TW201419518A

TW201419518A - 有機發光裝置及其製造方法

Info

Publication number: TW201419518A
Application number: TW102124123A
Authority: TW
Inventors: Jin-Baek Choi; Ji-Young Choung; Joon-Gu Lee; Yeon-Hwa Lee; Won-Jong Kim; Hyun-Sung Bang
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2014-05-16
Also published as: US20140125219A1; KR20140057852A; CN103811522A

Abstract

於態樣中，提供一種有機發光顯示裝置，其包含：基板；於基板上之第一電極；於第一電極上之發光層；於發光層上之第二電極；於第二電極上之導電覆蓋層。

Description

有機發光裝置及其製造方法

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2012年11月5日向韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號第10-2012-0124126號之優先權及效益，其全部內容於此併入作為參考。

本揭露係關於一種有機發光裝置及有機發光裝置之製造方法，特別是，於其中導電覆蓋層層疊於陰極上之一種有機發光裝置及製造有機發光裝置之方法。

因為根據自發光模式之高反應速度、低功率損耗及廣視角，有機發光裝置(OLED)具有作為影像顯示媒體之功效。更進一步，因為有機發光顯示裝置可於相對低溫時透過簡單製程製造，有機發光裝置已作為下一代平板顯示裝置而受重視。

一般而言，有機發光顯示裝置可具有陽極與陰極依序放置於覆蓋提供於基板上之電晶體之平坦絕緣層上，且有機層係插設於陽極與陰極間之結構。

於有機發光二極體之作動期間，從陽極供應之電洞及從陰極供應之電子係於形成於陽極與陰極間之有機層中彼此耦合以形成具高能量之激子，於激子下降至低能量時產生光。

有機發光裝置可根據於有機層產生的光發光至裝置外的方向而分為背面發光型或正面發光型有機發光裝置。

背面發光型有機發光裝置係藉由使用透明陽極與反射陰極於陽極方向發光之模式。於背面發光型有機發光裝置中，可能會有發光區因為被設置於基板上之薄膜電晶體電路之區域佔據而縮小的問題。

作為解決此問題之方法，已建議藉由使用反射陽極及半穿透陰極而於陰極方向發光之正面發光型有機發光裝置。

正面發光型有機發光裝置可包含金屬層做為陰極。然而可用來作為陰極之金屬層可必須形成於預定厚度以使陰極成為半穿透式，結果，存在陰極的片電阻( sheet resistance )大幅增加，因此功率消耗也增加之問題。

一些實施例提供藉由層疊導電覆蓋層於陰極上而能減少片電阻並同時維持光學特性之有機發光裝置，及其製造方法。

本揭露之例示性實施例一種有機發光顯示裝置，其包含：基板；於基板上之第一電極；於第一電極上之發光層；於發光層上之第二電極；以及於第二電極上之導電覆蓋層。

於一些實施例中，導電覆蓋層可以單層或多層形成。

於一些實施例中，第二電極可藉由使用鎂:銀、氟化鋰:鋁、鋰:鋁、鋰、鈣、銀、以及鋁之至少其一形成為透射電極。

於一些實施例中，導電覆蓋層可包含氧化銦。

於一些實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，且x值可為1.3或更大至小於1.5。

於一些實施例中，導電覆蓋層之厚度可為300埃至2000埃。

於一些實施例中，導電覆蓋層之折射率可為1.7至2.3。

一些實施例提供一種有機發光顯示裝置之製造方法，其包含：形成第一電極於基板上；形成發光層於第一電極上；形成第二電極於發光層上；以及形成導電覆蓋層於第二電極上。

於一些實施例中，第二電極之形成可包含使用鎂:銀、氟化鋰:鋁、鋰:鋁、鋰、鈣、銀、以及鋁之至少其一形成透射電極。

於一些實施例中，導電覆蓋層之形成可使用氧化銦做為材料，氧化銦具有InOx之組成，且氧化銦之x值可為1.3或更大至小於1.5。

於一些實施例中，導電覆蓋層之形成可包含控制導電覆蓋層之厚度為300 埃至2000埃。

於一些實施例中，導電覆蓋層之形成可使用離子束沉積製程、旋轉塗佈製程、印刷製程、濺鍍製程、化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程、高密度電漿化學氣相沉積(HDP-CVD)製程以及真空沉積製程之任一方法。

於一些實施例中，導電覆蓋層之形成可使用離子束輔助沉積製程。

於一些實施例中，離子束輔助沉積(IBAD)製程期間注入的離子可包含氬(Ar)及氧(O2)。

於一些實施例中，離子束輔助沉積(IBAD)製程期間注入的氬(Ar)之注入速度可為5至30cm2/min。

於一些實施例中，離子束輔助製程沉積(IBAD)期間注入的氧(O2)之注入速度可為3至40cm2/min。

根據本揭露之實施例，藉由形成導電覆蓋層於透射金屬製成之陰極上以減低片電阻，使陰極之導電性變為極佳，結果可改進有機發光裝置之功率消耗。

於一些實施例中，有機發光裝置可具有藉由以具有固定比例的銦與氧之氧化銦形成，以保護有機發光裝置免於外部水氣與氧之導電覆蓋層而具有高透射特性。更進一步，因為由氧化銦製的導電覆蓋層係非晶態，故表面粗糙度極佳，因而可改進光提取效率。於一些實施例中，氧化銦可由化學式InOx表示之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

於一些實施例中，由全反射造成之光損失係藉由形成預定折射率或更多之導電覆蓋層而發光至外部，結果是，可改進光提取效率。

前述總結係示意性，且不意圖以任何方式限制。除了討論的前述的態樣、實施例、及特徵之外，更多的態樣、實施例、及特徵將藉由參考圖式及下列詳細敘述而變的更顯而易見。

100．．．基板

210．．．第一電極

220．．．像素定義層

230R．．．紅色發光層

230G．．．綠色發光層

230B．．．藍色發光層

240．．．第二電極

300．．．導電覆蓋層

第1圖係描繪根據本揭露之例示性實施例之有機發光裝置之剖面圖。

第2A圖至第2E圖係描繪根據本揭露之例示性實施例之製造有機發光裝置之方法的圖。

第3A圖係表示根據本揭露之例示性實施例之氧化銦之表面狀態，且第3B圖係表示用以比較氧化銦之表面狀態之氧化銦錫之狀態。於實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

下文中，本揭露將參考於附圖中繪示的實施例而更詳細說明。本揭露之範疇不受限於下面描述的圖或實施例。於下文中說明且於圖中表示的例示性實施例可包含各種等效物及修改。

作為參考，對應組件及其形狀係為了容易理解而示意性繪示或誇大繪示。於圖式中，相似參考數碼表示相似元件。

更進一步，將理解的是，一層或一元件係描述於另一層或元件之”上(on)”，其可直接設置於另一層或元件上，或可存在中介層或元件。

第1圖係描繪根據本揭露之實施例之有機發光裝置之剖面圖。

參閱第1圖，有機發光裝置可包含基板100、於基板上之複數個第一電極210、形成於第一電極210間並覆蓋第一電極210之末端以藉由像素單元劃分第一電極210之像素定義層(PDL)220、於第一電極210上之發光層(例如230R、230G、230B)、於發光層上之第二電極240以及於第二電極240上之導電覆蓋層300。

於一些實施例中，基板100可由各種材料製成，例如玻璃基板、石英基板及透明樹脂基板，且可藉由使用可撓性材料形成。於一些實施例中，可用來作為基板100之透明樹脂基板可包含聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)、丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚丙烯酸樹脂(polyacrylate resin)、聚碳酸樹脂(polycarbonate resin)、聚醚樹脂(polyether resin)、聚對苯二甲酸乙二醇樹脂(polyethylene terephthalate resin)、磺酸樹脂(sulfonic acid resin)及相似物。

於有機發光裝置為背面發光型或雙面發光型的例子中，基板100需要由透射材料成，但於正面發光型的例子中，基板不需由透射材料製成。下文中，為了簡化說明，有機發光裝置將以正面發光型有機發光裝置為基礎而說明。

於一些實施例中，第一電極210可形成於基板100上。於一些實施例中，第一電極210可包含以金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)及其組合製成之反射膜。於一些實施例中，第一電極2101可包含由具有高功函數之氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋁鋅、氧化鋅及其相似物形成之至少一透明膜於反射層中。

雖然未示於第1圖，薄膜電晶體及保護薄膜電晶體之絕緣層可更包含於基板100與第一電極210之間。於此例中，每一像素可形成至少一薄膜電晶體，且電性連接至第一電極210。

於一些實施例中，覆蓋第一電極210之末端以藉由像素單元劃分第一電極210之像素定義層(PDL)220可於複數個第一電極210之間。於一些實施例中，像素定義層(PDL)220係於第一電極210上以定義有機發光裝置之發光區與非發光區。

於一些實施例中，發光層可形成於由像素定義層220劃分之發光區之第一電極210上。於一些實施例中，根據有機發光裝置之每一像素，發光層可由含有紅色發光材料、綠色發光材料、藍色發光層之紅色發光層230R、綠色發光層230G、藍色發光層230B形成。

雖然未示於第1圖，用以平順地注入電洞至發光層之電洞注入層(HIL)及電洞傳輸層(HTL)可包含於發光層下方，且用以平順地注入電子至發光層之電子傳輸層(ETL)及電子注入層(EIL)可包含於發光層上方。

於一些實施例中，第二電極240可形成於像素定義層220及發光層上。於正面發光型有機發光裝置的例子中，第二電極240包含透射金屬。於一些實施例中，透射金屬可使用具有低功函數之鎂:銀(Mg:Ag)、氟化鋰:鋁(LiF:Al)、鋰:鋁(Li:Al)、鋰(Li)、鈣(Ca)、銀(Ag)、鋁(Al)及其相似物。

於一些實施例中，第二電極240可以於100埃至400埃之範圍內之規格之厚度形成。於第二電極240係以小於100埃之厚度形成的例子中，有透光率增加但導電性下降的問題，且於第二電極240超過400埃的例子中，會有透光率下降的問題。

因此，於正面發光型有機發光裝置中，因為第二電極240係以預定或更少之厚度形成，例如約100埃至400埃之範圍，第二電極240之片電阻值增加，且因而有機發光裝置之功率消耗增加。

於一些實施例中，具有導電性之導電覆蓋層300可形成於第二電極240上方以減少可能由於第二電極240之厚度產生之片電阻。

於一些實施例中，導電覆蓋層300可由具高透光性與導電性之氧化物製成。具高透光性與導電性之氧化物可為氧化銦。於實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，x值可為於1.3或更大且小於1.5。

於實施例中，含有氧化銦之導電覆蓋層300可形成300埃至200 埃之厚度。具有導電覆蓋層300之厚度小於300 埃之一些實施例，因為導電性不好而非優選。具有導電覆蓋層300之厚度大於200 埃之一些實施例，可能有透光率的問題而非為優選。因此，較佳的厚度係2000 埃或較少，但如果沒有透光率的問題，則厚度可大於2000 埃。於一些實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

下文中，將描述本揭露之範例。然而，下列範例係為了較好理解本揭露而示範，本揭露係不受限於下列範例。

範例1

鋁(100 埃)及鎂:銀(150 埃)(其為第二電極240之材料)係沉積於玻璃基板上，且而後化學式InOx表示之氧化銦，其平均x值為約1.36，係以600 埃的厚度沉積於鋁(100 埃)及鎂:銀(150 埃)上，提供片電阻28 Ω/m2。

範例2

鋁(100 埃 )及鎂:銀(150 埃 )(其為第二電極240之材料)係沉積於玻璃基板上，且而後化學式InOx表示之氧化銦，其平均x值為約1.36，係以1800 埃的厚度沉積於鋁(100 埃)及鎂:銀(150 埃)上，提供片電阻15 Ω/m2。

比較例

鋁(100 埃)及鎂:銀(150 埃)(其為第二電極240之材料)係沉積於玻璃基板上提供片電阻30 Ω/m2。

當比較範例1、範例2及比較例之片電阻值時，顯示於藉由使用鋁與鎂:銀形成第二電極的例子中，片電阻值係30 Ω/m2之高值，同時於由化學式InOx表示的氧化銦以600 埃之厚度層疊於第二電極上的例子中，片電阻值係下降至28 Ω/m2。更進一步，於由化學式InOx表示的氧化銦以1,800埃之厚度層疊於第二電極240的例子中，片電阻值係明顯下降至15 Ω/m2，為第二電極係藉由使用鋁與鎂:銀形成之1/2的程度。

更進一步，因為由化學式InOx表示的氧化銦製成的導電覆蓋層300之透光率於全可見光區係80%或更多，由於導電覆蓋層，透光率不會大幅影響有機發光裝置之光學性質。

因此，於根據本揭露之例示性實施例之包含導電覆蓋層300之有機發光裝置中，第二電極240之片電阻可減少同時維持發光效率。因此，可減少有機發光裝置之功率消耗且可實現14英吋或更大之大面積有機發光裝置。

更進一步，當根據本揭露之例示性實施例之由化學式InOx表示的氧化銦製成的導電覆蓋層300之厚度係1000 埃時，導電覆蓋層300之折射率可具有1.7至2.3之值。當導電覆蓋層300之折射率具有1.7或更多之高值時，由於第二電極240中之全反射而損失的光可被提取至外部，因此可改進有機發光裝置之光提取效率。於一些實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表現之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

於一些實施例中，製造方法可包含(a)於基板100上形成複數個第一電極210、(b)複數個第一電極210間形成像素定義層、(c)於第一電極210上形成發光層、(d)於發光層上形成第二電極240、以及(e)於第二電極240上形成導電覆蓋層300。

參閱第2A圖，複數個第一電極210可形成於基板100上。於一些實施例中，第一電極210可藉由塗佈並圖樣化用以形成第一電極之材料於基板100上而形成。於一些實施例中，用以形成第一電極之材料可藉由使用旋轉塗佈製程、印刷製程、濺鍍製程、化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程、高密度電漿化學氣相沉積(HDP-CVD)製程以及真空沉積製程之任一方法塗佈。

參考第2B圖，像素定義層220可形成於具第一電極210之基板100上。於一些實施例中，像素定義層220可接由使用有機材料、無機材料及相似物形成。於一些實施例中，用以形成像素定義層之材料可塗佈於具第一電極210之基板100上且而後蝕刻以形成暴露第一電極210之部份之開口。於一些實施例中，開口可藉由使用光刻製程或額外的蝕刻遮罩形成。

參考第2C圖，發光層(例如230R、230G、230B)可形成於被像素定義層220劃分之第一電極210之開口上。於實施例中，發光層可包含紅色發光層230R、綠色發光層230G及藍色發光層230B於每一像素。於實施例中，發光層可藉由使用能夠根據每一像素產生不同顏色的光，如紅光、綠光、及藍光的發光材料而形成。

參閱第2D圖，第二電極240可形成於像素定義層220及發光層上。於一些實施例中，第二電極240可只形成在發光層上(例如230R、230G、230B)。於實施例中，第二電極240可藉由使用透射材料，如鎂:銀、氟化鋰:鋁、鋰:鋁、鋰、鈣、銀及鋁以150 埃至400 埃之範圍內之規格之厚度形成。於一些實施例中，用以形成第二電極240之材料可藉由使用旋轉塗佈製程、印刷製程、濺鍍製程、化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程、高密度電漿化學氣相沉積(HDP-CVD)製程以及真空沉積製程之任一方法形成。

參閱第2E圖，導電覆蓋層300可形成於第二電極240上。於一些實施例中，導電覆蓋層300可藉由使用由化學式InOx表示之氧化銦以300 埃至2000 埃之厚度形成。於一些實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

於實施例中，導電覆蓋層300可藉由使用離子束沉積製程、旋轉塗佈製程、印刷製程、濺鍍製程、化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程、高密度電漿化學氣相沉積(HDP-CVD)製程以及真空沉積製程之任一方法形成。

於一些實施例中，導電覆蓋層300可藉由使用離子束輔助沉積(下文中表示為IBAD)製程形成。IBAD製程係藉由沉積來源並同時照射具能量之離子於基板表面上以形成具有所需組成之薄膜之方法。

根據本揭露之例示性實施例，具有所需組成之導電覆蓋層300可藉由沉積有由化學式InOx表示之氧化銦之來源於具第二電極240之基板100上且同時照射氬(Ar)與氧(O2)於基板100上而形成。於一些實施例中，氧化銦可具有由化學式InOx表示之組成，x值可為1.3或更大且小於1.5。

形成之氧化銦由化學式InOx表示，其組成比取決於IBAD製程中使用的來源的種類及照射之離子之速度。

於一些實施中，由化學式InOx表示之氧化銦之來源可使用銦(In)金屬、三氧化二銦小球或導線。

於一些實施例中，與由化學式InOx表示之氧化銦之沉積同時照射之氬(Ar)係以速度5至30 cm2/min的速度注入且氧(O2)可以3至40cm2/min的速度注入。

於一些實施例中，於製程中，形成導電覆蓋層300之氧化銦(InOx)之x值可形成為1.3或更大且小於1.5。

於形成導電覆蓋層300之由化學式InOx表示之氧化銦的x值係1.3或更大且小於1.5的例子中，導電覆蓋層300可有效保護有機發光裝置免於外部水汽或氧。

於一些實施例中，當x值小於1.5時，由化學式InOx表示之氧化銦變為非晶態形式(amorphous form)以減少氧或外部氣體之侵入。於一些實施例中，當x值小於1.3時，因為由化學式InOx表示之氧化銦之結構無法形成，故難以形成薄膜。

於有機發光裝置使用已知PET膜做為保護層的例子中，水氣穿透率(WVTR)係5.5至7.0 g/m2_day，同時於由化學式InOx表示之氧化銦之x值係1.3或更大且小於1.5時，水氣穿透率具有0.15 g/m2_day或更少之高水準之透氣特性。

第3A圖及第3B圖係表示根據本揭露之例示性實施例之氧化銦(InOx)之表面狀態及氧化銦錫(ITO)之表面狀態之圖。

第3A圖係表示根據本揭露之例示性實施例之由化學式InOx表示之氧化銦之表面狀態。在由化學式InOx表示之氧化銦之x值係1.3或更大且小於1.5的例子中，因為氧化銦係非晶態，如第3A圖所示，表面粗糙度極佳。

第3B圖係表示氧化銦錫(ITO)之表面狀態，且因為氧化銦錫(ITO)係結晶態，表面粗糙度較氧化銦(InOx)粗糙。

因此，導電覆蓋層300係由化學式InOx表示之氧化銦製成的例子於光提取效率方面較導電覆蓋層300係由氧化銦錫(ITO)製成的例子優越。

根據前述，將理解已於此描述之本揭露各種實施例係為解釋之目的，且可進行各種修改而不脫離本揭露之精神與範疇。因此，於此揭露之各種實施例不意圖為限制，且真實之精神與範疇係由下例申請專利範圍所定義。