发光装置的制作方法

本案涉及一种发光装置，详而言之，涉及一种有机发光二极管。

背景技术：

发光二极管(light-emittingdiode；led)使用半导体材料，通过掺杂等方式使这些材料成为p型与n型，再将它们接合在一起形成pn接面，则电子及电洞可分别从n型及p型材料注入，而当电子与电洞相遇而结合时，会以光子的形式释放出能量。

有机发光二极管(organiclight-emittingdiode；oled)则是使用有机材料。有机发光二极管的发光过程大致如下：施加一正向偏压，使电子和电洞克服界面能障后分别由阴极与阳极注入，在电场作用下，电子与电洞相向移动并在发光层形成激子，最后电子和电洞在发光层结合，激子消失并放出光能。

目前，oled的全彩显示方式主要利用主动矩阵oled(activematrixoled；amoled)或被动矩阵oled(passivematrixoled；pmoled)来达成，例如pmoled是利用个别控制每个像素(pixel)的上下电极，而amoled则是利用薄膜晶体管(thinfilmtransistor；tft)来控制每个像素亮度。

然而，在每个像素上利用tft分别控制电压而使每个像素产生不同的发光强度以产生灰阶全彩显像的技术，需利用复杂的工艺与高成本的tft驱动控制线路，故对于oled照明领域中发展低成本工艺的技术相当不利。

因此，如何克服现有oled无法利用单一电压而显示出灰阶或彩色图像，其为目前亟待解决的议题。

技术实现要素：

为解决上述或其他问题，本案提出一种关于有机发光二极管的发光装置，可显示出灰阶或彩色图像。。

于一实施例中，一种发光装置，定义有多个发光区域，且各该发光区域具有不同的面积，该发光装置包括：第一电极层；第二电极层，其形成于该第一电极层上方；有机材料层，其形成于该第一电极层与该第二电极层之间；以及绝缘材料层，其形成于该第一电极层与该第二电极层之间并对应设置在外露该多个发光区域的外围；其中，该第一电极层中对应各该发光区域位置的各区块具有相同的面积；或其中，该有机材料层中对应各该发光区域位置的各区块具有相同的面积。

于另一实施例中，一种发光装置，其定义有多个像素且各该像素包括多个具不同面积的发光区域，该发光装置包括：第一电极层；第二电极层，其形成于该第一电极层上方；有机材料层，其形成于该第一电极层与该第二电极层之间，并包括多个相互分离且对应该多个发光区域位置的有机材料块；以及绝缘材料层，其形成于该第一电极层与该第二电极层之间及各该有机材料块之间，并对应设置在外露该多个发光区域的外围；其中，该第一电极层中对应各该发光区域位置的各区块具相同的面积；或其中，对应各该发光区域位置的各该有机材料块具相同的面积。

因此，本案的发光装置利用绝缘材料层覆盖部分第一电极层或覆盖部分有机材料层，以外露面积不同的多个发光区域，且对应于各发光区域的第一电极层的区块面积为相同或对应于各发光区域的有机材料层的区块面积为相同，藉此在各个发光区域所接受的电压相同的情况下，得以控制发光区域所发出的光线的亮度，进而显示出灰阶或彩色图像。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图2为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图3为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图4为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图5为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图6为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图7为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图8为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图9为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图10为本案的发光装置的一实施例的剖面示意图；

图11为本案的发光装置的一实施例的平面示意图；以及

图12为本案的发光装置的一实施例的平面示意图。

符号说明

1第一电极层

10基板

11电极材料层

111、112、113、114、115、116电极材料块

2第二电极层

3有机材料层

31、32、33、34、35、36有机材料块

4绝缘材料层

a1、a2、a3、a4、a5、a6、r、g、b发光区域

p1、p2、p、p’像素

r1、r2、r3、r4、r5、r6区块。

具体实施方式

以下藉由特定的实施例说明本案的实施方式，熟习此项技艺的人士可由本文所揭示的内容轻易地了解本案的其他优点及功效。须知，本说明书所附的附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本案可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本案所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本案所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请参阅图1至图6，本案的发光装置定义有多个发光区域a1和a2，并包括第一电极层1、第二电极层2、以及形成于第一电极层1与第二电极层2之间的有机材料层3和绝缘材料层4。

多个(如图1-图6所示为两个)发光区域a1和a2的面积不同。本案所称的发光区域定义为有机材料层3与第一电极层1和第二电极层2的接触区域的面积较小者。

第一电极层1可包括基板10及形成于其上的电极材料层11。本案一种实施例，如图1、图5和图6所示，电极材料层11包含有覆盖部分基板10且相互分离的多个电极材料块111和112，其中，图1中的电极材料块111和112的面积相同，而图5和图6中的电极材料块111和112的面积可相同(如图5)或不同(如图6)；本案另一种实施例，如图2、图3和图4所示，电极材料层11可完全覆盖基板10。基板10的材料可为玻璃、塑胶、半导体如硅或硅化物，电极材料层11的材料可为导电金属氧化物，例如氧化铟锡(indiumtinoxide；ito)或氧化铟锌(indiumzincoxide；izo)。

第二电极层2形成于第一电极层1上并与第一电极层1分离。第二电极层2的材料可为金属或金属合金，例如ag、al、al/lif、ag/al/ag、ag/ge/ag，或为金属氧化物，例如bcp/v2o5、moo3、zns/ag/zno/ag、znpc/c60。

第一电极层1可为阳极或阴极的其中一者，而第二电极层2则为阳极或阴极的其中另一者。

有机材料层3形成于第一电极层1与第二电极层2之间。如图1、图2、图3和图6所示，有机材料层3包含有覆盖部分第一电极层1且相互分离的多个有机材料块31和32，其中，图1和图2中的有机材料块31和32的面积不同，图3和图6中的有机材料块31和32的面积相同；如图4和图5所示，有机材料层3可完全覆盖第一电极层1。有机材料层3的材料可为荧光或磷光，例如绿色磷光24ftir(acac)材料。有机材料层3还可包括电洞注入层(holeinjectionlayer；hil)、电洞传输层(holetransportlayer；htl)、发光层(emittinglayer；el)、及电子传输层(electrontransportlayer；etl)及电子注入层(electroninjectionlayer；eil)。有机材料层3或可不包括前述发光层而是包括电洞传输材料及电子传输材料，且电洞传输材料及电子传输材料接触并相互作用以产生能发光的激发错合物(exciplex)。

绝缘材料层4形成于第一电极层1与第二电极层2之间并设置在面积不同的多个发光区域a1和a2的外围，以让发光区域a1和a2在一电压之下可发光。于图1和图2中，绝缘材料层4覆盖部分第一电极层1(如图1所示的电极材料块111和112或图2所示的电极材料层11)而外露面积不同的多个表面，以供多个有机材料块31和32形成于第一电极层1的多个外露表面上，且绝缘材料层4形成于相互分离的有机材料块31和32之间；于图3至图6中，绝缘材料层4形成于有机材料层3与第二电极层2之间以覆盖部分有机材料层3(例如图3和图6所示的有机材料块31和32如图4和图5的有机材料层3)而外露面积不同的多个表面，以供第二电极层2形成于有机材料层3的多个外露表面及绝缘材料层4上，其中，图3和图6中的绝缘材料层4还形成于相互分离的有机材料块31和32之间。另外如图1和图6中，绝缘材料层4还可形成于相互分离的电极材料块111和112之间。绝缘材料层4的材料可为光阻层、图案化绝缘材料层或激光喷墨浆料。

本案的发光装置的各实施例如图1至图6所示，以下详述之。

参阅图1，揭露的是第一电极层1中对应至发光区域a1的区块面积和第一电极层1中对应至发光区域a2的区块面积相同的实施例。第一电极层1可包括基板10及电极材料层11，电极材料层11包括面积相同且由绝缘材料层4分离的多个电极材料块111和112，第一电极层1中对应各发光区域a1和a2位置的各区块具有相同的面积，换言之，电极材料层11对应至发光区域a1的区块面积和电极材料层11中对应至发光区域a2的区块面积相同，前述第一电极层1中对应发光区域a1和发光区域a2的位置的各个区块即相当于电极材料块111和电极材料块112。绝缘材料层4覆盖部分电极材料层11而外露第一电极层1的电极材料层11的多个具不同面积的表面，以供有机材料层3形成于电极材料层11的外露表面上，使有机材料层3成为面积不同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31和32。以藉由电极材料层11的多个具相同面积的电极材料块111和电极材料块112的不同面积的外露表面接触多个有机材料块31和32，以形成多个具不同面积的发光区域a1和a2。另于有机材料层3的涂布工艺时，通常会于绝缘材料层4和第一电极层1上涂布一层有机材料层3，故有机材料层3可形成于绝缘材料层4与第二电极层2之间以及第一电极层1与第二电极层2之间。

参阅图2，揭露的是第一电极层1中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块r1和r2的面积相同的实施例。第一电极层1可包括基板10及电极材料层11，电极材料层11完全覆盖基板10。绝缘材料层4覆盖部分电极材料层11而外露电极材料层11的不同面积的多个表面以供有机材料层3形成其上，使有机材料层3成为面积不同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31和32。藉由电极材料层11的面积相同的区块r1和r2的面积不同的外露表面接触多个有机材料块31和32以形成面积不同的多个发光区域a1和a2。另于有机材料层3的涂布工艺时，通常会于绝缘材料层4和第一电极层1上涂布一层有机材料层3，故有机材料层3可形成于绝缘材料层4与第二电极层2之间以及第一电极层1与第二电极层2之间。

参阅图3，揭露的是有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块的面积相同的实施例。有机材料层3包括面积相同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31和32，前述与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块即相当于有机材料块31和32，且电极材料层11完全覆盖基板10。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3而外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，以藉由有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2以形成面积不同的多个发光区域a1和a2。

参阅图4，图4揭露的是有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块r1和r2的面积相同的实施例。有机材料层3完全覆盖第一电极层1，且电极材料层11完全覆盖基板10。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3以外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，令有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2而成为面积不同的多个发光区域a1和a2。

参阅图5，揭露的是有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块r1和r2的面积相同的实施例。有机材料层3完全覆盖第一电极层1，且电极材料层11包含相互分离的多个电极材料块111和112。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3而外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，令有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2而成为面积不同的多个发光区域a1和a2。

参阅图6，揭露的是有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块的面积相同的实施例。有机材料层3包括面积相同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31和32，前述有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块即相当于有机材料块31和32，且电极材料层11包括由绝缘材料层4分离的多个电极材料块111和112。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3以外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，令有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2而形成面积不同的多个发光区域a1和a2。

于上述图1至图6的实施例中，提供跨于与发光区域a1的位置对应的第一电极层和第二电极层的电压为相同于跨于与发光区域a2的位置对应的第一电极层和第二电极层的电压。换言之，本案的发光装置无须藉由薄膜晶体管或其他类似者来控制提供予各个发光区域的电压，本案提供予各个发光区域的电压为相同。此外，有机材料层3中与各个发光区域a1和a2的位置对应的各个区块r1和r2或各个有机材料块31和32包括相同的有机材料，故本案的发光装置可显示单色的灰阶图像。例如，若有机材料层3所使用的材料为绿色发光材料，则本案的发光装置可显示出绿色的灰阶图像，即发光区域具有面积较大者发出较亮(较浅)的绿色，发光区域具有面积较小者发出较暗(较深)的绿色。

因此，本案的发光装置可在第一电极层中与各个发光区域的位置对应的各个区块的面积相同，或在有机材料层中与各个发光区域的位置对应的各个区块的面积相同的两种情况下，利用绝缘材料层外露不同面积的第一电极层的表面或外露不同面积的有机材料层的表面，以提供不同面积的多个发光区域，藉此实现单色灰阶图像。

接着请参阅图7至图10，本案的发光装置定义有多个像素p1和p2，并包括第一电极层1、第二电极层2、以及形成于第一电极层1与第二电极层2之间的有机材料层3和绝缘材料层4。

像素p1具有多个(如三个)发光区域a1、a2和a3，像素p2具有多个(如三个)发光区域a4、a5和a6，且各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的面积不同。

第一电极层1、第二电极层2、有机材料层3和绝缘材料层4的材料或功能如同图1至图6所述的实施例。本案的发光装置的各实施例如图7至图10所示，以下详述之。

参阅图7，第一电极层1中与各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的位置对应的各个区块的面积相同，电极材料层11包括面积相同且由绝缘材料层4分离的多个电极材料块111、112、113、114、115和116，前述第一电极层1中与各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的位置对应的各个区块即相当于电极材料块111、112、113、114、115和116。绝缘材料层4覆盖部分第一电极层1而外露第一电极层1的多个具不同面积的表面以供有机材料层3形成其上，使有机材料层3成为面积不同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31、32、33、34、35和36。藉由第一电极层1的面积不同的多个外露表面接触多个有机材料块31、32、33、34、35和36以形成面积不同的多个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6。另于有机材料层3的涂布工艺中，通常会于绝缘材料层4和第一电极层1上涂布一层有机材料层3，故有机材料层3可形成于绝缘材料层4与第二电极层2之间以及第一电极层1与第二电极层2之间。

参阅图8，第一电极层1中与各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的位置对应的各个区块r1、r2、r3、r4、r5和r6的面积相同，且电极材料层11完全覆盖基板10。绝缘材料层4覆盖部分第一电极层1而外露第一电极层1的不同面积的多个表面以供有机材料层3形成其上，使有机材料层3成为面积不同且由绝缘材料层4分离的多个有机材料块31、32、33、34、35和36。藉由第一电极层1的面积不同的多个外露表面接触多个有机材料块31、32、33、34、35和36以形成面积不同的多个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6。另于有机材料层3的涂布工艺中，通常会于绝缘材料层4和第一电极层1上涂布一层有机材料层3，故有机材料层3可形成于绝缘材料层4与第二电极层2之间以及第一电极层1与第二电极层2之间。

参阅图9，与各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的位置对应的各个有机材料块31、32、33、34、35和36的面积相同，且电极材料层11包括由绝缘材料层4分离的多个电极材料块111、112、113、114、115和116。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3以外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，藉由有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2以成为面积不同的多个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6。

参阅图10，与各个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6的位置对应的各个有机材料块31、32、33、34、35和36的面积相同，且电极材料层11完全覆盖基板10。绝缘材料层4覆盖部分有机材料层3以外露有机材料层3的不同面积的多个表面以供第二电极层2形成其上，藉由有机材料层3的面积不同的多个外露表面接触第二电极层2以成为面积不同的多个发光区域a1、a2、a3、a4、a5和a6。

于上述图7至图10的实施例中，提供跨于与发光区域a1的位置对应的第一电极层和第二电极层的电压为相同于跨于与发光区域a2的位置对应的第一电极层和第二电极层的电压，亦相同于提供予发光区域a3、a4、a5和a6的电压。换言之，本案的发光装置无须藉由薄膜晶体管或其他类似者来控制提供予各个发光区域的电压，本案提供予各个发光区域的电压为相同。

此外，各个像素p1和p2中的多个有机材料块31、32、33、34、35和36包括不同的有机材料。例如，有机材料层3的有机材料块31和34可使用红色发光材料，其中发光区域a1相较于发光区域a4具有较大面积，故可发出较亮的红色；有机材料块32和35可使用绿色发光材料，其中发光区域a2相较于发光区域a5具有较小面积，故可发出较暗的绿色；有机材料块33和36可使用蓝色发光材料，其中发光区域a3相较于发光区域a6具有较大面积，故可发出较亮的蓝色。因此，本案的发光装置可显示出彩色图像。

另外，各个发光区域的面积关联一最大面积，且该最大面积关联于对应于各个发光区域的有机材料块的发光强度和发光效率。详言之，首先决定所需白平衡的色度(chromaticitycoordinates)座标值，例如cie(x0,y0)，以及在该决定的白平衡的条件下计算出红、绿和蓝三原色在色度座标上的座标值，则发光区域的最大面积便正比于所决定的红、绿和蓝的色度座标值，且反比于红、绿和蓝的材料发光效率。因此，本案的单色的发光区域的面积可以下列式子示意表示：

area＝(scale/256)×amax……(1)

其中，scale/256为所需的色阶，256是指在8位元色彩深度(8-bitcolor)下有256种颜色，可视所需而有更多位元的色彩深度而有更多种颜色。因此，本案的发光装置的各个发光区域的面积关联于一单色的所需色阶以及该单色的有机材料的发光强度和发光效率。

参阅图11和图12，其为本案的发光装置的平面示意图，发光装置包括多个像素，各个像素包括面积不同的多个发光区域，各个发光区域可发出红色(r)、绿色(g)或蓝色(b)的光线，且如图7和图8所示，第一电极层中与各个发光区域的位置对应的各个电极材料块(或第一电极层中对应至各个发光区域的区块)的面积相同，或如图9和图10所示，有机材料层中与各个发光区域的位置对应的各个有机材料块的面积相同。

于图11中，像素p包括一组具有r、g、b的发光区域，可利用上述式子(1)计算出发光区域r、g或b各者的面积。于图12中，像素p’包括四组具有r、g、b的发光区域，这四组的发光区域r的总面积可利用上述式子(1)计算出，同样地，这四组的发光区域g的总面积可利用上述式子(1)计算出，这四组的发光区域b的总面积可利用上述式子(1)计算出。

综上所述，本案的发光装置为利用绝缘材料层覆盖部分第一电极层或覆盖部分有机材料层，以外露面积不同的多个发光区域，且对应于各发光区域的第一电极层的区块面积为相同或对应于各发光区域的有机材料层的区块面积为相同，藉此在各个发光区域所接受的电压相同的情况下，得以控制发光区域所发出的光线的亮度，进而显示出灰阶或彩色图像。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。