TWI622195B - 水平串聯有機光電元件結構與製程方法 - Google Patents

水平串聯有機光電元件結構與製程方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種水平串聯有機光電元件結構與製程方法，其中係將有機層及第二電極層以相同範圍沉積後，於部分預定的第二電極層處施以雷射掃描與擊穿，並使第二電極層與接觸電極層形成電性連接區。利用本發明有效的減少金屬遮罩定位及更換的次數，大幅降低製程所需的時間以及減少更換金屬遮罩時造成的汙染，且藉由雷射掃描後形成電性連接區域，將複數個有機光電元件形成水平串聯。本發明可應用於水平串聯有機光電元件，如有機發光二極體元件與有機太陽能電池元件，可以降低有機發光二極體元件的操作電流，或者可以提升有機太陽電池元件的開路電壓。

Description

水平串聯有機光電元件結構與製程方法
本發明係關於一種水平串聯的有機光電元件結構與製程方法。
近年來有機光電元件發展相當迅速，不論是有機發光二極體(OLED)或是有機太陽能電池(OPV)在學界或業界均有長足的進展，與無機光電元件特性的差距逐漸地縮小。有機光電元件結構基本上皆是在兩層電極之間夾有適當的有機薄膜材料。其中，有機發光二極體施加電壓後電子與電洞會於有機化合物層中再結合而發光。有機發光二極體因其自發光、高亮度、低重量、超薄外形、低功耗、寬視角、製造簡單、快速反應時間而可應用於平板顯示器及照明產業；有機太陽能電池於吸收外界光後，電子會於有機化合物能隙中躍遷，電子與電洞會於有機化合物層中分離、移動而形成光電流。有機太陽電池因其低重量、超薄外形、製造簡單、低成本等優點，亦逐漸受到工業界的重視。
在元件實際的應用上，有機光電元件的串聯有其重要性與必要性。通常在固定亮度下，一個發光面積較大的有機發光二極體元件，其操作電流也較大，容易因阻抗的壓降差異，導致該發光面的亮度均勻性變差，同時大電流操作也較容易造成有機發光二極體元件中的厚度不 均勻處或微粒(particle)附著處發生短路。但若將其分割成數個面積較小的有機發光二極體元件並加以串聯，將可以大幅地降低有機發光二極體元件的操作電流，進而改善發光亮度的均勻性，同時也可降低有機發光二極體元件發生短路的風險。類似地，對有機太陽能電池元件而言，將其分割成數個面積較小的有機太陽能電池並加以串聯，將可大幅地提高有機太陽電池元件的開路電壓，同時也可降低有機太陽能電池元件發生短路的風險。在現有技術中，在水平串聯的有機發光二極體的製程中各電極層及有機層並隨不同的定義結構及圖形而更換不同的金屬遮罩並分別沉積，然而每一次的金屬遮罩更換，都需花費時間再一次的對準及定位，且更換的過程易造成水平串聯的有機發光二極體被微粒附著汙染及金屬遮罩的受損，因此如何能夠有效地簡化水平串聯的有機發光二極體的製程，並同時兼顧水平串聯的機發光二極體穩定良率，進一步達成減少製程工時及生產成本，為各方所研究之課題。
本發明提供一種水平串聯有機光電元件製程方法，步驟如下：於一基板上交錯沉積複數個第一電極層及複數個接觸電極層，其中各第一電極層與各接觸電極層之間設有複數個間隔空間；於各間隔空間內沉積複數個絕緣層；藉由一金屬遮罩於各第一電極層、各接觸電極層及各絕緣層之上方，依序以相同沉積範圍，沉積一有機層、一第二電極層； 以雷射於部分預定的第二電極層處施以雷射掃描，其中雷射掃描之波長係為1064nm，雷射掃描之功率係小於3W，依序將部分第二電極層、有機層、各接觸電極層與各絕緣層去除；以及第二電極層於雷射掃描處與各接觸電極層形成電性連接。其中更進一步設置至少一連接電極，連接電極係連接各第一電極層相鄰之各接觸電極層。
本發明提供一種水平串聯有機光電元件結構，包含基板、第一電極層、接觸電極層、絕緣層、有機層以及第二電極層。其中各第一電極層與各接觸電極層於基板上交錯沉積設置，各第一電極層與各接觸電極層之間設有複數個間隔空間，於各間隔空間內沉積設置複數個絕緣層係設，有機層與第二電極層依序沉積設置於第一電極層、接觸電極層及各絕緣層之上方；一第二電極層，係設於有機層之上方，並與各接觸電極層電性連接。其中更進一步包含至少一連接電極，連接電極係連接各第一電極層相鄰之各接觸電極層。
其中第二電極層係經由雷射掃描後，於雷射掃描處與各接觸電極層形成電性連接，此電性連接處係具有透光性。
上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
100‧‧‧基板
110‧‧‧間隔空間
200‧‧‧第一電極層
300‧‧‧接觸電極層
400‧‧‧絕緣層
500‧‧‧金屬遮罩
510‧‧‧雷射掃描處
520‧‧‧雷射掃描處
530‧‧‧雷射掃描處
540‧‧‧雷射掃描處
550‧‧‧雷射掃描處
560‧‧‧雷射掃描處
570‧‧‧雷射掃描處
600‧‧‧有機層
700‧‧‧第二電極層
800‧‧‧連接電極
900‧‧‧沉積範圍
S101~S104‧‧‧步驟流程
圖1為本發明之本發明之水平串聯有機光電元件製程方法之流程圖。
圖2為本發明之本發明之水平串聯有機光電元件結構之俯視示意圖。
圖3為本發明之本發明之水平串聯有機光電元件結構之A-A’剖面示意圖。
圖4為本發明之本發明之另一水平串聯有機光電元件結構之俯視示意圖。
圖5為本發明之本發明之另一水平串聯有機光電元件結構之B-B’剖面示意圖。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請參閱圖1，係為本發明之水平串聯有機光電元件製程方法之流程圖，其步驟如下：S101：於一基板100上交錯沉積多個第一電極層200及多個接觸電極層300，以及於各第一電極層200與各接觸電極層300之間的間隔空間110內，沉積複數個絕緣層400； S102：藉由一金屬遮罩500於各第一電極層200、各接觸電極層300及各絕緣層400之上方，依序以相同沉積範圍，沉積一有機層600、一第二電極層700；S103：以雷射於部分預定的第二電極層700處施以雷射掃描與擊穿，依序將部分第二電極層700、有機層600、絕緣層400與接觸電極層300去除；以及S104：第二電極層700於雷射掃描與擊穿後，於雷射掃描與擊穿處與各接觸電極層300形成電性連接。
請參閱圖2、圖3為本發明之水平串聯有機光電元件結構之俯視示意圖及A-A’剖面示意圖。其中包含基板100、第一電極層200、接觸電極層300、絕緣層400、有機層600、第二電極層700、連接電極800。如圖所示，基板100上交錯設置多個第一電極層200及多個接觸電極層300，於第一電極層200與接觸電極層300之間的間隔空間110設有絕緣層400，於第一電極層200、接觸電極層300及絕緣層400上方依序設置相同沉積範圍900的有機層600、第二電極層700，其中第二電極層700係於雷射掃描處510、雷射掃描處520與雷射掃描處530經由雷射掃描後，於雷射掃描處520將第二電極層700完全斷開，使其第二電極層700能分屬不同的元件，於雷射掃描處510與雷射掃描處530，第二電極層700部分擊穿後與接觸電極層300形成電性連接，以及於第一電極層200與相鄰接觸電極層300之間進一步設有連接電極800，使第一電極層200與相鄰接觸電極層300形成電性連接，其中連接電極800、第一電極層200、接觸電極層300可為同一層或多層材料所構成。據此，本發明之水平串聯 有機光電元件之電流可由圖3左側元件的第一電極層200、有機層600、第二電極層700流經雷射掃描處510、接觸電極層300，再經由連接電極800(參照圖2)流經右側元件的第一電極層200、有機層600、第二電極層700、雷射掃描處530、接觸電極層300，達到有機光電元件元件水平串聯的目的。
請參閱圖4、圖5為本發明之水平串聯有機光電元件結構之俯視示意圖及B-B’剖面示意圖。其中包含基板100、第一電極層200、接觸電極層300、絕緣層400、有機層600、第二電極層700、連接電極800。如圖所示，基板100上由一側向另一側連續設置多個第一電極層200後，於基板上的外側及另一側設置多個接觸電極層300。其中於第一電極層200與相鄰之第一電極層200之間的間隔空間110，以及第一電極層200與接觸電極層300之間的間隔空間110設有絕緣層400，於第一電極層200、接觸電極層300及絕緣層400上方依序設置相同沉積範圍900的有機層600、第二電極層700，其中第二電極層700係於雷射掃描處540、雷射掃描處550、雷射掃描處560、雷射掃描處570經由雷射掃描後，於雷射掃描處540將第二電極層700完全斷開，使其第二電極層700能分屬不同的元件，於雷射掃描處550、雷射掃描處560、雷射掃描處570第二電極層700經部分擊穿後與接觸電極層300形成電性連接，以及於第一電極層200與相鄰第一電極層200之間進一步設有連接電極800，使其形成電性連接，其中連接電極800、第一電極層200、接觸電極層300可為同一層或多層材料所構成。據此，本發明之水平串聯有機光電元件之電流可由圖5左側元件的第一電極層200、有機層600、第二電極層700流經雷射掃描 處560、雷射掃描處570(參照圖4)、接觸電極層300，再經由連接電極800流經右側元件的第一電極層200、有機層600、第二電極層700、雷射掃描處550、接觸電極層300，達到有機光電元件元件水平串聯的目的。
利用本發明之有機光電元件製程方法之有機光電元件於製程時，有效的減少金屬遮罩定位及更換的次數，大幅降低製程所需的時間以及減少更換金屬遮罩時造成的汙染，且藉由雷射掃描而定義有機光電元件的電性連接區域，將複數個有機光電元件形成水平串聯。此外，本發明之有機光電元件製程方法亦能夠實施於有機太陽能電池元件(OPV)及有機發光二極體元件(OLED)等領域之相關製程，且並依據定義施以任意圖案之雷射掃描。
綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims (8)

  1. 一種水平串聯有機光電元件製程方法，步驟如下：於一基板上交錯沉積複數個第一電極層及複數個接觸電極層，其中各該第一電極層與各該接觸電極層之間設有複數個間隔空間；於各該間隔空間內沉積複數個絕緣層；藉由一金屬遮罩於各該第一電極層、各該接觸電極層及各該絕緣層之上方，依序沉積一有機層、一第二電極層；以雷射於部分預定的該第二電極層處施以雷射掃描，依序將部分該第二電極層、該有機層、各該接觸電極層、各該絕緣層與各該第一電極層去除；以及該第二電極層於雷射掃描處與各該接觸電極層形成電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水平串聯有機光電元件製程方法，其中更進一步設置至少一連接電極，該連接電極係連接各該第一電極層相鄰之各該接觸電極層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之水平串聯有機光電元件製程方法，其中該有機層與該第二電極層之沉積範圍相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之水平串聯有機光電元件製程方法，其中雷射掃描之波長係為1064nm，雷射掃描之功率係小於3W。
  5. 一種水平串聯有機光電元件結構，包含：一基板；複數個第一電極層，各該第一電極層係設於該基板；複數個接觸電極層，各該接觸電極層係設於該基板，其中各該第一電極層與各該接觸電極層之間設有複數個間隔空間；複數個絕緣層，各該複數個絕緣層係設於各該間隔空間內；一有機層，係設於各該第一電極層、該接觸電極層及各該絕緣層之上方；以及一第二電極層，係設於該有機層之上方，並與各該接觸電極層電性連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之水平串聯有機光電元件結構，其中該第二電極層係經由雷射掃描後，於雷射掃描處與各該接觸電極層形成電性連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之水平串聯有機光電元件結構，其中該第二電極層與各該接觸電極層之電性連接處係具有透光性。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之水平串聯有機光電元件結構，其中更進一步包含至少一連接電極，該連接電極係連接各該第一電極層相鄰之各該接觸電極層。
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