイルの熱シール処理によって取り囲まれる。
【００４０】
これは、本発明の範囲を限定するものではなく、保護される装置を少なくとも部分的に取り囲む多層バリアを有する、いかなる他の保護パッケージにも、等しく適用することができることに留意する必要がある。この多層バリアは、パッケージ内の内部物質結合部材と、多層バリアの内側バリア層と外側バリア層の間の中間物質結合部材とを有する。
【００４１】
例えば、内部物質結合部材は、必ずしも、多層バリアの内側に提供される必要はなく、これは、例えば装置担体の上または装置上など、パッケージによって構成された囲いの内側のいかなる場所に提供されても良い。また、中間物質結合部材は、必ずしも、外側バリアフォイル上に提供される必要はなく、これは、外側層の追加前に、内側層の上に提供されても良い。さらに、多層バリアは、中間物質結合部材が、多層バリアに含まれる2つの層間に介在されるように、予備加工されても良い。
【００４２】
また、多層バリア、または多層バリアを構成する層もしくは膜は、必ずしも、熱シール処理により、保護される装置を取り囲むように構成される必要はない。例えば、圧力のみが必要な接着法または溶接法を用いたり、機械的なクランプ締めを利用しても良い。
【００４３】
また、密閉空間および／または内側層と外側層の間の空間は、パッケージの製造中に、減圧処理したり、窒素のような不活性ガスを充填したり、水の拡散速度が大きい、接着剤のような物質を充填したりしても良い。これにより、外側層に侵入した水／水分の、内側層と外側層の間に提供された物質結合部材に向かう、迅速な輸送が可能となる。
【００４４】
図1aには、本発明の第1の実施例による可撓性OLEDパッケージ1が概略的に示されており、OLED2は、可撓性担体3上に取り付けられる。担体3は、装置支持部分4と、導出部5とを有し、フレックスコネクタ6において、OLED2と外部装置の電気的接続が可能となる。OLED2は、OLED2、および担体3の装置支持部分5を取り囲む多層バリア7により、水分および酸素のような周囲の物質から保護され、多層バリア7は、担体3の導出部分5の上面および下面に結合され、導出部分5は、多層バリア7により形成された囲いを貫通し、これによりOLED2と外部装置との電気的接続が可能となる。
【００４５】
以下、図1bを参照して、図1aにおける多層バリア7の構造の一例を説明する。図1bは、図1aのパッケージの一部のA-A線に沿った断面図である。
【００４６】
図1bに示すように、OLED2および担体3の装置支持部分4は、内部バリア層10により取り囲まれる。内部バリア層10は、上部膜シート11aおよび下部膜シート11bにより形成され、これらは、担体3の導出部分5に対応する周辺部分を除き、内側バリア層10の周囲12に沿って、相互に熱シールされる。上部11aおよび下部11bの膜シートは、それぞれ、導出部分5の上部面13aおよび下部面13bに熱シールされる。内側バリア層10の内側、ここでは下部膜シート11bの上部には、内部物質結合部材14が提供され、これは、内側バリア層10に侵入した物質の分子と結合する。
【００４７】
内側バリア層10は、今度は、外側バリア層15によって取り囲まれ、この外側バリア層15は、内側バリア層10について示したように、上部膜シート16aおよび下部膜シート16bによって形成される。外側バリア層15の内側、ここでは下部膜シート16bの上部には、中間物質結合部材17が提供され、これは、外側バリア層15に侵入した物質の分子と結合する。これにより、内側バリア層10に侵入することができる物質の分子数が有効に抑制される。
【００４８】
図1bおよび対応する前述の記載において、内側バリア層10および外側バリア層15は、上部および下部膜シートの形態で提供される。当業者には明らかなように、内側バリア層10および外側バリア層15は、密閉時に片側のみが封止された、単なる袋の形態で提供されても良い。
【００４９】
また、図1bに示す内側バリア層10および外側バリア層15は、内側バリア層10の中の内部空間、および内側バリア層10と外側バリア層15の間の中間空間を密閉する。そのような空間が存在する場合、これらは、その後、窒素のような不活性ガス、または前述のような、水の拡散速度が大きな物質で充填され、あるいは減圧されても良く、内側バリア層10および外側バリア層15の双方は、担体および装置（ここではOLED）の輪郭に、十分に追随する。
【００５０】
次に、図2a〜2bを参照して、本発明によるパッケージの第2の実施例について説明する。
【００５１】
図2aには、OLEDパッケージ20が概略的に示されており、図において、OLED21は、剛性担体22上に取り付けられる。この担体は、パッケージ20によりOLEDを保護する必要のある物質に対して、不透過性である。OLED21と外部装置との電気的接続を可能にするため、例えば、ACF（異方性導電膜）結合により、剛性担体22上の導体パターン（図示されていない）が、固定導出部23に接続される。
【００５２】
パッケージ化されたOLED21は、剛性担体22、およびこの剛性担体に結合された多層バリア24によって取り囲まれる。この多層バリア24の構造は、図2bに詳しく示されている。
【００５３】
図2aのパッケージ20の概略的な断面図である図2bに示すように、多層バリア24は、内側層25によって形成され、ここでは、この内側層は、OLED21の周囲26に沿って、担体22に対して熱シール処理された、内側膜シートの形態で提供される。内側バリア層25の内部には、内部物質結合部材27が提供され、内側バリア層25に侵入した分子が結合される。
【００５４】
内側バリア層26は、外側バリア層28によって取り囲まれ、この外側バリア層もまた、担体22に熱シール処理される。外側バリア層28の内側には、中間物質結合部材29が提供され、外側バリア層28に侵入した物質の分子が結合され、これにより、内側バリア層25を通って侵入することが可能な物質の分子数が抑制される。
【００５５】
本発明の前述の両方の実施例において、内側バリア層および外側バリア層の各々は、透明熱シール性バリアフォイルによって形成されることが好ましく、これは、有機系膜およびその上部に形成された無機バリア層によって構成される。また、内部および中間物質結合部材は、パッケージされたOLEDによって放射される光に対する干渉が、できるだけ少なくなるように配置される。あるいは、物質結合部材は、透明であって、パッケージ化されたOLEDの放射方向に関係しないように配置されても良い。
【００５６】
本発明が好適実施例に限定されるものではないことは、当業者には理解できる。例えば、前述の2つの一例としての実施例に使用したOLEDは、周囲の物質から保護する必要のある、いかなる部材と置換されても良い。また、前述の実施例において、内側および外側バリアフォイル用の別個のシールは、内側および外側バリアフォイルの両方用の一般的なシールと置換されても良い。
【図１ａ】
0005406037.tif 000002
【図１ｂ】
0005406037.tif 000003
【図２ａ】
0005406037.tif 000004
【図２ｂ】
0005406037.tif 000005