TW201810762A - 可撓性有機發光二極體的結構及其製造方法 - Google Patents

可撓性有機發光二極體的結構及其製造方法 Download PDF

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一種可撓性有機發光二極體的結構及其製造方法。在所述結構中，有機發光二極體位於第一光取出層上，阻障層位於第一光取出層與有機發光二極體之間，阻水氧結構層則包覆在有機發光二極體的表面，其中第一光取出層的厚度在10μm~20μm之間，且第一光取出層的水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)在10-1 g/m2 day以上。所述阻障層的厚度在100nm~1000nm之間，且所述阻障層的水氣穿透率(WVTR)小於10-4 g/m2 day。

Description

可撓性有機發光二極體的結構及其製造方法
本發明是有關於一種可撓性有機發光二極體的技術，且特別是有關於一種可撓性有機發光二極體的結構及其製造方法。
在現行可撓性有機發光二極體的封裝製程中，厚度至少有30微米(一般約50至100微米)的塑膠基板或超薄玻璃基板常被用來設置有機發光二極體，並於後續步驟中加上阻水氧結構層把有機發光二極體包覆在上述基板與阻水氧結構層之間。為了增加光取出效率，通常會在基板外側另外貼上一層光取出層。
然而，可撓性有機發光二極體的結構仍有進一步薄型化的需求，但是現行製程若是省略塑膠基板或超薄玻璃基板，恐有水氣滲漏的疑慮，但如果要避免封裝時的滲漏，使用狹縫式塗佈(slot die coating)之圖案化是有困難的。因此亟需發展新的製程與結構來達成上述需求。
本發明提供一種可撓性有機發光二極體的結構之製造方法，能製作出無基板的薄型結構。
本發明另提供一種可撓性有機發光二極體的結構，無基板且具有好的阻水氣能力。
本發明的可撓性有機發光二極體的製造方法，包括在離型膜上形成光取出層，在所述光取出層上形成阻障層，在所述阻障層上形成有機發光二極體，形成阻水氧結構層包覆所述有機發光二極體的表面，之後去除所述離型膜。
本發明的可撓性有機發光二極體的結構則包括第一光取出層、有機發光二極體、阻障層以及阻水氧結構層。第一光取出層之厚度在10μm~20μm之間，且第一光取出層的水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)在10-1 g/m2 day以上。有機發光二極體位於第一光取出層上，阻障層則位於第一光取出層與有機發光二極體之間，且阻障層與有機發光二極體直接接觸。所述阻障層的厚度在100nm~1000nm之間，且阻障層的水氣穿透率(WVTR)小於10-4 g/m2 day。至於阻水氧結構層是包覆在有機發光二極體的表面。
基於上述，本發明能在可撓性有機發光二極體的結構中省去厚度大的塑膠基板或超薄玻璃基板，還能確保結構的阻水氣能力，進而達成薄型化的結構。
為讓本發明的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。
在圖式中，各圖式繪示的是特定示範實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，所述圖式並不侷限於下列實施例的結構或特徵，且這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些示範實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對厚度及位置可能縮小或放大。
在各圖式中使用相似或相同的元件符號傾向於標示相似或相同元件或特徵的存在。圖式中的相似元件符號標示相似的元件並且將省略其贅述。
應理解的是，雖然本文使用「第一」、「第二」等來描述不同的構件及/或膜層，但是這些構件及/或膜層不應當受限於這些詞彙。而是，這些詞彙僅用於區別一構件及/或膜層與另一構件及/或膜層。因此，以下所討論之第一構件及/或膜層可以被稱為第二構件及/或膜層而不違背示範實施例的教示。
圖1A至圖1E是依照本發明的一實施例的一種可撓性有機發光二極體的製造流程剖面示意圖。
請參照圖1A，先形成第一光取出層100在由基層(base film)102和離型層104構成之離型膜106上，其中第一光取出層100的厚度約在10μm~20μm之間，且第一光取出層100的水氣穿透率(WVTR)在10-1 g/m2 day以上，如1g/m2 day~10g/m2 day之間。在本實施例中，第一光取出層100的形成例如在離型膜106上先塗佈約數微米(如2μm~3μm)厚的散射粒子108，再在散射粒子108上塗佈約數微米(如5μm~10μm)厚的平坦層110，其中散射粒子108例如SiO2 或其他適合的材質；而平坦層110包括如SiOX :C摻雜鈦(Ti)或鋯(Zr)粒子的主要成分，以調整並配合後續形成的各層之折射率並具有阻水氣能力。平坦層110的折射率例如為1.75，且這種第一光取出層具有1.8X或1.8X以上的光取出效率。
此外，在形成第一光取出層100之前，也可選擇在離型膜106下設置支撐基板(未繪示)，以增進操作性。在另一實施例中，形成第一光取出層100的方式也可改用具微透鏡或具散射粒子的保護膜(OC film)作為光取出層，並將其貼附在離型膜106上，這種光取出層具有1.5X的光取出效率。
然後，請參照圖1B，在第一光取出層100上形成第一阻障層112，且形成第一阻障層112的方法例如電漿化學氣相沉積製程(PECVD)。所述第一阻障層112的厚度在100nm~1000nm之間，且第一阻障層112的水氣穿透率(WVTR)小於10-4 g/m2 day，如小於10-6 g/m2 day。上述第一阻障層112例如氮氧化矽(SiOxNy)層、氮化矽(SiNz)層或其組合，且可藉由調整第一阻障層112的材料來改變其折射率，以與後續形成的各層之折射率匹配。舉例來說，SiNz一般製程是以SiH4 /N2 的體積比例混成形成，其中體積比例介於0.17~1.67，其中當體積比值為0.17時，其折射率約為1.6，當體積比值為1.67時，其折射率約為2.3，因此所形成之SiNz的折射率介於1.6~2.3之間；SiOxNy的折射率則如下表一。
表一
因此，如果第一阻障層112上方所形成的陽極層是IZO (折射率約1.9)，則第一阻障層112可以是單一SiNz層、單一SiOxNy層或者一層SiNz層與一層SiOxNy層的組合。另一方面，如果第一阻障層112上方所形成的陽極層是ITO (折射率約1.74)，則第一阻障層112可以是單一SiOxNy層。但本發明並不限於此。
然後，請參照圖1C，在第一阻障層112上形成有機發光二極體114，且有機發光二極體114一般包括陽極層116、有機發光層118與陰極層120。在本實施例中，形成所述有機發光二極體114的步驟包括利用濺鍍形成陽極層116，再利用蒸鍍在所述陽極層116上依序形成有機發光層118與陰極層120。雖然圖1C中顯示陽極層116、有機發光層118與陰極層120，但是應知有機發光二極體114也可包括其他已知的技術特徵與構造。
接著，請參照圖1D，形成阻水氧結構層122包覆有機發光二極體114的表面。在本實施例中，形成阻水氧結構層122的步驟包括先在陰極層120的表面與有機發光層118的側面形成阻水氧薄膜124，再於第一阻障層112以及阻水氧薄膜124上形成面封装(face seal)層126，然後可在面封装層126上形成金屬箔片128。面封装層126可為市售品，其中之折射率介於1.5~1.6間，但不以此為限。然而本發明並不限於此。此外，阻水氧結構層122也可不含金屬箔片128。
最後，請參照圖1E，去除圖1D的離型膜106，即可得到可撓性有機發光二極體的結構。
在圖1E中，有機發光二極體114位於第一光取出層100上，第一阻障層112位於第一光取出層100與有機發光二極體114之間，阻水氧結構層122則包覆在有機發光二極體114的表面。因此，本實施例的可撓性有機發光二極體的結構無需傳統厚度約數十微米厚的塑膠基板或超薄玻璃基板，即可達成薄型化且具阻水氣能力之結構。
圖1F是依照本發明的另一實施例的一種可撓性有機發光二極體的結構的剖面示意圖，其中使用與上一實施例相同的元件符號來表示相似或相同的元件。
請參照圖1F，本實施例的可撓性有機發光二極體的結構與圖1E相比，沒有金屬箔片128，因為只要阻水氣能力足夠，則阻水氧結構層可以只由阻水氧薄膜124和面封装層126所組成。另外，於有機發光二極體114相對側的所述第一光取出層100的表面設置有第二阻障層200、光學膠202和防爆膜204。第二阻障層200是設於第一光取出層100與防爆膜204之間，而光學膠202是介於防爆膜204與第二阻障層200之間，其中第二阻障層200的厚度例如在100nm~1000nm之間、水氣穿透率(WVTR) 例如小於10-4 g/m2 day。光學膠202則可使用類似面封装層126的材料，其中之折射率介於1.5~1.6間，但不以此為限。至於防爆膜204例如由聚酯薄膜加上硬塗層(hardcoat)所組成的結構層。
圖1G是依照本發明的又一實施例的一種可撓性有機發光二極體的結構的剖面示意圖，其中使用與上一實施例相同的元件符號來表示相似或相同的元件。
請參照圖1G，本實施例的可撓性有機發光二極體的結構與圖1E相比，沒有金屬箔片128，因為能藉由使用阻水氣能力更好的面封装層300來取代圖1E的面封装層126。另外，與圖1F相比，防爆膜204改為第二光取出層302，其可以是具微透鏡304或具散射粒子(未繪示)的保護膜(OC film)，進而增加光取出效率。
綜上所述，根據本發明的結構之製程，能製作出無基板的薄型結構，並維持阻水氣能力且達到更好的光取出效率。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧第一光取出層
102‧‧‧基層
104‧‧‧離型層
106‧‧‧離型膜
108‧‧‧散射粒子
110‧‧‧平坦層
112‧‧‧第一阻障層
114‧‧‧有機發光二極體
116‧‧‧陽極層
118‧‧‧有機發光層
120‧‧‧陰極層
122‧‧‧阻水氧結構層
124‧‧‧阻水氧薄膜
126、300‧‧‧面封装層
128‧‧‧金屬箔片
200‧‧‧第二阻障層
202‧‧‧光學膠
204‧‧‧防爆膜
302‧‧‧第二光取出層
304‧‧‧微透鏡
圖1A至圖1E是依照本發明的一實施例的一種可撓性有機發光二極體的製造流程剖面示意圖。 圖1F是依照本發明的另一實施例的一種可撓性有機發光二極體的結構的剖面示意圖。 圖1G是依照本發明的又一實施例的一種可撓性有機發光二極體的結構的剖面示意圖。

Claims (19)

  1. 一種可撓性有機發光二極體的製造方法，包括： 在一離型膜上形成一第一光取出層； 在所述第一光取出層上形成一第一阻障層； 在所述第一阻障層上形成一有機發光二極體； 形成一阻水氧結構層包覆所述有機發光二極體的表面；以及 去除所述離型膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性有機發光二極體的製造方法，其中形成所述第一光取出層的步驟包括： 在所述離型膜上塗佈多數個散射粒子；以及 在所述散射粒子上塗佈一平坦層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性有機發光二極體的製造方法，其中形成所述第一阻障層的方法包括電漿化學氣相沉積製程。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性有機發光二極體的製造方法，其中形成所述有機發光二極體的步驟包括： 利用濺鍍形成一陽極層；以及 利用蒸鍍在所述陽極層上依序形成一有機發光層與一陰極層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的可撓性有機發光二極體的製造方法，其中形成所述阻水氧結構層的步驟包括： 在所述陰極層的表面與所述有機發光層的側面形成一阻水氧薄膜； 在所述阻障層以及所述阻水氧薄膜上形成一面封装(face seal)層；以及 在所述面封装層上形成一金屬箔片。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性有機發光二極體的製造方法，其中所述離型膜包括一離型層以及具有所述離型層的一基層。
  7. 一種可撓性有機發光二極體的結構，包括： 一第一光取出層，其厚度在10μm~20μm之間，且所述第一光取出層的水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)在10-1 g/m2 day以上； 一有機發光二極體，位於所述第一光取出層上； 一第一阻障層，位於所述第一光取出層與所述有機發光二極體之間，且所述第一阻障層與所述有機發光二極體直接接觸，其中所述第一阻障層的厚度在100nm~1000nm之間，且所述第一阻障層的水氣穿透率(WVTR)小於10-4 g/m2 day；以及 一阻水氧結構層，包覆所述有機發光二極體的表面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第一光取出層的水氣穿透率(WVTR)在1g/m2 day~10g/m2 day之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第一阻障層的水氣穿透率(WVTR)小於10-6 g/m2 day。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第一光取出層包括多數個散射粒子與塗佈在所述散射粒子上的一平坦層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述平坦層包括SiOX :C摻雜鈦或鋯粒子。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第一光取出層包括多數個微透鏡。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述有機發光二極體包括一陽極層、一有機發光層與一陰極層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述阻水氧結構層包括： 一阻水氧薄膜，包覆在所述陰極層的表面與所述有機發光層的側面； 一面封装(face seal)層，形成在所述第一阻障層以及所述阻水氧薄膜上；以及 一金屬箔片，形成在所述面封装層上。
  15. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第一阻障層包括氮氧化矽(SiOxNy)層、氮化矽(SiNz)層或其組合。
  16. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，更包括： 一防爆膜，相對所述有機發光二極體設置於所述第一光取出層的表面； 一第二阻障層，設於所述第一光取出層與所述防爆膜之間；以及 一光學膠，介於所述防爆膜與所述第二阻障層之間。
  17. 如申請專利範圍第7項所述的可撓性有機發光二極體的結構，更包括： 一第二光取出層，設於所述有機發光二極體相對側的所述第一光取出層的表面上； 一第二阻障層，設於所述第一光取出層與所述第二光取出層之間；以及 一光學膠，設於所述第二光取出層與所述第二阻障層之間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第二光取出層包括多數個微透鏡或多數個散射粒子。
  19. 如申請專利範圍第16項或第17項所述的可撓性有機發光二極體的結構，其中所述第二阻障層的厚度在100nm~1000nm之間，且所述第二阻障層的水氣穿透率(WVTR)小於10-4 g/m2 day。
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