專利名稱：有機發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及有機發(fā)光裝置及其制造方法，更具體來講，涉及這樣的有機發(fā)光裝置及其制造方法，其中，在形成于第一電極之下的反射層中形成孔，或者對反射層本身進行構(gòu)圖以獲得反射層圖案，并且在位于所述第一電極之下的反射層中形成一開口，使得有機層發(fā)出的光可以朝向底面以及頂面發(fā)射，可以對所述開口的孔徑比進行調(diào)整，以控制所透射光和反射光的量。
背景技術(shù)：
近年來，平板顯示裝置引起了注意，其中包括液晶顯示(LCD)裝置、有機發(fā)光顯示裝置和等離子體顯示屏板(PDP)，所述裝置克服了傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)重量大體積大的缺陷。
在這種情況下，LCD裝置不是發(fā)射裝置，而是非發(fā)射裝置，因此，其在亮度、對比度和視角上都受到限制，并且尺寸大。PDP為發(fā)射裝置，但是其比其他屏板顯示裝置重，并且要求高能耗和復雜的制造方法。有機發(fā)光顯示裝置為發(fā)射裝置，就視角和對比度等而言，這一點是有利的，且其不需要背光，從而可以降低能耗。因此，可以實現(xiàn)一種體積小重量輕的有機發(fā)光顯示裝置。
此外，可以通過直流低壓驅(qū)動所述有機發(fā)光顯示裝置，并且，其具有快速的響應速度。此外，有機發(fā)光顯示裝置是由固體材料制成的，因此，其具有溫度范圍寬的優(yōu)勢，并且具有高的外部沖擊耐受性，同時，通過簡單低成本的制造方法制造。
將有機發(fā)光裝置劃分為頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置和底部發(fā)射有機發(fā)光裝置。在頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置中，朝向裝置的頂部傳輸?shù)墓庥沙蝽敳總鬏數(shù)耐干涔夂统虻撞總鬏斨蠼?jīng)過反射而朝向頂部傳輸?shù)姆瓷涔鈽?gòu)成。在底部發(fā)射有機發(fā)光裝置中，裝置發(fā)出的光在朝向底部傳輸時變?yōu)橥干涔?，在朝向頂部傳輸時變?yōu)榉瓷涔狻５?，在希望利用頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置或底部發(fā)射有機發(fā)光裝置形成雙面有機發(fā)光裝置時，就產(chǎn)生了問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種有機發(fā)光裝置及其制造方法解決了上述問題，其中，在形成于第一電極之下的反射層中形成孔洞，或者對反射層本身進行構(gòu)圖以獲得反射層圖案，且在位于所述第一電極之下的反射層中形成開口，使得有機層發(fā)出的光可以朝向底面以及頂面發(fā)射，可以對所述開口的孔徑比進行調(diào)整，以控制透射光和反射光的量。
在本發(fā)明的實施例中，一種有機發(fā)光裝置包括基板、第一電極、具有至少一個有機發(fā)射層的有機層和形成于所述基板上的第二電極。此外，反射層位于第一電極之下，并且具有至少一個貫穿的孔洞，或者設有至少一個島狀圖案。
在本發(fā)明的另一個示范性實施例中，一種制造有機發(fā)光裝置的方法包括的步驟有制備基板；在所述基板上淀積反射層；對所述反射層材料進行構(gòu)圖以形成具有孔洞或島狀圖案的反射層；在所述基板上形成第一電極；以及在所述基板上形成具有至少一個有機發(fā)射層的有機層和第二電極。


結(jié)合附圖，參照下述詳細說明，本發(fā)明將得到更好的理解，本發(fā)明的很多附帶優(yōu)勢也將變得更加明顯。在附圖中，采用類似的附圖標記表示相同或相似的元件，其中圖1A和圖1B分別是頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖；而圖1C是底部發(fā)射有機發(fā)光裝置的橫截面圖；圖2到圖4、圖5A和圖5B是說明根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光裝置的形成過程的橫截面圖；以及圖6A和圖6B分別為根據(jù)本發(fā)明的包括具有反射層圖案的反射層的有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖，而圖7A和圖7B分別為根據(jù)本發(fā)明的包括帶有孔的反射層的有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照說明本發(fā)明示范性實施例的附圖，對本發(fā)明進行更加全面地說明。但是，可以以不同的形式體現(xiàn)本發(fā)明，而不應推斷本發(fā)明僅限于文中所述實施例。相反地，提供這些實施例的目的在于對本發(fā)明予以徹底和完整的公布，并向本領域技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。在本說明書中，始終采用相同的附圖標記表示相同的元件。圖1A和圖1B分別是頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖；而圖1C是底部發(fā)射有機發(fā)光裝置的橫截面圖。
參照圖1A，在由塑料或玻璃制成的基板101上形成由諸如掃描線102、數(shù)據(jù)線103和電源線104的線界定的單位像素105，單位像素105包括具有開關(guān)TFT 106和驅(qū)動TFT 107的薄膜晶體管(TFT)；具有底部電極、介質(zhì)層和頂部電極的電容器108；以及發(fā)射區(qū)，其包括其下形成了反射層109的第一電極110、具有至少一個有機發(fā)射層有機層(未示出)和第二電極(未示出)。反射層109和第一電極110還可以是通過單個蝕刻步驟形成的疊置層。
在這種情況下，頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置的第一電極110是由透明材料形成的，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，其逸出功低于所述第二電極；反射層109是由具有高反射率的金屬材料形成的，并且布置在所述第一電極110之下。
參照作為沿圖1A中的A-B線獲得的橫截面圖的圖1B，緩沖層121起著保護上部元件免受基板101影響的作用；TFT包括半導體層122、柵極絕緣層123、柵電極124、層間絕緣層125和源極/漏極電極126；鈍化層127起著保護下部TFT的作用；在基板101上形成用于發(fā)射區(qū)平面化的平面化層128。
由能夠反射發(fā)射區(qū)上的光的材料形成反射層129；由能夠允許光透射的材料形成第一電極130，其逸出功低于第二電極(未示出)的逸出功；形成用于界定像素的像素界定層131；形成包括至少一個有機發(fā)射層的有機層132；由允許光透射的材料形成第二電極133，其逸出功高于所述第一電極130的逸出功，由此完成頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置的形成。
在這種情況下，利用在第一電極110下形成的反射層129，將有機層132中發(fā)出的光向頂部聚焦。也就是說，朝向頂部傳輸?shù)墓?34由從有機層132中發(fā)出，從而朝向頂部傳輸?shù)耐干涔庖约皬挠袡C層132中發(fā)出，從而朝向底部傳輸之后通過反射層129的反射而朝向頂部傳輸?shù)姆瓷涔鈽?gòu)成。
如作為底部發(fā)射有機發(fā)光裝置的橫截面圖的圖1C所示，采用與參照圖1B說明的相同的方法形成基板101、緩沖層121、半導體層122、柵極絕緣層123、柵電極124、層間絕緣層125、源極和漏極電極126、鈍化層127、第一電極130、像素界定層131和有機層132。但是，底部發(fā)射有機發(fā)光裝置與頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置的不同之處在于反射層未形成于第一電極130之下，且第二電極是由允許光反射的材料形成的，使得有機層132發(fā)出的光136朝向底部傳輸。也就是說，與頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置不同，有機層132發(fā)出的光在朝向底部傳輸時成為透射光，但是其經(jīng)過第二電極反射變?yōu)榉瓷涔?，從而在底部發(fā)射有機發(fā)光裝置中朝向底部傳輸。
在這種情況下，為了利用頂部發(fā)射有機發(fā)光裝置和底部發(fā)射有機發(fā)光裝置形成雙面有機發(fā)光裝置，調(diào)整反射層129或第二電極的透射率，或者在同一基板上形成頂部發(fā)射單位像素和底部發(fā)射單位像素。但是，在為了形成雙面有機發(fā)光裝置而調(diào)整透射率時，將在諧振結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生問題，并且過程工藝也變得復雜。
圖2到圖4、圖5A和圖5B是說明根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光裝置的形成過程的橫截面圖。
更具體地說，圖2是說明在基板201上形成緩沖層202、半導體層203、柵極絕緣層204、柵電極205、層間絕緣層206、源極和漏極電極207和鈍化層208的過程的橫截面圖。如圖所示，在由塑料或玻璃形成的基板201上形成緩沖層202，緩沖層202起著防止諸如在基板201中產(chǎn)生的濕氣或氣體的雜質(zhì)擴散或侵入到上部元件中的作用。
接下來，在緩沖層202上形成非晶硅層，并對其進行脫氫和結(jié)晶處理，從而獲得多晶硅層，之后對其進行構(gòu)圖以形成半導體層203。
之后，采用化學氣相淀積(CVD)法或物理氣相淀積(PVD)法，在基板201上由氧化硅或氮化硅的單層或疊置層形成柵極絕緣層204。
之后，在基板201上淀積用于形成柵電極205的材料，并對其進行構(gòu)圖以形成柵電極205。
在基板201的整個表面上形成由氧化硅或氮化硅的單層或疊置層構(gòu)成的層間絕緣層206，對柵極絕緣層203和層間絕緣層206的預定區(qū)域進行蝕刻，以形成暴露半導體層203的通路孔。在基板201上淀積用于形成源極和漏極電極207的材料，并對其進行構(gòu)圖以形成源極和漏極電極207，在基板201的整個表面上形成鈍化層208，以保護下部元件。
圖3是說明在基板201上形成平面化層，之后形成用于暴露源極和漏極電極207的通路孔的過程的橫截面圖。如圖所示，對層間絕緣層206的預定區(qū)域進行蝕刻，以形成暴露部分源極和漏極電極207的平面化層209，從而使基板201的整個表面平面化。對平面化層209的預定區(qū)域進行蝕刻以形成暴露源極和漏極電極207的通路孔210。
圖4是說明在基板上淀積用于形成反射層的材料的橫截面圖。如圖所示，在基板201的整個表面上淀積反射層形成材料211。
在本例中，反射層形成材料211由鋁(Al)、銀(Ag)及其合金，或者由兩種或多種后者材料構(gòu)成的組合形成。優(yōu)選地，反射層形成材料211由具有高反射率的材料形成。
圖5A是說明反射層形成材料211的蝕刻過程，以及形成反射層圖案以形成根據(jù)本發(fā)明的實施例的反射層的過程的橫截面圖。如圖所示，對形成于基板的發(fā)射區(qū)A內(nèi)的反射層形成材料211進行構(gòu)圖以形成反射層圖案212a。
在本例中，形成反射層圖案212a，從而在發(fā)射區(qū)A內(nèi)具有島狀圖案，其中，可以改變所述圖案的形狀，使之為圓形、三角形、矩形等。
此外，可以改變一個單位像素內(nèi)的反射層圖案212a的島狀外形，也可以改變其尺寸。此外，在單位像素之間，反射層圖案212a的島狀圖案在尺寸和形狀上可以彼此不同。特別地，在紅色單位像素(R)、綠色單位像素(G)和藍色單位像素(B)中，它們可以彼此不同。
圖5B是說明對反射層形成材料進行蝕刻以形成根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有孔洞的反射層的過程。如圖所示，對在基板201上形成的反射層形成材料進行蝕刻以形成具有孔洞213的反射層圖案212b。
在本例中，所形成的孔洞213可以具有各種形狀和尺寸，這一點與反射層圖案212b類似，并且在單位像素內(nèi)或每一單位像素內(nèi)所形成的孔洞的外形和尺寸可以彼此不同。
圖6A和圖6B分別是根據(jù)本發(fā)明的包括帶有反射層圖案的反射層的有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖。
采用參照圖2進行說明的相同的工藝，在基板201上形成緩沖層202、半導體層203、柵極絕緣層204、柵電極205、層間絕緣層206、源極和漏極電極207和鈍化層208。結(jié)果，如圖6A所示，可以在一個單位像素301內(nèi)同時形成參照圖2未予以說明的掃描線304、數(shù)據(jù)線305、公共電源線306和電容器307，以及開關(guān)TFT 302和驅(qū)動TFT 303。
之后，如參照圖3、4、5A所說明的，在基板上形成鈍化層208和平面化層209，在其上淀積反射層形成材料，并對其進行構(gòu)圖，從而在發(fā)射區(qū)A內(nèi)形成由反射層圖案212a構(gòu)成的反射層。在本例中，圖6A中的反射層圖案的形狀可以是環(huán)形，但也可以如上所述對其做出改變。
在基板上形成第一電極214，形成用于界定像素的像素界定層215，形成包括至少一個有機發(fā)射層的有機層216并形成第二電極217，從而完成有機發(fā)光裝置的形成過程。
在本例中，如圖6B所示，在有機層216發(fā)出的光中，在反射層圖案212a存在于第一電極214之下的區(qū)域中發(fā)出的所有光都經(jīng)反射層圖案212a反射，使其朝向底部傳輸，在反射層圖案212a不存在于第一電極214的下方的區(qū)域內(nèi)生成的一些光朝向底部傳輸，從而可以實現(xiàn)雙面有機發(fā)光裝置。
在本例中，朝向底部傳輸?shù)墓獾牧颗c發(fā)射區(qū)A中反射層圖案212a所覆蓋的表面積成反比，朝向頂部傳輸?shù)墓獾牧颗c反射層圖案212a的表面積成正比。此外，即使反射層圖案212a所存在的區(qū)域與反射層圖案212a不存在的區(qū)域具有相同的面積，朝向頂部傳輸?shù)墓獾牧颗c朝向底部傳輸?shù)墓獾牧恳膊煌?。這是因為，朝向頂部傳輸?shù)墓獬税ㄔ诓淮嬖诜瓷鋵訄D案212a的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的光當中朝向頂部傳輸?shù)耐干涔?19之外，還包括光218，其由在有機層216發(fā)出的光當中初始朝向頂部傳輸?shù)耐干涔庖约俺跏汲虻撞總鬏斨蠼?jīng)反射層圖案212a反射的反射光構(gòu)成，而朝向底部傳輸?shù)墓鈩t只由朝向底部傳輸?shù)耐干涔?20構(gòu)成。
因此，可以對反射層圖案212a的總面積進行調(diào)整，從而控制朝向頂部傳輸和朝向底部傳輸?shù)墓獾牧?，而且當總面積增大時，朝向頂部傳輸?shù)墓饬吭龃蟆?br> 圖7A和圖7B分別是根據(jù)本發(fā)明的包括其上形成了孔洞的反射層的有機發(fā)光裝置的平面圖和橫截面圖。
參照圖7A，可以看到，在單位像素301內(nèi)形成開關(guān)TFT 302、驅(qū)動TFT 303、掃描線304、數(shù)據(jù)線305、公共電源線306和電容器307，并對參照圖4予以說明的反射層形成材料進行蝕刻以形成反射層圖案212b，其在發(fā)射區(qū)A的預定區(qū)域內(nèi)具有孔洞213。
之后，在基板201上形成第一電極214，形成用于界定像素的像素界定層215，形成包括至少一個有機發(fā)射層的有機層216，形成第二電極217，從而完成有機發(fā)光裝置的形成過程。
在本例中，如圖7B所示，在有機層216發(fā)出的光中，在反射層圖案存在于第一電極214之下的區(qū)域中發(fā)出的所有光都經(jīng)反射層圖案212b反射，使其朝向上部傳輸，在反射層圖案212b不存在于第一電極214的下方的區(qū)域內(nèi)生成的一些光朝向底部傳輸，從而實現(xiàn)了雙面有機發(fā)光裝置。
在這種情況下，在有機層216發(fā)出的光中，如參照圖6A和圖6B進行的說明所述，朝向頂部傳輸?shù)墓馐枪?18和光219之和，光218是下方存在反射層圖案212b的區(qū)域中發(fā)出的光(例如，所述光由朝向頂部傳輸?shù)耐干涔夂统虻撞總鬏斨蠼?jīng)反射層圖案212b反射的反射光構(gòu)成)，光219從形成了孔洞的區(qū)域朝向頂部傳輸；而朝向底部傳輸?shù)墓?20則只由在形成了孔洞的區(qū)域內(nèi)發(fā)出的光中朝向底部傳輸?shù)耐干涔鈽?gòu)成。
此外，如圖6B和圖7B所示，所述反射層由反射層圖案212b形成，或者使所形成的反射層具有孔洞，使得位于所述反射層之上的第一電極214、有機層216和第二電極217具有不平坦性，其導致了發(fā)射面積的增大。此外，利用由反射層的不平坦性引起的有機層216的不平坦性，可以使有機層216的有機發(fā)射層中發(fā)出的光的路徑多樣化，這使得發(fā)光效率增大，從而提高有機發(fā)光裝置的效率。
根據(jù)所述有機發(fā)光裝置及其制造方法，可以在所述反射層內(nèi)形成一個或多個孔洞，或使所形成的反射層自身具有島狀圖案，從而形成一開口，可以對所述開口的孔徑比進行調(diào)整，從而形成能夠容易地調(diào)整反射光量和透射光量的雙面有機發(fā)光裝置，并且利用由孔洞或島狀區(qū)域引起的不平坦性可以增大發(fā)射表面面積，從而利用光傳輸路徑的多樣化提高發(fā)光效率。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的某些示范性實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本領域技術(shù)人員應該理解的是，在不背離權(quán)利要求及其等同要件定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種改變。
本申請要求此前于2004年11月11日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交并被正式分配以序列號No.10-2004-0092123的申請“ORGANICELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THESAME”的所有權(quán)益，并在此全文引入以供參考。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光裝置，其包括基板；在所述基板上形成的第一電極；在所述基板上形成的包括至少一個有機發(fā)射層的有機層；在所述基板上形成的第二電極；以及位于所述第一電極之下的反射層，其具有形成于其中的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一。
2.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其進一步包括形成于所述基板的預定區(qū)域內(nèi)的薄膜晶體管、電容器、掃描線、數(shù)據(jù)線和電源線。
3.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，所述反射層由鋁、銀及其合金中的至少一種形成。
4.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，當所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案的數(shù)目增大時，發(fā)射區(qū)的表面積增大。
5.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一具有圓形和多邊形中的一種形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括在一個單位像素內(nèi)彼此具有不同尺寸的孔洞和島狀圖案之一。
7.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括在一個單位像素內(nèi)具有相同的尺寸，而在各單位像素內(nèi)具有彼此不同的尺寸的孔洞和島狀圖案之一。
8.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光裝置，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括彼此具有不同尺寸的有機發(fā)光裝置的紅色、綠色和藍色像素的孔洞和島狀圖案之一。
9.一種有機發(fā)光裝置的制造方法，其包括的步驟有制備基板；在所述基板上淀積反射層形成材料；對所述反射層形成材料進行構(gòu)圖，以形成具有至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一的反射層；在所述基板上形成的第一電極；在所述基板上形成包括至少一個有機發(fā)射層的有機層；以及在所述基板上形成第二電極。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括在淀積所述反射層形成材料之前，在所述基板上形成薄膜晶體管、電容器、掃描線、數(shù)據(jù)線和公共電源線的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述反射層形成材料由鋁、銀及其合金中的至少一種形成。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一的數(shù)目增大時，發(fā)射區(qū)的表面積增大。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一具有圓形和多邊形中的一種形狀。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括在一個單位像素內(nèi)彼此具有不同尺寸的孔洞和島狀圖案之一。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括在一個單位像素內(nèi)具有相同的尺寸，而在各單位像素內(nèi)具有彼此不同的尺寸的孔洞和島狀圖案之一。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的至少一個孔洞和至少一個島狀圖案之一包括彼此具有不同尺寸的有機發(fā)光裝置的紅色、綠色和藍色像素的孔洞和島狀圖案之一。
全文摘要
在一種有機發(fā)光裝置及其制造方法中，在形成于第一電極之下的反射層中形成孔洞，或者對反射層本身進行構(gòu)圖以形成反射層圖案，從而在位于所述第一電極之下的反射層中形成一開口，使得有機層發(fā)出的光朝向底面以及頂面發(fā)射，可以對所述開口的孔徑比進行調(diào)整，以控制所透射光和反射光的量。所述有機發(fā)光裝置包括基板；第一電極；具有至少一個有機發(fā)射層的有機層；以及形成于所述基板上的第二電極。反射層位于所述第一電極之下，并且具有形成于其中的至少一個孔洞或至少一個島狀圖案?？梢詫λ鲩_口的孔徑比進行調(diào)整，從而容易地形成能夠調(diào)整反射光量和透射光量的雙面有機發(fā)光裝置。
文檔編號H01L21/00GK1802051SQ200510120358
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者姜泰旭 申請人:三星Sdi株式會社