CN1265472C - 一种有机发光二极管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机发光二极管，其包含有一下基板，且该下基板包含有一下电极，一有机薄膜与一上电极依序设于该下电极的一预定区域表面，一上基板，且该上基板相对于该下基板的表面包含有至少一用来避免一密封材料溢入该预定区域的沟槽，以及该密封材料，位于该下基板的一点胶区域上，用来粘合该上、下基板。

Description

一种有机发光二极管

技术领域

本发明涉及一种有机发光元件，尤其涉及一种可避免密封材料影响正常发光的有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)。

背景技术

在平面显示器中，有机发光二极管显示器虽然起步较晚，然而却以其具备自发光、无视角限制、高响应速度、省电、可全彩化、结构简单以及操作环境温度范围大等优势，已逐渐在中、小尺寸携带式显示器领域中受到瞩目。

请参考图1，图1为现有有机发光二极管10的剖面示意图。如图1所示，现有的有机发光二极管10主要包含有一透明玻璃基板12，一透明导电层14设于玻璃基板12表面，用来当做有机发光二极管10的阳极，一有机薄膜16设于透明导电层14的一预定区域表面，以及一金属层18设于有机薄膜16表面，用来当做有机发光二极管10的阴极。

透明导电层14包含有氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(IZO)等材料，而有机薄膜16则另包含有一空穴传导层(hole transport layer，HTL)20、一发光层(emitting layer，EML)22，以及一电子传导层(electrontransport layer，EHL)24依序设于透明导电层14上。其中，有机薄膜16均是利用加热蒸镀(thermal evaporation)法制作而成的，空穴传输层20包含有二元胺(diamine)化合物，金属层18包含有低功率的金属或合金，例如镁、铝金属或锂/银合金等。此外，在实际应用时，亦可依照工艺需求，于透明导电层14与空穴传输层20之间加入一空穴注入层(hole injection layer，HIL)(未显示于图1中)或于金属层18与电子传输层24之间加入一电子注入层(election injection layer，EIL)(未显示于图1中)，用来改善有机薄膜16和阳极/阴极接合的问题，以利电子或空穴注入有机薄膜16中。再者，也可以选择利用具有电子传输能力的发光层，或是具有发光能力的空穴传输层，以减少有机薄膜的使用，简化工艺。

当施加一直流(DC)电压于有机发光二极管10时，电子会由金属层18(阴极)经电子传导层24，而空穴则会由透明导电层14(阳极)经空穴传导层20分别注入发光层22中，此时，由于外加电场所造成的电位差，将使得电子与空穴在发光层22中移动并产生再结合，以于发光层22中形成电子空穴对，并使得发光层22中的有机发光分子处于激发状态，而当激态分子(exciton)藉由释放能量回到基态时，其中一定比例的能量(亦即发光量子效率)便会以光子的型式放出，并透过玻璃基板12向下发光，此为有机发光二极管10的电致发光(electroluminescent)的原理。

然而，有机薄膜16与金属层18对于湿气与氧气相当敏感，故一旦有水气或氧气接触到有机薄膜16与金属层18，将会造成金属层18氧化以及有机薄膜16与电极界面剥离的现象，使得有机发光元件产生暗点(darkspot)，除了会明显降低显示品质外，更会造成显示器辉度的降低，缩减显示器的寿命。因此随着有机发光二极管显示器的逐渐发展，在进行封装时，所用的封装材料除了需要有较佳的耐磨性与高热传导性，更需要具有一较低的湿气穿透率，以有效隔绝有机薄膜材料与外界环境间的接触，进而增加有机发光元件的寿命。

请再参考图1，现有有机发光二极管10的封装工艺主要是利用一密封材料26，例如一高分子胶材所构成的粘接剂(binder)，来将一玻璃或金属封装盖28粘合于玻璃基板12之上，接着在其间的中空部位封入干燥的氮气，以完成有机发光二极管10的封装。此外，可另于有机发光二极管10中配置一干燥剂(desiccant)，用以吸收因封合不密所进入的湿气，以避免有机发光二极管10的有机薄膜16发生上述潮湿的现象。

虽然玻璃或金属封装盖28对于氧气与水气提供了良好的隔绝效果，然而在进行封装的压合工艺时，密封材料26的使用必须适量。因为若是为了达到较好的密封效果，而使用了过多的密封材料26，则当封装盖28粘合于玻璃基板12上时，容易因为密封材料26分布不均匀或是压合的压力控制不佳，而挤压出过多的密封材料26，使得多余的密封材料26接触到有机薄膜16，造成有机薄膜16无法正常的发光，而影响有机发光二极管10的正常操作，因此在现有的封装工艺中，通常会减少密封材料26的用量，以避免上述问题。但若是密封材料26过少，又可能造成封装盖28与玻璃基板12间的密合效果不佳，使得水气与氧气容易侵入有机发光二极管10中，甚至造成粘合效果不均匀，封装盖28容易剥离玻璃基板12的情况。此外，如图1所示，为了提高封装盖28与玻璃基板12间的粘合效果，现有的封装盖28表面又会施以喷砂(sandblasting)或蚀刻等表面处理，使其表面粗糙化，以增加粘合面积，但是这会影响发光品质，因此表面粗糙的封装盖28又无法适用于上发光型式的有机发光二极管(top emission OLED，TOLED)结构中。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有机发光元件的结构，以避免上述问题的产生。

本发明的优选实施例公开了一种有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)，其包含有一下基板，一下电极设于该下基板的上表面，一有机薄膜设于该下电极上，一上电极设于该有机薄膜上，以及一点胶(spot glue)区域设于该下电极或下基板上且在设有该有机薄膜的区域之外，该下电极或下基板的上表面包括至少一第一沟槽，一上基板平行于该下基板，且该上基板的下表面包含有形成在该上基板内的至少一第二沟槽(ditch)，以及一密封材料(sealing material)，位于该下基板的该点胶(spot glue)区域上，用来粘结该上基板与该下基板。其中该第一和第二沟槽用来防止该密封材料溢入由该有机薄膜占据的区域中，以避免该密封材料影响该有机发光二极管的正常操作。

根据本发明，还提供一种有机发光元件，该有机发光元件包含有至少二有机发光二极管，该有机发光元件包含有：一下基板，包含有至少二元件区域、以及一切割区域位于该下基板的上表面上在两相邻该元件区域之间，各元件区域上均设有一下电极，一有机薄膜设于该下电极上且在该元件区域的一有源区域上，以及一上电极设于该有机薄膜上；一上基板，平行于该下基板，且该上基板的下表面包括相对于该下基板的该元件区域的至少二第一区域，至少一第二区域相对应于该下基板的该切割区域，以及多个第一沟槽位于该上基板的各第一区域中；以及一密封材料位于该下基板或下电极的一点胶区域上且在各有源区域外，用来粘结该上基板与该下基板，其中所述第一沟槽用来避免该密封材料溢出至该下基板的该切割区域与各有源区域中而影响各有机发光二极管的正常操作。

由于本发明的有机发光二极管于上基板中设置有一沟槽，因此当用来粘合上下基板的密封材料的使用量过多时，多余的密封材料便会流入沟槽内，以避免密封材料接触到有机薄膜，而影响有机发光二极管的正常操作。

附图说明

图1为现有有机发光二极管的剖面示意图；

图2为本发明第一实施例的有机发光二极管的剖面示意图；以及

图3为本发明第二实施例的有机发光元件的剖面示意图。

附图中的附图标记说明如下：

10有机发光二极管                    12透明玻璃基板

14透明导电层                        16有机薄膜

18金属层                            20空穴传输层

22发光层                        24电子传输层

26密封材料                      28玻璃或金属封装盖

50有机发光二极管                52基板

54透明导电层                    56有机薄膜

58金属层                        60封装保护结构

62密封材料                      64空穴注入层

66空穴传输层                    68发光层

70电子传输层                    72电子注入层

74沟槽                          76多余的密封材料

80有机发光元件                  82基板

84透明导电层                    86有机薄膜

88金属层                        90封装盖

92沟槽                          94封装材料

96多余的封装材料

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明第一实施例的有机发光二极管50的剖面示意图。如图2所示，本发明的有机发光二极管50主要包含有一基板52，一用来当作阳极的透明导电层54设于基板52的表面，一有机薄膜56设于透明导电层54的一预定区域(亦即有机发光二极管50的有源区域)上，以及一当作阴极的金属层58设于有机薄膜56上。此外，有机发光二极管50另包含有一封装基板，平行设于基板52之上，用来当作有机发光二极管50的封装保护结构60，其利用一设于基板52的预定区域外的一点胶(spot glue)区域上的一密封材料62，来将封装保护结构60粘合于基板52上，以避免有机薄膜56与金属层58暴露于外界环境中，而且本发明亦可于有机发光二极管50中设置一干燥剂(未显示于图2中)，用以避免有机发光二极管50的有机薄膜56发生潮湿与金属层58发生氧化的现象。

在本发明的优选实施例中，基板52是一玻璃基板，透明导电层54包含有氧化铟锡或氧化铟锌等材料，有机薄膜56包含有一空穴注入层64、一空穴传输层66、一发光层68、一电子传输层70，与一电子注入层72依序设于透明导电层54上，金属层58包含有低功率的金属或合金，例如铝镁合金、铝锂合金或铝/氟化铝，而封装保护结构60则包含有一玻璃基板、一玻璃罐(container)或一金属罐，且密封材料62为环氧树脂(epoxy)。如前所述，空穴注入层64以及电子注入层72可视产品工艺需要而为一选择性结构。

值得注意的是，本发明的封装保护结构60于相对于基板52的表面具有一环状沟槽(ditch)，亦即图2剖面结构所示的二沟槽(ditch)74，且沟槽74相对应位于基板52的点胶区域与预定区域间的中间，因此当本发明的有机发光二极管50在进行封装步骤时，即使于点胶区域上使用了过多的密封材料62，这些多余的密封材料76将会流入沟槽74中，不会接触到有机薄膜56，而影响有机发光二极管50的正常操作。此外，在本发明的优选实施例中，沟槽74的剖面形状约略为一矩形，且沟槽74的深度小于封装保护结构60的厚度的一半，以避免影响封装保护结构60的机械强度，然而本发明并不局限于此，沟槽74的剖面形状可具有多边形，例如U字型或各种倾斜角度，以利多余的密封材料76的流入，且沟槽74的数目亦可根据工艺需求，予以增加或减少。再者，本发明亦可于点胶区域与预定区域之间的基板52或透明导电层54中形成与封装保护结构60类似的沟槽(未显示于图2中)，使得多余的密封材料76也可流入沟槽中，以避免与有机薄膜56相接触，且沟槽的深度小于基板52或透明导电层54的厚度。

接着请参考图3，图3为本发明第二实施例的有机发光元件80的剖面示意图。如图3所示，本发明的有机发光元件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区域A以及至少一切割区域B位于两相邻元件区域A之间。其中，每一元件区域A用来形成一有机发光二极管，而切割区域B则是用来区隔每一有机发光二极管，或当有机发光元件80制作完毕之后，用来进行切割的区域位置。

每一元件区域A皆包含有一导电层84设于元件区域A表面，用来当作阳极，一有机薄膜86设于元件区域A的一有源区域上，以及一金属层88设于有机薄膜86表面，用来当作阴极。此外，本发明的有机发光元件80另包含有一封装盖90，平行地设于基板82之上，且封装盖90相对于基板82的表面包含有至少二第一区域C相对应于基板82的元件区域A，至少一第二区域D相对应于基板82的切割区域D，以及多个沟槽92分别位于封装盖90的每一第一区域C中，以及一密封材料94位于密封盖90与基板82间的每一有源区域外的一点胶区域上，用来粘合密封盖90与基板82。其中，沟槽92用来避免密封材料94溢出基板82的切割区域B中与溢入基板82的每一有源区域中，而造成有机薄膜86无法正常发光，进而影响每一有机发光二极管的正常操作。如前所述，本发明亦可于点胶区域与有源区域之间的基板82或透明导电层84中形成与密封盖90类似的沟槽(未显示于图3中)，使得多余的密封材料96也可流入沟槽中，以避免与有机薄膜86相接触，且沟槽的深度小于基板82或透明导电层84的厚度。

在本发明的优选实施例中，沟槽92的深度小于封装盖90的厚度的一半，以避免影响封装盖90的机械强度，且切割区域B的宽度大于沟槽92的宽度的两倍，以方便进行有机发光元件80的切割工艺。此外，在本发明的优选实施例中，是以一无源式有机发光元件(passive matrix OLED，PMOLED)作为说明，然而本发明并不局限于此，本发明的具有沟槽的封装保护结构，亦可以应用于需要密封材料进行封装，且其结构须避免潮湿的各种元件中，例如有源式有机发光元件(active matrix OLED，AMOLED)或上发光型式的有机发光二极管(top emission OLED，TOLED)中。

与现有技术相比，由于本发明的有机发光二极管的封装盖中设有多个沟槽，因此当用来粘合上、下基板的密封材料的使用量过多时，多余的密封材料会流入沟槽中，以避免密封材料接触到有机薄膜，而影响有机发光二极管的正常操作，故本发明中可以不需要考虑因密封材料太少所造成的密合不均的问题，便可以得到上、下基板良好的粘合与密合效果。而且本发明的封装盖表面为一平滑表面，而非一粗糙表面，因此本发明若是选用透明玻璃罐或透明玻璃基板当作封装盖，则整个透明的有机发光二极管亦适用于上发光型式或双面发光型式的有机发光二极管显示器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所述的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (25)

1.一种有机发光二极管，该有机发光二极管包含有：

一下基板，一下电极设于该下基板的上表面，一有机薄膜设于该下电极上，一上电极设于该有机薄膜上，以及一点胶区域设于该下电极或下基板上且在设有该有机薄膜的区域之外，该下电极或下基板的上表面包括至少一第一沟槽；

一上基板，平行于该下基板，且该上基板的下表面包含有形成在该上基板内的至少一第二沟槽；以及

一密封材料，位于该下基板的该点胶区域上，用来粘结该上基板与该下基板，

其中该第一沟槽和该第二沟槽用来避免该密封材料溢入由该有机薄膜占据的区域内而影响该有机发光二极管的正常操作。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该下基板是一玻璃基板、一塑料基板或一金属基板。

3.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该上基板包括一玻璃基板、一玻璃罐或一金属罐。

4.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该下电极包括氧化铟锡或氧化铟锌，用来当作该有机发光二极管的阳极。

5.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该上电极包含有镁金属、铝金属、锂金属、或镁、铝和锂的合金材料，用来当作该有机发光二极管的阴极。

6.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该有机薄膜另包含有一空穴传输层位于该下电极上，一发光层位于该空穴传输层上，以及一电子传输层位于该发光层上。

7.如权利要求6所述的有机发光二极管，另包含有一空穴注入层位于该下电极与该空穴传输层之间。

8.如权利要求6所述的有机发光二极管，另包含有一电子注入层位于该电子传输层与该上电极之间。

9.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该密封材料包括环氧树脂。

10.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该第二沟槽对应于该点胶区域与由该有机薄膜占据的该区域之间的区域，且该第二沟槽的深度小于该上基板的厚度的一半。

11.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该第一沟槽位于该点胶区域与由该有机薄膜占据的该区域之间，且该第一沟槽的深度小于该下电极或下基板的厚度。

12.如权利要求1所述的有机发光二极管，另包含有一干燥剂设于该有机发光二极管中，用以避免该有机发光二极管的该有机薄膜发生潮湿的现象。

13.一种有机发光元件，该有机发光元件包含有至少二有机发光二极管，该有机发光元件包含有：

一下基板，包含有至少二元件区域、以及一切割区域位于该下基板的上表面上在两相邻该元件区域之间，各元件区域上均设有一下电极，一有机薄膜设于该下电极上且在该元件区域的一有源区域上，以及一上电极设于该有机薄膜上；

一上基板，平行于该下基板，且该上基板的下表面包括相对于该下基板的该元件区域的至少二第一区域，至少一第二区域相对应于该下基板的该切割区域，以及多个第一沟槽位于该上基板的各第一区域中；以及

一密封材料位于该下基板或下电极的一点胶区域上且在各有源区域外，用来粘结该上基板与该下基板，

其中所述第一沟槽用来避免该密封材料溢出至该下基板的该切割区域与各有源区域中而影响各有机发光二极管的正常操作。

14.如权利要求13所述的有机发光元件，其中该下基板是一玻璃基板、一塑料基板或一金属基板。

15.如权利要求13所述的有机发光元件，其中该上基板包括一玻璃基板、一玻璃罐或一金属罐。

16.如权利要求13所述的有机发光元件，其中各下电极均包括氧化铟锡或氧化铟锌，用来当作每一有机发光二极管的阳极。

17.如权利要求13所述的有机发光元件，其中各上电极均包括镁金属、铝金属、锂金属或镁、铝和锂的合金材料，用来当作各有机发光二极管的阴极。

18.如权利要求13所述的有机发光元件，其中各有机薄膜均包括一空穴传输层位于该下电极上、一发光层位于该空穴传输层上，以及一电子传输层位于该发光层上。

19.如权利要求18所述的有机发光元件，另包括多层空穴注入层，且各空穴注入层分别位于各下电极与各空穴传输层之间。

20.如权利要求18所述的有机发光元件，另包括多层电子注入层，且各电子注入层分别位于各电子传输层与各上电极之间。

21.如权利要求13所述的有机发光元件，其中该密封材料包括环氧树脂。

22.如权利要求13所述的有机发光元件，其中所述第一沟槽对应该点胶区域与该有源区域间的区域，且所述第一沟槽的深度小于该上基板的厚度的一半。

23.如权利要求13所述的有机发光元件，其中该有机发光元件另包括至少一第二沟槽位于该下电极或下基板内且在该点胶区域与该有源区域间，且该第二沟槽的深度小于该下电极或下基板的厚度。

24.如权利要求13所述的有机发光元件，其中该切割区域的宽度大于各第一沟槽的宽度的两倍。

25.如权利要求13所述的有机发光元件，另包括一干燥剂设于该有机发光元件中，用以避免各有机发光二极管的该有机薄膜发生潮湿的现象。

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