專利名稱：有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光裝置(OLED)及其制造方法，且更具體地涉及一種OLED及其制造方法，該OLED包括具有三層結(jié)構(gòu)的像素電極，其中間置有由Ag制成的反射層。
背景技術(shù)：
一般地，OLED是一種發(fā)射顯示裝置，其電激發(fā)熒光有機(jī)化合物來發(fā)光。依據(jù)驅(qū)動(dòng)N×M像素的類型，OLED可以分為無源矩陣OLED和有源矩陣OLED。有源矩陣OLED(AMOLED)用于大屏幕顯示器且具有高清晰度。另外，AMOLED比無源矩陣OLED(PMOLED)消耗較少的功率。
依據(jù)從有機(jī)化合物發(fā)出的光的方向，OLED還分為頂發(fā)射OLED、底發(fā)射OLED和兩面發(fā)射OLED。兩面發(fā)光OLED同時(shí)進(jìn)行頂和底發(fā)射。頂發(fā)射OLED，即，用于在設(shè)置單元像素的襯底的相對(duì)方向發(fā)射光的裝置，具有高于底發(fā)射OLED的開口率的開口率。
兩面發(fā)射OLED的需求正在增長(zhǎng)，兩面發(fā)射OLED包括頂發(fā)射OLED的主要顯示窗口和底發(fā)射OLED的輔助顯示窗口。兩面發(fā)射OLED通常應(yīng)用于移動(dòng)電話，這種移動(dòng)電話在外部包括輔助顯示窗口而在內(nèi)部包括主要顯示窗口。輔助顯示窗口使用比主要顯示窗口小的功率，當(dāng)移動(dòng)電話處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)連續(xù)地維持“開”狀態(tài)，由此顯示例如移動(dòng)電話的信號(hào)接收狀態(tài)、充電的電池狀態(tài)、當(dāng)前時(shí)間等。
圖1A是示出傳統(tǒng)的OLED的橫截面圖。首先，預(yù)定厚度的緩沖層110形成于襯底100上，且然后形成薄膜晶體管，該晶體管包括多晶硅圖案122、柵極電極132以及源極和漏極電極150和152。在多晶硅圖案122的兩側(cè)提供源極和漏極區(qū)120，在源極和漏極區(qū)120中離子注入雜質(zhì)，且柵極絕緣層130設(shè)置于所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上。
然后預(yù)定厚度的鈍化層160形成于所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，且通過光刻和蝕刻工藝蝕刻鈍化層160來形成第一接觸通孔孔(未顯示)來暴露源極和漏極150和152之一，例如漏極電極152。鈍化層160是由氮化硅、氧化硅或其疊層結(jié)構(gòu)形成的有機(jī)絕緣層。
然后第一絕緣層170形成于所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上。第一絕緣層170可以由從聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯基樹脂、旋涂玻璃(SOG)，丙烯酸酯等構(gòu)成的組選擇的一種材料形成，用于平坦化像素區(qū)。
通過光刻和蝕刻工藝蝕刻第一絕緣層170來形成第二接觸通孔(未顯示)來暴露第一接觸通孔。
反射層的疊層結(jié)構(gòu)和用于像素電極的薄層(未顯示)然后形成于所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上。反射層由高反射金屬形成，諸如Al、Mo、Ti、Au、Ag、Pd或其合金。當(dāng)依據(jù)上述的工藝形成反射層時(shí)，形成頂發(fā)射OLED，而當(dāng)依據(jù)下述的工藝形成反射層時(shí)，形成底發(fā)射OLED。
底發(fā)射OLED形成為具有用于像素電極的薄層，其具有大約10至300的厚度，該薄層利用透明金屬材料，諸如ITO(氧化銦錫)形成。
通過光刻和蝕刻工藝蝕刻疊層結(jié)構(gòu)來形成像素電極182和反射層圖案180a。
然后用于界定發(fā)射區(qū)的第二絕緣層圖案190形成于所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上。第二絕緣層圖案190可以由從聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯基樹脂、酚醛樹脂，丙烯酸酯等構(gòu)成的組選擇的一種材料形成。
在由第二絕緣層圖案190界定的像素區(qū)中利用低分子沉積方法或激光誘發(fā)熱成像方法形成發(fā)射層192。形成相對(duì)的電極(未顯示)來完成OLED。例如，當(dāng)形成頂發(fā)射OLED時(shí)，相對(duì)電極由透明電極或透明金屬電極形成，而當(dāng)形成底發(fā)射OLED時(shí)，相對(duì)電極由金屬電極或包括反射層的反射電極形成。
因此，當(dāng)頂發(fā)射OLED形成于反射層圖案180a和像素電極182的類疊層結(jié)構(gòu)中時(shí)，反射層圖案180a和像素電極182同時(shí)暴露于在光刻和蝕刻工藝中使用的電解質(zhì)溶液，從而當(dāng)疊層結(jié)構(gòu)中具有大電動(dòng)勢(shì)的材料被腐蝕時(shí)出現(xiàn)電化學(xué)現(xiàn)象，由此損傷像素電極。結(jié)果，劣化諸如亮度的光學(xué)特性。
圖1B是通過另一傳統(tǒng)工藝形成的OLED的橫截面圖。參考圖1B，為了解決該問題，形成具有島結(jié)構(gòu)的反射層圖案180b。因此，反射層圖案180b和像素電極182可能不同時(shí)暴露于在光刻和蝕刻工藝中使用的電解質(zhì)溶液。
如上所述，當(dāng)反射層圖案由Al形成時(shí)，反射層圖案和像素電極應(yīng)當(dāng)分開構(gòu)圖。另外，因?yàn)轫敯l(fā)射OLED利用了光的諧振效應(yīng)，通過形成盡可能薄的像素電極來容易地調(diào)整彩色坐標(biāo)是重要的。但是，當(dāng)形成薄像素電極時(shí)，在接觸通孔的臺(tái)階部分容易產(chǎn)生短路。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了一種OLED和制造其的方法，其通過形成下像素電極、Ag反射層圖案和上像素電極的疊層結(jié)構(gòu)作為像素電極，能夠改善裝置的電學(xué)特性和光學(xué)特性，從而解決了與傳統(tǒng)的裝置有關(guān)的上述問題。
可以理解前述的一般描述和以下的詳細(xì)描述是示范性的和說明性的，且旨在提供如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步的說明。


附圖提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，引入附圖以構(gòu)成本說明書的部分，附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例且與描述一起用作解釋本發(fā)明的原理。
圖1A通過傳統(tǒng)的操作形成的OLED的橫截面圖。
圖1B通過其它傳統(tǒng)的操作形成的OLED的橫截面圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的OLED的橫截面圖。
圖3是依據(jù)反射層類型顯示反射率的曲線圖。
圖4是依據(jù)反射層類型和像素電極的厚度顯示反射率的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考顯示本發(fā)明的實(shí)施例的附圖更加全面地在下文描述本發(fā)明。
圖2是依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的OLED的橫截面圖，包括在襯底200上的三層像素電極，其具有下像素電極280a、反射層圖案282和上像素電極280b。下像素電極280a厚于上像素電極280b的厚度，且反射層圖案可以由Ag形成。
有機(jī)發(fā)光顯示器可以依據(jù)以下的操作形成。
在由玻璃、石英、藍(lán)寶石等制成的襯底200的整個(gè)表面上形成具有預(yù)定厚度的緩沖層210。緩沖層210可以利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)由氧化硅形成。緩沖層210防止襯底200中的雜質(zhì)在非晶硅層的結(jié)晶工藝期間擴(kuò)散，該非晶硅層將形成于襯底上。
在緩沖層210上提供具有預(yù)定厚度的非晶硅層(未顯示)，且利用準(zhǔn)分子激光退火(ELA)技術(shù)、連續(xù)橫向固化(SLS)技術(shù)、金屬誘發(fā)結(jié)晶(MIC)技術(shù)或金屬誘發(fā)橫向結(jié)晶(MILC)技術(shù)結(jié)晶非晶硅層，且通過光刻和蝕刻工藝構(gòu)圖非晶硅層來在單元像素的薄膜晶體管區(qū)中形成多晶硅圖案222。多晶硅圖案222還包括隨后形成的源極和漏極區(qū)220。
隨后在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成具有預(yù)定厚度的柵極絕緣層230。柵極絕緣層230可以由氧化硅、氮化硅或其疊層結(jié)構(gòu)形成。
在柵極絕緣層230上形成作為柵極電極的金屬層(未顯示)。金屬層可以是單一層或多層結(jié)構(gòu)，單一層諸如Al或鋁合金，例如Al-Nd，多層結(jié)構(gòu)將該單一層結(jié)構(gòu)堆疊在由Cr或Mo合金形成的附加層上。隨后通過光刻和蝕刻工藝蝕刻金屬層來形成柵極電極232。然后，將雜質(zhì)離子注入柵極電極232的兩個(gè)下面部分的多晶硅圖案222來形成源極和漏極區(qū)220。
隨后在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成具有預(yù)定厚度的層間介質(zhì)。例如，層間介質(zhì)240可以由氮化硅形成。
隨后通過光刻和蝕刻工藝層蝕刻層間介質(zhì)240和柵極絕緣層230來形成接觸孔(未示出)用于暴露源極和漏極區(qū)220。在整個(gè)表面上，包括在接觸孔中形成電極材料，且通過光刻和蝕刻工藝蝕刻電極材料來形成與源極和漏極區(qū)220連接的源極和漏極電極250和252。電極可以由MoW、Al-Nd或其疊層結(jié)構(gòu)制成。
在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上沉積鈍化層260，鈍化層260由氮化硅、氧化硅或其疊層結(jié)構(gòu)制成且具有預(yù)定的厚度。
通過光刻和蝕刻工藝蝕刻鈍化層260來形成第一接觸通孔(未顯示)來暴露源極和漏極電極250和252之一，例如漏極電極252。
隨后在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成第一絕緣層270。形成第一絕緣層270具有充分的厚度來平坦化整個(gè)薄膜晶體管區(qū)，且可以由聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯基樹脂、旋涂玻璃(SOG)，丙烯酸酯等形成。
隨后利用光刻和蝕刻工藝蝕刻第一絕緣層270來形成第二接觸通孔(未顯示)來通過第一接觸通孔暴露源極和漏極電極250和252之一。
在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成下像素電極的薄層(未顯示)。下像素電極的薄層為大約100至1000厚且由透明金屬電極制成，諸如ITO(氧化銦錫)、IZO、In2O3或Sn2O3。下像素電極的薄層改善界面特性，例如，第一絕緣層270和隨后形成于該薄層上的反射層(未顯示)之間的粘接。
反射層通過反射光提高亮度和照明效率。反射層可以由具有大約80％反射率的Ag、Pd、Pt等形成。反射層大約為500至3000厚。
隨后在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成上像素電極的薄層(未顯示)。下像素電極的薄層為大約10至300厚，優(yōu)選為20至100厚，以便于色彩坐標(biāo)的調(diào)整。
隨后通過光刻和蝕刻工藝蝕刻上像素電極的薄層、反射層和下像素電極的薄層的疊層結(jié)構(gòu)來形成三層像素電極，其具有上像素電極280b、反射層圖案282和下像素電極280a。部分下像素電極280a與源極和漏極電極250和252之一連接，例如，通過第二接觸通孔與漏極電極252連接。雖然像素電極的薄層和反射層同時(shí)暴露于蝕刻工藝期間使用的電解質(zhì)溶液，但電化學(xué)現(xiàn)象沒有發(fā)生。
隨后在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成第二絕緣層。通過光刻和蝕刻工藝蝕刻第二絕緣層來形成界定發(fā)射區(qū)的第二絕緣層圖案290。
隨后在由第二絕緣層圖案290所暴露的發(fā)射區(qū)上形成發(fā)射層292。通過低分子沉積方法、激光誘發(fā)熱成像方法等形成發(fā)射層292。發(fā)射層292可以由至少一薄層形成，該薄層從由電子注入層、電子傳輸層、空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層和有機(jī)發(fā)射層構(gòu)成的組選擇(見圖2)。
相對(duì)電極(未顯示)由透明電極形成，從而完成有機(jī)發(fā)光顯示器。
圖3是依據(jù)發(fā)射層類型顯示反射率的曲線圖。具體地，該圖顯示了依據(jù)光的波長(zhǎng)的反射率，(X)當(dāng)反射層由AlNd形成時(shí)，(Y)當(dāng)ITO形成于反射層上而反射層由AlNd形成時(shí)，(Z)當(dāng)反射層由Ag形成時(shí)。當(dāng)反射層由Ag形成時(shí)，該Ag使用ATD-30(商標(biāo)名)，一種Ag合金。如曲線圖所示，(Z)當(dāng)反射層由Ag形成時(shí)，無論光的波長(zhǎng)為多少，反射率比當(dāng)反射層由AlNd形成時(shí)或當(dāng)ITO形成于由AlNd形成的反射層上時(shí)高出大約15％。
圖4是依據(jù)發(fā)射層類型和像素電極的厚度顯示反射率的曲線圖。具體地，該圖顯示了依據(jù)光的波長(zhǎng)的反射率，(X’)和(Y’)當(dāng)反射層由Ag形成時(shí)，(Z)當(dāng)反射層由AlNd形成時(shí)。該圖顯示了依據(jù)光的波長(zhǎng)的反射率，當(dāng)Ag形成的像素電極的厚度大約是125厚時(shí)(X’)和大約是250厚時(shí)(Y’)。當(dāng)形成于反射層上的像素電極是大約250厚時(shí)，當(dāng)波長(zhǎng)小于大約500時(shí)，反射率減小。因此，在反射層由Ag制成的情況下，當(dāng)像素電極的厚度減小時(shí)依據(jù)光的波長(zhǎng)有較小的反射率的變化。
依據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，通過利用Ag形成反射層可以改善反射率。由于可以同時(shí)構(gòu)圖像素電極和反射層，所以本工藝可以被簡(jiǎn)化。另外，通過利用具有下像素電極、反射層圖案和上像素電極的三層結(jié)構(gòu)可以改善反射層和有機(jī)絕緣層之間的界面特性。另外，可以通過形成能夠優(yōu)化反射層特性的上像素電極改善照明效率。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，在本發(fā)明中作出的各種修改和變化是顯而易見的。因此，如果這些修改和變化落在所附的權(quán)利要求和它們的等價(jià)物的范圍內(nèi)，本發(fā)明旨在覆蓋本發(fā)明的修改和變化。
本發(fā)明要求于2004年5月28日申請(qǐng)的Korean Patent ApplicationNo.2004-38534的權(quán)益，其全體內(nèi)容引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括薄膜晶體管，在襯底上具有柵極電極與源極和漏極電極；三層像素電極，在所述襯底上，具有下像素電極、反射層圖案和上像素電極，且通過形成于絕緣層中的接觸通孔與所述源極和漏極電極之一連接；有機(jī)層，提供于所述上像素電極上且至少具有發(fā)射層；和相對(duì)電極，提供在所述有機(jī)層上。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述絕緣層是鈍化層和平坦化層的疊層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述絕緣層是有機(jī)絕緣層和無機(jī)絕緣層的疊層結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述下像素電極大約是100至1000厚。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述反射層圖案由從包括Ag、Pt和Pd的組中選擇的一種材料形成。
6.如權(quán)利要求5所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述反射層圖案包括Ag。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述反射層圖案大約是500至3000厚。
8.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述上像素電極大約是10至300厚。
9.如權(quán)利要求8所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述上像素電極大約是20至100厚。
10.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中所述相對(duì)電極是透明電極。
11.制造有機(jī)發(fā)光裝置的一種方法，包括在襯底上形成薄膜晶體管，所述薄膜晶體管具有柵極電極與源極和漏極電極；在所述薄膜晶體管的整個(gè)表面上形成絕緣層；利用光刻和蝕刻工藝蝕刻所述絕緣層來形成接觸通孔，暴露所述源極和漏極電極之一；在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括用于下像素電極的一層、反射層和用于上像素電極的一層；蝕刻所述的疊層結(jié)構(gòu)來形成三層像素電極，所述三層像素電極通過所述接觸通孔與所述源極和漏極電極之一連接，且具有下像素電極、反射層圖案和上像素電極；在所述上像素電極上形成至少具有發(fā)射層的有機(jī)層；和在所述有機(jī)層上形成相對(duì)電極。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述絕緣層形成為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括鈍化層和平坦化層。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述絕緣層形成為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括有機(jī)絕緣層和無機(jī)絕緣層。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中通過執(zhí)行所述光刻和蝕刻工藝兩次形成所述接觸通孔。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述下像素電極形成至大約100至1000厚。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述反射層圖案由從包括Ag、Pt和Pd的組中選擇的一種材料形成。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述反射層圖案包括Ag。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述反射層圖案形成至大約500至3000厚。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述上像素電極形成至大約10至300厚。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述上像素電極形成至大約20至100厚。
21.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相對(duì)電極由透明電極形成。
全文摘要
提供一種有機(jī)發(fā)光裝置(OLED)和制造該裝置的方法，其中OLED包括襯底上的薄膜晶體管，具有柵極電極與源極和漏極電極；襯底上的三層像素電極，具有下像素電極、反射層圖案和上像素電極，且通過形成于絕緣層的接觸通孔與源極和漏極電極之一連接；有機(jī)層，提供于上像素電極上且至少具有發(fā)射層；和相對(duì)電極，提供在有機(jī)層上。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1708198SQ20051007388
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者徐昌秀, 樸汶熙, 姜泰旭, 申鉉億, 裵晟植 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社