专利名称：具有柔性覆盖层的oled的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光设备的领域，该有机电致发光设备包括衬底、第一电极层、包括有机电致发光材料的层的封装、第二电极层、间隔层以及覆盖件，所述覆盖件经由密封材料而被密封到衬底。这种设备通常被称为0LED。本发明还涉及制造这些OLED的方法。
背景技术：
在以申请人的名义提交的未公开的专利公开文本EP 10166885.3中描述了如开篇段落中指示的设备。这里描述的OLED具有玻璃衬底，在玻璃衬底上分别沉积了 ITO的第一电极层、包括电致发光材料的层的封装(ELP)以及Al的第二电极层。所述ELP由多个不同子层组成，所述子层至少包括发射层和传导层。当在两个电极层之间应用适当电压时，ELP发光。取决于在ELP中使用的电致发光材料的类型，可以生成不同的光谱(“颜色”)。所描述的层封装包含在由碗状覆盖件形成的腔中。该覆盖件在其边缘处借助密封材料被紧固到玻璃衬底。所描述的OLED进一步包含间隔层(在先前申请中称为“分隔箔”)，该间隔层松散地位于覆盖件与第二电极层之间。所述间隔层可以充当顺应性保护层，其应当防止覆盖件与ELP直接接触。这种接触可能造成对电极之一的机械损害或短路。这在吸湿装置被提供在覆盖件的内表面上时尤其成立。间隔层由回弹性材料(比如聚乙烯或含硅聚合物)制成。这里描述的OLED是所谓“腔盖”类型的，其中ELP包含在碗状覆盖件中。另一种类型的OLED通常被称为“平盖”类型。在该类型中，衬底之一通常是玻璃或塑料的，而另一衬底(仍然经常被称为“覆盖件”)可以由玻璃材料或金属的较薄层制成。尽管所描述的OLED通常呈现良好属性，但是仍然存在进一步改进的需要。这对覆盖件与衬底之间的密封来说尤其成立。良好密封对于OLED的长功能寿命是至关重要的。这种密封尤其应当防止湿气渗透到OLED单元中，因为OLED材料容易被湿气退化。对制造更大OLED单元的普遍期望要求将覆盖件密封到衬底的新方法。
发明内容
本发明的一个目的是增强所描述的OLED的抗湿性，特别是通过改进它们的覆盖件与衬底之间的密封的质量来完成。本发明的另一个目的是提供这样的0LED，其在覆盖件与所述电极层其中之一之间具有可靠的电接触。本发明目的也旨在提供一种用于制造在该段落中描述的OLED的方法。这个和/或其它目的是通过一种有机电致发光设备实现的，该有机电致发光设备包括:1)衬底，第一电极层被提供在该衬底上；2)包括有机电致发光材料的层的封装，该封装被提供在第一电极层上；3)第二电极层，其被提供在封装上；4)间隔层，其被提供在第二电极层上；5)覆盖件，其被提供在间隔层上并且经由密封材料而被密封到衬底，其中该覆盖件被形成为柔性材料层，该柔性材料层被永久固定到间隔层的至少一部分。
本发明尤其是基于对在OLED单元制造期间的密封工艺的更深入见识和更好理解。密封材料经常被以闭合线的形式借助印刷工艺应用在衬底上或OLED的覆盖件上。所应用的密封材料中的高度变化似乎导致密封线中这样的区域，其中密封材料与覆盖件或衬底之间的粘附不是最优的。特别地，在这些区域中可能发生湿气渗透。柔性材料的覆盖层的应用似乎改进了密封工艺。发明人相信柔性覆盖层的偏转导致由覆盖层将机械力应用在密封线上，由此获得改进的密封。最终，结合在密封工艺期间覆盖层与密封材料之间毛细力的作用，在基本全部密封线长度上获得密封材料与覆盖件之间的良好粘附。由于覆盖层被永久固定到间隔层，成品OLED具有刚性结构。本发明的引人注意的实施例的特征在于，覆盖件的抗挠刚度大于0.0OOlNm。对于此范围内的抗挠刚度的值，获得密封材料与覆盖件之间的良好接触。低于所述最小值时，应用在密封线上的力不足以在基本全部密封线长度上实现密封材料与覆盖件之间的良好机械接触。优选地，覆盖件的抗挠刚度大于0.0OlNm，更优选地大于0.0INm，甚至更优选地大于 0.1Nm。抗接刚度根据 S.Timoshenko, S.ffoinowsky-Krieger, McGraw-Hill (1959)的"Theory of Plates and Shells〃第二版中的方程(3)来计算。本发明的OLED的另一个实施例具有这样的特征:其中覆盖件包括金属层。该金属层可以是层封装的一部分，其包括如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的树脂的一个或多个另外层。利用具有包括铝(Al)和PET的叠片的覆盖件的OLED获得了良好的结果。然而，该覆盖件也可以以金属或金属合金(其可以涂覆有其它金属)(如Al或钢)的单个层存在。金属层具有期望的柔性，其使得这些层适合用作根据本发明的OLED中的覆盖件，并且它们具有相对较低的透湿性。本发明的OLED的另一个优选实施例具有这样的特征:其中覆盖件围绕其周缘在远离设备的方向上弯曲。该类型的OLED是当在其制造期间使密封材料的高度大于ELP、电极层和间隔层的层结构的高度时获得的。由于在密封材料固化期间弯曲应力的缘故，在覆盖层与密封材料之间的密封线的基本全部长度上获得特别良好的机械接触。同样引人注意的是根据本发明的OLED的这样的实施例，其中密封材料包括焊料材料和玻璃料(glass frit)材料其中之一。与通常应用的UV固化粘附材料相反，焊料和玻璃料密封材料难以用在具有均匀高度的密封线的制备中。然而，当使用柔性覆盖件时，甚至这些材料可以被用于获得不透湿气的OLED密封。由于其柔性的缘故，覆盖件能够遵循沿着密封线的高度差以及在固化工艺期间密封线中的高度改变。本发明的OLED的另一个实施例具有这样的特征:其中在间隔层的周缘处存在非固定区域。此措施为覆盖件提供了附加柔性。因此，获得了改进的密封，甚至是当在密封材料的固化工艺期间在密封线中面临更大高度差时。然而，覆盖件到间隔层的固定仍然是至关重要的。该固定导致在密封材料的固化期间密封线上覆盖件的挠曲力。优选的是，非固定区域的宽度介于0.5mm与20.0mm之间。介于1.0与10.0mm之间的非固定区域范围是优选的。很引人注意的是根据本发明的这样的0LED，其中覆盖件包括金属层，该金属层借助电接触而与电极层其中之一连接。该类型的电接触可以被用在具有大发射区域的OLED中。这样的接触可以或者位于金属覆盖层与第一电极层之间，或者位于金属覆盖层与第二电极层之间。如果该接触是与第一电极层的接触，则应当采取措施使该接触不与第二电极层短接。柔性覆盖层的存在允许覆盖层与电极层之间的可靠电接触。当OLED应在循环温度条件下良好地运行时，这种电接触的可靠性可能受到挑战，这是由于接触材料与周边层的材料的膨胀系数存在差异。因此，在这种热循环期间，接触材料尺寸的小变化可能会导致金属覆盖层上的应力或拉力。金属覆盖层的柔性可以吸收这些力。因此，增强了电接触的可靠性。特别弓I人注意的还有根据本发明的这样的OLED，其中电接触被一区域围绕，在该区域中覆盖件和间隔层不是固定的。这种非固定区域的存在增强了金属覆盖层的柔性。由于覆盖层增强的柔性的缘故，接触材料尺寸的更大改变可以被吸收。优选地，非固定区域的范围是从0.5-10.0mm。1.0-5.0mm的非固定区域是更优选的。本发明还涉及一种用于将电致发光设备的覆盖件附着到其衬底的方法，该设备包括衬底，沉积在该衬底上的层结构分别包括第一电极层、包括有机电致发光材料的层的封装、第二电极层以及间隔层。根据本发明，所述方法包括以下步骤:1)将可固化密封材料的闭合线应用在衬底和覆盖件其中之一上；2)将覆盖件固定到间隔层；以及3)固化密封材料，从而将覆盖件附着到衬底，其中覆盖件由柔性材料片形成。间隔层可以借助粘合剂被固定到覆盖件。在本发明的方法的优选实施例中，可固化密封材料的线包括焊料或玻璃料并且具有大于整体层结构(ELP、电极和间隔)的厚度的平均厚度。在将覆盖件固定到间隔层期间，覆盖件的边缘将在该层接触可固化密封材料的时刻远离设备挠曲。由于覆盖件的挠曲力，所述边缘将遵循密封线的(略微可变的)高度，并且在衬底的方向上略微按压该材料。这改进了在固化工艺期间密封材料与柔性覆盖件之间的紧密接触。这导致衬底与覆盖件之间的良好密封，因此该密封具有低透湿性。在根据本发明的方法的另一优选实施例中，密封材料的固化通过沿着密封线描绘(draw)热量来执行。由于覆盖件的柔性的缘故，不需要在同一时刻固化整个密封线。在非柔性覆盖件被使用的情况下，需要整个密封线的这种瞬时加热。然而，后者一种加热是相当麻烦的，因为OLED材料在固化密封线所需的温度下退化，此外还需要较大装备以允许对整个密封线的这种瞬时且均匀的加热。当使用本发明的方法时，优选的是借助激光器生成热量。当使用透明衬底时，由激光器生成的光可以经由此衬底沿着密封线被描绘。因此，需要用于制造OLED的较不昂贵的工具作业。本发明的方法的另一优选实施例具有以下特征:覆盖件包括金属层，该金属层借助电接触与电极层其中之一连接。这种电接触经由间隔层中的孔(到第二电极层)，或者经由间隔层、第二电极层和ELP中的孔(到第一电极层)从金属覆盖层延续到电极层。电接触包括导电材料，并且可以由填充有导电颗粒的焊料或树脂构成。
本发明的这些和其它方面将根据下述实施例而清楚明白，并且参照下述实施例而被阐述。在附图中:
图1示出了根据本发明的OLED的第一实施例的横截面。图2示出了根据本发明的OLED的第二实施例的横截面。
要强调的是，出于清楚的原因，附图是示意性的且不是按比例的。
具体实施例方式在图1中，示出了根据本发明的OLED的第一示例性实施例的横截面。它包括具有例如500微米厚度的玻璃的衬底1，在该衬底上溅射了具有例如IOOnm厚度的ITO的薄第一电极层2。在第一电极层2上,通过已知技术应用包括公知电致发光材料的层的封装(ELP)3。衬底I和第一电极层2的材料的属性以及透明窗口被相互调节。ELP 3由若干子层构成，其包括传导层和发射层。如空穴阻挡层和电子阻挡层的附加层也可以存在于ELP3中。借助金属蒸镀在ELP 3上面提供Al的第二电极层4。层4具有大约IOOnm的厚度并且完全覆盖ELP 3的表面。引线10被附接到电极层2、4 二者，这些引线穿过密封材料8到达外部世界。OLED具有大约IOcm的长度和宽度。OLED进一步包括聚合物材料的间隔层5。在此实施例中，间隔层5在面对密封材料8的第二电极层4的边缘处完全覆盖第二电极层4，并且间隔层5被固定到第二电极层4。在可替换实施例中，第二电极层4在面对密封材料8的第二电极层4的边缘处没有被间隔层5完全覆盖。在当前情形下,使用包括氟侧基(side-group)的UV固化的聚合物层。UV固化的聚合物可以由包括(甲基)丙烯酸酯和/或环氧单体的混合物来制备。间隔层5的厚度为200微米。在此实施例中，使用单个间隔层。也可以使用不同材料的复合层。OLED还包括覆盖件6，其被形成为柔性材料的层。在本实施例中，覆盖件6是薄金属层(钢)，其具有100微米的厚度。最一般地，金属(例如钢)覆盖层的厚度的范围可以是介于20与400微米之间，而不脱离本发明的范围。例如，具有200 μ m厚度的覆盖件6的抗挠刚度为0.15Nm,具有100 μ m厚度的覆盖件6的抗挠刚度为0.019Nm,具有50 μ m厚度的覆盖件6的抗挠刚度为0.0024Nm,具有40 μ m厚度的覆盖件6的抗挠刚度为0.0012Nm以及具有20 μ m厚度的覆盖件6的抗挠刚度为0.00015Nm。覆盖件6借助胶被永久固定到间隔层5。在间隔层的周缘附近，存在具有大约3mm宽度的非固定区域7。覆盖件6被沿着其边缘利用密封材料8固定到衬底I。如果UV固化胶被用作密封材料8，可以获得良好的结果。关于透湿性，利用包括焊料材料或玻璃料材料的气密性密封材料8获得了甚至更好的结果。在本实施例中，已经使用了玻璃料材料。覆盖件6围绕其周缘9远离设备弯曲。这是由对密封材料8的线的厚度的特定选择引起的，该厚度大于电极层2、4、ELP 4和间隔层5的总厚度。覆盖件6的弯曲程度取决于覆盖层的柔性和非固定区域7的大小、密封材料线和间隔层的距离以及所提及的厚度差。非固定区域7被定义为覆盖件6不再与间隔层5接触的位置和覆盖件6与密封材料8的中心(在基本平行于OLED的方向上)接触的位置之间的距离。一定的计算和实验工作将会引领本领域技术人员达成其中通过密封材料的湿气渗透为最小的最优设计。OLED还设有电接触11，该电接触11电连接覆盖件6和第二电极层4。在本实施例中，电接触11由能够导电的金属颗粒填充的聚合物材料构成。由于电接触11与间隔层5的材料之间的膨胀系数差异，压缩或拉伸载荷可以被应用在覆盖件6与电接触11之间以及电极层4与电接触11之间的连接面上。当OLED在温度循环条件下使用时这尤其成立。由于覆盖件6的柔性，这些载荷被减少。这些载荷减少的程度取决于接触11的材料与间隔层5的材料之间的膨胀系数差、覆盖件6的柔性以及间隔层5与电接触11之间的自由距离。一定的计算和实验工作将引领本领域技术人员达成这样的最优设计:其中电接触上的压缩载荷可以被最优化，使得覆盖件6与第二电极层4之间的稳定电接触被保持，同时最小化对包括电致发光材料的层的封装3的损害。在图1所示OLED中，非固定区域12已被布置在接触11周围，在该区域中覆盖件6不固定到间隔层5。如图1所示，当OLED在电接触11处的压缩载荷下运行时，此措施特别地提高了电接触11的可靠性。在所描述的OLED设计中，已经布置了 1.5mm的非固定区域12。在图2中，示出了根据本发明的OLED的第二示例性实施例的横截面。由与图1中相同的附图标记表示的项目具有相同的结构特征和相同的功能。在此实施例中，间隔层13包括第一子层14和第二子层15，除了在间隔层13的面对密封材料8的边缘16的部分之夕卜，第一子层14和第二子层15彼此固定。在边缘16处，第一子层14不接触第二子层15，而第二子层15接触覆盖件6。在此实施例中，非固定区域7被定义为第一子层14不再与第二子层15接触的位置和覆盖件6与密封材料8的中心(在基本平行于OLED的方向上)接触的位置之间的距离。此实施例的优点在于，当罩盖(cover lid)被应用并且与(粘附)子层15固定时，OLED设备结构已被第一子层(14)机械地保护。包括柔性材料层的覆盖件的应用显著地改进了所述设计的0LED。此措施似乎大幅减少了湿气到OLED单元的渗透，因为通过允许覆盖件在不同位置具有不同高度调节而形成了基本闭合的密封线。此外，这种柔性覆盖件的使用似乎提高了覆盖件与电极层其中之一之间的电接触的可靠性。这都导致具有更长平均寿命的0LED。根据本发明的OLED可以按下述制造。在合适衬底(优选地玻璃衬底)上，利用公知沉积技术来沉积层结构。该层结构分别包括第一电极层、包括有机电致发光材料的层的封装、第二电极层以及(可选地)间隔层。在下一步骤中，可固化密封材料的闭合线被提供在衬底上或覆盖件上。基于层结构的尺寸来确定具有密封材料的线的尺寸。随后，覆盖件例如通过热固性胶被固定到间隔层。在可替换方法中，间隔层首先被固定到覆盖件，使得在将覆盖件附着到衬底时，将执行间隔层到第二电极层的固定。在覆盖件与第二电极层之间的电接触应当被实现的情况下，后一种方法是优选的。优选地，密封材料的线的厚度被选择为使得，在将覆盖件固定到层结构时，覆盖件的柔性层远离衬底弯曲。密封材料的线随后借助热源被固化，该热源沿着密封线被描述。当使用透明衬底(例如玻璃材料的衬底)时，有利的是使用激光器作为产生热的源。出于清楚的原因，已经描述了根据本发明的单个OLED的制造。当然也可能的是，在OLED单元的大批量生产中也应用本发明。在这种情形下，大量的层结构被沉积在大尺寸的单个衬底上。在应用覆盖件并固化密封材料之后，这种衬底被分割成小的部分，每个部分包括单个OLED单元。注意，吸湿装置的使用对于应用本发明而言不是至关重要的。然而，这种装置可以被并入根据本发明的OLED单元中。尽管已经在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这种图示和描述被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时通过研究附图、公开内容和所附权利要求能够理解并实现对所公开的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。
权利要求
1.一种有机电致发光设备，包括: 衬底(I)，第一电极层(2)被提供在该衬底上， 包括有机电致发光材料的层的封装(3)，该封装被提供在第一电极层(2)上， 第二电极层(4)，其被提供在封装(3)上， 间隔层(5)，其被提供在第二电极层(4)上， 覆盖件￠)，其被提供在间隔层(5)上并且经由密封材料(8)而被密封到衬底(1)，其中覆盖件(6)被形成为柔性材料层，该柔性材料层被永久固定到间隔层(5)的至少一部分。
2.根据权利要求1的有机电致发光设备，其中覆盖件(6)的抗挠刚度大于0.0OOlNm，优选地大于0.0OlNm,更优选地大于0.0lNm,甚至更优选地大于0.1Nm。
3.根据权利要求1或2的有机电致发光设备，其中覆盖件(6)包括金属层。
4.根据权利要求1、2或3的有机电致发光设备，其中覆盖件￠)围绕其周缘(9)在远离设备的方向上弯曲。
5.根据前述权利要求中任一项的有机电致发光设备，其中密封材料(8)包括焊料材料和玻璃料材料其中之一。
6.根据权利要求1的有机电致发光设备，其中在间隔层(5)的周缘处存在非固定区域⑵。
7.根据权利要求6的有机电致发光设备,其中非固定区域(7)的宽度介于0.5mm与20.0mm 之间。
8.根据权利要求1的有机电致发光设备，其中覆盖件(5)包括金属层，该金属层借助电接触(11)而与电极层(2、4)其中之一连接。
9.根据权利要求8的有机电致发光设备，其中电接触(11)被这样的非固定区域(12)围绕:在该非固定区域(12)中，覆盖件(6)和间隔层(5、13)彼此不接触。
10.根据权利要求9的有机电致发光设备，其中非固定区域(12)的范围是从0.5-20.0mm。
11.一种用于将电致发光设备的覆盖件￠)附着到其衬底(I)的方法，该设备包括衬底(I)，沉积在该衬底上的该层结构分别包括第一电极层(2)、包括电致发光材料的层的封装(3)、第二电极层(4)以及(可选地)间隔层(5)，所述方法包括以下步骤: 将闭合的可固化密封材料⑶的线应用在衬底⑴和覆盖件(6)其中之一上， 将覆盖件(6)固定到间隔层(5)， 固化该密封材料(8)，从而将覆盖件￠)附着到衬底(I)，其中覆盖件￠)由柔性材料片形成。
12.根据权利要求11的方法，其中可固化密封材料(8)的线包括焊料或玻璃料并且具有大于该层结构的厚度的平均厚度。
13.根据权利要求12的方法，其中密封材料(8)的固化通过沿着密封线描绘热量来执行。
14.根据权利要求13的方法，其中所述热量借助激光器生成。
15.根据权利要求11的方法，其中覆盖件(6)包括金属层，该金属层借助电接触(11)与电极层(2、4)其中之一连接。
全文摘要
本发明涉及一种OLED及其制造。该OLED包括衬底(1)、第一电极层(2)、包括有机电致发光材料的层的封装(3)、第二电极层(4)、间隔层(5)以及经由密封材料(8)而被密封到衬底(1)的覆盖件(6)。根据本发明，覆盖件(6)被形成为柔性材料层，该柔性材料层被永久固定到间隔层(5)的至少一部分。具有该特征的OLED具有较少的湿气渗透并且可以利用较少的成本来生产。而且，在具有该特征的OLED中，覆盖件(6)与电极层(2、4)其中之一之间的电接触(11)更可靠。
文档编号H01L51/52GK103109389SQ201180046603
公开日2013年5月15日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年9月27日
发明者P.C.P.布坦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司