TWI237398B - Method to apply with large-areas mechanical sensitive layers on a substrate - Google Patents

Description

1237398 五、發明說明（1 ) 在平面圖像螢幕之市場上目前主要以所謂液晶顯示器 (LC-Displays)爲主，但除了製程上成牢較有利，較小之 電功率消耗以及重量小，空間需求較小之外，LCDs技 術亦具有一些重大之缺點。LC顯示器不是自我發光者 ，因此只在特別有利之環境光比（ratio)之情況下才可輕 易地讀取或辨認。這在大部份之情況下需要一種背景照 明，但這樣會使平面圖像螢幕之厚度增加很多倍。此外 ，照明時須使用電功率之大部份成份，且需要較高之電 壓以操作該燈或螢光燈管。這種電壓大部份是藉助於" 升壓（voltage-up)轉換器”而由電池或蓄電池所產生。其 它缺點是簡易LCDs之觀看角度大大地受限制且各別像 素之切換時間（其典型値是數毫秒且與溫度很有相關性） 較長。已延遲之圖像構成應用在通元件或視頻應用時所 造成之干擾特別明顯。 自1 98 7年開始，以有機發光二極體(OLEDs)爲主之 顯示器已爲人所知，其在原理上是由電致發光之有機層 (其配置在二個電極之間）所構成。若施加一種電位至電 極上，則由於電子及注入至有機層之電洞之間之重組而 使光發出。 ’ OLEDs具有上述之缺點。由於自我發光性，因此不需 一種背景照明，這樣可使空間需求及電功率大大地降低 。切換時間是在微秒之範圍中且只與溫度有很小之相關 性，因此可用於視頻領域中。讀出角度幾乎是1 80e。大 部份情況都不需極化箔（但在LC顯示器中需極化箔）， 1237398 五、 發明說明 ( 2； 因 此 可 使 各 顯 示 元件 有較大之亮度。其它優點是可用在 可 撓 性 之 非 平 面 式之 基板中。 在 製 造 OLED< $時， 可使用低分子之有機材料（例如， 羥 基 喹 啉 -鋁- m -鹽） ，其大部份藉由熱蒸發而施加在適 當 之 基 板 上 〇 以 此種 技術爲主之顯示器已可在商場上獲 得 且 巨 Λ 刖 主 要 用在 汽車電子裝置中。但由於這些組件 之 製 造 是 與 真 空 中許 多步驟有關，則此種技術所隱含之 缺 點 是 局 的 投 資 -及維修成本以及較小之流通量。 因 此 發 展 — 種 0LED技術，其使用聚合物作爲有機材 料 聚 合 物 可 以 濕式 化學方式由一種溶液施加在基板上 0 在 此 種 技 術 中 因此 不需各有機層產生時所需之真空步 驟 Ο 巨 刖 各 電 致 發光 聚合物大部份都是藉由旋轉離心法 施 加 而 成 〇 此 種 方法 有下列缺點： 大 部 份 (約 9 90/ 幻之丨 聚合物溶液最後都已消失，旋轉離 心 過 程 較 長 (約30至 6 〇秒）且在基板較大時幾乎不可能 施 加 均 勻 之 聚 合 物層 〇 在 OLEDs ;中， 通常須使用多層式之有功能之聚合物 層 其 例 如 由 電 洞輸 送聚合物及發射體聚合物所構成。 由 文 件 EP 0 892 —------------------------------ 02Λ A2中已知：藉由一種無接觸之噴 QZf 墨 印 刷 法 而 在 視 窗層 之視窗中施加各功能層，其可界定 各 圖 像 點 〇 藉 由 此種 無接觸之印刷方法，則亦可製成多 層 式 之 各 功 能 層 。但 藉助於噴墨印刷法卻不易均句地對 光 滑 之 表 面 進 行 塗層 。此外，噴墨印刷法很耗時，成本 因 此 亦 很 局 〇 -4- 1237398 五、 發明說明 ( 5) 由 於間 隔 支 件之區域中各功能層未與第一電極層相接 觸 則這 區 域稍後不會發光。由於此一原因，則在光 經 由 透明 之 基 板及一配置在基板上之透明之第一電極時 有 利的 是 至 少在一部份區域中使面向觀看者之此側上 之 基 板被 磨 毛 而失去光澤。此種磨毛藉由微觀之小凹口 而 產 生在 表 面 中。每一凹口都用作已發出之光之散射中 心 〇 藉由 此 光 之漫射式分佈以及與此相關之光輻射之均 勻 性 ，則 對 已 製成之顯示器之觀看者而言薄的各間隔支 件 接 近（q uai ’’不可看見”。若使用玻璃板作爲透明之基板 則 其可 藉 由 噴砂而被粗糙化，因此可被磨毛而失去光澤 〇 在本發 明 之 方法中，此種磨毛可在每一時間點進行。 若 光由 透 明 之第二電極（其施加在功能層上）經由透明 之 外 罩而 發 出 ，則該外罩（其例如含有玻璃或塑料）可有 利 地 被磨 毛 〇 構 成各 間 隔 支件所用之材料較佳是非導電性的，否則 各 間 隔支 件 可 在OLED顯示器之各電極層之間形成短路 〇 又 ，各 間 隔 支件在化學上相對於各有功能之聚合物而 言 應 該是 鈍 性 的，使各間隔支件不會與聚合物形成化學 反 m j心、 ，因 此 不 會改變聚合物之功能。 本 發明 之 方 法以下將依據實施例及圖式來詳述。圖式 簡 單 說明 • 第 1 A 至 1 F 「圖 本發明之方法中可能之形式之俯視 圖 〇 第 1H至 1 P 圖 本發明之方法中其它可能之形式之橫 -7- 1237398 五、發明說明（6) 切面。 第2A至2H圖 間隔支件之可能之形式。 第3圖 間隔支件之橫切面。 第4圖 即將印刷之符號。 第1 A至1 F圖以俯視圖顯示本發明中以大面積方式施 加電致發光之功能層所用之方法，其除了所需之步驟 A)，B)及C)之外另包含一系列之可選擇之其它有利之步 驟。 如上所述，在步驟A 1)中基板1之面向觀看者之此側 上至少在一些部份區域中被磨毛，則由於光均勻地發出 使稍後即將施加之間隔支件接近（quasi)”不可看見”。 第1 A圖中顯示可能之步驟A3 )，其中在透明之基板1 上施加第一電極層1 5 A及電性上相連之第一電極端部 1 5B以及與15A，15B相鄰之第二電極端部20B且隨後進 行結構化。使用銦-錫-氧化物（ITO)作爲導電之透明電極 之材料，其以流體之HBr來進行結構化。 在下一步驟A2)中，如第1B圖所示，施加第一隔離 層且隨後結構化成條形之第一條片25。條片25限定各 稍後以大面積方式所施加之第一，第二功能層。條形之 第一條片25之優點是：藉此使各功能層在施加時不會 造成一種延伸現象。在印刷時由於聚合物溶液之延伸會 使聚合物層之厚度特別是在顯示器之外部圖像點上變小 ，這樣會使顯示器之亮度不均勻且使壽命變短。 此外，亦可在敏感之各功能層及其上之氧化敏感之第 1237398 五、發明說明（7) 二電極材料上設有一種外罩（例如，塑膠蓋），其緊密地 封閉該顯示器之該部份。特別有利的是在透明基板1之 稍後將施加一種外罩之區域上不存在可延伸之各功能層 。同樣，第一及第二電極端部15B及20B之經由封罩下 方之各區域不應由可延伸之有功能之聚合物所覆蓋。 條形之第一條片25通常由4條片所構成，其中二個 條片分別與另二個條片形成橫向且這些條片形成連續之 條片結構，其可限定各功能層應施加之區域。此外，亦 可由其它條形之條片3 5來圍繞此4個條形之第一條片 。因此，在施加多個功能層時第一功能層由條形之第一 條片2 5所限定，其中即將施加之第二功能層然後由條 片結構3 5所限定。 間隔支件同樣可由條形之條片形式所形成，第一條片 25限定OLED之以大面積方式所壓印之各面，使在已製 成之顯示器上各條片之功能仍可明確地辨認。反之，間 隔支件位於顯示器之各功能層所在之面上。在已製成之 顯示器中，間隔支件可完全由各功能層所覆蓋而不會再 造成明顯之功能。 第1 C圖中顯示步驟A )，其中須產生各間隔支件5， 以便稍後在施加第二功能層時，在基板上已存在之第一 功能層及印刷機之轉印各功能層於基板上所用之部份之 間不會互相接觸。如上所述，可使間隔支件5結構化， 此時光阻經由遮罩而被曝光及顯影。 由於稍後以大面積方式施加第二電極材料，則在步驟

----—J 1237398 举.為， 铜凡 五、發明說明（8) A)中須使間隔支件5結構化，使其由基板1中另外去除 之區域具有一種較小之橫切面，即，不具備突出之邊緣 形式（第3圖）。這樣所具有之優點是：金屬膜在已結構 化之間隔支件上不會裂開且因此不會與第二電極材料之 其餘部份相隔開。此種條片橫切面特別對這些間隔支件 5 (其完全圍繞稍後將發光之面之一部份）是有利的。在未 中斷之其它條片結構中不必擔心金屬膜完全裂開。 第1D圖中顯示步驟B)及C)，其中以大面積方式施加 第一及第二功能層。這些層10及11藉由大面積之印刷 方法，例如，平面印刷方法（例如，平版印刷），擦子印 刷，印透法（例如，絲網印刷）或模板印刷法，高低印刷 法（例如，凸版印刷），施加而成。 第1 E圖中顯示，在隨後之步驟D)中如何以大面積方 式在功能層10及11上施加第二電極層20A(其與第二電 極端部20B相接觸）。可藉由陰影遮罩以大面積方式例 如以鋁或鎂來蒸鍍成第二電極層以作爲金屬膜。 在隨後之步驟E)中，如第1F圖所示，在功能層10及 11之區域上，第二電極層20A上及第一，第二電極端 部15B，2 0B之各別末端上施加一種外罩30。此外罩30 例如可含有塑料。 第1H至1P圖詳述本發明之另一方法，其以滾筒旋 轉··印刷法以大面積方式施加電致發光之功能層。 第1H圖中係在印刷過程（步驟B)及C))開始之前該基 板1之橫切面，其包含第一電極層1 5 A及間隔支件5。 -1 0 - 1237398 五、發明說明（9 ) 在本發明之方法之第一步驟A)中在施加第一電極層1 5 A 之後在基板1上產生各間隔支件5。 第II圖是第二步驟B)進行時該配置之橫切面。可旋 轉之印刷滾筒7在可印刷之狀態（即，流體狀態）中使第 一功能層10A轉印至基板1。 第1J圖是步驟B)之後且在乾燥之前施加之第一功能 層10A。由於功能層之厚度（例如，5μιτι)通常大於間隔 支件之最大高度（其可爲2 μηι)，則間隔支件之增高量可 完全由功能層所覆蓋，以便在基板上可形成平坦之面。 第1 Κ圖是乾燥後已施加之第一功能層1 0。由於可印 刷之各功能層所含有之溶劑成份很高（可達99%)，這些 層在乾燥過程期間由於溶劑蒸發而大大地收縮。因此， 在乾燥期間電致發光層之厚度由5μηι下降至75nm。這 樣可確保：間隔支件之高度較已施加之功能層者還大， 因此在步驟C)中在施加第二功能層時各功能層可形成其 功肯b 。 第1 L圖中顯示：在步驟C)期間在流體狀態中以大面 積方式印刷第二功能層1 1 A。間隔支件可防止：印刷滾 筒7靠近第一功能層而使第一功能層受損。如第ij圖 所示，由於印刷滾筒上之第二功能層之厚度較間隔支件 之最大高度還大，則各功能層可由印刷滾筒轉印至基板 上。 第1M圖是直接在步驟C)之後且在乾燥之前之第二功 能層1 1 A。就像第1 J圖中所示，可形成平坦之面，其 -1 1 - 1237398 五、發明說明（1〇) 完全覆蓋各間隔支件。 在第二功能層乾燥之後，如第1N圖所示，間隔支件 之增高量又凸出來。因此，可藉由本發明之方法上下重 疊地壓印多於二層之機械敏感之功能層。 第1 〇圖顯示：第二電極層20A如何以大面積方式施 加在功能層上。這例如可以下述方式達成：以大面積方 式藉由陰影遮罩對金屬膜進行蒸鍍。 第1P圖顯示：如何施加該外罩30(其覆蓋第二電極層 及各功能層）。外罩3 0例如可由塑料或玻璃所構成。各 箭頭表示一種方向，在此方向中在電致發光時可經由透 明之基板1及透明之第一電極層1 5 A而發出。二種功能 層10,11中只有與二個電極層相接觸之這些區域才會電 致發光。在間隔支件5之區域中，電致發光層未與第一 電極層1 5 A相接觸，則這些區域不會發光。 第2A至2H圖以俯視圖顯示各間隔支件之可能之條片 結構。除了條片結構以外，原則上在即將印刷之表面上 亦可有其它形式之間隔支件（例如，栓）。由於各間隔支 件仍可在已製成之顯示器上辨認，則在形成各間隔支件 時美學上之觀點亦扮演重要角色。 由第2A圖中可看出多個間隔支件，其形式是平行配 置之條形之條片。第2B圖是棋盤式配置之條形之條片 。第2 C圖顯示蜂房式配置之條形之條片’其用作間隔 支件5。第2D圖中顯示已中斷之條形之條片’其互相 偏移而配置著且互相平行。第2E圖中各條形之條片橫 -12- 1237398 五、發明說明（11) 向於基板而配置著。第2 F圖顯示條形之彎曲式條片。 第2 G圖中顯示條形之圓條片。第2H圖中顯示平行延伸 之條形之已中斷之條片。 第3圖是條形之條片（其用作間隔支件5)之可能之橫切 面，其在已由基板中去除之區域中顯示較小之橫切面， 稍後即將施加之金屬膜在此種形式之條片上不會裂開。 就顯示器之整系列之應用於手機或駕駛艙（cockpits)而 言，所謂畫像條，符號條是需要的。這些符號通常埋置 於條片結構中。 若各符號之發光面佔有較大之區域，例如，第4圖中 以房屋形式所示之符號，其中以40表示之黑色面積會發 光且以45表示之面積不會發光，則各發光面40中可充 塡該間隔支件5，使這些面之大面積之印刷成爲可能。 本發明之方法亦可用在被動式矩陣-顯示器中，此時 第一及第二電極層結構化成互相垂直之條形之電極條且 各別可控制之圖像點所形成之短陣被結構化。在被動式 矩陣-顯示器中，通常垂直於第一電極條之條形之條片 被結構化，其上稍後以大面積方式施加而成之第二電極 層會裂開，因此形成第二電極條。可對這些條片之大小 及其相互間之間隔進行修改，使其同時可用作間隔支件 5 〇 本發明之方法不限於上述之實施例。特別是可利用本 發明來產生其它機械敏感層而可在層厚度均勻性較高之 情況下以預定之層厚度上下互相重疊而不會損傷。就所 -13- 1237398 五、發明說明（12) 使用之間隔支件用之材料及其結構而言，其它形式當然 亦在本發明之範圍中。 符號說明 1 基 板 10，1 1 功 能 層 1 5 A 第 —^ 電 極 層 1 5B 第 —* 電 極 端 部 20B 第 二 電 極 端 部 25,35 條 片 5 間 隔 支 件 20A 第 二 間 隔 層 30 外 罩 7 印 刷 滾 筒 40 里 色 面 積 45 不 發 光 之 面 -14-

Claims (1)

1237398 六、申請專利範圍 第9 1 1 243 55號「以大面積方式施加機械敏感層於基板上 所用之方法」專利案 (92年1月修正） 六申請專利範圍： 1. 一種以大面積方式施加至少二層機械敏感層於基板 上所用之方法，其特徵爲以下各步驟： A )在基板（1 )上產生各間隔支件（5 )， B )第一功能層（1 0 )以大面積方式施加在基板上， C)然後以大面積方式施加至少一第二功能層（15)， 在施加第二功能層（1 5 )時各間隔支件使第一功能 層（1 0 )及印刷裝置之轉印各功能層於基板上時所 用之部份之間不會互相接觸。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在步驟A )中須 使間隔支件（5 )結構化，使其相互間之最大之間距較 印刷裝置之轉印各功能層於基板上時所用之部份之 最小尺寸還小。 3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中間隔支件 (5 )結構化成條形之條片。 4. 如申請專利範圍第 3項之方法，其中須使間隔支件 (5 )之條片結構化’使其高度是〇 · 1至l〇Mm，寬度 是0.3至300pm且相互間之間距是2μπι至ΙΟμιη。 5. 如申請專利範圍第1項之以大面積方式施加至少二 層電致發光層至透明基板上所用之方法’其中在各 1237398 六、申請專利範圍 別之步驟A 1 )中至少在一部份區域中使基板（1 )之面 向觀看者之此側被磨毛而失去光澤。 6. 如申請專利範圍第 5項之方法，其中基板藉由噴砂 而粗糙化。 7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟A) 中各間隔支件（5 )以下述方式而被結構化：經由遮罩 使光阻曝光且隨後進行顯影。 8. 如申請專利範圍第1 項之方法，其中在步驟A )中 各間隔支件（5 )壓印在基板上。 9. 如申請專利範圍第1 項之方法，其中在步驟A )中 各間隔支件（5 )在基板（1 )上被結構上，使其橫切面 在遠離基板（1)之方向中逐漸變小。 10. 如申請專利範圍第1，2或9項之方法，其中同時以 間隔支件（5)或在一於步驟B)之前各別進行之步驟 A2 )中使第一隔離層結構化成條形之第一條片（25 )， 其限定各以大面積方式所施加之第一及第二功能層 (10,15)。 11. 如申請專利範圍第1 項之方法，其中在步驟B )及/ 或C)中藉由大面積之印刷方法來施加第一及/或第 二功能層。 12. 如申請專利範圍第 1 1項之方法，其中第一及/或第 二功能層藉由平面印刷法，高/低印刷法及/或絲網 印刷法或模板印刷法施加而成。 1237398 六、申請專利範圍 13·如申請專利範圍第1或1 1項之方法，其中 籲在步驟B)之前所進行之步驟A3)中在基板（1)上使 第一電極層（15A)結構化， •在步驟C)之後所進行之步驟D)中以大面積方式在 各功能層上施加第二電極層（20A)。 14.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中， •在步驟A3)中第一電極端部（15B)及與其相鄰之至 少一第二電極端部（20B)—起與第一電極層（15A) 在基板上被結構化， ♦在步驟D)中須施加第二電極層（20A)，使其與第二 電極端部（20B)相接觸， •在步驟D)之後所進行之步驟E)中在功能層（1〇及 15)之區域上，第二電極層（20A)上及第一，第二 電極端部（15B及20B)之各別未端上施加一種外罩 (30) °