CN100401525C - 有机电致发光显示器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种有机电致发光(EL)显示器件，包括：由阵列单元和接地单元构成的基板；在阵列单元中的有机发光单元，具有有机发光层、第一电极和第二电极；在接地单元中的地线，接触到有机发光单元第二电极；和绝缘层，暴露地线的一部分，使得第二电极直接连接到地线。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光(EL)显示器件，尤其涉及防止图像质量变差的有机电致发光显示器件。
背景技术
随着通过使用计算机的信息通信的发展，实现了高技术信息社会，通常使用显示器件来传送信息。阴极射线管(CRT)通过从电子枪发射电子使荧光体发光(例如在电视中)，其可以用作台式计算机的显示器。为了这一目的，每年大约生产一亿个阴极射线管。用于笔记本电脑的液晶显示(LCD)器件也可以用于计算机监视器。与CRT不同，LCD可以用作数码相机上的监视器。LCD不是发光器件。然而，LCD通过使用来自背后照明的光实现了成像。但是CRT和EL器件是发光型器件。根据使用的荧光化合物的类型，EL型器件可以被分为有机EL型和无机EL型。
无机EL器件可以分为分散型(dispersion type)和薄膜型(thin filmtype)，由于在荧光体中的电子承受高电场，因此它们都非常快。因此，在荧光体中心，在此电子和空穴产生碰撞，产生光。无机EL器件是使用交变电流工作的。无机EL器件的亮度取决于交变电流的电压和频率。相反，有机EL通过从外部注入的电子和空穴的再复合能量发光。
因为有机EL器件是发光型器件，当用作显示器时，有机EL器件具有比LCD器件更宽广的视角，更高的对比度和更优良的可视性。而且，因为不需要背后照明，有机EL器件可以制造得很薄和很轻。有机EL器件具有快速响应，使得利用低电压直流驱动可以实现运动图像。现今，有机EL器件成为IMT-2000显示器的关注焦点。有机EL器件具有更宽广的可用温度范围。而且，因为它是完全固体，有机EL器件具有强的振动阻尼。有机EL器件是节能的，因为它只需把电流送到需要发光的像素上。因此，与必须具有在整个显示器上打开的背后照明的LCD器件相比，有机EL器件无论什么显示内容都具有优良的功率效率。
有机EL显示器件具有在透明基板(例如玻璃基板)上彼此面对的阴极和阳极。通过在阴极和阳极之间施加电压，从有机发光层发射光。由具有优良导电性和光透射率的铟锡氧化物(ITO)形成阳极，使得从有机发光层发射的光可以透过并且可以容易地提供空穴。由具有低功函数的金属形成阴极，使得可以容易地提供电子。因此，如果分别向阳极和阴极施加(+)电压和(-)电压，那么自阳极注入的空穴和自阴极注入的电子在有机发光层中再复合，由此发光。
有机发光器件具有以矩阵形式排列的单元像素，并且通过分别设置在每个单元像素的薄膜晶体管选择性地驱动单元像素的有机发光层，由此显示图像。图1是有机EL显示器件的平面图。如图1所示，有机EL显示器件1包括：用于向每个像素提供选通信号的注入信号输入单元2；用于提供数据信号的数据信号输入单元3；用于向驱动薄膜晶体管施加预定电压的电源输入单元5；阵列单元9，在此执行实际的发光；在阵列单元9的整个表面上形成的有机发光器件的阴极8；和通过接地孔6连接到阴极8的地线7。而且，虽未示出，在阴极8下面形成了具有与阴极8相同图形的LiF或LiO2绝缘层，以从阴极平稳地注入电子。
在阴极8和地线7之间形成绝缘层(未示出)。通过真空蒸发器形成阴极8，由此阴极8具有多孔膜、弱硬度和差的电特性。地线7是通过溅射方法形成的低阻布线膜。因为阴极8和地线7不是同时形成，通过在绝缘层上形成的接地孔6连接阴极8和地线7。
图2是沿图1的线I-I的剖面图。如图2所示，在第一绝缘层37a上形成地线7，第一绝缘层37a形成在透明基板38上。通过在第二绝缘层37b上形成的接地孔6，地线7连接到LiF/LiO2层4和阴极8。因为使用相同的掩模形成阴极8和LiF/LiO2层4，LiF/LiO2层4也形成在地线7的接地孔6的区域。因为LiF/LiO2层4不导电，在阴极8和地线7之间存在电阻，这造成图像质量变差。
发明内容
因此，本发明提出一种有机电致发光(EL)显示器件及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺陷引起的一个或多个问题。
因此，本发明的目的是提供一种有机EL显示器件及其制造方法，其可以防止图像质量变差。
以下说明将阐述发明的附加特征和优点，并且它们可以由说明中得知，或可以由发明的实践得出。由在说明书和权利要求及附图中特别指出的结构将实现和获得发明的目的和其它优点。
为了实现本发明的目的，如这里具体化和广泛说明的，提供了一种有机EL显示器件，包括：由阵列单元和接地单元构成的基板；在阵列单元中的有机发光单元，具有有机发光层、第一电极和第二电极；在接地单元中的地线，接触到有机发光单元的第二电极；绝缘层，暴露地线的一部分，使得第二电极直接连接到地线；在所述有机发光层中的电子传输层；以及，在所述电子传输层和所述第二电极之间的LiF层和LiO2层中的至少之一，其不与所述地线重叠。
为了实现本发明的目的，如这里具体化和广泛说明的，提供了一种有机电致发光显示器件的制造方法，包括：
制备由阵列单元和接地单元构成的透明基板；
在接地单元中形成地线；
形成由第一电极、有机发光层和连接到地线的第二电极构成的有机发光单元；
在所述有机发光层中形成电子传输层；
在所述电子传输层和所述第二电极之间形成LiF层和LiO2层中的至少之一，其不与所述地线重叠。
为了实现本发明的目的，如这里具体化和广泛说明的，提供了一种有机EL显示器件的制造方法，包括：在基板的整个表面上形成绝缘层；在绝缘层上形成包括有源层、栅极和源/漏极的薄膜晶体管(TFT)；形成包括夹层、存储下电极和电源线的存储电容器，存储下电极和电源线分别在夹层上和下形成；在绝缘层上形成地线；在TFT和存储电容器上形成暴露漏极或源极一部分的钝化膜；形成电连接到源极或漏极的有机发光器件的第一电极，和接着在其上形成空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层；在LiF和LiO2层中的至少之一和基板的整个表面上形成第二电极，使得第二电极直接连接到地线。
可以理解前述的概要说明和以下的详细说明都是示范性和解释性的，并且用于提供如权利要求所述发明的进一步解释。
附图说明
包括附图以用于提供对发明的进一步理解，并引入附图来构成该申请的一部分，说明发明的实施例，并与说明书一起用来阐释发明的原理。
图1是示出现有技术的有机EL显示器件的示意平面图。
图2是沿图1的线I-I的剖面图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的有机EL显示器件的平面图。
图4是其中每个单元像素以矩阵形式排列的阵列单元的等效电路图。
图5是详细示出有机发光器件的剖面图。
图6是沿图3的线II-II的剖面图。
图7A至7F是根据本发明的一个实施例的有机EL显示器件的工序图。
具体实施方式
将参考附图中的例子详细说明本发明的优选实施例。
图3是示出根据本发明的一个实施例的有机EL显示器件的平面图。如图3所示，根据本实施例的有机EL显示器件包括：用于向每个像素施加选通信号的注入信号输入单元102；用于施加数据信号的数据信号输入单元103；用于向驱动薄膜晶体管施加预定电压的电源输入单元105；阵列单元109，在此执行实际的发光。此外，有机EL显示器件包括：在阵列单元109的整个表面上形成的有机发光器件(未示出)的阴极108；通过接地孔106连接到阴极108的地线107；和在阴极108下除了地线107与阴极108重叠的区域以外形成的LiF或LiO2层104。
还是如图3所示，在阴极108和地线107之间形成绝缘层(未示出)。而且，通过接地孔106，阴极108直接连接到地线107上。此外，在阵列单元109中按照矩阵形式排列单元像素，并在相应的像素形成用于驱动的TFT、用于开关的TFT和有机发光器件。
图4是其中单元像素以矩阵排列的阵列单元的等效电路图。如图4所示，在图4的放大区A中，在阵列单元109中排列的单元像素设置有第一和第二TFT 10和20，第一和第二TFT 10和20设置在通过用于施加选通信号的第n线选通线Gn、用于施加数据信号的第m线数据线Dm、和用于施加电源电压的连接到电源输入单元的第m线电源线Pm形成的区域。选通线Gn和数据线Dm彼此垂直，并且在选通线Gn和数据线Dm之间的交叉点附近形成有机发光器件30和用于驱动有机发光器件30的第一和第二TFT 10和20。
第一TFT 10由连接到选通线Gn的栅极11、连接到用于接收数据信号的数据线Dm的源极12和连接到第二TFT 20的栅极21的漏极1 3构成。第一TFT 10用于开关有机发光器件30。第二TFT 20由连接到第一TFT 10的漏极13的栅极21、连接到有机发光器件30的阳极(+)的漏极23和连接到电源线Pm的源极22构成。第二TFT 20用于驱动有机发光器件30。电容器40由连接到电源线Pm的第一电极和共同连接到第一TFT 10的漏极13和第二TFT 20的栅极21的第二电极构成。电源线Pm连接到在板的外缘设置的电源电压供给线(未示出)上。即，通过源自所述一个电源电压供给线的电源供给线Pm向每个像素提供电源电压。
由连接到第二TFT 20漏极23的阳极(+)、连接到地线的阴极(-)和在阳极(+)和阴极(-)之间形成的有机发光层31构成有机发光器件30。有机发光层31包括空穴传输层、发光层和电子传输层。
图5是示出有机发光器件30结构的详图。如图5所示，有机发光器件30由阳极39、在阳极39上形成的空穴注入层34和空穴传输层32b、在空穴传输层32b上形成的有机发光层31、在有机发光层31上形成的电子传输层32a，和在其上形成的阴极108构成。在阴极108和电子传输层32a之间形成例如LiF或LiO2的薄膜104。LiF或LiO2层104移动在阴极108和电子传输层32a之间的界面处的费米能级，由此便于从阴极108注入更多的电子。
图6是沿图3的线II-II的剖面图。如图6所示，在透明基板138的整个表面上形成第一绝缘层137a，并在其上形成地线107。在形成数据线或选通线的同时形成地线107。地线107还通过在第二绝缘层137b上形成的接地孔106直接连接到有机发光器件的阴极108。在阴极108和第二绝缘层137b之间形成例如LiF或LiO2的薄膜104，而不与地线107重叠。
在阵列的整个表面上形成LiF/LiO2层104。不仅在阵列的整个表面上而且在接地孔106开口中的地线107上形成阴极108，使得阴极108连接到地线107。因此，LiF/LiO2层104不像在现有技术中那样起到作为阴极108和地线107之间电阻层的作用。而是，阴极108和地线107直接接触，使得图像质量不受LiF/LiO2层104的影响。在本实施例中，分别使用不同的掩模用于LiF/LiO2层和阴极，使得可以形成LiF/LiO2层104，而不与地线107重叠。
将参照图7A至7F阐释根据本发明的有机EL显示器件的制造方法，其中将分离地阐释包括TFT、有机发光器件和电容器的阵列区，和在地线和阴极之间的连接区。
首先，如图7A所示，在透明基板200的整个表面上淀积氧化硅膜，由此形成阻挡层201。形成阻挡层201以防止基板200的杂质进入随后将形成的TFT。接着，在阻挡层201上淀积半导体层并构图半导体层，由此形成TFT的有源层220和电容器的下电极221。通过淀积非晶硅并接着加热非晶硅可以形成由多晶硅组成的有源层220。
随后，如图7B所示，在有源层220的中间区域形成栅绝缘层223，并在其上淀积金属层并构图金属层，由此形成TFT的栅极230。此时，当形成栅极时，还可以形成地线。接着，使用TFT的栅极230作为掩模把例如硼(B)的杂质离子注入到有源层220的边缘，以由此形成源区223B和漏区223A。
随后，如图7C所示，在包括TFT的栅极230、源区223B、漏区223A和电容器的下电极221的整个表面上形成第一夹层225。接着，对应于电容器的下电极221，在第一夹层225上形成电源线240，由此形成电容器，其中依次淀积电容器的下电极221、第一夹层225和电源线240。
接着在包括电源线240的第一夹层225的整个表面上形成第二夹层227，并接着选择性地蚀刻第一夹层225和第二夹层227以暴露电源线240、源区223B和漏区223A的一部分。接着形成连接到漏区223A的漏极250，和连接到源区223B和电源线240的源极260。此时，还形成地线207。例如，通过溅射形成源/漏极260和250和地线207。
如图7D所示，在源/漏极260和250和地线207上淀积有机材料(例如BCB或丙烯(acryl))或无机材料(例如SiNx和SiOx)以形成钝化膜228。接着选择性地蚀刻钝化膜228，使得暴露漏极250和地线207的一部分。随后，如图7E所示，在钝化膜228上形成连接到漏极250的有机发光器件的阳极270，并在包括TFT和电容器的钝化膜228上形成第三夹层229。接着，在阳极上依次淀积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层和电子传输层，由此形成有机发光层272。此时，优选由透明材料例如ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)形成阳极270。
LiF/LiO2层204在电子传输层和基板上形成得非常薄。形成的LiF/LiO2层204不与地线207重叠。随后，如图7F所示，在LiF/LiO2层204和暴露的地线207上形成直接连接到地线207的有机发光器件的阴极275。用作阴极275的金属必须是不透明的并具有优良的光反射率，例如Al或Al合金。通过蒸发可以形成阴极275。
如上所述，在替换方式中，可以在形成源极260的同时形成地线207，或可以在形成电源线或选通线的同时形成地线207。此外，可以在形成选通线和用于施加选通信号的注入信号输入单元的同时形成栅极。而且，可以在形成用于向TFT施加预定电压的电源输入单元的同时形成电源线。而且，可以在形成数据线和用于向数据线施加数据信号的数据信号输入单元的同时形成源/漏极。如前所述，在本发明中，在有机发光器件的地线和阴极之间不形成LiF/LiO2层，由此与现有技术相比提高了图像质量。
由于不脱离本发明的精神和实质特性可以以各种形式实施本发明，因此应该明白上述实施例不限于上述说明的任何细节，如果没有另外指定，应该所附权利要求限定的精神和范围内广义地理解，因此所有落入权利要求的界限或这种界限的等同物范围内的修改和改进被权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种有机电致发光显示器件，包括：
由阵列单元和接地单元构成的基板；
在阵列单元中的有机发光单元，具有有机发光层、第一电极和第二电极；
在接地单元中的地线，接触到有机发光单元的第二电极；
绝缘层，暴露地线的一部分，使得第二电极直接连接到地线；
在所述有机发光层中的电子传输层；
以及，在所述电子传输层和所述第二电极之间的LiF层和LiO2层中的至少之一，其不与所述地线重叠。
2.如权利要求1的有机电致发光显示器件，其中第一电极是阳极。
3.如权利要求1的有机电致发光显示器件，其中第二电极是阴极。
4.如权利要求1的有机电致发光显示器件，其中有机发光层由电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层构成。
5.如权利要求1的有机电致发光显示器件，其中第二电极通过在地线形成的接地孔接触到地线。
6.如权利要求1的有机电致发光显示器件，还包括在阵列单元中的薄膜晶体管和电容器。
7.如权利要求6的有机电致发光显示器件，其中薄膜晶体管包括：
有源层，包括用掺杂了高浓度杂质的源/漏区和在其中间部分形成的沟道区，
通过在有源层的沟道区上形成栅绝缘层而形成的栅极；和
分别连接到源和漏区的源和漏极。
8.一种有机电致发光显示器件的制造方法，包括：
制备由阵列单元和接地单元构成的透明基板；
在接地单元中形成地线；
形成由第一电极、有机发光层和连接到地线的第二电极构成的有机发光单元；
在所述有机发光层中形成电子传输层；
在所述电子传输层和所述第二电极之间形成LiF层和LiO2层中的至少之一，其不与所述地线重叠。
9.一种有机电致发光显示器件的制造方法，包括：
在基板的整个表面上形成绝缘层；
在绝缘层上形成包括有源层、栅极和源/漏极的薄膜晶体管(TFT)；
形成包括夹层、存储下电极和电源线的存储电容器，存储下电极和电源线分别在夹层上和下形成；
在绝缘层上形成地线；
在TFT和存储电容器上形成暴露漏极或源极一部分的钝化膜；
形成电连接到源极或漏极的有机发光器件的第一电极，接着在其上形成空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层；
在电子传输层上形成LiF和LiO2层中的至少之一，而不与地线重叠；以及
在LiF和LiO2层中的至少之一和基板的整个表面上形成第二电极，使得第二电极直接连接到地线。
10.如权利要求9的方法，其中在形成栅极的同时形成地线。
11.如权利要求9的方法，其中在形成源/漏极的同时形成地线。
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