CN1708198A - 有机发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种有机发光装置(OLED)和制造该装置的方法，其中OLED包括：衬底上的薄膜晶体管，具有栅极电极与源极和漏极电极；衬底上的三层像素电极，具有下像素电极、反射层图案和上像素电极，且通过形成于绝缘层的接触通孔与源极和漏极电极之一连接；有机层，提供于上像素电极上且至少具有发射层；和相对电极，提供在有机层上。

Description

有机发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及有机发光装置(OLED)及其制造方法，且更具体地涉及一种OLED及其制造方法，该OLED包括具有三层结构的像素电极，其中间置有由Ag制成的反射层。
背景技术
一般地，OLED是一种发射显示装置，其电激发荧光有机化合物来发光。依据驱动N×M像素的类型，OLED可以分为无源矩阵OLED和有源矩阵OLED。有源矩阵OLED(AMOLED)用于大屏幕显示器且具有高清晰度。另外，AMOLED比无源矩阵OLED(PMOLED)消耗较少的功率。
依据从有机化合物发出的光的方向，OLED还分为顶发射OLED、底发射OLED和两面发射OLED。两面发光OLED同时进行顶和底发射。顶发射OLED，即，用于在设置单元像素的衬底的相对方向发射光的装置，具有高于底发射OLED的开口率的开口率。
两面发射OLED的需求正在增长，两面发射OLED包括顶发射OLED的主要显示窗口和底发射OLED的辅助显示窗口。两面发射OLED通常应用于移动电话，这种移动电话在外部包括辅助显示窗口而在内部包括主要显示窗口。辅助显示窗口使用比主要显示窗口小的功率，当移动电话处于待机状态时连续地维持“开”状态，由此显示例如移动电话的信号接收状态、充电的电池状态、当前时间等。
图1A是示出传统的OLED的横截面图。首先，预定厚度的缓冲层110形成于衬底100上，且然后形成薄膜晶体管，该晶体管包括多晶硅图案122、栅极电极132以及源极和漏极电极150和152。在多晶硅图案122的两侧提供源极和漏极区120，在源极和漏极区120中离子注入杂质，且栅极绝缘层130设置于所得结构的整个表面上。
然后预定厚度的钝化层160形成于所得结构的整个表面上，且通过光刻和蚀刻工艺蚀刻钝化层160来形成第一接触通孔孔(未显示)来暴露源极和漏极150和152之一，例如漏极电极152。钝化层160是由氮化硅、氧化硅或其叠层结构形成的有机绝缘层。
然后第一绝缘层170形成于所得结构的整个表面上。第一绝缘层170可以由从聚酰亚胺、苯并环丁烯基树脂、旋涂玻璃(SOG)，丙烯酸酯等构成的组选择的一种材料形成，用于平坦化像素区。
通过光刻和蚀刻工艺蚀刻第一绝缘层170来形成第二接触通孔(未显示)来暴露第一接触通孔。
反射层的叠层结构和用于像素电极的薄层(未显示)然后形成于所得结构的整个表面上。反射层由高反射金属形成，诸如Al、Mo、Ti、Au、Ag、Pd或其合金。当依据上述的工艺形成反射层时，形成顶发射OLED，而当依据下述的工艺形成反射层时，形成底发射OLED。
底发射OLED形成为具有用于像素电极的薄层，其具有大约10至300的厚度，该薄层利用透明金属材料，诸如ITO(氧化铟锡)形成。
通过光刻和蚀刻工艺蚀刻叠层结构来形成像素电极182和反射层图案180a。
然后用于界定发射区的第二绝缘层图案190形成于所得结构的整个表面上。第二绝缘层图案190可以由从聚酰亚胺、苯并环丁烯基树脂、酚醛树脂，丙烯酸酯等构成的组选择的一种材料形成。
在由第二绝缘层图案190界定的像素区中利用低分子沉积方法或激光诱发热成像方法形成发射层192。形成相对的电极(未显示)来完成OLED。例如，当形成顶发射OLED时，相对电极由透明电极或透明金属电极形成，而当形成底发射OLED时，相对电极由金属电极或包括反射层的反射电极形成。
因此，当顶发射OLED形成于反射层图案180a和像素电极182的类叠层结构中时，反射层图案180a和像素电极182同时暴露于在光刻和蚀刻工艺中使用的电解质溶液，从而当叠层结构中具有大电动势的材料被腐蚀时出现电化学现象，由此损伤像素电极。结果，劣化诸如亮度的光学特性。
图1B是通过另一传统工艺形成的OLED的横截面图。参考图1B，为了解决该问题，形成具有岛结构的反射层图案180b。因此，反射层图案180b和像素电极182可能不同时暴露于在光刻和蚀刻工艺中使用的电解质溶液。
如上所述，当反射层图案由Al形成时，反射层图案和像素电极应当分开构图。另外，因为顶发射OLED利用了光的谐振效应，通过形成尽可能薄的像素电极来容易地调整彩色坐标是重要的。但是，当形成薄像素电极时，在接触通孔的台阶部分容易产生短路。
发明内容
因此，本发明提供了一种OLED和制造其的方法，其通过形成下像素电极、Ag反射层图案和上像素电极的叠层结构作为像素电极，能够改善装置的电学特性和光学特性，从而解决了与传统的装置有关的上述问题。
可以理解前述的一般描述和以下的详细描述是示范性的和说明性的，且旨在提供如权利要求所述的本发明的进一步的说明。
附图说明
附图提供本发明的进一步理解，引入附图以构成本说明书的部分，附图示出本发明的实施例且与描述一起用作解释本发明的原理。
图1A通过传统的操作形成的OLED的横截面图。
图1B通过其它传统的操作形成的OLED的横截面图。
图2是依据本发明的实施例的OLED的横截面图。
图3是依据反射层类型显示反射率的曲线图。
图4是依据反射层类型和像素电极的厚度显示反射率的曲线图。
具体实施方式
现将参考显示本发明的实施例的附图更加全面地在下文描述本发明。
图2是依据本发明的实施例的OLED的横截面图，包括在衬底200上的三层像素电极，其具有下像素电极280a、反射层图案282和上像素电极280b。下像素电极280a厚于上像素电极280b的厚度，且反射层图案可以由Ag形成。
有机发光显示器可以依据以下的操作形成。
在由玻璃、石英、蓝宝石等制成的衬底200的整个表面上形成具有预定厚度的缓冲层210。缓冲层210可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)由氧化硅形成。缓冲层210防止衬底200中的杂质在非晶硅层的结晶工艺期间扩散，该非晶硅层将形成于衬底上。
在缓冲层210上提供具有预定厚度的非晶硅层(未显示)，且利用准分子激光退火(ELA)技术、连续横向固化(SLS)技术、金属诱发结晶(MIC)技术或金属诱发横向结晶(MILC)技术结晶非晶硅层，且通过光刻和蚀刻工艺构图非晶硅层来在单元像素的薄膜晶体管区中形成多晶硅图案222。多晶硅图案222还包括随后形成的源极和漏极区220。
随后在所得结构的整个表面上形成具有预定厚度的栅极绝缘层230。栅极绝缘层230可以由氧化硅、氮化硅或其叠层结构形成。
在栅极绝缘层230上形成作为栅极电极的金属层(未显示)。金属层可以是单一层或多层结构，单一层诸如Al或铝合金，例如Al-Nd，多层结构将该单一层结构堆叠在由Cr或Mo合金形成的附加层上。随后通过光刻和蚀刻工艺蚀刻金属层来形成栅极电极232。然后，将杂质离子注入栅极电极232的两个下面部分的多晶硅图案222来形成源极和漏极区220。
随后在所得结构的整个表面上形成具有预定厚度的层间介质。例如，层间介质240可以由氮化硅形成。
随后通过光刻和蚀刻工艺层蚀刻层间介质240和栅极绝缘层230来形成接触孔(未示出)用于暴露源极和漏极区220。在整个表面上，包括在接触孔中形成电极材料，且通过光刻和蚀刻工艺蚀刻电极材料来形成与源极和漏极区220连接的源极和漏极电极250和252。电极可以由MoW、Al-Nd或其叠层结构制成。
在所得结构的整个表面上沉积钝化层260，钝化层260由氮化硅、氧化硅或其叠层结构制成且具有预定的厚度。
通过光刻和蚀刻工艺蚀刻钝化层260来形成第一接触通孔(未显示)来暴露源极和漏极电极250和252之一，例如漏极电极252。
随后在所得结构的整个表面上形成第一绝缘层270。形成第一绝缘层270具有充分的厚度来平坦化整个薄膜晶体管区，且可以由聚酰亚胺、苯并环丁烯基树脂、旋涂玻璃(SOG)，丙烯酸酯等形成。
随后利用光刻和蚀刻工艺蚀刻第一绝缘层270来形成第二接触通孔(未显示)来通过第一接触通孔暴露源极和漏极电极250和252之一。
在所得结构的整个表面上形成下像素电极的薄层(未显示)。下像素电极的薄层为大约100至1000厚且由透明金属电极制成，诸如ITO(氧化铟锡)、IZO、In2O3或Sn2O3。下像素电极的薄层改善界面特性，例如，第一绝缘层270和随后形成于该薄层上的反射层(未显示)之间的粘接。
反射层通过反射光提高亮度和照明效率。反射层可以由具有大约80％反射率的Ag、Pd、Pt等形成。反射层大约为500至3000厚。
随后在所得结构的整个表面上形成上像素电极的薄层(未显示)。下像素电极的薄层为大约10至300厚，优选为20至100厚，以便于色彩坐标的调整。
随后通过光刻和蚀刻工艺蚀刻上像素电极的薄层、反射层和下像素电极的薄层的叠层结构来形成三层像素电极，其具有上像素电极280b、反射层图案282和下像素电极280a。部分下像素电极280a与源极和漏极电极250和252之一连接，例如，通过第二接触通孔与漏极电极252连接。虽然像素电极的薄层和反射层同时暴露于蚀刻工艺期间使用的电解质溶液，但电化学现象没有发生。
随后在所得结构的整个表面上形成第二绝缘层。通过光刻和蚀刻工艺蚀刻第二绝缘层来形成界定发射区的第二绝缘层图案290。
随后在由第二绝缘层图案290所暴露的发射区上形成发射层292。通过低分子沉积方法、激光诱发热成像方法等形成发射层292。发射层292可以由至少一薄层形成，该薄层从由电子注入层、电子传输层、空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层和有机发射层构成的组选择(见图2)。
相对电极(未显示)由透明电极形成，从而完成有机发光显示器。
图3是依据发射层类型显示反射率的曲线图。具体地，该图显示了依据光的波长的反射率，(X)当反射层由AlNd形成时，(Y)当ITO形成于反射层上而反射层由AlNd形成时，(Z)当反射层由Ag形成时。当反射层由Ag形成时，该Ag使用ATD-30(商标名)，一种Ag合金。如曲线图所示，(Z)当反射层由Ag形成时，无论光的波长为多少，反射率比当反射层由AlNd形成时或当ITO形成于由AlNd形成的反射层上时高出大约15％。
图4是依据发射层类型和像素电极的厚度显示反射率的曲线图。具体地，该图显示了依据光的波长的反射率，(X’)和(Y’)当反射层由Ag形成时，(Z)当反射层由AlNd形成时。该图显示了依据光的波长的反射率，当Ag形成的像素电极的厚度大约是125厚时(X’)和大约是250厚时(Y’)。当形成于反射层上的像素电极是大约250厚时，当波长小于大约500时，反射率减小。因此，在反射层由Ag制成的情况下，当像素电极的厚度减小时依据光的波长有较小的反射率的变化。
依据本发明的上述实施例，通过利用Ag形成反射层可以改善反射率。由于可以同时构图像素电极和反射层，所以本工艺可以被简化。另外，通过利用具有下像素电极、反射层图案和上像素电极的三层结构可以改善反射层和有机绝缘层之间的界面特性。另外，可以通过形成能够优化反射层特性的上像素电极改善照明效率。
对于本领域的技术人员，在不背离本发明的精神和范围的条件下，在本发明中作出的各种修改和变化是显而易见的。因此，如果这些修改和变化落在所附的权利要求和它们的等价物的范围内，本发明旨在覆盖本发明的修改和变化。
本发明要求于2004年5月28日申请的Korean Patent ApplicationNo.2004-38534的权益，其全体内容引入作为参考。

Claims (21)

1.一种有机发光装置，包括：
薄膜晶体管，在衬底上具有栅极电极与源极和漏极电极；
三层像素电极，在所述衬底上，具有下像素电极、反射层图案和上像素电极，且通过形成于绝缘层中的接触通孔与所述源极和漏极电极之一连接；
有机层，提供于所述上像素电极上且至少具有发射层；和
相对电极，提供在所述有机层上。
2.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述绝缘层是钝化层和平坦化层的叠层结构。
3.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述绝缘层是有机绝缘层和无机绝缘层的叠层结构。
4.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述下像素电极大约是100至1000厚。
5.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述反射层图案由从包括Ag、Pt和Pd的组中选择的一种材料形成。
6.如权利要求5所述的有机发光装置，其中所述反射层图案包括Ag。
7.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述反射层图案大约是500至3000厚。
8.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述上像素电极大约是10至300厚。
9.如权利要求8所述的有机发光装置，其中所述上像素电极大约是20至100厚。
10.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述相对电极是透明电极。
11.制造有机发光装置的一种方法，包括：
在衬底上形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管具有栅极电极与源极和漏极电极；
在所述薄膜晶体管的整个表面上形成绝缘层；
利用光刻和蚀刻工艺蚀刻所述绝缘层来形成接触通孔，暴露所述源极和漏极电极之一；
在所得结构的整个表面上形成叠层结构，所述叠层结构包括用于下像素电极的一层、反射层和用于上像素电极的一层；
蚀刻所述的叠层结构来形成三层像素电极，所述三层像素电极通过所述接触通孔与所述源极和漏极电极之一连接，且具有下像素电极、反射层图案和上像素电极；
在所述上像素电极上形成至少具有发射层的有机层；和
在所述有机层上形成相对电极。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述绝缘层形成为叠层结构，所述叠层结构包括钝化层和平坦化层。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述绝缘层形成为叠层结构，所述叠层结构包括有机绝缘层和无机绝缘层。
14.如权利要求11所述的方法，其中通过执行所述光刻和蚀刻工艺两次形成所述接触通孔。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述下像素电极形成至大约100至1000厚。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述反射层图案由从包括Ag、Pt和Pd的组中选择的一种材料形成。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述反射层图案包括Ag。
18.如权利要求11所述的方法，其中所述反射层图案形成至大约500至3000厚。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述上像素电极形成至大约10至300厚。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述上像素电极形成至大约20至100厚。
21.如权利要求11所述的方法，其中所述相对电极由透明电极形成。
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