第１及び第２の基板を有する素子並びにその製造方法
本発明は、第１の基板（１）と第２の基板（２）を有する素子に関している。この素子では、第１の基板（１）に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子（４）が配設され、該オプトエレクトロニクス素子（４）は少なくとも１つの有機材料を含み、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）は、それらの間にオプトエレクトロニクス素子（４）が設けられるように互いに相対的に配設されており、前記接続材料（３）は、第１の基板（１）と第２の基板（２）の間に設けられ、前記接続材料（３）は、オプトエレクトロニクス素子（４）を取り囲んで、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）を相互に機械的に接続し、前記接続材料（３）は専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、前記接続材料（３）は当該接続材料の熱膨張係数を有利には低減させる、少なくとも１つの充填材（５）を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独国特許出願第１０ ２００９ ０１９ ５１８．１号及び第１０ ２００９ ０３６ ３９５．５号の優先権を主張するものであり、これによってそれらの開示内容は本願に含まれるものとなる。
【背景技術】
【０００２】
本願発明は、第１の基板と第２の基板を有している素子に関している。また本発明は、そのような素子の製造方法にも関している。
【０００３】
２つの基板の間に配置された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、接着剤層を用いて密封される。この場合の接着剤層は、２つの基板の間に存在している。ここでの接着剤は、例えば紫外線ビームを用いて硬化されている。ただしこの接着剤層は、酸素や水蒸気を完全に遮断するわけではないので、これらの気体成分は月日の経過と共に接着剤層を通って誘起発光ダイオード内へ浸透する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、酸素や水素に対する耐性を有していないので、これらの成分は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の障害を引き起こしたり、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の寿命低下を引き起こす。
【０００４】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の寿命を延ばすために、考えられることの１つに、基板の１つに空洞を形成し、この空洞内にゲッターを設けることが挙げられる。このゲッターとは、化学的な反応性材料であって、真空状態をできるだけ長く保つために用いられる。このゲッター表面においては、気体分子が、ゲッター材料の原子と直接的に化学結合され、あるいは気体分子が吸着によって引き留められる。このようにして気体分子は"捕獲"される。
【０００５】
しかしながら基板の１つに設けられる空洞と、該空洞内に設けられるゲッターとによれば、そのような素子の製造に対する手間暇やコストもかかり、このことはマイナスとなる。
【０００６】
例えば米国特許第６，９９８，７７６ Ｂ２号明細書からは、２つの基板を有し、それらの基板の間に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が配置されている装置が公知である。
【０００７】
本発明の課題は、オプトエレクトロニクス構成素子のための改良された薄膜カプセル化を提供することにある。この薄膜カプセル化は、特に可視光に対して良好な光学的透過性を有しているべきである。
【０００８】
本発明が基礎とする課題は、周囲の影響から保護されると同時に低コストで簡単に製造のできる有機オプトエレクトロニクス素子を備えるべく改善された素子の提供にある。
【０００９】
前記課題は、請求項１の特徴部分に記載された本発明による素子と、請求項１３の特徴部分に記載されたその製造方法とによって解決される。本発明による素子とその製造方法の別の有利な実施形態並びに改善構成は、従属項にも記載されている。
【００１０】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の基板と第２の基板が設けられ、この場合第１の基板上に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が設けられ、この素子が少なくとも１つの有機材料を含んでいる。
【００１１】
有利には第１の基板と第２の基板は、オプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配設されるように、相互に相対的に配置されている。
【００１２】
さらに別の実施形態によれば有利には、第１の基板と第２の基板の間に、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、かつ第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続する、接続材料が設けられる。この接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を有利に取り囲んでいる。特に有利には、この接続材料はオプトエレクトロニクス素子を完全に取り囲む。例えば前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子をフレーム状に取り囲んでいてもよい。
【００１３】
有利には、接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％の割合（但し０と１００は含まない）の酸化銀を含み、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含む。特にこの酸化銀は不純物に由来するものではなく、意図的な成分若しくはドープ材として、当該接続材料内に注入されるものである。
【００１４】
有利には、接続材料は、当該接続材料の熱膨張係数を変化させる（有利には低減させる）少なくとも１つの充填材を含んでいる。
【００１５】
本発明による特に有利な実施形態によれば、当該素子が、第１の基板と第２の基板を有し、第１の基板上には少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設され、該オプトエレクトロニクス素子は、少なくとも１つの有機材料を含んでいる。この第１の基板と第２の基板は、互いに相対的に配設され、それによって、オプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配設されるものとなっている。第１の基板と第２の基板の間には、接続材料が設けられており、この接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、さらに第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続させる。この接続材料は、専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。さらに前記接続材料は、少なくとも１つの充填材を含んでいる。この充填材は、前記接続材料の熱膨張係数を変化させるか、有利には低減させるものである。
【００１６】
本発明によれば、前記オプトエレクトロニクス素子は有利には、第１の基板と、第２の基板と、接続材料とによって完全に取り囲まれる。その際にこれらの２つの基板と接続材料は、有利には、オプトエレクトロニクス素子を含有し封止されたセルを形成する。このセルは、特に第１の基板と第２の基板の２つの基準面と、接続材料の側面とから構成され、この側面が２つの基準面を相互に接続させている。
【００１７】
有利には、接続材料とオプトエレクトロニクス素子の間には、間隔が設けられる。特に有利には、前記接続材料は、第１の基板上でオプトエレクトロニクス素子に隣接して設けられ、前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子から横方向に離間されている。特に接続材料は、オプトエレクトロニクス素子と接触していない。
【００１８】
有機オプトエレクトロニクス素子を周辺環境の影響から保護することは、特に有利には、第１の基板と第２の基板の間に設けられる接続材料によって行われる。この接続材料は、第１の基板を第２の基板の間の機械的な接続を形成している。
【００１９】
周辺環境の影響とは、特に空気及び／又は湿気の当該素子内への侵入と理解されたい。そのような空気及び／又は湿気の当該素子内への侵入は、有機オプトエレクトロニクス素子を損なわせるか又は機能不全を引き起こすものである。
【００２０】
そのような水蒸気、酸素、湿気をよせつけない構造によって、結果的に当該オプトエレクトロニクス素子の寿命も延びることになる。さらに、有利には、ゲッターの分量が低減され、場合によってはこのゲッター自体が完全に省かれる。それによって、簡単に製造でき、しかも低コストで製造できる有利な素子が得られるようになる。
【００２１】
気密な封止は有利には接続材料を用いて行われる。この接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀と、当該接続材料の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる少なくとも１つの充填材６とを含んでいる。
【００２２】
２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んだガラスろう材並びにその製造方法は、例えば独国特許出願公開第４ １２８ ８０４号明細書、及び独国特許出願公開第２ ２２２ ７７１号明細書に記載されており、これらの開示内容は、これによって本願明細書においても参照され得る。
【００２３】
有利な実施形態によれば、前記接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）の割合の酸化銀、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％の割合の酸化銀、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。
【００２４】
さらに別の有利な実施形態によれば、前記接続材料は、無鉛ガラスを含んでいる。このような無鉛ガラスを含んでいる接続材料は特に有利となる。
【００２５】
別の実施形態によれば、前記接続材料は、低融点のガラスを含んでいる。このような融点の低いガラスを含んだ接続材料も特に有利となる。
【００２６】
本発明によれば特に有利には、前記接続材料が無鉛でかつ低融点のガラスを含んでいる。
【００２７】
低融点のガラスとは、特にその溶融の始まる温度が６００℃以下、有利には５００℃以下、特に有利には４００℃以下、理想的には３５０℃以下の非常に低いものである。
【００２８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記接続材料がガラスフリットである。このガラスフリットは溶融ガラスの製造時に得られる中間生産物である。このガラスフリットは、ガラス粉末表面の溶融によって生じる。その際にはガラス粒子も一緒に溶け出す。このようなガラスフリットは、特に多孔性の材料から生成される。
【００２９】
さらに別の実施形態によれば、前記接続材料はガラスろうである。素子のカプセル化のためのガラスろうは例えば米国特許第６，９３６，９６３号明細書から公知であり、これによって、その開示内容も本願明細書において参照される。
【００３０】
本願発明による素子のさらに別の実施形態によれば、充填材が負の熱膨張係数を有している。例えばこれに適した充填材は、例えば公知文献"Festkoerper mit negativer thermischer Ausdehnung, von George, Ch. und Kern, H..; Technische Universitaet Ilmenau, Institut fuer Werkstofftechnik"から公知であり、これによって、その開示内容も本願明細書において参照される。特にこの文献において第４頁に開示されているテーブル１は明示的に参照される。
【００３１】
有利な実施形態によれば、前記接続材料における充填材の割合は、５０ｗｔ％以下であり、有利には３０ｗｔ％以下である。
【００３２】
素子の有利な実施形態によれば、前記接続材料が少なくとも１つの成分及び／又はビームを吸収するさらなる充填材を含んでいる。有利には、これらの成分及び／又はさらなる充填材は、少なくとも部分的に赤外線ビーム及び／又は紫外線ビームを吸収する。有利には前記接続材料は、そこに含まれている成分及び／又はさらなる充填材によって２０％の赤外線及び／又は紫外線ビームを、有利には４０％の赤外線及び／又は紫外線ビームを、特に有利には６０％若しくはそれ以上の赤外線及び／又は紫外線ビームを吸収する。
【００３３】
さらなる充填材、とりわけ赤外線若しくは紫外線ビームの波長領域を吸収する特性を備えたさらなる充填材を含有する接続材料は、有利には熱絶縁性の特性を有している。さらに、前述した波長領域のビームを吸収する接続材料は、有機オプトエレクトロニクス素子を太陽光の照射から保護する。
【００３４】
前記さらなる充填材は、特にビーム吸収性の物質若しくは化合物であり得る。例えばそのような充填材には、酸化バナジウム、スピネル、スピネル化合物が該当する。
【００３５】
スピネルは、特に化学式ＭｇＡｌ2Ｏ4で表わされる立方晶系結晶のマグネシウムアルミニウム酸化鉱物、いわゆるスピネル単結晶であってもよい。さらに前記したような吸収特性を有するさらなる充填材として、スピネル化合物も適している。このスピネル化合物は、スピネルと類似の結晶構造を有しており、とりわけ一般的なタイプとしてＡＰ2Ｘ4で表わされる化学的化合物である。前記Ａは二価のメタライゼーション、前記Ｐは三価のメタライゼーション、前記Ｘは、主に酸化物若しくは硫化物である。スピネル化合物の例として例えば、とりわけマグネシウムスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、亜鉛尖晶石（ＺｎＡｌ2Ｏ4）又はコバルトスピネル（ＣｏＡｌ2Ｏ4）が挙げられる。
【００３６】
その他にも前記さらなる充填材は、例えば接続材料自体を構成している成分であってもよいし、代替的に前記さらなる充填材は後から当該接続材料に混合されたものであってもよい。
【００３７】
有利な実施形態によれば、前記第１の基板及び／又は第２の基板がそれぞれガラス基板である。
【００３８】
特に有利には、前記第１の基板及び／又は第２の基板２は、板ガラスからなる。
【００３９】
ここでの板ガラスとは、とくに石灰分とナトリウム分を含んだガラス、例えば炭酸石灰を含んだガラスと理解されたい。その他にもこの板ガラスには、さらなる炭酸塩及び／又は酸化物並びに不純物が含まれていてもよい。そのようなガラスは、ソーダ石灰ガラスとも称される。
【００４０】
ホウケイ酸ガラスに比べて前記板ガラスは低コストな材料である。それに伴って、板ガラスからなる第１の基板と第２の基板を含んだ素子は、非常に低コストで製造可能である。
【００４１】
有利には前記オプトエレクトロニクス素子は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。このオプトエレクトロニクス素子は、さらに有機フォトダイオード若しくは有機ソーラセルであってもよい。
【００４２】
有機素子、特にＯＬＥＤは、例えば水蒸気や酸素のような周辺環境からの影響に弱い。それ故に、接続材料を用いて水蒸気や酸素に対する素子の密封性を高めることは、有機発光ダイオードにとって非常に有利である。
【００４３】
本発明による素子の別の実施形態によれば、素子が第１の基板と第２の基板を有し、第１の基板上に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設され、このオプトエレクトロニクス素子は少なくとも１つの有機材料を含んでいる。第１の基板と第２の基板は、互いに次のように相対的に配設されている。すなわち、当該のオプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配置されるように配設されている。接続材料は、第１の基板と第２の基板の間に配設されており、前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、さらに第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続している。この接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、場合によってはさらに接続材料３の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる、少なくとも１つの充填材を含んでいる。また前記接続材料は、無鉛で低融点のガラスであり、さらに少なくとも１つの成分及び／又は、ビーム吸収性の特性を有するさらなる充填材、例えば酸化バナジウム、スピネル又はスピネル化合物を含み得る。場合によっては前記接続材料は、さらに付加的に、有利には負の熱膨張係数を有するさらなる充填材を含んでいてもよい。接続材料における充填材の割合は、５０ｗｔ％以下、有利には３０ｗｔ％以下である。
【００４４】
この種の低融点で酸化銀を含有し、場合によっては膨張係数を低減させる充填材を伴う接続材料は、特に低温状態において、酸素及び水蒸気に対する素子の良好な密閉性を可能にする。このような酸素と水蒸気に対する良好な密閉性の結果として、有利には、有機オプトエレクトロニクス素子の寿命も著しく延びる。さらにその他の利点として、ゲッターなどの分量が低減されるかないしはゲッターそのものを完全に省くことができるようになる。これにより、有利には、製造コストも大幅に軽減される。
【００４５】
第１の基板と、第２の基板と、オプトエレクトロニクス素子と、接続材料とを有している、本発明による素子を製造するための方法は、以下に述べる方法ステップを含んでいる。すなわち、
少なくとも１つの有機材料を含む少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設されている第１の基板を準備するステップと、
第２の基板を準備するステップと、
専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、かつ、接続材料の熱膨張係数を変更、有利には低減させる少なくとも１つの充填材が埋込まれている、接続材料を、前記第１の基板又は前記第２の基板に配設するステップと、
前記オプトエレクトロニクス素子と前記接続材料とが第１の基板と第２の基板の間に配設され、前記接続材料によってオプトエレクトロニクス素子が取り囲まれるように、記第１の基板と第２の基板を互いに相対的に配設するステップと、
前記接続材料を溶融させ、それによって前記第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続させるステップとを有している。
【００４６】
なお前記接続材料は、第２の基板に配設されてもよい。そのようなケースでは、それに続いて、当該接続材料により、オプトエレクトロニクス素子が取り囲まれるように、第１の基板と第２の基板が互いに相対的に配置される。
【００４７】
代替的に前記接続材料は、第１の基板上に配置されてもよい。その場合にも、当該接続材料が次のように配設される。すなわちオプトエレクトロニクス素子が当該接続材料によって取り囲まれるように配設される。ここでのオプトエレクトロニクス素子は、有利には接続材料の後で第１の基板に被着される。続いてこのケースでは、オプトエレクトロニクス素子と接続材料とが第１の基板と第２の基板の間に配置されるように、第２の基板が第１の基板に対して相対的に配設される。
【００４８】
本発明による方法の別の実施形態は、当該素子の有利な実施形態に類似して行われてもよいし、逆に行われてもよい。本発明の方法を用いれば、特にこれまでに記載してきた前記素子が製造可能である。このことは、前記素子と結び付けて開示されてきた様々な特徴が当該方法においても開示されていることを意味する。
【００４９】
この種の方法によれば、次のような素子を製造できる。すなわち、有機オプトエレクトロニクス素子を含み、当該有機オプトエレクトロニクス素子が当該素子の優れた密封性によって、周辺環境からの影響、例えば湿気または空気などの悪影響から保護されるような素子である。この素子のさらなる利点は、低コストで製造できることである。なぜなら、接続材料を用いた特異的な協働によって、特に、酸化銀と膨張係数を低減する充填材の高い割合によって、必要とされるゲッターの量を低減し、特に有利にはゲッター自体を完全に省くことができるようになる。
【００５０】
前記接続材料は、前記基板のうちの１つに被着させるために、有利には、ペースト状の性質を有し、そのため前記接続材料はある一点からスタートして、有利には中断されることなく、１つの完全に閉じられたフレームが形成されるように被着させることが可能である。この接続材料の被着の後では、当該接続材料が有利には自身が被着されている基板と一緒に焼結処理を施される。
【００５１】
また代替的に前記接続材料は、粉末状の特性を有するものであってもよい。その場合にはそのような粉末状の接続材料が当該基板の１つに振りまかれるようにして設けられる。
【００５２】
有利には、前記接続材料の溶融のために、４００℃よりも低い温度が用いられる。特にこの温度は、４００℃以下の温度で溶融し得る接続材料成分のために用いられる。有利には前記接続材料は、例えば３３０℃の燃焼温度のもとで生成され、それ以下では良好な粘着性を伴っている。これにより、有利には、この種の燃焼温度のもとで、既に酸素及び水蒸気に対する良好な密閉性が得られるようになる。
【００５３】
本発明の有利な実施形態によれば、接続材料の溶融が局所的に、回転するビーム照射源、例えばレーザービームによって行われる。それに対しては、レーザービームを用いて前記接続材料が一時的にかつ局所的に軟化され、それに続いて冷却によって硬化される。
【００５４】
本発明による素子及びその製造方法のさらなる特徴、利点、有利な実施形態、改善形態は、以下の明細書で図１から図４に基づいて詳細に説明する実施例からも得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図２】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図３】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図４】誘起発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の概略的に示した断面図
【００５６】
実施例
本発明による各実施例とそれらを描写した各図面において、同じ構成要素又は機能の同じ構成要素には、それぞれ同じ符号が用いられている。なお図示された各構成要素とそのサイズについては必ずしも縮尺通りではない。
【００５７】
図１には、本発明による素子の平面図が示されており、図２には、本発明による素子の概略的な断面図、例えば図１による素子の概略的断面図が示されている。この素子は、第１の基板１と第２の基板２を有している。第１の基板１と第２の基板２の間には、オプトエレクトロニクス素子４が配設されている。このオプトエレクトロニクス素子４は、少なくとも１つの有機材料を含んでいる。
【００５８】
有利には、前記オプトエレクトロニクス素子４は、ビーム発光性の素子であり、特に有利には、誘起発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。この誘起発光ダイオードは、当該誘起発光ダイオードを形成している少なくとも１つの層に有機材料が含まれているという顕著な特徴を備えている。誘起発光ダイオード（ＯＬＤＥ）は、例えば、特に図４に描写されているような以下の連続した層構造を有している。すなわち、
カソード４７，電子注入４６，電子伝導層４５，発光層４４，正孔伝導層４３，正孔注入層４２，及びアノード４１である。
【００５９】
これらの層の１つ、有利にはカソードとアノードを除いた全ての層が、有機材料を含んでいる。
【００６０】
第１の基板１と第２の基板２の間には、接続材料３が設けられている。有利にはこの接続材料３は、オプトエレクトロニクス素子４をフレーム状に取り囲む。さらにこの接続材料３は、第１の基板１と第２の基板２を相互に機械的に接続させている。
【００６１】
前記接続材料３は、有利にはオプトエレクトロニクス素子４を完全に取り囲んでいる。
【００６２】
有利には前記接続材料３は酸化銀であってもよく、その割合は０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％の間（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％の間、理想的には専ら１０ｗｔ＆乃至７０ｗｔ％の間の値である。特に有利には前記接続材料３は、専ら５０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。
【００６３】
さらに前記接続材料３は、少なくとも１つの充填材５を含んでいる。この充填材５は、接続材料３の熱膨張係数を変化せしめる材料、有利には低減させる材料である。前記充填材５は、有利には、負の熱膨張係数を有していてもよい。有利には前記接続材料３における充填材５の割合いは、５０ｗｔ％よりも少なく、特に有利には３０ｗｔ％よりも少ない。充填剤５によって特に接続材料３の熱膨張係数の利点が次のように整合され得る。すなわち、酸素及び水蒸気に対する密閉性がより改善された有機オプトエレクトロニクス素子４の遮蔽性が得られるように整合される。特にそのような永続的に密閉される素子の遮蔽性は重要である。
【００６４】
この種の接続材料３の組成比と、当該接続材料３を用いたオプトエレクトロニクス素子４の完全な取り囲みとによって、接続材料３は、有利には、周辺環境の影響からオプトエレクトロニクス素子４を保護する。この場合周辺環境の影響とは、特に空気又は湿気の当該素子内部への浸透と理解されたい。特に少なくとも１つの有機層を備えているオプトエレクトロニクス素子の場合、空気や湿気との接触は、不所望な障害に結び付き、特に有機オプトエレクトロニクス素子４の機能不全に陥りかねない。このようなことは有利には、接続材料３の特定の組成比によって避けられる。
【００６５】
このような接続材料３による構成素子の気密な遮蔽性は、有利には、当該有機オプトエレクトロニクス素子４の寿命を顕著に延ばす。
【００６６】
さらに当該素子の製造も容易となる。なぜなら、基板１，２の１つの空洞内に設けられるゲッター材料が必ずしも接続材料３の特定の組成を必要とはしないからである。それにより、所要のゲッターにおける分量が低減され、あるいはそれが完全に省かれる。さらに基板の１つの処理、特に空胴の形成とゲッターの設置が有利には、必ずしも必要とされないことである。有利にはこの種の構成素子の低コストの製造が実現可能になる。
【００６７】
第１の基板１及び／又は第２の基板２のそれぞれは有利にはガラス基板である。特に有利には、第１の基板１及び／又は第２の基板２は、板ガラスであってもよい。この板ガラスは、ホウケイ酸ガラスのような他のガラス材料に比べて、材料費が低コストで済む。従って、板ガラスからなる第１の基板１と第２の基板２を含む構成要素は有利には低コストで製造可能である。
【００６８】
有利には、前記接続材料３は、ガラスフリットを含んでいる。また代替的に前記接続材料３は、ガラスろう材を含んでいてもよい。特に有利には、前記接続材料３は、無鉛及び／又は低融点ガラスであってもよい。
【００６９】
有利には前記第１の基板１は、図１の平面図にも示されているように第２の基板２から、当該第２の基板を越えて横方向に突出している。このことは、第１の基板１と第２の基板２の基準面がそれぞれ異なったサイズであることを意味する。ここでは特に第１の基板１の基準面の方が第２の基板の基準面よりも大である。
【００７０】
有機オプトエレクトロニクス素子４への給電は、有利には、当該オプトエレクトロニクス素子４に面している側の第１の基板表面上で給電線路８，９を用いて行われている。その際、これらの給電線路８，９の１つが、第１の基板１とは反対側のオプトエレクトロニクス素子４の上にあるコンタクト接点から、オプトエレクトロニクス素子４側面を介して第１の基板１まで案内されている。このオプトエレクトロニクス素子４の側面に沿って案内されている部分は、絶縁層１０によってオプトエレクトロニクス素子４の層から電気的に絶縁されている。
【００７１】
オプトエレクトロニクス素子４の電気的なコンタクト形成については特に図２においてその概略が示されている。
【００７２】
第１の基板１が第２の基板２よりも広い基準面を有していることによって、オプトエレクトロニクス素子４の給電線路８，９は、接続材料３から有利に引き出すことが可能であり、さらに当該引き出し箇所においても電気的な特性を損なうことなく封止が可能である。オプトエレクトロニクス素子４の給電線路８，９は、特に横方向で第２の基板２から突出しており、そのため、給電線路８，９の電気的な接続が問題無く達成可能である。
【００７３】
図３に示されている構成素子は、図２に示されている構成素子とは次の点で異なっている。すなわち、第１の基板１と第２の基板２の間に、複数の有機オプトエレクトロニクス素子４が設けられている点で異なっている。つまり、本願の構成素子は、１つの有機オプトエレクトロニクス素子４の適用に限定されるものではない。従って有機オプトエレクトロニクス素子４の使用数は、構成素子の使用目的に応じて変更が可能である。
【００７４】
さらに接続材料３は、図２の構成素子の場合とは異なってここではさらなる充填材６も含んでおり、このさらなる充填材６は、電磁波ビームを吸収するものである。特に有利には、このさらなる充填材６によって、赤外線波長領域のビーム、及び／又は、紫外線波長領域のビームが吸収される。これにより、例えば太陽光のような、オプトエレクトロニクス素子４に悪影響を与える光線の照射が有利に避けられるようになる。
【００７５】
例えば前記さらなる充填材６として、酸化バナジウム、スピネル、スピネル化合物などが挙げられる。
【００７６】
図３による構成素子が図２による構成素子とさらに異なっている点は、接続材料３がさらなる物質７を含んでいることである。このさらなる物質７は、第１の基板と第２の基板相互間の、スペーサーとしての役割を果たす物質である。また代替的に、接続材料３内に設けられるスペーサーではなく、オプトエレクトロニクス素子４と接続材料３の間に設けられるようなスペーサー（図示せず）を当該構成素子内に統合してもよい。
【００７７】
前記スペーサー７は、第１の基板と第２の基板２の間で所期の固定間隔を設定するために用いられる。それによって、接続材料３の軟化ないし溶融プロセス中に前記第１の基板と第２の基板がスペーサー７によって定められた間隔を下回ることが避けられるようになり、これによって、有機オプトエレクトロニクス素子４の製造過程中に、第１の基板１と第２の基板２の間の間隔が過度に狭まって当該オプトエレクトロニクス素子４自体が損なわれてしまうようなことが回避される。
【００７８】
接続材料３の軟化は、有利には４００℃よりも低い温度で行われる。
【００７９】
例えば図１、図２、図３による構成素子の製造方法は、以下に述べるような方法ステップを有していてもよい。
【００８０】
第２の基板２上に接続材料３、例えばガラスフリットを、例えばフレーム状に流して被着させ、有利には焼結処理する。さらに第１の基板１を準備して、該第１の基板１に、有機オプトエレクトロニクス素子４を被着させる。
【００８１】
接続材料３は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀と、接続材料３の熱膨張係数を変化させる（有利には低減させる）少なくとも１つの充填材６とを含んでいる。但しこの充填材６は、接続材料３内に直接含まれていてもよいし、後から追加して混合されてもよい。
【００８２】
さらに有利には、接続材料３内に、特にビームを吸収するさらなる充填材６と、スペーサー７とが添加されてもよい。
【００８３】
ここにおいて、第２の基板２に対して第１の基板１が置かれる。その際この第１の基板１は、有機オプトエレクトロニクス素子４が第１の基板１と第２の基板２の間に配設されるように第２の基板２に対して載置される。さらに第１の基板１と第２の基板２は、相互に次のように配設される。すなわち接続材料３が有機オプトエレクトロニクス素子４を例えばフレーム状に取り囲むように配設される。
【００８４】
最後に、接続材料３が４００℃よりも低い温度で溶融され、それによって前記第１の基板１と第２の基板２が相互に機械的に接続するように処理される。
【００８５】
このような接続材料３との特別な協働によって、第１の基板１と第２の基板２の間で気密な接続が形成される。それにより有利には、酸素や水蒸気をよせつけない、有機発光ダイオードの密封性が得られ、これによって、有利には、当該構成素子の寿命も延びることになる。さらに、高コストなゲッターの追加とそれに伴う処理ステップも省くことができるようになる。このようにして簡単でかつ低コストな製造が可能な気密な構成素子が得られるようになる。
【００８６】
本発明は、前述してきたような種々の実施例の記載によってこれらの実施形態に限定されるものではない。それどころか本発明は、あらゆる新たな特徴並びにそれらの特徴のあらゆる組み合わせも含有するものである。このことは特に従属請求項に記載された特徴のあらゆる組み合わせにも当てはまり、たとえそれらの特徴若しくはそれらの組み合わせ自体がこれらの従属請求項や実施例の説明に明示的に記載されていなくても覆されることはない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独国特許出願第１０ ２００９ ０１９ ５１８．１号及び第１０ ２００９ ０３６ ３９５．５号の優先権を主張するものであり、これによってそれらの開示内容は本願に含まれるものとなる。
【背景技術】
【０００２】
本願発明は、第１の基板と第２の基板を有している素子に関している。また本発明は、そのような素子の製造方法にも関している。
【０００３】
２つの基板の間に配置された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、接着剤層を用いて密封される。この場合の接着剤層は、２つの基板の間に存在している。ここでの接着剤は、例えば紫外線ビームを用いて硬化されている。ただしこの接着剤層は、酸素や水蒸気を完全に遮断するわけではないので、これらの気体成分は月日の経過と共に接着剤層を通って誘起発光ダイオード内へ浸透する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、酸素や水素に対する耐性を有していないので、これらの成分は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の障害を引き起こしたり、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の寿命低下を引き起こす。
【０００４】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の寿命を延ばすために、考えられることの１つに、基板の１つに空洞を形成し、この空洞内にゲッターを設けることが挙げられる。このゲッターとは、化学的な反応性材料であって、真空状態をできるだけ長く保つために用いられる。このゲッター表面においては、気体分子が、ゲッター材料の原子と直接的に化学結合され、あるいは気体分子が吸着によって引き留められる。このようにして気体分子は"捕獲"される。
【０００５】
しかしながら基板の１つに設けられる空洞と、該空洞内に設けられるゲッターとによれば、そのような素子の製造に対する手間暇やコストもかかり、このことはマイナスとなる。
【０００６】
例えば米国特許第６，９９８，７７６ Ｂ２号明細書からは、２つの基板を有し、それらの基板の間に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が配置されている装置が公知である。
【０００７】
本発明の課題は、オプトエレクトロニクス構成素子のための改良された薄膜カプセル化を提供することにある。この薄膜カプセル化は、特に可視光に対して良好な光学的透過性を有しているべきである。
【０００８】
本発明が基礎とする課題は、周囲の影響から保護されると同時に低コストで簡単に製造のできる有機オプトエレクトロニクス素子を備えるべく改善された素子の提供にある。
【０００９】
前記課題は、請求項１の特徴部分に記載された本発明による素子と、請求項１３の特徴部分に記載されたその製造方法とによって解決される。本発明による素子とその製造方法の別の有利な実施形態並びに改善構成は、従属項にも記載されている。
【００１０】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の基板と第２の基板が設けられ、この場合第１の基板上に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が設けられ、この素子が少なくとも１つの有機材料を含んでいる。
【００１１】
有利には第１の基板と第２の基板は、オプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配設されるように、相互に相対的に配置されている。
【００１２】
さらに別の実施形態によれば有利には、第１の基板と第２の基板の間に、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、かつ第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続する、接続材料が設けられる。この接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を有利に取り囲んでいる。特に有利には、この接続材料はオプトエレクトロニクス素子を完全に取り囲む。例えば前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子をフレーム状に取り囲んでいてもよい。
【００１３】
有利には、接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％の割合（但し０と１００は含まない）の酸化銀を含み、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含む。特にこの酸化銀は不純物に由来するものではなく、意図的な成分若しくはドープ材として、当該接続材料内に注入されるものである。
【００１４】
有利には、接続材料は、当該接続材料の熱膨張係数を変化させる（有利には低減させる）少なくとも１つの充填材を含んでいる。
【００１５】
本発明による特に有利な実施形態によれば、当該素子が、第１の基板と第２の基板を有し、第１の基板上には少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設され、該オプトエレクトロニクス素子は、少なくとも１つの有機材料を含んでいる。この第１の基板と第２の基板は、互いに相対的に配設され、それによって、オプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配設されるものとなっている。第１の基板と第２の基板の間には、接続材料が設けられており、この接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、さらに第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続させる。この接続材料は、専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。さらに前記接続材料は、少なくとも１つの充填材を含んでいる。この充填材は、前記接続材料の熱膨張係数を変化させるか、有利には低減させるものである。
【００１６】
本発明によれば、前記オプトエレクトロニクス素子は有利には、第１の基板と、第２の基板と、接続材料とによって完全に取り囲まれる。その際にこれらの２つの基板と接続材料は、有利には、オプトエレクトロニクス素子を含有し封止されたセルを形成する。このセルは、特に第１の基板と第２の基板の２つの基準面と、接続材料の側面とから構成され、この側面が２つの基準面を相互に接続させている。
【００１７】
有利には、接続材料とオプトエレクトロニクス素子の間には、間隔が設けられる。特に有利には、前記接続材料は、第１の基板上でオプトエレクトロニクス素子に隣接して設けられ、前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子から横方向に離間されている。特に接続材料は、オプトエレクトロニクス素子と接触していない。
【００１８】
有機オプトエレクトロニクス素子を周辺環境の影響から保護することは、特に有利には、第１の基板と第２の基板の間に設けられる接続材料によって行われる。この接続材料は、第１の基板を第２の基板の間の機械的な接続を形成している。
【００１９】
周辺環境の影響とは、特に空気及び／又は湿気の当該素子内への侵入と理解されたい。そのような空気及び／又は湿気の当該素子内への侵入は、有機オプトエレクトロニクス素子を損なわせるか又は機能不全を引き起こすものである。
【００２０】
そのような水蒸気、酸素、湿気をよせつけない構造によって、結果的に当該オプトエレクトロニクス素子の寿命も延びることになる。さらに、有利には、ゲッターの分量が低減され、場合によってはこのゲッター自体が完全に省かれる。それによって、簡単に製造でき、しかも低コストで製造できる有利な素子が得られるようになる。
【００２１】
気密な封止は有利には接続材料を用いて行われる。この接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀と、当該接続材料の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる少なくとも１つの充填材６とを含んでいる。
【００２２】
２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んだガラスろう材並びにその製造方法は、例えば独国特許出願公開第４ １２８ ８０４号明細書、及び独国特許出願公開第２ ２２２ ７７１号明細書に記載されており、これらの開示内容は、これによって本願明細書においても参照され得る。
【００２３】
有利な実施形態によれば、前記接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）の割合の酸化銀、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％の割合の酸化銀、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。
【００２４】
さらに別の有利な実施形態によれば、前記接続材料は、無鉛ガラスを含んでいる。このような無鉛ガラスを含んでいる接続材料は特に有利となる。
【００２５】
別の実施形態によれば、前記接続材料は、低融点のガラスを含んでいる。このような融点の低いガラスを含んだ接続材料も特に有利となる。
【００２６】
本発明によれば特に有利には、前記接続材料が無鉛でかつ低融点のガラスを含んでいる。
【００２７】
低融点のガラスとは、特にその溶融の始まる温度が６００℃以下、有利には５００℃以下、特に有利には４００℃以下、理想的には３５０℃以下の非常に低いものである。
【００２８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記接続材料がガラスフリットである。このガラスフリットは溶融ガラスの製造時に得られる中間生産物である。このガラスフリットは、ガラス粉末表面の溶融によって生じる。その際にはガラス粒子も一緒に溶け出す。このようなガラスフリットは、特に多孔性の材料から生成される。
【００２９】
さらに別の実施形態によれば、前記接続材料はガラスろうである。素子のカプセル化のためのガラスろうは例えば米国特許第６，９３６，９６３号明細書から公知であり、これによって、その開示内容も本願明細書において参照される。
【００３０】
本願発明による素子のさらに別の実施形態によれば、充填材が負の熱膨張係数を有している。例えばこれに適した充填材は、例えば公知文献"Festkoerper mit negativer thermischer Ausdehnung, von George, Ch. und Kern, H..; Technische Universitaet Ilmenau, Institut fuer Werkstofftechnik"から公知であり、これによって、その開示内容も本願明細書において参照される。特にこの文献において第４頁に開示されているテーブル１は明示的に参照される。
【００３１】
有利な実施形態によれば、前記接続材料における充填材の割合は、５０ｗｔ％以下であり、有利には３０ｗｔ％以下である。
【００３２】
素子の有利な実施形態によれば、前記接続材料が少なくとも１つの成分及び／又はビームを吸収するさらなる充填材を含んでいる。有利には、これらの成分及び／又はさらなる充填材は、少なくとも部分的に赤外線ビーム及び／又は紫外線ビームを吸収する。有利には前記接続材料は、そこに含まれている成分及び／又はさらなる充填材によって２０％の赤外線及び／又は紫外線ビームを、有利には４０％の赤外線及び／又は紫外線ビームを、特に有利には６０％若しくはそれ以上の赤外線及び／又は紫外線ビームを吸収する。
【００３３】
さらなる充填材、とりわけ赤外線若しくは紫外線ビームの波長領域を吸収する特性を備えたさらなる充填材を含有する接続材料は、有利には熱絶縁性の特性を有している。さらに、前述した波長領域のビームを吸収する接続材料は、有機オプトエレクトロニクス素子を太陽光の照射から保護する。
【００３４】
前記さらなる充填材は、特にビーム吸収性の物質若しくは化合物であり得る。例えばそのような充填材には、酸化バナジウム、スピネル、スピネル化合物が該当する。
【００３５】
スピネルは、特に化学式ＭｇＡｌ2Ｏ4で表わされる立方晶系結晶のマグネシウムアルミニウム酸化鉱物、いわゆるスピネル単結晶であってもよい。さらに前記したような吸収特性を有するさらなる充填材として、スピネル化合物も適している。このスピネル化合物は、スピネルと類似の結晶構造を有しており、とりわけ一般的なタイプとしてＡＰ2Ｘ4で表わされる化学的化合物である。前記Ａは二価のメタライゼーション、前記Ｐは三価のメタライゼーション、前記Ｘは、主に酸化物若しくは硫化物である。スピネル化合物の例として例えば、とりわけマグネシウムスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、亜鉛尖晶石（ＺｎＡｌ2Ｏ4）又はコバルトスピネル（ＣｏＡｌ2Ｏ4）が挙げられる。
【００３６】
その他にも前記さらなる充填材は、例えば接続材料自体を構成している成分であってもよいし、代替的に前記さらなる充填材は後から当該接続材料に混合されたものであってもよい。
【００３７】
有利な実施形態によれば、前記第１の基板及び／又は第２の基板がそれぞれガラス基板である。
【００３８】
特に有利には、前記第１の基板及び／又は第２の基板２は、板ガラスからなる。
【００３９】
ここでの板ガラスとは、とくに石灰分とナトリウム分を含んだガラス、例えば炭酸石灰を含んだガラスと理解されたい。その他にもこの板ガラスには、さらなる炭酸塩及び／又は酸化物並びに不純物が含まれていてもよい。そのようなガラスは、ソーダ石灰ガラスとも称される。
【００４０】
ホウケイ酸ガラスに比べて前記板ガラスは低コストな材料である。それに伴って、板ガラスからなる第１の基板と第２の基板を含んだ素子は、非常に低コストで製造可能である。
【００４１】
有利には前記オプトエレクトロニクス素子は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。このオプトエレクトロニクス素子は、さらに有機フォトダイオード若しくは有機ソーラセルであってもよい。
【００４２】
有機素子、特にＯＬＥＤは、例えば水蒸気や酸素のような周辺環境からの影響に弱い。それ故に、接続材料を用いて水蒸気や酸素に対する素子の密封性を高めることは、有機発光ダイオードにとって非常に有利である。
【００４３】
本発明による素子の別の実施形態によれば、素子が第１の基板と第２の基板を有し、第１の基板上に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設され、このオプトエレクトロニクス素子は少なくとも１つの有機材料を含んでいる。第１の基板と第２の基板は、互いに次のように相対的に配設されている。すなわち、当該のオプトエレクトロニクス素子が第１の基板と第２の基板の間に配置されるように配設されている。接続材料は、第１の基板と第２の基板の間に配設されており、前記接続材料は、オプトエレクトロニクス素子を取り囲み、さらに第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続している。この接続材料は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、場合によってはさらに接続材料３の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる、少なくとも１つの充填材を含んでいる。また前記接続材料は、無鉛で低融点のガラスであり、さらに少なくとも１つの成分及び／又は、ビーム吸収性の特性を有するさらなる充填材、例えば酸化バナジウム、スピネル又はスピネル化合物を含み得る。場合によっては前記接続材料は、さらに付加的に、有利には負の熱膨張係数を有するさらなる充填材を含んでいてもよい。接続材料における充填材の割合は、５０ｗｔ％以下、有利には３０ｗｔ％以下である。
【００４４】
この種の低融点で酸化銀を含有し、場合によっては膨張係数を低減させる充填材を伴う接続材料は、特に低温状態において、酸素及び水蒸気に対する素子の良好な密閉性を可能にする。このような酸素と水蒸気に対する良好な密閉性の結果として、有利には、有機オプトエレクトロニクス素子の寿命も著しく延びる。さらにその他の利点として、ゲッターなどの分量が低減されるかないしはゲッターそのものを完全に省くことができるようになる。これにより、有利には、製造コストも大幅に軽減される。
【００４５】
第１の基板と、第２の基板と、オプトエレクトロニクス素子と、接続材料とを有している、本発明による素子を製造するための方法は、以下に述べる方法ステップを含んでいる。すなわち、
少なくとも１つの有機材料を含む少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子が配設されている第１の基板を準備するステップと、
第２の基板を準備するステップと、
専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、かつ、接続材料の熱膨張係数を変更、有利には低減させる少なくとも１つの充填材が埋込まれている、接続材料を、前記第１の基板又は前記第２の基板に配設するステップと、
前記オプトエレクトロニクス素子と前記接続材料とが第１の基板と第２の基板の間に配設され、前記接続材料によってオプトエレクトロニクス素子が取り囲まれるように、記第１の基板と第２の基板を互いに相対的に配設するステップと、
前記接続材料を溶融させ、それによって前記第１の基板と第２の基板を相互に機械的に接続させるステップとを有している。
【００４６】
なお前記接続材料は、第２の基板に配設されてもよい。そのようなケースでは、それに続いて、当該接続材料により、オプトエレクトロニクス素子が取り囲まれるように、第１の基板と第２の基板が互いに相対的に配置される。
【００４７】
代替的に前記接続材料は、第１の基板上に配置されてもよい。その場合にも、当該接続材料が次のように配設される。すなわちオプトエレクトロニクス素子が当該接続材料によって取り囲まれるように配設される。ここでのオプトエレクトロニクス素子は、有利には接続材料の後で第１の基板に被着される。続いてこのケースでは、オプトエレクトロニクス素子と接続材料とが第１の基板と第２の基板の間に配置されるように、第２の基板が第１の基板に対して相対的に配設される。
【００４８】
本発明による方法の別の実施形態は、当該素子の有利な実施形態に類似して行われてもよいし、逆に行われてもよい。本発明の方法を用いれば、特にこれまでに記載してきた前記素子が製造可能である。このことは、前記素子と結び付けて開示されてきた様々な特徴が当該方法においても開示されていることを意味する。
【００４９】
この種の方法によれば、次のような素子を製造できる。すなわち、有機オプトエレクトロニクス素子を含み、当該有機オプトエレクトロニクス素子が当該素子の優れた密封性によって、周辺環境からの影響、例えば湿気または空気などの悪影響から保護されるような素子である。この素子のさらなる利点は、低コストで製造できることである。なぜなら、接続材料を用いた特異的な協働によって、特に、酸化銀と膨張係数を低減する充填材の高い割合によって、必要とされるゲッターの量を低減し、特に有利にはゲッター自体を完全に省くことができるようになる。
【００５０】
前記接続材料は、前記基板のうちの１つに被着させるために、有利には、ペースト状の性質を有し、そのため前記接続材料はある一点からスタートして、有利には中断されることなく、１つの完全に閉じられたフレームが形成されるように被着させることが可能である。この接続材料の被着の後では、当該接続材料が有利には自身が被着されている基板と一緒に焼結処理を施される。
【００５１】
また代替的に前記接続材料は、粉末状の特性を有するものであってもよい。その場合にはそのような粉末状の接続材料が当該基板の１つに振りまかれるようにして設けられる。
【００５２】
有利には、前記接続材料の溶融のために、４００℃よりも低い温度が用いられる。特にこの温度は、４００℃以下の温度で溶融し得る接続材料成分のために用いられる。有利には前記接続材料は、例えば３３０℃の燃焼温度のもとで生成され、それ以下では良好な粘着性を伴っている。これにより、有利には、この種の燃焼温度のもとで、既に酸素及び水蒸気に対する良好な密閉性が得られるようになる。
【００５３】
本発明の有利な実施形態によれば、接続材料の溶融が局所的に、回転するビーム照射源、例えばレーザービームによって行われる。それに対しては、レーザービームを用いて前記接続材料が一時的にかつ局所的に軟化され、それに続いて冷却によって硬化される。
【００５４】
本発明による素子及びその製造方法のさらなる特徴、利点、有利な実施形態、改善形態は、以下の明細書で図１から図４に基づいて詳細に説明する実施例からも得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図２】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図３】本発明による素子の各実施例を概略的に示した図
【図４】誘起発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の概略的に示した断面図
【００５６】
実施例
本発明による各実施例とそれらを描写した各図面において、同じ構成要素又は機能の同じ構成要素には、それぞれ同じ符号が用いられている。なお図示された各構成要素とそのサイズについては必ずしも縮尺通りではない。
【００５７】
図１には、本発明による素子の平面図が示されており、図２には、本発明による素子の概略的な断面図、例えば図１による素子の概略的断面図が示されている。この素子は、第１の基板１と第２の基板２を有している。第１の基板１と第２の基板２の間には、オプトエレクトロニクス素子４が配設されている。このオプトエレクトロニクス素子４は、少なくとも１つの有機材料を含んでいる。
【００５８】
有利には、前記オプトエレクトロニクス素子４は、ビーム発光性の素子であり、特に有利には、誘起発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。この誘起発光ダイオードは、当該誘起発光ダイオードを形成している少なくとも１つの層に有機材料が含まれているという顕著な特徴を備えている。誘起発光ダイオード（ＯＬＤＥ）は、例えば、特に図４に描写されているような以下の連続した層構造を有している。すなわち、
カソード４７，電子注入４６，電子伝導層４５，発光層４４，正孔伝導層４３，正孔注入層４２，及びアノード４１である。
【００５９】
これらの層の１つ、有利にはカソードとアノードを除いた全ての層が、有機材料を含んでいる。
【００６０】
第１の基板１と第２の基板２の間には、接続材料３が設けられている。有利にはこの接続材料３は、オプトエレクトロニクス素子４をフレーム状に取り囲む。さらにこの接続材料３は、第１の基板１と第２の基板２を相互に機械的に接続させている。
【００６１】
前記接続材料３は、有利にはオプトエレクトロニクス素子４を完全に取り囲んでいる。
【００６２】
有利には前記接続材料３は酸化銀であってもよく、その割合は０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％の間（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％の間、理想的には専ら１０ｗｔ＆乃至７０ｗｔ％の間の値である。特に有利には前記接続材料３は、専ら５０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含んでいる。
【００６３】
さらに前記接続材料３は、少なくとも１つの充填材５を含んでいる。この充填材５は、接続材料３の熱膨張係数を変化せしめる材料、有利には低減させる材料である。前記充填材５は、有利には、負の熱膨張係数を有していてもよい。有利には前記接続材料３における充填材５の割合いは、５０ｗｔ％よりも少なく、特に有利には３０ｗｔ％よりも少ない。充填剤５によって特に接続材料３の熱膨張係数の利点が次のように整合され得る。すなわち、酸素及び水蒸気に対する密閉性がより改善された有機オプトエレクトロニクス素子４の遮蔽性が得られるように整合される。特にそのような永続的に密閉される素子の遮蔽性は重要である。
【００６４】
この種の接続材料３の組成比と、当該接続材料３を用いたオプトエレクトロニクス素子４の完全な取り囲みとによって、接続材料３は、有利には、周辺環境の影響からオプトエレクトロニクス素子４を保護する。この場合周辺環境の影響とは、特に空気又は湿気の当該素子内部への浸透と理解されたい。特に少なくとも１つの有機層を備えているオプトエレクトロニクス素子の場合、空気や湿気との接触は、不所望な障害に結び付き、特に有機オプトエレクトロニクス素子４の機能不全に陥りかねない。このようなことは有利には、接続材料３の特定の組成比によって避けられる。
【００６５】
このような接続材料３による構成素子の気密な遮蔽性は、有利には、当該有機オプトエレクトロニクス素子４の寿命を顕著に延ばす。
【００６６】
さらに当該素子の製造も容易となる。なぜなら、基板１，２の１つの空洞内に設けられるゲッター材料が必ずしも接続材料３の特定の組成を必要とはしないからである。それにより、所要のゲッターにおける分量が低減され、あるいはそれが完全に省かれる。さらに基板の１つの処理、特に空胴の形成とゲッターの設置が有利には、必ずしも必要とされないことである。有利にはこの種の構成素子の低コストの製造が実現可能になる。
【００６７】
第１の基板１及び／又は第２の基板２のそれぞれは有利にはガラス基板である。特に有利には、第１の基板１及び／又は第２の基板２は、板ガラスであってもよい。この板ガラスは、ホウケイ酸ガラスのような他のガラス材料に比べて、材料費が低コストで済む。従って、板ガラスからなる第１の基板１と第２の基板２を含む構成要素は有利には低コストで製造可能である。
【００６８】
有利には、前記接続材料３は、ガラスフリットを含んでいる。また代替的に前記接続材料３は、ガラスろう材を含んでいてもよい。特に有利には、前記接続材料３は、無鉛及び／又は低融点ガラスであってもよい。
【００６９】
有利には前記第１の基板１は、図１の平面図にも示されているように第２の基板２から、当該第２の基板を越えて横方向に突出している。このことは、第１の基板１と第２の基板２の基準面がそれぞれ異なったサイズであることを意味する。ここでは特に第１の基板１の基準面の方が第２の基板の基準面よりも大である。
【００７０】
有機オプトエレクトロニクス素子４への給電は、有利には、当該オプトエレクトロニクス素子４に面している側の第１の基板表面上で給電線路８，９を用いて行われている。その際、これらの給電線路８，９の１つが、第１の基板１とは反対側のオプトエレクトロニクス素子４の上にあるコンタクト接点から、オプトエレクトロニクス素子４側面を介して第１の基板１まで案内されている。このオプトエレクトロニクス素子４の側面に沿って案内されている部分は、絶縁層１０によってオプトエレクトロニクス素子４の層から電気的に絶縁されている。
【００７１】
オプトエレクトロニクス素子４の電気的なコンタクト形成については特に図２においてその概略が示されている。
【００７２】
第１の基板１が第２の基板２よりも広い基準面を有していることによって、オプトエレクトロニクス素子４の給電線路８，９は、接続材料３から有利に引き出すことが可能であり、さらに当該引き出し箇所においても電気的な特性を損なうことなく封止が可能である。オプトエレクトロニクス素子４の給電線路８，９は、特に横方向で第２の基板２から突出しており、そのため、給電線路８，９の電気的な接続が問題無く達成可能である。
【００７３】
図３に示されている構成素子は、図２に示されている構成素子とは次の点で異なっている。すなわち、第１の基板１と第２の基板２の間に、複数の有機オプトエレクトロニクス素子４が設けられている点で異なっている。つまり、本願の構成素子は、１つの有機オプトエレクトロニクス素子４の適用に限定されるものではない。従って有機オプトエレクトロニクス素子４の使用数は、構成素子の使用目的に応じて変更が可能である。
【００７４】
さらに接続材料３は、図２の構成素子の場合とは異なってここではさらなる充填材６も含んでおり、このさらなる充填材６は、電磁波ビームを吸収するものである。特に有利には、このさらなる充填材６によって、赤外線波長領域のビーム、及び／又は、紫外線波長領域のビームが吸収される。これにより、例えば太陽光のような、オプトエレクトロニクス素子４に悪影響を与える光線の照射が有利に避けられるようになる。
【００７５】
例えば前記さらなる充填材６として、酸化バナジウム、スピネル、スピネル化合物などが挙げられる。
【００７６】
図３による構成素子が図２による構成素子とさらに異なっている点は、接続材料３がさらなる物質７を含んでいることである。このさらなる物質７は、第１の基板と第２の基板相互間の、スペーサーとしての役割を果たす物質である。また代替的に、接続材料３内に設けられるスペーサーではなく、オプトエレクトロニクス素子４と接続材料３の間に設けられるようなスペーサー（図示せず）を当該構成素子内に統合してもよい。
【００７７】
前記スペーサー７は、第１の基板と第２の基板２の間で所期の固定間隔を設定するために用いられる。それによって、接続材料３の軟化ないし溶融プロセス中に前記第１の基板と第２の基板がスペーサー７によって定められた間隔を下回ることが避けられるようになり、これによって、有機オプトエレクトロニクス素子４の製造過程中に、第１の基板１と第２の基板２の間の間隔が過度に狭まって当該オプトエレクトロニクス素子４自体が損なわれてしまうようなことが回避される。
【００７８】
接続材料３の軟化は、有利には４００℃よりも低い温度で行われる。
【００７９】
例えば図１、図２、図３による構成素子の製造方法は、以下に述べるような方法ステップを有していてもよい。
【００８０】
第２の基板２上に接続材料３、例えばガラスフリットを、例えばフレーム状に流して被着させ、有利には焼結処理する。さらに第１の基板１を準備して、該第１の基板１に、有機オプトエレクトロニクス素子４を被着させる。
【００８１】
接続材料３は、０ｗｔ％乃至１００ｗｔ％（但し０と１００は含まない）、有利には専ら５ｗｔ％乃至８０ｗｔ％、理想的には専ら１０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀と、接続材料３の熱膨張係数を変化させる（有利には低減させる）少なくとも１つの充填材６とを含んでいる。但しこの充填材６は、接続材料３内に直接含まれていてもよいし、後から追加して混合されてもよい。
【００８２】
さらに有利には、接続材料３内に、特にビームを吸収するさらなる充填材６と、スペーサー７とが添加されてもよい。
【００８３】
ここにおいて、第２の基板２に対して第１の基板１が置かれる。その際この第１の基板１は、有機オプトエレクトロニクス素子４が第１の基板１と第２の基板２の間に配設されるように第２の基板２に対して載置される。さらに第１の基板１と第２の基板２は、相互に次のように配設される。すなわち接続材料３が有機オプトエレクトロニクス素子４を例えばフレーム状に取り囲むように配設される。
【００８４】
最後に、接続材料３が４００℃よりも低い温度で溶融され、それによって前記第１の基板１と第２の基板２が相互に機械的に接続するように処理される。
【００８５】
このような接続材料３との特別な協働によって、第１の基板１と第２の基板２の間で気密な接続が形成される。それにより有利には、酸素や水蒸気をよせつけない、有機発光ダイオードの密封性が得られ、これによって、有利には、当該構成素子の寿命も延びることになる。さらに、高コストなゲッターの追加とそれに伴う処理ステップも省くことができるようになる。このようにして簡単でかつ低コストな製造が可能な気密な構成素子が得られるようになる。
【００８６】
本発明は、前述してきたような種々の実施例の記載によってこれらの実施形態に限定されるものではない。それどころか本発明は、あらゆる新たな特徴並びにそれらの特徴のあらゆる組み合わせも含有するものである。このことは特に従属請求項に記載された特徴のあらゆる組み合わせにも当てはまり、たとえそれらの特徴若しくはそれらの組み合わせ自体がこれらの従属請求項や実施例の説明に明示的に記載されていなくても覆されることはない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板（１）と第２の基板（２）を有する素子であって、
前記第１の基板（１）には少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子（４）が配設されており、該オプトエレクトロニクス素子（４）は少なくとも１つの有機材料を含んでおり、
前記第１の基板（１）と第２の基板（２）は、当該第１の基板（１）と第２の基板（２）の間にオプトエレクトロニクス素子（４）が設けられるように互いに相対して配設されており、
接続材料（３）が、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）の間に設けられており、前記接続材料（３）は、オプトエレクトロニクス素子（４）を取り囲んで、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）を相互に機械的に接続しており、
前記接続材料（３）は、専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、
前記接続材料（３）は、当該接続材料（３）の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる、少なくとも１つの充填材（５）を含んでいることを特徴とする素子。
【請求項２】
前記接続材料（３）は、無鉛及び／又は低融点のガラスを含んでいる、請求項１記載の素子。
【請求項３】
前記接続材料（３）は、ガラスフリット又はガラスろう材を含んでいる、請求項１または２記載の素子。
【請求項４】
前記充填材（５）は、負の熱膨張係数を有している、請求項１から３いずれか１項記載の素子。
【請求項５】
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、５０ｗｔ％よりも少ない、請求項１から４いずれか１項記載の素子。
【請求項６】
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、３０ｗｔ％よりも少ない、請求項１から５いずれか１項記載の素子。
【請求項７】
前記接続材料（３）は、少なくとも１つの成分及び／又はさらなる充填材（６）を含んでおり、前記さらなる充填材（６）は、ビーム吸収性の特性を備えている、請求項１から６いずれか１項記載の素子。
【請求項８】
前記少なくとも１つの成分及び／又はさらなる充填材（６）は、酸化バナジウム、スピネル、又はスピネル化合物である、請求項７記載の素子。
【請求項９】
前記接続材料（３）は、少なくとも１つのさらなる物質（７）を含み、該少なくとも１つのさらなる物質（７）は、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）相互のスペーサーとして用いられる、請求項１から８いずれか１項記載の素子。
【請求項１０】
前記第１の基板（１）及び／又は前記第２の基板（２）は、ガラス基板である、請求項１から９いずれか１項記載の素子。
【請求項１１】
前記オプトエレクトロニクス素子（４）は、有機光を発するダイオード（ＯＬＥＤ）である、請求項１から１０いずれか１項記載の素子。
【請求項１２】
前記接続材料（３）が無鉛及び低融点のガラスであり、
前記充填材（５）は、負の熱膨張係数を有し、
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、３０ｗｔ％よりも少なく、
前記接続材料（３）は、少なくとも１つの成分及び／又はビーム吸収性のさらなる充填材（６）を含み、
前記さらなる充填材（６）は、酸化バナジウム又はスピネルである、請求項１記載の素子。
【請求項１３】
素子を製造するための方法であって、
以下の方法ステップ、すなわち、
少なくとも１つの有機材料を含む少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子（４）が配設されている第１の基板（１）を準備するステップと、
第２の基板（２）を準備するステップと、
専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、かつ、接続材料（３）の熱膨張係数を変更、有利には低減させる少なくとも１つの充填材（５）が埋込まれている、接続材料（３）を、前記第１の基板（１）又は前記第２の基板（２）に配設するステップと、
前記オプトエレクトロニクス素子（４）と前記接続材料（３）とが第１の基板（１）と第２の基板（２）の間に配設され、前記接続材料（３）によってオプトエレクトロニクス素子（４）が取り囲まれるように、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）とを互いに相対的に配設するステップと、
前記接続材料（３）を溶融させ、それによって前記第１の基板（１）と第２の基板（２）を相互に機械的に接続させるステップとを有していることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１から１２いずれか１項記載の素子を製造するための、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
溶融のために、４００℃よりも低い温度が用いられる、請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項１】
第１の基板（１）と第２の基板（２）を有する素子であって、
前記第１の基板（１）には少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子（４）が配設されており、該オプトエレクトロニクス素子（４）は少なくとも１つの有機材料を含んでおり、
前記第１の基板（１）と第２の基板（２）は、当該第１の基板（１）と第２の基板（２）の間にオプトエレクトロニクス素子（４）が設けられるように互いに相対して配設されており、
接続材料（３）が、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）の間に設けられており、前記接続材料（３）は、オプトエレクトロニクス素子（４）を取り囲んで、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）を相互に機械的に接続しており、
前記接続材料（３）は、専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、
前記接続材料（３）は、当該接続材料（３）の熱膨張係数を変化させる、有利には低減させる、少なくとも１つの充填材（５）を含んでいることを特徴とする素子。
【請求項２】
前記接続材料（３）は、無鉛及び／又は低融点のガラスを含んでいる、請求項１記載の素子。
【請求項３】
前記接続材料（３）は、ガラスフリット又はガラスろう材を含んでいる、請求項１または２記載の素子。
【請求項４】
前記充填材（５）は、負の熱膨張係数を有している、請求項１から３いずれか１項記載の素子。
【請求項５】
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、５０ｗｔ％よりも少ない、請求項１から４いずれか１項記載の素子。
【請求項６】
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、３０ｗｔ％よりも少ない、請求項１から５いずれか１項記載の素子。
【請求項７】
前記接続材料（３）は、少なくとも１つの成分及び／又はさらなる充填材（６）を含んでおり、前記さらなる充填材（６）は、ビーム吸収性の特性を備えている、請求項１から６いずれか１項記載の素子。
【請求項８】
前記少なくとも１つの成分及び／又はさらなる充填材（６）は、酸化バナジウム、スピネル、又はスピネル化合物である、請求項７記載の素子。
【請求項９】
前記接続材料（３）は、少なくとも１つのさらなる物質（７）を含み、該少なくとも１つのさらなる物質（７）は、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）相互のスペーサーとして用いられる、請求項１から８いずれか１項記載の素子。
【請求項１０】
前記第１の基板（１）及び／又は前記第２の基板（２）は、ガラス基板である、請求項１から９いずれか１項記載の素子。
【請求項１１】
前記オプトエレクトロニクス素子（４）は、有機光を発するダイオード（ＯＬＥＤ）である、請求項１から１０いずれか１項記載の素子。
【請求項１２】
前記接続材料（３）が無鉛及び低融点のガラスであり、
前記充填材（５）は、負の熱膨張係数を有し、
前記接続材料（３）における充填材（５）の割合は、３０ｗｔ％よりも少なく、
前記接続材料（３）は、少なくとも１つの成分及び／又はビーム吸収性のさらなる充填材（６）を含み、
前記さらなる充填材（６）は、酸化バナジウム又はスピネルである、請求項１記載の素子。
【請求項１３】
素子を製造するための方法であって、
以下の方法ステップ、すなわち、
少なくとも１つの有機材料を含む少なくとも１つのオプトエレクトロニクス素子（４）が配設されている第１の基板（１）を準備するステップと、
第２の基板（２）を準備するステップと、
専ら２０ｗｔ％乃至７０ｗｔ％の割合の酸化銀を含み、かつ、接続材料（３）の熱膨張係数を変更、有利には低減させる少なくとも１つの充填材（５）が埋込まれている、接続材料（３）を、前記第１の基板（１）又は前記第２の基板（２）に配設するステップと、
前記オプトエレクトロニクス素子（４）と前記接続材料（３）とが第１の基板（１）と第２の基板（２）の間に配設され、前記接続材料（３）によってオプトエレクトロニクス素子（４）が取り囲まれるように、前記第１の基板（１）と第２の基板（２）とを互いに相対的に配設するステップと、
前記接続材料（３）を溶融させ、それによって前記第１の基板（１）と第２の基板（２）を相互に機械的に接続させるステップとを有していることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１から１２いずれか１項記載の素子を製造するための、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
溶融のために、４００℃よりも低い温度が用いられる、請求項１３又は１４記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５２５３１２（Ｐ２０１２−５２５３１２Ａ）
【公表日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０７６０３（Ｐ２０１２−５０７６０３）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／０００４９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２４６８２
【国際公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５９９１３３７１６）オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／０００４９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２４６８２
【国際公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５９９１３３７１６）オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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