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CN100456526C - 一种有机电致发光器件及其制造方法 - Google Patents

一种有机电致发光器件及其制造方法 Download PDF

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CN100456526C CNB2004100962722A CN200410096272A CN100456526C CN 100456526 C CN100456526 C CN 100456526C CN B2004100962722 A CNB2004100962722 A CN B2004100962722A CN 200410096272 A CN200410096272 A CN 200410096272A CN 100456526 C CN100456526 C CN 100456526C
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Abstract

一种有机电致发光器件基板的制造方法，包括：在具有像素区的基板上形成第一电极；在像素区的边界、第一电极上形成绝缘层；通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中、第一电极上形成电致发光层；在具有电致发光层和绝缘层的基板整个表面形成第二电极材料层；氧化或者用激光烧蚀融化像素区边界的第二电极材料层，以在像素区中形成第二电极并且在像素区边界形成金属氧化层。

Description

一种有机电致发光器件及其制造方法
本发明要求享有2003年12月30日韩国专利申请No.2003-100676的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件(ELD)，尤其是一种双板型有机ELD及其制造方法。
背景技术
通常，通过从阴极和阳极向发光层中注入电子和空穴，电子和空穴复合产生激子，激子从激发态跃迁到基态，从而实现有机ELD的发光。激子在两个态之间的跃迁发出光，因此与液晶显示(LCD)器件相比，有机ELD不需要额外光源。因此有机ELD的大小和重量也得以降低。有机ELD还有其他优良特征，例如功耗低，亮度高和响应快等。由于这些特征，有机ELD被认为是最有希望应用于诸如蜂窝电话，车载导航系统(CNS)，个人数字助理(PDA)，便携式摄相机以及掌上电脑等下一代消费电子产品的显示板。另外，由于有机ELD的制造工艺简单，只需要很少的工序步骤，因此其制造成本比LCD要低得多。
目前存在两种不同类型的有机ELD：无源矩阵型和有源矩阵型。虽然无源矩阵有机ELD和有源矩阵有机ELD都是结构简单，并且通过简单制造工艺形成的，但是无源矩阵有机ELD工作时需要相对较多的能量。另外，无源矩阵有机ELD的显示面积受到其结构的限制。而且，随着导线数目的增加，无源矩阵有机ELD的图像孔径比会减小。相反，有源矩阵有机ELD更为有效，并且可以利用相对较低的功耗，产生大显示屏幕的高质量图像。
图1是有机ELD的能带图。如图1所示，阳极1和阴极7彼此分离。发光层4夹在阳极1和阴极7之间。空穴传输层3夹在阳极1和发光层4之间，以及电子传输层5夹在发光层4和阴极7之间，以提高发光效率。从阳极1注入的空穴和从阴极7注入的电子在发光层4中复合，相当于空穴和电子之间的能量的光从这些激子发出。阳极1一般由高功函的透明导电材料构成，而阴极7一般由低功函、化学性质稳定的金属材料制成。
图2示出依据现有技术的底部发光型有机ELD的示意性截面图。如图2所示，在第一基板10上形成包括薄膜晶体管(TFT)“T”的阵列元件14。在阵列元件14的上方形成第一电极16、有机电致发光(EL)层18和第二电极20。在有机EL层18中，每个像素区分别显示红、绿、蓝色。通常，有机EL层中在每个像素区中，使用分开的有机材料来发出每种颜色的光。通过用密封剂26，将第一基板10和第二基板28粘接，密封有机ELD。第二基板28包含吸湿剂材料22，用来去除可能进入有机EL层18密封腔中的湿气和氧气。在对第二基板28的一部分进行刻蚀后，在刻蚀后部分填充吸湿材料22，利用保持元件(holding element)25来固定所填充的吸湿材料。
图3示出现有技术的有机ELD的等效电路图。参照图3，栅线“GL”和数据线“DL”交叉，以及栅线“GL”和数据线“DL”交叉处的开关元件“TS”与栅线“GL”和数据线“DL”相连接。驱动元件“TD”与开关元件“TS”和有机电致发光二极管”DEL”电连接。在驱动元件“TD”的驱动栅极“D2”和驱动漏极“D6”之间形成存储电容“CST”，以及有机电致发光二极管“DEL”与电源线“PL”相连接。
当向开关元件“TS”的开关栅极“S2”施加栅线“GL”的扫描信号时，数据线“DL”的图像信号通过开关元件“TS”施加到驱动元件“TD”的驱动栅极“D2”。由施加到驱动栅极“D2”的图像信号来调节驱动元件“TD”的电流密度。因此，有机电致发光二极管“DEL”可以显示灰度图像。另外，由于存储在存储电容“CST”中的图像信号被施加到驱动栅极“D2”，因此，即使关断开关元件“TS”，在施加下一个图像信号以前，流入有机电致发光二极管“DEL”的电流密度可以保持不变。开关元件“TS”和驱动元件“TD”可为多晶硅TFT或非晶硅TFT。非晶硅TFT的制造过程比多晶硅TFT的制造过程相对简单。
同时，每个像素区中有机ELD应该有红、绿、蓝有机EL层以显示所有颜色。倒梯形的隔离物把有机EL层分开，从而为有机EL层提供稳定的涂覆工序。在具有这种隔离物的有机ELD中，通过在被隔离物包围的像素区中掺杂或注入溶液类有机EL材料形成有机EL层。
图4A到4F为依据现有技术有机ELD的具有喷墨印刷步骤的制造工序的示意性截面图。
如图4A所示，基板30包括发光区“C”和与发光区“C”邻近的非发射区“D”。通过在基板上、在发光区“C”上沉积透明导电材料形成第一电极32(阳极)。另外，在基板30、非发光区“D”上形成缓冲层34，并且与第一电极32的边缘部分重叠。缓冲层34可以由的氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)构成。另外，在基板30和第一电极32之间形成薄膜晶体管(TFTs)“T”，并且与每个像素区“P”的第一电极32相连接。虽然图4未示出，但是薄膜晶体管“T”包含一个开关TFT和一个驱动TFT，第一电极32和驱动TFT的驱动漏极相连接。
在图4B和图4C中，在具有第一电极32和缓冲层的基板30的整个表面涂布有机材料层40。然后，在有机材料40整个表面上涂布光刻胶层45，然后在基板30上面设置具有透光部分“m1”和遮光部分“m2”的掩模50。利用具有曝光和显影步骤的光刻工序，对光刻胶层45进行构图。光刻胶层45分为正型和负型。当光刻胶层45为正型时，在显影步骤中被曝光的透光部分“m1”被去除。另一方面，当光刻胶层45为负型时，在显影步骤中被曝光的遮光部分“m2”被去除。在图4B和图4C中，由于光刻胶层45是负型光刻胶，与遮光部分“m2”对应部分的光刻胶层45被去除。因此，如图4C所示，保留与透光部分“m1”相对应的光刻胶层45作为光刻胶图案46。
在图4D中，通过利用光刻胶图案46作为掩模，刻蚀有机材料层40(图4C)形成多个隔离物41。在刻蚀步骤中，光刻胶图案46之间暴露出的有机材料40(图4C)被蚀刻剂去除。由于隔离物41包围每个像素区“P”，所以可以防止混色。虽然在图4D中未示出，但是在形成隔离物41后，去除光刻胶图案46。
在图4E中，通过喷墨印刷红、绿和蓝有机EL材料，在具有隔离物41的基板30上形成红、绿和蓝有机EL层42a、42b和42c。通过喷嘴(未示出)，在被隔离物41包围的每个像素区“P”中分配每种颜色的有机EL材料，形成红、绿和蓝有机EL层42a、42b和42c。由于隔离物41位于像素区“P”的边界并且具有预定高度，所以在像素区“P”的边界避免了红、绿和蓝有机EL层42a、42b和42c发生混色。
在图4F中，在具有由红、绿和蓝有机EL层42a、42b和42c的基板30上、在像素区“P”内形成第二电极44。当第二电极44用作阴极时，第二电极44是具有低功函、反射性好的金属材料。
但是，为了用有机材料形成隔离物，需要包括涂覆、曝光、显影等步骤的光刻工序。因此，增加了产品成本。另外，由于有机材料形成的隔离物相对较高，在沉积金属层的过程中，随后在有机电致发光层上形成的金属层可能会被意外地切断，导致制造缺陷。此外，如图4F所示，用喷墨法分配在像素区的有机材料并不均匀，尤其是靠近隔离物的有机材料的厚度比其他区域的有机材料的厚度相对要厚。这称为由有机材料和隔离物之间表面张力所引起的粘合现象。
发明内容
因此，本发明提出一种有机ELD及其制造方法，其基本克服了现有技术的限制和缺陷所带来的一个或多个问题。
本发明的优点在于提供一种具有简化制造工序的有机ELD。
下面的说明中将继续阐述本发明的其他特征和优点，部分特征和优点可以从说明中明显看出，或者通过实践从本发明得到。本发明的目的和其他优点可以从说明书以及相关权利要求和附图中描述的特定结构实现和得到。
为了实现这些和其他优点，根据本发明的目的，在具体和概括描述中，一种用于有机电致发光器件的基板制造方法包括在具有像素区的基板上形成第一电极；在像素区的边界、第一电极上形成绝缘层；通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中、第一电极上形成电致发光层；在具有电致发光层和绝缘层的基板整个表面形成第二电极材料层；氧化像素区边界的第二电极材料层，以在像素区中形成第二电极；以及在像素区边界形成金属氧化层。
另一方面，一种用于有机电致发光器件的基板的制造方法，包括在具有像素区的基板上形成第一电极；在第一电极上、像素区的边界上形成绝缘层；通过疏水处理形成所述绝缘层的疏水表面；通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中、第一电极上形成电致发光层；在具有电致发光层和绝缘层的基板的整个表面上形成第二电极材料层；通过用激光烧蚀融化(ablate)在边界的第二电极材料层，在像素区中形成第二电极，其中所述电致发光材料具有亲水性。
另一方面，一种有机电致发光器件的的制造方法，包括在具有像素区的第一基板上形成具有薄膜晶体管的阵列元件；在第二基板上、像素区中形成第一电极；在像素区边界上、第一电极上形成绝缘层；通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中、第一电极上形成电致发光层；通过疏水处理形成绝缘层的疏水表面；在具有电致发光层和绝缘层的第二基板整个表面上形成第二电极材料层；通过分开第二电极材料层在像素区中形成第二电极；在第一和第二基板中的一个上形成连接电极；以及用密封剂粘接第一基板和第二基板，通过连接电极，第一基板和第二基板实现电连接，其中所述电致发光材料具有亲水性。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：第一电极，所述电极在具有多个像素区的基板上；绝缘层，其位于像素区边界、第一电极上；在第一电极上、像素区内的多个电致发光层；在多个电致发光层上的多个第二电极；以及在绝缘层上的金属氧化层，第二电极被金属氧化层彼此被电分开。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：在具有多个像素区的基板上的第一电极；绝缘层，其位于像素区边界、在第一电极上，其顶面具有疏水性；在像素区中、在第一电极上的具有亲水性的多个电致发光层；以及在电致发光层上的多个第二电极，第二电极彼此被物理分开。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：第一电极，位于具有像素区的基板上；绝缘层，位于像素区边界、在第一电极上；绝缘层上的隔离物，隔离物为倒梯形从而使隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，第一侧面比第二侧面相对更接近所述基板；位于像素区中、在第一电极上的电致发光层；位于电致发光层上的第二电极，第二电极与相邻的第二电极在边界物理分开。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：相互面对并且彼此分离的第一和第二基板，第一和第二基板上具有像素区；位于第一基板内侧、像素区中的阵列元件，所述阵列元件具有薄膜晶体管；位于第一基板内侧的第一电极；位于像素区边界、第一电极上的绝缘层；位于像素区中、第一电极上的电致发光层；位于电致发光层上的第二电极；位于绝缘层上表面的金属氧化层，通过金属氧化层第二电极与相邻的第二电极电分开；以及用于电连接第一和第二基板的连接电极。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：相互面对并且彼此分离的第一和第二基板，第一和第二基板上具有像素区；位于第一基板内侧、像素区中的阵列元件，所述阵列元件具有薄膜晶体管；位于第一基板内侧的第一电极；位于像素区边界、第一电极上的绝缘层，所述绝缘层的上表面具有疏水性；位于像素区中、第一电极上的电致发光层，所述电致发光层具有亲水性；位于电致发光层上的第二电极，第二电极与相邻的第二电极在边界被物理分开；以及用于电连接第一和第二基板的连接电极。
另一方面，一种有机电致发光器件包括：相互面对并且彼此分离的第一和第二基板，第一和第二基板具有像素区；位于第一基板内侧、像素区中的阵列元件，所述阵列元件具有薄膜晶体管；位于第一基板内侧的第一电极；位于像素区边界、第一电极上的绝缘层；位于绝缘层上的隔离物，隔离物为倒梯形从而使隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，其中第一侧面比第二侧面相对更接近所述基板；位于像素区中、第一电极上的电致发光层；位于电致发光层上的第二电极，第二电极与相邻的第二电极在边界被物理分开；以及用于电连接第一和第二基板的连接电极。
应当理解前面的概括描述和下面的详细说明都仅是示例性和说明性的，意欲对权利要求所限定的本发明进行进一步的说明。
附图说明
用于对本发明提供进一步理解并构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明。
在附图中：
图1所示为有机ELD的能带图；
图2所示为出依据现有技术的底部发光型有机ELD的示意性截面图；
图3所示为依据现有技术有机ELD的等效电路图；
图4A到4F所示为依据现有技术具有喷墨印刷步骤的有机ELD的制造方法的示意性截面图；
图5所示为依据本发明实施例双板型ELD的示意性截面图。
图6A到6E所示为依据本发明第一实施例的制造工序的示意性截面图。
图7A到7G所示为根依本发明第二实施例的制造工序的示意性截面图。
图8A到8E所示为依据本发明第三实施例的制造工序的示意性截面图。
图9A到9G所示出依据本发明第四实施例的制造工序的示意性截面图。
具体实施方式
现在详细地讨论本发明的优选实施例，其中的例子在附图中示出。
图5所示为本发明实施例的双板型有机ELD示意性截面图。
在图5中，双板型有机ELD 100包括相互面对并彼此分离的第一基板110和第二基板200。另外，第一基板110和第二基板200具有多个像素区“P”。阵列元件“TA”包含多个TFTs(未示出)。虽然在图5中未示出，但是阵列元件“TA”包括栅线、与栅线交叉的数据线、与栅线和数据线相连接的开关TFT、与开关TFT连接的驱动TFT、与驱动TFT连接的电源线和存储电容。开关TFT和驱动TFT组成一个TFT，所述TFT可以是非晶硅TFT或多晶硅TFT。另外，在像素区“P”中、阵列元件“TA”上形成与阵列元件“TA”相连接的多个连接电极140。连接电极140由导电材料制成。连接电极140由具有绝缘图案的多个层形成。连接电极140可以通过其他连接方式与阵列元件“TA”相连接。
同时，在第二基板200的内侧形成第一电极202，在第一电极202上形成有机EL层210，而且其包括红、绿、蓝有机EL层210a、210b和210c。每个红、绿、蓝有机EL层210a、210b和210c位于每个像素区“P”中。在有机EL层210上、像素区“P”中形成多个第二电极220a。在该实施例中，第一电极202用作阳极，第二电极220a用作阴极。第一电极202一般由诸如氧化铟锡(ITO)，氧化铟锌(IZO)，氧化铟锡锌(ITZO)等透明导电材料构成。第二电极220a由诸如钛(Ti)，钼(Mo)，钙(Ca)，钡(Ba)等不透明导电材料构成。
虽然在图5中未示出，但是有机EL层210包括与第一电极202接触的第一载流子传输层和与第二电极220a接触的第二载流子传输层，其中间为发光层。当第一电极202用作阳极和第二电极220a用作阴极时，第一载流子传输层包括空穴注入层和空穴传输层，以及第二载流子传输层包括电子注入层和电子传输层。
第一电极202和第二电极220a和有机EL层210组成有机电致发光二极管“DEL”。具有有机电致发光二极管“DEL”的第二基板200和具有阵列元件“TA”的第一基板110通过连接电极140电连接。特别是，连接电极140连接第二电极220a和驱动TFT(未示出)。因此，连接电极140可以向第二电极220a提供由驱动TFT提供的电流。
同时，密封图案150位于第一和第二基板110和200的边缘，并且第一和第二基板110和200通过密封图案150彼此粘接。
根据本发明的实施例的有机EL器件为双板型，其中阵列元件层“TA”和有机EL二极管“DEL”分别在其基板上形成，连接电极140将阵列元件层“TA”和有机EL二极管“DEL”连接起来。在TFT的结构以及阵列元件层和有机EL二极管的连接方法上可以有各种修改和变化。而且，由于本发明实施例的有机EL器件为顶部发光型，很容易设计薄膜晶体管，并且获得高分辨率和高孔径比。
虽然在图5中未示出，有机EL层210被隔离物或疏水绝缘层彼此分开。同样，第二电极220a也可以通过激光烧蚀融化彼此物理分隔或通过氧化来实现彼此电分隔。在图5中，由于双板型有机ELD为顶部发光型，可以简化包括TFTs的阵列元件的整个设计并且提高孔径比，从而增加有机ELD的使用寿命。
图6A到6E示出根据本发明第一实施例的制造工序的示意性截面图。
如图6A所示，在基板300中限定像素区“P”。在具有像素区“P”的基板300上形成由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)，氧化铟锡锌(ITZO)等透明导电材料构成的第一电极302。然后，在像素区“P”的边界、第一电极302上形成绝缘层304，以防止第一电极302和以后形成的第二电极之间短路。虽然在图6A中未示出，但是绝缘层304在平面图上是一个整体。另外，可以通过沉积并构图氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)，或涂覆并构图聚酰亚胺来形成绝缘层304。例如，用于构图聚酰亚胺层的工序可以是采用光刻胶图案的光刻工序。
然后，如图6A所示，在绝缘层304的整个表面涂覆有机感光材料，并进行构图以形成倒梯形的隔离物306。通过控制曝光量或选择有机感光材料的类型可以形成隔离物306这种倒转形状。接着，如图6A所示，利用喷墨印刷法，通过喷墨头350将含有有机电致发光材料的墨352，分配到具有隔离物306的基板300上。
在图6B中，分配在基板300上的墨形成含有红、绿和蓝发光层(未示出)的有机电致发光层310。因为隔离物306位于像素区“P”的边界，因此相邻像素区“P”之间，可以避免由于墨溢出而引起的混色。
在图6C中，在有机EL层310和隔离物306的整个表面形成第二电极材料层320。第二电极材料层320是通过沉积具有低功函和反射性好的诸如钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)、钡(Ba)等金属材料形成的。但是，当通过喷墨印刷法形成有机电致发光层310时，由于墨352(图6A中)和隔离物306之间的表面张力会引起粘合现象。由于粘合现象，导致很难将每个像素区“P”的第二电极材料层分开。换句话说，在整个像素区“P”上，第二电极材料层320彼此不合要求相连接。由此，为了在每个像素区形成多个第二电极，需要对第二电极材料层320实施像素化(pixellation)步骤。
在图6D中，在像素化步骤中，将具有透光部分“M1”和遮光部分“M2”的掩模“M”设置在第二电极材料层320上。透光部分“M1”与像素区“P”的边界的相对应，遮光部分“M2”与像素区“P”相对应。然后，光360透过掩模“M”的透光部分“M1”照射到部分第二电极材料层320上，以使位于像素区“P”边界的第二电极材料层320氧化。光360的光源可以是紫外光(UV)。因此，与透光部分“M1”相对应的第二电极材料层320部分被入射光氧化。
如图6E所示，在氧化工序中，第二电极材料层320(图6D中)被分成像素区“P”中的第二电极320a和像素区“P”边界的金属氧化层320b。金属氧化层320b是通过氧化第二电极材料层320形成的，并且与第二电极320a彼此电分隔。由此，每个第二电极320a与隔离物306和金属氧化层320b，形成稳定的像素结构。
图7A到7G示出依据本发明第二实施例制造过程的示意性截面图。
在图7A中，在基板400上限定了像素区“P”。在具有像素区“P”的基板400上形成由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等透明导电材料构成的第一电极402。然后，在像素区“P”的边界上、第一电极402上形成绝缘层404a，以防止第一电极402和以后形成的第二电极之间短路。虽然在图7A中未示出，但是，在平面图中绝缘层404a是作为一个整体形成的。另外，绝缘层是通过沉积并构图氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)，或者涂覆并构图聚酰亚胺形成的。例如，构图步骤可以包括使用光刻胶图案的光刻工序。
然后，为了使第一电极402的表面具有亲水性(hydrophilic)，对绝缘层404a的整个表面用氧(O2)等离子体进行处理。虽然在图7A中未示出，但是氧(O2)等离子体工序包括将具有绝缘层404a和第一电极402的基板400设置在真空室中以及向真空室中注入载流子气体如氩气(Ar)和源气体如氧气(O2)。氧(O2)等离子体工序的具体实施工序条件可以如下。氩气和氧气的流量比约为8∶2，电源功率约为1000瓦(W)，电压约50伏。处理时间约为30秒。
在图7B中，为了让绝缘层404a的表面具有疏水性，用超疏水性的模具450接触绝缘层404a的表面。模具450具有突起部分452和凹下部分(recededportion)454。突起部分452和凹下部分454分别位于绝缘层404a和像素区“P”的部分。模具450可以通过制模工艺制成，用作柔性掩模。
下面解释模具450的制造工序。制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硬化剂的混合液体，其中硬化剂约占重量的10％，将含有混合液体的模具框架加热到约90℃。通过硬化模具框架中的混合液体，形成模具450。通过这种工艺形成的模具450叫做PDMS模具。
另外，有利的是模具450的突起部分452的宽度比绝缘层404a的宽度相对要窄。因此，由于宽度差的存在，绝缘层404a的非接触部分具有亲水性。另一个例子，模具450也可以由具有疏水性的弹性材料形成，例如用聚氨酯橡胶代替PDMS。为了使部分绝缘层404a具有疏水性，在室温到100℃之间的温度范围内让模具450与部分绝缘层404a接触约1到10分钟。只有与模具450相接触的绝缘层404a部分具有疏水性，然后移开模具450。
接着，如图7C所示，通过喷墨印刷法，将溶液类墨462分配到具有疏水绝缘层404b的基板400上。具体的说，通过喷墨头460，将溶液类墨462分配到基板上、被疏水绝缘层404b包围的像素区“P”中。因为绝缘层404b具有疏水性，溶液类墨462只处于像素区“P”中，不会在疏水绝缘层404b上。
在图7D中，通过上述的氧(O2)等离子体处理，使像素区“P”具有亲水性，而利用超疏水性模具450(图7B中)，使疏水绝缘层404b的表面具有疏水性。然后，用上述的喷墨印刷法将溶液类墨462(图7C中)涂覆在基板400上。因为溶液类墨462具有亲水性，它只涂覆在像素区“P”上，而不在疏水绝缘层404b上。由此，包含发光材料的溶液类墨462(图7C中)不会涂覆在像素区边界的疏水绝缘层404b上。因此，，不需要光刻工序，就可以将溶液类墨462(图7C中)构图为与像素区“P”相对应的红、绿和蓝有机电致发光层。也就是说，每个红、绿和蓝有机EL层位于每个像素区“P”中。因此，防止相邻像素区“P”之间出现混色。具体地说，在喷墨印刷过程中，通过移动喷墨头460(图7C中)或喷嘴(未示出)，把溶液类墨462涂覆到像素区“P”中。从而利用表面性质，不需要额外隔离物，就可以避免混色，从而只在像素区“P”中有效地形成有机电致发光层410。
在图7E中，在疏水绝缘层404b和有机EL层410的整个表面上形成第二电极材料层420。第二电极材料层420可以由低功函、反射性好的金属材料，比如钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)、钡(Ba)等制成。
参考图7F，接着，在具有第二电极材料层420的基板上设置含有透光部分“M1”和遮光部分“M2”的掩模“M”。由于透光部分“M1”完全透光，它对应第二电极材料层420上与疏水性绝缘层404b接触的部分。另一方面，遮光部分“M2”为能够完全遮挡光的区域，它对应第二电极材料层420在像素区“P”上的部分。当光470通过掩模“M”照射到含有第二电极材料层420的基板400上，与透光部分“M1”对应的疏水绝缘层404b曝光。光470具有所需波长，比如紫外线(UV)。
在图7G中，第二电极材料层420被分开成像素区“P”中的第二电极420a和像素区“P”边界的金属氧化层420b。在平面图中金属氧化层可以作为一个整体形成。可以通过氧化第二电极材料层420b来形成金属氧化层420b，而且通过金属氧化层420b，第二电极420a彼此被电分隔。
根据本发明的第二实施例，双板型ELD具有像素结构，在该像素结构中，不需要掩模工序，通过疏水绝缘层404b，在每个像素区“P”中形成有机电致层410。利用光470(图7F中)将对应疏水绝缘层404b的部分氧化成金属氧化层420b，金属氧化层420b可以防止位于相邻像素区“P”的第二电极420之间发生短路。由此，双板型ELD可以提高可靠性和稳定性，而且可以简化ELD的制造工序，从而降低生产成本。
图8A到8E示出根据本发明第三实施例的制造工序的示意性截面图。
在图8A中，像素区“P”限定在基板500中。在具有像素区“P”的基板500上形成第一电极502。第一电极502由透明导电材料，比如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等构成。然后，在第一电极502上、像素区“P”的边界上形成绝缘层504，以防止第一电极502和以后形成的第二电极之间发生短路。虽然在图8A中未示出，但是绝缘层504可以象在平面图中观察到的一样，由一个整体形成。另外，可以通过沉积并构图氮化硅(SiNX)或二氧化硅(SiO2)，或通过涂覆并构图聚酰亚胺，形成绝缘层504。例如，构图步骤可以是使用光刻胶图案的光刻工序。
然后，在绝缘层504的整个表面涂覆有机感光材料，并构图形成倒锥形的隔离物506。通过控制曝光量或者选择有机感光材料的类型可以形成倒转形状的隔离物。然后，如图8A所示，用喷墨印刷法，通过喷墨头550将墨552分配在具有隔离物506的基板500上。
在图8B中，分配到基板500上的墨552成为包括红、绿和蓝发光层(未示出)的有机电致发光层510。由于在像素区“P”的边界上设置有隔离物506，因此可以防止在相邻像素区“P”之间由墨552溢出在而引起的混色。虽然在图8B中未示出，但是有机EL层510包括在每个像素区“P”中的红、绿和蓝有机EL层。
在图8C中，在有机EL层510和隔离物506的整个表面上形成第二电极材料层520。通过沉积具有低功函和反射性好的诸如钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)、钯(Ba)等金属材料形成第二电极材料层520。然而，当用喷墨印刷法形成有机电致发光层510时，会出现由墨552(图8A中)和隔离物506之间的表面张力引起的粘合现象。由于粘合现象，很难为每个像素区“P”分开第二电极材料层520。换句话说，第二电极材料在整个像素区“P”上不需要地连接在一起。因此，为了形成在每个像素区中的多个第二电极，需要第二电极材料层520的像素化步骤。
图8D所示为将第二电极材料层520分开成在每个像素区“P”中的多个第二电极的激光烧蚀(laser ablation)工序。用于激光烧蚀(ablation)工序的激光“L”具有使第二电极材料层520可以吸收激光“L”的波长。激光“L”仅照射到与隔离物506相对应的第二电极材料层520部分上。因此，第二电极材料层520的照射部分熔融并且烧掉。
如图8E所示，通过激光烧蚀工序，第二电极材料层520(图8D中)被分开成多个第二电极550a。具体地说，与隔离物506对应的第二电极材料层520(图8D中)部分被激光“L”烧蚀(ablate)并去除，从而在每个像素区“P”中形成第二电极550a。与第一实施例相比，在所述工序之后在隔离物506上不存在第二电极材料层520(图8D中)。也就是说，第二电极550a具有岛状(彼此孤立)。
在激光烧蚀工序中，由于与隔离物506相对应的部分第二电极材料层520(图8D中)被激光“L”去除，因此不需要额外的构图步骤，第二电极材料层520(图8D中)被构图成第二电极550a，从而得到改进可靠性的双板型ELD。此外，形成第二电极550a的步骤不需要光掩模，从而减少制造工序的数目并降低制造成本。因此，第二电极520a可以通过烧蚀工序而不需要额外的掩模工序进行构图，从而降低制造成本。
图9A到图9G所示为依据本发明第四实施例制造工序的示意性截面图。
在图9A中，像素区“P”限定在基板600中。在具有像素区“P”的基板600上形成第一电极602。第一电极602由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等透明导电材料构成。然后，在第一电极602、像素区“P”的边界上形成绝缘层604a，以防止第一电极602与以后形成的第二电极之间发生短路。虽然在图9A中未示出，但是就象在平面图中看到的一样，绝缘层604a作为一个整体形成。另外，可以通过沉积并构图氮化硅(SiNx)或者二氧化硅(SiO2)，或者通过涂覆并构图聚酰亚胺，形成绝缘层604a。例如，构图步骤可以包括使用光刻胶图案的光刻工序。
接着，为了使第一电极602的表面具有亲水性，用氧(O2)等离子体处理绝缘层604a的整个表面。虽然图9A未示出，但是氧(O2)等离子体包括将具有绝缘层604a和第一电极602的基板600置于真空室中，以及向真空室注入载流子气体诸如氩气(Ar)和源气体如氧气(O2)。氧(O2)等离子体工序的示例性工序条件如下。氩气和氧气的流量比约为8∶2，电源功率约为1000瓦(W)，电压约为50伏。处理时间约为30秒。
在图9B中，为了使绝缘层604a的表面具有疏水性，用具有超疏水性的模具650接触绝缘层604a的表面。模具650具有突起部分652和凹下部分654。突起部分652和凹下部分654分别位于绝缘层604a和像素区“P”上方。模具650可以通过制模工序制成并且作为柔性掩模。
下面解释模具650的制造工序。制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硬化剂的混合液体，其中硬化剂约占重量的10％，将含有混合液体的模具框架加热到约90℃。通过硬化模具框架中的混合液体，形成模具650。通过这种工序形成的模具650叫做PDMS模具。
另外，有利的是模具650的突起部分652的宽度比绝缘层604a的宽度相对要窄。因此，由于宽度差的存在，绝缘层604a的非接触部分具有亲水性。另一个例子，模具650也可以由具有疏水性的弹性材料形成，例如用聚氨酯橡胶代替PDMS。为了使部分绝缘层604a具有疏水性，在室温到100℃之间的温度范围内使模具650与部分绝缘层604a接触约1到10分钟。只有与模具650相接触的绝缘层604a部分具有疏水性，然后移开模具650。
接着，如图9C所示，通过喷墨印刷法，将溶液类墨662分配到具有疏水绝缘层604b的基板600上。具体地说，通过喷墨头660，将溶液类墨662分配到基板上、被疏水绝缘层404b包围的像素区“P”中。因为绝缘层604b具有疏水性，溶液类墨662只处于像素区“P”中，不会处于疏水绝缘层604b上。
在图9D中，通过上述的氧(O2)等离子体处理，像素区“P”具有亲水性，而利用超疏水性模具650(图9B中)，疏水绝缘层604b的表面具有疏水性。然后，用上述的喷墨印刷法将溶液类墨662(图9C中)涂覆在基板600上。因为溶液类墨662具有亲水性，其只涂覆在像素区“P”上，而不在疏水绝缘层604b上。由此，包括溶液类墨662不会涂覆在像素区边界、疏水绝缘层604b部分上。因此，不需要光刻工序，就可以将溶液类墨662构图为与像素区“P”相对应的红、绿和蓝有机电致发光层。也就是说，每个红、绿和蓝有机电致发光层位于每个像素区“P”中。因此，可以防止相邻像素区“P”之间的混色。具体地说，在喷墨印刷过程中，通过移动喷墨头660或喷嘴(未示出)，把溶液类墨662涂覆到像素区“P”中。从而利用表面性质，不需要额外隔离物，就可以避免混色，从而只在像素区“P”中有效地形成有机电致发光层610。
在图9E中，在疏水绝缘层604b和有机EL层610的整个表面形成第二电极材料层620。第二电极材料层620可以由低功函、反射性好的金属材料，比如钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)、钡(Ba)等制成。
在图9F中，在像素区“P”边界的第二电极材料层620被激光“L”烧蚀融化(ablate)。激光“L”具有使第二电极材料层620可以吸收激光“L”的波长。因此，融化后的第二电极材料层620在高温的作用下同时熔融，并且融化后的第二电极材料层620部分被去除。
在图9G中，通过第二电极材料层620(图9F中)的烧蚀工序，在像素区“P”中形成第二电极620a。因此，第二电极620可以通过烧蚀工序进行构图，而不需要额外的掩模工序，从而降低生产成本。
依据本发明的有机ELD及其制造方法具有几个优点。第一，通过倒梯形的隔离物或者疏水绝缘层可以形成没有混色问题的用于有机ELD的有机EL层。第二，有机ELD的第二电极可以通过在像素区边界氧化金属氧化物进行电构图或者通过使用激光的烧蚀工序进行物理构图，从而简化制造工序，在低生产成本下提高生产率。因此，根据本发明的双板型有机ELD更可靠、更稳定。
显然，在不脱离本发明精神和范围的情况下，熟悉本领域的人员可以对本明作出各种变形和修改。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效特范围之内的变形和修改。

Claims (38)

1.一种用于有机电致发光器件的基板的制造方法，包括：
在具有像素区的基板上形成第一电极；
在像素区边界的所述第一电极上形成绝缘层；
通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中所述第一电极上形成电致发光层；
在具有所述电致发光层和所述绝缘层的基板整个表面形成第二电极材料层；以及
氧化所述像素区边界的所述第二电极材料层，以在所述像素区中形成第二电极和在像素区边界形成金属氧化层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括通过疏水处理形成所述绝缘层的疏水表面，以及在像素区域中滴注亲水电致发光材料后在该像素区域上形成亲水电致发光层，其中所述电致发光材料具有亲水性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述绝缘层包括聚酰亚胺、氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)中的一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述绝缘层通过利用光刻胶图案的光刻工序形成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电极由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的一个形成。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致发光层用喷墨印刷法形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述绝缘层上形成隔离物，其中所述隔离物具有倒梯形，从而使得所述隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，所述第一侧面比所述第二侧面更接近所述基板。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过沉积并构图有机感光材料形成所述隔离物。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二电极材料层包括钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)和钡(Ba)中的一个。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化步骤包括：
制备具有与像素区的边界相对应的透光部分和与像素区相对应的遮光部分的掩模；
通过掩模的透光部分向像素区边界的第二电极材料层照射光；以及
氧化与掩模的透光部分相对应的第二电极材料层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光包括紫外光。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过与聚氨酯橡胶(PDMS)接触，使所述绝缘层具有疏水性。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述绝缘层与聚氨酯橡胶(PDMS)接触约为1到10分钟。
14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述疏水处理步骤以前，还包括在真空室中用氧(O2)等离子体处理所述绝缘层整个表面的步骤。
15.一种用于有机电致发光器件的基板制造方法，包括：
在具有像素区的基板上形成第一电极；
在像素区边界的所述第一电极上形成绝缘层；
通过疏水处理形成所述绝缘层的疏水表面；
通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中所述第一电极上形成电致发光层；
在具有所述电致发光层和绝缘层的基板的整个表面上形成第二电极材料层；以及
通过用激光烧蚀融化在边界上的第二电极材料层，以在像素区中形成第二电极，
其中所述电致发光材料具有亲水性。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述绝缘层包括聚酰亚胺、氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)中的一个。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述绝缘层通过利用光刻胶图案的光刻工序形成。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一电极由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的一个形成。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，用喷墨印刷法形成所述电致发光层。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述绝缘层上形成隔离物，其中所述隔离物具有倒梯形，从而使得所述隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，所述第一侧面比所述第二侧面更接近所述基板。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，通过沉积并构图有机感光材料形成所述隔离物。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二电极材料层包括钛(Ti)、钼(Mo)、钙(Ca)和钡(Ba)中的一个。
23.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述氧化步骤包括：
制备具有与像素区边界相对应的透光部分和与像素区相对应的遮光部分的掩模；
通过掩模的透光部分向像素区边界的第二电极材料层照射光；以及
氧化与掩模的透光部分相对应的第二电极材料层。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述光包括紫外光。
25.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过与聚氨酯橡胶(PDMS)接触，所述绝缘层具有疏水性。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，其中所述绝缘层与聚氨酯橡胶(PDMS)接触约为1到10分钟。
27.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述疏水处理步骤以前，还包括在真空室中用氧(O2)等离子体处理所述绝缘层整个表面的步骤。
28.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述激光具有使所述第二电极材料层同时烧蚀融化的能量密度。
29.一种有机电致发光器件的制造方法，包括：
在具有像素区的第一基板上形成具有薄膜晶体管的阵列元件；
在第二基板的像素区中形成第一电极；
在像素区边界的所述第一电极上形成绝缘层；
通过疏水处理形成所述绝缘层的疏水表面；
通过印刷溶液类电致发光材料，在像素区中、所述第一电极上形成电致发光层；
在具有所述电致发光层和绝缘层的第二基板整个表面上形成第二电极材料层；
通过分隔所述第二电极材料层形成第二电极；
在所述第一和第二基板中的一个上形成连接电极；以及
利用密封剂粘接所述第一基板和第二基板，通过所述连接电极，所述第一基板和所述第二基板实现电连接，
其中所述电致发光材料具有亲水性。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述绝缘层上形成隔离物，其中所述隔离物具有倒梯形，从而使得所述隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，所述第一侧面比所述第二侧面更接近所述基板。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，通过氧化在像素边界的第二电极材料，电分开所述第二电极材料层。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，通过用激光烧蚀融化边界的第二电极材料，物理分开所述第二电极材料层。
33.一种有机电致发光器件，包括：
第一电极，其位于具有多个像素区的基板上；
绝缘层，其位于像素区边界的所述第一电极上；
多个电致发光层，其位于像素区中所述第一电极上；
多个第二电极，其位于多个电致发光层上；以及
金属氧化层，其位于所述绝缘层上，所述第二电极被所述金属氧化层彼此电分开。
34.根据权利要求33所述的器件，其特征大于，所述绝缘层顶面具有疏水性，以及电致发光材料具有亲水性。
35.根据权利要求33所述的器件，其特征在于，在所述绝缘层上还包括多个隔离物，其中所述隔离物具有倒梯形，从而使得所述隔离物的宽度从隔离物的第一侧面到第二侧面逐渐增加，所述第一侧面比所述第二侧面更接近所述基板。
36.一种有机电致发光器件，包括：
第一电极，其位于具有多个像素区的基板上；
绝缘层，其位于像素区边界的所述第一电极上，其顶面具有疏水性；
多个电致发光层，其位于像素区中的所述第一电极上，并具有亲水性；以及
多个第二电极，其位于所述电致发光层上，所述第二电极彼此物理分开。
37.一种有机电致发光器件，包括：
相互面对并且彼此分离的第一和第二基板，所述第一和第二基板上具有像素区；
阵列元件，其位于所述第一基板内侧的像素区中，所述阵列元件具有薄膜晶体管；
第一电极，其位于第一基板内侧；
绝缘层，其位于像素区边界的所述第一电极上；
电致发光层，其位于像素区中的所述第一电极上；
第二电极，其位于所述电致发光层上；
金属氧化层，其位于所述绝缘层顶面，通过所述金属氧化层所述第二电极与相邻的第二电极被电分开；以及
连接电极，其用于电连接所述第一和第二基板。
38.一种有机电致发光器件，包括：
相互面对并且彼此分离的第一和第二基板，所述第一和第二基板上具有像素区；
阵列元件，其位于所述第一基板内侧的像素区中，所述阵列元件具有薄膜晶体管；
第一电极，其位于所述第一基板内侧；
绝缘层，其位于所述像素区边界的所述第一电极上，所述绝缘层的顶面具有疏水性；
电致发光层，其位于所述像素区中的所述第一电极上，所述电致发光层具有亲水性；
第二电极，其位于所述电致发光层上，所述第二电极与相邻的第二电极在边界被物理分开；以及
连接电极，其用于电连接所述第一和第二基板。
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