一種絕緣膠及使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法
2023-05-10 22:55:51
專利名稱：一種絕緣膠及使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法
一種絕緣膠及使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法與相關申請的交叉參考本申請主張享有2009年7月15日提交的韓國專利申請10-2009-0064483的優先 權，這裡引用其全文作為參考。
背景技術：
本發明涉及一種絕緣膠及一種使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法，尤其涉 及這樣一種絕緣膠，即一種形成在諸如有機發光器件的平板顯示器中的有機絕緣層所使用 的絕緣墨水。液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、有機發光二極體(OLED)等被用作平 板顯示器。平板顯示器通常具有在其內部形成的電器件和電互聯線路。因此，需要用於電器 件和電互聯線路之間的絕緣的絕緣層。近年來，由於器件的尺寸和互聯線路之間的間距減 小，需要以精細圖案形成用於絕緣器件和互聯線路的絕緣層。在相關技術中，使用了一種有機絕緣層，以便以精細圖案形成絕緣層。例如，將諸 如光刻膠(PR)的有機絕緣材料用作有機絕緣層。也就是，在襯底上塗覆諸如I3R的有機絕 緣層，然後執行曝光和顯影處理，以形成精細絕緣圖案。然而，根據所述相關技術的工藝伴隨了光刻工藝，導致製造工藝變得複雜且製造 設備的成本增加。由於這些缺點，增加了產品的單位價格和製造的工藝時間，降低了產量。在上述情況中，近來已經考慮將印刷技術(例如，絲網印刷、膠印、照相凹版印刷、 噴墨印刷)作為構圖精細絕緣層的方法，而不使用光刻工藝。根據這些印刷技術，塗覆膠(即，墨水)以形成具有精細圖案的有機層，並通過光 或熱使所述有機層硬化以形成具有精細圖案的絕緣層。然而，在相關技術的印刷技術中， 膠(即，墨水)處於具有流動性的液體(凝膠)狀態。也就是，所述膠處於其粘度等於或 小於10000CPS的液體狀態。因此，在塗覆(即，構圖)期間和膠硬化之前會發生膠的回流 (reflow)，因此層圖案會擴展超過預定線寬。
發明內容
本公開提供一種包括具有粘度的有機絕緣材料的絕緣膠，所述有機絕緣材料具有 添加到其中的具有恆定曲率的微小固體顆粒，並且可以防止膠的回流以形成精細絕緣圖 案，本公開還提供了一種使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法。根據一個示範實施例，提供了一種適合於通過印刷在光電器件中形成絕緣層的絕 緣膠。所述絕緣膠可以包括具有粘度的液相有機絕緣材料；以及被包括在所述液相有機 絕緣材料中的固體顆粒，其中相對於所述絕緣層的水平平面，所述固體顆粒具有正曲率。所述絕緣膠可以包括30襯％至85襯％的固體顆粒和15襯％至70襯％的有機絕緣 材料。根據另一個示範實施例，提供了一種包括30襯％至85襯％的固體顆粒以及
415襯％至70襯％的液相有機絕緣材料的絕緣膠。其中所述絕緣膠適合於通過印刷在光電器 件中形成絕緣層。所述固體顆粒可以具有範圍從IOnm到15 μ m的最大直徑。所述固體顆粒可以具 有圓形截面、橢圓形截面或多邊形截面。所述固體顆粒可以在表面上具有凹槽。絕緣層可 具有基本上等於印刷絕緣膠的圖案的面積尺寸的面積尺寸。有機絕緣材料可包含30襯％至 85wt%的有機溶劑和15襯％至70wt%的絕緣聚合物材料。根據另一個示範實施例，提供了一種製造有機發光器件的方法，所述方法包括在 襯底上形成透明電極；在所述透明電極的至少邊緣區域上印刷絕緣膠，所述絕緣膠包括有 機絕緣材料和固體顆粒；硬化所述絕緣膠以形成絕緣層；以及在被所述絕緣層暴露的透明 電極上形成有機發光層。印刷所述絕緣膠可進一步包括通過混合所述有機絕緣材料和所述固體顆粒來準 備所述絕緣膠；以及在所述襯底上印刷所述絕緣膠。相對於所述絕緣層的水平平面，所述固體顆粒可以具有正曲率，並且具有範圍從 IOnm到15 μ m的最大直徑。所述固體顆粒可以具有圓形截面、橢圓形截面或多邊形截面。可在透明電極的邊 緣和在襯底的與透明電極的邊緣相鄰的部分上以圖案印刷絕緣膠，該圖案暴露透明電極的 中心區域。絕緣層可具有基本上等於該圖案的面積尺寸的面積尺寸。有機絕緣材料可包括 30 1%至85wt%的有機溶劑和15 丨％至70wt%的絕緣聚合物材料。
從下面參考附圖的描述可以更加詳細地理解示範實施例，在附圖中圖1到3是示出根據示範實施例的用於製造有機發光器件的方法的示意截面圖。圖4是示出絕緣膠材料的特性的示意圖。圖5是示出形成絕緣層的方法的流程圖。
具體實施例方式此後，將參考附圖更加詳細地描述本發明的示範實施例。但是，由於可以以不同形 式實現本發明，因此不能將本發明限制為這裡闡述的示範實施例。實際上，提供這些示範實 施例是為了使本公開對於本領域技術人員來說是徹底的且完全的，並將充分表達本發明的 範圍。本文中將使用相似參考數字表示相似部分。圖1到3是示出根據示範實施例的製造有機發光器件的方法的示意截面圖。圖4 是示出絕緣膠材料的特性的示意圖。圖5是示出形成絕緣層的方法的流程圖。參考圖1，在襯底100上形成下透明電極110。襯底100可以是玻璃襯底或塑料襯底，但不限於此。可以將薄矽襯底或藍寶石襯 底用作襯底100。在所述示範實施例中，將透明玻璃襯底用作襯底100。接下來，通過濺射工藝在襯底100上形成透明導電層。可以通過各種沉積工藝以 及所述濺射工藝中的一種來形成所述透明導電層。這裡，所述透明導電層是具有50 %或更 高透光率的薄導電層。可以由ΙΤΟ、IZO、ZnO, SnO和In203中的任意一種形成所述透明導 電層。在所述示範實施例中，將ITO層用作所述透明導電層。也就是，通過濺射工藝在所述玻璃襯底上形成ITO層來形成所述透明導電層。然後，在所述透明導電層上塗覆光刻膠並對光刻膠進行構圖，以通過曝光和顯影 工藝(即光刻工藝)形成具有精細圖案(具有大約Iym到大約30 μπι的線寬)的下透明 電極110。當然，所述示範實施例不限於此。例如，可以通過塗覆透明導電層並執行劃線工藝 形成下透明電極110。所述劃線工藝可以是雷射劃線工藝。通過所述雷射劃線工藝，留下在 有效區(例如，形成光電器件(例如0LED)的區域)上的下透明電極110並且去除在非有 效區上的透明導電層。這裡，所述雷射劃線是通過沿一個方向照射雷射來構圖所述透明電 極110的工藝。通過所述雷射劃線，精細構圖所述下透明電極110，並且可以簡化工藝。接下來，參考圖2，在襯底100的暴露區域上和被構圖的下透明電極100的邊緣區 域上形成絕緣層120。通過印刷工藝形成所述絕緣層120。也就是，通過在襯底100上以預定圖案(即， 形狀)的形式印刷絕緣膠(即，絕緣墨水)並通過照射熱或光硬化所印刷的絕緣膠來形成 所述絕緣層120。然而，如背景技術部分中所提到的，相關技術的絕緣膠是具有流動性和粘 度的有機絕緣材料(即，液相或凝膠相)。因此，由於在硬化之前印刷之後的期間內的回流 現象(reflow phenomenon)，絕緣層圖案的寬度可能大於初始預定圖案寬度且絕緣層圖案 可能具有非完美的形狀。因此，在所述示範實施例中，通過使用向所述有機絕緣材料添加固 體顆粒124製備的絕緣膠來防止所述回流現象。在膠僅包括液相的情況中，由於所述回流現象，在印刷之後圖案的形狀和尺寸容 易發生改變。然而，當如圖4所示添加具有正曲率的固體顆粒124時，同時存在固體顆粒124的 正曲率和粘性液體組分(即，見圖4的122)的負曲率。這樣，可以抑制所述粘性液體組分 的回流現象。在初始印刷階段中，固體組分處於液體組分中的鬆弛狀態並經受粘性流動，因此 能夠容易地執行所述印刷。一旦在所述襯底上印刷所述膠之後，具有所述正曲率的固體組 分與液體組分共存，以具有均勻的分布。在相鄰固體組分之間存在的液體組分相對於所述 固體組分具有負曲率，這使液體組分經受壓應力，因此可以防止回流。結果是，在硬化工藝 期間及之後，形狀和尺寸可以保持不變。就是說，絕緣層具有基本上等於印刷絕緣膠的圖案 的面積尺寸的面積尺寸。這裡，曲率表示在相鄰固體之間的液體吸引固體的效果，例如，表示線的彎曲或彎 曲程度。因此，根據本示範實施例的固體具有球形形狀而不是多邊形形狀將是有效的。此 時，正曲率表示曲線的至少一部分相對於與所述絕緣層120的上表面平行的水平平面是向 上彎曲的，而負曲率表示曲線的至少一部分相對於與所述絕緣層120的上表面平行的水平 平面是向下彎曲的。具有正曲率的顆粒可以表示具有凸起曲率的顆粒。因此，根據本示範實施例的絕緣膠包括有機絕緣材料122和固體顆粒124。這裡， 通過混合絕緣聚合物材料和有機溶劑製備所述有機絕緣材料122。此時，所述有機膠的整 體粘度根據所述有機溶劑的成分而改變。因此，在所述示範實施例中，通過混合30襯％到 85wt%的有機溶劑和15襯％到70wt%的絕緣聚合物材料製備所述液態有機絕緣材料122。 在所述有機溶劑的重量百分比超過所述範圍的上限的情況中，所述膠的粘度減弱，並因此造成在印刷之後的擴展問題，而在所述有機溶劑的重量百分比超過所述範圍的下限的情況 中，所述膠的粘度太強，以至於不能執行印刷工藝。在所述絕緣膠中的所述固體顆粒124是球形小顆粒將是有效的，但是，當然本發 明不限於此。例如，所述固體顆粒124可以是多邊形或橢圓微小顆粒。也就是，所述固體顆 粒124具有圓形、橢圓形或多邊形形狀的截面將是有效的。當然，所述固體顆粒124可以是 透明顆粒。在所述示範實施例中使用的固體顆粒124具有球形形狀。然而，所述球形固體 顆粒124也可以具有在其表面上形成的凹槽。可以在所述凹槽中容納所述有機絕緣材料以 改進固體材料與液體材料之間的曲率的變化。所述固體顆粒124的整個表面具有球形形狀 (即，相對於所述水平平面的凸起形狀)將是有效的。在將具有負曲率的顆粒用作所述固體 顆粒124的情況中，可能易於發生所述絕緣膠的回流。因此，優選在所述示範實施例中使用 具有正曲率的固體顆粒124。此時，微小固體顆粒124的尺寸小於印刷所述絕緣膠的印刷設備的噴嘴的直徑將 是有效的。因此，隨所述噴嘴的直徑改變所述固體顆粒124的直徑將是有效的。優選地，所 述固體顆粒124的直徑在IOnm到15 μ m的範圍內將是有效的。這裡，當所述固體顆粒124 的直徑大於上述直徑範圍時，所述噴嘴將被所述固體顆粒124阻塞，因此難以執行印刷工 藝並且所述固體顆粒的尺寸大於圖案尺寸。當所述固體顆粒124的直徑小於上述直徑範圍 時，諸如壓應力的用於防止回流的力減小，因此將產生回流。這裡，所述固體顆粒的材料不限於陶瓷(Si02、A1203等)、塑料及聚合物，並且可 以從不同種類的材料中選擇。除金屬(即，導電的)顆粒外，可以由從可以以球形形狀製造 的不同材料中選擇的材料製成所述固體顆粒。同樣，所述絕緣膠包括預定重量百分比的所述固體顆粒124和所述有機絕緣材料 將是有效的。優選地，所述絕緣膠可以包括30襯％到85wt%的固體顆粒124和15襯％到 70襯％的有機絕緣材料122。當所述絕緣固體顆粒124的含量大於所述上限時，在後續處理 期間可能降低層的質量並且可能在層中產生裂紋。同樣，當所述固體顆粒124的含量小於 所述下限時，可能發生膠的回流。因此，在本示範實施例中，製造並隨後通過印刷方法在襯底100上構圖前述絕緣 膠以形成所述絕緣層。將參考圖5的流程圖描述用於形成所述絕緣層的方法。首先，準備有機絕緣材料122和固體顆粒124(S100)。在上述範圍內攪動並混合所述有機絕緣材料122和固體顆粒124以製備絕緣膠 (SllO)。接下來，將所製備的絕緣膠提供給印刷設備。通過所述印刷設備將所述絕緣膠印 刷到襯底100上，以形成精細絕緣圖案(S120)。此時，通過使用包括所述固體顆粒124的所 述膠形成的絕緣圖案不會造成回流現象。由此，所述絕緣圖案可以保持初始構圖形狀。因 此，可以形成預定的精細圖案。接下來，將熱或光照射到所述絕緣膠上，以硬化所述絕緣膠，由此形成絕緣層 120(S130)。通過執行上述步驟，可以在下透明電極110的兩個邊緣上和在襯底100的暴露的 上部區域上形成所述絕緣層120。由於降低了下透明電極110之間的間距，絕緣層圖案120
7也變得精細。也就是，所述絕緣層120的水平寬度變窄。因此，在本示範實施例中，可以通 過使用印刷方法印刷包括絕緣固體顆粒和有機絕緣材料的絕緣膠來形成精細絕緣層120。 還有，通過防止所述絕緣膠的回流現象能夠增強可加工性。同樣，如在本示範實施例中描述的，僅將印刷設備、加熱器或光照射設備以及清洗 設備用於在被構圖的透明電極Iio的兩個邊緣上形成絕緣層120，因此可以簡化生產設施。如上所述，在形成下透明電極110和在所述下透明電極110的兩個邊緣區域上形 成所述絕緣層120之後，在被暴露的下透明電極110上形成有機發光層130。可以通過在所述被暴露的下透明電極110上相繼形成空穴注入層(HIL) 131、空穴 傳輸層(HTL) 132、發射層(EML) 133、電子傳輸層(ETL) 134和電子注入層(EIL) 135來形成 所述有機發光層130。通過形成CuPc或MTDATA的有機層在下透明電極110上形成HIL 131。通過形成 NPB或TPD的有機層在HIL 131上形成HTL 132。在HTL 132上形成EML 133。此時，所述 EML 133可以是由Alq3或Alq3:C545T製成的綠EML、由Alq3:DCJTB製成的紅EML、由SAlq 或DPVBi製成的藍EML以及它們的組合中的任何一種。通過形成Alq3或相似物的材料層 在EML 133上形成ETL134。通過形成LiF、BCP: Cs或相似物的材料層形成EIL 135。通過 上述工藝形成有機發光層130是有效的。此後，在所述有機發光層130上形成上電極140。也就是，通過使用濺射工藝在所述有機發光層130上沉積金屬材料形成所述上電 極140。所述金屬材料是從由Al、Ag、Cu及它們的合金構成的組中選擇的一種將是有效的。 當然，本發明並不限於此。例如，可以由透明電極形成所述上電極140。當然，不能將本發明的技術，即通過使用包含固體顆粒的膠(即墨水)的印刷工藝 形成絕緣層以防止電極之間的短路或開路的技術限制在前述有機發光器件，可以將本發明 應用到各種光電器件。也就是，根據在透明電極層上形成的光電器件層(即有機發光層、光 轉換層)，所述技術可以具有各種應用。例如，可以將本發明的技術應用到諸如光傳感器、太 陽能電池或發光二極體的各種光電器件。如上所述，根據所述示範實施例，可以通過向具有粘度的液相(即凝膠)有機材料 絕緣添加固體顆粒以製備膠和通過印刷對所述膠進行構圖來防止膠的回流現象。還有，由於本發明可以防止回流現象，因此可以保持所印刷的圖案的初始形狀，並 且由此可以形成精細的絕緣圖案。雖然已經參考特定示範實施例描述了絕緣膠和使用絕緣膠製造有機發光器件的 方法，但不限於此。因此，本領域技術人員應該充分理解的是，在不偏離本發明由權利要求 確定的精神和範圍的情況下可以對本發明進行各種修改和改變。
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權利要求
一種適合於通過印刷在光電器件中形成絕緣層的絕緣膠，所述絕緣膠包含具有粘度的液相有機絕緣材料；以及被包括在所述液相有機絕緣材料中的固體顆粒，其中相對於所述絕緣層的水平平面，所述固體顆粒具有正曲率。
2.如權利要求1所述的絕緣膠，其中所述絕緣膠包含30襯％到85wt%的固體顆粒和 15襯％到70wt%的有機絕緣材料。
3.如權利要求2所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒具有範圍從IOnm到15μ m的最大直徑。
4.如權利要求2所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒具有圓形截面、橢圓形截面或多邊 形截面。
5.如權利要求2所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒在其表面上具有凹槽。
6.如權利要求2所述的絕緣膠，其中所述有機絕緣材料包含30wt%至85wt%的有機溶 劑和15襯％至70襯％的絕緣聚合物材料。
7.如權利要求1所述的絕緣膠，其中所述絕緣層具有基本上等於印刷所述絕緣膠的圖 案的面積尺寸的面積尺寸。
8.一種絕緣膠，包含 30襯％到85wt%的固體顆粒；以及 15襯％到70wt%的液相有機絕緣材料；其中所述絕緣膠適合於通過印刷在光電器件中形成絕緣層。
9.如權利要求8所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒具有範圍從IOnm到15μ m的最大直徑。
10.如權利要求8所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒具有圓形截面、橢圓形截面或多邊 形截面。
11.如權利要求8所述的絕緣膠，其中所述固體顆粒在其表面上具有凹槽。
12.如權利要求8所述的絕緣膠，其中所述有機絕緣材料包含30襯％至85wt%的有機 溶劑和15襯％至70wt%的絕緣聚合物材料。
13.如權利要求8所述的絕緣膠，其中所述絕緣層具有基本上等於印刷所述絕緣膠的 圖案的面積尺寸的面積尺寸。
14.一種用於製造有機發光器件的方法，所述方法包括 在襯底上形成透明電極；在所述透明電極的至少邊緣區域上印刷絕緣膠，所述絕緣膠包含有機絕緣材料和固體 顆粒；硬化所述絕緣膠以形成絕緣層；以及在被所述絕緣層暴露的透明電極上形成有機發光層。
15.如權利要求14所述的方法，其中印刷所述絕緣膠包括 通過混合所述有機絕緣材料和所述固體顆粒準備絕緣膠；以及 在所述襯底上印刷所述絕緣膠。
16.如權利要求14所述的方法，其中相對於所述絕緣層的水平平面，所述固體顆粒具 有正曲率和具有範圍從IOnm到15 μ m的最大直徑。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述固體顆粒具有圓形截面、橢圓形截面或多邊 形截面。
18.如權利要求14所述的方法，其中在所述透明電極的邊緣和在所述襯底的與所述透 明電極的邊緣相鄰的部分上以圖案印刷所述絕緣膠，所述圖案暴露所述透明電極的中心區 域。
19.如權利要求18所述的方法，其中所述絕緣層具有基本上等於所述圖案的面積尺寸 的面積尺寸。
20.如權利要求14所述的方法，其中所述有機絕緣材料包含30wt%至85wt%的有機溶 劑和15襯％至70襯％的絕緣聚合物材料。
全文摘要
提供了一種絕緣膠和一種使用這種絕緣膠製造有機發光器件的方法。所述絕緣膠適合於通過印刷在光電器件中形成絕緣層，所述絕緣膠包含具有粘度的液相有機絕緣材料；以及被包括在該液相有機絕緣材料中的固體顆粒，其中相對於所述絕緣層的水平平面，所述固體顆粒具有正曲率。由此，通過向所述液相有機絕緣材料添加所述固體顆粒來製備所述絕緣膠並構圖所述絕緣膠，可以形成精細絕緣層圖案。
文檔編號C09D11/10GK101955703SQ20101022101
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月8日 優先權日2009年7月15日
發明者劉永三, 李亨燮, 林赫 申請人:周星工程股份有限公司