專(zhuān)利名稱(chēng)：除水薄膜形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除水薄膜(drying film)的形成方法，特別涉及一種利用沉積(deposition)方式的除水薄膜形成方法，以應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管元件中。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，目前的各種電子元件不但變得輕、薄、短、小，而且所使用的材料也變得日新月異。其中，有許多元件或材料對(duì)于環(huán)境中的水氣相當(dāng)?shù)拿舾校嗉词瞧浞浅Ｈ菀着c空氣中的水分子及氧氣產(chǎn)生化學(xué)或是物理反應(yīng)，結(jié)果會(huì)影響所使用的材料無(wú)法發(fā)揮正常功能，進(jìn)而使得電子元件失效。
以有機(jī)發(fā)光二極管元件為例，有機(jī)發(fā)光二極管是一種利用有機(jī)官能性材料(organic functional materials)的自發(fā)光的特性來(lái)達(dá)到顯示效果的元件。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，有機(jī)發(fā)光二極管1包括一基板11、一第一電極12、一有機(jī)發(fā)光層13、一第二電極14以及一蓋板15。其中，基板11與第一電極12為透光材質(zhì)，而第一電極12及第二電極14分別作為陽(yáng)極與陰極；當(dāng)施以一電流于有機(jī)發(fā)光二極管1時(shí)，電洞由第一電極12注入，同時(shí)電子由第二電極14注入，此時(shí)，由于外加電場(chǎng)所造成的電位差，使得載子在有機(jī)發(fā)光層13中移動(dòng)、相遇而產(chǎn)生再結(jié)合，而由電子與電洞結(jié)合所產(chǎn)生的激子(exciton)能夠激發(fā)有機(jī)發(fā)光層13中的發(fā)光分子，然后激發(fā)態(tài)的發(fā)光分子以光的形式釋放出能量。
其中，有機(jī)發(fā)光層13可以是單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、或三層以上的結(jié)構(gòu)，例如，有機(jī)發(fā)光層13可以包括一電洞注入層、一電洞傳遞層、一發(fā)光層、一電子傳遞層以及一電子注入層。
承上所述，在有機(jī)發(fā)光二極管中較常發(fā)生的衰退機(jī)制為不發(fā)光區(qū)域(dark spot)的生成，因此要提升有機(jī)發(fā)光二極管的耐久性(durability)，就在于如何降低不發(fā)光區(qū)域的生成。而有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的有機(jī)官能性材料與作為陰極的第二電極容易與空氣中的水分及氧氣反應(yīng)(尤其是水分)，導(dǎo)致不發(fā)光區(qū)域的生成。因此，將水分徹底的去除是相當(dāng)重要的。所以，一般在制造有機(jī)發(fā)光二極管元件時(shí)，通常會(huì)于真空狀態(tài)下進(jìn)行鍍膜，而后破真空取出半成品，以在常壓下封裝的方式，將有機(jī)發(fā)光二極管元件加以密封。但這樣的方式，仍然無(wú)法完全確保有機(jī)發(fā)光二極管元件不會(huì)受到水分的影響而造成不發(fā)光區(qū)域的生成；且鍍膜的真空制程與常壓下的封裝制程的壓力不相匹配，需要破真空導(dǎo)致制程復(fù)雜化、良率降低、制造成本增加，再者，大氣中水分及氧氣會(huì)侵入未完成封裝的半成品中，使得有機(jī)發(fā)光二極管元件產(chǎn)生劣化(degradation)。
如上所述，要徹底防止不發(fā)光區(qū)域的生成，進(jìn)而提升有機(jī)發(fā)光二極管的壽命及安定性，首要便是完全除去有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)部的水。一種常見(jiàn)的方式是在有機(jī)發(fā)光二極管的內(nèi)部添加一個(gè)吸水劑(water-trapping agent)或是干燥劑(drying agent)。為了解決有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)部不發(fā)光區(qū)域的生成，已有數(shù)種相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)案如Kawami等人于歐洲專(zhuān)利案EP0776147中所提出的，將有機(jī)發(fā)光二極管密封于一含有化學(xué)吸水特性的固體材料的密封(airtight)容器內(nèi)，這類(lèi)具有化學(xué)吸水特性的化合物包括氧化鈣及氧化鋇等金屬氧化物。而在英國(guó)專(zhuān)利案GB2368 192中，Hisamitsu等人使用有機(jī)金屬化合物(organometalliccompound)當(dāng)做吸水材，因此有機(jī)金屬化合物可以有效的吸附有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)部的水，同時(shí)能吸附其它化學(xué)吸水劑(chemical drying agents)及物理吸水劑(physical drying agents)，進(jìn)而達(dá)到防止不發(fā)光區(qū)域的產(chǎn)生。而在美國(guó)專(zhuān)利案US6226890中，Boroson等人提出，將干燥劑摻混于一具有較好的水氣通過(guò)率(water vapor transmission rate)的黏著劑(binder)中，再使其于有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)形成一薄膜，使其能有較好或維持此固體干燥劑的吸水效果。
更詳細(xì)地說(shuō)，一般將吸水材填充于有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)的方式有兩種；請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，其一是先將吸水材26裝填于一已預(yù)鑄有凹槽251的蓋板25內(nèi)，再于凹槽251上方加上一層透水薄膜27，隨后將裝有吸水材26的蓋板25與已制備好的有機(jī)發(fā)光二極管(圖中未顯示)上下堆棧，并以封膠將其密合使其成為一密封元件。但使用該項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樾枰诎疾?51中裝填吸水材26，同時(shí)需要加上一層透水薄膜27，如此將增加制程上的復(fù)雜性，使得生產(chǎn)的良率降低與制造成本大增。
另外，請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，其二是將吸水材36摻混于具透水性的高分子溶液中，藉由涂布的方式，于蓋板35上形成一包括有吸水材36的薄膜37，隨后再將溶劑去除，接著再將蓋板35與已制備好的有機(jī)發(fā)光二極管(圖中未顯示)上下堆棧，并以封膠將其密合以其成為一密封的元件。此方式雖然在制程上與封裝制程較為接近，而減少了制程技術(shù)上的復(fù)雜性，但在涂布制程之后，必須進(jìn)行烘烤制程來(lái)將溶劑去除，結(jié)果常會(huì)造成有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)仍然殘留有部份溶劑，因而造成已制備好的有機(jī)發(fā)光二極管元件與蓋板的剝離，而造成元件損壞。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，吸水材是利用涂布方式，并利用高分子溶液(bonding agent)將吸水材固定在有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)部以形成一除水層；然而，有機(jī)發(fā)光二極管中的有機(jī)發(fā)光層及第二電極，是利用真空沉積方式所形成，無(wú)法與常壓下的制程整合在相同的操作壓力，而需要破真空導(dǎo)致制程復(fù)雜化、良率降低、制造成本增加；再者，以涂布方式形成一除水層還會(huì)有孔洞(pin hole)與涂布死角的問(wèn)題。
此外，當(dāng)利用黏著劑來(lái)固定吸水材時(shí)，除水層的厚度無(wú)法有效地減低，因而會(huì)限制有機(jī)發(fā)光二極管的厚度的縮小程度；特別是有機(jī)發(fā)光二極管因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所形成的平面顯示器其厚度可以比液晶顯示器更薄，卻受限于現(xiàn)有吸水材除水效能不佳，而使得在封裝時(shí)需要添加大量的吸水材，使得有機(jī)發(fā)光二極管厚度增加，犧牲了有機(jī)發(fā)光顯示器可以更薄的優(yōu)勢(shì)；另外，當(dāng)利用黏著劑來(lái)固定吸水材時(shí)，只有固定于除水層表面的吸水材能夠接觸到有機(jī)發(fā)光二極管內(nèi)部的水分子，所以，只有固定于除水層表面的吸水材能夠達(dá)到吸附水分子的效果，因而無(wú)法有效發(fā)揮吸水材的吸附能力。
因此，如何提供一種能夠整合沉積制程與封裝制程的操作環(huán)境以降低制造成本，減少有機(jī)發(fā)光元件于封裝制程前暴露在大氣環(huán)境下的機(jī)會(huì)以提升良率、減小除水層的厚度以及有效發(fā)揮除水層的吸附能力的除水層形成方法，正是當(dāng)前電子產(chǎn)業(yè)的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的為提供一種能夠減小除水層的厚度的除水薄膜形成方法。
本發(fā)明的另一目的為提供一種能夠有效發(fā)揮除水薄膜的吸附能力的除水薄膜形成方法。
本發(fā)明的又一目的為提供一種能夠整合沉積制程與封裝制程的操作環(huán)境，進(jìn)而減少有機(jī)發(fā)光元件于封裝制程前暴露在大氣環(huán)境下的機(jī)會(huì)的除水薄膜形成方法。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明利用沉積方式來(lái)形成除水薄膜以吸收外界的水分及氧氣，并使得除水薄膜能緊密的披覆在有機(jī)發(fā)光元件中，阻擋后續(xù)水分及氧氣的滲透、擴(kuò)散。
本發(fā)明的除水薄膜形成方法包括提供一吸水材、以及將吸水材以沉積方式形成一除水薄膜。
本發(fā)明亦提供一種蓋板的除水薄膜形成方法，其包括預(yù)制一蓋板、提供一吸水材、以及將吸水材以沉積方式形成于蓋板上以形成一除水薄膜。
另外，本發(fā)明又提供一種有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其包括預(yù)制一基板、提供一吸水材、以及將吸水材以沉積方式形成于基板上方以形成一除水薄膜。在本發(fā)明中，基板上依序預(yù)先形成有一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層以及一第二電極。
如上所述，由于依本發(fā)明的除水薄膜形成方法是利用沉積方式來(lái)形成除水薄膜，所以在形成除水薄膜時(shí)能夠整合沉積制程與封裝制程的操作環(huán)境以降低制造成本，進(jìn)一步減少有機(jī)發(fā)光元件于封裝制程前暴露在大氣環(huán)境下的機(jī)會(huì)以提升良率，而且能夠沿用沉積制程的操作環(huán)境以避免溶劑殘留的問(wèn)題；另外，還能夠減小除水薄膜的厚度、并有效地發(fā)揮除水薄膜的吸附能力。


圖1為一示意圖，顯示現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光二極管的示意圖；圖2為一示意圖，顯示現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光二極管的蓋板及吸水材的示意圖；圖3為一示意圖，顯示另一現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光二極管的蓋板及吸水材的示意圖；圖4為一流程圖，顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法的流程；圖5為一示意圖，顯示利用本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法于蓋板上形成除水薄膜的示意圖；圖6為一示意圖，顯示具有如圖5所示的蓋板的有機(jī)發(fā)光二極管元件的示意圖；
圖7為一示意圖，顯示利用本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法于預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件上形成除水薄膜的示意圖；圖8A為一示意圖，顯示具有如圖7所示的預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)發(fā)光二極管元件的示意圖；以及圖8B為一示意圖，顯示另一具有如圖7所示的預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)發(fā)光二極管元件的示意圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明1 有機(jī)發(fā)光二極管元件11 基板12 第一電極13 有機(jī)發(fā)光層14 第二電極15 蓋板25 蓋板251凹槽26 吸水材27 透水薄膜35 蓋板36 吸水材37 薄膜4 除水薄膜形成方法41～42 除水薄膜形成方法的流程51 蓋板52 除水薄膜52’沉積源6 預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件61 基板62 第一電極63 有機(jī)發(fā)光層
64 第二電極7 預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件71 基板72 第一電極73 有機(jī)發(fā)光層74 第二電極75 除水薄膜75’沉積源76 蓋板761封膠77 保護(hù)層具體實(shí)施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說(shuō)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法4包括以下步驟首先，步驟41先提供一吸水材。在本實(shí)施例中，吸水材是一能夠用作為沉積源(deposition source)的材料，亦即是其可以應(yīng)用于沉積制程中，而且其具有吸附水分子能力的材料；此吸水材可以是有機(jī)金屬化合物(organometalic complex compound)、堿金屬化合物(alkalinemetal compound)、堿金屬氧化物(alkaline metal oxide compound)、堿土金屬化合物(alkaline earth metal compound)、堿土金屬氧化物(alkaline earth metal oxide compound)、含硫金屬化合物(sulfatecompound)、金屬鹵化物(metal halide compound)、過(guò)氯酸化合物(perchlorate compound)、或是有機(jī)化合物(organic compound)。
接著，步驟42是以沉積方式將吸水材沉積形成一除水薄膜。在本實(shí)施例中，除水薄膜可以是利用現(xiàn)有的沉積方式所形成，例如是氣相沉積(vapor deposition)、物理氣相沉積(physical vapor deposition)、化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition)、或是蒸鍍(evaporation)。
為使本發(fā)明的內(nèi)容更容易理解，以下將舉兩個(gè)實(shí)施例，以說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例的除水薄膜形成方法4的應(yīng)用。
請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，本實(shí)施例是顯示除水薄膜形成方法4應(yīng)用于一蓋板51上。在本實(shí)施例中，蓋板51是用于封蓋一預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件6(如圖6所示)，而預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件6是包括有一基板61、一第一電極62、一有機(jī)發(fā)光層63以及一第二電極64。
在本實(shí)施例中，第一電極62是形成于基板61之上；有機(jī)發(fā)光層63是形成于第一電極62之上；第二電極64是形成于有機(jī)發(fā)光層63之上。一般而言，基板61通常為一透明基板，例如一玻璃基板、一塑膠(plastic)基板或是一柔性(flexible)基板；第一電極62可以是利用濺鍍(sputtering)方式或是離子電鍍(ion plating)方式形成于基板61上，此第一電極62通常作為陽(yáng)極且其材質(zhì)通常為一透明的可導(dǎo)電的金屬氧化物，例如是氧化銦錫(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)或是氧化銦鋅(IZO)；有機(jī)發(fā)光層63通常包含一電洞注入層、一電洞傳遞層、一發(fā)光層、一電子傳遞層以及一電子注入層(圖中未顯示)，電洞注入層的主要材料為copper phthalocyanine(CuPc)，電洞傳輸層的材料主要是為4，4’-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl(NPB)，電子注入層的材料主要是為氟化鋰(LiF)，電子傳輸層的材料主要是為tris(8-quinolinato-N1，08)-aluminum(Alq)，而且有機(jī)發(fā)光層63可以是以蒸鍍(evaporation)、旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)、噴墨印刷(inkjet printing)或是印刷(printing)方式形成于第一電極62之上，此外，有機(jī)發(fā)光層63所發(fā)射的光線(xiàn)可為藍(lán)光、綠光、紅光、白光或是其他的單色光；第二電極64可以是利用蒸鍍法、電子束鍍膜法(E-gun)或是濺鍍法(sputtering)所形成，其材質(zhì)可為鋁、鋁/鋰、鈣、鎂銀合金或是銀等導(dǎo)電性材料，且第二電極64通常是作為陰極。
如圖5所示，沉積源52’是為一吸水材，本實(shí)施例是利用沉積制程將沉積源52’沉積至蓋板51上以形成除水薄膜52；有關(guān)于除水薄膜的形成方法是如前所述，故此不再闡述。
另外，請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，在本發(fā)明另一較佳實(shí)施例中，除水薄膜形成方法4是應(yīng)用于一預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件7中。在本實(shí)施例中，預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件7是包括有一基板71、一第一電極72、一有機(jī)發(fā)光層73以及一第二電極74。有關(guān)于預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件7的說(shuō)明是如前所述，故此不再闡述。
如圖所示，沉積源75’是為一吸水材，本實(shí)施例是利用沉積制程將沉積源75’沉積至預(yù)制的有機(jī)發(fā)光二極管元件7上以形成除水薄膜75；有關(guān)于除水薄膜的形成方法是如前所述，故此不再闡述。需注意的是，除水薄膜75可以是包覆第一電極72、有機(jī)發(fā)光層73以及第二電極74，其亦可以是形成于第二電極74上(圖中未顯示)。
接著，再進(jìn)行封裝制程以便完成有機(jī)發(fā)光二極管元件的制作。如圖8A所示，其是利用一蓋板76將第一電極72、有機(jī)發(fā)光層73、第二電極74以及除水薄膜75封閉于一密封空間中，其中，蓋板76是由通過(guò)一封膠761粘置于基板71上，而此封膠761是例如為環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)。另外，如圖8B所示，其是利用一保護(hù)層(passivation film)77來(lái)包覆第一電極72、有機(jī)發(fā)光層73、第二電極74以及除水薄膜75。
綜上所述，由于依本發(fā)明的除水薄膜形成方法、蓋板的除水薄膜形成方法及有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法是利用沉積方式來(lái)形成除水薄膜，所以在形成除水薄膜時(shí)能夠整合封裝制程與前段沉積制程的操作環(huán)境，例如是形成第二電極時(shí)的沉積制程，所以制造商不須花費(fèi)額外成本去建造執(zhí)行涂布制程的環(huán)境、及購(gòu)買(mǎi)進(jìn)行涂布制程的機(jī)臺(tái)，因而能夠降低制造成本。除此之外，利用沉積方式來(lái)形成除水薄膜能夠避免溶劑殘留問(wèn)題，而且能夠有效地減小除水薄膜的厚度，此外還能夠避免黏著劑的干擾而有效地發(fā)揮除水薄膜的吸附能力。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于權(quán)利要求的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種除水薄膜(drying film)形成方法，包含提供一吸水材(desiccant)；其特征在于，將該吸水材以沉積(deposition)方式形成一除水薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一氣相沉積(vapor deposition)方式。
3.如權(quán)利要求1所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一蒸鍍(evaporation)方式。
4.如權(quán)利要求1所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一沉積源(deposition source)材料。
5.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一有機(jī)金屬化合物(organometalic complex compound)。
6.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一堿金屬化合物(alkaline metal compound)。
7.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一堿土金屬化合物(alkaline earth metal compound)。
8.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一含硫金屬化合物(sulfate compound)。
9.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一金屬鹵化物(metal halide compound)。
10.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一過(guò)氯酸化合物(perchlorate compound)。
11.如權(quán)利要求4所述的除水薄膜形成方法，其特征在于，該吸水材為一有機(jī)化合物(organic compound)。
12.一種蓋板的除水薄膜形成方法，包含預(yù)制一蓋板；提供一吸水材；其特征在于，將該吸水材以沉積方式形成于該蓋板上以形成一除水薄膜。
13.如權(quán)利要求12所述的蓋板的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一氣相沉積方式。
14.如權(quán)利要求12所述的蓋板的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一蒸鍍方式。
15.一種有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，包含預(yù)制一基板，該基板上依序形成有一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層以及一第二電極；提供一吸水材；其特征在于，將該吸水材以沉積方式形成于該基板上方以形成一除水薄膜。
16.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其特征在于，該除水薄膜是形成于該第二電極上。
17.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其特征在于，該除水薄膜是包覆該第一電極、該有機(jī)發(fā)光層及該第二電極。
18.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一氣相沉積方式。
19.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其特征在于，該沉積方式是一蒸鍍方式。
全文摘要
一種除水薄膜(drying film)形成方法，包括提供一吸水材(desiccant)、以及將吸水材以沉積(deposition)方式形成一除水薄膜。另外，本發(fā)明亦提供一種蓋板的除水薄膜形成方法，其是將吸水材沉積于蓋板上以形成除水薄膜。此外，本發(fā)明又提供一種有機(jī)發(fā)光元件的除水薄膜形成方法，其是將吸水材沉積于一基板上方以形成除水薄膜，而基板上依序預(yù)先形成有一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層以及一第二電極。
文檔編號(hào)H01L51/40GK1507086SQ0215589
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者林憲章, 邱啟峰, 王申申, 梁世欣, 林 章 申請(qǐng)人:錸寶科技股份有限公司