(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム放射装置であって、当該ビーム放射装置は、
・基板（１０）と
・当該基板（１０）上の少なくとも１つの有機機能層（１００）と
・当該少なくとも１つの有機機能層（１００）上の第２の電極（８０）を有しており、
ここで前記基板（１０）はプラスチック薄膜（１）と、拡散物を通さない金属フィルム（３）を含んでおり、当該金属フィルム（３）は前記プラスチック薄膜（１）と前記少なくとも１つの有機機能層（１００）との間に配置されており、第１の電極として構成されており、
前記基板（１０）にバリア層は設けられておらず、
前記第２の電極（８０）および前記基板（１０）の上に、ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）が、前記少なくとも１つの有機機能層（１００）をカプセル状封入するために配置されており、
前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）と前記基板（１０）との間に、パターニングされた絶縁層（２００）が配置されており、
外部からの電気的な結合を可能にするために、前記第２の電極（８０）は、前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出しており、
前記絶縁層（２００）は前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出しており、
前記第２の電極（８０）は、第１の傾斜したエッジと第２の傾斜したエッジを有しており、当該第１の傾斜したエッジおよび第２の傾斜したエッジは、前記絶縁層上に傾斜して被着されており、前記第１の傾斜したエッジは前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出しており、前記第２の傾斜したエッジは前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出しておらず、
前記第２の電極（８０）は、前記絶縁層（２００）上に被着されており、かつ、前記絶縁層（２００）の一部は、前記第１の傾斜したエッジから露出している、
ことを特徴とするビーム放射装置。
【請求項２】
前記基板（１０）は柔軟である、請求項１記載のビーム放射装置。
【請求項３】
前記基板（１０）は、前記少なくとも１つの有機機能層（１００）および前記第２の電極（８０）よりも大きい横方向の拡がりを有している、請求項１または２記載のビーム放射装置。
【請求項４】
前記プラスチック薄膜（１）は当該金属フィルム（３）よりも拡散物を通す、請求項１から３までのいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項５】
前記金属フィルム（３）は少なくとも２つの部分層を有しており、当該少なくとも２つの部分層は相互に積層して配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項６】
前記プラスチック薄膜（１）と前記金属フィルム（３）との間に、平坦化層（２）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の柔軟なビーム放射装置を製造する方法であって、当該方法は、
Ａ）基板（１０）を製造するためにプラスチック薄膜（１）および金属フィルム（３）を提供するステップと、
Ｂ）当該金属フィルム（３）を第１の電極として構成するステップと、
Ｃ）少なくとも１つの有機機能層（１００）と第２の電極（８０）を前記基板（１０）上に配置するステップを有しており、
前記ステップＣ）に続くステップＤ）を有しており、ここで、前記ステップＣ）において提供された装置を、ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）によってカプセル状封入し、
前記ステップＤ）は、
Ｄ１）パターニングされた絶縁層（２００）を、前記少なくとも１つの有機機能層（１００）によって覆われていない、前記基板（１０）の領域上に配置するステップと、
Ｄ２）前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）を前記パターニングされた絶縁層（２００）および前記第２の電極（８０）の上に配置するステップを含み、
前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）と前記基板（１０）との間に、パターニングされた絶縁層（２００）を配置し、
前記第２の電極（８０）を、前記絶縁層（２００）上に被着し、
外部からの電気的な結合を可能にするために、前記第２の電極（８０）を、前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出させる方法において、
前記絶縁層（２００）を前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出させ、
前記第２の電極（８０）は、第１の傾斜したエッジと第２の傾斜したエッジを有しており、当該第１の傾斜したエッジおよび第２の傾斜したエッジを、前記絶縁層上に傾斜して被着させ、前記第１の傾斜したエッジを前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出させ、前記第２の傾斜したエッジを前記ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部（４００、６００）から突出させず、
前記絶縁層（２００）の一部は、前記第１の傾斜したエッジから露出している、
ことを特徴とする、柔軟なビーム放射装置を製造する方法。
【請求項８】
前記ステップＡ）は、
Ａ１）プラスチック薄膜（１）を製造するステップと、
Ａ２）金属フィルム（３）を前記プラスチック薄膜（１）の上に配置するステップを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ステップＡ２）において、前記金属フィルム（３）に対する材料を前記プラスチック薄膜（１）上に蒸着する、またはスパッタリングする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップＡ１）と前記ステップＡ２）との間のステップＡ３）において、前記プラスチック薄膜（１）上に平坦化層（２）を配置する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記平坦化層は、自己組織化単分子膜として構成されている、請求項６記載のビーム放射装置。
【請求項１２】
前記金属フィルムは前記基板を金属コーティングしている、請求項１から６および１１のいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項１３】
前記金属フィルムはさらに複数の部分層を有しており、当該複数の部分層はそれぞれ、金属であるアルミニウム、銅、クロム、金、白金、クロム、モリブデン、銀のうちの１つまたは当該金属の合金を含んでおり、相互に積層して配置されている、請求項１から６および１１から１２のいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項１４】
前記絶縁層は、前記金属フィルムと前記第２の電極との間の直接的な接触接続を阻止する、請求項１から６および１１から１３のいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項１５】
前記基板は、前記金属フィルム（３）の陥入部を有している領域を有しており、当該領域内で前記プラスチック薄膜（１）は露出されており、当該領域は、基板と、当該基板の上に配置されている層との間を絶縁するために用いられる、請求項１から６および１１から１４のいずれか１項記載のビーム放射装置。
【請求項１６】
前記薄膜カプセル状封入部（６００）を直接的に前記第２の電極（８０）上に析出する、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム放射装置およびビーム放射装置を製造する方法に関する。
【０００２】
本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願ＤＥ１０２００８０３４７１７．５号およびドイツ連邦共和国特許出願ＤＥ１０２００８０５３３２６．２号の優先権を主張する。これらの文献の開示内容は、本願に参考として取り入れられている。
【０００３】
ビーム放射装置、例えばエレクトロルミネセンス有機発光ダイオードは基板を有しており、この基板上に有機層列が、第１の電極と第２の電極の間に配置されている。
【０００４】
本発明の課題は、改善された特性を有する基板を含んでいるビーム放射装置を提供することである。本発明の別の課題は、このようなビーム放射装を製造する方法を提供することである。これらの課題は、請求項１に記載された装置および請求項１０に記載された方法によって解決される。装置および方法の別の実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
１つの実施形態では、ビーム放射装置が提供され、このビーム放射装置は基板と、この基板上の少なくとも１つの有機機能層と、少なくとも１つのこの有機機能層上の第２の電極を有している。ここでこの基板はプラスチック薄膜と金属フィルムとを含んでいる。この金属フィルムは、プラスチック薄膜と少なくとも１つの有機機能層との間に配置されており、第１の電極として構成されている。
【０００６】
これによって、有利に製造される基板を含んでいるビーム放射装置、例えば柔軟な、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が提供される。ここでこの基板は、基板上に配置されている層を、酸素および湿気から保護する。
【０００７】
この基板はさらに、バリヤ層を有していない。さらにこの基板は柔軟に成形可能であり、柔軟な、非剛性のプラスチック薄膜を含んでいる。プラスチック薄膜は低コストで供給される。さらに、プラスチック薄膜の表面粗面性は低い。さらに、上に金属フィルムが配置されているプラスチック薄膜を含んでいる基板を使用することによって、このプラスチック薄膜を、例えばバリヤ層を用いて、酸素または湿気の拡散から密閉する必要がなくなる。なぜなら、この上に金属フィルムが配置されているからである。この金属フィルムはハーメチックかつ内在性に拡散物を通さず、この基板を通る酸素または水分（湿気の形状での）の拡散は阻止される。このようにして、有利であり、同時に拡散物を通さない基板が、例えば柔軟なビーム放射装置に対して提供される。これはさらに柔軟な構成の場合に、ロール・ツー・ロールに適している。ここで「ロール・ツー・ロールに適している」とは、ローラーから広げられ、別の層がプリントされ、再び巻き取られるように基板が成形される、ということである。
【０００８】
ここで金属フィルムは、プラスチック薄膜上に蒸着される、またはスパッタリングされる、または別の方法で被着される。密度の高い金属フィルムがプラスチック薄膜上に被着されることによって、プラスチック薄膜を通る拡散が阻止される。
【０００９】
さらに、付加的な電極を基板上に配置することが省かれる。なぜなら、金属フィルムは第１の電極として構成されているからである。
【００１０】
この「構成されている」とはこの文脈では、第１の金属フィルムが外部の、電気的な接続端子と接触接続され、基板上に配置されている有機機能層と導電性接続されていることを意味している。金属フィルムはここで付加的に、パターニングされた表面を有している。この表面は、少なくとも１つの有機機能層内への電荷担体の注入に影響を与えることができる。
【００１１】
さらに、金属フィルムは、プラスチック薄膜と同じ横方向の拡がりを有している。基板が、基板上に配置された層から、領域において絶縁されるべき場合には、金属フィルムはこの領域において、切り欠きを有する。
【００１２】
さらに基板が、少なくとも１つの有機機能層および第２の電極よりも大きなラテラル方向の拡がりが有することが可能である。これによって、プラスチック薄膜と金属フィルムを含んでいる基板は、アクティブ領域を越えて、すなわち、少なくとも１つの有機機能層および第２の電極によって制限されている面積を超えて延在することができる。基板は、少なくとも１つの有機機能層および第２の電極の全ての側面に制限されている面積を超える面積を有することができる。これによって、プラスチック薄膜と金属フィルムを含む基板は、少なくとも１つの有機機能層に覆われず、別の機能層、例えば上部に絶縁層またはカプセル封入層が被着される領域を有することができる。
【００１３】
金属フィルムはさらに、拡散物を通さない。拡散物を通さないとはこの文脈において、ハーメチックでありかつ内在的に酸素および水分（湿気の形状であっても）を通さない。すなわち、金属フィルムを通る酸素および／または水分の拡散は、この目的のために使用される測定方法によってもはや検出されない。すなわち金属フィルムによって、長い時間期間、例えば数年の間、測定可能な量の酸素および／または水分は拡散しない。これによって、基板上に配置されている、酸素に反応するおよび水分に反応する有機機能層はこの金属フィルムによって、酸素および水分から保護される。これによって、その寿命は長くなる。
【００１４】
ここで金属フィルムの密閉性は、小さい面積の上での内在的な緊密性から成るのではなく、酸素または水分がそれを通って拡散する粒界、孔および通路は設けられていない、または非常に僅かにしか設けられていない。すなわち殊に、密度の高い金属フィルムは点効果を有していない、または非常に僅かにしか有していない。これによっていわゆる、ブラックスポットが生じることが避けられ、装置の効果が高められる。金属フィルムが拡散物を通さないか否かを確認するために、完成したビーム放射装置は寿命テストされる。このために、装置は湿気炉内に入れられ、３〜６週間の間、空気内の湿気の形状の非常に高い値の酸素および水分に曝される。基板を通る拡散物のこのような加速された測定によって、通常の条件下での装置の寿命を推定することができる。
【００１５】
これによって、プラスチック薄膜および密度の高い金属フィルムを有している基板を備えた、柔軟に構成されているビーム放射装置は、８〜１２年の寿命を有することができる。
【００１６】
さらにプラスチック薄膜は、金属フィルムほど拡散物を通さないように構成されていなくてもよい。プラスチック薄膜は、一般的に、密度の高い金属フィルムよりも低いバリヤ特性を有している。すなわち、プラスチック薄膜は酸素および水分の拡散を有する。これにもかかわらず、柔軟に構成されているビーム放射装置内で、基板においてプラスチック薄膜の使用を可能にするために、例えば酸素および水分に対するバリヤ層によって、プラスチック薄膜を拡散不透過性にすることをしなくてもよい。なぜなら、プラスチック薄膜上に、内在的にかつハーメチックに拡散物を通さない金属フィルムが配置されているからである。これによって、基板を提供するためのコストおよび手間が省かれる。
【００１７】
プラスチック薄膜は、次のグループから選択される材料を有する。ポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリ塩化ビニリデン（サラン）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）、セロファン、セルロース、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリラート並びにこれらの混合物である。
【００１８】
ポリエステルに対する例は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、マイラー（ＢＯＰＥＴ：二軸配向ポリエチレンテレフタレート）またはＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）である。ポリアクリラートは例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）である。ポリエチレンは、低い密度を有する強く分岐されたポリエチレン（ＬＤＰＥ）または高い密度を有する、分岐の僅かなポリエチレン（ＨＤＰＥ）として使用される。
【００１９】
これらの材料は、引き伸ばして薄膜にすることができる、吹き付けて薄膜にすることができる、圧伸して薄膜にすることができる、または別の方法を用いて処理されて薄膜にすることができるという特徴を有している。
【００２０】
これらの材料を金属フィルムと組み合わせることによって、金属フィルムを設けずに基板として用いられるプラスチック薄膜の問題、例えば、熱による変形、湿気吸収することまたは機械的な変形による膨張および収縮を回避することができる。プラスチック薄膜と金属フィルムを含んでいる基板の改善された特性によって、ビーム放射装置の長時間耐性が高くなり、急劇な質の低下が回避される。
【００２１】
さらに、プラスチック薄膜と金属フィルムの間に平坦化層を配置することができる。この平坦化層は、プラスチック薄膜および金属フィルムの想定される表面粗面性を補償する程度の厚さを有している。ビーム放射装置の有機層の厚さは典型的に、僅か１０ｎｍであるので、複数の層による表面粗面性は、作用を及ぼす。平坦化層を用いることによって、複数の層によるこの表面粗面性の作用が低減される、または回避される。さらにこの平坦化層は、プラスチック薄膜と金属フィルムの間の接着性を改善するために用いられる。
【００２２】
平坦化層は、次のグループから選択される材料を有している。すなわち、ポリイミド、ポリアミド、ポリシロキサン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ＢＣＢ、アクリルおよび、低い誘電定数を有する別のポリマー、無機酸化物およびこれらの組み合わせを有している。無機酸化物は、ゾル−ゲル法から得られる。ここではゲルは、コロイド拡散から製造され、例えばスピンオングラスまたは真空内で被着された無機酸化物を含む。スピンオングラスとは、溶液内に溶かされ、溶液として被着され、高い温度で加熱されたポリシロキンサンまたは別のシロキサンである。ここで高いＳｉＯ２割合を有しているガラス状の材料が形成される。
【００２３】
この材料の他に、平坦化のために、自己組織化単分子膜（英語では、self-assembling monolayers；ＳＡＭ）も使用することができる。これはさらに、電気的絶縁性である。自己組織化単分子膜は、高次の層であり、界面活性物質および／または有機物質を溶液内に浸すと、自発的に形成される。一般的に平坦化層が、拡散物を通さないように構成される必要はない。なぜなら、平坦化層は、プラスチック薄膜と密度の高い金属フィルムの間に配置されているからである。
【００２４】
柔軟なプラスチック薄膜と、平坦化層と、金属フィルムを組み合わせることによって、柔軟な基板が提供される。この基板は拡散物を通さず、ロール・ツー・ロールに適している。この基板はさらに、基板として使用される場合に高い製造技術と自身の表面の高い粗面性を有する金属フィルムとは異なり、有利に製造される。
【００２５】
さらにビーム放射装置は、第２の電極上および基板上に、ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部を有している。これは、少なくとも１つの有機機能層をカプセル状封入する。薄膜カプセル状封入部は、有機層を完全に取り囲む薄い層である。これによって、ビーム放射装置の柔軟なカプセル状封入部が提供される。これは、全ての側からの酸素および／または水分（湿気の形状でも）の内方拡散を阻止する。このカプセル状封入部はさらに、ハーメチックかつ内在的に高い密度で、酸素および水分を防ぎ、点効果は有していない。
【００２６】
上述した特徴を有するビーム放射装置では、少なくとも１の有機機能層および第２の電極が基板上に配置される。この基板は金属フィルムを有している。従って、この装置によって形成される光は基板を通って出力結合されるのではなく、第２の電極を通って出力結合される。すなわち、金属フィルムは基板を金属コーティングし、光の出力結合は第２の電極を通じて改善される。このようなビーム放射装置はトップエミッターと称される。
【００２７】
さらに薄膜カプセル状封入部および／またはガラスカプセル状封入部が透明であってもよい。薄膜カプセル状封入部は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥ−ＣＶＤ）法において製造された、２５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さ、例えば１００ｎｍの厚さを備えたＳｉＯ２層を含んでいる。さらに、薄膜カプセル状封入部は、材料として無機層、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣまたはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン：ダイヤモンド形状の炭素層）またはこれらの層の組み合わせを含んでいる。
【００２８】
このカプセル状封入部が、ガラス封入部である場合には、これは無定形ガラスを有している。これは例えば、電子放射蒸着によって、数マイクロメートル、例えば３μｍの層厚で被着される。
【００２９】
さらに薄膜カプセル状封入部を、ガラスカプセル状封入部と組み合わせることができる。このために、薄いガラス層が薄膜カプセル状封入部上に積層される。薄膜カプセル状封入部内の生じ得る最後の小さい孔が、付加的なガラスカプセル状封入部によって抑圧される。付加的なガラスカプセル状封入部によって、水分および酸素に対する拡散経路が、オーダー分だけ高くなり、これによって拡散が遅くなる。さらに、薄膜カプセル状封入部上の付加的なガラスカプセル状封入部は、付加的な機能層、例えば傷層および腐食層の役を担う。ガラスカプセル状封入部を、保護ガス環境を用いずに、ひいては僅かなコストで薄膜カプセル状封入部上に被着することもできる。
【００３０】
第２の電極とカプセル状封入部との間、またはカプセル状封入部の第２の電極とは反対の側に、さらに、付加的な層を設けることができる。この層は例えば、変換発光剤または光抽出構造を有している。これによって、この装置から放射される光の波長が変えられる、および／または増強される。
【００３１】
さらに、カプセル状封入部が電気的に絶縁されていてもよい。この場合には例えば複数の層から成る薄膜カプセル状封入部は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ層から成る層列を含んでいる。
【００３２】
さらに第２の電極を透明または半透明に構成することができる。例えば、この第２の電極は、５０％を越える透過性を有している。
【００３３】
高い導電性および透過性を有している電極材料は、透明導電性酸化物膜（transparent conductive oxides：ＴＣＯ）から選択される。特に低い面抵抗率を有する薄い金属フィルムも使用される。このような金属フィルムは、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲の厚さと、面抵抗率＜＜５Ω／面積を有している。これに比べて、ＩＴＯ電極はガラス上で、１５Ω／面積の面抵抗率を有しており、層列ＩＴＯ−金属−ＩＴＯは５Ω／面積の面抵抗率を有している。例えば、酸化インジウムすず／金属／酸化インジウムすず等の混合系も、第２の電極用の材料として提供される。
【００３４】
透明導電性酸化物は透明な導電性の材料であり、通常は金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化すず、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムまたは酸化インジウムすず（ＩＴＯ）である。ＺｎＯ、ＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３等の二元金属酸化物の他に、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５またはＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２等の三元金属酸化物または種々異なる透明導電性酸化物の混合物も、ＴＣＯのグループに属する。さらに、ＴＣＯは必ずしも正規組成に相応しなくてよく、ｐ型ドーピングまたはｎ型ドーピングされていなくてもよい。
【００３５】
第１の金属として構成されている金属フィルムは、アルミニウム、銅、クロム、金、白金、クロム、モリブデン、銀またはこれらの金属の合金を含んでいる材料を有することができる。金属フィルムはさらに、少なくとも複数の部分層を有することができる。これらの部分層は、それぞれ、アルミニウム、銅、クロム、金、白金、クロム、モリブデン、銀またはこれらの合金のうちの１つを含んでおり、相互に積層して配置される。ビーム放射装置がトップエミッターである場合には、金属フィルムは透明に構成される必要はない。
【００３６】
ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部と基板との間にはさらに、パターニングされた絶縁層が配置される。これは、装置のアクティブ領域内にあるのではない。すなわち少なくとも１つの有機機能層によって覆われている基板領域上にあるのではない。絶縁層は、金属フィルムと第２の電極の間の直接的なコンタクトを電気的に絶縁させることができる。
【００３７】
絶縁層はＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＤＬＣまたはこれらの組み合わせから選択された材料を有することができる。絶縁層はさらに拡散物を通さないように形成され、例えばプラズマ内で被着される。
【００３８】
ビーム放射装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むことができる。柔軟に構成することもできるＯＬＥＤは、有色光または白色光を放射することができる。ＯＬＥＤの場合には、少なくとも１つの発光層が２つの電極の間に配置されている。これらの電極は電子ないしホールを発光層内に注入する。ここでこれらは再結合し、発光に至る。
【００３９】
さらに、上述の特性を有しているビーム放射装置を製造する方法が提供される。この方法は以下のステップを含んでいる
Ａ）基板を製造するためにプラスチック薄膜および金属フィルムを提供する
Ｂ）金属フィルムを第１の電極として構成する
Ｃ）少なくとも１つの有機機能層を基板上に配置し、第２の電極を有機機能層上に配置する。ここで基板は、ステップＣ）において提供された装置よりも大きな面積を有している。
【００４０】
これによって、プラスチック薄膜と金属フィルムを含んでいる基板を備えたビーム放射装置を製造することができる方法が提供される。ここでこの金属フィルムは、第１の電極として構成されており、基板は有利に製造可能である。この方法は同じように、柔軟なプラスチック薄膜と金属フィルムを含んでいる基板を備えた柔軟なビーム放射装置の製造も可能にする。ここで金属フィルムは、第１の電極として構成されている。
【００４１】
この方法はさらに、以下のステップを備えたステップＡ）を含むことができる。
Ａ１）プラスチック薄膜を製造する
Ａ２）金属フィルムをプラスチック薄膜の上に配置する。これによって、プラスチック薄膜と金属フィルムを含む基板が製造される。
【００４２】
ステップＡ１）は、プラスチック薄膜用の材料の引き伸ばし、コーティングまたは吹き付けを含む。プラスチック薄膜を製造するために、別の製造方法が可能である。従って、容易に、基板用のプラスチック薄膜を提供することができる。プラスチック薄膜を柔軟に構成することもできる。
【００４３】
さらに、ステップＡ２）では金属フィルム用の材料がプラスチック薄膜上に被着される。これによって、薄く、高密度であり、かつ平坦に形成される金属フィルムがプラスチック薄膜上に被着され、これによって、柔軟なビーム放射装置にも適しており、基板上に配置されている有機層の、酸素または水分の拡散による損傷を阻止する基板が提供される。
【００４４】
金属フィルムを第１の電極として構成することによって、金属フィルムは２つの機能を有し、電極としてかつプラスチック薄膜の密閉部として構成される。金属フィルムを電極として構成するために、金属フィルムは、外部の電気的接続端子に導電性に接続されており、後から被着される有機機能層への導電性接続が形成されるように、成形される。
【００４５】
ステップＡ２）ではさらに、金属フィルム用の材料がスパッタリング被着される。このスパッタリング被着の前に、プラスチック薄膜がエッチングされてもよい。このエッチングによって、プラスチック薄膜と金属フィルムの間の接着性が改善され、これによって、基板の安定性が高まる。
【００４６】
さらにステップＡ３）において、ステップＡ１）とＡ２）の間で、プラスチック薄膜上に平坦化層が配置され得る。平坦化層はここで次のように成形される。すなわち、この平坦化層の厚さを適切に選択することによって、プラスチック薄膜の表面粗面性が補償され、これによって、平坦化層上の平滑な金属フィルムの配置が可能になるように成形される。平坦化層は例えば、１〜１００μｍの範囲から選択された厚さで成形される。
【００４７】
この方法はさらに、ステップＣ）に続くステップＤ）を有することができる。ここでは、ステップＣ）で提供された装置が、ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部によってカプセル状封入される。これによって基板上にカプセル状封入部が被着される。これは、少なくとも１つの有機機能層を金属フィルムとともにハーメチックかつ内在的に高密度でカプセル状封入する。
【００４８】
ステップＤ）は以下のステップを含む。
Ｄ１）パターニングされた絶縁層を、少なくとも１つの有機機能層によって覆われていない基板領域上に配置する
Ｄ２）ガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部をパターニングされた絶縁層および第２の電極の上に配置する。
【００４９】
これによって、少なくとも１つの有機機能層は完全にガラスカプセル状封入部および／または薄膜カプセル状封入部によって取り囲まれ、全ての側面が、酸素および／または湿気の拡散から保護される。
【００５０】
図面および実施例に基づいて、本発明の個々の実施例をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】柔軟なビーム放射装置の概略的な側面図
【図２】従来の、トップエミッタ型ビーム放射装置の概略的な側面図
【図３】柔軟なビーム放射装置の実施形態の概略的な側面図
【図４】柔軟なビーム放射装置の別の実施形態の概略的な側面図
【図５】柔軟なビーム放射装置の実施形態の概略的な側面図
【図６】柔軟なビーム放射装置の実施形態の概略的な側面図
【図７】柔軟なビーム放射装置の実施形態の概略的な平面図
【図８】種々異なる材料の酸素および水分の拡散率の略図
【実施例】
【００５２】
以降の図１および３〜７は、柔軟なビーム放射装置の実施形態を示している。これらの実施形態は、柔軟でない装置としても同様に構成される。
【００５３】
図１は、柔軟なビーム放射装置の概略的な側面図を示している。これは例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であり得る。これは基板１０と、第１の電極２０と、電荷注入層３０と、電荷搬送層４０と、第１の発光層５０と、第２の発光層６０と、第３の発光層７０と、第２の電極８０とを有している。電荷注入層３０と、電荷搬送層４０と、第１、第２および第３の発光層５０、６０、７０は共に有機機能層１００を構成している。第１の電極２０は例えばアノードであり、第２の電極８０は例えばカソードである。アノードとカソードの間には、有機層が配置されている。第１の電極２０がアノードである場合には、電荷注入層３０はホール注入層であり、電荷搬送層４０はホール搬送層である。第１の発光層５０は例えば青色光を放射し、第２の発光層６０は例えば緑色光を放射し、第３の発光層７０は例えば赤色光を放射することができる。さらなる発光層または、異なる層の放射光の別の色シーケンスも同様に可能である。その他の点では、別の有機機能層、例えば電子注入層および電子搬送層を設けることができる。
【００５４】
しかしビーム放射装置がより簡単な構造を有していてもよい。例えばビーム放射層は、基板１０と、第１の電極２０と、光を任意の色で放射することができる発光層５０と、第２の電極８０を有する。図１に示された残りの層はオプションとして付加可能である。
【００５５】
これらの層に対する例示的な材料は、アノードの場合の第１の電極に対する酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、ホール注入層の場合の電荷注入層に対する１−ＴＮＡＴＡ、ホール搬送層の場合の電荷搬送層に対するｓ−ＴＡＤ、青色発光層に対するＳＥＢ０１０：ＳＥＢ０２０、緑色発光層に対するＴＭＭ００４：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（１５％）および赤色発光層に対するＴＭＭ−０４：ＴＥＲ０１２である。カソード、例えば第２の電極に対しては、金属、例えばアルミニウム、銅、クロムまたは銀が選択される。
【００５６】
電極から有機機能層内に注入される電子およびホールは発光層内で再結合し、これによって光が放射される。ビーム放射装置のどの面で光が出力結合されるのかは、基板、第１の電極および第２の電極が透明に形成されているか否かに依存する。基板と第１の電極が透明に構成されている場合には、これはボトムエミッターであり、第２の電極とカプセル状封入部が透明に構成されている場合にはこれはトップエミッターである。さらに、基板、第１の電極も、第２の電極も透明に構成され、発光をビーム放射装置の両面を介して行うことが可能である。
【００５７】
図２は、トップエミッター型ビーム放射装置の概略的な側面図を示している。これは基板１０を有しており、この基板１０上に第２の電極２０、発光層５０および第２の電極８０が配置されている。基板はここで剛性のガラスを含んでおり、柔軟には形成されていない。この基板を使用することによって次のことが必要である。すなわち、付加的な第１の電極２０を基板上に配置することが必要である。ここで矢印によって示されている放射光は、第２の電極を通って、ビーム放射装置から出力結合され、機能層９０並びに薄膜カプセル状封入部６００を通って導かれる。機能層は例えばビーム変換発光材剤を含んでおり、これによって、放射光の波長が変えられる。さらに、機能層は散乱構造を有することができ、これは、光の強度を高める。薄膜カプセル状封入部６００は、この場合には透明に構成されており、光の放射が阻止されない。薄膜カプセル状封入部はさらに、装置のカプセル状封入に用いられ、これによって有機層が酸素または湿気によって損傷されない。これは概略的に機能層上に示されているが、ビーム放射装置全体を取り囲むことも可能である。
【００５８】
図３は、柔軟なビーム放射装置の１つの実施形態の概略的な側面図を示している。これは基板１０を有しており、この基板はプラスチック薄膜１と平坦化層２と金属フィルム３を含んでいる。平坦化層２はオプショナルで設けられ、プラスチック薄１の粗面性によっては省いてもよい。金属フィルム３は、内在性であり、ハーメチックな高密度の金属フィルムである。これは同時に、ビーム放射装置に対する電極としても形成されている。これはアノードとしてまたはカソードとして構成可能であり、パターニングされて、またはパターニングされずに、プラスチック薄膜または平坦化層上に被着される。従って付加的な第１の電極を基板上に配置することは必要ではない。平坦化層は、さらに、金属フィルム３とプラスチック薄膜１との間の接着性を改善するためにも用いられる。基板は有機層を湿気および酸素から密閉することができ、同時に第１の電極として用いられる。この電極にはビーム放射を形成するために電圧が印加される。
【００５９】
基板１０は、その上に続く層よりも大きい面積を有しているので、全ての側面で、基板１０の面積の重畳が、別の層の面積を越えて存在する。基板１０上には、パターニングされた絶縁層２００が設けられており、この絶縁層は金属フィルム３と第２の電極８０の直接的な接触接続を阻止する。この絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＤＬＣまたはこれらの組み合わせから選択された材料を有している。絶縁層２００は例えば１００ｎｍの厚さのＳｉＯ２層であってよい。これはＰＥ−ＣＶＤ法で製造される。
【００６０】
パターニングされた絶縁層の間には、有機機能層１００が被着される。この有機機能層１００の上に第２の電極８０が位置する。接着剤３００によって、ガラスカプセル状封入部４００が有機層および第２の電極８０上に被着され、空洞がガラスカプセル状封入部４００と第２の電極８０の間に生じる。空洞の側面縁部に、有機機能層放射領域外で、乾燥剤５００が設けられ、これは場合によって、接着剤３００を通って内方拡散する湿気を吸収する。乾燥剤の例は、テフロンに堆積しているゼオライトまたはＣａＯである。この実施形態では、接着剤３００は絶縁層２００上に被着されている。これがさらに、金属フィルム３上にも被着されてよい。
【００６１】
接着剤は、エポキシド、アクリラート、シリコーンおよびラッカー状の材料を含んでいるグループから選択された材料を有することができる。
【００６２】
図４は、柔軟なビーム放射装置の別の実施形態の概略的な側面図を示している。基板１０、絶縁層２００、有機機能層１００および第２の電極８０は、図３における実施形態と同様に形成されている。カプセル状封入部はここでは薄膜カプセル状封入部６００並びにガラスカプセル状封入部４００を含んでいる。これらはここでも、接着剤３００によって相互に接続されている。
【００６３】
薄膜カプセル状封入部６００は直接的に第２の電極８０上に、例えばプラズマプロセスによって析出されている。これは透明で薄い層であり、ハーメチックに、水および酸素を通さない。これは例えば、１００ｎｍの厚さのＳｉＮｘ、５０ｎｍの厚さのＳｉＯ２および１００ｎｍの厚さのＳｉＮｘ層から成る積層体であり得る。このような薄膜カプセル状封入部６００上に、透明な耐光性の接着剤が付与されたガラスカプセル状封入部４００が気泡無く、積層される。
【００６４】
接着剤は例えばエポキシド、アクリラート、シリコーン、ラッカー状の材料およびその他の接着剤を含むことができる。接着剤の硬化は例えば、光照射、加熱または二成分接着剤内での化学反応によって行われる。択一的に、恒久的に接着性のある接着剤を使用してもよい。接着剤は１０μｍの厚さを有することができる。
【００６５】
図５は、柔軟なビーム放射装置の別の実施形態の概略的な側面図を示している。基板１０、絶縁層２００、有機機能層１００および第２の電極８０は、図３および４の実施形態と同様に形成されている。図３および４の装置と比べるとここでは、薄膜カプセル状封入部６００のみを含んでいるカプセル状封入部が設けられている。このカプセル状封入部は、直接的に第２の電極８０上に、例えば、プラズマプロセスによって、透明な薄い層として析出されており、ハーメチックに水を通さない。この薄膜カプセル状封入部は例えば、多数のＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ層から成る積層体を含むことができる。
【００６６】
図３〜５の実施形態では、さらなる機能層を設けることが可能である（ここでは図示されていない）。これは、変換発光剤、出力結合構造、カラーフィルタ、傷保護材料および／またはＵＶ保護材料を有する。これらの層は、カプセル封入内またはカプセル封入外に設けられる。
【００６７】
図６は、柔軟なビーム放射装置の実施形態の概略的な側面図を示している。図３〜５ではそれぞれ、機能層１００および第２の電極８０を完全に取り囲むカプセル状封入部が示された。図６ではここで、第２の電極８０がカプセル状封入部（ここでは薄膜カプセル状封入部６００）から突出し、外部から電気的に接続可能である。このために、第２の電極は絶縁層２００上に被着されなければならず、これによって、金属フィルム３との短絡が阻止される。
【００６８】
突出している第２の電極８０が、図３〜５に示された実施形態においても存在し得る。しかしここでは分かりやすくするために図示されない。
【００６９】
図７は、図３〜６のうちの１つに相応する、柔軟なビーム放射装置の平面図を示している。これは基板１０と、パターニングされた絶縁層２００と第２の電極８０を備えている。基板は、金属フィルム３の切り欠きを有し、プラスチック薄膜１がその内部で露出されている領域を有している（これは破線によって示されている）。この領域は、基板と、基板の上に配置されている層の間の絶縁のために用いられ、絶縁層の択一的な実施形態である。これはこの領域において金属層上に被着される。残りの層である平坦化層２および有機機能層１００等は、分かりやすくするために図示されていない。
【００７０】
この平面図は、第２の電極８０が、カプセル状封入部６００（ここでは示されていない）から突出していることを明確に示している。これによって、外部からの電気接続が可能になる。これが金属フィルム３と接触接続しないように、絶縁層２００が設けられている。付加的または択一的に基板１０は、ある領域において次のように構成されている。すなわち、第２の電極と接触可能である金属フィルム３が存在しないように構成されており、これによって、基板への絶縁が設けられる。
【００７１】
図８は、種々異なる材料に対する酸素の拡散率ＲＯ２および水分の拡散率ＲＨ２Ｏに対する略図を示している。酸素の拡散率ＲＯ２はｙ軸上にｃｍ３／ｍ２ｘｄｘｂａｒで示されており、拡散率ＲＨ２Ｏはｘ軸上にｇ／ｍ２ｘｄで示されている。
【００７２】
ＰＳは標準ポリマーであり、ＰＥは特別に開発されたポリマーであり、ＰＣはコーティングされたポリマーである。この順番でこれらのポリマーは低減する拡散率ＲＯ２およびＲＨ２Ｏを有する。ポリマーＰＥおよびＰＣは例えば、自動車産業の領域または電気的使用機器内で使用される接続面に対するものである。拡散率のこのような領域を領域Ｉとする。
【００７３】
さらに最適化された単一層ＬＳおよび多層の層ＬＭが存在する。これらは、上述したポリマーＰＳ、ＰＥおよびＰＣよりもさらに低い拡散率を有しており、これは略図ではＩＩとされる。
【００７４】
領域ＩＩＩは、さらに低い拡散率ＲＯ２およびＲＨ２Ｏを有する領域を示している。これは例えば、有機液晶ダイオードの使用に、または有機光電装置内での使用に適している。領域ＩＶは、有機発光ダイオードの使用に適している拡散率を有している。Ａは拡散率ＲＯ２の目標値を示しており、これは有機発光ダイオード内での使用を可能にするために、材料内に必要とされる値である。この目標値は、拡散が通常の測定方法によって測定されない程度に低い。このような拡散値は、プラスチック薄膜および金属フィルムを含んでいる柔軟な基板の使用によって実現される。
【００７５】
図および実施例において示された実施形態は任意に変更可能である。さらに、本発明は上述の例に制限されるものではなく、ここに記載されていない別の構成が可能である、ということを考慮されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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