CN1855525A - 有机发光显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种有机发光显示装置及其制造方法。有机发光显示装置包括第一有机发光二极管和第二有机发光二极管。第一有机发光二极管具有第一电极、第二电极和位于第一电极和第二电极之间的第一有机发光层。第二有机发光二极管具有第二电极、第三电极和位于第二电极和第三电极之间的第二有机发光层。第一驱动器薄膜晶体管连接到第一电极。第二驱动器薄膜晶体管连接到第二电极。

Description

有机发光显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机发光显示装置，尤其涉及一种具有堆叠在双层中的有机发光二极管的有机发光显示装置。本发明还涉及一种制造该有机发光显示装置的方法。
背景技术
图1为常规有机发光显示装置的单位像素的电路图。参考图1，设置有扫描线S、数据线D和公共电源线ELVDD。单位像素由数据线D和扫描线S的交叉界定。
单位像素包括有机发光二极管(OLED)，有机发光二极管具有正极、负极以及形成于正极和负极之间的有机发光层。单位像素还包括开关晶体管Ma、电容器Cst和驱动器晶体管Mb。开关晶体管Ma具有连接到扫描线S的栅极和连接到数据线D的源极。开关晶体管Ma通过施加到扫描线S的扫描信号来开关施加到数据线的数据信号。电容器Cst连接在公共电源线ELVDD和开关晶体管Ma的漏极之间，并将数据信号保持预定的时间。驱动器薄膜晶体管Mb具有连接到电容器Cst的栅极、连接到公共电源线ELVDD的源极以及连接到OLED的正极的漏极。驱动器薄膜晶体管Mb将正比于数据信号大小的电流施加到正极。将电平低于施加到公共电源线的电源电压的负极电压ELVSS施加到OLED的负极。结果，将来自正极的空穴和来自负极的电子注入到有机发光层中。所注入的空穴和电子在有机发光层中复合产生激子，激子通过从激发态跃迁到基态而发光。
图2A和2B是展示OLED的正极和负极之间的短路故障的照片。详细地讲，图2A展示了因异物导致的正负极之间的短路。图2B展示了因为负极被外部冲击所压而导致的正负极之间的短路故障。
当因为制造工艺误差而在正极和负极之间发生短路故障时，OLED就不再发光。结果，具有发生短路故障的OLED的单位像素变成暗像素，这降低了符合商用技术指标的显示器的产率。
发明内容
本发明提供了一种有机发光显示装置和制造该有机发光显示装置的方法，其即使在制造工艺中发生误差也可以防止产率下降。
在本发明的一个实施例中，提供了一种有机发光显示装置。该有机发光显示装置包括第一OLED和第二OLED。第一OLED具有第一电极、第二电极和位于所述第一电极和所述第二电极之间的第一有机发光层。所述第二OLED具有第二电极、第三电极、和位于所述第二和第三电极之间的第二有机发光层。第一驱动器薄膜晶体管连接到第一电极。第二驱动器薄膜晶体管连接到第二电极。可以在第二电极和第一有机发光层之间形成逸出功辅助层。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种制造有机发光显示装置的方法。该方法包括：在基板上形成第一驱动器薄膜晶体管和第二驱动器薄膜晶体管。形成连接到第一驱动器薄膜晶体管的第一电极。在所述第一电极上形成第一有机发光层。在所述第一有机发光层上形成连接到第二驱动器薄膜晶体管的第二电极。在第二电极上形成第二有机发光层。在第二有机发光层上形成第三电极。
附图说明
图1为常规有机发光显示装置的单位像素的电路图；
图2A和2B为展示OLED的正极和负极之间的短路故障的照片；
图3为根据本发明实施例的有机发光显示装置的单位像素的电路图；
图4为电路图，用于解释当图3所示的第二OLED的两个电极之间发生短路故障时单位像素的工作；
图5为根据本发明实施例的有机发光显示装置中的单位像素的布局；
图6A为沿图5的线I-I’所取的截面图，示出了根据本发明实施例的有机发光显示装置及其制造方法；
图6B为图6A中区域P的放大截面图；
图7A为截面图，示出了图6A所示的第二和第三电极之间的短路故障；以及
图7B为图7A中的区域P的放大截面图。
具体实施方式
以下详细描述涉及本发明特定的具体实施例。不过，本发明可以以权利要求所定义和覆盖的多种不同方式加以实施。在本说明书中，参考了附图，其中通篇中用类似的数字指代类似的部件。应当理解，当称一层在另一层或衬底“上”时，它可以直接在另一层或衬底上，或者还可以存在中间层。
图3为根据本发明实施例的有机发光显示装置的单位像素的电路图。参考图3，设置了扫描线S、与扫描线S交叉的数据线D。单位像素由数据线D和扫描线S的交叉界定。单位像素包括开关晶体管M1、电容器C、第一驱动器晶体管M2、第二驱动器晶体管M3、第一OLED(EL1)和第二OLED(EL2)。
开关晶体管M1具有连接到扫描线S的栅极和连接到数据线D的源极。开关晶体管M1通过施加到扫描线S的扫描信号来开关施加到数据线D的数据信号。连接在公共电源线ELVDD和开关晶体管M1的漏极之间的电容器C将数据信号保持预定时间。
第一驱动器薄膜晶体管M2通过栅极连接到电容器C，通过源极连接到公共电源线ELVDD，并通过漏极连接到第一OLED(EL1)的一个电极。第二驱动器薄膜晶体管M3通过栅极连接到电容器C，通过源极连接到公共电源线ELVDD，并通过漏极连接到节点N。第一驱动器薄膜晶体管M2将正比于数据信号的大小的电流供应给第一OLED(EL1)的一个电极。第二驱动器薄膜晶体管M3将正比于数据信号的大小的电流供应给节点N。同时，第一OLED(EL1)的另一电极连接到节点N，且该节点N连接到第二OLED(EL2)的一个电极。将基准电压施加到第二OLED(EL2)的另一电极。
此外，第一驱动器薄膜晶体管M2的栅电极和第二驱动器薄膜晶体管M3的栅电极彼此相连。第一驱动器薄膜晶体管M2的源电极和第二驱动器薄膜晶体管M3的源电极也彼此相连。
在下文中将描述前述像素电路的工作。
首先，当扫描线S被激活时，开关晶体管M1开启，使得施加到数据线的数据信号被传送到电容器C。被传送到电容器C的数据信号被存储在电容器C中一预定期间。
存储在电容器C中的数据信号开启第一驱动器薄膜晶体管M2和第二驱动器薄膜晶体管M3。结果，第一驱动器薄膜晶体管M2将正比于数据信号的大小的电流施加到第一OLED(EL1)，第二驱动器薄膜晶体管M3将正比于数据信号的大小的电流施加到节点N。第一驱动器薄膜晶体管M2的栅电极连接到第二驱动器薄膜晶体管M3的栅电极，且它们的源电极也彼此相连。因此，当第一驱动器薄膜晶体管M2的特性与第二驱动器薄膜晶体管M3相似时，施加到第一OLED(EL1)两端的电压差就不显著。因此，第一OLED(EL1)可能几乎不发光。
另一方面，第二OLED(EL2)利用施加到节点N的电流发光，或者更具体地讲，利用施加到第二OLED(EL2)的一个电极的电流发光。
图5为根据本发明实施例的有机发光显示装置的单位像素的布局。图6A为沿图5的线I-I’所取的截面图，示出了根据本发明实施例的有机发光显示装置及其制造方法。图6B为图6A中区域P的放大截面图。
参考图5和6A，图示在基板100上形成了缓冲层105。缓冲层105可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或其多层。基板100可以是透明基板或不透明基板。此外，基板100可以是玻璃基板、塑料基板、石英基板、硅基板或金属基板。
第一半导体层111和第二半导体层112形成于缓冲层105的一些区域上。半导体层111和112可以是非晶硅层或利用非晶硅层晶化的多晶硅层。优选地，半导体层111和112为具有高电荷迁移率的多晶硅层。栅极绝缘层117形成于半导体层111和112上。栅极绝缘层117可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或其多层。
第一栅电极121和第二栅电极122形成于栅极绝缘层117上，分别与半导体层111和112重叠。随后，利用栅电极121和122作为掩模将导电杂质注入半导体层111和112中，以形成源极区111c和112c和漏极区111a和112a。在这种情况下，沟道区111b和112b界定于相应的源极区111c和112c以及相应的漏极区111a和112a之间。
第一层间绝缘层125形成于栅电极121和122以及半导体层111和112上。分别用于暴露源极区和漏极区111c和112c以及111a和112a的接触孔形成于第一层间绝缘层125中。然后在已经形成了接触孔的基板上淀积导电层，并对其构图以形成电极。该导电层由此形成分别连接到第一半导体层111的源极和漏极区111c和111a的第一源电极131c和第一漏电极131a。由此导电层也形成分别连接到第二半导体层112的源极和漏极区112c和112a的第二源电极132c和第二漏电极132a。
第一半导体层111、第一栅电极121和第一源电极和漏电极131c和131a形成第一驱动器薄膜晶体管M2。此外，第二半导体层112、第二栅电极122和第二源电极和漏电极132c和132a形成第二驱动器薄膜晶体管M3。在形成半导体层111和112时形成开关薄膜晶体管M1的半导体层。在形成栅电极121和122时形成扫描线S、开关晶体管M1的栅电极和电容器C的底电极。在形成源电极和漏电极131c和131a以及132c和132a时形成数据线D、公共电源线ELVDD、开关晶体管M1的源电极和漏电极以及电容器C的顶电极。
第二层间绝缘层135形成于源电极和漏电极131c和131a以及132c和132a上。第二层间绝缘层135可以是钝化层、平坦化层、或平坦化层堆叠在钝化层上的双层。钝化层可以是氧化硅层、氮化硅层或其多层。优选地，钝化层为氮化硅层，该氮化硅层有效地阻挡气体和湿气以保护钝化层下的薄膜晶体管，并含有大量的氢以钝化多晶硅层的晶粒边界处存在的不完整的键。平坦化层是能够减小平坦化层下的台阶的有机层，其可以是苯并环丁烯(BCB)层、聚酰亚胺层或聚丙烯酸层。
通孔135b和135a形成于第二层间绝缘层135中，它们分别暴露漏电极131a和132a。还形成的有连接到通孔135b中暴露的第一漏电极131a的第一电极141以及连接到通孔135a中暴露的第二漏电极13a的导电焊盘142。
像素界定层145形成于导电焊盘142和第一电极141上。在像素界定层145中形成暴露导电焊盘142的至少一部分的接触孔145a以及暴露第一电极141的至少一部分的开口145b。像素界定层145可以由BCB、丙烯酸树脂、酚基光致抗蚀剂或酰亚胺基光致抗蚀剂形成。
第一有机发光层150形成于开口145b中暴露的第一电极141上。第一有机发光层150可以通过利用荫罩的真空淀积法、喷墨印刷法或激光诱导热成像法形成。此外，可以在第一有机发光层150上方或下方形成空穴注入层、空穴输运层、空穴阻挡层、电子输运层或电子注入层。
随后，在第一有机发光层150上形成逸出功辅助层158。在逸出功辅助层158和接触孔145a中暴露的导电焊盘142上形成第二电极160。不过，可以省去逸出功辅助层158的形成。
第二有机发光层170形成于第二电极160上。第二有机发光层170可以通过利用荫罩的真空淀积法、喷墨印刷法或激光诱导热成像法形成。此外，可以在第二有机发光层170上方或下方形成空穴注入层、空穴输运层、空穴阻挡层、电子输运层、或电子注入层。第三电极180形成于第二有机发光层170上。
第一电极141和第二电极160可以由逸出功彼此类似的导电层形成。因此，第一电极141和第二电极160可以充当相对于第一OLED(EL1)和第二OLED(EL2)具有相同极性的电极。不过，第二电极160应当充当相对于第一OLED(EL1)与第一电极141具有不同极性的电极，从而优选引入逸出功辅助层158以辅助第二电极160的逸出功。
例如，第一电极141和第二电极160可以充当第一OLED(EL1)和第二OLED(EL2)的正极。在这种情况下，第一电极141和第二电极160可以由选自包括以下材料的组的一层形成：氧化铟锡(ITO)层、氧化铟锌(IZO)层、氧化锡(TO)层、以及氧化锌(ZnO)层。此外，逸出功辅助层158可以由具有出色电子注入特性的层形成。例如，逸出功辅助层158可以是从包括以下材料的组选择的一层：镁(Mg)、Mg合金、银(Ag)、Ag合金、铝(Al)、Al合金、钙(Ca)、Ca合金、钡(Ba)和Ba合金。Mg合金层可以是MgAg层。
第一电极141、第一有机发光层150和第二电极160形成第一OLED(EL1)。第二电极160、第二有机发光层170和第三电极180形成第二OLED(EL2)。
如参考图3所述的，由第一驱动器薄膜晶体管M2将正比于数据信号的大小的电流供应到第一OLED(EL1)，或者更具体地，供应到第一电极141。由第二驱动器薄膜晶体管M3将正比于数据信号的大小的电流供应到第二OLED(EL2)，或者更具体地，供应到第二电极160。将基准电压供应到第三电极180。因此，当第一驱动器薄膜晶体管M2的特性与第二驱动器薄膜晶体管M3的特性相似时，施加到第一OLED(EL1)的两端的电压差不显著。结果，第一OLED(EL1)可能几乎不发光。相反，由于第二电极160和第三电极180之间的电压差，第二OLED(EL2)可以发出更多的光(参见图6B)。
图4为电路图，用于解释当图3所示的第二OLED的两个电极之间发生短路故障时单位像素的工作。图7A为截面图，示出了图6A所示的第二和第三电极之间的短路故障，而图7B为图7A中的区域P的放大截面图。根据本发明的实施例，将参考图4、7A和7B描述因为工艺误差而在第三电极180和第二电极170之间发生短路故障的情况下有机发光显示装置的单位像素的工作。
参考图3和7A，由第一驱动器薄膜晶体管M2将正比于数据信号的大小的电流供应到第一OLED(EL1)，或更具体地，供应到第一电极141。由第二驱动器薄膜晶体管M3将正比于数据信号的大小的电流供应到第二OLED(EL2)，或更具体地，供应到第二电极160。在这种情况下，将基准电压施加到第三电极180。不过，如图所示，由于例如异物(F)的工艺误差在第二电极160和第三电极180之间发生短路故障，使得基准电压被施加到第二电极160。因此，第二OLED(EL2)不发光。
基准电压被施加到第二电极160，使得在第一电极141和第二电极160之间发生有效电压差。这使得第一OLED(EL1)发光(参见图7B)。
根据本发明的实施例，尽管在第二电极160和第三电极180之间没有短路故障时有机发光显示装置允许第二OLED(EL2)发光，但是在第二电极160和第三电极180之间发生短路故障时它允许第一OELD(EL1)发光。此外，第一OLED(EL1)和第二OLED(EL2)依次堆叠在基板100上；即，第一电极141、第一有机发光层150、第二电极160、第二有机发光层170和第三电极180分别一个堆叠在另一个上。与两个OLED水平地彼此相邻放置相比，第一OLED(EL1)和第二OLED(EL2)的依次堆叠将减小单位像素的面积。
在一个实施例中，即使由于工艺中的误差在电极之间发生短路故障，单位像素也可以发光。结果，可以显著减少诸如暗像素的像素缺陷，从而可以提高产率。
尽管以上详细描述已经展示、描述和指出了本发明应用到多种实施例的新颖特征，应当理解，在不背离本发明的精神的情况下，本领域的技术人员可以从装置或工艺的形式和细节上做出多种省略、子替换和变换。本发明的范围由权利要求而不是前述描述指明。所有落在权利要求等价物的含义和范围内的变化都将被包括在其范围之内。
本申请要求于2005年4月27日提交的韩国专利申请No.10-2005-35215的权益，在此将其全部内容引入以作参考。

Claims (20)

1.一种有机发光显示装置，包括：
第一有机发光二极管，其具有第一电极、第二电极和位于所述第一电极和所述第二电极之间的第一有机发光层；
第二有机发光二极管，其具有所述第二电极、第三电极和位于所述第二和第三电极之间的第二有机发光层；
连接到所述第一电极的第一驱动器薄膜晶体管；以及
连接到所述第二电极的第二驱动器薄膜晶体管。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，还包括位于所述第二电极和所述第一有机发光层之间的逸出功辅助层。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电极为从包括以下层的组中选择的一层：氧化铟锡层、氧化铟锌层、氧化锡层和氧化锌层。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第二电极为从包括以下层的组中选择的一层：氧化铟锡层、氧化铟锌层、氧化锡层和氧化锌层。
5.根据权利要求4所述的有机发光显示装置，还包括插置在所述第二电极和所述第一有机发光层之间的逸出功辅助层，
其中所述逸出功辅助层为从包括如下材料的组中选择的一层：镁、镁合金、银、银合金、铝、铝合金、钙、钙合金、钡和钡合金。
6.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电极、所述第一有机发光层、所述第二电极、所述第二有机发光层和所述第三电极依次堆叠在基板上。
7.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一驱动器薄膜晶体管的栅电极和所述第二驱动器薄膜晶体管的栅电极彼此相连，且所述第一驱动器薄膜晶体管的源电极和所述第二驱动器薄膜晶体管的源电极彼此相连。
8.一种制造有机发光显示装置的方法，包括：
在基板上形成第一驱动器薄膜晶体管和第二驱动器薄膜晶体管；
形成于连接到所述第一驱动器薄膜晶体管的第一电极；
在所述第一电极上形成第一有机发光层；
在所述第一有机发光层上形成连接到所述第二驱动器薄膜晶体管的第二电极；
在所述第二电极上形成第二有机发光层；以及
在所述第二有机发光层上形成第三电极。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在形成所述第二电极之前在所述第一有机发光层上形成选出功辅助层。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一电极为从包括以下层的组中选择的一层：氧化铟锡层、氧化铟锌层、氧化锡层和氧化锌层。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二电极为从包括以下层的组中选择的一层：氧化铟锡层、氧化铟锌层、氧化锡层和氧化锌层。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括在形成所述第二电极之前在所述第一有机发光层上形成逸出功辅助层，
其中所述逸出功辅助层由从包括如下材料的组中选择的一层形成：镁、镁合金、银、银合金、铝、铝合金、钙、钙合金、钡和钡合金。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括在形成所述第一电极的同时形成连接到所述第二驱动器薄膜晶体管的导电焊盘，
其中所述第二电极连接到所述导电焊盘。
14.一种有机发光显示装置，包括：
第一电极层；
形成于所述第一电极层上的第一有机发光层；
形成于所述第一有机发光层上的第二电极层；
形成于所述第二电极层上的第二有机发光层；以及
形成于所述第二有机发光层上的第三电极。
15.根据权利要求14所述的有机发光显示装置，还包括：
形成于所述第一有机发光层和所述第二电极层之间的逸出功辅助层。
16.根据权利要求15所述的有机发光显示装置，其中每个电极添加有驱动器薄膜晶体管。
17.一种有机发光显示装置，包括：
第一有机发光二极管；以及
堆叠在所述第一有机发光二极管上的第二有机发光二极管。
18.根据权利要求17所述的有机发光显示装置，其中所述有机发光二极管具有公共电极。
19.一种有机发光显示装置，包括：
具有有机材料和薄膜晶体管的用于发光的第一装置；
具有有机材料和薄膜晶体管的用于发光的第二装置，其中所述第二发光装置堆叠于所述第一发光装置上。
20.一种通过权利要求8所述的方法获得的产品。
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