TWI448193B - 有機電激發光元件及其製造方法 - Google Patents

Description

有機電激發光元件及其製造方法

本發明是有關於一種發光元件及其製造方法，且特別是有關於一種有機電激發光元件及其製造方法。

有機電激發光顯示器(organic electroluminescent display)有輕薄、自發光、低消耗功率、不需背光源、無視角限制及高反應速率等優良特性，已被視為平面顯示器的明日之星。另外，被動式有機發光元件可在輕薄、可撓式的基材上形成陣列結構，所以也非常適合應用於照明上，一般預估有機發光元件的發光效率提升至100Lm/W以上，且演色性高於80以上時，即有機會取代一般照明光源，因此有機發光元件在照明設備上將扮演非常重要的角色。

在有機發光元件中，由於有機發光元件為電流驅動，因此走線阻抗分佈不均會造成發光區域亮度分佈不均的問題。為改善上述問題，已有習知技術將有機發光元件分成多個陣列排列的有機發光單元，其中同一列的發光單元間彼此係採用串聯的方式連結而構成一發光單元串列，不同列的發光單元串列間則採並聯方式連結。如此一來，因走線阻抗的分佈不均所造成的發光區域亮度分佈不均的問題便可獲得改善。

一般而言，製作上述之有機發光元件的流程包括陽極的製作、圖案化介電層的製作、有機電激發光層的蒸鍍以 及陰極的蒸鍍。值得注意的是，在有機電激發光層與陰極的蒸鍍過程中，須採用兩種不同規格之網狀遮罩。詳言之，習知技術中所採用網狀遮罩具有多個成陣列排列之開孔，而這些開孔的尺寸與位置決定有機電激發光層以及陰極的分佈範圍。習知技術中的網狀遮罩會導致開口率的嚴重損失，主要原因有二，其中一個原因為：網狀遮罩在對位上難以十分精準，容易導致非發光區的面積增加；另一個原因為：網狀遮罩中，相鄰開口間的遮光圖案之線寬(line width)不能過小，線寬過小恐導致網狀遮罩的結構強度降低、製造成本大幅提昇，且會導致蒸鍍範圍難以控制(意即，相鄰蒸鍍範圍會鄰接甚至相互重疊)，但線寬過大則會導致非發光區的面積增加，造成開口率的嚴重損失。

本發明提供一種有機電激發光元件，其具有均勻的亮度分佈與高開口率。

本發明另提供一種有機電激發光元件的製造方法，所製作的有機電激發光元件具有均勻的亮度分佈與高開口率。

本發明提出一種有機電激發光元件的製造方法，其包括下列步驟。於基板上形成多個彼此分離之第一電極。於基板上形成圖案化介電層以覆蓋第一電極，其中圖案化介電層具有多個將第一電極暴露的接觸窗。於圖案化介電層上形成多個阻隔壁。以具有單一第一開口之第一遮罩為罩幕，同時形成多個位於第一電極上之有機發光圖案以及多 個位於阻隔壁上之有機材料圖案，其中有機發光圖案與有機材料圖案係彼此分離，且有機發光圖案與有機材料圖案未覆蓋接觸窗。以具有單一第二開口之第二遮罩為罩幕，同時形成多個位於有機發光圖案上之第二電極以及多個位於有機材料圖案上之導電材料圖案，其中第二電極與導電材料圖案係彼此分離，且各第二電極分別透過其中一個接觸窗與相鄰之第一電極電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之第二遮罩之第二開口大於第一遮罩之第一開口。

在本發明之一實施例中，上述之形成第一電極的方法包括下列步驟。於基板上形成透明導電層。於基板上形成圖案化金屬層，圖案化金屬層與透明導電層彼此電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之圖案化金屬層位於透明導電層與基板之間，而透明導電層覆蓋圖案化金屬層，且接觸窗位於圖案化金屬層上方。

在本發明之一實施例中，上述之透明導電層位於圖案化金屬層與基板之間，且接觸窗位於圖案化金屬層上方。

在本發明之一實施例中，上述之有機發光圖案以及有機材料圖案的形成方法包括蒸鍍。

在本發明之一實施例中，上述之第二電極與導電材料圖案的形成方法包括蒸鍍。

本發明提出一種有機電激發光元件，其適於配置於基板上，基板具有單一元件配置區以及環繞元件配置區之周邊區，而有機電激發光元件包括多個彼此分離之第一電極、圖案化介電層、多個阻隔壁、多個有機發光圖案、多 個有機材料圖案、多個第二電極以及多個導電材料圖案。多個彼此分離之第一電極配置於基板上，其中各第一電極包括位於元件配置區內之電極部以及至少一位於周邊區內之串接部。圖案化介電層配置於基板上以覆蓋第一電極，其中圖案化介電層具有多個位於周邊區之接觸窗，且接觸窗將串接部暴露。多個阻隔壁配置於圖案化介電層上。多個有機發光圖案位於電極部上。多個有機材料圖案位於阻隔壁上，有機發光圖案與有機材料圖案係彼此分離。多個第二電極位於有機發光圖案上，且各第二電極延伸至周邊區並且透過其中一接觸窗與對應之電極部電性連接。多個導電材料圖案位於有機材料圖案上，其中第二電極與導電材料圖案係彼此分離。

在本發明之一實施例中，上述之各第一電極包括圖案化金屬層以及透明導電層。圖案化金屬層包括位於元件配置區內之電極圖案以及位於周邊區內之串接部，電極圖案與串接部連接。透明導電層覆蓋電極圖案。

在本發明之一實施例中，上述之各第一電極包括透明導電層以及圖案化金屬層。圖案化金屬層包括位於元件配置區內之電極圖案以及位於周邊區內之串接部，其中電極圖案與串接部連接，且電極圖案位於透明導電層上。

在本發明之一實施例中，上述之電極圖案包括梳狀圖案。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極係排列成單一列，而串接部的延伸方向係平行於列方向。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極係排列成二 列，而串接部的延伸方向係平行於列方向。

基於上述，在本發明之有機電激發光元件製造方法中，用以製作有機發光圖案之第一遮罩之單一第一開口及用以製作第二電極之第二遮罩之單一第二開口均大於等於元件配置區，因此於元件配置區內部之第一電極的尺寸設計不需把第一遮罩與第二遮罩的偏移量考慮進去，而可有效降低部分不透光第一電極所佔之面積，進而使本發明之有機電激發光元件具有高開口率。

為讓本發明之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。

【第一實施例】

圖1A至圖1F為本發明一實施例之有機電激發光元件製造流程上視示意圖，圖2A至圖2F為沿圖1A至圖1F之剖線A-A’所繪之剖面示意圖，而圖3A至圖3F為沿圖1A至圖1F之剖線B-B’所繪之剖面示意圖。

請同時參照圖1A、圖2A與圖3A，首先，提供基板110，基板110具有單一元件配置區R1以及環繞元件配置區R1之周邊區R2。在本實施例中，基板110之材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例如導電材料、晶圓、陶瓷)、或是其它可適用的材料，單一元件配置區R1例如為矩形區域，周邊區R2例如為環繞元件配置區R1並與其連接之口字形區域。

請同時參照圖1A、圖2A、圖3A、圖1B、圖2B與圖3B，接著，於基板110上形成多個彼此分離之第一電極120(繪示於圖1B、2B中)。舉例而言，形成第一電極120的方法包括下列步驟：首先，於基板110上形成圖案化金屬層122(繪示於圖1A、圖2A、圖3A中)。接著，於基板110上形成透明導電層124(繪示於圖1B、圖2B、圖3B中)，其中圖案化金屬層122與透明導電層124彼此電性連接。詳言之，圖案化金屬層122位於透明導電層124與基板110之間，而透明導電層124覆蓋圖案化金屬層122。然，本發明不限於此，如圖4A至圖4B所示，在其他實施例中，可先於基板110上形成透明導電層124，再於基板110上形成圖案化金屬層122，其中透明導電層124位於圖案化金屬層122與基板110之間。

在本實施例中，各第一電極120包括位於元件配置區R1內之電極部E以及位於周邊區R2之兩串接部S。舉例而言，電極部E包括屬於圖案化金屬層122之電極圖案E_P以及透明導電層124。本實施例之電極圖案E_P例如為梳狀圖案，此梳狀圖案包括沿著方向D1延伸之匯流部E_BUS以及多條沿著方向D2延伸且與匯流部E_BUS連接之分支部E_PB。第一電極120之兩串接部S與電極圖案E_P同屬圖案化金屬層122，其例如為沿著方向D2之反方向延伸且分別與匯流部E_BUS兩端連接之兩長條狀金屬。透明導電層124例如為覆蓋電極圖案E_P之矩形透明導電圖案。值得一提的是，本實施例之圖案化金屬層122主要是用以降低有機電激發光元件之阻抗，圖案化金屬層122的圖案並不限於上 述，其可依實際的設計需求做適當的調整。舉例而言，在其他實施例中，圖案化金屬層可僅包括串接部S以及匯流部E_BUS而不包括分支部E_PB，此圖案化金屬層亦可有效地降低有機電激發光元件之阻抗。

請同時參照圖1C、圖2C與圖3C，接著，於基板110上形成圖案化介電層130以覆蓋第一電極120，其中圖案化介電層130具有多個將第一電極120暴露的接觸窗H。具體而言，本實施例之圖案化介電層130覆蓋各電極圖案E_P(匯流部E_BUS及分支部E_PB)、位於電極圖案E_P(匯流部E_BUS及分支部E_PB)周邊之部分透明導電層124以及部分串接部S，而暴露出相鄰分支部E_PB之間的部份透明導電層124、分支部E_PB與串接部S之間的部份透明導電層124以及位於接觸窗H下方之部分串接部S。在本實施例中，被接觸窗H暴露出之部分串接部S係用以與相鄰之一第一電極串接之用。另外，需特別說明的是，本實施例之有機電激發光元件係為底部發光(bottom emission)型有機電激發光元件，而本實施例之分支部E_PB可被圖案化介電層130所覆蓋。然而，當本申請案應用於頂部發光(top emission)型有機電激發光元件時，分支部E_PB可不被圖案化介電層130覆蓋，而增加有機電激發光元件的發光面積。

請同時參照圖1D、圖2D與圖3D，接著，於圖案化介電層130上形成多個阻隔壁140。在本實施例中，阻隔壁140的延伸方向與電極圖案E_P之匯流部E_BUS的延伸方向平行，且從元件配置區R1向外延伸至周邊區R2。本實施例之阻隔壁140配置於電極圖案E_P之匯流部E_BUS之 上。值得一提的是，本實施例之阻隔壁140例如為沿著方向D1延伸之條狀圖案，且阻隔壁140具有一頂面140a、一與圖案化介電層130接觸之底面140b以及二側壁140c，由於底面140b的寬度小於頂面140a的寬度，故阻隔壁140之側壁140c上不易被鍍製薄膜。本實施例之阻隔壁140可使得薄膜僅被鍍製於阻隔壁140的頂面上，進而使薄膜在阻隔壁140兩側自然斷開而達到自行對準圖案化(self-aligned patterning)的效果。

請同時參照圖1E、圖2E與圖3E，接著，以具有單一第一開口H1之第一遮罩M1為罩幕，同時形成多個位於第一電極120上之有機發光圖案152以及多個位於阻隔壁140上之有機材料圖案154，由於阻隔壁140的特殊結構，有機發光圖案152與有機材料圖案154係彼此分離，且有機發光圖案152與有機材料圖案154未覆蓋接觸窗H。換言之，本實施例之第一遮罩M1遮蔽周邊區R2，而以其單一開口H1僅暴露出元件配置區R1。因此，以上述之單一開口的第一遮罩M1為罩幕蒸鍍有機電激發光材料時，有機電激發光材料並不會覆蓋位於周邊區R2之串接部S及其上方之接觸窗H，而會覆蓋位於元件配置區R1之部分阻隔壁140、相鄰分支部E_PB之間的部份透明導電層124以及部份圖案化介電層130，其中覆蓋在阻隔壁140上的有機電激發光材料稱為有機材料圖案154，而覆蓋在相鄰分支部E_PB之間的部份透明導電層124以及部份圖案化介電層130上的有機電激發光材料則稱為有機發光圖案152，有機發光圖案152可被其下方之部份透明導電層124 驅動而發光。

值得一提的是，在本實施例之有機電激發光元件的製造方法中，係利用阻隔壁140與具單一開口之第一遮罩M1間的搭配，在各第一電極120上形成彼此獨立之有機發光圖案152，而不需使用習知的網狀遮罩來形成彼此獨立之有機發光圖案。因此，本實施例之第一遮罩M1所需之製作精度可大幅下降，其製作成本亦隨之降低，進而使本實施例之有機電激發光元件的製造成本降低。此外，由於本實施例之第一遮罩M1僅具單一開口，且其邊框寬度D可設計的較寬，因此本實施例之第一遮罩M1不易有機械強度不足的問題，且不易有開口率嚴重損失的問題。

請同時參照圖1F、圖2F與圖3F，接著，以具有單一第二開口H2之第二遮罩M2為罩幕，同時形成多個位於有機發光圖案152上之第二電極162以及多個位於有機材料圖案154上之導電材料圖案164，其中第二電極162與導電材料圖案164係彼此分離，且各第二電極162分別透過其中一個接觸窗H與相鄰之第一電極120電性連接。

詳言之，本實施例之第二遮罩M2之第二開口H2大於第一遮罩M1之第一開口H1。換言之，第二遮罩M2之第二開口H2不但暴露出位於元件配置區R1上之元件更暴露出部分周邊區R2上之各接觸窗H。因此，利用上述之第二遮罩M2為罩幕蒸鍍導電材料時，導電材料會覆蓋整個元件配置區R1以及部分周邊區R2，其中形成在有機材料圖案154(阻隔壁140)上之導電材料稱導電材料圖案164，而形成在有機發光圖案152上之導電材料稱第二電極 162，且第二電極162會填入透明導電層124兩端之接觸窗H而與相鄰之第一電極120之串接部S接觸。

在本實施例中，定義一有機電激發光單元U1，有機電激發光單元U1包括一個第一電極120、第一電極120上方的一個第二電極162以及第一電極120與第二電極162間的一個有機發光圖案152，其中第一電極120可視為有機電激發光單元U1的陽極(Anode)，而第二電極162可視為有機電激發光單元U1的陰極(Cathode)。有機電激發光單元U1中的第二電極162(即有機電激發光單元U1的陰極)透過位於其第一電極120之透明導電層124兩端之兩接觸窗口H可與一相鄰之有機電激發光單元U2之第一電極120(即有機電激發光單元U2的陽極)之串接部S連接。換言之，本實施例之有機電激發光元件中的各個有機電激發光單元U1、U2係以串聯的方式彼此電性連接的，因而流過各有機電激發光單元U1、U2之電流是相同的，各有機電激發光單元U1、U2所呈現之亮度亦實質上相同，因此本實施例之有機電激發光元件具有均勻的發光分佈。

此外，在本實施例中，用以蒸鍍有機發光圖案152之第一遮罩M1具有單一開口H1，而用以蒸鍍第二電極162之第二遮罩M2具有單一開口H2，因此本實施例在遮罩的對位要求上較為寬鬆。

圖1F為本發明一實施例之有機電激發光元件上視示意圖。圖2F為沿圖1F之剖線A-A’所繪之剖面示意圖。圖3F為沿圖1F之剖線B-B’所繪之剖面示意圖。請同時參照圖1F、圖2F與圖3F，本實施例之有機電激發光元件100 適於配置於基板110上，基板110具有單一元件配置區R1以及環繞元件配置區R1之周邊區R2。本實施例之有機電激發光元件100包括多個彼此分離之第一電極120、配置於基板110上以覆蓋第一電極120的圖案化介電層130(繪於圖2F及圖3F)、配置於圖案化介電層130上的多個阻隔壁140、多個有機發光圖案152、多個有機材料圖案154、多個第二電極162以及多個導電材料圖案164。

在本實施例中，多個彼此分離之第一電極120配置於基板110上，其中各第一電極120包括位於元件配置區R1內之電極部E以及至少一位於周邊區R2內之串接部S。在本實施例中，這些第一電極120係沿著方向D2排列成單一列，而這些串接部S的延伸方向係平行於方向D2。從另一角度來看，第一電極120包括圖案化金屬層122以及透明導電層124。圖案化金屬層122包括位於元件配置區R1內之電極圖案E_P及位於周邊區R2內之串接部S，電極圖案E_P與串接部S連接。透明導電層124覆蓋電極圖案E_P，而透明導電層124與電極圖案E_P即為上述之電極部E。

在本實施例中，電極圖案E_P例如為梳狀圖案，此梳狀圖案包括沿著方向D1延伸之匯流部E_BUS以及多條沿著方向D2延伸且與匯流部E_BUS連接之分支部E_PB。第一電極120之兩串接部S與電極圖案E_P同屬圖案化金屬層120，其例如為沿著方向D2之反方向延伸且分別與匯流部E_BUS兩端連接之兩長條狀金屬。透明導電層124例如為覆蓋電極圖案E_P之矩形透明導電圖案。然，本發明不限於 此，如圖4B所示，在其他實施例中，各第一電極120包括透明導電層124以及圖案化金屬層122，其中圖案化金屬層122包括位於元件配置區R1內之電極圖案E_P以及位於周邊區R2內之串接部S，其中電極圖案E_P與串接部S連接，且電極圖案E_P位於透明導電層130上。

在本實施例中，多個有機發光圖案152位於電極部E上，多個有機材料圖案154位於阻隔壁140上，有機發光圖案152與有機材料圖案154係彼此分離。換言之，這些有機發光圖案152沿著方向D2排成單一列，且相鄰有機發光圖案152間配置有沿著方向D1延伸之有機材料圖案154。

本實施例之多個第二電極162位於有機發光圖案154上，且各第二電極162延伸至周邊區R2並且透過其中一接觸窗H與對應之電極部E電性連接。詳言之，各第二電極162為橫跨元件配置區R1及周邊區R2之矩形電極，各第二電極162填入位於透明導電層124兩端之兩接觸窗H，而與相鄰第一電極120之串接部S連接，進而與串接部S連接之電極部E(電極圖案E_P與透明導電層124)達成電性連接。本實施例之多個導電材料圖案164位於有機材料圖案154上，其中第二電極162與導電材料圖案164係彼此分離。

【第二實施例】

本實施例之有機電激發光元件100A製造流程與第一實施例之有機電激發光元件100類似，於此便不再重述。 本實施例之有機電激發光元件100A僅在結構上與有機電激發光元件100，以下針對此部份作說明。

圖5為本發明第二實施例之有機電激發光元件上視示意圖。請參照圖5，本實施例之有機電激發光元件100A與第一實施例之有機電激發光元件100不同的是，本實施例之各第一電極120僅包括一個串接部S，第一電極120沿方向D2排列成二列，其中一列之第一電極120與另一列之第一電極120以與串接部S的延伸方向平行之一方向為軸呈鏡面對稱，而串接部S的延伸方向係平行於方向D2。此外，阻隔壁140除了位於電極圖案E_P之匯流部E_BUS上外，更位於二列第一電極120間之圖案化介電層130上。

綜上所述，在本發明之有機電激發光元件製造方法中，用以製作有機發光圖案之第一遮罩之單一第一開口及用以製作第二電極之第二遮罩之單一第二開口均大於等於元件配置區，因此於元件配置區內部之第一電極尺寸的設計不需把第一遮罩與第二遮罩的偏移量考慮進去，而可降低部分不透光第一電極所佔之面積，進而使本發明之有機電激發光元件具有高開口率。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100A‧‧‧有機電激發光元件

110‧‧‧基板

120‧‧‧第一電極

122‧‧‧圖案化金屬層

124‧‧‧透明導電層

130‧‧‧圖案化介電層

140‧‧‧阻隔壁

140a‧‧‧頂面

140b‧‧‧底面

140D‧‧‧側面

152‧‧‧有機發光圖案

154‧‧‧有機材料圖案

162‧‧‧第二電極

164‧‧‧導電材料圖案

R1‧‧‧元件配置區

R2‧‧‧周邊區

E‧‧‧電極部

E_P‧‧‧電極圖案

E_BUS‧‧‧匯流部

E_PB‧‧‧分支部

S‧‧‧串接部

D1、D2‧‧‧方向

H‧‧‧接觸窗

M1、M2‧‧‧遮罩

U1、U2‧‧‧有機電激發光單元

圖1A至圖1F為本發明第一實施例之有機電激發光元 件製造流程上視示意圖。

圖2A至圖2F為沿圖1A至圖1F之A-A’線所繪之剖面示意圖。

圖3A至圖3F為沿圖1A至圖1F之剖線B-B’所繪之剖面示意圖。

圖4A至圖4B為本發明一實施例之第一電極製造流程剖面示意圖。

圖5為本發明第二實施例之有機電激發光元件上視示意圖。

120‧‧‧第一電極

124‧‧‧透明導電層

140‧‧‧阻隔壁

152‧‧‧有機發光圖案

154‧‧‧有機材料圖案

162‧‧‧第二電極

164‧‧‧導電材料圖案

R1‧‧‧元件配置區

R2‧‧‧周邊區

E‧‧‧電極部

E_P‧‧‧電極圖案

E_BUS‧‧‧匯流部

E_PB‧‧‧分支部

S‧‧‧串接部

D1、D2‧‧‧方向

H‧‧‧接觸窗

M2‧‧‧遮罩

U1、U2‧‧‧有機發光單元

Claims (7)

1. 一種有機電激發光元件的製造方法，包括：提供一基板，該基板具有一元件配置區以及環繞該元件配置區的一周邊區；於一基板上形成多個彼此分離之第一電極；於該基板上形成一圖案化介電層以覆蓋該些第一電極，其中該圖案化介電層具有多個將該些第一電極暴露的接觸窗；於該圖案化介電層上形成多個阻隔壁；以一具有單一第一開口之第一遮罩為罩幕，同時形成多個位於該些第一電極上之有機發光圖案以及多個位於該些阻隔壁上之有機材料圖案，該些有機發光圖案與該些有機材料圖案係彼此分離，且該些有機發光圖案與該些有機材料圖案未覆蓋該些接觸窗；以及以一具有單一第二開口之第二遮罩為罩幕，同時形成多個位於該些有機發光圖案上之第二電極以及多個位於該些有機材料圖案上之導電材料圖案，該些第二電極與該些導電材料圖案係彼此分離，其中該第二遮罩的該第二開口大於該元件配置區，且各該第二電極分別透過其中一個接觸窗與相鄰之第一電極電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中該第二遮罩之該第二開口大於該第一遮罩之該第一開口。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中形成該第一電極的方法包括： 於該基板上形成一透明導電層；以及於該基板上形成一圖案化金屬層，該圖案化金屬層與透明導電層彼此電性連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中該圖案化金屬層位於該透明導電層與該基板之間，而該透明導電層覆蓋該圖案化金屬層，且該接觸窗位於該圖案化金屬層上方。
5. 如申請專利範圍第3項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中該透明導電層位於該圖案化金屬層與該基板之間，且該接觸窗位於該圖案化金屬層上方。
6. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中該些有機發光圖案以及該些有機材料圖案的形成方法包括蒸鍍。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件的製造方法，其中該些第二電極與該些導電材料圖案的形成方法包括蒸鍍。