CN1694585A - 有机电致发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
有机电致发光器件及其制造方法。提供了一种有机电致发光器件。将第一基板和第二基板设置为相互分开预定距离，并在这些基板中限定有多个子像素。阵列元件具有形成在子像素单元中的第一基板的内表面上的至少一个薄膜晶体管(TFT)。导电隔体与阵列元件的驱动TFT电连接。在第二基板的内表面上布置有用于有机电致发光二极管的第一电极。在子像素单元中的第一电极上依次形成有有机电致发光层和用于该有机电致发光二极管的第二电极。使第一基板和第二基板错开预定位置并相互接合，以使得导电隔体与设置在第二电极上的导电隔体接触区相接触。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件，更具体地，涉及上基板和下基板被相互不对称地接合的有机电致发光器件及其制造方法。
背景技术
在平板显示器领域，液晶显示器(LCD)由于其轻质和低功耗而被广泛使用。但是，LCD是不发光显示器，并在亮度、对比、视角和大显示尺寸方面存在技术限制。因此，正在积极开发能够克服这些缺点的新平板显示器。
这些新平板显示器中的一种是有机电致发光显示器。有机电致发光器件是自发光显示器，因此，与LCD相比具有高的对比度和宽的视角。此外，由于有机电致发光器件不需要背光组件，所以其轻质且薄。另外，有机电致发光器件可以降低功耗。
此外，有机电致发光器件可以利用低的DC电压来驱动并具有快速的响应速度。由于有机电致发光器件的所有元件都由固体材料制成，所以其能够承受外部冲击。其还可以在宽温度范围内使用，并可以低成本地制造。
具体地，有机电致发光器件可通过淀积和封装工艺而容易地制造出。因此，制造有机电致发光器件的装置和方法比LCD或PDP的简单。
如果有机电致发光器件是以有源矩阵形式驱动的，则即使施加低电流也能获得均匀的亮度。因此，有机电致发光器件的优点是功耗低、分辨率高和屏幕尺寸大。
图1是以底部发光形式工作的现有技术的有源矩阵有机电致发光器件(AMOLED)的示意性剖面图。
如图1所示，将第一基板10和第二基板30设置为相互面对。用密封图案40封装第一基板10和第二基板30的边缘部分。在各个子像素单元中的第一基板10的透明基板1上形成有TFT(T)。第一电极12连接到该TFT。在TFT和第一电极12上形成有有机电致发光层14，并且将其设置为与第一电极12相对应。有机电致发光层14包含有呈现红色、绿色和蓝色的发光材料。在该有机电致发光层14上形成有第二电极16。
第一电极12和第二电极16用于对有机电致发光层14施加电场。
第二电极16和第二基板30因为密封图案40而相互分开预定距离。因此，可以在第二基板30的内表面上进一步设置吸收剂(未示出)和半透明带(未示出)。吸收剂吸收从外部进入的湿气，而半透明带将吸收剂粘附在第二基板30上。
在底部发光型结构中，当第一电极12和第二电极16分别为阳极和阴极时，第一电极12由透明导电材料形成，第二电极16由低功函(workfunction)的金属形成。在这种情况下，有机电致发光层14包括依次形成在与第一电极12接触的层上的空穴注入层14a、空穴传输层14b、发光层14c和电子传输层14d。
发光层14c在多个子像素中具有红色、绿色和蓝色滤光器。
类似地，在现有技术的有机电致发光器件中，在同一基板上层叠有阵列元件(A)和有机电致发光二极管(E)。
底部发光型有机电致发光器件是通过将形成有阵列元件和有机电致发光二极管的基板与为封装而设置的独立基板接合而制造出来的。在这种情况下，有机电致发光器件的合格率取决于阵列元件的合格率与有机电致发光二极管的合格率的乘积。因此，整个工艺的合格率很大程度上受限于后续工艺，即，形成有机电致发光二极管的工艺。例如，即使形成了优良的阵列元件，但是如果在利用厚度约为1000的薄膜形成有机电致发光层时外部颗粒或其它因素导致了缺陷，则相应有机电致发光器件也是次品级。
因此，引起了制造无缺陷阵列元件过程中所用的每一笔费用和材料成本的浪费，这导致合格率下降。
此外，底部发光型有机电致发光器件由于封装而具有高的稳定性和高的自由度，但孔径比却有限。因此，难以将底部发光型有机电致发光器件应用于高分辨率的产品。同时，在顶部发光型有机电致发光器件的情况下，TFT的设计是容易的，并且孔径比较高。因此，其在产品使用寿命方面是有优势的。但是，由于将阴极设置在有机电致发光层上，所以材料选择受到限制。结果，透光率受限且发光效率下降。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种有机电致发光器件及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的局限性和缺点而引起的一个或更多个问题。
本发明的优点是提供了一种有机电致发光器件及其制造方法，其中第一基板和第二基板的对应像素区并未被精确对准。相反地，通过在各个基板上设计的多个导电隔体的位置来将第一基板和第二基板错开，并将它们相互接合。通过这种方式，随意设置导电隔体的位置，以使得可以减小下基板上的TFT的设计容限。
将在下面的描述中阐述本发明的其它特征和优点，其部分地通过该描述而明了，或者可以通过对本发明的实践而习得。通过在书面描述及其权利要求以及附图中所具体指出的结构，可以实现并获得本发明的这些目标和其它优点。
为了实现这些目标和其它优点，并根据本发明的目的，如本文所具体实施和广泛描述的，提供了一种有机电致发光器件，其包括：相互分开预定距离的第一基板和第二基板，在所述基板中限定有多个子像素；阵列元件，具有在各个子像素单元中的所述第一基板的内表面上形成的至少一个薄膜晶体管(TFT)；导电隔体，与所述阵列元件的驱动TFT电连接；用于有机电致发光二极管的第一电极，布置在所述第二基板的内表面上；以及有机电致发光层和用于所述有机电致发光二极管的第二电极，它们被依次形成在各个像素单元中的所述第一电极上，其中所述第一基板和所述第二基板错开预定距离并相互接合，以使得所述导电隔体与设置在所述第二电极上的导电隔体接触区相接触。
在本发明的另一方面中，提供了一种制造有机电致发光器件的方法，该方法包括：形成阵列元件，其具有形成在位于子像素单元中的第一基板内表面上的至少一个TFT；形成与所述阵列元件的驱动TFT电连接的导电隔体；在第二基板的内表面上形成用于有机电致发光二极管的第一电极；在位于所述子像素单元中的所述第一电极上依次形成有机电致发光层和用于所述有机电致发光二极管的第二电极；以及，使所述第一基板和第二基板错开预定距离，并将所述第一基板和第二基板相接合，以使得所述导电隔体与设置在所述第二电极上的导电隔体接触区相接触。
应当理解，本发明的上述总体描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并旨在对权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图对本发明提供进一步的理解，将其并入并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在这些附图中：
图1是现有技术的有机电致发光器件的示意性剖视图；
图2是双板型有机电致发光器件的示意性剖视图；
图3是根据本发明一个实施例的双板型有机电致发光器件的示意性剖视图；
图4A和4B是示出了图3中所示的双板型有机电致发光器件的第一基板和第二基板的示意性平面图；
图5是根据本发明另一实施例的双板型有机电致发光器件的示意性剖视图；
图6A和6B是示出了图5所示的双板型有机电致发光器件的第一基板和第二基板的示意性平面图；并且
图7是示出了根据本发明一个实施例的有机电致发光器件的制造方法的流程图。
具体实施方式
下面具体参照本发明的实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在所有图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分。
图2是双板型有机电致发光器件的示意性剖视图。为了便于解释，图中只示出了一个像素区。参照图2，将第一基板110和第二基板130设置为相互分开预定距离。在第二基板130的透明基板101的内表面上形成有有机电致发光二极管E。用封装图案140封装第一基板110和第二基板130的边缘。
有机电致发光二极管E包括：例如用作公共电极的第一电极132、布置在第一电极132下面的子像素边界处的电极隔离体134、布置在多个电极隔离体134之间的有机电致发光层136、以及对于各个子像素进行构图的第二电极138。
虽然未示出，但是形成有缓冲层以对有机电致发光层136进行分隔，并且防止第一电极132和第二电极138由于导电隔体114而短路。
有机电致发光层136包括依次层叠的第一载流子传输层136a、发光层136b和第二载流子传输层136c。第一载流子传输层136a和第二载流子传输层136c用于将电子或空穴注入发光层136b或传输它们。
通过正电极和负电极的排布来确定第一载流子传输层136a和第二载流子传输层136c。例如，当发光层136b由高分子化合物形成并且将第一电极132和第二电极138分别构成为正电极和负电极时，与第一电极132相接触的第一载流子传输层136a具有空穴注入层和空穴传输层的层叠结构，并且与第二电极138相接触的第二载流子传输层136c具有电子注入层和电子传输层的层叠结构。
此外，有机电致发光层136可以由高分子化合物或低分子化合物形成。当有机电致发光层136由低分子化合物形成时，其是通过使用汽相淀积工艺形成的。当有机电致发光层136由高分子化合物形成时，其是通过使用喷墨(inkjet)工艺形成的。
阵列元件120包括TFT。为了将电流供应给有机电致发光二极管E，在各个子像素单元中的第二电极138与TFT T相连的位置处布置有柱形导电隔体114。
与用于一般LCD的隔体不同，该导电隔体114的主要目的是将两个基板电连接，而不是保持单元间隙。隔体114位于两个基板之间的部分具有恒定高度。
导电隔体114将设置在各个子像素单元中的第一基板上的TFT T的漏极112与设置在第二基板130上的第二电极138电连接。通过利用金属对有机绝缘层形成的柱形隔体进行外覆，来形成导电隔体114。导电隔体114使第一基板110和第二基板130的像素以1∶1的对应关系相接合，以使得电流可以流过。
下面将更详细地说明导电隔体114和TFT T的连接部分。在覆盖TFTT的区域处形成钝化层124。该钝化层124包括用来露出一部分漏极112的漏极接触孔122。这里，TFT T对应于与有机电致发光二极管E相连的驱动TFT。
从导电材料中选择用于导电隔体114的金属，优选地，选择具有延展性和低电阻率的金属。
根据本发明一个实施例，有机电致发光器件是从有机电致发光层136向第二基板130发光的顶部发光型。优选地，从具有透光性质的导电材料中选择第一电极132，而从不透明金属材料中选择第二电极138。
另外，可以由惰性气体或绝缘液体来填充第一基板110与第二基板130之间的空间I。
虽然图中未示出，但是阵列元件120还包括：扫描线、信号线以及与扫描线交叉并相互分开预定距离的功率线(power line)；布置在扫描线与信号线的交叉处的开关TFT；以及存储电容。
在双板型有机电致发光器件中，将阵列元件和有机电致发光二极管设置在不同的基板上。因此，与将阵列元件和有机电致发光器件形成在同一基板上的情况不同，有机电致发光二极管并不受阵列元件的合格率的影响。因此，在各元件的生产管理方面，双板型有机电致发光元件具有优良特性。
如果在上述情况下以顶部发光形式来实现屏幕，则可以在不考虑孔径比的情况下设计TFT，由此提高了阵列处理的效率。此外，可以生产出具有高孔径比和高分辨率的产品。由于将有机电致发光二极管形成为双板型，所以与现有技术的顶部发光型相比，可以更有效地阻隔外部空气，由此提高了产品的稳定性。
此外，由于是在不同基板上形成TFT和有机电致发光二极管，所以可以有效获得关于TFT排列的自由度。由于将有机电致发光二极管的第一电极形成在透明基板上，所以与现有技术的将第一电极形成在阵列元件上的结构相比，可以增加关于第一电极的自由度。
在双板型有机电致发光器件中，当有机电致发光层136由高分子材料形成时，如果导电隔体114与第二基板130接触的位置在发光区(即，形成有机电致发光层136的区域)内，则会阻碍高分子墨水(high molecularink)的流动。
因此，当有机电致发光层136由高分子材料形成时，必须将导电隔体114布置在第二基板130上的像素的一个边缘处。在这种情况下，关于设置在第一基板110上的TFT的位置和形状的设计受到极大的限制。
参照图2，根据现有技术阵列元件120的设计，当第一基板110和第二基板130被精确对准并相互接合时，导电隔体114通常与驱动TFT T的漏极112相连，并与第二基板130上的发光区(即，有机电致发光层136的区域)的中间位置接触。
在图2所示的双板型有机电致发光器件中，很难形成高分子化合物的有机电致发光层136。
下文中，将参照附图详细描述可以解决这些问题的有机电致发光器件。
图3是根据本发明一实施例的双板型有机电致发光器件的示意性剖视图。为了便于解释，图中只示出了一个像素区。
图4A和4B是用于说明图3所示的双板型有机电致发光器件的第一基板和第二基板的示意性平面图。
在根据本发明的双板型有机电致发光器件中，第一基板和第二基板的对应像素区未被精确对准。相反地，通过在各个基板上设计的多个导电隔体的位置来将第一基板和第二基板错开，并将它们相互接合。通过这种方式，自由设置导电隔体的位置，以使得可以减小设置在第一基板上的阵列元件的设计容限。
如图3所示，未将具有有机电致发光二极管E的第二基板330与第一基板310精确对准，而是偏移了预定距离，然后将其不对称地接合。其目的是使设计在各个基板上的导电隔体区域的位置相匹配。
参照图4A和4B，与现有技术类似，在像素的中心部分处形成有设置在第一基板310上的导电隔体114。由于第二基板330的有机电致发光层136是由高分子材料形成的，所以在子像素的一个边缘部分处形成有设置在第二基板330上的导电隔体接触区420。
这样，如果将第一基板310与第二基板330精确对准并相互接合，则形成在第一基板310上的导电隔体114的位置与形成在第二基板330上的导电隔体接触区420的位置随各个子像素而有所不同。
为了解决该问题，现有技术使用了改变设置在第一基板上的阵列元件的设计的方法。与此相反，本发明将第一基板310和第二基板330偏移预定位置，并将它们非对称地接合，以使得第一基板310的导电隔体114与第二基板的导电隔体接触区420相匹配。因此，可以减少形成在第一基板310上的阵列元件120(即，多个TFT)的设计容限。
参照图4B，在各个子像素的上端部分上形成有导电隔体接触区420。由此，当第一基板310与第二基板330相互接合时，第二基板330向左偏移预定距离，如图3所示。但是，本发明并不限于这种情况。
图5是根据本发明另一实施例的双板型有机电致发光器件的示意性剖视图，图6A和6B是示出了图5所示的双板型有机电致发光器件的第一基板和第二基板的示意性平面图。为了便于解释，只示出了一个像素区。
参照图6B，在将导电隔体接触区620形成于各像素的下端部分处的情况下，将第二基板330向右偏移预定距离，并将其与第一基板310接合，如图5所示。
图7是示出了制造根据本发明的有机电致发光器件的方法的流程图。
如图7所示，在步骤ST1中，在第一基板上形成有阵列元件。例如，如果设置了多晶硅TFT，则阵列元件的形成包括：在透明基板上形成缓冲层；在缓冲层上形成半导体层和电容电极；在半导体层上形成栅极、源极和漏极；以及形成布置在电容电极上并且连接到源极的功率电极。
然后，形成导电隔体，作为用于电连接第一基板和第二基板的图案。导电隔体将设置在子像素单元中的第一基板上的驱动TFT的漏极与设置在第二基板上的第二电极相连。通过利用金属对有机绝缘层形成的柱形隔体进行外覆来形成导电隔体。导电隔体使第一基板和第二基板的像素以1∶1的对应关系相接合，以使得电流可以流过。
在本实施例中，将导电隔体形成在设置于第一基板上的各个子像素的中心部分处。
在步骤ST2，在第二基板上形成第一电极。从而，在不同基板上形成了第一电极和阵列元件。由于将用于有机电致发光二极管的第一电极直接形成在透明基板上，所以可以使用多种材料，并且可以更容易地进行制造工艺。第一电极是从具有透光性质的导电材料中选出的。
在步骤ST3，在第一电极上形成有机电致发光层。有机电致发光层包括发光层和传输层。发光层是由呈现红色、绿色和蓝色的发光材料形成的，而传输层注入并传输电子或空穴。有机电致发光层是由高分子材料形成的。
在有机电致发光层是由高分子材料形成的情况下，如果导电隔体与第二基板接触的位置位于发光区(即，形成有机电致发光层的区域)内，则会阻碍高分子墨水的流动。从而，必须将导电隔体接触区布置在第二基板上的像素的一个边缘处。
在步骤ST4中，在有机电致发光层上形成第二电极。最后，在步骤ST5中，利用导电隔体来电连接第一基板和第二基板，并将其互相接合。
即，使第一基板和第二基板错开预定距离，以使得导电隔体可以与设置在第二电极上的导电隔体接触区相接触。
根据本发明，生产合格率和生产管理效率得以提高。由于有机电致发光器件是顶部发光型，所以TFT的设计变得容易，并且可以提供高的孔径比和高的分辨率。此外，由于将用于有机电致发光二极管的电极形成在基板上，所以可以使用多种材料。另外，由于有机电致发光器件是顶部发光型并且具有封装结构，所以可以提供可靠的产品。
第一基板和第二基板的对应像素区未被精确对准。相反地，通过在各个基板上设计的导电隔体的位置使它们错开，并互相接合。通过这种方式，随意设置导电隔体的位置，以使得可以降低下基板上的TFT的设计容限。
对于本领域技术人员显见，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖那些落入所附权利要求及其等同物范围之内的本发明的修改或变型。
本申请要求于2004年4月30日提交的韩国专利申请No.30382的优先权，在此通过引用将其并入如同在本文中进行了完全阐述。
Claims (12)
1、一种有机电致发光器件，包括：
彼此分开预定距离的第一基板和第二基板，在所述基板内限定有多个子像素；
阵列元件，具有形成在各个子像素单元中的所述第一基板的内表面上的至少一个薄膜晶体管(TFT)；
导电隔体，与所述阵列元件的驱动TFT电连接；
用于有机电致发光二极管的第一电极，布置在所述第二基板的内表面上；以及
有机电致发光层和用于所述有机电致发光二极管的第二电极，被依次形成在各个像素单元中的所述第一电极上，
其中所述第一基板与所述第二基板被错开预定距离，并被相互接合，以使得所述导电隔体与设置在所述第二电极上的导电隔体接触区相接触。
2、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述导电隔体将所述驱动TFT的漏极与设置在所述第二基板上的所述第二电极电连接。
3、根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其中所述导电隔体是通过利用金属来外覆有机绝缘层而形成的。
4、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述导电隔体被形成在设置于所述第一基板上的各个子像素中的预定位置处。
5、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述有机电致发光层是由高分子材料形成的。
6、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述导电隔体接触区被形成在各个子像素的边缘部分处。
7、一种制造有机电致发光器件的方法，所述方法包括：
形成阵列元件，所述阵列元件具有形成在子像素单元中的第一基板的内表面上的至少一个TFT；
形成与所述阵列元件的驱动TFT电连接的导电隔体；
在第二基板的内表面上形成用于有机电致发光二极管的第一电极；
在所述子像素单元中的所述第一电极上依次形成有机电致发光层和用于所述有机电致发光二极管的第二电极；以及
使所述第一基板和第二基板错开预定距离，并将所述第一基板和第二基板相接合，以使得所述导电隔体与设置在所述第二电极上的导电隔体接触区相接触。
8、根据权利要求7所述的制造方法，其中所述有机电致发光层是由高分子材料形成的。
9、根据权利要求7所述的制造方法，其中在所述子像素的边缘部分处形成所述导电隔体接触区。
10、根据权利要求7所述的制造方法，其中所述导电隔体将所述驱动TFT的漏极与设置在所述第二基板上的所述第二电极电连接。
11、根据权利要求10所述的制造方法，其中通过利用金属外覆有机绝缘层来提供所述导电隔体。
12、根据权利要求7所述的制造方法，其中在设置于所述第一基板上的所述子像素中的预定位置处形成所述导电隔体。
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