有機發光顯示器及其製造方法
2023-07-14 09:20:26 2
專利名稱：有機發光顯示器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機發光顯示器及其製造方法。
背景技術：
用於有機發光顯示器的有機發光元件是自發光元件，其中在設置於基板上 的兩個電極之間形成發光層。
根據發光方向，可以把有機發光顯示器分成頂部發光型、底部發光型和雙 發光型。根據驅動方法，可以把有機發光顯示器分成無源矩陣型和有源矩陣型。
一般地，包括在有機發光顯示器中的子像素包括陽極、有機發光層和陰極。
通常，在有機發光顯示器中包括的子像素中，為了增大空穴的注入效應， 在陽極和陰極之間形成空穴注入層和空穴傳輸層。為了增大空穴的注入效應， 陽極和空穴注入層之間的功函數起著重要作用。
因此，通常，為了增大空穴的注入效應，提出了一種形成在陽極與空穴注 入層之間的緩衝層的方法。
發明內容
在一個方面，有機發光顯示器包括基板；設置在基板上的陽極；設置在 該陽極上並且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極(sub-anode);設置在該 子陽極上的有機發光層；和設置在該有機發光層上的陰極。
在另一方面，有機發光顯示器包括基板；設置在基板上的陰極；設置在 該陰極上的有機發光層；設置在該有機發光層上並且由金屬氧化物和鎳(Ni) 形成的子陽極；和設置在該子陽極上的陽極。
在另一方面， 一種製造有機發光顯示器的方法包括在基板上形成電晶體；在該電晶體上形成陽極；在該陽極上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極；在該子陽極上形成有機發光層；和在該有機發光層上形成陰極。
在另一方面， 一種製造有機發光顯示器的方法包括在基板上形成電晶體;在該電晶體上形成陰極；在該陰極上形成有機發光層；在該有機發光層上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極；和在該子陽極上形成陽極。
該附圖被包含以提供對於本發明的進一步理解，將附圖結合在本說明書中並構成本說明書的一部分，其中示出了本發明的實施例，並且與本說明一起用於解釋本發明的原理。
圖1是根據本說明書第一實施例的有機發光顯示器的橫截面圖2是根據本說明書第二實施例的有機發光顯示器的橫截面圖3是示出了一個子像素的電路構造的電路圖4是示出了根據本說明書第三實施例的製造有機發光顯示器的方法的流程圖5是示出了圖4的方法的一個子像素的橫截面圖；圖6是示出了一個雙靶直流(DC)濺射系統的構造的示意圖7是示出了根據本說明書的第三實施例的功函數與DC功率之間的關係的曲線圖8是示出了根據本說明書的第三實施例的一個元件的電流密度的曲線
圖9是示出了根據本說明書的第三實施例的一個元件的發光特性的曲線
圖10是示出了根據本說明書第四實施例的製造有機發光顯示器的方法的流程圖11是示出了圖10的方法的一個子像素的橫截面圖。
具體實施例方式
現將對附圖中示出的本發明公開實例的實施例進行詳細參考。下面參考附圖詳細描述了本說明書的一個實施例。
參見圖l，根據本說明書第一實施例的有機發光顯示器包含基板110。進一步地，有機發光顯示器包含設置在基板110上的陽極117。進一步地，有機
發光顯示器包含設置在陽極117上且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極120。進一步地，有機發光顯示器包含設置在子陽極120上的有機發光層121。進一步地，有機發光顯示器包含設置在有機發光層121上的陰極122。
設置在基板110上的陽極117由諸如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、以及銦錫鋅氧化物(ITZO)的金屬氧化物形成。在第一實施例中，陽極117由IZ0形成。
設置在陽極117上的子陽極120由金屬氧化物和鎳形成。
子陽極120由IZO、也就是與陽極117相同的金屬氧化物形成，但可以由其中將鎳添加到IZO的金屬氧化物形成。但是，子陽極120可以由與陽極117不同種類的金屬氧化物形成。子陽極120與陽極117—起能夠保證低的表面電阻和高透射比特性且由於所添加的鎳中的"NiOx"所以能夠提供高的功函數，由此改善了空穴的注入效應。子陽極120可具有比陽極117更小的厚度。
在實施例的實例中，設置在子陽極120上的有機發光層121具有包含空穴注入層121a、空穴傳輸層121b、發光層121c、以及電子注入層121e的結構，但有機發光層121不局限於此且可進一步包括電子傳輸層。
設置在有機發光層121上的陰極122可由鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、鋁釹(AlNd)等等形成。
參見圖2，根據本說明書第二實施例的有機發光顯示器包含基板210。進一步地，有機發光顯示器包含設置在基板210上的陰極222。進一步地，有機發光顯示器包含設置在陰極222上的有機發光層221。進一步地，有機發光顯示器包含設置在有機發光層221上且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極220。進一步地，有機發光顯示器包含設置在子陽極220上的陽極217。
設置在基板210上的陰極222可由鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、以及鋁釹(AlNd)等等形成。
在實施例的實例中，設置在陰極222上的有機發光層221具有包含空穴注入層221a、空穴傳輸層221b、發光層221c、以及電子注入層221e的結構，但有機發光層221不局限於此且可進一步包括電子傳輸層。
位於有機發光層221上的子陽極220可由金屬氧化物和鎳形成。陽極217可由諸如ITO、 IZO、以及ITZO的金屬氧化物形成。在第二實施例中，陽極217由IZO形成。
子陽極220由IZO、也就是與陽極217相同的金屬氧化物形成，但可以由將鎳添加到IZO中的金屬氧化物形成。但是，子陽極220可以由與陽極217不同種類的金屬氧化物形成。子陽極220與陽極217 —起能夠保證低的表面電阻和高透射比特性且由於所添加的鎳中的"NiOx"所以能夠提供高的功函數，由此改善了空穴的注入效應。子陽極220可具有比陽極217更小的厚度。
參見圖3，如下所述形成子像素的電路。
子像素包含開關電晶體(SWTFT)，其柵極與掃描線連接，且其一端與數據線連接。進一步地，子像素包含驅動電晶體(DRTFT)，其柵極與SWTFT的另一端連接，且其一端與第二電源線(VSS)連接。進一步地，子像素包含連接在DRTFT的柵極與VSS之間的電容(CST)。進一步地，子像素包含有機發光二極體(OLED)，其陽極與第一電源線(VDD)連接且其陰極與DRTFT的另一端連接。
根據本說明書第三實施例的有機發光顯示器描繪了其中SWTFT包含於子像素中且DRTFT是N型的有機發光顯示器，但不局限於此。
在該子像素結構中，當自數據驅動器和掃描驅動器提供數據信號和掃描信號時，施加到VDD的電流流經VSS，且OLED發光且因此能夠表示圖像。
參見圖4和5，製造根據本說明書第三實施例的有機發光顯示器的方法如下所述。
在基板310上形成電晶體(S101)。
基板310由在形成元件的材料中具有良好機械強度或尺寸穩定性的材料製成。基板310可使用例如玻璃板、金屬板、陶瓷板、或塑料板(聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、矽樹脂、氟樹脂等等)的材料。
在基板310上形成緩衝層311。形成緩衝層311以保護在下列步驟中形成的晶休管免於受到諸如基板310釋放的鹼離子的雜質的影響。緩衝層311可使用氧化矽膜(SiOx)、氮化矽(SiNx)等等。
在緩衝層311上形成柵極312。柵極312可由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、絡(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、和銅(Cu)組成的組中的任何一種或其合金形成。進一步地，柵極312可以是由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、格(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、以及銅(Cu)組成的組中的任何一種或其合金形成的複合層。進一歩地，柵極312可以是鉬/鋁-釹或鉬/鋁的雙層。
在柵極312上形成第一絕緣膜313。第一絕緣膜313可以是氧化矽膜(SiOx)、氮化矽(SiNx)、或其複合層，但不局限於此。
在第一絕緣膜313上形成有源層314。有源層314可包含非晶矽或其中對非晶矽結晶化的多晶矽。雖然未顯示在圖5中，但是有源層314可包含溝道區域、源極區域、和漏極區域，且可在源極區域和漏極區域中摻雜P型或N型雜質。進一步地，有源層314可包含用於降低接觸電阻的歐姆接觸層。
在有源層314上形成源極315a和漏極315b。源極315a和漏極315b可形成為單層或複合層，且當源極315a和漏極315b形成為單層時，源極315a和漏極315b可由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、和銅(Cu)組成的組中的任何一種或其合金形成。進一歩地，當源極315a和漏極315b形成為複合層時，源極315a和漏極315b可形成為鉬/鋁-釹的雙層、或鉬/鋁/鉬或鉬/鋁-釹/鉬的三層。
在源極315a和漏極315b上形成第二絕緣膜316a。第二絕緣膜316a可以是氧化矽膜(SiOx)、氮化矽(SiNx)、或其複合層，但不局限於此。第二絕緣膜316a可以是鈍化層。
位於基板310上的電晶體中的柵極312、源極315a、和漏極315b是驅動電晶體。驅動電晶體的源極315a和漏極315b中的一個可以與位於第二絕緣膜316a上的屏蔽金屬318連接。屏蔽金屬318可根據結構而省略。
在第二絕緣膜316a上可以形成用於增加平坦度的第三絕緣膜316b。第三絕緣膜316b可以由諸如聚醯亞胺的有機材料製成，但不局限於此。
位於基板310上的電晶體是底柵型，但電晶體可以是頂柵型。
接下來，在電晶體上形成陽極317 (S103)。
可在位於電晶體上的第三絕緣膜316b上形成與電晶體的源極315a或漏極315b連接的陽極317。可在子像素基底上劃分地形成陽極317。陽極317可由 例如ITO、 IZO、和ITZO的金屬氧化物形成。在第三實施例中，陽極317可 由IZO形成。
在形成陽極317後，形成用於暴露陽極317的坡層(banklayer) 319。坡 層319可以由諸如苯環丁烯(BCB)基樹脂、壓克力基樹脂、或聚醯亞胺樹脂 的有機材料形成，但不局限於此。
接下來，在陽極317上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極320 (S105)。
當子陽極320形成在通過坡層319暴露的陽極317上時，可使用雙耙DC 濺射系統。
參見圖6，在所示的濺射系統中，兩個耙IZO和Ni與基板sub和DC電 源連接，且濺射系統包含擴散泵pumpl、旋轉泵pump2等等。在濺射系統中， 如果將諸如氧氣(02)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)的氣體注入到腔內且將DC 電源施加到兩個耙IZO和Ni上，那麼位於兩個耙IZO和Ni處的材料可以形 成在基板sub內。此處，兩個靶的IZO可使用包含約5%重量的氧化銦(ln203) 的IZO，且兩個耙的Ni可使用純度99.99%的Ni。
在濺射系統中，為了形成選來用於子陽極320的IZO和鎳(Ni)，可設 置壓力5mTorr、 Ar氣20sccm、 TS: 100mm、 IZO的DC功率1000W、 以及Ni的DC功率0至7W的工藝操作條件，但不局限於此。
形成在電晶體上的陽極317也可以使用濺射系統形成。在濺射系統中，為 了形成選來用於陽極317的IZO，可設置具有壓力5mTorr、DC功率1000W、 Ar氣20sccm、以及TS: 100mm的IZO的工藝操作條件，但不局限於此。
在本說明書的第三實施例中，子陽極320由IZO、也就是與陽極317相同 的金屬氧化物形成，但可由將鎳添加到IZO中的金屬氧化物形成。但是，子 陽極320可由與陽極317不同種類的金屬氧化物形成，且可以由添加了不同於 鎳的其它金屬的金屬氧化物形成。
接下來，在子陽極320上形成有機發光層321 (S107)。
在實施例的實例中，有機發光層321可形成為包含空穴注入層、空穴傳輸 層、發光層、以及電子注入層的結構。雖然圖6中未示出，但是有機發光層 321可包含電子傳輸層。接下來，在有機發光層321上形成陰極322 (S109)。
位於有機發光層321上的陰極322可由鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、 鋁釹(AlNd)等等形成，但不局限於此。
如上所述，通過在陽極317上形成子陽極320，如果陽極317形成為雙層 結構，那麼能夠保證低的表面電阻和高透射比特性，且由於所添加的鎳中的 "NiOx"，所以能夠提供高的功函數，且由此能夠改善空穴的注入效應。
參見圖7，當在製造過程中形成子陽極320時，通過增加施加到Ni的DC 功率，添加到IZO的鎳的量增大且這樣也增大了功函數。因此，由於添加到 IZO的鎳的量增大，所以功函數也增大且因此可以調整子陽極320的功函數。 考慮到透射比，子陽極320可具有比陽極317更小的厚度。
參見圖8和9，當製造具有根據本說明書第三實施例的元件的有機發光顯 示器時，可以看到通過雙陽極結構改善了電流密度和發光特性。
參見圖IO和11，下面描述了根據本說明書第四實施例的製造有機發光顯 示器的方法。
首先，在基板410上形成電晶體(S201)。
在基板410上形成緩衝層411 。在緩衝層411上形成柵極412。在柵極412 上形成第一絕緣層413。在第一絕緣層413上形成有源層414。在有源層414 上形成源極415a和漏極415b。在源極415a和漏極415b上形成第二絕緣層 416a。在第二絕緣層416a上形成與源極415a或漏極415b連接的屏蔽金屬418。 在源極415a和漏極415b上形成第三絕緣層416b。屏蔽金屬418可根據結構 而省略。
接下來，在電晶體上形成陰極422 (S203)。
在位於電晶體上的第三絕緣層416b上可形成與源極415a或漏極415b連 接的陰極422。陰極422可由鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、鋁釹(AlNd)
等等形成。
在形成陰極422後，形成用於暴露陰極422的坡層(bank layer) 419。 接下來，在陰極422上形成有機發光層421 (S205)。 在陰極422上形成的有機發光層421，其包含空穴注入層、空穴傳輸層、 發光層、以及電子注入層，但不局限於此，且可進一步包含電子傳輸層。在下文中，描述了包含在有機發光層421中的每一層。
空穴注入層實現平滑注入空穴的功能且可由選自由2-TNATA、 CuPc(cupper酞菁)、？￡00丁(聚(3，4)-乙烯基二氧化噻吩)，PANI(聚苯胺)、以 及NPD(N、 N-二萘基-N、 N，-二苯基對二氨基聯苯)組成的組中的至少一種形 成，但不局限於此。
空穴傳輸層實現平滑傳輸空穴的功能且可由選自由NPB、 NPD(N、 N-二 萘基-N、 N，-二苯基對二氨基聯苯)、TPD(N、 N，-bis-(3-甲基苯基)-N、 N，-bis-(苯 基)-對二氨基聯苯)、s-TAD、以及MTDATA(4、 4，、 4"-Tris(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)組成的組中 的至少一種形成， 但不局限於此。
發光層包含用於輻射紅色、綠色、和藍色的材料，且可使用發出磷光的材 料或螢光材料形成。
當形成紅色的發光層時，該發光層包含包括有CBP(咔唑聯苯)或mCP(l、 3-bis(咔唑-9-yl)的宿主材料，發光層可由包含了選自由PIQIr(acac)(bis(l-苯基 異喹啉)乙醯丙酮化銥)、PQIr(acac)(bis(l-苯基喹啉)乙醯丙酮化銥)、PQIr(tris(l-苯基喹啉)銥)、以及PtOEP(八乙基卟啉鉑)組成的組中的至少一種的攙雜劑材 料的發出磷光的材料製成。可替換地，發光層可由包含PBD:Eu(DBM)3(Phen)、 或二萘嵌苯的螢光材料製成，但不局限於此。
當形成綠色的發光層時，該發光層包含包括有CBP或mCP的宿主材料， 且發光層可由包含包括有Ir(ppy)3(fac tris(2-苯基吡啶)銥)的攙雜劑材料的發出 磷光的材料製成。可替換地，發光層可由包含Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)鋁) 的螢光材料製成，但不局限於此。
當形成藍色的發光層時，該發光層包含包括有CBP或mCP的宿主材料， 且發光層可由包含包括有(4, 6-F2ppy)2Irpic的攙雜劑材料的發出磷光的材料制 成。可替換地，發光層可由包含選自由螺旋-DPVBi、螺旋-6P、 二苯乙烯基苯 (DSB)、 二苯乙烯基亞芳香基(DSA)、 PFO基聚合物、以及PPV基聚合物組成 的組中的任何一種的螢光材料製成，但不局限於此。
電子注入層實現平滑注入電子的功能且可由Alq3(tris(8-hydroxyquinolino) 鋁)、PBD、 TAZ、螺旋-PBD、 BAlq、 LiF、或SAlq製成，但不局限於此。
電子傳輸層實現平滑傳輸電子的功能且可由選自由 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)鋁)、PBD、 TAZ、螺旋-PBD、 Balq、以及SAlq組成的組中的至少一種製成，但不局限於此。
接下來，在有機發光層421上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極 420 (S207)。
在有機發光層421上形成由金屬氧化物和鎳構成的子陽極420。 接下來，在子陽極420上形成陽極417 (S209)。
在子陽極420上形成由與子陽極420相同的金屬氧化物構成的陽極417。 但是，陽極417可由與子陽極420不同種類的金屬氧化物構成。
子陽極420由IZO、也就是與陽極417相同的金屬氧化物形成，但可由將 鎳添加到IZO中的金屬氧化物形成。當以這種方式形成子陽極420時，子陽 極420與陽極417—起能夠保證低的表面電阻和高透射比特性且由於所添加的 鎳中的"NiOx"所以能夠提供高的功函數，且因此能夠改善空穴的注入效應。
如上所述，在本說明書的實施例中，提供了一種能夠增大空穴的注入效應 且能夠改善電流密度和發光特性的有機發光顯示器以及一種製造該有機發光 顯示器的方法。
前述實施例和優點僅是示例性的且不應被解釋為對本說明書的限制。本教 導能夠易於應用到其它類型的設備上。前述實施例的描述是為了說明性的描 述，且不是限制權利要求的範圍。許多替換、改進、和變化對本領域技術人員 將是顯而易見的。在權利要求中，手段加功能的句子是為了覆蓋此處所述的實 現所敘述的功能的結構，且不僅是結構上的等效也是等效的結構。此外，除非 在權利要求的限制內明確地敘述了"手段"一詞，否則不是為了基於35USC112 (6)而要解釋該限制。
權利要求
1.一種有機發光顯示器，包括基板；設置在基板上的陽極；設置在所設置的該陽極上並且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極；設置在該子陽極上的有機發光層；以及設置在該有機發光層上的陰極。
2. 如權利要求1所述有機發光顯示器，其中所述金屬氧化物包含銦鋅氧 化物(IZO)。
3. 如權利要求1所述有機發光顯示器，其中子陽極包含IZO。
4. 如權利要求1所述有機發光顯示器，其中子陽極具有比陽極更小的厚度。
5. —種有機發光顯示器，包括 基板；設置在基板上的陰極； 設置在該陰極上的有機發光層；設置在該有機發光層上並且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極；以及 設置在該子陽極上的陽極。
6. 如權利要求5所述有機發光顯示器，其中所述金屬氧化物包含IZO。
7. 如權利要求5所述有機發光顯示器，其中子陽極包含IZO。
8. 如權利要求5所述有機發光顯示器，其中子陽極具有比陽極更小的厚度。
9. 一種製造有機發光顯示器的方法，包括 在基板上形成電晶體； 在該電晶體上形成陽極；在該陽極上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極； 在該子陽極上形成有機發光層；以及 在該有機發光層上形成陰極。
10. 如權利要求9所述的方法，其中所述金屬氧化物包含IZO。
11. 如1X利要求9所述的方法，其中子陽極包含IZO。
12. 如權利要求9所述的方法，其中子陽極具有比陽極更小的厚度。
13. —種製造有機發光顯示器的方法，包括在基板上形成電晶體； 在該電晶體上形成陰極； 在該陰極上形成有機發光層；在該有機發光層上形成由金屬氧化物和鎳(Ni)構成的子陽極；以及 在該子陽極上形成陽極。
14. 如權利要求13所述的方法，其中所述金屬氧化物包含IZO。
15. 如權利要求13所述的方法，其中子陽極包含IZO。
16. 如權利要求13所述的方法，其中子陽極具有比陽極更小的厚度。
全文摘要
本發明提供一種有機發光顯示器。該有機發光顯示器包括基板；設置在基板上的陽極；設置在該陽極上並且由金屬氧化物和鎳(Ni)形成的子陽極；設置在該子陽極上的有機發光層；以及設置在該有機發光層上的陰極。
文檔編號H01L51/50GK101667625SQ20081017906
公開日2010年3月10日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年9月5日
發明者李在暎, 裵孝大, 金漢基 申請人:樂金顯示有限公司