电子器件的制作方法

本发明涉及一种电子器件，尤指一种可保护其载流子传输层的电子器件。

背景技术：

在现今技术中，在制作例如包括有机发光二极管(oled)等电子器件的电子产品时，不可避免地会对电子器件进行物理性及/或化学性的工艺步骤，例如在工艺中为了移除光致抗蚀剂所进行的清洁步骤，而此步骤会对于电子器件中的结构(例如位于光致抗蚀剂下方的膜层)造成伤害，进而影响电子器件的性能、良率与寿命。因此，须对此物理性及/或化学性的工艺步骤进行防护。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种电子器件，其载流子传输层中包括有金属材料或金属的氧化物材料，藉此减少物理性及/或化学性的工艺步骤对于载流子传输层的不良影响，进而保护载流子传输层。

本发明的一实施例提供一种电子器件，其包括第一载流子传输层以及发光层。第一载流子传输层设置于衬底上，而第一载流子传输层的材料包括第一有机材料，并包括第一金属或第一金属的氧化物。发光层设置于衬底与第一载流子传输层之间或设置于第一载流子传输层上。其中在第一金属的原子轨域中，在基态的情况下，第一金属所具有的最高轨域能量的轨域为s轨域或4d以上的d轨域。

由于本发明的载流子传输层包含有用以保护有机材料的金属或金属的氧化物，因此，即使物理性及/或化学性的工艺步骤直接于载流子传输层上进行，也不会对载流子传输层造成明显的不良影响，据此，电子器件的性能、良率与寿命并不会因为此工艺步骤的进行而造成明显的不良影响。

附图说明

图1绘示本发明第一实施例的电子器件的剖面示意图。

图2绘示本发明第一实施例的电子器件在一工艺步骤中的剖面示意图。

图3绘示本发明第二实施例的电子器件的剖面示意图。

图4绘示本发明第三实施例的电子器件的剖面示意图。

图5绘示本发明第四实施例的电子器件的剖面示意图。

具体实施方式

为使本领域的一般技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的实施例，并配合图式详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，图式均为简化的示意图，因此，仅显示与本发明有关的器件与组合关系，以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述，而实际的器件与布局可能更为复杂。另外，为了方便说明，本发明的各图式中所示的器件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。

在本文中，本发明的电子器件以有机发光二极管(oled)为例，但不以此为限，其它具有类似架构的电子器件亦属本发明的范围。另外，包含此有机发光二极管的电子产品可为顶发光式的显示器、底发光式的显示器、穿透式(双面发光)的显示器或是其它适合的电子产品，且此电子产品可发出单色光或是两种颜色以上的光。

请参考图1，图1绘示本发明第一实施例的电子器件的剖面示意图。如图1所示，本实施例的电子器件100设置于衬底sb上，其中衬底sb可为玻璃衬底、硅衬底、塑料衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、具有导电性的衬底、包含聚亚酰胺材料(polyimide,pi)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(polyethyleneterephthalate,pet)的柔性衬底或是其它适合的衬底。电子器件100包括第一载流子传输层110、发光层120以及第二载流子传输层130，而发光层120设置在第一载流子传输层110与第二载流子传输层130之间。在本实施例中，第一载流子传输层110可为空穴传输层与电子传输层的其中一者，第二载流子传输层130可为空穴传输层与电子传输层的其中另一者，举例来说，第一载流子传输层110可为空穴传输层，第二载流子传输层130可为电子传输层，且第一载流子传输层110设置于衬底sb与发光层120之间，第二载流子传输层130设置于发光层120上，但不以此为限。在另一实施例中，第二载流子传输层130可设置于衬底sb与发光层120之间，第一载流子传输层110可设置于发光层120上，故由上可知，发光层120可设置于衬底sb与第一载流子传输层110之间或设置于第一载流子传输层110上。在另一实施例中，第一载流子传输层110可为电子传输层，第二载流子传输层130可为空穴传输层。此外，本实施例的电子器件100还可选择性地包括第一电极140与第二电极150，其中第一电极140设置于第一载流子传输层110与衬底sb之间，第二电极150设置在第二载流子传输层130上，用以输入或输出电信号。

在本实施例中，第一载流子传输层110可包括第一有机材料层112以及第一阻挡层114，第一有机材料层112包括第一有机材料，而第一阻挡层114设置于第一有机材料层112上，位于发光层120与第一有机材料层112之间，并包括第一金属或第一金属的氧化物，以保护第一有机材料层112，也就是说，第一载流子传输层110的材料包括第一有机材料以及第一金属或是包括第一有机材料与第一金属的氧化物。另外，本实施例的第二载流子传输层130可包括第二有机材料层132以及第二阻挡层134，其中第二阻挡层134设置于第二有机材料层132上，亦即第二有机材料层132位于发光层120与第二阻挡层134之间。第二有机材料层132包括第二有机材料，且第二有机材料不同于第一有机材料，而第二阻挡层134包括第二金属或第二金属的氧化物，以保护第二有机材料层132，也就是说，第二载流子传输层130的材料可包括第二有机材料以及第二金属或是包括第二有机材料与第二金属的氧化物。须说明的是，由于本实施例的第一载流子传输层110与第二载流子传输层130分别为空穴传输层与电子传输层，因此第一有机材料可包括n,n'-二(1-萘基)-n,n'-二苯基-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺(n,n'-di(1-naphthyl)-n,n'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine,alpha-npd)或其它适合的有机材料，而第二有机材料可包括三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum,alq3)或其它适合的有机材料，但不以此为限。

发光层120可包括有机材料与掺杂材料，而掺杂材料的浓度可依需求而设计，并且，发光层120可依据所使用的材料而发出荧光、磷光或延迟荧光，或可透过所使用的材料不同而发出不同的色光。此外，电子器件100所包括的发光层120数目也可依据需求而设计，且电子器件100还可包括其它膜层或结构，例如载流子注入层、彩色滤光层等，此些膜层或结构可设置于上述膜层的上方或下方，或是设置于上述膜层之间。

在电子器件100的工艺过程中，可能会在载流子传输层上进行物理性及/或化学性的工艺步骤，而此物理性及/或化学性的工艺步骤可能会对载流子传输层中的有机材料造成伤害，进而影响载流子传输层的特性。举例来说，若欲在载流子传输层上形成图案化膜层(例如于在特定像素区域上的载流子传输层上添加至足够的光学厚度)，可先在特定像素区域上的载流子传输层上形成光致抗蚀剂层，接着可对光致抗蚀剂层的图案进行定义，然后，再沉积所欲形成的膜层，最后再移除光致抗蚀剂层以完成图案化膜层的形成，而在移除光致抗蚀剂层(或移除残留的光致抗蚀剂层)时，可能会进行物理性及/或化学性的工艺步骤，例如进行干式或湿式的光致抗蚀剂移除步骤。然而，在传统的电子器件中，由于载流子传输层的有机材料会直接与光致抗蚀剂层接触，因此，在移除光致抗蚀剂层的物理性及/或化学性工艺步骤中，会暴露出载流子传输层，导致在这些工艺步骤进行时可能会伤害载流子传输层中的有机材料，例如工艺中的化学物质或所产生的能量使有机材料的键被破坏(例如有机材料的官能基受损)，造成材料结构破裂而形成载流子缺陷(carriertrap)，进而影响电子器件的性能(例如有机发光二极管的亮度会下降、驱动有机发光二极管所需的跨压会提高)、良率与寿命。

请参考图2，图2绘示本发明第一实施例的电子器件在一工艺步骤中的剖面示意图。在本实施例中，如图2所示，由于第一载流子传输层110具有含有第一金属或第一金属的氧化物的第一阻挡层114，且第一阻挡层114设置在光致抗蚀剂层pr与第一载流子传输层110的第一有机材料层112之间(也就是在形成光致抗蚀剂层pr之前先形成第一阻挡层114)，因此，即使在移除光致抗蚀剂层pr的过程中暴露出第一载流子传输层110，第一阻挡层114可提供保护第一载流子传输层110的功能，使得此物理性及/或化学性工艺步骤不易伤害到第一载流子传输层110中的第一有机材料，藉此保护第一有机材料，并使电子器件100的性能、良率与寿命不受此工艺步骤的影响。类似地，第二载流子传输层130的第二阻挡层134可保护第二载流子传输层130中的第二有机材料而使其不受物理性及/或化学性工艺步骤的影响。

此外，第一载流子传输层110中的第一金属或第一金属的氧化物可依据第一载流子传输层110的类型以及第一金属的原子轨域进行选择，第二载流子传输层130中的第二金属或第二金属的氧化物可依据第二载流子传输层130的类型以及第二金属的原子轨域进行选择。在第一金属与第二金属的原子轨域中，在基态的情况下，第一金属与第二金属所具有的最高轨域能量的轨域为s轨域或4d以上的d轨域，其中具有最高轨域能量的轨域为s轨域的金属举例为锂(li)、钠(na)、钾(k)或铯(cs)，具有最高轨域能量的轨域为4d以上的d轨域的金属举例为铌(nb)、钼(mo)、钌(ru)、铑(rh)、铪(hf)、钨(w)或铼(re)，但不以此为限。须说明的是，由于具有最高轨域能量的轨域为s轨域的金属较容易放出电子而有助于电子的传输，而具有最高轨域能量的轨域为4d以上的d轨域的金属受到物理性的工艺后易形成缺少一个氧原子的分子状态，此状态有助于在载流子传输层内的空穴的传输，且第一载流子传输层110与第二载流子传输层130分别为不同类型的载流子传输层，因此，在第一金属的原子轨域以及第二金属的原子轨域中，在基态的情况下，第一金属所具有的最高轨域能量的轨域为s轨域与4d以上的d轨域的其中一种，第二金属所具有的最高轨域能量的轨域为s轨域与4d以上的d轨域的其中另一种。换句话说，在本实施例中，在作为空穴传输层的第一载流子传输层110所包括的第一金属(或第一金属的氧化物)中，在基态的情况下，第一金属所具有的最高轨域能量的轨域为4d以上的d轨域，而在作为电子传输层的第二载流子传输层130所包括的第二金属(或第二金属的氧化物)中，在基态的情况下，第二金属所具有的最高轨域能量的轨域为s轨域。值得一提的是，当第一金属、第一金属的氧化物、第二金属与第二金属的氧化物接触到物理性及/或化学性工艺步骤的化学物质或接收到此工艺步骤所产生的能量时，还可使此些材料活化而提升对应的载流子浓度。另外，为达到较佳的保护与载流子传输效果，第一阻挡层114与第二阻挡层134的厚度可分别为0.1埃至300埃，或0.1埃至50埃，并且，第一阻挡层114与第二阻挡层134可分别由单一材料所形成，即第一阻挡层114仅包括一种第一金属或一种第一金属的氧化物，第二阻挡层134仅包括一种第二金属或一种第二金属的氧化物，但皆不以此为限。

本发明的电子器件不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化实施例，然而为了简化说明并突显各实施例或变化实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同器件，并不再对重复部分作赘述。

请参考图3，图3绘示本发明第二实施例的电子器件的剖面示意图。如图3所示，相较于第一实施例，本实施例的电子器件200的第二载流子传输层130可由第二有机材料以及第二金属共同蒸镀所形成，或可由第二有机材料以及第二金属的氧化物共同蒸镀所形成，也就是说，第二载流子传输层130中并无阻挡层与有机材料层的区别。在本实施例中，虽然第二有机材料可能会在物理性及/或化学性工艺步骤中暴露，但由于第二载流子传输层130是由第二有机材料以及第二金属(或第二金属的氧化物)共同蒸镀所形成，因此第二金属(或第二金属的氧化物)对于第二有机材料仍有一定的保护效果，藉此使电子器件200的性能、良率与寿命不受此工艺步骤的影响。而为达到较佳的保护与载流子传输效果，第二金属(或第二金属的氧化物)于第二载流子传输层130的体积比例可为0.01％至80％，也可以为1％至50％，并且，第二载流子传输层130的厚度可为200埃至800埃，也可以为200埃至600埃，但不以此为限。另外，在本实施例中，由共同蒸镀所形成的第二载流子传输层130可为电子传输层，但不以此为限，在变化实施例中，由共同蒸镀所形成的第二载流子传输层130可为空穴传输层。据此，依据第一实施例与第二实施例，作为电子传输层的第二载流子传输层130的厚度可为0.1埃至800埃，但不以此为限。此外，在另一变化实施例中，第二载流子传输层130也可不具有第二金属或第二金属的氧化物，也就是第二载流子传输层130仅包括第二有机材料。

请参考图4，图4绘示本发明第三实施例的电子器件的剖面示意图。如图4所示，相较于第一实施例，本实施例的电子器件300的第一载流子传输层110可由第一有机材料以及第一金属共同蒸镀所形成，或可由第一有机材料以及第一金属的氧化物共同蒸镀所形成，也就是说，第一载流子传输层110中并无阻挡层与有机材料层的区别。在本实施例中，虽然第一有机材料可能会在物理性及/或化学性工艺步骤中暴露，但由于第一载流子传输层110是由第一有机材料以及第一金属(或第一金属的氧化物)共同蒸镀所形成，因此第一金属(或第一金属的氧化物)对于第一有机材料仍有一定的保护效果，藉此使电子器件300的性能、良率与寿命不受此工艺步骤的影响。而为达到较佳的保护与载流子传输效果，第一金属(或第一金属的氧化物)于第一载流子传输层110的体积比例可为0.01％至80％，也可以为1％至50％，并且，第一载流子传输层110的厚度可为200埃至800埃，也可以为200埃至600埃，但不以此为限。另外，在本实施例中，由共同蒸镀所形成的第一载流子传输层110可为电子传输层，但不以此为限。此外，在另一变化实施例中，第一载流子传输层110也可不具有第一金属或第一金属的氧化物，也就是第一载流子传输层110仅包括第一有机材料。

请参考图5，图5绘示本发明第四实施例的电子器件的剖面示意图。如图5所示，相较于第一实施例，本实施例的电子器件400的第一载流子传输层110包括另一个第一有机材料层116，设置于第一阻挡层114上，也就是说，第一载流子传输层110共有两个第一有机材料层112、116，第一阻挡层114设置于两个第一有机材料层112、116之间。两个第一有机材料层112、116所包含的有机材料可以相同或不同，但须注意的是，由于两个第一有机材料层112、116皆包含于第一载流子传输层110，而本实施例的第一载流子传输层110为空穴传输层，故两个第一有机材料层112、116所使用的材料须为适用于空穴传输层的材料。此外，本实施例的电子器件400还可包括光学膜层410，设置于第二电极150上，而此光学膜层410可依据电子产品的种类而调整，举例而言，若包含此电子器件400的电子产品为顶发光式的显示器，则光学膜层410可为折射率搭配层，但不以此为限。须说明的是，本实施例的光学膜层410亦可实施在上述的实施例中或变化实施例中。

综上所述，由于本发明的载流子传输层包含有用以保护有机材料的金属或金属的氧化物，因此，即使物理性及/或化学性的工艺步骤直接于载流子传输层上进行，也不会对载流子传输层造成明显的不良影响，据此，电子器件的性能、良率与寿命并不会因为此工艺步骤的进行而造成明显的不良影响。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的范围。