CN102222778B - 有机电致发光器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种有机电致发光元件制造方法，包括：于基板上形成多个彼此分离的第一电极及覆盖第一电极的图案化介电层，图案化介电层具多个暴露第一电极的接触窗；于图案化介电层上形成多个阻隔壁；以单一第一开口的第一掩膜为掩膜，同时形成多个位于第一电极上的有机发光图案及多个位于阻隔壁上的有机材料图案；以单一第二开口的第二掩膜为掩膜，同时形成多个位于有机发光图案上的第二电极及多个位于有机材料图案上的导电材料图案，第二电极与导电材料图案彼此分离，第二电极透过接触窗与相邻第一电极电性连接。

Description

有机电致发光器件及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种发光元件及其制造方法，且特别是有关于一种有机电致发光元件及其制造方法。

背景技术

有机电致发光显示器(organic electroluminescent display)有轻薄、自发光、低消耗功率、不需背光源、无视角限制及高反应速率等优良特性，已被视为平面显示器的明日的星。另外，被动式有机发光元件可在轻薄、可挠式的基材上形成阵列结构，所以也非常适合应用于照明上，一般预估有机发光元件的发光效率提升至100Lm/W以上，且演色性高于80以上时，即有机会取代一般照明光源，因此有机发光元件在照明设备上将扮演非常重要的角色。

在有机发光元件中，由于有机发光元件为电流驱动，因此走线阻抗分布不均会造成发光区域亮度分布不均的问题。为改善上述问题，已有习知技术将有机发光元件分成多个阵列排列的有机发光单元，其中同一列的发光单元间彼此是采用串联的方式连结而构成一发光单元串列，不同列的发光单元串列间则采并联方式连结。如此一来，因走线阻抗的分布不均所造成的发光区域亮度分布不均的问题便可获得改善。

一般而言，制作上述的有机发光元件的流程包括阳极的制作、图案化介电层的制作、有机电致发光层的蒸镀以及阴极的蒸镀。值得注意的是，在有机电致发光层与阴极的蒸镀过程中，须采用两种不同规格的网状掩膜。详言的，习知技术中所采用网状掩膜具有多个成阵列排列的开孔，而这些开孔的尺寸与位置决定有机电致发光层以及阴极的分布范围。习知技术中的网状掩膜会导致开口率的严重损失，主要原因有二，其中一个原因为：网状掩膜在对位上难以十分精准，容易导致非发光区的面积增加；另一个原因为：网状掩膜中，相邻开口间的遮光图案的线宽(line width)不能过小，线宽过小恐导致网状掩膜的结构强度降低、制造成本大幅提升，且会导致蒸镀范围难以控制(意即，相邻蒸镀范围会邻接甚至相互重迭)，但线宽过大则会导致非发光区的面积增加，造成开口率的严重损失。

发明内容

本发明提供一种有机电致发光元件，其具有均匀的亮度分布与高开口率。

本发明另提供一种有机电致发光元件的制造方法，所制作的有机电致发光元件具有均匀的亮度分布与高开口率。

本发明提出一种有机电致发光元件的制造方法，其包括下列步骤。于基板上形成多个彼此分离的第一电极。于基板上形成图案化介电层以覆盖第一电极，其中图案化介电层具有多个将第一电极暴露的接触窗(contact holes)。于图案化介电层上形成多个阻隔壁(barrier ribs)。以具有单一第一开口的第一掩膜为掩膜，同时形成多个位于第一电极上的有机发光图案以及多个位于阻隔壁上的有机材料图案，其中有机发光图案与有机材料图案是彼此分离，且有机发光图案与有机材料图案未覆盖接触窗。以具有单一第二开口的第二掩膜为掩膜，同时形成多个位于有机发光图案上的第二电极以及多个位于有机材料图案上的导电材料图案，其中第二电极与导电材料图案是彼此分离，且各第二电极分别透过其中一个接触窗与相邻的第一电极电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的第二掩膜的第二开口大于第一掩膜的第一开口。

在本发明的一实施例中，上述的形成第一电极的方法包括下列步骤。于基板上形成透明导电层。于基板上形成图案化金属层，图案化金属层与透明导电层彼此电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的图案化金属层位于透明导电层与基板之间，而透明导电层覆盖图案化金属层，且接触窗位于图案化金属层上方。

在本发明的一实施例中，上述的透明导电层位于图案化金属层与基板之间，且接触窗位于图案化金属层上方。

在本发明的一实施例中，上述的有机发光图案以及有机材料图案的形成方法包括蒸镀。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极与导电材料图案的形成方法包括蒸镀。

本发明提出一种有机电致发光元件，其适于配置于基板上，基板具有单一元件配置区以及环绕元件配置区的周边区，而有机电致发光元件包括多个彼此分离的第一电极、图案化介电层、多个阻隔壁、多个有机发光图案、多个有机材料图案、多个第二电极以及多个导电材料图案。多个彼此分离的第一电极配置于基板上，其中各第一电极包括位于元件配置区内的电极部以及至少一位于周边区内的串接部。图案化介电层配置于基板上以覆盖第一电极，其中图案化介电层具有多个位于周边区的接触窗，且接触窗将串接部暴露。多个阻隔壁配置于图案化介电层上。多个有机发光图案位于电极部上。多个有机材料图案位于阻隔壁上，有机发光图案与有机材料图案是彼此分离。多个第二电极位于有机发光图案上，且各第二电极延伸至周边区并且透过其中一接触窗与对应的电极部电性连接。多个导电材料图案位于有机材料图案上，其中第二电极与导电材料图案是彼此分离。

在本发明的一实施例中，上述的各第一电极包括图案化金属层以及透明导电层。图案化金属层包括位于元件配置区内的电极图案以及位于周边区内的串接部，电极图案与串接部连接。透明导电层覆盖电极图案。

在本发明的一实施例中，上述的各第一电极包括透明导电层以及图案化金属层。图案化金属层包括位于元件配置区内的电极图案以及位于周边区内的串接部，其中电极图案与串接部连接，且电极图案位于透明导电层上。

在本发明的一实施例中，上述的电极图案包括梳状图案。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极是排列成单一列，而串接部的延伸方向是平行于列方向。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极是排列成二列，而串接部的延伸方向是平行于列方向。

基于上述，在本发明的有机电致发光元件制造方法中，用以制作有机发光图案的第一掩膜的单一第一开口及用以制作第二电极的第二掩膜的单一第二开口均大于等于元件配置区，因此于元件配置区内部的第一电极的尺寸设计不需把第一掩膜与第二掩膜的偏移量考虑进去，而可有效降低部分不透光第一电极所占的面积，进而使本发明的有机电致发光元件具有高开口率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1F为本发明第一实施例的有机电致发光元件制造流程上视示意图。

图2A至图2F为沿图1A至图1F的A-A’线所绘的剖面示意图。

图3A至图3F为沿图1A至图1F的剖线B-B’所绘的剖面示意图。

图4A至图4B为本发明一实施例的第一电极制造流程剖面示意图。

图5为本发明第二实施例的有机电致发光元件上视示意图。

【主要元件符号说明】

100、100A：有机电致发光元件  110：基板

120：第一电极                122：图案化金属层

124：透明导电层              130：图案化介电层

140：阻隔壁                  140a：顶面

140b：底面                   140D：侧面

152：有机发光图案            154：有机材料图案

162：第二电极                164：导电材料图案

R1：元件配置区               R2：周边区

E：电极部                    EP：电极图案

EBUS：汇流部                 EPB：分支部

S：串接部                    D1、D2：方向

H：接触窗                    M1、M2：掩膜

U1、U2：有机电致发光单元

具体实施方式

【第一实施例】

图1A至图1F为本发明一实施例的有机电致发光元件制造流程上视示意图，图2A至图2F为沿图1A至图1F的剖线A-A’所绘的剖面示意图，而图3A至图3F为沿图1A至图1F的剖线B-B’所绘的剖面示意图。

请同时参照图1A、图2A与图3A，首先，提供基板110，基板110具有单一元件配置区R1以及环绕元件配置区R1的周边区R2。在本实施例中，基板110的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如导电材料、晶圆、陶瓷)、或是其它可适用的材料，单一元件配置区R1例如为矩形区域，周边区R2例如为环绕元件配置区R1并与其连接的口字形区域。

请同时参照图1A、图2A、图3A、图1B、图2B与图3B，接着，于基板110上形成多个彼此分离的第一电极120(绘示于图1B、2B中)。举例而言，形成第一电极120的方法包括下列步骤：首先，于基板110上形成图案化金属层122(绘示于图1A、图2A、图3A中)。接着，于基板110上形成透明导电层124(绘示于图1B、图2B、图3B中)，其中图案化金属层122与透明导电层124彼此电性连接。详言的，图案化金属层122位于透明导电层124与基板110之间，而透明导电层124覆盖图案化金属层122。然而，本发明不限于此，如图4A至图4B所示，在其他实施例中，可先于基板110上形成透明导电层124，再于基板110上形成图案化金属层122，其中透明导电层124位于图案化金属层122与基板110之间。

在本实施例中，各第一电极120包括位于元件配置区R1内的电极部E以及位于周边区R2的两串接部S。举例而言，电极部E包括属于图案化金属层122的电极图案EP以及透明导电层124。本实施例的电极图案EP例如为梳状图案，此梳状图案包括沿着方向D1延伸的汇流部EBUS以及多条沿着方向D2延伸且与汇流部EBUS连接的分支部EPB。第一电极120的两串接部S与电极图案EP同属图案化金属层122，其例如为沿着方向D2的反方向延伸且分别与汇流部EBUS两端连接的两长条状金属。透明导电层124例如为覆盖电极图案EP的矩形透明导电图案。值得一提的是，本实施例的图案化金属层122主要是用以降低有机电致发光元件的阻抗，图案化金属层122的图案并不限于上述，其可依实际的设计需求做适当的调整。举例而言，在其他实施例中，图案化金属层可仅包括串接部S以及汇流部EBUS而不包括分支部EPB，此图案化金属层亦可有效地降低有机电致发光元件的阻抗。

请同时参照图1C、图2C与图3C，接着，于基板110上形成图案化介电层130以覆盖第一电极120，其中图案化介电层130具有多个将第一电极120暴露的接触窗H。具体而言，本实施例的图案化介电层130覆盖各电极图案EP(汇流部EBUS及分支部EPB)、位于电极图案EP(汇流部EBUS及分支部EPB)周边的部分透明导电层124以及部分串接部S，而暴露出相邻分支部EPB之间的部份透明导电层124、分支部EPB与串接部S之间的部份透明导电层124以及位于接触窗H下方的部分串接部S。在本实施例中，被接触窗H暴露出的部分串接部S是用以与相邻的一第一电极串接的用。另外，需特别说明的是，本实施例的有机电致发光元件是为底部发光(bottom emission)型有机电致发光元件，而本实施例的分支部EPB可被图案化介电层130所覆盖。然而，当本申请案应用于顶部发光(top emission)型有机电致发光元件时，分支部EPB可不被图案化介电层130覆盖，而增加有机电致发光元件的发光面积。

请同时参照图1D、图2D与图3D，接着，于图案化介电层130上形成多个阻隔壁140。在本实施例中，阻隔壁140的延伸方向与电极图案EP的汇流部EBUS的延伸方向平行，且从元件配置区R1向外延伸至周边区R2。本实施例的阻隔壁140配置于电极图案EP的汇流部EBUS的上。值得一提的是，本实施例的阻隔壁140例如为沿着方向D1延伸的条状图案，且阻隔壁140具有一顶面140a、一与图案化介电层130接触的底面140b以及二侧壁140c，由于底面140b的宽度小于顶面140a的宽度，故阻隔壁140的侧壁140c上不易被镀制薄膜。本实施例的阻隔壁140可使得薄膜仅被镀制于阻隔壁140的顶面上，进而使薄膜在阻隔壁140两侧自然断开而达到自行对准图案化(self-alignedpatterning)的效果。

请同时参照图1E、图2E与图3E，接着，以具有单一第一开口H1的第一掩膜M1为掩膜，同时形成多个位于第一电极120上的有机发光图案152以及多个位于阻隔壁140上的有机材料图案154，由于阻隔壁140的特殊结构，有机发光图案152与有机材料图案154是彼此分离，且有机发光图案152与有机材料图案154未覆盖接触窗H。换言的，本实施例的第一掩膜M1遮蔽周边区R2，而以其单一开口H1仅暴露出元件配置区R1。因此，以上述的单一开口的第一掩膜M1为掩膜蒸镀有机电致发光材料时，有机电致发光材料并不会覆盖位于周边区R2的串接部S及其上方的接触窗H，而会覆盖位于元件配置区R1的部分阻隔壁140、相邻分支部EPB之间的部份透明导电层124以及部份图案化介电层130，其中覆盖在阻隔壁140上的有机电致发光材料称为有机材料图案154，而覆盖在相邻分支部EPB之间的部份透明导电层124以及部份图案化介电层130上的有机电致发光材料则称为有机发光图案152，有机发光图案152可被其下方的部份透明导电层124驱动而发光。

值得一提的是，在本实施例的有机电致发光元件的制造方法中，是利用阻隔壁140与具单一开口的第一掩膜M1间的搭配，在各第一电极120上形成彼此独立的有机发光图案152，而不需使用习知的网状掩膜来形成彼此独立的有机发光图案。因此，本实施例的第一掩膜M1所需的制作精度可大幅下降，其制作成本亦随的降低，进而使本实施例的有机电致发光元件的制造成本降低。此外，由于本实施例的第一掩膜M1仅具单一开口，且其边框宽度D可设计的较宽，因此本实施例的第一掩膜M1不易有机械强度不足的问题，且不易有开口率严重损失的问题。

请同时参照图1F、图2F与图3F，接着，以具有单一第二开口H2的第二掩膜M2为掩膜，同时形成多个位于有机发光图案152上的第二电极162以及多个位于有机材料图案154上的导电材料图案164，其中第二电极162与导电材料图案164是彼此分离，且各第二电极162分别透过其中一个接触窗H与相邻的第一电极120电性连接。

详言的，本实施例的第二掩膜M2的第二开口H2大于第一掩膜M1的第一开口H1。换言的，第二掩膜M2的第二开口H2不但暴露出位于元件配置区R1上的元件更暴露出部分周边区R2上的各接触窗H。因此，利用上述的第二掩膜M2为掩膜蒸镀导电材料时，导电材料会覆盖整个元件配置区R1以及部分周边区R2，其中形成在有机材料图案154(阻隔壁140)上的导电材料称导电材料图案164，而形成在有机发光图案152上的导电材料称第二电极162，且第二电极162会填入透明导电层124两端的接触窗H而与相邻的第一电极120的串接部S接触。

在本实施例中，定义一有机电致发光单元U1，有机电致发光单元U1包括一个第一电极120、第一电极120上方的一个第二电极162以及第一电极120与第二电极162间的一个有机发光图案152，其中第一电极120可视为有机电致发光单元U1的阳极(Anode)，而第二电极162可视为有机电致发光单元U1的阴极(Cathode)。有机电致发光单元U1中的第二电极162(即有机电致发光单元U1的阴极)透过位于其第一电极120的透明导电层124两端的两接触窗口H可与一相邻的有机电致发光单元U2的第一电极120(即有机电致发光单元U2的阳极)的串接部S连接。换言的，本实施例的有机电致发光元件中的各个有机电致发光单元U1、U2是以串联的方式彼此电性连接的，因而流过各有机电致发光单元U1、U2的电流是相同的，各有机电致发光单元U1、U2所呈现的亮度亦实质上相同，因此本实施例的有机电致发光元件具有均匀的发光分布。

此外，在本实施例中，用以蒸镀有机发光图案152的第一掩膜M1具有单一开口H1，而用以蒸镀第二电极162的第二掩膜M2具有单一开口H2，因此本实施例在掩膜的对位要求上较为宽松。

图1F为本发明一实施例的有机电致发光元件上视示意图。图2F为沿图1F的剖线A-A’所绘的剖面示意图。图3F为沿图1F的剖线B-B’所绘的剖面示意图。请同时参照图1F、图2F与图3F，本实施例的有机电致发光元件100适于配置于基板110上，基板110具有单一元件配置区R1以及环绕元件配置区R1的周边区R2。本实施例的有机电致发光元件100包括多个彼此分离的第一电极120、配置于基板110上以覆盖第一电极120的图案化介电层130(绘于图2F及图3F)、配置于图案化介电层130上的多个阻隔壁140、多个有机发光图案152、多个有机材料图案154、多个第二电极162以及多个导电材料图案164。

在本实施例中，多个彼此分离的第一电极120配置于基板110上，其中各第一电极120包括位于元件配置区R1内的电极部E以及至少一位于周边区R2内的串接部S。在本实施例中，这些第一电极120是沿着方向D2排列成单一列，而这些串接部S的延伸方向是平行于方向D2。从另一角度来看，第一电极120包括图案化金属层122以及透明导电层124。图案化金属层122包括位于元件配置区R1内的电极图案EP及位于周边区R2内的串接部S，电极图案EP与串接部S连接。透明导电层124覆盖电极图案EP，而透明导电层124与电极图案EP即为上述的电极部E。

在本实施例中，电极图案EP例如为梳状图案，此梳状图案包括沿着方向D1延伸的汇流部EBUS以及多条沿着方向D2延伸且与汇流部EBUS连接的分支部EPB。第一电极120的两串接部S与电极图案EP同属图案化金属层120，其例如为沿着方向D2的反方向延伸且分别与汇流部EBUS两端连接的两长条状金属。透明导电层124例如为覆盖电极图案EP的矩形透明导电图案。然，本发明不限于此，如图4B所示，在其他实施例中，各第一电极120包括透明导电层124以及图案化金属层122，其中图案化金属层140包括位于元件配置区R1内的电极图案EP以及位于周边区R2内的串接部S，其中电极图案EP与串接部S连接，且电极图案EP位于透明导电层130上。

在本实施例中，多个有机发光图案152位于电极部E上，多个有机材料图案154位于阻隔壁140上，有机发光图案152与有机材料图案154是彼此分离。换言的，这些有机发光图案152沿着方向D2排成单一列，且相邻有机发光图案152间配置有沿着方向D1延伸的有机材料图案154。

本实施例的多个第二电极162位于有机发光图案154上，且各第二电极162延伸至周边区R2并且透过其中一接触窗H与对应的电极部E电性连接。详言的，各第二电极162为横跨元件配置区R1及周边区R2的矩形电极，各第二电极162填入位于透明导电层124两端的两接触窗H，而与相邻第一电极120的串接部S连接，进而与串接部S连接的电极部E(电极图案EP与透明导电层124)达成电性连接。本实施例的多个导电材料图案164位于有机材料图案154上，其中第二电极162与导电材料图案162是彼此分离。

【第二实施例】

本实施例的有机电致发光元件100A制造流程与第一实施例的有机电致发光元件100类似，于此便不再重述。本实施例的有机电致发光元件100A仅在结构上与有机电致发光元件100，以下针对此部份作说明。

图5为本发明第二实施例的有机电致发光元件上视示意图。请参照图5，本实施例的有机电致发光元件100A与第一实施例的有机电致发光元件100不同的是，本实施例的各第一电极120仅包括一个串接部S，第一电极120沿方向D2排列成二列，其中一列的第一电极120与另一列的第一电极120以与串接部S的延伸方向平行的丨方向为轴呈镜面对称，而串接部S的延伸方向是平行于方向D2。此外，阻隔壁140除了位于电极图案EP的汇流部EBUS上外，更位于二列第一电极120间的图案化介电层130上。

综上所述，在本发明的有机电致发光元件制造方法中，用以制作有机发光图案的第一掩膜的单一第一开口及用以制作第二电极的第二掩膜的单一第二开口均大于等于元件配置区，因此于元件配置区内部的第一电极尺寸的设计不需把第一掩膜与第二掩膜的偏移量考虑进去，而可降低部分不透光第一电极所占的面积，进而使本发明的有机电致发光元件具有高开口率。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种有机电致发光元件的制造方法，包括：

提供一基板，该基板具有单一元件配置区以及一环绕该元件配置区的周边区；

于一基板上形成多个彼此分离的第一电极；

于该基板上形成一图案化介电层以覆盖所述第一电极，其中该图案化介电层具有多个将所述第一电极暴露的接触窗；

于该图案化介电层上形成多个阻隔壁；

以一具有单一第一开口的第一掩膜为掩膜，同时形成多个位于所述第一电极上的有机发光图案以及多个位于所述阻隔壁上的有机材料图案，其中所述有机发光图案与所述有机材料图案是彼此分离，且所述有机发光图案与所述有机材料图案未覆盖所述接触窗；以及

以一具有单一第二开口的第二掩膜为掩膜，同时形成多个位于所述有机发光图案上的第二电极以及多个位于所述有机材料图案上的导电材料图案，其中所述第二电极与所述导电材料图案是彼此分离，其中该第二掩膜的该第二开口大于该元件配置区，且各该第二电极分别透过其中一个接触窗与相邻的第一电极电性连接。

2.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：该第二掩膜的该第二开口大于该第一掩膜的该第一开口。

3.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：形成该第一电极的方法包括：

于该基板上形成一透明导电层；以及

于该基板上形成一图案化金属层，该图案化金属层与透明导电层彼此电性连接。

4.如权利要求3所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：该图案化金属层位于该透明导电层与该基板之间，而该透明导电层覆盖该图案化金属层，且该接触窗位于该图案化金属层上方。

5.如权利要求3所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：该透明导电层位于该图案化金属层与该基板之间，且该接触窗位于该图案化金属层上方。

6.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：所述有机发光图案以及所述有机材料图案的形成方法包括蒸镀。

7.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于：所述第二电极与所述导电材料图案的形成方法包括蒸镀。

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