ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2014 года по МПК H01L51/52 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электролюминесцентному устройству согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, содержащему подложку и сверху подложки электрод подложки, противоэлектрод и набор электролюминесцентных слоев по меньшей мере с одним органическим электролюминесцентным слоем, размещенным между электродом подложки и противоэлектродом, и средство герметизации, герметизирующее по меньшей мере набор электролюминесцентных слоев, электролюминесцентное устройство содержит по меньшей мере одно контактное средство для электрического контакта противоэлектрода с источником электропитания. Кроме того, изобретение относится к способу защиты электрода подложки электролюминесцентного устройства согласно пункту 10 формулы изобретения.

Уровень техники

В WO 2007/013001 А2 описан органический светоизлучающий диод (OLED). Органический светоизлучающий диод состоит из тонкого слоя, приблизительно 100 нм, органических веществ, помещенных между двумя электродами. Электродные слои обычно обладают толщиной, приблизительно равной толщине органического вещества. Когда напряжение, как правило, между 2 и 10 вольтами, приложено между двумя электродами, органические вещества излучают свет. К сожалению, из-за его малой толщины сопротивление таких электродов является высоким, так что трудно добиться однородного распределения напряжения по площади электрода. Чтобы устранить этот недостаток в международной заявке на патент, упомянутой выше, для противоэлектрода OLED применяют проводящие контактные столбики. Эти проводящие контактные столбики подсоединены к средству герметизации, герметизирующему набор слоев, образованный электродами и электролюминесцентным слоем. К сожалению, органические слои и противоэлектрод очень чувствительны. Поэтому соединение проводящих контактных столбиков с противоэлектродами часто приводит к коротким замыканиям. Эти короткие замыкания могут, например, возникать вследствие локального разрушения мягких органических слоев, приводящего противоэлектрод и электрод подложки к непосредственному контакту.

Раскрытие изобретения

Таким образом, изобретение имеет задачу устранить вышеупомянутые недостатки. В частности, задачей изобретения является предоставление электролюминесцентного устройства, которое может быть легко подсоединено без угрозы короткого замыкания.

Эта задача выполнена электролюминесцентным устройством, как дано пунктом 1 формулы изобретения настоящего изобретения. Также задача выполнена способом, как дано пунктом 10 формулы изобретения настоящего изобретения. Предпочтительные варианты осуществления электролюминесцентного устройства и способа определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Признаки и подробности, описанные в отношении электролюминесцентного устройства, также применяются к способу, и наоборот.

Это изобретение раскрывает то, что по меньшей мере одно защитное средство размещено на электроде подложки, причем защитное средство является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством.

Главной идеей настоящего изобретения является использование защитного средства для предотвращения короткого замыкания, вызванного подсоединением контактного средства к противоэлектроду и/или самим контактным средством. Из-за толщины противоэлектрода повреждение контактным средством может легко привести к короткому замыканию. Так как толщина органического электролюминесцентного слоя также мала, то части поврежденного противоэлектрода могут проникнуть сквозь этот органический электролюминесцентный слой и войти в непосредственный контакт с электродом подложки. Чтобы предотвратить это, защитное средство размещено на электроде подложки и является электронепроводящим. Поэтому предотвращают непосредственный контакт элементов противоэлектрода, которые изгибаются по направлению к электроду подложки, с электродом подложки защитным средством, так как оно по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством или может дополнительно превышать площадь под контактным средством. Из-за защитного средства раскрытое электролюминесцентное устройство может легко быть подсоединено к источнику электропитания, когда не должно быть выполнено никаких особых соображений, касающихся контактного средства. Даже если контакт выполнен таким образом, что контактное средство повреждает противоэлектрод, не существует никакого риска короткого замыкания, так как защитное средство будет предотвращать любой непосредственный контакт между контактным средством или противоэлектродом и электродом подложки. Для достижения этой цели площадь, покрытая защитным средством, находится по меньшей мере полностью под или может превышать площадь, причем контактное средство находится в контакте с противоэлектродом. Так что защитное средство по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством.

В контексте изобретения понятие набор электролюминесцентных (EL) слоев обозначает все слои, созданные между электродом подложки и противоэлектродами. В одном варианте осуществления набора EL слоев, он содержит по меньшей мере один светоизлучающий органический электролюминесцентный слой, созданный между подложкой и противоэлектродом. В других вариантах осуществления наборы слоев могут содержать несколько слоев, созданных между подложкой и противоэлектродом. Несколько слоев могут быть органическими слоями, такими как один или более слоев с дырочной проводимостью, запирающих слоев для электронов, слоев с электронной проводимостью, запирающих слоев для дырок, эмиттерных слоев или сочетаний органических и неорганических слоев. Неорганические слои могут быть дополнительными электродами в случае двух или более светоизлучающих слоев в пределах набора слоев и/или слоями инжекции зарядов. В предпочтительном варианте осуществления электрод подложки и/или противоэлектрод содержат по меньшей мере один из следующих материалов: ITO, алюминий, серебро, легированный ZnO или оксидный слой.

В контексте изобретения понятие подложка обозначает материал для основания, на который осаждены разные слои электролюминесцентного устройства. Обычно, подложка прозрачная и выполнена из стекла. Кроме того, может быть предпочтительно, чтобы подложка была прозрачной, предпочтительно содержащей по меньшей мере один из следующих материалов: серебро, золото, стекло или керамику. Она также может быть в виде прозрачных полимерных листов или фольги с подходящим влаго- и кислородонепроницаемым слоем для необходимого предотвращения проникновения влаги и/или кислорода в набор слоев электролюминесцентного устройства. Также в качестве подложки возможно использование непрозрачных материалов, таких как металлическая фольга. Подложка может содержать дополнительные слои, например, для оптических целей, таких как повышение выхода света или других целей. Подложка обычно плоская, но она также может быть сформирована в любой трехмерной форме, которая требуется.

В контексте изобретения понятие электрод подложки обозначает электрод, осажденный сверху подложки. Обычно он состоит из прозрачного ITO (оксида индия и олова), если требуется с формированием подслоя из SiO₂ или SiO для устранения диффузии подвижных атомов или ионов из стекла в электрод. Для стеклянной подложки с ITO электродом ITO обычно является анодом, но в особых случаях он может также быть использован в качестве катода. В некоторых случаях тонкие слои Ag или Au (толщиной 8 - 15 нм) использованы отдельно или в сочетании с ITO в качестве электрода подложки. Если металлическая фольга использована в качестве подложки, то она также берет на себя роль электрода подложки, либо анода, либо катода. Примечанием сверху обозначена последовательность перечисленных слоев. Это примечание явно содержит возможность дополнительных слоев в промежутке между слоем, обозначенным как один сверху другого. Например, могли бы быть дополнительные оптические слои для повышения выхода света, размещенные между электродом подложки и подложкой.

В контексте изобретения понятие противоэлектрод обозначает электрод вдали от подложки. Обычно он непрозрачный и выполнен из тонких слоев Al или Ag достаточной толщины, так что электрод является отражающим (типично 100 нм для Al и 100-200 нм для Ag). Обычно он является катодом, но он может также быть электрически смещен как анод. Для излучающих вверх или прозрачных электролюминесцентных устройств противоэлектрод должен быть прозрачным. Прозрачные противоэлектроды выполнены из тонких слоев Ag или Al (5-15 нм) или из ITO слоев, осажденных сверху других предварительно осажденных слоев.

В контексте изобретения электролюминесцентное устройство с сочетанием прозрачной подложки, прозрачного электрода подложки и непрозрачного противоэлектрода (обычно отражающего), излучающее свет сквозь подложку, названо «излучающим вниз». В случае электролюминесцентного устройства, содержащего дополнительные электроды, в некоторых вариантах осуществления как подложка, так и противоэлектроды могут быть либо оба анодами или оба катодами, когда внутренние электроды задействованы в качестве катодов или анодов. Кроме того, в контексте изобретения электролюминесцентное устройство с сочетанием непрозрачного электрода подложки и прозрачного противоэлектрода, излучающее свет сквозь противоэлектрод, названо «излучающим вверх».

В контексте изобретения понятие прозрачное электролюминесцентное устройство обозначает электролюминесцентное устройство, в котором подложка, электрод подложки, противоэлектрод и средство герметизации являются прозрачными. Здесь электролюминесцентное устройство является как излучающим вниз, так и вверх. В контексте изобретения слой, подложка или электрод названы прозрачными, если пропускание света в видимом диапазоне более чем 50%, причем остаток поглощается или отражается. Кроме того, в контексте изобретения слой, подложка или электрод названы полупрозрачными, если пропускание света в видимом диапазоне составляет между 10% и 50%,; причем остаток поглощается или отражается. В дополнение, в контексте изобретения свет назван видимым светом, когда он обладает длиной волны между 450 нм и 650 нм. В контексте изобретения свет назван искусственным светом, когда он излучен органическим электролюминесцентным слоем электролюминесцентного устройства.

Кроме того, в контексте изобретения слой, соединитель или элемент конструкции электролюминесцентного устройства назван электропроводящим, если его электрическое сопротивление составляет менее чем 100000 Ом. В контексте изобретения пассивные электронные компоненты содержат резисторы, конденсаторы и индуктивности. Кроме того, в контексте изобретения активные электронные компоненты содержат диоды, транзисторы и все типы интегральных схем.

В контексте изобретения слой, подложка, электрод или элемент конструкции электролюминесцентного устройства названы отражающими, если свет, падающий на их поверхность раздела, возвращен согласно закону отражения: макроскопический угол падения равен макроскопическому углу отражения. Также в этом случае использован термин зеркальное отражение.

Кроме того, в контексте изобретения слой, подложка, электрод или элемент конструкции электролюминесцентного устройства названы рассеивающими, если свет, падающий на них, не возвращен согласно закону отражения: макроскопический угол падения не равен макроскопическому углу возвращенного света. Существует также распределение углов для возвращенного света. Вместо рассеивания также использован термин диффузное отражение.

В предпочтительном варианте осуществления защитное средство содержит непроводящий клей. Непроводящий клей имеет преимущество в том, что он прост в применении и не будет повреждать электрод подложки. Кроме того, он может быть применен на воздухе, и нет необходимости использовать вакуумную камеру или чистое производственное помещение. Поэтому капля непроводящего клея может быть легко нанесена на электрод подложки и предотвращает в качестве защитного средства любое короткое замыкание между двумя электродами.

Чтобы добиться прочного непроводящего клея может быть использован по меньшей мере один из следующих связующих материалов: эпоксидные смолы, полиуретаны, акриловая смола или силикон.

Кислород или вода могут повредить органический электролюминесцентный слой или противоэлектрод. Так как защитное средство может иметь непосредственный контакт с органическим электролюминесцентным слоем, то предпочтительно, что непроводящий клей защитного средства является безводным и/или не содержащим воду. В контексте изобретения понятие не содержащий воду и/или безводный описывает тот факт, что никакого ухудшения вследствие влажности в течение среднего срока службы электролюминесцентного устройства может не наблюдаться невооруженным глазом. Видимое ухудшение органического электролюминесцентного слоя вследствие диффузии воды в набор слоев может принимать вид растущих черных пятен или уменьшения излучающей зоны от краев. Понятие не содержащий воду и/или безводный зависит не только от самого непроводящего клея, но и от количества воды, которое может быть поглощено органическим электролюминесцентным слоем без его повреждения.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления электролюминесцентное устройство может содержать влаго- и/или кислородонепроницаемые слои. В контексте изобретения слои предотвращения вредной диффузии влаги и/или кислорода в набор слоев названы влаго- и/или кислородонепроницаемыми слоями. Диффузия обозначена как вредная, если может наблюдаться значительное сокращение продолжительности излучаемого света. Стандартные OLED-устройства согласно существующему уровню техники достигают срока годности при хранении порядка 100000 часов или более. Значительное снижение обозначает сокращение срока службы примерно в 2 и более раз.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитное средство может содержать по меньшей мере одно из следующего: фоторезист, лак, краску или слой стекла, выполненный из повторно расплавленной стеклообразной фритты или окисленного слоя металла, предпочтительно анодированного алюминия. Защитное средство должно предотвращать непосредственный контакт между противоэлектродом и электродом подложки, который приведет к короткому замыканию. Названные материалы могут быть легко нанесены на электрод подложки, часто без необходимости в чистом производственном помещении или вакуумной камере. Поэтому нанесение защитного средства можно выполнить легко и экономично. Специалисты в данной области техники могут выбрать другие электронепроводящие материалы в пределах объема этого изобретения.

Защитное средство должно иметь свойства, которые, с одной стороны, обеспечивают то, что оно не является электропроводящим. Кроме того, оно должно быть достаточно толстым и/или твердым, чтобы экранировать электрод подложки от контактного средства. Точная толщина и твердость зависят от фактического давления, оказанного контактным средством, но типично толщины 1-100 микрометров достаточно. Требуемая защита была достигнута слоями фоторезиста толщиной 1,5 микрометров, а также слоями непроводящего клея толщиной 10-200 микрометров, но также могут быть использованы более толстые слои. Кроме того, должно быть обеспечено то, что защитное средство не повредит ни электрод подложки, органический электролюминесцентный слой, ни противоэлектрод. В предпочтительном варианте осуществления защитное средство содержит непроводящий клей. Кроме того, предпочтительно то, что непроводящий клей защитного средства является безводным и/или не содержащим воду.

Электролюминесцентное устройство согласно изобретению содержит средство герметизации для герметизации набора электролюминесцентных слоев. Средство герметизации может также герметизировать весь набор слоев электролюминесцентного устройства или только множество слоев, образующих часть всего набора слоев. Предпочтительно, средство герметизации является газонепроницаемым элементом, покрывающим по меньшей мере органический электролюминесцентный слой и противоэлектрод. Посредством использования газонепроницаемого средства герметизации, предотвращено то, что факторы окружающей среды, такие как вода или кислород, могут повредить герметизированные слои. Средство герметизации может образовать газонепроницаемую крышку. Эта крышка может быть образована из стекла или металла. Также возможно образовать средство герметизации одним или множеством слоев, нанесенных на электролюминесцентное устройство или только на его части. Слои могут содержать кремний, оксид кремния, нитрид кремния, оксид алюминия или оксинитрид кремния. Все названные средства герметизации предотвращают вредное воздействие механических факторов и/или факторов окружающей среды на набор слоев электролюминесцентного устройства.

В качестве примера, средство герметизации может быть выполнено из металлов, стекла, керамики или их сочетания. Оно прикреплено к подложке проводящим или непроводящим клеем, расплавленной стеклообразной фриттой или металлическим припоем. Поэтому оно также может предоставить механическую прочность для электролюминесцентного устройства.

В предпочтительном варианте осуществления средство герметизации электрически подсоединено к контактному средству. Электрическое соединение между контактным средством и средством герметизации может быть непосредственным или косвенным. В непосредственном способе средство герметизации имеет непосредственный контакт с контактным средством. В косвенном способе может быть использовано средство, такое как проволока, для соединения средства герметизации и контактного средства. Помимо названной проволоки могут быть использованы другие средства для соединения средства герметизации и контактного средства, которые известны специалисту в данной области техники. Возможно подсоединение электролюминесцентного устройства к источнику электропитания с помощью средства герметизации. Поэтому проволока и т.д. может быть прикреплена к средству герметизации, которая передает электрический ток через контактное средство противоэлектроду. Требованием для этого варианта осуществления является то, что средство герметизации является, по крайней мере, проводящим в одной части. Чтобы предотвратить короткие замыкания, средство герметизации должно в таком случае быть изолировано от электрода подложки. Это может быть реализовано таким образом, что средство герметизации разделено на две области. Одна из них является электропроводящей контактной площадкой, а другая является электроизолирующей областью. Средство герметизации должно быть сконструировано таким образом, что электропроводящая контактная площадка подсоединена к контактному средству.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления средство герметизации содержит электропроводящий газонепроницаемый ввод. Этот газонепроницаемый ввод содержит проводящий элемент, который подсоединен к средству соединения. Это может быть выполнено путем непосредственного контакта или с помощью проволоки или элемента, известного специалисту в данной области техники. Если средство герметизации является электропроводящим и подсоединено к электроду подложки, то предпочтительно, что газонепроницаемый ввод электрически изолирован от средства герметизации. Это может быть выполнено средством изоляции, в который встроен проводящий элемент. Это средство изоляции для газонепроницаемого ввода может, например, быть образовано стеклом или керамикой, полностью покрывающей проводящий элемент.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления средство герметизации содержит электропроводящую контактную площадку. В этом варианте осуществления средство герметизации состоит из двух разных элементов, один образует контактную площадку, а другой элемент образует изолирующую область. Предпочтительно, контактная площадка размещена сверху средства герметизации. В другом варианте контактная площадка может быть образована элементом, встроенным в средство герметизации, причем этот встроенный элемент является проводящим. Например, в газонепроницаемую многослойную структуру, образующую средство герметизации, может быть встроен металлический диск. Тогда этот металлический диск образует контактную площадку, которая находится в электрическом контакте с контактным средством электролюминесцентного устройства. Предпочтительно, контактная площадка электрически изолирована от средства герметизации. Это может быть выполнено встраиванием контактной площадки в стеклянный или керамический или другой материал, известный специалисту в данной области техники.

Главной идеей настоящего изобретения является предотвращение, используя защитное средство, любого короткого замыкания между двумя электродами раскрытого электролюминесцентного устройства, вызванного контактным средством и/или нанесением контактного средства на противоэлектрод. Поэтому различные контактные средства могут быть применены для раскрытого электролюминесцентного устройства без угрозы короткого замыкания. Для дополнительного уменьшения вероятности короткого замыкания в пределах изобретения раскрыто множество контактных средств, которые могут быть использованы для подсоединения электролюминесцентного устройства, особенно противоэлектрода к источнику электропитания. Даже если одно из названных контактных средств преднамеренно использовано для повреждения противоэлектрода на площади, на которой контактное средство находится в контакте с противоэлектродом, то не произойдет никакого короткого замыкания, так как защитное средство размещено по меньшей мере полностью под поврежденной площадью противоэлектрода и предотвратит это.

Контактное средство может содержать пружину, которая помещена между средством герметизации и противоэлектродом. Поэтому пружина может находиться в непосредственном контакте с противоэлектродом и проводить электрический ток от средства герметизации к противоэлектроду. Пружина может быть прикреплена к противоэлектроду, например, пайкой, лазерной сваркой или ультразвуковой сваркой. Процесс прикрепления может привести к проникновению сквозь противоэлектрод и/или набор электролюминесцентных слоев. И в этом случае защитное средство внизу предотвратило бы короткое замыкание. В еще одном варианте осуществления пружина может прижимать монетоподобную контактную пластину к противоэлектроду. Даже если поверхность этого монетоподобного элемента может не быть абсолютно плоской, а проникает сквозь части противоэлектрода, то никакого короткого замыкания не произойдет, так как защитное средство внизу предотвратит вхождение в электрический контакт поверхности контактного средства с электродом подложки.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления контактное средство может содержать дугообразную пружину. Пружина в форме дуги может легко быть прикреплена к средству герметизации, и контакт между контактным средством и противоэлектродом легко установлен. В еще одном предпочтительном варианте осуществления контактное средство является закругленным наконечником. Оно может также содержать пружину, которая прижимает закругленный наконечник к противоэлектроду. Вследствие большой площади контакта между закругленным наконечником и противоэлектродом установлен надежный контакт.

Как раскрыто, защитное средство может содержать непроводящий клей. Этот непроводящий клей может быть прозрачным, непрозрачным или содержать рассеивающие свойства. В зависимости от материала, использованного для средства защиты, эксперименты показали, что площадь, на которую нанесено средство защиты, может выглядеть темной при нормальной работе электролюминесцентного устройства, так как инжекция зарядов из электрода подложки в набор электролюминесцентных слоев заблокирована. Поэтому еще один предпочтительный вариант изобретения отличается тем, что защитное средство содержит по меньшей мере одно рассеивающее средство для рассеивания света, сгенерированного органическим электролюминесцентным слоем; предпочтительно то, что рассеивающее средство встроено в защитное средство. Это рассеивающее средство рассеивает и/или отражает часть искусственного света, направленного подложкой. Это приводит к подсветке противоположной неизлучающей области. Так как подложка часто работает как своего рода световод, то рассеивающее средство защитного средства дает возможность этому свету рассеиваться и отражаться за пределы электролюминесцентного устройства. Рассеивающее средство может быть образовано множеством пигментов и/или вкраплений в защитное средство. Эти пигменты и/или вкрапления могут, например, содержать алюминий, слюдосодержащие пигменты, частицы диоксида титана или другие вкрапления или частицы, известные специалисту в данной области техники, в качестве рассеивающих и/или отражающих искусственный свет органического электролюминесцентного устройства.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитное средство окрашено. Это может быть выполнено окраской самого защитного средства или применением цветных пигментов в защитном средстве.

В еще одном варианте осуществления защитное средство размещено в виде замкнутого контура, имеющего внутренний край и внешний край, обрамляющего набор электролюминесцентных слоев, в котором противоэлектрод частично покрывает замкнутый контур, устанавливающий прилегающий зазор между внешним краем контура и краем противоэлектрода достаточно большой, чтобы изолировать противоэлектрод от электрода подложки. С таким замкнутым контуром затраты на производство могут быть дополнительно снижены при применении одной и той же маски для осаждения набора электролюминесцентных слоев и противоэлектрода. Применяя одну и ту же маски для осаждения набора электролюминесцентных слоев и противоэлектрода без непроводящего замкнутого контура сверху электрода подложки, обрамляющего упомянутый набор слоев, было бы весьма вероятно, что оба электрода находятся в электрическом контакте где-то на краю противоэлектрода. В этом варианте осуществления изоляция между подложкой и противоэлектродом поддерживается прилегающим зазором между противоэлектродом и внешним краем контура непроводящего средства защиты.

Чтобы добиться однородного распределения напряжения по площади противоэлектрода, предпочтительно то, что множество контактных средств нанесено на противоэлектрод. Посредством использования нескольких контактных средств достигнутое распределение напряжения является более однородным. Было бы целесообразно подсоединить все контактные средства к одному и тому же потенциалу источника электропитания. Это превращается в равномерное распределение тока и напряжения для органического электролюминесцентного слоя и в однородную генерацию искусственного света органическим электролюминесцентным слоем. Чтобы предотвратить короткое замыкание, число защитных средств, нанесенных на электрод подложки, зависит от числа контактных средств. Поэтому предпочтительно то, что множество защитных средств размещено на электроде подложки. Для известных электролюминесцентных устройств было показано, что предпочтительно, чтобы на электрод подложки было нанесено следующее число защитных средств: 2, 4, 5, 8, 16 или 32.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления противоэлектрод структурирован на множество электрически отделенных сегментов противоэлектрода, в котором каждый сегмент противоэлектрода содержит по меньшей мере одно защитное средство. В этом варианте осуществления противоэлектрод в целом виде не подсоединен к источнику электропитания. Вместо этого противоэлектрод структурирован. Это структурирование противоэлектрода приводит к отделенным сегментам противоэлектрода. Поэтому никакой электрический ток не может протекать непосредственно между отделенными противоэлектродами. Противоэлектроды могут быть соединены посредством использования средства герметизации. Так как каждый из сегментов противоэлектрода содержит по меньшей мере одно контактное средство, которое подсоединено к средству герметизации, то между сегментами противоэлектрода может существовать контакт через средство герметизации. Но между сегментами противоэлектрода не существует никакого непосредственного контакта. Для каждого контактного средства на электрод подложки может быть нанесено одно защитное средство, чтобы предотвратить любого вида короткое замыкание. Кроме того, одно защитное средство может быть размещено под множеством контактных средств.

Задача настоящего изобретения также выполнена способом для защиты электрода подложки электролюминесцентного устройства, в котором электролюминесцентное устройство содержит набор электролюминесцентных слоев по меньшей мере с одним органическим электролюминесцентным слоем, размещенным между электродом подложки и противоэлектродом сверху подложки, и средство герметизации, герметизирующее по меньшей мере набор электролюминесцентных слоев, электролюминесцентное устройство содержит по меньшей мере одно контактное средство для электрического контакта противоэлектрода с источником электропитания, причем способ содержит этап, на котором:

- наносят по меньшей мере одно защитное средство на электрод подложки, причем защитное средство является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством.

Признаки и подробности, описанные в отношении электролюминесцентного устройства, также применяются к способу, и наоборот.

Раскрытое электролюминесцентное устройство, описанное выше, предпочтительно изготовлено в соответствии с раскрытым способом.

Защитное средство является слоем, который защищает органические слои и противоэлектрод от любого негативного воздействия от контактного средства посредством надежного изолирования электрода подложки по отношению к противоэлектроду. Таким образом, даже если контактное средство может повредить противоэлектрод и органические слои, то никакого короткого замыкания не произойдет, так как защитное средство предотвращает любой непосредственный контакт между двумя электродами. Защитное средство может содержать непроводящий клей или фоторезист. Площадь защитного средства может продолжаться за пределы площади контактного средства.

Изобретение также раскрывает использование защитного средства для предотвращения коротких замыканий между электродом подложки и противоэлектродом, снабженным по меньшей мере одним контактным средством. Защитное средство размещено на электроде подложки и поэтому предотвращает непосредственный контакт между электродом подложки и противоэлектродом, даже если контактное средство проникает сквозь часть противоэлектрода и органические слои.

Кроме того, изобретение раскрывает использование непроводящего клея в качестве защитного средства для предотвращения короткого замыкания между электродом подложки и противоэлектродом, снабженным по меньшей мере одним контактным средством. Использование непроводящего клея в качестве защитного средства имеет преимущество в том, что непроводящий клей может легко быть нанесен на электрод подложки. Непроводящий клей является в основном вязкой жидкостью, которая может легко быть прикреплена к электроду подложки. Нет никакой необходимости в чистом производственном помещении или вакуумной камере. Кроме того, непроводящий клей имеет преимущество в том, что он не повреждает органический электролюминесцентный слой и противоэлектрод, которым защитное средство покрыто.

Изобретение также относится к подложке, покрытой только одним прилегающим электродом, который использован в качестве электрода подложки в электролюминесцентном устройстве согласно нашему настоящему изобретению. Прилегающий электрод не структурирован, что означает любой электрод, в котором площадь подложки, покрытая электродом, который является электродом подложки, не приспособлена для нанесения второй проводящей области на подложку в пределах герметизированной площади подложки органического электролюминесцентного устройства, покрытого средством герметизации, которое электрически изолировано до электрода подложки.

Для производства раскрытого электролюминесцентного устройства изобретения разные слои набора слоев осаждают на подложку. После осаждения электрода подложки на подложку, на электрод подложки может быть нанесено защитное средство. Потом осаждают органические слои. В заключение осаждают противоэлектрод. Согласно существующему уровню техники, предпочтительной технологией осаждения для органических слоев и противоэлектрода является термовакуумное испарение. Термовакуумное испарение является технологией осаждения, в которой материалы, которые осаждают, следуют прямолинейно из источника испарения к подложке, приводя к направленному осаждению. Если защитное средство имеет крутые края или нависающие края, то будут происходить эффекты экранирования, которые приводят к отверстиям в органических слоях и противоэлектроде. Для предотвращения этого нежелательного эффекта предпочтительно, чтобы защитное средство имело плавные и некрутые края. Поэтому изобретение также заявляет защитное средство, содержащее свойства материала и/или методики нанесения, которые предотвращают возникновение экранирующего края на электроде подложки. В предпочтительном варианте осуществления свойство материала, предотвращающее возникновение экранирующего края, является вязкостью, например вязкостью при повышенной температуре. Предпочтительно вязкость является низкой. Если непроводящий клей используют в качестве защитного средства, то он может быть нанесен как капля на электрод подложки. Если этот непроводящий клей защитного средства содержит вязкость, которая дает ему возможность растекаться, то получится плавная холмообразная форма защитного средства, которая предотвращает эффекты экранирования. Если для защитного средства используют материал, который дает крутые края, то это может создать эффекты экранирования, если используют только один источник осаждения, для осаждения материала на подложку с разных направлений могут быть использованы несколько источников осаждения. Также может быть целесообразным вращение или перемещение иным образом подложки в течение осаждения, чтобы обеспечить непрерывное осаждение слоев над защитным средством.

Вышеупомянутые электролюминесцентное устройство и/или способ, а также заявленные компоненты и компоненты, которые будут использованы в соответствии с изобретением в описанных вариантах осуществления, не подлежат каким-либо особым исключениям в отношении размера, формы, выбора материалов. Технические концепции, такие как критерии выбора, известны в данной области техники и могут быть применены без ограничений. Дополнительные подробности, характеристики и преимущества задачи изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и нижеследующем описании соответственных фигур, которые являются только примерным видом, показывающим множество предпочтительных вариантов осуществления электролюминесцентного устройства согласно настоящему изобретению.

Краткое описание чертежей

Дополнительные варианты осуществления изобретения будут описаны в отношении нижеследующих чертежей,

где фиг.1 - первый вариант осуществления электролюминесцентного устройства с защитным средством согласно изобретению,

фиг. 2 - вид сверху электролюминесцентного устройства согласно фиг. 1,

фиг. 3 - еще один вариант осуществления электролюминесцентного устройства с контактным средством,

фиг. 4 - электролюминесцентное устройство с еще одним вариантом осуществления контактного средства,

фиг. 5 - электролюминесцентное устройство с другим вариантом осуществления контактного средства,

фиг. 6 - электролюминесцентное устройство с другим вариантом осуществления контактного средства,

фиг. 7 - электролюминесцентное устройство с газонепроницаемым вводом,

фиг. 8 - электролюминесцентное устройство с электропроводящей контактной площадкой,

фиг. 9 - электролюминесцентное устройство с дополнительным вариантом осуществления контактного средства,

фиг. 10 - электролюминесцентное устройство с множеством защитных средств,

фиг. 11 - вид сверху электролюминесцентного устройства согласно фиг. 10,

фиг. 12 - вид сверху электролюминесцентного устройства с сегментированным противоэлектродом,

фиг. 13 - электролюминесцентное устройство согласно фиг. 12 с электропроводящими контактными площадками,

фиг. 14 - электролюминесцентное устройство согласно фиг. 13 с другим вариантом осуществления защитного средства,

фиг. 15 - вид сверху электролюминесцентного устройства согласно фиг. 14, и

фиг. 16 - электролюминесцентное устройство с защитным средством и контактным средством,

фиг. 17 - электролюминесцентное устройство с защитным средством, размещенным в виде замкнутого контура, обрамляющего набор электролюминесцентных слоев, как вид сбоку,

фиг. 18 - электролюминесцентное устройство с защитным средством, размещенным в виде замкнутого контура, обрамляющего набор электролюминесцентных слоев, как вид сверху фиг. 17.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 показано электролюминесцентное устройство 10 согласно первому варианту осуществления изобретения. Электролюминесцентное устройство содержит электрод 20 подложки, противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50 в качестве набора электролюминесцентных слоев в этом и нижеследующих примерах. Органический электролюминесцентный слой 50 размещен между электродом 20 подложки и противоэлектродом 30, образующими набор слоев. Этот набор слоев размещен на подложке 40. В показанном варианте осуществления электрод 20 подложки образован слоем ITO приблизительно толщиной 100 нм, который является прозрачным и проводящим материалом. На этот электрод 20 подложки осажден органический электролюминесцентный слой 50. Если между электродом 20 подложки и противоэлектродом 30 приложено напряжение, то выходят несколько органических молекул в пределах органического электролюминесцентного слоя 50, приводя к излучению искусственного света, который излучен электролюминесцентным слоем 50. Противоэлектрод 30 образован слоем алюминия, работающим как зеркало, отражающее искусственный свет сквозь электрод 20 подложки и подложку 40. Чтобы излучать свет в окружающее пространство, подложка 40 в этом варианте осуществления выполнена из стекла. Таким образом, электролюминесцентное устройство согласно фиг. 1 является излучающим вниз OLED. Электролюминесцентное устройство 10, показанное на нижеследующих фигурах, а также его компоненты и компоненты, использованные согласно изобретению, не показаны верно в масштабе. В особенности толщины электродов 20, 30, органического электролюминесцентного слоя 50 и подложки 40 не являются верными по масштабу. Все фигуры служат только для пояснения изобретения.

Нанесение контактного средства 60 на противоэлектрод 30 может повредить тонкий слой противоэлектрода 30 и/или органический электролюминесцентный слой 50. Чтобы использовать любого вида контактное средство и/или снизить сложность нанесения контактного средства 60 на противоэлектрод 30, изобретение раскрывает защитное средство 70. Это защитное средство 70 размещено на электроде 20 подложки. Защитное средство 70 является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством 60. Площадь электрода 20 подложки под контактным средством 60, покрытая защитным средством 70 (защитная площадь), превышает площадь на противоэлектроде 30, находящуюся в контакте с контактным средством 60 (площадь контакта). Однако было бы достаточно, если защитная площадь не превышает площадь контакта, а размещена полностью под площадью контакта. Защитное средство 70 изолирует электрод 20 подложки от контактного средства 60 и/или каких-либо частей противоэлектрода 30, которые могут быть повреждены из-за нанесения контактного средства 60 и могут проникнуть сквозь органический электролюминесцентный слой 50. Поэтому нанесение контактного средства 60 на противоэлектрод 30 раскрытого электролюминесцентного устройства 10 не содержит риска порождения короткого замыкания.

Защитное средство 70 может содержать и/или состоять из электронепроводящего клея. Как показал ряд тестов, имеющийся в продаже непроводящий клей, такой как UHU plus schnellfest, время отверждения 5 минут, 2-компонентный эпоксидный клей, может быть прикреплен к электроду 20 подложки. Такого вида непроводящий клей не вредит ни электродам 20, 30 ни органическому электролюминесцентному слою 50. Посредством нанесения электронепроводящего клея в качестве защитного средства 70 на электрод 20 подложки создана защитная площадь, в которой предотвращено короткое замыкание, которое могло бы произойти из-за того, что контактное средство 60 нанесено на противоэлектрод 30. Контактное средство 60 могло бы по меньшей мере частично проткнуть противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50, приводя к возможности электрического контакта противоэлектрода 30 и электрода 20 подложки. Защитное средство 70 защищает электрод 20 подложки от непосредственного контакта с контактным средством 60.

Как может быть видно на фигуре 1, органический электролюминесцентный слой 50 и противоэлектрод 30 герметизированы средством 90 герметизации. Это средство 90 герметизации содержит крышкообразную форму. Кроме того, электролюминесцентное устройство 10 содержит по меньшей мере одно контактное средство 60 для электрического контакта противоэлектрода 30 с источником электропитания. Контактное средство 60 поэтому является частью пути тока, ведущего от противоэлектрода 30 к источнику электропитания. В показанном варианте осуществления контактное средство 60 является проводящим контактным столбиком, нанесенным на противоэлектрод 30. Этот проводящий контактный столбик может содержать металл или другой проводящий материал, известный специалисту в данной области техники.

На фигуре 1 контактное средство 60 находится в непосредственном контакте с противоэлектродом 30, а также со средством 90 герметизации. Поэтому легко электрически соединить противоэлектрод 30 с источником электропитания. Пользователь только должен нанести электропроводящее средство на средство 90 герметизации, которое тогда образует перемычку через зазор к контактному средству 60. В показанном варианте осуществления средство 90 герметизации с одной стороны подсоединено к электроду 20 подложки, а с другой стороны находится в контакте с контактным средством 60. Чтобы предотвратить короткое замыкание, по меньшей мере часть средства 90 герметизации и/или средство 90 герметизации целиком должно быть изолировано от электрода 20 подложки. В показанном варианте осуществления верхняя часть 95 средства 90 герметизации является электропроводящей, тогда как боковая часть 96 средства 90 герметизации является электроизолирующей. Поэтому короткое замыкание между противоэлектродом 30 и электродом 20 подложки предотвращено. В зависимости от типа использования средства 90 герметизации может обладать следующими свойствами:

  Свойство верхней части 95 средства 90 герметизации Свойство боковой части 96 средства 90 герметизации 1. проводящая проводящая 2. изолирующая проводящая 3. проводящая изолирующая 4. изолирующая изолирующая

В первом случае средство 90 герметизации должно быть изолировано от электрода 20 подложки. Поэтому для средства 90 герметизации должна быть применена изолирующая окантовка 94, показанная на фигуре 3. В третьем случае не будет никакой необходимости в какой-либо изолирующей окантовке 94, так как боковая часть 96 средства 90 герметизации изолирует проводящую верхнюю часть 95 от электрода 20 подложки. Во втором случае электропроводящий ввод может быть подведен к изолирующей верхней части 95 средства герметизации, чтобы соединить его с контактным средством 60. То же самое применяется в четвертом случае, в котором боковая часть 96, а также верхняя часть 95 средства 90 герметизации являются изолирующими. Электрод 20 подложки подсоединен к источнику питания через средство 93' соединения. Подходящее средство 93' соединения известно специалистам в данной области техники.

Средство 90 герметизации должно быть газонепроницаемым, чтобы предотвратить повреждение органического электролюминесцентного слоя 50 или любого из двух электродов 20, 30, герметизированных в средстве 90 герметизации, из-за окружающей атмосферы. Показанное электролюминесцентное устройство 10, кроме того, может содержать газопоглотитель 170, размещенный в пределах средства 90 герметизации. Этот газопоглотитель 170 использован для поглощения влаги и других повреждающих газов, которые оказались диффундированными в защищенную область в пределах средства 90 герметизации. Газопоглотитель 170 может содержать CaO или цеолиты. Специалисту в данной области техники известны и другие материалы.

Фигура 2 показывает вид на обратную сторону электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 1. Для более легкого понимания электролюминесцентное устройство 10 показано без средства 90 герметизации. Защитное средство 70 размещено на электроде 20 подложки и элекронепроводящее. Целью защитного средства 70 является защита электрода 20 подложки от любого влияния контактного средства 60. Поэтому части, например, продолжений, контактного средства 60, проникающие сквозь противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50, не достигнут электрода 20 подложки. Вместо этого они будут остановлены защитным средством 70. В другом варианте защитное средство 70 может содержать размер, который ограничивает вероятность того, что контактное средство 60 является источником какого-либо короткого замыкания между противоэлектродом 30 и электродом 20 подложки. Эксперименты неожиданно показали, что непроводящий клей является подходящим материалом для использования в качестве защитного средства 70. Поэтому капля непроводящего клея может быть нанесена на электрод 20 подложки, прежде чем на подложку 40 осаждены органический электролюминесцентный слой 50 и противоэлектрод 30. Фигура 2 показывает защитное средство 70, размещенное под органическим электролюминесцентным слоем 50 и противоэлектродом 30. Как может быть видно, защитное средство 70 размещено под контактным средством 60. Кроме того, защитное средство 70 покрывает область защиты на электроде 20 подложки, которая больше, чем площадь контакта, покрытая контактным средством 60 на противоэлектроде 30. Поэтому никакое влияние средства 60 соединения на противоэлектрод 30 и/или органический электролюминесцентный слой 50 не приведет к любого вида электропроводящей перемычке к электроду 20 подложки. Это успешно предотвращено защитным средством 70.

К электроду подложки подведено средство 93' соединения. На всех фигурах средство 93' соединения электрода 20 подложки имеет вид проволоки, прикрепленной к электроду 20 подложки. Это должно только обозначать возможность соединения электрода 20 подложки с источником электропитания. Очевидно, что показанный вариант осуществления средства 93' соединения является только примерной конструкцией такого средства 93' соединения. Другие компоновки, известные специалисту в данной области техники, могут также быть использованы для подсоединения электрода 20 подложки к источнику электропитания.

На фигуре 3 показан еще один вариант осуществления раскрытого электролюминесцентного устройства 10. Отклоняясь от электролюминесцентного устройства фигуры 1, контактное средство 60 не имеет никакого непосредственного контакта с верхней частью 95 средства 90 герметизации. Вместо этого использовано средство 93 соединения. Это средство 93 соединения может являться проволокой, а может также являться другим средством, известным специалисту в данной области техники, для образования перемычки через зазор между проводящей верхней частью 95 и контактным средством 60. В показанном варианте осуществления верхняя часть 95, а также боковая часть 96 средства 90 герметизации являются электропроводящими. Поэтому электролюминесцентное устройство 10 может быть подсоединено к источнику электропитания в любой точке средства 90 герметизации. Из-за свойства своего материала и/или размера средство 90 герметизации обладает низким сопротивлением по сравнению с сопротивлением противоэлектрода 30. Поэтому пользователь может выбрать самый удобный участок средства 90 герметизации, чтобы соединить его с источником электропитания. Чтобы предотвратить короткое замыкание между противоэлектродом 30 и электродом 20 подложки, для электролюминесцентного устройства 10 применена изолирующая окантовка 94. Эта изолирующая окантовка 94 размещена между электродом 20 подложки и боковой частью 96 средства 90 герметизации. Поэтому не существует никакого непосредственного электрического контакта между электродом 20 подложки и средством 90 герметизации, ни противоэлектродом 30. Защитное средство 70 размещено на электроде 20 подложки и является элекронепроводящим. Кроме того, оно рамещено под контактным средством 60, но может дополнительно продолжаться. Чтобы предотвратить любое возникновение короткого замыкания, по меньшей мере одно защитное средство 70 размещено на электроде 20 подложки, причем защитное средство 70 является элекронепроводящим и размещено по меньшей мере частично под контактным средством 60. Здесь следует отметить, что защитное средство 70 размещено под контактным средством 60, обозначает, что площадь, покрытая защитным средством 70, находится по меньшей мере полностью под или может превышать площадь, на которой контактное средство 60 находится или будет находиться в контакте с противоэлектродом 30. Так что защитное средство 70 содержит размер, который дает возможность ему по меньшей мере полностью покрывать площадь, необходимую контактному средству 60 на противоэлектроде 30. Помимо этого, конструкция и элементы электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 3 идентичны тем, что на фигуре 1.

На фигуре 4 показан еще один вариант осуществления контактного средства 60. В этом варианте осуществления электролюминесцентное устройство 10 содержит контактное средство 60, которое является пружиной. Эта пружина подсоединена к средству 90 герметизации и противоэлектроду 30. Поэтому верхняя часть 95 средства 90 герметизации должна быть проводящей. Чтобы предотвратить короткое замыкание, боковые части 96 средства 90 герметизации должны быть изолирующими. Пружина может быть использована в качестве контактного средства 60, даже если она возможно проникает сквозь противоэлектрод 30, так как защитное средство 70' предотвращает любого вида короткое замыкание. Контактное средство 60 будет остановлено из-за защитного средства 70 до входа в непосредственный контакт с электродом 20 подложки. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что пользователь раскрытого электролюминесцентного устройства 10 может использовать внешнюю сторону средства 90 герметизации для контакта с источником электропитания. Поэтому проволока или другие элементы могут быть легко прикреплены к средству 90 герметизации, чтобы подсоединить набор слоев к источнику электропитания.

Электролюминесцентное устройство 10, показанное на фигуре 5, отличается от электролюминесцентного устройства 10 фигуры 4 конструкцией контактного средства 60. На фигуре 5 контактное средство 60 содержит дугообразную пружину, которая с одной стороны подсоединена к средству 90 герметизации, а с другой стороны к противоэлектроду 30. Верхняя часть 95 средства 90 герметизации может и в этом случае быть использована для подсоединения электролюминесцентного устройства 10 к источнику электропитания. Чтобы предотвратить короткое замыкание, боковые части 96 средства 90 герметизации должны быть изолирующими, так как они находятся в непосредственном контакте с электродом 20 подложки. Защитное средство 70 электролюминесцентного устройства 10 предотвращает непосредственный контакт электрода 20 подложки с контактным средством 60 и/или противоэлектродом 30.

На фигуре 6 показан очередной вариант осуществления контактного средства 60. В этом варианте осуществления контактное средство 60 содержит средство с закругленным наконечником, которое прижато пружиной к противоэлектроду 30. Это средство с закругленным наконечником и пружина размещены в пределах направляющей, чтобы обеспечить то, что контактное средство 60 не соскользнет в сторону. Так как средство с закругленным наконечником прижато к противоэлектроду 30, существует вероятность того, что оно может проникнуть сквозь противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50 и достичь электрода 20 подложки, что приведет к короткому замыканию. Чтобы предотвратить это, защитное средство 70 размещено под контактным средством. Даже если средство с закругленным наконечником контактного средства 60 проникает сквозь противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50, то не будет никакого короткого замыкания. В показанном варианте осуществления площадь электрода 20 подложки под контактным средством 60, покрытая защитным средством 70 (защитная площадь), превышает площадь на противоэлектроде 30, находящуюся в контакте с контактным средством 60 (площадь контакта). Однако было бы достаточно, если защитная площадь не превышает площадь контакта, а размещена полностью под площадью контакта. Все другие признаки электролюминесцентного устройства 10 фигуры 6 соответствуют тем, что на фигуре 4 и 5.

На фигуре 7 раскрыт еще один вариант осуществления средства 90 герметизации. В этом варианте осуществления средство герметизации содержит электропроводящий газонепроницаемый ввод 92. Этот ввод 92 соединен с контактным средством 60. Это могло бы, как показано, быть выполнено средством 93 соединения, которое соединяет с одной стороны ввод 92, а с другой стороны контактное средство 60. Средство 93 соединения может быть проволокой, фольгой или другим электропроводящим элементом, известным специалисту в данной области техники. Также возможно, что ввод 92 находится в непосредственном контакте с контактным средством 60. С внешней стороны средства 90 герметизации газонепроницаемый ввод 92 может находиться в контакте с источником электропитания. В показанном варианте осуществления предполагается, что средство 90 герметизации целиком является электропроводящим. Поэтому целесообразно то, что газонепроницаемый ввод 92 содержит средство 97 изоляции. Это средство 97 изоляции предотвращает любое короткое замыкание между вводом 92, соединенным с противоэлектродом 30, и средством 90 герметизации, подсоединенным к электроду 20 подложки. Это средство 97 изоляции может быть образовано керамикой стеклом или выполнено из повторно расплавленной стеклообразной фритты. Если не существует никакого средства 97 изоляции для газонепроницаемого ввода 92, то верхняя часть 95 средства 90 герметизации может также быть изолирующей. Таким образом, короткое замыкание между двумя названными электродами 20, 30 также предотвращено. Защитное средство 70 размещено полностью под площадью контактного средства 60, но оно может быть продолжено за пределы этой площади. В показанном варианте изобретения защитное средство 70 занимает площадь на электроде 20 подложки больше, чем контактное средство 60 на противоэлектроде 30. Это обеспечивает то, что никакой прокол противоэлектрода 30 и органического электролюминесцентного слоя 50 контактным средством 60 не приведет к короткому замыканию, так как прокалывающая часть будет остановлена защитным средством 70. Помимо этого, конструкция и элементы электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 7 идентичны тем, что на фигуре 1.

На фигуре 8 показан еще один предпочтительный вариант осуществления электролюминесцентного устройства 10. Это электролюминесцентное устройство 10 содержит набор слоев, образованный противоэлектродом 30, органическим электролюминесцентным слоем 50 и электродом 20 подложки. На обратной стороне противоэлектрода 30 нанесено контактное средство 60. Это контактное средство 60 является электропроводящим контактным столбиком, нанесенным на противоэлектрод 30. Защитное средство 70 размещено под контактным средством 60. Средство 90 герметизации содержит электропроводящую контактную площадку 100. Как может быть видно на фигуре 8, контактное средство 60 находится в непосредственном контакте с контактной площадкой 100 средства 90 герметизации. Пользователь электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 8 должен только соединить контактную площадку 100 с источником электропитания, чтобы генерировать искусственный свет. Так как контактная площадка 100 более крепкая и больше, чем контактное средство 60 и/или противоэлектрод 30, то подсоединение к источнику электропитания может легко быть выполнено известным средством. Например, к контактной площадке 100 средства 90 герметизации может быть прикреплена проволока. Контактная площадка 100 может быть образована металлическим диском, встроенным в средство 90 герметизации. Этот металлический диск является электропроводящим и может поэтому быть использован в качестве перемычки между контактным средством 60 и источником электропитания. В показанном варианте осуществления средство 90 герметизации помещено на электрод 20 подложки и также электропроводящее. Чтобы предотвратить короткое замыкание, средство 90 герметизации содержит изолирующую границу 101, которая охватывает контактную площадку 100. Это предотвращает любой непосредственный контакт между контактной площадкой 100 и верхней частью 95 средства 90 герметизации. Помимо показанного варианта осуществления, контактная площадка 100 может быть образована не только диском, встроенным в средство 90 герметизации. Возможно также, что средство 90 герметизации является цельным элементом, который частично легирован проводящими частицами, так что образована контактная площадка 100. В этом варианте осуществления, остальная часть средства герметизации, которая не является проводящей, изолирует контактную площадку 100 от электрода 20 подложки.

На фигуре 9 показан еще один вариант осуществления электролюминесцентного устройства 10. Показанное электролюминесцентное устройство 10 содержит средство 90 герметизации с контактной площадкой 100. Контактная площадка 100 содержит изолирующую границу 101, которая предотвращает короткое замыкание между двумя электродами 20, 30. Внутри средства 90 герметизации и под контактной площадкой 100 размещено контактное средство 60. Это контактное средство 60 содержит средство с закругленным наконечником, которое прижато пружиной к противоэлектроду 30. Направляющая обеспечивает то, что средство с закругленным наконечником прижато к противоэлектроду 30. Такая конструкция контактного средства 60 имеет преимущество в том, что она может быть использована для устройств с разным расстоянием между противоэлектродом 30 и средством 95 герметизации. Защитное средство 70 размещено на электроде 20 подложки, причем защитное средство 70 является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством 60.

Фигура 10 показывает электролюминесцентное устройство 10 с двумя контактными средствами 60. Под каждым из контактных средств 60 размещено защитное средство 70. Контактное средство 60 заполняет зазор между противоэлектродом 30 и средством 90 герметизации. Контактное средство 60 продолжается в направлении к верхней части 95 средства 90 герметизации. В показанном варианте осуществления верхяя часть 95 и боковая часть 96 средства 90 герметизации являются электропроводящими. Поэтому легко подсоединить противоэлектрод 30 к источнику электропитания. Средство 90 герметизации может быть подсоединено известным способом к источнику электропитания. Вследствие того, что четыре контактных средства 60 использованы для контакта противоэлектрода 30, достигнуто однородное распределение напряжения по противоэлектроду 30. Это приведет к однородной генерации искусственного света органическим электролюминесцентным слоем 50. Так как средство 90 герметизации целиком является проводящим, между средством 90 герметизации и электродом 20 подложки должна быть размещена изолирующая окантовка 94. Это обеспечивает то, что никакого короткого замыкания не происходит.

Фигура 11 показывает вид сверху электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 10. Здесь четыре контактных средства 60 нанесены на противоэлектрод 30. С помощью этих четырех контактных средств 60 в электролюминесцентном устройстве 10 может быть достигнуто более однородное распределение напряжения и/или тока. Для более легкого понимания электролюминесцентное устройство 10 на фигуре 11 показано без средства 90 герметизации. Как может быть видно, каждое из контактных средств 60 обладает собственным защитным средством 70. Защитное средство размещено под контактным средством 60.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления противоэлектрод 30 структурирован на множество электрически отделенных сегментов 31 противоэлектрода. Это должно быть проиллюстрировано фигурами с 12 по 15. На фигуре 12 показан вид сверху электролюминесцентного устройства 10. Для более легкого понимания электролюминесцентное устройство 10 показано без средства 90 герметизации. Как может быть видно, противоэлектрод 30 разделен на четыре сегмента 31, которые электрически не соединены, как может быть видно из фигуры 12. Каждый сегмент 31 противоэлектрода 30 обладает собственным контактным средством 60. Фигура 13 показывает, что контактное средство 60 нанесено таким образом, что оно имеет непосредственный контакт со средством 90 герметизации. Средство 90 герметизации обладает для каждого из контактных средств 60 одной контактной площадкой 100. Эти контактные площадки 100 являются электропроводящими и могут быть использованы для питания набора слоев электрическим током. Так как средство 90 герметизации непосредственно смонтировано на электроде 20 подложки, то каждая из контактных площадок 100 обладает изолирующей границей 101 для предотвращения короткого замыкания. Пользователь показанного электролюминесцентного устройства 10 в состоянии по отдельности подключить каждую контактную площадку 100 к источнику электропитания. Поэтому возможно активировать только части электролюминесцентного устройства 10. В зависимости от сегмента 31 противоэлектрода, который запитан электрическим током, только часть органического электролюминесцентного слоя 50 под этим сегментом противоэлектрода будет излучать искусственный свет. Как может быть видно, каждое из контактных средств 60 обладает собственным защитным средством 70, размещенным на электроде 20 подложки. Каждое из электронепроводящих средств 70 предотвращает короткое замыкание. Все другие признаки электролюминесцентного устройства 10 находятся в соответствии с электролюминесцентным устройством 10 согласно фигуре 1.

Фигура 14 показывает то же электролюминесцентное устройство 10, но в этот раз защитное средство 70 сконструировано таким образом, что оно размещено под двумя контактными средствами 60. Поэтому не одно только маленькое защитное средство 70 применено для противоэлектрода. Если, например, непроводящий клей использован для защитного средства 70, то он может быть нанесен пластоподобно на электрод 20 подложки. Поэтому он легче наносится на электрод 20 подложки и может быть использован для множества контактных средств 60, чтобы защитить электролюминесцентное устройство 10 от коротких замыканий. Кроме того, предпочтительно то, что защитное средство содержит по меньшей мере одно рассеивающее средство 180 для рассеивания света, сгенерированного органическим электролюминесцентным слоем 50. Рассеивающее средство 180 может содержать и/или являться пигментами или частицами. Это предотвращает то, что площадь под защитным средством 70 могла бы выглядеть темнее, чем ее окружение. Эти рассеивающие средства 180 могут содержать слюду или вкрапления алюминия, или материал с высоким коэффициентом преломления, такой как частицы TiO₂. Рассеивающие средства 180 также отражают часть искусственного света и/или видимый свет, направленный в подложку 40, и поэтому подсвечивают противоположный неизлучающий слой под средством защиты 70. Все другие признаки электролюминесцентного устройства 10 находятся в соответствии с электролюминесцентным устройством 10 согласно фигуре 13.

Фигура 15 показывает вид сверху электролюминесцентного устройства 10 согласно фигуре 14. Здесь четыре контактных средства 60 нанесены на противоэлектрод 30. Под двумя контактными средствами 60 показано единое удлиненное защитное средство 70. Для более легкого понимания электролюминесцентное устройство 10 на фигуре 15 показано без средства 90 герметизации.

На фигуре 16 показана часть электролюминесцентного устройства 10. Фигура 16 является увеличением слоев, осажденных на подложке. Должно быть отмечено, что размер слоев не является верным по масштабу. На подложку 40 осажден электрод 20 подложки. На этом электроде 20 подложки размещено защитное средство 70. Защитное средство 70 покрыто органическим электролюминесцентным слоем 50 и противоэлектродом 30. На этом органическом электролюминесцентном слое 50 осажден противоэлектрод 30. Чтобы подсоединить противоэлектрод 30 к источнику электропитания, должно быть нанесено контактное средство (не показано). В показанном варианте осуществления защитное средство 70 содержит непроводящий клей. Разные электроды 20, 30 и электролюминесцентный слой 50 нанесены слоями на подложку 40. После нанесения электрода 20 подложки на электрод 20 подложки должно быть нанесено средство защиты 70. Защитное средство 70 должно иметь свойства материала и/или методику нанесения, которая предотвращает возникновение экранирующего края на электроде 20 подложки. В предпочтительном варианте осуществления свойством материала является низкая вязкость. Поэтому материал, образующий защитное средство, будет растекаться по электроду 20 подложки, образуя холмообразную структуру с плавными склонами. Не будет никаких краев экранирования, которые могли бы помешать непрерывному покрытию органического электролюминесцентного слоя 50 и противоэлектрода 30. Защитное средство 70 предпочтительно имеет более низкую вязкость при повышенной температуре, что дает возможность двухэтапного нанесения. На первом этапе материал, образующий защитное средство, такой как непроводящий клей, наносят на электрод 20 подложки в требуемом местоположении. Затем подложку нагревают до повышенной температуры. Вследствие своей более низкой вязкости материал защитного средства 70 будет затем растекаться по электроду подложки. Предпочтительно материал защитного средства 70 содержит вязкость, которая дает ему возможность растекаться медленно, чтобы образовать защитное средство 70 с заданной толщиной и плавными склонами. Так как температура защитного средства и/или материала защитного средства понижается, то оно должно твердеть, чтобы образовать защитное средство 70. Эта способность и/или свойство материала защитного средства растекаться по электроду 20 подложки таким образом, чтобы не образовалось никаких экранирующих краев, дает возможность изготовления раскрытого электролюминесцентного устройства 10.

В эксперименте защитное средство было выполнено из двухкомпонентного эпоксидного клея (UHU plus schnellfest, время отверждения 5 минут). Связующее и отвердитель были смешаны в предписанном соотношении 1:1 и затем нанесены при комнатной температуре на стеклянную подложку, покрытую ITO, в одном месте. Затем подложка была нагрета на электроплитке до 60°С в течение 15 минут, что позволило клею сначала растечься в плавный холм, а затем быстро затвердеть. Процедура была проведена в скафандре с перчатками в атмосфере сухого азота (менее чем 1 мг/м³ воды). Подложка с затвердевшим защитным средством была затем помещена в вакуумную камеру и были осаждены органические слои и противоэлектрод. Законченное устройство было затем герметизировано крышкой из стеклянного покрытия, имеющей отверстие в местоположении защитного средства. Покрытие было нанесено УФ-отверждаемым клеем. Газопоглотитель для воды был помещен в полость, образованную подложкой и крышкой. На последнем этапе контактное средство, медная пластина с маленькой медной пружиной, было подведено через отверстие в крышке покрытия к противоэлектроду в местоположении защитного средства. После отвердевания всех клеев (приблизительно 1 час) OLED был надежно приведен в действие подсоединением плюсового вывода источника питания к окантовке подложки, где был вскрыт электрод подложки, и минусовым выводом к медной пластине на крышке покрытия. Набор электролюминесцентных слоев и противоэлектрод, выполненный из алюминия, покрыли защитное средство без трещин и отверстий. В местоположении защитного средства не было никакого излучения света.

Во втором эксперименте связующее клея было смешано с частицами TiO₂, приводящими к белому веществу. Остальная часть процедуры, произведенная точно по описанию, дана выше. После отвердевания всех клеев (приблизительно 1 час) OLED был надежно приведен в действие подсоединением плюсового вывода источника питания к окантовке подложки, где был вскрыт электрод подложки, и минусовым выводом к медной пластине на крышке покрытия. Набор электролюминесцентных слоев и противоэлектрод, выполненный из алюминия, покрыли защитное средство без трещин и отверстий. В местоположении защитного средства не было никакого излучения света вследствие рассеивания света, направленного в подложку частицами TiO₂, встроенными в клей.

Фиг. 17 и 18 показывают электролюминесцентное устройство с защитным средством 70, размещенным в виде замкнутого контура с внешним краем 71 сверху электрода 20 подложки. Фиг. 18 является видом сверху электролюминесцентного устройства фиг. 17, показанного на виде сбоку. Защитное средство 70 по меньшей мере частично покрыто противоэлектродом 30, устанавливая прилегающий зазор 72 между краем противоэлектрода 30 и внешним краем 71 замкнутого контура защитного средства 70. После этого не существует никакого непосредственного контакта между противоэлектродом 30 и электродом 20 подложки, а замкнутый контур защитного средства 70 выполнен из электронепроводящего материала, оба электрода 20, 30 изолированы друг от друга. Органический электролюминесцентный слой 50 полностью покрывает электрод 20 подложки внутри замкнутого контура и продолжается частично сверху защитного средства 70, предпочтительно образуя тот же зазор между краем органического электролюминесцентного слоя 50 и внешним краем 71 замкнутого контура защитного средства 70. Контактное средство 60 нанесено на площади противоэлектрода 30, причем слой защиты расположен полностью под контактным средством 60. На фиг. 18 видна только непокрытая площадь замкнутого контура. Замкнутый контур 70 дополнительно продолжается под противоэлектродом 30 и контактным средством 60, как поеазано на фиг. 17. Замкнутый контур дает возможность применения одной и той же маски для осаждения набора электролюминесцентных слоев и противоэлектрода.

Описанные варианты осуществления содержат в качестве примера электролюминесцентный слой 50 в пределах набора слоев. В других вариантах осуществления в пределах объема этого изобретения набор слоев может содержать слой, дополнительный к слою 50, такой как слои с дырочной проводимостью, запирающие слои для дырок, слои с электронной проводимостью, запирающие слои для электронов, слои инжекции зарядов, дополнительные проводящие слои и т.д.

Перечень ссылочных позиций

10 электролюминесцентное устройство

20 электрод подложки

30 противоэлектрод

31 сегменты противоэлектрода

40 подложка

50 органический электролюминесцентный слой

60 контактное средство

70 защитное средство

71 внешний край защитного средства в виде замкнутого контура

72 прилегающий зазор между краем противоэлектрода и внешним краем замкнутого контура

90 средство герметизации

92 газонепроницаемый ввод

93, 93' средства соединения

94 изолирующая окантовка

95 верхняя часть средства герметизации

96 боковая часть средства герметизации

97 изолирующее средство для газонепроницаемого ввода 92

100 контактная площадка

101 изолирующая граница для контактной площадки 100

170 газопоглотитель

180 рассеивающее средство

Изобретение относится к электролюминесцентному устройству (10), содержащему подложку и сверху подложки электрод подложки, противоэлектрод и набор электролюминесцентных слоев по меньшей мере с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), размещенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30), и средство (90) герметизации, герметизирующее по меньшей мере набор электролюминесцентных слоев, причем электролюминесцентное устройство (10) содержит по меньшей мере одно контактное средство (60) для электрического контакта противоэлектрода (30) с источником электропитания. Изобретение раскрывает, что по меньшей мере одно защитное средство (70) размещено на электроде (20) подложки, причем защитное средство (70) является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством (60). Изобретение обеспечивает создание электролюминесцентного устройства, в котором исключена угроза короткого замыкания. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Электролюминесцентное устройство (10), содержащее
подложку (40) и сверху подложки (40) электрод (20) подложки, противоэлектрод (30) и набор электролюминесцентных слоев по меньшей мере с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), размещенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30),
и средство (90) герметизации, герметизирующее по меньшей мере набор электролюминесцентных слоев,
причем электролюминесцентное устройство (10) содержит по меньшей мере одно контактное средство (60) для электрического контакта противоэлектрода (30) с источником электропитания,
отличающееся тем, что
по меньшей мере одно защитное средство (70) размещено на электроде (20) подложки,
причем
защитное средство (70) является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством (60).

2. Электролюминесцентное устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что защитное средство (70) содержит по меньшей мере одно из следующего: непроводящий клей, фоторезист, лак, краску или слой стекла, выполненный из повторно расплавленной стеклообразной фритты или окисленного слоя металла, предпочтительно анодированного алюминия.

3. Электролюминесцентное устройство (10) по п.2, отличающееся тем, что непроводящий клей защитного средства (70) является безводным и/или не содержащим воду.

4. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (90) герметизации электрически соединено с контактным средством (60).

5. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (90) герметизации содержит электропроводящий газонепроницаемый ввод (92); предпочтительно, что газонепроницаемый ввод (92) электрически изолирован от средства (90) герметизации.

6. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (90) герметизации содержит электропроводящую контактную площадку (100); предпочтительно, что контактная площадка (100) электрически изолирована от средства (90) герметизации.

7. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что защитное средство (70) содержит по меньшей мере одно рассеивающее средство (180) для рассеивания света, генерируемого органическим электролюминесцентным слоем (50); предпочтительно, что рассеивающее средство (180) встроено в защитное средство (70).

8. Электролюминесцентное устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что защитное средство (70) конфигурировано в виде замкнутого контура, имеющего внутренний край и внешний край (71), обрамляющего набор (50) электролюминесцентных слоев, причем противоэлектрод (30) частично покрывает замкнутый контур (70), устанавливающий прилегающий зазор (72) между внешним краем (71) контура (70) и краем противоэлектрода (30), достаточно большой, чтобы изолировать противоэлектрод (30) от электрода (20) подложки.

9. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что множество защитных средств (70) размещено на электроде (20) подложки.

10. Электролюминесцентное устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что противоэлектрод (30) структурирован в виде множества электрически отделенных сегментов (31) противоэлектрода, причем каждый сегмент (31) противоэлектрода содержит по меньшей мере одно защитное средство (70).

11. Способ для защиты электрода (20) подложки электролюминесцентного устройства (10), в котором
электролюминесцентное устройство (10) содержит:
набор электролюминесцентных слоев по меньшей мере с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), размещенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30) сверху подложки (40),
и средство (90) герметизации, герметизирующее по меньшей мере набор электролюминесцентных слоев,
причем электролюминесцентное устройство (10) содержит по меньшей мере одно контактное средство (60) для электрического контакта противоэлектрода (30) с источником электропитания,
при этом способ содержит этап, на котором
наносят по меньшей мере одно защитное средство (70) на электрод (20) подложки, причем защитное средство (70) является электронепроводящим и по меньшей мере полностью покрывает площадь под контактным средством (60).

12. Подложка, покрытая только одним прилегающим электродом (20), предназначенным для использования в качестве электрода (20) подложки в электролюминесцентном устройстве (10) по п. 1.