專利名稱：集成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括至少一個有源有機元件和耦合到該至少一個有源有 機元件的薄電池的集成設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于制造這樣的集成設(shè)備的方 法。
背景技術(shù)：
在文獻WO03019658中公開了包括有源有機元件和電池的設(shè)備的示 例。更確切地，WO03019658中的設(shè)備從下到上包括襯底(例如玻璃或 柔性膜)、能量載體(電池或光電池)、充當有機發(fā)光二極管(OLED)的 襯底的半透明絕緣層，最后是封裝或密封，其包括玻璃。在操作時，能量 載體提供使得OLED發(fā)光的電壓。
在一個特定的實施例中，將能量載體和OLED制造在半透明絕緣層 的相對側(cè)，下襯底取而代之充當能量載體的密封。因而，OLED和能量載 體被各自密封。為了避免水和氧的流入，密封是必要的，否則會使設(shè)備的 性能劣化。
但是，在WO03019658中公開的結(jié)構(gòu)因為能量栽體和OLED被各自 封裝和密封，所以產(chǎn)生相對較厚且昂貴的包裝(package)。為此，對于許 多應用來說，小厚度和低成本是重要的因素。另外，利用薄膜技術(shù)來制造 能量載體，這會導致高成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服該問題，并且提供具有減小的厚度的改進的集成 設(shè)備。
通過根據(jù)所附權(quán)利要求的集成設(shè)備和制造這樣的集成設(shè)備的方法，來 實現(xiàn)通過下面的描述將變得明顯的這個和其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種集成設(shè)備，其包括至少一個有源 有機元件、支撐該至少一個有源有機元件的襯底、耦合到該至少一個有源 有機元件的預制薄電池和用于密封該集成設(shè)備的封裝，其中該襯底和封裝中的一個由該預制薄電池形成。
因而，該預制電池還具有如下功能充當設(shè)備的頂部封裝或者充當設(shè) 備的支撐和/或保護襯底。由于可以省略單獨的封裝/襯底，因此與現(xiàn)有技 術(shù)結(jié)構(gòu)相比，這產(chǎn)生了更薄且更魯棒的設(shè)備。由于該電池，該設(shè)備可以自 主工作。
優(yōu)選地，該電池覆蓋整個有源有機元件區(qū)域，以使得其不會暴露于水 和/或空氣。
在一個實施例中，該襯底是透明襯底，該至少一個有源有機元件在該 透明襯底上被加工(process),該預制薄電池被布置在該至少一個有源有機 元件的上面。因而，這里，該預制電池充當集成i殳備的封裝。此外，該透 明襯底可以由柔性材料制成，使得整個設(shè)備是柔性的。
在另一個實施例中，該預制薄電池被附著到該至少一個有源有機元件 上，且封裝敷層被設(shè)置在與該電池相比的該至少一個有源有機元件的另一 側(cè)。因而，這里，該預制電池充當該集成設(shè)備的襯底。
在一個實施例中，該至少一個有源有機元件是OLED，且該電池適于 向該OLED供電。該OLED可以例如是顯示器或光源。
在另一個實施例中，該至少一個有源有機元件是有機傳感器，該電池 適于向該有機傳感器供電。該傳感器可以例如是光傳感器、有機開關(guān)、整 流二極管等。
在另一個實施例中，該至少一個有源有機元件是有機光電池，并且該 光電池適于為該電池充電。
在另一個實施例中，該至少一個有源有機元件包括彼此相鄰布置的 OLED和有才幾光電池，該有才幾光電池適于為該電池充電，該電池適于向該 OLED供電。該相鄰的OLED和有機光電池可以有益地在相同的村底上 同時被加工，其成本是非常有效的。
在一個實施例中，該設(shè)備還包括第二OLED，與該至少一個有源有機 元件相比，該笫二 OLED被設(shè)置在該薄電池的另一側(cè)。這樣的設(shè)備可以 例如提供雙側(cè)顯示(如果該第一有機元件也是OLED)，或者雙色燈。
在一個實施例中，在該至少一個有源有機元件周圍以及在該至少一個 有源有機元件和該預制薄電池之間施加固定劑(fixing agent),該固定劑 包括吸收體(getter)材料。該吸收體材料是吸水材料，例如氧化鈣。因而，該固定劑用于連接該至少一個有源有機元件和該預制薄電池，以及保 護該至少一個有源有機元件不受該i殳備側(cè)面的濕氣的影響。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了一種用于制造集成設(shè)備的方法，包括 提供透明襯底，在該透明襯底上加工至少一個有源有機元件，以及在該至 少一個有源有機元件的上面布置預制薄電池以密封該集成設(shè)備。因而，這 里，該預制電池充當該集成設(shè)備的封裝。
在一個實施例中，該方法還包括在該至少一個有源有機元件要被加工 的襯底那側(cè)的透明襯底上設(shè)置封裝敷層，以及在該至少一個有源有機元件 已被加工之后去掉該透明襯底。因而，這里，該預制電池充當該集成設(shè)備 的襯底。優(yōu)選地，在該預制電池已被布置在該至少一個有源有機元件的上 面之后去掉該透明襯底。例如，可以通過層疊來將該預制薄電池布置在該 至少 一個有源有機元件之上。
在一個實施例中，該方法還包括在該電JiML層疊在該至少一個有源 有機元件的上面之后用電解質(zhì)填充該電池。在該電池被填充電解質(zhì)之前， 其要平坦得多并因此也會層疊得更好，而這又改進了電池的密封性質(zhì)。


現(xiàn)在將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的這些和其它方面，附圖示出了 本發(fā)明的當前優(yōu)選的實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括單個有源有機元件的集成設(shè) 備的示意性剖面?zhèn)?現(xiàn)圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的包括OLED和光電池的集成設(shè) 備的示意性剖面?zhèn)纫晥D；以及
圖3a - 3b是示出根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例的集成設(shè)備的制造步驟 的示意性剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的集成設(shè)備10的剖面?zhèn)纫晥D。在圖 l中，從下到上，集成設(shè)備IO包括透明村底12，在其上加工有機發(fā)光二 極管(OLED)14。例如，可以通過印制或者通過蔭軍板(shadow mask) 蒸發(fā)或沉積來加工該OLED 14。該透明襯底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，使得整個設(shè)備10是柔性的，以及 OLED 14可以用作顯示器或用作光源。
襯底12和OLED 14被涂敷有薄膜包裝層16,例如NONON堆疊物 (氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅)。在層16上，施加外敷層 (topcoat) 18，在外敷層18上面，附著預制薄電池20。該預制薄電池 20覆蓋整個OLED區(qū)域。外敷層18可以用作膠粘劑，預制薄電池20優(yōu) 選地層疊在外敷層18上。另外，吸水的吸收體材料，例如氧化鈣CaO可 以被包含到膠粘劑18中，以保護OLED 14 (或者任何其它一個或多個有 源有機元件)不受該設(shè)備的側(cè)面的濕氣的影響。另外，標準膠粘劑(未示 出)的邊(rim)可以被施加在設(shè)備除了電池之外的周圍，以降低水分滲透， 從而進一步保護該設(shè)備。電池20適于向OLED 14供電，使得OLED 14 在設(shè)備10的工作期間發(fā)光(如箭頭22所示)。在將電池20合并到設(shè)備中 主要包括將該電池與該設(shè)備的其余部分裝配在一起的意義上來說，電池 20被預先制造。
不必在預制電池20上提供其它敷層或密封。因而，這里，預制薄電 池20充當設(shè)備10的頂側(cè)封裝(encapsulation)，免去了使用任何專用的頂 部封裝或密封。為此，預制薄電池20應當是平坦的，且是不透水(不漏 水)和/或空氣的。具有這樣特性的示范性預制電池是Philips的Lithylene 電池。另外，假如襯底12是柔性的或者被省略，則預制電池應當是柔性 的以實現(xiàn)完全的柔性設(shè)備。另外，在該集成設(shè)備的制造期間，對于一些電 池(例如Lithylene電池，以及MCd-和NiMh電池)，在將電池安裝到設(shè) 備之后用電解質(zhì)來填充該電池可能是有益的，因為在沒有電解質(zhì)的情況 下，該電池會平坦4艮多。這樣會層疊得更好，因此密封得更好。
在圖1示出的集成設(shè)備10中，預制電池20的厚度可以大約為500*1 m，外敷層18的厚度大約為10!im,層16的厚度大約為1卩m，村底12 的厚度大約為700 pm，這樣使設(shè)備的總厚度為大約1200p m。
在可替換的實施例中，上面提到的OLED 14可以用有機傳感器(例 如光傳感器)24或者有機光電池(例如太陽能電池)26來代替。在前一 種情況下，電池20為有機傳感器24供電，而在后一種情況下，有機光電 池26為電池20充電。另外，在與OLED 14/有機傳感器24/有機光電池 26相比的預制電池20的另一側(cè)上可選地可以提供另外的OLED 30。例如，這樣的設(shè)備可以提供雙側(cè)顯示(假如第一有機元件也是OLED)，或者自 供電燈(假如第一有機元件是光電池)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的集成設(shè)備10的剖面?zhèn)纫晥D。除 了有機光電池26被設(shè)置在襯底12上與OLED 14相鄰之外，圖2的設(shè)備 與圖1的設(shè)備類似。預制電池20仍然用作設(shè)備10的頂部封裝。有機光電 池26適于為電池20充電，電池20適于向OLED14供電。因而，實現(xiàn)自 主設(shè)備(autonomous device)。設(shè)備10的陽極和陰極(未示出)優(yōu)選地被 構(gòu)造成允許各自地耦合OLED 14和光電池26。
OLED和有機光電池的結(jié)構(gòu)非常相似。它們都包括夾在陽極和陰極之 間的有機有源層和緩沖層。唯一的差別在于有機有源層材料的類型。在 OLED中，有機有源層材料適于發(fā)光(這樣的材料的實例包括聚(藥)
(poly(fluorene))和PPV的衍生物)，而在有機光電池中，有機有源層材 料適于將光轉(zhuǎn)換為電能(這樣的材料的實例包括共軛聚合物/富勒烯
(fullerene)混合物)。因此，可以有利地在襯底12上使用相同的處理步
OLED 14和有機光電池26可以例如通過蔭革板被蒸發(fā)到或者被印制到襯 底12上。
圖3a - 3b是示出根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例的集成設(shè)備10的制造步 驟的剖面?zhèn)纫晥D。除了封裝敷層32和聚合物敷層28被施加在玻璃襯底 12和OLED 14/有機傳感器24/有機光電池26之間外，圖3a中所示的設(shè) 備10與圖1中的相似。封裝敷層32可以由與層16相同的材料形成，聚 合物敷層28可以由聚酰亞胺制成。便利地，在制造時，在襯底12上加工 OLED14/有機傳感器24/有機光電池26之前，將敷層施加于襯底12。然 后，可以根據(jù)圖3b所示的EPLAR工藝(激光釋放塑料上電子裝置， Electronics on Plastic by Laser Release )借助激光將襯底12與聚合物敷層 28脫離開，留下沒有襯底12的最終設(shè)備10,其中預制薄電池20取而代 之充當設(shè)備村底。在沒有玻璃襯底12的情況下，可以使用柔性電池來實 現(xiàn)完整的柔性集成設(shè)備IO。但是，也可以預期沒有襯底12的剛性設(shè)備。
本發(fā)明也存在許多可能的應用。集成設(shè)備的小尺寸使得其對于應用于 手持裝置中尤為有用。例如，具有OLED顯示器的集成設(shè)備可以^JL合并 到手持電子裝置中，例如合并到移動電話、PDA或者數(shù)字媒體播放器中。
8電池的每一側(cè)都具有一個OLED顯示器(即雙側(cè)顯示器)的集成設(shè)備可 以被合并到翻蓋電話機(flip-phone)中。具有OLED光源的集成設(shè)備可以 -故用作獨立應急燈、閱讀燈、水下燈等。具有OLED和有機光電池的集 成設(shè)備可以被用作與外部電源獨立的獨立燈或顯示器。具有有機光電池的 集成設(shè)備可以例如被用作各種裝置中的可再生電源，特別是其中小尺寸是 關(guān)鍵的場合，例如用于電子信用卡中。具有有才幾傳感器的集成設(shè)備可以與 OLED結(jié)合使用，用于切換或控制目的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，本發(fā)明決不局限于上述優(yōu)選實施例。相反， 在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)，能夠進4ti午多修改和改變。例如，在圖2 所示的具有OLED和有機光電池二者的實施例中，預制電池也可以充當 襯底，玻璃襯底可以被除去(如參照圖3a-3b所說明的)。另外，數(shù)個有 才幾有源元件，例如兩個或更多個OLED，可以被設(shè)置在襯底上。
權(quán)利要求
1、一種集成設(shè)備(10)，包括至少一個有源有機元件(14，24，26)，支撐該至少一個有源有機元件的襯底，耦合到該至少一個有源有機元件的預制薄電池(20)，和用于密封該集成設(shè)備的封裝，其中，該襯底和該封裝中的一個由該預制薄電池形成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該電池覆蓋整個有源有 機元件區(qū)域。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該襯底是透明襯底(12 ), 該至少一個有源有機元件在該透明襯底上被加工，該預制薄電^iL布置在 該至少一個有源有機元件之上以用于密封該集成設(shè)備。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成設(shè)備，其中，該透明襯底由柔性材料 制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該預制薄電池附著到該 至少一個有源有機元件上，由此該電池充當該襯底，且封裝敷層(32)被 設(shè)置在與該電池相比該至少一個有源有機元件的另一側(cè)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該至少一個有源有機元 件是OLED(14)，且該電池適于向該OLED供電。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該至少一個有源有機元 件是有機傳感器(24)，且該電池適于向該有機傳感器供電。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該至少一個有源有機元 件^1有;K光電池(26)，且該光電池適于為該電池充電。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，其中，該至少一個有源有機元 件包括彼此相鄰布置的OLED (14)和有機光電池(26)，該有機光電池 適于為該電池充電，且該電池適于向該OLED供電。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成設(shè)備，還包括第二OLED (30)，該 第二 OLED被設(shè)置在與該至少 一個有源有機元件相比該電池的另 一側(cè)上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成設(shè)備，其中，在該至少一個有源有機 元件周圍以及在該至少一個有源有機元件和該預制薄電池之間施加固定 劑(18)，該固定劑包括吸收體材料。
12、 一種用于制造集成設(shè)備的方法，包括 提供透明襯底(12)，在該透明襯底上加工至少一個有源有機元件(14， 24， 26)，以及 在該至少一個有源有機元件之上布置預制薄電池(20)以密封該集成 設(shè)備。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在該至少一個有源有機元件要被加工的襯底那側(cè)，在透明襯底上設(shè)置 封裝敷層(32),以及在該至少一個有源有機元件已被加工后，去掉該透明村底。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在該預制電池已被布置在 該至少一個有源有機元件之上以后，去掉該透明襯底。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過層疊將該預制薄電池 布置在該至少一個有源有機元件之上。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在將該電池布置在該至少一個有源有機元件之上以后，用電解質(zhì)填充 該電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成設(shè)備(10)，其包括至少一個有源有機元件(14，24，26)，支撐該至少一個有源有機元件的襯底，耦合到該至少一個有源有機元件的預制薄電池(20)，和用于密封該集成設(shè)備的封裝，其中，該襯底和封裝中的一個由該預制薄電池形成。該結(jié)構(gòu)允許薄的集成設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于制造這樣的集成設(shè)備的方法。
文檔編號H01L51/52GK101501854SQ200780029479
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月8日
發(fā)明者A·A·M·多特曼斯, C·塔納斯, E·A·紐倫坎普, H·利夫卡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司