專利名稱：有機電致發光器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光器件，更具體地，涉及一種有機電致發光器件。
背景技術：
在平板顯示器件中，有機電致發光器件(ELD)是一種具有高對比度和寬視角的自發射型顯示器件。與其它顯示器件相比，因為有機ELD不需要背光裝置，所以可以制造得輕且薄。比起其它類型的平板顯示器件，有機電致發光器件消耗的電力也較少。此外，有機ELD可以用低DC電壓來驅動，并且響應速度很快。由于有機ELD的所有組件都是由固體材料制成的，因此能夠經受碰撞。有機ELD可以在寬的溫度范圍內工作，并且能夠以低成本制造。
和制造LCD或者PDP不同，有機ELD的制造只需利用沉積技術和封裝技術。因而，制造有機ELD的過程和設備都非常簡單。
無源矩陣型有機ELD已經得到廣泛使用，它不具備驅動該有機ELD的開關元件。對于無源矩陣型而言，柵線(掃描線)和數據線(信號線)交叉限定子像素矩陣。依次驅動柵線從而驅動每個子像素。為了表現出所需的平均亮度，必須對顯示器的每個子像素依次發射更高能級的瞬時發光，以產生整體的平均亮度。
對于有源矩陣型而言，在各個子像素內設置了作為開關元件的薄膜晶體管。第一電極與該薄膜晶體管相連，其由子像素單元導通/斷開。第二電極作為公共電極，并與第一電極相對。
存儲電容Cst利用施加給子像素的電壓充電，以此該電壓可以一直施加到下一幀信號施加，這樣在一幀內可以不考慮柵線的數目而對有機ELD連續驅動。因此，對于有源矩陣型而言，即使施加了低電流，也能夠獲得均勻的亮度。這樣，有機ELD獲得了低能耗，高清晰度和大尺寸屏幕的優點。下面將參照附圖來描述這種有源矩陣型有機電致發光器件。
圖1示出了用于說明現有技術中有源矩陣型有機電致發光器件的基本子像素結構的電路圖。如圖1所示，沿第一方向形成柵線(GL)2。此外，沿與第一方向交叉的第二方向形成數據線(DL)3和電源線VDD4，從而確定子像素區。在鄰近柵線2和數據線3的交叉處形成開關TFT5。開關TFT5和電源線4上連接有存儲電容CST6。把與電源元件相連的驅動TFT7連接到存儲電容CST6和電源線4上。
把有機電致發光二極管8連接到驅動TFT7上。當沿正向給有機發光材料施加電流時，電子和空穴就會遷移穿過作為空穴施主的陽極和作為電子施主的陰極兩者之間的P-N結發生復合。有機電致發光二極管8的能量比電子與空穴分離時所具有的能量要低。這個能量差產生光發射。根據從有機電致發光二極管光發射的方向不同，有機電致發光器件可分為頂部發光型和底部發光型。
圖2是現有技術中底部發光型有機電致發光器件的截面圖。如圖2所示，有機電致發光器件10包括透明的第一基板12，形成于第一基板12上的TFT陣列14，形成于TFT陣列14上的第一電極16，第一電極16上的有機發光層18以及形成于有機發光層18上的第二電極20。有機發光層18再現紅色R，綠色G和藍色B。例如，可以將發射R色，G色和B色光的有機材料在每個子像素P內組成圖案。
使用吸收性材料22除去可以損壞有機電致發光器件的濕氣和氧。將基板28的一部分腐蝕，然后將吸收性材料22填充到該腐蝕部分內并用膠帶固定。再用密封劑26將第一基板12粘接到第二基板28，這樣就把有機電致發光器件封裝起來。
圖3示出圖2所示的現有技術中的有機電致發光器件中所包括的TFT陣列的子像素。對于有源矩陣型有機電致發光器件而言，基板上所形成的TFT陣列中的每個子像素設有開關元件TS，驅動元件TD和存儲電容CST。根據所需的工作特性不同，可以使開關或者驅動晶體管由多個TFT組合形成。基板由透明絕緣材料例如玻璃或者塑料制成。
如圖3所示，柵線32和數據線34交叉地形成。在柵線32和數據線34之間形成絕緣層。此外，沿平行于數據線34的方向形成電源線35。
開關TFT TS包括柵極36，有源層40，源極46和漏極50。驅動TFT TD包括柵極38，有源層42，源極48和漏極52。開關TFT TS的柵極36與柵線32相連，源極46與數據線34相連。漏極50通過接觸孔54與驅動TFT TD的柵極38相連。驅動TFT TD的源極48通過接觸孔56與電源線35相連。此外，漏極52與像素P上所形成的第一電極16相連。
在現有技術的底部發光型有機電致發光器件中，其上形成有陣列元件和有機電致發光二極管的第一基板12與用于封裝的單獨的第二基板28相粘合。在這種情況下，有機電致發光器件的產率由陣列元件的產率與有機電致發光二極管的產率之積確定。因此，在現有技術的有機電致發光器件中，整個工藝的產率極大地受到后一工藝也即形成有機電致發光二極管工藝的限制。例如，即使完美地形成陣列元件，但如果在采用約1000厚的薄膜形成有機電致發光層時由于外界物質或者其它因素而引起缺陷，那么整個有機電致發光器件就會產生缺陷。
有機電致發光層的缺陷導致在制造無缺陷的陣列元件時所花費的每筆費用和材料成本的浪費。底部發光型由于封裝的緣故具有高穩定性和高自由度，但是在孔徑比(aperture ratio)方面具有局限性，因而它不適用于高清晰度產品。此外，當給每個子像素供電壓的電源線(圖1中的4，圖3中的35)上的壓降(voltage drop)較小時，有機電致發光器件能夠均勻地保持面板的畫面質量。然而，對于圖3所示的現有技術中的器件來說，電源線的線寬和厚度受到限制。因此，連接到第一級電源線的子像素和連接到最后一級電源線的子像素之間出現電壓差(壓降)，使得畫面質量不能均勻一致。
發明內容
因此，本發明致力于一種有機電致發光器件，它基本上能夠克服由于現有技術的局限和缺點引起的一個或者多個問題。
本發明的一個目的是提供沿電源線沒有壓降的有機電致發光器件。
本發明的另外的優點，目的和特征，部分將在隨后的說明書中加以闡述，部分對于本領域普通技術人員來說，經過研究分析，這些優點，目的和特征將會變得清楚，或者在實施本發明后得以理解。通過此處書面的說明書和權利要求以及附圖中所具體描述的結構可以實現并達到本發明的目的和其它優點。
為了實現這些目的和其它優點，根據本發明的目的，正如這里所具體和概括描述的一樣，本發明提供了一種有機電致發光器件，包括彼此隔開預定距離的第一和第二基板；多個陣列元件，其具有形成于第一基板上的多個TFT；有機電致發光二極管，其具有作為公共電極的第一電極，形成于第一電極下面的有機電致發光層和相應于子像素圖案化的第二電極，它們依次形成于第二基板上；以及，使陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接的導電襯墊(spacer)，其中該陣列元件在第一基板上以矩陣結構設置，用于給該陣列元件提供電壓的電源線以網格結構形成。
本發明的另一方面提供了一種有機電致發光器件，包括第一基板，其具有多個以矩陣結構形成于由柵線和數據線所確定的區域內的多個陣列元件，該柵線沿第一方向設置，數據線沿與第一方向交叉的第二方向設置；第二基板，其上形成具有有機電致發光層的有機電致發光二極管；以及將陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接的導電襯墊，其中第一電源線平行于數據線設置并且與一條數據線隔開一個預定距離，第二電源線平行于柵線設置并且與柵線之一隔開，第二電源線與第一電源線交叉。
本發明的另一方面提供了一種制造有機電致發光器件的方法，包括在第一基板上在以柵線和數據線確定的矩陣結構內形成多個陣列元件，該柵線沿第一方向設置，該數據線沿與第一方向交叉的第二方向設置；在第一基板上平行于數據線并與數據線之一隔開一個預定距離形成第一電源線，在第一基板上平行于柵線并與柵線之一隔開形成第二電源線，第二電源線和第一電源線交叉；在第二基板上形成有機電致發光二極管；并且提供導電襯墊，用于使該陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接。
應該理解，本發明前面概括的描述和下面詳細的描述都是示例性和解釋性的，意欲對所要保護的本發明提供進一步的解釋。
所附附圖提供了對本發明進一步的理解，它們構成了本申請的一部分，說明了本發明的實施例，并且和說明書一起用來解釋本發明的原理。
圖1示出了用于說明現有技術中有源矩陣型有機電致發光器件的基本子像素結構的電路圖。
圖2是現有技術中底部發光型有機電致發光器件的截面圖。
圖3示出圖2所示的現有技術中的有機電致發光器件中所包括的TFT陣列的子像素。
圖4是本發明實施例中雙面板型有機電致發光器件的截面圖。
圖5是圖4所示有機電致發光器件中的基本的子像素結構的電路圖。
圖6是用來表示圖4所示的有機電致發光器件所包括的TFT陣列的子像素陣列元件的平面圖。
具體實施例方式
現在詳細地討論本發明優選實施例，其中的例子根據附圖來解釋。只要可能，在整個附圖中使用相同的參考數字來表示相同的部件。
圖4是本發明實施例中的雙面板型有機電致發光器件的截面圖。為了描述方便起見，圖4中僅僅示出了一個子像素區。
參照圖4，第一基板110和第二基板130相互面對設置。在第一基板110的透明基板100上形成陣列元件120。第二基板130的透明基板101的下側形成有機電致發光二極管E。第一基板110和第二基板130的四周用密封圖案140封裝。
有機電致發光二極管E包括用作公共電極的第一電極132，形成在第一電極132下面的有機電致發光層134和形成在有機電致發光層134下面的第二電極136。有機電致發光層134包括發光層134b，其中具有紅色，綠色和藍色的發光材料相應每個子像素圖案化，形成于發光層134b頂部的第一有機材料層134a和形成于發光層134b底部的第二有機材料層134c。
第一和第二有機材料層134a和134c的有機電致發光材料根據陽極和陰極的設置情況而定。例如，當第一電極132是陽極而第二電極136是陰極時，第一有機材料層134a就包括空穴注入層和空穴輸運層，而第二有機材料層134c包括電子注入層和電子輸運層。
陣列元件120包括多個TFT T和連接到這些TFT T的第二電極連接圖案112。TFTs T形成于每個子像素內。第二電極連接圖案112從TFTs T的源極或者漏極延伸出去。或者，第二電極連接圖案112可以通過圖案化另外的金屬材料而形成。
每個TFT T是與有機電致發光二極管E相連的驅動TFT。在第二電極136和第二電極連接圖案112之間的部分，沿著平行于密封圖案140的方向形成導電襯墊114，它把第二電極136和TFT T連接起來。導電襯墊114由導電性材料制成，最好是具有低電阻的有延展性的金屬材料。這種導電襯墊114可以在形成第一基板110的陣列元件120的過程中形成。
本發明實施例中的有機電致發光器件是頂部發光型，也即有機電致發光層134發射的光向著第二基板130發出。如果把第一電極132作為陽極，那么第一電極132由透明導電材料制成，而第二電極136由不透明金屬材料制成，以此避免因向下發出的光反射所引起的相長干涉(constructive interference)。如果把第一電極132作為陰極，那么第一電極132由透明或者半透明導電材料制成。例如，第一電極132由具有低功函數的金屬材料制成。
當把第一電極132作為陰極時，最好第一電極132的材料層由具有低功函數的半透明金屬材料制成。此外，該半透明金屬材料優選為Al族金屬，選自Al和Mg的合金(以下稱作Mg:Al)，Al:Li，Al:苯甲酸鹽。在該兩種情況下，第二電極136都由不透明金屬材料制成，以此避免因向下發出的光反射所引起的相長干涉。此外，最好在第一和第二基板110和130之間形成具有氮保護氣的間隔I。
在上述雙面板型有機電致發光器件中，由于陣列元件和有機電致發光二極管在各自不同的基板上形成，因此陣列元件的產率不會影響有機電致發光二極管的產率，反之一樣，每個元件的產率可以各自控制。
由于設計這些TFT時可以不考慮孔徑比，因此陣列元件的工藝效率能夠得到提高，從而能夠容易地制造大尺寸顯示器。因為該器件形成為雙面板型，所以能夠有效地防止外部空氣滲入，這樣提高了產品的可靠性。此外，與現有技術中第一電極形成于陣列元件上相比，第一電極的自由度得到提高。
盡管沒有示出，陣列元件120是以矩陣結構形成在第一基板110的陣列區內的。陣列元件120包括柵線，數據線，電源線，開關晶體管和存儲電容。數據線和電源線隔開一個預定的距離，并都與柵線交叉。開關TFT設置在靠近柵線和數據線交叉的地方。
根據本發明實施例，電源線以網格結構形成在陣列區上，陣列區上以矩陣結構形成有陣列元件。由于這樣的網格結構的緣故，沿電源線的壓降得以避免，因此提高了面板上整個圖象質量的均勻性。
圖5是圖4所示有機電致發光器件的基本的子像素結構的電路圖。參照圖5，電源線VDD 520沿平行于數據線500的方向設置，而電源線VDD 522沿平行于柵線510的方向設置。所有的電源線VDD 520都和電源線VDD 522交叉并在它們的交叉處相連。具體地說，第一電源線520和第二電源線522通過接觸孔524連接在一起，該接觸孔形成于電源線交叉處也即重疊部分。從而在陣列區形成網格結構。
通過以網格結構形成電源線，電源線總面積得以加寬，由此降低了總電阻。因而能夠避免電源線上的壓降。第二電源線522可以由與柵線510相同金屬材料并在同一層內制成。第一電源線520和/或第二電源線522可以由Cu制成，以進一步避免電源線上的壓降。
在本發明實施例的有機電致發光器件的基本子像素結構中，柵線510和第二電源線522沿第一方向形成，數據線500和第一電源線520彼此分開形成，并且沿著與第一方向交叉的第二方向形成，由此定義一個子像素區。柵線510和第二電源線522彼此隔開一個預定的距離。第一電源線520和第二電源線522通過它們重疊處的接觸孔524形成電連接。
開關TFT 530構成尋址元件，在柵線510和數據線500的交叉處形成。在開關TFT 530和第一電源線520之間形成存儲電容(CST)550。驅動TFT 540作為電源元件，并在存儲電容(CST)550和第一電源線520之間形成。電致發光二極管570在第一電源線520和驅動TFTs 540之間形成。由于圖4所示的有機電致發光器件是雙面板型，因此有機電致發光二極管570是在第二基板(圖4的130)也即上基板上形成的。
圖6是用來表示圖4所示的有機電致發光器件所包括的TFT陣列的一個子像素的平面圖。盡管圖6示出的是具有頂柵結構的TFT，但是本發明的實施例可以包括底柵型TFTs。在本發明實施例的雙面板型有機電致發光器件中，有機電致發光二極管E是在第二基板(圖4中的130)上形成的，而對應于該有機電致發光二極管E的陣列元件(圖4中的120)是在第一基板(圖4中的110)上形成的。陣列元件(圖4中的120)和有機電致發光二極管E通過導電襯墊114形成電連接。
圖6示出形成于圖4所示第一基板110上的子像素陣列元件的平面圖，其中TFT TD與第二電極連接圖案112相連。此對應于有機電致發光二極管的子像素陣列元件包括開關元件TS，驅動元件TD和存儲電容CST。根據所需工作特性的不同，開關或者驅動元件可以由多個TFT組合形成。
每個形成于第一基板上的子像素陣列元件對應于有機電致發光二極管E，它包括第一電極(圖4中的132)，有機電致發光層(圖4中的134)和第二電極(圖4中的136)，它們在第二基板也即上基板上形成。在第一基板上，與上基板上的第二電極相連的第二電極連接圖案112在子像素陣列元件區上形成。此外，第二基板上的第二電極136和第二電極連接圖案112之間形成導電襯墊114，通過該導電襯墊第二電極136和第二電極連接圖案112形成電連接。
陣列元件包括互相隔開預定距離且朝著一個方向的柵線632，與柵線632交叉且其間具有絕緣層的數據線634。此外，第二電源線672沿平行于柵線632的方向形成，第一電源線670沿平行于數據線634的方向形成。第一電源線670和第二電源線672通過形成于它們交叉處的接觸孔674電連接在一起。
電源線形成網格結構，其中第一電源線670和第二電源線672互相交叉。由于這樣的網格結構，電源線的總面積得以加寬，因此降低了電源線的電阻。以這種方式，沿電源線的壓降得以避免。第一電源線670和第二電源線672最好由具有低電阻率的金屬材料例如銅制成。第一電源線670和第二電源線672也可以由與數據線634和柵線632相同的金屬材料制成。
開關TFT TS包括柵極636，有源層640，源極646和漏極650。驅動TFT TD包括柵極638，有源層642，源極648和漏極652。開關TFT TS的柵極636與柵線632相連，源極646與數據線634相連。開關TFT TS的漏極650通過接觸孔654與驅動TFT TD的柵極638相連。驅動TFT TD的源極648通過接觸孔656與第一電源線670相連。驅動TFT TD的漏極652與子像素的第二電極連接圖案112相連。第二電極連接圖案112通過導電襯墊114與第二電極(圖4中的136)電連接，該第二電極是形成在第二基板(圖4中的130)也即上基板上的。
本發明實施例中的有機電致發光器件能夠避免用于給每個陣列元件提供電力的電源線上的壓降，這樣提高了面板上整個圖象質量的均勻性。這對于大尺寸面板的圖象質量的提高是有幫助的。
對本領域普通技術人員來說，顯然本發明可以進行各種修改和變化。因而，
本發明包括這些修改和變化，只要這些修改和變化落在所附的權利要求及其等效范圍的范疇之內。
權利要求
1.一種有機電致發光器件，包括彼此分開預定距離的第一和第二基板；多個陣列元件，其具有形成于第一基板上的薄膜晶體管；有機電致發光二極管，其中每個都具有作為公共電極的第一電極，形成于第一電極下面的有機電致發光層，以及相應于子像素圖案化的第二電極，它們依次在第二基板上形成；以及與所述陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接的導電襯墊，其中該陣列元件以矩陣結構設置在第一基板上，并且給該陣列元件提供電壓的電源線以網格結構形成。
2.如權利要求1所述的有機電致發光器件，其特征在于，每個陣列元件位于子像素內，該子像素是由柵線和數據線確定的，該柵線沿第一方向形成，該數據線沿與第一方向交叉的第二方向形成。
3.如權利要求2所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一電源線平行于數據線設置并且與該數據線隔開一個預定距離，第二電源線平行于柵線設置并且與柵線隔開另一預定距離，第二電源線與第一電源線交叉。
4.如權利要求3所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一電源線和第二電源線通過接觸孔在它們的交叉處電連接。
5.如權利要求3所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一電源線由與數據線相同的金屬材料并與數據線在同一層形成。
6.如權利要求3所述的有機電致發光器件，其特征在于，第二電源線由與柵線相同的金屬材料并與柵線在同一層形成。
7.如權利要求3所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一或者第二電源線由具有低電阻的金屬形成。
8.如權利要求7所述的有機電致發光器件，其特征在于，所述具有低電阻的金屬是銅。
9.一種有機電致發光器件，包括第一基板，其具有多個以矩陣結構形成于由柵線和數據線所確定的區域內的陣列元件，該柵線沿第一方向設置，該數據線沿與第一方向交叉的第二方向設置；第二基板，其上形成具有有機電致發光層的有機電致發光二極管；以及與該陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接的導電襯墊，其中，第一電源線平行于數據線設置并且與該數據線之一隔開一個預定距離，第二電源線平行于柵線設置并且與柵線之一隔開，第二電源線與第一電源線交叉。
10.如權利要求9所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一電源線和第二電源線通過接觸孔在它們的交叉處電連接。
11.如權利要求9所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一電源線由與數據線相同的金屬材料并與數據線在同一層形成。
12.如權利要求9所述的有機電致發光器件，其特征在于，第二電源線由與柵線相同的金屬材料并與柵線在同一層形成。
13.如權利要求9所述的有機電致發光器件，其特征在于，第一或者第二電源線由具有低電阻的金屬形成。
14.如權利要求13所述的有機電致發光器件，其特征在于，所述具有低電阻的金屬是銅。
15.如權利要求9所述的有機電致發光器件，還包括形成于柵線和數據線交叉處的開關TFT；與開關TFT和第一電源線相連的存儲電容；以及與存儲電容、第一電源線和一個有機電致發光二極管電連接的驅動TFT。
16.一種制造有機電致發光器件的方法，包括在第一基板上以柵線和數據線確定的矩陣結構內形成多個陣列元件，該柵線沿第一方向設置，該數據線沿與第一方向交叉的第二方向設置；在第一基板上平行于數據線并與數據線之一隔開一個預定距離形成第一電源線，在第一基板上平行于柵線并與柵線之一隔開形成第二電源線，第二電源線和第一電源線交叉；在第二基板上形成有機電致發光二極管；并且提供導電襯墊，用于使該陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，第一電源線和第二電源線通過接觸孔在它們的交叉處電連接。
18.如權利要求16所述的方法，其特征在于，第一電源線由與數據線相同的金屬材料并與數據線在同一層形成。
19.如權利要求16所述的方法，其特征在于，第二電源線由與柵線相同的金屬材料并與柵線在同一層形成。
20.如權利要求16所述的方法，其特征在于，形成多個陣列元件的步驟包括在柵線和數據線交叉處形成開關TFT；形成與開關TFT和第一電源線相連的存儲電容；并且形成與該存儲電容、第一電源線和該一個有機電致發光二極管電連接的驅動TFT。
全文摘要
一種有機電致發光器件包括彼此隔開預定距離的第一和第二基板；多個陣列元件，其具有形成于第一基板上的多個TFT；有機電致發光二極管，其具有作為公共電極的第一電極，形成于第一電極下面的有機電致發光層和相應于子像素圖案化的第二電極，它們依次形成于第二基板上；以及使陣列元件和對應的有機電致發光二極管電連接的導電襯墊，其中該陣列元件在第一基板上以矩陣結構設置，用于給該陣列元件提供電壓的電源線以網格結構形成。
文檔編號H05B33/26GK1638542SQ200410102610
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優先權日2003年12月26日
發明者樸宰用 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社