CN101593816A - 电光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电光装置及其制造方法。一种电光装置，其包含：衬底；形成在所述衬底上的金属薄膜图案；及经形成以覆盖所述金属薄膜图案的透明电极图案，其中所述金属薄膜图案的一侧经形成以暴露到所述透明电极图案的外部。因此，通过向所述金属薄膜图案提供电源电压，均匀的电流可流过所述透明电极图案且因此可制造具有均匀亮度的电光装置。

Description

电光装置及其制造方法
相关申请案交叉参照
此申请案主张2008年5月29日提出申请的第10-2008-0050187号韩国专利申请案的优先权及在35U.S.C.§119条款下自其产生的所有权益，所述韩国专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种电光装置及其制造方法，且更特定来说，涉及一种能够通过防止透明电极图案的电压降来使电流均匀地流遍所述透明电极图案的电光装置及其制造方法。
背景技术
通常，有机发光装置包含正电极、有机材料层及负电极。本文中，使用透明导电材料(例如，氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO))形成所述正电极。有机材料层包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层等。根据一种驱动有机发光装置的方法，如果电压供应单元向正电极及负电极提供电源电压，那么空穴从正电极穿过空穴注入层及空穴传输层移动到发光层且电子从负电极穿过电子传输层移动到发光层。这些空穴及电子在发光层中形成电子-空穴对，以便形成具有高能量的激子。然后，随着激子回落到具有低能量的基态而发射光。
然而，在常规有机发光装置中，如果向透明电极提供电源电压，那么随着距提供电源电压的点越来越远，因透明电极的电阻所致而发生电压降。因此，难以在大于4英寸的面板中将电流均匀地供应到透明电极各处，且因此不可制造具有均匀亮度的装置。
发明内容
本发明提供一种电光装置及用于制造所述电光装置的方法，其中通过形成连接到透明电极图案的金属薄膜图案并向所述金属薄膜图案提供电源电压，电流均匀地流遍所述透明电极图案，而不管距提供电源电压的点的距离如何。
根据实例性实施例，一种电光装置包含：衬底；形成在所述衬底上的金属薄膜图案；及经形成以覆盖所述金属薄膜图案的透明电极图案，其中所述金属薄膜图案的一侧经形成以暴露到所述透明电极图案的外部。
根据另一实例性实施例，一种电光装置包含：衬底；形成在所述衬底上的多个金属薄膜图案；经形成以与多个金属薄膜图案相交的多个透明电极图案；及安置于所述金属薄膜图案与透明电极图案之间以暴露所述金属薄膜图案的若干部分的绝缘层。
根据又另一实例性实施例，一种电光装置包含：衬底；形成在所述衬底上的金属薄膜图案；及连接到金属薄膜图案的侧壁且对应于所述金属薄膜图案的透明电极图案。
所述电光装置可进一步包含形成在透明电极图案或金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上的绝缘保护层。
所述透明电极图案可通过金属薄膜图案的经暴露部分连接到所述金属薄膜图案。
所述多个金属薄膜图案可与多个透明电极图案相交且一个透明电极图案可以彼此分离的两个或两个以上点连接到其对应的金属薄膜图案。
所述金属薄膜图案可具有为透明电极图案的宽度的大约1/10到大约1/100的宽度。
根据再另一实例性实施例，一种用于制造电光装置的方法包含：在衬底上形成金属薄膜图案；及使用激光划线工艺形成连接到所述金属薄膜图案的透明电极图案。
所述方法可进一步包含在透明电极图案或金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上形成绝缘保护层。
所述方法可进一步包含：在形成透明电极图案之前，形成绝缘层以暴露所述金属薄膜图案的一部分。
可使用选自由银、铜、金、镁、铂、钛及其合金组成的群组中一者形成所述金属薄膜图案，所述一者具有溶液或膏类型。
可使用丝网印刷方法、笔式印刷方法、辊筒印刷方法及凹版印刷方法中的一者形成所述金属薄膜图案。
根据其它又另一实例性实施例，一种用于驱动包括安置于衬底上的金属薄膜图案及连接到所述金属薄膜图案的透明电极图案的电光装置的方法包括：向连接到透明电极图案的金属薄膜图案提供电源电压。
通过向金属薄膜图案提供电源电压，可将电流选择性地传输到连接到所述金属薄膜图案的透明电极图案。
附图说明
根据以下结合附图进行的说明可更详细了解实例性实施例，其中：
图1图解说明根据本发明第一实施例的透明电极的平面图；
图2图解说明通过沿线A-A’切割图1所获得的横截面视图；
图3到6图解说明形成根据本发明第一实施例的透明电极的方法的横截面视图；
图7到9图解说明用于制造根据本发明第一实施例的有机发光装置的方法的横截面视图；
图10图解说明根据本发明第二实施例的透明电极的平面图；
图11图解说明通过沿线B-B’切割图10所获得的横截面视图；
图12到16图解说明用于形成根据本发明第二实施例的透明电极的方法的横截面视图；
图17图解说明根据本发明第三实施例的透明电极的平面图；
图18图解说明通过沿线C-C’切割图17所获得的横截面视图；
图19到22图解说明用于形成根据本发明第三实施例的透明电极的方法的横截面视图；及
图23到25图解说明用于制造根据本发明第三实施例的有机发光装置的方法的横截面视图。
具体实施方式
后文将参照附图详细描述具体实施例。然而，本发明可以不同形式体现且不应将本发明视为局限于本文中所阐述实施例。而是，提供这些实施例旨在使本发明全面及完整，且将本发明的范围充分传达给所属领域的技术人员。在图中，通篇中相同的参考编号指代相同的元件。
图1图解说明根据本发明第一实施例的透明电极的平面图。图2图解说明通过沿线A-A’切割图1所获得的横截面视图。图3到6图解说明用于形成根据本发明第一实施例的透明电极的方法的横截面视图。图7到9图解说明用于根据本发明第一实施例制造有机发明装置的方法的横截面视图。
参照图1及2，透明电极包含形成在衬底100上的金属薄膜图案200及经形成以覆盖金属薄膜图案200的透明电极图案300a。本文中，金属薄膜图案200起到使电流均匀地流遍透明电极图案300a的作用。出于此目的，在此实施例中，金属薄膜图案200经形成以安置于透明电极图案300a下面。透明电极图案300a经形成以具有大于金属薄膜图案200的宽度的宽度且透明电极图案300a经形成以覆盖金属薄膜图案200。此外，金属薄膜图案200的一侧暴露到透明电极图案300a的外部以便向金属薄膜图案200提供电源电压。
在现有技术中，透明电极图案300a形成在衬底100上且直接向透明电极图案300a提供电源电压。然而，在此实施例中，将具有低电阻的金属薄膜图案200安置于透明电极图案300a下面以使得电流均匀地流遍透明电极图案300a。即，当向形成在透明电极图案300a下面的金属薄膜图案200的一侧提供电源电压时，电流沿具有低电阻的金属薄膜图案200流动且电流被传输到安置于金属薄膜图案200上方的透明电极图案300a。通过此，电流均匀地流遍透明电极图案300a，而不管距提供电源电压的点的距离如何。
图3到6描述用于形成根据本发明第一实施例的透明电极的方法。
参照图3，在衬底100上方形成金属薄膜图案200。本文中，衬底100可使用塑料衬底(例如，PE、PES及PEN)及玻璃衬底中的一者，其具有等于或高于80％的光通透性。通过丝网印刷方法形成金属薄膜图案200。尽管未显示，但在将具有所需图案的掩模(即，模板掩模打开待形成金属薄膜图案200的区域)安置于衬底100上之后，在所述模板掩模上涂布具有膏或溶液类型的金属薄膜形成材料。通过使用挤压使金属薄膜形成材料在模板掩模上移动而将金属薄膜形成材料涂布在衬底100的通过模板掩模暴露的一部分上。本文中，通过混合具有大约3nm到大约6nm的粒度的金属纳米粒子与有机溶剂制成具有膏或溶液类型的金属薄膜形成材料。金属纳米粒子包含银、铜、金、镁、铂、钛及其合金中的一者。有机溶剂可包含以下中的一者：乙醇、丙醇、甲氧基丙醇、乙氧基丙醇、丙氧基丙醇、丁氧基丙醇、丙二醇、十二烷二醇及苯甲醇。然而，有机溶剂并不限于此且可使用各种其它溶剂。可将表面活性剂添加到有机溶剂以使得可执行丝网印刷方法且有机溶剂可具有一定黏度以维持其形状在图案化之后不倒塌。然后，在某一温度下加热涂布在衬底100上的金属薄膜形成材料且因此使其干燥。此时，汽化混合有金属纳米粒子的有机溶剂及因此将其移除且仅金属附接在衬底100上。因此，如图3中所图解说明，金属薄膜图案200形成在衬底100上。热处理的条件可根据有机溶剂及金属纳米粒子的种类而变化。然而，可在低于大约150℃的温度下执行热处理。在第一实施例中，使用丝网印刷方法涂布具有膏或溶液类型的金属薄膜形成材料以形成金属薄膜图案200。然而，本发明并非限于此且可使用笔式印刷方法、辊筒印刷方法及凹版印刷方法中的任一者。此外，可使用沉积方法形成金属薄膜图案200，例如热沉积方法、物理沉积方法及电子束沉积方法。
参照图4，通过溅射工艺在形成金属薄膜图案20的衬底100上方形成透明电极层300b。当然，可通过根据用于形成透明电极层300b的透明导电材料的种类执行除溅射工艺之外的各种沉积工艺来形成透明电极层300b。本文中，透明电极层300b经形成以具有大约150nm到大约200nm的厚度及等于或低于15Ω的薄片电阻。透明导电材料可包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)及In2O3中的一者。在此实施例中，透明导电材料使用ITO。
然后，如图5中所图解说明，通过激光划线工艺移除透明电极层300b的一部分以便形成透明电极图案300a。本文中，对应于安置于透明电极图案300a下面的金属薄膜图案200安置透明电极图案300a且透明电极图案300a的宽度大于金属薄膜图案200的宽度以使得透明电极图案300a覆盖金属薄膜图案200。
在通过激光划线工艺图案化透明电极层300b来形成透明电极图案300a的情况中，因激光划线工艺期间发生的高热及高能量可使透明电极图案300a的边缘部分变形。因此，如图6中所述，在透明电极图案300a的边缘区域中形成绝缘保护层400以覆盖透明电极图案300a的边缘部分。也就是说，在透明电极图案300a的顶部表面的边缘区域及透明电极图案300a的侧壁区域上形成绝缘保护层400。而且，绝缘保护层400还形成在衬底100的移除透明电极层300b的一部分上。因此，尽管在激光划线工艺期间损坏透明电极图案300a的一部分，但其不影响电光装置的特性。本文中，可通过沉积及印刷方法形成绝缘保护层400。在此实施例中，使用丝网印刷方法形成绝缘保护层400。尽管未显示，但在衬底100上安置打开透明电极图案300a的边缘区域及侧壁区域的模板掩模。之后，将绝缘涂布材料涂布在模板掩模上。通过使用挤压使涂布材料在模板掩模上移动，将绝缘涂布材料涂布在透明电极图案300a的通过所述模板掩模暴露的边缘区域及侧壁区域上。通过此，在透明电极图案300a的形成电光装置图案的中央区域上不涂布绝缘涂布材料。随后，在移除模板掩模之后，通过发热或光以借此硬化绝缘涂布材料来形成绝缘保护层400。本文中，用于绝缘保护层400的材料具有溶液或膏类型且可以是光硬化材料或热硬化材料。用于绝缘保护层400的材料可包含有机材料(例如，光致抗蚀剂)或无机材料，例如，氮化物或氧化物(如，Al2O3)。然而，本发明并非限于此。可使用沉积方法形成绝缘保护层400。此时，用于绝缘保护层400的材料使用能够被沉积且绝缘的无极材料及有机材料中的一种。用于沉积绝缘保护层400的方法可包含离子束沉积方法、电子束沉积方法、等离子束沉积方法或化学气相沉积方法。
图7到9描述用于制造根据本发明第一实施例的有机发光装置的方法。
参照图7，在衬底100上方形成下部电极210及绝缘保护层400。本文中，下部电极210包含形成在衬底100上的金属薄膜图案200及经形成以覆盖金属薄膜图案200的透明电极图案300a。通过以上所提及的工艺形成金属薄膜图案200、透明电极图案300a及绝缘保护层400。使用ITO用于透明电极图案300a。然后，如图8中所述，在透明电极图案300a上形成有机材料层500。本文中，有机材料层500包含空穴注入层501、空穴传输层502、发光层503及电子传输层504。优选地，按顺序堆叠空穴注入层501、空穴传输层502、发光层503及电子传输层504以形成有机材料层500。即，使用CuPc、2-TNATA及MTDATA中的任一者在透明电极图案300a上形成空穴注入层501。然后，使用可有效地运输空穴的材料(例如，NPB及TPD)在空穴注入层501上形成空穴运输层502。在空穴运输层502上形成发光层503。发光层503可使用具有极佳发光特性的材料，例如包含Alq3:C545T的绿色光发射层、包含DPVBi的蓝色光发射层、包含CBP:Ir(acac)的红色光发射层及其组合。之后，使用例如Alp3及Bebq2的材料在发光层503上形成电子传输层504。此时，通过热沉积方法形成有机材料层500。
参照图9，在有机材料层500上形成上部电极600。在此实施例中，由于金属薄膜图案200安置在透明电极图案300a下面，因此不能使发光层503处所产生的光朝向透明电极图案300a发射。因此，如图9中所示，使用使光朝向上部电极600发射的顶部发射方案制造根据此实施例的有机发光装置。因此，通过沉积例如LiF-Al、Mg:Ag及Ca-Ag等具有等于或低于几十个微米的厚度的金属形成安置于有机材料层500上的上部电极600以发射光。尽管未显示，但将涂布密封剂的封装衬底安置于上部电极600上方且将封装衬底附接到衬底100以进行密封。本文中，封装衬底可由发光材料形成。
图10图解说明根据本发明第二实施例的透明电极的平面图。图11图解说明通过沿线B-B’切割图10所获得的横截面视图。图12到16图解说明用于形成根据本发明第二实施例的透明电极的方法的横截面视图。后文，将省略与第一实施例的解释重复的解释。
参照图10及11，透明电极包含形成在衬底100上方的多个金属薄膜图案200、在覆盖顶部时部分地暴露金属薄膜图案200的顶部的绝缘层700、与金属薄膜图案200相交的多个透明电极图案300a。本文中，绝缘层700安置于金属薄膜图案200与透明电极图案300a之间以限制金属薄膜图案200与透明电极图案300a之间的连接。如图10中所述，多个透明电极图案300a形成在金属薄膜图案200中的每一者上以与金属薄膜图案200相交。例如，在金属薄膜图案200中的一者中，与金属薄膜图案200相交的透明电极图案300a中的至少一者连接到所述金属薄膜图案200，且透明电极图案300a中的至少一者连接到绝缘层700。因此，如果向金属薄膜图案200中的一者的一侧提供电源电压，那么电流仅被传输到连接到输入所述电源电压的金属薄膜图案200的透明电极图案300a。如此，由于金属薄膜图案200与透明电极图案300a之间的连接受绝缘层700限制，因此可将电流选择性地供应到所需透明电极图案300a。此外，在透明电极图案300a中的每一者下面，形成多个金属薄膜图案200以与所述透明电极图案300a相交。因此，可防止在透明电极图案300a中发生电压降。即，每一透明电极图案300a皆以两个或两个以上点连接到其对应的具有低电阻的金属薄膜图案200，且因此可通过向连接到所述透明电极图案300a的金属薄膜图案200提供电源电压防止在所述透明电极图案300a中发生电压降。
图12到16描述用于形成根据本发明第二实施例的透明电极的方法。
参照图12，在衬底100上方形成金属薄膜图案200。本文中，通过以下步骤形成金属薄膜图案200：通过丝网印刷方法将具有膏或溶液类型的金属薄膜形成材料涂布在衬底100上且然后在既定温度下对所涂布的材料执行热处理。
参照图13，在形成于衬底100上方的金属薄膜图案200上形成绝缘层700。绝缘层700经形成以覆盖金属薄膜图案200以使得金属薄膜图案200的一部分暴露，如图13中所述。可通过沉积及印刷方法形成绝缘层700。在此实施例中，使用丝网印刷方法形成绝缘层700。此处，用于绝缘层700的材料具有溶液或膏类型且可以是光硬化材料或热硬化材料。在此实施例中，绝缘层700使用与以上所述的绝缘保护层的材料相同的材料。
参照图14，使用溅射工艺在金属薄膜图案200及绝缘层700上形成透明电极层300b。然后，如图15中所示，通过激光划线工艺图案化透明电极层300b来形成透明电极图案300a。此时，如图10中所图解说明，透明电极图案300a经形成以与金属薄膜图案200正交地相交。而且，透明电极层300b经图案化以包含其中绝缘层700安置于金属薄膜图案200与透明电极图案300a之间的区域及其中金属薄膜图案200与透明电极图案300a相连接的区域。通过这些工艺，如图15中所述，多个透明电极图案中的安置在对应于其中绝缘层700未形成在金属薄膜图案200上的区域的区域中的透明电极图案300a连接到金属薄膜图案200。安置在对应于其中绝缘层700形成在金属薄膜图案200上的区域的区域中的透明电极图案300a不连接到金属薄膜图案200。
参照图16，通过使用丝网印刷方法涂布绝缘材料在透明电极图案300a的顶部表面的边缘区域及透明电极图案300a的侧壁区域上形成绝缘保护层400。此外，也在绝缘层700上形成绝缘保护层400。尽管未显示，但通过在透明电极图案300a上形成上部电极及有机材料层来制造顶部发射方案的有机发光装置。
图17图解说明根据本发明第三实施例的透明电极的平面图。图18图解说明通过沿线C-C’切割图17所获得的横截面视图。图19到22图解说明用于形成根据本发明第三实施例的透明电极的方法的横截面视图。图23到25图解说明用于制造根据本发明第三实施例的有机发光装置的方法的横截面视图。后文，将省略与第一及第二实施例的那些解释重复的解释。
参照图17及18，透明电极包含形成在衬底100上方的透明电极图案300a及形成在透明电极图案300a的侧壁上的金属薄膜图案200。本文中，对应于透明电极图案300a在透明电极图案300a的侧壁上形成金属薄膜图案200。通过此，如果向形成在透明电极图案300a的侧壁上的金属薄膜图案200的一侧提供电源电压，那么流过具有低电阻的金属薄膜图案200的电流被传输到整个透明电极图案300a。
参照图19到22，其描述用于形成根据本发明第三实施例的透明电极的方法。
参照图19，通过溅射工艺在衬底100上方形成透明电极层300b。如图20中所图解说明，通过激光划线工艺图案化透明电极层300b来形成透明电极图案300a。然后，如图21中所示，使用丝网印刷方法在透明电极图案300a的侧壁上形成金属薄膜图案200。在透明电极图案300a的侧壁上形成金属薄膜图案200以对应于透明电极图案300a。此外，金属薄膜图案200经形成以具有为透明电极图案300a的宽度的大约1/10到1/100的宽度。
参照图22，使用丝网印刷方法在透明电极图案300a的顶部表面的边缘区域及透明电极图案300a的侧壁区域上形成绝缘保护层400。在此实施例中，在金属薄膜图案200的顶部及侧壁上形成绝缘保护层400。
参照图23到25，将描述用于制造根据本发明第三实施例的有机发光装置的方法。
参照图23，在衬底100上方形成下部电极210及绝缘保护层400。本文中，下部电极210包含形成在衬底100上方的透明电极图案300a及形成在透明电极图案300a的侧壁上的金属薄膜图案200。如图19到22中所述形成金属薄膜图案200、透明电极图案300a及绝缘保护层400。透明电极图案300a包含ITO。在此实施例中，由于金属薄膜图案200与透明电极图案300a的侧壁连接，因此有机发光装置经制造以具有其中朝向透明电极图案300a发射光的背光方案。即，如图24中所图解说明，在透明电极图案300a上形成有机材料层500。本文中，有机材料层500包含按顺序堆叠的空穴注入层501、空穴传输层502、发光层503及电子传输层504。然后，如图25中所图解说明，在有机材料层500上形成上部电极600。此时，通过沉积例如LiF-Al、Mg:Ag及Ca-Ag等金属来形成上部电极600以使得其可反射光。尽管未显示，但将涂布密封剂的封装衬底安置于上部电极600上方且将所述封装衬底附接到衬底100以进行密封。本文中，可用金属及光可通透板制作封装衬底。
如以上所述，根据本发明，通过形成连接到并对应于透明电极图案的金属薄膜图案且向金属薄膜图案提供电源电压，均匀的电流可流过透明电极图案。因此，可制造具有均匀亮度的电光装置。
此外，金属薄膜图案与透明电极图案之间的连接受经形成以暴露金属薄膜图案的一部分的绝缘层限制。因此，可在不使用单独切换装置的情况下通过向所需透明电极图案选择性地提供电流来驱动电光装置。
尽管已参照具体实施例描述有机发光装置，但本发明并不限于此。本发明可应用于使用透明电极图案的各种电光装置。所属领域的技术人员将易于了解，可对本发明作出各种修改及变化，此并不背离以上权利要求书所界定的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1、一种电光装置，其包括：
衬底；
金属薄膜图案，其形成在所述衬底上；及
透明电极图案，其经形成以覆盖所述金属薄膜图案，其中所述金属薄膜图案的一侧经形成以暴露到所述透明电极图案的外部。
2、如权利要求1所述的电光装置，其中绝缘保护层形成于所述透明电极图案或所述金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上。
3、一种电光装置，其包括：
衬底；
多个金属薄膜图案，其形成在所述衬底上；
多个透明电极图案，其经形成以与所述多个金属薄膜图案相交；及
绝缘层，其安置于所述金属薄膜图案与所述透明电极图案之间以暴露所述金属薄膜图案的若干部分。
4、如权利要求3所述的电光装置，其中绝缘保护层形成于所述透明电极图案或所述金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上。
5、如权利要求3所述的电光装置，其中所述透明电极图案通过所述金属薄膜图案的所述经暴露部分连接到所述金属薄膜图案。
6、如权利要求3所述的电光装置，其中所述多个金属薄膜图案与所述多个透明电极图案相交且一个透明电极图案以彼此分离的两个或两个以上点连接到其对应的金属薄膜图案。
7、一种电光装置，其包括：
衬底；
金属薄膜图案，其形成在所述衬底上；及
透明电极图案，其连接到所述金属薄膜图案的侧壁且对应于所述金属薄膜图案。
8、如权利要求7所述的电光装置，其中绝缘保护层形成于所述透明电极图案或所述金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上。
9、如权利要求7所述的电光装置，其中所述金属薄膜图案具有为所述透明电极图案的宽度的大约1/10到大约1/100的宽度。
10、一种用于制造电光装置的方法，所述方法包括：
在衬底上形成金属薄膜图案；及
使用激光划线工艺形成连接到所述金属薄膜图案的透明电极图案。
11、如权利要求10所述的方法，其进一步包括在所述透明电极图案或所述金属薄膜图案的顶部表面的侧壁区域及边缘区域上形成绝缘保护层。
12、如权利要求10所述的方法，其进一步包括在形成所述透明电极图案之前，形成绝缘层以暴露所述金属薄膜图案的一部分。
13、如权利要求10所述的方法，其中使用选自由银、铜、金、镁、铂、钛及其合金组成的群组中的一者形成所述金属薄膜图案，所述一者具有溶液或膏类型。
14、如权利要求13所述的方法，其中使用以下方法中的一者形成所述金属薄膜图案：丝网印刷方法、笔式印刷方法、辊筒印刷方法及凹版印刷方法。
15、一种用于驱动电光装置的方法，所述电光装置包括安置于衬底上的金属薄膜图案及连接到所述金属薄膜图案的透明电极图案，所述方法包括向连接到透明电极图案的金属薄膜图案提供电源电压。
16、如权利要求15所述的方法，其中通过向所述金属薄膜图案提供所述电源电压将电流选择性地传输到连接到所述金属薄膜图案的所述透明电极图案。
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