УСТРОЙСТВО OLED С ПОКРЫТОЙ ШУНТИРУЮЩЕЙ ЛИНИЕЙ Российский патент 2014 года по МПК H01L51/52 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области устройств OLED (органических светоизлучающих диодов) и способам изготовления устройств OLED.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Органические светоизлучающие диоды (диоды OLED) следуют такому же принципу работы, что и неорганические LED (светоизлучающие диоды), но используют органические вещества в качестве активного светоизлучающего вещества. На непроводящий носитель наносят прозрачный электрод, который служит в качестве носителя органического вещества. OLED предоставляют несколько преимуществ по сравнению с диодами LED и другими типами устройств отображения и осветительных приборов. Поскольку OLED являются излучающими свет по всей области подложки, они могут действовать как источники света большой площади в противоположность неорганическим LED, где излучение света ограничено небольшой площадью поверхности. При использовании гибких подложек, таких как полимерные пленки, их можно даже выполнять гибкими. Таким образом, устройства OLED предоставляют возможность изготавливать гибкие источники света большой площади.

В устройствах OLED, так же как и в солнечных элементах, используют подобную компоновку устройства. На прозрачную подложку, такую как стекло или PET (полиэтилентерефталат), наносят прозрачный проводник. Эти проводники дают возможность видимому свету входить в устройство и покидать его, в то же время, оставаясь способными проводить электрический ток, необходимый для управления таким устройством. Проводимость таких прозрачных электродов ограничена, что ограничивает размер устройств и приводит к неоднородному световому излучению из-за падения напряжения на концах этого проводника. Для того чтобы преодолеть такое ограничение, можно использовать дополнительные каналы распределения тока, выполненные из металлов.

Эти линии могут быть выполнены различными способами. Используют такие способы, как печать металлическими пастами, лазерный перенос металлов или лазерная литография металлов. Во всех случаях эти шунтирующие линии требуют дополнительного процесса пассивирования из-за высокой напряженности электрического поля вблизи этих металлических линий.

Во время изготовления OLED органическое вещество осаждают с постоянной скоростью по площади поверхности. Обычно органическое вещество осаждают на прозрачный проводящий слой, который предоставлен на подложке. На этом проводящем слое предоставляют шунтирующие линии, как описано выше. Поскольку шунтирующая линия представляет нарушение плоскостности поверхности, слой, который растет на боковых поверхностях соответствующей шунтирующей линии, является более тонким по сравнению с остальной подложкой. Если к прозрачному проводнику, а следовательно, к шунтирующим линиям прикладывают напряжение, напряженность поля в области шунтирующих линий становится выше по сравнению с остальной подложкой. Это приводит к повышенному разрушению устройства в этой области и к риску образования коротких замыканий, а следовательно, неустранимому повреждению устройства.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является предоставление такого устройства OLED и такого способа изготовления устройства OLED, которое предотвращает образование короткого замыкания и, таким образом, повреждение устройства.

Эта задача достигается посредством устройства OLED с подложкой, проводящим слоем, органическим слоем в качестве активного слоя и шунтирующей линией в качестве дополнительного канала распределения тока, причем проводящий слой предоставляют на подложке, причем шунтирующую линию предоставляют посредством лазерного осаждения на проводящем слое, причем шунтирующую линию, по меньшей мере, частично покрывают электроизоляционным слоем, осажденным посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати, при этом электроизоляционный слой имеет толщину ≥1мкм и ≤2мкм, и причем органический слой предоставляют сверху проводящего слоя и покрытой шунтирующей линии.

Как правило, OLED содержит противоположный электрод. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения электроизоляционный слой адаптируют для предотвращения возможности отведения тока от шунтирующей линии к противоположному электроду. Таким образом, можно эффективно избежать образования короткого замыкания и, тем самым, повреждения устройства.

В основном электроизоляционный слой может покрывать шунтирующую линию только частично, т.е. в некоторых областях. Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения электроизоляционный слой полностью покрывает шунтирующую линию. Дополнительно в соответствии с вариантом осуществления изобретения предоставляют множество шунтирующих линий, предпочтительно сетку шунтирующих линий, которые покрыты электроизоляционным слоем. Кроме того, проводящий слой является прозрачным, по меньшей мере, частично, а предпочтительно полностью, т.е. во всех областях.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения электроизоляционный слой частично также покрывает проводящий слой. Что касается этого, особенно предпочтительно, что электроизоляционный слой покрывает зону проводящего слоя, который находится в непосредственной близости от шунтирующей линии, причем ширина этой зоны соответствует толщине изоляционного слоя. Это служит для дополнительного совершенствования предотвращения короткого замыкания.

В основном, электроизоляционный слой может состоять из различных веществ. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения электроизоляционный слой содержит фоторезист. Дополнительно электроизоляционный слой может быть осажден на шунтирующую линию различными способами. Электроизоляционный слой был осажден посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати.

Толщина электроизоляционного слоя составляет ≥1 мкм и ≤2 мкм. Тем самым, обеспечивают эффективное предотвращение короткого замыкания до тех пор, пока непрозрачные зоны еще поддерживаются на приемлемом уровне.

Вышеупомянутая задача дополнительно решается посредством способа изготовления устройства OLED, при этом устройство OLED содержит подложку, проводящий слой, органический слой в качестве активного слоя и шунтирующую линию в качестве дополнительного канала распределения тока, причем проводящий слой предоставляют на подложке, причем шунтирующую линию осаждают на проводящий слой посредством лазерного осаждения, причем изоляционный слой, толщина которого ≥1мкм и ≤2мкм, осаждают посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати на шунтирующий проводник, причем электроизоляционный слой, по меньшей мере, частично покрывает шунтирующую линию и причем органический слой осаждают сверху проводящего слоя и покрытой шунтирующей линии.

Предпочтительные варианты осуществления этого способа в соответствии с изобретением соотносятся с предпочтительными вариантами осуществления устройства в соответствии с изобретением, описанными выше.

В частности, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения электроизоляционный слой осаждают посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати. Что касается этого, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения после осаждения органического вещества применяют этап сушки. Предпочтительно этот этап сушки выполняют при температурах ≥150°C и ≤180°C. Дополнительно этап сушки предпочтительно выполняют в течение периода ≥20 мин и ≤40 мин.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из вариантов осуществления, описанных в дальнейшем в этом документе, и будут пояснены со ссылкой на них.

На чертежах:

фиг. 1а изображает подложку устройства OLED во время осаждения органического вещества;

фиг. 1b изображает подложку после осаждения органического вещества;

фиг. 2а изображает подложку устройства OLED с шунтирующим проводником в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

фиг. 2b изображает подложку устройства OLED в соответствии с вариантом осуществления изобретения после покрытия шунтирующей линии электроизоляционным слоем и после осаждения органического слоя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 1а показана подложка 1 во время осаждения органического вещества 6. Подложку 1 покрывают прозрачным проводящим слоем 3, который снабжен шунтирующей линией 4. Эта шунтирующая линия 4 является частью сетки шунтирующих линий, покрывающих проводящий слой 3 и, тем самым, служащих в качестве дополнительных каналов распределения тока.

Органическое вещество 6 осаждают на прозрачный проводящий слой 3 и шунтирующую линию 4 с постоянной скоростью по площади поверхности. Поскольку шунтирующая линия представляет нарушение плоскостности поверхности этой структуры, наращивание органического вещества 6 на шунтирующей линии 4 является более тонким по сравнению с остальной структурой. Как уже упоминалось выше, если к прозрачному проводящему слою 3 и, тем самым, к шунтирующей линии 4 прикладывают напряжение, то напряженность поля в боковых областях 7 шунтирующей линии 4 выше, чем в остальных, что приводит к образованию короткого замыкания и повреждению устройства.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 2а и 2b, высокая напряженность поля в боковых областях 7 шунтирующей линии 4 ослабляется, поскольку шунтирующую линию 4 покрывают электроизоляционным веществом 5, например фоторезистом. Этот резист предотвращает возможность отведения тока от электрических шин к противоположному электроду OLED (не показан). Для этого процесса возможны несколько способов осаждения, такие как струйная печать краской, глубокая печать, трафаретная печать и т.д.

Для того чтобы предоставить соответствующую электрическую изоляцию, обычные слои фоторезистов могут быть выполнены такими тонкими, как 80 нм. Для шунтирующих линий, осажденных лазером, толщина слоя органического вещества является предпочтительно похожей или большей, чем обычная шероховатость слоя. При измерениях AFM (микроскопом атомных сил) была измерена шероховатость, которая составила порядка 100-500 нм. Для слоя фоторезиста, следовательно, предпочтительно выбирают толщину слоя 1-2 мкм.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, описанным в данном документе, в качестве способа осаждения была выбрана трафаретная печать. В этом случае минимальная ширина линии изоляционного слоя 5 задается максимальной шириной металлической шунтирующей линии плюс точность совмещения шаблона трафаретной печати относительно металлического рисунка. Обычными экспериментальными значениями для металлических линий являются 80-150 мкм, а точность совмещения составляет порядка от 200 мкм до 300 мкм.

После осаждения органического вещества 6 в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения применяют этап сушки. Этот этап служит двум целям: во-первых, повышается адгезия слоев между органическим и металлическим слоем. Кроме того, органический слой размягчается и немного течет, тем самым заполняя небольшие зазоры в изоляционном слое 5. Этап сушки выполняют при температуре между 150°C и 180°C в течение периода от 20 мин до 40 мин.

Несмотря на то что изобретение проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в нижеследующем описании, эта иллюстрация и описание должны рассматриваться как иллюстративные или примерные, а не как ограничивающие; изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления.

Специалисты в данной области техники могут понять и осуществить при реализации на практике заявленного изобретения другие вариации к раскрытым вариантам осуществления, изучив чертежи, раскрытие и прилагаемую формулу изобретения. В формуле изобретения слово “содержащий” не исключает другие элементы или этапы, а единственность не исключает множества. Тот факт, что некоторые измерения перечислены в отличных друг от друга зависимых пунктах, не означает, что для удобства не может быть использовано сочетание этих измерений. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны быть истолкованы как ограничивающие объем изобретения.

Устройство органического светоизлучающего диода (OLED) включает подложку (1), проводящий слой (3), органический слой (2) в качестве активного слоя и шунтирующую линию (4) в качестве дополнительного канала распределения тока, причем проводящий слой (3) обеспечен на подложке (1), шунтирующая линия (4) обеспечена посредством лазерного осаждения на проводящем слое (3), при этом шунтирующая линия (4), по меньшей мере, частично покрыта электроизоляционным слоем (5), осажденным посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати, а электроизоляционный слой имеет толщину от 1 до 2 мкм. Также предложен способ изготовления описанного выше OLED. OLED согласно изобретению не подвержены возникновению короткого замыкания и, тем самым, повреждению. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство органического светоизлучающего диода (OLED) с подложкой (1), проводящим слоем (3), органическим слоем (2) в качестве активного слоя и шунтирующей линией (4) в качестве дополнительного канала распределения тока, причем проводящий слой (3) обеспечен на подложке (1), причем шунтирующая линия (4) обеспечена посредством лазерного осаждения на проводящем слое (3), причем шунтирующая линия (4), по меньшей мере, частично покрыта электроизоляционным слоем (5), осажденным посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати, причем электроизоляционный слой имеет толщину ≥1 мкм и ≤2 мкм, причем органический слой (2) обеспечен сверху проводящего слоя (3) и покрытой шунтирующей линии (4).

2. Устройство OLED по п.1, в котором обеспечен противоположный электрод, а электроизоляционный слой (5) улучшает предотвращение короткого замыкания между шунтирующей линией и противоположным электродом.

3. Устройство OLED по п.1 или 2, в котором электроизоляционный слой (5) полностью покрывает шунтирующую линию (4).

4. Устройство OLED по п.1 или 2, в котором обеспечено множество шунтирующих линий (4), предпочтительно сетка шунтирующих линий (4), которые покрыты электроизоляционным слоем (5).

5. Устройство OLED по п.1 или 2, в котором проводящий слой (3), по меньшей мере, частично, а предпочтительно полностью является прозрачным.

6. Устройство OLED по п.1 или 2, в котором электроизоляционный слой (5) содержит фоторезист.

7. Способ изготовления устройства OLED, причем устройство OLED содержит подложку (1), проводящий слой (3), органический слой (2) в качестве активного слоя и шунтирующую линию (4) в качестве дополнительного канала распределения тока, причем проводящий слой (3) обеспечен на подложке (1), причем шунтирующая линия (4) осаждена на проводящий слой (3) посредством лазерного осаждения, причем электроизоляционный слой (5), толщина которого ≥1 мкм и ≤2 мкм, осажден на шунтирующую линию (4) посредством струйной печати краской, глубокой печати или/и трафаретной печати, причем электроизоляционный слой (5), по меньшей мере, частично покрывает шунтирующую линию (4) и причем органический слой (2) осажден сверху проводящего слоя (3) и покрытой шунтирующей линии (4).

8. Способ по п.7, в котором после осаждения органического вещества (6) для органического слоя (2) применяют этап сушки.

9. Способ по п.8, в котором этап сушки проводят при температуре ≥150°C и ≤180°C.

10. Способ по п.8 или 9, в котором этап сушки выполняют в течение периода ≥20 мин и ≤40 мин.