TWI595695B - 有機發光二極體之製作方法及其結構 - Google Patents

Description

有機發光二極體之製作方法及其結構

本揭露是有關於一種發光二極體的製作方法及其結構，且特別是有關於一種有機發光二極體的製作方法及其結構。

有機電子裝置主要與用於製造基於有機半導體層之電子構件，例如有機場效電晶體(OFET)及有機發光二極體(OLED)形式之電致發光裝置。有機電致發光裝置係利用當施加電場時，螢光材料藉由注射自陽極之電洞及及注射自陰極之電子之復合能量發光之原理的自發射裝置。

以大規模標準製造方法製造各類之有機電子裝置，在製程的穩定度上目前仍是一種挑戰。例如在濕式加工技術中，將有機材料層塗佈至基板時，因有機材料層的邊緣與基板的接觸角過大或過小時，致使後續的製程產生不穩定而使得良率下降等問題。

本揭露提供一種有機發光二極體的結構，包括：一基板； 一阻擋結構，位於該基板上，該阻擋結構沿該基板的邊緣設置，且該阻擋結構包圍該基板的一第一部份；一光萃取層，位於該基板的該第一部份上；一第一電極，位於該光萃取層上；一有機發光層，位於該第一電極上；一第二電極，位於該有機發光層上；一封裝層，位於該第二電極上；以及一封裝蓋，透過一框膠連接至該阻擋結構且設置於該封裝層上；其中該阻擋結構的寬度至少大於1mm，且該阻擋結構的高度介於該有機發光層的頂面高度與底面高度之間。

一種有機發光二極體的製作方法，包括：提供一基板；設置一阻擋結構於該基板上，該阻擋結構位於該基板的邊緣，且該阻擋結構包圍該基板的一第一部份；設置一光萃取層於該基板的該第一部份上；設置一第一電極於該光萃取層上；設置一有機發光層於該第一電極上；設置一第二電極於該有機發光層上；設置一封裝層於該第二電極上且覆蓋該阻擋結構；以及設置一封裝蓋於該封裝層上，且該封裝蓋透過一框膠連接至該阻擋結構；其中該阻擋結構的寬度至少大於1mm，且該阻擋結構的高度介於該有機發光層的頂面高度與底面高度之間。

為讓本揭露的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。

1、2‧‧‧有機發光元件

10‧‧‧基板

101‧‧‧第一部份

102‧‧‧第二部份

11、21、31‧‧‧阻擋結構

12‧‧‧光萃取層

13‧‧‧第一電極

14‧‧‧有機發光層

15‧‧‧第二電極

16‧‧‧封裝層

17‧‧‧封裝蓋

18‧‧‧框膠

141‧‧‧電洞傳輸層

142‧‧‧電洞注入層

143‧‧‧光激發層

144‧‧‧電子注入層

145‧‧‧電子傳輸層

圖1至圖4是本揭露之第一實施例之有機發光元件之製作方法的示意圖。

圖5是本揭露之第一實施例之有機發光元件的剖面結構示意圖。

圖6是本揭露之第二實施例之有機發光元件的剖面結構示意圖。

圖7至圖10是本揭露之第三實施例之有機發光元件之製作方法的示意圖。

圖11是本揭露之第三實施例之有機發光元件的剖面結構示意圖。

圖1至圖4是本揭露之第一實施例之有機發光元件1之製作方法的示意圖。請參閱圖1，首先提供一基板10，之後延著基板10的邊緣形成阻擋結構11。阻擋結構11為一封閉性結構，包圍基板10的第一部份101。其中，基板10的材料例如為玻璃、聚醯亞胺(Polymide)、或聚對苯二甲酸類塑料(PET)，阻擋結構11可由具阻水氣特性的材料組成，水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)小於10^-4g/m² day，例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、或是氧化鋁(Al₂O₃)。阻擋結構11與基板10的夾角介於90度至180度之間。阻擋結構11為碳、氫或氧組成的化合物，阻擋結構11的材料例如包含聚異戊二烯橡膠(polyisoprene rubber)混和三芳基硫 六氟磷酸鹽(Triarylsulfonium-Hexafluorophosphate)或稱三芳基六氟磷酸硫鎓鹽(Triarylsulfonium-Hexafluoroantimaonate Salt)。形成阻擋結構11的方法例如為沉積。

接著請參照圖2，在阻擋結構11所包圍的基板10的第一部份101中再形成光萃取層12，光萃取層12與該阻擋結構11的夾角小於90度。。之後如圖3所示，在阻擋結構11與光萃取層12上依序形成第一電極13與有機發光層14。其中，第一電極13可由透明導電材料所組成，例如為氧化銦錫(ITO)，形成第一電極的方法例如為濺鍍。光萃取層12包含黏著劑(binder)、多個第一粒子、以及多個第二粒子，且該有機發光層14的折射係數大於或等於該基板的折射係數，其中該些第一粒子的直徑介於1~200奈米(nm)，且該些第一粒子的折射係數大於1.7，該些第二粒子的直徑大於該些第一粒子的直徑，且該些第二粒子的折射係數小於該些第一粒子的折射係數。光萃取層12的材料例如包含聚醯亞胺(Polymide)、二氧化鋯(ZrO₂)、與二氧化矽(SiO₂)。形成有機發光層14的方法例如是蒸鍍、塗佈法、或噴墨印刷法。

由於光萃取層12被阻擋結構11所包圍，故光萃取層12的邊緣與阻擋結構11的接觸角可被有效的控制，以提高後續製程的穩定性。除此之外，阻擋結構11也可使用與光萃取層12的材料之極性相同之材料，以更佳的將光萃取層12的邊緣與阻擋結構11的接觸角控制在90度以下。

接著，如第4圖所示。依序在有機發光層14上形成第二 電極15與封裝層16，最後再將封裝蓋17透過框膠18連接至阻擋結構11上進行封裝。第二電極15的材料例如為鋁(Al)，形成第二電極15的方法例如是濺鍍。形成封裝層16的方法例如為原子層沉積(Atomic Layer Deposition)。封裝蓋17的材料例如是玻璃，框膠18的材料例如是環氧樹脂(Epoxy)。

圖5是本揭露之第一實施例之有機發光元件1的剖面結構示意圖。有機發光元件1包括基板10、阻擋結構11、光萃取層12、第一電極13、有機發光層14、第二電極15、封裝層16、以及封裝蓋17。其中，有機發光層14包括了電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。阻擋結構11沿著基板10的邊緣形成一封閉性結構，包圍基板10的第一部份101。光萃取層12位於基板10的第一部份101上。第一電極13位於光萃取層12上。有機發光層14位於第一電極13上，且有機發光層14中由下而上依序為電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。第二電極15位於有機發光層14上。封裝層16位於第二電極15上。其中，阻擋結構11的高度介於有機發光層14的頂面高度與底面高度之間。封裝蓋17透過框膠18與阻擋結構11連接並位於封裝層16上。

基板10的材料例如為玻璃、聚醯亞胺(Polymide)、或聚對苯二甲酸類塑料(PET)，阻擋結構11可由具阻水氣特性的材料組成，水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)小於10^-4g/m² day，例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、或是氧化鋁(Al₂O₃)；又或是阻擋結構11的材料可與有機發光層14的材料之極性相同。第一電極13可由透明導電材料所組成，例如為氧化銦錫(ITO)。有機發光層14的材料例如包含聚醯亞胺(Polymide)、二氧化鋯(ZrO₂)、與二氧化矽(SiO₂)。第二電極15的材料例如為鋁(Al)。封裝蓋17的材料例如是玻璃，框膠18的材料例如是環氧樹脂(Epoxy)。

圖6是本揭露之第二實施例之有機發光元件2的剖面結構示意圖。有機發光元件2包括基板10、阻擋結構21、光萃取層12、第一電極13、有機發光層14、第二電極15、封裝層16、以及封裝結構17。其中，有機發光層14包括了電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。阻擋結構21位於基板10上形成一封閉性結構，基板10的第一部份101位於阻擋結構21內，基板10的第二部份102位於阻擋結構21外。光萃取層12位於基板10的第一部份101上。第一電極13位於光萃取層12上。有機發光層14位於第一電極13上，且有機發光層14中由下而上依序為電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。第二電極15位於有機發光層14上。封裝層16位於第二電極15上。其中，阻擋結構21為碳、氫或氧組成的化合物，阻擋結構21的材料例如包含聚異戊二烯橡膠(polyisoprene rubber)混和三芳基硫六氟磷酸鹽(Triarylsulfonium-Hexafluorophosphate)或稱三芳基六氟磷酸硫鎓鹽(Triarylsulfonium-Hexafluoroantimaonate Salt)。阻擋結構21與基板10 的夾角介於90度至180度之間，阻擋結構21的高度介於有機發光層14的頂面高度與底面高度之間。封裝蓋17透過框膠18與阻擋結構21以及基板10的第二部份102連接，且位於封裝層16上。

值得注意的是，雖本揭露的第一實施例與第二實施例均以一基板上僅包含單一的阻擋結構作例示，但本揭露並不以此為限。在本揭露的其他實施例中，一基板上可設置多個阻擋結構，例如以陣列設置的多個阻擋結構，其中單一個阻擋結構的寬度至少大於1毫米(mm)。

圖7至圖10是本揭露之第三實施例之有機發光元件3之製作方法的示意圖。請參閱圖7，首先提供一基板10，接著在基板10的第一部份101進行蝕刻，以在基板10的邊緣形成阻擋結構31。阻擋結構31為一封閉性結構，包圍基板10的第一部份101，阻擋結構31為碳、氫或氧組成的化合物，阻擋結構的材料例如包含聚異戊二烯橡膠(polyisoprene rubber)混和三芳基硫六氟磷酸鹽(Triarylsulfonium-Hexafluorophosphate)或稱三芳基六氟磷酸硫鎓鹽(Triarylsulfonium-Hexafluoroantimaonate Salt)。阻擋結構31與基板10的夾角介於90度至180度之間。其中，基板10的材料例如為玻璃、聚醯亞胺(Polymide)、或聚對苯二甲酸類塑料(PET)，阻擋結構31可由具阻水氣特性的材料組成，水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)小於10^-4g/m² day，例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、或是氧化鋁(Al₂O₃)。形成阻擋結構31的方法例如為沉積。

請參照圖8，在阻擋結構31所包圍的基板10的第一部份 101中再形成光萃取層12。接著，如圖9所示，在阻擋結構31與光萃取層12上依序形成第一電極13與有機發光層14。其中，第一電極13可由透明導電材料所組成，例如為氧化銦錫(ITO)，形成第一電極的方法例如為濺鍍。有機發光層14的材料例如包含聚醯亞胺(Polymide)、二氧化鋯(ZrO₂)、與二氧化矽(SiO₂)。形成有機發光層14的方法例如是蒸鍍、塗佈法、或噴墨印刷法。

由於光萃取層12被阻擋結構31所包圍，故光萃取層12的邊緣與阻擋結構31的接觸角可被有效的控制，以提高後續製程的穩定性。

接著，如第10圖所示。依序在有機發光層14上形成第二電極15與封裝層16，最後再將封裝蓋17透過框膠18連接至阻擋結構11上進行封裝。第二電極15的材料例如為鋁(Al)，形成第二電極15的方法例如是濺鍍。形成封裝層16的方法例如為原子層沉積(Atomic Layer Deposition)。封裝蓋17的材料例如是玻璃，框膠18的材料例如是環氧樹脂(Epoxy)。

圖11是本揭露之第三實施例之有機發光元件3的剖面結構示意圖。有機發光元件3包括基板10、阻擋結構31、光萃取層12、第一電極13、有機發光層14、第二電極15、封裝層16、以及封裝結構17。其中，有機發光層14包括了電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。阻擋結構31沿著基板10的邊緣形成一封閉性結構，包圍基板10的第一部份101。光萃取層12位於基板10的第一部份101 上。第一電極13位於光萃取層12上。有機發光層14位於第一電極13上，且有機發光層14中由下而上依序為電洞傳輸層141、電洞注入層142、光激發層143、電子注入層144、以及電子傳輸層145。第二電極15位於有機發光層14上。封裝層16位於第二電極15上。其中，阻擋結構31的高度介於有機發光層14的頂面高度與底面高度之間。封裝蓋17透過框膠18與阻擋結構31連接並位於封裝層16上。

綜上所述，本揭露的有機發光元件透過阻擋結構的設置，可有效的控制有機發光元件中的有機發光層與設置面的接觸角，進而提高後續製程的穩定性。除此之外，阻擋結構更可以依據有機發光層的材料極性作調整，阻擋結構的材料使用與有機發光層的材料極性相同時，可更有效的控制有機發光元件中的有機發光層與設置面的接觸角，提高有機發光元件的穩定度。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧基板

11‧‧‧阻擋結構

12‧‧‧光萃取層

13‧‧‧第一電極

15‧‧‧第二電極

16‧‧‧封裝層

17‧‧‧封裝蓋

18‧‧‧框膠

101‧‧‧第一部份

141‧‧‧電洞傳輸層

142‧‧‧電洞注入層

143‧‧‧光激發層

144‧‧‧電子注入層

145‧‧‧電子傳輸層

Claims (13)

1. 一種有機發光二極體的結構，包括：一基板；一阻擋結構，位於該基板上，該阻擋結構沿該基板的邊緣設置，且該阻擋結構包圍該基板的一第一部份；一光萃取層，位於該基板的該第一部份上，該光萃取層與該阻擋結構的夾角小於90度；一第一電極層，位於該光萃取層上；一有機發光層，位於該第一電極層上；一第二電極，位於該有機發光層上；一封裝層，位於該第二電極上；以及一封裝蓋，透過一框膠連接至該阻擋結構，且設置於該封裝層上；其中該阻擋結構的寬度至少大於1mm，且該阻擋結構的高度介於該有機發光層的頂面高度與底面高度之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構的材料與該基板的材料相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構與該基板的夾角介於90度至180度之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該光萃取層包含一黏著劑(binder)、多個第一粒子、以及多個第二粒子，且該有機發光層的折射係數大於或等於該基板的折射 係數，其中該些第一粒子的直徑介於1~200nm，且該些第一粒子的折射係數大於1.7，該些第二粒子的直徑大於該些第一粒子的直徑，且該些第二粒子的折射係數小於該些第一粒子的折射係數。
5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該有機發光層包含：一電洞傳輸層，位於該第一電極層上；一電洞注入層，位於該電洞傳輸層上；一發光層，位於該電洞注入層上；一電子注入層，位於該發光層上；以及一電子傳輸層，位於該電子注入層上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該基板更包含一第二部份，該基板的該第二部份位於該阻擋結構之外，且該封裝蓋與該框膠更覆蓋該基板的該第二部份。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構的材料與該有機發光層的材料為同極性。
8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構具阻水氣特性，水氣穿透率(Water vapor transmission rate，WVTR)小於10^-4g/m² day。
9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構的材料為碳、氫或氧組成的化合物。
10. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體的結構，其中該阻擋結構的材料包含聚異戊二烯橡膠(polyisoprene rubber)混和三芳基硫六氟磷酸鹽(Triarylsulfonium-Hexafluorophosphate)或稱三芳基六氟磷酸硫鎓鹽(Triarylsulfonium-Hexafluoroantimaonate Salt)。
11. 一種有機發光二極體的製作方法，包括：提供一基板；設置一阻擋結構於該基板的邊緣上，該阻擋結構包圍該基板的一第一部份；設置一光萃取層於該基板的該第一部份上，該光萃取層與該阻擋結構的夾角小於90度；設置一第一電極層於該光萃取層上；設置一有機發光層於該第一電極層上；設置一第二電極於該有機發光層上；設置一封裝層於該第二電極上；以及設置一封裝蓋於該封裝層上，且該封裝蓋透過一框膠連接至該阻擋結構；其中該阻擋結構的寬度至少大於1mm，且該阻擋結構的高度介於該有機發光層的頂面高度與底面高度之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體的製作方法，其中設置該有機發光層的步驟包含：設置一電洞傳輸層，位於該第一電極層上； 設置一電洞注入層，位於該電洞傳輸層上；設置一發光層，位於該電洞注入層上；設置一電子注入層，位於該發光層上；以及設置一電子傳輸層，位於該電子注入層上。
13. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體的製作方法，其中設置該阻擋結構於該基板的邊緣上時，更包含保留該基板的一第二部份位於該阻擋結構之外，且設置該封裝蓋於該封裝層上時，該封裝蓋更透過該框膠連接至該基板的該第二部份。