DE102010002422A1

DE102010002422A1 - Organische lichtemittierende Diodenanzeige

Info

Publication number: DE102010002422A1
Application number: DE201010002422
Authority: DE
Inventors: Sang-Joon Yongin Seo; Kie Hyun Yongin Nam
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-11-11
Also published as: US20100215929A1; KR20100097514A; US8900723B2; KR101084267B1; CN101859792B; JP2010199060A; CN101859792A; TW201032667A; TWI424780B

Abstract

Eine organische lichtemittierende Dioden(OLED)-Anzeige weist einen Substrathauptkörper, eine auf dem Substrathauptkörper ausgebildete organische lichtemittierende Diode, eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die organische lichtemittierende Diode bedeckt, eine erste Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht bedeckt, eine erste Hilfsbarriereschicht, die zwischen der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht und der ersten Barriereschicht ausgebildet ist, eine zweite Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die erste Barriereschicht bedeckt, und eine zweite Hilfsbarriereschicht, die zwischen der ersten Barriereschicht und der zweiten Barriereschicht ausgebildet ist, auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische lichtemittierende Dioden(OLED)-Anzeige und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft sie eine OLED-Anzeige mit Dünnfilmverkapselung.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine OLED-Anzeige weist Selbstleuchtkrafteigenschaften auf, und ihre Dicke und ihr Gewicht lassen sich reduzieren, da sie – anders als eine Flüssigkristallanzeige (LCD) – keine separate Lichtquelle benötigt. Da die OLED-Anzeige sich zudem durch hohe qualitative Eigenschaften, wie niedrigen Energieverbrauch, hohe Leuchtdichte, hohe Ansprechgeschwindigkeit, etc. auszeichnet, weckt sie vielfach das Interesse als Anzeigevorrichtung der nächsten Generation.
Die OLED-Anzeige weist eine Vielzahl von OLEDs auf, die jeweils eine Lochinjektionselektrode, eine organische Emissionsschicht und eine Elektroneninjektionselektrode aufweisen. Injizieren die Anode und die Kathode Löcher und Elektronen in die organische Emissionsschicht, so emittieren die OLEDs Licht mittels Energie, die erzeugt wird, wenn Exzitonen, die durch Elektronen-Loch-Kombinationen in der organischen Emissionsschicht erzeugt werden, von einem angeregten Zustand zu einem Grundzustand zurückfallen, und ein Bild wird angezeigt, wenn die Exzitonen von einem angeregten Zustand zu einem Grundzustand zurückfallen.
Die organische Emissionsschicht ist allerdings empfindlich gegen äußere Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit und Sauerstoff, so dass sich die Qualität der OLED-Anzeige verschlechtern kann, wenn sie Feuchtigkeit oder Sauerstoff ausgesetzt wird. Daher wird zum Schutz der OLEDs und um zu verhindern, dass Feuchtigkeit und Sauerstoff in die organische Emissionsschicht eindringen, ein Verkapselungssubstrat mit einem Anzeigesubstrat versiegelt, wobei die OLEDs durch ein zusätzliches Versiegelungsverfahren ausgebildet werden, oder es wird eine dicke Schutzschicht auf den OLEDs ausgebildet.
Wenn das Verkapselungssubstrat verwendet oder die Schutzschicht ausgebildet wird, ist es allerdings schwierig, beim Verfahren zur Herstellung der OLED-Anzeige das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht zu verhindern, und die Gesamtdicke der OLED-Anzeige kann nicht derart ausgebildet werden, dass sie gering ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung dient der Bereitstellung einer OLED-Anzeige, die das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in eine organische Emissionsschicht durch eine Dünnfilm-Verkapselungsschicht wirksam unterdrücken kann, und dazu, gleichzeitig die Gesamtdicke so herzustellen, dass sie gering ist.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer OLED-Anzeige bereit, mit dem die Dünnfilm-Verkapselungsschicht effizient ausgebildet werden kann.
Eine organische lichtemittierende Dioden(OLED)-Anzeige weist einen Substrathauptkörper, eine auf dem Substrat-Hauptkörper ausgebildete OLED, eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die auf dem Substrat-Hauptkörper ausgebildet ist und die OLED bedeckt, eine erste Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht bedeckt, eine erste Hilfsbarriereschicht, die zwischen der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht und der ersten Barriereschicht ausgebildet ist, eine zweite Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die erste Barriereschicht bedeckt, und eine zweite Hilfsbarriereschicht, die zwischen der ersten Barriereschicht und der zweiten Barriereschicht ausgebildet ist, auf.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht kann aus einem Material ausgebildet werden, das Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO), Bariummonoxid (BaO) oder Kombinationen derselben aufweist.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht kann durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung ausgebildet werden. Das Verfahren der thermischen Verdampfung kann mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens durchgeführt werden.
Die erste Barriereschicht und die zweite Barriere können jeweils aus einem Material ausgebildet werden, das Al₂O₃, TiO₂, ZrO, SiO₂, AlON, AlN, SiON, Si₃N₄, ZnO, Ta₂O₅ oder Kombinationen derselben aufweist.
Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht können jeweils durch ein Atomlagenabscheidungsverfahren (ALD-Verfahren) ausgebildet werden.
Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht können aus Materialien ausgebildet werden, die sich voneinander unterscheiden.
Die erste Hilfsbarriereschicht kann auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht durch eine Reaktion zwischen diesen ausgebildet werden und kann zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht aufweisen.
Die zweite Hilfsbarriereschicht kann auf einer Grenzfläche zwischen der zweiten Barriereschicht und der ersten Barriereschicht durch eine Reaktion zwischen diesen ausgebildet werden und kann zumindest eine Teilkomponente der zweiten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht aufweisen.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die erste Hilfsbarriereschicht, die erste Barriereschicht, die zweite Hilfsbarriereschicht und die zweite Barriereschicht können eine Dünnfilmverkapselungsschicht ausbilden, die die OLED schützt, und die Gesamtdicke der Dünnfilmverkapselungsschicht kann in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm liegen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer OLED-Anzeige gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Ausbildung einer OLED auf einem Substrathauptkörper, die Ausbildung einer feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht, die die OLED bedeckt, durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung, die Ausbildung einer ersten Barriereschicht, die die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht bedeckt, durch ein Atomlagenabscheidungsverfahren (ALD-Verfahren), die Ausbildung einer ersten Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht durch eine Reaktion zwischen diesen, die Ausbildung einer zweiten Barriereschicht, die die erste Barriereschicht bedeckt, durch das ALD-Verfahren, und die Ausbildung einer zweiten Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der zweiten Barriereschicht und der ersten Barriereschicht durch eine Reaktion zwischen diesen auf.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht kann aus einem Material ausgebildet werden, das Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO), Bariummonoxid (BaO) oder Kombinationen derselben aufweist.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht kann durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung ausgebildet werden. Das Verfahren der thermischen Verdampfung kann ein Vakuumverdampfungsverfahren aufweisen.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht kann durch Abscheidung von Siliciummonoxid, das durch eine Reaktion von Siliciumdioxid (SiO₂) und Siliciumgas gebildet wird, hergestellt werden.
Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht können jeweils aus einem Material ausgebildet werden, das Al₂O₃, TiO₂, ZrO, SiO₂, AlON, AlN, SiON, Si₃N₄, ZnO, Ta₂O₅ oder Kombinationen derselben aufweist.
Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht werden aus Materialien hergestellt, die sich voneinander unterscheiden.
Die erste Hilfsbarriereschicht kann zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht aufweisen und kann aus einem Material hergestellt werden, das sich von Materialien der ersten Barriereschicht und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht unterscheidet.
Die zweite Hilfsbarriereschicht kann zumindest eine Teilkomponente der zweiten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht aufweisen und kann aus einem Material hergestellt werden, das sich von Materialien der zweiten Barriereschicht und der ersten Barriereschicht unterscheidet.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die erste Hilfsbarriereschicht, die erste Barriereschicht, die zweite Hilfsbarriereschicht und die zweite Barriereschicht können eine Dünnfilmverkapselungsschicht ausbilden, die die OLED bedeckt, und die Gesamtdicke der Dünnfilmverkapselungsschicht kann in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm liegen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Eine umfassendere Würdigung der Erfindung und ihrer vielen Vorteile ergibt sich durch das bessere Verständnis der Erfindung anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen, wobei:
1 eine Querschnittdarstellung einer OLED-Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Darstellung einer Pixelschaltung der OLED-Anzeige in 1 zeigt;
3 eine teilweise vergrößerte Querschnittdarstellung der OLED in 1 zeigt;
4 und 5 Ablaufdiagramme eines Verfahrens zur Herstellung einer OLED-Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren ausführlicher beschrieben werden, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt werden.
Zur klareren Beschreibung der vorliegenden Erfindung sind Teile, die die Beschreibung nicht betreffen, nicht in den Figuren enthalten, und werden ähnliche Teile in der gesamten Patentschrift durch gleiche Symbole bezeichnet.
Da die Größe und Dicke der jeweils in den Figuren gezeigten Strukturbauteile willkürlich zum Zweck der Erläuterung dargestellt sind, ist weiterhin die vorliegende Erfindung nicht zwingend auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
In den Figuren ist die Dicke der Schichten, Filme, Paneele, Regionen, usw. um der Klarheit willen größer dargestellt. Wird ein Element, wie eine Schicht, ein Film, eine Region oder ein Substrat als „auf” einem anderen Element befindlich beschrieben, so kann es sich unmittelbar auf dem anderen Element befinden oder es können dazwischen befindliche Elemente vorhanden sein. Wird dagegen ein Element als „unmittelbar auf” einem anderen Element beschrieben, so gibt es keine dazwischen befindlichen Elemente.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt, weist eine organische lichtemittierende Dioden(OLED)-Anzeige 100 ein Anzeigesubstrat 110 und eine Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 auf.
Das Anzeigesubstrat 110 weist einen Substrat-Hauptkörper 111, eine Ansteuerschaltungseinheit DC und eine OLED 70 auf. Die Ansteuerschaltungseinheit DC und die OLED 70 sind auf dem Substrat-Hauptkörper 111 ausgebildet. Die OLED 70 zeigt mit einer organischen Emissionsschicht 720 (in 3 gezeigt), die Licht emittiert, ein Bild an, und die Ansteuerschaltungseinheit DC steuert die OLED 70 an. Strukturen der OLED 70 und der Ansteuerschaltungseinheit DC sind nicht auf die in 1 bis 3 dargestellten Strukturen beschränkt und können gemäß einer Richtung einer Bildanzeige mit von der OLED 70 emittiertem Licht auf verschiedene Weise innerhalb eines Bereichs, der von einem Fachmann leicht realisierbar ist, modifiziert werden.
Die Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 weist eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220, eine erste Hilfsbarriereschicht 235, eine erste Barriereschicht 230, eine zweite Hilfsbarriereschicht 245 und eine zweite Barriereschicht 240 auf, die nacheinander auf dem Substrat-Hauptkörper 111 ausgebildet werden.
Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 bedeckt die OLED, um sie zu schützen. Die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 wird aus Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO) oder Bariummonoxid (BaO) ausgebildet.
Weiterhin wird die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung, wie zum Beispiel ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet. Das Verfahren der thermischen Verdampfung zur Ausbildung der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 kann in einem Temperaturbereich durchgeführt werden, der die OLED 70 nicht beschädigt. Dadurch lässt sich eine Beschädigung der OLED 70 während des Verfahrens zur Ausbildung der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 verhindern.
Die erste Barriereschicht 230 und die zweite Barriereschicht 240 werden aus einem Material ausgebildet, das zumindest eines von anorganischen Isoliermaterialien wie Al₂O₃, TiO₂, ZrO, SiO₂, AlON, AlN, SiON, Si₃N₄, ZnO und Ta₂O₅ aufweist. Dabei werden die erste Barriereschicht 230 und die zweite Barriereschicht 240 aus Materialien ausgebildet, die sich voneinander unterscheiden.
Weiterhin werden die erste Barriereschicht 230 und die zweite Barriereschicht 240 durch Abscheidung zumindest eines der oben genannten anorganischen Isoliermaterialien mittels eines Atomlagenabscheidungsverfahrens (ALD-Verfahren) ausgebildet. Gemäß dem ALD-Verfahren werden die erste und zweite Barriereschicht (230, 240) durch Züchten der oben genannten anorganischen Materialen bei einer Temperatur von unter 100°Celsius ausgebildet, um die OLED 70 nicht zu beschädigen. Die erste und zweite Barriereschicht (230, 240) weisen eine hohe Dichte auf, so dass sich das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff wirksam unterdrücken lässt.
Die erste Hilfsbarriereschicht 235 wird auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht 230 und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet. Die erste Hilfsbarriereschicht 235 wird durch eine Reaktion der ersten Barriereschicht 230 mit der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet. Das heißt, die erste Hilfsbarriereschicht 235 wird durch eine Verbindung zumindest einer Teilkomponente der ersten Barriereschicht 230 und zumindest einer Teilkomponente der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet. Im Folgenden bezieht sich die zumindest eine Teilkomponente auf zumindest eine Komponente oder auf alle Komponenten. Die erste Hilfsbarriereschicht 235 kann durch ein Verfahren zur Abscheidung der ersten Barriereschicht 230 auf der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 mittels des ALD-Verfahrens ausgebildet werden oder kann nach Abscheidung der ersten Barriereschicht 230 auf der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet werden. Besteht zum Beispiel die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 aus SiO und die erste Barriereschicht 230 aus Al₂O₃, so kann die erste Hilfsbarriereschicht 235 aus AlSiOx bestehen.
Die zweite Hilfsbarriereschicht 245 wird auf einer Grenzfläche zwischen der zweiten Barriereschicht 240 und der ersten Barriereschicht 230 ausgebildet. Die zweite Hilfsbarriereschicht 245 wird durch eine Reaktion der zweiten Barriereschicht 240 mit der ersten Barriereschicht 230 ausgebildet. Das heißt, die zweite Hilfsbarriereschicht 245 wird durch eine Verbindung zumindest einer Teilkomponente der zweiten Barriereschicht 240 und zumindest einer Teilkomponente der ersten Barriereschicht 230 ausgebildet. Die zweite Hilfsbarriereschicht 245 kann durch ein Verfahren zur Abscheidung der zweiten Barriereschicht 240 auf der ersten Barriereschicht 230 mittels des ALD-Verfahrens ausgebildet werden oder kann nach Abscheidung der zweiten Barriereschicht 240 auf der ersten Barriereschicht 230 ausgebildet werden. Besteht zum Beispiel die zweite Barriereschicht 240 aus TiO₂ und die erste Barriereschicht 230 aus Al₂O₃, so kann die zweite Hilfsbarriereschicht 245 aus TiAlOx bestehen.
Wie bereits beschrieben, werden die erste Hilfsbarriereschicht 235, die erste Barriereschicht 230, die zweite Hilfsbarriereschicht 245 und die zweite Barriereschicht 240, die nacheinander auf der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet werden, jeweils aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Kombinationsstrukturen ausgebildet. Auf diese Weise kann die Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 Feuchtigkeit oder Sauerstoff wirksamer und stabiler blockieren.
Da die erste Hilfsbarriereschicht 235, die erste Barriereschicht 230, die zweite Hilfsbarriereschicht 245 und die zweite Barriereschicht 240 durch zwei ALD-Verfahren ausgebildet werden, lässt sich weiterhin das gesamte Herstellungsverfahren, relativ gesehen, vereinfachen und die Beschädigung der OLED 70 auf ein Minimum reduzieren.
Die Gesamtdicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 liegt in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm. Beträgt die Gesamtdicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 weniger als 1 nm, ist es schwierig, die OLED 70 stabil zu schützen und das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu verhindern. Beträgt die Gesamtdicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 mehr als 1000 nm, so nimmt die Gesamtdicke der OLED-Anzeige 100 über das erforderliche Maß hinaus zu. Aufgrund der Zunahme der Dicke der ersten Barriereschicht 230 und der Dicke der zweiten Barriereschicht 240 verringert sich zudem die gesamte Atmungsaktivität der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 erheblich. Sind die erste Barriereschicht 230 und die zweite Barriereschicht 240 indes zu dick, so kann es während des Abscheidungsverfahrens zu einem Temperaturanstieg kommen, so dass die Gefahr besteht, dass die OLED 70 beschädigt wird. In Anbetracht dieser Eigenschaften liegt die Gesamtdicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 vorzugsweise in einem Bereich von 300 nm bis 500 nm.
Weiterhin weist die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 eine geringe Durchlässigkeit für Feuchtigkeit auf, so dass sich das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff blockieren lässt. Komponenten, die zusätzlich als feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 verwendet werden, verbinden sich mit der Feuchtigkeit oder dem Sauerstoff und unterdrücken das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die OLED. Das heißt, Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO) und Bariummonoxid (BaO), die als Material für die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 verwendet werden, tendieren stark dazu, durch die Verbindung mit Sauerstoffatomen zu Dioxiden zu werden, wodurch sich die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 mit einer sehr geringen Menge an Feuchtigkeit oder Sauerstoff, die nacheinander durch die zweite Barriereschicht 240, die zweite Hilfsbarriereschicht 245, die erste Barriereschicht 230 und die erste Hilfsbarriereschicht 235 gelangt sind, verbindet, so dass sich das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff in die OLED 70 wirksam blockieren lässt.
In der oben beschriebenen Gestaltung weist die Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 der OLED-Anzeige 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Durchlässigkeitsrate für Wasserdampf (WWTR) von unter 10^–6 g/m²/Tag auf.
Dadurch kann die OLED-Anzeige 100 stabil und wirksam das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 720 unterdrücken (siehe 3) und ermöglicht gleichzeitig eine geringe Gesamtdicke der OLED-Anzeige 100.
Da die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 relativ gesehen weicher als die erste Hilfsbarriereschicht 235, die erste Barriereschicht 230, die zweite Hilfsbarriereschicht 245 und die zweite Barriereschicht 240 ist, verringert sie weiterhin eine Spannung oder eine Stoßwirkung, die zur OLED 70 übertragen wird. Da eine OLED-Anzeige 100 gekrümmt ist, kann eine Spannung zwischen der ersten Hilfsbarriereschicht 235, der ersten Barriereschicht 230, der zweiten Hilfsbarriereschicht 245 und der zweiten Barriereschicht 240 auftreten. Aufgrund der Spannung kann die Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 beschädigt werden, so dass sich die die feuchtigkeitsblockierende Wirkung erheblich verschlechtern kann. Außerdem überträgt sich die Spannung auf die OLED 70, so dass sie einen Defekt der OLED 70 auslöst. Wie weiter oben beschrieben, kann die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 jedoch das Eindringen von Feuchtigkeit unterdrücken, das Auftreten von Spannung verringern und eine zur OLED 70 übertragene Stoßwirkung reduzieren.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 2 und 3 eine innere Struktur der OLED-Anzeige 100 ausführlicher beschrieben werden.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die OLED 70 eine erste Elektrode 710, eine organische Emissionsschicht 720 und eine zweite Elektrode 730 auf. Die Ansteuerschaltung DC weist zumindest zwei Dünnfilmtransistoren (TFTs) T1 und T2 sowie zumindest einen Speicherkondensator C1 auf. Der TFT weist im Wesentlichen einen Schalttransistor T1 und einen Ansteuertransistor T2 auf.
Der Schalttransistor T1 ist mit einer Ansteuerleitung SL1 und einer Datenleitung DL1 verbunden und überträgt in Abhängigkeit einer an der Ansteuerleitung SL1 eingegebenen Schaltspannung eine von der Datenleitung DL1 eingegebene. Datenspannung zum Ansteuertransistor T2. Der Speicherkondensator C1 ist mit dem Schalttransistor T1 und der Energiequellenleitung VDD verbunden und speichert eine Spannungsdifferenz zwischen einer vom Schalttransistor T1 bereitgestellten Spannung und einer Spannung, mit der die Energiequellenleitung VDD versorgt wird.
Die OLED 70 emittiert Licht mittels eines Ausgangsstroms I_OLED. Der Ansteuertransistor T2 weist eine Halbleiterschicht 132, eine Source-Elektrode 176, eine Drain-Elektrode 177 und eine Gate-Elektrode 155 auf, und die erste Elektrode 710 der OLED 70 ist mit der Drain-Elektrode 177 des Ansteuertransistors T2 verbunden.
Der Speicherkondensator C1 kann aus einer ersten Kondensatorplatte 158, die auf der selben Schicht wie die Gate-Elektrode 155 ausgebildet ist, und aus einer zweiten Kondensatorplatte 178, die auf der selben Schicht wie die Source-Elektrode 176 und die Drain-Elektrode 177 ausgebildet ist, ausgebildet sein. Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daher kann eine der Kondensatorplatten 158 und 178 auf der selben Schicht wie die Halbleiterplatte 132 ausgebildet sein, und die Struktur des Speicherkondensators C1 kann innerhalb eines Bereichs, der von einem Fachmann leicht realisierbar ist, auf verschiedene Weise modifiziert werden.
Weiterhin ist die OLED-Anzeige 100 gemäß 2 und 3 als Aktiv-Matrix(AM)-OLED-Anzeige in einer Struktur mit zwei Transistoren und einem Kondensator dargestellt, bei der zwei Dünnfilmtransistoren T1 und T2 und ein Speicherkondensator C1 in einem Pixel ausgebildet sind; das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die OLED-Anzeige 100 kann daher verschiedene Strukturen aufweisen. Zum Beispiel können drei oder mehr Dünnfilmtransistoren und zwei oder mehr Kondensatoren in einem Pixel der OLED-Anzeige 100 bereitgestellt werden, und es können weiterhin separate Drähte in der OLED-Anzeige 100 bereitgestellt werden. Ein Pixel ist dabei die kleinste Einheit zur Anzeige eines Bildes, wobei die OLED-Anzeige 100 ein Bild mittels einer Vielzahl von Pixeln anzeigt.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 1, 4 und 5 ein Herstellungsverfahren der OLED-Anzeige 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei der Fokus auf einem Verfahren zur Ausbildung der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 liegen soll.
Wie in 1 und 4 gezeigt, wird zunächst die OLED 70 auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet (S100). Dann wird die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220, die die OLED 70 bedeckt, mittels eines Verfahrens der thermischen Verdampfung auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet (S200). Dabei wird ein Vakuumverdampfungsverfahren als Verfahren der thermischen Verdampfung verwendet. Weiterhin wird die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 aus Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO) oder Bariummonoxid (BaO) hergestellt.
Nachfolgend soll das Verfahren zur Ausbildung der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 unter Bezugnahme auf 5 ausführlicher beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung wird die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 zum Beispiel aus Siliciummonoxid (SiO) hergestellt.
Der Substrathauptkörper 111, auf dem die OLED 70 ausgebildet wird, wird auf einem Vakuumreaktor ausgebildet (S210). Siliciumdioxid (SiO₂) und Silicium(Si)-Gas werden in den Reaktor injiziert (S220), und an das Siliciumdioxid (SiO₂) und das Silicium(Si)-Gas wird Elektrizität angelegt, so dass die Abscheidung auf dem Substrathauptkörper 111 bei einer vorbestimmten Temperatur begonnen wird (S230). Dabei liegt die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich, der die OLED 70 nicht beschädigt. Das Siliciumdioxid und das Siliciumgas reagieren miteinander, so dass Siliciummonoxid SiO gebildet wird, und das Siliciummonoxid SiO wird auf dem Substrathauptkörper 111 abgeschieden, so dass die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220, die die OLED 70 bedeckt, ausgebildet wird (S240). Dabei beträgt die Abscheidungsgeschwindigkeit zum Beispiel 3 Å/s, während der Reaktor bis zu einem Vakuumgrad von etwa 10^–7 torr evakuiert wird.
Gemäß 4 wird die erste Barriereschicht 230, die die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 bedeckt, durch Abscheidung des anorganischen Isoliermaterials mittels des Atomlagenabscheidungsverfahrens (ALD-Verfahren) auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet (S300). Bei der Ausbildung der ersten Barriereschicht 230 durch das ALD-Verfahren wird dabei das anorganische Isoliermaterial bei einer Temperatur von unter 100°Celsius gezüchtet, um eine Beschädigung der OLED 70 zu verhindern. Das anorganische Isoliermaterial weist Al₂O₃ und/oder TiO₂ und/oder ZrO und/oder SiO₂ und/oder AlON und/oder AlN und/oder SiON und/oder Si₃N₄ und/oder ZnO und/oder Ta₂O₅ auf. Nachfolgend wird zum Beispiel die Herstellung der ersten Barriereschicht 230 aus Al₂O₃ beschrieben.
Sobald die erste Barriereschicht 230 durch das ALD-Verfahren auf der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet wird, reagiert die erste Barriereschicht 230 während oder nach der Ausbildung der ersten Barriereschicht 230 mit der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220, so dass zusätzlich die erste Hilfsbarriereschicht 235 auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht 230 und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 220 ausgebildet wird (S400). Besteht dabei die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht 220 aus SiO und die erste Barriereschicht 230 aus Al₂O₃, so besteht die erste Hilfsbarriereschicht 235 aus AlSiOx.
Anschließend wird die zweite Barriereschicht 240, die die erste Barriereschicht 230 bedeckt, durch Abscheidung eines anderen anorganischen Isoliermaterials mittels des ALD-Verfahrens auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet (S500). Dabei wird bei der Ausbildung der zweiten Barriereschicht 240 durch das ALD-Verfahren das andere anorganische Isoliermaterial bei einer Temperatur von unter 100°Celsius gezüchtet, um eine Beschädigung der OLED 70 zu verhindern. Nachfolgend wird zum Beispiel die Herstellung der zweiten Barriereschicht 240 aus TiO₂ beschrieben.
Sobald die zweite Barriereschicht 240 durch das ALD-Verfahren auf der ersten Barriereschicht 230 ausgebildet wird, reagiert die zweite Barriereschicht 240 während oder nach der Ausbildung der zweiten Barriereschicht 24 mit der ersten Barriereschicht 230, 50 dass die zweite Hilfsbarriereschicht 245 auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht 230 und der zweiten Barriereschicht 240 ausgebildet wird (S600). Besteht dabei die erste Barriereschicht 230 aus Al₂O₃ und die zweite Barriereschicht 240 aus TiO₂, so besteht die zweite Hilfsbarriereschicht 245 aus TiAlOx.
Die mittels des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildete Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 weist eine Dicke in einem Bereich zwischen 1 nm und 1000 nm auf. Die bevorzugteste Dicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210 liegt in einem Bereich von 300 nm bis 500 nm.
Die Dünnfilm-Verkapselungsschicht 210, die das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 720 stabil und wirksam unterdrücken kann, lässt sich durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren leicht und effizient ausbilden.
Weiterhin kann die Gesamtdicke der OLED-Anzeige 100 relativ gering sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die OLED-Anzeige das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht durch die Dünnfilm-Verkapselungsschicht wirksam unterdrücken und gleichzeitig ermöglichen, dass die Gesamtdicke der OLED-Anzeige gering ist.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der OLED-Anzeige bereit, durch das eine Dünnfilm-Verkapselungsschicht einfach und effizient ausgebildet werden kann.

Claims

Organische lichtemittierende Diodenanzeige, aufweisend: einen Substrathauptkörper; eine organische lichtemittierende Diode, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist; eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die organische lichtemittierende Diode bedeckt; eine erste Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht bedeckt; eine erste Hilfsbarriereschicht, die zwischen der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht und der ersten Barriereschicht ausgebildet ist; eine zweite Barriereschicht, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist und die erste Barriereschicht bedeckt; und eine zweite Hilfsbarriereschicht, die zwischen der ersten Barriereschicht und der zweiten Barriereschicht ausgebildet ist.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 1, wobei die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht aus einem Material ausgebildet ist, das eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciummonoxid (SiO), Calciummonoxid (CaO), Bariummonoxid (BaO) und Kombinationen derselben aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 1, wobei die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht jeweils aus einem Material ausgebildet sind, das eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al₂O₃, TiO₂, ZrO, SiO₂, AlON, AlN, SiON, Si₃N₄, ZnO, Ta₂O₅ oder Kombinationen derselben aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 3, wobei die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht aus Materialien ausgebildet sind, die sich voneinander unterscheiden.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 4, wobei die erste Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht durch eine Reaktion zwischen diesen ausgebildet wird und zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 4, wobei die zweite Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der zweiten Barriereschicht und der ersten Barriereschicht durch eine Reaktion zwischen diesen ausgebildet wird und zumindest eine Teilkomponente der zweiten Barriereschicht und zumindest eine Teilkomponente der ersten Barriereschicht aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenanzeige nach Anspruch 1, wobei die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht, die erste Hilfsbarriereschicht, die erste Barriereschicht, die zweite Hilfsbarriereschicht und die zweite Barriereschicht eine Dünnfilm-Verkapselungsschicht ausbilden, die die OLED schützt, und wobei die Gesamtdicke der Dünnfilm-Verkapselungsschicht in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm liegt.
Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenanzeige, aufweisend: Ausbildung einer organischen lichtemittierenden Diode auf einem Substrathauptkörper; Ausbildung einer feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht, die die organische lichtemittierende Diode bedeckt, durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung; Ausbildung einer ersten Barriereschicht, die die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht bedeckt, durch ein Atomlagenabscheidungsverfahren (ALD-Verfahren); Ausbildung einer ersten Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der ersten Barriereschicht und der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht durch eine Reaktion zwischen diesen; Ausbildung einer zweiten Barriereschicht, die die erste Barriereschicht bedeckt, durch das ALD-Verfahren; und Ausbildung einer zweiten Hilfsbarriereschicht auf einer Grenzfläche zwischen der zweiten Barriereschicht und der ersten Barriereschicht durch eine Reaktion zwischen diesen.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung ausgebildet wird, das insbesondere ein Vakuumverdampfungsverfahren aufweist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die feuchtigkeitsabsorbierende Schicht durch Abscheidung von Siliciummonoxid ausgebildet wird, das durch eine Reaktion von Siliciumdioxid (SiO₂) und Siliciumgas gebildet wird.