CN1678147A - 有源矩阵型有机电致发光装置 - Google Patents
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Abstract
一种有源矩阵型有机电致发光装置包括布置于基板上的多个像素。像素包括驱动区域和发光区域。发光区域包含形成于基板之上的栅绝缘层、形成于栅绝缘层上的层间绝缘层、布置于层间绝缘层之上且连接至驱动薄膜晶体管的第一像素电极、插入至层间绝缘层和第一像素电极之间的钝化层、布置于第一像素电极之上的第二像素电极以及插入至第一像素电极和第二像素电极之间的发光层。基板、栅绝缘层、层间绝缘层、第一像素电极和钝化层各自具有1.4－1.6的折射率。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2004年2月6日提交的韩国专利申请No.10-2004-0007830的优先权及其权益，为全面阐述由此通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种有源矩阵型有机电致发光装置，更具体地说，涉及一种具有增强的色纯度的有源矩阵型有机电致发光装置。
背景技术
图1为显示常规的有源矩阵型有机电致发光装置像素的截面图。该像素包括布置在驱动区域D中的薄膜晶体管50和布置在发光区域E中的显示单元60。薄膜晶体管50驱动显示单元60。显示单元60包括连接至薄膜晶体管50的第一像素电极61、连接至电源(未示出)的第二像素电极62、插入第一和第二像素电极61和62之间的发光层87b、像素以及插入发光层87b与第一和第二像素电极61和62中至少一个之间的电荷传输层87a和/或87c。
第一像素电极61通过形成于钝化层85中的接触孔85c连接至薄膜晶体管50的漏电极，该钝化层在随后的制造过程中保护薄膜晶体管50。钝化层85可以包含SiNx层85a和SiO2层85b，并且SiO2层85b可以布置在SiNx层85a之上。
基板81一般包含玻璃和SiO2。玻璃和SiO2的折射率是在约1.4-1.6的范围内，但是SiNx的折射率是在1.8-2.0的范围内。折射率之间的这个差异可能使从发光层87b发出的光扭曲。图2显示了对于图1的常规有机电致发光装置，发射光的强度和波长之间的曲线图可具有马鞍一样的形状。这种情况下，有机电致发光装置的色纯度降低。
发明内容
本发明提供一种有源矩阵型有机电致发光装置，与常规有机电致发光装置相比，其无需额外的制造时间和成本就具有增强的色纯度。
本发明另外的特征将在随后的叙述中得到阐明，并在某种程度上从描述中得以明白，或者可以通过本发明的实践得到认识。
本发明公开了一种包括多个布置在基板上的像素的有源矩阵型有机电致发光装置，其中像素包含布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱动的第二薄膜晶体管的驱动区域、以及布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域。该发光区域包含布置在基板上并连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极、插入基板和第一像素电极之间的钝化层、布置在第一像素电极之上的第二像素电极、以及插入第一像素电极和第二像素电极之间的发光层。第一像素电极和发光区域中布置在第一像素电极之下的各层具有1.4-1.6范围内的折射率。
本发明也公开了一种包括多个布置在基板上的像素的有源矩阵型有机电致发光装置，其中像素包含布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱动的第二薄膜晶体管的驱动区域、以及布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域。该发光区域包含与层间绝缘层的上表面接触并连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极、布置在第一像素电极之上的第二像素电极、以及插入第一像素电极和第二像素电极之间的发光层。第一像素电极和发光区域中布置在第一像素电极之下的各层具有1.4-1.6范围内的折射率。
本发明同样公开了一种包括多个布置在基板上的像素的有源矩阵型有机电致发光装置。像素包含布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱动的第二薄膜晶体管的驱动区域、布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域、以及覆盖第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的第一钝化层。该发光区域包含形成于基板之上的栅绝缘层、形成于栅绝缘层之上的层间绝缘层、布置在层间绝缘层之上并连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极、插入层间绝缘层和第一像素电极之间的第二钝化层、布置在第一像素电极之上的第二像素电极、以及插入第一像素电极和第二像素电极之间的发光层。基板、栅绝缘层、层间绝缘层、第一像素电极和第二钝化层各自具有1.4-1.6范围内的折射率。
可以理解的是，上述概括描述和下列详细描述都是示例性的和说明性的，并且对所要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
附图，其包含于其中以提供本发明的进一步理解且结合于其中并构成本说明书的一部分，说明了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为显示常规有源矩阵型有机电致发光装置像素的截面图。
图2为从图1的发光区域E发出的光强度对光波长的曲线图。
图3为显示根据本发明第一示范性实施例的有源矩阵型有机电致发光装置电路的电路图和电路(IV)放大图。
图4为显示图3中所示电路(IV)结构的示意图。
图5为沿着图4中线P1-P7的截面图。
图6为从图5中发光区域E发出的光强度对光波长的曲线图。
图7为说明根据本发明第二示范性实施例的有源矩阵型有机电致发光装置像素的截面图。
具体实施方式
现在将参照图3、图4和图5描述按照本发明第一示范性实施例的有机电致发光装置。图3显示包括多个形成于有机电致发光装置基板上的像素的电路以及像素的电路(IV)的放大图。像素可以包括由驱动电路(未示出)驱动的第一薄膜晶体管10、由第一薄膜晶体管10驱动的第二薄膜晶体管50、和由第二薄膜晶体管50驱动的显示单元60。显示单元60发射红、绿或蓝光，取决于其发光层包含的材料。图4为显示图3中所示电路(IV)物理结构的示意图，以及图5为沿着图4中线P1-P7的截面图。为便于描述，图4没有显示图5的所有元件，且在图4中，阴影区域包含可以相互连接的重叠的元件，而其他元件可以通过栅绝缘层83、层间绝缘层84、钝化层85等隔开。
参照图3、图4和图5，第二传导线30将第一薄膜晶体管10的第一栅电极11连接至驱动电路，且第一传导线20将第一薄膜晶体管10的第一源电极12连接至驱动电路。第一薄膜晶体管10的第一漏电极13连接至存储电容器40的下电极41和第二薄膜晶体管50的栅电极51。第三传导线70将第二薄膜晶体管50的源电极52和存储电容器40的上电极42连接至驱动电路。第二薄膜晶体管50的漏电极53可以连接至显示单元60的阳极(例如图5中的第一像素电极61)，且显示单元60的阴极(例如图5中的第二像素电极62)可以通过驱动电路或直接地连接至电源。在此示范性实施例中，第一传导线20可以是数据线，以及第二传导线30可以是扫描线。
当驱动电路(未示出)向第一栅电极11提供电压时，在将第一源电极12和第一漏电极13相互连接的半导体层80中可以形成导电通道。第一传导线20向第一源电极12提供流向第一漏电极13的电荷。驱动电路也可向第三传导线70提供电荷。通常，电荷数量决定从发光层87b中发出的光的强度。当第一漏电极13施加电压至第二栅电极51时，第二源电极52的电荷可以通过第二漏电极53流至第一像素电极61。术语“驱动电路”包括连接至第一传导线20、第二传导线30和第三传导线70的驱动电路。
流至第一像素电极61的电荷(例如空穴)移至发光层87b，在那里它们可以与流经第二像素电极62的其他电荷(例如电子)重新结合。重新结合的空穴和电子可以形成激子(exiton)，且激子从激发态转变成基态。从而，发光层87b发光。
参照图5，现在详细描述像素的结构。显示单元60布置在标记P1和P2之间限定的发光区域E中。标记P2至P7限定了驱动区域D，其中第二薄膜晶体管50布置在标记P2和P3之间，以及存储电容器40布置在标记P3和P7之间。
缓冲层82可以形成于基板81之上。可以由半导体材料诸如硅制成的半导体层80形成于驱动区域D中缓冲层82的一部分上，并且形成栅绝缘层83以覆盖缓冲层82和半导体层80。第一和第二栅电极11和51以及存储电容器40的下电极41，形成于栅绝缘层83之上，并且形成层间绝缘层84以至少覆盖第一和第二栅电极11和51以及下电极41。所有形成操作可以在单一过程中进行，以便在各个像素中可以存在上述元件。
通孔53a和52a可以形成在靠近第二栅电极51的栅绝缘层83和层间绝缘层84的一部分中。通孔也可以形成在靠近第一栅电极11的栅绝缘层83和层间绝缘层84的一部分中。源电极12和52及漏电极13和53可以形成在包括这些通孔形成的区域的区域中。然后，形成钝化层85以至少覆盖驱动区域D。下面将描述钝化层的结构。
第一薄膜晶体管10包含半导体层80、栅绝缘层83、第一栅电极11、层间绝缘层84、第一源电极12和第一漏电极13。第二薄膜晶体管50包含半导体层80、栅绝缘层83、第二栅电极51、层间绝缘层84、第二源电极52和第二漏电极53。第一和第二薄膜晶体管10和50可以具有相似的横截面结构。
钝化层85覆盖第一薄膜晶体管10和第二薄膜晶体管50。第一像素电极61通过形成于钝化层85中的接触孔85c连接至漏电极53。
通常，薄膜晶体管可以分为交错型、反向交错型、共面型和反向共面型。在此示范性实施例中，第一薄膜晶体管10和第二薄膜晶体管50显示为共面型，但本发明并不仅限于此。
参照图5，包含SiNx层85a和SiO2层85b的钝化层85布置在驱动区域D中。图5中，驱动区域D中SiO2层85b布置在SiNx层85a之上。然而，SiNx层85a可以布置在SiO2层85b上。另外，驱动区域D中钝化层85可以仅包括SiO2层85b。
如图5所示，显示单元60布置在发光区域E中。显示单元60包括：可以连接至第二漏电极53的第一像素电极61，面对第一像素电极61的第二像素电极62，以及插入第一和第二像素电极61和62之间的发光层87b。第一电荷传输层87a可以插入至发光层87b和第一像素电极61之间，以及第二电荷传输层87c可以插入至发光层87b和第二像素电极62之间。然而，第一电荷传输层87a和/或第二电荷传输层87c可以省略。
发光层87b可以由低分子量材料或聚合物有机材料制成。低分子量有机材料的实例包括酞菁，诸如铜酞菁(CuPc)、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’二苯基联苯胺(NPB)、三(8-羟基喹啉合)铝(Alq3)以及其他类似物质。聚合物有机材料的实例包括聚亚苯基亚乙烯基(PPV)、聚芴以及其他类似物质。
发光层87b根据所要发射光的颜色可以包括不同化合物。例如，为发射红光，发光层87b可以包括聚(1，4-亚苯基亚乙烯基)衍生物、尼罗红、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃(DCM2)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基，21H，23H-卟吩合铂(II)(PEOEP)、4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-烯基)-4H-吡喃，或其他类似物质。为发射绿光，发光层87b可以包括10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氢-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃并[6，7，8-ij]喹嗪(C545T)、三(8-羟基喹啉合)铝(Alq3)、三(2-(2-吡啶基苯基-C，N)合)铱(II)(Ir)ppy，或其他类似物质。以及为了发射蓝光，发光层87b可以包括芴聚合物、螺环芴聚合物、咔唑基低分子量分子如二咔唑二苯乙烯(dicarbazolstylbene)(DCS)(也称为“双[咔唑-(9)]-二苯乙烯(stylbene)”)、4，4’-双(2，2’-二苯乙烯-1-基)联苯(DPBVi)、N，N’-双(萘-1-基)-N，N’-双(苯基)联苯胺(α-NPD)，或其他类似物质。
第一电荷传输层87a和第二电荷传输层87c可以包括电荷注入层和/或电荷迁移层。电荷注入层是由允许电荷平稳注入的材料制成的，以及电荷迁移层平稳地传递电荷。电荷注入层可以是电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)，以及电荷迁移层可以是电子迁移层(ETL)和空穴迁移层(HTL)。
如果第一像素电极61为阳极且第二像素电极62为阴极，则第一电荷传输层87a可以是HTL，以及第二电荷传输层87c可以是ETL。第一电荷传输层87a可以包括HIL和HTL。HIL可以由CuPc或星爆形胺如TCTA、m-MTDATA、m-MTDAPB或其他类似物质制成。HTL可以由N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1-联苯]-4，4’-二胺(TPD)、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-联苯胺(benxidine)(α-NPD)或其他类似物质制成。第二电荷传输层87c可以包括EIL和ETL。EIL可以由LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO或其他类似物质制成。ETL可以由A-噁唑、异-噁唑、三唑、异噻唑、噁二唑(oxidiazole)、噻二唑、苝、铝络合物(例如Alq3(三(8-羟基喹啉合)-铝)、BAlq、SAlq、Almq3)、镓络合物(例如Gaq′2OPiv、Gaq′2OAc、2(Gaq’2))或其他类似物质制成。
基板81、缓冲层82、栅绝缘层83、层间绝缘层84和SiO2层85b可以顺序地布置在显示单元60下面。由于具有1.8-2.0的折射率的SiNx层85a，没有在根据本示范性实施例的有机电致发光装置的发光区域E中形成，所以从发光层87b发出的光不会显著地衍射。结果，如图6中所示，从有机电致发光装置发出的光强度对光波长的曲线可以是高斯曲线。换句话说，有机电致发光装置的光纯度不会退化，而且其与常规有机电致发光装置相比是增强了的。发光区域E的第一电荷传输层87a、第二电荷传输层87c、第一像素电极61、SiO2层85b、层间绝缘层84、栅绝缘层83、缓冲层82和基板81具有1.4-1.6范围内的折射率。由于上述元件的折射率之间差异小，所以从发光层87b发出的光不会显著地衍射。
本发明可用于底部发光型和双向发光型(both-direction emission type)有机电致发光装置。从底部发光型有机电致发光装置的发光层87b发出的光，能被可由反光的导电材料制成的第二像素电极62反射，然后经由可用透光的导电材料制成的第一像素电极61向着基板81的下侧发射。从双向有机电致发光装置发出的光在两个方向(图5中向上和向下方向)经由可用透光的导电材料制成的第一像素电极61和第二像素电极62射出。反光的导电材料的实例包括Al、Ag和其他类似物质。铟锡氧化物是透光的导电材料的一个实例。
可以在钝化层85上形成平面化层(planarizing layer)86，其使第一电荷传输层87a、第二电荷传输层87c和第二像素电极62平面化。另外，可以在第二像素电极62上形成保护层89。然而，平面化层86和保护层89可以省略。
存储电容器40包括下电极41和上电极42。下电极41和第二栅电极51可以形成于单一的结合体中，而上电极42和第二源电极52同样可以形成于单一的结合体中。存储电容器40能使第一像素电极61在预定的一段时间内维持发光，或提高驱动速度。
下文中，参照图7将对按照第二示范性实施例的有机电致发光装置进行描述。第二示范性实施例与第一实施例的区别在于SiO2层85b没有插入在层间绝缘层84和第一像素电极61之间。由于SiO2层85b用于保护第一和第二薄膜晶体管10和50，其可以不必在发光区域E中形成。然而，这些层之一或者全部可以布置在驱动区域D中。
与第一实施例相似，折射率为1.8-2.0的SiNx层85a没有布置在发光区域E中。因此，如图6中所示，从发光层87b发出的光不会显著地衍射。所以，从有机电致发光装置发出的光的强度对光波长的曲线可以是高斯曲线。换句话说，有机电致发光装置的色纯度不会退化，而且其与常规有机电致发光装置相比是增强了的。发光区域E中的第一电荷传输层87a、第二电荷传输层87c、第一像素电极61、层间绝缘层84、栅绝缘层83、缓冲层82和基板81具有1.4-1.6范围内的折射率。由于上述元件的折射率之间差异小，所以从发光层87b发出的光不会显著地衍射。
另外，第二示范性实施例中，只需要一个掩模以形成SiNx层85a和SiO2层85b，因为它们没有形成于发光区域E中。
事实上，当形成图1的常规有机电致发光装置的接触孔85c时，至少需要一个掩模。因此，本发明的有机电致发光装置的制造过程不需要额外的制造时间和成本。
本领域的技术人员将会明白，在不脱离本发明的精神和范围下可以进行多种改进和变化。因此，意味着只要是在所附的权利要求书及其等效物的范围内，本发明涵盖该发明的改进和变化。
Claims (20)
1、一种有源矩阵型有机电致发光装置，包含：
布置在基板上的多个像素，
其中像素包含：
布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱动的第二薄膜晶体管的驱动区域；以及
布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域，
其中所述发光区域包含：
布置在所述基板之上且连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极；
插入至所述基板和第一像素电极之间的第一钝化层；
布置在第一像素电极之上的第二像素电极；以及
插入至第一像素电极和第二像素电极之间的发光层，
其中第一像素电极和所述发光区域中布置在第一像素电极之下的各层具有1.4-1.6范围内的折射率。
2、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，其中第一钝化层是由SiO2制成的。
3、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，
其中第一像素电极是由透明的导电材料制成的；和
其中第二像素电极是由反光的导电材料制成的。
4、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，
其中在所述驱动区域中形成第二钝化层以覆盖第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；以及
其中第一像素电极通过形成于第二钝化层中的接触孔连接至第二薄膜晶体管的漏电极。
5、权利要求4所述的有源矩阵型有机电致发光装置，其中第二钝化层包含SiNx层和SiO2层。
6、权利要求4所述的有源矩阵型有机电致发光装置，其中第二钝化层仅由SiO2制成。
7、权利要求4所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含形成于第二钝化层之上的平面化层。
8、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含布置于所述驱动区域中的电容器。
9、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含：
所述发光区域中形成于所述基板之上的栅绝缘层；
形成于所述栅绝缘层上的层间绝缘层；和
在所述发光区域和所述驱动区域中都插入至所述基板和所述栅绝缘层之间的缓冲层。
10、权利要求1所述的有源矩阵型有机电致发光装置，
其中第一薄膜晶体管的栅电极和源电极，以及第二薄膜晶体管的源电极，连接至所述驱动电路；
其中第一薄膜晶体管的漏电极连接至第二薄膜晶体管的栅电极；和
其中第二像素电极连接至电源。
11、一种有源矩阵型有机电致发光装置，包含：
布置于基板上的多个像素，
其中像素包含：
布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱动的第二薄膜晶体管的驱动区域；以及
布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域，其中所述发光区域包含：
与层间绝缘层的上表面接触且连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极；
布置于第一像素电极之上的第二像素电极；和
插入至第一像素电极和第二像素电极之间的发光层，
其中第一像素电极和所述发光区域中布置在第一像素电极之下的各层具有1.4-1.6范围内的折射率。
12、权利要求11所述的有源矩阵型有机电致发光装置，
其中第一像素电极是由透明的导电材料制成的；和
其中第二像素电极是由反光的导电材料制成的。
13、权利要求11所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含：
在所述发光区域中布置于所述基板之上的栅绝缘层；和
形成于所述驱动区域中的钝化层以覆盖第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，
其中所述层间绝缘层形成于所述栅绝缘层上；和
其中第一像素电极连接至第二薄膜晶体管的漏电极。
14、权利要求13所述的有源矩阵型有机电致发光装置，其中所述钝化层包含SiNx层。
15、权利要求13所述的有源矩阵型有机电致发光装置，其中所述钝化层包含SiO2层。
16、权利要求13所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含形成于所述钝化层之上的平面化层。
17、权利要求11所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含布置于所述驱动区域中的电容器。
18、权利要求11所述的有源矩阵型有机电致发光装置，进一步包含：
在所述发光区域中布置在所述基板之上的栅绝缘层；和
在所述发光区域和所述驱动区域中都插入至所述基板和所述栅绝缘层之间的缓冲层。
19、权利要求11所述的有源矩阵型有机电致发光装置，
其中第一薄膜晶体管的栅电极和源电极，以及第二薄膜晶体管的源电极，连接至所述驱动电路；
其中第一薄膜晶体管的漏电极连接至第二薄膜晶体管的栅电极；和
其中第二像素电极连接至电源。
20、一种有源矩阵型有机电致发光装置，包含：
布置于基板上的多个像素，
其中像素包含：
布置有通过驱动电路驱动的第一薄膜晶体管和由第一薄膜晶体管驱
动的第二薄膜晶体管的驱动区域；
布置有通过第二薄膜晶体管驱动的显示单元的发光区域；和
覆盖第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的第一钝化层，
其中所述发光区域包含：
形成于所述基板之上的栅绝缘层；
形成于所述栅绝缘层上的层间绝缘层；
布置于所述层间绝缘层之上且连接至第二薄膜晶体管的第一像素电极；
插入至所述层间绝缘层和第一像素电极之间的第二钝化层；
布置于第一像素电极之上的第二像素电极；和
插入至第一像素电极和第二像素电极之间的发光层，
其中所述基板、所述栅绝缘层、所述层间绝缘层、第一像素电极和第二钝化层各具有1.4-1.6范围内的折射率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20090116 Address after: Gyeonggi Do Korea Suwon Applicant after: Samsung Mobile Display Co., Ltd. Address before: Gyeonggi Do Korea Suwon Applicant before: Samsung SDI Co., Ltd. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAMSUNG MOBILE DISPLAY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG SDI CO., LTD. Effective date: 20090116 |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAMSUNG DISPLAY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG MOBILE DISPLAY CO., LTD. Effective date: 20121122 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121122 Address after: South Korea Gyeonggi Do Yongin Patentee after: Samsung Display Co., Ltd. Address before: Gyeonggi Do Korea Suwon Patentee before: Samsung Mobile Display Co., Ltd. |