发光元件的制作方法

本发明涉及一种电子元件，且特别涉及一种发光元件。

背景技术：

有机发光元件在显示面板、发光元件等领域的应用越来越普及。为了寻求较低成本的制造方法、生产设备及相关材料的开发，已导入喷墨印刷(inkjetprinting，ijp)技术来制作有机发光元件。喷墨印刷的技术所需制造成本较低，但通过喷墨印刷技术制作的发光结构可能有膜层厚度不均的问题，这将导致有机发光元件无法具备均匀的发光效果。

技术实现要素：

本发明提供一种发光元件，可以具有均匀的发光效果。

本发明提供一种发光元件，在材料的选择上较具弹性。

本发明的发光元件包括基底、第一电极、隔离结构层、发光结构层与第二电极。第一电极配置于基底上。隔离结构层配置于基底上，且隔离结构层围绕第一电极的周边。隔离结构层包括第一隔离层、第二隔离层与第三隔离层。第一隔离层配置于基底上且接触第一电极。第二隔离层堆叠于第一隔离层上方。第三隔离层堆叠于第二隔离层上方。第一隔离层与第三隔离层的材质包括介电材料。第二隔离层的材质为金属材料。第三隔离层与第二隔离层之间的交界至第一电极相隔垂直距离。发光结构层配置于第一电极上，且由隔离结构层包围。发光结构层的厚度不大于垂直距离。第二电极配置于基底上，且发光结构层夹于第一电极与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的发光结构层的厚度包括位于发光结构层中央区域的第一厚度以及位于发光结构层边缘的第二厚度，且第一厚度小于第二厚度。

在本发明的一实施例中，上述的第一厚度由至

在本发明的一实施例中，上述的第二厚度由至

在本发明的一实施例中，上述的第三隔离层的材质包括含氟光阻材料。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层的材质包括有机介电材料或无机介电材料。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层的水接触角小于第三隔离层的水接触角。

在本发明的一实施例中，上述的第三隔离层具有接触孔，且第二电极通过接触孔电接触第二隔离层。

在本发明的一实施例中，上述的第二隔离层包括内隔离图案与外隔离图案。内隔离图案与外隔离图案相隔一间隙。内隔离图案位于发光结构层与外隔离图案之间，且第一隔离层具有接触孔，而外隔离图案通过接触孔电接触第一电极。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层具有围绕出第一底开口的第一底边缘。第二隔离层具有围绕出第二底开口的第二底边缘。第三隔离层具有围绕出第三底开口的第三底边缘。第二底开口大于第一底开口且第三底开口大于第二底开口。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层具有第一顶边缘，且第一顶边缘与第二底边缘相隔一横向距离。

在本发明的一实施例中，上述的第二隔离层具有第二顶边缘，且第二顶边缘与第三底边缘相隔一横向距离。

在本发明的一实施例中，上述的第二隔离层的侧壁相对于第三隔离层的侧壁内缩，而在第二隔离层的侧壁与第三隔离层的侧壁之间形成底切结构。

在本发明的发光元件包括基底、第一电极、隔离结构层、发光结构层与第二电极。第一电极配置于基底上。隔离结构层配置于基底上，且隔离结构层围绕第一电极的周边。隔离结构层包括第一隔离层、第二隔离层与第三隔离层。第一隔离层配置于基底上且接触第一电极。第二隔离层堆叠于第一隔离层上方。第三隔离层堆叠于第二隔离层上方。第一隔离层具有围绕出第一底开口的第一底边缘。第二隔离层具有围绕出第二底开口的第二底边缘。第三隔离层具有围绕出第三底开口的第三底边缘。第二底开口大于第一底开口且第三底开口大于第二底开口。第三隔离层与第二隔离层之间的交界至该第一电极相隔垂直距离。发光结构层配置于第一电极上，且由隔离结构层包围。发光结构层的厚度不大于垂直距离。第二电极配置于基底上，且发光结构层夹于第一电极与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层的材质为无机介电材料或有机介电材料。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层的材质为氧化硅而第二隔离层的材质为氮化硅。

在本发明的一实施例中，上述的第二隔离层的材质为无机介电材料或金属。

在本发明的一实施例中，上述的第一隔离层的水接触角小于第三隔离层的水接触角。

基于上述，本发明实施例的发光元件采用多层结构的隔离结构层，其中夹于中间的隔离层为金属材质或是介电材质。如此一来，使用本发明实施例所述的隔离结构层制作的发光结构层具有理想的厚度，且隔离结构层中的金属材质或介电材质的中间隔离层也有助于阻挡其他有机层的脱逸气体入侵发光结构层而有助于确保发光元件的品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的发光元件的局部俯视示意图。

图2为图1的发光元件沿剖线i-i的剖面示意图。

图3为本发明另一实施例的发光元件的局部剖面示意图。

图4为本发明又一实施例的发光元件的局部剖面示意图。

图5为本发明又另一实施例的发光元件的局部剖面示意图。

图6为本发明再一实施例的发光元件的局部俯视示意图。

图7为图6的发光元件沿剖线ii-ii的剖面示意图。

附图标记说明：

100、200、300、400、500：发光元件

110：基底

120：第一电极

130、230、330、430、530：隔离结构层

132、232、332、432、532：第一隔离层

134、234、334、434、534：第二隔离层

136、236、336、436、536：第三隔离层

140：发光结构层

150：第二电极

436a、532a：接触孔

534a：内隔离图案

534b：外隔离图案

534g：间隙

534r：轮廓

d1、d2：横向距离

e1：第一底边缘

e1t、e1t’：第一顶边缘

e2、e2’：第二底边缘

e2t、e2t’：第二顶边缘

e3、e3’：第三底边缘

h1：垂直距离

i-i、ii-ii：剖线

o1：第一底开口

o2：第二底开口

o3：第三底开口

s334、s334、s534：侧壁

tc：第一厚度

te：第二厚度

t132、t134、t136、t140：厚度

u：底切结构

具体实施方式

图1为本发明一实施例的发光元件的局部俯视示意图，而图2为图1的发光元件沿剖线i-i的剖面示意图。请参照图1与图2，发光元件100包括基底110、第一电极120、隔离结构层130、发光结构层140以及第二电极150。第一电极120与隔离结构层130都配置于基底110上。另外，发光结构层140配置于第一电极120上，且由隔离结构层130包围。第二电极150则配置于基底110上，使得发光结构层140夹于第一电极120与第二电极150之间。

在本实施例中，基底110可以是主动元件阵列基板，也可以是不具有主动元件阵列的线路基板。以主动元件阵列基板而言，基底110可包括有基板及配置于基板上的主动元件结构。举例而言，主动元件结构可以包括薄膜电晶体、电容等构件，还可包括信号线。以线路基板而言，基底110可包括有基板及配置于基板上的信号线。无论是主动元件阵列基板或是线路基板，基底100都可以提供信号传递路径以将需要的信号传递给第一电极120与第二电极150，使得夹于第一电极120与第二电极150之间的发光结构层140在电信号的驱动之下发出光线。

由图1可知，第一电极120是经过图案化的电极层，且隔离结构层130围绕第一电极120的周边。在一些实施例中，整个发光元件100可包括有多个第一电极120且第一电极120排列成阵列。同时，隔离结构层130可以在整个发光元件100上沿着相邻第一电极120之间的间隔区域分布而定义出网格状的图案。此外，隔离结构层130所定义的网格的开口中可分别形成有发光结构层140。图1表示出其中一个第一电极120与对应的其中一个网格开口以作为说明，但整个发光元件100可以理解为由图1所呈现的结构阵列排列而成。第一电极120可以是由单层导电材料或是多层导电材料制作而成，其中导电材料可包括导电氧化物、有机导电材料、金属等。在一些实施例中，第一电极120可包括铟锡氧化物层-银层-铟锡氧化物层的堆叠，但不以此为限。

由图1与图2可知，隔离结构层130在本实施例中是由多个膜层堆叠而成的结构，具体而言，隔离结构层130可包括第一隔离层132、第二隔离层134与第三隔离层136。第一隔离层132配置于基底110上且接触第一电极120，第二隔离层134堆叠于第一隔离层132上方，而第三隔离层136堆叠于第二隔离层134上方。

在本实施例中，第一隔离层132具有围绕出第一底开口o1的第一底边缘e1，第二隔离层134具有围绕出第二底开口o2的第二底边缘e2而第三隔离层136具有围绕出第三底开口o3的第三底边缘e3。第二底开口o2大于第一底开口o1且第三底开口o3大于第二底开口o2。此外，由图2可知，第一隔离层132、第二隔离层134与第三隔离层136例如都具有倾斜的侧壁，因此隔离结构层130可定义出一个底部面积小顶部面积大的凹槽结构。

在部分实施例中，第一隔离层132的第一顶边缘e1t可选择性地与第二隔离层134的第二底边缘e2切齐，而第二隔离层134的第二顶边缘e2t可选择性地与第三隔离层136的第三底边缘e3切齐，因此第一隔离层132、第二隔离层134与第三隔离层136的侧壁可以连接成连续无转折或是平滑的斜面，但不以此为限。在部分的实施例中，第一隔离层132的第一顶边缘e1t可选择性地与第二隔离层134的第二底边缘e2间隔一横向距离，及/或第二隔离层134的第二顶边缘e2t可选择性地与第三隔离层136的第三底边缘e3间隔一横向距离。在此，所谓的顶边缘与底边缘分别意指为单一膜层中远离基底110的顶面的轮廓线以及接近基底110的底面的轮廓线。

在一些实施例中，第一隔离层132的材质可以为有机介电材料，第二隔离层132的材质为金属材料，而第三隔离层136的材质也可以为有机介电材料。同时，第一隔离层132与第三隔离层136虽然都是有机介电材料，但第三隔离层136可相较于第一隔离层132更为疏水。举例来说，第三隔离层136的材质可包括含氟的光阻材料，而第一隔离层132的材质可以是不含氟的光阻材料。第一隔离层132的水接触角可以小于第三隔离层136的水接触角，举例来说，第一隔离层132的水接触角可以小于40度，而第三隔离层136的水接触角可大70度，但不以此为限。

在另外一些实施例中，第一隔离层132的材质可以为无机介电材料，第二隔离层132的材质也可以为无机介电材料，而第三隔离层136的材质可以为有机介电材料。此时，第三隔离层136的材质可包括含氟光阻材料，而第一隔离层132与第二隔离层134则采用不同的无机介电材料制作。例如，第一隔离层132的材质为氧化硅而第二隔离层134的材质为氮化硅。在制作隔离结构层130时，第二隔离层134可以先采用干式蚀刻的方式图案化，之后再以湿式蚀刻方式图案化第一隔离层132，借此可减轻第一电极120在第一隔离层132与第二隔离层134的图案化过程中被损坏的情形。

整体来说，第一隔离层132可以是有机介电材料或无机介电材料，第二隔离层134可以是金属材料或无机介电材料，而第三隔离层136可以是有机介电材料。同时，第一隔离层132、第二隔离层134与第三隔离层136可采用三种不同的材质制作。举例而言，第一隔离层132、第二隔离层134与第三隔离层136的材质可由以下组合来选择：无氟光阻材料-金属-含氟光阻材料、无氟光阻材料-无机介电材料-含氟光阻材料、无机介电材料-金属-含氟光阻材料或无机介电材料-无机介电材料-含氟光阻材料，但不以此为限。

发光结构层140配置于隔离结构层130所构成的凹槽内，且接触第一电极120。在本实施例中，发光结构层140的厚度t140不大于第一隔离层132与第二隔离层134的厚度总和。换言之，第三隔离层136与第二隔离层134之间的交界至第一电极120相隔垂直距离h1时，发光结构层140的厚度t140不大于垂直距离h1。

在图2中，发光结构层140虽绘制为单层，但不以此为限。举例而言，发光结构层140可包括空穴注入层、空穴传输层与发光层。在发光元件100的制作过程中，于基底110上制作完隔离结构层130之后可采用喷墨印刷工艺于隔离结构层130所定义的凹槽内滴注需要的材料液滴以制作空穴注入层、空穴传输层与发光层的至少一层。在此，形成空穴注入层、空穴传输层与发光层的材料液滴可以是有机材料的溶液。也就是说，发光结构层140是有机材质的发光结构层。

隔离结构层130中的第三隔离层136相较于第一隔离层132与第二隔离层134具有疏水性。因此，材料液滴可以被局限在隔离结构层130所定义的凹槽内而不向外溢出。甚至，材料液滴可以几乎不附着也不接触于第三隔离层136。另外，第一隔离层132可以相较第二隔离层134更具亲水性，这使得材料液滴可连续地附着且接触第一电极120的表面与第一隔离层132的侧壁。后续，可进行干燥步骤，将材料液滴干固而形成发光结构层140的至少一部分。

经由上述步骤所得的发光结构层140具有中央薄、边缘厚的厚度t140，也就是说，发光结构层140的厚度t140包括位于发光结构层140中央区域的第一厚度tc以及位于发光结构层140边缘的第二厚度te，且第一厚度tc小于第二厚度te。在一些实施例中，第一厚度tc例如由至而第二厚度例如由至

由于第一隔离层132具有相对好的亲水性，材料液滴与第一隔离层132的亲和力可能优于材料液滴与第二隔离层134的亲和力。如此一来，第一隔离层132的厚度t132可能局限材料液滴的分布而影响发光结构层140的厚度t140。举例而言，第一隔离层132的厚度t132越大，材料液滴附着于第一隔离层132的部分可能延伸到较高(距离基底110较远)处，这可能导致材料液滴干固后所得发光结构层140的第二厚度te明显增大，造成发光结构层140的膜厚明显不均匀。因此，第一隔离层132的厚度t132可选择地设置为由至1μm的范围中，也可以设置为由至的范围中或是至1μm的范围中。

另外，第二隔离层134夹于疏水性差异较大的第一隔离层132与第三隔离层136之间。第二隔离层134的厚度t134如果太厚，则第三隔离层136虽具有疏水性质仍可能无法有效限制材料液滴的分布。因此，第二隔离层134的厚度t134可选择地由至或是选择地由至第三隔离层136的厚度t136则可以由1.5μm至2μm。如此一来，隔离结构层130可具有足够的厚度以避免发光材料液滴在制作过程中混染或溢流到其他区域。

第二电极150在发光元件100中可以覆盖基底110的大部分面积，因此图1中基底110与第二电极150都标示于整体元件的边缘。具体而言，第二电极150连续地由隔离结构层130的顶面延伸到隔离结构层130的侧壁且覆盖住发光结构层140的顶面。在发光元件100中，第二电极150可以作为阴极，而第一电极120作为阳极，且发光结构层140夹于阴极与阳极之间以构成有机发光二极管结构。另外，第二电极150与发光结构层140之间可进一步设置有电子传输层、电子注入层等其他膜层，以使有机发光二极管结构具备理想的发光效率。在部分的实施例中，电子传输层、电子注入层与第二电极150可以采用沉积成膜，例如蒸镀、溅镀等的方式制作。不过，在另一部分实施例中，第二电极150可以采用沉积成膜的方式制作，而电子传输层与电子注入层可选择性采用喷墨印刷的方式制作。

在本实施例中，发光元件100具有多层结构的隔离结构层130。在部分实施例中，第三隔离层136采用有机介电材料，例如光阻材料，来制作，这样的材料可能产生脱逸气体。不过，隔离结构层130中的第二隔离层134是采用金属材料或是无机介电材料制作。因此，第二隔离层134可用以阻挡来自第三隔离层136的脱逸气体，避免发光结构层140受到第三隔离层136的脱逸气体的作用而变质。在第一隔离层132是无机介电材料时，也有助于隔绝第三隔离层136的脱逸气体入侵发光结构层140。另外，第二隔离层134为金属材质时，第二电极150接触于第二隔离层134的侧壁，可有助于提升第二电极150的导电性质。换言之，第二隔离层134的设置有助于提升发光元件100的品质。

图3为本发明另一实施例的发光元件的局部剖面示意图。在图3中，发光元件200包括基底110、第一电极120、隔离结构层230、发光结构层140以及第二电极150，其中基底110、第一电极120、发光结构层140以及第二电极150大致与图2的实施例相似，在此不再详述。本实施例不同于图2的实施例之处在于，隔离结构层230的设计。具体而言，隔离结构层230类似于前述的隔离结构层130，具有三层结构，包括第一隔离层232、第二隔离层234与第三隔离层236。不过，第一隔离层232、第二隔离层234与第三隔离层236的侧壁并未连接成连续无转折或是平滑的斜面。

在本实施例中，第一隔离层232的第一顶边缘e1t’可选择性地与第二隔离层234的第二底边缘e2’间隔一横向距离d1，其中横向距离d1可由0.1μm至0.25μm。另外，第二隔离层234的第二顶边缘e2t’可选择性地与第三隔离层236的第三底边缘e3’间隔一横向距离d2，其中横向距离d2可由0.1μm至0.25μm。也就是说，第一隔离层232、第二隔离层234与第三隔离层236构成阶梯状的侧壁结构，且第一隔离层232、第二隔离层234与第三隔离层236的宽度越远离基底110越小。

图4为本发明又一实施例的发光元件的局部剖面示意图。在图4中，发光元件300包括基底110、第一电极120、隔离结构层330、发光结构层140以及第二电极150，其中基底110、第一电极120、发光结构层140以及第二电极150大致与图2的实施例相似，在此不再详述。本实施例不同于图2的实施例之处在于，隔离结构层330的设计。具体而言，隔离结构层330类似于前述的隔离结构层130，具有三层结构，包括第一隔离层332、第二隔离层334与第三隔离层336。不过，第一隔离层332、第二隔离层334与第三隔离层336的侧壁并未连接成连续无转折或是平滑的斜面。

在本实施例中，第二隔离层334的侧壁s334相对于第三隔离层336的侧壁s336内缩，而在第二隔离层334的侧壁s334与第三隔离层336的侧壁s336之间形成底切结构u。也就是说，在部分的实施例中，第三隔离层336可由光阻材料制作。同时，隔离结构层330时，可利用已通过黄光工艺而图案化的第三隔离层336作为掩膜来图案化第二隔离层334与其下方的第一隔离层332。具体而言，可以先利用第三隔离层336作为掩膜以干蚀刻方式图案化第二隔离层334，后续再继续利用第三隔离层336作为掩膜以湿蚀刻方式图案化第一隔离层332。因此第二隔离层334可能基于湿蚀刻导致的侧向蚀刻现象而相对于第三隔离层336内缩。不过，在其他的实施例中，第二隔离层334的内缩结构可不限定由式上述制作方时实现。

图5为本发明又另一实施例的发光元件的局部剖面示意图。在图5中，发光元件400包括基底110、第一电极120、隔离结构层430、发光结构层140以及第二电极150，其中基底110、第一电极120、发光结构层140以及第二电极150大致与图2的实施例相似，在此不再详述。本实施例不同于图2的实施例之处在于，隔离结构层430的设计。具体而言，隔离结构层430类似于前述的隔离结构层130，具有三层结构，包括第一隔离层432、第二隔离层434与第三隔离层436，其中第一隔离层432的材质、结构与配置都与图2的第一隔离层132相同，而第二隔离层434在本实施例为金属材质，且第三隔离层436具有接触孔436a。在本实施例中，第二电极150可以填入接触孔436a而通过接触孔436a与金属材质的第二隔离层434电接触。如此，有助于提升第二电极150的导电性。

图6为本发明再一实施例的发光元件的局部上视示意图，而图7为图6的发光元件沿剖线ii-ii的剖面示意图。在图6与图7中，发光元件500包括基底110、第一电极120、隔离结构层530、发光结构层140以及第二电极150，其中基底110、第一电极120、发光结构层140以及第二电极150大致与图2的实施例相似，在此不再详述。本实施例不同于图2的实施例之处在于，隔离结构层530的设计。在本实施例中，隔离结构层530具有三层结构，且包括第一隔离层532、第二隔离层534与第三隔离层536。第一隔离层532配置于基底110上且接触第一电极120，第二隔离层534堆叠于第一隔离层532上方，而第三隔离层536堆叠于第二隔离层534上方。

具体而言，第二隔离层534例如为金属材质，且包括内隔离图案534a与外隔离图案534b，其中内隔离图案534a与外隔离图案534b相隔一间隙534g，且内隔离图案534a位于发光结构层140与外隔离图案534b之间。由图6可知，内隔离图案534a围绕发光结构层140，间隙534g围绕内隔离图案534a，而外隔离图案534b围绕间隙534g。另外，在部分实施例中，外隔离图案534b远离于发光结构层140的轮廓534r可以大致对应于第一电极120的轮廓。因此，隔离结构层530虽可定义出多个网格，但第二隔离层534经图案化成多个独立的框形图案而非连续延伸于不同第一电极120之间。第三隔离层536则填充于间隙534g以及相邻的外隔离图案534b之间。

在本实施例中，第二隔离层534的内隔离图案534a与外隔离图案534b彼此独立而无连接。内隔离图案534a的围绕发光结构层140的侧壁s534被第二电极150覆盖而电接触第二电极150。另外，第一隔离层532可具有接触孔532a，使得外隔离图案534b通过接触孔532a电接触第一电极120。因此，内隔离图案534a与外隔离图案534b可个别电接触第二电极150与第一电极120。如此一来，第二隔离层534除了有助于降低第二电极150的阻抗外，也有助于降低第一电极120的阻抗，而提升发光元件500的品质。

综上所述，本发明实施例的发光元件采用多层结构的隔离结构层，例如依序堆叠的第一隔离层、第二隔离层与第三隔离层。夹于中间的第二隔离层选用金属材料或是无机介电材料。第三隔离层相较于第一隔离层与第二隔离层更为疏水。如此一来，本发明实施例的隔离结构层可有效限制喷墨工艺中材料液滴的分布而制作出理想的发光结构层。此外，第一隔离层选用有机材料制作时，来自第一隔离层的脱逸气体可受第二隔离层阻隔而不入侵发光结构层。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。