TW474115B - Manufacturing method of organic light emitting diode - Google Patents

Description

474115 A7 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（(f ) 本發明是有關於一種發光二極體的製造方法·，且特 別是有關於一種有機發光二極體的製造方法。 有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，或 稱OEL)是利用兩個電極包夾具有發光特性的有機膜，當 施加直流電壓時，電洞會由陽極注入而電子會由陰極注 入，因爲外加電場所造成的電位差，使得載子在薄膜中移 動並產生再結合，部分由電子電洞再結合所放出之能量會 將發光分子激發形成單一激態分子。當單一激態分子釋放 能量回到基態時，其中一定比例的能量會以光子的方式放 出而發光，此即爲有機發光二極體的元件原理。 一般用來描述這些電荷移動的模型爲能帶模型 (energy band)，不過因爲有機材料並不像金屬或半導體 會形成寬能帶，所以實際上有機材料的能帶，可以視爲由 電子電洞所形成的連續能階，利用這個模型可以方便說明 電荷由電極注入後，在能隙間產生再結合而放出光子的過 程。 有機發光二極體的基本構造是由一玻璃作爲基底， 然後由金屬陰極與透明氧化銦錫（ITO)陽極中夾一層具 有發光特性的有機半導體所組成。其中有機半導體層多層 結構容易讓載子注入和傳輸達到平衡，其結構所使用的薄 膜包括將電洞由電極注入和傳輸的電洞傳輸層（Hole Transport Layer)，將電子由電極注入和傳輸的電子傳輸 層（Electron Transport Layer)，和產生電子電洞再結合 而發光的發光層（Emitting Layer)，另外還包括一層電洞 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ' -----------------I--訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474115 A7 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（π ) 注入層（Hole Injection Layer)，當電壓低時，仍可將電 洞注入有機層中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依顯示色彩可分爲單一色彩與多彩。如果是單一色 彩，只要一層發光層；如果是多彩（紅、綠、藍三原色排 列）顯示，則可利用移動式罩幕來形成。 第1圖是習知一種有機發光二極體的結構示意圖。 請參照第1圖。在一玻璃基板1〇〇上有數個條狀之陽極 110，在陽極110上的是一多層結構120，此多層結構120 包括電洞注入層122、電洞傳輸層124、有機發光層126 和電子傳輸層128。而在多層結構120上的是數個條狀之 陰極130。 第2A圖至第2D僵是習知一種的有機發光二極體製 造流程示意圖。 請參照第2A圖。在一玻璃基底200上形成一銦錫氧 化層，接著利用一般微影、蝕刻製程，將銦錫氧化層蝕刻， 以形成數個條狀之陽極210。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，請參照第2B圖。於各陽極210之間塗佈一聚 合物層212作爲絕緣用，此外，這層聚合物層212也兼具 平坦化的作用。但是因爲聚合物層212的材質較不穩定、 容易發生形變，因此平坦化的效果不佳。且以聚合物層212 塗佈於陽極210之間，多一'道塗佈的製程。 接著，請參照第2C圖。形成一多層結構220於陽極 210上。多層結構220中依排列順序包括電洞注入層222、 電洞傳輸層224、有機發光層226和電子傳輸層228。然 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " " 474115 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（、） 而，因爲之前以聚合物212作爲隔離陽極210的平坦度並 不佳，所以接下來形成的多層結構220也會有不平坦的情 形發生。 最後，請參照第2D圖。在多層結構204上以罩幕遮 蔽，以形成數個條狀之金屬作爲陰極230，陰極230的延 伸方向垂直於長條狀之陽極210。 以習知方式形成的有機發光二極體’因爲基底上厚度較厚 的長條形陽極’造成之後製程發生平坦不易的情形’雖然 在長條形陽極間形成的聚合物層有平坦化的作用，但是長 條形陽極與陰極間仍會有交互干擾（crosstalk)產生。 因此本發明的目的在解決有機發光二極體因爲不平坦的陰 極金屬所造成之交互干擾，導致有機發光二極體因此產生 明亮度不大、穩定度不夠的缺點。 另外，因爲習知方法使用聚合物來做平坦化製程， 不但花費製造成本，也增加製作時間。所以，本發明不以 聚合物作爲隔離與平坦化之用，以期節省製造時間與成 本。 本發明提出一種有機發光二極體的製造方法，此方 法提供一基底，以一罩幕定義出陽極之位置，並對基底進 行蝕刻，以形成數個溝渠於基底上。接著，於溝渠底部形 成陽極。利用一點陣形態罩幕，於陽極上形成有機發光層 於預定形成陰極的區域下方，其它如電洞注入層、電洞傳 輸層和電子傳輸層也依照設計形成於溝渠內的部分區域， 其中，陽極、有機發光層、電洞注入層、電洞傳輸層和電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

474115 A7 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（ψ ) 子傳輸層的厚度總和等於溝渠的深度，以使基底表面呈現 平坦的狀況。最後，使用另一罩幕於基底上定義並形成條 狀的陰極，即完成有機發光二極體的製造。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖是習知一種有機發光二極體的結構示意圖； 第2A圖至第2D圖是習知一種的有機發光二極體製 造流程示意圖； 第3A圖至第3E圖是依照本發明一較佳實施例一種 有機發光二極體的製造流程示意圖；以及 第3F圖是依照第3A圖至第3E圖所繪示之有機發光 二極體的完成立體圖。 標記之簡單說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 100，200，300 ··基底 110，210，310 :陽極層 120，220，320 :多層結構 122，122，322 :電洞注入層 124，224，324 :電洞傳輸層 126，226，326 :有機發光層 128，228，328 :電子傳輸層 130，230，330 :陰極 212 :聚合物層 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474115 6718twf.doc/〇〇8 五、發明說明（κ) 302 罩幕 304 溝渠 312 點陣形金屬罩幕 實施例 第3A圖至第3E圖是依照本發明一較佳實施例一種 有機發光二極體的製造流程示意圖。 請參照第3A圖。提供一基底300，基底300例如爲 玻璃基板或塑膠基板。於基底300上以一罩幕302定義出 陽極的位置。並利用一罩幕302將部分基底300遮蔽進行 蝕刻，以形成數個溝渠304於基底300上，其中，蝕刻基 底300以形成溝渠304的方法例如是電漿乾蝕刻、雷射雕 刻、乾濕式鈾刻或雕刻。而蝕刻出溝渠304的深度例如等 於後續形成陽極、有機發光層、電洞注入層、電洞傳輸層 以及電子傳輸層各層之厚度總和。 利用溝渠304作爲陽極的形成位置，不但可以節省 習知以聚合物作爲隔絕兩相鄰的陽極所花費的製造成本， 且因爲基底300的材質穩定，可以代替聚合物獲得更佳的 平坦化功效。 接著，請參照第3B圖。形成一陽極310於溝渠304 底部。其形成方式例如是先沉積一層銦錫氧化層覆蓋於溝 渠3〇4上，然後利用回蝕，將多餘的銦錫氧化層去除·，或 是在對基底300進行蝕刻以形成溝渠304時（見第3A圖）， 控制蝕刻率以將溝渠304蝕刻成爲一上窄下寬的溝渠，然 後進行濺鍍以形成一層銦錫氧化層於溝渠304底部，作爲 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ·1 ϋ ϋ mmmw Bn ϋ · 1 n 1 l mmmf an i«i ϋ ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 474115 A7 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（ 陽極310。其中，陽極310的厚度例如是1500 Α〜.2500Α。 然後，請參照第3C圖。形成一有機發光層326於預 定形成陰極（未繪示）的位置下方。形成有機發光層326 的方法例如利用一點陣型態之金屬罩幕312，進行塗佈有 機發光層326於預定形成陰極下方之陽極31〇上。所形成 有機發光層326的厚度例如是550A〜650A。如果有機發 光二極體是多彩型態呈現（包含紅、綠、藍三原色），則 可以利用不同的點陣型態之金屬罩幕製得。除此之外，有 機發光二極體結構中，常會使用多層結構320以使載子容 易注入並使載子傳輸達到平衡，其多層結構320包括電洞 注入層322、電洞傳輸層324和電子傳輸層328，此多層 結構320也依照設計塗佈於溝渠304內適當位置。其中， 電洞注入層322、電洞傳輸層324和電子傳輸層328的厚 度例如是250A〜350人。 然後，請參照第3D圖。全部塗佈於溝渠304內的材 料層，包括陽極310與多層結構320的厚度總和必須等於 溝渠304的深度，以使基底300表面呈現平坦的狀況。即 陽極310、有機發光層326、電洞注入層322、電洞傳輸層 324和電子傳輸層328各層的厚度總和需等於溝渠304的 深度。如此一來，基底300表面將爲很容易爲一平坦的表 面。 最後，請參照第3E圖。使用另一罩幕於基底300上 定義並形成條狀的金屬層，以作爲有機發光二極體的陰極 330，其延伸之方向垂直於溝渠304延伸的方向。即完成 8 --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474115 A7 B7 6718twf.doc/008 五、發明說明（）） 有機發光二極體的製造。 第3F圖是依照第3A圖至第3E圖所繪示之有機發光 二極體流程的所製造出的有機發光二極體結構立體圖。基 底300包括有數條互相平行之溝渠304，在基底300上有 數個長條形陰極330 ’其方向垂直於溝渠304。溝渠304 底部有陽極310，陽極310上有多層結構320，僅位於長 條形陰極330之下方。而多層結構320中包括有機發光層 326、電洞注入層322、電洞傳輸層324和電子傳輸層328。 在溝渠304內所形成各層之厚度總和須與溝渠304本身深 度一致。有機發光二極體就是將有機發光層326夾在陽極 310與陰極330中所組成。 習知的陽極、有機發光層、陰極以及其間之多層結 構都位於基底的表面上方，由於陽極之厚度通常較厚，約 爲數千A，而有機發光層、多層結構之厚度較薄，僅數百 A，因此即使習知將聚合物塗佈於各陽極之間使其平坦化， 但在各陽極甚至陽極與陰極之間仍會有交互干擾的現象。 因此本發明以溝渠作爲陽極、有機發光層以及多層結構形 成之位置，與習知有別，可以有效的避免交互干擾的現象。 綜上所述，本發明之優點有下列三點： 1·因爲將陽極與陰極分置於不同層次上，陽極爲基底 下方之溝渠中、陰極爲基底上方，所以可避免它們之間發 生交互干擾現象，進而提高穩定度及相對明亮度。 2·因爲有機層只存在於預定形成陰極位置的下方的位 置上，所以在接下來的封裝製程中，不需要另外再形成絕 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 " --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474115 6718twf.doc/008 A7 B7 五、發明說明（3) 緣層，直接在真空或氮氣下就可以進行封裝製程。. 3·習知方法使用聚合物來做平坦化製程，不但花費製 造成本，也增加製作時間。本發明則是以溝渠作爲隔離兩 兩相鄰之陽極，以及平坦化之用，因此能夠節省習知之製 造時間與成本。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 47411 6718twf.doc/008 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 齊 讨 % 員 X. 肖 費 gw f; fi 印 製 造 一種有機發光二極體的製造方法，至少包括： 提供一基底； 形成複數個溝渠於該基底上； 形成一陽極於該些溝渠底部； 形成一有機發光層於該陽極上；以及 形成複數個陰極於複數個預定形成該些陰極的區域 上 2·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中形成該溝渠的方法包括利用一罩幕對該基底進 行電漿乾蝕刻製程。 3·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中形成該溝渠的方法包括利用一罩幕對該基底進 行雷射雕刻製程。 4·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中在該溝渠內形成的該陽極與該有機發光層的厚 度總和須與該些溝渠之深度一致。 5·如申請專利範圍第丨項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中形成該有機發光層的方法包括利用一點陣形金 屬罩幕，進行塗佈有機發光層於該些預定形成陰極的區域 內。 6·如申請專利範圍第丨項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該有機發光層與該陽極之間更包括一電洞注入 層與一電洞傳輸層。 入如申請專利範圍第6項所述之有機發光二極體的製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一

   474115 六 Qg 6718twf.doc/008 D8 申請專利範圍 方法，其中該電洞注入層與該電洞傳輸層的厚度均約爲300 A〜700人。 8·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該有機發光層與該陽極之間更包括一電子傳輸 層。 9·如申請專利範圍第8項所述之有機發光二極體的製造 方法’其中該電子傳輸層的厚度約300 A〜700A。 & 10·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該有機發光層的厚度約450 A〜950A。 θ 11·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該基底的材料包括玻璃與塑膠其中之一。 I2·如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該陽極的材質包括氧化銦錫。 Θ

   閱 讀 背 面

   再

   頁 訂 聲 才 Π.如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的製造 方法，其中該陽極的厚度約1500 A〜2500人。 14.如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體的 方法，其中形成該些陰極的方法包括利用另一罩幕於 底上定義並形成該些條狀的陰極。 & 15·—種有機發光二極體的結構，包括： 一基底上有複數個溝渠； 一陽極位於該溝渠底部； 一有機發光層位於該陽極上且覆蓋於該溝渠；以& 複數個條狀的陰極位於該基底上，且垂直於該些_ 渠。 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474115 6718twf.doc/008 A8 B8 C8 D8 六 齊 皆 i 讨 ί :肖 費 h fi 製 申請專利範圍 如申請專利範圍第項所述之有機發光二極體的結 構’其中該陽極與該有機發光層的厚度總和須與該些溝渠 之深度〜致。 17 ·如申請專利範圍第15項所述之有機發光二極體的結 構’其中該有機發光層與該陽極之間更包括一電洞注入層 與一電涧傳輸層。 18·如申請專利範圍第17項所述之有機發光二極體的結 構’其中該電洞注入層與該電洞傳輸層的厚度均約爲3〇〇 A 〜700人。 I9·如申請專利範圍第I5項所述之有機發光二極體的結 構，其中該有機發光層與該些條狀的陰極之間更包括一電 子傳輸餍。 20·如申請專利範圍第19項所述之有機發光二極體的結 構’其中該電子傳輸層的厚度約300 A〜700A。 21·如申請專利範圍第15項所述之有機發光二極體的結 構’其中該有機發光層的厚度約450 A〜95〇人。 22·如申請專利範圍第15項所述之有機發光二極體的結 構其中該陽極的厚度約1500 A〜2500A。 23·如申請專利範圍第15項所述之有機發光二極體_結 構，其中該基底的材料包括玻璃與塑膠其中之一。\ ^ ^24·如申請專利範圍第15項所述之有機發光二極體故 其中該陽極的材質包括氧化銦錫。

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