CN107706316B - 有机光电元件结构与制程方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机光电元件结构与制程方法，其中系将有机层及第二电极层以相同范围沉积后，对第二电极层施以激光扫描击穿，并使第二电极层部分击穿后，形成与接触电极层的电性连接区。利用本发明可有效地减少有机光电元件制作时金属遮罩的使用次数，大幅降低制程所需的对位时间以及减少更换金属遮罩时造成的操作时间，且凭借激光扫描击穿形成的电性连接区域具有较窄的边框(border)，将可使有机光电元件具有较大的作用面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机光电元件结构与制程方法。
背景技术
有机光电元件的发展在近年来逐渐受到相关学界与业界的重视，常见的有机光电元件如有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPV)、有机薄膜电晶体(OTFT)等。其中，有机发光二极管(OLED)是在两个电极之间夹有适当的有机化合物层，施加电压后电子与电洞会于有机化合物层中再结合而发光。有机发光二极管因其自发光、高照度、低重量、超薄外形、低功耗、宽视角、高对比度、制造简单、快速反应时间而应用于平板显示器及照明产业。
在现有技术中，在有机发光二极管的制程中有机层及电极层需使用不同图形的金属遮罩并分别沉积，方能使电极层与预留的接触电极层直接接触，形成良好的电性导通。然而，使用不同的金属遮罩将使制作成本较高，同时制程中每一次的金属遮罩更换，都需经过再一次的对准定位的时间，且必要的预留对位公差将会使得有机发光二极管的发光面积减少，因此如何能够有效简化有机发光二极管的制程并同时兼顾机发光二极管发光特性，进一步达成减少制程工时及生产成本，为各方所研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种有机光电元件结构与制程方法，解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种有机光电元件制程方法，其特征是步骤如下：
在一基板上的一侧沉积一第一电极层，在该基板的另一侧沉积一接触电极层；
凭借一金属遮罩于该第一电极层及该接触电极层上，依序沉积一有机层、一第二电极层；
以激光对该接触电极层处进行扫描击穿将部分该第二电极层、该有机层及该接触电极层去除；以及
该第二电极层在激光扫描处与该接触电极层形成电性连接。
所述的有机光电元件制程方法，其中：该第一电极层及该接触电极层之间设有一间隔空间。
所述的有机光电元件制程方法，其中：部分该有机层设于该第一电极层及该接触电极层之间的该间隔空间内。
所述的有机光电元件制程方法，其中：该有机层与该第二电极层的沉积范围相同。
所述的有机光电元件制程方法，其中：该接触电极层为金属层、金属氧化物层、或金属层与金属氧化物层的堆叠。
所述的有机光电元件制程方法，其中：激光扫描的波长是1064nm，激光扫描的功率小于3W。
一种有机光电元件结构，其特征是包含：
一基板；
一第一电极层，该第一电极层设于该基板的一侧；
一接触电极层，该接触电极层设于该基板的另一侧；
一有机层，设于该第一电极层的上方及该接触电极的上方；以及
一第二电极层，设于该有机层的上方，且与该有机层的沉积范围相同，并与该接触电极层电性连接。
所述的有机光电元件结构，其中：该第一电极层及该接触电极层之间设有一间隔空间。
所述的有机光电元件结构，其中：部分该有机层设于该第一电极层及该接触电极层之间的该间隔空间内。
所述的有机光电元件结构，其中：该接触电极层为金属层、金属氧化物层、或金属层与金属氧化物层的堆叠。
所述的有机光电元件结构，其中：该第二电极层系经由激光扫描后，于激光扫描击穿处形成与该接触电极层的电性连接。
所述的有机光电元件结构，其中：该第二电极层与该接触电极层的电性连接处部分具有透光性。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：利用本发明的有机光电元件制程方法的有机光电元件于制程时，有效的减少金属遮罩使用数目、定位及更换的次数，大幅降低制程所需的时间以及减少更换光照时造成的污染，且凭借激光扫描而定义有机光电元件的电性连接区域，故使本发明的有机光电元件结构具有较现有技术更窄的边框(border)，而具有更大的发光面积。此外，本发明的有机光电元件制程方法除了能实施于有机发光二极管(OLED)外，也能够实施于有机光伏元件(OPV)及有机薄膜电晶体(OTFT)等领域的相关制程，且并依据定义施以任意图案的激光扫描。
附图说明
图1为本发明的有机光电元件结构的示意图。
图2为本发明的有机光电元件制程方法的流程图。
图3为本发明的有机光电元件测试结果的示意图。
图4为本发明的有机光电元件测试结果的示意图。
图5为本发明的有机光电元件测试结果的示意图。
图6为本发明的有机光电元件测试结果的示意图。
附图标记说明：100-基板；110-间隔空间；200-第一电极层；300-接触电极层；400-有机层；500-第二电极层；510-电性连接区。
具体实施方式
为利贵审查委员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达到的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
请参阅图1，是本发明的有机光电元件结构的示意图，其包含基板100、第一电极层200、接触电极层300、有机层400、第二电极层500。第一电极层200及接触电极层300分别设于基板100两侧并相隔一间隔空间110，有机层400设于第一电极层200及接触电极层300上方并有部分设于间隔空间110内，第二电极层500设于有机层400的上方，并与接触电极层300之间形成具有透光性的电性连接区510，此电性连接区510由第二电极层500经由激光扫描后，于激光扫描击穿处形成。
请参阅图2，是本发明的有机光电元件制程方法的流程图，其步骤如下：
S201：于一基板100上的一侧沉积一第一电极层200，于基板100的另一侧沉积一接触电极层300；
S202：凭借一金属遮罩于第一电极层200及接触电极层300上，沉积一有机层400；
S203：再利用同一金属遮罩于有机层400上，沉积一第二电极层500；
S204：以激光于接触电极层300的上方或下方施以激光扫描击穿，将部分第二电极层500及有机层400去除，且第二电极层500于激光扫描击穿处，形成与接触电极层300的电性连接区510。
请参阅如下表1，为利用本发明的有机光电元件制程方法的有机发光二极管元件(OLED)于激光扫描前后的比对，其中有机发光二极管元件发光面积为61mmx63mm，有机层的厚度为230nm，第二电极层为铝，其厚度为100nm，接触电极层为ITO(120nm)与Mo/Al/Mo(50nm/500nm/50nm)的堆叠，激光击穿点的大小是0.06mm，扫描间距(pitch)是0.3mm，扫描面积是1mmx60mm，激光最大功率是30W，并以不同百分比的功率对实验组1～实验组5进行扫描击穿。
表1
| 项目 | 功率百分比(％) | 起始阻抗(Ω) | 激光后阻抗(Ω) |
| 对照组 | N.A. | 2.2 | N.A. |
| 实验组1 | 20 | >20M | 32 |
| 实验组2 | 10 | >20M | 2.3 |
| 实验组3 | 5 | >20M | 2.2 |
| 实验组4 | 2 | >20M | 2.2 |
| 实验组5 | 1 | >20M | 2.1 |
由表1可知，一般采用不同开口大小金属遮罩的现有制程，可将第二电极层(金属层)及接触电极层直接形成电性连接，因此可于OLED元件两侧接触电极层测量到的第二电极(阴极)的阻抗值约为2.2Ω(欧姆)，如对照组数据所示。实验组为采用同一金属遮罩的本发明制程，由表1中得知，激光扫描前第二电极层与接触电极层之间因隔着有机层，故于OLED元件两侧接触电极层测量到的第二电极(阴极)的起始阻抗超过20MΩ。实验组5显示，激光扫描击穿功率为1％的强度(0.3W)即可将部分第二电极层、有机层、接触电极层击穿，并使第二电极层与接触电极层形成电性连接，激光后的阻抗可大幅地降至2.1Ω，而当激光扫描击穿功率过高时(>20％)则反而去除过多第二电极层(金属层)，造成阻抗值的上升。
请参阅如下表2，为利用本发明的有机光电元件制程方法的有机光电元件于施加电流前后的比对，其中系以上述实验组5的条件进行激光扫描击穿的有机光电元件的实验组6～实验组9，持续施加1A(安培)及40mA(毫安培)电流一段时间的前后阻抗值的比较。
表2
表2中实验组6～实验组9所示，持续施加1A(安培)一小时后，仍保有稳定的阻抗值(约2Ω)，故利用本发明的有机光电元件制程方法的有机光电元件依然具有符合现有蒸镀技术的表现水准。
请参阅如下表3及图3～图6，为利用本发明的有机光电元件制程方法的有机发光二极管元件(OLED)与以现有蒸镀技术所制成的有机发光二极管元件的光电特性比对。
表3
请参阅图3～图6，其中利用本发明的有机光电元件制程方法的有机光电元件的测试结果以实线表示，现有蒸镀技术的有机光电元件的测试结果以虚线表示，如图3、图4所示，本发明于施加电压4～8V(伏特)时，其电流密度、及亮度都比现有蒸镀技术具几乎相同的表现，如图5、图6所示，在相同电流效率(cd/A)及功率效率(lm/W)的表现上，本发明与现有蒸镀技术具有几乎相同的表现，显示本发明可有效地应用在有机光电元件的制作上，达到减少使用金属遮罩，减少制程时间，以及缩减元件的边框(border)宽度，进而提高元件作用面积的百分比。
利用本发明的有机光电元件制程方法的有机光电元件于制程时，有效的减少金属遮罩使用数目、定位及更换的次数，大幅降低制程所需的时间以及减少更换光照时造成的污染，且凭借激光扫描而定义有机光电元件的电性连接区域，故使本发明的有机光电元件结构具有较现有技术更窄的边框(border)，而具有更大的发光面积。此外，本发明的有机光电元件制程方法除了能实施于有机发光二极管(OLED)外，也能够实施于有机光伏元件(OPV)及有机薄膜电晶体(OTFT)等领域的相关制程，且并依据定义施以任意图案的激光扫描。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种有机光电元件制程方法，其特征是步骤如下：
在一基板上的一侧沉积一第一电极层，在该基板的另一侧沉积一接触电极层；
凭借一金属遮罩于该第一电极层及该接触电极层上，直接依序沉积一有机层、一第二电极层；
以激光于该接触电极层的上方或下方施以激光扫描击穿，对该接触电极层处进行扫描击穿将部分该第二电极层、该有机层及该接触电极层去除；以及
该第二电极层在激光扫描处与该接触电极层形成电性连接；
该第一电极层及该接触电极层之间设有一间隔空间；
部分该有机层设于该第一电极层及该接触电极层之间的该间隔空间内。
2.根据权利要求1所述的有机光电元件制程方法，其特征在于：该有机层与该第二电极层的沉积范围相同。
3.根据权利要求1所述的有机光电元件制程方法，其特征在于：该接触电极层为金属层、金属氧化物层、或金属层与金属氧化物层的堆叠。
4.根据权利要求1所述的有机光电元件制程方法，其特征在于：激光扫描的波长是1064nm，激光扫描的功率小于3W。
5.一种有机光电元件，其特征是包含：
一基板；
一第一电极层，该第一电极层设于该基板的一侧；
一接触电极层，该接触电极层设于该基板的另一侧；
一有机层，直接设于该第一电极层的上方及该接触电极的上方；以及
一第二电极层，直接设于该有机层的上方，且与该有机层的沉积范围相同，并与该接触电极层电性连接；
该第二电极层系经由激光于该接触电极层的上方或下方施以激光扫描击穿后，于激光扫描击穿处形成与该接触电极层的电性连接；
该第一电极层及该接触电极层之间设有一间隔空间；
部分该有机层设于该第一电极层及该接触电极层之间的该间隔空间内。
6.根据权利要求5所述的有机光电元件，其特征在于：该接触电极层为金属层、金属氧化物层、或金属层与金属氧化物层的堆叠。
7.根据权利要求5所述的有机光电元件，其特征在于：该第二电极层与该接触电极层的电性连接处部分具有透光性。
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