CN1195391C

CN1195391C - 有机电激发光元件

Info

Publication number: CN1195391C
Application number: CNB021223556A
Authority: CN
Inventors: 庄丰如
Original assignee: Opto Tech Corp
Current assignee: Opto Tech Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: CN1395449A

Abstract

本发明是有关于一种有机电激发光元件，尤指一种可增加吸收湿气管道以抑制黑点产生及确保发光品质的有机电激发光元件，其主要构造是包括有一基板、至少一形成于基板上的下部电极、多个设于下部电极表面而具有吸收湿气及绝缘特性的隔离凸肋、至少一有机层及对向电极，其中隔离凸肋是由一磷硅玻璃(PSG)所制成，故可有效吸收元件在制作或使用后所存在于周边的水分湿气或氧气，藉此以减少黑点的产生机率，且由于隔离凸肋的存在可有助于有机电激发光元件的图案高精细化要求及降低串扰发生机率。

Description

有机电激发光元件

技术领域

本发明涉及一种发光元件，特别是一种有机电激发光元件。

背景技术

有机电激发光元件(Organic electroluminescent device，后称有机EL元件)由于具有视野角度大、低应答时间、显示器厚度薄、低电力消耗、制程简单、耐撞击、不需背光源及可发射出全彩光源的优点，因此在新一代显示面板中受到各方的注目及使用。

请参阅图1，是为一习用有机电激发光元件的构造截面图，其主要是在一基板11上形成一下部电极(transparent electrode)12，且在下部电极12的适当位置依序形成有一可包括有一空穴注入层(hole injection layer)、空穴传递层(hole transport layer)、有机发射层(organic emitting layer)或电子传递层(electron transport layer)的有机层13、对向电极(opposedelectrode)14及隔离密封层15。由于有机EL发光元件主要是利用两电极12、14个别所产生的电子或空穴结合于有机层13内以激发有机发射层发射出光源，无可避免在此过程中将产全热源，而此热源一旦与已存在于隔离密封层15内的水分湿气(moisture)或氧气结合，将在有机层13表面形成氧化现象及产生黑点(dark spot)，而此黑点的存在将会影响到有机EL元件的发光强度及发光均匀性等发光品质，严重者甚至将大幅缩短有机EL元件的使用寿命。

为解决黑点所产生的显像缺憾，业界莫不挖空心思研发各种有机EL元件的构造改良，例如在日本专利第JP-A-363890号或第JP-A-5-114486号中揭露有在隔离密封层15内存放有液态碳化气(liquid fluorinated carbon)，藉此以有效移除发光时所产生的热源。日本专利第JP-A-5-41281号中则揭露有在隔离密封层15内存在有合成沸石(synthetic zeolite)等液态脱水剂(dehydrating agent)混合入液态碳化气中，并藉此以中和移除所存在于元件周边的水分湿气。而美国专利第6,962,962号[Method of encapsulatingorganic electroluminescence device and organic electroluminescencedevice]中亦揭露有利用一硅氧油(Silicone oil)或硅氧油脂(siliconegrease)当作保护液体以移除所存在氧气的技术。

上述所揭露的各项专利虽然对黑点的产生皆有其有效的降低功效。但，其所使用的碳化气等脱水剂皆是以液态存在，在制程上有其一定的困难，不利于IC的整合及成本的降低。

为此，于是有第二种有机EL元件的构造，如图2所示，是为美国专利第5,882,761号[Organic EL element]，其中揭露有利用一干燥基板(dryingsubstrate)17固设于隔离密封层15内表面，又与对向电极14存在有一内部间隙19，藉由固态形式存在的干燥基板17以吸收存在于隔离密封层15内的水分湿气及达成黑点产生的抑制效果。

虽然该项专利可解决前所揭露技术的部分缺点，但，在此发光元件技术中，还是存在有下列缺憾：

1、无法达到对有机EL元件的图案做高精细化的要求，对于两电极端缘而言，容易引起微小短路，而造成显示串扰(Crosstalk)的问题；

2、隔离密封层直接覆盖于基板表面，其间并无任何支撑支柱，难以承受外力的冲撞，对轻薄短小的装置设计而言有其一定的困扰；及

3、此种有机EL元件构造难以作为全彩发光的基本构造，对元件使用范围有其一定的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何针对上述各种习用有机EL元件所发生的问题提出一种新颖的解决方法，可利用简单的制程以达到可高精细化、耐撞击，及又可有效抑制黑点的产生以确是发光品质的有机电激发光元件。

本发明的上述技术问题是由如下多个技术方案来实现的。

方案一

一种有机电激发光元件，其主要构造是包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该预设发光区的下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

多个具有吸收湿气且绝缘特性的隔离凸肋，分设于该下部电极的部分表面，并与下部电极成交叉状态，而两隔离凸肋之间自然形成一预设发光区。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

该隔离凸肋是磷硅玻璃。

该隔离凸肋是选择由一硼磷玻璃、硼硅玻璃、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡其中之一材质所制成。

设有一绝缘层，该绝缘层位于隔离凸肋与下部电极之间，且其横向截面积大于该隔离凸肋。

该绝缘层是选择由氧化硅、氮化硅、氮氧硅化物、正乙酯硅酸氧化物、无杂质硅玻璃、氧化硅/氮化硅复合堆叠层、氧化硅/氮化硅/氧化硅复合堆叠层、磷硅玻璃、硼磷玻璃及硼硅玻璃其中之一材质所制成。

设有一具有吸收湿气特性的干燥凸缘，该干燥凸缘位于隔离凸肋的顶面且其横向截面积大于该隔离凸肋。

该干燥凸缘是由与隔离凸肋同样的材质所制成。

该干燥凸缘是选择由硷金属氧化物、硷土金属氧化物、硫酸盐、岩盐、高氯酸盐其中之一材质所制成。

方案二

一种有机电激发光元件，其主要构造是包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

多个具有绝缘特性的隔离凸肋，分设于该下部电极的部分表面，并与下部电极及有机层成交叉状态，而两隔离凸肋之间自然形成一预设发光区；

至少一具有吸收湿气特性的干燥凸缘，固设于相对应隔离凸肋的顶表面。

方案三

一种有机电激发光元件，其构造包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

多个具有吸收湿气特性的隔离凸肋，分设于该下部电极的部分表面，并与下部电极及有机层成交叉状态，而两隔离凸肋之间自然形成一预设发光区；

多个具有绝缘层特性的绝缘层，分别位于隔离凸肋与下部电极之间，且其横向截面积大于该隔离凸肋。

包括有至少一具有吸收湿气特性的干燥凸缘，固设于相对应隔离凸肋的垂直延伸位置。

该隔离凸肋为一具有吸热功能的散热凸肋。

该散热凸肋是可选择铜、金、银、钨、钼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二硼化钛其中之一材质所制成。

该散热凸肋是可选择氮化硼、硅氧树脂、碳化硅其中之一材质所制成。

该隔离凸肋是可选择由一磷硅玻璃、硼磷玻璃、硼硅玻璃、硷金属氧化物、硷土金属氧化物、硫酸盐、岩盐、高氯酸盐其中之一材质所制成。

方案四

多个具有吸收绝缘特性的绝缘层，分设于该下部电极的部分表面，并与下部电极及有机层成交叉状态，绝缘层的上表面再设有一其有吸收湿气特性的干燥基板，而两绝缘层之间可自然形成一预设发光区。

该绝缘层的垂直高度是高于有机层的垂直高度。

该干燥基板亦可连续设置于对向电极的上表面。

本发明的优点在于：

1、于隔离凸肋的顶表面固设一具有吸收湿气功效的干燥凸缘，藉此除了有助于元件图案精细化要求外，还具有加强吸取湿气以抑制黑点产生的功效。

2、藉由隔离凸肋的存在以支撑隔离密封层或隔离密封盖，有助于加强耐撞击力及轻薄短小的元件设计。

3、藉由隔离凸柱的存在而在不同的预设发光区内设有相对应不同的发光层，可轻易达到全彩发光的要求。

4、构件的组成可由现有的制程获得，故有利于IC的整合。

5、其中该隔离凸肋亦可选择其有散热功效的散热凸肋所制成，以有效将元件在发光作用时所产生的热源移除及抑制黑点的产生。

兹为对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合附图详细说明如后：

附图说明

图1是第一种习用有机电激发光元件的构造截面图。

图2是第二种习用有机电激发光元件的构造截面图。

图3是本发明一较佳实施例的构造截面图。

图4是本发明另一实施例的构造截面图。

图5是本发明又一实施例的构造截面图。及

图6是本发明又一实施例的构造截面图。

具体实施方式

首先，请参阅图3，为本发明一较佳实施例的构造截面图：如图所示，首先是在一基板31形成一由透明材质(如ITO)所制成的下部电极32，再利用旋转被覆(spin coat)、浸渍(dipping)、蒸镀、喷溅、蚀刻等各种制膜及图案化方式于下部电极32部分表面上形成以交叉状态存在的隔离凸肋38，及位于隔离凸肋38垂直延伸位置处且横截面积大于隔离凸肋38的干燥凸缘35，隔离凸肋38的底部是为不发光区337，而两不发光区337之间则为预设发光区335，再藉由一般习用的蒸镀或喷溅等制膜方式于预设发光区335的下部电极32表面依序形成至少包括有一有机发射层(organic emitting layer)的有机层33、对向电极34及包覆所有构件的隔离密封层36。

其中该有机层33是可选择可投射蓝光的有机层(B)、绿光的有机层(G)、红光的有机层(R)的其中之一或其组合式。而该隔离凸肋38是由一具有绝缘特性的材质所制成，例如氧化硅、氮化硅、氮氧硅化物、正乙酯硅酸氧化物(TEOS-oxide)、无杂质硅玻璃(USG)、氧化硅/氮化硅复合堆叠层(ON)、氧化硅/氮化硅/氧化硅复合堆叠层(ONO)、磷硅玻璃(PSG)、硼磷玻璃(BPSG)及硼硅玻璃(BSG)，由于其绝缘隔离的特性，故可彻底预防下部电极32与对向电极34可能接触所引起两电极间微小短路及显示串扰的憾事发生，且由于隔离凸肋38的存在，故可多处支撑隔离密封层36以加强其耐撞力及达到图案精细化的要求。

另外，干燥凸缘35为了达到可吸收已存在于隔离密封层36内水分湿气的要求，故选用的材料是具有吸收湿气功能的磷硅玻璃(PSG)、硼磷玻璃(BPSG)、硼硅玻璃(BSG)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)等硷土金属氧化物(alkaline earth metal oxide compound)的其中之一所制成，而这些材质在与水分湿气结合时是属于化学吸收(chemically absorb)，故一旦吸收后就不会再释放出水分子出来，因此可达到隔离密封层36内的干燥环境要求，对抑制黑点的产生及显示品质的确保有莫大助益。而上述材质由于同时具有绝缘隔离的特性，因此对显示串扰问题的降低亦有所帮助。

当然，由于干燥凸缘35的一重要目的是在于提升有机EL元件于图案制作时的精细化，故可远离有机层33及对向电极34，所以其存在高度位置即可取代美国专利第5,882,761号所揭露习用构造的内部间隙19(如图2所示)，因此在本发明另一实施例中，干燥凸缘35亦可选用如美国专利第5,882,761号中所揭露的全部干燥材质，如硷金属氧化物(alkaline metal oxidecompound)、硷土金属氧化物(alkaline earth metal oxide compound)、硫酸盐(sulphate)、岩盐(metal halide)及高氯酸盐(perchlorate)，藉由隔离凸肋38的高度支撑以隔离上述化学物质与有机层38的接触，所以亦不会有伤害有机层33，而且还具有可支撑隔离密封层36以加强耐撞击力的功能。

又，本发明的干燥凸缘35及隔离凸肋38亦可选用高分子材料(polymer)，利用高分子材料的可吸收湿气特性以达到保持隔离密封层36内干燥的目的，只是若选用高分子材料时，则需在蒸镀有机层33前先将构件放入热烤箱内进行高温(约100℃、300℃)烘焙以去除被吸附的水分子或氧气。

再者，请参阅图4，是本发明的又一实施例构造示意图；如图所示，其主要是在隔离凸肋385底端与下部电极32之间设有一具有绝缘特性的绝缘层41，而该绝缘层41可紧密贴附于有机层33，以彻底断绝下部电极32与对向电极34所有可能发生的短路路径，因此该隔离凸肋385及干燥凸缘35可用相同的材质制成，例如磷硅玻璃(PSG)、硼磷玻璃(BPSG)、硼硅玻璃(BSG)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)等硷土金属氧化物(alkaline earth metal oxide Compound)、硷金属氧化物(alkaline metaloxide Compound)、硫酸盐(sulphate)、岩盐(metal halide)、高氯酸盐(perchlorate)及高分子材料(polymer)等，同样可达到永远保持密封隔离层36干燥的要求。

当然，该隔离凸肋365及干燥凸缘35亦可直接蚀刻成一体的具锥状隔离凸肋。

又，请参阅图5，为本发明又一实施例的构造截面图；如图显示，在此实施例中，其主要是把上述实施例中的隔离凸肋385选择以一具有良好散热功效的散热凸肋387所取代，该散热凸肋387可选择铜、金、银、钨、钼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二硼化钛等含金属化合物，或如氮化硼、硅氧树脂、碳化硅等非金属散热化合物皆可。如此即可利用散热凸肋387将有机层33在发光作用时所产生的热源移除，再利用位于散热凸肋387垂直延伸位置处的干燥凸缘35以吸收存在于隔离密封盖365内的湿气，在双重保护作用下以保护有机层33及对向电极34不受氧化侵蚀及抑制黑点的产生。

最后，请参阅图6，是本发明又一实施例构造截面图；如图所示，在此实施例中，主要是将干燥材质所制成的干燥基板357直接搭配绝缘层41而设于对向电极34的上表面，由于有机层33受到第二电极34及绝缘层41的包覆保护，因此不会受到干燥基板357的伤害，而在此实施例中就可以无需散热凸肋387的搭配使用即可完成吸收已存在于隔离密封层367内水分湿气的要求。当然，为了制程的方便性，亦可将干燥材质直接铺设于对向电极34与绝缘层41表面，以成为完整的更大范围面积的干燥基板367。

综上所述，当知本发明是有关于一种有机电激发光元件，尤指一种可增加吸收湿气管道以抑制黑点产生及确保发光品质的有机电激发光元件。故本发明实为一具有新颖性、进步性及可供产业利用者，符合我国专利法所规定的专利申请要件，依法提出发明专利申请。

但以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，举凡依本发明专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的专利范围内。

Claims

1、一种有机电激发光元件，其主要构造是包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该预设发光区的下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

2、根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征是：该隔离凸肋是磷硅玻璃。

3、根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征是：该隔离凸肋是选择由一硼磷玻璃、硼硅玻璃、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡其中之一材质所制成。

4、根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征是：设有一绝缘层，该绝缘层位于隔离凸肋与下部电极之间，且其横向截面积大于该隔离凸肋。

5、根据权利要求4所述的有机电激发光元件，其特征是：该绝缘层是选择由氧化硅、氮化硅、氮氧硅化物、正乙酯硅酸氧化物、无杂质硅玻璃、氧化硅/氮化硅复合堆叠层、氧化硅/氮化硅/氧化硅复合堆叠层、磷硅玻璃、硼磷玻璃及硼硅玻璃其中之一材质所制成。

6、根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征是：设有一具有吸收湿气特性的干燥凸缘，该干燥凸缘位于隔离凸肋的顶面且其横向截面积大于该隔离凸肋。

7、根据权利要求6所述的有机电激发光元件，其特征是：该干燥凸缘是由与隔离凸肋同样的材质所制成。

8、根据权利要求6所述的有机电激发光元件，其特征是：该干燥凸缘是选择由硷金属氧化物、硷土金属氧化物、硫酸盐、岩盐、高氯酸盐其中之一材质所制成。

9、一种有机电激发光元件，其主要构造是包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

10、一种有机电激发光元件，其构造包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

多个具有绝缘特性的绝缘层，分别位于隔离凸肋与下部电极之间，且其横向截面积大于该隔离凸肋。

11、根据权利要求10所述的有机电激发光元件，其特征是：包括有至少一具有吸收湿气特性的干燥凸缘，固设于相对应隔离凸肋的垂直延伸位置。

12、根据权利要求11所述的有机电激发光元件，其特征是：该隔离凸肋为一具有吸热功能的散热凸肋。

13、根据权利要求12所述的有机电激发光元件，其特征是：该散热凸肋是可选择铜、金、银、钨、钼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二硼化钛其中之一材质所制成。

14、根据权利要求12所述的有机电激发光元件，其特征是：该散热凸肋是可选择氮化硼、硅氧树脂、碳化硅其中之一材质所制成。

15、根据权利要求10所述的有机电激发光元件，其特征是：该隔离凸肋是可选择由一磷硅玻璃、硼磷玻璃、硼硅玻璃、硷金属氧化物、硷土金属氧化物、硫酸盐、岩盐、高氯酸盐其中之一材质所制成。

16.一种有机电激发光元件，其主要构造是包括有：一基板；至少一形成于该基板上的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，设于该下部电极表面；及至少一对向电极，设于该有机层的表面；其特征是：

多个具有绝缘层特性的绝缘层，分设于该下部电极的部分表面，并与下部电极及有机层成交叉状态，绝缘层的上表面再设有一其有吸收湿气特性的干燥基板，而两绝缘层之间可自然形成一预设发光区。

17、根据权利要求16所述的有机电激发光元件，其特征是：该绝缘层的垂直高度是高于有机层的垂直高度。

18、根据权利要求16所述的有机电激发光元件，其特征是：该干燥基板亦可连续设置于对向电极的上表面。