专利名称：有机发光二极管显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光二极管显示器，且更具体地，涉及一种具有提高的可见 度和图像质量的有机发光二极管显示器。
背景技术：
有机发光二极管(0LED)显示器一般具有多个有机发光二极管，每个有机发光二 极管都具有空穴注入电极、有机发射层以及电子注入电极。在有机发光二极管显示器中，电 子和空穴一般在有机发射层中彼此复合，从而产生激子。当激子从激发态转移到基态时，就 产生了能量以发射光，且基于所发射的光能够显示图像。因此，有机发光二极管显示器一般涉及发射特性，且与液晶显示器(IXD)不同的 是其无需单独的光源，并因此具有减小的厚度和重量。而且，由于有机发光二极管显示器涉 及某些优良的特性，例如较低功耗、高亮度和短响应时间，所以其作为用于便携式电子设备 的下一代显示器件已经引人瞩目。有机发光二极管显示器的空穴注入电极或电子注入电极及有机发光二极管显示 器的其它各种金属线一般都反射从外界入射到其上的光。当有机发光二极管显示器用于明 亮场所时，由于外部光的反射以致黑色色彩的表现力和对比度都不良，因此可见度劣化。而且，因为有机发光二极管显示器一般具有多个薄膜和基板，由于由多个薄膜和 基板的折射率不同而诱导的光干涉，所以会出现类似于牛顿环的同心圆形图案。这种牛顿 环会劣化由有机发光二极管显示器所显示的图像的质量。所叙述的上述内容仅仅是为了增强对本发明的实施例的背景的理解，且不必反映 本领域技术人员公知的现有技术。
发明内容
本发明的实施例提供了一种有机发光二极管(0LED)显示器，其具有提高可见度 和图像质量的优点。利用该有机发光二极管显示器，有机发射层可在公共电极的方向上发 射光以显示图像。对于根据本发明的实施例的有机发光二极管显示器来说，可以避免外部光的反射 和牛顿环的产生，以便提高可见度和图像质量。而且，可以降低有机发光二极管显示器的总厚度。本发明的一个示范性实施例提供了一种有机发光二极管显示器，包括基板、形成 在基板上的像素电极以及形成在像素电极上有机发射层。公共电极也形成在有机发射层 上。在一个实施例中，结晶的光散射层形成在公共电极上。光散射层可由结晶的有机 层或结晶的无机层构成。例如，光散射层可由有机层形成，该有机层包含一种或多种选自 a-NPD、NPB、TPD、m-MTDATA、Alq3、LiF、PBD、TLTA 和 CuPc 的材料。作为另一实例，光散射层 可由含硅(Si)无机层形成。
光散射层可通过热处理结晶。当与非结晶的有机层和无机层相比时，光散射层可 具有相对较高的表面粗糙度。
图1是根据本发明的一个实施例的有机发光二极管(0LED)显示器的布局图；图2是沿着图1的II-II线截取的有机发光二极管显示器的截面图；图3是沿着图1的III-III线截取的有机发光二极管显示器的局部透视图；图4和图5是说明根据实例和对比实例的试验结果的曲线图。
具体实施例方式现在将参照附图在下文更加全面地描述本发明的实施例。本领域技术人员将能认 识到在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以任何不同的方式进行改进。为了清楚地描述本发明的实施例，可以忽略与描述不相关的结构部分，且在整个 说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。而且，为了方便说明，附图中示出的各个结构 部件的尺寸和厚度都是任意设定的，本发明的实施例不必限于所说明的模式。附图中，为了清楚、更好地理解和说明的方便，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。 将可以理解的是，当诸如层、膜、区域或面板的元件被称作在另一元件“上”时，其能直接位 于其他元件上或还可存在中间元件。而且，即使在附图中说明了在每个像素处都具备两个薄膜晶体管(TFT)和一个电 容器的具有2Tr-lCap结构的有源矩阵(AM)有机发光二极管(0LED)显示器，然而本发明的 实施例也并不限于此。有机发光二极管显示器在每个像素处都可具有三个或更多个薄膜晶 体管及两个或更多个电容器，且可具有具备了独立布线的不同结构。像素是最小的图像显 示单元，且有机发光二极管显示器通过多个像素来显示图像。现在将参照图1-3来描述本发明的实施例。图1是说明设置在显示基板110上的 示范性像素结构的布局图。图2是沿着图1的II-II线的显示基板110和密封构件210的 截面图。图3是沿着图1的III-III线的显示基板110的局部透视图。如图1和图2中所示，有机发光二极管显示器100可包括显示基板110和密封构 件210。显示基板110可包括开关薄膜晶体管10、驱动薄膜晶体管20、电容器80和有机发 光二极管(0LED)70，其可形成在每个像素处的第一基板111上。显示基板110可进一步包 括在一个方向上布置的栅极线151、以绝缘的方式与栅极线151交叉的数据线171以及公共 电源线172。此时，由栅极线151、数据线171和公共电源线172作为边界限定了像素，但并 不限于此。开关薄膜晶体管10可包括开关半导体层131、开关栅电极152、开关源电极173和 开关漏电极174。驱动薄膜晶体管20可包括驱动半导体层132、驱动栅电极155、驱动源电 极176和驱动漏电极177。开关薄膜晶体管10可用作用于选择像素发射光的开关。开关栅电极152能连接 到栅极线151。开关源电极173能连接到数据线171。开关漏电极174能与开关源电极173 间隔一距离，且能连接到第一电容器电极板158。
驱动薄膜晶体管20可将驱动电压施加到像素电极710，从而激发所选择的像素中 的有机发光二极管70的有机发射层720。驱动栅电极155能连接到第一电容器电极板158。 驱动源电极176和第二电容器电极板178中的每个能连接到公共电源线172。驱动漏电极 177能通过接触孔182连接到有机发光二极管70的像素电极710。对于上述结构来说，开关薄膜晶体管10能被施加到栅极线151的栅电压驱动，且 能输送施加到数据线171的数据电压，从而驱动薄膜晶体管20。具有相应于从公共电源线 172施加到驱动薄膜晶体管20的公共电压和由开关薄膜晶体管10传输的数据电压之间的 差值的电压可存储到电容器80中，且与存储在电容器80中的电压相应的电流可通过驱动 薄膜晶体管20流到有机发光二极管70，从而激发有机发光二极管70。有机发光二极管70可包括像素电极710、形成在像素电极710上的有机发射层 720以及形成在有机发射层720上的公共电极730。像素电极710可以是作为空穴注入电 极的正(+)电极或阳极，公共电极730可以是作为电子注入电极的负(-)电极或阴极。但 是，本发明的实施例无需限于此，且根据有机发光二极管显示器100的驱动方法，像素电极 710可以是阴极，同时公共电极730可以是阳极。空穴和电子可从像素电极710和公共电极 730注入到有机发射层720中。当激子或注入的空穴和电子的结合体从激发态转移到基态 时，则产生光发射。而且，对于根据本发明的实施例的有机发光二极管来说，有机发光二极管70可在 相反于像素电极710的方向上(S卩，在公共电极730的方向上)发射来源于有机发射层720 的光，从而显示图像。以这种方式，有机发光二极管显示器100可以是正面发射型器件。电容器80可具有第一和第二电容器电极板158和178以及插入到两个电容器电 极板158和178之间的层间绝缘层160。层间绝缘层160 —般作为电介质。根据电容器80 负荷的电荷以及施加到两个电容电极板158和178的电压就可以确定电容量。显示基板110进一步包括像素定义层190和光散射层650。像素定义层190可具 有开口 199，每个开口 199暴露出像素电极710，以便定义有机发光二极管70的发射和非发 射区域。即，像素电极710和像素定义层190的开口 199可形成在每个像素处。像素电极 710、有机发射层720和公共电极730可顺序沉积在像素定义层190的开口 199中，以便有机 发射层720发射光。因此，像素定义层190的区域实质上是非发射区域，且像素定义层190 的开口 199的区域实质上是发射区域。光散射层650可形成在公共电极730上来散射从外界入射到有机发光二极管70 的光。光散射层650还可散射从外界流入并在某些导电布线(例如有机发光二极管70的 公共和像素电极730和710、栅极线151、数据线171和公共电源线172)上反射的光。光散射层650可由结晶的有机层和结晶的无机层中的其中之一形成。特别地， 光散射层650可通过结晶有机层或结晶无机层来形成，该有机层包括a-NPD、NPB、TPD、 m-MTDATA、Alq3、LiF、PBD、TLTA和CuPc中的一种或多种，该无机层包括硅(Si)，例如氮化 硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和氮氧化硅(SiOxNy)。光散射层650可通过热处理结晶。光散射层650可以是结晶的有机层或结晶的无机层，其与非结晶的有机层或无机 层相比具有相对较高的表面粗糙度。因此，由于这种表面粗糙度，所以结晶的光散射层650 能够以有效的方式散射光。由于光散射层650用于散射光，所以其可避免外部光的反射，从而提高有机发光二极管显示器100的可见度。而且，光散射层650还可用于有效地发射有机发光二极管70 产生的光。特别是当光散射层650由类似于形成有机发射层720的有机材料形成时，其可 更有效地发射来源于有机发射层720的光。光散射层650散射光，以避免外部光的反射，且 同时可以有效地方式避免有机发光二极管显示器100中产生牛顿环。牛顿环可发生在有机发光二极管显示器100的某些层中。例如，牛顿环可发生在 彼此间隔一距离的显示基板110和密封构件210之间，这将在下文说明。当光穿过具有不 同折射率和厚度的各层时，由于其相位差，所以会发生光干涉，且因此产生牛顿环。牛顿环 的发生程度可受层的折射率、厚度和相位差以及光强度的影响。应适当控制层之间的距离， 以避免牛顿环的产生。即，显示基板110和密封构件210之间的距离应当足够大，以避免在 其间产生牛顿环。但是，光散射层650散射光，以避免或最小化牛顿环的产生。即，光散射层650可 用作抗牛顿环膜。因此，显示基板110和密封构件210之间的距离可被最小化。而且，可以 降低有机发光二极管显示器100的总厚度。密封构件210面对显示基板110，以便其从外部密封薄膜晶体管10和20、电容器 80和有机发光二极管70。密封构件210包括第二基板211。虽然在附图中未示出，但是密 封剂可沿着显示基板110和密封构件210的边缘设置，从而以真空密封的方式将它们密封， 且间隔物可插入显示基板110和密封构件210之间，以便将它们以预设的恒定距离彼此间隔开。有机发光二极管显示器100的上述结构可有效地避免由外部光的反射而导致的 可见度的劣化。因此可最小化由有机发光二极管70产生的光的损失，且更多的光被发射出去。而且，由于光散射层650的存在，有机发光二极管显示器100可包括偏光构件，其 通常用于避免外部光的反射。因此，有机发光二极管显示器100可提高发射效率，在使用偏 光构件时发射效率相对低。即，可以提高有机发光二极管显示器100的亮度和寿命。而且，利用有机发光二极管显示器100可以避免牛顿环的产生。当避免产生牛顿 环时，显示基板110和密封构件210之间的距离被最小化，从而降低了有机发光二极管显示 器100的总厚度。现在根据沉积顺序，将特别描述根据本发明实施例的有机发光二极管显示器100 的结构。而且，将基于驱动薄膜晶体管20来描述薄膜晶体管结构。将简要描述开关薄膜晶 体管10相对于驱动薄膜晶体管20不同的部分。首先，将详细描述显示基板110。如图2中所示，第一基板111可由绝缘材料形成， 例如玻璃、石英、陶瓷和塑料。但是，本发明的实施例并不限于此。第一基板111可由金属 材料形成，例如不锈钢。缓冲层120可形成在第一基板111上。缓冲层120有助于避免杂质元素的侵入并 能平坦化第一基板111的表面，且可由适于上述功能的材料形成。例如，缓冲层120可由选 自氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和氮氧化硅(SiOxNy)的至少一种材料形成。但是，缓冲层 120并非是必需的，因此可根据第一基板111的种类和工艺条件而省略缓冲层。驱动半导体层132可形成在缓冲层120上。驱动半导体层132可由多晶硅形成。 驱动半导体层132可具有不掺杂任何杂质的沟道区135，p+掺杂的源区136和漏区137可
6形成在沟道区135的两侧。掺杂剂离子材料可以是P型杂质，例如硼(B)，且可主要由B2H6 形成。根据薄膜晶体管的种类，杂质的种类可以是不同的。根据一个实施例，利用P型杂质的具有PM0S结构的薄膜晶体管可用作驱动薄膜晶 体管20，但驱动薄膜晶体管20并不限于此。具有NM0S结构或CMOS结构的薄膜晶体管可以 交替地用作驱动薄膜晶体管20。而且，虽然图2中所示的薄膜晶体管20被描述为包含了多晶硅的多晶薄膜晶体 管，但是开关薄膜晶体管10(图2中未示出)既可以是多晶薄膜晶体管也可以是包含了非 晶硅的非晶薄膜晶体管。栅绝缘层140可形成在驱动半导体层132上，栅绝缘层140可为氮化硅(SiNx)或 氧化硅(SiOx)。包括栅电极155的栅极线可形成在栅绝缘层140上。栅极线可进一步包括 栅极线151、第一电容器电极板158和其他布线。驱动栅电极155可与驱动半导体层132的 至少一部分重叠，且特别地与其沟道区135重叠。层间绝缘层160可形成在栅绝缘层140上，以便其覆盖驱动栅电极155。栅绝缘层 140和层间绝缘层160通常具有暴露了驱动半导体层132的源区136和漏区137的通孔。 层间绝缘层160和栅绝缘层140可由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成。包括驱动源电极176和驱动漏电极177的数据线可形成在层间绝缘层160上。数 据布线一般包括数据线171、公共电源线172、第二电容器电极板178和其他布线。驱动源 电极176和驱动漏电极177可通过形成在层间绝缘层160和栅绝缘层140处的通孔分别连 接到驱动半导体层132的源区136和漏区137。以这种方式，驱动薄膜晶体管20可由驱动半导体层132、驱动栅电极155以及驱动 源和漏电极176和177形成。驱动薄膜晶体管20的结构并不限于上述结构，而以具有本领 域技术人员可用的结构的各种形式变换。平坦化层180可形成在层间绝缘层160上，以便其覆盖数据线172、176、177和 178。平坦化层180可消除台阶差并平整表面，以便提高即将形成于其上的有机发光二极管 70的发光效率。而且，平坦化层180可具有部分暴露漏电极177的接触孔182。平坦化层180可由选自丙烯酸树脂、环氧树脂、苯酚树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和 聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂和苯并环丁烯(BCB)的至少一种材料形成。而且，本发明的实施例并不限于上述描述的结构。例如，上述描述的结构可以不包 括平坦化层180或层间绝缘层160。有机发光二极管70的像素电极710可形成在平坦化层180上。S卩，有机发光二极 管显示器100可具有分别设置在多个像素处的多个像素电极710。多个像素电极710可彼 此间隔一距离。像素电极710可通过平坦化层180的接触孔182连接到漏电极177。具有多个开口的像素定义层190可形成在平坦化层180上，每个开口暴露像素电 极710。即，像素定义层190的开口 199可依次形成在各个像素处。像素电极710可相应于 像素定义层190的开口 199来设置。但是，像素电极710不必仅设置在像素定义层190的 开口 199处，而可以设置在像素定义层190之下，以便其与像素定义层190部分重叠。像素 定义层190的区域实质上是非发射区域，且像素定义层190的开口 199的区域实质上是发 射区域。像素定义层190可由诸如聚丙烯酸酯树脂和聚酰亚胺树脂的树脂或基于二氧化硅的无机材料(silica-based inorganic)形成。像素定义层190可通过光刻工艺或光蚀 刻工艺形成。有机发射层720可形成在像素电极710上，且公共电极730可形成在有机发射层 720上。以这种方式，有机发光二极管70可由像素电极710、有机发射层720和公共电极 730形成。有机发射层720可设置在像素定义层190的开口 199内的像素电极710与公共 电极730之间靠近像素定义层的开口 199，以便发射光。公共电极730可形成在有机发射层 720和像素定义层190上。有机发射层720可由低分子有机材料或高分子有机材料形成。有机发射层720可 具有具备发射层、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层 (EIL)中某些或所有层的多层结构。如果有机发射层720由所有上述层形成，则空穴注入 层(HIL)可设置在作为阳极的像素电极710上，且由空穴传输层(HTL)、发射层、电子传输层 (ETL)和电子注入层(EIL)依次覆盖。而且，如图2中所示，有机发射层720可设置在像素定义层190的开口 199中，但本 发明的实施例并不限于此。有机发射层720可形成在像素定义层190的开口 199中的像素 电极710上，或设置在像素定义层190和公共电极730之间。特别地，除了发射层之外的属 于有机发射层720的空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入 层(EIL)可利用开口掩模与公共电极730 —起形成在像素定义层190上以及像素电极710 上。即，有机发射层720的一个或多个层部件可插入像素定义层190和公共电极730之间。像素和公共电极710和730可分别由透明导电材料或半透明或反射导电材料形 成。有机发光二极管显示器100可以是正面发射类型、背面发射类型或双侧发射类型器件， 这取决于形成像素和公共电极710和730的材料种类。根据本发明的一个实施例的有机发光二极管显示器100可形成为正面发射类型 器件。即，有机发光二极管70可通过光散射层650在密封构件210的方向上发射光，由此 显示图像。透明导电材料可由氧化铟锡(IT0)、氧化铟锌(IZ0)、氧化锌(ZnO)或氧化锡 (ln203)形成。反射材料和半透明材料可选自锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化 锂 / 铝(LiF/Al)、铝(A1)、银(Ag)、镁(Mg)和金(Au)。如图3中所示，光散射层650可形成在公共电极730上。光散射层650可通过结 晶有机层形成，该有机层包括a-NPD、NPB、TPD、m_MTDATA、A1 q3、LiF、PBD、TLTA和CuPc中的 一种或多种，或通过结晶含硅(Si)无机层形成，例如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和氮氧 化硅(SiOxNy)。包括 a-NPD、NPB、TPD、m-MTDATA、Alq3、LiF、PBD、TLTA 和 CuPc 中的一种或 多种的有机层可用作形成有机发射层720的发射层、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、 电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)的材料。而且，含硅(Si)无机层还可用作形成半导 体层132的材料。基于结晶的有机层或无机层的光散射层650可提供比非结晶的有机层或无机层 的表面粗糙度还高的表面粗糙度。因此，光散射层650可以有效地方式散射光。光散射层650 —般散射从外界流入并在像素电极710、公共电极730和其他导电层 上反射的光。即，光散射层650可避免外部光的反射，以便有机发光二极管显示器100提升 可见度。而且，当光散射层650用类似于形成有机发射层720的有机材料形成时，光散射层650可更有效地发射来源于有机发射层720的光。光散射层650可散射光，由此避免了外部光的反射，且同时避免有机发光二极管 显示器100中产生牛顿环。再次参照图2，示出了从顶部面向光散射层650的密封构件210。密封构件210的 第二基板211可由透明材料形成，例如玻璃和塑料。虽然未在图中示出，然而密封剂可沿着显示基板110和密封构件210的边缘设置， 以便以真空密封的方式将它们密封，且间隔物可插入显示基板110和密封构件210之间从 而以预定距离将它们恒定地间隔开。上文描述的有机发光二极管显示器100的实施例可以提供改善的可见度。而且， 可以最小化来源于有机发光二极管70的光损失，并将光发射到外部。有机发光二极管显示器100可进一步避免牛顿环的发生。显示基板110和密封构 件210之间的距离可被最小化，以便降低有机发光二极管显示器100的总厚度。现在将参照图4和图5来描述实例和比较实例。根据本发明的实施例的实例的结 构具有结晶的光散射层650，然而根据比较实例的结构具有设置在相同平面上作为光散射 层650的非结晶的有机层。图4是说明亮度变化是具有根据比较实例的结构的显示基板110和密封构件210 之间的距离的函数的曲线图。如图4中所示，可以从根据比较实例的结构观察到，显示基板 110和密封构件210之间的距离应设置为约12000nm或更大，以避免牛顿环的产生。图5是说明亮度变化是具有根据本发明实施例实例的结构的显示基板110和密封 构件210之间的距离的函数的曲线图。如图5中所示，可以从根据实例的结构观察到，显示 基板110和密封构件210之间的距离应设置为约lOOOnm或更大，以避免牛顿环的产生。从实例和比较实例的试验结果可知，具有根据本发明实施例的光散射层650的有 机发光二极管显示器100有效地避免了牛顿环的产生，并最小化了显示基板110和密封构 件210之间的距离。因此，可以降低有机发光二极管显示器100的总厚度。虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明并不限于所 公开的实施例，而是旨在涵盖包含于附加的权利要求的精神和范围之内的各种改进和等效 设置。
权利要求
一种有机发光二极管显示器，包括基板；形成在所述基板之上的像素电极；形成在所述像素电极之上的有机发射层；形成在所述有机发射层之上的公共电极；以及形成在所述公共电极之上的结晶的光散射层。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其中所述光散射层包括结晶的有机 层或结晶的无机层。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述光散射层包括有机层，该 有机层包含从包括a-NPD、NPB, TPD、m_MTDATA、Alq3、LiF、PBD, TLTA和CuPc的组中选出的 一种或多种材料。
4.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述光散射层包括含硅无机层。
5.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述光散射层通过热处理结晶。
6.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述光散射层具有比非结晶有 机层和非结晶无机层的表面粗糙度高的表面粗糙度。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其中该有机发射层在所述公共电极 的方向上发射光以显示图像。
8.一种有机发光二极管显示器，包括 基板；形成在所述基板之上的有机发射层；形成在所述有机发射层之上的散射层，其中该散射层包括防止外部光反射的表面粗糙度。
9.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括结晶材料。
10.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括有机材料。
11.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括无机材料。
12.根据权利要求9所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括结晶的有机 材料。
13.根据权利要求9所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括结晶的无机 材料。
14.根据权利要求13所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括含硅材料， 其选自由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和氮氧化硅(SiOxNy)构成的组。
15.根据权利要求9所述的有机发光二极管显示器，其中所述散射层包括防止在有机 发光二极管显示器中产生牛顿环的表面粗糙度。
全文摘要
实施例提供一种有机发光二极管显示器。该显示器包括基板，形成在基板上的像素电极，以及形成在像素电极上的有机发射层。公共电极形成在有机发射层上。此外，结晶的光散射层形成在公共电极上。该结晶的光散射层可以是具有粗糙的表面的结晶的有机层或结晶的无机层，以便有效地散射光并避免诸如牛顿环的现象在显示器中发生。
文档编号G09F9/33GK101853877SQ20101017544
公开日2010年10月6日 申请日期2010年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者丁憙星, 朴顺龙, 李柱华, 田熙喆, 郑又硕, 郑哲宇, 郭鲁敏, 金恩雅 申请人:三星移动显示器株式会社