專利名稱：有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光裝置，特別是涉及一種能夠防止反射像素電極中的電化反應(yīng)(galvanic reaction)的有機(jī)發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
通常，有機(jī)發(fā)光裝置是這樣的一種發(fā)光裝置，其在電子和空穴從電子注入電極(陰極)和空穴注入電極(陽(yáng)極)注入到發(fā)射層，并且注入的電子和空穴復(fù)合所產(chǎn)生的激發(fā)性電子空穴對(duì)從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)發(fā)射光。
這一原理的使用消除了對(duì)于傳統(tǒng)薄膜液晶顯示裝置中所必須的單獨(dú)光源的需要，由此減小了顯示裝置的體積和重量。
依據(jù)其驅(qū)動(dòng)方式，有機(jī)發(fā)光裝置可以是無源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置或者有源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置。
由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，無源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置易于制造。然而，無源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置具有較高的功耗并且難于制造大尺寸的無源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器。此外，由于連線的數(shù)目增大，孔徑比降低。
因此，無源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置常常用于小尺寸顯示裝置而有源矩陣有機(jī)發(fā)光裝置常常用于大尺寸顯示裝置。
典型的頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置由在一側(cè)具有優(yōu)異反射特性的反射電極制成。具有適當(dāng)功函數(shù)的反射導(dǎo)電材料可用作反射電極。然而，由于目前沒有滿足這類特性的合適的單一材料，通常用多層結(jié)構(gòu)制造反射電極，其中形成單獨(dú)的反射層并且在其上形成具有不同電導(dǎo)率的電極材料。當(dāng)應(yīng)用多層結(jié)構(gòu)時(shí)，不應(yīng)忽視在金屬之間界面處的電化腐蝕。
當(dāng)兩種不同種類的金屬之間的還原-氧化電勢(shì)差在這兩種金屬相鄰時(shí)造成電壓產(chǎn)生和電流的時(shí)候，產(chǎn)生電化腐蝕。在電接觸中的這樣的不同金屬之間，高活性(低電勢(shì))的金屬用作陽(yáng)極，相對(duì)低活性(高電勢(shì))的金屬用作陰極，其中高或低活性特性歸因于在所述兩種金屬之間界面處的功函數(shù)的不同。
當(dāng)所述兩種金屬暴露于腐蝕溶液時(shí)，這兩種金屬之間的電勢(shì)差會(huì)在兩種金屬的接觸點(diǎn)引起腐蝕。與單一陽(yáng)極相比，高活性陽(yáng)極通常以較快的速率腐蝕，而低活性陰極通常以較慢的速率腐蝕。
如圖1A所示，頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光二極管可具有以下結(jié)構(gòu)，其中反射層110a和透明電極層110b順序淀積在基板100上以作為像素電極110，有機(jī)層130和上部電極140順序形成在像素電極110上。
在具有這種結(jié)構(gòu)的頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光二極管中，可通過使用例如濺射或真空淀積法，在基板100上均勻淀積具有優(yōu)異反射效率的金屬材料來形成反射層110a。作為傳統(tǒng)反射層，已應(yīng)用了活性金屬，如鋁或其合金。
接下來，為了使外部入射光被反射層110a反射，在反射層110a上淀積透明電極材料以形成透明電極層110b。然后構(gòu)圖透明電極層110b以形成像素電極110。氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)可用作例如透明電極材料。
然后在像素電極110的兩側(cè)形成像素定義層120以定義像素區(qū)域。然后在其上形成發(fā)射層、具有遷移電荷例如如電子和空穴能力的有機(jī)層130以及上部電極140，從而完成頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光二級(jí)管。
在制造上述發(fā)光二極管的工藝中，通常通過相繼執(zhí)行光刻工藝和蝕刻工藝來實(shí)現(xiàn)對(duì)像素電極110的構(gòu)圖。更具體而言，光致抗蝕劑圖案形成在透明電極層110b上并經(jīng)受通常的曝光和顯影工藝。此后，使用所述圖案作為掩模，順序蝕刻透明電極層110b和反射層110a。
濕法或干法蝕刻可用作蝕刻工藝。在濕法蝕刻中，用強(qiáng)酸溶液如HF、HNO3、H2SO4或類似物來涂敷或噴淋將要被蝕刻的區(qū)域，以獲得預(yù)期的圖案。這種強(qiáng)酸還用在蝕刻之后的清洗和剝離工藝中。可選擇地，可使用強(qiáng)酸或強(qiáng)的基本化學(xué)制品，如HNO3、HCl、H3PO4、H2O2、NH4OH或類似物。
用于蝕刻、清洗和剝離工藝的強(qiáng)酸和強(qiáng)的基本化學(xué)物質(zhì)，與用作像素電極110的透明電極層110b和反射層110a直接接觸，導(dǎo)致了在透明電極層110b和反射層110a之間界面處的電化腐蝕，如圖1B所示(J.E.A.M.van denMeerakker，W.R.ter Veen，J.Electronchem.Soc.，vol.139，no.2，385 1992)。
特別是，考慮鋁、其合金或類似物(用于反射層)，其腐蝕迅速?gòu)亩子谛纬扇鏏l2O3的金屬氧化層110c，即使在暴露于空氣時(shí)，因此電化腐蝕所致的金屬氧化層110c的形成是非常嚴(yán)重的問題。更具體而言，如果在透明電極層110b和反射層110a之間的界面處殘留有某些化學(xué)物質(zhì)，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的問題。例如，電化腐蝕和裂隙腐蝕的結(jié)合會(huì)加劇腐蝕。
電化腐蝕可延透明電極層110b和反射層110a之間的界面擴(kuò)展并能夠迅速增大電極之間的接觸電阻，導(dǎo)致電阻的不穩(wěn)定分布。結(jié)果，當(dāng)頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置工作時(shí)，會(huì)發(fā)生亮度的不均勻性，其中某些像素較亮而某些像素較暗。因此，圖像質(zhì)量可以顯著降低，如圖2所示。
為了解決如上所述的電化現(xiàn)象所引起的問題，日本專利特開第2003-140191號(hào)(SAMSUNG ELECTRONICS Co.Ltd.，其全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考)提出了一種用于抑制鋁合金和ITO之間界面處的電化反應(yīng)的方法。更具體而言，公開了一種形成具有以下結(jié)構(gòu)的像素電極的方法，其中在鋁-釹(AlNd)層上淀積厚度約3000埃的鈍化層、例如鉬-鎢(MoW)，并在該鈍化層上淀積透明電極層。
然而，當(dāng)將上述參考專利中的像素電極應(yīng)用于頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置時(shí)，MoW形成為3000埃的厚度。這降低了從有機(jī)層發(fā)射的光的反射率，而降低的反射率又降低了頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置的亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法，其中防止了在透明電極材料和金屬材料之間界面處的電化現(xiàn)象，而沒有降低顯示器的亮度。
此外，本發(fā)明提供了一種具有均勻亮度的頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法。
在本發(fā)明的一示例性實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光裝置可包括形成在基板上的具有反射層和透明電極層的像素電極；具有暴露部分所述像素電極的開口的像素定義層；形成在所述開口上的有機(jī)層；以及形成在絕緣基板整個(gè)表面上的上部電極。所述反射層由具有優(yōu)異反射效率的材料形成，該材料相對(duì)于所述透明電極層具有約0.3或更小的氧化-還原電勢(shì)差。
優(yōu)選地，所述反射層可包括Al-Ni合金。所述反射層優(yōu)選包括10％或更少的Ni。


圖1A是傳統(tǒng)頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置的剖面圖；圖1B是圖1A中部分A的放大剖面圖，其表示了在反射層和透明電極之間的界面處形成氧化層；圖2表示了傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光裝置亮度的不均勻性；圖3A、3B、3C、3D和3E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置制造方法的工藝剖面圖；圖4表示了依賴于像素電極結(jié)構(gòu)的反射率；圖5表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置亮度的均勻性。
具體實(shí)施例方式
如圖3A所示，在絕緣基板200上形成反射層210a(由具有優(yōu)異反射效率的金屬材料形成)。反射層210a由具有優(yōu)異反射效率的材料形成，該材料相對(duì)于像素電極具有約0.3或更小的氧化-還原電勢(shì)(a.k.a.，RedoxPotential)差。這有助于防止與將要形成的像素電極的電化反應(yīng)。更優(yōu)選地，反射層210a可由Al-Ni合金形成。
優(yōu)選的是，用于反射層210a的Al-Ni合金可以是包含約10％或更少的鎳(Ni)的鋁合金。
可通過一般方法，如射頻(RF)濺射、直流(DC)濺射、離子束濺射、真空淀積等來形成反射層210a。
此外，玻璃基板或者塑料基板可用作基板200。
如圖3B所示，在形成反射層210a之后，在反射層210a上形成透明電極層210b。氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)可用作透明電極層210b。ITO的氧化-還原電勢(shì)(Redox Potential)約為-0.82。
通過例如濺射或真空淀積，透明電極層210b可形成為約20埃至約300埃的厚度。
如圖3C所示，為了形成有機(jī)發(fā)光裝置的像素電極，在透明電極層210b上涂敷光致抗蝕劑，并且光致抗蝕劑經(jīng)受通常的焙烤、曝光和顯影工藝，以形成光致抗蝕劑圖案。
可使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，蝕刻反射層210a和透明電極層210b，以形成有機(jī)發(fā)光裝置的像素電極210。
如圖3D所示，在像素電極210上形成具有暴露部分像素電極210的開口的像素定義層220，以定義有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光區(qū)域。
在形成像素定義層220之后，在基板200的整個(gè)表面上方、像素電極210上形成有機(jī)層230。有機(jī)層230可根據(jù)其功能性由幾個(gè)層形成。通常，有機(jī)層以多層結(jié)構(gòu)形成，該結(jié)構(gòu)包括(除發(fā)射層之外)以下層中的至少一種空穴注入層(HIL)、空穴遷移層(HTL)、空穴阻擋層(HBL)、電子遷移層(ETL)和電子注入層(EIL)。
根據(jù)從有機(jī)發(fā)光二極管的陰極和陽(yáng)極注入的電子和空穴的復(fù)合理論，發(fā)射層是其自身發(fā)射特定波長(zhǎng)光的層。在每個(gè)電極和發(fā)射層之間進(jìn)一步選擇性地插入具有電荷遷移能力的空穴注入層、空穴遷移層、空穴阻擋層、電子遷移層和電子注入層等，以獲得較高的發(fā)光效率。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光二極管中的像素電極210用作陽(yáng)極電極時(shí)，后續(xù)形成的上部電極用作陰極電極。將被加入的有機(jī)層的空穴注入層和空穴遷移層可位于像素電極210和發(fā)射層230之間?？昭ㄗ钃鯇?、電子遷移層和電子注入層可位于發(fā)射層230和上部電極之間。
可通過濕式涂敷方法，例如旋涂、深度涂敷(deep coating)、噴淋、絲網(wǎng)印刷、或在溶液狀態(tài)下墨水噴射印刷涂敷等方法，或者通過干式涂敷方法，例如濺射或真空淀積，來形成包括這種發(fā)射層的有機(jī)層230。
如圖3E所示，在有機(jī)層230上形成上部電極240以形成有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。通過將具有低功函數(shù)的金屬材料如鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋁(Al)或其合金形成為光能夠穿透金屬材料的厚度，或者通過淀積如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料，來形成上部電極240。
盡管未示出，但是隨后可使用上部基板密封有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
如圖4所示，使用AlNd/ITO作為頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置的像素電極時(shí)的反射率和使用Al-Ni/ITO時(shí)的反射率彼此類似。
即使將Al-Ni用作頂部發(fā)射有機(jī)發(fā)光裝置中像素電極的反射層，其也不會(huì)影響像素電極的反射率。
如圖5所示，包括由反射層、電化保護(hù)鈍化層和透明電極層構(gòu)成的像素電極的有機(jī)發(fā)光裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在各個(gè)像素之間表現(xiàn)出均勻亮度的高清晰度圖像。
在通過上述工藝形成的有機(jī)發(fā)光裝置的工作中，從有機(jī)層發(fā)射的光可通過上部電極240被發(fā)射到外部。所述光也可以被像素電極210的反射層210a反射，然后通過上部電極240被發(fā)射到外部。
因此，如圖5所示，形成一種顯示在各個(gè)像素之間表現(xiàn)出均勻亮度的高清晰度圖像的有機(jī)發(fā)光裝置是可能的。這可以通過使用具有優(yōu)異反射效率并且相對(duì)于透明電極210b具有約0.3或更小的氧化-還原電勢(shì)(RedoxPotential)差的材料來形成反射層210a、以防止在反射層210a和透明電極層210b之間界面處的電化反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明能夠提供有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法。在這種裝置中，能夠防止在反射層和透明電極層之間界面處出現(xiàn)的電化反應(yīng)。
本發(fā)明還能夠提供有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法，其中能夠?qū)崿F(xiàn)在各個(gè)像素之間表現(xiàn)出均勻亮度的高清晰度的圖像。
盡管已參考其某些示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但可在不偏離本發(fā)明范圍的前提下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括一形成在基板上并具有反射層和透明電極層的像素電極；一具有開口的像素定義層，所述開口暴露所述像素電極的一部分；一形成在所述開口上的有機(jī)層；以及一基本上形成在所述基板的整個(gè)表面上的上部電極，其中所述反射層包括具有優(yōu)異的反射效率并且相對(duì)于所述透明電極層具有約0.3或更小的氧化-還原電勢(shì)差的材料。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述反射層包括Al-Ni合金。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述反射層包括Al-Ni合金，該合金包含大約10％或更少的鎳(Ni)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述透明電極層由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)形成。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述有機(jī)層包括一發(fā)射層，以及從空穴注入層(HIL)、空穴遷移層(HTL)、空穴阻擋層(HBL)、電子遷移層(ETL)和電子注入層(EIL)所構(gòu)成的組中選取的至少一層。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基板包括玻璃和塑料中的至少一種。
7.一種制造有機(jī)發(fā)光裝置的方法，包括在基板上順序淀積一反射層和一透明電極層；同時(shí)構(gòu)圖所述反射層和所述透明電極層以形成一像素電極；形成具有開口的一像素定義層，所述開口暴露所述像素電極的一部分；在所述開口上形成一有機(jī)層；以及基本上在所述基板的整個(gè)表面上形成一上部電極，其中所述反射層包括具有優(yōu)異的反射效率并且相對(duì)于所述透明電極層具有約0.3或更小的氧化-還原電勢(shì)差的材料。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述反射層包括Al-Ni合金。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中通過射頻(RF)濺射、直流(DC)濺射、離子束濺射和真空淀積中的至少一種形成所述反射層。
全文摘要
一種有機(jī)發(fā)光裝置，其包括形成在基板上并具有反射層和透明電極層的像素電極；具有開口的像素定義層，所述開口暴露所述像素電極的一部分；形成在所述開口上的有機(jī)層；以及形成在所述基板整個(gè)表面上的上部電極。所述反射層可以是具有優(yōu)異的反射效率并且相對(duì)于所述透明電極層具有約0.3或更小的氧化－還原電勢(shì)差的材料。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1697577SQ20051000839
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者申鉉億 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社