有機發光二極體顯示器的製作方法

2023-11-03 00:21:17 2

專利名稱：有機發光二極體顯示器的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及有機發光二極體(OLED)顯示器。更具體地，本發明主要涉及提高 光效率的OLED顯示器。
背景技術：
OLED顯示器是由發光的OLED顯示圖像的自發光顯示裝置。與液晶顯示器(IXD) 不同，OLED顯示器無需單獨的光源，從而可具有較低的厚度和重量。此外，OLED顯示器提供 高質量特性，例如低功耗、高亮度和快速反應速度。OLED通常具有空穴注入電極、有機發光層和電子注入電極。OLED通過激子降低至 基態時產生的能量而發光，該激子通過來自空穴注入電極的空穴和來自電子注入電極的電 子在有機發光層中耦合而形成。為了提高OLED顯示器的可用性，需要通過有效地提取有機發光層中產生的光來 提高光效率的各種方法。此背景技術章節中公開的以上信息僅用於增強對本發明背景的理解，因此它可能 會包含不構成在該國對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容
因此，本發明的實施方式涉及OLED顯示器，所述OLED顯示器基本克服了由相關技 術的局限和不足導致的一個或多個問題。因此，實施方式的一個特點是提供了光效率改善的OLED顯示器。至少一個以上和其它特點和優點可通過提供基板主體、所述基板主體上的OLED 以及形成在所述OLED上的覆蓋層來實現。所述覆蓋層包括具有折射率不同的至少兩層的膜。所述膜是至少一層高折射膜與至少一層低折射膜的交替疊層。所述高折射膜可位 於所述覆蓋層距離所述OLED最遠的頂層。所述高折射膜可具有大於或等於1. 7且小於2. 7的折射率。所述高折射膜可由無 機材料和有機材料中的至少一種製成。所述無機材料可包括氧化鋅、氧化鈦、氧化鋯、氧化 矽、氧化鈮、氧化鉭、氧化錫、氧化鎳、氮化銦和氮化鎵中的至少一種。所述有機材料可以是 聚合物。所述低折射膜可具有大於1. 3且小於1. 7的折射率。所述低折射膜可由無機材料 和有機材料中的至少一種製成。所述無機材料可包括氧化矽和氟化鎂中的至少一種。所述 有機材料可以是聚合物。所述OLED顯示器可進一步包括封裝基板，所述封裝基板粘附並密封所述基板主 體，以覆蓋所述0LED，其中所述封裝基板與所述OLED之間具有分隔空間。所述OLED顯示器可進一步包括布置在所述封裝基板與所述OLED之間的所述分隔 空間中的氣體。所述氣體的折射率可低於所述高折射膜的折射率。
所述OLED顯示器可進一步包括布置在所述封裝基板與所述OLED之間的所述分隔 空間中的非氣體填充物。所述非氣體填充物的折射率可低於所述高折射膜的折射率。所述 非氣體填充物可以是有機材料，例如聚合物。在所述OLED顯示器中，所述OLED可包括第一電極、形成在所述第一電極上的有 機發光層、和形成在所述有機發光層上並相對最鄰接所述覆蓋層布置的第二電極。所述第 二電極可由透明材料和半透半反材料之一製成。所述第一電極可由反射層形成。


通過參照附圖對示例性實施方式的詳細說明，本發明的以上和其它特點和優點對 本領域普通技術人員將變得更顯而易見，其中圖1是根據第一示例性實施方式的OLED顯示器像素平面圖。圖2是沿圖1的線III-III得到的像素截面圖。圖3是根據第二示例性實施方式的OLED顯示器像素截面圖。
具體實施例方式以下將參照附圖更完整地說明示例性實施方式，其中附圖示出了示例性實施方 式。正如本領域技術人員將理解的，所說明的實施方式可以以多種不同方式變更，而不背離 本發明的精神或範圍。附圖和說明應理解成本質上的說明而非限制性。全文中相似的附圖標記表示相似 元件。此外，在多個示例性實施方式中相似的附圖標記表示相似元件，並在第一示例性實施 方式中得到代表性說明，而與第一示例性實施方式不同的元件將在第二示例性實施方式中 說明。在附圖中，為了清楚，可將層、膜、板、區域等的厚度放大。在附圖中，為了更好理解 並易於說明，過大地顯示了一些層和區域的厚度。應理解的是當某一元件，如層、膜、區域或 基板被說成是「在另一元件之上」時，它可直接在該另一元件之上，或者也可存在插入元件。以下，將參照圖1和2說明第一示例性實施方式。如圖1和2所示，根據第一示例性實施方式的OLED顯示器101可包括基板主體 111、驅動電路DC、0LED 70、覆蓋層500和封裝基板210。OLED顯示器101可進一步包括緩 衝層120和像素界定膜190。基板主體111可以是絕緣基板，例如玻璃、石英、陶瓷或塑料。然而，第一示例性實 施方式不限於此，且基板主體111可由導電基板，例如不鏽鋼等金屬基板形成。緩衝層120可布置在基板主體111上。此外，緩衝層120可由多種無機膜和有機 膜中的至少一種形成。緩衝層120可用於使表面平坦化，同時防止不需要的組分、例如雜質 或溼氣透入到驅動電路DC或OLED 70。然而，緩衝層120並非總是必需的，根據基板主體 111的種類和工藝條件可省略。驅動OLED 70的驅動電路DC可以在緩衝層120上，並可包括多個薄膜電晶體10 和20。也就是說，OLED 70根據接收驅動電路DC的驅動信號發光而顯示圖像。OLED 70可包括第一電極710，例如注射空穴的陽極；第二電極730，例如注射電 子的陰極；和第一電極710與第二電極730之間的有機發光層720。也就是說，可依次堆疊第一電極710、有機發光層720和第二電極730以形成OLED 70。然而，第一示例性實施方 式不限於此。例如，第一電極710可以是陰極，而第二電極730可以是陽極。在第一示例性實施方式中，第一電極710由反射層形成，且第二電極730由半透半 反層形成。因此，有機發光層720中產生的光穿過第二電極730發出。也就是說，在第一示 例性實施方式中，OLED顯示器101具有前發光結構。反射層和半透半反層可用鎂(Mg)、銀(Ag)、金(Au)、鈣(Ca)、鋰(Li)、鉻(Cr)和 鋁(Al)、和它們的合金中的至少一種形成。在這種情況下，該層是反射型還是半透半反型由 其厚度決定。隨著此層的厚度減小，光透過率增加，且隨著此層的厚度增加，光透過率減小。 通常，如果這種層的厚度大於約200nm，它將是反射型的。此外，第一電極710可進一步包括透明導電層。也就是說，第一電極710可具有包 括反射層和透明導電層的多層結構。第一電極710的透明導電層可布置在反射層和有機發 光層720之間。此外，第一電極710可以是透明導電層、反射層和透明導電層依次堆疊的三
層結構。透明導電層可由具有相對高功函的透明材料製成，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅 (IZO)、氧化鋅(SiO)或氧化銦(In2O3)。因此，空穴可通過第一電極710平穩注入。第二電極730可由透明導電層形成。當第二電極730由透明導電層形成時，第二 電極730可用作注入空穴的陽極。在這種情況下，第一電極710可用作僅由反射層形成的 陰極。此外，有機發光層720可以是包括發光層、空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、 電子傳輸層(ETL)和電子注入層(EIL)中至少一層的多層結構。除了發光層，其餘的層都 可根據需要省略。當有機發光層720包括上述所有層時，HIL布置在作為陽極的第一電極 710上，且HTL、發光層、ETL和EIL依次堆疊在HIL上。此外，有機發光層720可根據需要 進一步包括其它層。像素界定膜190具有開口 1905。像素界定膜190的開口 1905使一部分第一電極 710暴露。第一電極710、有機發光層720和第二電極730依次堆疊在像素界定膜190的開 口 1905內。此時，第二電極730形成像素界定膜190和有機發光層720之上。有機發光層 720除發光層以外的層可布置在像素界定膜190和第二電極730之間。OLED 70在像素界 定膜190的開口 1905內的有機發光層720中發光。也就是說，像素界定膜190的開口 1905 限定發光區域。覆蓋層500可以在OLED 70之上。覆蓋層500可用於輔助使有機發光層720中產 生的光有效發光，同時保護OLED 70不受外界影響。覆蓋層500可包括多層膜，例如折射率 不同的至少兩個層。因此，覆蓋層500通過提高由OLED 70的有機發光層720所發出光的 提取率(extraction ratio)來提高光效率。具體地，覆蓋層500可包括交替堆疊的至少一層高折射膜510和至少一層低折射 膜520，即所述膜520具有比所述膜510低的折射率。圖2示出了一層高折射膜510和一層 低折射膜520，但第一示例性實施方式不限於此。此外，高折射膜510布置在距離OLED 70相對最遠的頂層。也就是說，覆蓋層500 的頂層由高折射膜510形成。高折射膜510可具有大於或等於1. 7並小於2. 7的折射率。此外，高折射膜510由無機材料和有機材料中的至少一種製成。也就是說，高折射膜510可由無機膜、有機膜、 或者含無機顆粒的有機膜形成。可用於高折射膜510的無機材料可為例如氧化鋅、氧化鈦、氧化鋯、氧化矽、氧化 鈮、氧化鉭、氧化錫、氧化鎳、氮化銦和氮化鎵。可用於高折射膜510的有機材料例如可為聚合物。可用作覆蓋層500的普通有 機材料例如可為丙烯酸類聚合物、聚醯亞胺和聚醯胺。可用於高折射膜510的有機材料包 括聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)(PEDOT)、4，4'-雙[(N_(3_甲基苯基)-N-苯基氨基)聯苯 (TPD)、4，4'，4〃 -三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯基胺(m-MTDATA)、l，3，5-三[N， N-雙甲基苯基)-氨基]苯(o-MTDAB)、1，3，5-三[N，N-雙(3-甲基苯基)-氨基]苯 (m-MTDAB)、l，3，5-三[N，N-雙(4-甲基苯基)-氨基]苯(p-MTDAB)、4，4'-雙[N，N-雙 (3-甲基苯基)-氨基]二苯基甲烷(BPPM)、4，4' -二咔唑基-1，1'-聯苯(CBP)、4，4'， 4〃 -三(N-咔唑基)三苯基胺(TCTA)、1，3，5-三(1-苯基-IH-苯並咪唑-2-基)苯(2， 2，，2」-(l，3，5-benzentolyl)tris-l-[phenyl-lH-benzoimidazol]) (TPBI)和 3- -聯 苯)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1，2，4-三唑(TAZ)。低折射膜520可具有大於1. 3且小於1. 7的折射率。此外，低折射膜520可由無 機材料和有機材料中的至少一種製成。也就是說，低折射膜520可由無機膜、有機膜、或者 含無機顆粒的有機膜形成。可用於低折射膜520的無機材料例如可為氧化矽和氟化鎂。可用於低折射膜520 的有機材料可以是聚合物。可用於低折射膜520的有機材料例如可為丙烯酸類聚合物、聚 醯亞胺、聚醯胺或Alq3(三(8-羥基喹啉))鋁。此外，在第一示例性實施方式中，可用於高折射膜510和低折射膜520的材料不限 於上述材料。因此，高折射膜510和低折射膜520可由本領域普通技術人員已知的多種材 料製成。低折射膜520可具有約20 30nm範圍內的厚度t2，且高折射膜510可具有約 110 120nm範圍內的厚度tl。當低折射膜520和高折射膜510的厚度在上述範圍內時， 從有機發光層720發出並穿透覆蓋層500的光的光效率可提高大於90%。然而，第一示例 性實施方式不限於上述說明。因此，低折射膜520和高折射膜510的厚度可根據需要適當 調節。封裝基板210為透明絕緣基板，例如玻璃、石英、陶瓷或塑料基板。封裝基板210 可粘附並密封基板體111，以覆蓋OLED 70。在這種情況下，封裝基板210和OLED 70相互 分離。封裝基板210和基板主體111之間的空間通過其外圍的密封劑(未示出)密封。此外，氣體300、例如空氣可布置在封裝基板210和OLED 70之間的分隔空間中。 氣體300可具有比高折射膜低的折射率。例如，當氣體300為空氣時，折射率為約1。通過 這種配置，根據第一示例性實施方式的OLED顯示器101能提供通過覆蓋層500的光效率。由於覆蓋層500的高折射膜510和低折射膜520之間的折射率差，由發光層720 發出光的一部分透過覆蓋層500，且發出光的另一部分被覆蓋層500反射。特別是在高折射 膜510與低折射膜520的界面以及高折射膜510與氣體300的界面處的光被反射。由覆蓋層500反射的光在第一電極710或第二電極730處再次反射，並在重複反 射時被增強。此外，光在覆蓋層500內重複反射時被增強。也就是說，可在高折射膜510與低折射膜520的界面以及高折射膜510與氣體300的界面之間重複進行反射，從而使在背 向OLED 70的觀察表面因反射而會損失的光回收。OLED顯示器101通過此共振效應有效地 使光增強，從而提高光效率，即光提取率。此外，因為光通過高折射膜510和低折射膜520的折射率差在高折射膜510和低 折射膜520的界面處反射，優選高折射膜510和低折射膜520具有適宜的折射率差，例如， 設定使所需比例的光在界面處反射。此外，接觸高折射膜510的氣體可被看作低折射材料。因此，考慮到氣體300的折射率以及用於製造各折射膜510和520的材料特性，高 折射膜510和低折射膜520各自具有預定範圍的折射率。也就是說，根據用作高折射膜510 材料的組分，高折射膜510可具有大於或等於1. 7並小於2. 7的折射率。根據用作低折射 膜520的組分，低折射膜520具有大於1. 3且小於1. 7的折射率。在這種情況下，即使使用 相同材料，高折射膜510和低折射膜520根據製造方法可具有不同的折射率。以下將詳細說明驅動電路DC和OLED 70的結構。在圖1和圖2中，說明了一個像素中具有兩個薄膜電晶體(TFT) 10和20和一個電 容器80的2Tr-l蓋結構的有源矩陣(AM)OLED顯示器101，但第一示例性實施方式不限於 此。因此，隨著進一步形成單獨配線，OLED顯示器101在一個像素中可具有三個或更多個 TFT和兩個或更多個電容器，並可具有多種結構。在本文中，像素是顯示圖像的最小單元，且 OLED顯示器101通過多個像素顯示圖像。在各個像素中各自形成開關TFT 10 JgaTFT 20、電容器80和0LED70。在此，包 括開關TFT 10、驅動TFT 20和電容器80的配置稱作驅動電路DC。在該像素中，還形成在 一個方向上布置的柵極線151、以及與柵極線151絕緣並交叉的數據線171和公共電源線 172。像素通過柵極線151、數據線171和公共電源線172作為界限來限定，但像素不限於 此。OLED 70包括第一電極710、在第一電極710上的有機發光層720和在有機發光層 720上的第二電極730。分別來自第一電極710和第二電極730的空穴和電子被注入到有 機發光層720中。當通過所注入的空穴和電子耦合形成的激子從激發態降至基態時發光。電容器80可包括其間插入有夾層絕緣層160的一對電容器板158和178。在此， 夾層絕緣層160為介電材料。電容器容量通過電容器80中儲存的電荷和電容器板158和 178之間的電壓決定。開關TFT 10可包括開關半導體層131、開關柵極152、開關源極173和開關漏極 174。驅動TFT 20可包括驅動半導體層132、驅動柵極155、驅動源極176和驅動漏極177。開關TFT 10可用作選擇像素髮光的開關。開關柵極152與柵極線151連接。開 關源極173與數據線171連接。開關漏極174與開關源極173分開並與一個電容器板158 連接。驅動TFT 20向第一電極710施加驅動電源，用於使OLED 70的有機發光層720在 所選擇的像素中發光。驅動柵極巧5與電容器板158連接，電容器板158與開關漏極174 連接。驅動源極176和另一個電容器板178分別與公共電源線172連接。驅動漏極177通 過接觸孔與OLED 70的第一電極710連接。通過此結構，開關TFT 10通過施加到柵極線151的柵極電壓運行，從而實現將施 加到數據線171的數據電壓傳輸到驅動TFT 20的功能。對應於由公共電源線172向驅動
8TFT 20施加的公用電壓與由開關TFT 10傳輸的數據電壓之差的電壓儲存在電容器80中， 並且與儲存在電容器80中的電壓相對應的電流通過驅動TFT 20流向OLED 70，由此OLED 70發光。以下將參照圖3說明第二示例性實施方式。如圖3所示，根據第二示例性實施方 式的OLED顯示器102包括在OLED 70與封裝基板210之間的分隔空間內的非氣體填充物 400。代替氣體300，非氣體填充物400填充OLED顯示器102的內部空間。非氣體填充物400可由有機材料、例如折射率為1. 7或更低的聚合物製成。也就 是說，非氣體填充物400可具有比覆蓋層500的高折射膜510低的折射率。通過此配置，根 據第二示例性實施方式的OLED顯示器102可提高通過覆蓋層500的光效率。此外，因為非 氣體填充物400用非氣態材料填充了 OLED顯示器102中的空間，所以OLED顯示器102的 機械強度和耐久性能得到提高。在此已公開了示例性實施方式，儘管使用了具體術語，但它們僅以普通且說明性 方式使用並作出解釋，而不用於限制目的。因此，本領域普通技術人員應理解的是，可進行 形式和細節上的各種改變而不背離所附權利要求書中所述的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種有機發光二極體顯示器，包括基板主體；所述基板主體上的有機發光二極體；和所述有機發光二極體上的覆蓋層，其中所述覆蓋層包括具有折射率不同的至少兩層的膜。
2.如權利要求1所述的有機發光二極體顯示器，其中所述膜是至少一層高折射膜與至 少一層低折射膜的交替疊層。
3.如權利要求2所述的有機發光二極體顯示器，其中所述高折射膜位於所述覆蓋層距 離所述有機發光二極體最遠的頂層。
4.如權利要求3所述的有機發光二極體顯示器，其中所述高折射膜具有大於或等於 1.7且小於2. 7的折射率。
5.如權利要求4所述的有機發光二極體顯示器，其中所述高折射膜由無機材料和有機 材料中的至少一種製成。
6.如權利要求5所述的有機發光二極體顯示器，其中所述無機材料包括氧化鋅、氧化 鈦、氧化鋯、氧化矽、氧化鈮、氧化鉭、氧化錫、氧化鎳、氮化銦和氮化鎵中的至少一種。
7.如權利要求5所述的有機發光二極體顯示器，其中所述有機材料是聚合物。
8.如權利要求3所述的有機發光二極體顯示器，其中所述低折射膜具有大於1.3且小 於1. 7的折射率。
9.如權利要求8所述的有機發光二極體顯示器，其中所述低折射膜包括無機材料和有 機材料中的至少一種。
10.如權利要求9所述的有機發光二極體顯示器，其中所述無機材料包括氧化矽和氟 化鎂中的至少一種。
11.如權利要求9所述的有機發光二極體顯示器，其中所述有機材料是聚合物。
12.如權利要求3所述的有機發光二極體顯示器，進一步包括封裝基板，所述封裝基板 粘附並密封所述基板主體，以覆蓋所述有機發光二極體，所述封裝基板與所述有機發光二 極管之間具有分隔空間。
13.如權利要求12所述的有機發光二極體顯示器，在所述封裝基板與所述有機發光二 極管之間的所述分隔空間內進一步包括氣體。
14.如權利要求13所述的有機發光二極體顯示器，其中所述氣體的折射率低於所述高 折射膜的折射率。
15.如權利要求12所述的有機發光二極體顯示器，在所述封裝基板與所述有機發光二 極管之間的所述分隔空間中進一步包括非氣體填充物。
16.如權利要求15所述的有機發光二極體顯示器，其中所述非氣體填充物的折射率低 於所述高折射膜的折射率。
17.如權利要求16所述的有機發光二極體顯示器，其中所述非氣體填充物由有機材料 製成。
18.如權利要求17所述的有機發光二極體顯示器，其中所述有機材料是聚合物。
19.如權利要求1所述的有機發光二極體顯示器，其中所述有機發光二極體包括第一電極；所述第一電極上的有機發光層；和在所述有機發光層上且相對最鄰接所述覆蓋層布置的第二電極，其中所述第二電極由 透明材料和半透半反材料之一製成。
20.如權利要求18所述的有機發光二極體顯示器，其中所述第一電極由反射層形成。
全文摘要
本發明提供了一種有機發光二極體(OLED)顯示器。所述OLED顯示器包括基板主體、所述基板主體上的OLED以及所述OLED上的覆蓋層。所述覆蓋層包括具有折射率不同的至少兩層的膜。
文檔編號H01L51/52GK102074568SQ20101052278
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月20日 優先權日2009年11月25日
發明者丁憙星, 樸順龍 申請人:三星移動顯示器株式會社