TWI273701B - A method for forming an OLED device and an OLED device - Google Patents

Description

1273701 玖、發明說明 \ (發明說明應敘明··發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） 發明所屬之技術領域： 本發明揭示一種電極之圖型化’諸如有機電激發光二極 體（OLED)裝置中之圖型化。 (二） 先前技術： 第1圖表不一^種像素OLDE裝置100’其例如使用在各 種型式消費性電子產品之顯示器，包括蜂巢式電話、蜂巢 式智慧型電話、個人組織表、呼叫器、廣告看板、觸控屏 幕顯示器、遠傳會議及多媒體產品虛擬實境產品及顯示報 攤。 O LED裝置包括在基體1〇1上所形成之功能堆疊。功能 堆疊包含在做爲電極（陰極陽極）之兩導體層115及105之 間的其一或多數有機功能層1 1 〇。導電層形成所期望之圖 型。例如，導電層可圖型化在第〜方向中形成陰極列，而 在第二方向中形成陽極行。OLED格（cell)或像素定位在 陰極及陽極重暨之處。電何載體經由接合點15〇注入通過 陰極及陽極在功能層內再結合。電荷載體之再結合造成像 素的功能層來發射可見放射光。氣密地密封格，以封包16〇 來封裝裝置。 自格之放射光可經由封包或經由基體來看見。爲經由封 包看見放射光’使用透明之上電極及封包；爲經由基體來 觀看，使用透明之下電極及基體。

如第2圖所示，使用形成錐狀戏掀赦γ 士描r A 夂4經整形之墩柱1 7 ο便利 1273701 方、上電S之圖型化。形成錐形或經整形之墩柱，例如在 1997年日本應用物理學會及相關學會之第四十四屆春季 會議摘要、及美國專利第5,9 6 2,9 7 〇號、第5,9 5 2,〇37號、 第5，？42，129號或第5,7〇1，〇55號中所述，這些專利在本 文中全部併合做爲參考。墩柱是在下電極形成之後形成在 基體上。然後’例如’功能材料以自旋塗層技術來沈積。 然後’導電材料例如以真空沈積法來沈積在功能材料層 上。由於墩柱之縱斷面（pro file)，所以導電層之連續性斷 裂，使得在功能層上之導電層分節（segment)及在墩柱頂 部上分節。 如第2圖所示，聚合物溶液沈積造成聚合物堆積在墩柱 之基部處。在墩柱之基部處聚合物之堆積改變墩柱之縱斷 面，而且可防止墩柱免於使得導電層1 1 5之連續性斷裂， 如此造成格之間的短路。 如上所述顯示，期望可提供已整形之墩柱結構，其在 0 L E D裝置製造中可使得電極有效地圖型化。 (三）發明內容 本發明大致例如揭示一種0 L E D之製造方法。更明確地 ，本發明揭示導電層之圖型化。在其一實施例中’墩柱分 離成第一及第二子墩柱，其中墩柱包括凹部（undercut) ’ 而子墩柱以間隙來分離。子墩柱之凹口使得後續所沈積導 電層之連續性斷裂。子墩柱以光微影技術來形成。在其一 實施例中，子墩柱是以和功能有機層沈積所關連之溶劑不 產生化學作用的光敏材料來形成。 1273701 (四）實施方式 第3圖表示根據本發明其一實施例 OLED裝置包含基體1〇1，其格形成在 施例中，基體包含透明基體，諸如用 之玻璃。使用來支架OLED像素格之 可使用。非透明基體也可使用，例如 160來觀看之應用例。 Ο LED格包含在第一及第二電極1〇 一或多數有機層110。在其一實施例[ 陽極，而第二電極115是陰極。第一 二電極形成爲陽極也可使用。例如， 別第一及第二方向中形成爲電極帶來 典型地，第一及第二方向相互正交。 接到陰極及陽極。封包1 6 0提供來封 生容腔（cavity) 145來保護格免於實際 害。 在OLED格上所延展之墩柱370提 便於第二電極之圖型化。墩柱也可延 封包，如第4圖所示。這對於可撓性 ，因爲封包避免接觸及損壞格。墩柱 化如所需要，而且產生分離之0 led 第二電極列，而形成OLED格之陣列 柱之間，其中第二電極重疊第一電極 根據本發明，墩柱劃分爲第一及第 之OLED裝置3〇〇。 ί基體上。在其一實 於經由基體來觀看丰各 其他型式透明材料也 ，其中格可經由封包 5及1 1 5間所包夾之 和，第一電極105是 電極形成爲陰極而第 第一及第二電極在個 產生0 L E D格陣列。 接合點1 5 0電氣地串禹 裝OLED格。封包產 接觸封包而造成損 供在基體表面上，以 展空腔之高度來支架 OLED裝置特別有用 使用來使得電極圖型 格。例如，墩柱產生 。OLED格定位在墩 〇 二子墩柱370a-b。 1273701 提供具有多於二個子墩柱之墩柱也可使用。例如，子墩柱 之高度約1 - 1 〇 // m，較佳地約2 - 5 // m。例如，子墩柱之寬 度約2 - 2 0 # m。在子墩柱間之間隙3 7 5約0.3 - 5 // m。子墩 柱包括凹部而產生縱斷面，其中下部比較上部更窄。縱斷 面或凹部在沈積期間足以使得第二導電層之連續性斷裂。 使用具有凹部之結構以便於導電層圖型化，例如在1 9 9 7 年曰本應用物理社團及相關社團第四十四次春季會議摘要 中說明，其已倂合在本文用於所有目的之參考。 凹部可以自單一元件層所形成具有錐形或V型縱斷面 的子墩柱來產生。例如，子墩柱之側壁可約爲4 5 - 6 5。（自 水平面起）。較佳地，子墩柱包含在製造期間穩定之材料 。在其一實施例中，子墩柱是由諸如光阻之照相可圖型化 材料來形成。當必要時，光阻經處理，使得其和使用於沈 積功能有機層之溶劑不發生化學作用。其他型式光敏材料 諸如聚醯胺（polyamide)或光敏聚苯並噁唑 (polybenzoxazole)也可使用。此外，A1Hed signal 公司所 製is諸如電子固化先阻系統（electr〇n cure resist system) 也可使用來形成具有所期望橫剖面形狀之墩柱。如果間接 地圖型化’非光敏絕緣材料諸如光阻也可形成子墩柱。 替代性地，如第5圖所示，多數層可使用於形成具有τ _ 形狀縱斷面圖之子墩柱。多裝置層之使用例如在1998年 6 月 18 日電極結構的製造（HersteUung VQn struktuHenen

Elektroden)中所述，其在本文中已倂合用於全部目的之參 考。 -10- 1273701 女口 ±所述’習用使用墩柱來圖型化電極因爲在墩柱之基 @ m堆積聚合物材料所以遭遇短路問題。堆積使得墩柱之 ，縱_ ®劣化’其影響墩柱使得導電層圖型化而形成電極的 能力不良。本發明以分離墩柱成爲至少第一及第二子墩柱 $ μ免短路問題。在子墩柱之間提供相當窄的間隙，充塡 在間隙之間的聚合物量小。這避免面對間隙之墩柱的側壁 不受聚合物堆積所劣化，如此確保導電層在子墩柱間不連 續。 第6-9圖表示根據本發明其一實施例之0LED裝置的製 鲁 造方法。參照第6圖，提供基體1〇1。在其一實施例中， 基體包含透明材料，例如，驗石灰（s〇da lime)或硼砂酸玻 璃。其他型式材料也可使用做爲基體。典型地，基體約 0.2 - 1 . 1 m m 厚。

在另一實施例中，基體包含薄且可撓性基體。可撓性基 體例如由塑膠膜來形成，例如透明聚（乙烯對苯二酸 (ethylene terephthalate)) (PET)、聚（丁烯對苯二酸 (butylenes terephthalate))(PBT)、聚（乙烯萘亞甲酸 (ethylenenaphthalate))(PEN)、聚碳酸（PB)、聚亞醯胺（PI) 、聚 （P〇1ysu1fοnes) ( P S0 )及聚（p-pheny1ene ether sulfone))(PES)。其他材料例如聚乙烯（p〇lyethylene)(PE) 聚丙嫌（polypropylene)(PP)、聚（氯乙嫌）（vinyl chloride)(PVC)、聚苯乙條（p〇lystyrene)(PS)及聚（甲基甲 基丙燦酸（methyl methylacrylate))(PMMA)，也可使用來 形成基體。替代性地，諸如超薄玻璃（即厚度在1 0 - 1 0 0 // m -11- 1273701 之間）的材料，也可使用包含玻璃及聚合物或聚 合物膜塗層無機障襞層之合成物堆疊。 基體包括在其包面上所形成之第〜電極1〇5。第一電極 做爲例如陽極。陽極由道 倾由導電性材枓所形成。在其一實施例 中導電材料包Q透明導電材料，諸如麵錫氧化物^丁。） 〃他设明導電材料例如銦_鋅_氧化物、鋅氧化物、鍚氧 化物也可使用。在：g： _香说丨+ . 〃 實施例中，陽極以帶狀來配置在第 方向中較仏地’分離陽極之間隔小於5 0 # m寬。也可 提供到接口點之連接部。各種技術諸如照相石版印刷技術 也可使用來形成陽極。 参照第7圖，裝置層769沈積在基體上。裝置層使用於 產生墩柱，其便於導電層之圖型化來產生第二電極（即陰極） 。裝置層之厚度等於墩柱的高度。例如，裝置層之厚度約 1 - 1 0 /z m 〇 在其一實施例中，裝置層包含負活性光阻諸如clarUnt 公司所製造之A Z 5 2 1 4 E。其他型式光敏材料諸如正活性 光阻也可使用。光阻例如以自旋塗層來沈積在基體上。在 其一實施例中’使用KarlSuessRC8自旋塗層以1〇〇〇rpm 自旋基體約2 0秒來沈積光阻。在沈積光阻之後，基體例 如以9 0 °C來烘烤約2分鐘來去除光阻溶劑。 在弟8圖中’裝置層經由光罩82〇來選擇性地自曝光光 源來曝光。曝光過程設計來產生具有所期望凹部或錐形，縱 斷面之墩柱。例如，曝光過程包含以具有不同穿透深度之 不同能量的量子或充電微粒來使得光敏層連續地曝光，而 -12- 1273701 在顯影期間形成錐形縱斷面。負活性光敏層之上部區以大 ’ 於下部區更大能量量來曝光。

在其一實施例中，負活性光阻層經由光罩以曝光源來選 擇性地曝光。曝光結果在區域8 6 6之上部比較下部吸收較 大光量（即區域8 6 6之下部曝光不足）。區域8 6 6對應所要 形成子墩柱之位置。在其一實施例中，使用K a r 1 S u e s s M J B 3曝光源以I線照射來使得光阻曝光。曝光劑量約50mj/cm2 〇 然後製備使得光阻來顯影而去除未曝光部份。用於負活 ® 性光阻之製備，包括曝光後之烘烤來去除在曝光區域之光 阻的交連（cross link)。例如，曝光後之烘烤約在120 °C實 施約6 0 - 9 0秒。交連使得光阻不會溶解在光阻顯影化學物 。在曝光後之烘烤後，光阻經過來自曝光源之泛曝光 · (flood exposure)(即沒有光罩之曝光）。泛曝光使得光阻先 - 前未曝光部份可溶解。例如，泛曝光之劑量約1 0 0 0 m J / c m 2 參照附第9圖，裝置層以光阻顯影化學物來顯影，而 去除未曝光部份而餘留墩柱3 7 0 (子墩柱3 7 0 a-b)。例如， 光阻化學物包含Clariant公司所製造諸如A2 7 2 6之鹼性 顯影劑。光阻在室溫之顯影化學物中顯影約6 0秒。因爲 曝光區域之下部曝光不足，所以其等更溶解在光阻化學物 。這產生具有凹部之墩柱，導致在底部之橫剖面更窄於在 頂部之橫剖面。然後以去離子化水沖洗來去除顯影劑。 在形成墩柱之後，光阻固化來改善墩柱之機械穩定度， -13- 1273701 而且使得墩柱和使用來形成功能有機層之有機溶劑不會發 生化學作用。在其一實施例中，光阻以約1 6 0 °C之溫度使 基體加熱約6小時而固化。在其一實施例中，基體根據下 列參數來固化： a)在2小時內自i 〇 0 t至6 〇線性遞增； b )以1 6 0 °C恆定地固化4小時；及 Ο不用快速冷卻地降溫。 其他固化技術諸如電子束（e_le anl)、微粒（中子、阿爾去微 粒）或UV固化法也可使用。在固化後，基體以經過UV_〇 約3分鐘來淸潔，去除在基體之未曝光部份上的小有機殘 留物。 用於濕式聚合物沈積技術則使用不會影響未固化之光阻 的溶劑’尤其不會在光阻結構上產生由機械壓力或強溶液 流（即，旋塗層）所產生的大力量，所以固化可避免。 參照附第10圖，一或多數功能有機層710沈積在基體 上。在其一實施例中，沈積兩功能有機層。例如，第一功 能層包含導電聚合物，諸如聚苯胺（polyaniline)(PANI)及 聚乙烯二氧噻吩（polyethylenedioxythiophene)(PEDOT)(由 德國拜爾公司所製之Bay tr on P)。導電聚合物溶解在水或 其他極化溶劑內，而且以旋塗層或其他濕式沈積技術來沈 積，跟著以烘烤步驟來去除溶劑。第二功能有機層包含共 軛聚合物（conjugated polymer)。聚合物溶解在溶劑中而 以旋塗沈積技術來沈積。在其一實施例中，有機官能層包 含1 %電子發光聚合物溶液溶解在二甲苯中，以4 0 0 0 rp m 1273701 來自旋沈積在基體上約3 0秒。其他濕式沈積技術也可使 用。例如，此技術包括有機功能層溶解在溶劑（即，Ν Μ P 、己烯）內之印刷技術（p r i n t i n g t e c h n i q u e s )(即，網版印刷 、膠印、噴墨印刷）。以濕式方法沈積有機功能層優點在 於其大致自行平面化，致使在充塡墩柱間之區的層面具有 大致平表面。因爲固化，墩柱不會受溶劑不良的影響。可 沈積多加功能層來形成功能有機堆疊。有機層或堆疊之厚 度典型地約2 - 2 0 0 nm。在沈積功能有機層後，基體加熱到 約8 5 °C溫度約1分鐘來使得溶劑蒸發。 有機層部份可以選擇性地去除，例如，使得用於接合點 連接之區域內的下層（underlying layer)曝光。有機層之選 擇性去除可以拋光法來達成。其他技術諸如蝕刻、刮除或 雷射切除，也可使用來選擇性地去除有機層之部份。 第二導電層115沈積在基體上。例如，第二導電層包含 Ca(鈣）、Mg(鎂）、Ba(鋇）、Ag(銀）、A1(鋁）或其混合物或 合金。其他導電材料，尤其這些包含低功函（low work function)也可使用來形成第二導電層。在其一實施例中， 第二導電層包含Ca。Ca以lnm/s速率及約l〇_5mbar之壓 力來熱蒸發沈積。其他沈積技術，諸如濺射法（PVD)、化 學氣相沈積法（CVD)、電漿加強化學氣相沈積法（PECVD) 、金屬有機化學氣相沈積法（MOCVD)也可使用。第二導電 層之連續性以子墩柱來斷裂，使得其圖型化來形成陰極， 而產生Ο L E D像素陣列。 製造過程繼續來完成OLED裝置。例如，封包160安裝 1273701 在基體上來封裝裝置，而且形成接合點150來提供到OLE D 像素之電氣接達。在其一實施例中，封包包含玻璃其具有 形成在其上之側支架。例如，此封包說明在本文中倂合用 於所有目的的參考文件。其他型式之封包，諸如空腔封包 也可使用。 在替代性實施例中，封包及第二導電層是透明而能經由 基體來觀看像素。 雖然本發明已明確地參照各種實施例來證明及說明，但 是擅長於本技術者認知可實施本發明之修正例及改變例而 沒有脫離本發明之精神及範圍。因此，本發明之範圍判定 不僅需要參照上述說明也要參照申請專利範圍及其等效例 的全部範圍。 (五）圖式簡單說明 ~ 第1-2圖是使用已整型墩柱之習用OLED裝置； 第3 - 5圖表示本發明之實施例；及 第6-10圖表示根據本發明一實施例之製造OLED裝置 的方法。 符號之說明 1 0 1、3 0 1…基體 1 05、1 1 5…第一及第二電極 1 10…有機層 1 1 5 a…導電層 1 45…空腔 150…接合點 -16- 1273701 1 60…封包 3 0 0…有機電激發光二極體裝置 3 7 0…墩柱 3 7 0 a、b…子谆文柱 3 7 5…間隙 710…功能有機層 7 6 9…裝置層

8 2 0…光罩 8 6 6…區域

-17-

Claims (1)

1273701 拾、申請專利範圍 第91125386號「形成OLED裝置之方法及OLED裝置」 專利案 (9 2年4月修正） 1 . 一種形成OLED裝置之方法，包含下列步驟： 一形成第一電極，以一第一方向來配置在一基體上； 一在該基體上形成一裝置層； 一使得該裝置層來圖型化，而在該基體上沿著一第二 方向而形成墩柱；其中各墩柱包含具有一凹部且以一間 隙來分離之至少第一及第二子墩柱； 一固化該墩柱使得其等對一濕式沈積過程不起化學作 用； 一在該基體上以該濕式沈積法來沈積至少其一有機功 能層；及 一在該基體上沈積一導電層，其中該子墩柱之該凹部 使得該導電層之連續性斷裂，而在該第二方向中形成電 極〇 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中 一該濕式沈積法是旋塗或一印刷技術。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中 一該第一及第二電極之該第一及第二方向相互正交。 4 .如申請專利範圍第1 項之方法，其中 一該墩柱包含照相可圖型化材料。 -18- 1273701 5 .如申請專利範圍第1 項之方法，其中 一該子墩柱包含錐形或T形狀之縱斷面。 6 .如申請專利範圍第1至 5項中任一項之方法，其中 一固化該墩柱包含一固化製程，選自包含加熱、電子 束固化、U V固化、粒子固化或其組合之群組。 7 . —種OLED裝置，包含： 一第一電極，在一基體上之一第一方向； 一墩柱，在該基體上之一第二方向；其中一墩柱包含 具有一凹部及以一間隙來分離之至少第一及第二子墩 柱； 一至少一有機功能層，以一濕式沈積法來沈積在該墩 柱間之該第一電極上，該墩柱對該濕式沈積法不會產生 化學作用； 一第二電極，在該墩柱之間。 8 .如申請專利範圍第7項之OLED裝置，又包含： 一一帽蓋，接合至該基體，產生一空腔用於封裝該裝 置； 一其中該墩柱延展該空腔之高度來支撐該帽蓋。 1273701 陸、（一）、本案指定代表圖爲：第^_圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明 105…第一電極 110…有機層 115…第二電極 150…接合點 160…封包 300…有機電激發光二極體裝置 301…基體 370…墩柱 370a、370b…子敏柱 375…間隙 1273701 柴、本案若有化學式時，請掲示最能顯示發明特徵的化學_: