CN102339849A - 有机发光显示设备及其制造方法 - Google Patents

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CN102339849A CN2011101992299A CN201110199229A CN102339849A CN 102339849 A CN102339849 A CN 102339849A CN 2011101992299 A CN2011101992299 A CN 2011101992299A CN 201110199229 A CN201110199229 A CN 201110199229A CN 102339849 A CN102339849 A CN 102339849A
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Abstract

一种有机发光显示设备及其制造方法，所述有机发光显示设备能够防止从像素限定层(PDL)或平坦化层放气。所述有机发光显示设备包括：基板；布置在所述基板上方的像素电路；电连接到所述像素电路的像素电极；暴露所述像素电极的像素限定层；布置在所述像素电极上的中间层，所述中间层被配置为发出光；以及在所述像素限定层上的第一离子注入层。

Description

有机发光显示设备及其制造方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2010年7月14日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2010-0068007的优先权和权益，该专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
根据本发明的实施例的方面涉及有机发光显示设备及其制造方法。
背景技术
一般来说，平板显示设备可以被分成光发射型显示设备或光接收型显示设备。光发射型显示设备包括扁平阴极射线管、等离子体显示面板、电致发光显示设备或发光二极管显示设备等。光接收型显示设备包括液晶显示器(LCD)等。在这些显示设备中，由于电致发光显示设备的视角广、对比度高且响应速度快，因此电致发光显示设备有望成为下一代显示设备。根据形成发射层(EML)的材料，电致发光显示设备可以是无机电致发光设备或有机电致发光设备(例如，有机发光显示设备)。
在这点上，有机电致发光设备是通过电激发荧光有机化合物而发光的自发光型显示设备。有机电致发光设备可以以低电压驱动，可以制作得较薄，并且可以解决与LCD的宽视角和快响应速度相关的问题。因此，有机电致发光设备有望成为下一代显示设备。
有机电致发光设备包括位于阳极与阴极之间由有机材料形成的EML。在有机电致发光设备中，当分别向阳极和阴极施加正电压和负电压时，从阳极注入的空穴经由空穴传输层(HTL)迁移到EML，并且来自阴极的电子经由电子传输层(ETL)迁移到EML，使得电子和空穴在EML中复合以产生激子。
当激子从激发态改变成基态时，EML中的荧光分子发射可以形成图像的光。在全色型有机电致发光设备的情况下，通过具有分别发射红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色的像素实现全色光谱。
在有机电致发光设备中，在阳极的边缘处形成像素限定层(PDL)，在PDL中形成预定的孔穴，然后在阳极的由于孔穴而暴露在外的部分上依次形成EML和阴极。
发明内容
根据本发明的实施例提供一种有机发光显示设备及其制造方法，从而可以防止气体或湿气从有机层排放到有机发射层(EML)，和/或防止气体或湿气从外部进入有机EML。
根据本发明的方面，提供一种有机发光显示设备，包括：基板；布置在所述基板上方的像素电路；电连接到所述像素电路的像素电极；暴露所述像素电极的像素限定层(PDL)；布置在所述像素电极上并且被配置为发出光的中间层；以及形成在所述PDL上的第一离子注入层。
所述第一离子注入层可以通过向所述PDL中注入离子而形成。
所述离子可以为BHx+或PH+。
所述第一离子注入层可以通过在200℃下对所述PDL进行加热，然后将所述离子注入到所述PDL中而形成。
所述第一离子注入层的厚度可以为
Figure BSA00000539566000021
到
Figure BSA00000539566000022
所述PDL可以由有机材料形成，并且所述第一离子注入层可以防止气体从所述PDL中排放。
所述有机发光显示设备可以进一步包括布置在所述像素电极与所述像素电路之间并覆盖所述像素电路的平坦化层。
所述平坦化层可以包括用于在所述像素电极与所述像素电路之间进行连接的接触孔。
可以在所述平坦化层上形成第二离子注入层。
所述第二离子注入层可以通过向所述平坦化层中注入离子而形成。
所述离子可以为BHx+或PH+。
所述第二离子注入层可以通过在200℃下对所述PDL进行加热，然后将所述离子注入到所述平坦化层中而形成。
所述第二离子注入层的厚度可以为
Figure BSA00000539566000031
到
所述第二离子注入层可以防止气体从所述平坦化层中排放。
所述像素电路可以包括薄膜晶体管(TFT)。
根据本发明的另一方面，提供一种制造有机发光显示设备的方法，所述方法包括以下操作：在基板上方形成像素电路；在所述像素电路上形成钝化层；在所述钝化层上形成平坦化层；在所述平坦化层上形成像素电极；在所述平坦化层上形成PDL以暴露所述像素电极；并且在所述PDL上形成第一离子注入层。
形成第一离子注入层的操作可以包括使所述PDL硬化并向所述PDL中注入离子的操作。
所述离子可以为BHx+或PH+。
注入离子的操作可以包括通过将所述离子注入到所述PDL的表面中形成所述第一离子注入层的操作。
所述第一离子注入层的厚度可以为
Figure BSA00000539566000033
到
Figure BSA00000539566000034
使所述PDL硬化的操作可以包括在200℃下对所述PDL进行加热的操作。
在形成平坦化层的操作之后，所述方法可以进一步包括在所述平坦化层上形成第二离子注入层的操作。
形成第二离子注入层的操作可以包括使所述平坦化层硬化并向所述平坦化层中注入离子的操作。
所述离子可以为BHx+或PH+。
注入离子的操作可以包括通过将所述离子注入到所述平坦化层的表面中形成所述第二离子注入层的操作。
所述第二离子注入层的厚度可以为
Figure BSA00000539566000035
到
使所述平坦化层硬化的操作可以包括在200℃下对所述平坦化层进行加热。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上及其它特征和方面将变得更明显，附图中：
图1为根据本发明实施例的像素电路的截面图；
图2为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的示意平面图；
图3为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的截面图；以及
图4为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的截面图。
具体实施方式
下文中，将通过参照附图详细说明本发明的示例性实施例来描述本发明。
图1为根据本发明实施例的像素电路的截面图。
参见图1，像素电路可以为薄膜晶体管(TFT)。TFT可以布置在基板20上。基板20可以包括玻璃基板或塑料基板。
在基板20上形成缓冲层21，在缓冲层21上布置由半导体材料形成的有源层22，并且形成栅绝缘层23以覆盖有源层22。在栅绝缘层23上形成栅电极24，形成层间绝缘层25以覆盖栅电极24，并且在层间绝缘层25上形成源/漏电极26和27。源/漏电极26和27经由在栅绝缘层23和层间绝缘层25中形成的接触孔分别接触有源层22的源/漏区22b和22c。
基板20上的有源层22可以由无机半导体或有机半导体形成，并且包括分别用n型杂质和p型杂质进行掺杂的源/漏区22b和22c，以及连接源/漏区22b和22c的沟道区22a。
可以形成有源层22的无机半导体可以包括CdS、GaS、ZnS、CdSe、CaSe、ZnSe、CdTe、SiC和Si中的一种或多种。
可以形成有源层22的有机半导体可以包括包含聚噻吩或其衍生物、聚苯乙炔或其衍生物、聚芴或其衍生物、聚噻吩乙烯撑或其衍生物或者聚噻吩-杂环芳香族共聚物或其衍生物的聚合物材料之一种或多种，或者可以包括包含并五苯、并四苯、萘的寡并苯或其衍生物、阿尔法-6-噻吩、阿尔法-5-噻吩的寡聚噻吩或其衍生物、金属或非金属酞菁或其衍生物、均苯四甲酸二酐或苯均四酸二酰亚胺或其衍生物、或者二萘嵌苯四羧基二酐或二萘嵌苯四羧基二酰亚胺或其衍生物的小分子材料。
有源层22被栅绝缘层23覆盖，并且栅电极24形成在栅绝缘层23上。栅电极24可以形成为包括MoW、Al、Cr或Al/Cu等的导电金属层。然而，形成栅电极24的材料不限于此，因此包括导电聚合物材料的各种类型的导电材料可以用于形成栅电极24。栅电极24被形成为覆盖与有源层22的沟道区22a相对应的区域。
图2为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的示意平面图。
参见图2，有机发光显示设备包括显示区域30和在显示区域30边缘处的电路区域40。显示区域30包括多个像素，并且每个像素包括发射光以实现图像的发光单元。
根据本实施例，发光单元由多个子像素形成，每个子像素具有有机发光元件器件。在全色有机发光显示设备中，红(R)、绿(G)和蓝(B)子像素通过被布置为包括线、镶嵌或格子等的各种图案而构成像素。然而，在一些实施例中，有机发光显示设备可以不是全色有机发光显示设备，而可以是单色有机发光显示设备。
电路区域40对输入到显示区域30的图像信号进行控制。
在有机发光显示设备中，可以在显示区域30中布置至少一个TFT，并且可以在每个电路区域40中布置至少一个TFT。
布置在显示区域30中的至少一个TFT包括像素单元TFT，该像素单元TFT包括：用于通过根据栅极线的信号向发光器件传递数据信号来控制发光器件的操作的开关TFT，和用于根据数据信号驱动电流在有机发光元件器件中流动的驱动TFT。布置在每个电路区域40中的至少一个TFT包括用于具体实现电路(例如，预定的电路)的电路单元TFT。
TFT的数目和TFT的布置可以根据显示器的特性和驱动显示器的方法而变化。
图3为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的截面图。
参见图3，在由玻璃材料或塑料材料形成的基板50上布置缓冲层51，并且可以在该缓冲层51上形成作为器件电路单元(或像素电路)的TFT和有机发光元件器件。
在基板50上的缓冲层51上布置具有图案(例如，预定的图案)的有源层52。在有源层52上布置栅绝缘层53，并且在栅绝缘层53上(例如，在预定的区域中)形成栅电极54。栅电极54连接到用于施加TFT通/断信号的栅极线(未示出)。在栅电极54上形成层间绝缘层55，并且形成源/漏电极56和57以经由接触孔分别接触有源层52的源/漏区域52b和52c。在源/漏电极56和57上布置由SiO2或SiNx形成的钝化层58，并且可以在钝化层58上形成由包括丙烯、聚酰亚胺或苯并环丁烯(BCB)等的有机材料形成的平坦化层59。
在平坦化层59上形成充当有机发光元件器件的阳极的像素电极161，并且形成像素限定层(PDL)160以覆盖像素电极161。PDL 160可以由有机材料形成。
在PDL 160中形成孔穴(例如，预定的孔穴)之后，在像素电极161的由所形成的孔穴暴露在外的顶面上形成中间层162。这里，中间层162包括EML。然而，根据本实施例的有机发光显示设备100的结构不限于此，因此有机发光显示设备100可以具有各种有机发光显示设备任意之一的结构。
在PDL 160上形成第一离子注入层171(例如，第一保护层)。第一离子注入层171通过向可以由有机材料形成的PDL 160的表面中注入离子而形成。注入到PDL 160表面中的离子可以为BHx+或PH+。离子从PDL 160的表面注入到大约
Figure BSA00000539566000061
到的深度，以形成第一离子注入层171。因此，第一离子注入层171的厚度可以为大约
Figure BSA00000539566000063
到
Figure BSA00000539566000064
第一离子注入层171通过在大约200℃下对可以由有机材料形成的PDL160进行加热以使PDL 160硬化、然后通过离子注入装置将BHx+或PH+注入到PDL 160的表面中而形成。第一离子注入层171可以具有在PDL 160上的类金刚石(DLC)结构。例如，BHx+或PH+离子可以利用离子注入装置通过利用诸如B2H6或PH3之类的气体施加80到100kV的离子加速电压来注入。
第一离子注入层171可以防止从PDL 160放气。也就是说，由于PDL 160由有机材料形成，因此在制造有机发光显示设备100时或之后，PDL 160中存在的气体或湿气会从PDL 160中排放。从PDL 160中排放的气体或湿气会与包括EML的中间层162发生反应，从而缩短有机发光显示设备100的寿命。然而，在本实施例中，第一离子注入层171形成在PDL 160上，因而可以防止PDL 160中的气体或湿气排放到外部。相应地，第一离子注入层171可以防止由于从PDL 160放气而导致的有机发光显示设备100的寿命缩短。
有机发光元件器件根据电流的流动发射红光、绿光和蓝光，从而显示图像信息。有机发光元件器件(例如，有机发光二极管)由像素电极161、对电极163和中间层162形成，其中像素电极161电连接到TFT的漏电极57并且接收正电压，对电极163被形成为覆盖整个像素并向中间层162供应负电压，并且中间层162位于像素电极161和对电极163之间且可以发光。
像素电极161和对电极163通过中间层162彼此绝缘，并且通过向中间层162供应正电压和负电压使得在中间层162中进行发光。
这里，中间层162可以形成为小分子有机层或聚合物有机层。在中间层162形成为小分子有机层的情况下，中间层162可以具有堆叠空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、EML、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)的单层或多层结构。可能用作小分子有机层的有机材料包括铜酞菁(CuPc)、N，N′-二萘-1-基-N，N′-联苯-联苯胺(NPB)和三-8-羟基喹啉铝(Alq3)等。小分子有机层可以通过执行真空沉积而形成。
在中间层162形成为聚合物有机层的情况下，中间层162可以具有布置HTL和EML的结构。这里，HTL可以由聚-(2，4)-乙撑-二羟基噻吩(PEDOT)形成，并且EML可以由包括聚苯乙炔(PPV)基材料或聚芴基材料等的聚合物有机材料形成。HTL和EML可以通过执行筛网涂覆方法或喷墨印刷方法形成。
然而，中间层162的类型不限于此，因而各种类型中任意之一可以应用于中间层162。
中间层162可以通过执行旋涂方法形成。更详细地说，涂覆有机材料以覆盖像素电极161和PDL 160。随后，旋转基板50。根据基板50的旋转量，涂覆在PDL 160上的有机材料被去除，并且仅仅保留涂覆在像素电极161上的有机材料。接下来，焙制涂覆在像素电极161上的有机材料以形成中间层162。
像素电极161充当阳极，而对电极163充当阴极，或者反之亦然。
像素电极161可以形成为透明电极或反射电极。当像素电极161为透明电极时，像素电极161可以由包括ITO、IZO、ZnO或In2O3的材料形成，而当像素电极161为反射电极时，像素电极161可以以如下方式形成：由从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或其化合物所组成的组中选择的材料形成反射层，然后在该反射层上形成包括ITO、IZO、ZnO或In2O3且具有高功函数的材料。
同时，对电极163可以形成为透明电极或反射电极。当对电极163为透明电极时，对电极163充当阴极，因此对电极163以如下方式形成：可以沉积具有低功函数并且从Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg及其化合物所组成的组中选择的金属以便面对对电极163，然后通过利用包括ITO、IZO、ZnO或In2O3的透明电极形成材料在金属上形成辅助电极层或公共电极线。当对电极163为反射电极时，对电极163通过沉积由从Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg及其化合物所组成的组中选择的材料形成。
图4为根据本发明另一实施例的有机发光显示设备200的截面图。
图4的有机发光显示设备200与图3的有机发光显示设备100的不同之处在于平坦化层59上形成有第二离子注入层172。
更详细地说，可以在平坦化层59上形成第二离子注入层172(例如，第二保护层)。第二离子注入层172通过将离子注入到可为有机材料的平坦化层59的表面中而形成。注入到平坦化层59表面中的离子可以为BHx+或PH+。离子从平坦化层59的表面注入到大约
Figure BSA00000539566000091
到的深度，以形成第二离子注入层172。因此，第二离子注入层172的厚度可以为大约
Figure BSA00000539566000093
到
第二离子注入层172通过在大约200℃下对可以是有机材料的平坦化层59进行加热以使平坦化层59硬化、然后通过利用离子注入装置将BHx+或PH+注入到平坦化层59的表面中而形成。第二离子注入层172可以具有在平坦化层59上的DLC结构。
第二离子注入层172可以防止从平坦化层59放气。也就是说，由于平坦化层59由有机材料形成，因此在制造有机发光显示设备200时或之后，平坦化层59中存在的气体或湿气会从平坦化层59中排放。从平坦化层59中排放的气体或湿气会与包括EML的中间层162发生反应，从而缩短有机发光显示设备200的寿命。然而，在本实施例中，第二离子注入层172形成在平坦化层59上，使得可以防止平坦化层59中的气体或湿气排放到外部。相应地，第二离子注入层172可以防止由于从平坦化层59放气而导致的有机发光显示设备200的寿命缩短。
根据本发明的一个或多个实施例，可以防止外部气体渗入有机发射层，或者防止从包括PDL的有机层放气。
尽管已参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，可以在不背离如所附权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，对示例性实施例进行形式和细节的各种改变。

Claims (27)

1.一种有机发光显示设备，包括：
基板；
布置在所述基板上方的像素电路；
电连接到所述像素电路的像素电极；
暴露所述像素电极的像素限定层；
布置在所述像素电极上的中间层，所述中间层被配置为发出光；以及
在所述像素限定层上的第一离子注入层。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述第一离子注入层通过向所述像素限定层中注入离子而形成。
3.根据权利要求2所述的有机发光显示设备，其中所述离子包括BHx+或PH+。
4.根据权利要求2所述的有机发光显示设备，其中所述第一离子注入层通过在200℃下使所述像素限定层硬化，然后将所述离子注入到所述像素限定层中而形成。
5.根据权利要求2所述的有机发光显示设备，其中所述第一离子注入层的厚度为
Figure FSA00000539565900011
到
Figure FSA00000539565900012
6.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述像素限定层包括有机材料，并且所述第一离子注入层防止气体从所述像素限定层中排放。
7.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，进一步包括在所述像素电极与所述像素电路之间的覆盖所述像素电路的平坦化层。
8.根据权利要求7所述的有机发光显示设备，其中所述平坦化层具有用于在所述像素电极与所述像素电路之间进行连接的接触孔。
9.根据权利要求7所述的有机发光显示设备，进一步包括在所述平坦化层上的第二离子注入层。
10.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述第二离子注入层通过向所述平坦化层中注入离子而形成。
11.根据权利要求10所述的有机发光显示设备，其中所述离子包括BHx+或PH+。
12.根据权利要求10所述的有机发光显示设备，其中所述第二离子注入层通过在200℃下使所述像素限定层硬化，然后将所述离子注入到所述平坦化层中而形成。
13.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述第二离子注入层的厚度为
Figure FSA00000539565900021
到
Figure FSA00000539565900022
14.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述第二离子注入层防止气体从所述平坦化层中排放。
15.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述像素电路包括薄膜晶体管。
16.一种制造有机发光显示设备的方法，所述方法包括：
在基板上方形成像素电路；
在所述像素电路上形成钝化层；
在所述钝化层上形成平坦化层；
在所述平坦化层上形成像素电极；
在所述平坦化层上形成像素限定层以暴露所述像素电极；并且
在所述像素限定层上形成第一离子注入层。
17.根据权利要求16所述的制造有机发光显示设备的方法，其中形成第一离子注入层包括：
使所述像素限定层硬化；并且
向所述像素限定层中注入离子。
18.根据权利要求17所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述离子包括BHx+或PH+。
19.根据权利要求17所述的制造有机发光显示设备的方法，其中注入离子包括通过将所述离子注入到所述像素限定层的表面中形成所述第一离子注入层。
20.根据权利要求19所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述第一离子注入层的厚度为
Figure FSA00000539565900031
到
Figure FSA00000539565900032
21.根据权利要求17所述的制造有机发光显示设备的方法，其中使所述像素限定层硬化包括在200℃下对所述像素限定层进行加热。
22.根据权利要求17所述的制造有机发光显示设备的方法，在形成平坦化层之后，进一步包括在所述平坦化层上形成第二离子注入层。
23.根据权利要求22所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述第二离子注入层的厚度为
Figure FSA00000539565900033
到
Figure FSA00000539565900034
24.根据权利要求22所述的制造有机发光显示设备的方法，其中形成第二离子注入层包括：
使所述平坦化层硬化；并且
向所述平坦化层中注入离子。
25.根据权利要求24所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述离子包括BHx+或PH+。
26.根据权利要求24所述的制造有机发光显示设备的方法，其中注入离子包括通过将所述离子注入到所述平坦化层的表面中形成所述第二离子注入层。
27.根据权利要求24所述的制造有机发光显示设备的方法，其中使所述平坦化层硬化包括在200℃下对所述平坦化层进行加热。
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