專利名稱：有機發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機發(fā)光二極管(OLED)及其制造方法。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光二極管(OLED)是通過順次堆疊作為陽極的第一電極、有機發(fā)射層、以及 作為陰極的第二電極而制造的。在其中從有機發(fā)射層發(fā)射的光傳輸穿過第二電極以實現(xiàn)圖像的頂發(fā)射型OLED結(jié) 構(gòu)中，使用具有高功函的金屬氧化物在反射層上形成第一電極，和使用半透過性的反射型 電極形成第二電極。另外，可通過在頂發(fā)射型OLED中的反射層與第二電極之間發(fā)生的光學 共振進一步提高朝第二電極發(fā)射的光的發(fā)光效率。在這點上，如果用作陽極的第一電極的厚度增加，則可減少暗淡的點(暗點)的形 成，以及可降低功耗。另外，在頂發(fā)射型OLED中，由于在陽極下面形成的反射層與用作陰極的半透過性 反射層之間發(fā)生的共振，從有機發(fā)射層發(fā)射的光傳輸穿過陽極。因而，如果陽極的吸收常數(shù) k增大，則發(fā)光效率降低。已在常規(guī)OLED中用作陽極的氧化銦錫(ITO)層具有高的吸收常數(shù)k以及與反射 層不同的蝕刻速率，因而難以利用其形成厚的陽極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式的方面涉及具有改善的(或優(yōu)異的)發(fā)光效率和降低的功耗 的、具有充分厚度的陽極的有機發(fā)光二極管(OLED)及其制造方法。本發(fā)明的一個實施方式提供有機發(fā)光二極管(OLED)，包括基板；在所述基板上 并且包括金屬的反射層；在所述反射層上并且包括透光的氧化鋁鋅(AZO)的第一電極；在 所述第一電極上并且包括發(fā)射層的有機層；以及在所述有機層上并且包括半透過性反射層 的第二電極。所述OLED可進一步包括在所述基板上并與所述反射層電連接的薄膜晶體管。所述OLED可進一步包括在所述反射層與所述基板之間的薄膜晶體管和接觸層， 所述接觸層包括ΑΖ0，和其中所述接觸層與所述薄膜晶體管接觸。所述有機層可進一步包括在所述發(fā)射層與所述第一電極之間的第一層，其中所述 第一層的厚度為約40nm 約120nm。所述第一電極可具有約30nm 約140nm的厚度。所述透光的AZO可具有約1 X 10_3約2X 10_2的吸收常數(shù)。
本發(fā)明的另一實施方式提供制造有機發(fā)光二極管(OLED)的方法，該方法包括在 基板上形成包括金屬的反射層；在所述反射層上形成包括透光的氧化鋁鋅(AZO)的第一電 極；在所述第一電極上形成包括發(fā)射層的有機層；以及在所述有機層上形成包括半透過性 反射層的第二電極。所述第一電極的形成可包括在所述反射層上沉積鋁氧化物；和在所述反射層上沉積鋅氧化物。所述鋁氧化物的沉積和所述鋅氧化物的沉積可同時進行。所述第一電極的形成可包括以約1 99 約10 90的重量比沉積所述鋁氧化 物和所述鋅氧化物。所述鋁氧化物和所述鋅氧化物的沉積可在約100°C 約450°C的溫度下進行。所述方法可進一步包括在所述基板上形成薄膜晶體管，其中所述反射層與所述薄 膜晶體管電連接。所述方法可進一步包括在形成所述反射層之前形成包括AZO的接觸層以與所述 薄膜晶體管接觸，其中所述反射層在所述接觸層上面。所述有機層可進一步包括在所述發(fā)射層與所述第一電極之間的第一層，其中所述 第一層具有約40nm 約120nm的厚度。所述第一電極可具有約30nm 約140nm的厚度?？蓪⑺龅谝浑姌O和所述反射層同時圖案化。這樣，由于前述內(nèi)容和下面更詳細描述的內(nèi)容，即使形成于頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的反射層 上的第一電極是充分厚的，本發(fā)明實施方式的發(fā)光效率也不降低。另外，由于所述充分厚的第一電極，可降低功耗，且還可提高所述OLED的效率。此外，可通過所述第一電極的厚度而不是所述有機層的第一層的厚度來控制所述 反射層與所述作為半透過性反射層的第二電極之間的共振厚度。還可通過將所述充分厚的第一電極和所述反射層同時圖案化來提高所述OLED的
生產(chǎn)率。


附圖和說明書一起說明本發(fā)明的示例性實施方式，并且和說明書一起用于解釋本 發(fā)明的原理。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的有機發(fā)光二極管(OLED)的示意性橫截面 圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一電極的吸收常數(shù)k和常規(guī)ITO層的吸收常 數(shù)k相對于波長的圖；和圖3是根據(jù)另一實施方式的OLED的示意性橫截面圖。
具體實施例方式在下面的詳細描述中，僅僅通過圖解展示和描述了本發(fā)明的僅一些示例性實施方 式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到的，所描述的實施方式可以各種不同的方式進行修改，所有 這些方式都不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，應(yīng)認為附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的并且不是限制性的。在說明書中，相同的附圖標記始終表示相同的元件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的有機發(fā)光二極管(OLED)的示意性橫截面圖。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實施方式的OLED包括基板1、在基板1上形成的反射層2、在反射層2上形成的第一電極3、在第一電極3上形成的有機層4、以及在有機層4上形成的 第二電極5。基板1可由玻璃形成，但用于形成基板1的材料不限于此?；?也可由塑料、金 屬等形成。還可在基板1上(例如，在基板1與反射層2之間)形成絕緣層以使基板1的 表面平坦化和減少或防止雜質(zhì)從基板1的擴散?；?可對光是透明的。然而，本發(fā)明不 限于此，和基板1可對光不是透明的。反射層2可由具有高的光反射率的材料如金屬形成。確定反射層2的厚度使得光 被充分地反射。反射層2可由Al、Ag、Cr、Mo等形成，并且可具有約Ι,ΟΟΟΑ的厚度。可使用透光的鋁摻雜的鋅氧化物或氧化鋁鋅(AZO)在反射層2上形成第一電極3。 第一電極3起到OLED的陽極的作用。 AZO是通過將鋁氧化物例如Al2O3與鋅氧化物例如ZnO以特定比率混合和沉積該 混合物而形成的。AZO形成為對光是透明的。鋁氧化物與鋅氧化物之比可為1 99 10 90(或者約1 99 約10 90)。 鋁氧化物與鋅氧化物之比可為2 98 (或約2 98)。如果鋁氧化物的份額小于1或大于 10，則電阻值可增加。另外，可在100°C 450°C (或者約100°C 450°C )的溫度下通過在腔室中的分 別的坩堝同時沉積鋁氧化物和鋅氧化物以形成AZO層。在一個實施方式中，如果沉積溫度 小于100°C，則AZO層的質(zhì)量降低，透射率降低，和吸收常數(shù)k增大。在一個實施方式中，如 果沉積溫度大于450°C，則基板可變形。AZO層的吸收常數(shù)可為1 X 10_3 2X 10_2 (或約1 X 10_3約2X 10_2)。隨著吸收常 數(shù)k降低，功耗降低，并且因而頂發(fā)射的發(fā)光效率增加。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的AZO層(II和III)的吸收常數(shù)k和常規(guī)ITO 層(I)的吸收常數(shù)k相對于波長的圖。圖2的曲線II顯示在200°C下以2 98的重量比沉積鋁氧化物和鋅氧化物時AZO 層的吸收常數(shù)k。圖2的曲線III顯示在400°C下以2 98的重量比沉積鋁氧化物和鋅氧 化物時AZO層的吸收常數(shù)k?；谇€II，AZO層在450 650nm的可見光波長范圍內(nèi)顯 示出0. 016 0. 012的低吸收常數(shù)。基于曲線ΙΙΙ,ΑΖΟ層在所述可見光波長范圍內(nèi)顯示出 0.002 0.006的甚至更低的吸收常數(shù)。這兩個AZO層都具有遠比ITO層(I)在所述可將 光波長范圍內(nèi)的0. 022 0. 04的吸收常數(shù)小的吸收常數(shù)。隨著吸收常數(shù)下降了 10倍(S卩，下降90%或下降至1/10)，功耗降低了約10%。 因而，在400°C下沉積的AZO層的吸收常數(shù)小于在200°C下沉積的AZO層的吸收常數(shù)。難以 將吸收常數(shù)減小至小于ιχιο_3。由于AZO層比用作常規(guī)陽極的ITO層被更快地蝕刻，因此更容易將AZO層與反射 層2同時圖案化。即，當ITO層具有200A (或約200A)的厚度時，難以同時蝕刻ITO層和 使用Ag形成的反射層2。然而，由于具有大于1OOOA (或約1OOOA)厚度的AZO層具有高的蝕刻速率，因此容易同時蝕刻AZO層和使用Ag形成的反射層2。因而，第一電極3可具有 充分的厚度，即，30 140nm(或者約30 約140nm)，并且因此可降低功耗，以及可滿足作 為反射層2與第二電極5之間的距離tl的共振厚度。常規(guī)地，已在有機層上形成支持層以 滿足共振厚度。然而，在這里不需要這樣的額外支持層。
有機層4包括發(fā)射層42。作為公共功能層的第一層41設(shè)置于發(fā)射層42與第一電極3之間。可通過堆疊空穴注入層(HIL)和空穴傳輸層(HTL)兩者或者選擇性地堆疊HIL和 HTL之一來形成第一層41?？墒褂糜糜谛纬蒆IL的材料的熱蒸發(fā)或旋涂來形成HIL。用于形成HIL的材料可為酞菁化合物如銅酞菁，或者星爆型胺衍生物如TCTA、 m-MTDATA 禾口 m-MTDAPB。
φ φ TCTAm-MTDATA
O Vi Λ^可使用用于形成HTL的材料通過真空沉積、旋涂、流延、朗繆爾_布羅杰特法(LB) 等在HIL上形成HTL?？赏ㄟ^真空沉積形成HTL以獲得均勻的層和減少或防止針孔的形成。 當通過真空沉積形成HTL時，真空沉積條件可根據(jù)用于形成HTL的材料而改變。然而，通常， 用于真空沉積的條件類似于用于形成HIL的那些。用于形成HTL的材料可為N，N'-雙(3_甲基苯基)-N，N' - 二苯基_[1，1_聯(lián) 苯]-4，4' -二胺(TPD)、以及 N，N' -二(萘-1-基)-N，N' - 二苯基聯(lián)苯胺(α-NPD)，
但不限于此。
^OrO^ Q O
^ TPD P化^汐然后，在第一層41上形成發(fā)射層42，以及在發(fā)射層42上形成作為另一公共功能層 的第二層43。可通過堆疊電子注入層(EIL)和電子傳輸層(ETL)兩者或者選擇性地堆疊EIL和 ETL之一形成第二層43。EIL 可由 LiF, NaCUCsF, Li2O, BaO, Liq 等形成。EIL 的厚度可為 1~100入(或者約ι 約ιοοΑ)，但不限于此。<formula>formula see original document page 7</formula>可使用真空沉積或旋涂形成ETL。用于形成ETL的材料可為Alq3,但不限于此。ETL 的厚度可為50 600A (或者約50 約600A)，但可根據(jù)用于形成其它層的材料而改變?？墒褂糜糜谧钃蹩昭ǖ牟牧显谟袡C發(fā)射層42與第二層43之間、或者在第二層43 的EIL與ETL之間選擇性地設(shè)置空穴阻擋層(HBL)。用于形成HBL的材料具有高的電子傳 輸能力和比發(fā)射化合物高的電離勢。用于形成HBL的材料可為Balq、BCP和TPBI，但不限 于此。
<formula>formula see original document page 7</formula>發(fā)射層42可由主體材料和摻雜劑材料的混合物形成，或者可獨立地由所述主體 材料或所述摻雜劑材料形成。所述主體材料可為三(8-羥基-喹啉)鋁(Alq3)、9，10_ 二(萘_2_基)蒽(AND)、 3_ 叔丁基 _9，10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)、4，4'-雙(2，2-二苯基-乙烯-1-基)-1， 1 ‘-聯(lián)苯(DPVBi)、4，4'-雙(2，2_ 二(4-甲基苯基)-乙烯-1-基)-1，1 ‘-聯(lián)苯 (ρ-DMDPVBi)、三(9，9-二芳基芴)(TDAF)、2-(9，9'-螺二芴-2-基)-9，9 ‘-螺二芴 (BSDF)、2，7-雙(9，9'-螺二芴-2-基)-9，9 ‘-螺二芴(TSDF)、雙(9，9_ 二芳基芴) (BDAF)、4，4'-雙(2，2-二(4-叔丁基苯基)-乙烯-1-基)-1，1'-聯(lián)苯(p-TDPVBi)、 1,3-雙(咔唑-9-基)苯(mCP)、l，3，5-三(咔唑-9-基)苯(tCP)、4，4'，4〃 -三(咔 唑-9-基)三苯基胺(TcTa)、4，4'-雙(咔唑_9_基)聯(lián)苯(CBP)、4，4 ‘-雙(9-咔唑 基)-2，2' -二甲基-聯(lián)苯(CBDP)、4，4'-雙(咔唑-9-基)-9，9-二甲基-芴(DMFL-CBP)、 4,4 ‘-雙(咔唑-9-基)-9，9_ 雙(9-苯基-9H-咔唑)芴(FL-4CBP)、4，4'-雙(咔 唑-9-基)-9，9- 二-甲苯基-芴(DPFL-CBP)、9，9-雙(9-苯基-9H-咔唑)芴(FL-2CBP)寸。摻雜劑材料可為4，4'-雙[4_( 二-對甲苯基氨基)苯乙烯基]聯(lián)苯(DPAVBi)、 9，10- 二(萘-2-基)蒽(ADN)、3_ 叔丁基-9，10- 二(萘-2-基)蒽(TBADN)等。
<formula>formula see original document page 8</formula>
在形成有機層4之后，在有機層4上形成第二電極5。使用低功函的金屬形成第二電極5?？赏ㄟ^減小厚度進行半透過性反射。Mg:Ag 薄層可具有100 300A (或者約100 約300A)的厚度。也可使用低功函金屬如Al、Au 和Cr。在形成第二電極5之后，可在第二電極5上形成覆蓋層(capping layer)60覆蓋 層6可由用于光傳輸?shù)耐该鞯挠袡C或無機材料形成。通過將彼此面對的反射層2與第二電極5之間的距離tl調(diào)節(jié)至發(fā)射層42的發(fā)射 波長，可由于光學共振增加光耦合效率。由于在常規(guī)OLED中，第一電極3難以具有充分的厚度t3，因此需要增大第一層 41的厚度t2以滿足共振距離tl。在常規(guī)OLED中，第一有機層41的厚度t2等于或大于
1οοοΑ。然而，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，由于AZO用作第一電極3，第一電極3的厚度t3可 為充分厚的，例如，30 140nm(或者約30 約140nm)，并因而有機層4的第一層41的厚度t2可降低。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第一層41的厚度t2為40 120nm(或者約40 約120nm)。由于通過使AZO電極的厚度增大而使有機層4的厚度減小，因此驅(qū)動電壓降低， 并且功耗降低。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的OLED例如頂發(fā)射有源矩陣OLED的示意性橫 截面圖。在基板1上形成緩沖層11，和在緩沖層11上形成包括薄膜晶體管12的像素電路。 雖然圖3僅圖解了薄膜晶體管12作為構(gòu)成所述像素電路的元件，但是除了薄膜晶體管12 之外，所述像素電路還可進一步包括電容器?？扇缦轮圃煨纬捎诰彌_層11上的薄膜晶體管12。首先，使用半導體材料在緩沖 層11上形成活化層121。形成柵極絕緣層122以覆蓋活化層121，和在柵絕緣層122上形 成柵電極123。在柵絕緣層122上形成層間絕緣層124以覆蓋柵電極123。在層間絕緣層 124上形成與活化層121接觸的源電極125和漏電極126。形成平坦化層13以覆蓋薄膜晶體管12，和在平坦化層13上形成與薄膜晶體管12 的漏電極126接觸的接觸層31。接觸層31可使用與用于形成第一電極3的AZO層的材料 相同的材料形成并且形成為具有50~150入(或者約50 約150A)的厚度。在一個實施 方式中，如果接觸層31的厚度太大，則漏電極126與反射層2之間的接觸電阻太高。另一 方面，如果接觸層31的厚度太小，則可不形成歐姆接觸。在接觸層31上形成反射層2，和在反射層2上形成第一電極3。如圖3中所示，可通過順次堆疊AZO膜、Ag膜和AZO膜和將所述膜同時圖案化，形 成接觸層31、反射層2和第一電極3。如上所述，由于接觸層31和第一電極3是由AZO膜 形成的，因此可快速進行蝕刻，即，可被快速蝕刻，因而接觸層31和第一電極3可與反射層 2 一起同時被蝕刻。在形成第一電極3之后，使用絕緣材料形成像素限定層14。在平坦化層13上形成 像素限定層14以覆蓋第一電極3的邊緣(或邊緣部分)。然后，在第一電極3上順次堆疊第一層41、發(fā)射層42和第二層43以形成有機層 4。在這點上，第一層41和第二層43可作為在像素上面的公共層形成，和發(fā)射層42可在像 素的各個上獨立地圖案化。然后，在有機層4上形成作為半透性反射層的第二電極5以覆蓋所述像素?？蛇M一步在第二電極5上形成覆蓋層6。盡管已經(jīng)連同一些示例性實施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公 開的實施方式，而是相反，本發(fā)明意圖涵蓋其各種變化和等價方案。
權(quán)利要求
有機發(fā)光二極管(OLED)，包括基板；在所述基板上并且包括金屬的反射層；在所述反射層上并且包括透光的氧化鋁鋅(AZO)的第一電極；在所述第一電極上并且包括發(fā)射層的有機層；和在所述有機層上并且包括半透性反射層的第二電極。
2.權(quán)利要求1的0LED，進一步包括在所述基板上并與所述反射層電連接的薄膜晶體管。
3.權(quán)利要求1的0LED，進一步包括在所述反射層與所述基板之間的薄膜晶體管以及接 觸層，所述接觸層包括ΑΖ0，其中所述接觸層與所述薄膜晶體管接觸。
4.權(quán)利要求1的0LED，其中所述有機層進一步包括在所述發(fā)射層與所述第一電極之間 的第一層，其中所述第一層的厚度為約40nm 約120nm。
5.權(quán)利要求1的0LED，其中所述第一電極具有約30nm 約140nm的厚度。
6.權(quán)利要求1的0LED，其中所述透光的AZO具有約IX 10_3約2X 10_2的吸收常數(shù)。
7.制造有機發(fā)光二極管(OLED)的方法，該方法包括 在基板上形成包括金屬的反射層；在所述反射層上形成包括透光的氧化鋁鋅(AZO)的第一電極； 在所述第一電極上形成包括發(fā)射層的有機層；和 在所述有機層上形成包括半透過性的反射層的第二電極。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述第一電極的形成包括 在所述反射層上沉積鋁氧化物；和在所述反射層上沉積鋅氧化物。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述鋁氧化物的沉積和所述鋅氧化物的沉積同時進行。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述第一電極的形成包括以約1 99 約10 90的重 量比沉積所述鋁氧化物和所述鋅氧化物。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述鋁氧化物和所述鋅氧化物的沉積在約100°C 約 450°C的溫度下進行。
12.權(quán)利要求7的方法，進一步包括在所述基板上形成薄膜晶體管，其中所述反射層與 所述薄膜晶體管電連接。
13.權(quán)利要求12的方法，進一步包括在形成所述反射層之前形成包括AZO的接觸層以 與所述薄膜晶體管接觸，其中所述反射層在所述接觸層上。
14.權(quán)利要求7的方法，其中所述有機層進一步包括在所述發(fā)射層與所述第一電極之 間的第一層，其中所述第一層具有約40nm 約120nm的厚度。
15.權(quán)利要求7的方法，其中所述第一電極具有約30nm 約140nm的厚度。
16.權(quán)利要求7的方法，其中將所述第一電極和所述反射層同時圖案化。
全文摘要
本發(fā)明提供有機發(fā)光二極管及其制造方法。所述有機發(fā)光二極管(OLED)包括基板；在所述基板上并且包括金屬的反射層；在所述反射層上并且包括透光的氧化鋁鋅(AZO)的第一電極；在所述第一電極上并且包括發(fā)射層的有機層；和在所述有機層上并且包括半透性反射層的第二電極。
文檔編號H01L51/56GK101807671SQ20101012142
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者吳一洙, 宋英宇, 崔鎮(zhèn)白, 李惠琳, 李昌浩, 李濬九, 李鐘赫, 趙世珍, 金元鐘, 金容鐸, 高熙周, 黃圭煥 申請人:三星移動顯示器株式會社