(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機デバイスをパッシベーション化する方法であって：
複数のピクセルの各々が低い仕事関数の金属からなるカソードを含み、複数のピクセルを画定する支持基板上に有機デバイス（１１）を設ける段階と；
前記複数のピクセルの各々をインジウム（２０）の層で個々にキャッピングする段階と；
更なるプロセスステップ及び材料から複数のピクセルを保護するためのバッファ系（２２，２４）で前記有機デバイス（１１）の複数の前記ピクセルをオーバーコーティングする段階と；を有し、前記バッファ系（２２，２４）が、前記ピクセルをそれぞれ個々にキャッピングした前記インジウムの層の上に配置された有機材料の層（２２）を含み、
前記バッファ系（２２，２４）上に低浸透率非有機層（２６）を被着させる段階と；
エポキシ封入体（２８）又はポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイル（３０）の１つの封止層で前記有機デバイス（１１）を封止する段階と；
を有するステップから構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
有機デバイスをパッシベーション化する方法であって：
複数のピクセルの各々が低い仕事関数の金属からなるカソードを含み、複数のピクセルを画定する支持基板上に有機ＬＥＤのアレイ（１１）を設ける段階；
前記複数のピクセルの各々をインジウム（２０）の層で個々にオーバーコーティングする段階；
前記複数のピクセルの各々の前記インジウム（２０）の層を、有機ポリマまたは有機金属錯体のうち一方のバッファ層（２２）でオーバーコーティングする段階；
仕事関数の低い金属の層（２４）を有機ポリマまたは有機金属錯体のうち一方のバッファ層（２２）上に被着させる段階；
アルミニウム又はインジウムの層のうちの少なくとも１つの低浸透率非有機層（２６）を前記層（２４）上に被着させる段階と、を有し、前記仕事関数の低い金属の層（２４）がバッファ層（２２）と低浸透率非有機層（２６）との間の熱歪みを低減させ、
エポキシ封入体（２８）またはポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイル（３０）の層の少なくとも一方で前記有機デバイスを封止する段階；
と、を有することを特徴とする方法。
【請求項３】
パッシベーション化有機デバイスであって：
複数のピクセルを画定する支持基板（１０）上の有機デバイス（１１）とを有し、複数のピクセルの各々が、仕事関数の低い金属からなるカソードを含み；
前記複数のピクセルを個々にキャッピングする、インジウムのオーバーコーティング層（２０）と；
前記ピクセルを個々にキャッピングする前記インジウムの層をオーバーコーティングする有機材料の層（２２）を含むバッファ系（２２，２４）と；
前記バッファ系上に配置された低浸透率非有機層（２６）と；
前記低浸透率非有機層（２６）上に配置された封止層（２８，３０）と；
を有することを特徴とするパッシベーション化有機デバイス。
【請求項４】
パッシベーション化有機デバイスであって：
支持基板（１０）上に配置され、複数のピクセルを画定する有機ＬＥＤのアレイ（１１）とを有し、前記複数のピクセルの各々が、低い仕事関数の金属からなるカソードを含み；
前記有機デバイス（１１）の前記複数のピクセルの各々を個々にオーバーコーティングするインジウムの層（２０）と；
前記インジウムの層をオーバーコーティングする、有機ポリマまたは有機金属錯体のうち一方の層（２２）と；
前記有機ポリマまたは有機金属錯体のうち一方の層（２２）上に配置された、低い仕事関数の金属の層（２４）と；
前記層（２４）上に配置された、低浸透率非有機層（２６）と；
前記低浸透率非有機層（２６）上に配置された、エポキシ封入体（２８）またはポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイル（３０）のうち少なくとも一方の封止層と；
を有することを特徴とするパッシベーション化有機デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、有機デバイスに関し、さらに詳しくは、パッシベーション化エレクトロルミネセンス有機デバイスおよびパッシベーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネセンス有機デバイス、特に有機発光デバイス（ＬＥＤ）などは、効率的な電子注入電極および低動作電圧を確保するため、カソードにおいて仕事関数の低い金属の層を一般に利用する。しかし、低仕事関数金属は、酸素および湿気に対して反応しやすく、またその影響を受けやすく、この金属の酸化はデバイスの寿命を制限する。長期的な安定性および寿命を達成するために、気密封止が通常必要とされる。いくつかの種類の気密封止(hermic seal) が利用されているが、そのうち最も一般的なものは、金属などの非有機材料である。
【０００３】
エレクトロルミネセンス有機デバイスの製造およびパッシベーション中に発生する別の問題点は、エレクトロルミネセンス有機デバイスの有機層が高温（すなわち、一般に約３００°Ｃ以上）に耐えられないという事実に起因する。多くの場合、有機層の臨界温度に達することさえも、特に、比較的長い間高温が維持される場合には、有機材料を劣化させて、最終的なデバイスの信頼性および／または寿命を低下させることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
いくつかの種類の気密封止が利用されるが、そのうち最も一般的なものが金属缶(metal can) である。しかし、金属缶は製造するのがきわめて高価で、組み立てるのに多大な労力を必要とする。さらに、金属缶は大きくて重いため、エレクトロルミネセンス有機デバイスの用途を著しく制限する。
【０００５】
エレクトロルミネセンス有機デバイスを気密封止する最近の手段では、誘電体または金属などの非有機材料でデバイスをオーバコーティングして、気密封止を達成する。しかし、エレクトロルミネセンス有機デバイスは、誘電体および金属の被着中に通常必要とされる高温に対して極めて弱い。従って、低温条件を満たすためには、一般にＰＥＣＶＤ方法によってセラミックまたは金属材料を被着させなければならない。この封止方法の大きな問題点は、ＰＥＣＶＤ被着中に、エレクトロルミネセンス有機デバイスに対する照射破損の可能性が高いことである。
【０００６】
現在、エレクトロルミネセンス有機デバイスを気密封止する比較的安価で便利な方法を考案する必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、新規な改善されたパッシベーション化エレクトロルミネセンス有機デバイスおよびパッシベーション方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、実施するのが比較的便利で安価な、エレクトロルミネセンス有機デバイスをパッシベーション化する新規な改善された方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題等は、支持基板上に配置されたエレクトロルミネセンス有機デバイスをパッシベーション化する方法において、少なくとも部分的に解決され、上記の目的等は実現され、この方法は、アレイを構成する個別のピクセルを安定金属でオーバコーティングあるいはキャッピングする段階と、キャッピングされたピクセルを有機材料のバッファ層でオーバコーティングする段階と、このバッファ層上に熱係数整合層(thermal coefficient matching layer)を被着させる段階と、熱係数整合層上に低浸透率非有機層を被着させる段階と、非有機層上に封止層を被着させて、ＬＥＤディスプレイ領域全体を封入する段階とによって構成される。
【００１０】
好適な実施例では、ピクセルを安定金属でオーバコーティングまたはキャッピングすることは、インジウム（Ｉｎ）の層でキャッピングすることを含み、バッファ層は、有機ポリマ層または有機金属錯体層のうち一方を含み、熱係数整合層は、ゲッタリング材料として機能する活性金属であり、非有機層は、アルミニウム（Ａｌ）またはインジウム（Ｉｎ）などの安定金属のうち一つを含み、ＬＥＤの封止は、エポキシ封入体またはポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイルのうち一方で行われる。
【００１１】
【実施例】
同様な参照文字は図面を通じて同様な部分を表している図面を参照して、図１ないし図３は本発明によるパッシベーション方法における段階を示す、有機ＬＥＤアレイの簡略断面図である。
【００１２】
特に図１を参照して、基板１０が示され、この基板１０は、この特定の実施例では、ガラス，石英，透明な半導体材料など、光学的に透明な材料である。有機発光デバイス（ＬＥＤ）のピクセルのアレイ１１は、一般にエレクトロルミネセンス有機ＬＥＤの各製造方法のいずれかにおいてアレイ１１を基板１０上に直接作成することによって、基板１０上に配置される。特定の例として、アレイ１１は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：indium-tin-oxide）などの導電材料の透明層１２と、その上に配置された有機エレクトロルミネセンス媒体などの活性有機媒体１３と、低仕事関数金属の薄層を含む金属層からなるカソード１４とを含む。前述のように、有機ＬＥＤのアレイと、特に低仕事関数金属の層は、周辺環境における酸素および湿気に弱く、そのため、信頼性およびしかるべき寿命を提供するためにはパッシベーション化しなければならない。
【００１３】
本発明によるアレイ１１のパッシベーションにおける第１および第２段階を図２に示す。第１段階として、アレイ１１を構成する個別のピクセルは、インジウム（Ｉｎ）などの安定金属２０の層でキャッピングまたはオーバコーティングされる。このキャッピングまたはオーバコーティングは、アレイ１１を構成する個別ピクセルの初期保護コーティングとして機能する。
【００１４】
次に、安定金属２０の層によってキャッピングされたアレイ１１は、一般にアレイ１１の特性の少なくとも一部を封入系に整合させるように設計されたバッファ系でオーバコーティングされる。バッファ系は、以前のおよび／または以降に被着される層を整合するために特に選択された材料の一つまたはそれ以上の層を含むことができる。この特定の例では、バッファ系は、有機材料のバッファ層２２を含み、この層２２は、以降のプロセス工程および材料からアレイ１１をさらに保護すべく一般に機能する。さらに、バッファ層２２は、酸素および湿気に対する拡散障壁として機能する。一例として、バッファ層２２は、有機ポリマまたは有機金属錯体のいずれでもよい。便宜的に利用できる典型的な有機ポリマには、パリレン(parylene)などがある。これらのポリマは、モノマーの熱蒸発中に形成できるので、便利である。溶媒は必要なく、そのためパッシベーション・プロセスには最小限しか、あるいは全く異物混入がなく、それによりアレイ１１の信頼性および寿命は増加する。
【００１５】
これらのポリマ（すなわち、パリレンなど）は、アレイ１１の熱膨張係数（ＣＴＥ）に近い、低いＣＴＥを有し、そのため熱サイクル中にほとんどあるいは全く応力が生じない。また、これらのポリマはともに低い誘電率と、酸素および湿気に対する低い浸透率とを有する。一般に、バッファ層２２の厚さは、利用される材料の種類と、残りの層の厚さとに依存する。ただし、バッファ層２２がパリレンからなると仮定すると、約０．５〜２．０ミルの範囲の厚さを有する層は、所望の機能を実行するために十分な厚さであるべきである。
【００１６】
有機ポリマではなく有機金属錯体を内蔵する例では、トリス（８−クイノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ）(tris (8-quinolinolato)aluminum)などの層がアレイ１１上に被着される。多くのエレクトロルミネセンス有機デバイスは活性層においてＡｌｑを（エミッタおよび／または電子伝達材料として）利用するので、この材料はアレイ１１に対して固有に整合でき、追加材料および装置を必要とせずに、バッファ層２２をアレイ１１に追加するのが便利である。当業者に理解されるように、エレクトロルミネセンス有機デバイスの特定のアレイの活性層で利用される他の材料は、バッファ層２２で利用できる。また、バッファ層２２は、特定の用途で必要ならば、異なる有機材料の一つまたはそれ以上のサブ層を含むことができる。
【００１７】
本発明によるアレイ１１のパッシベーションにおける第３および第４段階を図３に示す。バッファ層２２は、バッファ系における第２層である熱係数整合層２４によって被覆またはコーティングされる。パッシベーション・プロセスにおける次の段階で、熱係数整合層２４は、概して図３に示されるように、低浸透率非有機層２６でコーティングまたは被覆される。熱係数整合層２４は、非有機層２６のＣＴＥを整合させるため、バッファ系に一般に含まれる。熱係数整合層２４は、バッファ層２２のＣＴＥを部分的に整合させて、熱サイクルによる熱応力を低減するため、非有機層２６よりも低いＣＴＥを有する。
【００１８】
熱係数整合層２４および非有機層２６の典型的な例を以下に示す。リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などの活性金属は、熱係数整合層２４として利用され、非有機層内にトラップされたガスを吸収するゲッタリング材料として機能する。若干異なる実施例では、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、もしくはリチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などの低仕事関数金属は、熱係数整合層２４として用いられる。アルミニウム（Ａｌ）またはインジウム（Ｉｎ）のうち一つなどの安定金属は、非有機層２６として用いられる。
【００１９】
熱係数整合層２４は、機能の組み合わせを提供するため、一つまたはそれ以上の上記または同様な材料のサブ層を含むことができることに理解されたい。また、熱係数整合層２４および非有機層２６の厚さは、一般に組み合わせると、約０．０５〜１０ミクロンの範囲であるが、所望の機能を実行するために十分な厚さであるべきである。複数のサブ層を利用する場合、全体的な厚さは一般に単一層の厚さにほぼ等しい。
【００２０】
従って、インジウム（Ｉｎ）などの安定金属の初期オーバコーティング層２０はアレイ１１をプロセスの以降の工程から保護する働きをする。バッファ層２２は拡散層として機能し、アレイ１１を酸素および湿気から保護し、また以降の層のＣＴＥを整合させるのを助ける。熱係数整合層２４は、バッファ層２２のＣＴＥを非有機層２６に整合させる働きをし、周辺酸素および湿気に対するゲッタリング材料を含む。また、各連続した層は、一般に、直前の層よりも低い浸透率を有し、そのため構造全体は、非有機材料の層で単純に封入された従来の構造に比べて、浸透に対する抵抗が良好である。
【００２１】
アレイ１１は、エポキシ封入体またはポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイルの層によって最終的に封止される。図４に示すのは、好適なパッシベーション化エレクトロルミネセンス有機デバイスの実施例であり、ここで有機ＬＥＤアレイ１１は、エポキシ封入体２８によって封止される。別の実施例における有機ＬＥＤアレイ１１は、図５に示すように、ポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイル３０で封止される。バッファ層２２および全体を通じた熱係数整合のため、アレイ１１は、封入工程や、完成品の熱サイクルによって、破損したり、劣化したりあるいは損なわれることがない。さらに、本発明は、従来の方法およびデバイスに比べて製造しやすいプロセスを含む。
【００２２】
以上、本発明の特定の実施例について図説してきたが、更なる修正および改善は当業者に想起される。従って、本発明は図示の特定の形式に制限されず、特許請求の範囲は本発明の精神および範囲から逸脱しない一切の修正を網羅するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパッシベーション方法における段階を示す、有機ＬＥＤアレイの簡略断面図である。
【図２】本発明によるパッシベーション方法における段階を示す、有機ＬＥＤアレイの簡略断面図である。
【図３】本発明によるパッシベーション方法における段階を示す、有機ＬＥＤアレイの簡略断面図である。
【図４】デバイスを封止するエポキシ封入体を示す、本発明による有機ＬＥＤデバイスの実施例である。
【図５】デバイスを封止するポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイルを示す、本発明による有機ＬＥＤデバイスの実施例である。
【符号の説明】
１０  基板
１１  アレイ
１２  透明層
１３  活性有機媒体
１４  カソード
２０  安定金属
２２  バッファ層
２４  熱係数整合層
２６  低浸透率非有機層
２８  エポキシ封入体
３０  ポリマ・ラミネート・アルミニウム・フォイル
【図１】
0003947586.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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