TW201526330A - 有機發光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種有機發光裝置。本發明係提供一種有機發光裝置，包括：一基板；一第一電極，設置於該基板上；一輔助電極，設置於該第一電極之至少一部分區域上：一絕緣層，設置於該第一輔助電極上，且具有一伸出結構，其該絕緣層之寬度係大於該輔助電極之寬度；以及一第二電極，設置於第一電極以及該絕緣層上；其中，設置於該第一電極上之該第二電極以及設置於該絕緣層上之該第二電極具有電性短路之一電極結構。
Description
本申請案優先權主張於2013年9月30日向韓國專利局提出之韓國專利第10-2013-0116196號申請案之優先權，其中該些申請案所揭露之內容全部併入本案參考。
本發明係有關於一種有機發光裝置。
一有機發光元件係包括兩個相反的電極，以及複數個膜層之有機材料薄膜，該些膜層之間具有類半導體特性之薄膜夾設於其中。該有機發光元件之配置係利用有機材料之電能轉換成光能的現象，意即，有機發光現象。尤其是，當施加電壓至兩個電極間時，即陽極與陰極間係設置有機層，來自陽極之電洞以及來自陰極之電子係注入有機材料層中，當注入之電洞以及電子彼此相遇，則形成激子，而該激子回到基態時則發出光線。
於前述之有機發光元件中，自有機材料層發出之光線係穿透過透光性之電極，且該有機發光電極一般可分為頂部發光型、底部發光型、以及雙面發光型。在頂部發光型或底部發光型之情況下，電極中之一或兩者需為透光性電極，而於雙面發光型的情況下，兩個電極皆需為透光性電極。
由於柯達有限公司(Kodak Co.,Ltd.)發表了使用多層結構時，可於低驅動電壓下驅動，因此，相對於上述之有機發光元件，多數的研究皆集中於此，且最近，已經有商業化之手持電話，使用有機發光元件之自然色顯示裝置(natural color display)係貼附於其上。
此外，近期所進行的研究係使用磷光材料取代現有之螢光材料之有機發光元件，其效率很快地被改善，且可預期該裝置可於未來取代習知之發光裝置。
為了使用有機發光元件作為發光裝置，該元件需於高亮度下驅動，且如同現今之發光裝置，該有機發光元件之亮度需維持恆定。為了有效率地改善該有機發光元件之亮度，需有大面積的發光區域，且為了執行大面積的發光，則需要使用高度之驅動電流。另外，為了於大面積下維持亮度的恆定，上述之高電流需均一地注入具有大面積之二極體。
本領域中，亟需一種可利用簡單的程序以製備之有機發光裝置。
本發明之一實施態樣係提供一種有機發光裝置，包括：一基板；一第一電極，設置於該基板上；一輔助電極，設置於該第一電極之至少一部分區域上：一絕緣層，設置於該第一輔助電極上，且具有一伸出結構，其該絕緣層之寬度係大於該輔助電極之寬度；以及一第二電極，設置於第一電極以及該絕緣層上；其中，設置於該第一電
極上之該第二電極以及設置於該絕緣層上之該第二電極具有電性短路之一電極結構。
根據本發明之實施態樣之有機發光裝置，藉由於伸出結構上形成電性短路之該第一電極以及該第二電極，於形成該第二電極之程序中，可能排除使用本領域習知之以形成一圖案層之遮罩。據此，可降低有機發光裝置之製造成本。
10‧‧‧基板
20‧‧‧陽極電極
30‧‧‧輔助電極
40‧‧‧絕緣層
50‧‧‧陰極電極
圖1及圖2係習知有機發光裝置之電極之示意圖。
圖3至5係根據本發明之一實施態樣之一有機發光裝置之示意圖。
圖6係根據本發明之一實施態樣之伸出結構之電子攝影圖。
於下文中，將更詳細地描述本發明。
一般而言，用於照明之有機發光裝置之結構，具有依序層疊於基板上之一透明電極、一有機材料層、以及一金屬電極。當製備該有機發光裝置時，有機材料層以及金屬電極之沉積圖案，於俯視圖中具有不同的面積，從而於沉積該有機材料層以及該金屬電極時需使用不同的遮罩。據此，由於複雜的沉積裝置，其產率以及製備成本皆提高，故有必要將沉積程序中的遮罩取代。
因此，發明人研究可利用較簡化之程序以製備
導電圖案，且適用於有機發光裝置中之電極，以完成本發明。
根據本發明之一實施態樣之有機發光裝置係包括：一基板；一第一電極，設置於該基板上；一輔助電極，設置於該第一電極之至少一部分區域上：一絕緣層，設置於該第一輔助電極上，且具有一伸出結構，其中，該絕緣層中之寬度係大於該輔助電極之寬度；以及一第二電極，設置於第一電極以及該絕緣層上；其中，設置於該第一電極上之該第二電極以及設置於該絕緣層上之該第二電極具有電性短路之一電極結構。
於本發明中，設置於該第一電極上之該第二電極以及該輔助電極具有一電性短路之一結構。以及，設置於該第一電極上之該第二電極以及該絕緣層具有一電性短路之一結構。
意即，設置於該第一電極上之該輔助電極並未被設置於該第一電極的整個表面上，而是被設置於該第一電極的部分表面上。
於本發明中，電性短路之結構係指該第二電極與該輔助電極或該絕緣層係物理性的彼此分離，且結構上的設置係彼此分隔開。
於相關技術領域中，用於形成圖案之遮罩係使用於形成該第二電極，意即，一具有圖案之該第二電極，包括該電性短路之結構。然而，於本發明中，可製備包括一電極結構之有機發光裝置，該電極結構中，形成於該第
一電極上之該第二電極，係與形成於具有伸出結構之雙層上之該第二電極彼此電性短路，且不需有使用於形成該第一電極圖案以及於具有伸出結構之雙層上之該第二電極圖案之個別遮罩。
於本發明中，該輔助電極以及該絕緣層所包括之材料，係於相同蝕刻液處理下具有不同蝕刻速率，因此具有伸出結構之該絕緣層之厚度可大於該輔助電極之厚度。也就是說，該絕緣層所包括之材料可於相同蝕刻液處理下，其蝕刻速率係慢於該輔助電極。
此外，具有伸出結構之絕緣層可藉由使用用於蝕刻該輔助電極不同種類之蝕刻液而形成。
該蝕刻液之具體範例可包括一或多個選自由氫氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、緩衝氧化物蝕刻液(BOE)、緩衝氫氟酸(BHF)、過氧化氫類蝕刻液(hydrogen peroxide based etchants)、CH3COOH、HCl、HNO3、以及鐵類蝕刻液所組成之群組，但不受限於此。
具體而言，可藉由適當的調整蝕刻時間以及進行蝕刻該輔助電極以及該絕緣層程序之溫度，而形成一較佳之伸出結構。根據本發明之一實施態樣之伸出結構之型態係如圖6所示。
於本發明中，該輔助電極係作為改善該第一電極之電阻，且可藉由沉積或印刷一或多個導電密封膠或金屬而形成。更具體而言，該輔助電極可包括一或多個選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫、鉛、
鉻、鉬、銅、及其合金所組成之群組，但不受限於此。該輔助電極之厚度可為50nm至5μm，但不受限於此。
該絕緣層可使用本領域中習知之材料而形成。更具體而言，可使用一習知之光阻材料、聚醯亞胺、聚丙烯、氮化矽、氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、鹼金屬氧化物、以及鹼土金屬氧化物以形成該絕緣層，但不受限於此。該絕緣層之厚度可為10nm至10μm，但不受限於此。
於本發明中，本領域中習知之基板皆可使用，並無特別的限制，更具體而言，該基板可為一玻璃基板、一塑膠基板等，但不受限於此。
於本發明中，該第一電極可包括一透明導電氧化物，該透明導電氧化物可包括至少一選自由銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鈹(Be)、銀(Ag)、鉬(Mo)、釩(V)、銅(Cu)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、鎢(W)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鋁(Al)、以及鑭(La)之氧化物所組成之群組。
此外，該第一電極可包括一或多個選自由鎂(magnesium)、鈣(calcium)、鈉(sodium)、鉀(potassium)、鈦(titanium)、銦(indium)、釔(yttrium)、鋰(lithium)、釓(gadolinium)、鋁(aluminum)、銀(silver)、鉑(platinum)、金(gold)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、銅(copper)、錫(tin)、鉛(lead)、以及其合金。
該第一電極可利用任一種物理氣相沉積法而
形成，可選自由濺射法、電子束蒸發法、熱蒸發法、雷射分子束外延法(L-MBE)、以及脈衝雷射沉積法(PLD)；可利用任一化學氣相沉積法而形成，可選自由熱化學氣相沉積法、電漿輔助化學氣相沉積法(PECVD)、光化學氣相沉積法、雷射化學氣相沉積法、金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD中任一種化學氣相沉積法)、以及氫化物氣相外延法(HVPE)、或原子層沉積法(ALD)。
於本發明中，該第二電極可包括一透明導電氧化物，該透明導電氧化物可包括至少一選自由銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鈹(Be)、銀(Ag)、鉬(Mo)、釩(V)、銅(Cu)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、鎢(W)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鋁(Al)、以及鑭(La)之氧化物所組成之群組。
此外，該第二電極可包括一或多個選自由鎂(magnesium)、鈣(calcium)、鈉(sodium)、鉀(potassium)、鈦(titanium)、銦(indium)、釔(yttrium)、鋰(lithium)、釓(gadolinium)、鋁(aluminum)、銀(silver)、鉑(platinum)、金(gold)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、銅(copper)、錫(tin)、鉛(lead)、以及其合金。
該第二電極可利用任一種物理氣相沉積法而形成，可選自由濺射法、電子束蒸發法、熱蒸發法、雷射分子束外延法(L-MBE)、以及脈衝雷射沉積法(PLD)；可利用任一化學氣相沉積法而形成，可選自由熱化學氣相沉積法、電漿輔助化學氣相沉積法(PECVD)、光化學氣相沉積法、
雷射化學氣相沉積法、金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD中任一種化學氣相沉積法)、以及氫化物氣相外延法(HVPE)、或原子層沉積法(ALD)。
該第二電極之厚度可為50nm至5μm，但不受限於此。
於本發明中，於該第一電極上，設置有該輔助電極之區域係一非發光區，而無設置該輔助電極之一區域為一發光區。在此情況下，可額外提供一有機材料層於該第一電極上之發光區內，亦即，該第一電極，該有機材料層，以及該第二電極層可依序設置於該發光區。
該有機材料層之材料以及其形成方法並無特別的限制，且可應用本領域中習知之材料以及形成的方法。
該有機材料層可藉由沉積法或溶劑法以製備較少數量的膜層，例如為旋塗法、浸塗法、刮塗法、絲網印刷法、噴墨印刷法、或熱傳遞法。
該有機材料層包括一發光層，且可具有一包括至少一選自由電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、以及電子注入層所組成之群組之層壓結構。
一般而言，作為該電洞注入層之材料可為一具有高功函數之材料，以順利注入電洞至該有機材料層中。於本發明中，可作為電洞注入層材料之具體實例可包括：金屬，如釩(vanadium)、鉻(chrome)、銅(copper)、鋅(zinc)、
及金(gold)、或其合金；金屬氧化物，如氧化鋅(zinc oxides)、氧化銦(indium oxides)、氧化銦錫(indium tin oxides，ITO)、及氧化銦鋅(indium zinc oxides，IZO)；金屬及氧化物之組合，如ZnO：Al或SnO2：Sb；導電高分子，如聚(3-甲基噻吩)(poly(3-methylthiophene))、聚[3,4-(乙烯-1,2-二氧)噻吩](poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene]，PEDT)、聚吡咯(polypyrrole)、及聚苯胺(polyaniline)；及其類似物，但不以此為限。
作為電子注入層之材料較佳為具有低功函數之材料，以易於注入電子至該有機材料層中。該電子注入層材料之具體例子包括：金屬，如鎂(magnesium)、鈣(calcium)、鈉(sodium)、鉀(potassium)、鈦(titanium)、銦(indium)、釔(yttrium)、鋰(lithium)、釓(gadolinium)、鋁(aluminum)、銀(silver)、錫(tin)、及鉛(lead)、或其合金；多層結構之材料，如LiF/Al或LiO2/Al；及其類似物，但不以此為限。
作為形成該發光之材料，係一可接收分別來自電洞傳輸層及電子傳輸層之電洞及電子並結合該電洞及電子以發射可見光範圍光線之材料，其較佳為一對螢光或磷光具有良好量子效率之材料。其具體例包括：8-羥基喹啉鋁複合物(8-hydroxy-quinoline aluminum complex，Alq3)；咔唑系化合物(carbazole-based compound)；二聚化的苯乙烯基化合物(dimerized styryl compound)；BAlq；10-羥基苯並喹啉-金屬化合物(10-hydroxybenzoquinoline-metal compound)；苯並噁唑(benzoxazole)、苯並噻唑(benzthiazole)、及苯並咪唑
(benzimidazole)系化合物；聚(對亞苯基亞乙烯基)(poly(p-phenylenevinylene)，PPV)系高分子；螺環化合物(spiro compound)；聚芴(polyfluorene)；紅熒烯(lubrene)；磷光基質CBP對4,4'-雙(9-咔唑基)聯苯；及其類似物，但不以此為限。
另外，為了改善螢光以及磷光的性質，該發光層可更包括一磷光摻雜物或一螢光摻雜物。該磷光摻雜物之具體範例係包括ir(ppy)(3)fac三(2-苯基吡啶)銥(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)；F2Irpic[銥(III)雙(4,6-二氟苯基-吡啶-N,C2)吡啶甲酸甲酯][iridium(III)bis(4,6-di-fluorophenyl-pyridinato-N,C2)picolinate]，或其類似物。該螢光摻雜物可為本領域中習知之材料。
作為可形成該電子傳輸層之材料，合適之材料可接收來自電子注入層之電子並傳遞電子至發光層。其具體例包括8-羥基喹啉鋁複合物(8-hydroxyquinoline Al complex)、含Alq3之複合物、有機自由基化合物、羥基黃酮-金屬複合物等，但不受限於此。
根據本發明之一實施態樣之有機發光裝置，較佳係應用於照明之有機發光裝置，然不受限於此。
相關領域中應用於有機發光元件之電極係如圖1及圖2所示，而根據本發明之一實施態樣之應用於有機發光元件中，包括該有機發光裝置之電極係如圖3至5所示。
參照圖3至5所示之結果，根據本發明之實施態樣之有機發光裝置係包括：一基板10、一陽極20，設置於該基板10上；一輔助電極30，設置於該陽極上20；一絕緣層40，設置於該輔助電極30上，以及一陰極50，設置於該陽極20以及該絕緣層40上，其中，設置於該陽極20之該陰極50，與設置於該絕緣層40上之該陰極50具有電性短路之電極結構。
於製備有機發光裝置中之沉積程序中，係使用由金屬形成之遮罩作為陰罩(shadow mask)。更具體而言，於沉積一有機材料之程序中，係使用一或多個陰罩，而於沉積第二電極之程序中，係使用一個陰罩。
然而，根據本發明之一實施態樣以製備一層壓體時，由於不須使用金屬陰罩，故可降低製備遮罩之成本，且可降低定期清洗及替換遮罩之管理成本。此外，結合圖案化有機材料之技術，故可進行不使用遮罩之沉積程序。再者，當自沉積設備中移除遮罩時，可簡化設備運輸單元，具體而言，由於設備的尺寸以及玻璃的尺寸增加，根據上述簡化程序之降低成本的效果顯著增加。
如上所述，根據本發明實施態樣之有機發光裝置中，於該第二電極之製備程序中，藉由形成該第一電極以及該第二電極於伸出結構上為電性短路之結構，可不需使用相關領域中常用之遮罩以形成圖案。據此，可降低製備有機發光元件之成本。
10‧‧‧基板
20‧‧‧陽極電極
30‧‧‧輔助電極
40‧‧‧絕緣層
50‧‧‧陰極電極
Claims (13)
- 一種有機發光裝置，包括：一基板；一第一電極，設置於該基板上；一輔助電極，設置於該第一電極之至少一部分區域上：一絕緣層，設置於該第一輔助電極上，且具有一伸出結構，其中，該絕緣層之寬度係大於該輔助電極之寬度；以及一第二電極，設置於第一電極以及該絕緣層上；其中，設置於該第一電極上之該第二電極以及設置於該絕緣層上之該第二電極具有電性短路之一電極結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，設置於該第一電極上之該第二電極以及該輔助電極具有一電性短路之一結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，設置於該第一電極上之該第二電極以及該絕緣層具有一電性短路之一結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該輔助電極以及該絕緣層所包括之材料，係於相同蝕刻液處理下具有不同蝕刻速率。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，用以形成該輔助電極以及該絕緣層之蝕刻液種類係彼此不相同。
- 如申請專利範圍第4或第5項所述之有機發光裝置，其中，該蝕刻液係包括一或多個選自由氫氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、 緩衝氧化物蝕刻液(BOE)、緩衝氫氟酸(BHF)、過氧化氫類蝕刻液(hydrogen peroxide based etchants)、CH3COOH、HCl、HNO3、以及鐵類蝕刻液所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該輔助電極包括一或多個選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫、鉛、鉻、鉬、銅、及其合金所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該絕緣層係包括一或多個選自由光阻材料、聚醯亞胺、聚丙烯、氮化矽、氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、鹼金屬氧化物、以及鹼土金屬氧化物所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該第一電極或該第二電極係包括至少一選自由銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鈹(Be)、銀(Ag)、鉬(Mo)、釩(V)、銅(Cu)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、鎢(W)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鋁(Al)、以及鑭(La)之氧化物所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該第一電極或該第二電極係包括一或多個選自由鎂(magnesium)、鈣(calcium)、鈉(sodium)、鉀(potassium)、鈦(titanium)、銦(indium)、釔(yttrium)、鋰(lithium)、釓(gadolinium)、鋁(aluminum)、銀(silver)、鉑(platinum)、金(gold)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、銅(copper)、錫(tin)、鉛(lead)、以及其合金所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，於該第一電極上，設置有該輔助電極之一區域為一非發光區，且無設置該輔助電極之一區域為一發光區。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光裝置，更包括：一有機材料層，設置於該第一電極上之該發光區內。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中，該有機發光裝置係用於照明。
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