CN102544391B - 发光装置的制作方法及有机层的形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光装置的制作方法以及有机层的形成方法。该发光装置的制作方法提供包含第一电极层的基板。提供有机薄膜溶液，其包括有机材料、固体载质以及溶剂，其中固体载质具有升华性，且溶剂混合有机材料与固体载质。使用有机薄膜溶液以于第一电极层上形成有机薄膜。移除溶剂与移除固体载质以形成包括有机材料的有机功能层。于有机功能层上形成第二电极层。本发明可简化有机功能层或有机层的工艺，且使包括此有机功能层或有机层的装置具有良好的元件特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置的制作方法及膜层的形成方法，尤其涉及一种发光装置的制作方法及有机层的形成方法。
背景技术
电激发光装置(electroluminescent device)是一种可将电能转换成光能且具有高转换效率的半导体装置，其常见的用途为指示灯、显示面板以及光学读写头的发光装置等。其中，由于有机发光装置具备如无视角问题、工艺简易、低成本、高应答速度、使用温度范围广泛与全彩化等特性，因此符合多媒体时代显示器特性的要求，可望成为下一代的平面显示器的主流。
有机发光装置包括阳极、有机发光层以及阴极。有机发光装置的发光原理是将空穴、电子分别由阳极、阴极注入至有机发光层。当电子与空穴在有机发光层中相遇时，会进行再结合而形成光子(photon)，进而产生放光的现象。为了提升有机发光装置的发光效率，通常会在阳极与有机发光层之间配置空穴注入层与空穴传输层，以及在阴极与有机发光层之间配置电子注入层与电子传输层。也就是说，阳极与阴极之间可以配置有多个有机功能层，这些有机功能层可以是依序堆叠于阳极上的空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子注入层以及电子传输层。
上述的有机功能层通常是采用掩模蒸镀法来形成，但此方法具有价格昂贵与不适合大规模制造的缺点，因此有人提出使用印刷等技术来取代掩模蒸镀法。印刷技术是先将有机材料溶解于挥发性溶剂中，再将含有有机材料的溶液涂布于基板上，接着使溶剂挥发以形成包括有机材料的有机功能层。然而，由于多个有机功能层通常是彼此堆叠且接触，因此用以形成后续有机功能层的溶剂有可能会因与已形成的有机功能层接触而彼此互溶，进而影响有机发光装置的元件特性。由于有机功能层的材料种类繁多，因此大幅增加了制作有机功能层的困难度与复杂度。
发明内容
本发明提供一种发光装置的制作方法，能简化有机功能层的工艺。
本发明另提供一种有机层的形成方法，其具有简单的工艺。
本发明提出一种发光装置的制作方法，其包括以下步骤。提供包含第一电极层的基板。提供第一有机薄膜溶液，其包括第一有机材料、第一固体载质以及第一溶剂，其中第一固体载质具有升华性，且第一溶剂使第一有机材料与第一固体载质混合。使用第一有机薄膜溶液以于第一电极层上形成第一有机薄膜。移除第一溶剂与移除第一固体载质以形成包括第一有机材料的第一有机功能层。于第一有机功能层上形成第二电极层。
本发明另提出一种有机层的形成方法，其包括以下步骤。提供有机薄膜溶液，其包括有机材料、固体载质以及溶剂，其中固体载质具有升华性，且溶剂使有机材料与固体载质混合。涂布有机薄膜溶液以于基材上形成有机薄膜。去除有机薄膜中的溶剂以形成固态膜。使固态膜中的固体载质升华，以形成包括有机材料的有机层。
基于上述，在本发明中，使用包括有机材料、具有升华性的固体载质以及溶剂的有机薄膜溶液来制作有机薄膜，而后借由移除溶剂及移除固体载质，以形成包括有机材料的有机功能层或有机层。如此一来，可简化有机功能层或有机层的工艺，且使包括此有机功能层或有机层的装置(诸如发光装置)具有良好的元件特性。
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，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1C是根据本发明第一实施例的有机层的形成方法的流程剖面示意图。
图2A至图2E是根据本发明第二实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。
图3A至图3G是根据本发明第三实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。
图4A至图4G是根据本发明第四实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：基材
20：有机薄膜
30：固态膜
40：有机层
100、100a、100b：发光装置
102：基板
110、150：电极层
120、130：有机薄膜
122、132：固态膜
124、134：有机功能层
140：缓冲层
具体实施方式
【第一实施例】
图1A至图1C是根据本发明第一实施例的有机层的形成方法的流程剖面示意图。首先，提供有机薄膜溶液，其包括有机材料、固体载质以及溶剂，其中固体载质具有升华性，且溶剂使有机材料与固体载质混合。在本实施例中，根据所欲形成的有机层来选择有机材料，举例来说，有机层可以是作为发光装置中的有机功能层、太阳能电池中的光电转换层或其他有机层，因此根据这些膜层应具有的特性来选择适当的有机材料。
在本实施例中，固体载质例如是萘(naphthalene)、乙酰丙酮铝(Al(acac)3)或其他具有升华性的固体载质。在本实施例中，固体载质的升华温度例如是小于有机材料的耐受温度，以避免后续移除固体载质的温度破坏有机材料的特性。第一溶剂例如是具有挥发性的有机溶剂，诸如四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、丙酮或其他适合的溶剂。其中，第一溶剂的挥发温度(诸如沸点)小于第一固体载质的升华温度。第一溶剂在常压下的挥发温度例如是介于40℃至80℃。
请参照图1A，接着，涂布有机薄膜溶液于基材10上形成有机薄膜20。基材10可以是有机基材或无机基材。在本实施例中，涂布有机薄膜溶液的方法包括旋涂法、喷墨法或其他合适的方法。
请参照图1B，然后，去除有机薄膜20中的溶剂，以形成固态膜30。固态膜30包括有机材料与固体载质。在本实施例中，有机材料与固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。在本实施例中，去除溶剂的方法例如是使溶剂挥发，诸如进行加热工艺、改变压力或根据溶剂的特性利用其他条件使溶剂挥发。其中，加热工艺的温度是依据溶剂的挥发温度而定，例如常压下的加热工艺的温度是40℃至80℃。当然，也可以根据溶剂的特性利用改变压力或其他条件的方式去除第一溶剂。
请参照图1C，而后，使固态膜30中的固体载质升华，以形成包括有机材料的有机层40。在本实施例中，使固体载质升华的方法例如是对固态膜30进行加热工艺。加热工艺的温度是依据固体载质的升华温度而定，例如是70℃至200℃。此外，在其他实施例中，也可以根据固体载质的特性利用改变压力或其他条件的方式使固体载质升华。
在本实施例中，借由于基材上形成包括有机材料、固体载质以及溶剂的有机薄膜，以及依序移除有机薄膜中的溶剂与固体载质，以形成包括有机材料的有机层。由于有机材料、固体载质以及溶剂彼此互溶且溶剂与固体载质具有易于移除的特性，因此有机层的形成方法具有简单的步骤与较低的制作成本。此外，经由适当地选择彼此互溶的有机材料、固体载质以及溶剂，本实施例的有机层的形成方法可以广泛地应用于半导体领域、光电领域等领域中，使得包括以此方法形成的有机层的装置具有良好的元件特性。
接下来，将说明应用上述方法的发光装置的制作方法，以进一步说明本发明。
【第二实施例】
图2A至图2E是根据本发明第二实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。请参照图2A，首先，提供基板102，此基板102包含第一电极层110。在本实施例中，基板102可为硬式基板或软式基板，硬式基板例如是玻璃基板、刚性塑胶基板、金属基板、晶圆或陶瓷基板等，软式基板例如是有机基板，诸如聚亚酰胺基板、聚碳酸酯基板、聚苯二甲酸酯基板、聚奈二甲酸醇酯基板、聚丙烯基板、聚乙烯基板、聚苯乙烯基板、其它合适的基板、上述聚合物衍生物的基板、或者是薄的金属或合金基板。
在本实施例中，第一电极层110例如是形成于基板102上。第一电极层110例如是阳极，其材质可为透明导电材料或是不透明的导电材料，且第一电极层110可以是单层或多层结构。所述透明导电材料可包括金属氧化物，诸如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物(诸如氧化锌)、或是上述至少二者的堆叠层。所述不透明导电材料包括金属，诸如银、铝、钼、铜、钛或其它合适的金属。在本实施例中，第一电极层110的形成方法例如是蒸镀法、涂布法、沉积法、或其它合适的方法。
接着，提供第一有机薄膜溶液，其包括第一有机材料、第一固体载质以及第一溶剂，其中第一固体载质具有升华性，且第一溶剂使第一有机材料与第一固体载质混合。在本实施例中，第一有机薄膜溶液例如是在常温常压的低水低气环境下制备。第一有机材料与第一固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。第一有机材料与第一固体载质在第一有机薄膜溶液中的固含量比例例如为10～20％。
在本实施例中，是以使用第一有机薄膜溶液形成有机发光层为例，因此第一有机材料例如是有机发光层材料，诸如源自单重态激发态的荧光材料以及源自三重态激发态的磷光材料，其可发出诸如蓝光、绿光、红光、黄光或是白光。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，第一有机薄膜溶液也可以用来形成空穴注入层、空穴传输层、电子注入层或电子传输层，因此第一有机材料也可以是空穴注入层材料、空穴传输层材料、电子注入层材料或电子传输层材料。详言之，在一实施例中，第一有机材料例如是空穴注入层材料，诸如苯二甲蓝铜、星状芳胺类、聚苯胺、聚乙烯二氧噻吩或其他合适的材料。在一实施例中，第一有机材料例如是空穴传输层材料，诸如三芳香胺类、交叉结构二胺联苯、二胺联苯衍生物或其他合适的材料。在一实施例中，第一有机材料例如是电子注入层材料，诸如氧化锂、氧化锂硼、硅氧化钾、碳酸铯、醋酸钠、氟化锂碱或其他合适的材料。在一实施例中，第一有机材料例如是电子传输层材料，诸如恶唑衍生物及其树状物、金属螯合物、唑类化合物、二氮蒽衍生物、含硅杂环化合物或其他合适的材料。第一固体载质例如是包括萘或乙酰丙酮铝。在本实施例中，第一固体载质在常压下的升华温度例如是小于200℃，且例如是小于110℃。特别一提的是，第一固体载质的升华温度较佳是小于第一有机材料的耐受温度，以及小于已形成于基板102上的各膜层的耐受温度，以避免移除第一固体载质的温度破坏第一有机材料与这些膜层的特性。
在本实施例中，第一溶剂对第一有机材料与第一固体载质具有可溶性，使第一有机材料与第一固体载质均匀混合于第一溶剂中，以形成第一有机薄膜溶液。第一溶剂例如是具有挥发性的有机溶剂，诸如四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、丙酮或其他适合的溶剂。其中，第一溶剂的挥发温度小于第一固体载质的升华温度。第一溶剂的挥发温度例如是介于40℃至80℃。
请参照图2B，接着，使用前述制备的第一有机薄膜溶液以于第一电极层110上形成第一有机薄膜120。在本实施例中，第一有机薄膜120的形成方法例如是涂布法，诸如旋涂法、喷墨法等。在本实施例中，第一有机薄膜120的制作例如是在低水低气的环境下进行。
请同时参照图2C与图2D，移除第一溶剂与移除第一固体载质以形成包括第一有机材料的第一有机功能层124。如图2C所示，在本实施例中，此步骤例如是先去除第一有机薄膜120中的第一溶剂，以形成第一固态膜122。第一固态膜122包括第一有机材料与第一固体载质，第一有机材料与第一固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。在本实施例中，去除第一溶剂的方法例如是使溶剂挥发，诸如进行加热工艺、改变压力或根据第一溶剂的特性利用其他条件使溶剂挥发。其中，加热工艺的温度是依据第一溶剂的挥发温度而定，例如常压下的加热工艺的温度是40℃至80℃。
接着，如图2D所示，移除第一固体载质，以形成第一有机功能层124。在本实施例中，移除第一固体载质的方法例如是借由加热使第一固态膜122中的第一固体载质升华，以形成包括第一有机材料的第一有机功能层124。在本实施例中，此步骤例如是在真空烘箱中进行，其中真空度及加热工艺的温度是依据第一固体载质的升华温度而定。举例来说，压力可以是常压至真空度为10-3torr，加热温度可以是70℃至200℃。此外，在其他实施例中，也可以根据第一固体载质的特性利用改变压力或其他条件的方式使第一固体载质升华。在本实施例中，第一有机功能层124例如是有机发光层。
请参照图2E，接着，于第一有机功能层124上形成第二电极层150，以完成发光装置100的制作。第二电极层150例如是阴极，其材料与形成方法与第一电极层110相似，于此不赘述。但必需说明的，第一电极层110与第二电极层150的阴、阳极与否，就以设计上的需求，而有所变动。
在本实施例中，发光装置100为有机发光装置，其包括基板102、第一电极层110、第二电极层150以及配置于第一电极层110与第二电极层150之间的第一有机功能层124。在本实施例中，是使用第一有机薄膜溶液来形成作为有机发光层的第一有机功能层124，但本发明不限于此。如前文所述，在其他实施例中，根据第一有机薄膜溶液所含的第一有机材料，可以使用第一有机薄膜溶液来形成空穴注入层、空穴传输层、电子注入层或电子传输层。换言之，第一有机薄膜溶液可用来形成空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层以及有机发光层中的至少之一。特别一提的是，本领域普通技术人员均知发光层为发光装置的基本构件之一，因此当图2E所示的第一有机功能层124表示有机发光层以外的有机功能层时，发光装置100实质上至少还包括一有机发光层，其配置于第一电极层110与第二电极层150其中一个与第一有机功能层124之间。
在本实施例中，由于固体载质具有升华特性，可轻易地借由加热等方式由固态膜中移除，而留下仅包括有机材料的有机功能层。因此，固体载质的使用不会大幅增加发光装置的制作成本与时间，且使得以此方式制作的发光装置具有良好的元件特性。
【第三实施例】
图3A至图3G是根据本发明第三实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。本实施例与第二实施例都是以有机薄膜溶液形成有机功能层，其主要不同处在于本实施例是分别以第一有机薄膜溶液与第二有机薄膜溶液于第一电极层上形成堆叠的第一有机功能层与第二有机功能层，以下针对本实施例与第一实施的不同处进行说明，因此基板、第一与第二电极层的材料与形成方法以及未于本实施例中说明的用以形成其他有机功能层的有机薄膜溶液所含的有机材料、固体载质以及溶剂可以参照第一实施例中所述，于此不赘述。
请参照图3A，首先，提供基板102，此基板102包含第一电极层110。在本实施例中，第一电极层110例如是阳极。
接着，提供第一有机薄膜溶液，其包括第一有机材料、第一固体载质以及第一溶剂，其中第一固体载质具有升华性，且第一溶剂使第一有机材料与第一固体载质混合。在本实施例中，第一有机薄膜溶液例如是在常温常压的低水低气环境下制备。第一有机材料例如是选自空穴注入层材料、空穴传输层材料、有机发光层材料、电子注入层材料以及电子传输层材料中的之一。第一固体载质例如是萘或乙酰丙酮铝。第一溶剂例如是具有挥发性的有机溶剂，诸如四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、丙酮或其他适合的溶剂。第一有机材料与第一固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。第一有机材料与第一固体载质在第一有机薄膜溶液中的固含量比例例如为10～20％。
请参照图3B，接着，使用前述制备的第一有机薄膜溶液以于第一电极层110上形成第一有机薄膜120。在本实施例中，第一有机薄膜120的形成方法例如是涂布法，诸如旋涂法、喷墨法等。在本实施例中，第一有机薄膜120的制作例如是在低水低气的环境下进行。
请参照图3C，去除第一有机薄膜120中的第一溶剂，以形成第一固态膜122。第一固态膜122包括第一有机材料与第一固体载质，第一有机材料与第一固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。在本实施例中，去除第一溶剂的方法例如是进行加热工艺，使第一溶剂挥发。加热工艺的温度是依据第一溶剂的挥发温度而定，例如常压下的加热工艺的温度是40℃至80℃。此外，在其他实施例中，也可以根据第一溶剂的特性利用改变压力或其他条件的方式去除第一溶剂。
接着，提供第二有机薄膜溶液，其包括第二有机材料、第二固体载质以及第二溶剂，其中第二固体载质具有升华性，且第二溶剂使第二有机材料与第二固体载质混合。第二有机材料例如是与第一有机材料不同。详言之，在本实施例中，第一有机材料例如是选自空穴注入层材料、空穴传输层材料、有机发光层材料、电子注入层材料以及电子传输层材料中的一个，第二有机材料例如是选自空穴注入层材料、空穴传输层材料、有机发光层材料、电子注入层材料以及电子传输层材料中的另一个。在本实施例中，第一有机材料例如是有机发光层材料，以及第二有机材料例如是电子注入层材料。
第二固体载质与第一固体载质例如是具有相近或实质上相同的升华温度。在本实施例中，第二固体载质例如是与第一固体载质相同。第二固体载质例如是萘或乙酰丙酮铝。第二溶剂例如是具有挥发性的有机溶剂，诸如四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、丙酮或其他适合的溶剂。第二有机材料与第二固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。第二有机材料与第二固体载质在第二有机薄膜溶液中的固含量比例例如为10～20％。在本实施例中，第二有机薄膜溶液例如是在常温常压的低水低气环境下制备。
请参照图3D，接着，使用第二有机薄膜溶液于第一固态膜122上形成第二有机薄膜130。在本实施例中，第二有机薄膜130的形成方法例如是涂布法，诸如旋涂法、喷墨法等。在本实施例中，第二有机薄膜130的制作例如是在低水低气的环境下进行。
请参照图3E，然后，去除第二有机薄膜130中的第二溶剂，以形成第二固态膜132。第二固态膜132包括第二有机材料与第二固体载质，第二有机材料与第二固体载质的含量比例例如是1∶5至1∶200，较佳为约1∶100。在本实施例中，去除第二溶剂的方法例如是进行加热工艺，使第二溶剂挥发。加热工艺的温度是依据第二溶剂的挥发温度而定，诸如是40℃至80℃。此外，在其他实施例中，也可以根据第二溶剂的特性利用改变压力或其他条件的方式使第二溶剂挥发。
请参照图3F，而后，移除第一固态膜122中的第一固体载质以形成包括第一有机材料的第一有机功能层124。移除第二固态膜132中的第二固体载质以形成包括第二有机材料的第二有机功能层134。第一有机功能层124包括第一有机材料，第二有机功能层134包括第二有机材料。在本实施例中，由于第二固体载质与第一固体载质例如是具有相近或实质上相同的升华温度，因此可以在同一加热步骤中使第一固态膜122中的第一固体载质与第二固态膜132中的第二固体载质升华。在本实施例中，此步骤例如是在真空烘箱中进行，其中真空度及加热工艺的温度是依据第一与第二固体载质的升华温度而定。举例来说，压力可以是常压至真空度为10-3torr，加热温度可以是70℃至200℃。此外，在其他实施例中，也可以根据第一固体载质与第二固体载质的特性利用改变压力或其他条件的方式使第一固体载质与第二固体载质升华。在本实施例中，第一有机功能层124例如是有机发光层，第二有机功能层134例如是电子注入层，但本发明不限于此。
特别一提的是，在本实施例中是以在同一步骤中移除第一固体载质与第二固体载质为例，但在其他实施例中，当第一固体载质与第二固体载质具有不同的升华温度，也可以在不同步骤中分别移除第一固态膜122中的第一固体载质与第二固态膜132中的第二固体载质。举例来说，先移除第一固体载质与第二固体载质中具有较低升华温度的一个，再移除第一固体载质与第二固体载质中具有较高升华温度的一个。此外，本实施例是于第一固态膜122上形成第二有机薄膜130，也就是说，在移除第一溶剂的步骤之后与移除第一固体载质的步骤之前形成第二有机薄膜130，但在其他实施例中，也可以先完成第一有机功能层124的制作后，再于第一有机功能层124上进行形成第二有机薄膜130及移除后第二有机薄膜130中的第二溶剂与第二固体载质等步骤。
请参照图3G，接着，于第二有机功能层134上形成第二电极层150，以完成发光装置100a的制作。第二电极层150例如是阴极，其材料与形成方法可参照前一实施例中所述，于此不赘述。在本实施例中，发光装置100a为有机发光装置，其包括基板102、第一电极层110、第二电极层150以及配置于第一电极层110与第二电极层150之间的第一有机功能层124与第二有机功能层134。特别一提的是，本领域普通技术人员均知发光层为发光装置的基本构件之一，因此当图3G所示的第一有机功能层124与第二有机功能层134均为有机发光层以外的有机功能层时，图3G所示的发光装置100实质上至少还包括一有机发光层。
在本实施例中，于第一固态膜122上形成第二有机薄膜130的步骤中，虽然第二有机薄膜溶液中的第二有机溶剂会接触到第一固态膜122，但由于第二有机溶剂实质上为接触第一固态膜122的上表面，且第一固态膜122中的第一有机材料实质上均匀分布在第一固体载质中且所占的比例相对较小，因此第二有机溶剂几乎不会对第一固态膜122中的第一有机材料造成破坏或将其溶解。换言之，固体载质在固态膜中实质上作为保护有机材料的介质，以避免有机材料自身的特性受到破坏。因此，在溶剂选择上无需考虑其是否会与前一膜层产生互溶干扰的问题，因而大幅降低溶剂选择的复杂性。因此，本实施例的发光装置的制作方法适于形成多个堆叠的有机功能层，使得有机功能层分别具有良好的特性。此外，由于固体载质具有升华特性，可轻易地借由加热等方式由固态膜中移除，而留下仅包括有机材料的有机功能层。因此，固体载质的使用不会大幅增加发光装置的制作成本与时间，且使得以此方式制作的发光装置具有良好的元件特性。
【第四实施例】
图4A至图4G是根据本发明第四实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。本实施例与第三实施例中所述的发光装置的制作方法相似，以下针对不同处进行说明，其余相似步骤的细节则可参照第三实施例中所述，于此不赘述。
请参照图4A，首先，提供基板102，此基板102包含第一电极层110。在本实施例中，第一电极层110例如是阳极。接着，使用第一有机薄膜溶液以于第一电极层110上形成第一有机薄膜120。
请参照图4B，接着，去除第一有机薄膜120中的第一溶剂，以形成第一固态膜122。
请参照图4C，然后，于第一固态膜122上形成缓冲层140，其中缓冲层140包括具有升华性的第三固体载质。在本实施例中，缓冲层140的第三固体载质例如是萘、乙酰丙酮铝或其他合适的固体载质。
请参照图4D，而后，使用第二有机薄膜溶液于缓冲层140上形成第二有机薄膜130。
在本实施例中，第一有机薄膜120的第一固体载质、第二有机薄膜130的第二固体载质以及缓冲层140的第三固体载质的材料例如是具有相近或实质上具有相同的升华温度。在本实施例中，第三固体载质在常压下的升华温度例如是小于200℃，且例如是小于110℃。特别是，第三固体载质的升华温度应较佳小于已形成及欲形成于基板102上的各膜层的耐受温度，以避免移除第三固体载质的温度破坏发光装置中各膜层的元件特性。
请参照图4E，接着，去除第二有机薄膜130中的第一溶剂，以形成第二固态膜132。
请参照图4F，然后，移除第一固态膜122中的第一固体载质、缓冲层140以及第二固态膜132中的第二固体载质，以形成包括第一有机材料的第一有机功能层124与包括第二有机材料的第二有机功能层134。在本实施例中，由于第一固体载质、第二固体载质及第三固体载质的材料例如是具有相近或实质上具有相同的升华温度，因此例如是可在同一加热步骤中使第一固态膜122中的第一固体载质、构成缓冲层140的第三固体载质以及第二固态膜132中的第二固体载质升华。在本实施例中，此步骤例如是在真空烘箱中进行，其中真空度及加热工艺的温度是依据第一、第二以及第三固体载质的升华温度而定。举例来说，压力可以是常压至真空度为10-3torr，加热温度可以是70℃至200℃。此外，在其他实施例中，也可以根据第一、第二以及第三固体载质的特性利用改变压力或其他条件的方式使第一、第二以及第三固体载质升华。
请参照图4G，接着，于第二有机功能层134上形成第二电极层150，以完成发光装置100b的制作。在本实施例中，第二电极层150例如是阴极。在本实施例中，发光装置100b为有机发光装置，其包括基板102、第一电极层110、第二电极层150以及配置于第一电极层110与第二电极层150之间的第一有机功能层124与第二有机功能层134。第一有机功能层124与第二有机功能层134可以是空穴注入层材料、空穴传输层材料、有机发光层材料、电子注入层材料以及电子传输层材料中的任二个。
在本实施例中，于第一固态膜122上形成缓冲层140，能更有效地防止第二有机薄膜溶液中的溶剂接触到第一固态膜122中的第一有机材料，以避免第一有机材料受到第二溶剂的破坏或溶解。因此，在溶剂选择上无需考虑其是否会与前一膜层产生互溶干扰的问题，因而大幅降低溶剂选择的复杂性。因此，本实施例的发光装置的制作方法适于形成多个堆叠的有机功能层，使得有机功能层分别具有良好的特性。特别是，由于缓冲层140的材料为具有升华性的固体载质，因此可轻易地借由加热等方式移除缓冲层140，而留下彼此堆叠且接触的第一有机功能层124与第二有机功能层134。此外，可以借由选择具有相似升华温度的第一、第二及第三固体载质，而在同一步骤中移除第一、第二及第三固体载质，以同时形成第一与第二有机功能层124、134且移除缓冲层140。因此，缓冲层140的配置不会大幅增加有机功能层的制作成本与时间，且使以此方式制作的有机功能层124、134具有良好的功能，进而使得包含此有机功能层124、134的发光装置100b具有良好的元件特性。
特别一提的是，虽然在上述的实施例中都是以发光装置具有两个有机功能层为例，但本发明不限于此，换言之，在其他实施例中，发光装置可以具有两个以上由上述方式所形成的有机功能层，且缓冲层可以暂时配置在以上述方式所形成的膜层之间。此外，在其他实施例的发光装置中，也可以是至少一层有机功能层是由上述的有机薄膜液体制作，而其他有机功能层仍以公知的镀膜等方式形成，换言之，本发明的有机层的形成方法可以根据实际需求与现有工艺结合，而不限于上述实施例。此外，在一实施例中，也可以是先于基材上形成上述包含有机材料的固态膜，再将固态膜转印至已形成于基板上的第一电极层上，而后去除固态膜中的固体载质，以于第一电极层上形成包括有机材料的有机功能层。换言之，上述的有机层的形成方法也可以与转印技术结合，以形成发光装置的有机功能层。
以下列举实验来验证本发明的效果。为证明本发明的上述实施例的发光装置的制造方法能够实行，以下使用实验例与对照组作比较说明。
首先，在发光测试实验中观察以本发明所述的方法形成的实验例1与实验例2的发光装置是否具有发光功能。
对照组1的发光装置的制作方法包括依序于基板上形成：(1a)阳极，材料包括铟锡氧化物(ITO)；(1b)空穴注入层，材料包括聚(3，4-乙烯二氧硫烯):聚(磺酸苯乙烯)(PEDOT:PSS)【Poly(3，4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)】，其以涂布方式形成在阳极上；(1c)有机发光层，是将包含8-氢氧基喹碄铝(Alq3)【Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium】与甲苯的有机薄膜溶液涂布至空穴注入层上，并移除甲苯所形成的；(1d)电子传输层，材料包括N-芳基苯并咪唑(TPBi)【N-arylbenzimidazole】，其以蒸镀法形成在有机发光层上；以及(1e)阴极，材料包括铝(Al)，其以蒸镀方式形成在电子传输层上。
实验例1的发光装置的制作方法包括依序于基板上形成阳极、空穴注入层、有机发光层、电子传输层以及阴极。其中，阳极、空穴注入层、电子传输层以及阴极的制作方法与对照组相同。而有机发光层是采用本发明所述的方式来制作，也就是将含有8-氢氧基喹碄铝(Alq3)、萘、甲苯的有机薄膜溶液涂布至空穴注入层上，且依序移除甲苯与萘，以形成包括8-氢氧基喹碄铝(Alq3)的有机发光层。
实验例2的发光装置的制作方法包括依序形成阳极、空穴注入层、有机发光层、缓冲层、电子传输层以及阴极。其中，阳极、空穴注入层以及阴极的制作方法与对照组相同。而有机发光层、缓冲层以及电子传输层是采用本发明所述的方式来制作，其步骤如下所述。首先，将含有8-氢氧基喹碄铝(Alq3)、萘、甲苯的有机薄膜溶液涂布至空穴注入层上，而后移除甲苯以形成第一固态膜。接着，于第一固态膜上以涂布的方式形成包括萘的缓冲层。然后，将含有N-芳基苯并咪唑(TPBi)、萘、甲苯的有机薄膜溶液涂布至缓冲层上，而后移除甲苯以形成第二固态膜。接着，在常压下借由加热至80℃移除第一与第二固态膜中的萘与构成缓冲层的萘，以形成堆叠的有机发光层与电子传输层。
表1为实验例1、实验例2以及对照组的发光装置的发光测试结果，其中发光者在栏位中以O表示，未发光者在栏位中以X表示。
表1
| 组别 | 实验例1 | 实验例2 | 对照组1 |
| 发光 | O | O | O |
由表1可知，根据本发明所述的方法所形成的实验例1与2的发光装置可发光，表示本发明所述的发光装置的制造方法能够实行。
接着，制作对照组2与对照组3以观察不具有固体载质的有机薄膜溶液是否具有可堆叠效果。对照组2是将含8-氢氧基喹碄铝(Alq3)与溶剂的蓝光有机发光材料溶液涂布于空白基板上，并量测其厚度为478埃。对照组3是将含8-氢氧基喹碄铝(Alq3)与溶剂的蓝光有机发光材料溶液涂布于已形成有绿光有机发光层(厚度为320埃)的基板上，并量测其厚度为480埃。对照组2与对照组3中的蓝光有机发光材料溶液相同且涂布方法均为在1000rpm下涂布30秒。
由对照组2与对照组3所得的厚度可知，由蓝光有机发光材料溶液所涂布的蓝光有机发光层与已形成的绿光有机发光层无堆叠效果。
然后，借由实验例3、实验例4以及实验例5来验证包括固体载质的固态层具有堆叠效果以及由固体载质所形成缓冲层能在升华过程中移除。实验例3的制作方法包括将含8-氢氧基喹碄铝(Alq3)、甲苯及萘的绿光有机发光材料溶液涂布于基板上，接着依序移除甲苯与萘以形成绿光有机发光层。然后，量测绿光有机发光层的厚度。实验例4的制作方法包括将含8-氢氧基喹碄铝(Alq3)、甲苯及萘的绿光有机发光材料溶液涂布于基板上，接着移除甲苯以形成绿光有机发光固态层。然后，将含N，N′-二苯基-N，N′-(1-萘基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(NPB)【N，N’-bis-(1-naphthyl)-N，N’-diphenyl-1，1’-biphenyl-4-4’-diamine】、甲苯及萘的蓝光有机发光材料溶液涂布于绿光有机发光固态层上，接着移除甲苯以形成蓝光有机发光固态层。而后，移除绿光有机发光固态层与蓝光有机发光固态层中的萘以形成堆叠的绿光有机发光层与蓝光有机发光层。然后，测量堆叠的绿光有机发光层与蓝光有机发光层的总厚度。
实验例5的制作方法与实验例4的制作方法大致相同，其主要不同处是在绿光有机发光固态层上形成含萘的缓冲层，再于缓冲层上形成蓝光有机发光固态层，而后移除绿光与蓝光有机发光固态层以及缓冲层中的萘。然后，测量堆叠的绿光有机发光层与蓝光有机发光层的总厚度。实验例3-5的溶剂的挥发温度、有机发光材料溶液的涂布条件(绿光有机发光材料溶液在500rpm下涂布5秒、蓝光有机发光材料溶液在1000rpm下涂布20秒共3次)、升华温度等工艺条件均相同。
实验例3的绿光有机发光层的厚度为135埃，实验例4的绿光有机发光层与蓝光有机发光层的总厚度为563.4埃，实验例5的绿光有机发光层与蓝光有机发光层的总厚度为558埃。由实验例3与实验例4可知，含有固体载质的绿光有机发光材料溶液与蓝光有机发光材料溶液可以堆叠。由实验例4与实验例5可推知，缓冲层中的固体载质可在升华程序被移除，且几乎不会残留在绿光有机发光层与蓝光有机发光层之间。因此，含有固体载质的有机发光材料溶液具有堆叠效果，且于有机功能层之间形成含固体载质的缓冲层且在后续工艺中移除缓冲层的发光装置的制造方法确实能够实行。
如上所述，在本发明中，使用包括有机材料、具有升华性的固体载质以及溶剂的有机薄膜溶液来制作有机薄膜，而后借由移除溶剂及移除固体载质，以形成包括有机材料的有机功能层或有机层。如此，可简化有机功能层或有机层的工艺。
特别是，在一实施例中，由于有机材料是均匀地分布在固体载质中且所占的比例相对较小，因此当欲形成两个彼此接触且堆叠的有机功能层时，固体载质可以大幅降低有机材料直接与而后涂布于其上的另一溶剂接触的机会，以避免有机材料受到破坏。此外，在一实施例中，也可以进一步于两个有机薄膜之间形成含固体载质的缓冲层，以防止有机材料直接与而后涂布于其上的另一溶剂接触，且于移除固态膜中的固体载质的同时移除缓冲层。由于固体载质具有升华特性，因此可轻易地借由加热等方式移除固态膜中的固体载质及由固体载质形成的缓冲层，而留下仅包括有机材料的有机功能层。因此，可大幅简化两个有机薄膜间溶剂挑选的复杂问题，而固体载质的使用也不会大幅增加有机功能层的制作成本与时间，且使以此方式制作的发光装置具有良好的元件特性。
虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，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所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (20)
1.一种发光装置的制作方法，包括：
提供一基板，该基板包含一第一电极层；
提供一第一有机薄膜溶液，该第一有机薄膜溶液包括一第一有机材料、一第一固体载质以及一第一溶剂，其中该第一固体载质具有升华性，该第一溶剂使该第一有机材料与该第一固体载质混合；
使用该第一有机薄膜溶液以于该第一电极层上形成一第一有机薄膜；
移除该第一溶剂与移除该第一固体载质以形成包括该第一有机材料的一第一有机功能层；以及
于该第一有机功能层上形成一第二电极层；
其中，所述有机材料、所述固体载质以及所述溶剂互溶，所述有机材料的耐受温度相比所述固体载质和所述溶剂更高。
2.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中移除该第一溶剂与该第一固体载质的该步骤包含：
去除该第一有机薄膜中的该第一溶剂，以形成一第一固态膜；以及
使该第一固态膜中的该第一固体载质升华，以形成该第一有机功能层。
3.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中该第一固体载质在常压下的升华温度小于110℃。
4.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中该第一固体载质包括萘或乙酰丙酮铝。
5.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中该第一有机材料包括一空穴注入层材料、一空穴传输层材料、一电子注入层材料、一电子传输层材料或一有机发光层材料。
6.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中该第一有机功能层包括一空穴注入层、一空穴传输层、一电子注入层、一电子传输层或一有机发光层。
7.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中该第一溶剂包括四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯或丙酮。
8.如权利要求2所述的发光装置的制作方法，于去除该第一溶剂的步骤之后，还包括：
提供一第二有机薄膜溶液，该第二有机薄膜溶液包括一第二有机材料、一第二固体载质以及一第二溶剂，其中该第二固体载质具有升华性，该第二溶剂使该第二有机材料与该第二固体载质混合；
使用该第二有机薄膜溶液于该第一固态膜上形成一第二有机薄膜；以及
移除该第二溶剂与移除该第二固体载质以形成包括该第二有机材料的一第二有机功能层。
9.如权利要求8所述的发光装置的制作方法，其中移除该第二溶剂与移除该第二固体载质的该步骤包含：
去除该第二有机薄膜中的该第二溶剂，以形成一第二固态膜；以及
使该第二固态膜中的该第二固体载质升华，以于该第一有机薄膜上形成包括该第二有机材料的一第二有机功能层。
10.如权利要求9所述的发光装置的制作方法，其中在同一加热步骤中使该第一固态膜中的该第一固体载质与该第二固态膜中的该第二固体载质升华。
11.如权利要求8所述的发光装置的制作方法，其中该第二有机材料与该第一有机材料不同。
12.如权利要求8所述的发光装置的制作方法，其中该第一固体载质与该第二固体载质实质上具有相同的升华温度。
13.如权利要求8所述的发光装置的制作方法，其中该第一有机功能层与该第二有机功能层选自一空穴注入层、一空穴传输层、一有机发光层、一电子注入层以及一电子传输层中的任两个。
14.如权利要求8所述的发光装置的制作方法，还包括在形成该第二有机薄膜之前，于该第一固态膜上形成一缓冲层，其中该缓冲层包括具有升华性的第三固体载质。
15.如权利要求14所述的发光装置的制作方法，其中该第一固体载质、该第二固体载质以及该第三固体载质的材料实质上具有相同的升华温度。
16.如权利要求14所述的发光装置的制作方法，其中在同一加热步骤中使该第一固体载质、该第二固体载质以及该第三固体载质升华。
17.如权利要求1所述的发光装置的制作方法，其中于该第一电极层上形成该第一有机薄膜的方法包括于该第一电极层上涂布该第一有机薄膜溶液。
18.如权利要求17所述的发光装置的制作方法，其中涂布该第一有机薄膜溶液的方法包括旋涂法或喷墨法。
19.一种有机层的形成方法，包括：
提供一有机薄膜溶液，该有机薄膜溶液包括一有机材料、一固体载质以及一溶剂，其中该固体载质具有升华性，该溶剂使该有机材料与该固体载质混合；
涂布该有机薄膜溶液以于一基材上形成一有机薄膜；
去除该有机薄膜中的该溶剂，以形成一固态膜；以及
使该固态膜中的该固体载质升华，以形成包括该有机材料的一有机层；
其中，所述有机材料、所述固体载质以及所述溶剂互溶，所述有机材料的耐受温度相比所述固体载质和所述溶剂更高。
20.如权利要求19所述的有机层的形成方法，其中涂布该有机薄膜溶液的方法包括旋涂法或喷墨法。
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