專利名稱：一種有機發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光元件，尤其涉及一種可避免密封材料影響正常發(fā)光的有機發(fā)光二極管(organic light emitting diode，OLED)。
背景技術(shù)：
在平面顯示器中，有機發(fā)光二極管顯示器雖然起步較晚，然而卻以其具備自發(fā)光、無視角限制、高響應(yīng)速度、省電、可全彩化、結(jié)構(gòu)簡單以及操作環(huán)境溫度范圍大等優(yōu)勢，已逐漸在中、小尺寸攜帶式顯示器領(lǐng)域中受到矚目。
請參考圖1，圖1為現(xiàn)有有機發(fā)光二極管10的剖面示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的有機發(fā)光二極管10主要包含有一透明玻璃基板12，一透明導(dǎo)電層14設(shè)于玻璃基板12表面，用來當(dāng)做有機發(fā)光二極管10的陽極，一有機薄膜16設(shè)于透明導(dǎo)電層14的一預(yù)定區(qū)域表面，以及一金屬層18設(shè)于有機薄膜16表面，用來當(dāng)做有機發(fā)光二極管10的陰極。
透明導(dǎo)電層14包含有氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)或氧化銦鋅(IZO)等材料，而有機薄膜16則另包含有一空穴傳導(dǎo)層(hole transport layer，HTL)20、一發(fā)光層(emitting layer，EML)22，以及一電子傳導(dǎo)層(electrontransport layer，EHL)24依序設(shè)于透明導(dǎo)電層14上。其中，有機薄膜16均是利用加熱蒸鍍(thermal evaporation)法制作而成的，空穴傳輸層20包含有二元胺(diamine)化合物，金屬層18包含有低功率的金屬或合金，例如鎂、鋁金屬或鋰/銀合金等。此外，在實際應(yīng)用時，亦可依照工藝需求，于透明導(dǎo)電層14與空穴傳輸層20之間加入一空穴注入層(hole injection layer，HIL)(未顯示于圖1中)或于金屬層18與電子傳輸層24之間加入一電子注入層(election injection layer，EIL)(未顯示于圖1中)，用來改善有機薄膜16和陽極/陰極接合的問題，以利電子或空穴注入有機薄膜16中。再者，也可以選擇利用具有電子傳輸能力的發(fā)光層，或是具有發(fā)光能力的空穴傳輸層，以減少有機薄膜的使用，簡化工藝。
當(dāng)施加一直流(DC)電壓于有機發(fā)光二極管10時，電子會由金屬層18(陰極)經(jīng)電子傳導(dǎo)層24，而空穴則會由透明導(dǎo)電層14(陽極)經(jīng)空穴傳導(dǎo)層20分別注入發(fā)光層22中，此時，由于外加電場所造成的電位差，將使得電子與空穴在發(fā)光層22中移動并產(chǎn)生再結(jié)合，以于發(fā)光層22中形成電子空穴對，并使得發(fā)光層22中的有機發(fā)光分子處于激發(fā)狀態(tài)，而當(dāng)激態(tài)分子(exciton)藉由釋放能量回到基態(tài)時，其中一定比例的能量(亦即發(fā)光量子效率)便會以光子的型式放出，并透過玻璃基板12向下發(fā)光，此為有機發(fā)光二極管10的電致發(fā)光(electroluminescent)的原理。
然而，有機薄膜16與金屬層18對于濕氣與氧氣相當(dāng)敏感，故一旦有水氣或氧氣接觸到有機薄膜16與金屬層18，將會造成金屬層18氧化以及有機薄膜16與電極界面剝離的現(xiàn)象，使得有機發(fā)光元件產(chǎn)生暗點(darkspot)，除了會明顯降低顯示品質(zhì)外，更會造成顯示器輝度的降低，縮減顯示器的壽命。因此隨著有機發(fā)光二極管顯示器的逐漸發(fā)展，在進行封裝時，所用的封裝材料除了需要有較佳的耐磨性與高熱傳導(dǎo)性，更需要具有一較低的濕氣穿透率，以有效隔絕有機薄膜材料與外界環(huán)境間的接觸，進而增加有機發(fā)光元件的壽命。
請再參考圖1，現(xiàn)有有機發(fā)光二極管10的封裝工藝主要是利用一密封材料26，例如一高分子膠材所構(gòu)成的粘接劑(binder)，來將一玻璃或金屬封裝蓋28粘合于玻璃基板12之上，接著在其間的中空部位封入干燥的氮氣，以完成有機發(fā)光二極管10的封裝。此外，可另于有機發(fā)光二極管10中配置一干燥劑(desiccant)，用以吸收因封合不密所進入的濕氣，以避免有機發(fā)光二極管10的有機薄膜16發(fā)生上述潮濕的現(xiàn)象。
雖然玻璃或金屬封裝蓋28對于氧氣與水氣提供了良好的隔絕效果，然而在進行封裝的壓合工藝時，密封材料26的使用必須適量。因為若是為了達到較好的密封效果，而使用了過多的密封材料26，則當(dāng)封裝蓋28粘合于玻璃基板12上時，容易因為密封材料26分布不均勻或是壓合的壓力控制不佳，而擠壓出過多的密封材料26，使得多余的密封材料26接觸到有機薄膜16，造成有機薄膜16無法正常的發(fā)光，而影響有機發(fā)光二極管10的正常操作，因此在現(xiàn)有的封裝工藝中，通常會減少密封材料26的用量，以避免上述問題。但若是密封材料26過少，又可能造成封裝蓋28與玻璃基板12間的密合效果不佳，使得水氣與氧氣容易侵入有機發(fā)光二極管10中，甚至造成粘合效果不均勻，封裝蓋28容易剝離玻璃基板12的情況。此外，如圖1所示，為了提高封裝蓋28與玻璃基板12間的粘合效果，現(xiàn)有的封裝蓋28表面又會施以噴砂(sandblasting)或蝕刻等表面處理，使其表面粗糙化，以增加粘合面積，但是這會影響發(fā)光品質(zhì)，因此表面粗糙的封裝蓋28又無法適用于上發(fā)光型式的有機發(fā)光二極管(top emission OLED，TOLED)結(jié)構(gòu)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種有機發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，以避免上述問題的產(chǎn)生。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例公開了一種有機發(fā)光二極管(organic light emittingdiode，OLED)，其包含有一下基板，該下基板包含有一下電極設(shè)于該下基板表面，一有機薄膜設(shè)于該下電極的一預(yù)定區(qū)域表面，一上電極設(shè)于該有機薄膜表面，以及一點膠(spot glue)區(qū)域設(shè)于該預(yù)定區(qū)域外的該下基板表面，一上基板平行于該下基板，且該上基板相對于該下基板的表面包含有至少一溝槽(ditch)，以及一密封材料(sealing material)，位于該下基板的該點膠(spot glue)區(qū)域上，用來粘結(jié)該上基板與該下基板。其中該溝槽用來防止該密封材料溢入該下基板的該預(yù)定區(qū)域中，以避免該密封材料影響該有機發(fā)光二極管的正常操作。
由于本發(fā)明的有機發(fā)光二極管于上基板中設(shè)置有一溝槽，因此當(dāng)用來粘合上下基板的密封材料的使用量過多時，多余的密封材料便會流入溝槽內(nèi)，以避免密封材料接觸到有機薄膜，而影響有機發(fā)光二極管的正常操作。


圖1為現(xiàn)有有機發(fā)光二極管的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例的有機發(fā)光二極管的剖面示意圖；以及圖3為本發(fā)明第二實施例的有機發(fā)光元件的剖面示意圖。
附圖中的附圖標(biāo)記說明如下10有機發(fā)光二極管12透明玻璃基板14透明導(dǎo)電層16有機薄膜18金屬層20空穴傳輸層
22發(fā)光層24電子傳輸層26密封材料 28玻璃或金屬封裝蓋50有機發(fā)光二極管52基板54透明導(dǎo)電層56有機薄膜58金屬層60封裝保護結(jié)構(gòu)62密封材料 64空穴注入層66空穴傳輸層68發(fā)光層70電子傳輸層72電子注入層74溝槽 76多余的密封材料80有機發(fā)光元件 82基板84透明導(dǎo)電層86有機薄膜88金屬層90封裝蓋92溝槽 94封裝材料96多余的封裝材料具體實施方式
請參考圖2，圖2為本發(fā)明第一實施例的有機發(fā)光二極管50的剖面示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的有機發(fā)光二極管50主要包含有一基板52，一用來當(dāng)作陽極的透明導(dǎo)電層54設(shè)于基板52的表面，一有機薄膜56設(shè)于透明導(dǎo)電層54的一預(yù)定區(qū)域(亦即有機發(fā)光二極管50的有源區(qū)域)上，以及一當(dāng)作陰極的金屬層58設(shè)于有機薄膜56上。此外，有機發(fā)光二極管50另包含有一封裝基板，平行設(shè)于基板52之上，用來當(dāng)作有機發(fā)光二極管50的封裝保護結(jié)構(gòu)60，其利用一設(shè)于基板52的預(yù)定區(qū)域外的一點膠(spot glue)區(qū)域上的一密封材料62，來將封裝保護結(jié)構(gòu)60粘合于基板52上，以避免有機薄膜56與金屬層58暴露于外界環(huán)境中，而且本發(fā)明亦可于有機發(fā)光二極管50中設(shè)置一干燥劑(未顯示于圖2中)，用以避免有機發(fā)光二極管50的有機薄膜56發(fā)生潮濕與金屬層58發(fā)生氧化的現(xiàn)象。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基板52是一玻璃基板，透明導(dǎo)電層54包含有氧化銦錫或氧化銦鋅等材料，有機薄膜56包含有一空穴注入層64、一空穴傳輸層66、一發(fā)光層68、一電子傳輸層70，與一電子注入層72依序設(shè)于透明導(dǎo)電層54上，金屬層58包含有低功率的金屬或合金，例如鋁鎂合金、鋁鋰合金或鋁/氟化鋁，而封裝保護結(jié)構(gòu)60則包含有一玻璃基板、一玻璃罐(container)或一金屬罐，且密封材料62為環(huán)氧樹脂(epoxy)。如前所述，空穴注入層64以及電子注入層72可視產(chǎn)品工藝需要而為一選擇性結(jié)構(gòu)。
值得注意的是，本發(fā)明的封裝保護結(jié)構(gòu)60于相對于基板52的表面具有一環(huán)狀溝槽(ditch)，亦即圖2剖面結(jié)構(gòu)所示的二溝槽(ditch)74，且溝槽74相對應(yīng)位于基板52的點膠區(qū)域與預(yù)定區(qū)域間的中間，因此當(dāng)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管50在進行封裝步驟時，即使于點膠區(qū)域上使用了過多的密封材料62，這些多余的密封材料76將會流入溝槽74中，不會接觸到有機薄膜56，而影響有機發(fā)光二極管50的正常操作。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，溝槽74的剖面形狀約略為一矩形，且溝槽74的深度小于封裝保護結(jié)構(gòu)60的厚度的一半，以避免影響封裝保護結(jié)構(gòu)60的機械強度，然而本發(fā)明并不局限于此，溝槽74的剖面形狀可具有多邊形，例如U字型或各種傾斜角度，以利多余的密封材料76的流入，且溝槽74的數(shù)目亦可根據(jù)工藝需求，予以增加或減少。再者，本發(fā)明亦可于點膠區(qū)域與預(yù)定區(qū)域之間的基板52或透明導(dǎo)電層54中形成與封裝保護結(jié)構(gòu)60類似的溝槽(未顯示于圖2中)，使得多余的密封材料76也可流入溝槽中，以避免與有機薄膜56相接觸，且溝槽的深度小于基板52或透明導(dǎo)電層54的厚度。
接著請參考圖3，圖3為本發(fā)明第二實施例的有機發(fā)光元件80的剖面示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的有機發(fā)光元件80主要包含有于一基板82，且基板82表面包含有至少二元件區(qū)域A以及至少一切割區(qū)域B位于兩相鄰元件區(qū)域A之間。其中，每一元件區(qū)域A用來形成一有機發(fā)光二極管，而切割區(qū)域B則是用來區(qū)隔每一有機發(fā)光二極管，或當(dāng)有機發(fā)光元件80制作完畢之后，用來進行切割的區(qū)域位置。
每一元件區(qū)域A皆包含有一導(dǎo)電層84設(shè)于元件區(qū)域A表面，用來當(dāng)作陽極，一有機薄膜86設(shè)于元件區(qū)域A的一有源區(qū)域上，以及一金屬層88設(shè)于有機薄膜86表面，用來當(dāng)作陰極。此外，本發(fā)明的有機發(fā)光元件80另包含有一封裝蓋90，平行地設(shè)于基板82之上，且封裝蓋90相對于基板82的表面包含有至少二第一區(qū)域C相對應(yīng)于基板82的元件區(qū)域A，至少一第二區(qū)域D相對應(yīng)于基板82的切割區(qū)域D，以及多個溝槽92分別位于封裝蓋90的每一第一區(qū)域C中，以及一密封材料94位于密封蓋90與基板82間的每一有源區(qū)域外的一點膠區(qū)域上，用來粘合密封蓋90與基板82。其中，溝槽92用來避免密封材料94溢出基板82的切割區(qū)域B中與溢入基板82的每一有源區(qū)域中，而造成有機薄膜86無法正常發(fā)光，進而影響每一有機發(fā)光二極管的正常操作。如前所述，本發(fā)明亦可于點膠區(qū)域與有源區(qū)域之間的基板82或透明導(dǎo)電層84中形成與密封蓋90類似的溝槽(未顯示于圖3中)，使得多余的密封材料96也可流入溝槽中，以避免與有機薄膜86相接觸，且溝槽的深度小于基板82或透明導(dǎo)電層84的厚度。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，溝槽92的深度小于封裝蓋90的厚度的一半，以避免影響封裝蓋90的機械強度，且切割區(qū)域B的寬度大于溝槽92的寬度的兩倍，以方便進行有機發(fā)光元件80的切割工藝。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，是以一無源式有機發(fā)光元件(passive matrix OLED，PMOLED)作為說明，然而本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明的具有溝槽的封裝保護結(jié)構(gòu)，亦可以應(yīng)用于需要密封材料進行封裝，且其結(jié)構(gòu)須避免潮濕的各種元件中，例如有源式有機發(fā)光元件(active matrix OLED，AMOLED)或上發(fā)光型式的有機發(fā)光二極管(top emission OLED，TOLED)中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的有機發(fā)光二極管的封裝蓋中設(shè)有多個溝槽，因此當(dāng)用來粘合上、下基板的密封材料的使用量過多時，多余的密封材料會流入溝槽中，以避免密封材料接觸到有機薄膜，而影響有機發(fā)光二極管的正常操作，故本發(fā)明中可以不需要考慮因密封材料太少所造成的密合不均的問題，便可以得到上、下基板良好的粘合與密合效果。而且本發(fā)明的封裝蓋表面為一平滑表面，而非一粗糙表面，因此本發(fā)明若是選用透明玻璃罐或透明玻璃基板當(dāng)作封裝蓋，則整個透明的有機發(fā)光二極管亦適用于上發(fā)光型式或雙面發(fā)光型式的有機發(fā)光二極管顯示器。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所述的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光二極管，該有機發(fā)光二極管包含有一下基板，該下基板包含有一下電極設(shè)于該下基板表面，一有機薄膜設(shè)于該下電極的一預(yù)定區(qū)域表面，一上電極設(shè)于該有機薄膜表面，以及一點膠區(qū)域設(shè)于該預(yù)定區(qū)域外的該下基板表面；一上基板，平行于該下基板，且該上基板相對于該下基板的表面包含有至少一第一溝槽；以及一密封材料，位于該下基板的該點膠區(qū)域上，用來粘結(jié)該上基板與該下基板，其中該第一溝槽用來避免該密封材料溢入該下基板的該預(yù)定區(qū)域中而影響該有機發(fā)光二極管的正常操作。
2.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該下基板是一玻璃基板、一塑料基板或一金屬基板。
3.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該上基板包括一玻璃基板、一玻璃罐或一金屬罐。
4.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該下電極包括氧化銦錫或氧化銦鋅，用來當(dāng)作該有機發(fā)光二極管的陽極。
5.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該上電極包含有鎂金屬、鋁金屬、鋰金屬或合金材料，用來當(dāng)作該有機發(fā)光二極管的陰極。
6.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該有機薄膜另包含有一空穴傳輸層位于該下電極表面，一發(fā)光層位于該空穴傳輸層表面，以及一電子傳輸層位于該發(fā)光層表面。
7.如權(quán)利要求6所述的有機發(fā)光二極管，另包含有一空穴注入層位于該下電極與該空穴傳輸層之間。
8.如權(quán)利要求6所述的有機發(fā)光二極管，另包含有一電子注入層位于該電子傳輸層與該上電極之間。
9.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該密封材料包括環(huán)氧樹脂。
10.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其中該第一溝槽相對應(yīng)位于該下基板的該點膠區(qū)域與該預(yù)定區(qū)域間的該上基板中，且該第一溝槽的深度小于該上基板的厚度的一半。
11.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，另包含有至少一第二溝槽位于該點膠區(qū)域與該預(yù)定區(qū)域間的該下基板中，且該第二溝槽的深度小于該下基板的厚度。
12.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，另包含有至少一第三溝槽位于該點膠區(qū)域與該預(yù)定區(qū)域間的該透明導(dǎo)電層中，且該第三溝槽的深度小于該透明導(dǎo)電層的厚度。
13.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，另包含有一干燥劑設(shè)于該有機發(fā)光二極管中，用以避免該有機發(fā)光二極管的該有機薄膜發(fā)生潮濕的現(xiàn)象。
14.一種有機發(fā)光元件，該有機發(fā)光元件包含有至少二有機發(fā)光二極管，該有機發(fā)光元件包含有一下基板，該下基板表面包含有至少二元件區(qū)域，至少一切割區(qū)域位于兩相鄰該元件區(qū)域之間，且各該元件區(qū)域均包含有一下電極設(shè)于該元件區(qū)域表面，一有機薄膜設(shè)于該元件區(qū)域的一有源區(qū)域上，以及一上電極設(shè)于該有機薄膜表面；一上基板，平行地設(shè)于該下基板之上，且該上基板相對于該下基板的表面包含有至少二第一區(qū)域相對應(yīng)于該下基板的該等元件區(qū)域，至少一第二區(qū)域相對應(yīng)于該下基板的該切割區(qū)域，以及多個第一溝槽分別位于該上基板的各該第一區(qū)域中；以及一密封材料位于該上基板與該下基板間的各該有源區(qū)域外的一點膠區(qū)域上，用來粘結(jié)該上基板與該下基板，其中該等第一溝槽用來避免該密封材料溢出該下基板的該切割區(qū)域中與溢入該下基板的各該有源區(qū)域中，而影響各該有機發(fā)光二極管的正常操作。
15.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中該下基板是一玻璃基板、一塑料基板或一金屬基板。
16.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中該上基板包括一玻璃基板、一玻璃罐或一金屬罐。
17.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中各該下電極均包括透明氧化銦錫或氧化銦鋅，用來當(dāng)作每一該有機發(fā)光二極管的陽極。
18.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中各該上電極均包括鎂金屬、鋁金屬、鋰金屬或合金材料，用來當(dāng)作各該有機發(fā)光二極管的陰極。
19.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中各該有機薄膜均包括一空穴傳輸層位于該下電極表面、一發(fā)光層位于該空穴傳輸層表面，以及一電子傳輸層位于該發(fā)光層表面。
20.如權(quán)利要求19所述的有機發(fā)光元件，另包括多層空穴注入層，且各該空穴注入層分別位于各該下電極與各該空穴傳輸層之間。
21.如權(quán)利要求19所述的有機發(fā)光元件，另包括多層電子注入層，且各該電子注入層分別位于各該電子傳輸層與各該上電極之間。
22.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中該密封材料包括環(huán)氧樹脂。
23.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中該等第一溝槽位于該下基板的該點膠區(qū)域與該有源區(qū)域間的該上基板中，且該等第一溝槽的深度小于該上基板的厚度的一半。
24.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，另包括至少一第二溝槽位于該點膠區(qū)域與該有源區(qū)域間的該下基板中，且該第二溝槽的深度小于該下基板的厚度。
25.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，另包括至少一第三溝槽位于該點膠區(qū)域與該有源區(qū)域間的該透明導(dǎo)電層中，且該第三溝槽的深度小于該透明導(dǎo)電層的厚度。
26.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，其中該切割區(qū)域的寬度大于各該第一溝槽的寬度的兩倍。
27.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光元件，另包括一干燥劑設(shè)于該有機發(fā)光元件中，用以避免各該有機發(fā)光二極管的該有機薄膜發(fā)生潮濕的現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機發(fā)光二極管，其包含有一下基板，且該下基板包含有一下電極，一有機薄膜與一上電極依序設(shè)于該下電極的一預(yù)定區(qū)域表面，一上基板，且該上基板相對于該下基板的表面包含有至少一用來避免一密封材料溢入該預(yù)定區(qū)域的溝槽，以及該密封材料，位于該下基板的一點膠區(qū)域上，用來粘合該上、下基板。
文檔編號H01L33/00GK1485929SQ0213236
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者賴曉萍 申請人:友達光電股份有限公司