專利名稱：具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種有機(jī)電激發(fā)光元件，尤指一種可增加散熱管道以延長(zhǎng)元件使用壽命的有機(jī)電激發(fā)光元件及其制作方法。
科技昌明的時(shí)代里，顯示面板的作用廣泛，舉凡電視機(jī)、電腦周邊設(shè)備、廣告看板、影像電話、手機(jī)面板或全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)裝置中皆需應(yīng)用到顯示面板，在眾多顯示面板的使用材料或顯示方法中，有機(jī)電激發(fā)光元件(organicelectroluminescent device)由于具有視野角度較大、顯示品質(zhì)較佳、顯示器厚度較薄、使用消耗電力較小、容易制造及發(fā)射出全彩光源的優(yōu)點(diǎn)，因此在新一代顯示面板中受到各方的矚目。
請(qǐng)參閱

圖1，為常用有機(jī)電激發(fā)光元件的構(gòu)造截面圖，其主要是在一基板11上形成一第一電極12，且在第一電極11的適當(dāng)位置依序蒸鍍形成有一至少包括有一有機(jī)發(fā)射層(organic emitting layer；未顯示)的有機(jī)層13和第二電極14。由于有機(jī)層13容易受到空氣中濕氣及氧氣的作用影響而遭受損壞，致使其發(fā)光顯像區(qū)域縮小，因此在常用電子發(fā)光元件上會(huì)再利用一如樹脂的絕緣密封層15以覆蓋上述元件。但由于樹脂無(wú)法長(zhǎng)期粘附于有機(jī)電激發(fā)光元件整個(gè)表面，且在形成絕緣密封層15時(shí)無(wú)法確保為真空環(huán)境下進(jìn)行，因此濕氣及氧氣的傷害還是難以全面排除。
針對(duì)上述的缺點(diǎn)，于是有第二種常用電子發(fā)光元件的改良制作技術(shù)，如美國(guó)專利第5,457,357號(hào)「organic electroluminescent device havingimproved durability and producing method thereof」所揭露的，如圖2所示，其主要是在真空環(huán)境下，利用一金屬膜17斜向蒸鍍于有機(jī)層13及第二電極14的表面以形成一密封層，運(yùn)用金屬膜17良好的吸附性在有機(jī)電激發(fā)光元件上形成粘附性較長(zhǎng)久的密封層。但在第二種電發(fā)光元件技術(shù)中，還是存在有下列缺憾
1.其無(wú)法做出包括有RGB三原色排列的電子發(fā)光元件矩陣；換言之，其無(wú)法形成全彩顯示面板；2.在蒸鍍形成有機(jī)層及第二電極時(shí)并無(wú)法準(zhǔn)確定位，如此圖形無(wú)法精細(xì)化及有效提高其顯像品質(zhì)；3.利用斜向蒸鍍方式形成有機(jī)層及第二電極，容易導(dǎo)致電極的端緣(離開金屬膜的一端)組成發(fā)生偏差，因此常造成其微小短路現(xiàn)象，而影響元件的可靠性；及4.其有機(jī)層13所使用的截面積相較于第二電極14必須大許多，否則金屬膜將在兩電極間形成導(dǎo)電管道，如此將形成有機(jī)層材料的使用浪費(fèi)。
為此，發(fā)展出第三種常用有機(jī)電激發(fā)光元件，如美國(guó)專利第5,276,380號(hào)「organic electroluminescent image display device」所揭露的，或第5,701,055號(hào)「organicelectroluminescent display panel and methodfor manufacturing the same」所揭露的，其中第5,701,055號(hào)專利的制作流程如圖3-9所示。首先是在一基板21上形成第一電極22，如圖3所示；在第一電極22上再形成一第一絕緣物質(zhì)層28，如非感光性聚醯亞胺(non-photosensitive polyimide)，及第二絕緣物質(zhì)層25，如二氧化矽，如圖4所示；再利用掩罩27(mask)微影及蝕刻技術(shù)在第二絕緣物質(zhì)層25表面的適當(dāng)位置形成復(fù)數(shù)個(gè)接觸窗口275，如圖5所示；利用干蝕刻或濕蝕刻等蝕刻技術(shù)蝕刻第二絕緣物質(zhì)層25及第一絕緣物質(zhì)層28，以形成復(fù)數(shù)個(gè)頂側(cè)具有較突出的絕緣凸緣255的絕緣凸肋285，如圖6所示；利用一陰影罩板29及斜向蒸鍍方式在兩絕緣凸肋285之間依序形成可單獨(dú)發(fā)出紅光(R)、綠光(G)、藍(lán)光(B)的有機(jī)層23，如圖7所示；形成第二電極24于有機(jī)層23表面，如此當(dāng)電源通過(guò)有機(jī)層23時(shí)將可發(fā)出RGB的全彩顯示光，如圖8所示；最后，形成一絕緣密封層26以覆蓋所有有機(jī)電激發(fā)光元件的所有元件，如圖9所示。
雖然，第三種常用有機(jī)電激發(fā)光元件技術(shù)可解決圖形更精細(xì)化問(wèn)題及發(fā)出全彩色光的優(yōu)點(diǎn)，但由于有機(jī)層23在工作發(fā)光時(shí)，將產(chǎn)生高熱，而這些所產(chǎn)生的熱量由于沒有良好的疏通管道，對(duì)現(xiàn)今IC高性能化的驅(qū)勢(shì)而言，相對(duì)將容易因?yàn)楦邿岫鴮?dǎo)致?lián)p壞。因此業(yè)界有所謂的「10度法則」，即是若元件溫度每增加10度，則IC使用壽命將會(huì)減半的現(xiàn)象，故可知工作溫度的散熱對(duì)元件的可靠性及使用壽命是何等重要，當(dāng)然對(duì)上述常用有機(jī)電激發(fā)光元件構(gòu)造而言，如何將作高熱導(dǎo)出是一極大的挑戰(zhàn)。
因此，如何針對(duì)上述各種常用電子發(fā)光元件存在的問(wèn)題提出一種新穎的解決方法，可在現(xiàn)有制程中加上少許的變化而達(dá)到有機(jī)層良好傳導(dǎo)散熱的目的，以增加元件的使用壽命及可靠性。
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種有機(jī)電激發(fā)光元件及其制作方法，將常用構(gòu)造的絕緣凸肋材料用含有金屬的散熱凸肋所取代，再輔以一絕緣底板，如此即可將有機(jī)層工作時(shí)所產(chǎn)生的高熱輕易傳導(dǎo)散熱出去，以延長(zhǎng)發(fā)光元件的使用壽命。
本發(fā)明的次要目的，在于提供一種有機(jī)電激發(fā)光元件及其制作方法，由于可增加元件的散熱管道，因此可解決元件因高熱所產(chǎn)生的問(wèn)題，故可有效提高元件的可靠性。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種有機(jī)電激發(fā)光元件及其制作方法，其有機(jī)層將可被包覆于第一電極、第二電極及絕緣底板之間受到完整的保護(hù)，故其絕緣密封層可改為一反射薄膜。
本發(fā)明包括基板、至少一形成于基板上的第一電極、復(fù)數(shù)個(gè)設(shè)于第一電極表面的絕緣板、設(shè)于絕緣板表面上設(shè)有頂側(cè)凸緣的散熱凸肋、至少一有機(jī)層及第二電極，散熱凸肋由含有金屬的材質(zhì)制成，可在有機(jī)層發(fā)光工作時(shí)，將其產(chǎn)生的熱由散熱凸肋傳導(dǎo)出去，有效降低第一電極與第二電極間的工作溫度，可防止元件本身因?yàn)楣ぷ鞲邷厮鸬膿p毀，有效延長(zhǎng)元件的使用壽命及可靠性。
為使貴審查委員對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所取得的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，以較佳的實(shí)施例圖及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如后
圖1為常用有機(jī)電激發(fā)光元件的構(gòu)造截面圖；圖2為另一種常用有機(jī)電激發(fā)光元件的構(gòu)造截面圖；圖3至圖9為另一種常用有機(jī)電激發(fā)光元件在制作時(shí)的各步驟構(gòu)造截面圖；圖10至圖16為本發(fā)明一較佳實(shí)施例在制作時(shí)的各步驟構(gòu)造截面圖；圖17為本發(fā)明另一實(shí)施例的構(gòu)造截面圖；圖18為本發(fā)明又一實(shí)施例的構(gòu)造截面圖。
首先，請(qǐng)參閱圖10至圖16，為本發(fā)明一較佳實(shí)施例在制作時(shí)的各步驟構(gòu)造截面圖，本發(fā)明的主要步驟包括有步驟1，首先在一基板31上依序形成第一電極32及第一絕緣物質(zhì)41，其中該基板31可為一玻璃基板，第一電極32則為透明的材質(zhì)制成，如IT0，第一絕緣物質(zhì)41可為二氧化矽，如圖10所示；步驟2，于第一絕緣物質(zhì)層41的表面再依序形成一散熱物質(zhì)層38及一第二絕緣物質(zhì)層35，其中散熱物質(zhì)層38可選擇具有傳導(dǎo)熱能功效的含金屬材質(zhì)所制成，例如可選擇氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂或二硼化鈦中的一材質(zhì)或其組合式所制成，如圖11所示；步驟3，利用微影及蝕刻技術(shù)，均向垂直蝕刻第二絕緣物質(zhì)層35及第一絕緣物質(zhì)層，及旋向蝕刻該散熱物質(zhì)層38，致使其成為一立設(shè)于第一電極32表面的絕緣底板415、散熱凸肋385及位于散熱凸肋385頂側(cè)的絕緣凸緣355，而兩絕緣底板415之間可形成一預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)335，當(dāng)然兩預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)335間可自然形成不發(fā)光區(qū)337，如圖12及圖13所示；步驟4，利用陰影罩板39分別在相對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)335的第一電極32表面蒸鍍一有機(jī)層33，該有機(jī)層可包括有有機(jī)電洞傳輸層(organic holetransport layer)、有機(jī)發(fā)射層(organic emitting layer)或有機(jī)電子傳輸層(organic electron transport layer)的其中之一或其組合式，而有機(jī)層33則可選擇可投射藍(lán)光的有機(jī)層(B)、綠光的有機(jī)層(G)、紅光的有機(jī)層(R)中的一或其組合式，而此較佳實(shí)施例中則是以三色光為代表，如圖14所示步驟5，再垂直蒸鍍第二電極34于有機(jī)層33的表面，由于絕緣凸緣355的寬度是大于散熱凸肋385，故其第二電極34并不會(huì)觸接于散熱凸肋385，因此不會(huì)有短路的現(xiàn)象發(fā)生，如圖15所示；步驟6，最后，于第二電極34、絕緣凸緣355及散熱凸肋385的周邊形成一絕緣密封層36，以保護(hù)有機(jī)層33及所有構(gòu)件，如圖16所示。
由于，在此實(shí)施例中，其絕緣凸緣355是與絕緣底板415同一寬度大小，且其有機(jī)層33及第二電極34都是垂直蒸鍍形成，故其有機(jī)層33實(shí)際上已被第一電極32、絕緣底板415及第二電極34所包圍，真正在真空環(huán)境下即可完成有機(jī)層的保護(hù)動(dòng)作，而不會(huì)受到大氣中的氧氣或濕氣所損害，故其步驟6的絕緣密封層36亦非絕對(duì)的必要，因此絕緣密封層36亦可設(shè)計(jì)為一可反射光線的反射薄膜。
另外，由于本發(fā)明的散熱凸肋385具有金屬材質(zhì)，所以其導(dǎo)熱及散熱性相對(duì)于常用的絕緣物質(zhì)(絕緣凸肋)高出許多，而在有機(jī)層工作時(shí)可適時(shí)將所發(fā)出的高熱傳遞出去，因此不僅可降低因高溫所引起的元件可靠性問(wèn)題，亦可有效解決所謂的「10度法則」及延長(zhǎng)元件的使用壽命。
再者，為本發(fā)明另一實(shí)施例的構(gòu)造截面圖，如圖17所示，在此實(shí)施例中主要是將上述實(shí)施例散熱凸肋385及絕緣凸緣設(shè)計(jì)成同樣具有金屬粒子材質(zhì)所制成的散熱凸肋387，如此還是可達(dá)到散熱的目的。
最后，請(qǐng)參閱圖18，為本發(fā)明的又一實(shí)施例示意圖；如圖18所示，其主要是將其散熱凸肋蝕刻成一具錐狀的散熱錐型板389等各種態(tài)樣的散熱板，且其絕緣底板415亦可在形成第一電極32之后而散熱物質(zhì)層38之前先形成相較散熱凸肋389頂側(cè)寬度為小的，如此在形成有機(jī)層33時(shí)就可利用斜向蒸鍍的特性用以擴(kuò)大有機(jī)層33發(fā)光面積的區(qū)域大小。
又，由于本發(fā)明的有機(jī)層亦可向第二電極34方向發(fā)光，故在另一實(shí)施例中，其亦可在基板31的底端設(shè)有一可反射光線的反射薄膜47。
權(quán)利要求
1.一種具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于，包括有一基板；至少一形成于該基板上的第一電極；復(fù)數(shù)個(gè)絕緣板，分設(shè)于該第一電極的表面，并與第一電極成交叉狀態(tài)，而兩絕緣板之間可自然形成一預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)；復(fù)數(shù)個(gè)包括金屬材質(zhì)的散熱凸肋，固設(shè)于該絕緣板的表面，每一散熱凸肋的頂端設(shè)有一寬度較散熱凸肋大的凸緣；至少包括一有機(jī)電激發(fā)射層的有機(jī)層，設(shè)于該預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)的第一電極表面；及至少一第二電極，設(shè)于該有機(jī)層的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該散熱凸肋可選擇氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂及二硼化鈦的其中之一的材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該絕緣板由二氧化矽制成。
4.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于包括有一絕緣密封層，設(shè)于該第二電極及散熱凸肋的周邊。
5.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該絕緣密封層為一可反射光線的反射薄膜。
6.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該基板的底側(cè)設(shè)有一反射薄膜。
7.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該有機(jī)層為可投射藍(lán)光的有機(jī)層、綠光的有機(jī)層、紅光的有機(jī)層及其組合式的其中之一。
8.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該散熱凸肋及其凸緣為一體的散熱錐型板。
9.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該散熱凸肋的頂側(cè)凸緣為一由絕緣材料制成的絕緣凸緣。
10.如權(quán)利要求1所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件，其特征在于該絕緣底板的寬度小于該絕緣凸緣的寬度。
11.一種具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，其主要步驟包括1).在一基板上依序形成至少一個(gè)第一電極及一第一絕緣物質(zhì)層；2).在第一絕緣物質(zhì)層的表面依序形成一包括金屬材料的散熱物質(zhì)層及一第二絕緣物質(zhì)層；3).利用微影及蝕刻技術(shù)，均向蝕刻第二絕緣物質(zhì)層、散熱物質(zhì)層及第一絕緣物質(zhì)層，使其成為一立設(shè)于該第一電極表面的絕緣底板、散熱凸肋及位于散熱凸肋頂側(cè)的絕緣凸緣，兩絕緣底板間為一預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)；4).利用陰影罩板分別在相對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)的第一電極表面蒸鍍一有機(jī)層；及5).在該有機(jī)層的表面垂直蒸鍍第二電極。
12.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟5)之后包括有下列步驟在第二電極、絕緣凸緣及散熱凸肋的周邊形成一絕緣密封層。
13.如權(quán)利要求12所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，該絕緣密封層為一可反射光線的反射薄膜制成。
14.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟3)中所蝕刻的絕緣凸緣與絕緣底板有相同寬度。
15.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟3)中所蝕刻的絕緣凸緣的寬度大于絕緣底板的寬度，故在步驟4)中其有機(jī)層利用斜向蒸鍍形成在預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)的第一電極表面。
16.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，該散熱物質(zhì)層選擇氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂及二硼化鈦的其中之一材料制成。
17.如權(quán)利要求13所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，該步驟1)中所使用的第一絕緣物質(zhì)層是由二氧化矽制成。
18.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟5)之后包括下列步驟在基板的底側(cè)形成一反射薄膜。
19.如權(quán)利要求11所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟4)中所選用的有機(jī)層為可投射藍(lán)光的有機(jī)層、綠光的有機(jī)層、紅光的有機(jī)層及其組合式的其中之一，而設(shè)于相對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)第一電極表面。
20.一種具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，其主要步驟包括1).在一基板上依序形成至少一個(gè)第一電極及一第一絕緣物質(zhì)層；2).蝕刻該第一絕緣物質(zhì)層成絕緣底板，并于絕緣底板的表面形成一包括金屬材料的散熱物質(zhì)層；3).利用微影及蝕刻技術(shù)，均向蝕刻散熱物質(zhì)層，使其成為一立設(shè)于該絕緣底板表面且其頂側(cè)寬大的散熱凸肋；4).利用陰影罩板分別在相對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)的第一電極表面蒸鍍一有機(jī)層；及5).在該有機(jī)層的表面垂直蒸鍍第二電極。
21.一種具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，其主要步驟包括1).在一基板上依序形成至少一個(gè)第一電極及一第一絕緣物質(zhì)層；2).蝕刻該第一絕緣物質(zhì)層成絕緣底板，并于絕緣底板的表面形成一散熱物質(zhì)層；3).利用微影及蝕刻技術(shù)，均向蝕刻散熱物質(zhì)層，使其成為一立設(shè)于該絕緣底板表面的散熱錐型板；4).利用陰影罩板分別在相對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)發(fā)光區(qū)的第一電極表面蒸鍍一有機(jī)層；及5).在該有機(jī)層的表面垂直蒸鍍第二電極。
22.如權(quán)利要求21所述的具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，步驟2)所形成的絕緣底板的寬度小于步驟3)所形成的散熱錐型板的頂側(cè)寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有散熱功效的有機(jī)電激發(fā)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電極、復(fù)數(shù)個(gè)設(shè)于第一電極表面的絕緣板、設(shè)于絕緣板表面上設(shè)有頂側(cè)凸緣的散熱凸肋、至少一有機(jī)層及第二電極,散熱凸肋由含有金屬的材質(zhì)制成,可在有機(jī)層發(fā)光工作時(shí),將其產(chǎn)生的熱由散熱凸肋傳導(dǎo)出去,有效降低第一電極與第二電極間的工作溫度,可防止元件本身因?yàn)楣ぷ鞲邷厮鸬膿p毀,有效延長(zhǎng)元件的使用壽命及可靠性。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1334692SQ0012102
公開日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者莊豐如 申請(qǐng)人:光磊科技股份有限公司