CN1828966A

CN1828966A - 有机发光二极管及显示器

Info

Publication number: CN1828966A
Application number: CN 200610004229
Authority: CN
Inventors: 李世昊
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-13
Also published as: CN100426552C

Abstract

一种有机发光二极管，包括一透明电极、一有机发光层、一抗反射电极及一辅助电极。有机发光层位于该透明电极与该抗反射电极之间。抗反射电极包括一第一导电层、一第二导电层及一非金属层。该第一导电层位于该有机发光层与该非金属层之间。该非金属层夹置于该第一导电层与该第二导电层之间。辅助电极贯穿该非金属层以将该第一导电层电连接至该第二导电层。上述有机发光二极管可应用于一有机电激发光显示器中。

Description

有机发光二极管及显示器

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管及其显示器，特别是涉及一种低电阻的有机发光二极管及其显示器。

背景技术

有机发光二极管具有低操作电压及高发光效率等特性，因此适合作为平面显示器的发光元件。有机发光二极管的基本构造包括多个相互堆栈的有机层夹置于两电极之间。在单面发光的平面显示器中，有机发光二极管具有一个反射电极以及一个透明电极。反射电极通常为低功函数的金属材料，以作为阴极供电子注入。由于有机发光二极管产生的部分光线被反射电极反射而导向透明电极，故反射电极亦有助于增强亮度。

然而，经由透明电极进入有机发光二极管的环境光线(ambient light)亦会遭到反射电极反射而降低平面显示器的对比度。在亮室或室外日照的环境下，对比度比亮度更会影响显示效果。因此降低显示器对环境光的反射率以提升对比度为业者注重的发展方向。

改善对比度的方法之一是在平面显示器的发光面外加一抗反射膜。但如此一来，势必于有机发光二极管工艺之外，多加一道粘合步骤，并且增加成本。

另外一个提高对比度的方法是利用具有抗反射或吸光特性的电极，俗称“黑电极”(black cathode or anode)作为抗反射层来提高对比。黑电极使用多层膜，例如铝(1nm)/金属氧化物膜或半导体膜/铝(100nm)，以形成1/4波长相位差的抗反射光学性质。然而，由于中间层的金属氧化物膜或半导体膜并非完全导体，其能障较高以至于电子或空穴注入特性变差。当面板尺寸变大时，将会造成阻抗升高而产生电流不均的现象，并因热效应的产生而使面板温度上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机发光二极管，具有低反射率，以及低阻抗的特性，可以改善电流注入效果。

本发明的有机发光二极管包括一透明电极、一有机发光层、一抗反射电极及一辅助电极。有机发光层位于该透明电极与该抗反射电极之间，并包括一低分子有机材料或是一高分子有机材料。抗反射电极包括一第一导电层、一第二导电层及一非金属层，并以该第一导电层接触于该有机发光层。该非金属层夹置于该第一导电层与该第二导电层之间。辅助电极贯穿该非金属层以将该第一导电层电连接至该第二导电层。

辅助电极可以多个材料层叠合而成，优选地，辅助电极的高度大于1000埃()，且小于30,000埃，并具有顶部窄、底部宽的结构，其侧壁与底面的夹角介于60度至90度之间。

上述有机发光二极管以抗反射电极降低反射率，并以辅助电极提高抗反射电极的电流注入效果。尤其在大尺寸面板应用上，本发明较现有技术更能降低整面电阻，减少负载效应(loading effect)。此外，本发明的结构与薄膜晶体管无关，因此不限于运用于有源式或无源式显示器中。

附图说明

图1为本发明的有机发光二极管；

图2为本发明的有机电激发光显示器；

图3为图2的俯视图；以及

图4为辅助电极的细部结构。

简单符号说明

100 有机发光二极管 2041 栅极金属

102 透明电极 2042 源/漏极金属

104 有机发光层 2043 源/漏极金属

106 抗反射电极 206 平坦层

1062 第一导电层 208 覆盖图案

1064 非金属层 209 数据线

1066 第二导电层 210 半导体层

108 辅助电极 2102 通道区

1081 材料层 2104 掺杂区

1082 材料层 2106 掺杂区

1083 材料层 211 扫描线

200 有机电激发光显示器 212 栅极氧化层

202 透明基板 213 布设区

204 晶体管 214 内层介电层

216 钝化层

220 透光区域

230 不透光区域

具体实施方式

兹配合图标详述本发明“有机发光二极管及其显示器”，并列举优选实施例说明如下：

请参照图1，为本发明的有机发光二极管。有机发光二极管100，包括一透明电极102、一有机发光层104及一抗反射电极106。有机发光层104位于透明电极102与抗反射电极106之间，并包括一低分子有机材料或是一高分子有机材料。

抗反射电极106包括一第一导电层1062、一第二导电层1066及一非金属层1064。非金属层1064夹置于第一导电层1062与第二导电层1066之间。第一导电层1062位于有机发光层104与非金属层1064之间，或是直接接触于有机发光层104。特别地，一辅助电极108贯穿非金属层1064以将第一导电层1062电连接至第二导电层1066。非金属层1064可以为一半导体层或一金属氧化物层。第二导电层1066可以为一金属层。第一导电层1062可以为一金属层，其优选厚度介于100至200埃之间。为了降低抗反射电极106的电阻，且不影响抗反射效果，可以增厚第二导电层1066，使之大于第一导电层1062厚度。

请参照图2，为本发明的有机电激发光显示器。有机电激发光显示器200，包括一晶体管204与有机发光二极管100设置于一透明基板202上。晶体管204电连接于透明电极102以控制有机发光二极管100。有机电激发光显示器200利用抗反射电极106来降低反射率，并且通过辅助电极108来降低抗反射电极106的阻抗。因此，以辅助电极108配合抗反射电极106可以均匀地传递电流，并帮助有机发光二极管100的电流注入。

有机电激发光显示器200的工艺大致可分为二阶段，第一阶段为薄膜晶体管工艺，第二阶段为有机发光二极管工艺。本发明的辅助电极108可以在薄膜晶体管工艺中制作，因此进行有机发光二极管工艺时，即无需再以一道屏蔽来形成非金属层1064上的贯穿孔以接合第一导电层1062与第二导电层1066。

有机电激发光显示器200的工艺详细说明如下。首先，一半导体层210形成于一透明基板202上表面。半导体层210的材料可以是非晶硅或多晶硅，其具有一通道区2102及两掺杂区2101及2103。两掺杂区2101及2103施以重掺杂，可视薄膜晶体管的种类而选择掺杂p型掺杂材料或n型掺杂材料。接着，一栅极氧化层212形成于半导体层210之上。再将一栅极金属2041制作于栅极氧化层212上。栅极金属2041以一内层介电层214覆盖。再将两源/漏极金属2042及2043制作于内层介电层214之上。如图所示，源/漏极金属2042及2043贯穿内层介电层214与栅极氧化层212而分别接触于半导体层210的两掺杂区2101及2103。如此，薄膜晶体管204即通过上述步骤制作完成。

在形成有机发光二极管100之前，将一钝化层216先形成于源/漏极金属2042及2043之上，再以一平坦层206覆盖钝化层216。

制作有机发光二极管100时，透明电极102形成于平坦层206上表面，并具有一部分穿过平坦层206与钝化层216而电连接于两源/漏极金属2042及2043其中之一(图式中以2043为例)。接着，提供一光掩模以形成覆盖图案208于透明电极102表面，覆盖图案208材料可以是氮化硅，其具有一开口部以定义一透光区域220于一部分的透明电极102上方，未开口的部分则为不透光区域230。辅助电极108形成于覆盖图案208之上，并位于不透光区域230之中。形成有机发光层104于覆盖图案208之上。值得注意的是，有机发光层104的厚度应小于辅助电极108高度。

最后，将抗反射电极106形成于有机发光层104之上，步骤如下：形成第一导电层1062于有机发光层104之上，并接触辅助电极108，使第一导电层1062与有机发光层104的总厚度小于辅助电极108的高度；再形成非金属层1064于第一导电层1062之上，使非金属层1064、第一导电层1062与有机发光层104的总厚度小于辅助电极108高度；以及，形成第二导电层1066于非金属层1064之上，并接触辅助电极108。如此，辅助电极108可以同时接触到第一导电层1062与第二导电层1066以达到增强电流注入的目的。

请参照图3，为图2的俯视图。除了上述晶体管204及有机发光二极管100之外，有机电激发光显示器200尚有其它电路元件，例如数据线209、扫描线211、电容、或其它晶体管等。该等电路元件形成于透明基板202上而形成一不透光区230。如图3所示，不透光区230除了包括数据线209及扫描线211之外，尚包括一布设区213以设置电容或晶体管。为了不占用有机电激发光显示器200的透光区220面积，辅助电极108设置于不透光区230中，并位于该等电路元件之上。

请参照图4，为辅助电极的细部结构。请同时参照图2，由于有机发光层104、第一导电层1062、非金属层1064及第二导电层1066皆全面形成于覆盖图案208上，有一部分的材料会残留于辅助电极108顶部。因此辅助电极108的高度与结构必须适当，以避免第二导电层1066具有较陡的阶梯覆盖，而能防止制造第二导电层1066时于辅助电极108侧壁处断开。

辅助电极108可以是一岛状结构或一排线(bus-line)结构，其横截面如图4所示。无论是岛状结构或排线结构，使辅助电极108的顶部较底部尖细(taperoff)可防止上述第二导电层1066于辅助电极108侧壁处断开的问题。优选地，辅助电极108的高度H大于1000埃，且小于30,000埃。辅助电极108侧壁与底面的夹角A介于60度至90度之间。

另外，辅助电极108可以多个材料层1081、1082及1083叠合而成，每一材料层1081、1082或1083均可选用钛、铝、钕、银、钼、镉、氧化铟锡、镍或其合金，例如铝钕合金等材料。形成辅助电极108的步骤在不透光区域230内，堆栈多个材料层1081、1082及1083于覆盖图案208上直到总高度大于1000埃。材料层1081、1082及1083可以利用例如黄光技术成长。

以上所有实施例中，有机发光层104可能包括空穴或电子传递的区域。在空穴传递区域中，可选择性插入一空穴注入层或一空穴传输层。在电子传递区域中，可选择性插入一电子注入层或一电子传输层。透明电极102可为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明导电材料或金属，而透明基板202可选自玻璃或塑料材料基板。此外，有机发光二极管不限于向上发光或向下发光形式。本发明的结构不限于应用在无源式显示器或有源式显示器中。

综上所述，本发明应用在大尺寸面板上，更能降低整面电阻，以及减少负载效应(loading effect)。

上列详细说明针对本发明优选实施例的具体说明，惟上述实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims

1.一种有机发光二极管，包括：

透明电极；

有机发光层，位于该透明电极之上；

抗反射电极，位于该有机发光层之上，并至少包括第一导电层、第二导电层及非金属层夹置于该第一导电层与该第二导电层之间，其中该第一导电层位于该有机发光层与该非金属层之间；以及

辅助电极，贯穿该非金属层以将该第一导电层电连接至该第二导电层。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该辅助电极具有岛状结构。

3.如权利要求2所述的有机发光二极管，其中该岛状结构的侧壁与底面的夹角介于60度至90度之间。

4.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中该辅助电极的高度大于该有机发光层、该第一导电层及该非金属层的总厚度。

5.一种有机电激发光显示器，包括：

透明基板；

透明电极，位于该透明基板上；

有机发光层，位于该透明电极之上；

辅助电极，贯穿该非金属层以将该第一导电层电连接至该第二导电层；以及

晶体管，电连接于该透明电极。

6.如权利要求5所述的有机电激发光显示器，其中该辅助电极具有岛状结构。

7.如权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该岛状结构的顶部较底部尖细。

8.如权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该岛状结构的侧壁与底面的夹角介于60度至90度之间。

9.如权利要求5所述的有机电激发光显示器，其中该辅助电极的高度大于该有机发光层、该第一导电层及该非金属层的总厚度。

10.如权利要求5所述的有机电激发光显示器，还包括平坦层形成于该晶体管之上，并且该辅助电极与该透明电极均形成于该平坦层之上。

11.如权利要求5所述的有机电激发光显示器，还包括多个电路元件形成于该透明基板上并形成不透光区，其中该辅助电极位于该不透光区中，且位于该等电路元件之上。

12.一种有机电激发光显示器制造方法，包括：

提供透明基板，该透明基板上具有晶体管；

形成透明电极于该透明基板上，并与该晶体管电连接；

形成覆盖图案以定义透光区域于部分该透明电极上方及不透光区域于该晶体管上方；

形成辅助电极于该覆盖图案上，并位于该不透光区域之内；

形成有机发光层于该覆盖图案之上，使该有机发光层厚度小于该辅助电极高度；

形成第一导电层于该有机发光层之上，使该第一导电层与该有机发光层的总厚度小于该辅助电极高度，并接触该辅助电极；

形成非金属层于该第一导电层之上，使该非金属层、该第一导电层与该有机发光层的总厚度小于该辅助电极高度；以及

形成第二导电层于该非金属层之上，并接触该辅助电极。

13.如权利要求12所述的有机电激发光显示器制造方法，其中上述形成该辅助电极的步骤包括堆栈多个金属层于该覆盖图案上，并位于该不透光区域之内。