专利名称：自动散热型有机电激发光元件及其制作方法
技术领域：
本发明有关一种有机电激发光元件，尤指一种可增加散热管道以延长元件使用寿命的有机电激发光元件及其制作方法。
科技昌明的时代里，显示面板的作用广泛，举凡电视机、电脑周边设备、广告看板、影像电话、手机面板或全球卫星定位系统装置中皆需应用到显示面板，在众多显示面板的使用材料或显示方法中，有机电激发光元件(organicelectroluminescent device)由于具有视野角度较大、显示品质较佳、显示器厚度较薄、使用消耗电力较小、容易制造及发射出全彩光源的优点，因此在新一代显示面板中受到各方的瞩目。
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图1，为常用有机电激发光元件的构造截面图，其主要是在一基板11上形成一第一电极12，且在第一电极11的适当位置依序蒸镀形成有一至少包括有一有机发射层(organic emitting layer)的有机层13和第二电极14。由于有机层13容易受到空气中湿气及氧气的作用影响而遭受损坏，致使其发光显像区域缩小，因此在常用电激发光元件上会再利用一如树脂的绝缘密封层15以覆盖上述元件。但由于树脂无法长期粘附于有机电激发光元件整个表面，且在形成绝缘密封层15时无法确保为真空环境下进行，因此湿气及氧气的伤害还是难以全面排除。
针对上述的缺点，于是有第二种常用电激发光元件的改良制作技术，如美国专利第5,701,055号「organic electroluminescent display panel andmethod for manufacturing the same」所揭露的，其构造如图2所示，其主要是在一基板21上依序分别形成一第一电极22，一第一绝缘物质层28，如非感光性聚醯亚胺(non-photosensitive polyimide)，及第二绝缘物质层25，如二氧化矽；再利用掩罩(mask)微影及蚀刻技术蚀刻第二绝缘物质层25及第一绝缘物质层28，以形成复数个顶侧具有横向突出的绝缘凸缘25的绝缘凸肋28，而绝缘凸缘28的纵向底端可形成一层间不发光区237，而两层间不发光区237之间自然形成一预计发光区235。接着，利用阴影罩板及斜向蒸镀方式在两绝缘凸肋28间的预计发光区235上依序形成可单独发出红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)的有机层23，之后，再形成第二电极24于有机层23表面，如此当电源通过有机层23时将可发出RGB的全彩显示光，最后，形成一绝缘密封层26以覆盖所有有机电激发光元件的所有元件。
虽然，第二种常用有机电激发光元件技术可解决图形更精细化问题及发出全彩色光的优点，但由于有机层23在工作发光时，将产生高热，而这些所产生的热量由于没有良好的疏通管道，对现今IC高性能化的驱势而言，相对将容易因为高热而导致损坏。因此业界有所谓的「10度法则」，即是若元件温度每增加10度，则IC使用寿命将会减半的现象，故可知工作温度的散热对元件的可靠性及使用寿命是何等重要，当然对上述常用有机电激发光元件构造而言，如何将作高热导出是一极大的挑战。
因此，如何针对上述各种常用电子发光元件存在的问题提出一种新颖的解决方法，可在现有制程中加上少许的变化而达到有机层良好传导散热的目的，以增加元件的使用寿命及可靠性。
本发明的主要目的，在于提供一种有机电激发光元件及其制作方法，将常用构造的绝缘凸肋材料用含有散热材质的散热凸柱所取代，如此即可将有机层工作时所产生的高热轻易传导散热出去，以延长发光元件的使用寿命。
本发明的次要目的，在于提供一种有机电激发光元件及其制作方法，由于可增加元件的散热管道，因此可解决元件因高热所产生的问题，故可有效提高元件的可靠性。
本发明的又一目的，在于提供一种有机电激发光元件及其制作方法，其有机层将可被包覆于第一电极、第二电极及绝缘底板之间受到完整的保护，故其绝缘密封层可改为一反射薄膜。
本发明的又一目的，在于提供一种有机电激发光元件及其制作方法，利用隔离层的适当布置以轻易完成图形精细化及全彩色光的功效。
为使贵审查委员对本发明的结构特征及所取得的功效有更进一步的了解与认识，以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后图1为常用有机电激发光元件的构造截面图；图2为另一种常用有机电激发光元件的构造截面图；图3至图10为本发明一较佳实施例在制作时的各步骤构造截面图；图11至图17为本发明另一实施例在制作时的各步骤构造截面图。
首先，请参阅图3至图10，为本发明一较佳实施例在制作时的各步骤构造截面图，本发明的主要步骤包括有步骤1，首先在一基板31上依序形成第一电极32及由绝缘物质所构成的第一隔离层41，其中该基板31可为一玻璃基板，第一电极32则为透明的材质制成，如IT0，第一隔离层41可为二氧化矽，如图3所示；步骤2，于第一隔离层41的表面形成一散热物质层38，该散热物质层38可选择具有传导热能功效的含金属材质所制成，例如可选择氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁或二硼化钛中的一材质或其组合式所制成，如图4所示；步骤3，利用掩盖37微影及蚀刻技术，均向垂直蚀刻非掩盖37底端的散热物质层38，致使其成为一立设于第一隔离层41表面的散热凸柱385；如图5所示；步骤4，蒸镀由绝缘物质构成的第二隔离层43于散热凸柱385及第一隔离层41表面，如图6所示步骤5，再度利用掩罩微影及蚀刻技术均向垂直蚀刻非散热凸柱385底端及周边的第二隔离层435及第一隔离层41，致使其成为一外围四周皆具有绝缘隔离层41、43的散热凸柱385，剩余第一隔离层41的底端设定为层间不发光区337，两层间不发光区337之间则自然形成一预计发光区335，如图7所示步骤6，利用阴影罩板39分别在相对应预计发光区335的第一电极32表面蒸镀一有机层33，该有机层可包括有机电洞传输层(organic holetransport layer)、有机发射层(organic emitting layer)或有机电子传输层(organic electron transport layer)的其中之一或其组合式，而有机层33则可选择可投射蓝光的有机层(B)、绿光的有机层(G)、红光的有机层(R)的其中之一或其组合式，而此较佳实施例中则是三色光为代表，如图8所示步骤7，再垂直蒸镀第二电极34于有机层33的表面，由于第一电极32及散热凸柱385的上表面及周边皆被有机层33、第一隔离层41及第二隔离层43所覆盖，所以其第二电极34并不会触接于散热凸柱385及第一电极32，因此不会有短路的现象发生，如图9所示；及步骤8，最后于第二电极34、第二隔离层43的周边形成一绝缘密封层36，以保护有机层33及所有构件，如图10所示。
在此较佳实施例中，由于其有机层33被第一电极32、第一隔离层41、第二隔离层43及第二电极34所包围，故可确实完成有机层33的保护动作，而不受到大气中的氧气或湿气所损害，因此其步骤8的绝缘密封层36亦非绝对的必要，因此绝缘密封层36亦可设计为一可反射光线的反射薄膜所制成。
另外，由于本发明的散热凸柱385具有含金属材质或散热功效的非金属材质制成，所以其导热及散热性相对于常用的绝缘物质(绝缘凸肋)高出许多，即使有第一隔离层41的部分阻隔，但亦有效提高有机层33在工作时所产生的高热传递出去，因此不仅可降低因高温所引起的元件可靠性问题，亦可有效解决所谓的「10度法则」及延长元件的使用寿命。
最后，请参阅图11至图17，为本发明另一实施例的各步骤构造截面图；如图所示，在此实施例中尤其适用一些具有散热特性的非金属散热凸柱，其主要步骤包括有步骤1，首先在—基板31上依序形成第一电极32及由绝缘物质所构成的第一隔离层41，其中该基板31可为一玻璃基板，第一电极32则为透明的材质制成，如IT0，而第一隔离层41可采用二氧化矽，如图11所示；步骤2，于第一隔离层41的表面形成一散热物质层38，该散热物质层38可选择具有传导热能功效的材质所制成，例如一些具良好散热功效的非金属材质，如图12所示；步骤3，利用掩罩(mask)37微影及蚀刻技术均向垂直蚀刻非掩罩37底端的散热物质层38及第一隔离物质层41，致使其成为一立设于第一电极32表面底端具有第一隔离层41的散热凸柱385，散热凸柱385纵向底端设定为层间不发光区337，而两层间不发光区337之间则为预计发光区335，如图13及图14所示；步骤4，将阴影罩板39置放于散热凸柱385的顶端，且凸出于其顶端的周缘，对相对应预计发光区335的第一电极32表面均向及斜向蒸镀一有机层33至触及第一隔离层41或散热凸柱385边缘，该有机层可包括有有机电洞传输层(organic hole transport layer)、有机发射层(organic emittinglayer)或有机电子传输层(organic electron transport layer)的其中之一或其组合式，而有机层33则可选择可投射蓝光的有机层(B)、绿光的有机层(G)、红光的有机层(R)的其中之一或其组合式，如图15所示；步骤5，不移开阴影罩板39的情况下，再度垂直蒸镀第二电极34于有机层33的表面，由于第一电极32的上表面已被有机层33及第一隔离层41所覆盖，所以其第二电极34并不会触接于散热凸柱385及第一电极32，因此不会有短路的现象发生，如图16所示；步骤6，最后，移开阴影罩板39，并于第二电极34及散热凸柱385周边形成一绝缘密封层36，以保护有机层33及所有构件，如图17所示。
又，由于本发明的有机层亦可向第二电极34方向发光，故在另一实施例中，其亦可在基板31的底端设有一可反射光线的反射薄膜47。
权利要求
1.一种自动散热型有机电激发光元件，其特征在于一基板；至少一形成于该基板上的第一电极；复数个第一隔离层，分设于该第一电极的表面，并与第一电极成交叉状态，而两绝缘板之间可自然形成一预计发光区；复数个具有散热功效的散热凸柱，固设于该第一隔离层的部分表面；至少一有机层，设于该预计发光区的第一电极表面；及至少一第二电极，设于该有机层的表面。
2.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该散热凸柱的周边设有一第二隔离层。
3.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该散热凸柱由含金属的材质制成。
4.如权利要求3所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该散热凸柱选择氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁及二硼化钛的其中之一含金属材质所制成。
5.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该第一隔离层由二氧化矽所制成。
6.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该散热凸柱由具有散热功效的非金属材质制成。
7.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于包括有一绝缘密封层设于该第二电极及散热凸柱的周边。
8.如权利要求1所述的自动散热型有机电激发光元件，其特征在于该基板的底侧设有一反射薄膜。
9.一种自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于a.在一基板上依序形成至少一第一电极及一第一隔离层；b.于第一隔离层的表面形成一具有散热功效的散热物质层；c.利用微影及蚀刻技术，均向蚀刻散热物质层的部分，致使其成为一立设于该第一隔离层表面的散热凸柱；d.再度利用微影及蚀刻技术，均向蚀刻非散热凸柱底端的部分第一隔离层，两剩余第一隔离层之间自然形成一预计发光区；e.利用阴影罩板分别在相对应预计发光区的第一电极表面蒸镀至少一有机层；及f.垂直蒸镀第二电极于该有机层的表面。
10.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于在步骤f之后包括有下列步骤于第二电极及散热凸柱的周边形成一绝缘密封层。
11.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于在步骤C之后包括有下列步骤d1.于该散热凸柱的周边及第一电极表面蒸镀形成一第二隔离层；d2.利用微影及蚀刻技术，均向蚀刻非散热凸柱周边的部分第一隔离层及第二隔离层，而两第二隔离层之间自然形成一预计发光区。
12.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于其中于步骤b.中所使用的散热物质层由一含金属的材质所制成。
13.如权利要求12所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于其中该散热物质层选择氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁及二硼化钛的其中之一含金属材质所制成。
14.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于其中该步骤a中所使用的第一隔离层由二氧化矽所制成。
15.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于其中于步骤b.中所使用的散热物质层由一具散热功效的非金属的材质所制成。
16.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于于步骤f之后包括下列步骤形成一反射薄膜于基板的底侧。
17.如权利要求9所述的自动散热型有机电激发光元件的制作方法，其特征在于在步骤d之后为下列步骤置放一阴影罩板于散热凸柱的顶端，且凸出于散热凸柱的边缘，而分别在相对应预计发光区的第一电极表面斜向蒸镀至少一有机层；垂直蒸镀第二电极于该有机层的表面；及于第二电极及散热凸柱的周边形成一绝缘密封层。
全文摘要
本发明公开了一种自动散热型有机电激发光元件及其制作方法,包括基板;至少一形成于基板上的第一电极;复数个第一隔离层,分设于第一电极的表面,并与第一电极成交叉状态,两绝缘板之间形成一预计发光区;复数个具有散热功效的散热凸柱,固设于第一隔离层的部分表面;至少一有机层,设于预计发光区的第一电极表面;至少一第二电极,设于有机层的表面。它可有效降低电极间的工作温度,延长元件的使用寿命。
文档编号H05B33/10GK1334693SQ0012102
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月13日 优先权日2000年7月13日
发明者庄丰如 申请人:光磊科技股份有限公司