專利名稱：大區域柔性oled光源的制作方法
技術領域：
本公開涉及形成大區域柔性光源的方法和大區域柔性光源的所得的設計。更具體地，本公開涉及柔性OLED光源的設計和方法，其中，小區域柔性OLED被制造并且集成為大面板。
背景技術：
目前，制造能力和材料特性限制將單獨有機發光二極管(OLED)裝置的大小約束到較小尺寸。當與大于較小尺寸并且平方英尺或平方米左右的大區域發光面板對比時，通過較小尺寸意味著平方毫米或平方厘米左右(on the order of)也就是小于IOOcm2的區域。因此，為了獲取大區域發光面板，單獨OLED需要平鋪(tile)在一起以形成更大的產品。另一問題為現有OLED材料對氧氣和水分敏感。結果，單獨地封裝的OLED裝置需 要具有一些公稱寬度的邊緣密封件，也就是說，單獨OLED裝置的周邊密閉地密封。當成群地安置或平鋪在一起以形成期望的大區域發光面板時，單獨邊緣密封件中的各個對面板的總的被照亮區域具有不利的影響。這通常稱為“填充因子”或“占空因子”，其中大區域發光面板的整個區域為非光發射的，并且因此占空因子測量為被照亮的或者發射光的表面區域相對于面板的總的表面區域的比例。在現有布置中，設計員通常好像集中于接合在一起的單獨OLED裝置陣列的總的光輸出上，并且因此忽略或者不強調組件的非光發射部分。例如，當設計大區域OLED面板時，典型的方法是組裝圍繞OLED裝置中的各個單獨地密閉地密封的多個玻璃基底OLED裝置，并且將該密封的OLED裝置以平鋪的方式布置在剛性框架上。此方法忽略了至少兩個重要的標準。第一，此設計方法未能最小化由密封材料導致的組件的非光發射部分，該密封材料將單獨OLED裝置封裝在大區域面板中，并且第二，忽略了柔性的目標(其中，柔性通常限定為使面板順應或彎曲大約5厘米左右的曲率半徑而沒有損傷的能力)。因此，需要大區域OLED光源，和形成大區域OLED光源的方法，其最大化填充因子并更期望地提供用于柔性面板。
發明內容
光發射組件包括背板，其具有第一表面區域和不可透過的層。至少第一和第二光發射裝置接納在背板的第一表面上，各光發射裝置具有小于第一表面區域的表面區域并且電連接到相關的外部驅動器。不具有在其間的密閉邊緣密封件的第一和第二光發射裝置以鄰近關系安置在背板上，并且封裝材料接納在第一和第二光發射裝置之上并且密封第一和第二光發射裝置。密閉邊緣密封件限定為接合面板的兩個最外部的不可透過的基底的密封件，該基底例如玻璃、背板、或透明的超高阻隔膜。在一些情況下，另一密封件可在平鋪和最終封裝之前在單獨裝置上提供。此OLED裝置密封件通常被執行成幫助保護OLED裝置使之免于機械損害,并且部分地有助于OLED面板的總體阻擋特性。示范性實施例包括作為光發射裝置的第一和第二 0LED。
優選地，背板在一個實施例中為柔性的。背板包括具有施加到一個面的絕緣體的不可透過的金屬箔片，該絕緣體將光發射裝置粘合地固定在其上。背板不可透過氧氣和水蒸氣，并且可在僅第一表面上、或在第一和第二表面兩者上被絕緣。透明超高阻隔膜然后在光發射裝置的頂部上層壓，從而創造密閉包裝。在一種布置中，傳導跡線(trace)在OLED放置在絕緣體上并且電連接到跡線之前施加在絕緣體上。在另一布置中，開口在背板中形成并且金屬補片在絕緣體之上層壓并且OLED電連接到補片。透明超高阻隔膜然后在OLED的頂部上層壓，以產生密閉地密封的包裝。
光發射裝置可以以串聯地、并聯地、單獨地、或者連接到單一公共總線中的一種進行連接。主要益處為提供大區域光發射組件，其中，填充因子顯著改善。另一益處為大區域光組件為柔性的。又一益處為與提供傳導網絡用于電連接光發射裝置和利用封裝層以保護全體面板使之免于氧氣和水分相關。本公開的此外的其它益處和優點將從閱讀并理解以下詳細描述而變得更顯而易見。
圖I為包括在背板中的金屬箔片的平面圖。圖2為在絕緣體和/或粘合劑施加到金屬箔片的第一或前部表面、并且可能第二或背部表面之后背板的平面圖。圖3示出施加到背板的細的傳導跡線。圖4示出不具有單獨密閉邊緣密封件的OLED以鄰近關系安置在背板的第一表面之上。圖5為示出形成于背板的金屬箔片中的開口的平面圖。圖6為施加到圖5的背板的金屬箔片部分的前部和后部表面的絕緣體和/或粘合劑的平面圖。圖7為示出形成與穿過金屬箔片的開口大致對齊的、在絕緣體中的開口的平面圖。圖8示出安置在穿過絕緣體和金屬箔片背板形成的開口之上的金屬補片。圖9不出將OLED安置在背板上。圖10為背板的后部表面的平面圖。圖11大體沿著圖8的線條11-11截取的放大的截面圖。
具體實施例方式轉向在圖1-4中示出的第一示范性實施例，大區域光源100在組裝的不同階段中示出。特別地，金屬箔片102形成背板的一部分。盡管金屬箔片102示出為具有大體長方形形態，但是其它構造可被使用而不背離本公開的范圍和意圖。金屬箔片102為薄的，例如具有大約25微米左右的厚度，但是再一次這種厚度被認為僅僅是示范性的，并且金屬箔片提供傳導的、柔性的、以及氧氣和水分不能透過的期望性質。在優選實施例中，金屬箔片為在整個范圍之上大致均勻，也就是薄的金屬箔片在第一或前部表面104、第二或后部表面106 (未示出)之上并且從周邊107向內大體具有相同材料特征和尺寸。在圖2中，金屬箔片的第一表面104示出有施加到該第一表面104的絕緣體110。優選地，絕緣體110為薄的聚合物或塑性材料，其涂覆金屬箔片的整個第一表面，包括周邊或邊緣112，其覆蓋金屬箔片的邊緣107。盡管在一些情況中，金屬箔片的第二表面106(未示出)不具備絕緣體，但是將理解在其它應用中期望的是將絕緣體施加到第二表面106并且/或者將包括第一和第二表面與周邊的金屬箔片完全地封裝。再者，并且僅僅作為實例，絕緣體可為大約25微米左右厚并且覆蓋金屬箔片的整個表面。此外，粘合劑可施加并且時常期望地施加到金屬箔片的前部和/或背部表面104、106。粘合劑在示范性實施例中可為使用為絕緣體的相同材料，或者可為獨立層，諸如環氧基(epoxy based)粘合劑、熔融熱塑性粘合劑或者壓力敏感粘合劑，但是可使用適合于下文描述的目的的任何材料。粘合劑由參考標記114表示，但是該粘合劑未在圖2中示出為獨立結構層，這是因為絕緣體可用作覆蓋不可透過的金屬箔片以及將OLED粘合地固定到背板的兩個目的。優選的是，絕緣體材料·具有對氧氣和水分的低的可透性，以致阻止進入通過邊緣密封件以及此后在OLED裝置內形成缺陷。圖3示出細的傳導跡線120的應用，該細的傳導跡線施加到背板并且特別地施加在覆蓋薄的金屬箔片的第一表面104的絕緣體110上。跡線120可在數量方面變化，但是典型的是為安裝在背片上的各OLED裝置提供第一和第二跡線。可使用施加傳導跡線120的任何適宜的方式，諸如絲網印刷、氣相沉積等。跡線120為細的和大約一微米厚。如在圖3中最好地示范，該跡線沿著絕緣體或背板的邊緣112從第一端122向內延伸，用于建立與邊緣連接器(未示出)的電接觸，并且終結于第二端124處，該第二端124定位于在背板的表面上的預定位置處用于連接于與各光發射裝置或OLED 130相關的電極，如在圖4中所示。在示范性實施例中，各OLED裝置130在大小方面從大約5cm2-100cm2范圍變化，并且優選為沿著該OLED裝置的邊緣或周邊密閉地密封。以此方式，各OLED裝置130的向外面向的第一或外部表面132的大致全部為光發射的。另外，因為沒有密閉邊緣密封件被提供用于單獨OLED裝置中的各個，所以各OLED裝置的周邊邊緣134可被帶到更靠近的關系，也就是相對于相鄰OLED的邊緣更靠近地隔開。鄰近OLED的這種靠近地隔開有利地最小化如圖4所示的兩個OLED裝置130之間的中間間隔或間隙140。該中間間隙140可為盡可能小的，例如大約1_，但是最小化間隔并且增加填充因子為通常目標，使得實際尺寸值可從一個應用到另一個變化。此后，一旦期望數量的OLED裝置安裝到包括金屬箔片、絕緣體、粘合劑、傳導跡線等的背板上，周邊或邊緣密封件150接著圍繞組裝或者安裝在背板上的OLED的周邊而提供。在一些情況下，邊緣密封件可在外部周邊之上延伸并且延伸到背板的第二或后部表面上。密閉邊緣密封件提供期望保護使之免于氧氣和水分，并且具有大約IOmm左右的相對公稱厚度或寬度。該相對寬的寬度由于如下事實，即用于封裝柔性OLED的聚合的粘合劑為本質上多孔的，這允許氧氣和水蒸氣緩慢地擴散通過大部分的材料。通過具有長的透過路徑長度，諸如10mm，能夠顯著地延長水和氧氣擴散通過材料并且與OLED裝置起反應的時間，因而提供密閉密封件并且為產品提供可接受的貯存壽命。以此方式，單獨未封裝的OLED130在密閉密封件施加在組件之上前平鋪在一起，也就是粘合地固定到背板。光發射面板100的占空因子由此顯著地改善。這就是說，因為各單獨OLED不包括封裝的邊緣密封件，故邊緣密封件的那個寬度從各OLED裝置消除并且允許鄰近OLED裝置被更靠近地帶到一起并且由此減小中間間隙140的尺寸。再者，最大化占空因子，也就是被照亮的區域相對于面板的總表面區域的比例。增加發射光的OLED面板的總表面區域的量意味著在來自面板的總體光或流明方面的顯著的改善。在填充因子方面的改善可根據單獨OLED裝置的大小、平鋪在面板中的裝置的數量、和密閉邊緣密封件的所需的寬度而劇烈地變化。作為實例，如果九個5cmX5cm裝置平鋪成大的方形面板,假定Icm密閉邊緣密封件和Imm中間間隙用于未封裝的0LED，則填充因子可通過在封裝之前平鋪未封裝的OLED而從51%改善到76%。第二實施例在圖5-11中示出。因為許多特征為相似的，所以相似參考標記將參考相似元件并且新的構件通過新的參考標記辨識。例如，大區域光組件參考為200。再者，背板包括薄的金屬箔片102,其具有第一或上部表面104和第二或下部表面106 (未不出)和 周邊或邊緣107，并且因此參考圖1，這是因為金屬箔片大致未改變。開口或開孔108形成于金屬箔片中(圖5)，諸如在選定內部區處被切削或沖壓穿過金屬箔片。這些開口 108意圖穿過金屬箔片102的整個厚度并且安置在預選位置處，用于與在背板上平鋪的OLED電連接，如將在下文中變得更顯而易見。為了示出的目的，四個這種開口 108形成于另外的不可透過的金屬箔片中并且各開口具有大致相同的尺寸，但是本公開不應限于開口全部相同的布置。絕緣體110再次以如關于圖2所示出和所描述的幾乎一樣的方式而施加到金屬箔片102的前部表面104和后部表面106。另外，意圖是絕緣體110還將覆蓋預先形成于金屬箔片中的開口 108。粘合劑114還優選地施加到至少第一表面用于此后固定OLED裝置。如在圖7中所示，更小的開口或開孔116被切削穿過絕緣體110并且相對于穿過金屬箔片的開口 108而居中，并且優選略小于形成穿過金屬箔片的開口 108。以此方式，存在更小的與金屬箔片不注意的接觸將發生的機會，這是因為絕緣體覆蓋開口 108的整個內部周邊邊緣。穿過絕緣體的這些開口 116可在大小方面變化，即便圖7中的開口中的各個示出為相同大小，并且重要地允許從第一或前部表面104到背板的第二或后部表面106的電接觸。在圖8中，單獨金屬補片118在尺寸方面設置成疊加在背板中的開口 108、116之上并且通過層壓工藝而固定到前部面104。當不具有密閉邊緣密封件的單獨OLED裝置130經由配置于在背板的前部表面104上的絕緣體110上的粘合劑114而固定到面板時，OLED裝置130的電極(未示出)可電連接到相應電補片118中的一個，并且完成了補片與相關的電子驅動器(未示出)的電連接。如還在圖10中所示，補片118的后部表面可通過開口116而為可接近的，該開口 116在絕緣體中并且同樣地形成在穿過另外的不可透過的金屬箔片的開口 108內。如此，電連接可在背板的后部表面上完成并且這種連接不干涉OLED的光發射表面132。這還在圖11中示出，其中穿過在不可透過的金屬箔片102的前部和后部表面上提供的粘合劑/絕緣體110的開口 116允許連接到補片118。與關于圖1-4的實施例所注意到的類似，圖5-11的實施例也使用不具有密閉邊緣密封件的單獨OLED裝置。結果，各OLED可被帶到與下一個相鄰OLED更靠近的關系并且中間間隙140的尺寸由此在鄰近的、平鋪的OLED之間被最小化。再者，此布置最大化面板的填充因子，使得背板的總表面區域的更大的百分比覆蓋有由固定到其上的單獨OLED裝置提供的光發射表面區域。結果，最大化光輸出。密閉邊緣密封件150圍繞大區域光組件200的整個周邊區域提供，從而提供保護組件使之免于氧氣或水分的有害影響的期望封裝。這些實施例中的各個還使用透明的并在OLED裝置的頂部上層壓的超高阻隔膜。此阻隔膜創造具有延伸到包裝的邊緣的電引線的密閉包裝(如在圖1-4的實施例中)，或者創造不具有邊緣連接器的密閉包裝(如在圖5-11的實施例中所示出)。將OLED裝置粘合地結合到 背板和UHB膜的前部表面提供超出現有布置的獨特的優點。例如，將OLED裝置粘合到超高阻隔膜光學地聯接材料，從而允許更多光逸出。但是，可能更重要地，將OLED粘合地固定到UHB和背板阻止在層壓工藝期間捕獲氣體。在沒有粘合劑的情況下，氣孔可在層壓工藝期間被捕獲，并且，這些氣孔當在彎曲的應用中時可圍繞該密閉面板并且在該密閉面板內移動，這導致有害的應力和潛在的脫層缺陷。還在審美上令人不愉悅的是，具有捕獲在面板中的氣泡。使粘合劑配置在整個UHB膜(在包裝的內部)之上并且使粘合劑在整個背片之上(除了在與OLED電接觸的位置)為優選實施例。粘合劑可為熱塑性的、熱固性的、PSA、或組合。提供大區域柔性OLED光源的方法和設計。不具有密閉邊緣密封件的單獨小區域柔性OLED被制造并且集成為更大的面板，這提供如下手段，即電連接0LED、密閉地封裝0LED、同時維持整個系統的柔性。在另一實施例中，在期望最大化占空因子的期望特性但是柔性可為不關心的情形下，非柔性變型也為可獲得的。由于制造能力和材料特性限制，單獨OLED裝置的大小典型地約束到較小尺寸。因此，為了獲取如上所述的大區域發光面板，單獨OLED沒有各個具有密閉邊緣密封件并且由此平鋪在一起，以形成更大的面板。通過消除在各單獨OLED上的邊緣密封件，當這些裝置組裝為更大的面板時，整個面板的填充因子(也就是在面板內被照亮區域的比例)增加了。一旦單獨OLED中的全部固定到表面上，單獨OLED以未封裝的形式平鋪在一起并且密閉密封件此后施加到整個組件。背板、OLED和透明的封裝層提供用于大區域面板。背板為不可透過的，并且在該布置中提供傳導網絡用于電連接在大區域面板中的OLED裝置中的一個或多個。這些布置也可維持柔性。背板還包括用于外部連接到相關的電驅動器的裝置。傳導跡線對優化而言為重要的，因為密閉密封件仍必須形成。薄和窄的跡線的使用可在長距離之上具有顯著的功率損失。因此，可變跡線厚度的設計或甚至僅材料選擇可解決這些問題中的一些。通過最初使用未封裝的0LED，不存在密閉邊緣密封件，由此允許以最小的間隔放置0LED，在發射區域的占空因子方面相應增加。最后，封裝層施加到整個面板，從而保護面板使之免于氧氣和水分。本公開參考優選實施例而進行描述。顯然地，更改和替換將在閱讀并理解前述詳細描述之后而被本領域技術人員想到。意圖是，本公開解釋為包括全部這種更改和替換。
權利要求
1.一種光發射組件，其包括 背板，其具有第一表面區域并且包括在其至少第一表面上的電傳導部分； 至少第一和第二光發射裝置，其接納在所述基底的第一表面上，所述第一和第二光發射裝置中的各個具有小于所述第一表面區域的表面區域，并且電連接到所述背板的電傳導部分； 封裝材料，其在所述至少第一和第二光發射裝置之上延伸并且密閉地密封所述至少第一和第二光發射裝置；和 電路徑，其用于連接到相關的電驅動器。
2.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述封裝密閉地密封所述第一和第二光發射裝置。
3.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述第一和第二光發射裝置為OLED。
4.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述背板為柔性的。
5.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述背板為非柔性的。
6.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，單獨的至少第一和第二光發射裝置中的各個在接納在所述背板上之前不具有單獨密閉邊緣密封件，以最大化所述占空因子。
7.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述電路徑包括沿著所述背板的表面形成的傳導跡線。
8.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述封裝材料為可傳輸光的。
9.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述背板不可透過氧氣和水蒸氣。
10.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述光發射裝置以串聯地、并聯地、單獨地、或者連接到單一公共總線中的一種進行連接。
11.根據權利要求I所述的組件，其特征在于，所述背板包括不可透過的金屬箔片，其具有覆蓋有絕緣體的第一表面。
12.根據權利要求11所述的組件，其特征在于，所述背板包括在所述金屬箔片絕緣體中對齊的開口、和接納在所述開口之上的電傳導補片，并且所述至少第一和第二光發射裝置電連接到所述補片。
13.根據權利要求11所述的組件，其特征在于，所述絕緣體封裝所述不可透過的層。
14.根據權利要求11所述的組件，其特征在于，所述絕緣層插入在所述傳導層和所述電傳導部分之間。
15.根據權利要求11所述的組件，其特征在于，所述傳導部分為在所述絕緣層上的跡線。
16.一種光組件，其包括 具有第一表面的背板，所述第一表面包括在其上的傳導部分； 以鄰近關系安置在所述背板上的第一和第二 OLED，其不具有在OLED之間的密閉邊緣密封件，以最大化所述占空因子并且最小化相鄰OLED之間的間隙；和在所述第一和第二 OLED和所述基底第一表面之上的封裝材料。
17.根據權利要求16所述的光組件，其特征在于，所述背板為柔性的。
18.根據權利要求16所述的光組件，其特征在于，所述背板為非柔性的。
19.一種形成OLED光源的方法，其包括提供背板； 將具有邊緣密封件的單獨OLED以鄰近關系組裝在所述背板上；并且 將所述OLED密閉地密封在所述背板上。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括將所述OLED在所述密封步驟之前電連接到在所述背板上的傳導部分。
21.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，所述密封步驟包括將所述OLED粘合地密封到所述背板。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，還包括將所述OLED粘合地密封到接納在其之上的超高阻隔膜。
23.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括將所述OLED粘合地密封到接納在其之上的超高阻隔膜。
全文摘要
光發射組件包括具有第一表面區域和不可透過的層的背板。至少第一和第二光發射裝置接納在背板的第一表面上。各光發射裝置具有小于第一表面區域的表面區域并且電連接到相關的外部驅動器。不具有在其間的密閉邊緣密封件的第一和第二光發射裝置以鄰近關系安置在背板上，以最大化占空因子，并且封裝材料接納在第一和第二光發射裝置之上并且密封第一和第二光發射裝置。
文檔編號H01L51/52GK102893395SQ201180024477
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月16日 優先權日2010年5月18日
發明者A.S.阿爾布雷奇特, J.M.科斯特卡 申請人:通用電氣公司