專利名稱：有機電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明要求2002年5月3日在韓國提交的韓國專利申請No.P2002-024552的權益，在此引用其全部內容作為參考。
根據(jù)該裝置所采用的驅動方法的不同，有機電致發(fā)光顯示裝置可以劃分為無源矩陣型和有源矩陣型。無源矩陣型有機電致發(fā)光顯示裝置的結構簡單并且可以通過簡單的制造工藝進行制造。但是，無源矩陣型有機電致發(fā)光顯示裝置具有高功耗，從而阻礙了在大面積顯示裝置中的應用。另外，在無源矩陣型有機電致發(fā)光顯示裝置中，孔徑比根據(jù)電線數(shù)量的增大而減小。因此，無源矩陣型有機電致發(fā)光顯示裝置通常用作小尺寸的顯示裝置。由于具有高發(fā)光效能，有源矩陣型有機電致發(fā)光顯示(AMOELD)裝置通常用作大尺寸顯示裝置，并且提供高清晰度圖像。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的有源矩陣型有機電致發(fā)光顯示(AMOELD)裝置的剖面圖。在圖1中，AMOELD裝置10包括第一基板12和第二基板28，彼此隔開并且相互面對。多個薄膜晶體管T和多個第一電極16形成在第一基板12的內表面上，其中每個第一電極16與每個薄膜晶體管T相連接。有機層18形成在第一電極16和薄膜晶體管T上，而第二電極20形成在有機層18上。有機層18在一個象素區(qū)域P中發(fā)出三種顏色的光紅光(R)、綠光(G)和藍光(B)，并且通常通過使有機材料成型形成該有機層18。
干燥劑22形成在第二基板28的內表面上，用來除去可能穿透到第一和第二基板12、28之間的間隙中的任何外來潮氣和空氣。使得第二基板28的內表面成型從而形成溝槽，并且干燥劑22散布在溝槽內和通過膠帶25粘住。
密封劑26形成在第一和第二基板12、28之間，并且包圍例如薄膜晶體管T、第一電極16、有機層18和第二電極20等元件。密封劑26形成氣密空間保護這些元件遠離外來潮氣和空氣。
圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的AMOELD裝置的一個象素的平面圖。在圖2中，該象素包括開關薄膜晶體管(TFT)TS、驅動薄膜晶體管(TFT)TD和存儲電容CST。另外，柵極線32和數(shù)據(jù)線34形成在基板12上，并且由例如玻璃和塑料等透明材料形成。柵極線32和數(shù)據(jù)線34相互交叉限定一個象素區(qū)域P，并且電源線35與數(shù)據(jù)線34平行。
開關TFT TS和驅動TFT TD分別包括柵極36和38、有源層40和42、源極46和48以及漏極50和52。開關TFT TS的柵極36與柵極線32連接，而開關TFT TS的源極46與數(shù)據(jù)線34連接。開關TFT TS的漏極50通過第一接觸孔54與驅動TFT TD的柵極38連接，而驅動TFT TD的源極48通過第二接觸孔56與電源線35連接。驅動TFT TD的漏極52與該象素區(qū)域P中的第一電極16連接。電容電極15重疊在電源線35上從而形成存儲電容CST，并且由摻雜質的多晶硅制成而且與開關TFT TS的漏極50連接。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術的AMOELD裝置沿著圖2中的III-III線的剖面圖。在圖3中，驅動TFT TD形成在基板12上，并且包括柵極38、有源層42、源極48和漏極52。絕緣層57覆蓋驅動TFT TD，并且第一電極16形成在絕緣層57上從而與漏極52形成電接觸。發(fā)出一種顏色光的有機層18形成在第一電極16上，并且第二電極20形成在位于基板12的整個表面上的有機層18上。
圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術的AMOELD裝置沿著圖2中的IV-IV線的剖面圖。在圖4中，開關TFT TS形成在基板12上，并且包括柵極36、有源層40、源極46和漏極50。另一方面，存儲電容CST形成在基板12上并且包括電容電極15和電源線35。絕緣層57覆蓋開關TFT TS和存儲電容CST，并且第一電極(圖中沒有示出)形成在絕緣層57上。接下來，有機層形成在第一電極上，并且位于相鄰的間壁70之間。有機層18通常包括發(fā)射層、空穴載流層和電子載流層。發(fā)射層位于空穴載流層和電子載流層之間。間壁70對應于數(shù)據(jù)線34和電源線35，從而防止有機層與相鄰的象素區(qū)域P接觸。第二電極20形成在有機發(fā)射層和間壁70的側壁上。間壁70頂部的寬度小于間壁70底部的寬度，從而不僅僅在發(fā)射層上而且還在間壁70上形成第二電極20。
此外，AMOELD裝置的成品率取決于薄膜晶體管和有機層的成品率。AMOELD裝置的成品率基于形成大約1000厚度的有機層的步驟中的雜質而變化。因此，AMOELD裝置的成品率由于雜質而降低，從而導致薄膜晶體管的制造成本和原材料的損耗。
此外，AMOELD裝置是具有穩(wěn)定性和制造工藝具有一定自由度的底發(fā)射型裝置。但是，底發(fā)射型裝置具有降低的孔徑比。因此，底發(fā)射型AMOELD很難用作高孔徑裝置。另一方面，頂發(fā)射型AMOELD具有高孔徑比，并且容易制造。但是在頂發(fā)射型AMOELD中，由于陰極通常鋪設在有機層上，用于制造陰極的材料的選擇受到限制。因此，限制了光的透射率，并且降低發(fā)光效能。另外，為了提高光透射率，鈍化層應當以薄膜形式形成，由此不能充分地阻隔外部潮氣和空氣。
本發(fā)明的一個目的在于，提供一種具有高孔徑比的有機電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種具有改善的成品率和生產(chǎn)率的有機電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種可靠的有機電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法。
下面的說明書中將會提出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點并且一部分會在本說明書中清楚，或者可以通過本發(fā)明的實踐學習到。通過在書面的說明書、權利要求書以及所附附圖中具體指出的結構將會實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如具體表達和概括描述的，一種有機電致發(fā)光顯示裝置，包括第一基板；與第一基板分開并且正對著它的第二基板；設置在第一基板的內表面上的開關薄膜晶體管；與開關薄膜晶體管電連接的驅動薄膜晶體管；與驅動薄膜晶體管電連接的連接電極；設置在第二基板的內表面上的第一電極；間壁，設置在第一電極上并且具有對應于位于第一和第二基板之間的象素區(qū)域的發(fā)射孔；設置在第一電極上的發(fā)射孔內的有機層；和設置在有機層上的第二電極；其中第二電極通過連接電極與驅動薄膜晶體管電連接。
另一方面，一種有機電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，包括在第一基板上形成相互電連接的開關薄膜晶體管和驅動薄膜晶體管；形成與驅動薄膜晶體管電接觸的連接電極；在第二基板上形成第一電極；在第一電極上形成間壁，該間壁具有對應于位于第一和第二基板之間的象素區(qū)域的發(fā)射孔；在第一電極上的發(fā)射孔內形成有機層；在有機層上形成第二電極；和將第一和第二基板粘接在一起；其中連接電極與第二電極電接觸。
應當理解前面概要性的解釋和以下作為實力的詳細說明和解釋都準備為本發(fā)明的權利要求提供進一步的解釋。
圖6A至6C是包括根據(jù)本發(fā)明的AMOELD裝置的薄膜晶體管的第一基板的制造工藝的一個示例的剖面圖；圖7A至7C是包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管的第二基板的制造工藝的一個示例的剖面圖；和圖8是根據(jù)本發(fā)明的圖7A中的第二基板的立體透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的AMOELD裝置的一個示例的剖面圖。在圖5中，該AMOELD裝置包括彼此分隔并且相互正對的第一基板100和第二基板200。密封劑300形成在第一和第二基板100和200之間，從而將第一和第二基板100和200粘接在一起。
多個薄膜晶體管T形成在第一基板100的內表面上，其中薄膜晶體管T可以用來作為AMOELD裝置的驅動薄膜晶體管。盡管圖中沒有示出，開關薄膜晶體管、柵極線、數(shù)據(jù)線和電源線也可以形成在第一基板100的內表面上。
第一電極202形成在第二基板200的內表面上。第一電極202包括一種或多種透明導電材料，并且可以用來作為陽極向形成在其上的有機層中注射空穴。間壁204形成在第一電極202上，從而包括多個孔用來限定象素區(qū)域“P”。間壁204從平面圖中看來具有格子形狀。多個有機層208形成在第一電極202上的象素區(qū)域“P”內，并且多個第二電極210形成在有機發(fā)射層208上。
多個連接電極124形成在第二電極210與薄膜晶體管T之間，并且將第二電極210與薄膜晶體管T相互電連接。連接電極124可以形成在包括薄膜晶體管T的第一基板100上，并且由與第二電極210相同的材料制成。
圖6A至6C是根據(jù)本發(fā)明的AMOELD裝置的包括薄膜晶體管的第一基板的制造步驟的示例剖面圖。在圖6A中，緩沖層102形成在第一基板100的整個表面上。緩沖層102包括含有硅的絕緣材料，例如氮化硅和氧化硅。通過鋪設非晶硅層、使得該非晶硅層脫氫、通過加熱使得非晶硅層結晶并且成型，從而將多晶硅層104形成在緩沖層102上。多晶硅層104包括有源層104a、源極和漏極區(qū)域104b和104c，其中有源層104a設置在源極和漏極區(qū)域104b和104c之間。接下來，柵極絕緣層106和柵極108依次形成在有源層104a上，并且可以形成在包括多晶硅層104的整個第一基板100上。柵極絕緣層106包括例如氮化硅和氧化硅等絕緣材料。柵極108包括鋁、鋁合金、銅、鎢、鉭和鉬之一。接下來，利用柵極108作為摻雜模具將具有三價或四價的雜質摻雜到源極區(qū)域和漏極區(qū)域104b和104c中。這些雜質可以包括例如硼(B)或磷(P)。內層110形成在具有柵極108的整個第一基板100上，并且成型從而形成第一和第二接觸孔112和114。第一和第二接觸孔112和114形成為分別露出部分源極區(qū)域和漏極區(qū)域104b和104c。內層110可以包括例如氮化硅和氧化硅等絕緣材料。
在圖6B中，通過涂布金屬層，并且使得金屬層成型，可以在內層110上形成源極和漏極116和118。源極和漏極116和118通過第一和第二接觸孔112和114分別與源極區(qū)域和漏極區(qū)域104b和104c電連接。接下來，鈍化層120形成在包括源極和漏極116和118的整個第一基板100上。使得鈍化層120成型從而形成露出部分漏極118的第三接觸孔122。柵極108與源極和漏極116和118形成薄膜晶體管，用來作為AMOELD裝置的驅動薄膜晶體管(TFT)。另一方面，利用驅動TFT的制造步驟，開關TFT可以形成為與驅動TFT電連接。
在圖6C中，通過涂布導電材料以及使得其成型將連接電極124形成在鈍化層120上。連接電極124通過第三接觸孔122與漏極118電連接。盡管圖中沒有示出，在形成柵極108的步驟的過程中可以形成柵極線，和在形成源極和漏極116和118的步驟的過程中可以形成數(shù)據(jù)線。
圖7A至7C是根據(jù)本發(fā)明的包括發(fā)光二極管的第二基板的示例制造步驟的剖面圖，并且圖8是根據(jù)本發(fā)明的圖7A中的第二基板的透視圖。在圖7A中，第一透明電極202形成在第二基板200上，其中第一電極202可以用來作為向接下來形成的發(fā)射層發(fā)射空穴的陽極。第一電極202具有高的功函數(shù)(highwork function)，和包括銦-錫氧化物。接下來，通過涂布或涂敷絕緣材料并且隨后對絕緣材料成型，可以在第一電極202上形成間壁204。
在圖8中，間壁204形成為包括對應于每個象素區(qū)域P的多個傳輸孔206。間壁204包括有機材料或無機材料，并且可以形成為具有比與第一電極202接觸的底部寬的頂部。盡管圖中沒有示出，可以在第一電極202與間壁204之間形成具有與間壁204的頂部相同寬度的絕緣層，從而防止第一電極202與接下來要形成在間壁204上的第二電極接觸。
在圖7B中，有機層208形成在第一電極202上的每個傳輸孔206內。有機層208發(fā)射紅光(R)、綠光(G)和藍光(B)，并且可以形成為單層或多層。有機層208包括發(fā)射層208a、空穴載流層208b和電子載流層208c，其中空穴載流層208b與第一電極202接觸，并且發(fā)射層208a設置在空穴載流層208b與電子載流層208c之間。另外，間壁204的高度高于有機層208的高度。
在圖7C中，第二電極210形成在有機層208和間壁204上。由于間壁204可能具有倒轉的梯形形狀，第二電極210可以不形成在間壁204的側壁上。因此，形成在有機層208上的第二電極210可以與第二電極210在間壁204處物理地斷開連接。由于第二電極210具有相對較低的功函數(shù)，第二電極可以用來作為發(fā)光二極管的陰極。第二電極210可以包括鋁、鈣和鎂的其中之一，并且可以形成為例如氟化鋰和鋁的雙層結構。
接下來，第一基板100和第二基板200可以粘接在一起，其中連接電極124(圖6C)與第二電極210電接觸。
在本發(fā)明中，薄膜晶體管形成在第一基板上而有機層形成在第二基板上。另外，由于第一電極設置在第二電極上并且是透明的，該AMOELD是頂發(fā)射模式。因此，該AMOELD及其制造方法具有高孔徑比和提供改善的成品率和生產(chǎn)率。另外，該AMOELD及其制造方法是可靠的。
對于本領域技術人員來講，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本發(fā)明的有機電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法可以做出各種變形和改進。因此，本發(fā)明要求覆蓋本發(fā)明的這些改進和變形，只要它們位于所附權利要求及其等價物的范圍內。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光顯示裝置，包括第一襯底；與第一襯底分開并且正對著它的第二基板；設置在第一基板的內表面上的開關薄膜晶體管；與開關薄膜晶體管電連接的驅動薄膜晶體管；與驅動薄膜晶體管電連接的連接電極；設置在第二基板的內表面上的第一電極；間壁，設置在第一電極上并且具有對應于位于第一和第二基板之間的象素區(qū)域的發(fā)射孔；設置在第一電極上的發(fā)射孔內的有機層；和設置在有機層上的第二電極；其中第二電極通過連接電極與驅動薄膜晶體管電連接。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其中間壁的第一末端包括具有與第一電極接觸的第一寬度的第一端，和具有與第二電極接觸的第二寬度的第二端。
3.根據(jù)權利要求2的裝置，其中第二寬度大于第一寬度。
4.根據(jù)權利要求1的裝置，其中第一電極用來作為向有機層注射空穴的陽極，而第二電極用來作為向有機層注射電子的陰極。
5.根據(jù)權利要求4的裝置，其中第一電極包括銦-錫氧化物。
6.根據(jù)權利要求4的裝置，其中第二電極包括鈣、鋁和鎂的其中之一。
7.根據(jù)權利要求1的裝置，其中連接電極包括鈣、鋁和鎂的其中之一。
8.根據(jù)權利要求1的裝置，其中該有機層包括與第一電極接觸的空穴載流層，與第二電極接觸的電子載流層，和位于空穴載流層與電子載流層之間的發(fā)射層。
9.根據(jù)權利要求1的裝置，還包括位于第一電極與間壁之間的絕緣圖形。
10.根據(jù)權利要求9的裝置，其中絕緣圖形包括與第二電極接觸的間壁寬度相同的第一寬度。
11.根據(jù)權利要求1的裝置，其中每個開關和驅動薄膜晶體管包括柵極、有源層、源極以及漏極。
12.一種有機電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，包括在第一基板上形成相互電連接的開關薄膜晶體管和驅動薄膜晶體管；形成與驅動薄膜晶體管電接觸的連接電極；在第二基板上形成第一電極；在第一電極上形成間壁，該間壁具有對應于位于第一和第二基板之間的象素區(qū)域的發(fā)射孔；在第一電極上在發(fā)射孔內形成有機層；在有機層上形成第二電極；和將第一和第二基板粘接在一起；其中連接電極與第二電極電接觸。
13.根據(jù)權利要求12的方法，其中形成間壁的步驟包括形成具有與第一電極接觸的第一寬度的間壁的第一端，和形成具有與第二電極接觸的第二寬度的間壁的第二端。
14.根據(jù)權利要求13的方法，其中第二寬度大于第一寬度。
15.根據(jù)權利要求12的方法，其中第一電極用來作為向有機層注射空穴的陽極，而第二電極用來作為向有機層注射電子的陰極。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中第一電極包括銦-錫氧化物。
17.根據(jù)權利要求15的方法，其中第二電極包括鈣、鋁和鎂的其中之一。
18.根據(jù)權利要求12的方法，其中連接電極包括鈣、鋁和鎂的其中之一。
19.根據(jù)權利要求12的方法，其中形成有機層的步驟包括在第一電極上形成空穴載流層，在空穴載流層上形成發(fā)射層，和發(fā)射層上形成電子載流層。
20.根據(jù)權利要求12的方法，還包括在第一電極與間壁之間形成絕緣圖形的步驟。
21.根據(jù)權利要求20的方法，其中與第一電極相鄰的絕緣圖形的第一末端具有與間壁的第二寬度相同的第三寬度。
22.根據(jù)權利要求12的方法，其中每個開關和驅動薄膜晶體管包括柵極、有源層、源極和漏極。
全文摘要
一種有機電致發(fā)光顯示裝置，包括第一基板；與第一基板分開并且正對著它的第二基板；設置在第一基板的內表面上的開關薄膜晶體管；與開關薄膜晶體管電連接的驅動薄膜晶體管；與驅動薄膜晶體管電連接的連接電極；設置在第二基板的內表面上的第一電極；間壁，設置在第一電極上并且具有對應于位于第一和第二基板之間的象素區(qū)域的發(fā)射孔；設置在第一電極上的發(fā)射孔內的有機層；和設置在有機層上的第二電極；其中第二電極通過連接電極與驅動薄膜晶體管電連接。
文檔編號H05B33/10GK1455630SQ0312410
公開日2003年11月12日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權日2002年5月3日
發(fā)明者樸宰用, 兪忠根, 金玉姬, 李南良, 金官洙 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社