(57)【要約】  本発明は、OLED素子3を保護するための封入構造部2を具備する、OLEDユニット1に関する。当該OLEDユニット1は、内部で効果をもたらす物質結合部材15を有し、封入構造部2は、バリア層11及び、当該バリア層11の外側に、ポリマ材によって形成された、カバー層5を有する。バリア層11は、物質結合部材15の外側に配置されている。本発明は、強固で信頼性が高い、OLEDユニットの封入構造部を供することを目的とする。
2010525540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
OLED素子を保護するための封入構造部を具備するOLEDユニットであって、当該OLEDユニットは、内部で効果をもたらす物質結合部材を有し、前記封入構造部は、バリアと、前記バリアの外側にある、ポリマ材によって形成されたカバー層とを有し、前記バリアは、前記物質結合部材の外側にあることを特徴とする、OLEDユニット。
【請求項２】
前記カバー層及び前記バリアが、光学的に透明である、請求項１に記載のOLEDユニット。
【請求項３】
前記封入構造部が、光の抽出のための光学的な出射構造部を更に有する、請求項1又は2に記載のOLEDユニット。
【請求項４】
前記光学的な出射構造部が、前記カバー層の一部を形成している、請求項３に記載のOLEDユニット。
【請求項５】
前記カバー層は、平坦ではない表面を具備している、請求項3又は4に記載のOLEDユニット。
【請求項６】
前記光学的な出射構造部が、前記カバー層にある突起によって形成されている、請求項3又は4に記載のOLEDユニット。
【請求項７】
前記光学的な出射構造部が、前記カバー層に埋め込まれた散乱粒子によって形成されている、請求項３乃至６のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項８】
前記光学的な出射構造部が、前記カバー層の空所によって形成されている、請求項３乃至７のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項９】
前記カバー層が、リム部及び長尺の部分をもっている蓋によって形成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項１０】
前記カバー層が、前記リム部をもつ蓋によって形成されており、前記蓋は、前記OLED素子が収容される空所を形成している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項１１】
前記蓋は、前記蓋の一部を形成している少なくとも一つの追加された、内側にあるリム部を有する、請求項９又は１０に記載のOLEDユニット。
【請求項１２】
前記OLED素子が、周囲物質を通さない剛性のあるキャリアに取り付けられ、前記封入構造部が、前記OLED素子を封入するために、前記剛性キャリアに機械的に接続されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項１３】
前記バリアが、無機材料のフィルムによって形成されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項１４】
前記バリアが、多層のバリアによって形成されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【請求項１５】
前記多層のバリアが、無機フィルムによって形成されている、請求項14に記載のOLEDユニット。
【請求項１６】
前記多層のバリアが、無機及び有機のフィルムによって形成されている、請求項１４に記載のOLEDユニット。
【請求項１７】
第2の封入構造部を具備する、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のOLEDユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、OLED素子を保護するための封入構造部を具備するOLEDユニットに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
有機発光ダイオード（OLED）は機械的なストレスに敏感であり、水、湿気、又は酸素など、さまざまな周囲物質によって容易に損傷を受ける可能性がある。従って、充分な寿命をもつOLEDを供するために、OLEDは、有害な周囲条件から保護されるべきであることを必要とする。
【０００３】
ポリマベースの有機LED及び微小分子ベースの有機LEDを含む有機LEDの保護は、時には、接着剤で縁部が封止されたガラス蓋又は金属蓋によって実施される。ドイツ国特許公開公報 DE 102 34 162 A1は、湿気及び/又は空気からOLEDユニットを保護するための斯様なカバーを申し立てている。縁にある封止部を通じて浸み出る水を取り除くために、乾燥剤がカバーの内側に供されている。ガラス蓋は壊れやすいと考えられ、OLEDの収容のための空所の作成は、高コストを生じる場合がある。
【０００４】
更にまた、OLEDユニットは、広範囲にわたる温度条件にさらされることが認識されている。
【０００５】
本発明の目的は、現行のOLEDユニットが有する前述の欠点を軽減する、改善された解決策を供することである。更にまた、より良いコスト効率のOLEDの保護装置を供することが目的である。本発明の目的に沿った、強固な信頼性が高い解決策を実現することが望ましく、OLEDユニットの代替の保護装置を供することによって、品質及び機能性に関する高い標準を維持することが望ましい。
【０００６】
更にまた、熱、湿気、光、及び紫外線などのさまざまな外部及び内部の周囲ファクタからのインパクトの下で、正確な性能が発揮できる解決策を得ることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、これらの目的及び他の目的は、OLED素子を保護するための封入構造部を具備するOLEDユニットを通じて達成される。当該OLEDユニットは、内部で効果をもたらす、物質を結合する部材を有し、前記封入構造部は、バリア層と、前記バリア層の外側に配置されたポリマ材によって形成されたカバー層とを有し、前記バリア層は、前記物質結合部材の外側に配置されている。
【０００８】
これ故、コスト効率の良い態様で作られることができる、強固な封入構造部が供される。当該封入構造部は、例えば水及び酸素による劣化から、OLEDユニットを保護する。更にまた、当該封入構造部は、機械的な衝撃に起因する損傷から、OLEDユニットの保護を供する。
【０００９】
カバー層及びバリア層は、好ましくは透明である。従って、封入構造部を通過する光の抽出が供される。
【００１０】
都合のよいことに、当該封入構造部は、光の抽出のための光学的な出射構造部を更に有する。従って、当該出射構造部の屈折率は、OLEDユニットからの光の、強化された出射を可能にするために設定されてもよい。これ故、封入構造部による正確な光の抽出が、実現される。
【００１１】
光学的な出射構造部は、好ましくはカバー層の一部を形成している。従って、封入構造部を通じて、改善された光の抽出が、実現可能である。更にまた、当該出射構造部は、カバー層の形成と同じ生産ステップで形成されることができる。これ故、出射構造部がカバー層と一体化されるので、出射構造部を有するコスト効率の良い封入構造部が可能である。
【００１２】
カバー層は、光の抽出を改善するために、平坦ではない表面を具備してもよい。
【００１３】
より都合の良いことに、光学的な出射構造部は、光の抽出を改善するために、カバー層にある突起によって形成される。従って、当該出射構造部は、カバー層の形成の際に形成されることができる。
【００１４】
好ましくは、出射構造部は、突起のアレイによって形成される。当該突起は、通常、10nmから2mmの範囲にある。代替的には、平坦ではない表面は、突出している表面に対する凹部によって実現される。当該突起は、環境に面しているカバー層の側に、及び/又はOLED素子に面している側に位置されてもよい。光の抽出のレベルは、突起の数、及び突起の場所を適応させることによって改善されることができる。
【００１５】
出射構造部は、光学的な出射の改善のために、カバー層に埋め込まれた散乱粒子及び／又は空所によって実現されてもよい。TiO2、ZrO2等などの粒子が、通常、かなり高い屈折率をもつ。
【００１６】
都合のよいことに、カバー層は、リム（枠,rim）部、及び長尺の部分をもつ蓋によって形成される。したがって、OLED素子と蓋の長尺の部分との間にスペースが供されることができる。これ故、ゲッターが、当該ゲッターと陰極との間の接触を回避するために、OLED素子から距離を置いて取り付けられることができる。
【００１７】
より都合の良いことに、カバー層は、リム部をもつ蓋によって形成され、前記蓋は、OLED素子の収容のための空所を形成する。したがって、カバー層のリム部の長さは、OLED素子を収容するよう適応される。
【００１８】
好ましくは、当該蓋は、蓋の一部を形成している少なくとも一つの追加された、内側にあるリム部を有する。したがって、内側にあるリム部がカバー層の長尺の部分を支持するので、蓋の変形が回避される。ゲッターが蓋の内側に取り付けられている場合、斯様な変形はゲッターと陰極との間の接触を生じる場合がある。複数の、内側にあるリムを導入することによって、蓋の変形は減じられるか、又は回避されることができ、したがって、ゲッターと陰極との間の接触が回避されることができる。特に、光源として有機LEDのアプリケーションを意図とするような、広いエリアをもつ素子用に、（複数の）追加されたリムが好まれる。
【００１９】
好ましくは、OLED素子は、周囲物質を通さない剛性のあるキャリアに取り付けられ、前記封入構造部は、前記OLED素子を封入するために、前記剛性キャリアに機械的に接続されている。このように、強固で信頼性が高いOLED素子の封入が供される。斯様な周囲物質は、例えば水、湿気、又は酸素である可能性がある。
【００２０】
バリア層は、好ましくは、無機材料のフィルムによって形成される。したがって、湿気及び/又は酸素に対して、効果的な保護が供される。
【００２１】
より好ましくは、当該バリア層は、封入構造部の防護特性を改善するために、多層のバリアによって形成される。したがって、低いピンホール密度をもったバリア層が実現される。
【００２２】
多層のバリア層は、好ましくは、窒化シリコン又は酸化シリコンによって形成されたフィルムなどの、無機フィルムによって形成される。更にまた、無機フィルムと有機フィルムとの交互のスタックが、使われることもできる。
【００２３】
OLEDユニットは、OLED素子を支持している基板の両側の面を封入するために、第2の封入構造部を有してもよい。したがって、浸透性がある基板に対して、当該封入構造部が供される。したがって、第2の封入構造部は、水及び酸素が基板を透過することを防止する。
【００２４】
OLEDユニットは、可撓性のキャリアに取り付けられてもよい。更にまた、バリア層及びカバー層は、可撓性であってもよい。このように、可撓性の基板に取り付けられた可撓性のOLED素子の保護のための封入構造部が実現される。
【００２５】
本発明は、ここで、好ましい実施例を示す添付の概観図を参照して、より詳細に説明されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第1の実施例による封入構造部を具備するOLEDユニットの断面図を示す。
【図２】第2の実施例による封入構造部を具備するOLEDユニットの断面図を示す。
【図３】第3の実施例による封入構造部を具備するOLEDユニットの断面図を示す。
【図４】第4の実施例による封入構造部を具備するOLEDユニットの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施例による封入構造部2を具備するOLEDユニット1が、図1に示されている。当該OLEDユニット1は、この例では、ガラスによって形成された透明基板である基板4に取り付けられたOLED素子3を有する。封入構造部2は、ポリマ材によって形成された、この例ではリム部7と長尺の部分8とをもつ蓋6である、カバー層5を有する。長尺の部分8は、OLED素子3を支持している基板4と、実質的に平行である。封入構造部2は、接着剤9を使用して、基板4に接続されている。関与するOLED素子があるエリアの周囲に位置するリム部7が基板4に接着され、したがって、OLED素子3を収容するための空所が供される。当該リム部7は、基板4と長尺の部分8との間にスペースを供する。このように、長尺の部分8は、OLED素子3を収容するために、基板4から特定の距離を置いて配置されている。
【００２８】
カバー層5は、封入構造部2を通じてより効率の良い光の抽出を供するために、出射構造部10をもつ。出射構造部10は、プラスチックの蓋6の一部を形成している。出射構造部10は、蓋6の外側の突起10'と、蓋6の内側の突起10"とによって形成されている。蓋6は、PES又はPENのような高分子のプラスチックなどの、ポリマ材によって形成されている。より高分子のプラスチックが、自身のより高いガラス転移温度に起因して好まれる。封入構造部2は、更に、有機LED素子を、周囲の雰囲気からの水と酸素とによる劣化から保護するために、蓋6の内側にバリア層11を有する。バリア層11は、窒化シリコンの薄膜バリアによって、又は複数の窒化シリコン及び/又は酸化シリコンの層によって形成されてもよい。この例では、バリア層11は、窒化シリコン‐酸化シリコン‐窒化シリコン‐酸化シリコン‐窒化シリコンのスタックによって形成された多層のバリアによって形成されている。各層の厚みは、最大透過率及び最大効率を得るために、全OLEDスタックに対する光学的な出射構造部の最適化に依存する。あるバリア層では、多層部の厚みは、それぞれ200 nm、100 nm、100 nm、100 nm、及び100 nmである。
【００２９】
無機層−有機層のスタックが使われることができる。より詳細には、斯様なスタックは、200 nmの窒化シリコン、5μmのアクリレート、200 nmの窒化シリコン、5μmのアクリレート、及び200 nmの窒化シリコンで形成されることができる。
【００３０】
両面発光するOLED素子3は、透明な陰極12、有機発光層13、及び透明な陽極14を含む、複数の層によって形成される。
【００３１】
封入構造部2を通じて浸透する水によって生じるOLED素子3の損傷を回避するために、物質結合部材15、この例ではゲッターが、封入構造部2に対して内側に取り付けられている。ゲッター15は、バリア層11及び接着剤の縁部9内の僅かなピンホールを通じて拡散する可能性がある、少量の水を吸収することであろう。透明なゲッター15が、バリア層11に接着されている。ゲッター15と陰極12との間の接触を、斯様な接触がOLED素子3に損害を与える可能性があるので、回避することが望ましい。斯様な接触は、リム部7に設けられたスペースよって回避される。
【００３２】
陰極12及び陽極14が透明であるので、本実施例でのOLEDユニット1は、両面発光性である。したがって、光は、OLED素子3の両方向に通過することが可能である。OLED素子3を支持している封入構造部2及び基板4が透明であるので、光は基板4及び封入構造部2で抽出される。
【００３３】
本発明の第2の実施例が、図2に示されている。基本的に、第1の実施例で開示された全ての特徴が、類似の特徴又は同じ特徴を特定している参照数字を伴った第2の実施例にも存在している。この点を言及したので、以下の記述は、異なる特徴を説明することに重点を置く。第2の実施例は、ゲッター15が、蓋6を基板4に接続している接着剤9に隣接して配置されているという点で、異なる。出射構造部10を備えた蓋6は、OLED素子3から距離を置いて配置されている。代替的には、出射構造部10を伴うプラスチックの蓋6は、この実施例では、ゲッターがバリア層11に取り付けられていないので、OLED素子3の上に、当該素子と接触して直接置かれてもよい。更にまた、不透明なゲッターが用いられることができる。
【００３４】
本発明の第3の実施例が、図3に示されている。基本的に、第1の実施例で開示された全ての特徴が、類似の特徴又は同じ特徴を特定している参照数字を伴った第3の実施例にも存在している。この点を言及したので、以下の記述は、異なる特徴を説明することに重点を置く。この実施例では、封入構造部2は、プラスチックの蓋6の一部を形成する、追加された、内側にあるリム16をもつ。図3参照。プラスチックの蓋は、可撓性でもよいし、したがって変形してもよい。特に、蓋の変形は、広いエリアをもつ素子を封入している蓋で生じる可能性がある。説明したように、接触がOLED素子3に損傷を与える可能性があるので、ゲッター15と陰極12との間の接触を回避することが望ましい。斯様な接触は、リム部7に設けられたスペースによって回避されることができる。しかしながら、広いエリアをもつ素子では、ゲッター15は、プラスチックの蓋6の可撓性に起因して、陰極12と接触する可能性がある。これ故、内側にある（複数の）リム16が、広いエリアをもつ素子の封入用に好まれる。内側にあるリム16は、支持する目的のみに役立ち、したがって、接着剤は内側にあるリム16には使用されない。内側にある（複数の）リム16の目的は、蓋6の変形を防止することである。内側にあるリム16に蒸着されたバリア層11は、OLED素子3と接触する可能性がある。しかしながら、追加されたリム部16は、ゲッター15と陰極12との間の接触を防止することであろう。内側にあるリムによって生じるOLED素子への考え得る損傷を回避するために、当該リムは、圧力を分散させるために、好ましくはより広いエリアと接触した方がよい。
【００３５】
本発明の第4の実施例が、図4に示されている。基本的に、第1の実施例で開示された全ての特徴が、類似の特徴又は同じ特徴を特定している参照数字を伴った第4の実施例にも存在している。この点を言及したので、以下の記述は、異なる特徴を説明することに重点を置く。この実施例では、可撓性の基板4'に取り付けられた両面発光するOLED素子3は、二つの封入構造部2を具備している。OLED素子3を支持している可撓性の透明基板4'は、この例では、ポリイミドによって形成されている。ポリイミド基板4'固有のバリア層は、OLED素子3を周囲の雰囲気の水及び酸素から保護するのに十分ではないので、第2の封入構造部2が、OLED素子3を保護するために基板4'に接着されている。
【００３６】
以下において、本発明による封入構造部2を使用しているOLEDユニット1の封入の例証プロセスが説明される。カバー層5は、射出成型プロセスを使用して製造されることができる。射出成型が、封入構造部2の大規模な生産を考慮する場合、好まれる。更にまた、カバー層5の一部を形成している出射構造部10は、射出成型プロセスで容易に形成されることができる。エンボス加工又はプレス加工などの他の方法も、しかしながら、適切である可能性がある。カバー層5がプレス加工を用いて形成される場合、出射構造部10は、プレス金型の表面を加工することによって、カバー層5の形成の際に形成されることができる。
【００３７】
水及び酸素による劣化は、OLED素子3の具体的な寿命を損傷及び/又は短縮する可能性がある。プラスチックの蓋6の内側に、窒化シリコンの薄膜のバリア層、又は窒化シリコン及び酸化シリコンのスタックを蒸着させることによって、バリア層の特性は大きく改善することであろう。膜のバリア層は、プラズマ拡張CVD法によって蒸着されてもよい。バリア層11の蒸着の後、接着剤が、黄色の照明条件下で、空気中で、リム部7に施される。次に、蓋6は、ゲッター15が蓋6に接着された窒素雰囲気中へと転送される。蓋6は、次に、OLED素子3が取り付けられている基板4に押圧される。接着剤9は、紫外線によって予め硬化されている。最終的な硬化が、炉にて実施される。
【００３８】
本発明の説明された実施例は、請求項において規定された本発明の概念から逸脱することなく、当業者によって修正及び変更されることができる点が理解されることであろう。ここで開示された様々な実施例から、特徴は、更なる代替実施例を供するために、互いに組み合わせられることができることが当業者によって理解される。
【００３９】
説明された実施例において、両面発光のOLED素子が、開示されている。しかしながら、上面発光のOLED素子、及び下面発光のOLED素子など、他のタイプの素子が、本発明の実施例による封入構造部を使用して封入されてもよい。斯様な構造は、OLEDランプから、どのようなタイプのOLEDディスプレーにもわたるすべての種類のOLED素子に対して用いられることができる点が、アプリケーションから理解される。
【００４０】
「物質結合部材」とは、吸収を含む、化学的又は物理的な、何らかのメカニズムによって物質を結合することができる材料を有する構造物である。いわゆる「ゲッター」は、物質結合部材の中に含まれる。物質結合部材は、一つ又は複数の種々異なる材料から構成されることができ、同部材は、特定の物質を結合するよう、各々選択されることができる。例えば、これらの材料は、H2O、CO2、O2、又はN2Oなど、結合されるべき物質の分子直径に近い空所又はオープンスペースをもつ可能性がある。斯様な材料の例としては、焼結アルミナのゲル、アルミナ‐ケイ酸塩のゲル、及びシリカゲルが挙げられる。更にまた、酸化カルシウムが、吸着による結合材として用いられることができ、C02、H20、及びリン無水物がH20を結合するために用いられることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2010525540.tif 000007
2010525540.tif 000008
2010525540.tif 000009