專利名稱：電致發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光器件，包括透明襯底、提供有面向透明襯底的第一面和與第一面相對的第二面的蓋板、至少一個電致發(fā)光元件，該元件包含排列在透明襯底和蓋板之間的有機電致發(fā)光層、接合透明襯底和蓋板的中間密封裝置。有機電致發(fā)光器件是新型的平面發(fā)射顯示器，可以用于大量不同的應用中，例如移動電話、管理器、計算機和所有其它的由具有或不具有背光的LCD或其它平面顯示器件服務的應用。
器件包括其一面上覆蓋有一些光學箔片、而另一面上覆蓋有多個電極結構薄層的玻璃板，電極由諸如透明ITO和例如鋁、鋇、鋰等的不同金屬構成。在這些電極之間放置發(fā)光聚合物?？偤穸仍趤單⒚椎姆秶鷥鹊倪@種堆棧形成器件的有源部分。由于該堆棧中的某些層對氧或水敏感，器件的有源部分必須通過金屬或玻璃蓋或通過薄膜或厚膜層氣密或水密密封。在薄膜或厚膜層的情況下必須確定的是首先在電極的頂部提供絕緣層以防止可由金屬層造成的短路。蓋通過(電絕緣)粘合劑粘結至器件，提供一個填充干燥劑和/或氧吸收劑的空腔。
為了得到工作顯示器，電導體必須將密封區(qū)域內的內電極連接至外部區(qū)域。這些導體通常在玻璃表面上設置并且穿過由絕緣膠或薄膜層組成的密封線。這種密封技術具有兩個主要缺點諸如環(huán)氧樹脂、熱熔聚合物或其它有機成分的粘合膠通常允許少量水擴散至器件中，其需要在器件中使用“吸氣劑材料”(干燥劑)。
從器件中引出的大量電極一個接一個的平放，至驅動IC的互連要求額外的電連接器件。這也要求薄膜或厚膜密封器件。
因此本發(fā)明的目的是提供上述開始段落中提及種類的有機電致發(fā)光器件，其具有氣密閉合的外殼。此目的由下實現(xiàn)蓋板由選自由玻璃-陶瓷和陶瓷材料組成的組的材料形成；第一導電圖案形成在蓋板的第一面上并且包含第一接觸墊；第二導電圖案形成在蓋板的另一面上并且包含第二接觸墊；以及第一和第二導電圖案通過在蓋板內延伸的內導體電互連。
由于穿過蓋板的導體的提供，密封裝置可以選擇得非常薄并優(yōu)選將外殼閉合。特別是蓋板是高溫共燒陶瓷(HTCC)或低溫共燒陶瓷(LTCC)襯底。LTCC是多層共燒的玻璃-陶瓷材料具有在陶瓷體內部的高導電導體。LTCC材料相比金屬或玻璃來說完全氣密的。其導體包括例如Cu或Ag。襯底的厚度由層數(shù)來決定，并且典型地每層100至150μm。燒結的襯底是平面的，具有從標準的100μm目前降至30μm的電極的間距。材料的膨脹系數(shù)適合與透明襯底匹配。由于蓋板具有多層結構，它可包含任何想要的內導體數(shù)，因此數(shù)量大到足夠提供至電致發(fā)光元件的全部必要連接。
通過將LTCC蓋板與PolyLED器件組合，氣密的金屬密封可通過焊接在LTCC和玻璃板之間形成，該密封包圍和密封器件的有源部分。在大部分情況下器件中不需要干燥劑。電極不需要穿過密封。從器件的有源部分的電極至LTCC的通路(電通過連接器)的互連可選擇地通過焊接，或者，例如通過ACF(各向異性導電箔)或導電環(huán)氧樹脂來制造。在LTCC內高導電線在任意方向布置，可形成互連和甚至可集成無源元件，例如電容器、電感器或電阻器的功能。IC的接合-圖案可隨意置于任何位置。
這種組合導致空前可靠的非常薄的、平面的模塊。LTCC的額外成本通過省去豪華的互連箔、減少包裝和更多的集成功能來補償。
在合適的實施例中，至少兩個內導體在蓋板中延伸，每一個導體互連第一接觸墊至未與第一接觸墊對準的第二接觸墊。在這一實施例中，內導體不僅基本上垂直于蓋板的第一面延伸，而且橫向延伸。這樣具有可隨意選擇接觸墊的位置的優(yōu)點。在這里的另一實施例中，該至少兩個內導體每個具有基本上平行于蓋板各面之一延伸的部分。這些基本上平行延伸的部分在蓋板的內部以多個不同的層排列。這提供了進一步的靈活性，靈活性在這樣一個實施例中進一步得到增加，在該實施例中其中第一接觸墊特別是電致發(fā)光元件的接觸墊連接的次序不同于第二接觸墊連接至外部電路的次序。
電致發(fā)光元件可在透明襯底和蓋板上存在。在第一實施例中電致發(fā)光元件置于透明襯底上，并提供有在蓋板的第一面上的第一導電圖案中互連至第一接觸墊的陽極和陰極的電極圖案。這具有按照常規(guī)工藝，首先ITO及最后不同的金屬，可將電致發(fā)光元件應用于玻璃襯底上的優(yōu)點。但是，這當然不排除在蓋板上提供電致發(fā)光元件。這具有不需要第一接觸墊到電致發(fā)光元件的的互連的優(yōu)點，也就是說，接觸墊形成電極圖案的一部分。
陽極和陰極的電極圖案包含接觸墊是合適的，其通過焊料連接互連至第一接觸墊。這樣的焊料連接使得互連不限于由蓋板和透明襯底形成的空腔的側面。進一步，以這種方式對密封裝置沒有影響。
中間密封裝置包含可焊接的金屬并且密封裝置與焊料連接在一個工藝步驟中被焊接是非常適合的。這不僅使得制造簡單，而且密封裝置和接觸墊在所述工藝步驟中自動對準?；蛘?，中間密封裝置可包含其它材料。例如在透明襯底包含玻璃的情況下，密封裝置可以是硅氧烷材料等，藉此蓋板的玻璃-陶瓷材料和透明襯底的玻璃材料可結合為一個整體結構。
在另一實施例中，電極圖案的接觸墊的間距可以比至少一些第二接觸墊的間距大，使得具有小的間距的外部電路，特別是驅動器IC、電容器等可以直接結合至第二接觸墊。
蓋板和內導體的使用在空間要求方面進一步提供非常好的靈活性。蓋板可以例如提供其第二面于印刷電路板上，但第一面在印刷電路板上也同樣好。這取決于第二接觸墊的位置。
在有利的實施例中，驅動器電路置于蓋板的各面之一上，其連接至第二導電圖案的第二接觸墊。利用具有內導體以及驅動器電路的襯底的優(yōu)點是可以自由選擇驅動器電路的位置在第一面上或在第二面上。這還可進一步提供具有空腔的多層襯底，其中可以裝配驅動器電路。這樣的空腔對驅動器電路提供良好的機械保護。進一步說，空腔具有將被應用于驅動器電路上的封裝的邊界的作用。在更合適的實施例中，蓋板具有至少兩個空腔，一個用于驅動器電路，一個用于電致發(fā)光元件。透明襯底可提供作為平板。進一步說，該透明襯底也可以作為驅動器電路空腔的蓋子，導致塊狀模塊。這進一步允許僅在裝配后分開各個器件。
本發(fā)明的這些和其它方面將參照下面描述的實施例來闡明和明確。
附圖中

圖1是按照本發(fā)明的EL器件的第一實施例的剖面示意圖，圖2是按照本發(fā)明的EL器件的第二實施例的剖面示意圖，
圖3是按照本發(fā)明的EL器件的第三實施例的沿圖2線I-I的剖面示意圖。
實施例1圖1是按照本發(fā)明的EL器件1的第一實施例的剖面示意圖。為了清楚起見，該圖和以后的附圖沒有按比例畫，并且某些部分相對于其它部分以放大的比例畫出。EL器件1包含EL元件2。EL元件2包含置于空穴-注入電極3和電子-注入電極5之間的電致發(fā)光有機層4，電極3對于將被發(fā)射的光透明。EL元件2通過氣密和防水的外殼密封，該外殼由部分6-10形成。外殼包括玻璃板6形式的對將被發(fā)射的光透明的第一成形部分。EL元件2裝配在板6上，該板于是作為EL元件2的襯底。外殼進一步包括蓋板7形式的第二成形部分。板6和7通過低熔點金屬合金的閉合環(huán)10彼此連接，以便將氣密和防水的外殼密閉密封起來。焊料的閉合環(huán)10通過導電結合層8連接，閉合環(huán)形式的結合層8的形狀和閉合環(huán)10的相同。同樣的，焊料閉合環(huán)10通過結合層9接合到板7，閉合環(huán)形式的結合層9的形狀和閉合環(huán)10的相同。
金屬(例如Cu或Ag)條形式的內導體12a延伸穿過蓋板7并且連接第一接觸墊13a至非對準的第二接觸墊14a。在類似的方法中，內導體12b連接第一接觸墊13b至非對準的第二接觸墊14b，內導體12c連接第一接觸墊13c至非對準的第二接觸墊14c。在這一實施例中，第一接觸墊13a、13b、13c...和第二接觸墊14a、14b、14c...排列在蓋板7的同一面上，這是面對透明襯底6的面。驅動器IC15直接結合在第二接觸墊14a、14b、14c...上。因為驅動器IC裝配在蓋板延伸超出透明襯底6的部分上，并且在蓋板的“底”面上，圖1中示出的器件1非常平坦。
第一接觸墊13a、13b、13c...電連接至EL器件2的電極圖案的互連16a、16b、16c...(其例如可以是以焊料凸起的形式)。
內導體12a、12b、12c...具有相應的部分a、b、c...其基本上平行于蓋板7的(主)面延伸。充氣間隙17存在于EL元件2和蓋板7之間。
圖2是按照本發(fā)明的EL器件21的第二實施例的剖面示意圖。EL器件21與第一實施例中的類似，相同的部件使用相同的附圖標記，不同的是驅動器IC15(直接)接合在蓋板7的(上)面，其為遠離透明襯底6的面。這種排列使得驅動器IC15位于由中間密封裝置8、9、10...構成的邊界區(qū)域的外面。這種情況下內導體12a、12b、12c...連接位于蓋板7的底面上的第一接觸墊13a、13b、13c...至位于蓋板7上面的非對準的第二接觸墊14a、14b、14c...。
圖3是按照本發(fā)明的EL器件31的第三實施例的剖面示意圖。EL器件31類似于第一實施例的器件，相同的部件使用相同的附圖標記，不同的是在蓋板7的“上”面，即遠離透明襯底6的面，提供一驅動器IC15。這種排列使得驅動器IC15位于由中間密封裝置8、9、10構成的邊界之內。在這種情況下內導體12a、12b、12c...連接位于蓋板7的底面上的第一接觸墊13a、13b、13c...和上面上的非對準的第二接觸墊14a、14b、14c...。
作為舉例，EL器件1如下制造1、透明板部分的工藝尺寸為64*64*1mm的玻璃板6具有150nm厚的銦錫氧化物層以形成空穴注入電極3，部分11(供應商Balzers)以肥皂水和異丙醇按該順序清洗。近似150nm厚的有機EL層4由旋涂合成在甲苯中的0.6wt.％的聚(2-甲氧基-5-(2，7-二甲基辛基氧)-1，4-亞苯基亞乙烯基)poly(2-methoxy-5-(2，7-dimethyloctyloxy)-1，4-phenylenevinylene)溶液提供，溶液按照Braun等，在Synth.Met.，66(1994)，75中描述的方法制造。沿著邊緣通過棉簽和/或刀片去除EL材料。在批量生產中，激光燒蝕是去除多余的EL材料特別優(yōu)選的方法。Yb由通過掩模真空淀積，由此形成200nm厚的電子注入電極5。EL元件2完成并且裝配在第一玻璃板6上。使用掩模，近似200nm厚的鎳層和200nm厚的銀層相繼通過磁控濺射和汽相淀積的方式分別形成，從而以第一閉合環(huán)的形狀形成構圖的結合層8。結合層8僅有幾百nm厚，可替換地在對旋涂工藝沒有負面影響的情況下先于EL層提供。
2、蓋板部分的工藝蓋板7由陶瓷或玻璃-陶瓷材料形成。某些LTCC類型包括，例如嵌入玻璃相中的陶瓷微粒。其它類型包括晶化的玻璃。某些HTCC類型(高溫共燒陶瓷)包括，例如純陶瓷材料。
LTCC型系統(tǒng)由提供有收縮匹配的金屬化膏的玻璃-陶瓷電介質組成。不同于需要順序印刷、烘干和燒每一層的厚膜工藝，LTCC技術，就象PWB技術，將所有不同的層并行處理(也就是所有層都并行的穿孔、印刷和烘干)。當所有層被處理后，將它們堆棧、層疊并且在800至900℃之間的溫度下共同燒結以形成高密度的完全集成的襯底。
使用與用于涂敷結合層8相同的方法和材料，蓋板7及其內導體結構提供有與存在于板6上的第一閉合環(huán)配合的閉合環(huán)形式的構圖結合層9。形成的板浸漬在包含低熔點金屬合金Sn(50wt.％)Pb(32wt.％)Cd(18wt.％)(供應商Witmetaal B.V.)的鍍液中，熔點145℃，在155℃保持液態(tài)。一旦從鍍液中移出該板，只有結合層9提供有焊料，由此形成與板6上的的第一閉合環(huán)配合的第二閉合環(huán)。
焊料也可以淀積在第一接觸墊13a、13b、13c...上。
3、連接各板處理過的板6和7置于保持在155℃的熱平臺上，其導致低熔點金屬合金熔化。板6和7通過配合第一和第二閉合環(huán)接合。將第一板置于第二閉合環(huán)上就可以了。熔化的低熔點金屬合金的自對準特性將兩個閉合環(huán)牽引至其最大限度重疊的最終位置，同時EL元件和蓋板之間的電互連彼此接觸。在冷卻時，閉合環(huán)10凝固形成密封EL元件2的氣密和防水的外殼。由于閉合環(huán)10具有200微米的厚度，在EL元件2和板7之間存在空隙17，其中由于板6和7的接合在干燥的氮氣氛中進行則間隙中充滿干燥的氮氣。
或者，焊料膏可直接(絲網(wǎng))印刷在蓋板7的下表面上。連接襯底6和蓋板7之后，組件被加熱至焊料膏的軟化點(優(yōu)選低于120℃)并且冷卻。在襯底6和蓋板7上的圖案由于軟化的焊料而自動對準。
總而言之，本發(fā)明涉及一種包含支撐在透明襯底6上的EL元件的有機電致發(fā)光器件。提供陶瓷或玻璃-陶瓷材料的蓋板，蓋板通過金屬密封裝置密封至透明襯底，由此對EL元件形成氣密包封。蓋板支持驅動器IC。蓋板提供有內導體，該內導體連接第一接觸墊和第二接觸墊，第一接觸墊連接至EL元件，第二接觸墊連接至驅動器IC，其所連接的至少一個第一接觸墊和第二接觸墊沒有相互對準。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件，包含透明襯底，蓋板，提供有面對透明襯底的第一面和與第一面相對的第二面，至少一個電致發(fā)光元件，包括排列在透明襯底和蓋板之間的有機電致發(fā)光層，以及接合透明襯底和蓋板的中間密封裝置，其特征是蓋板由選自玻璃-陶瓷和陶瓷材料的組的材料形成；在蓋板的第一面上形成的并包括第一接觸墊的第一導電圖案；在蓋板的各面之一上形成的并包括第二接觸墊的第二導電圖案；以及通過在蓋板內延伸的內導體，第一和第二導電圖案被電互連。
2.如權利要求1所述的器件，其特征是至少兩個內導體在蓋板中延伸，每個內導體互連第一接觸墊至未與該第一接觸墊對準的第二接觸墊。
3.如權利要求2所述的器件，其中該至少兩個內導體具有基本平行于蓋板的各面之一延伸的部分。
4.如權利要求1所述的器件，其特征是電致發(fā)光元件位于透明襯底上，并具有互連至位于蓋板的第一面上的第一導電圖案中的第一接觸墊的陽極和陰極的電極圖案。
5.如權利要求4所述的器件，其中陽極和陰極的電極圖案包括接觸墊，該接觸墊通過焊料連接互連至第一接觸墊。
6.如權利要求5所述的器件，其中中間密封裝置包括可焊金屬，密封裝置和焊料連接在一個工藝步驟中焊接。
7.如權利要求4所述的器件，其中至少一些第一接觸墊具有大于至少一些第二接觸墊的間距的間距。
8.如權利要求1所述的器件，其特征是驅動器電路位于蓋板的各面之一上，其連接至第二導電圖案的第二接觸墊。
9.如權利要求8所述的器件，其特征是驅動器電路排列在蓋板的第一面。
10.如權利要求1所述的器件，其特征是蓋板通過共同燒結的工藝形成。
全文摘要
一種有機電致發(fā)光器件(1)，包括支撐在透明襯底(6)上的EL元件(2)。提供陶瓷或玻璃－陶瓷材料的蓋板(7)，該板由金屬密封裝置(10)密封到透明襯底，由此對EL元件形成氣密封裝。蓋板支持驅動器IC(15)。蓋板具有內部導體(12a、12b、12c)，其連接連接至EL元件(2)的第一接觸墊(13a、13b、13c)，并且到連接至驅動器IC(15)的第二接觸墊(14a、14b、14c)，其所連接的至少一個第一接觸墊和第二接觸墊是非對準的。
文檔編號H01L51/50GK1572032SQ02820675
公開日2005年1月26日 申請日期2002年10月14日 優(yōu)先權日2001年10月18日
發(fā)明者T·U·施倫科 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司