ПРИВЕДЕНИЕ В КОНТАКТ УСТРОЙСТВА С ПРОВОДНИКОМ Российский патент 2014 года по МПК H01L51/52 H01L23/485 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области приведения в контакт устройства с проводником, и особенно к области приведения в контакт устройства ОСИД с проводником.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Органические СИД (ОСИД) обладают несколькими

привлекательными признаками, такими как замечательный внешний вид, является источником рассеянного света, очень тонкий или даже гибкий, обладает способностью к прозрачности, может быть зеркальным или черным, находясь в нерабочем состоянии, и иметь почти полную двумерную степень свободы. Эти свойства делают их идеально подходящими для применений для вывесок, при подсветке букв и графических символов различных размеров и цветов, используемых для привлечения покупателей.

Для некоторых областей применения ОСИД-устройства должны быть инкапсулированы, во избежание проникновения воды, влаги и/или воздуха из окружающей среды в устройство. Тонкопленочная инкапсуляция является одной из технологий, используемых для предотвращения такого проникновения в устройство. Тонкопленочная инкапсулирующая оболочка, инкапсулирующая ОСИД-устройство, часто содержит материалы, такие как нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, и часто применяется посредством процесса вакуумного осаждения, такого как плазменно-стимулированное химическое осаждение из паровой фазы (plasma enhanced chemical vapor deposition, CVD).

Для обеспечения электрического соединения с устройством ОСИД, инкапсулирующая оболочка должна быть удалена от контактных электродов ОСИД-устройства. Это может быть достигнуто путем использования процесса формирования маскирующего слоя, т.е., инкапсулирующую оболочку осаждают только в зоне ОСИД, а не на контактных ОСИД-электродах.

Однако, процесс формирования маскирующего слоя является одним из основных источников затрат для процесса осаждения тонкопленочной инкапсулирующей оболочки. В дополнение, процесс формирования маскирующего слоя вызывает потери выхода продукции из-за манипуляций с маскирующим слоем и создания частиц при процессе формирования маскирующего слоя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является обеспечение возможности для приведения в контакт инкапсулированных ОСИД-устройств простым, удобным и недорогим способом.

Эта задача достигается способом для приведения в контакт ОСИД с проводником, причем устройство содержит подложку, по меньшей мере, с одной ячейкой, область контакта и инкапсулирующую оболочку, содержащую тонкую пленку и тонкая пленка содержит нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, причем инкапсулирующая оболочка инкапсулирует, по меньшей мере, область контакта, способ включает в себя этапы компоновки проводника на инкапсулирующей оболочке и взаимного соединения проводника с областью контакта, без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта.

Следовательно, изобретение позволяет взаимно соединять проводник с областью контакта, без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта. Это означает, что в отличие от известного уровня техники, в соответствии с изобретением нет необходимости в удалении инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта перед взаимным соединением проводника с областью контакта на отдельном этапе. Это, кроме того, означает, также в отличие от известного уровня техники, что в соответствии с изобретением для процесса формирования маскирующего слоя нет необходимости в никакой дорогостоящей системе для предотвращения осаждения инкапсулирующей оболочки в зоне области контакта, и, таким образом, предотвращая потери выхода продукции системы, необходимой при процессе формирования маскирующего слоя, из-за манипуляций с маскирующим слоем и создания частиц. Что касается этого, предпочтительно то, что область контакта обеспечивает соединение, т.е., электрическое соединение с ячейкой.

Обычно, возможно взаимно соединять проводник с областью контакта различными способами. Однако, согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, взаимное соединение проводника с областью контакта содержит ультразвуковую сварку. Это означает, что стык, т.е., электрический стык между проводником и областью контакта предпочтительно создается посредством ультразвуковой сварки, причем энергия ультразвуковой сварки расплавляет проводник и область контакта, создавая, таким образом, стык. В этом случае, стык взаимно соединяет, т.е., электрически взаимно соединяет проводник с областью контакта. Это, кроме того, означает, что до создания стыка инкапсулирующую оболочку между проводником и областью контакта удаляют посредством ультразвуковой сварки. Ультразвуковая сварка проводника с областью контакта является выгодной для известного уровня техники, поскольку для нее не требуется предварительное удаление инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта, например, дополнительным этапом процесса.

Инкапсулирующая оболочка содержит тонкую пленку. Является предпочтительным, чтобы инкапсулирующая оболочка предотвращала проникновение воды, влаги и/или воздуха из окружающей среды в инкапсулированное устройство.

Как правило, тонкая пленка может содержать различные материалы. Однако, тонкая пленка содержит неорганический материал, а более предпочтительно, нитрид кремния. Кроме того, является предпочтительным, чтобы тонкая пленка содержала карбид кремния, оксид алюминия или смесь вышеупомянутых материалов. Является предпочтительным, чтобы тонкая пленка была нанесена путем процесса вакуумного осаждения, такого как плазменно-стимулированное химическое осаждение из паровой фазы (CVD).

Кроме того, согласно другому предпочтительному варианту воплощения изобретения, проводник содержит металлический провод. Кроме того, является предпочтительным, чтобы металлический провод был плоским и/или содержал медь, алюминий, серебро или смесь вышеупомянутых материалов. Кроме того, является предпочтительным, чтобы провод имел высоту 200 мкм и ширину 2 мм.

Согласно еще одному предпочтительному варианту воплощения изобретения, область контакта служит электродом для ячейки. Это означает, что область контакта предпочтительно обеспечивает электропроводящее соединение с ячейкой для подачи, например, электрической энергии к ячейке.

Согласно другому предпочтительному варианту воплощения изобретения, инкапсулирующая оболочка инкапсулирует, по меньшей мере, область контакта и, по меньшей мере, одну ячейку. Иными словами, является предпочтительным, чтобы инкапсулирующая оболочка инкапсулирует, по меньшей мере, устройство. Таким образом, является предпочтительным, чтобы инкапсулированное устройство было защищено от проникновения воды, влаги и/или воздуха из окружающей среды в устройство.

Обычно способ можно использовать для различных устройств. Однако, устройство содержит ОСИД. Кроме того, является предпочтительным, чтобы была обеспечена ячейка в виде ОСИД, который обеспечивают на подложке, причем электрическая энергия может быть подана к ОСИД через область контакта.

Согласно другому предпочтительному варианту воплощения изобретения, ультразвуковая сварка осуществляется между ≥10 кГц ≤80 кГц, предпочтительно, между ≥30 кГц ≤40 кГц, а более предпочтительно, при 35 кГц. Это означает, что является предпочтительным, чтобы ультразвуковая сварка излучала низкоамплитудные акустические колебания между ≥15 кГц ≤70 кГц, предпочтительно, ≥30 кГц ≤40 кГц, а более предпочтительно, при 35 кГц.

Задача изобретения дополнительно достигается посредством ОСИД, содержащего подложку, по меньшей мере, с одной ячейкой, областью контакта и инкапсулирующей оболочкой, содержащей тонкую пленку и тонкая пленка содержит нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, и проводник, причем инкапсулирующая оболочка инкапсулирует, по меньшей мере, область контакта, а проводник проникает в инкапсулирующую оболочку для взаимного соединения с областью контакта через инкапсулирующую оболочку. Таким образом, изобретение позволяет взаимное соединение, т.е. электрическое взаимное соединение проводника с областью контакта, без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта. Это, кроме того, означает, что для предотвращения осаждения инкапсулирующей оболочки не требуется никакой дорогостоящей системы формирования маскирующего слоя и/или не требуется никакого дополнительного этапа процесса для удаления инкапсулирующей оболочки в зоне области контакта перед взаимным соединением проводника и области контакта.

Применительно к этому, согласно другому предпочтительному варианту воплощения изобретения, проводник соединяют с областью контакта через инкапсулирующую оболочку посредством ультразвуковой сварки. Это является выгодным для известного уровня техники, поскольку ультразвуковая сварка проводника с областью контакта предотвращает удаление инкапсулирующей оболочки в зоне области контакта перед взаимным соединением проводника с областью контакта, при условии, что инкапсулирующая оболочка в зоне области контакта удаляется посредством энергии ультразвуковой сварки.

Инкапсулирующая оболочка содержит тонкую пленку. Является предпочтительным, чтобы тонкая пленка содержала неорганический материал, а более предпочтительно, нитрид кремния. Кроме того, является предпочтительным, чтобы тонкая пленка содержала карбид кремния, оксид алюминия или смесь вышеупомянутых материалов. Является предпочтительным, чтобы тонкая пленка наносилась посредством процесса вакуумного осаждения, такой как плазменно-стимулированное химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Является предпочтительным, чтобы инкапсулирующая оболочка предотвращала проникновение воды, влаги и/или воздуха из окружающей среды в инкапсулированное устройство.

Кроме того, согласно другому предпочтительному варианту воплощения изобретения область контакта служит электродом для ячейки. Это означает, что область контакта предпочтительно обеспечивает электропроводящее соединение с ячейкой для подачи ячейке, например, электрической энергии.

Как правило, можно использовать различные устройства. Устройство содержит ОСИД. Кроме того, является предпочтительным, чтобы ячейка была обеспечена в виде ОСИД, который обеспечивают на подложке, причем электрическую энергию можно подавать на ОСИД через область контакта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения станут ясными и будут выявлены со ссылкой на варианты воплощения, описанные в данном документе.

На чертежах:

фиг.1 показывает устройство, которое должно быть обработано в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения изобретения;

фиг.2 показывает устройство, которое обрабатывается совместно с проводником согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения;

фиг.3 показывает устройство, при подсоединении проводника согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения; и

фиг.4 показывает устройство с подсоединенным проводником согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Из фиг.1 можно видеть устройство 1, которое должно быть обработано согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения. Устройство 1 содержит подложку 2 с ячейкой 3, область 4 контакта и инкапсулирующую оболочку 5. Согласно этому предпочтительному варианту воплощения изобретения, ячейка 3 обеспечена в виде ОСИД, причем электрическая энергия подается на ОСИД через область 4 контакта. Это означает, что область 4 контакта соединяется, т.е., электрически соединяется, соответственно, с катодом или с анодом ОСИД 3. Подложка 2 содержит стекло или полимер. ОСИД 3 состоит из пакета слоев, содержащего, по меньшей мере, один светоизлучающий органический слой, скомпонованный между электродами, которые находятся в электрическом контакте с областями 4 контакта, для подачи напряжения возбуждения на светоизлучающий слой. Пакет слоев ОСИД здесь подробно не показан. Области контакта могут содержать прозрачный проводящий материал, например, оксид индия-олова (indium-tin oxide, ITO), или быть изготовленными из таких металлов, как медь, хром, или пакетов металлов, таких как хром-алюминий-хром.

Инкапсулирующая оболочка 5 инкапсулирует ячейку 3 и область 4 контакта. Это, кроме того, означает, что инкапсулирующая оболочка 5 также инкапсулирует подложку 2 на стороне, где на подложке 2 обеспечены ячейка 3 и область 4 контакта. Инкапсулирующая оболочка 5 обеспечена в виде тонкой пленки, которая содержит нитрид кремния согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, более предпочтительно, с толщиной между 100-500 нм.

Фиг.2 показывает устройство 1 и проводник 6 перед взаимным соединением проводника 6 и области 4 контакта. Проводник 6 содержит металлический провод, причем металлический провод является плоским и/или содержит медь, алюминий или серебро, и скомпонован на инкапсулирующей оболочке 5 в зоне области 4 контакта. Предпочтительное поперечное сечение проводника 6 для улучшения процесса сварки - это прямоугольное поперечное сечение, где высота провода значительно меньше, чем его ширина. Одним примером провода является алюминиевый провод с высотой 200 мкм и шириной 2 мм.

Фиг.3 показывает устройство 1 при взаимном соединении проводника 6 с областью 4 контакта. Как можно видеть, инкапсулирующая оболочка 5 между проводником 6 и областью 4 контакта перед их соединением друг с другом не удалена.

Взаимное соединение проводника 6 и области 4 контакта осуществляют путем ультразвуковой сварки, показанной стрелкой 7. Проводник 6 помещают поверх инкапсулирующей оболочки 5. Ультразвуковую сварочную головку (здесь не показана) помещают выше проводника 6, предпочтительно, в механическом контакте с проводником 6. Диаметр головки сварки может быть адаптирован для размеров проводника 6. Является предпочтительным, чтобы ультразвуковую сварку проводили при 35 кГц, с использованием 30 Вт, 80% рабочего цикла и давления 0,4 бар. Типичное время сварки менее 30 сек, в зависимости от проводника и инкапсулирующей оболочки. Как видно дополнительно из фиг.3, проводник 6 устраняет инкапсулирующую оболочку 5 при его взаимном соединении с областью 4 контакта, т.е., при сверхзвуковой сварке проводника 6 с областью 4 контакта, энергия сверхзвуковой сварки устраняет инкапсулирующую оболочку 5.

Кроме того, на фиг.4 видно устройство 1 с проводником 6, взаимно соединенным с областью 4 контакта, т.е., проводник 6 обеспечивает электрическое соединение с областью 4 контакта. Сопротивление электрического соединения (сопротивление между проводником и областью контакта) составляет менее 1 Ом.

Таким образом, изобретение обеспечивает простой и рентабельный способ для приведения в контакт инкапсулированного ОСИД, который инкапсулируют посредством инкапсулирующей оболочки 5, без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки 5 в зоне области 4 контакта, или без использования дорогостоящей системы формирования маскирующего слоя, для предотвращения осаждения инкапсулирующей оболочки 5 в зоне области 4 контакта.

Тогда как изобретение было проиллюстрировано и подробно описано в чертежах и предыдущего описания, такие иллюстрация и описание должны рассматриваться лишь в качестве иллюстративных или примерных, а не ограничивающих; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами воплощения.

Специалистам в данной области техники применяя на практике заявленное изобретение должны быть понятны и другие варианты раскрытых вариантов воплощения, которые могут быть осуществлены ими, исходя из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержит» не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль «a» или «an» не исключает множественности. Сам факт, что некоторые мероприятия приведены в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на невозможность успешного осуществления сочетания этих мероприятий. Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.

Изобретение относится к области приведения в контакт ОСИД с проводником. В способе для приведения в контакт ОСИД с проводником, ОСИД содержит подложку, по меньшей мере, с одной ячейкой, область контакта и инкапсулирующую оболочку, содержащую тонкую пленку, которая содержит нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, причем инкапсулирующая оболочка инкапсулирует, по меньшей мере, область контакта, а способ содержит этапы компоновки проводника на инкапсулирующей оболочке и взаимного соединения проводника с областью контакта, без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки между проводником и областью контакта. Это изобретение обладает преимуществом в том, что инкапсулирующую оболочку между проводником и областью контакта не надо предварительно удалять. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ для приведения в контакт ОСИД с проводником (6), причем устройство (1) содержит подложку (2), по меньшей мере, с одной ячейкой (3), область (4) контакта и инкапсулирующую оболочку (5), содержащую тонкую пленку, при этом тонкая пленка содержит нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, причем инкапсулирующая оболочка (5) инкапсулирует, по меньшей мере, область (4) контакта, причем способ включает в себя этапы, на которых:
- компонуют проводник (6) на инкапсулирующей оболочке (5) и
- взаимно соединяют проводник (6) и область (4) контакта без предварительного удаления инкапсулирующей оболочки (5) между проводником (6) и областью (4) контакта.

2. Способ по п.1, в котором взаимное соединение проводника (6) и области (4) контакта содержит ультразвуковую сварку.

3. Способ по п.1 или 2, в котором проводник (6) содержит металлический провод.

4. Способ по п.3, в котором металлический провод является плоским и/или содержит медь, алюминий или серебро.

5. Способ по п.1 или 2, в котором область (4) контакта служит электродом для ячейки (3).

6. Способ по п.1 или 2, в котором инкапсулирующая оболочка (5) инкапсулирует, по меньшей мере, область (4) контакта и, по меньшей мере, одну ячейку (3).

7. Способ по п.2, в котором ультразвуковую сварку осуществляют между ≥10 - ≤80 кГц, предпочтительно между ≥30 - ≤40 кГц, а более предпочтительно при 35 кГц.

8. ОСИД (1), содержащее:
- подложку (2), по меньшей мере, с одной ячейкой (3), область (4) контакта и инкапсулирующую оболочку (5), содержащую тонкую пленку, при этом тонкая пленка содержит нитрид кремния, карбид кремния или оксид алюминия, и
- проводник (6), в котором:
- инкапсулирующая оболочка (5) инкапсулирует, по меньшей мере, область (4) контакта и
- проводник (6) проникает в инкапсулирующую оболочку (5) для взаимного соединения с областью (4) контакта через инкапсулирующую оболочку (5).

9. ОСИД (1) по п.11, в котором область (4) контакта служит электродом для ячейки (3).