TWI236310B - EL device and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

1236310 九、發明說明： (一） 發明所屬之技術領域 本發明係有關一種有機電致發光（EL)裝置，特別的是 已改良其防水及防氣性質。 本發明也有關一種用於製造這種EL裝置的方法。 (二） 先前技術 到現在爲止，例如無機或有機EL裝置之類的EL裝置 已在可自動發光且能夠提供高發光度屏幕的考量下廣泛地 用作輕薄之可攜式裝置的顯示器或照明器。該EL裝置的結 構中係將一 EL元件形成於基板上，該EL元件具有：一對 電極層，至少其中一個會構成透明電極；以及一發光層， 係插入在各電極層之間。 有關這種型式的EL裝置，存在有因爲氧氣或其他氣體 以及水氣之類的闖入而破壞該EL元件之電極層或發光層 的可能性。爲了解決這個難題，已提出在該EL元件的表面 覆蓋以保護膜以避免氧氣或其他氣體以及水氣之類自外界 闖入。 例如，日本專利第JP 2 002-22269 1 A號文件中所揭示 的一種技術係將聚矽氨烷塗覆到一 EL元件的表面上以形 成矽石膜或是矽石基的薄膜當作保護膜。除此之外，日本 專利第j P 3 1 7 0 5 4 2 B號文件中揭示了一種有機E L元件， 其表面上係藉由電漿CVD之類的方法由選自由α -矽膜、 α -碳化矽膜、α -氮化矽膜及^ -碳膜構成之族群的材料形 成一無機非晶矽膜。 1236310 此外，日本專利第j p 2 0 0 3 - 1 1 8 0 3 0 A號文件中所揭示 的一種EL裝置之製備方式如下：藉由透過乾式處理於一含 有機基材的基板上形成一氣體阻擋層；除此之外，藉由透 過濕式處理於該氣體阻擋層的表面上形成由具有含聚矽氨 烷組成之烘烤物質製成的烘烤物質層；以及將基底材料安 排在該EL元件的表面上。 不過，假如目的是依日本專利第JP 2002-222691 A號 文件中所提出的方式直接將聚矽氨烷塗覆到一 EL元件的 表面上以形成矽石膜等，則該EL元件之電極層或發光層可 能因所塗覆之聚矽氨烷溶液中的溶劑而受到破壞的危險。 在依日本專利第JP 3 1 70542 B號文件中所提出的方式藉由 電漿CVD之類的方法.形成薄膜的例子裡，透過電漿CVD 法所形成的薄膜會受限於其投擲能力（throwing power)。例 如’假如有異物存在於該EL元件的表面上，則無法以無機 非晶矽膜完全蓋住異物而未覆蓋部分可能允許氧氣或其他 氣體以及水氣之類闖入。闖入該EL元件內的氧氣或其他氣 體以及水氣之類會誘發對發光層的破壞並造成黑點隨著時 間的消逝而成長。 此外，假設係依日本專利第JP 2 0 0 3 - 1 1 8 0 3 0 A號文件 中所提出的方式將氣體阻擋層及烘烤物質層形成於有機基 底材料的表面上並將基底材料安排在該EL元件的表面上 ’則會產生下列難題。也就是說，上述配置在具有更大厚 度下使該EL裝置的結構變複雜同時使其製程變複雜。 1236310 (三）發明內容 本發明係針對解決習知技術中固有之前述難題的觀點 而提出的且目的是提供一種E L裝置使之儘管具有簡單的 結構也能在不致破壞其E L元件下避免因氧氣或其他氣體 以及水氣之類的闖入造成任何損壞。 本發明的另一目的是提供一種用於製造這種EL裝置 的方法。 一種根據本發明的EL裝置包含：一基板；一 EL元件 ，係形成於該基板的表面上且包含至少一第一電極層、一 發光層及一第二電極層；一第一保護膜，係透過乾式處理 形成於該EL元件的表面上以蓋住該EL元件；以及一第二 保護膜，係透過濕式處理形成於該第一保護膜的表面上且 係用以覆蓋未爲該第一保護膜所覆蓋的未覆蓋部分。 一種用於製造根據本發明之EL裝置的方法包含下列 步驟：於基板的表面上形成包含至少一第一電極層、一發 光層及一第二電極層的EL元件；透過乾式處理於該EL元 件的表面上形成第一保護膜以蓋住該EL元件；以及透過濕 式處理於該桌·一保護膜的表面上澱積聚砂氣院以形成第二 保護膜。 更明確地說’該第一保護膜係透過乾式處理直接形成 於該EL元件的表面上而該第二保護膜則進一步透過濕式 處理利用聚矽氨烷形成於該第一保護膜上。如是形成的第 一和第一保護膜可在不致破壞其]gL元件下防止該EL元件 歸因於氧氣或其他氣體以及水氣之類的闖入受到破壞。 1236310 (四）實施方式 以下將參照各附圖說明本發明的實施例 弟1圖係用以顯不一種根據本發明較佳 裝置結構的截面圖示。一 EL元件2係形成於 基板1表面上。該EL元件2包含：一陽極： 一電極層的角色且係形成於該玻璃基板1的 機發光層4，係形成於該陽極3上；一陰極ί 二電極層的角色且係形成於該有機發光層4 第一保護膜6係形成於該E L元件2的表面_ 元件2。一第二保護膜7則進一步形成於該 上以蓋住該第一保護膜6。 玻璃基板1可以是由對可見光呈透明或 材料製成的。除了玻璃之外，可以使用滿足 膠。該EL元件2的陽極3只須在扮演著電極 對可見光係呈透明或半透明的。例如，可使 (I Τ 0 )當作其材料。該有機發光層4可以是由 任何諸如喹啉並酯金屬化合物（A 1 q 3 )或二氯 類有機發光物質的材料製成的。可適當地將 層及電洞傳輸層之類的一層或更多層形成於 作習知有機E L裝置中所用的各層。各個別層 知材料依適當方式形成的。陰極5只須扮演 而且會對可見光呈現出反射性。例如，可使 或鉬之類的金屬、鋁合金或鋁鉬層壓材料。 空澱積法之類任何已知的薄膜形成方法形成彳 兰實施例之EL 一透明的玻璃 i，係扮演著第 表面上；一有 i，係扮演著第 的表面上。一 匕以蓋住該EL 第一保護膜6 半透明的任何 這種條件的塑 的角色時至少 用錫銦氧化物 一種至少含有 甲烷（D C Μ)之 諸如電子傳輸 各電極之間當 都是由任何已 著電極的角色 用諸如鋁、鉻 可藉由例如真 _ 一個層。 1236310 該桌一保護fl吴ό係由例如氮化砂、砂、氮氧化砂及氧 化矽之類透過乾式處理製備的矽化合物形成的且較佳的是 其厚度爲0.1到5微米。 此外’用作該第二保護膜的是係由聚矽氨烷透過濕式 處理製備之厚度爲〇. 0 1到2微米的二氧化矽膜。本發明中 ，「聚矽氨烷」一詞涵蓋了將其氫原子和矽原子之鍵結局 部地替換成烷基的聚矽氨烷衍生物。在存在有烷基特別是 低分子量的甲基下，可改良二氧化矽膜在當作基底之第一 保護膜上的黏性並呈現出彈性。結果，即使在將二氧化矽 膜製作得很厚下也能夠防止破裂的發展。至於烷基，較佳 的是採用具有1到4個碳原子的院基。同時，可使聚砂氨 烷處於其中有一部分保持未反應的半乾燥狀態。 於如是建造的EL裝置中，發光表面係對應到玻璃基板 1與另一其上形成有該EL元件2之主表面相對之主表面上 。也就是說，自有機發光層發射出的光會直接進入陰極5 或是在受到陰極5反射之後進入其中，然後再穿透玻璃基 板1自其中輸出。 接下來，將要討論一種用製造前述EL裝置的方法。首 先，可藉由例如真空澱積法之類任何已知的薄膜形成方法 依陽極3、有機發光層4及陰極5的順序將之堆疊於該玻 璃基板1的表面上以便因此形成該E L元件2。 在那之後，將具有該EL元件2的玻璃基板1轉移到處 於真空或是惰性氣體環境中之電漿CVD裝置的反應槽內。 藉由電漿CVD法將第一保護膜6形成於該陰極5的表面上 1236310 。此日寸’較佳的是在該玻璃基板1的溫度會落在不高過用. 以形成該EL兀件2之每一種材料的玻璃躍遷溫度例如從 5 0到1 1 0 °C範圍內這樣的條件下形成該第一保護膜6以使 之不致影響該E L元件2。更佳的是，該玻璃基板1的溫度 會洛在用以形成該E L兀件2之每一種材料的玻璃躍遷溫度 中最低之玻璃躍遷溫度以下等於或小於20。K的溫度上。 接下來’使之曝露在大氣中，跟著將聚矽氨烷塗覆到 該第一保護膜6的表面之上。其塗鍍方法可選自諸如旋轉 塗鍍法、浸漬塗鍍法、流動塗鍍法、滾動塗鍍法及屏蔽印 鲁 刷法之類的各種方法。這裡，可於用以形成該第一保護膜 6之相同大氣或是惰性氣體環境中以取代曝露在大氣中塗 覆該聚矽氨烷。 隨後，藉由使用烤爐、熱板或是其他這類加熱器對聚 矽氨烷進行烘烤以起動表爲下列反應式的反應並形成第二 保護膜7 : [•SiH2NH-]n + 2H20 — Si02 + NH3 + 2H2 如是，完成了該EL裝置。 · 如第2圖所示，例如假定有諸如灰塵之類的異物8存 在於該EL元件2的表面上，則即使係透過乾式處理將該第 一保護膜6形成於該EL元件2的表面上，也存在有該第一 保護膜6無法完全蓋住該異物8而留下未爲該第一保護膜 6所覆蓋的未覆蓋部分。不過，該第二保護膜7係透過濕 式處理形成於該第一保護膜6上而因此蓋住未爲該第一保 護膜所覆蓋的未覆蓋部分。據此，可避免氧氣或其他氣體 -10- 1236310 以及水氣之類自外界闖入該E L元件2內。 同時，可在將聚矽氨烷塗覆到該第一保護膜6的表面 之上以形成該第二保護膜7之前透過乾式處理將該第一保 護膜6形成於該E L元件2的表面上。如是，該E L元件2 不致受到任何損壞。 除了灰塵之外，該異物8也可以是玻璃粉末或抗蝕劑 的沉積物。無論該異物是什麼，都能以該第二保護膜7蓋 住未爲該第一保護膜6所覆蓋的未覆蓋部分9，這使吾人 能夠避免氧氣或其他氣體以及水氣之類的闖入。 假如塗覆有聚矽氨烷的部分在烘烤處理中保持未反應 亦即該聚矽氨烷係處於半乾燥處理，則該未反應部分與闖 入的水氣產生反應且因此防止水氣抵達該EL元件2。因此 ’可防止該EL元件2歸因於闖入的水氣而受到破壞。 吾人應該注意的是上述實施例中已討論了底部放射型 有機EL裝置，其中係依透明的陽極3、有機發光層4及反 射性陰極5的順序將之堆疊於該玻璃基板1上，並透過該 H極3及玻璃基板1傳送由該有機發光層4所發射的光且 使光自其中向外出射。不過，本發明並不受限於此。本發 曰月也可應用在頂部放射型有機EL裝置上，其中係依反射電 極、有機發光層及透明電極的順序將之堆疊於基板上，並 ^過與基板相對的透明電極使由該有機發光層4所發射光 自其中向外出射。此例中，該第一和第二保護膜係依序形 $於透明電極上且必需是由對可見光呈透明或半透明的任 何材料製成的。 -11- 1236310 截至目前已對該EL裝置作了說明。不過，本發明也可 依類似方式應用在無機EL裝置上。 至於用以形成該第二保護膜的濕式處理，除了塗覆聚 矽氨烷的方法之外也可以使用塗覆防水樹脂的方法。 [實例] 藉由反應濺射法將厚度1 9 0奈米的錫銦氧化物（IΤ Ο)之 陽極形成於透明的玻璃基板上。之後，在澱積發光層之前 使該基板接受鹼液淸洗然後再以純水進行淸洗，接著進行 乾燥及紫外線臭氧淸潔處理。 將基板轉移到一真空澱積裝置內並藉由使用碳坩堝以 〇·1奈米/秒的澱積速率及大約5.0xl(TsPa的真空澱積厚度 1 0奈米的銅酞花青染料當作電洞注入區。 接下來，藉由使用碳坩堝以0 . 1奈米/秒的澱積速率及 大約5·0χ1 (Γ5 pa的真空度於該電洞注入區上澱積厚度30奈 米之三苯基醯胺的四聚物當作電洞傳輸區。 此外，以0.1奈米/秒的澱積速率及大約5.0x1 (Γ 5 Pa的 真空度於該電洞傳輸區上澱積厚度40奈米的4,4’-雙（2,2_ 二苯乙烯基）聯苯（DPVBi;發光顏色：藍光）當作發光區。 藉由使用碳坩堝以〇 . 〇 1奈米/秒的澱積速率及大約5 · 0 xl(T5Pa的真空度於該發光區上澱積厚度20奈米的喹啉並 酯金屬化合物亦即A 1 q 3當作電子傳輸區。 隨後，藉由使用碳坩堝以0.0 3奈米/秒的澱積速率及大 約5.〇xl〇_5Pa的真空度於該電子傳輸區上澱積厚度〇·5奈 米的氟化鋰（L i F)當作陰極界面區。此外，於該陰極界面區 •12- 1236310 上以1奈米/秒的澱積速率及大約5.0xl(r5pa的真空度於鎢 船上澱積厚度1 0 0奈米的錦膜當作陰極。 在如是將E L元件形成於玻璃基板上之後’藉由電漿 C V D裝置於該陰極的表面上澱積一氮化矽膜當作第一保護 膜。更明確地說，將玻璃基板置於該電漿CVD裝置之反應 槽內並進行排氣使壓力降到1 x 1 〇 P a而允§午S i Η4、N Η 3及 氮氣分別以100毫升/分鐘、50毫升/分鐘及1000毫升/分 鐘的流速在其內流動。在這一點上’將壓力調整爲7 5 P a。 接下來，在其間配置有2 0毫米之縫隙的一對電極之間施加 ® 13.56兆赫之600瓦的射頻電源以誘發氣體放電’藉此於陰 極表面上澱積一厚度1微米的氮化矽膜。此時，係將玻璃 基板1的溫度設定爲等於或低於100 °c且其薄膜形成速率 大約是3奈米/秒。 此外，藉由使用轉速爲5 0 0rPm之旋轉器以20重量％ 的濃度於該氮化矽膜的表面上塗覆以聚矽氨烷（可自曰本 之Clariant公司取得型號爲「NL-120」的產品0。隨後， 溫度9 0 °C熱板上爲該最終結構進行3 〇分鐘的乾燥且因此 I 形成了厚度〇 . 5微米的第二保護膜。 在高溫/高濕度條件下對如是製造EL裝置進行評估。 必然地，其評估結果確認了即使在經過5 0 0小時之後也不 致在屏幕上發展出任何黑點。 當作比較例，除了省略第二保護膜之外可依類似於該 實例的方式製造一有機EL裝置。換句話說，將EL元件形 成於玻璃基板上然後再將第一保護膜形成於陰極的表面上 -13- 1236310 。在高溫/高濕度條件下對這種EL裝置進行評估。其評估 結果透露出如第3圖中樣本D S 1到D S 5所示出現了數個隨 著時間消逝而成長的黑點。 (五）圖式簡單說明 第1圖係用以顯示一種根據本發明較佳實施例之EL裝 置結構的截面圖示。 第2圖係用以顯示在E L元件之表面上存在有異物的情 況下該EL裝置之主要部位的放大圖示。 第3圖係用以顯示比較例之EL裝置在高溫/高濕度條 件下其黑點隨著時間消逝而成長之效應的評估結果的曲線 圖。 主要元件符號說明 1 基板 2 電致發光（EL)元件 3 陽極 4 有機發光層 5 陰極 6 第一保護膜 7 第二保護膜 8 異物 9 未覆蓋部分

Claims (1)

1. l2363l〇 十、申請專利範圍： 種EL裝置，包含： 一基板； 一 E L元件，係形成於該基板的表面上且包含至少一 第—電極層、一有機發光層及一第二電極層； 一第一保護膜，係透過乾式處理形成於該EL元件的 表面上以蓋住該EL元件；以及 弟一*保護0吴，係透過濕式處理形成於該第一保護 月莫的表面上且係用以覆蓋未爲該第一保護膜所覆蓋的未 41 覆蓋部分。 2 ·如申請專利範圍第1項之EL裝置，其中該第一保護膜係 由選自由氮化矽、氮氧化矽及氧化矽構成之族群的一種 材料形成的。 3 .如申請專利範圍第1項之EL裝置，其中該第二保護膜包 括一藉由使用聚矽氨烷透過濕式處理所形成的二氧化矽 膜。 4 ·如申請專利範圍第2項之EL裝置，其中該第一保護膜的 ® 膜厚度爲〇 . 1到5微米。 5 ·如申請專利範圍第3項之EL裝置，其中該第二保護膜的 膜厚度爲〇 · 〇 1到2微米。 6 ·如申請專利範圍第1項之EL裝置，其中該EL元件包括 一有機EL元件。 7 ·如申請專利範圍第1項之EL裝置，其中該EL元件係屬 底部放射型式。 -15- 1236310 8 .如申請專利範圍第1項之EL裝置，其中該EL元件係屬 頂部放射型式。 9 . 一種用於製造E L裝置的方法，包含下列步驟： 於基板的表面上形成包含至少一第一電極層、一有 機發光層及一第二電極層的EL元件； 透過乾式處理於該EL元件的表面上形成第一保護 膜以蓋住該EL元件；以及 透過濕式處理於該第一保護膜的表面上澱積聚矽氨 烷以形成第二保護膜。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之用於製造EL裝置的方法，其中 係藉由電漿CVD法在不高過用以形成該EL元件2之每 一種材料的玻璃躍遷溫度下形成該第一保護膜。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之用於製造EL裝置的方法，其 中係在用以形成該EL元件之每一種材料的玻璃躍遷溫 度中最低之玻璃躍遷溫度以下等於或小於2 0 ° K的溫度 上形成該第一保護膜。 1 2 .如申請專利範圍第9項之用於製造EL裝置的方法，其中 係藉由在該第一保護膜的表面上塗覆聚矽氨烷並進行烘 烤以形成第二保護膜。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之用於製造EL裝置的方法，其 中係將聚矽氨烷保持在半乾燥狀態。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之用於製造EL裝置的方法，其 中係藉由選自由旋轉塗鍍法、浸漬塗鍍法、流動塗鍍法 、滾動塗鍍法及屏蔽印刷法構成之族群的一種方法塗覆 -16- 1236310 該聚矽氨烷膜。 1 5 .如申請專利範圍第9項之用於製造EL裝置的方法，其中 該聚矽氨烷的烷基係以1到4個碳原子與矽形成鍵結。

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