CN1967899B

CN1967899B - 有机电致发光显示元件及其制造方法

Info

Publication number: CN1967899B
Application number: CN2005101232327A
Authority: CN
Inventors: 徐湘伦; 李淂裕; 曾至国
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: CN1967899A

Abstract

一种有机电致发光显示元件，其包括具有第一电极层的第一基板、有机功能层、第二电极层、接合薄膜、微透镜阵列层与第二基板。其中，第一电极层设置于第一基板上，而有机功能层设置于第一电极层上，且第二电极层设置于有机功能层上。此外，接合薄膜设置于第二电极层上，而微透镜阵列层设置于接合薄膜上，且第二基板设置于微透镜阵列层上。在上述的有机电致发光显示元件中，由于微透镜阵列层是位于第一基板与第二基板之间，因此可以有效避免微透镜阵列层受到刮伤。

Description

有机电致发光显示元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示元件及其制造方法，且特别涉及一种有机电致发光显示元件(organic electro luminescence display device)及其制造方法。

背景技术

通信产业已成为现今的主流产业，特别是便携型的各式通信产品更是发展的重点，而平面显示器为人与机器的沟通介面，因此显得特别重要。现在应用在平面显示器的技术主要有下列几种：等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、无机电致发光显示器(Inorganic Electroluminescent Display)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机电致发光显示元件、真空萤光显示器(Vacuum Fluorescent Display，VFD)、场致发射显示器(Field Emission Display，FED)以及电铬显示器(Electro-ChromicDisplay)等。然而，和其他平面显示技术相比，有机电致发光显示元件(OEL)以其自发光、无视角依存、省电、工艺简易、低成本、低操作温度范围、高响应速度以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器。

图1为公知有机电致发光显示元件的剖面示意图。请参照图1，公知的有机电致发光显示元件100主要包括具有像素电极112的薄膜晶体管阵列基板110、有机电致发光层114、阴极116、保护层118、玻璃基板120、透镜层122与盖板130所构成。其中，有机电致发光层114位于像素电极112与阴极116之间，而保护层118形成于阴极116上。

此外，为了提高有机电致发光显示元件100的光学显示特性，会在玻璃基板120 上形成透镜层122，并将玻璃基板120及透镜层122设置于保护层118上。

值得留意的是，由于形成于玻璃基板120上的透镜层122外露于外界环境中，有可能导致透镜层122被刮伤，进而影响有机电致发光显示元件100的光学显示特性。因此，必须覆盖厚度较厚的盖板(coverlid)130以保护透镜层122。上述公知技术中，总共使用了三块基板(薄膜晶体管阵列基板110、玻璃基板120、盖板130)，故有机电致发光显示元件100的整体厚度会变得很厚。虽然，盖板130可用以保护透镜层122免于刮伤。但，此厚度较厚的盖板130会使得有机电致发光显示元件100的光学显示品质变差。

另外，图2A～2B为另一种公知有机电致发光显示元件透镜层的制造流程剖面示意图。请参照图2A与图2B，公知的有机电致发光显示元件140主要是由具有像素电极152的薄膜晶体管阵列基板150、有机电致发光层154、阴极156、透镜层158、基板160所构成。其中，有机电致发光层154位于像素电极152与阴极156之间，而透镜层158是位于阴极156上，且基板160是位于透镜层158 上。

请参照图2A与图2B，有机电致发光显示元件140中的透镜层158在制造上与一般的透镜制造方式不同，其制造方法如下。首先，形成上表面平坦的材料层158a于阴极156上，此材料层158a适于被外力压着并且产生适当的形变。接着，提供具有多个凹槽C的基板160，并将基板160压着于材料层158a上，此时，材料层158a会受到挤压并填入基板160上的凹槽C中，以形成透镜层158。然而，在基板160挤压材料层158a的过程中，材料层158a下方的其他的膜层极有可能被压坏，进而导致有机电致发光显示元件140的制造合格率下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是要提供一种有机电致发光显示元件的制造方法，其可制造出光学特性较佳的有机电致发光显示元件。

本发明的再一目的是提供一种有机电致发光显示元件，其具有较佳的光学显示特性且整体厚度较薄。

为达上述目的，本发明提供一种有机电致发光显示元件，其包括具有第一电极层的第一基板、有机功能层、第二电极层、接合薄膜、微透镜阵列层与第二基板。其中，有机功能层设置于第一电极层上，且第二电极层设置于有机功能层上。此外，接合薄膜设置于第二电极层上，而微透镜阵列层设置于接合薄膜上。另外，第二基板设置于微透镜阵列层上。

本发明提供一种有机电致发光显示元件的制造方法，此方法包括下列步骤：首先，提供具有第一电极层的第一基板，并形成有机功能层于第一电极层上。此外，形成第二电极层于有机功能层上，并形成第一接合薄膜于第二电极层上。另外，提供第二基板，并形成微透镜阵列层于第二基板上。接着，形成第二接合薄膜于微透镜阵列层上。最后，使第一基板上的第一接合薄膜与第二基板上的第二接合薄膜接合。

综上所述，本发明将微透镜阵列层制造于第二基板上，并通过接合第一接合薄膜与第二接合薄膜，使得微透镜阵列层位于第一基板与第二基板之间。因此，不需形成额外的盖板来保护微透镜阵列层且第一接合薄膜与第二接合薄膜的厚度非常的薄，进而可提高有机电致发光显示元件的光学特性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知有机电致发光显示元件的剖面示意图。

图2A～2B为另一种公知有机电致发光显示元件透镜层的制造流程剖面示意图。

图3A～3H为依照本发明第一实施例的有机电致发光显示元件的制造方法流程剖面示意图。

图4A～4C为形成微透镜阵列层的流程示意图。

图5A～5C为本发明介面层为光敏感层时，图案化介面层的流程示意图。

图6A～6C为本发明的介面层为非光敏感层时，图案化介面层的流程示意图。

图7为依照本发明第二实施例的有机电致发光显示元件示意图。

图8为依照本发明第三实施例的有机电致发光显示元件示意图。主要元件标记说明

100、140、200、300、400：有机电致发光显示元件

110：薄膜晶体管阵列基板

112、152：像素电极

114、154：有机电致发光层

116、156：阴极

118：保护层

120：玻璃基板

122、158：透镜层

130：盖板

160：基板

210：第一基板

220：第一电极层

230：有机功能层

230R：第一发光单元

230B：第二发光单元

230G：第三发光单元

230W：白光发光层

230d：像素定义层

240：第二电极层

250：第一接合薄膜

252：第二接合薄膜

260：第二基板

270：微透镜阵列层

272、272d：微透镜

272a：第一微透镜

272b：第二微透镜

272c：第三微透镜

274、274a、274b：介面层

274p：潜在图案

276：光刻胶层

C、G：凹槽

T：转移凹槽

具体实施方式

本发明的有机电致发光显示元件中仅包括两块基板，其无须使用到公知技术中用以保护透镜层的盖板，故有机电致发光显示元件的整体厚度可进一步地缩减。此外，在本发明的有机电致发光显示元件中，由于透镜层是位于两基板之间，因此本发明可有效避免透镜层遭受损害。下文将举实施例，以详细说明本发明的有机电致发光显示元件及其制造方法。

第一实施例

图3A～3H为依照本发明第一实施例的有机电致发光显示元件的制造方法流程剖面示意图。请参照图3A，首先，提供第一基板210，此第基板210具有第一电极层220，而此第一电极层220例如是选用工作函数(work function)较高以及具有高反射率的导电金属材料所制成。一般而言，第一基板210可以是任何型态的主动式阵列基板或是被动式阵列基板。以主动式阵列基板为例，本实施例的第一基板210例如是常见的薄膜晶体管阵列基板，而第一电极层220 则是由薄膜晶体管阵列基板上的像素电极所构成。

请参照图3B，接着，在第一电极220上形成有机功能层230，此有机功能层230除了可包含有机电致发光层之外，亦可进一步包含电子注入层、空穴传输层、空穴注入层等膜层，以期获得较佳的发光效率。在本实施例中，有机功能层230包括多个阵列排列于第一电极220上的第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B。在整个有机电致发光显示元件制造完成后，上述的第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B分别适于发出第一色光(例如是红光)、第二色光(例如是绿光)与第三色光(例如是蓝光)。

值得注意的是，在进行第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B之前，本实施例会先于第一电极层220上形成像素定义层230d，以定义出第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B的形成位置。本实施例中，像素定义层230d不但具有定义像素位置的功能，像素定义层230d还具有避免第一电极层210与后续形成的第二电极层240(在图3C中示出)导通的功能。

请参照图3C，形成第二电极层240于有机功能层230上，而第二电极层240的材料可选用功函数较第一电极层220低且透光性较佳的材料。承上所述，当第一电极层220是选用具有高反射率的导电金属材料，且第二电极层240是选用透光性较佳的材料时，第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B所发出的光线会经第一电极层220反射后而第二电极层240穿透出，或是直接从第二电极层240穿透出，故有机电致发光显示元件可视为顶部发光型态(top emission)的有机电致发光显示元件。

请参照图3D，接着，形成第一接合薄膜250于第二电极层240上，此第一接合薄膜250的材料例如是利用碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氧化硅(SiO_x)或氮化硅(SiN_x)等材料所形成的薄膜。在本实施例中，第一接合薄膜250可用来阻挡水气或其他可能损害有机功能层230的成份，以防止有机功能层230劣化。

接着，请参照图3E与图3F，提供第二基板260。第二基板较佳是采用透光度良好的材料。接着，于第二基板260上形成微透镜阵列层270。在本实施例中，微透镜阵列层270包括多个微透镜272与位于微透镜272与第二基板260之间的介面层274。此外，上述介面层274的材料例如是有机聚合物或无机聚合物。有关于微透镜阵列层270的详细制造方法将搭配附图详述于后。

由于微透镜272主要的功能是将第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B所发出的光线导引至外界环境中，以提高有机电致发光显示元件的光学显示特性。因此，每一个第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B例如对应于至少一个微透镜272，至于各发光单元(230R、230G与230B)所对应到的微透镜数量，可根据实际的需要作适当地改变，以使各发光单元(230R、230G与230B)所发出的光线能更均匀地发射至外界环境中。

承上所述，本实施例的微透镜272例如是由多个第一微透镜272a、第二微透镜272b与第三微透镜272c所构成。其中，第一微透镜272a的材质例如为红色树脂，第二微透镜272b的材质例如为绿色树脂，而第三微透镜272c的材质例如为蓝色树脂。具体而言，第一微透镜272a适于让红色光线通过，并滤除其他波长的光线，第二微透镜272b适于让绿色光线通过，并滤除其他波长的光线，而第三微透镜272c适于让蓝色光线通过，并滤除其他波长的光线。因此，本实施例可通过第一微透镜272a、第二微透镜272b与第三微透镜272c来提高有机电致发光显示元件所显示图像的色彩饱和度。

请参照图3G，接着，在微透镜阵列层270上形成第二接合薄膜252，此第二接合薄膜252的材质例如与第一接合薄膜250的材质相同。当然，第二接合薄膜252的材质亦可以是其他与第一接合薄膜250接合特性良好的材质，或是其他可以通过粘着剂粘着于第一接合薄膜250上的材质。

请参照图3H，最后，使第一基板210上的第一接合薄膜250与第二基板260上的第二接合薄膜252接合，使微透镜阵列层270位于第一基板上210与第二基板260之间。在本实施例中，第一接合薄膜250与第二接合薄膜252例如是利用紫外光硬化胶接合。详言之，在第一基板上210与第二基板260组合之后，第一接合薄膜250设置于第二电极层240上，而第二接合薄膜252设置于第一接合薄膜250与微透镜阵列层270之间。值得留意的是，第一接合薄膜250与第二接合薄膜252在接合后所构成的接合薄膜254很薄，而接合薄膜254的厚度是介于1至10μm之间。

与公知技术(图1)中所使用的盖板130相比，本发明利用接合薄膜254(第一接合薄膜250与第二接合薄膜252)来组合第一基板上210与第二基板260，将可大幅度地缩减整体厚度以及重量。

承上述，在第一基板210与第二基板260组合之后，微透镜阵列层270会夹于第一基板210与第二基板260之间，并不会直接暴露于外界环境中，故不易遭受刮伤。此外，由于本发明是利用薄膜接合的方式将第一基板上210与第二基板260组合在一起，因此，本发明可有效避免有机电致发光显示元件200中膜层被压伤的缺点。

图4A～4C为形成微透镜阵列层的流程示意图。形成微透镜阵列层于第二基板260上的方法为，请参照图4A，首先，在第二基板260上形成介面层274a。请参照图4B，接着，图案化介面层274a，以形成具有多个凹槽G的介面层274。请参照图4C，最后，形成多个微透镜272于介面层274的凹槽G上。然而，形成上述图案化介面层274a的方法，会依照介面层274a所选择的材料类型而有所不同。

举例来说，图5A～5C为本发明介面层为光敏感层时，图案化介面层的流程示意图。请先参照图5A，首先，形成介面层274a于第二基板260上，其中介面层274a为光敏感层，其材质例如是光刻胶或是其他光敏感材料。

请参照图5B，接着，对光敏感层进行曝光工艺，形成多个潜在图案274p。请参照图5C，通过显影工艺进而形成具有多个凹槽G的介面层274。

此外，图6A～6C为本发明的介面层为非光敏感层时，图案化介面层的流程示意图。请先参照图6A，首先，形成介面层274b于第二基板260上，其中介面层274b为非光敏感层。

接着，于非光敏感层上形成光刻胶层276。接着，请参照图6B，再对光刻胶层276进行曝光工艺以形成多个转移凹槽T。请参照图6C，以形成转移凹槽T的光刻胶层276为掩膜，对非光敏感层276b进行蚀刻，以在非光敏感层上形成具有多个凹槽G的介面层274。

第二实施例

图7为依照本发明第二实施例的有机电致发光显示元件示意图。请参照图7，本实施例与第一实施例主要不同之处在于：本实施例的微透镜272d的材料是由透明材料所制成。本发明可依照实际情况的需要来选择微透镜272d的材料。

第三实施例

请参照图8，其为依照本发明第三实施例的有机电致发光显示元件示意图。本实施例的有机电致发光显示元件与第一实施例类似，其中主要不同之处在于：本实施例是采用白光发光层230W，有别于第一实施例中的第一发光单元230R、第二发光单元230G与第三发光单元230B。在本实施例中，白光发光层230W是与第一微透镜272a、第二微透镜272b以及第三微透镜272c搭配而达成全彩显示的目的。微透镜272是位于第一基板210与第二基板260之间，以避免微透镜272暴露于外界环境中而遭受损坏，同样可达到与第一实施例相同的功效。

综上所述，在本发明的有机电致发光显示元件及其制造方法至少具有下列优点：

一、通过本发明的有机电致发光显示元件的制造方法，可将微透镜阵列层设置于第一基板与第二基板之间，以避免微透镜阵列层暴露于外界环境中而遭受刮伤，并可维持有机电致发光显示元件的显示品质。

二、本发明的有机电致发光显示元件的制造方法，是以薄膜接合的方式将第一基板与第二基板组合在一起，因此，可避免压伤第一基板与第二基板间的各膜层。

三、本发明的有机电致发光显示元件不需额外的盖板来保护微透镜阵列层，因此，有机电致发光显示元件整体的厚度变得更薄，进而使得有机电致发光显示元件具有更好的光学特性。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种有机电致发光显示元件的制造方法，其特征是包括：

提供第一基板，该第一基板上具有第一电极层；

形成有机功能层于该第一电极层上；

形成第二电极层于该有机功能层上；

形成第一接合薄膜于该第二电极层上；

提供第二基板，该第二基板上具有微透镜阵列层；

形成第二接合薄膜于该微透镜阵列层上；以及

利用薄膜接合方式，接合该第一基板上的该第一接合薄膜与该第二基板上的该第二接合薄膜，使该第一接合薄膜与该第二接合薄膜接触，以形成一接合薄膜于该第二电极层与该微透镜阵列层之间，该接合薄膜的厚度介于1至10μm之间。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光显示元件的制造方法，其特征是形成该微透镜阵列层于该第二基板上的方法包括：

形成介面层于该第二基板上；

图案化该介面层，以形成多个凹槽；以及

形成多个微透镜于该介面层的上述多个凹槽上。

3.根据权利要求2所述的有机电致发光显示元件的制造方法，其特征是该介面层为光敏感层，而图案化该介面层的方法包括：

通过曝光工艺在该光敏感层上形成上述多个凹槽。

4.根据权利要求2所述的有机电致发光显示元件的制造方法，其特征是该介面层为非光敏感层，而图案化该介面层的方法包括：

在该非光敏感层上形成光刻胶层；

通过曝光工艺于该光刻胶层上形成多个转移凹槽；以及

以该光刻胶层为掩膜，蚀刻该非光敏感层，以在该非光敏感层上形成上述多个凹槽。