TW548856B - Organic electroluminescent device and a method of manufacturing thereof - Google Patents
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Description
548856 A7 B7 五、發明説明(1 ) 本發明與一種電致發光裝置(electroluminescent device) 及其製造方法有關。 通常,電致發光(electroluminescent,簡稱EL)裝置是一 種包括E L材料的裝置;當電流通過該材料時就能夠發 光,而電流則是藉由電極來提供。若佈署在兩個電極之間 的E L材料或任何其它功能材料(如果存在的話)是有機 (organic )或聚合(polymeric )性質,則該裝置分別被指稱 為:有機或聚合EL裝置。在本發明的上下文中,術語”有 機”包括:聚合。 二極體型式的E L裝置:發光二極體,它會使電流朝一 個方向優先通過,並且通常包括:佈署在電洞注入(hole-injecting)電極(也稱之為陽極)與電子注入(electron-injecting) 電極(也 稱之為 陰極)之間的 EL 材料 。一施加適 當電壓,就會分別藉由陽極和陰極來將電洞和電子注入 EL材料中。藉由EL材料内之諸多電洞和電子的放射性復 合(radiative recombination )來產生光。使用不同的有機EL 材料,就能夠改變發光顏色。 E L裝置能夠被使用作為光源,特別是,有機型式的E L 裝置皆適合於大區域照明應用,諸如:用於顯示器的背光 (back light)。(有機)EL裝置包括許多電致發光元素(在下 文中也稱之為像素),它們適合於顯示器用途,諸如··單 色(monochrome )或多色(multi-color )顯示裝置,靜止圖像 顯示器,分段式(segmented)顯示裝置,或者無源(passive) 或有源(active )型式的矩陣顯示器。能夠使有機且特別是 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) V- 裝 玎
V 548856 A7 B7 五、發明説明(2 ) 聚合物E L裝置變成柔性或賦予形狀,因而容許適合於諸 多無法藉由剛性(rigid)及/或扁平顯示器來實現的顯示應 用。 在美國專利第5,701,055號中,披露一種具有許多發射部 份的電致發光顯示板(display panel)。該顯示板包括諸多 第一電極,在其上形成一些有機功能層(functional layers ) ,在其上再形成諸多第二電極。顯示板還包括:自基底 (substrate)突出的諸多電絕緣壁疊(ramparts)。該壁疊都 具有朝向平行於基底之一方向突出的懸垂截面 (overhanging sections )。為用來沈積第二電極層的金屬蒸 汽通量而提供陰影區(shadow regions ),諸多壁疊便可作 為提供一種已圖案設計的(patterned)第二電極層之用。 已知E L顯示板之一缺點是:特別是,使用真空沈積法 來執行一個或更多功能層的順圖案方向(patternwise)沈 積。需要昂貴設備的諸多基於真空的沈積法都是相對耗時 的,因而特別不適合於大量製造和大型表面。關於這些方 面,使用諸如自旋塗層(spin-coating)和噴墨印刷(ink-jet printing )兩種濕式沈積法(wet deposition methods )應該會 有顯著的改善。然而,藉由濕式沈積法來提供在已知E L 裝置的諸多有機層之努力卻得到令人不滿意的結果。譬如 說,在多色顯示板之情形中,發覺到彩色分離是令人不滿 意的。並且,在單色顯示板中特別明顯;有時候會在像素 之間,以及在大像素情形中,也會在像素内,觀察到亮度 方面的不均性(inhomogeneities )。再者,當定址(addressing ) -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(3 —個別E L像素時,就會觀察到相鄰像素之間的串擾 (cross-talk)及/或漏電流,特別是,如果el裝置包括一種 由濕式沈積去所沈積之電荷輸送層(charge transport layer ) 的話。 除了其它事物之外,本發明之一目的是減緩這些缺點。 特別是,本發明之目的是提供一種EL裝置,該裝置具 有一種均勻發光特性,並且甚至是和特別是,若根據一種 圖案而使用濕式沈積技術來沈積一個或更多功能層,則該 裝置具有相鄰像素之間的漏電流為零,或者至少就實際用 途而言,它是可忽略的。此外,若EL裝置是一種多色裝 置’則打其獲得令人滿意的彩色分離。再者,打算使E l 裝置能夠以一種既簡單又有成本效益的方式來製造。 藉由一種電致發光裝置來達成這些和其它目的,該裝置 包括: 第一和第二電極層,至少會根據所需圖案來提供第二電 極層, 一個或更多功能層,該諸多功能層其中之一個或至少一 個功能層是電致發光層, 一種凸紋圖案(relief pattern),它具有一個或更多懸垂 截面,用來界定第二電極層之所需圖案;以及 構件,它用來阻礙沿著毛細通道(capillary channel )之流 體輸送,該毛細通道是由一懸垂截面和支撐該懸垂截面之 一表面所形成。 根據本發明之EL裝置,若是多色型式,則甚至是和特 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(4 ) 別疋·若使用諸如自旋塗層或噴墨印刷之一濕式沈積法來 提供渚多功说層其中之一個或至少一個功能層,則該裝置 會顯不令人滿意的彩色分離。若El裝置是多像素型式, 則该裝置 < 諸多E L像素實質上會均句地發射遍及整個發 光表面’並且’當這些電極中只有一個電極被驅動並且將 另一個電極維持在對應於可由它定址之(諸多)像素的斷開 狀態(off-state)之一恒定電壓時,就不會觀察到在兩個可 獨立定址的相鄰電極之間的漏電流,或者至少其數量是微 不足道的。甚至是和特別是這種情形,如果EL裝置包括 種藉由濕式沈積法來提供之電荷輸送層的話。 本發明係基於洞察出:懸垂截面,或者說得更明確些, 就是它的侧壁,會和支撐該截面之支撐表面共同界定了能 夠執行如毛細管(capillary)般功能的通道。一般說來,至 少在大多數的應用中,打算由凸紋圖案所提供之第二電極 層的所需圖案是:使得毛細通道沿著許多像素而延伸。譬 如說,在一種無源矩陣顯示器的情形中,毛細通道實質上 沿著顯示器之發光表面的整個長度或寬度而延續。將與毛 細管接觸的選擇性沈積流體從其原始位置加以有效地排 放,並且重新沈積在別處:若不是在一個相鄰像素中,則 至少是在毛細通道本身中。在適於多色顯示器之電致發光 層的情形中,將包含電致發光層材料的流體加以排放,並 且重新沈積在被安排發射不同顏色的像素中,此一過程稱 又為滲色(color bleeding)。結果是,EL裝置之諸多像素 不是發射所需顏色,而是發射混色(mixed c〇1〇rs)。在被 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210; 548856 A7 B7 五、發明説明(5 ) 排放流體包含諸如電荷輸送材料或電致發光材料之導電性 (先驅物(precursor))材料的情形中,在相鄰像素之間建立 一種透過毛細通道的電連接會導致在相鄰像素之間的漏電 流。無論如何,毛細通道會使流體重新沈積在錯誤區域 中,因而打算防止這種情形。 藉由提供用來阻礙或甚至最好是用來防止沿著毛細通道 之流體輸送的構件,就會防止滲色及/或達成減低漏電 流。 可能以許多方法來提供:用來阻礙流體輸送的構件。 一種用來阻礙沿著毛細通道之流體輸送的方法包括··選 擇流體之黏度(viscosity ),因此實質上防止了流體輸送。 必須針對用來沈積流體之濕式沈積法的諸多黏度要求而權 衡:有效阻礙沿著毛細通道之流體輸送所需的黏度。 在電致發光裝置之一實施例中,藉由提供一種毛細通道 來抑制毛細管效應(capillary effect);關於打算防止輸送 之流體,使該毛細通道的諸多構成表面皆呈現潤濕不良 (poorly wetting )。理想上,若像譬如說是在分離接觸角測 量實驗中所確定的那樣,測得流體與這些表面的接觸角 (contact angle )為90°或更大;則至少實質上完全抑制了毛 細管效應,因而能夠將用來阻礙流體輸送的任何另外構件 一起省去。大於5(Τ,6(Γ,70°或80°的接觸角也可能適 合用來阻礙流體輸送。藉由使用適於凸紋圖案及其支撐基 底的潤濕不良鬆散材料(bulk material ),就能夠獲得潤濕 不良表面。替換地或附加地,可能將構成通道的諸多表面 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(6 ) 施以一種抗潤濕處理(anti-wetting treatment ),以增加流體 與表面之間的接觸角。適用於這些處理中的諸多抗潤濕處 理和藥劑(agents ),其技藝皆為人所熟知,並且包括:等 離子體處理(plasma treatments),電暈放電(corona discharge ),表面活性劑(surfactants )等。 電致發光裝置之另一實施例是:其中用來阻礙流體輸送 的構件包括至少一個從凸紋圖案延伸的突起部(protrusion)。 突起部具有一種用來阻擋及/或重新路由選擇毛細通道 以阻礙流體輸送的功能。即使突起部具有一個自由端(free end ),它也能夠以那種方式來執行該功能是因為:使到達 一突起部的任何被排放流體順著已重新路由選擇毛細通道 而行是非常困難’的,該毛細通道是在由突起部之(諸多)自 由端所提供的正曲率(positive curvature)或轉角近處;甚 至是,就像一般地和最方便地適於製造用途的情形那樣, 如果突起部本身具有或者就是懸垂截面的話。使用諸多突 起部來阻礙流體之排放(drainage)是具有吸引力的,在 於:當能夠一起提供(諸多)突起部且與凸紋圖案同時成為 它的整體部份(integral part)時,該方法不會使製造過程變 得更複雜。通常是,但不一定如此,突起部會橫向延伸 到:在突起部位置處之凸紋圖案的邊界。 在上文中所描述的用來阻礙流體輸送的構件可能被分開 地或互相共同地使用。 從界定第二電極之圖案並不是必要的意義說來,突起部 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(7 ) 是額外的。當突起部佔去應該是可供第二電極層利用的空 間時,突起部就會減低電極層的傳導率(conductivity );因 此,應該將其大小儘可能保持小些,但仍足以有效地中斷或 重新路由選擇毛細通道。 可能提供一種特殊型式突起部,以防止來自毛細通道之任 何自由端的流體洩漏(leakage )。一般說來,這些自由端都 是在顯示器之發光區域的週邊處被發現。然後,突起部會 執行如末端擒塊(end-stop )般的功能。若單一突起部不夠 用來防止流體輸送,則可能提供幾個突起部加以事接。這 樣一種末端擋塊之一實施例是··一種將凸紋圖案之諸多不 同且可能互相分離的部份接合起來的突起部。譬如說,在 一種包括成排的懸垂截面之凸紋圖案的無源矩陣顯示器 中,可能藉由一個突起部而使成排的懸垂截面在它們的自 由端處接合在一起,以防止流體洩漏出去。也可能使用末 端擒塊來防止流體從顯示區域輸送到接觸墊區域(contact pad area )中,該接觸蟄區域被用來將諸多電極連接到顯示 區域外面的任何電路,諸如:驅動器電子電路。 突起部必須具有足夠正曲率,以便能夠有效地阻礙由毛 細管所導致的流體之排放。假如提供這種曲率,則突起部 之形狀不是挺關键的。適當的形狀包括:長方形和球形 (bulb shape )。可能將一個突起部安排成具有一個以上的 子突起部(sub-protrusions ),諸如:指狀(fingered )突起 部。替換地,可能將一個突起部分裂成許多互相分隔的相 似形狀之突起部,以便增加它阻礙沿著毛細通道之流體流 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(8 ) -— 動的有效性。 端視特定EL裝置而定’朝向毛細通道之方向的突起部 之尺寸(即寬度)可能是:從0.1微米(/Ζπ〇起的任何尺寸: 較佳是’從0.5微米到50微米;或者最好是,從1〇微米到 20微米。與朝向垂直於凸紋圖案之方向的突起部之尺寸 (也稱之為長度)相比較,一般說來,朝向毛細通道之方向 的突起部之尺寸是小些。適當地,沿著毛細通道之尺寸大 約像凸紋圖案之高度一樣大。藉由實例,利用朝向垂直於 通道方向之方向而延伸60微米距離之一 2〇微米寬突起 部,就能夠有效地阻礙在V形通道頂端3到5微米處測得之 沿著V形毛細通道的流體流動。 取好疋’為了要減低通道之毛細管效應,凸紋圖案之轉 角不應該具有銳角(像在凸紋圖案外面之拂掠空間 (sweeping space )那樣測得的角度)。特別是,要減低諸如 在突起部接合凸紋圖案處所形成之轉角的任何轉角之角度 的銳度(acuity),就得使轉角變圓;或者,替換地,添加 凸紋圖案材料。譬如說,像在平面圖中看到的那樣,可能 使用來界定90°轉角之一接頭(joint)變圓成為四分之一圓 ;或者,可能添加四分之一圓弧段來產生隆起(bulge )。 無論如何,除了其它事物之外,用來阻礙沿著毛細通道 之流體況動所需的突起部之特定大小和形狀,端視:毛細 通道之尺寸’流體之流變性質卜^心叫丨“丨^叩^仏^,# 及凸紋圖案與支撐表面的物理化學(physicochemical )表面 性質而定;而針對一特定應用所需的大小和形狀則只是淺 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(9 ) 易實驗之事而已。 凸紋圖案之存在會容許:以一種既簡單,有成本效益又 可靠的方式,將第二電極層施以圖案設計。藉著將凸紋圖 案在諸多適當位置處配備突起部,就能夠利用濕式沈積 法,以一種界定明確的方式,根據圖案來提供一個或更多 功能層。這些方法都是既可靠,簡單又有成本效益的;因 而能夠適用於涵蓋大型表面,並且不需要使用昂貴的真空 設備。於是,能夠以一種既簡單,可靠又有成本效益的方 式來製造EL裝置。 諸多適當的濕式沈積法包括:自旋塗層法,棉網塗層法 (web-coating),刮刀法(doctor-blade),噴塗法(spraycoating) , 滾筒 塗層法 (roller-coating) , 簾幕 塗層法 (curtain-coating) ’ 浸潰塗層法(dip-coating),塗佈法 (painting )或鑄造法(casting )。諸多選擇性濕式沈積技術 包括一些印刷方法,諸如:噴墨印刷,絲網印刷(silk-screen printing) , 膠 版印刷 (off-set printing) , 柔 版印刷 (flexo-printing),平版印刷術(lithography)以及填塞印刷 (tampon printing) 〇 使用濕式沈積技術涉及:選擇性地或非選擇性地沈積一 種包含功能層材料或其先驅物材料的流體,並且將流體轉 化成功能層材料。在本發明之上下文中,瞭解到該流體是 指能夠在壓力下流動的任何可變形物質(deformable mass ),並且包括:懸浮液(suspensions ),溶液,分散液 (dispersions),漿料(pastes),油墨,噴漆(lacguers),乳 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(1〇 ) 液(emulsions),溶膠(s〇is)等。 適當地’根據本發明之電致發光裝置包括許多發光區 域。然後,使用諸多突起部來防止功能層材料沈積在錯誤 發光區域及/或不會發光區域中。 就顯示器用途而言,螢光區域皆被指稱為E l元素或像 素’並且通常都是可獨立定址的電致發光元素(像素)。每 個EL元素都具有一個能夠發光的區域。發光區域是el層 之一部份。一個發光區域是由:第一電極,第二電極,以 及有機EL層的無疊區域所形成。EL裝置可能是一種無源 或有源型式的分段式或矩陣顯示裝置。以必要時施以圖案 設計的第一電極層之形式來提供許多第一電極。同樣地, 以一種已圖案設計的第二電極之形式來提供諸多第二電 極。 凸紋圖案具有一個或更多懸垂截面。這樣一種懸垂載面 會在凸紋圖案之側壁具有一部份會相對於其支撐表面而形 成大於90°之角度的任何地方形成,該角度被界定為通過 凸紋圖案。在彎曲侧壁的情形中,它是一侧壁部份之諸多 切面(tangents)的集合,該集合則是有關參數。若朝向垂 直於且遠離支撐表面之方向而橫向移動,則懸垂截面會在 譬如說是凸紋圖案變寬的任何地方形成。懸垂截面會在支 撐表面上產生陰影區,若譬如說是藉由真空蒸汽沈積法 (vacuum vapor deposition )來提供第二電極,則它會防止第 二電極層沈積在該區。 具有懸垂截面之凸紋圖案的諸多實例是:具有τ形,磨 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(11 ) 祐形’或者倒梯形或三角形橫剖面(transverse pr〇file)的 凸紋圖案。在1到2微米寬度或小些之用來產生陰影區的 諸多懸垂截面中,非故意地電連接兩個相鄰第二電極的風 險是相對高的。懸垂截面之適當寬度是2到1〇微米。一種 較隹凸紋圖案具有:下底為5到i 0微米且上底為1 5到3 〇 微米之一倒梯形橫剖面。在第二電極材料之沈積過程期 間,若基底不是正在旋轉,則懸垂截面甚至於可能較小。 藉著將一個懸垂截面分裂成許多分離的平行懸垂截面,就 能夠進一步減低短路(sh〇rt-circuited)第二電極的風險。 在前述美國專利第5,701,055號中,描述諸多具有懸垂截 面之適當凸紋圖案的另外一些實例以及用來製造這種凸紋 圖案的方法。 EL裝置可能是任何型式顯示器,諸如··單色或多色顯 示裝置’靜止圖像顯示器,分段式顯示裝置,或者無源或 有源型式的矩陣顯示器。 端視特定型式顯示器而定,第一及/第二電極層可能包 括一個或更多公用電極。公用電極是一種可充作一個以上 的EL元素之第二電極用的電極。 通常,在一種(多色)分段式顯示裝置中,至少是第一或 第二電極層包括諸多公用電極。 在一種有源型式之矩陣顯示器中,諸多EL元素都是藉 由諸如薄膜電晶體(thin film transistor,簡T f T )之有、原六 換式元件來驅動的。通常,一個有源矩陣裝置包括單一八 用第二(第一)電極,而(第二)第一電極則都是可獨立定址 -14-
548856 A7 B7 的。 第一電極層可能是電子注入電極,而第二電極層則是電 洞注入電極。替換地,第一電極層是電洞注入電極,而第 二電極層則是電子注入電極。 電子注入電極,適當地是由一種具有低功函數( function)的金屬(合金),諸如:镱(Yb),鈣(Ca),鎂 (Mg):銀(Ag),鋰(Li):鋁(A1),鋇(Ba)所製成,·或 者疋一種不同層的疊層(laminate ),諸如:鋇/銘或鋇/銀 電極。 電洞注入電極,適當地是由一種具有高功函數的金屬 (合金),諸如:金(Au),鉑(Pt),銀(Ag)所製成。最好 是’使用一種更透明的電洞注入電極材料,諸如:銦錫氧 化物(indiumtinoxide,簡稱ITO)。傳導性聚合物,諸如·· 聚苯胺(p〇lyaniline,簡稱PANI)和聚3,4-乙烯二氧p塞吩 (P〇ly-3,4-ethylenedioxythiophene,簡稱PEDOT),也都是 適當的透明電洞注入電極材料。最好是,一 pani層具有 )〇到200毫微米(nm)的厚度,而一 pED〇T層則是1()〇到 3 0 0毫微米厚度。若使用IT〇電洞注入電極,則第一電極 取好是電洞注入電極。 EL裝置包括一個或更多功能層。為了要完全利用本發 明之諸多利益,最好是使用一種如上文中所描述的濕式沈 積法來提供一個或更多功能層。 一個或者如果有一個以上的話,則諸多功能層其中至少 一個功能層是電致發光層。EL層是由一種實質上最好是 _ - 15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(削x 297公着) 548856 A7 _ B7 五、發明説明(13 ) 有機電致發光材料所製成。在本發明之上下文中,所使用 的EL材料類型不是挺關鍵的,因而能夠使用其技藝為人 所熟知的任何EL材料。謗多適當的有機EL材料包括:有 機光致發光(photoluminescent)或電致發光,營光 (fluorescent)以及鱗光(phosphorescent)的低或高分子量化 合物。諸多適當的低分子量化合物,其技藝皆為人所熟 知,並且包括:三-8 -峻淋醇铭絡合物(tris_8-aluminium quinolinol complex),以及香豆素(coumarins)。能夠使用 真空沈積法來敷塗這些化合物。替換地,可能將低分子量 化合物歲入聚合物基質(polymer matrix )中或化學鍵合到聚 合物;譬如說,包含在主鏈(main chain)中或當作侧鏈(side-plains) , 一個實例就是 :聚乙婦叶唆(polyvinylcarbazole)。 諸多較佳的高分子量材料包含具有一種實質上共軛主幹 (主鏈)的EL聚合物,諸如:聚p塞吩(polythiophenes ),聚 笨基(polyphenylenes )’ 聚遠吩乙婦(polythiophenevinylenes) ,或者’更適宜的是:聚對苯基乙缔基(P〇ly_P_ phenylenevinylenes)。特別適宜的是:(發射藍光)聚(烷基) 芴(poly(alkyl)fluorenes ),以及發射紅,黃或綠光的聚對 苯基乙烯基,並且都是2 -或2,5-取代聚對苯基乙烯基;特 別是’在2 -及/或2,5位置處具有改善溶解度側基團(side groups )的那些材料,諸如:Ci-Cao,最好是c4-C1(),烷基 (alkyl)或坑氧基(alkoxy )基團。諸多較佳的側基團是:甲 基(methyl),甲氧基(methoxy) ; 3,7-二甲基辛氧基(3,7-dimethyloctyloxy) ’ 以及2 -甲基丙氧基(2-methylpropoxy) -16- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 548856 A7 _______ B7 五、發明説明(14 ) 。更特別適宜的是:包括2_芳基_M_苯基乙烯基(2_aryl_ l,4-phenylenevinylene)重複單位;視情況地,以上述型式 之燒基及/或坑氧基基團取代芳基基團;特別是:甲基, 甲氧基,3,7-二甲基辛氧基,或者,仍然較佳的是:八甲 基丙氧基。有機材料可能包含一個或更多這樣的化合物。 藉由濕式沈積技術來適當地敷塗這些E l聚合物。 在本發明之上下文中,術語”有機”包括:聚合;而術語 ”聚合物”及從中衍生出的附加物則包括:同聚物(h〇m〇p〇lymer) ,共聚物(copolymer),三元共聚物(terp〇lymer)*較高的 同系物(homologues),以及低聚物(〇lig〇mer)。 視情況地,有機EL材料包含:其性質是有機或無機 (inorgamc)的另外一些物質,它們可能以分子比例而均勻 地分佈’或者以粒子分佈之形式存在。特別是,可能存 在:改善電子及/或電洞之電荷注入及/或電荷輸送能力的 化合物,用來改善及/或修改發光之強度或顏色的化合 物,穩定劑(stabilizers)等。 有機EL層最好是具有5〇毫微米到2〇〇毫微米的平均厚 度;特別是:6 0毫微米到丨5 〇毫微米厚度,或者最好是: 70毫微米到1〇〇毫微米厚度。 視情況地,E L裝置包括:佈署在兩個電極之間的另外 一些最好是有機的功能層。這些另外的層可能是;電洞注 入及 / 或輸送層(hole-injecting and/or transport layer,簡稱 HTL)和电子注入及輸送層(eiectr〇n_injecting and transport layer,簡稱E T L )。包括一個以上之功能層的諸多e L裝置 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(15 ) 之實例:陽極/HTL層/ EL層/陰極,陽極/ EL層/ ETL層/ 陰極,或者陽極/ HTL層/ EL層/ ETL層/陰極的叠層。 適於電洞注入及/或電洞輸送層(Η T L)的諸多適當材料 包括:芳香叔胺(aromatic tertiary amines),特別是二胺 (diamines)或較高的同系物,聚乙缔咔唑,峻口丫淀嗣 (quinacridone),外啉(porphyrins),酞菁(phthalocyanines) ,聚苯胺(poly_aniline)以及聚3,4-乙晞二氧p塞吩。 適於電子注入及/或電子輸送層(ETL)的諸多適當材料 是:基於氧二氮茂(oxadiazole-based)化合物以及峻淋醇铭 (aluminiumquinoline )化合物 ° 若將ITO當作陽極使用,則EL裝置最好是包括:一種 50到300愛微米厚的聚3,4-乙稀二氧p塞吩之電洞注入/輸 送層材料層,或者是一種50到200毫微米厚的聚苯胺層。 通常’ EL裝置包括基底。最好是,相對於打算發射之 光’基底是呈現透明的。諸多適當的基底材料包括:可能 是或可能不是柔性的透明合成樹脂,石英(quartz),陶資 以及玻璃。基底為凸紋圖案而提供支撐表面。 除了界定第二電極層之圖案外;必要時,凸紋圖案也可 能充作界定一個或更多功能層之圖案用。 因此,根據本發明的EL裝置之一較佳實施例,其特徵 為:凸紋圖案具有一個或更多正斜率截面(p〇sitWeiy_ sloped sections ) ° 正斜率截面是懸垂截面的相反字。正斜率截面之橫剖面 邊界的諸多切面全部與支撐表面形成小於9<r之角度,該 -18 -
548856 五、發明説明(16 ) 角度被界定,通過凸紋圖案。具有平直斜面(侧壁)之截面 被視為·不是正斜率截面,就是懸垂截面。 正斜率截面對於能夠將(諸多)功能層而非第二電極 以圖案設計有影響。藉由提供一種具有正斜率和懸垂:種 截面的凸紋圖案,就能夠依照所需圖案來提供:第二兩極 層’以及-個或更多功能層。能夠從諸多功能層之圖 獨三地選擇電極層之圖案。譬如說,在藉由諸如喷墨印刷 之-選擇性濕式沈積法所沈積之一功能層的情形中,凸紋 圖案可作為包含流體用,該流體包括功能層材科,.並且防 止流體散佈到不要的區域中。意外地,此外可能使用諸如 自旋塗層之一非ϋ擇性濕式塗層法來提供一種已圖案設計 的功能層。在後者情形+,選^凸紋圖案之高度,寬度以 及形狀;使得:根據所需圖案而將流體層分解成諸多流體 區域’然後再將每個區域轉化成一對應功能材料區域。為 :促進分解’最好是使正斜率截面的橫剖面變 在本發明之一較佳實施例中,凸紋圖案是—種複么式 (C〇mP〇Slte)凸紋圖案,它包括:具有諸多懸垂截面2第 :凸紋圖«,該第-凸紋圖案是在具有諸多正斜率截面之 弟一凸紋圖案的上面或下面。 如果想要一種具有正斜率和懸垂兩種截面的凸紋圖案; 貝^]最好是提供凸紋圖案而使它成為:具有諸多懸垂截面之 第一凸紋圖案是在具有諸多正斜率截面之第二凸紋圖案的 上面或下面,是因為··藉由連績地使用兩項照相平版印刷 19 本紙張尺度適财國國家標準(cns)A4規格(摩撕公I) 548856 A7 B7 發明説明 (photolithographic )步驟,就能夠方便地製造這樣一種複 合式凸紋圖案。通常,第一和第二凸紋圖案之怖局 (layout)是互相不同的。通常,在此實施例中,第一凸紋 圖案本身會界定第二電極層之圖案,而組合式(c〇mbined) 第一和第二凸紋圖案則會界定··打算被界定之任何功能層 的圖案;並且在多像素EL裝置中,它會界定像素之邊 界。適當地’複合式凸紋圖案具有第一凸紋圖案,它是在 第二凸紋圖案的上面。這樣具有的優點是:由第一凸紋圖 案所形成的毛細通道必須上坡通過而與第二凸紋圖案交 叉,於是減低通道之毛細管效應。然而,通常不能充分地 抑制毛細管效應;因此,在第一凸紋圖案與第二凸紋圖案 X叉的那些位置處’提供從第一凸紋圖案之邊界橫向延伸 的諸多突起部,以便進一步減低通道之毛細管效應。替換 地’第二凸紋圖案可能是在第一凸紋圖案的上面。這樣具 有的優點是:第二凸紋圖案可能會在諸多所需位置處提供 用來阻擒第一凸紋圖案之毛細通道所需的突起部,但是卻 可犯會增加非有意地連接第二電極層之諸多第二電極的風 險。 在本發明之一較佳實施例中,第_和第二凸紋圖案都是 由一個相同基底表面來直接地支撐,除了在第一和第二凸 紋圖案互相交叉的地方外。 藉由提供第一和第二凸紋圖案在實質上相同的支撐表面 上’就會減低複合式凸紋圖案之平均高度,並且遍及裝置 之顯示區域,它會更加均句。這種方法使得沈積一種遍及 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7
裝置(在多像素EL裝置的情形中,就是在像素内以及在兩 個像素之間)會具有均句厚度的功能層更加簡單,如果藉 由一種濕式’特別是非選擇性沈積法的話。 在另一較佳實施例中,第二凸紋圖案會提供第一凸紋圖 案之支撐表面。 根據此實施例之複合式凸紋圖案具有的優點是:將第一 和第二凸紋圖案提供在一個實質上平整的支撐表面上。通 常’選擇第一凸紋圖案之橫剖面,它比第二凸紋圖案之橫 剖面還窄。換言之,第一凸紋圖案在支撐複合式凸紋圖案 之表面上的投影是:第二凸紋圖案的對應投影之一子區 (sub-area )。若是這種情形,則第一凸紋圖案不會促成界 定打算藉由濕式沈積法施以圖案設計的任何功能層,而是 第二&紋圖案單獨界定這種功能層之輪廓(〇utline)。於 是:藉由第二凸紋圖案來提供一種多像素El裝置的諸多 像素之輪廓。將用來阻擒毛細通道的突起部提供在第二凸 紋圖案之上,並且從第一凸紋圖案之邊界而延伸。 在本發明之一特定實施例中,E L裝置是一種無源型式 之矩陣顯示裝置,它包括:當作第一電極層之諸多列電極 (row electrodes);當作第二電極層之諸多行電極(c〇lumn electrodes );在諸多列和行電極的交叉點處所形成之諸多 可獨立定址的電致發光元素;以及具有諸多懸垂截面而以 條帶(strips )形式呈現的凸紋圖案,該條帶沿著諸多行電 極而延伸,並且會在兩個行電極之間延伸。 通常,一個突起部會橫向延伸到諸多懸垂截面,並且被 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公#) 548856
定位在兩個像素之間的邊界區域中。 根據應用來選UL元素之大小。譬如說,能夠使用1〇 到75微米之高清晰度(hlghdefiniti〇n)像素。就較低要求 义應用*言,100到3 00微米之像素大小可能就夠了。在 多色顯示器中,將—㈣色,綠色以及藍色發光像素都聚 集在一個RGB (紅綠藍)像素中。譬如說,測得每個紅 色’綠色以及藍色像素為100 X 300微米,因而得到一個 3^〇 X 3=微米的RGB像素。凸紋圖案之條帶寬度會界 疋.沿著諸多行電極的兩個E L元素(像素)之間的距離。 最好是,將此距離儘可能選擇小些,以使占空因數(fm-factor)増到最大,該占空因數被定義為:可供發光利用的 總面積除以顯示器的總面積。一般說來,條帶之寬度是: 1 〇到4 0微米;或者較佳是:丨5到3 〇微米。 同樣地,突起部之寬度,那就是:朝向行電極之縱向的 尺寸;雖然它不是挺關鍵的,但是為了使占空因數增到最 大,它必須儘可能小些。適當地,突起部之寬度是2到5 〇 微米;或者較佳是:3到30微米;或者最好是:5到2〇微 米。 突起部之長度(朝向垂直於行電極之方向的尺寸)必須小 於朝向列電極之縱向的像素尺寸,是因為:在其它情沉, 將會中斷行電極,因而無法定址像素。適當長度是2到 1 0 0微米;或者較佳是:5到7 5微米;或者更佳是:i 〇到 60微米。低於2微米,突起部會因為在其自由端處懸垂著 而變得不穩定。高於1 0 〇微米,則會阻礙沿著通道之流體 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(20 ) 流動到不再增加的程度。 無源矩陣顯示器可能包括一種複合式凸紋圖案,譬如說 是一種第一凸紋圖案和第二凸紋圖案的堆疊(stack ),該 第一凸紋圖案具有諸多懸垂截面而以條帶形式呈現,該條 帶會在兩個第二電極(那就是:行電極)之間延伸,並且沿 著諸多第二電極而延伸;而該第二凸紋圖案則以條帶形式 呈現,該條帶沿著第一電極層之諸多列電極而延伸,並且 會在兩個列電極之間延伸。 最好是,矩陣顯示器具有一種複合式凸紋圖案,其中: 第二凸紋圖案是以網格(mesh)形式呈現,它會在諸多列 和行電極之間延伸,並且沿著它們而延伸;而第一凸紋圖 像則沿著配備在第二凸紋圖案之上的諸多列電極而延伸, 第二凸紋圖案會界定EL裝置的諸多像素之輪廓。 銳角轉角(90°或更小)會增強毛細管效應。因此,為了 要減低由凸紋圖案所形成之轉角的銳度,最好是使第一和 第二凸紋圖案的轉角變圓。 因為根據本發明之EL裝置需要只有幾伏特的電位來提 供適合於顯示器用途的亮度及/或消耗小量的電力,所以 該E L裝置特別適用於:電池供電式;及/或可攜式,特別 是手持式電子設備之顯示器,該電子設備諸如:膝上型電 腦,掌上型電腦(palm top computers),個人資訊組織器 (personal organizers ),視情沉地配備有網際網路存取資訊 (internet access )或需要呈現(視頻)影像之其它服務的行動 電話。E L裝置容許:以視頻速率(video rates )來顯示網際 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856
網路資料和影像資料。 在另一一方面,因此,本發明與一種配備有根據本發明之 EL顯示裝置的電池供電式及/或手持式電子裝置(諸如· 行動電話)有關。 本發明也與一種用來製造電致發光裝置的方法有 裝置包括: 罘一和第二電極層,至少會根據所需圖案來提供第二㊉ 極層; 一 i 一個或更多功能層,該諸多功能層其中之一個或至少一 個功能層是電致發光層; 於-種凸紋圖t ’它具有一個或更多懸垂截面,用來界定 第二電極層之所需圖案;以及 組件,它用來阻礙沿著毛細通道之流體輸送,該毛細通 道是由一懸垂截面和支撐該懸垂截面之一表面所形成;該 万法包括:藉由一種濕式沈積法來提供功能層或諸多功能 層其中至少一個功能層的步騾。 提供用來阻礙沿著通道之流體輸送的構件,會容許··打 算藉由濕式沈積法來沈積一個或更多功能層而不會導致相 鄰像素之間的漏電流及/或_擾。並且,在多色裝置的情 形中,在被安排發射不同顏色的發光區域之間的滲色會顯 著地減低。使用濕式沈積法來沈積諸多功能層會導致:一 種適合於大量生產和大型區域之既簡單又有成本效益的製 造方法。 一般說來,根據本發明之方法是一種方法,它包括連續 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
548856 A7 B7 五、發明説明(22 ) 地提供:基底(可選的),第一電極層,具有用來界定第二 電極層之一個或更多懸垂截面的凸紋圖案,藉由濕式沈積 法來沈積的一個或更多功能層,以及藉由凸紋圖案來施以 圖案設計的第二電極層。此外,該方法包括:提供用來阻 礙沿著(諸多)毛細通道之流體輸送的構件之步騾。就像由 呈現在下文中之諸多實施例所示範的那樣;通常,將這項 步驟當作其它方法步騾的一部份且與其中之一方法步騾同 時執行。 在根據本發明的方法之一實施例中,藉由提供一種具有 諸多懸垂截面的凸紋圖案來建構:提供用來阻礙流體輸送 之構件的步騾,該懸垂截面之侧壁都會在潤濕不良支撐表 面上呈現潤濕不良;其中瞭解到潤濕不良意指:相對於打 算防止輸送之流體而呈現潤濕不良,並且就像由流體與有 關表面之接觸角測量所確定的那樣。潤濕不良對應於一個 具有如上文中所界定之一數值的接觸角。特別是,可能藉 由製造潤濕不良鬆散材料之凸紋圖案和支撐表面來提供: 潤濕不良側壁及/或支撐表面。替換地,可能藉著將鬆散 材料施以一種抗潤濕處理而使它現潤濕不良。這些抗潤濕 處理皆為那些熟習於此技藝者所熟知。在光敏抗蝕劑 (photo-resist)凸紋圖案的情形中,抗潤濕處理可能包括: 將光敏抗蝕劑表面曝露於氟化碳氫化合物(£111〇也肘以 hydrocarbons )中 〇 根據本發明的方法之一較佳實施例包括:提供一種包括 至/個大起部之凸紋圖案的步驟,該突起部用來阻擋及 -Pfi
548856 A7 B7 五、發明説明(23 ) /或重新路由選擇由一懸垂截面和支撐該懸垂截面之一表 面所形成的通道。突起部可充作阻礙構件用。 將凸紋圖案配備諸多突起部之所以是一種用來阻礙流體 輸送之具有吸引力的方法,是因為它不會使製造過程變得 更複雜。諸多突起部畢竟能夠與具有諸多懸垂截面之凸紋 圖案同時被提供,只有使用於順圖案方向曝光中的罩幕 (mask)才需要被修改。 在根據本發明之一替換性方法中,將用來阻礙沿著通道 之流體輸送的構件併入使用於濕式沈積法中的流體中。這 樣一種方法之一實施例包括:使用一種相對於形成通道之 諸多表面而呈現潤濕不良的流體。那些熟習於此技藝者將 會察覺到:有許多方法來達成此事,其中一種簡單方法是 藉由改變溶劑合成物(solvent composition)來改變流體之極 性(polarity)。在另一實施例中,修改流體之黏度,使 得:依照功能層之沈積的時間比例,使流體輸送所及之距 離小於分隔像素之距離。 在上文中已經描述:適當的第一和第二電極層,功能 層,以及凸紋圖案的諸多實例。個別地,需要用來製造 EL裝置之每個方法步驟都是傳統的,並且皆為那些熟習 於此技藝者所熟知。譬如說,藉由連續地執行兩項照相石 版印刷步騾,就能夠方便地製造一種複合式凸紋圖案。 濕式沈積方法步騾涉及:提供一種包含功能層材料或其 先驅物材料的流體層,然後再將該流體層轉化成功能層。 諸多功能層的實例包括:電洞輸送層,電洞注入層,電致 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(24 ) 發光層,電子注入層,及電子輸送層。 流體層具有:以一種如上文中所界定的形式呈現之流體 。在沈積流體層之後,將它轉化成功能層。轉化(C〇nversi〇n) 可能涉及··必要時,在惰性大氣(inert atmosPhere)中’將 流體層曝露於增溫或減溫,增壓或減壓’及/或輻射中° 最好是,在升高溫度時執行轉化。 若功能層材料確實存在於流體層中’則它可能足以蒸發 溶劑及/或其它揮發性成份。若流體層包含功能層材料之 先驅物材料,則轉化也會涉及化學反應。可能利用為那些 熟習於化學技藝者所熟知之豐富的化學反應來衍生出諸多 適當的先驅物材料。一種較佳先驅物材料包含··在轉化期 間被消除的剩餘基團(leaving groups )。 流體層可能包含另外一些物質。譬如說,會調變其流 變性質的物質,該流變性質諸如··黏度,(黏度)彈性 (visco)elasticity),接觸角及/或可濕性(wettability)。可能 會添加:潤濕劑,或抗潤濕劑,均化劑(levelling agents ) ,表面活性劑,增稠劑(thickening agents),稀釋劑 (diluents ) ψ。 若使用非選擇性塗層法,則在這些方法之中的選擇不是 挺關鍵的,因而可能選擇譬如說是:浸潰塗層法,噴塗 法,簾幕塗層法,刮刀法,棉網塗層法,自旋塗層法,以 及朗缪爾-布洛傑特法(Langmuir-Blodgett)。然而,相當意 外地,使用像自旋塗層法一樣的非選擇性濕式沈積法,就 能夠以一種均勻的方式,將諸多已圖案設計的功能層沈積 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(25 ) 遍及大型表面。 一種較佳塗層法是:使用諸多墨滴組成之射流(jet)或連 績射流的噴墨印刷法(也稱之為配料法(dispenising ))。為 了增加輸貫量(throughput)及/或相對對準準確度,使用多 喷嘴(multi-nozzle)噴墨印刷頭比較適宜。在一種較佳噴 墨印刷法中,以恒定頻率來執行噴墨印刷,並且以恒定速 度來移動噴墨印刷頭,終於導致將墨滴等距沈積在基底 上。 在一種多色無源矩陣顯示器的情形中,一種較佳方法包 括,在轉化流體層之後,將噴墨印刷頭朝向與第二電極成 直角之一方向而移動,因而導致相同顏色之像素陣列會與 第一電極平行地延伸。直接在沈積之後,諸多等距安置的 墨滴會沒入不中斷流體線(line of fluid )中,於是自動地保 證:即使周期性(periodicity )不是像素周期性的整數倍, 也會將電致發光層材料均句地分佈在被安排發射相同顏色 的像素之中。流體線不會因第一凸紋圖案而中斷是因為: 一般說來,最初會將流體位準安排高於凸紋圖案之總高 度。 在本發明的方法之另一較佳實施例中,除了圖案設計第 一電極外’具有諸多懸垂截面的凸紋圖案也被用來圖案設 計一個或更多功能層。在那種情形中,與懸垂截面平行地 移動噴墨頭,以便填滿由凸紋圖案之諸多懸垂截面所界定 的空間。用來界定功能層輪廓之一分離的凸紋圖案是不需 要的。因為:在本實施例中,並沒有預防沿著毛細通道之 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 548856 A7 B7 五、發明説明(26 ) 流體輸送的障壁(barrier);所以,使用如上文中所描述的 突起部及/或末端擋塊是特別適切的。再者,已經觀察 出:在接近諸多懸垂截面之自由端的空間中,流體蒸發可 能進行得較快;這是因為:接近這樣一個自由端,可供蒸 發利用的表面面積較大。較快蒸發率是使沿著毛細通道之 流體輸送到達自由端的驅動力;除了其它事物以外,該自 由端會通往諸多非均勻層。 通常將突起部及/或末端擋塊定位而與懸垂截面成直角 地延伸,並且可能從一懸垂截面延伸到另一懸垂截面。譬 如說,在包括適用於無源矩陣顯示器中的一組平行互相分 隔的線條形(line-shaped)懸垂截面之一凸紋圖案的情形 中,假如突起部本身並沒有懸垂截面,則突起部可能接合 相鄰截面而不會導致第二電極層之不想要的中斷。在本實 施例中,那就是:在藉由沿著諸多懸垂截面且在兩個懸垂 截面之間移動噴墨頭,使用懸垂截面來圖案設計第二電極 層以及一個或更多功能層的實施例;若打算有效地阻礙流 體輸送,則突起部應該至少是流體層厚度的一半。 雖然在上文中討論的本發明與二極體型式的電致發光裝 置有關,該裝置之技藝也稱之為發光二極體;根據本發明 之裝置可能是任何電致發光裝置。它可能是無機型式,但 最好是有機型式。它可能是單極型(unipolar)電致發光裝 置,那就是:注入只有一種極性的電荷載體(charge carriers )就足以產生光的一種裝置。它也可能是:需要注 入電洞和電子來產生光的雙極型式(bipolar type )。後者型 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856
式包括一種像披露於美國專利第5 682 043號中那樣的發光 單元(light emitting cell,簡稱L E C ),它不會要求不同功 函數之電極要獲得可觀察到的發光;而發光二極體(light emitting diode,簡稱L E D )則會要求:高功函數之電極要 注入電洞,以及低功函數之電極要注入電子。並且包括的 是諸多電致發光裝置,其中:將諸多電荷注入電極加以安 排成互相位於下面;或者,替換地,互相鄭接。 參考在下文中所描述的諸多實施例,本發明的這些和其 它觀點將會變得顯而易見的且獲得闡釋。 在附圖中: 圖1顯示··按比例繪製且以平面圖呈現,在順圖案方向 沈積電致發光層之後,在一製造階段所獲得的一種不是根 據本發明之EL裝置的一部份;/ 圖1A顯示:沿著圖1之真線Ι-l的一種橫截面圖; 圖2顯示:按比例繪製且以平面圖呈現,在沈積電致發 光層之後,在一製造階段時的一種根據本發明之EL裝置 的一部份; 圖2A,2B及2C顯示:分別沿著圖2之直線π",πμιΙΙ 及IV-IV的放大橫截面圖; 圖3概略地顯示:以透視平面圖呈現,根據本發明之有 機E L矩陣顯示裝置的一部份;以及 圖4概略地顯示:一種配備有根據本發明之el裝置的行 動電話。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 B7
fAiLL (不杲赧據本發明) 圖1顯示:按比例繪製且以平面圖呈現,在順圖案方向 沈積電致發光層之後,在一製造階段時所獲得的—種不是 根據本發明之EL裝置的一部份。圖丨是按比例繪製,並且 表示一種當透過光學顯微鏡來檢視El裝置1時的圖像。 圖1A顯示·沿著圖1之直線ι_ι的一種橫截面圖。為了 清晰起見,垂直於基底的方向並不是依照一種與在基底平 面中的諸多方向不同之比例加以緣製。 EL裝置1是一種具有3〇〇微米X300微米EL元素(像素) 10 ’ 11及12的多色無源矩陣顯示裝置,並且包括一種配 備有以I Τ Ο電洞注入列電極之形式呈現的第一電極層3之 玻璃基底2。它進一步包括:第一凸紋圖案9和第二凸紋 圖案8的一種複合式凸紋圖案7;第一凸紋圖案具有用來 界定第二電極層(未示出)之圖案的諸多懸垂截面,而第二 凸紋圖案則具有在第一凸紋圖案的下面之諸多正斜率截 面。懸垂截面的傾角(angle of inclination )具45。,第一凸 纹圖案9的高度大約是2,5微米,而第二凸紋圖案8的高度 則是4.5微米。以參考符號5來指示的是:被發排發射第一 種顏色光的一種順圖案方向沈積的電致發光層。 使用噴墨法來製造電致發光層5,在該方法中:噴嘴會 以恒定頻率釋出一種15〇微微升(pl)液滴(dr〇ps 〇f 的射流’該液滴包含:溶劑和電致發光層材料,而該材料 則疋一種由劍橋顯示器科技公司(Cambridge Display Technology Ltd.)所供應的發紅光之基於芴的聚合物;以 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548856 A7 _____B7 五、發明説明(29~) 恒定速度來移動喷嘴,先遍及EL元素12,然後再遍及像 素區域1 0。諸多等距安置的墨滴會沒入不中斷液滴線 中,藉此將流體分別均勻地散佈在兩個像素區域丨2和1 〇 之中。喷嘴(射流)之直徑是5 0微米,它比像素大小小得 多。噴嘴之位置準確度是優於1〇微米。 在兩個像素區域10和12的每個像素區域中,沈積一種 厚度6微米的流體層(流體容積為450微微升),當轉化 時,它就會產生大約70毫微米厚度的EL層5。 圖1很明顯地顯示:縱使選擇性沈積進入像素區域丨〇和 12中’在轉化之後,EL材料也會存在於像素區域η中。 顯而易見地’流體已經渗入像素區域1 1中。滲入是由通 道1 3之毛細管作用(capillary action )所引起,該通道是由 第一凸紋圖案9之諸多懸垂截面的侧壁9 a和由第二凸紋圖 案8所和:供的支撐表面8a所形成。通道I]會從像素區域 1 0和1 2排放流體’並且將被排放流體重新沈積在相鄰像 素區域11中。若在製造過程的某一階段時(在沈積£[層5 之如,之後或同時),以選擇用來發射一種與El層5不同 之顏色的光之E L材料來填滿像素區域1 1 ;則諸多e l像素 11只際上將會發射一種混色的光,因而導致不良的顏色 分離。雖然在圖1中,顯示出£[層5只是部份地覆蓋像素 區域1 0,端視特定條件而定,在該條件之下會發生沈 積;但是EL層5卻可能非有意地完全覆蓋像素區域1〇。 一方面,在兩個像素區域i 2與i丨之間的區域中;以及 另一方面,在兩個像素區域“與丨丨之間的區域中,£[層 -32- ----- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公着) 548856 A7 " ----------------^_ 五、發明説明(^ ^ 5、^圖案是非對稱性的。這是將EL層連續地沈積在像素區 域1〇和12中的一種事實結果。顯而易見地,:EL·材料的存 在確實會影響沿著毛細通道之流體輸送,此外它還會修改 凸紋圖案之可濕性。若E L層5使凸紋圖案之表面變得較差 可濕性’則會阻礙沿著通道1 3之流體輸送。 藉由違致發光層材料參入相鄰像素中,已經示範通道 1 3之毛細S作用的問題。然而,該問題並不受限於這些 功能層。譬如說,在電荷輸送層的情形中,導因於通道 13之毛細管作用,在轉化之後,電荷輸送材料是存在於 每個通道1 3中,它會沿著通道之整個長度,包括··在通 道13與第二凸紋圖案9交叉的那些截面。這樣會導致在電 荷輸送層中,相同欄的電荷輸送區域都被互相連接,並且 電荷輸送層具有相對高的傳導率;則顯著漏電流將會在譬 如說是像素區域1 〇和i i的列電極3之間流動,如果這些列 電極3中只有一個電極被驅動並且將另一個列電極維持在 對應於一像素的斷開狀態之一恒定電位的話。 實施例2 f報據本發明) 圖2顯示··按比例繪製且以平面圖呈現,在沈積電致發 光層之後,在一製造階段時的一種根據本發明之El裝置 的一部份;以及 圖2 A ’ 2 B及2 C顯示:分別沿著圖2之直線m,ΠΙ-ΙΙΙ 及IV-IV的放大橫截面圖。為了清晰起見,垂直於基底的 方向並不是依照一種與在基底平面中的諸多方向不同之比 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 31 五、發明説明 例加以纟會製。 。裝置l〇i是一種無源矩陣多色el裝置,它具有EL像素 品域〇 1 1 1及1 1 2。裝置1 0 1包括一種以列電極1 〇 3 和複合式凸紋圖案107來覆蓋的基底1〇2,該複合式凸紋 “ 第凸紋圖案1〇9,它具有用來圖案設計第二 私極層(未示出)的諸多懸垂截面;以及第二凸紋圖案 、 匕在第凸紋圖案109的下面,並且具有諸多正斜 率截面。第一凸紋圖案109具有諸多突起部115,每個突 起部都會在突起部位置處橫向延伸到第一凸紋圖案109的 邊界、。突起部115會阻擋及/或重新路由選擇通道113, 该通道是由第一凸紋圖案109之懸垂截面和由第二凸紋圖 案108所提供之截面的支撐表面1〇8&所形成;於是,突起 部可充作用來阻礙沿著(諸多)毛細通道i i 3之流體輸送的 構件用。 突起部115都是由第二凸紋圖案1〇8所支撐,並且在那 些位置處,將凸紋圖案1〇8稍微加寬,它與延伸超出突起 部115之自由端的凸紋圖案1〇8之截面相比較,比凸紋圖 案109之寬度還寬10到1〇〇%。在阻礙沿著(諸多)毛細通 道之流體輸送方面,已加寬截面會使突起部i丨5變得更有 效0 以像在實施例1中那樣的相同方式(當然,會使用適應於 提供突起部115和已加寬截面的罩幕)來製造到目前為止 所描述的結構。 EL裝置101進一步包括電荷輸送層1〇4。在本實施例 548856
中,將功旎層1 Ο 4施以噴墨印刷的方法是:將i 2 〇微微升 (Ρ 1)以重量計為3 %之PEDOT水溶液(供應商為拜耳公司 (Bayer AG))液滴沈積在像素區域i j 〇,1 i丨及i i 2中,該 液滴《間相距6 0微米(microns ),排成直線,並且朝向與 具有諸多懸垂截面之第一凸紋圖案1〇9的諸多條帶成直角 的方向。在沈積之後,液滴會沒入一種基本上由8微米高 的諸多流體線所組成的流體層中,該層高度比複合式凸紋 圖案107的高度還高得多。被沈積之PEd〇t溶液的容積 疋·每個像素區域11〇,lu,n2都大約為6〇〇微微升 (Pi)。在藉由蒸發溶劑來轉化之後,每個像素區域: 110,111及112都配備有一種2〇〇毫微米厚的電荷 輸送層1 0 4。 像從圖2A和2B中顯而易見的那樣,將電荷輸送層材料 沈積在毛細通道113中。參考圖2,諸多像素11〇之電荷 輸送區域與諸多像素lu之電荷輸送區域並不是完全膈 開。就在超出突起部115之自由端,透過電荷輸送材料之 一窄路徑而連接諸多像素丨丨〇。結果是,當譬如說是一個 像素1 1 0被驅動而將相鄭像素1 1 1保持在對應於一種斷開 像素狀態之一恒定電位時,在兩個〗τ 〇電極〖〇 3之間仍然 會測得很小的漏電流。然而,與一種具有不含突起部i i 5 <凸紋圖案的E L裝置相比較,會以至少3到4的因數來減 低漏電流。 參考符號1 0 5指示一種順圖案方向沈積的電致發光層。 以像在實施例1中那樣的完全相同方式來沈積E l層1 〇 5, -35- 本紙張尺度適用中國a家鮮(CNS) Μ規格(21GX297公聲)
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那就是:當釋出一赫a人 匕》電致發光層材料之、冷,¾的,六 時,就會朝向與第一 Λ r 寶可村 夜渴的射流 禾 凸紋圖案1 0 9的諸多鉻器忐古名ΑΑ、 向而移動噴嘴,遍及諸“…占者多'“成直角的万 易見的是:諸多突淑像素 比較圖1和2 ’顯而 ^ ^ , 那U 5可充作阻礙沿著毛細通道1 1 3 ,:&Mt * F ^ 乂參考符號105a指示之£L材料區域指 、品—1 1 2排放的某些流體雖然已經能夠通過突 ^部⑴’但是會將這種材料重新沈積在諸多像素⑴的 發光部f之外’諸多像素之周邊是由圖2中的虛線所指 不。於是’有效地防止渗色,進而獲得令人滿意的彩色分 離。 t施例3 (報壚太今明)_ 圖3概略地顯示··以透視平面圖呈現,根據本發明之有 機EL矩陣顯示裝置21的一部份。 圖4根略地顯示:一種配備有根據本發明之el裝置21的 行動電話1 0 1。 裝置21具有EL多色像素31尺,31G及31B ;並且包括 一種以電洞注入列電極2 3之形式呈現的已圖案設計第一 電極層來覆蓋的玻璃基板22。一種至少會在兩個列電極 2 3之間並且沿著它們而延伸的複合式凸紋圖案2 7包括: 具有諸多懸垂截面的第一凸紋圖案29,它藉由具有諸多 正斜截面的第二凸紋圖案28來支撐。第一凸紋圖案29被 用來界定第二電極層26之圖案。第二凸紋圖案28之用途 則是用來界定:諸多EL層之圖案及EL裝置之像素3iR, 31G及31B的輪廓。第一凸紋圖案具有諸多突起部35 , -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4规格(210 X 297公«) 裝 訂
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每個突起部都會在突起部位置處橫向延伸 — 29的邊界。突起部35會阻礙及/或重凸紋圖案 33,該通道是由第一凸紋圖案29之 選擇通道 和支撐該凸紋圖案之表面28a所形成。諸多突=== 是懸垂截面,就阻礙沿著毛細通道”之 而言’它決不是必要的;但是就製造用途而言,=途 便的’因為:能夠同時地並且使用與用於第—凸:: 29—樣的過程來提供突起部。 本 接近突起部35之自由端,存在於通道33中之成束的泰 荷輸送材料都被中斷,藉此容許:打算使用—種諸如自: 塗層或嘴、S印刷的濕式沈積法來提供諸多互相分離的電荷 輸送區域24之一電荷輸送層,而不會透過存在於通道中 的電荷輸送材料來連接諸多電荷輸送區域24。突起部35 也會防止滲色在於:在譬如說是噴墨印刷期間,突起部 35會阻擋或至少會重新路由選擇毛細通道33 ;若沒有突 起部33 ’則該通道會將包含用於el層25r,25G或25B 的電致發光層材料之流體從一像素輸送到另一像素。只是 概略地指示·接近突起部35之自由端的el層25R,25G 及2 5 B的精確邊界;而邊界的精確輪廓則是取決於許多因 素’諸如:從其中獲得E L層之流體的流變性質,基底的 潤濕特性,以及所使用之濕式沈積法的類型。在圖3之實 施例中,藉由凸紋圖案2 7至少部份地配備有潤濕不良表 面,層25G有助於阻礙:沿著毛細通道33之適於層25R 和25B的EL層材料之輸送。 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公釐)
装 訂
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無論如何,突起部3 5可充作用來阻礙流體輸送到某種 程度的構件用,該流體包含適於層2 5 R,2 5 G或2 5 B的 EL層材料,而該程度則是:沒有el層材料會從一像素中 排 並且卩过後會重新沈積在被安排發射一種不同顏色之 一相鄰像素的發光區域中。藉由第二電極層26來完成el 裝置21,而第二電極層則是根據由第一凸紋圖案29之諸 多懸垂截面所描繪輪廓的圖案而施以圖案設計。若在真空 中(in vacuo)沈積第二電極層材料蒸汽,則非功能性第二 電極材料30會存在於第一凸紋圖案29之上。 藉由實例,能夠製造E L裝置2 1如下: 提供一種1.1毫米(mm)厚之鹼石灰(s〇da-lime)玻璃的基 底22,在其上塗有一層15歐姆/平方 微米(nm)厚的ITO層(由Balzers公司製造);並且以一種 傳統方式,依照一種2 8 0微米寬線條和3 0微米寬間隔的圖 案來圖案設計ITO層,以獲得第一電極層,它包括:諸多 以列電極2 3之形式呈現的第一電極,該列電極可充作e l 元素31R,31G及31B之陽極用。 為了提供複合式凸紋圖案27之第二凸紋圖案28,會以 傳統光敏抗蝕劑來將基底施以自旋塗層法,使用一種罩幕 來曝光光敏抗蝕劑並且加以顯影。凸紋圖案28具有一種 諸多正斜率截面的矩陣圖案,該截面用來界定大約270 X 270微米像素3 1 R,3 1 G及3 1 B。凸紋圖案2 8的諸多狹窄 截面都是40微米寬,而支撐突起部35的諸多較寬截面則 都是6 0微米寬。凸紋圖案2 8之高度是4微米。然後將凸紋 -38-
裝 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公«) 548856 A7 B7 五、發明説明(36 ) 圖案2 8施以烘烤硬化(hard-baked ),以使它抗拒用來提供 第一凸紋圖案29之製程。 然後將基底施以自旋塗層法(1000 rpm (每分鐘轉數)), 使在其上塗有一層影像反轉(image reversal)光敏抗姓劑 AZ5218-e (由AZ-Hoechst公司製造)。該光敏抗蝕劑則是: 使用一種在鄰近(40微米間隙)的罩幕,以一種32毫焦耳/ 厘米2 (mJ/cm2)的劑量加以曝光;在1 l〇°C時施以烘烤硬化 達1 0分鐘之久;以一種4 0 0毫焦耳/厘米2的劑量施以沉光 曝光(food exposed);使用一種1:1之AZ顯影劑:去離子 水顯影劑(deionized-water developer)長達一段足以獲得 45°之負斜率的時間加以顯影;以及在i〇〇°c時施以後置烘 烤(post-baked)達15分鐘之久。這樣終於導致一種具有諸 多突起部35凸紋圖案29,該突起部會橫向延伸到第一凸 紋圖案29之邊界36。每個懸垂截面都具有一種倒梯形形 狀。第一凸紋圖案29之高寬度是2·0微米。複合式凸紋圖 案27之總高度是6.0微米。 能夠使第二凸紋圖案2 8之橫剖面變得更圓的方法是: 在施加第一凸紋圖案2 9之前,在高於它的軟化點 (softening point)之一溫度時,將第二凸紋圖案28施以烘 烤硬化達一延伸時段之久,使它能夠稍微流動。 然後,根據在實施例2中所描述的方法,將聚3,4-乙烯二 氧p塞吩(PED0T )之電荷輸送層24施以嘴墨處理,因而導 致多互相分離的電荷輸送區域,每個區域都是250毫微米 厚’並且具有一種1〇〇百萬歐姆/平方(ΜΩ /square )的平方 -39 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 548856 A7 B7 五、發明説明(37 電阻(square resistance)。 隨後’依照與在實施例1和2中所描述之方式類似的方 式,將發線光电致發光層2 5 G施以喷墨處理。然後,連續 地,藉由劍橋顯示器科技公司所供應之基於芴的聚合物之 分別為25R和25B的發紅光和發藍光電致發光層施以噴墨 處理。喷墨溶液包含以重量計為1到1 5%之聚合物在二甲 苯(xylene)中,並且具有大約5毫帕(瓜〜彡的黏度。 當將第一凸紋圖案29當作一種内建陰影罩幕(built-in shadow mask)使用時,就會將3毫微米厚之鋇(Ba)層和 200¾微米厚之銘(A1)層連績地沈積在el層之上。於 是’獲得了已圖案設計的鋇/鋁層,它構成了包括諸多行 電極(陰極)26的第二電極層。 圖3之實施例顯示:打算沿著每個像素而分離〗τ 〇電極 23。替換地,為了能夠個別地定址每個像素,就每個聚 集RGB像素25R ’ 25G及25Β而言,具有單一公用1丁〇 軌跡(track) 23是足夠的。 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A B c D 利申請案 中又東譬'舞(圍替換本(92年3月) 六、申請專利範圍 1. 一種電致發光裝置,包括·· 第一和第二電極層,至少會根據所需圖案來提供第二 電極層; 一個或更多功能層,該諸多功能層其中之一個或至少 一個功能層是電致發光層; 一種凸紋圖案,它具有一個或更多懸垂截面,用來界 定第二電極層之所需圖案;及 一種用來阻礙沿著毛細通道之流體輸送之構件,該毛 細通道是由一懸垂截面和支撐該懸垂截面之一表面所形 成。 2. 根據申請專利範圍第2項之電致發光裝置,其中用來阻 礙流體輸送之構件包括:至少一個從凸紋圖案延伸的突 起部。 3·根據申請專利範圍第2項之電致發光裝置,其中凸紋圖 案具有一個或更多正斜率截面。 4. 根據申請專利範圍第3項之電致發光裝置,其中凸紋圖 案是一種複合式凸紋圖案,它包括:具有諸多懸垂截面 之第一凸紋圖案是在具有諸多正斜率截面之第二凸紋圖 案的上面或下面。 5. 根據申請專利範圍第4項之電致發光裝置,其中第一和 弟一凸紋圖案都疋直接地由相同基底表面所支撐,除了 在第一和第二凸紋圖案互相交叉的地方外。 6·根據申請專利範圍第4項之電致發光裝置,其中第二凸 紋圖案提供第一凸紋圖案的支撐表面。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範圍 根據申請專利範圍第1到6項並由 赘菩甘士、、壯班, 、八T任何—項之電致發光 裝置,其中该裝置疋一種無源型 a t ·木仏… 八义矩陣顯示裝置,它 作弟-電極層之諸多列電極;當作第二電極層 之諸多行電極;在諸多列和行電極的交又點處所形成之諸 多可獨立定址的電致發光元素;以及 8. 具有諸多懸垂截面而以條帶形式呈現的凸紋圖帛,該條帶 沿著諸多行電極而延伸,並且會在兩個行電極之間延伸。 一種電池供電式手持式電子裝置,諸如:行動電話,它 配備一電致發光裝置,其包括第一和第二電極層,至少 會根據所需圖案來提供第二電極層; 一個或更多功能層,該諸多功能層其中之一個或至少 一個功能層是電致發光層; 一種凸紋圖案,它具有一個或更多懸垂截面,用來界 定第二電極層之所需圖案;及 種用來阻礙沿著毛細通道之流體輸送之構件,該毛 細通道是由一懸垂截面和支撐該懸垂截面之一表面所形 成0 9. 一種用來製造電致發光裝置的方法,該裝置包括: 第一和第二電極層,至少會根據所需圖案來提供第二 電極層; 一個或更多功能層,該諸多功能層其中之一個或至少 一個功能層是電致發光層; 一種凸紋圖案,它具有一個或更多懸垂截面,用來界 定第二電極層之所需圖案;以及 -2- 本紙張尺度適用巾國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董)’ " ' ------- ;zflp B 六、申請專利範圍、種:來阻礙沿著毛細通道之流體輸送之構件,該毛 、、疋由懸垂截面和支撐該懸垂截面之一表面所形 成^方法包括·藉由一種濕式沈積法來提供功能層或 # t至少—個功能層的步驟。 1〇‘根據中請專利範圍第9项之方·法,包括:用來提供一種 包括至少-個突起部之凸紋圖案的步驟,突起 及/或重新路由選擇毛細通道,而毛細通道則心阻: 垂截面和支撐該懸垂截面之-表面所形成。 心、 11.根據申請專利範圍第9或1〇項之方法,其中: 刷當作濕式沈積法使用。 、Ά 裝 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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