CN101064335B - 有机电致发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光器件及其制造方法。该有机电致发光器件包括衬底；形成在该衬底上的多个第一电极；利用无机材料在该衬底和该第一电极上形成至预定厚度从而定义该第一电极上的像素的多个堤；利用有机材料在该像素之间在该堤上以条形形成的多个分隔物；分别填充到所述像素的每个中的具有预定颜色的多个有机发光材料层(EML)；以及形成在该有机EML、该堤和该分隔物上的多个第二电极。

Description

有机电致发光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件及其制造方法，更具体地，涉及能够防止泄漏电流、短路和像素间混色的有机电致发光器件及其制造方法。 
背景技术
通常，有机电致发光器件是利用通过由阳极电极提供的空穴与由阴极电极提供的电子在形成于阳极电极和阴极电极之间的有机发光材料层中复合而发射的光来实现图像的显示器件。由于诸如宽视角、快响应时间、低制造成本和高对比度的优越显示特性，有机电致发光器件有望成为下一代平板显示器件。 
有机电致发光器件可以分为无源矩阵(PM)型和有源矩阵(AM)型。PM型有机电致发光器件具有阳极电极和阴极电极以矩阵布置的结构，且AM型有机电致发光器件具有在每个像素中形成阳极电极、多个薄膜晶体管(TFT)和电容器的结构。另外，根据光从有机发射材料层发射的方向，可以将有机电致发光器件分为顶发射型和底发射型。 
图1是常规PM型有机电致发光器件的平面图，图2是沿图1的II-II′线截取的剖视图。 
参考图1和2，在衬底10上以条状形成多个阳极电极12。并在衬底10上形成堤(bank)15，其通过暴露阳极电极12的预定区域来定义像素。堤15通常由有机材料形成。在堤15定义的像素中，空穴传输层(HTL)21形成为接触阳极电极12，每个发射预定颜色的有机发光材料层(EML)例如红光发射层20R、绿光发射层20G和蓝光发射层20B形成在HTL 21的每个上表面上。这里，沿阳极电极12的方向形成具有相同颜色的有机发光材料层。可以使用旋涂法、分散法(dispensing method)或喷墨法形成HTL 21和有机EML 20R、20G和20B。在有机EML 20R、20G和20B以及堤15的上表面上以条状形成多个阴极电极32。这里，阴极电极32与阳极电极12交叉。 
然而，在具有以上结构的有机电致发光器件中，堤15由相对于形成HTL21以及有机EML 20R、20G和20B的材料具有大接触角的有机材料形成，因此，HTL 21以及有机EML 20R、20G和20B在像素边缘处形成小的厚度。因此，当阴极电极32接触HTL 21时，存在引起漏电流的可能。此外，当阴极电极32接触阳极电极12时，会引起短路。另外，当使用分散法形成HTL21以及有机EML 20R、20G和20B时，会发生HTL 21或有机EML 20R、20G和20B中断的问题。 
发明内容
本发明提供一种能防止漏电流、短路和混色的有机电致发光器件及其制造方法。 
根据本发明的一个方面，提供一种有机电致发光器件，包括：衬底；形成在该衬底上的多个第一电极；在该衬底和该第一电极上利用无机材料形成至预定厚度从而定义该第一电极上的像素的多个堤；使用有机材料在该像素之间在所述堤上以条状形成的多个分隔物；填充到每个像素中的有机发光层(有机EML)，其每个具有预定颜色；以及形成在该有机EML、堤和分隔物上的多个第二电极。 
该分隔物可以形成在其中形成有具有彼此不同颜色的有机EML的像素之间从而防止所述像素之间的混色。 
该有机电致发光器件还可以包括该有机EML和该第一电极之间的空穴传输层(HTL)。 
该第一电极可以形成条状，该第二电极可以形成与该第一电极交叉的条状。该第一电极可以平行于该分隔物形成，该第二电极可与该分隔物垂直交叉。 
该第一电极可以形成为对应于每个像素。该第二电极可以形成为覆盖该有机EML、该堤和该分隔物的整个表面的公共电极。 
根据本发明的一个方面，提供一种制造有机电致发光器件的方法，该方法包括：在衬底上形成多个第一电极；通过利用无机材料在该衬底和该第一电极上形成堤至预定厚度来在该第一电极上定义像素；使用有机材料在该像素之间在所述堤上以条状形成多个分隔物；在每个像素中形成有机EML，其每个具有预定颜色；以及在该有机EML、该堤和该分隔物上形成多个第 二电极。 
该分隔物可以形成在其中形成有具有彼此不同颜色的有机EML的像素之间。 
可以通过在涂覆预定无机材料层覆盖该衬底和该第一电极之后，构图该预定无机材料层至预定形状来形成堤，从而定义暴露该第一电极上的预定区域的像素。可以通过在形成预定有机材料层覆盖所述堤和所述像素之后，构图该预定有机材料层至条形来形成所述分隔物。该方法还可包括在形成该堤和该分隔物之后改变该堤和该分隔物的表面。 
可以通过将液相有机材料分别填充到所述像素中后，干燥并烘焙具有预定颜色的该液相有机材料来形成有机EML。该方法还可包括在形成该有机EML之前在该像素的底部形成空穴传输层。可以通过在将液相空穴传输材料填充到该像素中之后，干燥并烘焙该液相空穴传输材料来形成空穴传输层。 
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其他特征和优点将变得更加明显，附图中： 
图1是常规有机电致发光器件的平面图； 
图2是沿图1的II-II′线截取的剖视图； 
图3是根据本发明一实施例的有机电致发光器件的平面图； 
图4是沿图3的IV-IV′线截取的剖视图； 
图5是根据本发明一实施例的有机电致发光器件的堤和分隔物的透视图；以及 
图6至13是剖视图，示出根据本发明一实施例制造有机电致发光器件的方法。 
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。在图中，相似的附图标记表示相似的元件，且为了清楚而放大了层和区域的厚度。 
图3是根据本发明一实施例的有机电致发光器件的平面图，图4是沿图 3的IV-IV′线截取的剖视图。图5是根据本发明一实施例的有机电致发光器件的堤和分隔物的透视图。 
参考图3至5，在衬底110上以条状形成多个第一电极112。衬底110通常可以是玻璃衬底或塑料衬底。第一电极112可以是阳极电极。在底发射型有机电致发光器件中，第一电极112可以是由诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料形成的透明电极。在顶发射型有机电致发光器件中，第一电极112可以是由金属形成的反射电极。 
在其上形成第一电极112的衬底110上以预定厚度形成露出第一电极112的预定区域的堤115。通过堤115定义第一电极112上的像素150。在本实施例中，堤115可以由无机材料形成。由无机材料形成的堤115相对于稍后描述的空穴传输材料121′(见图9)具有小的接触角。因此，当使用例如分散法形成空穴传输层(HTL)121(见图10)时，HTL 121可以在像素150中形成均匀厚度而没有断开。在图5中，以矩形形状形成通过堤115定义的像素150，但像素150可以具有除矩形形状以外的各种形状。 
在堤115上形成具有与第一电极112平行的条形的多个分隔物125。这里，分隔物125可以设置在其中形成有彼此具有不同颜色的有机发光材料层(EML)120R、120G和120B的像素150之间，从而不会发生像素150之间的混色。另外，在本实施例中，分隔物125可以由有机材料形成。当分隔物125由有机材料形成时，由于由有机材料形成的分隔物125相对于空穴传输材料121′(见图9)以及有机发光材料120′R、120′G和120′B具有大的接触角，因此可以防止空穴传输材料121′(见图9)以及有机发光材料120′R、120′G和120′B在分隔物125上的流动，从而有效地防止像素150之间的混色。同时，可以通过表面处理法改变堤115和分隔物125的表面，从而获得需要的接触角。 
可以在堤115定义的像素150下面形成HTL 121。HTL 121形成为接触通过像素150暴露的第一电极112。可以在使用旋涂法、分散法或喷墨法在像素150中形成液相空穴传输材料121′(见图9)之后，通过干燥和烘焙该液相空穴传输材料121′(见图9)来形成空穴传输层121。同时，由于堤115的接触液相空穴传输材料121′的表面具有小接触角，因此HTL 121可以均匀地形成在像素150中。 
在HTL 121的上表面上形成每个具有预定颜色的有机EML，例如红光发射层120R、绿光发射层120G和蓝光发射层120B。这里，沿第一电极112的方向即平行于分隔物125的方向形成具有相同颜色的有机EML 120R、120G和120B。可以在使用旋涂法、分散法或喷墨法在HTL 121的上表面上形成液相有机发光材料120′R、120′G和120′B(见图11)后，通过干燥和烘焙该液相有机发光材料120′R、120′G和120′B(见图11)来形成有机EML120R、120G和120B。这里，由于分隔物125的接触液相有机发光材料120′R、120′G和120′B的表面具有大接触角，因此可以防止有机发光材料120′R、120′G和120′B在分隔物125上到像素150中的流动，且因此，覆盖HTL 121的有机EML 120R、120G和120B可以形成均匀厚度。
在有机EML 120R、120G和120B以及分隔物125的上表面上以条状形成多个第二电极132。第二电极132可以是阴极电极且可以与第一电极112和分隔物125交叉。在底型有机电致发光器件中，第二电极132可以是由金属形成的反射电极。在顶型有机电致发光器件中，第二电极132可以是以单层或多层形成的透明导电材料形成的透明电极。 
如上所述，在本实施中，通过在无机材料形成的堤115上形成由有机材料形成的分隔物125，HTL 121可形成至均匀的厚度，且能防止像素150之间的混色。此外，由于第二电极132不接触HTL 121或第一电极112，因此可以防止电流泄漏或短路。 
在上述实施例中，已经描述了PM型有机电致发光器件，其中作为阳极电极的第一电极112与作为阴极电极的第二电极132交叉，但本发明不限于此，还可应用于AM型有机电致发光器件。也就是说，在AM型有机电致发光器件中，以与像素150的每个对应的预定形状形成作为阳极电极的第一电极(未示出)，多个驱动晶体管和电容器(未示出)连接到各第一电极。以覆盖有机EML 120R、120G和120B以及分隔物125的上表面的公共电极形状形成作为阴极电极的第二电极132。 
现在描述根据本发明一实施例制造有机电致发光器件的方法。图6至13是剖视图，示出根据本发明一实施例制造有机电致发光器件的方法。 
参考图6，在衬底110上形成多个第一电极112。衬底110可以是玻璃衬底或塑料衬底。第一电极112可以是阳极电极。可以通过构图沉积在衬底110上的预定导电材料层来形成第一电极112。在底型有机电致发光器件中第一电极112可以是由诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料形成的透明电极；
在顶型有机电致发光器件中第一电极112可以是金属形成的反射电极。在PM型有机电致发光器件中，第一电极112可以以彼此平行的条状形成。在AM型有机电致发光器件中，第一电极112可以形成为与像素150的每个对应的预定形状。 
参考图7，在其上形成第一电极112的衬底110上形成定义像素150的堤115至预定厚度。更具体地，可以在其上形成第一电极112的衬底110上涂覆预定无机材料之后，通过构图该预定无机材料层来形成堤115。因此，在堤115中形成暴露第一电极112的预定区域的像素150。 
参考图8，在像素150之间在堤115上以条状形成多个分隔物125。更具体地，可以在涂覆预定有机材料以覆盖通过像素150和堤115暴露的第一电极112之后，通过构图该预定有机材料来形成分隔物125。在PM型有机电致发光器件中，可以平行于第一电极112形成分隔物125。同时，在形成堤115和分隔物125之后，可以通过表面处理法改变堤115和分隔物125的表面，使得堤115和分隔物125可以相对于稍后描述的空穴传输材料121′(见图9)和有机发光材料120′R、120′G和120′B具有所需的接触角。 
参考图9，液相空穴传输材料121′填充到第一电极112上堤115定义的像素150中。可以使用旋涂法、分散法或喷墨法在像素150中形成空穴传输材料121′。在本实施例中，堤115由相对于空穴传输材料121′具有小接触角的无机材料形成。因此，空穴传输材料121′可以形成为覆盖位于像素150边缘上的堤115的表面。接下来，当干燥并烘焙填充到像素150中的空穴传输材料121′时，可以在像素150的下部上形成具有均匀厚度的空穴传输层(HTL)121。此时，参考图10，HTL 121可以在位于像素150边缘上的堤115的表面上形成均匀厚度。 
参考图11，在形成HTL 121的每个像素150中依次填充分别具有预定颜色的液相有机发光材料，例如红色发光材料120′R、绿色发光材料120′G和蓝色发光材料120′B。可以使用旋涂法、分散法或喷墨法在像素150中形成液相有机发光材料120′R、120′G和120′B。这里，在平行于分隔物125的方向上分别形成有机发光材料120′R、120′G和120′B。因此，分隔物125位于填充有彼此不同的有机发光材料120′R、120′G和120′B的像素150之间在堤115上。在本实施例中，分隔物125由有机材料构成，其相对于有机发光材料120′R、120′G和120′B具有大接触角。因此，在将有机发光材料120′R、 120′G和120′B填充到像素150中的工艺期间，可以防止有机发光材料120′R、120′G和120′B在分隔物125上到像素150中的流动。接着，当干燥并烘焙填充到像素150中的有机发光材料120′R、120′G和120′B时，像素150中覆盖HTL 121的每个具有预定颜色的有机发光层例如红色发光层120R、绿色发光层120G和蓝色发光层120B可以形成均匀厚度。 
最后，当多个第二电极132形成在有机EML 120R、120G和120B，堤115以及分隔物125上时，完成了根据本发明一实施例的有机电致发光器件的制造。第二电极132可以是阴极电极。通过使用电极分隔物或遮蔽掩模在有机发光材料层120R、120G和120B，堤115以及分隔物125上沉积预定导电材料可以形成第二电极132。在底型有机电致发光器件中，第二电极132可以是由金属形成的反射电极，在顶型有机电致发光器件中，第二电极132可以是由以单层或多层形成的透明导电材料形成的透明电极。在PM型有机电致发光器件中，可以以与第一电极112和分隔物125垂直交叉的条状形成第二电极132。此外，在AM型有机电致发光器件中，第二电极132可以形成为公共电极，覆盖有机发光材料120′R、120′G和120′B，堤115以及分隔物125的整个表面。 
如上所述，根据本发明，通过使用有机材料在由无机材料形成的堤上以条形形成分隔物，HTL和有机EML能形成为均匀的厚度而没有中断。另外，该分隔物可以防止相邻像素之间有机发光材料的混合，该有机发光材料具有彼此不同的颜色。另外，不存在发生泄漏电流的可能性，因为阴极电极与HTL和阳极电极分隔开。 
虽然已经参考其示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。 

Claims (23)

1.一种有机电致发光器件，包括：
衬底；
形成在该衬底上的多个第一电极；
利用无机材料在该衬底和该第一电极上形成至预定厚度从而定义该第一电极上的像素的多个堤；
利用有机材料在该像素之间在该堤上以条形形成的多个分隔物；
填充到所述像素的每个中的有机发光层，其每个具有预定颜色；
形成在该有机发光层、该堤和该分隔物上的多个第二电极；以及
该有机发光层和该第一电极之间的空穴传输层，
其中所述有机发光层具有与所述多个第二电极接触的上部突出形表面，以及与所述空穴传输层接触的下部凹入形表面。
2.根据权利要求1的有机电致发光器件，其中具有彼此不同颜色的有机发光层形成在所述像素中，所述分隔物形成在所述像素之间以防止所述像素之间的混色。
3.根据权利要求2的有机电致发光器件，其中该第一电极以条状形成且该第二电极以与该第一电极交叉的条状形成。
4.根据权利要求3的有机电致发光器件，其中该第一电极平行于该分隔物形成且该第二电极与该分隔物垂直交叉。
5.根据权利要求2的有机电致发光器件，其中该第一电极与所述像素的每个对应地形成。
6.根据权利要求5的有机电致发光器件，其中该第二电极形成为覆盖该有机发光层、该堤和该分隔物的整个表面的公共电极。
7.根据权利要求1的有机电致发光器件，其中该衬底是玻璃衬底和塑料衬底之一。
8.根据权利要求2的有机电致发光器件，其中该第一和第二电极由透明导电材料或金属形成。
9.一种制造有机电致发光器件的方法，该方法包括：
在衬底上形成多个第一电极；
通过使用无机材料在该衬底和该第一电极上形成堤至预定厚度来定义该第一电极上的像素；
使用有机材料在该像素之间在该堤上以条状形成多个分隔物；
在所述像素的底部上形成空穴传输层；
在该像素的每个中形成有机发光层，其每个具有预定颜色；以及
在该有机发光层、该堤和该分隔物上形成多个第二电极，
其中所述有机发光层具有与所述多个第二电极接触的上部突出形表面，以及与所述空穴传输层接触的下部凹入形表面。
10.根据权利要求9的方法，其中该分隔物形成在其中形成具有彼此不同颜色的有机发光层的所述像素之间。
11.根据权利要求10的方法，其中在涂覆预定无机材料层覆盖该衬底和该第一电极之后，通过将该预定无机材料层构图成定义所述像素的预定形状来形成所述堤，所述像素暴露该第一电极上的预定区域。
12.根据权利要求10的方法，其中在形成覆盖该堤和该像素的预定有机材料层之后，通过将该预定有机材料层构图成条状来形成所述分隔物。
13.根据权利要求10的方法，还包括在形成该堤和该分隔物之后，改变该堤和该分隔物的表面。
14.根据权利要求10的方法，其中在将液相有机材料分别填充到该像素中之后，通过干燥和烘焙具有预定颜色的该液相有机材料来形成所述有机发光层。
15.根据权利要求14的方法，其中该液相有机材料利用旋涂法、分散法或喷墨法填充到该像素中。
16.根据权利要求9的方法，其中在液相空穴传输材料填充到该像素中之后，通过干燥和烘焙该液相空穴传输材料来形成该空穴传输层。
17.根据权利要求16的方法，其中该液相空穴传输材料利用旋涂法、分散法或喷墨法填充到所述像素中。
18.根据权利要求10的方法，其中该第一电极以条状形成且该第二电极以与该第一电极交叉的条状形成。
19.根据权利要求18的方法，其中该第一电极平行于该分隔物形成，且该第二电极垂直交叉该分隔物。
20.根据权利要求10的方法，其中该第一电极与所述像素的每个对应地形成。
21.根据权利要求20的方法，其中该第二电极形成为覆盖该有机发光层、该堤和该分隔物的整个表面的公共电极。
22.根据权利要求10的方法，其中该衬底是玻璃衬底和塑料衬底之一。
23.根据权利要求10的方法，其中该第一和第二电极由透明导电材料或金属形成。
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