CN100463582C - 有源矩阵有机发光器件 - Google Patents

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CN100463582C CNB2004100118141A CN200410011814A CN100463582C CN 100463582 C CN100463582 C CN 100463582C CN B2004100118141 A CNB2004100118141 A CN B2004100118141A CN 200410011814 A CN200410011814 A CN 200410011814A CN 100463582 C CN100463582 C CN 100463582C
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Abstract

提供了一种有源矩阵有机发光器件，在该器件具有的结构中，各自具有分离的电流通路的多个发射层被叠置。在本发明的该有源矩阵有机发光器件中，多个发射层被叠置在一绝缘衬底上。一薄膜晶体管形成在该绝缘衬底上并与数个电极层共同连接从而独立地驱动多个发射层。

Description

有源矩阵有机发光器件
本申请要求于2003年9月23日提交的韩国专利申请No.2003-66038的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及有机发光器件，更具体而言，涉及层叠有源矩阵有机发光器件。
背景技术
通常，有源矩阵有机发光器件具有多个像素，每个像素包含电致发光(EL)元件和用于驱动该EL元件的薄膜晶体管。在EL元件中，红、绿、蓝(R，G，B)有机发射层(organic emission layer)被置于正电极和负电极之间从而基于施加到正电极和负电极上的电压从各自的有机发射层发光。正电极的形成使得每个R、G、B单元像素被分离，而负电极形成在衬底的整个表面上。
其中堆叠了多个有机发射层的层叠有机发光器件(SOLED)已在现有技术中说明。在SOLED中，单位面积的发光效率能够通过在像素区域内叠置有机发射层而得以提高。
传统的SOLED具有发射层设置在正电极之上且负电极设置在发射层之上的结构。正电极、发射层和负电极典型地顺序重复，从而使SOLED中几个正极-发射层-负极组相互在顶部叠置。在最上面的负电极和最下面的正电极之间施加一预定电压。由于施加到最上面的负极和最下面的正极之间的电压，从最上面的负极到最下面的正极形成了垂直的电流通路，从而使电流流过所有层。由于光从叠置在衬底上的数个层发出，因此与具有单一发射层的传统有机发光器件相比，提高了单位面积的发光效率。
然而，在传统SOLED中，在最上面的负极和最下面的正极之间施加的以在垂直方向上形成单一电流通路的电压比在具有单一发射层的显示器件中施加的电压的两倍还多。而且，由于使用了相对高的电压，功耗增加，并且驱动EL元件的薄膜晶体管的特性下降。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种有源矩阵有机发光器件。该发光器件包括堆叠在一绝缘衬底上的多个发射层。在多个发射层的两个相邻发射层的内部相对的表面之间形成一个或更多个第一电极。在两个相邻发射层的各自的外部表面上形成多个第二电极。多个第二电极彼此相连。本发明提供了一种有源矩阵有机发光器件。该发光器件包括堆叠在一绝缘衬底上的多个发射层。在多个发射层的两个相邻发射层的内部相对的表面之间形成一个或更多个第一电极。在两个相邻发射层的各自的外部表面上形成多个第二电极。多个发射层中的每一个均具有分离的电流通路。
本发明的另一方面是提供一种有源矩阵有机发光器件。该器件包括堆叠在一绝缘衬底上的多个发射层。在多个发射层的两个相邻发射层的内部相对的表面之间形成一个或更多个第一电极。在两个相邻发射层的外部表面上形成多个第二电极。在绝缘衬底上形成一薄膜晶体管。该薄膜晶体管共同连接到多个第二电极上从而独立地驱动多个发射层。
本发明的另外一方面是提供一种有源矩阵有机发光器件。在该发光器件中，在绝缘衬底上形成一薄膜晶体管。在绝缘衬底上形成第一绝缘层从而使其覆盖该薄膜晶体管。第一电极通过第一接触孔连接到薄膜晶体管。第二绝缘层具有露出部分第一电极的第一开口。第一发射层形成在第一开口内的第一电极上。第二电极形成在衬底的整个表面上并具有隔离图案(isolation pattern)。第三绝缘层形成在第二绝缘层上并具有第二开口和第二接触孔，该第二开口露出对应于第一发射层的第二电极的一部分，该第二接触孔露出对应于隔离图案的第一电极的一部分。第二发射层形成在第二电极的露出部分上。第三电极形成在第三绝缘层上以通过第二接触孔连接到第一电极。
本发明的另一方面是提供一种有源矩阵有机发光器件。该发光器件包括堆叠在一绝缘衬底上的多个发射层。多个第一电极中的每一个形成在多个发射层中对应的一个发射层的一个表面上。多个第二电极中的每一个形成在多个发射层中所述对应的一个发射层的另一表面上。绝缘层形成在多个第一电极和多个第二电极的相邻电极之间。多个第一电极彼此连接并且适应于施加到其上的第一电压。多个第二电极彼此连接并且适应于施加到其上的第二电压，从而使多个发射层中连接在第一电极和第二电极之间的发射层各自具有分离的电流通路。
附图说明
通过参考附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点将会变得对本领域技术人员更加显而易见，附图中:
图1是现有的有源矩阵发光器件的断面图；
图2是根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光器件的断面图；
图3是用于根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光器件的层叠有机发光器件的断面图，其说明了用于连接驱动多个有机发射层的多个正电极的方法；
图4是根据本发明第二实施例的有源矩阵有机发光器件的断面图；和
图5是根据本发明第三实施例的有源矩阵有机发光器件的断面图。
具体实施方式
现将参考附图对本发明进行更加充分地描述，附图中表示了本发明的某些实施例。然而，本发明可以以不同形式实施而不应解释为仅限于此处阐述的实施例。并且，这些实施例的提供使得本公开彻底而完全，并将本发明的范围完全告知本领域技术人员。在附图中，为了清晰夸大了层和区域的厚度。在整个说明书中，相同的标记表示相同的元件。
图2是根据本发明第一实施例的层叠有源矩阵有机发光器件的断面图，其表示了一个层叠有机发光器件的剖面结构。
如图2所示，根据本发明一实施例的层叠有机发光器件具有在绝缘衬底200上形成多个发射层的结构，在这一情况下，是两个发射层215和235。即，形成负电极220以作为在发射层215的一个表面和面对发射层215第一表面的发射层235的一个表面之间的共同电极(common electrode)。正电极211和231中的每一个形成在两个发射层215和235的相反表面中的一个表面上。第一和第二正电极211和231彼此连接，从而使相同电平的电压同时施加到每个正电极上。在第一和第二正极211和231与负电极220之间施加一预定电压。
因此，顺序叠置的第一正电极211、第一发射层215和负电极220构成了一个发光器件，而顺序叠置的负电极220、第二发射层235和第二正电极231构成了另一个发光器件。
在如上所述的层叠有源矩阵有机发光器件中，负电极220用作共同电极并且一预定电压施加到负电极220和它下面的第一正电极211上，同时，该预定电压施加到负电极220和它上面的第二正电极231上。
因此，在负电极220和第一正电极211之间形成的第一发射层215以及在负电极220和第二正电极231之间形成的第二发射层235同时并独立地被驱动，从而使第一和第二发射层215和235各自形成两个不同的电流通路，如图3的箭头所示。
因此，叠置的第一发射层215和第二发射层235被相同电平的电压独立驱动，因而与传统的单一发射层显示器件相比，提高了单位面积的发光效率而没有增大驱动电压。
根据本发明的第一实施例，当负电极220由透明电极材料形成，且第一正电极211和第二正电极231分别由不透明电极材料和透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有顶部发射结构(top emissionstructure)，其中光从第一发射层215和第二发射层235发射从而使其远离衬底200辐射。
当负电极220由透明电极材料形成，且第一正电极211和第二正电极231分别由透明电极材料和不透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有底部发射结构(bottom emission structure)，其中光从第一发射层215和第二发射层235发射从而使其朝向衬底200辐射。
进一步地，当负电极220由透明电极材料形成，且第一正电极211和第二正电极231均由透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有双边发射结构(double-sided emission structure)，其中光从第一发射层215和第二发射层235发射从而使其朝向和远离衬底200辐射。
然而，当负电极220由不透明电极材料形成，且第一电极211和第二电极231均由透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有一种结构，其中光被第一发射层215和第二发射层235发射从而使其在相反方向上辐射。特别地，来自第一发射层215的光向内发射从而使其在衬底的方向上辐射，而来自第二发射层235的光的发射使得其远离衬底辐射。
图3是用于根据本发明第一实施例的层叠有源矩阵有机发光器件的层叠有机发光二极管的断面图，其说明了用于将多个正电极连接到一个薄膜晶体管从而同时驱动多个有机发射层的方法。
如图3所示，在绝缘衬底300上形成平面化层(planarization layer)320，在平面化层320下面已形成薄膜晶体管310(薄膜晶体管310在图3中示意性的表示)。平面化层320被蚀刻以形成露出部分薄膜晶体管310的通孔325。例如，通孔325可露出薄膜晶体管310的漏电极的一部分。
电极材料接着被淀积在衬底的整个表面上并被构图以形成第一正电极331，其通过通孔325连接到薄膜晶体管的漏电极。使用传统的工艺，在平面化层320上形成具有露出部分第一正电极331的开口334的像素定义层(pixel defining layer)333，并且，当其形成后，包含了第一正电极331。
第一有机发射层335形成在开口334内的第一正电极331上。电极材料被淀积在衬底的整个表面上以形成负电极340，然后负电极340的一预定部分，例如对应于第一正电极331的部分被蚀刻以形成隔离图案345。
平面化层350形成在衬底上并接着被蚀刻以形成露出在第一有机发射层335上的负电极340的开口354。同时，平面化层350和像素定义层333被蚀刻以形成露出部分第一正电极331的接触孔355。接触孔355形成在负电极340的隔离图案345中使得其具有比隔离图案345窄的宽度。
电极材料再次被淀积在衬底上并接着被蚀刻以形成通过通孔355电连接到第一正电极331的第二正电极361。由于第二正电极361通过通孔355连接到第一正电极331并形成为具有比隔离图案345窄的宽度，第二正电极361和负电极340通过隔离图案345被电隔离。
隔离图案345形成在例如雕刻凹槽或条纹的雕刻图案中，并在负电极340之内，从而使隔离图案345避免了第二正电极361与负电极340电连接。
图4是根据本发明第二实施例的层叠有机发光器件的结构断面图。如图4所示，该层叠有机发光器件形成为具有在绝缘衬底400上叠置多个发射层的结构，例如两个发射层415和435。特别地，在两个发射层415和435中，第一发射层415形成在第一正电极411和第一负电极421之间，第二发射层435形成在第二正电极431和第二负电极425之间。第一和第二正电极411和431彼此连接，并且相同电平的正极电压同时被施加到正电极411和431上。类似地，第一和第二负电极421和425彼此连接，并且相同电平的负极电压同时被施加到负电极421和425上。因此，预定的电压被施加到形成在第一和第二发射层415和435的两侧表面上的正电极411和431与负电极421和425之间。
因此，顺序叠置的第一正电极411、第一发射层415和第一负电极421构成了一个发光器件，而顺序叠置的第二正电极431、第二发射层435和第二负电极425构成了另一个发光器件。通过透明绝缘层440，这些层叠发光器件彼此隔离。
在根据第二实施例的层叠有机发光器件中，由于在第一正电极411和第一负电极421之间，以及在第二正电极431和第二负电极425之间同时施加相同的电压，第一发射层415和第二发射层435被相同的独立电压各自驱动。
因此，由于形成在第一负电极421和第一正电极411之间的第一发射层415以及形成在第二负电极425和第二正电极431之间的第二发射层435被同时并且独立地驱动，第一和第二发射层415和435各自形成了两条不同的电流通路，如在图2的第一实施例中所示。
因此，层叠的第一发射层415和第二发射层435被相同电平的电压独立地驱动，因而与传统的具有单一发射层的显示器件相比，提高了单位面积的发光效率而没有增大驱动电压。
此外，在本发明的第二实施例中，第一负电极421和第二负电极425各自由透明电极材料形成，并且第一正电极和第二正电极分别由不透明电极材料和透明电极材料形成。因此，层叠有源矩阵有机发光器件具有顶部发射结构，其中来自第一和第二发射层415和435的光被发射从而使其远离衬底400辐射。
当第一和第二负电极421和425由透明电极材料形成，且第一正电极411和第二正电极431分别由透明电极材料和不透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有顶发射结构，其中来自第一和第二发射层415和435的光被发射从而使其朝向衬底400辐射。
进一步地，当第一和第二负电极421和425由透明电极材料形成，且第一正电极411和第二正电极431由透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有双边发射结构，其中来自第一和第二发射层415和435的光被发射从而使其朝向和远离衬底辐射。
此外，当第一负电极421和第二正电极431由不透明电极材料形成，且第一正电极411和第二负电极425由透明电极材料形成时，层叠有源矩阵有机发光器件具有一种结构，其中光被发射使得其在相反方向上辐射。特别地，来自第一发射层415的光被发射使得其远离衬底辐射，而来自第二发射层435的光被发射使得其也远离衬底辐射。
图5是根据本发明第三实施例的层叠有源矩阵有机发光器件的断面图，其为三层的层叠有机发光器件。如图5所示，三个层叠有机发光器件被叠置并形成在绝缘衬底500上。每一有机发光器件具有如图2所示的层叠结构，并且每一层叠有机发光器件的形成使得它能够通过在其间插入绝缘层而被独立地驱动。
更具体地，在衬底500上形成具有正电极511a、发射层515a、负电极520a、发射层535a和正电极531a的第一层叠有机发光器件。在第一绝缘层540a上形成具有正电极511b、发射层515b、负电极520b、发射层535b和正电极531b的第二层叠有机发光器件。此外，在第二绝缘层540b上形成具有正电极511c、发射层515c、负电极520c、发射层535c和正电极531c的第三层叠有机发光器件。
在根据第三实施例的层叠有机发光器件中，在每一层叠有机发光器件中，正电极(511a，531a)，(511b，531b)和(511c，531c)如图2所示彼此连接，并且对这些正电极同时施加预定的正极电压。负电极520a，520b和520c也共同连接，并且对这些负电极施加负极电压。在每一层叠有机发光器件中，正电极(511a，531a)，(511b，531b)和(511c，531c)以图3所示的结构连接。因此，每一层叠有机发光器件具有与另一层叠有机发光器件的电流通路分离的电流通路。
在第三实施例中，在每一层叠有机发光器件中，正电极(511a，531a)，(511b，531b)和(511c，531c)可如图2所示彼此连接，并且可同时施加相同的正极电压或不同的正极电压。可对负电极(520a)，(520b)和(520c)施加相同的负极电压或不同的负极电压。因此，当每一层叠有机发光器件中的发射层(515a，535a)，(515b，535b)和(515c，535c)实现相同的颜色或者分别实现R、G、B颜色时，能够提高发光效率并使R、G、B颜色最优化。
此外，在第三实施例中，当正电极和负电极由透明电极材料或不透明电极材料形成时，从发射层发射的光的类型和方向可以如第一和第二实施例中那样变化。而且，薄膜晶体管可以如第一实施例中那样被连接。
根据本发明的实施例，尽管通过绝缘层隔离的每一层叠有机发光器件被描述为具有两个发射层叠置的结构，其也可以应用于多个发射层叠置的结构中。
尽管在本发明的实施例中，在负电极中形成雕刻隔离图案以避免与正电极的电连接，但也可以应用使负电极和正电极电隔离的多种方法。并且，尽管正电极和负电极形成在单一层中，它们也可形成在叠置的层中以改善电极特性。
在如上所述的根据本发明实施例的有机发光器件中，正电极彼此连接从而使多个发射层各自具有分离的电流通路，从而提高单位面积的发光效率而不增大驱动电压。
尽管以上描述了本发明的某些实施例，但本领域技术人员应理解的是可进行多种变化和修改而不脱离由以下权利要求所述的本发明的主旨和范围。

Claims (5)

1.一种有源矩阵有机发光器件，包括：
在一绝缘衬底上形成的一薄膜晶体管；
在所述绝缘衬底上形成的一第一绝缘层，其覆盖所述薄膜晶体管并具有露出部分所述薄膜晶体管的一第一接触孔；
通过所述第一接触孔连接到所述薄膜晶体管的一第一电极；
具有露出部分所述第一电极的一第一开口的一第二绝缘层；
形成在所述第一开口内的所述第一电极上一第一发射层；
形成在所述衬底的整个表面上并具有隔离图案的一第二电极；
形成在所述第二绝缘层上并具有一第二开口和一第二接触孔的一第三绝缘层，所述第二开口露出对应于所述第一开口的所述第二电极的一部分，且所述第二接触孔露出对应于所述隔离图案的所述第一电极的一部分；
形成在所述第二电极的露出部分上的一第二发射层；
形成在所述第三绝缘层上的一第三电极，其通过所述第二接触孔连接到所述第一电极。
2.权利要求1的有源矩阵有机发光器件，其中所述第一电极，即负极用作所述第一和第二发射层的共同电极，并且所述第二和第三电极作为正极，其上施加了相同电平的电压。
3.权利要求1的有源矩阵有机发光器件，其中所述第一和第三绝缘层是平面化层且所述第二绝缘层是像素定义层。
4.权利要求1的有源矩阵有机发光器件，其中所述隔离图案形成在凹槽或条纹的雕刻图案中。
5.权利要求1的有源矩阵有机发光器件，其中：
当所述第一电极是不透明的而所述第二和第三电极是透明的时候，来自所述第一发射层和所述第二发射层的光在相反方向上被发射；
当所述第一和第二电极是透明的而所述第三电极是不透明的时候，来自所述第一和第二发射层的光被发射并使得所述光朝向所述衬底辐射；
当所述第一和第三电极是透明的而所述第二电极是不透明的时候，来自所述第一和第二发射层的光被发射并使得所述光远离所述衬底辐射。
CNB2004100118141A 2003-09-23 2004-09-23 有源矩阵有机发光器件 Expired - Lifetime CN100463582C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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