TW201442213A - 有機發光二極體顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光二極體顯示裝置包含：薄膜電晶體，在基板上；第一絕緣層，在該薄膜電晶體上；連接電極與第一輔助電極，於該第一絕緣層上，該連接電極連接至該薄膜電晶體；第二絕緣層，在該連接電極與該第一輔助電極上；陽極與第二輔助電極，於該第二絕緣層上，該陽極連接至該連接電極，該第二輔助電極自該陽極分隔並連接至該第一輔助電極；堤層，於該陽極與該第二輔助電極上，具有第一接觸孔以露出該陽極以及第二接觸孔以露出該第二輔助電極；有機發光層，在該第一接觸孔中之該陽極上；以及陰極，於該有機發光層上，電性連接至該第二輔助電極。

Description

有機發光二極體顯示裝置及其製造方法
本發明係有關於一種有機發光二極體顯示裝置，尤指一種主動式矩陣有機發光二極體顯示裝置及其製造方法。
雖然陰極射線管(cathode ray tube，CRT)曾經領導過顯示裝置產業好幾十年，但是由於陰極射線管所占的體積很大而且重量很重，陰極射線管領導的地位目前已經由平板顯示器(flat panel display，FPD)所取代。在顯示器的市場中，直到最近，由於具有高解析度的陰極射線管相比，平板顯示器的重量較輕並且體積較輕薄，平板顯示器已經獲得了廣大的歡迎。
平板顯示器可包含有一液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置、一電漿顯示面板(plasma display panel，PDP)裝置以及一有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)顯示裝置。液晶顯示裝置吸引了廣大的關注，而有機發光二極體顯示裝置獲得作為液晶顯示裝置後的下一代平板顯示器的焦點。特別是，與使用一背光單元的非發光式液晶顯示裝置相比，有機發光二極體顯示裝置具有能同時取得輕量化以及輕薄化的一發光方式。
有機發光二極體顯示裝置可以被分類成一頂部發射式與一底部發射式。在頂部發射式有機發光二極體顯示裝置中，光線透過一陰極自一有機發光層發射出來，而在底部發射式有機發光二極體顯示裝置中則透過一陽極發射出來。在頂部發射式有機發光二極體顯示裝置中，由於光線透過陰極發射出來，因此可以達成輕薄化的目標。然而，陰極可能會具有一高阻抗。
一般而言，有機發光二極體顯示裝置可包含有一基板、一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、一平面化層、一陽極、一堤層、一有機發光層以及一陰極。該薄膜電晶體形成於該基板上，並且該平面化層形成於該薄膜電晶體上。該陽極形成於該平面化層上並且連接於該薄膜電晶體。該薄膜電晶體根據一資料訊號傳送一源電壓至該陽極，並且有一電流根據該源電壓提供至該陽極。
該堤層形成於陽極上且將該陽極的一部分曝露出來，該有機發光層形成於該堤層以及該陽極所曝露的部分上。該陰極形成於該有機發光層上。該有機發光層接觸該陽極與該陰極且發出光線。
在頂部發射式有機發光二極體顯示裝置中，由於光線透過陰極自有機發光層發射出來，因此該陰極應該形成具有相對較小的厚度。然而，薄化的陰極會由於一高阻抗減慢一電流的流動並且造成亮度的不均勻。於是，該陰極需要有一相對較低的阻抗來進行正常的操作。
一種有機發光二極體顯示裝置包含：一薄膜電晶體，位於一基板上；一第一絕緣層，位於該薄膜電晶體上；一連接電極與一第一輔助電極，位於該第一絕緣層上，該連接電極連接至該薄膜電晶體；一第二絕緣層，於該連接電極與該第一輔助電極上；一陽極與一第二輔助電極，位於該第二絕緣層上，該陽極連接至該連接電極，並且該第二輔助電極與該陽極分隔且連接至該第一輔助電極；一堤層，位於該陽極與該第二輔助電極上，該堤層具有一第一接觸孔以露出該陽極以及一第二接觸孔以露出該第二輔助電極；一有機發光層，位在該第一接觸孔中之該陽極上；以及一陰極，位於該有機發光層上，該陰極電性連接至該第二輔助電極。
在另一方面，一種製造有機發光二極體顯示裝置的方法包含：形成一薄膜電晶體於一基板上；形成一第一絕緣層於該薄膜電晶體上；形成一連接電極與一第一輔助電極於該第一絕緣層上，該連接電極連接至薄膜電晶體；形成一第二絕緣層於該連接電極與該第一輔助電極上；形成一陽極與一第二輔助電極於該第二絕緣層上，該陽極連接至該連接電極，並 且該第二輔助電極與該陽極分隔並且連接至該第一輔助電極；形成一堤層於該陽極與該第二輔助電極上，該堤層具有一第一接觸孔以露出該陽極以及一第二接觸孔以露出該第二輔助電極；形成一有機發光層於該第一接觸孔中之該陽極上；以及形成一陰極於該有機發光層上，該陰極電性連接至該第二輔助電極。
應當理解的是，本發明前述的一般性說明和以下的詳細說明都是示例性與解釋性的，旨在對本發明所要求保護的範圍提供進一步的解釋。
201‧‧‧基板
202‧‧‧透射電極
210‧‧‧第一絕緣層
211‧‧‧連接電極
212‧‧‧第一輔助電極
220‧‧‧第二絕緣層
230‧‧‧陽極
230a‧‧‧陽極金屬層
230b‧‧‧陽極導電氧化物層
231‧‧‧第二輔助電極
231a‧‧‧輔助金屬層
231b‧‧‧輔助導電氧化物層
240‧‧‧堤層
250‧‧‧隔離器
260‧‧‧有機發光層
270‧‧‧陰極
270a‧‧‧陰極金屬層
270b‧‧‧陰極導電氧化物層
T‧‧‧薄膜電晶體
所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且與描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。圖式中：
第1圖至第8圖為顯示依據本發明一實施例之製造有機發光二極體顯示裝置之方法的剖面圖。
參考說明將詳述於本發明的較佳實施例中，其示例係繪示於附圖中。
第1圖至第8圖為顯示依據本發明一實施例之製造有機發光二極體顯示裝置之方法的剖面圖。
在第1圖至第8圖中，依據本發明一實施例之有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)顯示裝置包含：基板201、薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)T、第一絕緣層210、連接電極211、第一輔助電極212、第二絕緣層220、陽極230、第二輔助電極231、堤層240、隔離器250、有機發光層260以及陰極270。
基板201可包含有玻璃、金屬與柔性材料的其中之一。該柔性材料可包含有塑膠，以及具有絕佳的阻熱性與耐用性的材料可以用來作為柔性材料。舉例來說，基板201可包含有聚醚碸(polyethersulfone，PES)、 聚丙烯酸酯(polyacrylate，PAR)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)與聚對苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)的其中之一。
在第1圖中，薄膜電晶體T形成於基板201上。薄膜電晶體T根據資料訊號經由透射電極202與連接電極211傳送源電壓至陽極220。雖然未繪示於圖中，可形成有具有和透射電極202相同的層的電容電極以組成儲存電容。透射電極202可於另一實施例中省略。
在第2圖中，第一絕緣層210形成於薄膜電晶體T上。舉例來說，第一絕緣層210可曝露薄膜電晶體T的一部分。第一絕緣層210可具有平面化層的功能，來平面化薄膜電晶體T的不均勻性以具有平坦的上表面並且改善第一絕緣層210上發光二極體的結構的穩定性。舉例來說，第一絕緣層210可包含有有機材料，例如光壓克力(photo acrylic)材料。在另一實施例中，一無機絕緣材料的鈍化層，例如矽氧化物(SiOx)或是矽氮化物(SiNx)可形成在薄膜電晶體T與第一絕緣層210之間。
在第3圖中，連接電極211與第一輔助電極212形成於第一絕緣層210上。連接電極211連接至薄膜電晶體T來連接薄膜電晶體T與陽極230。第一輔助電極212與連接電極211分隔並且連接至第二輔助電極231與陰極270來減少陰極270的阻抗。
特別是，除了用來連接連接電極211的區域外，第一輔助電極212可以各種厚度形成於第一絕緣層210上的區域。於是，第一輔助電極212具有高設計自由度的優點。第一輔助電極212的效果將再次闡述。
連接電極212與第一輔助電極212可如同彼此具有相同的材料以及相同的層。此外，連接電極212與第一輔助電極212可經由相同的製程處理來形成以改善製程的效能。
在第4圖中，第二絕緣層220形成於第一絕緣層210、連接電極211與第一輔助電極212上。舉例來說，第二絕緣層220可曝露連接電極211的一部分以及第一輔助電極212的一部分。第二絕緣層220可包含有一有機材料，例如光壓克力材料，來作為平面化層的功能，平面化連接電極211與第一輔助電極212的不均勻性並且使其具有一平坦的表面。
在第5圖中，陽極230形成於第二絕緣層220上。舉例來說，陽極可連接至連接電極211。陽極230可根據該資料訊號經由連接電極211自薄膜電晶體T接收該源電壓，並且可提供一電洞至有機發光層260。
陽極230可具有一雙層結構包含有一陽極金屬層230a以及一陽極導電氧化物層230b。該陽極導電氧化物層230b可形成於陽極金屬層230a上並且可接觸有機發光層260。舉例來說，該陽極金屬層230a可形成於第二絕緣層220上並且陽極導電氧化物層230b可形成於陽極金屬層230a上。
陽極金屬層230a可改善陽極230的導電性，並且可包含有銀(Ag)、鋁(Al)、釹(Nd)、銅(Cu)與鉬(Mo)的其中之一。當一微空腔結構應用於陽極金屬層230a的時候，陽極金屬層230a可具有一高反射率來作為一反射層的功能。
陽極導電氧化物層230b可具有一相對較高的功函數來提供一電洞給有機發光層260，並且可包含有透明導電氧化物材料，例如銦錫氧化物(indium-tin-oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc-oxide，IZO)以及銦錫鋅氧化物(indium-tin-zinc-oxide，ITZO)。在另一實施例中，陽極金屬層230a可被省略，使得陽極230可以擁有一單層結構，包含有一導電氧化物層。
此外，第二輔助電極231形成於第二絕緣層220上。第二輔助電極231與陽極230分隔並且可連接至第一輔助電極212與陰極270以減少陰極270的阻抗。
與陽極230相似，第二輔助電極231可具有一雙層結構，包含有一輔助金屬層231a以及一輔助導電氧化物層231b。在另一實施例中，由於金屬層較導電氧化物層更有效地減少陰極270的阻抗，第二輔助電極231可具有一單層結構，包含有一金屬層，其與陽極230的陽極金屬層230a具有相同的材料以及相同的層。此外，當陽極230具有一單層結構，包含有一導電氧化物層的時候，第二輔助電極231可具有一單層結構，包含有一導電氧化物層。於是，第二輔助電極231可包含有金屬層與導電氧化物層中至少其中之一。
陽極230與第二輔助電極231可如同彼此地具有相同的材料以及相同的一層。此外，陽極230與第二輔助電極231可經由相同的製程處理來形成以改善製程的效能。
依據在本發明第一實施例中有機發光二極體顯示裝置，第一與第二輔助電極212、231可連接至陰極270來減少陰極270的阻抗。此外，由於第一與第二輔助電極212、231的雙層有效地減少陰極270的阻抗，有機發光二極體顯示裝置在亮度上的均勻性可獲得改善。
在第6圖中，堤層240形成於陽極230與第二輔助電極231上。堤層240可具有第一接觸孔CH1曝露陽極230的一部分以及第二接觸孔CH2曝露第二輔助電極231的一部分。堤層240可包含有苯環丁烯(benzocyclobutene，BCB)樹脂、壓克力樹脂與聚醯亞胺樹脂的其中之一。
陽極230經由堤層240露出的部分可組成提供電洞的區域，亦即，一發光區域。於是，提供電洞的區域沒有被覆蓋並且經由堤層240露出，於提供電洞的區域中有機發光層260藉由陽極230與陰極270發出光線。
在第7圖中，在第二接觸孔CH2中，隔離器250形成於第二輔助電極231上。隔離器250可形成於第二輔助電極231經由堤層240的第二接觸孔CH2露出的部分上。在第二接觸孔CH2中，隔離器250與堤層240分隔，並且在第二接觸孔CH2中，陰極270與第二輔助電極231在隔離器250與堤層240之間一缺口彼此電性連接。
隔離器250可以是一倒錐形狀來防止有機發光層260形成於第二輔助電極231上。當有機發光層260形成於上第二輔助電極231的時候，陰極270不能電性連接至第二輔助電極231。於是，藉由在形成有機發光層260前形成隔離器250於第二輔助電極231上可以防止有機發光層260形成於第二輔助電極231上。在隨後形成陰極270的步驟中，由於陰極270具有絕佳的階梯覆蓋性質，陰極270可經由第二接觸孔CH2電性連接至第二輔助電極231。
然在第一實施例中隔離器250用來防止有機發光層260形成於第二接觸孔CH2中，來連接陰極270與第二輔助電極231，在另一實施例中各種結構或方法仍可以用來連接陰極270與第二輔助電極231。
此外，有機發光層260可形成於堤層240以及陽極230藉由第一接觸孔CH1露出的部分上。由於有機發光層260形成於具有隔離器250的基板201的整個表面上，有機發光層260可形成於堤層240、隔離器250以及陽極230上。
有機發光層260可包含有一有機材料。由於該有機材料具有不佳的階梯覆蓋性質，在第二接觸孔CH2中，有機發光層260不形成在隔離器250與堤層240之間的缺口區域。因此，有機發光層260形成於缺口區域以外的地方。
有機發光層260藉由結合自陽極230接收的電洞以及自陰極270接收的電子來形成激子，並且在每一像素中，該激子在從激態過渡到基態的轉換期間中射出光線來顯示灰階。
在一紅綠藍(red-green-blue，RGB)的發光方式中，紅、綠、藍三原色的發光層是獨立形成的，每一發光層發出對應於每一顏色波長的光。在一白紅綠藍(white-red-green-blue，WRGB)的發光方式中，形成有白光的發光層，每一發光層發出白光並且白光藉由一轉換方式，例如一彩色濾光片，被轉換成具有預先決定顏色的光。於是，具有該預先決定的顏色的光自該有機發光二極體顯示裝置發出。
在第8圖中，陰極270形成於有機發光層260上。特別是，在第二接觸孔CH2中，陰極270形成在隔離器250與堤層240之間的缺口區域中來電性連接至第二輔助電極231。
陰極270可具有一雙層結構包含有一陰極金屬層270a以及一陰極導電氧化物層270b。陰極金屬層270a可形成於有機發光層260上並且陰極導電氧化物層270b可形成於陰極金屬層270a上。
陰極金屬層270a可具有一相對低功函數來提供一電子至有機發光層260，並且包含有一金屬材料，例如銀(Ag)、鎂(Mg)、鈣(Ca)以及鋰(Li)。當有機發光二極體顯示裝置為頂部發射式的時候，陰極金屬層270a可包含有一半透明的金屬材料或是一厚度相對較薄的金屬材料以使得光線可以傳送至陰極金屬層270a。
與有機發光層260相似的，由於陰極金屬層270a具有不佳的階梯覆蓋性質，在第二接觸孔CH2中，陰極金屬層270a不會形成在隔離器250與堤層240之間的缺口區域中，而是形成於缺口以外的區域。
在第二接觸孔CH2，陰極導電氧化物層270b可包含有具有絕佳的階梯覆蓋性質的一材料來形成在隔離器250與堤層240之間的缺口區域中的輔助導電氧化物層231b上。舉例來說，陰極導電氧化物層270b可包含有一透明導電氧化物材料，例如銦錫氧化物(indium-tin-oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc-oxide，IZO)以及銦錫鋅氧化物(indium-tin-zinc-oxide，ITZO)。於是，陰極導電氧化物層270b可形成於陰極金屬層270a、堤層240、隔離器250以及輔助導電氧化物層231b上，以使得陰極270的陰極導電氧化物層270b可以□接至第二輔助電極231的輔助金屬層231a。
此外，陰極導電氧化物層270b可包含有一透明材料來改善陰極金屬層270a的透光度。當一金屬材料層以及一透明材料層彼此接觸的時候，由於破壞性干涉的防反射效果，金屬材料層與透明材料層的透光度可以獲得改良。於是，陰極導電氧化物層270b可以連接陰極270與第二輔助電極231並且可以改善陰極270的透光度。
因此，在本發明有機發光二極體顯示裝置中，一陰極的阻抗藉由連接該陰極至一輔助電極得以減小。該陰極的阻抗藉由形成輔助電極而具有一雙層結構來進一步減少。此外，製程效能藉由與一陽極以及一連接電極一同形成該輔助電極來得到改善。此外，由於陰極具有一較低的阻抗、一大尺吋的有機發光二極體顯示裝置的亮度的均勻性可以獲得改善。
對熟習本領域之技術者而言，在不脫離本發明的精神或範圍的的情況下對於本發明有機發光二極體顯示裝置及其製造方法所作出的各種修改和變化將是顯而易見的。因此，只要在所附申請專利範圍以及其等同申請專利範圍的範圍內，本發明有意涵蓋對於本發明所作出的修改和變化。
本案請求範圍主張於2013年4月23日在韓國提交申請之專利第10-2013-0044924號的優先權權益，於此參考其整體藉以納入。
201‧‧‧基板
202‧‧‧透射電極
210‧‧‧第一絕緣層
211‧‧‧連接電極
212‧‧‧第一輔助電極
220‧‧‧第二絕緣層
230‧‧‧陽極
230a‧‧‧陽極金屬層
230b‧‧‧陽極導電氧化物層
231‧‧‧第二輔助電極
231a‧‧‧輔助金屬層
231b‧‧‧輔助導電氧化物層
240‧‧‧堤層
250‧‧‧隔離器
260‧‧‧有機發光層
270‧‧‧陰極
270a‧‧‧陰極金屬層
270b‧‧‧陰極導電氧化物層
T‧‧‧薄膜電晶體

Claims (18)

  1. 一種有機發光二極體顯示裝置，包含：一薄膜電晶體，位於一基板上；一第一絕緣層，位於該薄膜電晶體上；一連接電極與一第一輔助電極，位於該第一絕緣層上，該連接電極連接至該薄膜電晶體；一第二絕緣層，位於該連接電極與該第一輔助電極上；一陽極與一第二輔助電極，位於該第二絕緣層上，該陽極連接至該連接電極，且該第二輔助電極自該陽極分隔並且連接至該第一輔助電極；一堤層，位於該陽極與該第二輔助電極上，該堤層具有一第一接觸孔以露出該陽極以及一第二接觸孔以露出該第二輔助電極；一有機發光層，在該第一接觸孔中之該陽極上；以及一陰極，位於該有機發光層上，該陰極電性連接至該第二輔助電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該陽極包含有一陽極金屬層以及一於該陽極金屬層上的陽極導電氧化物層，其中該陽極導電氧化物層係接觸該有機發光層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該陽極金屬層包含有一反射層並且該陽極導電氧化物層包含有一透明層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該陰極包含有一陰極金屬層，接觸該有機發光層、以及一陰極導電氧化物層，位於該陰極金屬層上，且其中該陰極導電氧化物層電性連接至該第二接觸孔中之該第二輔助電極。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中一陰極導電氧化物層包含有一透明層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該連接電極與該第一輔助電極如同彼此具有相同的材料以及相同的層.
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該陽極與該第二輔助電極如同彼此具有相同的材料以及相同的層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一絕緣層與該第二絕緣層中至少其一包含有一平面化層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，進一步包含有一隔離器，在該第二接觸孔中之該第二輔助電極上，該隔離器自該堤層分隔。
  10. 一種製造有機發光二極體顯示裝置的方法，包含：形成一薄膜電晶體於一基板上；形成一第一絕緣層於該薄膜電晶體上；形成一連接電極與一第一輔助電極於該第一絕緣層上，該連接電極連接至該薄膜電晶體；形成一第二絕緣層於該連接電極與該第一輔助電極上；形成一陽極與一第二輔助電極於該第二絕緣層上，該陽極連接至該連接電極，且該第二輔助電極自該陽極分隔並且連接至該第一輔助電極；形成一堤層於該陽極與該第二輔助電極上，該堤層具有一第一接觸孔以露出該陽極以及一第二接觸孔以露出該第二輔助電極；形成一有機發光層於該第一接觸孔中之該陽極上；以及形成一陰極於該有機發光層上，該陰極電性連接至該第二輔助電極。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該陽極包含有一陽極金屬層以及一在該陽極金屬層上的陽極導電氧化物層，其中該陽極導電氧化物層係接觸該有機發光層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該陽極金屬層包含有一反射層並且該陽極導電氧化物層包含有一透明層。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該陰極包含有一陰極金屬層，接觸該有機發光層、以及一陰極導電氧化物層，在該陰極金屬層上，且其中該陰極導電氧化物層電性連接至該第二接觸孔中之該第二輔助電極。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中一陰極導電氧化物層包含有一透明層。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該連接電極與該第一輔助電極如同彼此具有相同的材料以及相同的層。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該陽極與該第二輔助電極如同彼此具有相同的材料以及相同的層。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，其中該第一絕緣層與該第二絕緣層中至少其一包含有一平面化層。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之製造有機發光二極體顯示裝置的方法，進一步包含有形成一隔離器於該第二接觸孔中之該第二輔助電極上，該隔離器自該堤層分隔。
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