CN102024912B - 电致发光装置的发光单元及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电致发光装置的发光单元及其制造方法，此电致发光装置的发光单元包括电源线、第一电极层、发光层以及第二电极层。电源线位于基板上。第一电极层位于基板上，且第一电极层与电源线电性连接，其中第一电极层的顶部的含氧量高于第一电极层的底部的含氧量。发光层位于第一电极层上。第二电极层位于发光层上。本发明可以增加电致发光装置的整体开口率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电致发光装置的发光单元及其制造方法，尤其涉及一种有机电致发光装置的发光单元及其制造方法。
背景技术
有机电致发光装置具有轻薄、自发光、低消耗功率、不需背光源、无视角限制及高反应速率等优良特性，已被视为平面显示器的明日之星。另外无源式有机电致发光装置可在轻薄、可挠式的基材上形成阵列结构，所以也非常适合应用于照明，一般预估有机发光装置的发光效率提升至100Lm/W以上，且演色性高于80以上时，即有机会取代一般照明光源，因此有机发光装置在照明设备上将扮演非常重要的角色。
在大面积有机电致发光装置中，若有一颗异物存在就有可能造成整个有机发光装置发生短路。因此，一般会将大面积有机发光装置分成多个小面积区块的发光单元，并且在每一个发光单元上接上电阻线。所述电阻线可以使得发光单元发生短路时，限制通过所述发光单元的电流量进而使其他发光单元不会受到影响。然而，上述电阻线的设置会降低有机发光装置整体的开口率。
发明内容
本发明提供一种电致发光装置的发光单元及其制造方法，其可以解决公知在有机电致发光装置中设置电阻线会降低有机发光装置整体的开口率的问题。
本发明提出一种电致发光装置的发光单元，其包括电源线、第一电极层、发光层以及第二电极层。电源线位于基板上。第一电极层位于基板上，且第一电极层与电源线电性连接，其中第一电极层的顶部的含氧量高于第一电极层的底部的含氧量。发光层位于第一电极层上。第二电极层位于发光层上。
本发明提出一种电致发光装置的发光单元的制造方法。此方法包括在基板上形成电源线。在基板上形成第一电极层，其中第一电极层与电源线电性连接，且形成第一电极层包括进行沉积程序，所述沉积程序包括通入氧气，且所通入的氧气的量随着沉积程序的时间而增加。在第一电极层上形成发光层。在发光层上形成第二电极层。
基于上述，由于本发明的电致发光装置的发光单元的第一电极层的顶部的含氧量高于第一电极层的底部的含氧量，以使第一电极层与发光层接触之处具有较大的电阻值。如此一来，当某一个发光单元发生短路时，因其第一电极层的顶部的电阻值较高因而可限制通过所述发光单元的电流量，进而使其他发光单元不会受到影响。换言之，本发明使用具有顶部较高氧含量的第一电极层可以省略传统电阻线，因而可以增加电致发光装置的整体开口率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的电致发光装置的局部俯视示意图。
图2是图1沿着A-A’剖面线的剖面示意图。
图3是根据本发明另一实施例的电致发光装置的局部俯视示意图。
图4是图3沿着B-B’剖面线的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100：基板
108：绝缘层
106：第一电极层
106a：底部
106b：顶部
110：有机发光层
112：第二电极层
U：发光单元
PL：电源线
具体实施方式
图1是根据本发明一实施例的电致发光装置的局部俯视示意图。图2是图1沿着A-A’剖面线的剖面示意图。为了清楚的说明本实施例，图1示出电致发光装置的部分的发光单元，一般来说电致发光装置是由多个发光单元U所构成。另外，图1仅示出部分发光单元的电源线以及第一电极层，实际上，电致发光装置的发光单元的组成膜层是示出在图2。
请参照图1与图2，本实施例的电致发光装置的制造方法首先提供基板100。基板100的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、塑胶、可挠性塑胶或是不透光/反射材料等等。接着，在基板100上形成电源线PL。形成电源线PL的方法例如是先进行沉积程序以在基板100上形成导电层(未示出)，之后再以光刻以及蚀刻程序图案化所述导电层以形成多条电源线。电源线PL主要是提供各发光单元U所需的电力，因此电源线PL在延伸至基板100边缘之处会与电源供应装置电性连接。基于导电性的考虑，电源线PL一般是使用金属材料，例如是铜、铝、银、金、钛、钼、钨、铬以及其合金或叠层。然而，本发明不限于此。根据其他实施例，电源线PL也可以使用其他导电材料，例如合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合适的材料)、或是金属材料与其它导材料的堆叠层。
之后，在基板100上形成第一电极层106，其中第一电极层106与电源线PL电性连接，第一电极层106举例为阳极。在本实施例中，第一电极层106是与电源线PL直接连接在一起。根据本实施例，所形成的第一电极层106的边缘与PL电源线的边缘可以直接连接在一起，如此第一电极层106可与PL电源线电性连接。另外，第一电极层106包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、铟氧化物(indium oxide)、锗氧化物(gallium oxide)、锌氧化物(zinc oixde)、锡氧化物(tin oxide)、钼氧化物(molybdenum oxide)、钒氧化物(vanadium oxide)、锑氧化物(antimony oxide)、铋氧化物(bismuth oxide)、铼氧化物(rhenium oxide)、钽氧化物(tantalum oxide)、钨氧化物(tungsten oxide)、铌氧化物(niobiumoxide)、镍氧化物(nickel oxide)或其它合适的金属氧化物、或者是上述至少二者的堆叠层。
特别是，形成第一电极层106的方法包括进行沉积程序，且所述沉积程序包括通入氧气，而且所通入的氧气的量随着沉积程序的时间而增加。根据本实施例，上述的沉积程序包括还包括通入惰性气体，且氧气与惰性气体的流量比例随着沉积程序的时间从1∶10增加至1∶1。上述的惰性气体包括氩气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)或是其组合。
以上述沉积程序所形成的第一电极层106其顶部106b的含氧量高于其底部106a的含氧量。较佳的是，第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。也就是，第一电极层106中的氧含量是从其底部106a往顶部106b渐层地增加。本发明不限第一电极层106中的氧含量是从其底部106a往顶部106b是以何种渐层形式增加。换言之，第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b可以是以阶梯形式、直线形式或是曲线形式增加。根据本实施例，第一电极层106的含氧量从其底部106a往顶部106b的变化为50mol％～70mol％。
由于第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加，因此第一电极层106的电阻值是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。在本实施例中，第一电极层106的电阻率从其底部106a往顶部106b的变化为1.5×10-4Ω·cm至5000Ω·cm。
值得一提的是，传统的电致发光装置的制造过程之中，于基板上形成第一电极层之后，都会对第一电极层的表面进行紫外光-臭氧处理程序，以使第一电极层具有适当的工作函数(work function)。然而，在本实施例中，因第一电极层106的顶部具有较高的含氧量，因此第一电极层106已经具备适当的工作函数(work function)的性质，因而本实施例在形成第一电极层106之后无须进行上述的紫外光-臭氧处理程序。另外，一般来说，具有高含氧量的金属氧化物的穿透率越高。由于本实施例的第一电极层106的顶部具有较高的含氧量，因而本实施例的第一电极层106相较于一般金属氧化物具有较高的穿透率。
在形成第一电极层106之后，接着在第一电极层106上形成发光层110。在本实施例中，为了使各发光单元U的发光层110能位于特定位置，在形成发光层110之前，会先在第一电极层106上形成绝缘层108。绝缘层108会暴露出每一发光单元U中的第一电极层106。之后，发光层110便可以以喷涂的方式形成在被暴露的第一电极层108的表面上。然而，本发明不限制必须形成绝缘层108。在其他实施例中，也可以省略绝缘层108的制作，而以精准的喷墨程序或是其他制作方式来形成发光层110。
根据本发明的一实施例，发光层110可以是单层的发光层或者是发光层加上电子传输层、电子注入层、空穴传输层以及空穴注入层的组合。所述发光层例如是白光发光材料层或是其他特定色光(例如红、绿、蓝等等)的发光材料层。此外，可以选择电子传输层、电子注入层、空穴传输层以及空穴注入层至少其中一层与发光层来搭配，以构成两层、三层、四层或五层的堆叠层，进而增进发光层110的发光效率。发光层110详细的材质与结构为本领域普通技术人员所熟知，因此于此不再赘述。
值得一提的是，由于第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加，且发光层110是形成在第一电极层106上。因此靠近发光层110的第一电极层106的含氧量大于靠近基板100的第一电极层106的含氧量。
接着，在发光层110上形成第二电极层112。在本实施例中，第二电极层112可以是条状导电层，因此各发光单元U的第二电极层112约略跟电源线PL垂直设置。类似地，第二电极层112例如是透明电极层，其例如是金属氧化物层，其例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的金属氧化物、或者是上述至少二者的堆叠层；或者是具有高透光度的薄金属层或薄金属叠层。当然，根据其他实施例，第二电极层112可为不透光的电极层。
值得一提的是，倘若第一电极层106以及第二电极层112两者均为透明电极层，那么所形成的电致发光装置为双面发光装置。倘若第一电极层106是透明电极层，且第二电极层112是不透明的电极层，那么所形成的电致发光装置为底部发光型发光装置。倘若第一电极层106是不透明的电极层，且第二电极层112是透明电极层，那么所形成的电致发光装置为顶部发光型发光装置。
依照上述的方法所形成的电致发光装置的发光单元U包括电源线PL、第一电极层106、发光层110以及第二电极层112。电源线PL位于基板100上。第一电极层106位于基板100上，且第一电极层106与电源线PL电性连接，其中第一电极层106的顶部106b的含氧量高于第一电极层106的底部106a的含氧量。发光层110位于第一电极层106上。第二电极层112位于发光层110上。
根据本发明的一实施例，第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。本发明不限第一电极层106中的氧含量是从其底部106a往顶部106b是以何种渐层形式增加。换言之，第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b可以是以阶梯形式、直线形式或是曲线形式增加。根据本实施例，第一电极层106的含氧量从其底部106a往顶部106b的变化为50mol％～70mol％。由于第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加，因此第一电极层106的电阻率是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。在本实施例中，第一电极层106的电阻率从其底部106a往顶部106b的变化为1.5×10-4Ω·cm至5000Ω·cm。
承上所述，由于本实施例的电致发光装置的发光单元U的第一电极层106的顶部106b的含氧量高于第一电极层106的底部106a的含氧量。换言之，越靠近发光层110的第一电极层106具有越大的电阻率。因此，第一电极层106在横向方向上仍具有足够低的电阻率，而在第一电极层106的顶部106b的高氧量相当于使发光单元U串联了一个电阻。因此当某一个发光单元U发生短路时，其第一电极层106的顶部的高电阻可限制通过所述发光单元的电流量，进而使其他发光单元不会受到影响。换言之，本实施例可以省略传统电阻线以增加电致发光装置的整体开口率。
图3是根据本发明另一实施例的电致发光装置的局部俯视示意图。图4是图3沿着B-B’剖面线的剖面示意图。图3(图4)的实施例与图1(图2)的实施例相似，因此在此与图1(图2)相同元件以相同的标记表示，且不再重复赘述。图3(图4)的实施例与图1(图2)的实施例不同之处在于第一电极层106的边缘与电源线PL的边缘为重叠。在本实施例中，如图4所示，第一电极层106还直接覆盖在电源线PL上，以使第一电极层106与电源线PL电性连接。
类似地，在本实施例中，第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b可以是以阶梯形式、直线形式或是曲线形式增加。根据本实施例，第一电极层106的含氧量从其底部106a往顶部106b的变化为50mol％～70mol％。由于第一电极层106中的含氧量是从其底部106a往顶部106b逐渐增加，因此第一电极层106的电阻值是从其底部106a往顶部106b逐渐增加。在本实施例中，第一电极层106的电阻值从其底部106a往顶部106b的变化为1.5×10-4Ω·cm至5000Ω·cm。
综上所述，由于本发明的电致发光装置的发光单元的第一电极层的顶部的含氧量高于第一电极层的底部的含氧量，以使第一电极层与发光层接触之处具有较大的电阻率。如此一来，当电致发光装置的某一个发光单元发生短路时，因其第一电极层的顶部的电阻率较高因而可限制通过所述发光单元的电流量，因而可使其他发光单元不会受到影响。换言之，本发明使用具有顶部较高氧含量的第一电极层可以省略传统电阻线，因而可以增加电致发光装置的整体开口率。
此外，因本发明的电致发光装置的发光单元的第一电极层的顶部具有较高的含氧量，因此第一电极层已经具备适当的工作函数(work function)的性质，因而本发明在形成第一电极层之后无须进行传统紫外光-臭氧处理程序。因此，本发明相较于传统电致发光装置的制作方法具有节省成本的优点。
此外，一般具有高含氧量的金属氧化物的穿透率越高。由于本发明的第一电极层的顶部具有较高的含氧量，因而本发明的第一电极层相较于一般金属氧化物具有较高的穿透率。
在本发明的另一实施例中，也可视设计者需求将电源线与第二电极层112电性连接而不与第一电极层106电性连接，其余元件与前实施例相似，故此不再赘述。第二电极层112具有一顶部以及一底部，其中该顶部与该发光层的距离小于该底部与该发光层的距离，也就是说，在本实施例中，将第二电极层112靠近发光层110的部分定义为顶部，而将第二电极层112远离发光层110的部分定义为底部。该第二电极层112顶部的含氧量高于该底部的含氧量，其中该第二电极层中的含氧量是从其底部往顶部逐渐增加，其中该第二电极层中的含氧量是从其底部往顶部以阶梯形式、直线形式或是曲线形式增加，其中该第二电极层的电阻率从其底部往顶部的变化为1.5×10-4Ω·cm至5000Ω·cm。在本实施例中，第二电极层112举例为阳极。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种电致发光装置的发光单元的制造方法，包括：
在一基板上形成一电源线；
在该基板上形成一第一电极层，该第一电极层与该电源线电性连接，其中形成该第一电极层包括进行一沉积程序，该沉积程序包括通入氧气，且所通入的氧气的量随着该沉积程序的时间而增加；
在该第一电极层上形成一发光层；以及
在该发光层上形成一第二电极层；
其中该沉积程序还包括通入一惰性气体，且氧气与该惰性气体的流量比例随着该沉积程序的时间从1∶10增加至1∶1。
2.如权利要求1所述的电致发光装置的发光单元的制造方法，其中该惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡或是其组合。
3.如权利要求1所述的电致发光装置的发光单元的制造方法，其中该第一电极层的边缘与该电源线的边缘为重叠或是直接连接在一起。
4.如权利要求1所述的电致发光装置的发光单元的制造方法，其中在形成该第一电极层之后无须进行一紫外光-臭氧处理程序。
5.如权利要求1所述的电致发光装置的发光单元的制造方法，其中该第一电极层包括金属氧化物。
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