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CN104425758A - 有机发光二极管显示器及其制造方法 - Google Patents

有机发光二极管显示器及其制造方法 Download PDF

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CN104425758A
CN104425758A CN201310409844.7A CN201310409844A CN104425758A CN 104425758 A CN104425758 A CN 104425758A CN 201310409844 A CN201310409844 A CN 201310409844A CN 104425758 A CN104425758 A CN 104425758A
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CN
China
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layer
light emitting
organic light
emitting diode
diode display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310409844.7A
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English (en)
Inventor
刘振宇
卢宏杰
林熙干
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TPK Touch Solutions Inc
Original Assignee
TPK Touch Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CN201310409844.7A priority Critical patent/CN104425758A/zh
Priority to TW103130979A priority patent/TWI607597B/zh
Priority to US14/481,865 priority patent/US20150069364A1/en
Priority to TW103216003U priority patent/TWM494392U/zh
Publication of CN104425758A publication Critical patent/CN104425758A/zh
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract

本发明公开了一种有机发光二极管显示器及其制作方法，所述有机发光二极管显示器包含：一阳极层；一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；一有机发光层，设置在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；及一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。本发明另提供一种有机发光二极管显示器制作方法。本发明借由在有机发光二极管显示器中设置防色偏差层，阻止有机发光层混色区域产生光线，以解决现有技术的色偏问题。

Description

有机发光二极管显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种显示器，特别是涉及一种有机发光二极管显示器(organiclight-emitting diode，OLED显示器)显示器及其制造方法。
背景技术
有机发光二极管显示器(organic light-emitting diode，后续简称OLED)显示器一直都被业界认为是最具竞争力的下世代显示技术之一，其优点包括在无需背光模组即可自发光、应答速度快、低操作电压。
标准的OLED显示器具有自发光的特性，采用一由有机材料所构成的有机材料层，当有电流通过有机材料层时，有机材料层中的有机材料就会发光。搭配不同的有机材料，OLED显示器即可发出不同颜色的光，以达成多彩或全彩显示器的需求。
目前在制造OLED显示器的有机材料层工艺上，可利用蒸镀机形成具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的有机材料层。所述蒸镀机具有一开设有复数个开口的掩膜板，所述有机材料层上划分有复数个像素区域。在蒸镀的过程中，首先透过掩膜板上的开口在一像素区域上蒸镀R、G、B三种颜色中的一种有机材料（例如R），之后再移动所述掩膜板至其它像素区域，透过同样的开口依序形成其它颜色的有机材料(例如G、B)。由于蒸镀过程中，有机材料会残留在开口附近的掩膜板上，残留的有机材料具有重量，久而久之，掩膜板产生变形，导致掩膜板的开口形状产生变化，进而使掩膜板的开口无法精准对位，最终造成有机材料层上出现混色区域，即在某一像素区域出现不同颜色的重叠现象，造成色偏差问题。
发明内容
有鉴于此，本发明借由在有机发光二极管显示器中设置防色偏差层，阻止有机发光层混色区域射出光线，以解决现有技术的色偏问题。
本发明提出一种有机发光二极管显示器，其特征在于，包含：一阳极层；一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；一有机发光层，设置在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；及一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。
本发明另提出一种制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于，包含：设置一阳极层；设置一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；设置一有机发光层在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；及设置一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。
本发明借由在有机发光二极管显示器中增加防色偏差层来达到阻止有机发光层的混色区域射出光线，以解决现有技术的色偏问题。以此设计可大幅提高生产的良率。
无疑地，本发明在阅者读过下文以多种附图与绘图来描述的优选实施例细节说明后将变得更为显见。
附图说明
图1-4绘示出根据本发明实施例一有机发光二极管显示器的制作流程的横断面示意图；
图5-图9绘示出本发明有机发光二极管显示器的多种态样的横断面示意图；
其中，附图标记说明如下：
          有机发光
  10                           107          空穴注入层
            二极管显示器
  100        下基板           108          空穴传输层
  101        阳极层           109          电子传输层
  102      有机发光层         110          电子注入层
  103       掩膜装置          1021          原色区域
                       1021a/1021b/    红色/绿色/蓝色原
  104      防色偏差层
                            1021c        色区域
  104a     绝缘图案         1022         混色区域
  105        阴极层          A1        上光线射出方向
  106        上基板
具体实施方式
在下文的细节描述中，组件符号会标示在随附的附图中成为其中的一部份，并且以可实行实施例的特例描述方式来表示。这类实施例会说明足够的细节，使得本领域的一般技术人员得具以实施。阅者须了解到本发明中也可利用其它的实施例或是在不悖离所述实施例的前提下作出结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述将不欲被视为是一种限定，相反的，其中所包含的实施例将由权利要求书来加以界定。此外，下文的各实施例中所称的方位“上”及“下”，仅是用来表示组件之间的相对位置关系，并非用来限制本发明。
现在下文中将提供多个实施例搭配附图来说明本发明工艺。其中，图1-4绘示出根据本发明实施例一有机发光二极管显示器的制作流程的横断面示意图。图5-图9则绘示出本发明有机发光二极管显示器的多种态样。
本发明提出一种制作有机发光二极管显示器的方法包含：设置一阳极层；设置一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；设置一有机发光层在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；及设置一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。
在一实施列中在设置有机发光层之前更包括提供一上基板与一下基板，而所述阴极层与所述阳极层则设置在所述上基板与所述下基板之间。
下面将根据图示来详细说明所述实施列中有机发光二极管显示器的制作流程。
值得注意的是，有机发光二极管显示器10的光线射出方向可以为从上基板射出的上光线射出方向A1或光线射出方向是可以为从下基板射出的下光线射出方向A2，本实施列中将以有机发光二极管显示器10的光线射出方向为上光线射出方向A1为例。
首先请参照图1，在流程一开始，提供一下基板100作为整体组件结构的基底，如一透明的玻璃板或塑胶板或其它具备组件承载功能的材料，其中下基板100可以是指经强化过后的板材。接着，在下基板100的上表面或上方形成一阳极层101。阳极层101的材料可为透明导电氧化物(TransparentConducting Oxide，TCO)，如氧化铟锡（Indium tin oxide，ITO）、氧化锌（zincoxide，ZnO）、铝掺杂的氧化AZO(Al:ZnO)等，或是不透光的金属，如镍(Nickel，Ni)、金（Aurora，Au）、钼(Molybdenum，Mo)或铂(Platinum，Pt)等，其以蒸镀或是溅射方式形成在下基板100上。
在形成阳极层101后，在阳极层101上方形成一有机发光层(EmittingLayer，EML)102。有机发光层102含有多个原色区域1021，如红色原色区域1021a，绿色原色区域1021b，蓝色原色区域1021c。有机发光层102原色区域1021的材料会视原色区域1021的颜色不同而采用不同的材料，如使用DCM(4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)，DCM-2，DCJTB(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1，1，7，7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran)等红光染料作为红色原色区域1021a的材料，使用Alq((8-hydroxyquinoline)aluminum)，Alq3(tris-(8-hydroxy quinoline)aluminum)，DMQA(N，N'-Dimethyl-quinacridone)等绿光染料作为绿色原色区域1021b的材料，使用anthracene，Alq2，BCzVBi(4，4”-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1，1”-biphenyl)，Perylene，OXD(oxadiazole)，DPVB(Bis(2，2-diphenylvinyl)benzene)等蓝光染料作为蓝色原色区域1021c的材料。有机发光层102的形成可以利用现有技术的蒸镀机及其使用的掩膜板(tension mask)相应的蒸镀上前述红、绿、蓝三种有色发光材料，形成红色原色区域1021a，绿色原色区域1021b，以及蓝色原色区域1021c。但由于蒸镀过程中，有机材料会残留在开口附近的掩膜板上，残留的有机材料具有重量，久而久之，掩膜板产生变形，导致掩膜板的开口形状产生变化，进而使掩膜板的开口无法精准对位，最终造成有机材料层102上出现混色区域1022。
请参照图2，在形成有机发光层102后，在有机发光层102的上方或下方（本实施列以上方为例）会架设一掩膜装置103。之后，通过所述掩膜103进行一蒸镀或溅射工艺，以在有机发光层102的上方形成防色偏差层104，其中所述防色偏差层具有多个对应所述混色区域1022的绝缘图案104a，所述绝缘图案104a的形成材料可以采用二氧化硅或光刻胶。
若所述绝缘图案104a的形成材料为光刻胶，则先涂布一层光刻胶，之后再进行光刻与刻蚀工艺(包括紫外线曝光及显影等步骤)来图案化所述光刻胶，即可形成绝缘图案104a。或者，先以溅射方式在有机发光层104上形成一层光刻胶，之后通过光刻工艺图案化所述光刻胶层，形成绝缘图案104a。
在一优选实施列中绝缘图案104a也可以采用二氧化硅材料来制作。所采用的工艺也是光刻与刻蚀工艺，因此不再赘述。
请参照图3，而后在防色偏差层104上方形成一阴极层105，阴极层105功用在于产生电子，故一般选择功函数低的金属材料，如低功函数的碱金族(alkali)、碱土族(alkaline earth)、或是镧系金属(lanthanide)等，最后提供一上基板106在阴极层105方上作为整体组件结构的保护层，所述上基板106可为一透明的玻璃板或塑胶板或其它具备组件保护功能的材料，如此即完成了有机发光二极管显示器10主要结构的制作。
如图3所示，一般当通以电流时，阳极层101会产生空穴而与阴极层105所产生的电子会在有机发光层102结合产生光子，使有机发光层102可产生光线射出，但在本发明中，借由绝缘图案104a设置在对应的混色区域1022上，使阳极层101所产生的空穴与阴极层105所产生的电子无法在混色区域1022中结合产生光子，从而起到阻止混色区域1022的光线射出，最终达到防止色偏差的功效。
值得注意的是，有机发光二极管显示器10的光线射出方向可以由阳极层101与阴极层105的选用材料的不同而不同。
在一实施例中，阳极层101为厚度范围在150nm～200nm的铝层或厚度范围在100nm～150nm的金层，阴极层105为厚度范围在0.1nm～20nm的铝层或厚度范围在0.1nm～20nm的银层或厚度范围在20nm～100nm的氧化铟锡层或氧化铟锌层。此时阳极层101为光反射型，而阴极层105为光穿透型，有机发光二极管显示器10的光线射出方向则为往所述上基板106射出的上光线射出方向A1。
在另一实施例中，阳极层101为厚度范围在50nm～300nm的氧化铟锡层或氧化铟锌层，阴极层105为厚度范围在150um～200um的铝层。此时阳极层101为光穿透型，而阴极层105为光反射型，有机发光二极管显示器10的光线射出方向则为从往所述下基板100射出的下光线射出方向A2。
在上述实施例中，所述防色偏差层104是位于所述阴极层105与所述有机发光层102之间。但在其它实施例中，防色偏差层104也可设置在所述阳极层101与所述有机发光层102之间。
在上述实施例中，可以在有机发光二极管显示器10增设其它层级以增进有机发光二极管显示器的发光效率，请参后续图式说明。
请参照图4，在本实施例中，阳极层101形成在下基板100上。在阳极层101上形成一空穴注入层(Hole Injection Layer，HIL)107。空穴注入层107可为最高占据分子轨道(Highest occupied moleculear orbital，HOMO)能阶与阳极层101的功函数匹配的材料，如CuPc(copper phthalocyanine)、TiOPc、m-MTDATA(4，4’，4”-tris(3-methyl phenylphenylamino)triphenylamine)、2-TNATA(4，4’，4”-tris(2-naphthyl phenylamino)triphenylamine)、或是PEDOT-PSS(poly(3，4-ethylene dioxythiophene)-poly(styrenesulfonate))等。空穴注入层107可以通过蒸镀、旋涂、刮刀涂布等方式形成。空穴注入层102的功用在于增加界面间的电荷注入，并能提高有机发光二极管显示器10的发光效率。
在形成空穴注入层107后，接着，在空穴注入层107上形成一空穴传输层(Hole Transport Layer，HTL)108。空穴传输层108为具有高空穴迁移率以及高热稳定性的薄膜材料，如NPB(naphtha-phenylene benzidine)、TPD(N，N'-diphenyl-N，N'-di(3-methylphenyl)-1，1'-biphenyl-4，4'-diamine)、或是PVK(poly(9-vinyl carbazole))等，其可以蒸镀、旋涂、刮刀涂布等方式形成在空穴注入层107上。空穴传输层108的功用在于提高空穴的传输速率，进而提高有机发光二极管显示器10的发光效率。
在形成空穴传输层108后，在空穴传输层108上形成有机发光层102，所述有机发光层102具有多个原色区域1021以及多个混色区域1022。接着在有机发光层102上方形成防色偏差层104，其中所述防色偏差层104具有多个对应所述混色区域1022的绝缘图案104a，之后可在防色偏差层104上形成一电子传输层(Electron Transport Layer，ETL)109。电子传输层109的功用在于使阴极层105注入的电子能顺利传输到有机发光层102，并阻绝空穴迁移到阴极层105，故其材料要具有高电子迁移率的特性，并具有可阻绝空穴的能障，其适合的材料如PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole)、OXD、TAZ(3-(biphenyl4-yl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-4H-1，2，4-triazole)或Alq3等，以蒸镀、旋涂、刮刀涂布等方式形成在防色偏差层104上。
在电子传输层109上形成一电子注入层110(Electron Injection Layer，EIL)来帮助电子的注入，其材料可为最低未占据分子轨道(Lowest unoccupiedmolecular orbital，LUMO)能阶与阴极层105的功函数匹配的材料，如LiF、LiO3、LiBO2等。而后在电子注入层110上形成一阴极层105，最后提供一上基板106在阴极层105上作为整体组件结构的保护层，如一透明的玻璃板或塑胶板或其它具备组件保护功能的材料，如此即完成了有机发光二极管显示器10主要结构的制作。
在一实施列中，有机发光二极管显示器10的主要结构为前述图3所示：有机发光二极管显示器阳极层101为光反射型，阴极层110为光穿透型，造成有机发光二极管显示器10的光线射出方向A1为从所述上基板106射出，整体叠层结构自下而上依次为在下基板100上依次形成一阳极层101，一具有多个原色区域1021与多个混色区域1022的有机发光层102，一防色偏差层104，其中所述防色偏差层具有多个对应所述混色区域1022的绝缘图案104a，一阴极层105及一上基板106。
在另一实施列中，有机发光二极管显示器10的主要结构为前述图4所示：有机发光二极管显示器阳极层101为光反射型，阴极层110为光穿透型，造成有机发光二极管显示器10的光线射出方向A1为从所述上基板106射出，整体叠层结构自下而上依次为在下基板100上依次形成一阳极层101，一空穴注入层107，一空穴传输层108，一具有多个原色区域1021与多个混色区域1022的有机发光层102，一防色偏差层104，其中所述防色偏差层具有多个对应所述混色区域1022的绝缘图案104a，一电子传输层109，一电子注入层110，一阴极层105及一上基板106。
但上述结构仅为本发明的一范例性的优选实施例，在其它实施例中，根据有机发光二极管显示器10光线射出方向的不同，防色偏差层104可以在对应混色区域107的情形下设置在不同位置。请参照图5-图9，其绘示出本发明有机发光二极管显示器10多种不同的防色偏差层104设置态样的横断面示意图。
在一实施例中，防色偏差层104可以设置在电子传输层109与电子注入层110之间(如图5)，可以设置在电子注入层110与阴极层105之间（如图6），可以设置在空穴传输层108与空穴注入层107之间（如图7）、可以设置在空穴注入层107与阳极层101之间（如图8），可以设置在阳极层101与下基板100之间（如图9）都可以达到阻止混色区域1022中的电子与空穴行因结合反应而射出光线的作用，最终防止色偏差的功效。
在本发明中，防色偏差层104的形状并不以图示的方形所限制，也可以为菱形、梯形、漏斗形等，只要防色偏差层104可以完全遮蔽混色区域107即为本发明的技术方案。
值得注意的是，本发明的有机发光二极管显示器10不限定于光线射出方向A1与光线射出方向A2的发光设计，且防色偏差层104的设置并不受限于有机发光二极管显示器10的光线射出方向，只要保证防色偏差层104是设置在阳极层101与阴极层105之间，起到阻止有机发光层102中对应于混色区域1022的电子与空穴行进行结合产生光线的作用即可，最终防止色偏差产生，以此设计可大幅提高生产的良率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种有机发光二极管显示器，其特征在于，包含：
一阳极层；
一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；
一有机发光层，设置在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；以及
一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：所述有机发光二极管显示器更包括：
一上基板与一下基板，所述阴极层与所述阳极层间隔设置在所述上基板与所述下基板之间。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：所述阳极层为光反射型且所述阴极层为光穿透型，所述有机发光二极管显示器的一光线射出方向是往所述上基板射出。
4.根据权利要求3所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：所述光反射型的阳极层为厚度范围在150nm～200nm的铝层或厚度范围在100nm～150nm的金层，所述光穿透型的阴极层为厚度范围在0.1nm～20nm的铝层或厚度范围在0.1nm～20nm的银层或厚度范围在20nm～100nm的氧化铟锡层或氧化铟锌层。
5.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：所述阳极层为光穿透型且所述阴极层为光反射型，所述有机发光二极管显示器的一光线射出方向是往所述下基板射出。
6.根据权利要求5所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：所述光穿透型的阳极层为厚度范围在50nm～300nm的氧化铟锡层或氧化铟锌层，所述光反射型的阴极层为厚度范围在150um～200um的铝层。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其特征在于：
所述绝缘层的形成材料为光刻胶或二氧化硅。
8.一种制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于，包含：
设置一阳极层；
设置一阴极层，所述阳极层与所述阴极层彼此相对且间隔设置；
设置一有机发光层在所述阴极层与所述阳极层之间，所述有机发光层包含多个原色区域以及多个混色区域；以及
设置一防色偏差层，设置在所述阳极层与所述有机发光层之间或所述有机发光层与所述阴极层与之间，且所述防色偏差层具备多个对应所述混色区域的绝缘图案，其中所述绝缘图案用以阻止对应的所述混色区域产生光线。
9.根据权利要求8所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于：更包括提供一上基板与一下基板，其中所述阴极层与所述阳极层是设置在所述上基板与所述下基板之间。
10.根据权利要求9所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于：
所述阳极层为光反射型且所述阴极层为光穿透型，所述有机发光二极管
显示器的一光线射出方向是往所述上基板射出。
11.根据权利要求9所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于：
所述阳极层为光穿透型且所述阴极层为光反射型，所述有机发光二极管显示器的一光线射出方向是往所述下基板射出。
12.根据权利要求8所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于：所述绝缘图案的形成材料为光刻胶或二氧化硅。
13.根据权利要求8所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于形成所述绝缘图案的步骤包含：
涂布一光刻胶层；以及
通过光刻与刻蚀工艺图案化所述光刻胶层，以形成所述绝缘图案。
14.根据权利要求8所述的制作有机发光二极管显示器的方法，其特征在于形成所述绝缘图案的步骤包含：
蒸镀或溅射二氧化硅以形成所述绝缘图案。
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