CN102610760A - 发光装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置及其制作方法。制作时，于基板上形成第一电极，第一电极包括图案化导体层，图案化导体层包括含第一金属与第二金属的合金。对第一电极进行退火加工，以至少于第一电极的侧表面上形成保护层，其中保护层包括第二金属的化合物。于第一电极上形成发光层。于发光层上形成第二电极。发光装置包括基板、第一电极、第二电极和发光层，第一电极配置于基板上，包括含一第一金属与铟的合金、含一第一金属与锌的合金或含一第一金属与铟锌的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)，第二电极配置于第一电极上，发光层配置于第一电极与第二电极之间。本发明的发光装置具有较佳的元件特性与发光强度。

Description

发光装置及其制作方法
技术领域
本发明是有关于一种装置及其制作方法，且特别是有关于一种发光装置及其制作方法。
背景技术
由于有机电激发光装置(organic electro-luminescence light-emitting device)具有自发光、高亮度、高对比、广视角以及反应速度快等优点，因此有机电激发光显示面板(organic electro-luminescence display panel)在显示器方面的应用一直是产业关注的焦点之一。一般的有机电激发光显示面板可区分为顶部发光型态(top emission)有机电激发光显示面板以及底部发光型态(bottom emission)有机电激发光显示面板两大类。
顶部发光型态有机电激发光显示面板通常使用诸如银等具有高反射率的金属来作为阳极，以增加电激发光强度。由于银的功函数过低，因此通常需搭配诸如铟锡氧化物等具有高功函数的金属氧化物，形成诸如具有铟锡氧化物/银/铟锡氧化物的堆叠结构的阳极，以与有机电激发光装置中的电洞注入层匹配。换言之，在阳极制作中，必须分别蚀刻铟锡氧化物层、银层以及铟锡氧化物层，以完成阳极的图案化。值得注意的是，在完成阳极的蚀刻制作后，银层的侧壁会裸露出来，而易于与后续制作中的去光阻剂反应而腐蚀。特别是，去光阻剂中的硫化物会与银发生硫化反应，导致阳极边缘形成黑色的硫化银，且此硫化反应会持续进行，造成阳极的进一步恶化。
发明内容
本发明所要解决的一技术问题在于：提供一种发光装置，其具有良好的元件特性。
本发明所要解决的另一技术问题是：提供一种发光装置的制作方法，其于电极的侧壁形成保护层以避免电极暴露，使发光装置具有较佳的元件特性。
本发明提出一种发光装置，其包括基板、第一电极、第二电极以及发光层。第一电极配置于基板上，包括含第一金属与铟的合金、含第一金属与锌的合金或含第一金属与铟锌的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)。第二电极配置于第一电极上。发光层配置于第一电极与第二电极之间。
本发明提出另一种发光装置，其包括基板、第一电极、保护层、第二电极以及发光层。第一电极配置于基板上，包括第一图案化导体层，第一图案化导体层包括含第一金属与第二金属的合金。保护层至少配置于第一电极的侧表面上，包括第二金属的化合物，其中第二金属的化合物的功函数为4.8至5.5。第二电极配置于第一电极上。发光层配置于第一电极与第二电极之间。
本发明另提出一种发光装置的制作方法。于基板上形成第一电极，第一电极包括第一图案化导体层，第一图案化导体层包括含第一金属与第二金属的合金。对第一电极进行退火加工，以至少于第一电极的侧表面上形成保护层，其中保护层包括第二金属的化合物。于第一电极上形成发光层。于发光层上形成第二电极。
本发明的有益功效在于：基于上述，在本发明的一实施例的发光装置中，由于电极具有适当的功函数，因此发光装置具有较佳的元件特性与发光强度。在本发明的另一实施例的发光装置及其制作方法中，由于电极的侧表面形成有保护层，因此能避免电极因暴露而受破坏，使得发光装置具有较佳的元件特性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的发光装置的剖面示意图；
图2A至图2E是根据本发明一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3D是根据本发明一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
100、200、200a：发光装置
102、202：基板
110、130、210a、240：电极
120、230：发光层
210：电极材料层
212、214、216：导体层
212a、214a、216a：图案化导体层
213：侧表面
215：顶表面
220：保护层
222：电洞传输层
AP：退火加工
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
图1是根据本发明一实施例的发光装置的剖面示意图。请参照图1，本实施例的发光装置100包括基板102、第一电极110、发光层120以及第二电极130。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。
第一电极110配置于基板102上，包括含第一金属与铟的合金、含第一金属与锌的合金或含第一金属与铟锌的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)。在本实施例中，铟、锌或铟锌在合金中的含量例如为0.2％(重量)至1％(重量)。在本实施例中，第一金属例如是具有高反射率的金属，诸如银、铝或其他金属。含第一金属与铟、锌或铟锌的合金例如是银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金、银铟锌合金、铝铟锌合金或其他含有铟、锌或铟锌的合金。再者，含第一金属与铟、锌或铟锌的合金也可以视情况更包括其他金属，换言之，含第一金属与铟、锌或铟锌的合金可以实质上包括两种以上的金属元素。此外，虽然在本实施例中是以第一电极110为单层结构为例，但在其他实施例中，第一电极110也可以是多层结构，其中至少一层结构包括含第一金属与铟、锌或铟锌的合金。
第二电极130配置于第一电极110上。发光层120配置于第一电极110与第二电极130之间。发光层120可包括红色有机发光图案、绿色有机发光图案、蓝色有机发光图案、其他颜色的发光图案或是上述发光图案的组合。第二电极130可为透明导电材料或是不透明的导电材料，且第二电极130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，以及透明薄金属，如厚度低于20nm的银或铝等。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110例如是阳极，以及第二电极130例如是阴极，但必需说明的，第一电极110与第二电极130的阴、阳极与否，就以设计上的需求，而有所变动。再者，在一实施例中(未绘示)，为了提升发光装置的发光效率，发光装置100可以更包括电洞传输层、电洞注入层、电子传输层以及电子注入层中至少一者，其中电洞传输层与电洞注入层例如是位于第一电极110与发光层120之间，电子传输层与电子注入层例如是位于第二电极130与发光层120之间。
在本实施例的发光装置中，电极包括含有铟、锌或铟锌与第一金属的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)，可以适于作为顶部发光型态发光装置的阳极，但本发明不限于此。如此一来，可大幅提升发光装置的元件特性与发光强度。当然，根据电极的所需特性，铟、锌或铟锌也可以与其他金属形成合金以作为电极，进而提升发光装置的元件特性。
图2A至图2E是根据本发明一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，于基板202上形成第一电极材料层210。第一电极材料层210包括第一导体层212，第一导体层212包括含第一金属与第二金属的合金。在本实施例中，第一金属例如是具有高反射率的金属，诸如银、铝或其他金属，第二金属例如是铟或锌。含第一金属与第二金属的合金例如是银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金或其他合金。换言之，第一导体层212例如是包括银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金或其他合金，其形成方法例如是蒸镀法或溅镀法。在本实施例中，第一电极材料层210例如更包括位于基板202与第一导体层212之间的第二导体层214。在本实施例中，第二导体层214的材料例如是铟锡氧化物或锌锡氧化物，其形成方法例如是蒸镀法。再者，含第一金属与第二金属的合金也可以视情况更包括其他金属，换言之，含第一金属与第二金属的合金可以实质上包括两种以上的金属元素。举例来说，在一实施例中，含第一金属与第二金属的合金可以是银铟锌合金或铝铟锌合金。在另一实施例中，也可以不包括第二导体层214。
请参照图2B，接着，图案化第一电极材料层210，以形成第一电极210a。在本实施例中，图案化第一电极材料层210的方法例如是依序图案化第一导体层212与第二导体层214。在本实施例中，图案化第一导体层212的方法例如是对第一导体层212进行微影蚀刻加工，以第一导体层212的材料为银铟合金为例，用以蚀刻第二导体层214的蚀刻剂例如是磷酸、硝酸以及醋酸的混合溶液。图案化第二导体层214的方法例如是对第二导体层214进行微影蚀刻加工，以第二导体层214的材料为铟锡氧化物为例，用以蚀刻第二导体层214的蚀刻剂例如是草酸。
第一电极210a包括第一图案化导体层212a，第一图案化导体层212a包括含第一金属与第二金属的合金。在本实施例中，第一电极210a例如是更包括第二图案化导体层214a，第二图案化导体层214a配置于与第一图案化导体层212a与基板202之间。在本实施例中，第一电极210a例如是具有铟锡氧化物/银铟合金的两层结构。特别一提的是，虽然在本实施例中是以第一电极210a包括第一图案化导体层212a与第二图案化导体层214a为例，但在其他实施例中，也可以省略第二图案化导体层214a的配置，因而省略第二导体层214的形成与图案化等步骤。
请参照图2C，然后，对第一电极210a进行退火加工AP，以至少于第一电极210a的侧表面213上形成保护层220，其中保护层220包括第二金属的化合物。详言之，退火加工AP会析出第一图案化导体层212a的第二金属，使第二金属因氧化等反应至少于第一电极210a的侧表面213上形成第二金属的化合物。在本实施例中，第二金属例如是铟或锌，经由退火加工AP所形成的第二金属的化合物例如是氧化铟(InOx)、氧化锌或氧化铟锌(当第二金属为铟与锌其中一者，其他金属为铟与锌其中另一者)。第二金属的化合物的功函数例如是介于4.8至5.5。在本实施例中，保护层220例如是包括氧化铟、氧化锌或氧化铟锌，保护层220例如是形成于第一图案化导体层212a的侧表面213与顶表面215上。退火加工AP的温度例如是60℃至300℃，退火加工AP的时间例如是10分钟至60分钟，退火加工AP中使用的气体例如是氧气、氮气、氧气与氮气的混合气体或其他合适的气体。在本实施例中，退火加工AP的温度例如是250℃，以及退火加工AP的时间例如是30分钟。
请参照图2D，接着，于第一电极210a上形成发光层230。在本实施例中，发光层230例如是形成于保护层220上。发光层230可以是红色有机发光图案、绿色有机发光图案、蓝色有机发光图案、其他颜色的发光图案或是上述发光图案的组合，以及发光层230的形成方法例如是真空蒸镀法。为了进一步提升发光装置的发光效率，在本实施例中，更包括于第一电极210a与发光层230之间形成电洞传输层222。电洞传输层222的形成方法例如是真空蒸镀法。值得注意的是，是否设置电洞传输层222，可依设计者的需求而决定，本发明不加以限制。
请参照图2E，之后，于发光层230上形成第二电极240。第二电极240的材料可以参照前一实施例中所述。再者，在一实施例中，第二电极240与发光层230之间可以更配置有电子传输层与电子注入层中至少一者。
在本实施例中，发光装置200包括基板202、第一电极210a、保护层220、发光层230以及第二电极240。第一电极210a配置于基板202上，包括第一图案化导体层212a，第一图案化导体层212a包括含第一金属与第二金属的合金。在本实施例中，第一电极210a更包括配置于第一图案化导体层212a与基板202之间的第二图案化导体层214a。保护层220至少配置于第一电极210a的侧表面213上，包括第二金属的化合物，其中第二金属的化合物的功函数例如是4.8至5.5。在本实施例中，保护层220更配置于第一电极210a的顶表面215上。第二电极240配置于第一电极210a上。发光层230配置于第一电极210a与第二电极240之间。在本实施例中，发光装置200例如是更包括电洞传输层222。
在本实施例中，藉由对第一电极210a进行退火加工，于第一电极210a的侧表面213与顶表面215上形成保护层220。位于第一电极210a的侧表面213上的保护层220可避免第一电极210a暴露于去光阻剂等物质中而被腐蚀，使得第一电极210a具有较佳的元件特性与较长的使用寿命。位于第一电极210a的顶表面215上的保护层220可以提供高功函数介面，以增进第一电极210a与电洞传输层222之间的电洞传输效率。如此一来，发光装置200具有良好的元件特性与较佳的发光效率。
特别一提的是，在公知方法中，为了要形成具有诸如铟锡氧化物/银/铟锡氧化物的三层结构的电极，在电极制作中需对材料层进行三次蒸镀加工与三次图案化加工。然而，本实施例可藉由退火加工同时于电极的侧表面与顶表面形成保护层，以达到与公知电极的最上导体层的相同功效，且进一步避免电极的侧壁暴露于外。换言之，本实施例至少相较于公知方法能减少一道蒸镀制作与图案化制作。因此，本实施例的发光装置的制作方法具有较简化的制作步骤，且所形成的发光装置具有较佳的元件特性、发光效率以及使用寿命。
图3A至图3D是根据本发明一实施例的发光装置的制作方法的流程剖面示意图。本实施例的发光装置的制作方法与图2E所示的发光装置的制作方法相似，其主要不同处在于第一电极的与保护层的形成方法，以下针对不同处进行说明，其中相同构件的材料与形成方法可参照前一实施例中所述，于此不赘述。请参照图3A，首先，于基板202上形成第一电极材料层210。在本实施例中，第一电极材料层210例如是包括依序配置于基板202上的第二导体层214、第一导体层212以及第三导体层216。值得注意的是，在另一实施例中，可以不包括第二导体层214。第一导体层212包括含第一金属与第二金属的合金。在本实施例中，第一导体层212例如是包括银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金、银铟锌合金、铝铟锌合金或其他合金。第二导体层214的材料例如是铟锡氧化物或锌锡氧化物。第三导体层216的材料例如是铟锡氧化物或锌锡氧化物。第一导体层212、第二导体层214以及第三导体层216的形成方法例如是蒸镀法或溅镀法。
请参照图3B，接着，图案化第一电极材料层210，以形成第一电极210a。在本实施例中，图案化第一电极材料层210的方法例如是依序图案化第三导体层216、第一导体层212以及第二导体层214。第一电极210a包括依序配置于基板202上的第二图案化导体层214a、第一图案化导体层212a以及第三图案化导体层216a。在本实施例中，第一电极210a例如是具有铟锡氧化物/银铟合金/铟锡氧化物的三层结构。
请参照图3C，然后，对第一电极210a进行退火加工AP，以于第一电极210a的侧表面213上形成保护层220，其中保护层220包括第二金属的化合物。在本实施例中，保护层220的功函数例如是介于4.8至5.5。保护层220例如是包括氧化铟、氧化锌或氧化铟锌。特别一提的是，在本实施例中，由于第一图案化导体层212a的顶表面例如是被第三图案化导体层216a覆盖，因此保护层220形成于暴露出的第一图案化导体层212a侧表面213上。在一实施例中(未绘示)，若第三图案化导体层216a包括具有反应性的金属，则保护层220亦有可能进一步形成于暴露的第三图案化导体层216a顶表面上。
请参照图3D，接着，于第一电极210a上形成发光层230。之后，于发光层230上形成第二电极240。在本实施例中，更包括于第一电极210a与发光层230之间形成电洞传输层222。发光层230、第二电极240以及电洞传输层222的材料与形成方法可以参照前一实施例中所述，于此不赘述。在另一实施例中，也可以不设置电洞传输层222。
在本实施例中，发光装置200a的第一电极210a具有导体层214a/含合金的导体层212a/导体层216a的三层结构，且电极210a的侧表面213上形成有保护层220。位于第一电极210a的上部分的导体层216a可以提供高功函数介面，以增进第一电极210a与发光层230或电洞传输层222之间的电洞传输效率。保护层220可避免第一电极210a暴露于去光阻剂等物质中而被腐蚀，使得第一电极210a具有较佳的元件特性与较长的使用寿命。如此一来，发光装置200a具有良好的元件特性与较佳的发光效率。
综上所述，在本发明的一实施例的发光装置中，电极包括含有铟、锌或铟锌与第一金属的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)。发光装置具有较佳的元件特性与发光强度。
在本发明的另一实施例的发光装置及其制作方法中，藉由使电极包括含第一金属与第二金属的合金以及对电极进行退火加工，可于电极的侧表面上形成包括第二金属的化合物的保护层，以避免电极因暴露而受到破坏。此外，保护层可进一步形成于电极的顶表面上，以于发光层与电极之间提供适当的功函数介面，进而增加电极的电洞传输效率。如此一来，发光装置具有较佳的元件特性与发光效率。再者，本发明的发光装置的制作方法可轻易地与现有的发光装置制作结合，而无需额外添购设备，因此不会大幅增加发光装置的制作成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (25)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
一第一电极，配置于该基板上，包括含一第一金属与铟的合金、含一第一金属与锌的合金或含一第一金属与铟锌的合金，其中铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.1％(重量)至2％(重量)：
一第二电极，配置于该第一电极上；以及
一发光层，配置于该第一电极与该第二电极之间。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，铟、锌或铟锌在合金中的含量为0.2％(重量)至1％(重量)。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一金属包括银或铝。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，含该第一金属与铟、锌或铟锌的合金包括银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金、银铟锌合金或铝铟锌合金。
5.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
一第一电极，配置于该基板上，包括一第一图案化导体层，该第一图案化导体层包括含一第一金属与一第二金属的合金：
一保护层，至少配置于该第一电极的侧表面上，包括该第二金属的化合物，其中该第二金属的化合物的功函数为4.8至5.5；
一第二电极，配置于该第一电极上；以及
一发光层，配置于该第一电极与该第二电极之间。
6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该第一金属包括银或铝。
7.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该第二金属包括铟或锌，该第二金属的化合物包括氧化铟、氧化锌或氧化铟锌。
8.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，含该第一金属与该第二金属的合金更包括另一金属。
9.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，含该第一金属与该第二金属的合金包括银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金、银铟锌合金或铝铟锌合金。
10.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该保护层更配置于该第一电极的顶表面上。
11.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该第一电极更包括一第二图案化导体层，该第二图案化导体层配置于与该第一图案化导体层与该基板之间。
12.如权利要求11所述的发光装置，其特征在于，该第二图案化导体层包括铟锡氧化物或锌锡氧化物。
13.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该第一电极更包括一第二图案化导体层与一第三图案化导体层，该第一图案化导体层配置于该第二图案化导体层与该第三图案化导体层之间。
14.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于，该第二图案化导体层与该第三图案化导体层包括铟锡氧化物或锌锡氧化物。
15.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，更包括一电洞注入层，配置于该第一电极与该发光层之间。
16.一种发光装置的制作方法，其特征在于，包括：
于一基板上形成一第一电极，该第一电极包括一第一图案化导体层，该第一图案化导体层包括含一第一金属与一第二金属的合金：
对该第一电极进行一退火加工，以至少于该第一电极的侧表面上形成一保护层，其中该保护层包括该第二金属的化合物；
于该第一电极上形成一发光层；以及
于该发光层上形成一第二电极。
17.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第一金属包括银或铝。
18.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第二金属包括铟、锌或铟锌，该第二金属的化合物包括氧化铟、氧化锌或氧化铟锌。
19.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，含该第一金属与该第二金属的合金包括银铟合金、铝铟合金、银锌合金、铝锌合金或上述的组合。
20.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该保护层更形成于该第一电极的顶表面上。
21.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第一电极更包括一第二图案化导体层，该第二图案化导体层配置于与该第一图案化导体层与该基板之间。
22.如权利要求21所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第二图案化导体层包括铟锡氧化物或锌锡氧化物。
23.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第一电极更包括一第二图案化导体层与一第三图案化导体层，该第一图案化导体层配置于该第二图案化导体层与该第三图案化导体层之间。
24.如权利要求23所述的发光装置的制作方法，其特征在于，该第二图案化导体层与该第三图案化导体层包括铟锡氧化物或锌锡氧化物。
25.如权利要求16所述的发光装置的制作方法，其特征在于，更包括于该第一电极与该发光层之间形成一电洞注入层。
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