有机元件的制作方法与流程

本发明涉及有机元件制作的技术领域，尤其涉及一种有机元件的制作方法。

背景技术：

有机电激发光显示器(organicelectro-luminescencedisplay,organiceldisplay)又称为有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)是在1987年由柯达(kodak)公司的c.w.tang与s.a.vanslyk等人，率先使用真空蒸镀方式制成，分别将空穴传输材料及电子传输材料，镀覆于透明的氧化铟锡(indiumtinoxide，简称ito)玻璃上，其后再蒸镀一金属电极形成具有自发光性的有机发光二极管装置，由于拥有高亮度、萤幕反应速度快、轻薄短小、全彩、无视角差、不需液晶显示器式背光板以节省灯源及耗电量，因而成为极具潜力的新一代显示器。

请参阅图1，系现有的有机发光二极管装置的剖面图；如图1所示，现有的有机发光二极管装置a的构造由下至上依序包含一基板a1、一阳极a2(indiumtinoxide,ito)、一空穴传输层a3(holetransportinglayer,htl)、一有机发光层a4(organicemittinglayer,eml)、一电子传输层a5(electrontransportinglayer,etl)、一电子注入层a6(electroninjectionlayer,eil)及一阴极a7。当施以一顺向偏压电压时，空穴由阳极a2注入，而电子由阴极a7注入，由于外加电场所造成的电位差，使电子及空穴在薄膜中移动，进而在有机发光层a4中产生覆合(recombination)。部分由电子空穴结合所释放的能量，将有机发光层a4的发光分子激发而成为激发态，当发光分子由激发态衰变至基态时，可将释放出来的能量以光子的形式放出，此发光过程称为有机电致发光。

请参阅图2，现有的有机发光二极管装置的蒸镀示意图，如图2所示，现有的有机发光二极管装置的蒸镀方式，首先依据各种材料的蒸镀比例而分别地将主体材料钢瓶c、发光材料钢瓶d以及共体材料钢瓶e进行加热，进而使得其钢瓶内部分别地产生特定压力；接着，再藉由同时地控制上述钢瓶的阀门喷嘴(c1、d1、e1)而使得该些钢瓶内部的主体材料、发光材料以及共体材料以所设定的蒸镀比例而蒸镀于一基板b上，并完成有机发光二极管装置的单层蒸镀流程。

此外，当上述的蒸镀流程应用于实际产品量产中时，藉由持续地加热钢瓶，并通过阀门喷嘴的控制而依次地蒸镀于不同基板上，直至钢瓶内部的材料用尽为止。然而，于上述方式之中，由于钢瓶内部的材料将不断地流失，因此，当其加热温度未随之进行调整时，其钢瓶内部的压力将无法维持于其特定压力，如此，将导致阀门喷嘴所喷出的材料蒸镀比例有所误差，进而降低有机发光二极管的生产良率。

呈上的叙述，藉由分别地加热多管钢瓶的方式更将导致加热成本的提高，且通常于有机发光二极管制作流程结束之后，其钢瓶内部仍然会残留有未完全使用的材料，然而，由于钢瓶内部的压缩比已经严重地失调的缘故，所以，于下一次有机发光二极管制作时，需要将钢瓶进行撤换的动作并维持特定的材料蒸镀比例；如此方式，不仅会造成材料资源的浪费，更将大幅地提高有机发光二极管的制作成本。

经由上述，可以得知现有的有机发光二极管装置的蒸镀方式仍具有缺点与不足；有鉴于此，本案的发明提供一种有机元件的制作方法。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于提供一种有机元件的制作方法，主要藉由预混有机材料的方式，而将多种有机材料与有机溶剂进行溶解与混合，并且，在完成真空干燥程序之后，通过蒸镀物质承载容器而一次性地将混合的有机材料蒸镀于基板之上，并将该蒸镀物质承载容器退出，以依序地重复操作上述流程，进而于基板上依序地形成多个特定的有机层；其中，藉由本发明可取代传统的有机发光二极管的制作方式，并达到避免资源浪费与降低制造成本的效果。

因此，为了达成本发明上述的目的，本发明提出一种有机元件的制作方法，包括下述步骤：

(1)将至少一有机材料分别秤量配置；

(2)使用至少一有机溶剂溶解该至少一有机材料，以形成至少一有机材料溶液；

(3)依据调配比例，均匀地混合该至少一有机材料溶液，以形成一混合溶液；

(4)将该混合溶液置入一第一蒸镀物质承载容器，进行真空干燥程序并产生一第一固态混合物质；

(5)将该第一固态混合物质，藉由气相沉积程序而制备出一第一特定有机层；以及

(6)结束该第一蒸镀物质承载容器与该第一固态混合物质的气相沉积程序。

此外，为了重复地制造出多层的结构，所以，本发明于完成步骤(6)之后更进一步地包括下述步骤：

(7)是否需要继续制作一第二特定有机层，若是，则执行步骤(8)；若否，则步骤结束；

(8)将所需的至少一有机材料分别秤量配置；

(9)使用至少一有机溶剂溶解该至少一有机材料，形成至少一有机材料溶液；

(10)依据调配比例，均匀混合该至少一有机材料溶液，形成一第二混合溶液；

(11)将该第二混合溶液置入一第二蒸镀物质承载容器，进行真空干燥程序，产生一第二固态混合物质；

(12)将前述的第二固态混合物质，藉由气相沉积程序制备出一第二特定有机层；

(13)结束该第二蒸镀物质承载容器与该第二固态混合物质的气相沉积程序；以及

(14)是否需要继续制作一第n特定有机层，若是，则重复执行步骤(8)～步骤(13)；若否，则步骤结束。

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现有的有机发光二极管装置的剖面图；

图2现有的有机发光二极管装置的蒸镀示意图；

图3本发明的一种有机元件的制作方法的第一流程图；

图4a至图4e有机元件的制作方法的第一流程示意图；

图5有机元件的制作方法的第二流程图；

图6a至图6c有机元件的制作方法的第二流程示意图；

图7a至图7b本发明的蒸镀机台作动示意图；以及

图8图7b的z区域放大图。

其中，附图标记a有机发光二极管装置

a1基板

a2阳极

a3空穴传输层

a4有机发光层

a5电子传输层

a6电子注入层

a7阴极

b基板

c钢瓶

c1阀门喷嘴

d钢瓶

d1阀门喷嘴

e钢瓶

e1阀门喷嘴

f蒸镀机台

f1机台主体

f11蒸镀空间

f2基板载具

f21基板容置口

f3膜厚感应器

f31支撑柱

f4控制挡板

f5真空模块

f51机械泵

f52扩散泵

f6加热蒸镀盘

f61挡板

f62容器固定件

f63第一电极连接件

f64第二电极连接件

z区域

11、11’有机材料

12、12’有机材料

13、13’有机材料

2电子秤

3有机溶剂

4第一蒸镀物质承载容器

4’第二蒸镀物质承载容器

5第一特定有机层

6混合溶液

6’第二混合溶液

7第一固态混合物质

7’第二固态混合物质

8第二特定有机层

s01～s14方法步骤

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种有机元件的制作方法，以下将配合附图介绍本发明应用于制造有机发光二极管的实施例，而详尽地说明本发明的有机元件的制作方法。

请参阅图3与图4a至图4e，本发明的一种有机元件的制作方法的第一流程图与第一流程示意图。如图所示，本发明的一种有机元件的制作方法主要包括下述步骤：

首先，执行步骤(s01)以将有机材料(11、12、13)分别地通过电子秤2而进行秤量配置；紧接着执行步骤(s02)与步骤(s03)，使用一有机溶剂3而溶解该些有机材料(11、12、13)，并分别地形成有机材料溶液，并且，再依据所需调配的比例而均匀地混合上述有机材料溶液，进而形成一混合溶液6。

完成上述步骤之后，接着执行步骤(s04)以将该混合溶液6置入一第一蒸镀物质承载容器4之中，并进行真空干燥程序进而产生一第一固态混合物质7；并且，执行步骤(s05)与步骤(s06)，将该第一固态混合物质7，藉由气相沉积程序而于基板b上制备出一第一特定有机层5，且结束该第一蒸镀物质承载容器4与该第一固态混合物质7的气相沉积程序。

必须特别说明的是，于本发明之中，该第一蒸镀物质承载容器4与气相沉积过程具有一次性的特性，即于单次气相沉积流程进行结束之后，该第一蒸镀物质承载容器4内的第一固态混合物质7亦几乎用尽，并于完成第一特定有机层5的制作流程后，接着进行如下所述的第二特定有基层的制作流程：

请参阅图5与图6a至图6c，有机元件的制作方法的第二流程图与第二流程示意图；如图所示，于完成步骤步骤(s06)之后，本发明紧接着执行步骤(s07)以判断是否需要继续制作一第二特定有机层8，若是，则执行步骤(s08)；若否，则结束整个制作流程。于步骤(s08)之中，将所需的多个有机材料(11’、12’、13’)分别地秤量配置，并执行步骤(s09)与步骤(s10)，使用一有机溶剂溶解于步骤(s08)所述的该些有机材料(11’、12’、13’)，并分别形成有机材料溶液，接着，再依据调配比例，均匀混合步骤(s09)的有机材料溶液，并形成一第二混合溶液6’。

完成上述步骤之后，接着执行步骤(s11)以将该第二混合溶液6’置入一第二蒸镀物质承载容器4’之中，并进行真空干燥程序进而产生一第二固态混合物质7’；并且，执行步骤(s12)与步骤(s13)，将该第二固态混合物质7’藉由气相沉积程序而于上述第一特定有基层5上制备出一第二特定有机层8，结束该第二蒸镀物质承载容器4’与该第二固态混合物质7’的气相沉积程序。

于本发明之中，于完成上述步骤(s13)之后接着执行步骤(s14)以判断是否需要继续制作一第n特定有机层，若是，则重复执行步骤(s08)～步骤(s13)；若否，则步骤结束。如此方式，通过本发明的制作流程可依序地完成有机发光二极管的多层结构，进而完成有机发光二极管的制作。

其中，值得进一步述明的是，于步骤(s05)之中进行一次性蒸镀，即第一蒸镀物质承载容器内的第一固态混合物质仅进行一次蒸镀之后即执行步骤(s06)；并且，步骤(s12)之中亦进行一次性蒸镀，即第二蒸镀物质承载容器内的第二固态混合物质仅进行一次蒸镀之后即执行步骤(s13)；此外，于步骤(s05)与步骤(s12)之中通过蒸镀法或真空溅镀法而完成气相沉积程序。

除此之外，于本实施例所述的有机溶剂可以为下列群组的任一者：甲苯(toluene)溶剂、丙酮(acetone)溶剂以及四氢呋喃(tetrahydrofuran,thf)溶剂。而有机材料可以为一荧光发光材料、一磷光发光材料或是上述两种发光材料的混合材料；进一步地，有机材料更可以为一主体材料，且该主体材料选自下列群组的任一者：alq3材料、dpvbi材料、bane材料、rubrene材料、cbp材料以及上述材料的混合材料；此外，有机材料更可以为下列群组的任一者：电子传输层材料、电子注入层材料、空穴传输层材料、空穴注入层材料、空穴阻挡层材料以及功能性辅助材料。

当中，本发明主要藉由可控制蒸镀顺序的一蒸镀机台f以执行所述的步骤(s04)至步骤(s06)以及步骤(s11)至步骤(s13)，其中，该第一蒸镀物质承载容器4与该第二蒸镀物质承载容器4’通过该蒸镀机台f而先后地进行蒸镀。此外，该基板b设置于该蒸镀机台f上，并藉由上述的方式而依序地将多个特定有机层依序地蒸镀于该基板b上，并且，该基板可由硬质材质或可挠性材质所构成。

更详细地，请参阅图7a至图7b，蒸镀机台作动示意图，如图所示，该蒸镀机台f主要包括有：一机台主体f1、一加热蒸镀盘f6、一真空模块f5以及一基板载具f2；其中，该机台主体f1具有一蒸镀空间f11，且该加热蒸镀盘f6，设置于该蒸镀空间f11底部并设置有多个加热电极，并且，该真空模块f5连接于该机台主体f1并用以使得该蒸镀空间f11呈现真空状态。

此外，该基板载具f2相对于该加热蒸镀盘f6而设置于该蒸镀空间f11顶部，且该基板b设置于该基板载具f2上并相对应于其中一加热电极，其中，于执行上述步骤(s05)时，该第一蒸镀物质承载容器4设置于所述其中一加热电极，进而通过导通加热电极的方式，可使得第一蒸镀物质承载容器4内的第一固态混合物质热蒸镀于基板载具f2的基板b上并形成该第一特定有机层。

承上述，当进行所述蒸镀过程时，该基板载具f2将同时进行转动而使得第一固态混合物质均匀地蒸镀于该基板b上。并且，步骤(s06)之中则是通过关闭该第一蒸镀物质承载容器4的加热电极，进而结束该第一固态混合物质的气相沉积程序。

另一方面，于执行步骤(s12)时，该第二蒸镀物质承载容器4’设置于另一加热电极，且藉由通过导通所述加热电极的方式，可使得第二蒸镀物质承载容器4’内的第二固态混合物质热蒸镀于基板载具f2的基板b上并同时转动该基板载具f2而使得第二特定有机层均匀地形成于基板b上。并且，于步骤(s13)之中通过关闭该第二蒸镀物质承载容器4’的加热电极，进而结束该第二固态混合物质的气相沉积程序。

如图7a与图7b所示，该真空模块f5由一机械泵f51与一扩散泵f52所构成，且该基板载具f2为一转盘元件并形成有多个基板容置口f21以容置基板b，并且，每一个基板容置口f21的底部设置有一阻隔版(未图示)，且该阻隔版可阻隔于该基板b与该加热蒸镀盘f6之间。其中，藉由该机械泵f51与该扩散泵f52可使得该蒸镀空间f11呈现真空状态，此外，通过该些基板容置口f21的设置使得基板载具f2得以同时乘载多个基板b以轮流进行蒸镀作业，并且，通过阻隔版的设置，使用者可指定任一基板b进行或不进行蒸镀流程。

另一方面，该蒸镀机台f更包括有一控制挡板f4，且该控制挡板f4设置于该蒸镀空间f11内，其中，该控制挡板f4可阻挡于该加热蒸镀盘f6与该基板载具f2之间；并且，该蒸镀机台f更包括有至少一膜厚感应器f3，且该膜厚感应器f3设置于该蒸镀空间f11内并藉由一支撑柱f31而设置于一特定高度。

如此设计，使用者可通过膜厚感应器f3而即时地掌握形成于基板b上的特定有机层厚度，进而藉由控制挡板f4使其阻挡于加热蒸镀盘f6与该基板载具f2之间以控制特定有机层厚度。

请继续参阅图7a与图7b，并请同时参阅图8，图7b的z区域放大图，如图8所示，每一个加热电极包括有：一第一电极连接件f63、一第二电极连接件f64以及一容器固定件f62，并且，蒸镀物质承载容器设置于该容器固定件f62上，且该容器固定件f62的两端分别连接于该第一电极连接件f63与该第二电极连接件f64；此外，该些加热电极环设于该加热蒸镀盘f6上，且相邻加热电极之间设置有一挡板f61，其中，通过挡板f61的设计可避免不同承载容器的固态混合物质于高温蒸镀过程中互相影响的状况。

如此，上述已完整且清楚地说明本发明的一种有机元件的制作方法；并且，本发明具有下述优点：

1.藉由本发明的方式可以取代现有的有机发光二极管制作方式，进而避免需要藉由分别加热多管钢瓶的方式而同时地将不同材料蒸镀于同一基板上，以形成有机发光二极管的单层结构所产生的资源浪费等缺点。

2.藉由蒸镀机台与一次性蒸镀的特性，使得本发明得以取代现有的技术，进一步地避免由于多次蒸镀，而使得加热的钢瓶内部压力难以维持于一特定压力的缺点，进而提高有机发光二极管的生产良率。

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。