专利名称：集成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括至少一个有源有机元件和耦合到该至少一个有源有 机元件的薄电池的集成设备。本发明还涉及用于制造这样的集成设备的方 法。
背景技术：
在文献WO03019658中公开了包括有源有机元件和电池的设备的示 例。更确切地，WO03019658中的设备从下到上包括衬底(例如玻璃或 柔性膜)、能量载体(电池或光电池)、充当有机发光二极管(OLED)的 衬底的半透明绝缘层，最后是封装或密封，其包括玻璃。在操作时，能量 载体提供使得OLED发光的电压。
在一个特定的实施例中，将能量载体和OLED制造在半透明绝缘层 的相对侧，下衬底取而代之充当能量载体的密封。因而，OLED和能量载 体被各自密封。为了避免水和氧的流入，密封是必要的，否则会使设备的 性能劣化。
但是，在WO03019658中公开的结构因为能量栽体和OLED被各自 封装和密封，所以产生相对较厚且昂贵的包装(package)。为此，对于许 多应用来说，小厚度和低成本是重要的因素。另外，利用薄膜技术来制造 能量载体，这会导致高成本。
发明内容
本发明的目的是克服该问题，并且提供具有减小的厚度的改进的集成 设备。
通过根据所附权利要求的集成设备和制造这样的集成设备的方法，来 实现通过下面的描述将变得明显的这个和其它目的。
根据本发明的一个方面，提供了一种集成设备，其包括至少一个有源 有机元件、支撑该至少一个有源有机元件的衬底、耦合到该至少一个有源 有机元件的预制薄电池和用于密封该集成设备的封装，其中该衬底和封装中的一个由该预制薄电池形成。
因而，该预制电池还具有如下功能充当设备的顶部封装或者充当设 备的支撑和/或保护衬底。由于可以省略单独的封装/衬底，因此与现有技 术结构相比，这产生了更薄且更鲁棒的设备。由于该电池，该设备可以自 主工作。
优选地，该电池覆盖整个有源有机元件区域，以使得其不会暴露于水 和/或空气。
在一个实施例中，该衬底是透明衬底，该至少一个有源有机元件在该 透明衬底上被加工(process),该预制薄电池被布置在该至少一个有源有机 元件的上面。因而，这里，该预制电池充当集成i殳备的封装。此外，该透 明衬底可以由柔性材料制成，使得整个设备是柔性的。
在另一个实施例中，该预制薄电池被附着到该至少一个有源有机元件 上，且封装敷层被设置在与该电池相比的该至少一个有源有机元件的另一 侧。因而，这里，该预制电池充当该集成设备的衬底。
在一个实施例中，该至少一个有源有机元件是OLED，且该电池适于 向该OLED供电。该OLED可以例如是显示器或光源。
在另一个实施例中，该至少一个有源有机元件是有机传感器，该电池 适于向该有机传感器供电。该传感器可以例如是光传感器、有机开关、整 流二极管等。
在另一个实施例中，该至少一个有源有机元件是有机光电池，并且该 光电池适于为该电池充电。
在另一个实施例中，该至少一个有源有机元件包括彼此相邻布置的 OLED和有才几光电池，该有才几光电池适于为该电池充电，该电池适于向该 OLED供电。该相邻的OLED和有机光电池可以有益地在相同的村底上 同时被加工，其成本是非常有效的。
在一个实施例中，该设备还包括第二OLED，与该至少一个有源有机 元件相比，该笫二 OLED被设置在该薄电池的另一侧。这样的设备可以 例如提供双側显示(如果该第一有机元件也是OLED)，或者双色灯。
在一个实施例中，在该至少一个有源有机元件周围以及在该至少一个 有源有机元件和该预制薄电池之间施加固定剂(fixing agent),该固定剂 包括吸收体(getter)材料。该吸收体材料是吸水材料，例如氧化钙。因而，该固定剂用于连接该至少一个有源有机元件和该预制薄电池，以及保 护该至少一个有源有机元件不受该i殳备侧面的湿气的影响。
根据本发明的另 一方面，提供了一种用于制造集成设备的方法，包括 提供透明衬底，在该透明衬底上加工至少一个有源有机元件，以及在该至 少一个有源有机元件的上面布置预制薄电池以密封该集成设备。因而，这 里，该预制电池充当该集成设备的封装。
在一个实施例中，该方法还包括在该至少一个有源有机元件要被加工 的衬底那側的透明衬底上设置封装敷层，以及在该至少一个有源有机元件 已被加工之后去掉该透明衬底。因而，这里，该预制电池充当该集成设备 的衬底。优选地，在该预制电池已被布置在该至少一个有源有机元件的上 面之后去掉该透明衬底。例如，可以通过层叠来将该预制薄电池布置在该 至少 一个有源有机元件之上。
在一个实施例中，该方法还包括在该电JiML层叠在该至少一个有源 有机元件的上面之后用电解质填充该电池。在该电池被填充电解质之前， 其要平坦得多并因此也会层叠得更好，而这又改进了电池的密封性质。
现在将参照附图更详细地描述本发明的这些和其它方面，附图示出了 本发明的当前优选的实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的包括单个有源有机元件的集成设 备的示意性剖面侧;现图2是根据本发明的另一个实施例的包括OLED和光电池的集成设 备的示意性剖面侧视图；以及
图3a - 3b是示出根据本发明的另 一个实施例的集成设备的制造步骤 的示意性剖面側视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的一个实施例的集成设备10的剖面侧视图。在图 l中，从下到上，集成设备IO包括透明村底12，在其上加工有机发光二 极管(OLED)14。例如，可以通过印制或者通过荫軍板(shadow mask) 蒸发或沉积来加工该OLED 14。该透明衬底12例如可以由玻璃或塑料制成。另外，其也可以由柔性材料制成，使得整个设备10是柔性的，以及 OLED 14可以用作显示器或用作光源。
衬底12和OLED 14被涂敷有薄膜包装层16,例如NONON堆叠物 (氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅)。在层16上，施加外敷层 (topcoat) 18，在外敷层18上面，附着预制薄电池20。该预制薄电池 20覆盖整个OLED区域。外敷层18可以用作胶粘剂，预制薄电池20优 选地层叠在外敷层18上。另外，吸水的吸收体材料，例如氧化钙CaO可 以被包含到胶粘剂18中，以保护OLED 14 (或者任何其它一个或多个有 源有机元件)不受该设备的侧面的湿气的影响。另外，标准胶粘剂(未示 出)的边(rim)可以被施加在设备除了电池之外的周围，以降低水分渗透， 从而进一步保护该设备。电池20适于向OLED 14供电，使得OLED 14 在设备10的工作期间发光(如箭头22所示)。在将电池20合并到设备中 主要包括将该电池与该设备的其余部分装配在一起的意义上来说，电池 20被预先制造。
不必在预制电池20上提供其它敷层或密封。因而，这里，预制薄电 池20充当设备10的顶侧封装(encapsulation)，免去了使用任何专用的顶 部封装或密封。为此，预制薄电池20应当是平坦的，且是不透水(不漏 水)和/或空气的。具有这样特性的示范性预制电池是Philips的Lithylene 电池。另外，假如衬底12是柔性的或者被省略，则预制电池应当是柔性 的以实现完全的柔性设备。另外，在该集成设备的制造期间，对于一些电 池(例如Lithylene电池，以及MCd-和NiMh电池)，在将电池安装到设 备之后用电解质来填充该电池可能是有益的，因为在没有电解质的情况 下，该电池会平坦4艮多。这样会层叠得更好，因此密封得更好。
在图1示出的集成设备10中，预制电池20的厚度可以大约为500*1 m，外敷层18的厚度大约为10!im,层16的厚度大约为1卩m，村底12 的厚度大约为700 pm，这样使设备的总厚度为大约1200p m。
在可替换的实施例中，上面提到的OLED 14可以用有机传感器(例 如光传感器)24或者有机光电池(例如太阳能电池)26来代替。在前一 种情况下，电池20为有机传感器24供电，而在后一种情况下，有机光电 池26为电池20充电。另外，在与OLED 14/有机传感器24/有机光电池 26相比的预制电池20的另一侧上可选地可以提供另外的OLED 30。例如，这样的设备可以提供双侧显示(假如第一有机元件也是OLED)，或者自 供电灯(假如第一有机元件是光电池)。
图2是根据本发明的另一个实施例的集成设备10的剖面侧视图。除 了有机光电池26被设置在衬底12上与OLED 14相邻之外，图2的设备 与图1的设备类似。预制电池20仍然用作设备10的顶部封装。有机光电 池26适于为电池20充电，电池20适于向OLED14供电。因而，实现自 主设备(autonomous device)。设备10的阳极和阴极(未示出)优选地被 构造成允许各自地耦合OLED 14和光电池26。
OLED和有机光电池的结构非常相似。它们都包括夹在阳极和阴极之 间的有机有源层和緩冲层。唯一的差别在于有机有源层材料的类型。在 OLED中，有机有源层材料适于发光(这样的材料的实例包括聚(药)
(poly(fluorene))和PPV的衍生物)，而在有机光电池中，有机有源层材 料适于将光转换为电能(这样的材料的实例包括共轭聚合物/富勒烯
(fullerene)混合物)。因此，可以有利地在衬底12上使用相同的处理步
OLED 14和有机光电池26可以例如通过荫革板被蒸发到或者被印制到衬 底12上。
图3a - 3b是示出根据本发明的另 一个实施例的集成设备10的制造步 骤的剖面侧视图。除了封装敷层32和聚合物敷层28被施加在玻璃衬底 12和OLED 14/有机传感器24/有机光电池26之间外，图3a中所示的设 备10与图1中的相似。封装敷层32可以由与层16相同的材料形成，聚 合物敷层28可以由聚酰亚胺制成。便利地，在制造时，在衬底12上加工 OLED14/有机传感器24/有机光电池26之前，将敷层施加于衬底12。然 后，可以根据图3b所示的EPLAR工艺(激光释放塑料上电子装置， Electronics on Plastic by Laser Release )借助激光将衬底12与聚合物敷层 28脱离开，留下没有衬底12的最终设备10,其中预制薄电池20取而代 之充当设备村底。在没有玻璃衬底12的情况下，可以使用柔性电池来实 现完整的柔性集成设备IO。但是，也可以预期没有衬底12的刚性设备。
本发明也存在许多可能的应用。集成设备的小尺寸使得其对于应用于 手持装置中尤为有用。例如，具有OLED显示器的集成设备可以^JL合并 到手持电子装置中，例如合并到移动电话、PDA或者数字媒体播放器中。
8电池的每一侧都具有一个OLED显示器(即双侧显示器)的集成设备可 以被合并到翻盖电话机(flip-phone)中。具有OLED光源的集成设备可以 -故用作独立应急灯、阅读灯、水下灯等。具有OLED和有机光电池的集 成设备可以被用作与外部电源独立的独立灯或显示器。具有有机光电池的 集成设备可以例如被用作各种装置中的可再生电源，特别是其中小尺寸是 关键的场合，例如用于电子信用卡中。具有有才几传感器的集成设备可以与 OLED结合使用，用于切换或控制目的。
本领域技术人员会意识到，本发明决不局限于上述优选实施例。相反， 在所附权利要求书的范围之内，能够进4ti午多修改和改变。例如，在图2 所示的具有OLED和有机光电池二者的实施例中，预制电池也可以充当 衬底，玻璃衬底可以被除去(如参照图3a-3b所说明的)。另外，数个有 才几有源元件，例如两个或更多个OLED，可以被设置在衬底上。
权利要求
1、一种集成设备(10)，包括至少一个有源有机元件(14，24，26)，支撑该至少一个有源有机元件的衬底，耦合到该至少一个有源有机元件的预制薄电池(20)，和用于密封该集成设备的封装，其中，该衬底和该封装中的一个由该预制薄电池形成。
2、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该电池覆盖整个有源有 机元件区域。
3、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该衬底是透明衬底(12 ), 该至少一个有源有机元件在该透明衬底上被加工，该预制薄电^iL布置在 该至少一个有源有机元件之上以用于密封该集成设备。
4、 根据权利要求3所述的集成设备，其中，该透明衬底由柔性材料 制成。
5、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该预制薄电池附着到该 至少一个有源有机元件上，由此该电池充当该衬底，且封装敷层(32)被 设置在与该电池相比该至少一个有源有机元件的另一侧上。
6、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该至少一个有源有机元 件是OLED(14)，且该电池适于向该OLED供电。
7、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该至少一个有源有机元 件是有机传感器(24)，且该电池适于向该有机传感器供电。
8、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该至少一个有源有机元 件^1有;K光电池(26)，且该光电池适于为该电池充电。
9、 根据权利要求1所述的集成设备，其中，该至少一个有源有机元 件包括彼此相邻布置的OLED (14)和有机光电池(26)，该有机光电池 适于为该电池充电，且该电池适于向该OLED供电。
10、 根据权利要求1所述的集成设备，还包括第二OLED (30)，该 第二 OLED被设置在与该至少 一个有源有机元件相比该电池的另 一侧上。
11、 根据权利要求l所述的集成设备，其中，在该至少一个有源有机 元件周围以及在该至少一个有源有机元件和该预制薄电池之间施加固定 剂(18)，该固定剂包括吸收体材料。
12、 一种用于制造集成设备的方法，包括 提供透明衬底(12)，在该透明衬底上加工至少一个有源有机元件(14， 24， 26)，以及 在该至少一个有源有机元件之上布置预制薄电池(20)以密封该集成 设备。
13、 根据权利要求12所述的方法，还包括在该至少一个有源有机元件要被加工的衬底那侧，在透明衬底上设置 封装敷层(32),以及在该至少一个有源有机元件已被加工后，去掉该透明村底。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，在该预制电池已被布置在 该至少一个有源有机元件之上以后，去掉该透明衬底。
15、 根据权利要求12所述的方法，其中，通过层叠将该预制薄电池 布置在该至少一个有源有机元件之上。
16、 根据权利要求12所述的方法，还包括在将该电池布置在该至少一个有源有机元件之上以后，用电解质填充 该电池。
全文摘要
本发明涉及集成设备(10)，其包括至少一个有源有机元件(14，24，26)，支撑该至少一个有源有机元件的衬底，耦合到该至少一个有源有机元件的预制薄电池(20)，和用于密封该集成设备的封装，其中，该衬底和封装中的一个由该预制薄电池形成。该结构允许薄的集成设备。本发明还涉及用于制造这样的集成设备的方法。
文档编号H01L51/52GK101501854SQ200780029479
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月1日 优先权日2006年8月8日
发明者A·A·M·多特曼斯, C·塔纳斯, E·A·纽伦坎普, H·利夫卡 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司