CN100423616C - 有机场致发光器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机场致发光器，包括：由一个密封图形安装的第一和第二基片；包含在第一基片上的多个开关器件的阵元；在第二基片后表面上的彩色变换介质，其中彩色变换介质具有一个黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定出子象素区；在彩色变换介质上的平坦层；在平坦层后表面上的第一电极；在第一电极后表面上的有机场致发光层；对应于各子像素区的有机场致发光层后表面上的第二电极；和在第一和第二基片之间的单元间隙中的多个电连接件，其中电连接件分别将第一基片上的一个阵元连接到第二基片上的第二电极。

Description

有机场致发光器及其制造方法
本发明要求在2002.3.20于韩国申请的韩国专利申请No.2002-15138的优先权，该申请引用在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机场致发光器，并且更具体地说，涉及一种发射型有源矩阵有机场致发光器。
背景技术
随着信息时代的迅速发展，在显示器领域中对于以厚度薄、重量轻和节能为特点的平板显示器件有很大的需求。平板显示器件根据该显示器件是发光还是受光可以分类为两种类型之一。一种类型是向显示图像发光的发光型显示器件，另一种类型是对显示图像使用外部光源的光接收型显示器件。发光型显示器件的例子有：等离子显示板、场致发射显示器件和场致发光显示器件。光接收型显示器件的例子有液晶显示器。
在平板显示器件中，由于高分辨率、彩色再现性好和出色的图像质量，液晶显示器(LCD)器件广泛应用于膝上型电脑和桌面监视器。然而，LCD器件存在一些缺点，例如对比度差、视角小和难以放大到具有百万象素的非常大的尺寸。因此，新型平板显示器需要克服上述缺点，但是仍具有厚度薄、重量轻和低功耗。
近来，由于有机场致发光显示(OED)器件与LCD器件相比是具有宽视角和高对比度的发光型显示器件，所以人们最为感兴趣研究和发展有机场致发光显示器件(OED)。有机场致显示器件是发光型显示器件，不需要背光器件，并且可以是重量轻且厚度薄。而且，该有机场致发光器件的能耗低。可以使用低压直流电驱动有机场致发光显示器件，同时获得快速的响应速度。众所周知，由于有机场致发光显示器件完全是固相的，与LCD器件不同，OED器件具有足够的强度经受外部冲击并且具有更大的工作温度范围。另外，可以以比LCD器件低的成本制造有机场致发光显示器件。而且，由于在制造有机场致发光显示器件的过程中仅需要淀积和包封设备而无需注射液晶，所以工艺管理比LCD器件的制造更简单。
一种有机场致发光显示器件的操作方法是不采用薄膜晶体管的无源矩阵操作方法。在这种类型的有机场致发光显示器件中，以矩阵图形设置的扫描线和信号线相互垂直交叉。扫描电压连续地施加在扫描线上以便操作各象素。为了获得所需的平均亮度，在选择期间各象素的瞬时亮度通过增加在该期间中的扫描数目而增强。
操作有机场致发光显示器件的另一个方法是有源矩阵操作方法。有源矩阵型的有机场致发光显示器件通常包括薄膜晶体管对，所述薄膜晶体管对产生各象素的电压存储容量。薄膜晶体管对包括一个选择晶体管和一个驱动晶体管。选择晶体管的源极/漏极连接到信号线，当对选通扫描线施加扫描信号时提供数据信号。驱动晶体管的栅电极连接到选择晶体管的源极/漏极。恒压线连接到驱动晶体管的源极/漏极。在有源矩阵型有机场致发光显示器件的结构中，施加给象素的电压存储在存储电容器中，从而保持信号直到施加信号电压的下一周期为止。结果，基本恒定的电流流过象素，并且有机场致发光显示器件在一帧的期间内以基本恒定的亮度发光。由于将非常低的电流施加到有源矩阵型有机场致发光显示器件的各象素，所以可以使显示器件增大，从而形成具有低功耗的更加精细和/或更大的图形。
现在参照图1说明根据现有技术的显示设备驱动原理，图1表示现有技术的有源矩阵型有机场致发光显示器件中的象素的等效电路图。如图1所示，扫描线以横向设置，而信号线以垂直于扫描线的纵向设置。电源线连接到向驱动晶体管提供电压的电源，并且以纵向配置。在一对信号线和一对扫描线之间确定象素。每个选择晶体管或者称为开关薄膜晶体管(TFT)靠近扫描线和信号线的交叉点设置在象素中，并且作为控制象素电压的寻址元件。存储电容器CST连接到电源线和开关TFT的漏极/源极。每个驱动晶体管或者称为驱动TFT具有连接到存储电容器CST的栅电极和连接到电源线并且作为象素的电流源元件的源极/漏极。有机场致发光二极管连接到驱动晶体管的漏极/源极。
有机场致发光二极管在阳极和阴极之间具有有机薄膜的多层结构。当前向电流施加到有机场致发光二极管时，由于在提供空穴的阳极和提供电子的阴极之间的P-N结的结果，电子一空穴对在有机场致发光层中组合。组合在一起时比它们分开时的该电子一空穴对具有更低的能量。组合和分开的电子一空穴对之间的能隙借助有机场致发光元件转变成光。即，当电流流过时有机场致发光层发射由于电子和空穴重组产生的能量。
根据从有机场致发光二极管发出的光线的前进方向，将有机场致发光器分成顶部发射型和底部发射型。在底部发光型器件中，光线以朝向设置多条线和TFT的基片的方向发射。然而，在顶部发射型器件中，光线以与设置多条线和TFT的基片的相反方向发射。
图2是根据相关技术的底部发射型有机场致发光器的局部剖视图，表示一个象素具有红(R)、绿(G)、蓝(B)子像素区域。如图2所示，第一和第二基片10和30相互间隔。第一和第二基片10和30相互连接并由密封图形40密封。薄膜晶体管T和第一电极12形成在透明的第一基片10上。有机场致发光器的像素一般包括三个子像素区，而薄膜晶体管T和第一电极12放置于每个子像素区中。在薄膜晶体管T和第一电极12上形成有机场致发光层14。有机场致发光层14包括发光材料，它产生对应于每个子像素区中的每个薄膜晶体管T的红(R)、绿(G)和蓝(B)色。第二电极16形成在有机场致发光层14上。第一和第二电极12和16向有机场致发光层14提供电荷。
密封图形14连接在第一和第二基片10和30上，并且在第一和第二基片10和30之间保持一个单元间隙。而且，虽然在图2中未示出，但是吸湿性材料或湿性吸收材料可以形成在第二基板30的内表面上，以便吸收第一和第二基板10和30之间的单元间隙中的湿气，以防止单元间隙受潮。另外，可以在第二基片30和吸湿性材料之间插入一个半透明带，以便将吸湿性材料紧紧地粘在第二基片30上。
在图2所示的相关技术中，如果第一电极12是阳极而第二电极16是阴极，则第一电极12是由透明导电材料形成，而第二电极16是由小功函(work function)的材料形成。有机场致发光层14从第一电极12顺序包括空穴注入层14a、空穴传输层14b、发射层14c和电子传输层14d。如前面所述，发射层14c包括相应的子象素区只的发射红(R)、绿(G)和蓝(B)色的发光材料。
图3是图2中所示的底部发射型有机场致发光显示器件的一个象素区的放大剖视图。在图3中，有机场致发光显示器件一般包括薄膜晶体管(TFT)T和在发光区L中的有机场致发光二极管E。缓冲层30形成在透明基片1上。TFT T包括在缓冲层30上的半导体层62、栅电极68、源极82和漏极80。从电源线延伸出来的电源电极72连接到源极80，有机场致发光二极管E连接到漏极82。由与半导体层62相同的材料制成的电容电极64放置于电源电极72之下。电源电极72与电容电极64相对应并且将一个绝缘体插入在其间，从而形成存储电容器CST。
有机场致发光二极管E包括第一电极12、第二电极16和夹在第一电极12和第二电极16之间的有机场致发光层14。图3所示的有机场致发光器仅具有一个发光区L，有机场致发光二极管E发射在其中产生的光。而且，有机场致发光显示器件具有阵元A，该阵元A包括TFT T、存储电容器CST、各种线和各种绝缘体，并且在其上设置有机场致发光二极管E。在图3所示的相关技术中，有机场致发光二极管E和阵元A形成在同一个基片上。
图4是表示根据相关技术的图3的有机场致发光器的制造工艺的流程图。步骤st1表示在第一基片上形成阵元的工艺，其中第一基片是一个透明基片。例如，扫描线、信号线和开关及驱动薄膜晶体管形成并覆盖在第一基片上。信号线与扫描线垂直交叉形成。每个开关薄膜晶体管位于扫描线和信号线的交叉点附近。阵元的形成还包括形成存储电容器和电源线。
在图4的步骤st2中，形成有机场致发光二极管的第一电极。该第一电极是在每个子象素区中。第一电极还连接到在每个子象素区中的驱动薄膜晶体管的漏极/源极。
在图4的步骤st3中，在第一电极上形成有机场致发光层。如果第一电极为阳极，则形成有机场致发光层，在第一电极上具有空穴注入层、空穴传输层、发射层和电子传输层的顺序多层结构。如果第一电极为阴极，则该顺序相反。
在图4的步骤st4中，有机场致发光二极管的第二电极形成在有机场致发光层上。第二电极覆盖第一基片的整个表面。第二电极还作为公共电极。
图5的步骤st5是用于密封第一和第二基片的工艺步骤。在该步骤st5中，第二基片连接在具有阵元和有机场致发光二极管的第一基片。第二基片保护第一基片的有机场致发光二极管不受外部冲击。由于第一基片被第二基片密封，所以防止有机场致发光二极管与外界大气接触。如前面所述，第二基片在其内表面上可以具有吸湿性材料。
阵元的成品率由有机场致发光层的成品率确定。有机场致发光层的成品率确定和控制有机场致发光层的总成品率。例如，尽管薄膜晶体管没有任何缺陷地形成在第一基片上，但是如果在形成有机场致发光层的后续工艺中产生一些缺陷，则具有两个阵元和有机场致发光层的第一基片将被确定为劣质品。因此，在制造过程中当后来在有机场致发光层中产生缺陷时，则在第一基片上制造阵元基片是浪费时间和费用的。
此外，在底部发射型器件中，光以朝向设置线和TFT的基片的方向发射。因此，由于发射的光线被这些线和TFT阻挡，所以显示面积减少。在顶部发射型器件中，由于光以与设置有线和TFT的基片相反的方向发射，所以可以尽可能地增加显示面积，并且易于将TFT设计成指定的形状。然而，由于常规的相关技术的顶部发射型有机场致发光显示器件在有机场致发光层上具有阴极，所以该阴极通常由可能会阻挡从有机场致发光层发射的一些光线的透明或半透明材料形成，减少了发光效率。
为了防止光透射性的下降，可以在基片的整个表面上形成薄膜钝化层。然而，在形成薄膜钝化层的情况下，不能充分防止与大气的接触并且可能影响有机场致发光二极管。
发明内容
因此，本发明针对一种基本上消除由于相关技术的限制和缺陷造成的一种或多种问题的有机场致发光器件。
本发明的一个目的是提供一种提高生产率的有源矩阵有机场致发光显示器件的制造方法。
另一个目的是提供具有提高的分辨率和高孔径比的有源矩阵有机场致发光显示器件。
在下面的说明中将阐明发明的附加特征和优点，并且一部分特征和优点将从说明中显现出来，或者可以通过本发明的实践而获知。通过在说明书和权利要求以及附图中特定地指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它的优点和根据本发明的目的，作为具体和广泛的说明，一种有机场致发光器包括：由一个密封图形连接的第一和第二基片；包含在第一基片上的多个开关器件的阵元；在第二基片后表面上的彩色变换介质，其中彩色变换介质具有一个黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区；在彩色变换介质上的平坦层；在平坦层后表面上的第一电极；在第一电极后表面上的有机场致发光层；在对应于相应的子像素区的有机场致发光层后表面上的第二电极；和在第一和第二基片之间的单元间隙中的多个电连接件，其中电连接件分别将第一基片上的阵元连接到第二基片上的第二电极上。
在另一个方案中，一种形成具有第一和第二基片的有机场致发光器的方法包括：在第一基片上形成包括多个开关器件的阵元，在第二基片的后表面上形成彩色变换介质，其中彩色变换介质具有黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区，在彩色变换介质上形成平坦层；在平坦层的后表面上形成第一电极，在第一电极上形成电极分隔件，其中电极分隔件在位置上与黑矩阵对应并形成与子象素区对应的间隔，在第一电极上和电极分隔件之间的间隔中形成有机场致发光层，在与相应的子象素区对应的有机场致发光层的后表面上分别形成第二电极，在第一和第二基片之间形成多个电连接件，并且将第一和第二基片连接起来，以便电连接件将第一基片上的阵元分别连接到第二基片上的第二电极。
在另一个方案中，形成具有第一和第二基片的有机场致发光器的方法包括：在第一基片上形成包含多个开关器件的阵元；在第二基片的后表面上形成彩色变换介质，其中彩色变换介质具有一个黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区；在彩色变换介质上形成平坦层；在平坦层的后表面上形成第一电极；在第一电极上形成有机场致发光层；利用荫罩工艺将第二电极淀积在有机场致发光层，以便第二电极分别与子象素区对应；在第一和第二基片之间形成多个电连接件；和连接第一和第二基片，以使电连接件将第一基片上的阵元分别连接到第二基片上的第二电极。
应当理解，前面的总体说明和下面的详细说明都是示例性和解释性的，并且用于提供要求保护的本发明的进一步的说明。
附图说明
包括的附图提供本发明的进一步的理解并且与说明书相结合和构成说明书的一部分，表示本发明的实施例并且与说明书一起用于说明本发明的原理。
图1表示根据相关技术的有源矩阵型有机场致发光显示器件中的象素的等效线路图。
图2是表示根据相关技术具有红(R)、绿(G)和蓝(B)子象素区的一个象素的底部发射型有机场致发光器的局部剖视图。
图3是根据相关技术的图2中所示的底部发射型有机场致发光显示器件的一个象素的放大剖视图。
图4是说明根据相关技术的图3中所示的底部发射型有机场致发光器的制造工艺的流程图。
图5是表示根据本发明第一个实施例的一个象素的顶部发射型有机场致发光显示器件的局部剖视图。
图6是表示根据本发明的图5的有机场致发光显示器件的一个子象素的放大局部剖视图。
图7是说明根据本发明的图5中所示的有机场致发光显示器件的制造工艺的流程图。
图8是表示根据本发明第二个实施例的一个象素的顶部发射型有机场致发光器局部剖视图。
图9是说明根据本发明的图8中所示的有机场致发光显示器件的制造工艺的流程图。
具体实施方式
现在详细参考本发明的优选实施例，在附图中表示出了这些实施例的例子。其中在附图中使用类似标号表示实施例中相同或类似的部件。
本发明提供一种有源矩阵有机场致发光显示器件，具有提高了的生产率、更好的分辨率和高孔径比。在本发明的实施例中，阵元例如薄膜晶体管和有机场致发光二极管分别形成在分开的基片上。为了简化有机场致发光显示器件的制造工艺，当形成有机场致发光二极管的电极时可以省略荫罩工艺。有机场致发光显示器件可以利用场致发光层和彩色变换介质显示全彩色图像。本发明实施例的有机场致发光显示器件中的彩色变换介质可以夹在基片和有机场致发光二极管的第一电极之间。而且，有机场致发光层可以发射短波长的光，例如蓝光，该彩色变换介质与有机场致发光层一起可以用于生成在有源矩阵有机场致发光显示器件中显示的全彩色。本发明的第一个实施例在第二电极之间采用电极分隔件。本发明的第二个实施例采用荫罩形成第二电极，以使在它们之间有间隔。
图5是表示根据本发明第一个实施例的一个象素的顶部发射型有机场致发光显示器件的局部剖视图。如图5所示，第一和第二基片110和130相互间隔开。阵元112形成在第一基片110的前表面上。具有黑矩阵134和红(R)、绿(G)、蓝(B)色变换层132a、132b、132c的彩色变换介质136形成在第二基片130的后表面上。黑矩阵134形成在第二基片130上并且确定子象素区。红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色变换层132a、132b和132c形成在黑矩阵134内，以便分别与子象素区对应。在红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色变换层132a、132b和1咒c中的黑矩阵134防止由于色彩干扰引起的光的泄漏和交叉彩色。红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色变换层132a、132b和132c以及黑矩阵134构成彩色变换介质(CCM)136。
平坦层138形成在彩色变换介质136的后表面上。有机场致发光二极管E的第一电极140安排在平坦层138的后表面上。第一电极140是透明导电材料。绝缘材料的多个电极分隔件142形成在第一电极140的后表面上。每个电极分隔件142对应于黑矩阵134。电极分隔件142具有梯形倾斜形状的截面。在多个梯形电极分隔件142中的间隔内，顺序地形成有机场致发光层144和第二电极146。因此，子象素区包括有机场致发光层144和第二电极146，该第二电极146和有机场致发光层144通过电极分隔件142与下一个子象素区的有机场致发光层144和第二电极146分隔开。或者，彩色变换介质136可以包括红、绿和蓝色滤光器以代替彩色变换层。
仍然参照图5，电极分隔件142是使第二电极146与有机场致发光层144自对齐的结构元件。另外，电极分隔件142构图(pattern)每个子象素区中的第二电极146和有机场致发光层144。电极分隔件142可以具有底部比顶部宽的梯形形状。在第一和第二基片110和130的外围形成一个密封图形160，用于连接第一和第二基片110和130。单元间隙I形成在第一和第二基片110和130之间。第一基片110上的阵元112包括薄膜晶体管112a和一个连接图形112b，薄膜晶体管112a是开关元件，而连接图形112b电连接薄膜晶体管112a。电连接件148形成在每个子象素区中，以便将第一基片110的连接图形112b电连接到第二基片130的第二电极146上。电连接件148呈柱形并且连接到连接图形112b和有机场致发光二极管E的第二电极146。
连接图形112b可以是薄膜晶体管112a的漏极和源极之一。另外，连接图形112b可以由任何导电材料图形形成。在本实施例中，薄膜晶体管112a是连接到有机场致发光二极管E上的驱动薄膜晶体管。
在图5所示的实施例中，有机场致发光二极管E由第一电极140、有机场致发光层144和第二电极146构成。有机场致发光层144发射具有比红、绿更高能量的蓝光。有机场致发光层144可以是多层结构，并且其类型由第一电极140是阳极或阴极来决定。例如，如果第一电极为阳极而第二电极为阴极，则有机场致发光层144从第一电极140起顺序包括连续的空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层和电子注入层。或者，如果有机场致发光层144是低分子物质，则可以省略空穴传输层和电子传输层。
图5中所示的有机场致发光显示器件为顶部发射型的，它向着设置彩色变换介质136的第二基片130发射光线。因此，有机场致发光二极管E的第一电极140由具有光发射特性的导电材料形成。例如，如果第一电极140为阳极，则从具有小功函的材料中选择第一电极。因此，具有小功函的半透明材料被用作阳极的第一电极140。而且，第二电极146由不透明的金属材料形成，由于它放置于有机场致发光层144的后表面上所以有利于反射。例如，铝(Al)、镁铝(Mg-Al)合金、铝锉(Al-Li)合金、或者苯甲酸铝化合物可以用于第二电极146。
如图5所示，电连接件148将连接图形112b电连接到有机场致发光二极管E的第二电极146。电连接件148由具有高延展性和低电阻率的导电材料形成。在阵元生产工艺之后或该工艺期间，电连接件148可以覆盖第一基片110形成。随后，当用密封图形160将第一基片110连接在第二基片130上时，该电连接件连接到第二基片130的第二电极146。在第一和第二基片110和130连接之后，可以在它们之间的单元间隙中充入惰性气体。
图6是表示根据本发明的图5的有机场致发光显示器件的一个子象素区的放大局部剖视图。如图6所示，第一和第二基片110和130相互间隔开。缓冲层162形成在第一基片110上，而半导体层164形成在缓冲层162上。栅绝缘层166和栅电极168顺序地形成在半导体层164的中心上。第一和第二钝化层174和176顺序地形成在缓冲层162上覆盖半导体层164、栅绝缘层166和栅电极168。第一和第二钝化层174和176具有分别暴露半导体层164的部分的第一和第二接触孔170和172。第一和第二接触孔170和172形成在栅电极168的两侧。源极178形成在第二钝化层176上并且通过第一接触孔170接触半导体层164。而且，漏极180也形成在第二钝化层176上并且通过第二接触孔172接触半导体层164。第三钝化层184形成在第二钝化层176上覆盖源极和漏极178和180，并且具有暴露漏极180的部分的第三接触孔182。尽管在图6中第三接触孔182被表示为暴露该漏极180，但是在替代的方案中可以形成第三接触孔182暴露该源极178。电连接件148形成在第三钝化层184上并且通过第三接触孔182接触漏极180。电连接件148呈垂直于第一和第二基片110和130的柱形。
彩色变换介质136、平坦层138、第一电极140、有机场致发光层144和第二电极146顺序地形成在第二基片130的后表面上。第二电极146与电连接件148接触，因此第二电极146利用电连接件148电连接到漏极180。在本实施例中，漏极180连接到图5中的连接图形112b上。然而，图5的连接图形112b根据半导体层164是p型或n型可以是漏极或是源极。在将空穴用作载体使得第一电极140为阴极而第二电极为阳极的情况下，半导体层164应当为p型。尽管图6中未示出，但是在第一基片110上设置开关薄膜晶体管，于是，这些开关薄膜晶体管连接到扫描线和信号线。也形成电源线覆盖第一基片110，并且存储电容器形成在子象素区中。
图7是表示根据本发明的图5所示的有机场致发光显示器件的制造工艺的流程图。参照图7的步骤ST1，阵元和电连接件形成在第一基片上。形成该阵元包括将缓冲层在半导体层之后淀积在第一基片上，并且电容器的电极淀积在缓冲层上。为多个开关器件形成栅电极、源极和漏极。另外，绝缘层、扫描线、信号线和电源线形成在该缓冲层上面。当形成阵元时，形成连接到开关器件上的连接图形。该连接图形连接到形成在第一基片上的电连接件。该电连接件具有预定的高度并且进行形成以便通过所述连接图形连接到源极或漏极。该电连接件可以形成在有机场致发光二极管上。然而，用于在有机场致发光二极管上形成电连接件的光刻工艺可能导致对有机场致发光二极管的有机场致发光层造成损伤。
参照图7的步骤ST2，彩色变换介质和平坦层顺序地形成在第二基片上。形成彩色变换介质包括在第二基片上形成确定子象素区的黑矩阵。在各子象素区中的黑矩阵内形成红、绿、蓝彩色变换层。例如，在形成滤光器中可以采用常规的色素分散方法。而且，红、绿和蓝彩色变换层可以包含红、绿和蓝色滤光器。在使用彩色滤光器的情况下，层形成顺序为：黑矩阵、彩色滤光器和彩色变换层。随后，可以是具有至少一个绝缘体的多层结构的平坦层放置于彩色变换介质上。
在图7的步骤ST3中，有机场致发光二极管的第一电极形成在平坦层上。该第一电极有利地由透明导电材料形成。
在步骤ST4中，电极分隔件形成在对应于黑矩阵的第一电极上。电极分隔件放置于黑矩阵之下，并且具有呈梯形截面的锥形。另外电极分隔件形成相应于子象素区的间隔。
在步骤ST5中，有机场致发光层和第二电极顺序地形成在第一电极上和电极分隔件之间的间隔中。因此，有机场致发光层和第二电极位于每个子象素区中。相邻的有机场致发光层由电极分隔件分隔开。另外，相邻的第二电极由电极分隔件分隔开。有机场致发光层包括一个蓝光发射层，以便向红、绿和蓝颜色变换层提供蓝光，从而，红、绿和蓝彩色变换层将提供的蓝光转变成红、绿和蓝三基色。有机场致发光层还包括高或低分子有机材料，以便分别传输空穴和电子。
在步骤ST6中，密封图形形成在第一和第二基片之一的外围上。此后，由密封图形使第一和第二基片相互对齐并连接，同时，第一基片的电连接件连接到第二基片的第二电极上。因此，第一基片的阵元电连接到第二基片的有机场致发光二极管上。更具体地说，形成在第一基片上的驱动薄膜晶体管电连接到形成在第二基片上的有机场致发光二极管上。而且，在步骤ST6中，当将第一基片连接到第二基片上时，在第一和第二基片之间的单元间隙中充入惰性气体。第一和第二基片连接起来同时薄膜晶体管电连接到有机场致发光二极管上的工艺以及单元间隙中充入惰性气体的工艺均称为“绝缘工艺”。
而且，在工艺步骤ST6过程中，吸湿性材料例如湿气吸收材料可以淀积在与密封图形相邻的第一或第二基片上，以便防止有机场致发光层与潮湿的空气和潮湿的外部大气接触。另外，吸湿性材料可以沿着密封图形形成一条线。
在本发明的实施例中，阵元和有机场致发光二极管分别形成在不同基片上。因此，尽管在制造工艺期间在阵元和有机场致发光二极管中产生缺陷，但是可以容易地用其它没有缺陷的基片替换有缺陷的基片。仅将测试良好的基片即无缺陷阵元的第一基片和无缺陷有机场致发光二极管的第二基片相互连接起来。结果，可以提高生产控制的效率，从而减少缺陷率或提高产量。
在参照图5-7讨论的第一个实施例中，由于在子象素区之间采用电极分隔件，有机场致发光层和有机场致发光二极管的第二电极自动地为每个子象素区构图并对齐。因此，不需要荫罩工艺。由于有机场致发光层发射波长短的蓝光，并且采用红、绿和蓝彩色变换层显示红、绿和蓝三基色，所以简化了形成有机场致发光二极管的工艺。
图8是表示根据本发明第二个实施例的一个象素的顶部发射型有机场致发光显示器件的局部剖视图。图8中所示的第二个实施例与图5和6所示的第一个实施例类似，因此省略了一些详细说明以避免重复说明。如图8所示，第一和第二基片210和230相互分开。包含薄膜晶体管212a和连接图形212b的阵元212形成在第一基片210的前表面上。具有黑矩阵234和红(R)、绿(G)、蓝(B)彩色变换层232a、232b和232c的彩色变换介质236形成在第二基片230的后表面上。黑矩阵确定子象素区。红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色变换层232a、232b和232c分别对应子象素区。黑矩阵234在红(G)、绿(G)和蓝(B)彩色变换层232a、232b和232。之间形成在第二基片230的后表面上。平坦层238形成在彩色变换介质236的后表面上。有机场致发光二极管E的第一电极240放置于平坦层238的后表面上。而且，有机场致发光层244形成在有机场致发光二极管E的第一电极240的后表面上。第二电极246形成在分别对应于子象素区的有机场致发光层244的后表面上。另外，第二电极246对应彩色变换层232和在它们各自的子象素区中的阵元212。
当形成第二电极246时，利用一个荫罩，因此不用电极分隔件而由空间分开第二电极246。即，与第一个实施例不同，在第二个实施例中不利用分开有机场致发光层和第二电极的图5的电极分隔件142。第一电极240、第二电极246和夹在第一电极240和第二电极246之间的有机场致发光层244构成在所有子象素区中的有机场致发光二极管。
在第一和第二基片210和230的外围，密封图形260连接在第一和第二基片210和230上，以便在第一和第二基片210和230之间形成单元间隙。形成在第一基片210上的阵元212包括薄膜晶体管212a和电连接到薄膜晶体管212a的连接图形212b。而且，电连接件248连接到在每个子象素区中的连接图形，用以将第一基片210的连接图形212b电连接到第二基片230的第二电极246。电连接件248具有连接到薄膜晶体管212a的连接图形212b和有机场致发光二极管E的第二电极246二者的柱形。阵元212的详细说明省略了，因为它们与参照图6所描述的阵元相同。
图9是说明根据本发明的图8中所示有机场致发光显示器件的制造工艺的流程图。由于参照图9说明的这个制造工艺有点类似于图7，所以省略了一些详细说明。参照图7的步骤ST1，阵元形成在第一基片上。形成该阵元包括在第一基片上淀积缓冲层，随后在缓冲层上形成半导体层和电容电极。为多个开关器件形成栅电极、源极和漏极。另外，绝缘层、扫描线、信号线和电源线形成在缓冲层之上。当形成阵元时，形成连接开关器件的连接图形。该连接图形连接到形成在第一基片上的电连接件。而且，该电连接件具有预定高度的柱形并形成通过连接图形连接到开关器件的源极或漏极上。
在图9的步骤ST2中，彩色变换介质和平坦层顺序地形成在第二基片上。形成该彩色变换介质包括：在子象素区中于第二基片上形成黑矩阵，并且在第二基片的暴露部分形成红、绿和蓝彩色变换层。
在图9的步骤ST3中，有机场致发光二极管的第一电极形成在平坦层上。第一电极有利地采用透明导电材料。
在图9的步骤ST4中，有机场致发光层形成在第一电极的整个表面上。有机场致发光层包括蓝色发射层，以便向红、绿和蓝彩色变换层提供蓝光，从而红、绿和蓝彩色变换层将所提供的蓝光转换成红、绿和蓝三基色。
参照图9的步骤ST5，使用荫罩工艺在有机场致发光层上形成第二电极。该荫罩用于淀积材料，以使第二电极以一个空间淀积在它们之间。第二电极分别对应子象素区。
在图9的步骤ST6中，密封图形形成在第一和第二基片之一的外围。此后，借助密封图形使第一和第二基片对齐并相互连接，同时，第一基片的电连接件连接到第二基片的第二电极。因此，第一基片的阵元电连接到第二基片的有机场致发光二极管。特别地，形成在第一基片上的驱动薄膜晶体管电连接到在第二基片上形成的有机场致发光二极管。而且在图9的步骤ST6中，当将第一基片连接在第二基片上时，将惰性气体注入到第一和第二基片之间的单元间隙和第二电极之间的空间。
如在此叙述的，本发明的实施例在第一基片上设置阵元并且在第二基片上设置有机场致发光器件。分别制造具有阵元的第一基片和具有有机场致发光装置的第二基片，然后在检测确定第一基片上的阵元和第二基片上的有机场致发光器件是否具有任何缺陷之后，安装这些基片。如果发现具有阵元的
第一基片或者具有有机场致发光器的第二基片存在任何缺陷，则可以容易地用其它无缺陷的基片替换每个基片。因此，根据本发明可以在具有高生产率的制造工艺中获得满意和可靠的有机场致发光显示器件。而且，由于根据本发明实施例的有机场致发光显示器件是顶部发射型的，所发射的光朝向与具有薄膜晶体管的基片相反的方向，孔径比可以提高，并且易于制造具有指定形状的薄膜晶体管。还可以获得提高的分辨率且长寿命间隔的有机场致发光显示器件。由于本发明的实施例采用彩色变换介质代替不同类型的有机场致发光层，所以可以简化制造工艺。由于具有密封图形的第一和第二基片的连接，外部潮湿的大气不能容易地影响有机场致发光器。
在不超出本发明的精神和范围下，在本发明的有机场致发光器中可以进行各种改变和变形，这对于本领域的技术人员是显然的。因此，本发明意在覆盖在所附权利要求及其等效方案的范围内的本发明的改变和变形。

Claims (38)

1. 一种有机场致发光器，其特征在于包括：
由密封图形安装的第一和第二基片；
在第一基片上包含多个开关器件的阵元；
在第二基片后表面上的彩色变换介质，其中该彩色变换介质具有一个黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区；
在彩色变换介质上的平坦层；
在平坦层后表面上的第一电极；
在第一电极后表面上的有机场致发光层；
在对应于各子象素区的有机场致发光层后表面上的第二电极；和
在第一和第二基片之间的单元间隙中的多个电连接件，其中电连接件分别连接第一基片上的阵元到第二基片上的第二电极。
2. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，有机场致发光层发射短波长的光，并且由有机场致发光器发射红、绿和蓝光的基色。
3. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，进一步包括在第一电极后表面上的电极分隔件，其中该电极分隔件在位置上对应于黑矩阵，并且将一个子象素区的有机场致发光层和第二电极与另一个子象素区的有机场致发光层和第二电极分隔开。
4. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，进一步包括在相邻的子象素区的第二电极之间的空间。
5. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，多个电连接件由具有延展性和电阻率的金属形成。
6. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，第一电极由透明导电材料制成，而第二电极由不透明金属材料制成。
7. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，第一电极是阳极，第二电极是阴极。
8. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，该阵元包括连接到开关器件和电连接件的连接图形。
9. 根据权利要求8的有机场致发光器，其特征在于，该开关器件包括栅电极、半导体层、漏极和源极。
10. 根据权利要求9的有机场致发光器，其特征在于，该漏极和源极之一成为通过电连接件电连接到第二电极的连接图形。
11. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，该有机场致发光层包括传输或注入空穴和电子之一的有机材料。
12. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，第一电极、该有机场致发光层和第二电极构成一个有机场致发光二极管，该有机场致发光二极管以朝向第二基片的方向发射短波长的蓝光。
13. 根据权利要求1的有机场致发光器，其特征在于，第一和第二基片之间的所述单元间隙以及所述第二电极之间的空间中容纳有惰性气体。
14. 根据权利要求3的有机场致发光器，其特征在于，每个电极分隔件具有梯形形状的锥形。
15. 一种形成具有第一和第二基片的有机场致发光器的方法，包括：
在第一基片上形成包括多个开关器件的阵元；
在第二基片的后表面上形成彩色变换介质，其中该彩色变换介质具有黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区；
在该彩色变换介质上形成平坦层；
在该平坦层的后表面上形成第一电极；
在第一电极上形成电极分隔件，其中电极分隔件在位置上对应该黑矩阵并形成对应于子象素区的间隔；
在第一电极上和电极分隔件之间的间隙中形成有机场致发光层；
在对应各子象素区的有机场致发光层的后表面上分别形成第二电极；
在第一和第二基片之间形成多个电连接件；以及
连接第一和第二基片以便该电连接件将第一基片上的阵元分别连接到第二基片上的第二电极。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，形成该彩色变换介质包括：在第二基片上形成黑矩阵，然后在该黑矩阵内形成红、绿和蓝彩色变换层。
17. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，多个电连接件由具有延展性和电阻率的金属形成。
18. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，第一电极由透明导电材料制成，而第二电极由不透明金属材料制成。
19. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，第一电极是阳极，并且第二电极是阴极。
20. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，形成阵元包括形成连接到开关器件的连接图形，而连接第一和第二基片包括连接该电连接件到该连接图形。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，形成该阵元包括形成栅电极，形成半导体层，形成漏极和形成源极。
22. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，漏极和源极之一是通过该电连接件电连接到隔开的第二电极的连接图形。
23. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该有机场致发光层包括有机材料，该有机材料传输或注入空穴和电子之一。
24. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，第一电极、有机场致发光层和第二电极构成有机场致发光二极管，该有机场致发光二极管以朝向第二基片的方向发射短波长的蓝光。
25. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，连接第一和第二基片的步骤包括使用密封图形形成单元间隙并将惰性气体注入该单元间隙中。
26. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，每个电极分隔件具有梯形形状的锥形。
27. 一种形成具有第一和第二基片的有机场致发光器的方法，包括：
在第一基片上形成包含多个开关器件的阵元；
在第二基片的后表面上形成彩色变换介质，其中该彩色变换介质具有一个黑矩阵和分别对应于子象素区的红、绿和蓝色彩色变换层，该黑矩阵确定子象素区；
在彩色变换介质上形成平坦层；
在该平坦层的后表面上形成第一电极；
在第一电极上形成有机场致发光层；
利用荫罩工艺在有机场致发光层上淀积第二电极，以便第二电极分别对应子象素区；
在第一和第二基片之间形成多个电连接件；和
连接第一和第二基片，以便该电连接件将第一基片上的阵元分别连接到第二基片上的第二电极。
28. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，形成该彩色变换介质包括在第二基片上形成黑矩阵，然后在黑矩阵内形成红、绿和蓝彩色变换层。
29. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，多个电连接件是由具有延展性和电阻率的金属形成的。
30. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于第一电极是由透明的导电材料制成的，而第二电极是由不透明金属材料制成的。
31. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，第一电极是阳极，第二电极是阴极。
32. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，形成阵元包括形成连接到该开关器件的连接图形，而连接第一和第二基片包括将该电连接件连接到该连接图形。
33. 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，形成该阵元包括：形成栅电极，形成半导体层，形成漏极和形成源极。
34. 根据权利要求33所述的方法，其特征在于，漏极和源极之一是变为通过该电连接件电连接到隔开的第二电极的连接图形。
35. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，该有机场致发光层包括有机材料，该有机材料传输或注入空穴和电子之一。
36. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，第一电极、有机场致发光层和第二电极构成有机场致发光二极管，该有机场致发光二极管以朝向第二基片的方向发射短波长的蓝光。
37. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，连接第一和第二基片包括采用密封图形在它们之间形成单元间隙，并且将惰性气体充入该单元间隙中。
38. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，每个电极分隔件具有梯形的锥形。
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