CN104979371A - Oled发光装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种OLED发光装置及其制造方法，该OLED发光装置包括：位于基板上的平坦化层，所述平坦化层具有一接触孔，所述接触孔穿透所述平坦化层，所述接触孔中填充导电材料；位于所述平坦化层上的反射层，所述反射层至少部分覆盖所述导电材料且所述反射层与所述导电材料电连接；以及位于所述反射层上的OLED发光单元。本发明的OLED发光装置利用导电材料填充平坦化层中的接触孔，避免了因躲避接触孔而造成的发光面积变小，增大了发光面积，从而提高有机发光二极管的发光亮度和分辨率，降低功耗并延长产品使用寿命。

Description

OLED发光装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及有机发光领域，特别涉及一种OLED发光装置及其制造方法。

背景技术

有机发光显示器(OLED)由于具有自主发光、快速响应、轻薄、低功耗并可实现柔性显示等诸多优点而备受关注，被认为是下一代的平板显示技术。目前，OLED技术已逐步应用于各种电子产品中，其中有源矩阵有机发光显示屏(AMOLED)凭借高画质、移动图像响应时间短、低功耗、宽视角及超轻超薄等优点而成为OLED发展的主要趋势。

OLED发光面是由多个有效发光单元和像素定义层构成的，并不是整个表面均能发光，因此出现了开口率的概念。开口率是指有效发光单元的表面积和整个发光面的面积的比值。一般来讲，对于照明OLED产品，开口率一般在80%以上。而对于OLED显示产品，因为在其表面除了像素定义层还有像素存储电容和TFT，因此开口率一般在50%左右。

为了提高OLED的亮度，通常采用的做法是提高有机材料的发光效率，或者提高开口率。提高有机材料的发光效率需要进行很多试验，优化出最佳的发光器件结构，并且发光效率的提高具有一定的限度。而提高OLED的开口率需要减小辅助电极、TFT、电容等不发光面的面积。目前一般来讲开口率最高只能达到60%左右，而现在OLED作为一种常用的照明以及显示装置，具有较大的使用量，因此目前的OLED的开口率不太能满足使用的需求。

现行AMOLED技术为在低温多晶硅面板上蒸镀OLED发光单元。在蒸镀OLED发光单元的过程中，常因绝缘层的膜厚不均造成OLED发光单元蒸镀不均匀，从而产生亮度差异。为避免此问题的出现，需在反射层和数据线之间增加有机平坦化层，再通过接触孔的方式进行导通。如图1所示，一种现行OLED发光装置包括形成于基板110上的驱动单元120、覆盖驱动单元120的层间绝缘层130、位于层间绝缘层130之上的平坦化层140以及位于平坦化层140之上的反射层150、OLED发光单元160和发光区定义层170，层间绝缘层130的表面具有接触孔131并通向驱动单元120的源极/漏极区，数据线层DL位于层间绝缘层130的表面并延伸入接触孔131且与驱动单元120的源极/漏极区电连接，平坦化层140的表面具有接触孔141，反射层150通过平坦化层140中的接触孔141与数据线层DL电连接，从而与驱动单元120的源极/漏极区电连接。在此类OLED发光装置的结构中，接触孔141会影响发光区定义层170的平坦度，所以蒸镀OLED发光单元160时需避开接触孔141，因而减少了发光面积，降低了面板的利用率。

因此，需要一种在不降低分辨率的情况下能够提高像素亮度的装置和方法，以解决因躲避平坦化层中的接触孔而造成的发光面积变小的问题。

发明内容

针对上述问题，发明人经过长期的深入研究，提出在反射层沉积前利用导电材料将平坦化层中的接触孔填平，从而增加发光面积，提高发光亮度。

一方面，本发明提供一种OLED发光装置，包括：

位于基板上的平坦化层，所述平坦化层具有一接触孔，所述接触孔穿透所述平坦化层，所述接触孔中填充导电材料；

位于所述平坦化层上的反射层，所述反射层至少部分覆盖所述导电材料且所述反射层与所述导电材料电连接；以及

位于所述反射层上的OLED发光单元。

在本发明的OLED发光装置的一个实施方式中，所述OLED发光装置还包括：

形成于基板上的有源层；

覆盖所述有源层的层间绝缘层，所述层间绝缘层具有另一接触孔，所述另一接触孔穿透所述层间绝缘层并通向所述有源层的源极/漏极区；以及

位于所述层间绝缘层上的数据线层，其中所述数据线层通过所述另一接触孔与所述源极/漏极区电连接，所述平坦化层中的所述接触孔通向所述数据线层，且所述数据线层与所述导电材料电连接。

在本发明的OLED发光装置的另一个实施方式中，所述导电材料为钨。

在本发明的OLED发光装置的另一个实施方式中，所述反射层为银或铝。

在本发明的OLED发光装置的另一个实施方式中，所述接触孔中完全填充所述导电材料。

在本发明的OLED发光装置的另一个实施方式中，所述OLED发光单元至少部分覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

在本发明的OLED发光装置的另一个实施方式中，所述OLED发光单元全部覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

另一方面，本发明还提供制造上述OLED发光装置的方法，包括

在基板上形成平坦化层，并在所述平坦化层中形成一接触孔，所述接触孔穿透所述平坦化层；

向所述接触孔中填充导电材料；

在所述平坦化层上形成反射层，并使所述反射层至少部分覆盖所述导电材料且所述反射层与所述导电材料电连接；以及

在所述反射层上形成OLED发光单元。

在本发明方法的一个实施方式中，所述方法还包括：

在基板上形成有源层；

在有源层之上形成层间绝缘层，所述层间绝缘层覆盖所述有源层；

在所述层间绝缘层中形成另一接触孔，所述另一接触孔穿透所述层间绝缘层并通向所述有源层的源极/漏极区；

在所述层间绝缘层上形成数据线层，并使所述数据线层通过所述另一接触孔与所述源极/漏极区电连接；以及

使所述平坦化层中的所述接触孔通向所述数据线层，并使所述数据线层与所述导电材料电连接。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述导电材料为钨。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述反射层为银或铝。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述接触孔中完全填充所述导电材料。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述OLED发光单元至少部分覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

在本发明方法的另一个实施方式中，所述OLED发光单元全部覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

本发明的OLED发光装置利用导电材料填充平坦化层中的接触孔，避免了因躲避接触孔而造成的发光面积变小，增大了发光面积，从而提高有机发光二极管的发光亮度和分辨率，降低功耗并延长产品使用寿命。

附图说明

图1为传统OLED发光装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施方式的OLED发光装置的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

110、210 基板

120、220 驱动单元

130、230 层间绝缘层

140、240 平坦化层

131、231 第一接触孔

141、241 第二接触孔

150、250 反射层

160、260 OLED发光单元

170、270 发光区定义层

DL       数据线层

221      缓冲层

222      有源半导体层

223      源极/漏极区

224      栅极绝缘层

225      栅极

242      导电材料

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。

现参照图2，以说明根据本发明一个实施方式的OLED发光装置。

如图2所示，其示出一种OLED发光装置，具有基板210，基板210可包括如玻璃、塑胶或陶瓷的透明绝缘材料。

在基板210上设置有驱动单元220。驱动单元220可为低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管，包括缓冲层221、有源半导体层222、源极/漏极区223、栅极绝缘层224和栅极225，可通过物理气相沉积法、化学气相沉积法等形成。有源半导体层222和源极/漏极区223共同组成有源层。缓冲层221包括但不限于氮化硅、氧化硅或其叠层结构；有源半导体层222为多晶硅层，且作为沟道连接源极/漏极区223；源极/漏极区223为掺杂后的多晶硅层；栅极绝缘层包括但不限于氧化物、氮化物、碳化物或其组合物等绝缘材料；栅极225包括但不限于钼、铝、铜、铬等金属。

层间绝缘层230设置于驱动单元220之上并覆盖驱动单元220。层间绝缘层230包括但不限于氧化物、氮化物、碳化物或其组合物等绝缘材料，可通过物理气相沉积法、化学气相沉积法等形成。层间绝缘层230优选为氮化硅和氧化硅的叠层结构。

层间绝缘层230的表面设置第一接触孔231，第一接触孔231通向驱动单元220的源极/漏极区223，即第一接触孔231穿过层间绝缘层230并使得源极/漏极区223的一部分露出。

层间绝缘层230之上设置数据线层DL，数据线层DL通过第一接触孔231与源极/漏极区223电连接。本发明对数据线层DL的材料不做限定。

平坦化层240设置于层间绝缘层230之上，平坦化层240的材料包括但不限于旋转涂布式玻璃材料(SOG)、苯环丁烯(BCB)、丙烯酸酯或聚酰亚胺，形成平坦化层240的方法包括但不限于旋转涂布。

平坦化层240具有第二接触孔241，第二接触孔241通向数据线层DL，即第二接触孔241穿过平坦化层240并使得数据线层DL的一部分露出。

第二接触孔241中填充导电材料242，导电材料242与数据线层DL电连接，导电材料242可完全填充于第二接触孔241中，也可采用两种以上的导电材料242同时填充于第二接触孔241中。导电材料242为通孔连接材料，优选为钨，钨具有优先在导电衬底而不在绝缘体上成核的特性，比较适合作为通孔连接材料。

导电材料242的形成方法包括但不限于物理气相沉积法和化学气相沉积法，可增加一道光罩，也可利用原有的平坦化层光罩并使用负型光阻，从而将导电材料242填充于第二接触孔241中。

反射层250设置于平坦化层240之上。反射层250具有平坦表面，反射层250至少部分覆盖导电材料242并与导电材料242电连接。反射层250的材料例如为银、铝、镁、钯、铂或其含少量一种或一种以上其他元素的合金等高反射率的不透光材料，优选为银或铝。

OLED发光单元260设置于反射层上250上，OLED发光单元260至少部分覆盖第二接触孔241，优选全部覆盖第二接触孔241，从而获得更大的发光面积。OLED发光单元260为本领域常规结构，可包括阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。OLED发光单元260可通过蒸镀的方法形成，但不限于此。

阳极包括但不限于铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)或氧化锌(ZnO)的金属氧化物等透光材料，其可单独地或结合地使用。阳极材料可通过溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法、化学气相镀膜法及喷雾热裂解法所形成。

空穴传输层要求具有较高的电子迁移率、具有高的热稳定性并能真空蒸镀形成无针孔的薄膜；可选取的空穴传输材料为成对偶联的二胺类化合物，如TPD、TAPC、NPB、β-NPB、α-NPD；三苯胺化合物，如TDAB、TDAPB、PTDATA、spiro-mTTB；或某些三芳胺聚合物、咔唑类化合物中的一种。

发光层可包括有机材料或无机材料，例如为小分子材料、聚合物材料或有机金属配合物，其可通过热真空蒸镀、旋转涂布、喷墨或网版印刷等方式形成。

电子传输层要求具有较高的电子迁移率、较高的玻璃转变温度和热稳定性、并且可经由热蒸镀形成均匀、无微孔的薄膜，可为噁唑衍生物、金属螯合物喹啉衍生物、喔啉衍生物、二氮蒽衍生物、二氮菲衍生物、含硅的杂环化合物中的一种。

阴极包括但不限于铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)或氧化锌(ZnO)的金属氧化物等透光材料，其可单独地或结合地使用。阴极材料可通过溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法、化学气相镀膜法及喷雾热裂解法所形成。

OLED发光单元260还可包括空穴注入层和电子注入层。

空穴注入层位于阳极和空穴传输层之间，要求与阳极和相邻的空穴传输层的能级匹配度良好，可以为但不限于CuPc、TNATA、PEDOT。一种示范的方案为空穴注入层采用P型掺杂结构，将空穴传输材料掺杂氧化剂如SbCl₅、FeCl₃、碘、F4-TCNQ或TBAHA。当然还可以采用量子阱结构等其他任何可以提高空穴注入的结构。

电子注入层位于阴极和电子传输层之间，帮助电子从阴极注入有机层，可为氧化锂、氧化锂硼、硅氧化钾、碳酸铯或碱金属氟化物，如氟化锂、氟化钾、氟化铯中的一种。

平坦化层240之上还设有发光区定义层270，发光区定义层270将多个OLED发光单元260间隔开来并露出OLED发光单元260的表面。发光区定义层270的材料例如为氧化硅、氮化硅、氧化氮硅、有机非导电聚合物或其组合，且可通过如物理气相沉积法、化学气相沉积法及旋转涂布的制造方法所形成。

在本发明的OLED发光装置的结构中，导电材料242将第二接触孔241填充，由此，反射层250相对现有技术具有更大的平坦表面，从而增大了设置于其上的OLED发光单元260的发光面积。

现参照图2，说明根据本发明方法制造上述OLED发光装置的一个优选实施方式。

在基板210上依次形成缓冲层221、有源半导体层222、源极/漏极区223、栅极绝缘层224和栅极225，组成驱动单元220，其中包含由有源半导体层222和源极/漏极区223组成的有源层。

在有源层上形成覆盖有源层的层间绝缘层230，使包含驱动单元220的基板210具有大体平坦的表面，以利后续工艺的实施。

通过蚀刻工艺，例如为干蚀刻工艺，在层间绝缘层230的表面形成第一接触孔231，使得第一接触孔231穿过层间绝缘层230并露出驱动单元220的源极/漏极区223的一部分。

在第一接触孔231中设置数据线层DL并延伸到层间绝缘层230的表面，使数据线层DL与源极/漏极区223电连接。

在层间绝缘层230和数据线层DL上形成平坦化层240，平坦化层240可通过如旋转涂布法所形成。

通过蚀刻工艺，例如为干蚀刻工艺，在平坦化层240的表面形成第二接触孔241，使得第二接触孔241穿透平坦化层240并通向数据线层DL。

将导电材料242填充入第二接触孔241中，优选在第二接触孔241中全部填充导电材料242，导电材料242与数据线层DL电连接，从而使得导电材料242与源极/漏极区223电连接。导电材料242优选为钨。

在平坦化层240上形成具有平坦表面的反射层250，反射层250至少部分覆盖导电材料242并与导电材料242电连接，从而与源极/漏极区223电连接。反射层250的材料优选为银或铝。

在平坦化层240和反射层250上顺应性地形成发光区定义层270，接着，通过光刻与蚀刻工艺并配合光致抗蚀剂图案的使用，以图案化此发光区定义层270并露出反射层250，进而定义出发光区域。

在露出的反射层250上顺次形成阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极，以形成OLED发光单元260，由此得到本发明的OLED发光装置。OLED发光单元260至少部分覆盖第二接触孔241，优选全部覆盖第二接触孔241，从而获得更大的发光面积。OLED发光单元260还可包括空穴注入层和电子注入层。

综上所述，本发明的OLED发光装置利用导电材料填充平坦化层中的接触孔，避免了因躲避接触孔而造成的发光面积变小，增大了发光面积，从而提高有机发光二极管的发光亮度和分辨率，降低功耗并延长产品使用寿命。

本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (14)

1.一种OLED发光装置，包括：

位于基板上的平坦化层，所述平坦化层具有一接触孔，所述接触孔穿透所述平坦化层，所述接触孔中填充导电材料；

位于所述平坦化层上的反射层，所述反射层至少部分覆盖所述导电材料且所述反射层与所述导电材料电连接；以及

位于所述反射层上的OLED发光单元。

2.根据权利要求1的OLED发光装置，还包括：

形成于基板上的有源层；

覆盖所述有源层的层间绝缘层，所述层间绝缘层具有另一接触孔，所述另一接触孔穿透所述层间绝缘层并通向所述有源层的源极/漏极区；以及

位于所述层间绝缘层上的数据线层，其中所述数据线层通过所述另一接触孔与所述源极/漏极区电连接，所述平坦化层中的所述接触孔通向所述数据线层，且所述数据线层与所述导电材料电连接。

3.根据权利要求1或2的OLED发光装置，其中所述导电材料为钨。

4.根据权利要求1或2的OLED发光装置，其中所述反射层为银或铝。

5.根据权利要求1或2的OLED发光装置，其中所述接触孔中完全填充所述导电材料。

6.根据权利要求1或2的OLED发光装置，其中所述OLED发光单元至少部分覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

7.根据权利要求6的OLED发光装置，其中所述OLED发光单元全部覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

8.一种制造OLED发光装置的方法，包括

在基板上形成平坦化层，并在所述平坦化层中形成一接触孔，所述接触孔穿透所述平坦化层；

向所述接触孔中填充导电材料；

在所述平坦化层上形成反射层，并使所述反射层至少部分覆盖所述导电材料且所述反射层与所述导电材料电连接；以及

在所述反射层上形成OLED发光单元。

9.根据权利要求8的方法，还包括：

在基板上形成有源层；

在有源层之上形成层间绝缘层，所述层间绝缘层覆盖所述有源层；

在所述层间绝缘层中形成另一接触孔，所述另一接触孔穿透所述层间绝缘层并通向所述有源层的源极/漏极区；

在所述层间绝缘层上形成数据线层，并使所述数据线层通过所述另一接触孔与所述源极/漏极区电连接；以及

使所述平坦化层中的所述接触孔通向所述数据线层，并使所述数据线层与所述导电材料电连接。

10.根据权利要求8或9的方法，其中所述导电材料为钨。

11.根据权利要求8或9的方法，其中所述反射层为银或铝。

12.根据权利要求8或9的方法，其中所述接触孔中完全填充所述导电材料。

13.根据权利要求8或9的方法，其中所述OLED发光单元至少部分覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。

14.根据权利要求13的方法，其中所述OLED发光单元全部覆盖所述平坦化层中的所述接触孔。