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CN102194854A - 有机发光显示设备及其制造方法 - Google Patents

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CN102194854A CN2011100592551A CN201110059255A CN102194854A CN 102194854 A CN102194854 A CN 102194854A CN 2011100592551 A CN2011100592551 A CN 2011100592551A CN 201110059255 A CN201110059255 A CN 201110059255A CN 102194854 A CN102194854 A CN 102194854A
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Abstract

一种有机发光显示设备及其制造方法，该有机发光显示设备对外部光具有高透射率。该有机发光显示设备包括：基板；形成在所述基板上的多个像素，所述像素中的每个包括发光的第一区域和透射外部光的第二区域；布置在每个像素的所述第一区域中的多个薄膜晶体管；布置在每个像素的所述第一区域中并且分别电连接到所述薄膜晶体管的多个第一电极；与所述多个第一电极相对形成并且包括与所述第二区域相对应的多个透射窗的第二电极；以及形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层。该透射窗可以形成在所述第二电极，即阴极中。

Description

有机发光显示设备及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年3月10在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2010-0021384的权益，其公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的方面涉及有机发光显示设备，更具体地说，涉及透明有机发光显示设备及其制造方法。
背景技术
由于有机发光显示设备具有诸如宽视角、高对比度、短响应时间以及低功耗之类的优越特性，因此它们被广泛用在诸如MP3播放器、移动电话、电视等的个人便携式设备中。
而且，已经利用透明薄膜晶体管和透明有机发光器件构建了透明有机发光显示设备。
然而，由于透明有机发光显示设备的阴极由金属形成，因此在提高透明有机发光显示设备的透射率方面存在限制。
发明内容
本发明的一方面提供了对外部光具有高透射率的透明有机发光显示设备及其制造方法。
根据本发明的另一方面，还提供了一种包括具有以简单方式制成的透射窗的阴极的有机发光显示设备及其制造方法。
根据本发明的一方面，提供了一种有机发光显示设备，包括：基板；形成在所述基板上的多个像素，所述像素中的每个具有发光的第一区域和透射外部光的第二区域；布置在所述像素的所述第一区域中的多个薄膜晶体管；布置在所述像素的所述第一区域中并且分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；与所述多个第一电极相对形成并且包括与所述第二区域相对应的多个透射窗的第二电极，其中所述多个透射窗中的每个具有岛状；以及形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造有机发光显示设备的方法，该方法包括：在基板上限定多个像素，所述多个像素中的每个包括发光的第一区域和透射外部光的第二区域；在每个像素的所述第一区域中形成多个薄膜晶体管；在每个像素的所述第一区域中形成分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；在所述多个第一电极上形成有机层；并且利用具有与所述第一区域相对应的孔径的图案的掩模在所述有机层上形成第二电极，其中所述第二电极包括与所述第二区域相对应的多个透射窗。
根据本发明的又一方面，提供了一种有机发光显示设备，包括：基板；形成在所述基板上的多个像素，每个像素包括发光的第一区域和通过多个透射窗透射外部光的第二区域，所述第一区域包括电路区域和发射区域；布置在每个像素的所述电路区域中的多个薄膜晶体管；布置在每个像素的所述第一区域中并且分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；形成在所述多个第一电极中的每个上并且包括与所述第二区域相对应的所述多个透射窗的第二电极；以及形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层，其中所述多个透射窗彼此分离，并且每个透射窗与每个像素相对应。
根据本发明的一方面，可以尽可能防止透射外部光的第二区域的透射率的降低。因此，用户可以容易地观察到外部图像。
根据本发明的另一方面，所述透射窗可以利用简单的方法形成在所述第二电极中。
本发明的其它方面和/或优点部分地将记载在以下的描述中，并且部分地从以下描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而获知。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面以及优点从以下结合附图对实施例的描述中将变得明显并且更易于理解，附图中：
图1是根据本发明实施例的有机发光显示设备的示意性截面图；
图2是根据本发明实施例的有机发光显示设备的示意性平面图；
图3是根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的示意性平面图；
图4是根据本发明实施例的有机发光显示设备的像素的截面图；
图5是根据本发明实施例的用于形成具有透射窗的第二电极的掩模的平面图；
图6A至图6D是示出通过利用图5所示的掩模形成第二电极的操作的平面图；
图7是根据本发明实施例的用于形成具有透射窗的第二电极的掩模的平面图；
图8是根据本发明另一实施例的用于形成具有透射窗的第二电极的掩模的平面图；以及
图9是根据本发明另一实施例的有机发光显示设备的像素的截面图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的当前实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中相同的参考标记始终表示相同的元件。为了说明本发明，下面参照附图描述这些实施例。
这里，应当理解，在这里陈述一膜或层“形成在”第二层或膜“上”或者“布置在”第二层或膜“上”的情况下，第一层或膜可以直接形成或布置在第二层或膜上，或者在第一层或膜与第二层或膜之间可以存在中间层或膜。进一步，如这里所用到的那样，术语“形成在...上”以与“位于...上”或“布置在...上”相同的含义使用，并且不意味着限制于任何特定的制造工艺。
图1是根据本发明实施例的有机发光显示设备的示意性截面图。参见图1，根据本发明实施例的有机发光显示设备包括基板1和放置在基板1上的显示单元2。外部光经由显示单元2和基板1进入有机发光显示设备。
如稍后将描述的那样，显示单元2透射外部光。参见图1，显示单元2允许位于基板1下方的用户观看在显示单元2那边的外部图像。虽然图1中示出朝向基板1显示显示单元2上的图像的底发射型有机发光显示设备，但本发明的方面并不限于此，并且可以等同地适用于以与基板1相对的方向显示显示单元2上的图像的顶发射型有机发光显示设备。
图1示出根据本发明方面的有机发光显示设备的两个相邻像素，即第一像素P1和第二像素P2。
第一像素P1和第二像素P2中的每个包括第一区域31和第二区域32。
图像被显示在第一区域31中的显示单元2上，并且外部光穿过第二区域32中的显示单元2。
换句话说，由于第一像素P1和第二像素P2中的每个包括显示图像的第一区域31和透射外部光的第二区域32，因此当用户看不到通过第一区域31显示的图像时，用户可以通过第二区域32看到外部图像。
因此，第二区域32不包括诸如薄膜晶体管、电容器、有机发光器件之类的器件，从而可以使外部光透射率最大化，并且可以尽可能防止由于诸如薄膜晶体管、电容器和有机发光器件之类的器件的干扰造成的透射图像的失真。
图2是彼此相邻的红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb的示意性平面图。
红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb中的每个包括位于第一区域31中的电路区域311和发射区域312。电路区域311和发射区域312彼此相邻。
透射外部光的第二区域32与第一区域31相邻。
如图2所示，独立的第二区域32可以分别包括在红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb中。可替代地，如图3所示，第二区域32可以横跨红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb彼此连接。在图3的实施例中，可以增大外部光穿过的第二区域32的面积，从而可以提高整个显示单元2的透射率。
虽然在图3中，红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb的第二区域32彼此整体连接，但本发明的方面并不限于此，并且来自红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb之中的仅仅两个相邻像素的第二区域可以彼此连接。
图4示出图2和图3所示的红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb的截面。
如图4所示，薄膜晶体管TR被布置在电路区域311中。然而，包括薄膜晶体管TR的像素电路也可以包括在电路区域311中。可替代地，电路区域311可以进一步包括存储电容器和多个薄膜晶体管TR。在这种情况下，诸如连接到存储电容器和这些薄膜晶体管TR的扫描线、数据线和Vdd线之类的电线可以进一步包括在电路区域311中。
有机发光二极管EL可以布置在发射区域312中。有机发光二极管EL电连接到电路区域311的薄膜晶体管TR。
缓冲层211被形成在基板1上，并且包括薄膜晶体管TR的像素电路被形成在缓冲层211上。
首先，半导体有源层212被形成在缓冲层211上。
缓冲层211由透明绝缘材料形成，并且防止杂质元素渗透到基板1中并使基板1的表面平坦化。缓冲层211可以由能够执行上述功能的各种材料中的任一种来形成。例如，缓冲层211可以由诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛或氮化钛之类的无机材料，以及诸如聚酰亚胺、聚酯或丙烯酸树脂之类的有机材料或这些材料的堆叠形成。缓冲层211不是必要元件并且可以根本不形成。
半导体有源层212可以由多晶硅形成，但并不限于此，并且可以由半导体氧化物形成。例如，半导体有源层212可以是G-I-Z-O层[a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)层](其中a、b和c是自然数，其分别满足a≥0、b≥0且c＞0)。当半导体有源层212由半导体氧化物形成时，可以提高第一区域31的电路区域311的光透射率，从而可以提高整个显示单元2的外部光透射率。
栅极绝缘层213被形成在缓冲层211上，以便覆盖半导体有源层212，并且栅电极214被形成在栅极绝缘层213上。
层间绝缘层215被形成在栅极绝缘层213上以便覆盖栅电极214。源电极216和漏电极217被形成在层间绝缘层215上，以便经由接触孔接触半导体有源层212。
薄膜晶体管TR的结构并不限于上述结构，并且薄膜晶体管TR可以具有各种其它结构。
钝化层218被形成为覆盖薄膜晶体管TR。钝化层218可以是单层或多层绝缘层，其上表面被平坦化。钝化层218可以由无机材料和/或有机材料形成。
如图4所示，有机发光二极管EL的电连接到薄膜晶体管TR的第一电极221被形成在钝化层218上。第一电极221对应于每个像素。
绝缘层219由有机和/或无机绝缘材料形成在钝化层218上，以至少覆盖第一电极221的边缘部分。
绝缘层219仅仅暴露第一电极221的中央部分。虽然可以包括绝缘层219以覆盖第一区域31，但第一绝缘层219不必覆盖整个第一区域31，并且绝缘层219仅仅覆盖第一区域31的一部分，特别是第一电极221的边缘就足够了。
有机层223和第二电极222顺序堆叠在第一电极221上。第二电极222覆盖有机层223和绝缘层219，并且与所有像素相对应的第二电极222彼此电连接。
有机层223可以是低分子量有机层或者聚合物有机层。当有机层223是低分子量有机层时，有机层223可以通过将空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)堆叠在单结构或复合结构中来形成，并且可以由诸如铜酞菁(CuPc)、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPB)或三-8-羟基喹啉铝(Alq3)之类的各种材料中的任一种来形成。低分子量有机层可以通过真空沉积来形成。在这里，HIL、HTL、ETL和EIL是公共层，并且可以被共用到红像素、绿像素和蓝像素。
第一电极221可以用作阳极，而第二电极222可以用作阴极。可替代地，第一电极221可以用作阴极，而第二电极222可以用作阳极。
根据本发明的实施例，第一电极221可以是透明电极，而第二电极222可以是反射电极。第一电极221可以包括各具有高功函数的ITO、IZO、ZnO、In2O3等等。第二电极222可以由具有低功函数的诸如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li或Ca之类的金属形成。相应地，有机发光二极管EL是朝向第一电极221发光的底发射型。
然而，本发明的方面并不限于此，并且第二电极222也可以是透明型电极。
钝化层218、栅极绝缘层213、层间绝缘层215以及绝缘层219可以是透明绝缘层。
密封基板4可以安装在第二电极222上方。密封基板4位于显示单元2的外部，并且通过密封剂(未示出)与基板1结合以便保护第二电极222不受外部空气侵害。滤光片(未示出)可以填充在密封基板4与第二电极222之间，并且湿气吸收剂也可以插置在密封基板4与第二电极222之间。显示单元2的密封结构并不限于使用密封基板4，也可以使用膜状密封结构。
透射窗224被进一步形成在第二电极222和绝缘层219中。透射窗224可以仅仅形成在第二电极222中，或者可以形成在选自由钝化层218、层间绝缘层215、栅极绝缘层213以及缓冲层211组成的组中的至少一个中。
透射窗224被形成在与第二区域32相对应的位置处。透射窗224可以以诸如图2和图3所示的图案之类的任何图案形成。然而，应当理解，透射窗可以具有与图2和3所示的图案不同的图案。
然而，难以在第二电极222中形成透射窗224，因为第二电极222的金属应该利用具有与透射窗224的图案相对应的遮蔽部分的掩模来沉积，以便以该图案形成透射窗224，而且制造具有与该图案相对应的遮蔽部分的掩模非常困难。
图5所示的掩模5用于形成具有以这种图案布置的透射窗224的第二电极222。
掩模5具有与特定像素的第一区域31相对应的孔径51。图5所示的孔径51的图案用于形成具有图3所示的图案的透射窗224。掩模5具有与三个相邻像素，即红像素、绿像素和蓝像素的第一区域31相对应的孔径51。孔径51的尺寸一般稍微大于这三个像素的总尺寸，以便在经由孔径51沉积用于形成第二电极222的材料时获得的图案彼此重叠。因此，第二电极222可以充当公共电极。
当这三个像素构成单元像素时，孔径51彼此以与单元像素相对应的距离在水平方向和垂直方向上分离开。
在利用掩模5将用于形成第二电极222的金属沉积在有机层223上时，得到图6A所示的图案。
在将掩模5水平移动一个单元像素而后沉积金属时，得到如图6B所示的图案。在将掩模5向下再移动一个单元像素而后沉积金属时，得到如图6C所示的图案。下文中，在将掩模5水平再移动一个单元像素而后沉积金属时，得到如图6D所示的图案。这样，如图6D所示，得到具有图3的图案中的透射窗224的第二电极222。
掩模5的孔径51的图案不限于图5所示的图案。换句话说，如果孔径51被形成在图5所示的四个相邻的孔径51的中央，并且位于中央的孔径51与四个相邻的孔径51中的每个相同，则可以通过仅仅一次水平移动掩模5得到具有图6D所示的图案的第二电极222。
图7和图8示出与图5的掩模5相比具有其它形状的掩模5。
与对应于三个像素的第一区域31相对应的孔径51被形成在与透射窗224相对应的区域周围。图7所示的孔径51的图案可以允许通过水平移动掩模5仅仅一次来得到具有图6D所示的图案的第二电极222。在这种情况下，由于孔径51之间的间隔是足够的，因此掩模5不会被张力破坏，而可以是稳定的。
图8示出图7的修改后的示例。孔径51的中央向上且向下突起，因而在将图7的掩模5水平移动一个单元像素并执行沉积时，在孔径51的向上突起和向下突起上冗余地进行沉积。因此，第二电极222可以在整个显示单元上稳定地形成而无任何中断。
上述实施例不仅适用于如图4所示的包括薄膜晶体管TR的电路部分与第一电极221不重叠的结构，而且适用于如图9所示的包括薄膜晶体管TR的电路部分与第一电极221重叠的结构。
在图9所示的结构的情况下，当第一电极221作为反射电极被形成时，可以得到电路部分的导电图案被第一电极221遮蔽的效果。因此，可以抑制由于外部光被电路部分的导电图案散射而造成的透过图像的失真。
尽管已经示出并描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员将会理解，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，其中本发明的原理和精神被限定在权利要求及其等同物中。

Claims (17)

1.一种有机发光显示设备，包括：
基板；
形成在所述基板上的多个像素，每个像素包括发光的第一区域和透射外部光的第二区域；
布置在每个像素的所述第一区域中的多个薄膜晶体管；
布置在每个像素的所述第一区域中并且分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；
与所述多个第一电极相对形成并且包括与所述第二区域相对应的多个透射窗的第二电极，其中所述多个透射窗中的每个具有岛状；以及
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中针对每个像素，所述多个透射窗彼此分离。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中在至少两个相邻像素中的所述透射窗彼此连接。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述第二电极由反光材料形成。
5.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述多个第一电极由透光材料形成。
6.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述多个第一电极与所述多个薄膜晶体管重叠。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的有机发光显示设备，其中每个像素的所述第一区域包括发射区域和电路区域，所述薄膜晶体管被布置在所述电路区域中，并且所述第一电极被布置在所述发射区域中。
8.根据权利要求7所述的有机发光显示设备，其中每个像素的所述发射区域和所述电路区域彼此相邻。
9.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中图像被显示在每个像素的所述第一区域中，并且外部光穿过每个像素的所述第二区域。
10.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中每个像素的所述第二区域不包括薄膜晶体管、电容器和有机发光器件。
11.一种制造有机发光显示设备的方法，该方法包括：
在基板上限定多个像素，所述多个像素中的每个包括发光的第一区域和透射外部光的第二区域；
在每个像素的所述第一区域中形成多个薄膜晶体管；
在每个像素的所述第一区域中形成分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；
在所述多个第一电极上形成有机层；并且
利用具有与所述第一区域相对应的孔径的图案的掩模在所述有机层上形成第二电极，其中所述第二电极包括与所述第二区域相对应的多个透射窗。
12.根据权利要求11所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述孔径以规则的间隔彼此分离。
13.根据权利要求12所述的制造有机发光显示设备的方法，其中所述孔径以小于或等于与至少一个像素相对应的距离的间隔彼此分离。
14.一种有机发光显示设备，包括：
基板；
形成在所述基板上的多个像素，每个像素包括发光的第一区域和通过多个透射窗透射外部光的第二区域，所述第一区域包括电路区域和发射区域；
布置在每个像素的所述电路区域中的多个薄膜晶体管；
布置在每个像素的所述第一区域中并且分别电连接到所述多个薄膜晶体管的多个第一电极；
形成在所述多个第一电极中的每个上并且包括与所述第二区域相对应的所述多个透射窗的第二电极；以及
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层，其中所述多个透射窗彼此分离，并且每个透射窗与每个像素相对应。
15.根据权利要求14所述的有机发光显示设备，其中所述第二电极由反光材料形成。
16.根据权利要求14所述的有机发光显示设备，其中所述多个第一电极由透光材料形成。
17.根据权利要求14所述的有机发光显示设备，其中所述多个第一电极与所述多个薄膜晶体管重叠。
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