TW201324889A - 發光裝置及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置的製作方法。於基板上形成第一電極，第一電極包括圖案化導體層，圖案化導體層包括含第一金屬與第二金屬的合金。對第一電極進行退火製程，以至少於第一電極的側表面上形成保護層，其中保護層包括第二金屬的化合物。於第一電極上形成發光層。於發光層上形成第二電極。
Description
本發明是有關於一種裝置及其製作方法，且特別是有關於一種發光裝置及其製作方法。
由於有機電激發光裝置(organic electro-luminescence light-emitting device)具有自發光、高亮度、高對比、廣視角以及反應速度快等優點，因此有機電激發光顯示面板(organic electro-luminescence display panel)在顯示器方面的應用一直是產業關注的焦點之一。一般的有機電激發光顯示面板可區分為頂部發光型態(top emission)有機電激發光顯示面板以及底部發光型態(bottom emission)有機電激發光顯示面板兩大類。
頂部發光型態有機電激發光顯示面板通常使用諸如銀等具有高反射率的金屬來作為陽極，以增加電激發光強度。由於銀的功函數過低，因此通常需搭配諸如銦錫氧化物等具有高功函數的金屬氧化物，形成諸如具有銦錫氧化物/銀/銦錫氧化物之堆疊結構的陽極，以與有機電激發光裝置中的電洞注入層匹配。換言之，在陽極製程中，必須分別蝕刻銦錫氧化物層、銀層以及銦錫氧化物層，以完成陽極的圖案化。值得注意的是，在完成陽極的蝕刻製程後，銀層的側壁會裸露出來，而易於與後續製程中的去光阻劑反應而腐蝕。特別是，去光阻劑中的硫化物會與銀發生硫化反應，導致陽極邊緣形成黑色的硫化銀，且此硫化反應會持續進行，造成陽極的進一步惡化。
本發明提供一種發光裝置，其具有良好的元件特性。
本發明另提供一種發光裝置的製作方法，其於電極的側壁形成保護層以避免電極暴露，使發光裝置具有較佳的元件特性。
本發明提出一種發光裝置，其包括基板、第一電極、第二電極以及發光層。第一電極配置於基板上，包括含第一金屬與銦的合金、含第一金屬與鋅的合金或含第一金屬與銦鋅的合金，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.1重量%至2重量%。第二電極配置於第一電極上。發光層配置於第一電極與第二電極之間。
本發明提出另一種發光裝置，其包括基板、第一電極、保護層、第二電極以及發光層。第一電極配置於基板上，包括第一圖案化導體層，第一圖案化導體層包括含第一金屬與第二金屬的合金。保護層至少配置於第一電極的側表面上，包括第二金屬的化合物，其中第二金屬的化合物的功函數為4.8至5.5。第二電極配置於第一電極上。發光層配置於第一電極與第二電極之間。
本發明另提出一種發光裝置的製作方法。於基板上形成第一電極，第一電極包括第一圖案化導體層，第一圖案化導體層包括含第一金屬與第二金屬的合金。對第一電極進行退火製程，以至少於第一電極的側表面上形成保護層，其中保護層包括第二金屬的化合物。於第一電極上形成發光層。於發光層上形成第二電極。
基於上述，在本發明之一實施例的發光裝置中，由於電極具有適當的功函數，因此發光裝置具有較佳的元件特性與發光強度。在本發明之另一實施例的發光裝置及其製作方法中，由於電極的側表面形成有保護層，因此能避免電極因暴露而受破壞，使得發光裝置具有較佳的元件特性。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明一實施例之發光裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例之發光裝置100包括基板102、第一電極110、發光層120以及第二電極130。在本實施例中，基板102可為硬式基板或軟式基板，硬式基板例如是玻璃基板、剛性塑膠基板、金屬基板、晶圓或陶瓷基板等，軟式基板例如是有機基板，諸如聚亞醯胺基板、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、其它合適的基板、上述聚合物衍生物之基板、或者是薄的金屬或合金基板。
第一電極110配置於基板102上，包括含第一金屬與銦的合金、含第一金屬與鋅的合金或含第一金屬與銦鋅的合金，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.1重量%至2重量%。在本實施例中，銦、鋅或銦鋅在合金中的含量例如為0.2重量%至1重量%。在本實施例中，第一金屬例如是具有高反射率的金屬，諸如銀、鋁或其他金屬。含第一金屬與銦、鋅或銦鋅的合金例如是銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金、銀銦鋅合金、鋁銦鋅合金或其他含有銦、鋅或銦鋅的合金。再者，含第一金屬與銦、鋅或銦鋅的合金也可以視情況更包括其他金屬，換言之，含第一金屬與銦、鋅或銦鋅的合金可以實質上包括兩種以上的金屬元素。此外，雖然在本實施例中是以第一電極110為單層結構為例，但在其他實施例中，第一電極110也可以是多層結構，其中至少一層結構包括含第一金屬與銦、鋅或銦鋅的合金。
第二電極130配置於第一電極110上。發光層120配置於第一電極110與第二電極130之間。發光層120可包括紅色有機發光圖案、綠色有機發光圖案、藍色有機發光圖案、其他顏色之發光圖案或是上述發光圖案之組合。第二電極130可為透明導電材料或是不透明之導電材料，且第二電極130可以是單層或多層結構。所述透明導電材料可包括金屬氧化物，諸如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物(諸如氧化鋅)、或是上述至少二者之堆疊層，以及透明薄金屬，如厚度低於20nm之銀或鋁等。所述不透明導電材料包括金屬，諸如銀、鋁、鉬、銅、鈦或其它合適的金屬。在本實施例中，第一電極110例如是陽極，以及第二電極130例如是陰極，但必需說明的，第一電極110與第二電極130之陰、陽極與否，就以設計上的需求，而有所變動之。再者，在一實施例中(未繪示)，為了提升發光裝置的發光效率，發光裝置100可以更包括電洞傳輸層、電洞注入層、電子傳輸層以及電子注入層中至少一者，其中電洞傳輸層與電洞注入層例如是位於第一電極110與發光層120之間，電子傳輸層與電子注入層例如是位於第二電極130與發光層120之間。
在本實施例之發光裝置中，電極包括含有銦、鋅或銦鋅與第一金屬的合金，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.1重量%至2重量%，可以適於作為頂部發光型態發光裝置的陽極，但本發明不限於此。如此一來，可大幅提升發光裝置的元件特性與發光強度。當然，根據電極的所需特性，銦、鋅或銦鋅也可以與其他金屬形成合金以作為電極，進而提升發光裝置的元件特性。
圖2A至圖2E是根據本發明一實施例之發光裝置的製作方法的流程剖面示意圖。請參照圖2A，首先，於基板202上形成第一電極材料層210。第一電極材料層210包括第一導體層212，第一導體層212包括含第一金屬與第二金屬的合金。在本實施例中，第一金屬例如是具有高反射率的金屬，諸如銀、鋁或其他金屬，第二金屬例如是銦或鋅。含第一金屬與第二金屬的合金例如是銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金或其他合金。換言之，第一導體層212例如是包括銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金或其他合金，其形成方法例如是蒸鍍法或濺鍍法。在本實施例中，第一電極材料層210例如更包括位於基板202與第一導體層212之間的第二導體層214。在本實施例中，第二導體層214的材料例如是銦錫氧化物或鋅錫氧化物，其形成方法例如是蒸鍍法。再者，含第一金屬與第二金屬的合金也可以視情況更包括其他金屬，換言之，含第一金屬與第二金屬的合金可以實質上包括兩種以上的金屬元素。舉例來說，在一實施例中，含第一金屬與第二金屬的合金可以是銀銦鋅合金或鋁銦鋅合金。在另一實施例中，也可以不包括第二導體層214。
請參照圖2B，接著，圖案化第一電極材料層210，以形成第一電極210a。在本實施例中，圖案化第一電極材料層210的方法例如是依序圖案化第一導體層212與第二導體層214。在本實施例中，圖案化第一導體層212的方法例如是對第一導體層212進行微影蝕刻製程，以第一導體層212的材料為銀銦合金為例，用以蝕刻第二導體層214的蝕刻劑例如是磷酸、硝酸以及醋酸的混合溶液。圖案化第二導體層214的方法例如是對第二導體層214進行微影蝕刻製程，以第二導體層214的材料為銦錫氧化物為例，用以蝕刻第二導體層214的蝕刻劑例如是草酸。
第一電極210a包括第一圖案化導體層212a，第一圖案化導體層212a包括含第一金屬與第二金屬的合金。在本實施例中，第一電極210a例如是更包括第二圖案化導體層214a，第二圖案化導體層214a配置於與第一圖案化導體層212a與基板202之間。在本實施例中，第一電極210a例如是具有銦錫氧化物/銀銦合金之兩層結構。特別一提的是，雖然在本實施例中是以第一電極210a包括第一圖案化導體層212a與第二圖案化導體層214a為例，但在其他實施例中，也可以省略第二圖案化導體層214a的配置，因而省略第二導體層214的形成與圖案化等步驟。
請參照圖2C，然後，對第一電極210a進行退火製程AP，以至少於第一電極210a的側表面213上形成保護層220，其中保護層220包括第二金屬的化合物。詳言之，退火製程AP會析出第一圖案化導體層212a的第二金屬，使第二金屬因氧化等反應至少於第一電極210a的側表面213上形成第二金屬的化合物。在本實施例中，第二金屬例如是銦或鋅，經由退火製程AP所形成的第二金屬的化合物例如是氧化銦(InOx)、氧化鋅或氧化銦鋅(當第二金屬為銦與鋅其中一者，其他金屬為銦與鋅其中另一者)。第二金屬的化合物的功函數例如是介於4.8至5.5。在本實施例中，保護層220例如是包括氧化銦、氧化鋅或氧化銦鋅，保護層220例如是形成於第一圖案化導體層212a的側表面213與頂表面215上。退火製程AP的溫度例如是60℃至300℃，退火製程AP的時間例如是10分鐘至60分鐘，退火製程AP中使用的氣體例如是氧氣、氮氣、氧氣與氮氣的混合氣體或其他合適的氣體。在本實施例中，退火製程AP的溫度例如是250℃，以及退火製程AP的時間例如是30分鐘。
請參照圖2D，接著，於第一電極210a上形成發光層230。在本實施例中，發光層230例如是形成於保護層220上。發光層230可以是紅色有機發光圖案、綠色有機發光圖案、藍色有機發光圖案、其他顏色之發光圖案或是上述發光圖案之組合，以及發光層230的形成方法例如是真空蒸鍍法。為了進一步提升發光裝置的發光效率，在本實施例中，更包括於第一電極210a與發光層230之間形成電洞傳輸層222。電洞傳輸層222的形成方法例如是真空蒸鍍法。值得注意的是，是否設置電洞傳輸層222，可依設計者的需求而決定，本發明不加以限制。
請參照圖2E，之後，於發光層230上形成第二電極240。第二電極240的材料可以參照前一實施例中所述。再者，在一實施例中，第二電極240與發光層230之間可以更配置有電子傳輸層與電子注入層中至少一者。
在本實施例中，發光裝置200包括基板202、第一電極210a、保護層220、發光層230以及第二電極240。第一電極210a配置於基板202上，包括第一圖案化導體層212a，第一圖案化導體層212a包括含第一金屬與第二金屬的合金。在本實施例中，第一電極210a更包括配置於第一圖案化導體層212a與基板202之間的第二圖案化導體層214a。保護層220至少配置於第一電極210a的側表面213上，包括第二金屬的化合物，其中第二金屬的化合物的功函數例如是4.8至5.5。在本實施例中，保護層220更配置於第一電極210a的頂表面215上。第二電極240配置於第一電極210a上。發光層230配置於第一電極210a與第二電極240之間。在本實施例中，發光裝置200例如是更包括電洞傳輸層222。
在本實施例中，藉由對第一電極210a進行退火製程，於第一電極210a的側表面213與頂表面215上形成保護層220。位於第一電極210a的側表面213上的保護層220可避免第一電極210a暴露於去光阻劑等物質中而被腐蝕，使得第一電極210a具有較佳的元件特性與較長的使用壽命。位於第一電極210a的頂表面215上的保護層220可以提供高功函數介面，以增進第一電極210a與電洞傳輸層222之間的電洞傳輸效率。如此一來，發光裝置200具有良好的元件特性與較佳的發光效率。
特別一提的是，在習知方法中，為了要形成具有諸如銦錫氧化物/銀/銦錫氧化物之三層結構的電極，在電極製程中需對材料層進行三次蒸鍍製程與三次圖案化製程。然而，本實施例可藉由退火製程同時於電極的側表面與頂表面形成保護層，以達到與習知電極之最上導體層的相同功效，且進一步避免電極的側壁暴露於外。換言之，本實施例至少相較於習知方法能減少一道蒸鍍製程與圖案化製程。因此，本實施例之發光裝置的製作方法具有較簡化的製程步驟，且所形成之發光裝置具有較佳的元件特性、發光效率以及使用壽命。
圖3A至圖3D是根據本發明一實施例之發光裝置的製作方法的流程剖面示意圖。本實施例之發光裝置的製作方法與圖2E所示的發光裝置的製作方法相似，其主要不同處在於第一電極的與保護層的形成方法，以下針對不同處進行說明，其中相同構件的材料與形成方法可參照前一實施例中所述，於此不贅述。請參照圖3A，首先，於基板202上形成第一電極材料層210。在本實施例中，第一電極材料層210例如是包括依序配置於基板202上的第二導體層214、第一導體層212以及第三導體層216。值得注意的是，在另一實施例中，可以不包括第二導體層214。第一導體層212包括含第一金屬與第二金屬的合金。在本實施例中，第一導體層212例如是包括銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金、銀銦鋅合金、鋁銦鋅合金或其他合金。第二導體層214的材料例如是銦錫氧化物或鋅錫氧化物。第三導體層216的材料例如是銦錫氧化物或鋅錫氧化物。第一導體層212、第二導體層214以及第三導體層216的形成方法例如是蒸鍍法或濺鍍法。
請參照圖3B，接著，圖案化第一電極材料層210，以形成第一電極210a。在本實施例中，圖案化第一電極材料層210的方法例如是依序圖案化第三導體層216、第一導體層212以及第二導體層214。第一電極210a包括依序配置於基板202上的第二圖案化導體層214a、第一圖案化導體層212a以及第三圖案化導體層216a。在本實施例中，第一電極210a例如是具有銦錫氧化物/銀銦合金/銦錫氧化物之三層結構。
請參照圖3C，然後，對第一電極210a進行退火製程AP，以於第一電極210a的側表面213上形成保護層220，其中保護層220包括第二金屬的化合物。在本實施例中，保護層220的功函數例如是介於4.8至5.5。保護層220例如是包括氧化銦、氧化鋅或氧化銦鋅。特別一提的是，在本實施例中，由於第一圖案化導體層212a的頂表面例如是被第三圖案化導體層216a覆蓋，因此保護層220形成於暴露出的第一圖案化導體層212a側表面213上。在一實施例中(未繪示)，若第三圖案化導體層216a包括具有反應性的金屬，則保護層220亦有可能進一步形成於暴露的第三圖案化導體層216a頂表面上。
請參照圖3D，接著，於第一電極210a上形成發光層230。之後，於發光層230上形成第二電極240。在本實施例中，更包括於第一電極210a與發光層230之間形成電洞傳輸層222。發光層230、第二電極240以及電洞傳輸層222的材料與形成方法可以參照前一實施例中所述，於此不贅述。在另一實施例中，也可以不設置電洞傳輸層222。
在本實施例中，發光裝置200a的第一電極210a具有導體層214a/含合金的導體層212a/導體層216a之三層結構，且電極210a的側表面213上形成有保護層220。位於第一電極210a之上部分的導體層216a可以提供高功函數介面，以增進第一電極210a與發光層230或電洞傳輸層222之間的電洞傳輸效率。保護層220可避免第一電極210a暴露於去光阻劑等物質中而被腐蝕，使得第一電極210a具有較佳的元件特性與較長的使用壽命。如此一來，發光裝置200a具有良好的元件特性與較佳的發光效率。
綜上所述，在本發明之一實施例的發光裝置中，電極包括含有銦、鋅或銦鋅與第一金屬的合金，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.1重量%至2重量%。發光裝置具有較佳的元件特性與發光強度。
在本發明之另一實施例的發光裝置及其製作方法中，藉由使電極包括含第一金屬與第二金屬的合金以及對電極進行退火製程，可於電極的側表面上形成包括第二金屬之化合物的保護層，以避免電極因暴露而受到破壞。此外，保護層可進一步形成於電極的頂表面上，以於發光層與電極之間提供適當的功函數介面，進而增加電極的電洞傳輸效率。如此一來，發光裝置具有較佳的元件特性與發光效率。再者，本發明之發光裝置的製作方法可輕易地與現有的發光裝置製程結合，而無需額外添購設備，因此不會大幅增加發光裝置的製作成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、200a．．．發光裝置
102、202．．．基板
110、130、210a、240．．．電極
120、230．．．發光層
210．．．電極材料層
212、214、216．．．導體層
212a、214a、216a．．．圖案化導體層
213．．．側表面
215．．．頂表面
220．．．保護層
222．．．電洞傳輸層
AP．．．退火製程
圖1是根據本發明一實施例之發光裝置的剖面示意圖。
圖2A至圖2E是根據本發明一實施例之發光裝置的製作方法的流程剖面示意圖。
圖3A至圖3D是根據本發明一實施例之發光裝置的製作方法的流程剖面示意圖。
202．．．基板
210a．．．電極
212a、214a．．．圖案化導體層
213．．．側表面
215．．．頂表面
220．．．保護層
AP．．．退火製程
Claims (25)
- 一種發光裝置，包括：一基板；一第一電極，配置於該基板上，包括含一第一金屬與銦的合金、含一第一金屬與鋅的合金或含一第一金屬與銦鋅的合金，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.1重量%至2重量%：一第二電極，配置於該第一電極上；以及一發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中銦、鋅或銦鋅在合金中的含量為0.2重量%至1重量%。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一金屬包括銀或鋁。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中含該第一金屬與銦、鋅或銦鋅的合金包括銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金、銀銦鋅合金或鋁銦鋅合金。
- 一種發光裝置，包括：一基板；一第一電極，配置於該基板上，包括一第一圖案化導體層，該第一圖案化導體層包括含一第一金屬與一第二金屬的合金：一保護層，至少配置於該第一電極的側表面上，包括該第二金屬的化合物，其中該第二金屬的化合物的功函數為4.8至5.5；一第二電極，配置於該第一電極上；以及一發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該第一金屬包括銀或鋁。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該第二金屬包括銦或鋅，該第二金屬的化合物包括氧化銦、氧化鋅或氧化銦鋅。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中含該第一金屬與該第二金屬的合金更包括另一金屬。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中含該第一金屬與該第二金屬的合金包括銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金、銀銦鋅合金或鋁銦鋅合金。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該保護層更配置於該第一電極的頂表面上。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該第一電極更包括一第二圖案化導體層，該第二圖案化導體層配置於與該第一圖案化導體層與該基板之間。
- 如申請專利範圍第11項所述之發光裝置，其中該第二圖案化導體層包括銦錫氧化物或鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該第一電極更包括一第二圖案化導體層與一第三圖案化導體層，該第一圖案化導體層配置於該第二圖案化導體層與該第三圖案化導體層之間。
- 如申請專利範圍第13項所述之發光裝置，其中該第二圖案化導體層與該第三圖案化導體層包括銦錫氧化物或鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，更包括一電洞注入層，配置於該第一電極與該發光層之間。
- 一種發光裝置的製作方法，包括：於一基板上形成一第一電極，該第一電極包括一第一圖案化導體層，該第一圖案化導體層包括含一第一金屬與一第二金屬的合金：對該第一電極進行一退火製程，以至少於該第一電極的側表面上形成一保護層，其中該保護層包括該第二金屬的化合物；於該第一電極上形成一發光層；以及於該發光層上形成一第二電極。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中該第一金屬包括銀或鋁。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中該第二金屬包括銦、鋅或銦鋅，該第二金屬的化合物包括氧化銦、氧化鋅或氧化銦鋅。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中含該第一金屬與該第二金屬的合金包括銀銦合金、鋁銦合金、銀鋅合金、鋁鋅合金或上述之組合。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中該保護層更形成於該第一電極的頂表面上。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中該第一電極更包括一第二圖案化導體層，該第二圖案化導體層配置於與該第一圖案化導體層與該基板之間。
- 如申請專利範圍第21項所述之發光裝置的製作方法，其中該第二圖案化導體層包括銦錫氧化物或鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，其中該第一電極更包括一第二圖案化導體層與一第三圖案化導體層，該第一圖案化導體層配置於該第二圖案化導體層與該第三圖案化導體層之間。
- 如申請專利範圍第23項所述之發光裝置的製作方法，其中該第二圖案化導體層與該第三圖案化導體層包括銦錫氧化物或鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置的製作方法，更包括於該第一電極與該發光層之間形成一電洞注入層。
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