TW200921960A - Organic functional device and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

200921960 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機功能性裳置，諸如有機發光二極體 (OLED)，以及製造該有機功能性裝置的方法。 【先前技術】 為所有有機功能性裝置，諸如：有機發光二極體 ⑴叫有機太陽電池、有機光電元件、有機光電二極 體、有機光感測器等所共有的係夹在一對電極層之間並鱼 其交互作用的有機功能性層。在〇LED中，對在電極層之 ^的電壓的操作導致有機功能性層發射光，並且在有:太 陽電池中’由有機功能性層吸收光導致在電極層之間電壓 的產生。 ％ 對於與光交互作用之有機功能性裝置，包含有機 LED、有機太陽電池等而言’電極層中的至少一層通常係 透明的。透明電極層一般具有相對較大之表面電阻(因 古化銦錫），表面電阻—般係大約1(M5 %層。由於此 -面電阻，在電極層之間夾入的有機功能性層的電壓變 為取決於跨越裝置之橫向位置。此取決於位置的電壓導致 經過裝置中的有機功能性層之電流的不均勻分佈。對於 OLED ’此導致〇LED之不均勻的光輻射。 為改良在有機功能性裝置中的電流分饰 、· 想Aik 通系 捉供间度導電之分流結構以在具有高表面電 分布電。 之電極層上 然而，在分流結構中使用的具有充足高導電率之材料係 132133.doc 200921960 不透明的並且因此不可沈積於電極層的過大相關部分上。 解決之標準方法係使用金屬柵格。針對提供在有機功能 性層之前製造的透明電極而t，此通常相當單純，因為多 種乾及濕沈積技術，諸如微影法，以及高沈積溫度可被使 用，借此可形成複雜的圖案’並且多種材料可用於沈積。 然而’隨著有機功能性層的供應，適當的沈積技術的數 目被嚴重限制，其係由於有機功能性層對高溫敏感等。用

於施加分流結構而無損有機功能性層之可能的方法係使用 蔽陰遮罩並且蒸鑛高度導電物質，諸如金屬或者碳經過該 遮罩中的開孔4於蔽陰遮罩之固有設計的約纟，藉由此 方法之沈積的分流結構係仍然限於隔離相當簡單之結構， 諸如大體上平行直線。 藉由該等結構的供應，在有機魏性裝置中的電流分佈 之均勻性被改良，尤其在分流結構之延伸的一般方向上。 在該等隔離結構之間的有機功能性裝置的部分，其一般仍 然存在有機功能性層之壓力變化’並且伴隨電流分佈：不 均勻性。 【發明内容】 鑑於先前技術之上述及豆他缺 i汉，、他缺點，本發明之總體目標得 提供改良之有機功能性裝置’其尤其使得在有機功能性裝 置在使用時，經過有機功能性層之電流分佈的均勻性得到 改良。 根據本發明之第一態樣 列之有機功能性裝置完成 此等及其他目標係藉由具有下 該有機功能性裝置包括：—基 132133.doc 200921960 2，其具有—第—電極層及至少—第—基板分流結構；至 第有機工力此性I，其提供於該第_電極層的頂端 上；一第二透明電極層’其配置在該第-有機功能性層的 頂端上；有機功能性裝置進一步包括複數個互相間隔分離 的第-電極刀流結構，其每一者均電接觸於該第二電極層 且電接觸於該第一基板分流結構。 有機功月匕性裝置的實例包含有機發光二極體（OLED)、 有機光電池、有趟，本雷&钟 有械光電兀件、有機光電二極體以及有機光 感測器。 術語”電極層”應理解為電學上導電層，其對於光可係透 月的或不透明的。 盥^光應由有機功能性層接收及/或發射的施用中，基板 :弟-電極層及/或第二電極層應光學上透明，即允許光 的通過。 —匕二况下，基板可由玻璃或透明聚合體製造，並且第 :η第Γ電極層可’例如’被任何係固有導電的並且 生， 勹迸擇以一足夠薄的金屬層製 ，/、可以係由透明導電的或非導電層的組合提供。 有機功能性層”可由妳目士 认 廣了由許夕具有不同功能(諸如電洞注入、 电洞傳輸、電洞障壁、激勵障 電子注人或光發射、光傳遞、 該等之4及收層）的不同有機層組成，或係 盔機3孟屬有機材料類似三重射極或 子。 牛導體或金屬1子點或奈米粒 132133.do, 200921960 "分流結構'•係當操作有機功能性裝置時，用於使得在各 自電極層上的電壓分佈更均勾之導電結構。分流結構與第 一電極層相比將具有高導電性。 忒等分路結構，或"分流"’一般係在大面積裝置及/或透 明導電層時使用。透明導電層通常具有低傳導性，缺少分 路、纟Q構時，在有機功能性層（在第一以及第二電極層之間） 之間的電壓變得依位置而定。 一本發明係基於實現：在有機功能性裝置中的電流分佈均 勻性可藉由在提供有機功能性層之前形成導電結構，並且 使用此預形成之導電結構用於互連分流結構，其在有機功 能性層的供應之後沈積。換言之，第二電機分流結構係藉 由預先提供之基板分流結構分流。 由此，用於沈積第二電極分流結構並且無損敏感性有機 功能性層的方法可被使用，同時在有機功能性裝置令完成 電流分佈均勻I生，其幾乎可與無受有機功能性層造成之沈 積製程限制下可獲得之狀況相當。 為保證在第二電極分流結構與第一基板分流結構之間之 充分良好的電連接，在裝置之第二電極結構沈積處部分不 應有突然、之高度差。第二電極分流結構之Μ流暢的底座 係，例如，由限制步階高度以致不可能有陡峭的高度差完 成。適當的步階高度極限可係100奈米左右。 +第一基板分流結構可有利地與第一電極層電隔離。此可 藉由在基板上提供橫向彼此隔離的基板分流結構及第一電 極層予以達成，或藉由在第一電極層頂部上形成第一基板 132133.doc •9- 200921960 分流結構且在二者之間提供絕緣層予以達成。 藉由以第一基板分流結構可在各第二電極分流結構之至 少兩分離位置（諸如在其末端）處可連接至各第二電極分流 結構的方法來提供第一基板分流結構，電流分佈均勻性可 被更進一步改良，此係因為基板分流結構可通常由具有比 第二電極分流結構更高的導電率材料組成。

在透明應用中，諸如透明0LED或堆疊式太陽能電池， 除第二電極層之外，基板及第一電極層亦可係透明的。在 此情況下，第一電極層可典型地連接至第一電極分流結 構。然而，在有機功能性層之前提供的第一電極分流結 構’可用實際上允許任何類型形成的沈積技術予以沈積， 而無有機功能性層影響的限制。 根據本發明之一具體實施例，有機功能性裝置可更進一 步包括：一第二基板分流結構，其形成在該基板上；一第 二有機功能性層，其配置在該第二電極層的頂端上；一第 :透明電極層，其配置在該第二有機功能性層的頂端上； 複數個互相間隔分離的第三電極分流結構，每一者均電接 觸於該第三電極層’其中該等互相間隔分離分離的第三電 極分流結構之每-者係電接觸於該第二基板分流結構。 根據此具體實施例，完成堆疊式有機功能性裝置，其中 各透明電極層係由連續導電柵格結構分流。在該堆疊式有 機力此!·生裝置中的各有機功能性層兩端的電壓可有利地獨 立控制。 置之多種基板分流結構 包含在此類型中的有機功能性裝 132133.doc 200921960 應較佳地係彼此電隔離。 該堆疊式有機功能性裝置的一個實例係具有複數個獨立 可控制電致發光層之OLED，當電流經過時，其發射不同 顏色的光。此技術可，例如，被用於實現顏色可控制之光 發射裝置，諸如顏色可控制的背光，用於顯示器裝置，或 者顏色可控制的環境創造裝置。 另一實例係堆疊式太陽能電池，其中在堆疊式中的不同 有機功能性層對入射日光輻射的不同波長範圍敏感。 根據本發明之另一具體實施例，一種圖案化電絕緣層可 提供於功能性有機層以及相鄰的電極層之間。藉由此電絕 緣層，經過有機功能性層的電流在選定位置處可被阻止， 藉此，預先決定之圖案，諸如符號或者文本可呈現在用戶 面前。 在堆疊式結構有機功能性裝置中，該絕緣層可提供於 若干有機功能性層以及其各自相鄰之電極層中的至少一層 之間。因此，例如，可變圖標可被完成，其中不同的預先 確疋的圖案可被可控制的顯示，視情況使用不同的彩色 光。 *此外，有機功能性裝置一般在基板上形成並且隨後藉由 蓋板封閉以防止周圍的物質，諸如水以及氧氣到達裝置的 功旎層（電極層以及有機功能性層）。 蓋板可以β亥方法配置：在功能層與蓋板之間存在間隔或 者縫^ °此間隔可’例如以惰性氣體諸如氮氣充填。 根據本發明之第二態樣，上述及其他目標藉由製造有機 132133.doc 200921960 置之方法完成’該方法包括下列步驟:提供-1 ==層及電氣傳導基板分流結構之基板;於第-電 ^形成有機功能性層；於有機功能性層的頂端 2第-相電極層；以各結構電接觸於基板分流結構的方 '配置钹數個互相間隔分離之分流結構的基板，其中每個 互相間隔分離之分流結構係電接觸於第二電極層。 有==機功能性層不被損害’配置分流結構的步驟可

^ .將蔽蔭遮罩定位在基板前的步驟；以及將導 電材料沈積經過提供在«遮罩巾的開孔。 例如’含有碳及/或金屬或多種金屬的導電材料，可藉 由例如蒸鍍或者濺鍍沈積。 、此外、’分流結構可提供於第4極層前或第二電極層後 以致分流結構係配置在有機功能性層與第二電極層之 者配置在第二電極層的頂端。 本發明之此第二態樣的更進一步特色與優勢大體類似於 該等如上所描述之與本發明之第一態樣有關者。 【實施方式】 在隨後之描述中，本發明主要以參考基於0LED之光發 射面板描述。吾人應注意此不限制本發明之範圍，其同樣 適合於許多其他有機功能性裝置’諸如有機太陽能電池或 有機光電二極體。 圖1示意例示根據本發明之第一具體實施例之有機功能 性裝置，其係透明之基於0LED的光發射面板丨的形式。 參考圖1，光發射面板1包括基板2，第一透明電極層3形 I32133.doc 12 200921960 成於其上。因為透明電極層，諸如在圖4的第一電極層3 -般係電阻過大以至於不能保證大體上同樣的電壓存在於 透明電極層3的全料域，所以在圖1中的有機功能性裝置 1包含，-電極分流結構4 ’此處係以正方形柵格形式提 供。第一電極分流結構4用以分流第一電極層3以及與導體 5產生連接以使得第一電極分流結構能與第一電極層電壓 連接。

，在被第一電極層3佔有的區域外，第—基板分流結構6係 形成於基板2之上。此第一基板分流結構形成圍繞第一電 極層3至兩個連接導體1〇^13的迴路以使得第一基板分流結 構6連接至所要之電壓。 第一電極分流結構4具有絕緣層（圖}未顯示），以及第一 基板分流結構6係未絕緣。 在第一電極層3頂端（以及隔離之第一電極分流結構6)， 提供有機功能性層7。 在有機功能性層7的頂端，提供第二透明電極層8，並且 在此第二電極層的頂端，形成第二電極分流結構9a_d。 此等第二電極分流結構9a_d延伸通過第二電極層8的邊 緣lla-b，電接觸於在基板2上的第一基板分流結構6。 因此，第二電極分流結構9a_d以及第一基板分流結構6 共同形成連續導電柵格，其有效地分流第二電極層8，因 此改良在有機功能性裝置1中的電流分佈的均勻性。 現將參考圖2之流程圖以及圖丨之分解截面視圖描述用於 製造圖1中的有機功能性裝置1的方法。 132133.doc •13· 200921960 、在第一步驟21中，提供基板2。基板2可大體上係剛性的 或者撓性的，並且可（例如）由玻璃或者適當的塑膠材料組 成。

Ik後，在步驟22中沈積第一透明電極層3。第一透明電 . 極層3 一般可由氧化錫銦（IT0)、氧化鋅銦（IZO)等組成，或 者由薄金屬層形成於透明基板上。該金屬將應足夠薄以成 . 為透明，即在5-20奈米的範圍内。 (—，纟下—步驟23中’ 目（ΜΑΜ)層係使用微影法予以 沈積並且圖案化，以形成第一電極分流結構4以及第一基 板分流結構6。 此後，在步驟24中，有機功能性層7係提供在第一電極 層3以及[電極分流結構4的頂端。有機功能性層7通常 可包括若干有機層。假如有機功能性裝置1係聚合體發光 二極體（LED)，則有機功能性層7實質上包括電洞導體層以 及光發射聚合體層之雙層堆疊，並且可更進一步包含若干 ◎ W加層冑如在發射光聚合體上的經蒸鍍之有機電洞阻擋 層。 I如有機功能性裝置i是小分子〇咖，則有機功能性層 • 7通常形成更複雜之堆疊’包含電洞注人層、電洞傳輸 層、電子障壁層、發光層、電洞障壁層及電子傳輸層，以 及電子障壁層等。在提供有機功能性層7之後，在步驟Μ 中沈積第二透明電極8。 第二電極層8係使用乾式沈積，並且-般含有注入層， 諸如鋇(Ba)、鈣(Ca)、氟化鋰(LiF)等，鋁(A1)、銀(Ag)或 132133.doc -U· 200921960 者此等材料之不同種的堆疊層及其他光學上透射增強的 層，諸如砸鋅礦（ZnSe)(其高度透明）等。 最後在V驟26中，第二電極分流結構9a_d係在第二電 極層8上透過㈣遮罩蒸鑛^由透過蔽隆遮罩沈積第二電 極分流結構’避免對相對敏感的有機功能性層7的損 ° ^而，蔽蔭遮罩沈積通常係限制於相對簡單、實體上 分離之結構’諸如在，中顯示之示範平行直線〜心該 分離結構9“將單獨提供一定程度的分流。然而，為改良 第二電極層8的分流’第：電極分流結構9以係根據本發 明，以分流結構9a-d的每一者處於電接觸於預先形成於基 板2上的第一基板分流結構6的方式予以配置。

G 現轉至圖3a-b，第二電極分流結構9a_d的配置將被更詳 細地解釋。 參考圖3a，其係圖i中有機功能性裝置i的透視圖，吾人 可看見第一電極分流結構9a_d如何流暢地跟隨從第二電極 層8頂端，往下至基板2的表面，以及上升並且覆蓋第一基 板分流結構6的變化。 元成在第一電極層8以及第一基板分流結構6之間的該等 流暢且未中斷之連接的設計考慮將更進一步參考圖扑闡 明’其係在圖3amM之有機功能性裝置的圖解橫截面 視圖。 如在圖3b中之示意顯示，在基板2上形成不同的層··第 一電極層3，第一電極分流結構4，形成於第一電極分流結 構4頂端的絕緣層12，有機功能性層7以及第二電極層8係 132133.doc -15- 200921960 各自形成以具有微小延伸，以便步階高度h夠小，例如 <100奈米以保證第二電極分流結構9a_d在穿越自基板2到 第二電極層8的頂端之高度差時不會中斷。 因為圖3a-b的主要目的是清楚的顯示第二電極分流結構 9a-d與第二電極8以及第一基板分流結構6各自的連接，第 基板分流結構6已經簡化至矩形外形，並且連接第一電 極分流結構4的末端（圖1中的5)已經被省略。 參考圖4，現將描述根據本發明之有機功能性裝置的第 二具體實施例。 除了連接如上所述參考圖1之有機功能性裝置描述的結 構以及層外，在圖4中的有機功能性裝置4〇具有形成於基 板2上的第二分流結構41，另一第二有機功能性層提供 於第二電極層8的頂端，並且第三電極層43提供於第二有 機功能性層42的頂端.在圖4中的有機功能性裝置4〇更進 一步具有第三電極分流結構44a_d形成於第三電極層C的 頂端。類似於第二電極分流結構9a_d，此等第三電極分流 結構係配置成與第三電極層4 3以及與第：基板分流結構4 i 電氣連接。 在圖4中顯示的有機功能性裝置4〇，例如是可變顏色之 基於OLED光發射面板，立中篦一古拖丄 ^卉〒第有機功能性層7是電致發 光層（EL層）’其配置以發射i有第一 • _ 引,弟波長分佈（顏色）的 光’以及第二有機功能性層42是EL層，复耐里々 . m 具配置以發射具有 第二波長分佈（顏色）的光。 做為選擇’有機功能性裝置4G可係包括第_和第二光電 132133.doc • 16 - 200921960 層7、42，即對不同波長範圍的光敏感。 最後’參考圖5，㈣描述根據本發明之有機功能性裝 置的第三具體實施例。 如在圖5中顯示，在該處例示之有機功能性裝置％不同 於在圖4中顯示的有機功能性裝置4〇之處在於，第一“以 及第二52圖案化絕緣層係分別插人在第—有機功能性層7

二及第二電極層8之間’並且在第二有機功能性層42以及 第二電極層之間。 藉由此等圖案化之絕緣層51、52的供應，分別經過電致 發光層7、42的電流的流動可被局部制止，並且因此分別 自層7 發射的光可被制止。因此，光發射面板5〇可被 用於顯不’並且在預先決定之顯示圖像之 徵可係不同的顏色。 得吳肩

I 凡對:參考之所有的圖片共通㈣其並非按比例描緣。一 叙而。厚度尺寸已經因圖案化的清晰度需要而放大。 热悉此技術領域者應瞭解本發明決不限於較佳之具體實 施例。例如，有機功能性裝置可包含大量分流結構，並且 分流結構可以其他布局提供。 【圖式簡單說明】 以上將本發明之此等及其他態樣詳細地描述，其中參考 顯不本發明之當前較佳實施例的隨附圖式，其中： 圖1係示意例示根據本發明之有機功能性裝置的第一具 體實施例之分解透視圖； 圖2係示意例示製造圖1中有機功能性裝置的方法之流程 132133.doc •17. 200921960 圖3a係圖1中有機功能性裝置的透視圖； 能性裝置之截面視 圖3b係沿圖3a中線M截取的有機功 圖； 圖4係示意例示根據本發明之有機功能性裝置的第二呈 體貫施例之分解透視圖；以及 /、 圖5係示意例示根據本發明之 . 巧賊功月&性裝置的第二且

體實施例之分解透視圖。 们弟一具 【主要元件符號說明】 1 有機功能性裝置 2 基板 3 第一電極層 4 第一電極分流結構 5 導體 6 第一基板分流結構 7 有機功能性層 8 第—透明電極層 9a 分流結構 9b 分流結構 9c 分流結構 9d 分流結構 10a 導體 10b 導體 11a 邊緣 132133.doc • JS· 200921960 lib 邊緣 12 絕緣層 40 有機功能性裝置 41 第二基板分流結構 42 第二有機功能性層 43 第三透明電極層 44a 第二電極分流結構 44b 第三電極分流結構 44c 第二電極分流結構 4 4 d 第二電極分流結構 50 有機功能性裝置 51 絕緣層 52 絕緣層 132133.doc •19-

Claims (1)

1. 200921960 十、申請專利範園： 1· 一種有機功能性裝置（1;4〇;5〇)，其包括： 基板（2)，其具有—第—電極層⑺及至少—第一基 板分流結構（6); 至少—第一有機功能性層⑺’其提供於該第一電極層 (3)的頂端上； 第透月電極層（8)，其配置在該第一有機功能性層 (7)的頂端上；及 複數個互相間隔分離的第二電極分流結構(9a-d)， 每-者均電接觸於該第二電極層⑻且電接觸㈣第一基 板分流結構（6)。 2.如請求们之有機功能性裝置〇; 4〇; 5〇)，其中該第一基 板分流結構⑷及該第一電極層（3)之每一者係形成於該 基板（2)的-第-側±，且該第—基板分流結構⑹及該 第一電極層（3)係彼此電隔離。 置（1; 40; 50)，其中該第 二電極分流結構之兩個相 等第二電極分流結構（9a-

   3 .如請求項1或2之有機功能性裝 一基板分流結構（6)係在沿該第 間隔分離的位置處電連接於該 d)之母一者。 4. 如請求項1或2之有機功能性裝置（1; 4〇; 5〇)，其中該基 板（2)與該第-電極層（3)之每—者係光學透明。^ 5. 如請求項丨或2之有機功能性裝置〇; 4〇; 5〇)，其進一舟 包括： V 第二基板分流結構（41)，其形成在該基板（2)上； 132133.doc 200921960 一第二有機功能性層（42)，其配置在該第二電極層（8) 的頂端上； 一第三透明電極層（43)，其配置在該第二有機功能性 層（42)的頂端上；及 複數個互相間隔分離的第三電極分流結構（44a-d)，每 一者均電接觸於該第三電極層（43)， 其中該等互相間隔分離分離的第三電極分流結構（44a_ d )之每一者係電接觸於該第二基板分流結構（41)。 6，如請求項5之有機功能性裝置（1; 40; 50)，其中該第二基 板分流結構（41)係提供在該基板（2)的該第一側上，且其 係電隔離於該第一基板分流結構（6)及該第_電極層 (3)。 7. 如凊求項1或2之有機功能性裝置（5〇)，其進一步包括一 圖案化之電絕緣層（51)，其提供於該第一有機功能性層 (7)與該第一電極層（3)及第二電極層（8)之至少一者之 間。 8. 如》月求項1或2之有機功能性裝置⑴4〇; 5〇)，其中該有 機功能性層（7; 42)包括一電致發光層。 9·如請求項1或2之有機功能性|置⑴4(); 5())，其中該有 機功能性層（7; 42)包括一光電層。 1〇’ 一種製造一有機功能性裝置（1; 40; 50)之方法，其包括 以下步驟： 提供基板（2)，其具有一第一電極層⑺及_第一基 板分流結構（6); 132133.doc 200921960 在該第一電極層（3)的頂端上提供一有機功能性層 (7)； 在該有機功能性層（7)的頂端形成一第二透明電極層 ⑻；且 以複數個互相間隔分離的分流結構（9a_d)的每一者電 連接於該基板分流結構（6)的方式配置該等分流結構 d)， 其中該等互相間隔分離之分流結構（9a_d)的每一者係 電接觸於該第二電極層（8)。 如-月求項10之方法，其中該配置該等分流結構（9㈣的 步驟包括以下步驟： 將一蔽蔭遮罩置於該基板的前方；且 將一導電材料沈積經過提供於該蔽陰遮罩中的開孔。 132133.doc