CN103915468B - 有机发光二极管显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种OLED显示器及其制造方法。所述OLED显示器包括限定了多个像素的基板、形成在限定于基板中的每个像素中的薄膜晶体管、形成在薄膜晶体管上的钝化层、形成在钝化层上并包括形成在每个像素上端部分中的沟槽的平坦化层、形成在平坦化层的沟槽中的反射电极、形成在反射电极上的阳极电极、形成在阳极电极上的有机发光层、和形成在有机发光层上的阴极电极。

Description

有机发光二极管显示器及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2012-0158688的优先权，在此通过参考将其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管（OLED）显示器及其制造方法，更具体地，涉及一种有源OLED显示器及其制造方法。

背景技术

随着信息通讯技术的发展，对于信息显示器的需求快速增长，因此正在积极进行信息显示器的研究和开发。随着信息显示器的研究和发展加速进行，显示器趋向于实现大屏幕、高分辨率、薄厚度、高解析度和轻重量。

现在是移动时代，作为在减薄和减重方面具有显著优势的信息显示器的代表类型，平板显示器包括液晶显示器（LCD）、OLED显示器等。

在这些平板显示器当中，OLED显示器具有低功耗、良好的对比度、宽视角和快速响应时间，因此作为LCD设备之后的下一代平板显示器吸引了很多关注。而且，目前，由于已经充分完成了对大型化的研究，因此正在推进增强亮度均匀性和亮度的技术。

在增强亮度的技术中，有一种微腔技术。微腔表示的是光在某一部分（section）中反复反射，并且经由相长干涉增强的状态或结构。为了采用微腔结构，可在多个阳极电极中分别形成对于每个像素具有不同台阶高度的多个反射电极。

图1是示出现有技术OLED显示器的一部分的截面图。

如图1中所示，现有技术OLED显示器包括基板101、薄膜晶体管TR、钝化层110、平坦化层120、反射电极130和阳极电极140。

薄膜晶体管TR形成在限定于基板101中的多个像素P的每一个中，钝化层110和平坦化层120形成在薄膜晶体管TR上。阳极电极140形成在平坦化层120上，反射电极130形成在阳极电极140下方。尽管未示出，但是反射电极130可形成在阳极电极140下方，且阳极电极140可包括反射电极130。

反射电极130包括反射层131。在反射层131和阴极电极（未示出）之间，自有机发光层（未示出）发出的光被反复反射，由相长干涉增强，并发射到外部。这种情况下，像素P发出不同波长的光，因此与每个像素P发出的光的半波长整数倍对应的距离可被设定成光被反复反射的距离，以引起相长干涉。即，反射层131和阴极电极之间的距离应与每个像素P发出的光的半波长整数倍对应的距离相匹配。反射层131和阴极电极之间的距离被称作微腔的光学距离。

为了对于每个像素P区别地设定多个光学距离，反射电极130可包括透明层132。图1示出了透明层132仅形成在最右侧像素P中的实例。但是，根据每个像素P发出的光，透明层312可形成在多个像素P中的任一个或多个上。而且，为了设定适合每个像素P的光学距离，透明层132可形成在图1中示出的一个或多个像素P上。

以这种方式，当对于每个像素P唯一地形成透明层132时，掩膜工艺数量增加，这进一步引起工艺效率降低。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种OLED显示器及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本发明一方面涉及一种提高了形成微腔结构的工艺效率的OLED显示器。

在下文的说明书中将部分地列出本发明的其他优势和特征，在查阅下文之后这些优势和特征的一部分对于本领域技术人员是显而易见的，或者可以通过实践本发明获知。通过说明书文字及其权利要求以及附图中特别指出的结构，可认识并获得本发明的目的和其他优势。

为了实现这些和其他优势并根据本发明的目的，如本文中所具体和广泛描述的，提供了一种OLED显示器，包括：限定了多个像素的基板；形成在限定于基板中的每个像素中的薄膜晶体管；形成在薄膜晶体管上并绝缘薄膜晶体管的钝化层；形成在钝化层上以平坦化薄膜晶体管的不平坦的平坦化层，所述平坦化层包括形成在每个像素的上端部分中的沟槽；形成在平坦化层的沟槽中的反射电极；形成在反射电极上并连接到薄膜晶体管的阳极电极；形成在阳极电极上的有机发光层；和形成在有机发光层上的阴极电极，其中多个沟槽根据每个像素发出的光的波长具有不同深度。

根据本发明另一方面，提供一种制造OLED显示器的方法，包括：在限定于基板中的多个像素中的每一个中形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管上形成绝缘所述薄膜晶体管的钝化层；在钝化层上形成平坦化层，其平坦化薄膜晶体管的不平坦；在平坦化层的上端部分中对于每个像素形成多个沟槽；在平坦化层的每个沟槽中形成反射电极；在反射电极上形成连接到薄膜晶体管的阳极电极；在阳极电极上形成有机发光层；和在有机发光层上形成阴极电极，其中所述沟槽的深度根据各个像素发出的光的波长而不同。

应当理解，本发明前面的一般描述和下文的具体描述都是示范性和说明性的，意在提供如所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施例并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1是示出一般OLED显示器的截面图；

图2是示出根据本发明实施例的OLED显示器的截面图；和

图3A至3C是示出根据本发明实施例的制造OLED显示器的方法的截面图。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的示范实施例，附图图解了这些实施例的一些例子。只要可能，相同参考数字在全部附图中用于表示相同或相似部件。

以下，将参考附图详细描述本发明的实施例。

图2是示出根据本发明实施例的OLED显示器的截面图。

如图2中所示，根据本发明实施例的OLED显示器包括基板201、薄膜晶体管TR、钝化层210、平坦化层220、反射电极230、阳极电极240、堤岸层B、有机发光层250和阴极电极260。

首先，基板210可由玻璃或者柔性塑胶形成。就基板201的需求特性而言，柔性塑胶可由耐热和稳定性良好的材料形成。例如，基板201可由诸如聚醚砜（PES）、聚丙烯酸酯（PAR）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）等塑胶形成。

随后，薄膜晶体管TR形成在基板201上。薄膜晶体管TR可包括开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管。开关薄膜晶体管可根据栅极线（未示出）传送的扫描信号将数据信号传送到驱动薄膜晶体管。驱动薄膜晶体管可通过传送的数据信号将源极电压传送至阳极电极220，从而驱动有机发光层250。

随后，钝化层210形成在薄膜晶体管TR上。钝化层210可含有氧化硅（SiOx）和氮化硅（SiNx）中的一种。钝化层210可形成在薄膜晶体管TR上以将薄膜晶体管TR和上部结构绝缘，并能在稍后执行的工艺中保护薄膜晶体管TR。

随后，平坦化层220形成在钝化层210上。平坦化层220可平坦化形成在其下方的薄膜晶体管TR的不平坦，并使形成在平坦化层220上的阳极电极240、有机发光层250和阴极电极260能够稳定且平坦化地形成。平坦化层220可由光丙烯（PAC）形成，或者由具有平坦化特性的有机材料形成。例如，平坦化层220可由诸如丙烯酸酯、环氧基聚合物等有机材料形成。

可在平坦化层220的上部中形成对于每个像素P具有不同深度的多个沟槽。每个沟槽都可形成在与阳极电极240对应的区域中。沟槽深度可根据各个像素P发出的光的半波长整数倍而不同。

随后，反射电极230形成在平坦化层220的相应沟槽中。反射电极230可将有机发光层250发出的光重复反射至阴极电极260。相似地，被重复反射并增强的光可透过阳极电极240或阴极电极260发射。顶部发光型是有机发光层250发出的光在阴极电极260的方向上发射的类型，底部发光型是有机发光层250发出的光在阳极电极240的方向上发射的类型。

反射电极230可包括反射层231和透明层232。反射层231可由具有高反射性的金属形成。例如，反射层231可含有由Al、Ag、Cu、Ni、Ti和Ta构成的金属组（具有高反射性）中的一种。可在形成于平坦化层220中的沟槽的底部中形成反射层231，在反射层231和阴极电极260之间可形成光学距离。

透明层232可形成在反射层231上。透明层232可形成为填充形成在平坦化层220上端部分中的沟槽。即，透明层232和反射层231的厚度之和与形成在平坦化层220上端部分中的沟槽深度是相同的值。

由于透明层232位于每个像素P发出的光反射所通过的路径的中间位置，因此透明层232可由具有高透光性和低反射性的透明材料形成。优选地，透明层232可由与阳极电极240相同的材料形成，且与阳极电极240同时形成。例如，透明层232可由透明导电氧化物形成，优选可由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者氧化铟锡锌（ITZO）形成。

随后，阳极电极240形成在反射电极230上。通过自薄膜晶体管TR传送的源极电压，阳极电极240将正电性空穴提供至有机发光层250。由此，阳极电极240连接到薄膜晶体管TR。阳极电极240可由具有高功函数的材料形成，以便能将正电性空穴提供至有机发光层250。优选地，阳极电极240可由ITO、IZO或者ITZO形成。

阳极电极240可由与透明层232相同的材料形成。当阳极电极240和透明层232由不同材料形成，特别是分别由两者之间折射系数差较高的材料形成时，阳极电极240和透明层232之间界面中的全反射会引起光损耗。因此，当阳极电极240和透明层232由相同材料形成时，能防止光损耗且能提高光效率。

随后，堤岸层B形成为部分重叠阳极电极240的边缘。堤岸层B可形成在相邻像素P之间的边界处以限定相应像素P。而且，通过限定阳极电极240和有机发光层250彼此接触的区域，可限定每个像素P的发光区域。堤岸层B限定了每个像素P的发光区域，并防止电荷聚集在阳极电极240的拐角部分，由此防止阳极电极240劣化并提高每个像素P的发光均匀性。

随后，有机发光层250形成在阳极电极240和堤岸层B上。在有机发光层250中，阳极电极240提供的正电性空穴和阴极电极260提供的电子组合以产生激子，之后激子跃迁至基态以发光，从而在每个像素P中实现所需灰度级。

图2的有机发光层250是发白光的WRGB型有机发光层250，诸如滤色器的颜色转换元件（其形成在阴极电极260上或者阳极电极240下）将光转换成所需彩色光，从而将所需彩色光发射至外部。

而且，有机发光层250可分离地形成在每个像素P中，且可具有直接发射每个像素P发出的彩色光的RGB型。RGB型不需要诸如滤色器的颜色转换元件。

随后，阴极电极260形成在有机发光层250上。阴极电极260可由具有低功函数的材料形成，以将电子提供至有机发光层250。

在顶发光类型中，阴极电极260可由能透光的半透明金属形成。因此，阴极电极260可含有Ag、Mg、Ca和Li中的一种，并且可形成为能够透光的薄膜，以用透明金属形成阴极电极260。在底发光类型中，可形成不透光的阴极电极260。

阴极电极260和反射电极230的反射层231可形成微腔的光学距离。由于在形成于平坦化层220上端部分中的沟槽底部中形成反射层231，因此光学距离可随沟槽深度变化，且可通过调整沟槽深度，调整与每个像素P发出的光的半波长整数倍对应的光学距离。

以下，将更具体描述基于微腔结构的每个像素P的光学距离。

OLED显示器包括发出不同颜色光的多个像素P，每个像素P发出红、绿和蓝三种颜色的光。此外，OLED显示器可进一步包括发出白色、蓝绿色、红紫色、淡蓝色、深蓝色、橘色和黄色光的多个像素P。

在发出红光的像素P中，红色可见光的波长范围为约610至700nm，因此当红色可见光的峰值波长是约655nm的中间值时，在反射层231距阴极电极260的距离为约327.5nm（655nm的一半）的整数倍的情况下，会发生由于微腔结构导致的相长干涉。

在发出绿光的像素P中，绿色可见光的波长范围为约500至570nm，因此当绿色可见光的峰值波长是约535nm的中间值时，在反射层231距阴极电极260的距离为约267.5nm（535nm的一半）的整数倍的情况下，会发生由于微腔结构导致的相长干涉。

在发出蓝光的像素P中，蓝色可见光的波长范围为约450至500nm，因此当蓝色可见光的峰值波长是约475nm的中间值时，在反射层231距阴极电极260的距离为约237.5nm（475nm的一半）的整数倍的情况下，会发生由于微腔结构导致的相长干涉。

图3A至3C是示出根据本发明实施例的制造OLED显示器的方法的截面图。

如图3A中所示，首先，将薄膜晶体管TR形成在基板201上。在每个像素P中可形成至少一个或更多个薄膜晶体管TR。附图中示出的薄膜晶体管TR可以是连接到阳极电极240的驱动薄膜晶体管。在薄膜晶体管TR中，可形成栅极（未示出），之后形成源极（未示出）和漏极（未示出），栅极和源极、漏极之间具有栅极绝缘层（未示出）。栅极、源极和漏极可由Cu、Al、Cr、Nd和Mo中的一种形成。

随后，将钝化层210形成在薄膜晶体管TR上。钝化层210可由无机材料的氧化硅（SiOx）和氮化硅（SiNx）中的一种形成，以绝缘薄膜晶体管TR和上部结构并在随后执行的工艺中保护薄膜晶体管TR。

随后，将平坦化层220形成在钝化层210上。平坦化层220可由诸如丙烯酸酯、环氧基聚合物等有机材料形成，用于平坦化下部结构的不平坦。可通过热蒸镀方法和丝网印刷方法中的一种形成平坦化层220。可通过多种方法中的一种沉积具有粘性的液体有机材料用于平坦化，并通过热处理等将其硬化。

形成平坦化层220，之后通过暴露平坦化层220上端部分的表面形成多个沟槽G。沟槽G根据各个像素P发出的光而具有不同深度，因此可基于各个像素P发出的光的光学距离形成微腔结构。在曝光工艺中，对准掩膜，之后通过对每个像素P施加不同的曝光能量，可形成不同的沟槽G深度。例如，可通过调整曝光时间或者曝光强度施加不同的曝光能量。

如上所述，在本发明中，通过在一次曝光工艺中形成具有不同深度的沟槽G来形成微腔结构，由此与执行多个曝光工艺来对每个像素形成具有不同厚度的多个阳极电极的现有方法相比，能提高工艺效率。

随后，如图3B中所示，将反射电极230形成在平坦化层220的每个沟槽G中。可使用与形成沟槽G所用的掩膜相同的掩膜形成反射电极230。反射电极230可包括反射层231和透明层232。

首先，将反射层231形成在每个沟槽G中。反射层231可由具有高反射性的金属形成，例如通过溅射方法形成。优选地，反射层231可由Al、Ag、Cu、Ni、Ti和Ta中的一种形成。各个像素P的反射层231优选可具有相同厚度，或者对于每个像素P，反射层231可具有不同厚度。

随后，将透明层232形成在反射层231上。透明层232优选可由与阳极电极240相同的材料形成，例如由ITO、IZO或者ITZO形成。透明层232可形成为填充沟槽G，优选形成为使得平坦化层220的上表面与透明层232的上表面匹配。因此，反射电极230的厚度优选与沟槽G的深度相同。即，反射层231和透明层232的厚度之和可与沟槽G的深度具有相同值。

随后，如图3C中所示，将阳极电极240形成在反射电极230上。通过在形成阳极电极240之前图案化平坦化层220和钝化层210，可形成接触孔以使阳极电极240接触薄膜晶体管TR。可同时图案化平坦化层220和钝化层210。或者，在使用相同曝光工艺形成平坦化层220的沟槽G时，图案化平坦化层220，之后形成反射电极230，之后在形成透明层232时，可在去除填充在平坦化层220的接触孔中的透明层232材料的同时图案化钝化层210。通过图案化钝化层210，可暴露出薄膜晶体管TR和阳极电极240并将薄膜晶体管TR和阳极电极240相互连接。

或者，可通过在与平坦化层220中形成沟槽G的工艺相同的工艺中，同时图案化平坦化层220和钝化层210来暴露出薄膜晶体管TR，之后同时由相同材料形成透明层232和阳极电极240。在执行上述工艺时，合并了形成透明层232的工艺和形成阳极电极240的工艺，由此提高了工艺效率。

阳极电极240优选由ITO、IZO或者ITZO形成，以便能将正电性空穴提供至有机发光层250。

随后，形成堤岸层B以与阳极电极240的边缘区域重叠。之后，将有机发光层250形成在堤岸层B上。在有机发光层250分别形成在每个像素P中的RGB类型中，可使用能够发出适合于每个像素P所发光颜色的波长光的有机材料，通过真空蒸镀方法、激光传热方法、丝网印刷方法和热蒸镀方法中的一种形成有机发光层250。

在有机发光层250共用地形成在像素P中的WRGB类型中，可使用丝网印刷方法和热蒸镀方法中的一种形成有机发光层250。

随后，将阴极电极260形成在有机发光层250上。阴极电极260可由金属形成，用于将电子提供至有机发光层250，阴极电极260优选含有Ag、Mg、Ca和Li中的一种。阴极电极260可形成为能够透光的半透明薄膜。在底发光类型中，可形成不透明的阴极电极260。阴极电极260可与反射电极230分开光学距离，从而形成微腔结构。

如上所述，在平坦化层220的上端部分中形成对于每个像素P具有不同深度的沟槽G，且在每个沟槽G中形成与阴极电极260分开光学距离的反射层231，由此提高了形成微腔结构的工艺效率。

根据本发明，在平坦化层的上端部分中形成对于每个像素具有不同深度的沟槽，且在每个沟槽中形成反射电极，由此减少了形成微腔结构的掩膜工艺数量。

而且，根据本发明，通过减少形成微腔结构的掩膜工艺数量，能提高工艺效率。

对本领域技术人员很明显，在本发明中可做出各种修改和变化，而不脱离本发明的精神和范围。由此，只要落在所附权利要求及其等价物的范围内，本发明意在覆盖本发明的这种修改和变化。

Claims (18)

1.一种有机发光二极管(OLED)显示器，包括：

基板，配置成包括被限定为横跨多个颜色的多个像素；

薄膜晶体管，设置在限定于基板中的每一个像素中；

钝化层，设置在薄膜晶体管上，并绝缘薄膜晶体管；

平坦化层，设置在钝化层上以平坦化薄膜晶体管的不平坦，并包括形成在每个像素上端部分中的相应沟槽；

反射电极，对于每个像素设置在平坦化层的沟槽中；

阳极电极，对于每个像素设置在反射电极上，并连接到相应像素的薄膜晶体管；

有机发光层，对于每个像素设置在阳极电极上；和

阴极电极，对于每个像素设置在有机发光层上，

其中基于与像素对应的颜色，对于每个不同像素唯一地限定沟槽深度，

其中所述反射电极包括透明层和反射层，

其中所述透明层和反射层的厚度之和与相应像素中的沟槽深度相同。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其中每个像素中的沟槽位于与相应像素的阳极电极和阴极电极重叠的位置处。

3.如权利要求1所述的有机发光二极管显示器，还包括设置在相邻像素之间的边界处的堤岸层。

4.如权利要求3所述的有机发光二极管显示器，其中所述堤岸层设置成至少部分地与阳极电极的一部分交叠。

5.如权利要求3所述的有机发光二极管显示器，其中所述堤岸层设置成至少部分地与对应于两个相邻像素的两个阳极电极的一部分重叠。

6.如权利要求3所述的有机发光二极管显示器，其中所述堤岸层设置成至少部分地与第一像素的阳极电极的一部分和第二像素的平坦化层的一部分重叠，其中所述第一像素和第二像素相邻。

7.如权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其中所述沟槽深度是与相应像素颜色对应的光的半波长的整数倍。

8.一种制造有机发光二极管(OLED)显示器的方法，包括：

在限定于基板中的多个像素的每一个中形成薄膜晶体管；

在薄膜晶体管上形成绝缘所述薄膜晶体管的钝化层；

在钝化层上形成平坦化所述薄膜晶体管的不平坦的平坦化层；

对于多个像素中的每一个在平坦化层的上端部分中形成沟槽；

在形成于平坦化层中的每个沟槽中形成反射电极；

在反射电极上形成连接到薄膜晶体管的阳极电极；

在阳极电极上形成有机发光层；和

在有机发光层上形成阴极电极，

其中基于与像素对应的颜色，对于每个不同像素唯一地限定沟槽深度，

其中形成所述反射电极包括形成透明层和反射层，

其中所述透明层和反射层的厚度之和与相应像素中的沟槽深度相同。

9.如权利要求8所述的方法，其中在每个像素中形成所述沟槽包括形成位于与相应像素的阳极电极和阴极电极重叠的位置处的沟槽。

10.如权利要求8所述的方法，还包括：

在相邻像素之间形成堤岸层。

11.如权利要求10所述的方法，其中形成所述堤岸层包括形成堤岸层以至少部分地与阳极电极的一部分重叠。

12.如权利要求10所述的方法，其中形成所述堤岸层包括形成堤岸层以至少部分地与对应于两个相邻像素的两个阳极电极的一部分重叠。

13.如权利要求10所述的方法，其中形成所述堤岸层包括形成堤岸层以至少部分地与第一像素的阳极电极的一部分和第二像素的平坦化层的一部分重叠，其中所述第一像素和第二像素相邻。

14.如权利要求8所述的方法，其中形成所述沟槽包括形成沟槽以使得沟槽深度是对应于相应像素颜色的光的半波长的整数倍。

15.如权利要求14所述的方法，其中相应像素发出的光是红色、绿色和蓝色光中的至少一种。

16.如权利要求15所述的方法，其中相应像素发出的光还包括白色、蓝绿色、红紫色、淡蓝色、深蓝色、橘色或黄色光。

17.一种有机发光二极管(OLED)显示器，包括：

基板，配置成包括一组像素，其中每个像素对应于不同颜色；

薄膜晶体管，设置在限定于基板中的每个像素中；

钝化层，设置在薄膜晶体管上，并绝缘薄膜晶体管；

平坦化层，设置在钝化层上并配置成多个平坦化层部分，以使每个平坦化层部分对应于不同的彩色像素，其中每个像素对应于平坦化层部分，且每个平坦化层部分包括具有与不同像素颜色对应的不同沟槽深度的沟槽部分；和

反射电极，对于每一彩色像素设置在平坦化层部分的沟槽中；

其中所述反射电极包括透明层和反射层，

其中所述透明层和反射层的厚度之和与相应像素中的沟槽深度相同。

18.如权利要求17所述的显示器，还包括：

阳极电极，对于每一彩色像素设置在反射电极上，且连接到相应彩色像素的薄膜晶体管；

有机发光层，对于每一彩色像素设置在阳极电极上；和

阴极电极，对于每一彩色像素设置在有机发光层上。