CN1742394A - 有机电子元件的封装及其制造方法 - Google Patents

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D·亨塞勒
K·休塞
R·佩特佐德
G·维特曼恩
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Abstract

这里首次建议针对有机电子元件、尤其是OLED的封装，该有机电子元件可以通过简单的镀膜法或印刷法制造并且尽管如此相对(针对有机电子元件)有害的环境影响仍具有高密封性。这通过采用结合低熔点和相对湿气和氧化气体的高密封性的所谓的易熔合金、即低熔点的金属合金是可能的。

Description

有机电子元件的封装及其制造方法
本发明涉及有机电子元件的封装，尤其是涉及有机发光二极管(OLED)的封装。
基于OLED的显示器从1987年起为公知的。与传统的液晶显示器相比，OLED显示诸如本征发射、低能耗、压缩性以及短的开关时间的一些优点。
OLED原理上由布置在电极之间的有机膜构造。只要在电极上施加电压，就发出光，因为空穴与电子复合。OLED的薄的有机层典型地被布置在玻璃衬底上，并且利用另一玻璃板或金属板封装。在力图制造柔性有机显示器时也尝试通过这种由塑料构成的板来代替刚性的玻璃板或金属板。可是，OLED内层与湿气和氧的严密隔离是基本的，因此不容易找到针对玻璃或金属材料的取代物。
目前应用多种封装技术，其中采用具有涂敷有保护层的塑料封装。也使用由介电层制成的直至1μm厚的塑料层。但是，这种封装并不一定被分类为柔性的封装。
在所有的封装中的基本点在于相对湿气(尤其是水)和氧化气体(尤其是氧)的密封性。有机材料通常针对湿气具有相当高的渗透率，虽然金属和工业陶瓷相对这种环境影响具有高的密封性，可是：首先，在有机电子元件上绷紧金属膜，而不损伤元件本身是困难的；其次，经CVD或者类似方法涂敷的传统的金属层具有相对高数量的“针孔”，通过该“针孔”湿气和氧气可扩散通过。
本发明的任务在于，提出一种针对有机电子元件、尤其是OLED防湿气或氧化气体的密封封装，该有机电子元件在正常工艺条件下可被涂敷并为可弯曲的，以致该有机电子元件适于柔性应用。
本发明的对象是针对基本上可以由金属合金的熔融金属制成的电子元件、尤其是OLED的封装。此外，本发明的对象是一种用于通过涂敷金属合金的熔融金属来制造针对OLED的封装的方法。
“基本上”由金属合金制成指的是，合金还可能被添加(通常的)诸如润湿剂、粘合剂或类似物的添加剂。
所谓低熔点合金例如是“易熔合金”、即具有低熔点或熔化范围的金属合金。
借助于这种材料，针对有机电子元件、尤其是OLED的严密的密封封装可通过传统的镀膜法、诸如印刷法(“刮刀”、“旋涂”或者“浸渍涂敷”)来完成，因为低熔点金属合金、即“易熔合金”在温度为30和200℃之间是可熔化的，并因而可如聚合物一样来加工。这样可制造如结构化层那样的均匀的和宽平面的涂层。
根据本方法的优选实施例，熔融金属、优选为结构化的通过诸如凸模印刷或塞子印刷、丝网印刷、墨汁喷射印刷、凸版印刷和/或凹版印刷、模板印刷，柔版印刷和其它印刷的印刷工艺来涂敷。
根据本方法的另一实施例，“易熔合金”的合金借助于压印技术或者如热塑合成树脂一样被涂敷。
熔融金属也通过旋涂、浸没、刮刀法等一样好地被涂敷。
“易熔合金”按其类型公知，其例如涉及构成“共晶体”的合金，即：在合金中成份的一定百分比的摩尔分布、重量分布或体积分布的情况下，合金或混合物的熔点降低到远低于单个成份的熔点。此外，共晶体合金具有以下优点，即该共晶体合金相对可能可以扩展超过10℃或更多的熔化范围具有所定义的熔点。
优选地涉及一种合金，该合金可以在30℃和200℃之间的范围内、尤其是优选地在150℃以下作为熔融金属存在。
该合金的组成成分可以是以下金属：铋、铅、锌、钙、铟、汞、银，其中“易熔合金”以此突出：它的熔点明显地、即可以摄氏度为单位来测量的熔点位于单个组成成分的熔点之下。
不担心健康方面的“易熔合金”或合金、即少量或没有钙、汞和/或铅够用的合金是特别有利的。示例性列出下列合金：57％(重量百分比)的铋、17％的锌、26％的铟(熔点78℃)；48％的锌、52％的铟(熔点118℃)或58％的铋、42％的锌(熔点138℃)。
此外，本方法的较大优点是：相对经物理气相淀积(PVD)或者CVD制造的膜，这些材料以低的空穴率得到均匀的膜。经CVD/PVD制造的传统的封装具有高的空穴率或许多“针孔”，这是金属/陶瓷封装缺少密封性的主要原因。
利用本发明的用于制造封装的方法可以制造显示柔韧性的薄膜，利用该薄膜该方法可适于柔性应用。
在给低熔点金属合金导电之后，根据本方法的实施形式在有机电子元件之间、尤其是在OLED和封装之间装上绝缘层。绝缘的中间层例如可以是有机层或如由SiO2构成的陶瓷层。该绝缘的中间层可以通过蒸发、溅射，化学气相淀积(CVD)、“旋涂”或借助于印刷技术来涂敷。
根据本方法的实施形式，熔融金属被直接涂敷在有机电子元件、尤其是OLED上，以致该熔融金属在电子元件上(有利地被控制地)凝固。由此最强地抑制空穴和针孔。只是由于在低温情况下的熔化范围，这种方法可针对有机电子元件采用而不损伤它。
这种封装形式尤其适于(具有塑料箔或薄玻璃)的柔性应用，因为固化的、即以固相存在的“易熔合金”合金(优选地在封装时其位于的层厚中)是可挠曲的。
封装的层厚可位于1和700μm之间。优选地，涉及20和200μm之间的层厚，特别优选地涉及30和70μm之间的层厚。
此外，在如玻璃和/或有机箔的衬底上合金的固化特性极佳，以致封装和衬底的过渡也相对容易密封。
封装可用于所有的有机电子元件，尤其是用于无源矩阵显示器、柔性光源和或有机太阳能电池或者有机光电电池。其它的应用是柔性有机检测器和在有机基底上的集成电路。
示例性地描述了如无源矩阵显示器、太阳能电池或柔性光源(flexible light source)的有机电子元件的封装：
有机电子元件建立于玻璃衬底上。在其上经如“旋涂”或类似的镀膜法涂敷绝缘的中间层。其上再涂敷例如具有50μm厚度的薄膜、例如48％的锌和52％的铟的金属的低熔点合金。由于合金的低熔点，该涂敷可以通过简单的印刷技术实现。
这里首次建议针对有机电子元件、尤其是OLED的封装，该有机电子元件可以通过简单的镀膜法或印刷法制造并且尽管如此相对(针对有机电子元件)有害的环境影响仍具有高密封性。这通过采用结合低熔点与相对湿度和氧化气体的高密封性的所谓的易熔合金、即低熔点金属合金是可能的。

Claims (9)

1、针对有机电子元件的封装，该电子元件基本上由金属合金的熔融金属制成。
2、根据权利要求1所述的封装，其中，所述合金在30到200℃的温度范围中作为熔融金属存在。
3、根据权利要求1或2之一所述的封装，其中，固化形式的金属合金相对湿气和/或氧化气体密封。
4、根据前述权利要求之一所述的封装，其中，所述合金包含从下述金属组中选择的至少一种金属，即：钙、锌、铋、铅、铟、汞和/或银。
5、根据前述权利要求之一所述的封装，其中，所述封装层的厚度在1和700μm之间。
6、用于通过涂敷金属合金的熔融金属来封装电子元件的方法。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，通过印刷工艺实现熔融金属的涂敷。
8、根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述熔融金属在所述有机电子元件上凝固。
9、根据权利要求6到8之一的方法，其中，在封装之前，在有机电子元件上还涂敷绝缘的中间层。
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