專利名稱：保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器(organic EL display)，特別是有關(guān)一種保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法及其所形成的結(jié)構(gòu)。
目前應(yīng)用在電子裝置的平面面板顯示器(flat panel display)的制作方法已經(jīng)逐漸采取有機(jī)電激發(fā)光組件(organic EL device)來當(dāng)作平面面板顯示器中的顯示組件。一個(gè)有機(jī)電激發(fā)光組件的結(jié)構(gòu)，主要包含有一透明基板，例如一玻璃基板，其上沉積(deposit)一透明的電極層，如一銦錫氧化物(ITO)層，用以當(dāng)作有機(jī)電激發(fā)光組件的陽極(anode)。在透明基板與透明電極的上方，形成一層有機(jī)發(fā)光薄膜(organic thin film)。在有機(jī)薄膜的上方，覆蓋一金屬電極(metallic electrode)層，用以當(dāng)作有機(jī)電激發(fā)光組件的陰極(cathode)。而有機(jī)電激發(fā)光組件的有機(jī)薄膜通常包含一發(fā)光層(emitting layer)，一空穴注入層(hole injection layer)與一空穴傳輸層(hole transporting layer)夾置于發(fā)光層與陽極間，以及一電子注入層(electron injection layer)與一電子傳輸層(electron transporting layer)夾置于發(fā)光層與陰極間。
有機(jī)電激發(fā)光顯示面板的陽極導(dǎo)線與陰極導(dǎo)線間的排列，是以交錯(cuò)的方式形成一二維的矩陣陣列。陽極電極是由沉積于玻璃基板上方彼此平行的數(shù)個(gè)條帶(strips)所組成，而陰極電極則是由覆蓋于有機(jī)薄膜上方與陽極電極排列方向呈交錯(cuò)狀的數(shù)個(gè)平行條帶所組成。在陽極的條帶與陰極的條帶交叉處，即代表一個(gè)像素(pixel)。因此，有機(jī)電激發(fā)光組件即是利用在玻璃基板上形成一個(gè)二維可尋址的像素陣列，在電子與空穴于有機(jī)薄膜處結(jié)合后，便可產(chǎn)生可見光放射出去。
一般而言，有機(jī)電激發(fā)光組件的陰極是采用一種具有低功函數(shù)(low workfunction)的金屬材質(zhì)，例如鎂、鎂-銀合金、鋁、鋁-鋰合金、鈣、鋁-鈣合金所組成。然而，一般而言具有低功函數(shù)的金屬材質(zhì)的特性為其具有較高的活性，因此容易遭受氧化(oxidation)與腐蝕(corrosion)。同時(shí)，有機(jī)發(fā)光薄膜所包含的材質(zhì)，例如 AlQ3[tris(8-quinolinolate)aluminum complex]與TPD[N，N’-diphenyl-N-N’-bis(3-methylphenyl)-1，1’-biphenyl-4，4’-diamine]，其對水氣(moisture)與氧化作用相當(dāng)敏感。由于有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部會有水氣的殘留，再加上有機(jī)電激發(fā)光組件外部的水氣與氧氣也會侵入有機(jī)電激發(fā)光組件，其皆會促使有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極極發(fā)生氧化作用而劣化，且會使得有機(jī)薄膜因吸收水氣而產(chǎn)生潮解。另一方面，當(dāng)以外加電壓施加于有機(jī)電激發(fā)光組件的電極以驅(qū)動有機(jī)電激發(fā)光組件發(fā)光一段時(shí)間后，有機(jī)電激發(fā)光組件的像素便會產(chǎn)生熱。這樣便會加快金屬電極的氧化速率，造成有機(jī)電激發(fā)光組件的像素上產(chǎn)生黑點(diǎn)(dark spot，也即像素中不發(fā)光的點(diǎn))。隨著氧化及潮解作用的發(fā)生，黑點(diǎn)會持續(xù)擴(kuò)大，危及一整塊像素區(qū)域，使其發(fā)光強(qiáng)度減弱。氧化更嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致有機(jī)電激發(fā)光組件的整條金屬電極導(dǎo)線短路，使得一整排像素?zé)o法發(fā)光。
為了有效解決有機(jī)電激發(fā)光組件易受水氣與氧氣影響而劣化的問題，迄今已經(jīng)有許多人致力于防止有機(jī)電激發(fā)光組件的像素上黑點(diǎn)的發(fā)生及擴(kuò)大。索(So)等人在美國專利第5,731,661號中提出在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極上方覆蓋一層穩(wěn)定的金屬層，如銦、金、銀、白金等活性較低的金屬所組成的金屬層，用以當(dāng)作一保護(hù)層來保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極免受外界的水氣與氧氣侵入。如前所述，有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極是采用一活性較高的低功函數(shù)金屬所組成，而保護(hù)層的材質(zhì)活性較低，因此兩者之間形成蓄電池(galvanic cell)效應(yīng)。有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極將成為此蓄電池效應(yīng)的犧牲陽極，保護(hù)層則是此蓄電池的陰極，因而其將會加速有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極的劣化。因此若欲有效地保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極免受外界水氣與氧氣的侵入而劣化，則此由穩(wěn)定金屬所組成的保護(hù)層必須要完全地將有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極覆蓋，以避免有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極因蓄電池效應(yīng)的產(chǎn)生而更容易被氧化。此外，在有機(jī)電激發(fā)光組件的制造過程中，當(dāng)進(jìn)行黃光照相制板過程與蝕刻等濕式工藝過程以圖案化(patterning)像素時(shí)，有機(jī)電激發(fā)光組件的內(nèi)部便容易捕捉(trap)水氣。而上述保護(hù)層僅能保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件免受外界水氣與氧氣的侵入，卻無法避免有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部所捕捉的水氣侵入有機(jī)電激發(fā)光組件。因此，這種方法并無法有效地解決殘留的水氣與氧氣或保護(hù)層包覆不完全而致使水氣及氧氣侵入，造成有機(jī)電激發(fā)光組件劣化的問題。
海洛斯(Hirose)等人在歐洲專利第0 893939 A1號中提出另外一種解決水氣與氧氣侵入有機(jī)電激發(fā)光組件的方法。海洛斯等人利用在有機(jī)電激發(fā)光顯示器的氣密的封裝外殼內(nèi)部空間所填充的惰性氣體中加入一種燃燒輔助氣體(combustionsupporting gas)如氧氣或氯氣等，以便在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極表面形成一層厚度極薄的金屬氧化物層，以保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極。然而有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極厚度相當(dāng)?shù)谋?，約為1500埃。因此在成長金屬氧化物層時(shí)，其氧化程度不易控制，容易造成有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極過度氧化(over-oxidation)而造成短路或?qū)щ娦圆蛔愕娜秉c(diǎn)。
哈凡依(Harvey)等人在美國專利第5,771,562號中提出另一種解決有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極因遭受水氣與氧氣侵入而劣化的方法。哈凡依 等人所提出的方法其特點(diǎn)是在封裝外殼的內(nèi)表面覆蓋一層由高活性金屬如鋰或鎂等所組成的金屬層，用來當(dāng)作水氣與氧氣的吸氣劑(getter)或清除劑(scavenger)。但是，有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極與吸氣劑之間相隔一段距離，其間充滿著惰性氣體如氮?dú)狻鍤饣蚰蕷獾?。由于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極與用來當(dāng)作吸氣劑的金屬層距離甚遠(yuǎn)，兩者間無法有電性上的導(dǎo)通而有效形成電化連接(galvanic connection)，因而不易形成一蓄電池效應(yīng)。故有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部的水氣與氧氣依然會侵入有機(jī)電激發(fā)光組件，也因此無法完全克服水氣與氧氣侵入有機(jī)電激發(fā)光組件的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一目的在于提供一種制造有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，其可使有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極受到保護(hù)而不會產(chǎn)生氧化腐蝕。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，可避免有機(jī)電激發(fā)光組件遭受水氣與氧氣侵入而產(chǎn)生氧化與腐蝕，進(jìn)而造成有機(jī)電激發(fā)光顯示器產(chǎn)生黑點(diǎn)及短路的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器，它具有較佳的發(fā)光效率、較高的可靠度與較長的壽命。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的制造有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，其特點(diǎn)是，該方法包括下列步驟在一基板上形成一第一電極層；在所述第一電極層上方形成一有機(jī)層；在所述有機(jī)層上方形成一第二電極層，所述第二電極層與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列，其中所述基板、所述第一電極層、所述有機(jī)層與所述第二電極層形成一有機(jī)電激發(fā)光組件；在一部份的所述第二電極層上方覆蓋一保護(hù)層，其中所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢(electromotive force)的一組成元素，其電動勢小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢的一組成元素的一電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及以一氣密的外殼封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
所述基板包含一透明基板，例如以鈉石灰玻璃(soda lime)、硼硅玻璃(borosilicate)或無堿玻璃(alkali free)所組成。所述第一電極層是由一透明導(dǎo)電材質(zhì)所組成，例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或氧化鋅(ZnO)所組成，而所述第一電極層是以濺鍍法(sputtering deposition)、離子電鍍法(ion plating depositing)或電子束蒸鍍法(electron beam deposition)沉積于基板上。
所述有機(jī)層是由一蒸鍍法所形成，而所述有機(jī)電激發(fā)光組件的所述第二電極層是由一金屬材質(zhì)所組成，而借助蒸鍍法或電子束蒸鍍法或?yàn)R鍍法沉積而形成。而所述保護(hù)層也由一金屬材質(zhì)所組成，而借助蒸鍍法或電子束蒸鍍法或?yàn)R鍍法沉積于所述有機(jī)電激發(fā)光組件的第二電極層上方。
較佳者，所述封裝外殼是以一金屬板或玻璃板所組成，而借助一封裝媒介與有機(jī)電激發(fā)光組件的玻璃板相結(jié)合而封裝有機(jī)電激發(fā)光組件。一般而言，所述封裝媒介是由一環(huán)氧化物(epoxy)所組成。在以氣密的封裝外殼氣密封裝有機(jī)電激發(fā)光組件后，在封裝外殼的內(nèi)部空間填充一種干燥的惰性氣體如氮?dú)?、氬氣或氖氣等，用以降低封裝外殼內(nèi)部的氣密空間的水氣與氧氣含量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，其特點(diǎn)是，所述方法包括下列步驟提供一有機(jī)電激發(fā)光組件，其中，所述有機(jī)電激發(fā)光組件包括一基板，一第一電極層形成于所述基板之上，一有機(jī)層形成于所述第一電極層之上，以及一第二電極層形成于所述有機(jī)層之上且與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列；在一部份的所述第二電極層上方覆蓋一保護(hù)層，其中，所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢的一組成元素，其電動勢是小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢之一的組成元素的電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及以一氣密的封裝外殼封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
較佳者，所述有機(jī)電激發(fā)光組件的第二電極層與用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件的保護(hù)層是皆由一金屬材質(zhì)所組成，而借助蒸鍍法或電子束蒸鍍法或?yàn)R鍍法沉積而形成。另一方面，所述封裝外殼是由一金屬板或玻璃板所組成，而借助一封裝媒介與有機(jī)電激發(fā)光組件的玻璃板相結(jié)合而封裝有機(jī)電激發(fā)光組件。一般而言，所述封裝媒介是由一環(huán)氧化物(epoxy)所組成。在以氣密的封裝外殼氣密封裝有機(jī)電激發(fā)光組件后，在封裝外殼的內(nèi)部空間填充一種干燥的惰性氣體如氮?dú)?、氬氣或氖氣等，用以降低封裝外殼內(nèi)部的氣密空間的水氣與氧氣含量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特點(diǎn)是，它包括一基板；一第一電極層，形成于所述基板之上；一有機(jī)層，形成于所述第一電極層之上；一第二電極層，形成于所述有機(jī)層之上且與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列，其中，所述基板、所述第一電極層、所述有機(jī)層與所述第二電極層形成一有機(jī)電激發(fā)光組件；一保護(hù)層，覆蓋于一部份的所述第二電極層上方，其中，所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢之一的組成元素，其電動勢小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢之一的組成元素的電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及一氣密外殼，用以封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
根據(jù)上述構(gòu)想，所述基板包含一透明基板，例如以鈉石灰玻璃(soda lime)、硼硅玻璃(borosilicate)或無堿玻璃所組成。而所述第一電極層是由一透明導(dǎo)電材質(zhì)所組成，例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或氧化鋅(ZnO)，用以當(dāng)作有機(jī)電激發(fā)光組件的陽極。
所述的有機(jī)層至少包含一發(fā)光層(emitting layer)。并且，所述有機(jī)層還包含一空穴注入層與一空穴傳輸層，它們夾置于所述第一電極層與所述發(fā)光層之間，以及一電子注入層與一電子傳輸層，它們夾置于所述第二電極層與所述發(fā)光層之間。
所述第二電極層是由一金屬材質(zhì)所組成，用作有機(jī)電激發(fā)光組件的陰極。而所述保護(hù)層也由一金屬材質(zhì)所組成。此外，所述封裝外殼是由一金屬板或玻璃板所組成，而借助一封裝媒介與有機(jī)電激發(fā)光組件的玻璃板相結(jié)合而封裝有機(jī)電激發(fā)光組件。一般而言，所述封裝媒介是由一環(huán)氧化物(epoxy)所組成。在以氣密的封裝外殼氣密封裝有機(jī)電激發(fā)光組件后，在封裝外殼的內(nèi)部空間填充一種干燥的惰性氣體如氮?dú)?、氬氣或氖氣等，用以降低封裝外殼內(nèi)部的氣密空間的水氣與氧氣含量。
本發(fā)明的特點(diǎn)是在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極上部份覆蓋一保護(hù)層，其中所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢的組成元素的電動勢，其電動勢小于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極的組成元素中具有最大電動勢的組成元素的電動勢。因此，保護(hù)層與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極間形成有效的電化連接而組成一蓄電池的結(jié)構(gòu)。有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極用作蓄電池的陰極，而保護(hù)層用作蓄電池的陽極。保護(hù)層的作用在于當(dāng)作一犧牲陽極，它優(yōu)先與水氣與氧氣作用而保護(hù)底下的有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入而產(chǎn)生氧化與潮解，同時(shí)也可增進(jìn)有機(jī)電激發(fā)光組件的電子注入效率與有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)光效率。而且保護(hù)層被氧化后所形成的金屬氧化物還可當(dāng)作一吸氣劑，吸收有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部捕捉的水氣與有機(jī)電激發(fā)光顯示器的封裝外殼內(nèi)部氣密空間的水氣與氧氣，使得有機(jī)電激發(fā)光組件具有較高的可靠度與較長的壽命。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光組件的截面圖；圖2為顯示本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的俯視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的截面圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的俯視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的俯視圖；以及圖7為根據(jù)本發(fā)明的一第四較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的俯視圖。
請參見圖1，它是根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光組件的截面圖。在圖1中，一透明導(dǎo)電電極層11，它由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或氧化鋅(ZnO)所組成的互相平行的數(shù)個(gè)電極所組成，而采用濺鍍法、離子電鍍法或電子束蒸鍍法等沉積工藝形成于基板10之上。所述基板10也為透明，例如以一鈉石灰玻璃(soda lime)、一硼硅玻璃(borosilicate)或一無堿玻璃(alkali free)所形成。所述透明電極層11用作有機(jī)電激發(fā)光組件的陽極，用以提供空穴使之與電子相結(jié)合發(fā)出可見光。
一有機(jī)薄膜12接著以蒸鍍法沉積于所述透明電極11上方。圖2顯示本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光組件的結(jié)構(gòu)，其中所述有機(jī)薄膜至少包含一發(fā)光層123(emittinglayer)，在其中電子與空穴相結(jié)合而發(fā)出可見光。有機(jī)薄膜還包含一空穴注入層(hole injection layer)121、一空穴傳輸層(hole transporting layer)122，它們夾置于發(fā)光層123與透明電極層11間，提供注入與傳輸透明電極層11所發(fā)出的空穴至發(fā)光層123，以及一電子注入層(electron injection layer)125與一電子傳輸層(electron transporting layer)124，它們夾置于發(fā)光層123與后續(xù)沉積的金屬電極層13間，提供注入與傳輸金屬電極層13所發(fā)出的電子至發(fā)光層123。
在有機(jī)薄膜12形成后，一金屬電極層13便被沉積于有機(jī)薄膜12的上方。所述金屬電極層13由如鋁、銅、鎂、鎂-銀合金、鋁-鋰合金、鋁-鈣合金等金屬材質(zhì)所組成，而以蒸鍍法、電子束蒸鍍法或?yàn)R鍍法沉積形成。所述金屬電極層是由數(shù)個(gè)互相平行的金屬電極所組成，而排列方向?yàn)槌蚺c透明電極11互相交錯(cuò)的方向排列，使得在有機(jī)電激發(fā)光組件上形成一二維的矩陣陣列。在透明電極11與金屬電極13的交會處，即形成一像素(pixel)。因此，有機(jī)電激發(fā)光組件的透明電極11與金屬電極13便形成了一交錯(cuò)的發(fā)光二極管陣列。
當(dāng)金屬電極13形成后，便完成有機(jī)電激發(fā)光組件的制造過程。根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入而進(jìn)行氧化或潮解，于一部份的金屬電極導(dǎo)線13上方覆蓋一保護(hù)層14。所述保護(hù)層14由一金屬材質(zhì)所組成，例如鈣、鋇、鍶、鈣鋁、鈣銅、鋇鋁、鋇銅、鋇銀等，通過蒸鍍法、電子束蒸鍍法或?yàn)R鍍法沉積而形成。保護(hù)層14的特點(diǎn)是保護(hù)層14的組成元素中具有最小電動勢的組成元素，其電動勢小于所述金屬電極13的組成元素中具有最大的電動勢的組成元素的電動勢，因兩者之間的直接接觸而有電性的導(dǎo)通，保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13形成了有效的電化連接(galvanic connection)，組成一個(gè)蓄電池(galvanic cell)的結(jié)構(gòu)。有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13當(dāng)作此蓄電池的陰極，而保護(hù)層14是當(dāng)作此蓄電池的犧牲陽極。如圖3所示，保護(hù)層14是部份覆蓋在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的像素區(qū)上方，兩者間因電性導(dǎo)通而形成電化連接(galvanic connection)，以避免在有機(jī)電激發(fā)光組件的像素區(qū)域上形成黑點(diǎn)缺陷(dark spot defect)與有機(jī)薄膜12產(chǎn)生潮解。有關(guān)保護(hù)層14保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的方法與原理，將于本文中下面的敘述詳加討論。
請參見圖4，它是根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的截面圖。在保護(hù)層14部份覆蓋于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13上方后，以一氣密的封裝外殼(airtight sealing case)16將有機(jī)電激發(fā)光組件加以封裝，并在氣密的封裝外殼16的內(nèi)部空間填充一種干燥的惰性氣體15，如氮?dú)狻鍤饣蚰蕷獾?，用以隔開有機(jī)電激發(fā)光組件與封裝外殼16。封裝外殼16借助一封裝媒介(sealingagent)19與玻璃基板相結(jié)合以使有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣隔絕。所述封裝外殼16主要由玻璃板或金屬板所組成，而封裝媒介15由一具有黏著性的環(huán)氧化物(epoxy)所組成，用以使得封裝外殼15與有機(jī)電激發(fā)光組件的玻璃基板10氣密地結(jié)合。封裝外殼16的外部設(shè)置一導(dǎo)電薄膜17，其上接出驅(qū)動電路線18，供以外界電壓施加于其上而驅(qū)動有機(jī)電激發(fā)光組件，使得有機(jī)電激發(fā)光組件發(fā)出可見光。
雖然有機(jī)電激發(fā)光顯示器采用氣密的封裝外殼16將有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的氧氣與水氣隔絕，但封裝外殼16并無法做到絕對的氣密，因此外界的氧氣與水氣依然會逐漸擴(kuò)散滲透至封裝外殼的內(nèi)部空間而侵入有機(jī)電激發(fā)光組件。此外，在進(jìn)行有機(jī)電激發(fā)光組件的濕式工藝過程時(shí)，玻璃基板10也會捕捉水氣。這將使得有機(jī)電激發(fā)光組件會受到外界水氣與氧氣以及本身內(nèi)部所捕捉的水氣侵入，造成有機(jī)電激發(fā)光組件的像素上產(chǎn)生不發(fā)光的黑點(diǎn)缺陷與有機(jī)層的潮解。如上所述，若有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的金屬材質(zhì)為一高活性金屬，便容易被氧化與腐蝕。因此，若是在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的上方部份覆蓋一層由一金屬材質(zhì)所組成的保護(hù)層14，且保護(hù)層14的組成元素中具有最小電動勢的組成元素，其電動勢小于金屬電極13的組成元素中具有最大電動勢的組成元素的電動勢，則彼此間便可形成有效的電化連接，以組成一蓄電池。對于保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13所形成的蓄電池而言，保護(hù)層14當(dāng)作蓄電池的犧牲陽極，故當(dāng)水氣與氧氣侵入有機(jī)電激發(fā)光組件時(shí)，水氣與氧氣僅會與保護(hù)層14反應(yīng)而使保護(hù)層14的導(dǎo)電材質(zhì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)以釋放出電子傳送至蓄電池的陰極(即有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13)。因此，有機(jī)電激發(fā)光組件的電子注入效率(electron injection efficiency)便會提升，同時(shí)氧化反應(yīng)僅會發(fā)生在保護(hù)層14上，有機(jī)電激發(fā)光組件的陰極13將會受到保護(hù)層的保護(hù)，而不致于被外界的水氣與氧氣侵入而導(dǎo)致氧化。保護(hù)層14的作用在于當(dāng)作一犧牲陽極，在外界的水氣與氧氣及有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部所捕捉的水氣侵入有機(jī)電激發(fā)光組件時(shí)，保護(hù)層14便與水氣與氧氣作用而氧化以釋放出電子來保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13及下方的有機(jī)薄膜12使之不會被氧化與潮解，防止有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13因氧化作用產(chǎn)生黑點(diǎn)缺陷，并可有效降低有機(jī)電激發(fā)光顯示器內(nèi)部的氣密空間的氧氣與水氣濃度，防止有機(jī)薄膜12潮解。
保護(hù)層14的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，若選擇鈣或鋇等低電動勢金屬元素作為保護(hù)層14的導(dǎo)電材質(zhì)，則在保護(hù)層14被氧化后所產(chǎn)生的金屬氧化物，如氧化鈣或氧化鋇等，其為一種多孔性(porous)且不連續(xù)的氧化膜，而并非為一致密的氧化膜。因此當(dāng)金屬氧化物形成后，保護(hù)層14的金屬尚有裸露的空間可以繼續(xù)被氧化以保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13。所以，不論是有機(jī)電激發(fā)光組件內(nèi)部所捕捉的水氣或有機(jī)電激發(fā)光組件外界的水氣與氧氣，皆會被保護(hù)層14上所形成的金屬氧化物所吸收。因此，所述保護(hù)層14的作用，不僅可當(dāng)作有機(jī)電激發(fā)光組件的保護(hù)膜保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件免于遭受氧化與潮解，同時(shí)其本身被氧化后所形成的金屬氧化物還可當(dāng)作一吸氣劑(getter)來使用。
對于保護(hù)層14對有機(jī)電激發(fā)光組件的保護(hù)效果，其最主要的決定因素在于保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13間的電化效果(galvanic effect)。而決定保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13間的電化效果的強(qiáng)弱的因素可分下列三點(diǎn)來討論。其一是在于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13與保護(hù)層14的面積比。若有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的面積相對于保護(hù)層14的面積的比例越大，則保護(hù)層14與水氣及氧氣間的反應(yīng)性便越強(qiáng)。因此，若是保護(hù)層14的面積越小于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13面積，保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13間的電化效應(yīng)(galvanic effect)就越強(qiáng)。請?jiān)賲⒁妶D3，在圖3中保護(hù)層14部份覆蓋于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的像素發(fā)光區(qū)域上方。如前所討論，由于形成保護(hù)層14的導(dǎo)電材質(zhì)的組成元素中具有最小電動勢的組成元素，其電動勢小于形成有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的組成元素中具有最大電動勢的組成元素的電動勢，彼此間因電性導(dǎo)通形成一蓄電池(galvanic cell)效應(yīng)，因此水氣與氧氣僅會與保護(hù)層14作用達(dá)到保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件的效果以及增進(jìn)有機(jī)電激發(fā)光組件的電子注入效率。另外，由于保護(hù)層14并非完全覆蓋于金屬電極13上方，而是部份覆蓋于有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的顯示區(qū)域上方。因此保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13之間的電化效應(yīng)會遠(yuǎn)比保護(hù)層14完全覆蓋于金屬電極13上方所形成的電化效應(yīng)為佳。另一方面，保護(hù)層14的功能除了與侵入有機(jī)電激發(fā)光組件的水氣與氧氣作用以保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光組件外，它可降低有機(jī)電激發(fā)光顯示器的氣密空間的水氣與氧氣濃度，與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13所形成的電化效應(yīng)還可提升整體的發(fā)光效率。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器俯視圖，在其中保護(hù)層14是覆蓋于金屬導(dǎo)線13上的非顯示區(qū)域靠近連接至封裝外殼外部的導(dǎo)線20處。因此，金屬電極13對保護(hù)層14的面積比例將會更高，兩者間因電性導(dǎo)通所形成的電化效應(yīng)也就越強(qiáng)，使得保護(hù)層能夠更快速地除去氣密空間的水氣與氧氣。再一方面，保護(hù)層14被氧化后所形成的金屬氧化物，通常其莫耳體積與形成保護(hù)層14的金屬導(dǎo)體的莫耳體積不同，所產(chǎn)生的應(yīng)力，即莫耳體積差(molar volumedifference)并不直接作用在有機(jī)電激發(fā)光組件的像素上，可大大降低對有機(jī)電激發(fā)光組件的像素結(jié)構(gòu)中的多層結(jié)構(gòu)所造成的傷害。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器俯視圖，在其中保護(hù)層14僅覆蓋在金屬電極13上非顯示區(qū)的左側(cè)。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的一第四較佳實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光顯示器俯視圖，在其中保護(hù)層14僅覆蓋在金屬電極13上非顯示區(qū)的右側(cè)。與圖5相比較，圖6與圖7的金屬電極13對保護(hù)層14的面積比大于圖5的金屬電極13對保護(hù)層14的面積比，故在圖6與圖7中保護(hù)層14對金屬導(dǎo)線13所形成的電化效應(yīng)會更強(qiáng)，保護(hù)層14能夠更快速地與水氣與氧氣作用而除去氣密空間的水氣與氧氣。
第二個(gè)決定保護(hù)層14對有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13間因電性導(dǎo)通所形成電化效應(yīng)強(qiáng)弱的因素，取決于保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13之間的電化電位差(即電動勢差)。表一列舉出金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)電動勢電位，它以還原電位表示之(表一是出自于”化學(xué)物理手冊(Handbook of Chemistry and Physics)”，第71版(71sted.)，CRC出版社(CRC Press)，1991與W.拉蒂默(W.Latimer)，“元素在水溶液中的氧化勢能及它們的值(The Oxidation Potentials of the Elements andTheir Values in Aqueous Solution)”，普倫蒂斯—霍爾(Prentice-Hall)，恩格爾伍德 克利夫斯(Englewood Cliffs)，N.J.，1952)。舉例來說，若選用鋁(其電動勢為-1.662V)、鋅(其電動勢為-0.7628V)、鉻(其電動勢為-0.744V)、銦(其電動勢為-0.343V)、錫(其電動勢為-0.136V)、銅(其電動勢為0.337V)、銀(其電動勢為0.7991V)做為有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13的一組成元素，則可選擇鋰(其電動勢為-3.045V)、鈣(其電動勢為-2.866V)、鍶(其電動勢為-2.888V)、鋇(其電動勢為-2.906V)、鎂(其電動勢為-2.363V)、鈧(其電動勢為-2.077V)等低電動勢金屬來作為保護(hù)層14的一組成元素。倘若保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13之間的電化電位差(即電動勢差)越大，則保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13之間所形成的電化效應(yīng)會越強(qiáng)，保護(hù)層14對水氣與氧氣的反應(yīng)力也就越高。
第三個(gè)決定因素為保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13距離遠(yuǎn)近。若兩者間的距離越近，所形成的電化連接(galvanic connection)也就越強(qiáng)，則保護(hù)層14與水氣與氧氣間的反應(yīng)性也就越強(qiáng)。根據(jù)本發(fā)明，保護(hù)層14是直接覆蓋在有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13上方，因此兩者間的距離極為接近，所形成的電化連接也將會為最強(qiáng)。由此，保護(hù)層14與有機(jī)電激發(fā)光組件的金屬電極13所形成的電化效應(yīng)與保護(hù)層14對有機(jī)電激發(fā)光組件的保護(hù)效果也為最佳。
權(quán)利要求
1.一種制造有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在一基板上形成一第一電極層；在所述第一電極層上方形成一有機(jī)層；在所述有機(jī)層上方形成一第二電極層，所述第二電極層與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列，其中所述基板、所述第一電極層、所述有機(jī)層與所述第二電極層形成一有機(jī)電激發(fā)光組件；在一部份的所述第二電極層上方覆蓋一保護(hù)層，其中所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢的一組成元素，其電動勢小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢的一組成元素的一電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及以一氣密的外殼封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板包括一透明基板，所述透明基板由一鈉石灰玻璃、一硼硅玻璃以及一無堿玻璃其中一種材質(zhì)所組成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一電極層是由一透明導(dǎo)電材質(zhì)所組成，所述透明導(dǎo)電材質(zhì)是由一銦錫氧化物、一銦鋅氧化物、一鋅鋁氧化物和一氧化鋅其中的一種所組成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一電極層是由一濺鍍法、一離子電鍍法以及一電子束蒸鍍法其中一種所形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)層是由一蒸鍍法所形成。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二電極層是由一金屬材質(zhì)所組成。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二電極層是由一蒸鍍法、一電子束蒸鍍法以及一濺鍍法其中一種所形成。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層是由一金屬材質(zhì)所組成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層是由一蒸鍍法、一電子束蒸鍍法以及一濺鍍法其中一種所形成。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣密的封裝外殼是由一金屬板以及一玻璃板其中一種所組成。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣密的封裝外殼是借助一封裝媒介與所述基板相結(jié)合以封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，而所述封裝媒介包括一環(huán)氧化物。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述氣密的外殼的內(nèi)部空間填充一干燥的惰性氣體的步驟。
13.一種保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟提供一有機(jī)電激發(fā)光組件，其中，所述有機(jī)電激發(fā)光組件包括一基板，一第一電極層形成于所述基板之上，一有機(jī)層形成于所述第一電極層之上，以及一第二電極層形成于所述有機(jī)層之上且與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列；在一部份的所述第二電極層上方覆蓋一保護(hù)層，其中，所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢的一組成元素，其電動勢是小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢之一的組成元素的電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及以一氣密的封裝外殼封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
14.一有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特征在于，它包括一基板；一第一電極層，形成于所述基板之上；一有機(jī)層，形成于所述第一電極層之上；一第二電極層，形成于所述有機(jī)層之上且與所述第一電極層形成一交錯(cuò)的像素矩陣陣列，其中，所述基板、所述第一電極層、所述有機(jī)層與所述第二電極層形成一有機(jī)電激發(fā)光組件；一保護(hù)層，覆蓋于一部份的所述第二電極層上方，其中，所述保護(hù)層的組成元素中具有最小電動勢之一的組成元素，其電動勢是小于所述第二電極層的組成元素中具有最大電動勢之一的組成元素的電動勢，用以保護(hù)所述有機(jī)電激發(fā)光組件免受水氣與氧氣的侵入；以及一氣密外殼，用以封裝所述有機(jī)電激發(fā)光組件，借以隔絕所述有機(jī)電激發(fā)光組件與外界的空氣與水氣。
15.如權(quán)利要求14所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特征在于，所述有機(jī)層至少包括一發(fā)光層。
16.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特征在于，所述有機(jī)層還包括一空穴注入層與一空穴傳輸層，它們夾置于所述第一電極層與所述發(fā)光層之間。
17.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特征在于，所述有機(jī)層還包括一電子注入層與一電子傳輸層，它們夾置于所述第二電極層與所述發(fā)光層之間。
18.如權(quán)利要求14所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其特征在于，所述氣密的封裝殼體的內(nèi)部空間填充一干燥的惰性氣體，用以降低所述氣密的封裝殼體的內(nèi)部空間的水氣與氧氣的濃度。
全文摘要
一種保護(hù)有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法,它在金屬電極上部分覆蓋保護(hù)層來保護(hù)底下的有機(jī)電激發(fā)光組件。保護(hù)層由金屬材質(zhì)組成,其具有最小電動勢的組成元素的電動勢小于所覆蓋金屬電極的具有最大電動勢的組成元素的電動勢。保護(hù)層與金屬電極間形成蓄電池效應(yīng),保護(hù)層為蓄電池的犧牲陽極,用以保護(hù)金屬電極及其底下的組件免受水氣與氧氣的侵入而產(chǎn)生氧化與潮解。所形成的有機(jī)電激發(fā)光顯示器具有較高的發(fā)光效率和可靠度及較長的壽命。
文檔編號G02F1/01GK1381825SQ01116698
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者葉致宏, 袁建華, 江建志, 湯舜鈞, 江慧宜 申請人:悠景科技股份有限公司