CN101097942A - 有机电致发光显示器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机电致发光显示器件及其制造方法。第一基板和第二基板通过密封剂密封。有机电致发光二极管在第一基板上形成。密封剂包括熔块玻璃和光-热转换剂。熔块玻璃通过防止有机电致发光二极管在固化工艺过程被热分解，可以减少湿气和氧气传播率。由于通过熔块玻璃封装两个基板，可以增加有机电致发光显示器件的寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光显示器件，尤其是，涉及一种具有改善的可靠性和延长的寿命的有机电致发光显示器件及其制造方法。
背景技术
有机电致发光显示器件通过在有机发光层中电子和空穴的复合产生的光显示图像。有机电致发光显示器件不像液晶显示器件(LCD)，因为其采用从有机发光层产生的光显示图像，所以不需要背光组件。因此，有机电致发光显示器件重量轻并且薄并且具有低能耗、宽视角、以及高对比度。此外，有机电致发光显示器件可以以低直流(DC)电压驱动并且具有快速的响应时间。由于有机电致发光显示器件的所有组件是由固体材料形成的，有机电致发光显示器件更能抵抗外部碰撞。此外，有机电致发光显示器件可以用于较宽的温度范围并且以低成本制造。
同时，传统有机电致发光显示器件的有机发光层易受湿气和氧气的影响。因此，有机发光层采用密封件密封从而保护其不受湿气和氧气的影响。由于湿气和氧气，有机发光层退化从而其中发生黑斑。黑斑的发生将减少有机电致发光显示器件的寿命并且降低其可靠性。
密封件包括通过UV光的照射固化的紫外线(UV)固化树脂。UV固化树脂是一种有机材料且不能有效地阻止外部的湿气和氧气。因此，有机电致发光显示器件的寿命和可靠性在高温和高湿度环境中大大减少和降低。
发明内容
因此，本发明涉及一种有机电致发光显示器件及其制造方法，其基本上消除由于相关技术的局限性和缺陷引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种能够有效阻止外部的湿气和氧气从而增加有机电致发光显示器件的可靠性和寿命的有机电致发光显示器件。
本发明的另一个目的在于提供一种用于制造有机电致发光显示器件的方法。
本发明的其它优点、目的和特征将在说明书中阐明，熟悉本领域的普通技术人员从以下的研究将可以部分明白，或可以通过本发明的实施方式理解。本发明的目的和其它优点将通过说明书和权利要求书以及附图所指出的结构来实现和获得。
为了获得这些目的和其它的优点并根据本发明的目的，如在此具体和广泛描述的，一种有机电致发光显示器件包括：第一基板；与所述第一基板相对设置的第二基板；设置在第一和第二基板至少之一上的显示元件；以及设置在第一基板和第二基板之间以密封所述显示元件的熔块玻璃，所述熔块玻璃由光-热转换剂固化。
在本发明的另一方面，一种用于制造有机电致发光显示器件的方法，包括：包括：制备第一基板；在第一基板上形成显示元件；制备第二基板；在第一或第二基板的***涂覆密封剂，并且粘接所述第一基板到所述第二基板；以及固化所述密封剂，所述密封剂包括粉末型熔块玻璃和光-热转换剂。
应该理解，本发明上面的概括性描述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，其目的在于对本发明的权利要求作进一步解释。
附图说明
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。在图中：
图1是根据本发明的第一实施方式的有机电致发光显示器件的示意性截面图；
图2A至2D示出了用于制造根据本发明的第一实施方式的有机电致发光显示器件的方法的示意性截面图；
图3是根据本发明的第二实施方式的有机电致发光显示器件的示意性截面图；以及
图4A至4D示出了根据本发明第二实施方式的用于制造有机电致发光显示器件的方法的示意性截面图。
具体实施方式
现在详细参照附图所示的示例，说明本发明的优选实施方式。在图中，为了清楚，层和区域的厚度都被放大。尽可能的，相同的附图标记在所有的图中指代相同或相似的部分。
图1是根据本发明的第一实施方式的有机电致发光显示器件的示意性截面图。
参照图1，根据本发明的第一实施方式的有机电致发光显示器件包括：第一基板100和第二基板200。在第一基板100中形成有机电致发光二极管E，而第二基板200保护有机电致发光二极管E不受外部的湿气和氧气的影响。第二基板200密封有机电致发光二极管E。
密封剂300在第一基板100或第二基板200的***周界(periphery)中形成。在第一基板100和第二基板200通过密封剂300互相粘接。
在该实施方式中，密封剂300包括采用光-热转换剂固化的熔块玻璃(fritglass)。熔块玻璃熔块玻璃有效阻止外部的湿气和氧气，从而增加了有机电致发光二极管E的寿命和可靠性。
光-热转换剂将光能转换为热能。
具体的，当光能和热施加给包含粉末型熔块玻璃和光-热转换剂的混合物的密封剂时，光-热转换剂转换光能为热能并且将转换的热能提供给粉末型熔块玻璃。因此，可以减少制造该熔块玻璃需要的时间。此外，可以降低制造该熔块玻璃需要的温度。
通过在高于大约400℃加热熔块玻璃粉末然后冷却来制造熔块玻璃。然而，如果在高于大约400℃制造熔块玻璃，有机电致发光二极管E可能被热分解。然而，给熔块玻璃粉末加上光-热转换剂，可以在较低的温度制造熔块玻璃并且大大减少熔块玻璃的固化时间。
光-热转换剂可以是把光转换为热的红外染料、碳黑、铝、或氧化铝。
有机电致发光二极管E包括第一电极150、第二电极170、和夹在两个电极150和170之间的有机层160。
第一电极150由透明导电材料形成，例如，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等等。第二电极170可以由例如铝和铝合金的材料形成，其功函低于第一电极150的功函。
此外，第一基板100包括薄膜晶体管(TFT)Tr和有机电致发光二极管E。有机电致发光二极管E电连接到TFT Tr。
具体来说，TFT Tr电连接到有机电致发光二极管E的第一电极150。这样，第一电极150在各子像素中构图，并且第二电极170电连接到有机电致发光二极管E。
可以在第二基板200内侧提供湿气吸收剂210。湿气吸收剂210从第一基板100和第二基板200之间的密封空间除去残留的湿气和氧气。
图2A至2D示出了用于制造根据本发明的第一实施方式的有机电致发光显示器件的示意性截面图。
参照图2A，在第一基板100上形成TFT Tr和有机电致发光二极管E。有机电致发光二极管E电连接到TFT Tr。
具体的，在第一基板100上形成半导体层105。半导体层105可以由多晶硅形成。在半导体层105形成之前形成保护层110。保护层110保护半导体层105不受第一基板100的杂质的影响。
栅绝缘层120在形成半导体层105的第一基板100上方形成。栅极115对应半导体层105在一部分栅绝缘层120上方形成。
采用栅极115作为掩模通过给半导体层105注入杂质在半导体层105中限定源区域和漏区域。
层间绝缘层130在栅极115和栅绝缘层120上方形成。电连接到源/漏区域的源/漏极135a和135b在层间绝缘层130上形成。这样，在第一基板100上形成TFT Tr。
在形成有TFT Tr的第一基板100上方形成钝化层140，并且有机电致发光二极管E在钝化层140上形成。有机电致发光二极管E电连接到TFT Tr。TFT Tr电连接到电源线155。
有机电致发光二极管E包括电连接到TFT Tr的第一电极150。第一电极150可以通过在各子像素中沉积透明导电材料和构图沉积的透明导电材料形成。第一电极150可以由ITO或IZO形成。
具有暴露子像素的开口的绝缘层图案145在第一电极150上形成。绝缘层图案145可以由感光树脂形成。
在各子像素中，有机层160在由绝缘层图案145的开口暴露的第一电极150上形成。有机层160可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻止层、电子传输层、和电子注入层从而增加有机发光层160的发光效率。
第二电极170在有机层160上形成。第二电极170用作公共电极。第二电极170可以由其功函小于第一电极150的导电材料形成。例如，第二电极170可以由铝、镁、或钙形成。这样，形成了电连接到TFT Tr的有机电致发光二极管E。
参照图2B，制备第二基板200。可以在第二基板200内侧提供湿气吸收剂210来吸收氧气和湿气。
在第一基板100或第二基板200的***上涂覆预备的密封剂。预备的密封剂包括粉末型熔块玻璃和光-热转换剂。
光-热转换剂将光能转换为热能并且可以是红外染料、碳黑、铝、或氧化铝。
参照图2C，第一基板100和第二基板200通过预备的密封剂互相粘接。然后，通过选择性地施加光能和热以固化预备的密封剂从而形成密封剂300。
具体的，第一基板100和第二基板200通过当由施加的光能产生的热熔化并且冷却而固化的粉末型熔块玻璃互相粘接。
与粉末型熔块玻璃均匀混合的光-热转换剂接收光能来产生热，从而把热均匀地施加给粉末型熔块玻璃。因此，可以减少熔块玻璃的固化时间并且可以把热均匀地施加给熔块玻璃。因此，稳固地固化熔块玻璃，从而减少了湿气/空气传播率。
可以通过激光或电子束加热器(beam heater)提供光能。激光或电子束加热器把光能选择性地照射到形成密封剂300的区域上。这样，把光选择性地传输到有机电致发光二极管E，从而防止有机电致发光二极管E的热分解。
电子束加热器向密封剂300提供具有波长为0.1-200μm的电子束，光-热转换剂在该波长可以发生反应。由于电子束加热器以线型或三角型把电子束照射到密封区域上，可以减少密封剂300的固化时间。因此，减少了在密封剂300固化的过程中有机电致发光二极管暴露给热量的时间，从而防止有机电致发光二极管E的热分解和第一基板100或第二基板200的裂化。
参照图2D，通过粉末型熔块玻璃的固化和再结晶形成密封剂300。因此，可以保护有机电致发光二极管E不受外部的湿气或氧气。即，因为密封剂300包括具有湿气/空气低传播率的熔块玻璃，可以防止有机电致发光二极管E由于湿气和/或氧气而退化。
此外，由于激光或电子束加热器把光能选择性地照射到形成密封剂300的区域上，可以防止有机电致发光二极管E由于受热而热分解。此外，向密封剂300中添加光-热转换剂可以减少密封剂300的固化温度和固化时间并且更稳固地固化密封剂300。因此，密封剂300可以很好地阻止湿气和氧气，从而增加设备的寿命和可靠性。
图3是根据本发明的第二实施方式的有机电致发光显示器件的示意性截面图。由于图3的有机电致发光显示器件类似于图1，除了在不同的基板中形成TFT和有机电致发光二极管E，为了简明，将省略相同的说明。
参照图3，根据本发明的第二实施方式的有机电致发光显示器件包括按预先确定的距离彼此分开的第一和第二基板400和500并且通过密封剂600互相粘接。TFT Tr在第一基板400上形成，并且有机电致发光二极管E在第二基板500上形成。
由于在双面板型有机电致发光显示器件中很难独立地形成湿气吸收剂，因此需要把第一基板400粘接到第二基板500的封装处理。
密封剂600包括采用光-热转换剂制成的熔块玻璃。由于包括熔块玻璃的密封剂600具有低于相关技术的密封剂的湿气/氧气传播率，可以大大增加有机电致发光二极管E的寿命和可靠性。
光-热转换剂可以是将光能转换为热能的红外染料、碳黑、铝、或氧化铝。光-热转换剂可以减少固化密封剂600需要的温度和时间。因此，可以防止有机电致发光二极管E在固化密封剂600时被热分解。
同时，多条栅线和多条数据线在第一基板400上方互相交叉。TFT Tr设置在由交叉的两条线限定的子像素中。TFT Tr包括栅极401、半导体层402、和源/漏极403a和403b。
通过增加TFT Tr的沟道长度，即，源极403a和漏极403b之间的长度，可以改善TFT Tr的特性。
在TFT Tr形成的第一基板400的上方形成钝化层420。连接电极404在钝化层420上形成来接触TFT Tr的漏极403b。TFT Tr通过连接电极404电连接到有机电致发光二极管E。即，TFT Tr电连接到有机电致发光二极管E的第二电极530。
公共电压焊盘P在第一基板400上形成，以从外部电路接收公共电压并把接收的公共电压提供给有机电致发光二极管E。公共电压焊盘P包括电源电极411和电源接触电极412。电源电极411电连接到在第一基板400中形成的公共电压线，并且电源接触电极412在电源电极411上形成并且电连接到有机电致发光二极管E的第一电极510。
虚拟图案(dummy pattern)413在电源电极411和电源接触电极412形成。虚拟图案413和TFT Tr具有相同的高度差。
包括第一电极510、有机发光层520、和第二电极530的有机电致发光二极管E在第二基板500下形成。
第一电极510在第二基板500下形成。第一电极510作为公共电极并且可以由透明导电材料形成，例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
辅助电极505可以进一步在第二基板500和第一电极510之间形成。辅助电极505减少第一电极510的电阻。这样，辅助电极505由低电阻金属形成并且大多不透明。因此，辅助电极505优选的在对应非发光区域的区域形成。
在有机发光层520之下或之上还可以形成有至少空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、空穴阻止层(HBL)、电子传输层(ETL)、和电子注入层(EIL)其中之一。
因为在第一电极510、有机发光层520、和第二电极530的边界可以适当地调节能量级别，因此，电子和空穴可以更容易地注入有机发光层520。这样，可以大大改善有机电致发光显示器件的发光效率。
形成第二电极530以包围第一衬垫料535a的***，该第一衬垫料535a固定地保持第一基板400和第二基板500之间的盒间隙。由于第一衬垫料535a，第二电极530的一部分向第一基板400突起。突起的第二电极530接触连接电极404。此外，第二电极530通过设置于子像素的***中形成的缓冲层515上的隔离体(separator)525在各子像素中自动构图。
有机电致发光显示器件还包括与第一衬垫料535a具有相同高度的第二衬垫料535b。第二衬垫料535b在与形成电源接触电极412区域相对应的区域中形成。这样，形成与第二电极530分离的第二电极虚拟图案540以包围第二衬垫料535b。包围第二衬垫料535b的第二电极虚拟图案540接触电源接触电极412。与第二电极530分离的第二电极虚拟图案540电连接到第一电极510。第一电极510和电源接触电极412通过第二衬垫料535b电连接，从而可以将公共电压施加给第一电极510。
图4A至4D示出了根据本发明第二实施方式的用于制造有机电致发光显示器件的方法的示意性截面图。
参照图4A，制备第一基板400，并且在第一基板400上形成TFT Tr。
具体的，导电层在第一基板400上形成并且构图以形成栅线(未示出)和栅极401。这样，栅线在一个方向形成而栅极401从栅线分支。同时可以形成电源电极411从而其从外部信号接收公共电压并且将接收的公共电压施加给有机电致发光二极管，这将在下面说明。此外，形成以预先确定的距离与电源电极411分隔开的第一虚拟图案413a。
栅绝缘层410在形成栅极401的第一基板400上方形成。可以采用通过化学汽相沉积(CVD)工艺沉积的氧化硅层、氮化硅层、或它们的层叠的层形成栅绝缘层410。
在栅绝缘层410上形成对应栅极401的半导体层402。同时，可以进一步在栅绝缘层410上形成对应第一虚拟图案413a的第二虚拟图案413b。
在半导体层402和栅绝缘层410上形成第一导电层(未示出)并且构图以形成与栅线(未示出)交叉的数据线(未示出)。同时，漏极403b在半导体层402的中心部分形成，而源极403a以环形形状形成以包围漏极403b的***。因此，通过增加TFT Tr的沟道区域，即，对应源极403a和漏极403b的区域改善TFT Tr的特性。此外，第三虚拟图案413c可以进一步在第二虚拟图案413b上形成。
这样，形成了包括栅极401、半导体层402和源/漏极403a和403b的TFTTr。
钝化层420在栅绝缘层410和TFT Tr上形成。可以采用有机层或无机层形成钝化层420。例如，有机层可以是丙烯酸基树脂、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)、或酚醛清漆树脂，而无机层可以是氧化硅层、氮化硅层、或它们的层叠的层。
在钝化层420中形成接触空穴以暴露漏极403b和电源电极411的部分。
导电层在具有接触孔的钝化层420上形成并且构图以形成电连接到漏极403b的连接电极404。同时，可以形成电源接触电极412。电源接触电极412设置在第一至第三虚拟图案413a、413b和413c，从而其与连接电极404具有相同的高度差。
参照图4B，制备形成有机电致发光二极管E的第二基板500。
具体的，制备第二基板500，并且第一电极510作为公共电极在第二基板500上形成。第一电极510由具有高功函的透明导电材料形成。例如，第一电极5 10可以由ITO或IZO形成。
形成缓冲层515以在第一电极510上限定像素区域。缓冲层515由绝缘层形成。隔离体525在缓冲层515上形成。隔离体525可以以倒锥形形状的分隔壁形成。隔离体525可以由有机绝缘材料形成。此外，岛形缓冲层515进一步在子像素中形成，并且第一衬垫料535a在缓冲层515上形成。同时，形成的第二隔离体535b与第一衬垫料535a具有相同的高度。
有机发光层520和第二电极530在第一衬垫料535a和第一电极510上方顺序形成。第二电极530通过隔离体525在各子像素中自动分离。另外，因为第二电极530延伸超过第一衬垫料535a，所以由于第一衬垫料535a，第二电极530的一部分向上突起。同时，形成与第二电极530分离的第二电极虚拟图案540以包围第二衬垫料535b。第二电极虚拟图案540也向上突起。第二电极虚拟图案540电连接到第一电极510。
在形成有机发光层520之前，可以进一步形成空穴注入层和/或空穴传输层。此外，在形成有机发光层520之后，进一步形成空穴阻止层、电子传输层、和电子注入层其中至少之一。
参照图4C，密封剂600涂覆在形成TFT Tr的第一基板400上或形成有机电致发光二极管E的第二基板500上。密封剂600含有熔块玻璃和光-热转换剂。光-热转换剂可以是把光转换为热能的红外染料、碳黑、铝、或氧化铝至少其中之一。
然后，第一和第二基板400和500对准从而第一基板400中形成的TFT Tr和公共电压焊盘P电接触有机电致发光二极管E。即，连接电极404接触由第一衬垫料535a突起的第二电极530。此外，对应虚拟图案413的电源接触电极412电接触由第二衬垫料535b突起的第二电极虚拟图案540。
密封剂600通过将光能照射到形成密封剂600的区域而固化，并且第一基板400和第二基板500互相粘接从而密封有机电致发光二极管。
可以采用激光或电子束加热器仅向形成密封剂600的区域提供光能。电子束加热器的波长范围从大约0.1μm到大约200μm。
这样，第一基板400和第二基板500采用具有低湿气/氧气传播率的熔块玻璃互相粘接。由于给密封剂600增加了光-热转换剂，可以减少熔块玻璃的固化时间和固化温度。此外，可以增加熔块玻璃的固化程度，从而进一步减少湿气或氧气传播率。
因此，可以通过防止有机电致发光显示器件的退化并保护其不受外部的氧气或湿气增加有机电致发光显示器件的寿命和可靠性。
当形成TFT和有机电致发光二极管的基板粘接在独立的封装基板时，有机电致发光显示器件的产率由TFT的产率和有机电致发光二极管的产率的乘积决定。因此，总产率大大取决于形成在较后级执行的有机电致发光二极管的工艺。然而，本发明的第二实施方式可以期望通过在不同基板上形成TFT和有机电致发光二极管并粘接该两个基板减少缺陷率和增加产品产率。
如上所述，通过采用具有低湿气/氧气传播率的熔块玻璃执行封装工艺可以增加有机电致发光显示器件的寿命和可靠性。
此外，由于给熔块玻璃增加光-热转换剂，可以减少固化温度和固化时间，从而防止有机电致发光显示器件的退化。
此外，由于光能仅照射到密封剂形成的区域，可以防止有机电致发光二极管由于传递到其上的热量而退化。
显然，对于熟悉本领域的技术人员来说可以对本发明可以进行各种修改和变形。从而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书及其等同物范围内的本发明的修改和变形。
Claims (20)
1、一种有机电致发光显示器件，包括：
第一基板；
与所述第一基板相对的第二基板；
设置在第一和第二基板至少之一上的显示元件；以及
设置在第一基板和第二基板之间以封装所述显示元件的玻璃，所述玻璃由光-热转换剂固化。
2、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述光-热转换剂是选自把光能转换为热能的红外染料、碳黑、铝、或氧化铝中的至少之一。
3、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述显示元件包括：
设置在第一基板上并具有不同功函的第一和第二电极；以及
设置在第一电极和第二电机之间并且具有有机发光层的有机层。
4、根据权利要求3所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述第一电极由透明导电材料形成。
5、根据权利要求3所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述第一基板还包括电连接到第一电极的薄膜晶体管。
6、根据权利要求3所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述在第一基板上以矩阵形式提供多个第一电极。
7、根据权利要求3所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，在所述第二基板中还包括湿气吸收剂。
8、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述显示元件设置在第二基板上，而连接到显示元件的薄膜晶体管在第一基板上形成。
9、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述玻璃包括熔块玻璃。
10、一种用于制造有机电致发光显示器件的方法，包括：
制备第一基板；
在第一基板上形成显示元件；
制备第二基板；
在第一或第二基板的***涂覆密封剂，并且粘接所述第一基板到所述第二基板；以及
固化所述密封剂，所述密封剂包括玻璃粉末和光-热转换剂。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述密封剂通过激光或电子束加热器固化，该激光或电子束加热器向光-热转换剂提供光从而从光-热转换剂产生热量。
12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述电子束加热器的波长范围从0.1μm到200μm。
13、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光-热转换剂是选自把光能转换为热能的红外染料、碳黑、铝、或氧化铝中的至少之一。
14、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在第一基板上形成薄膜晶体管。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述形成显示元件的步骤包括：
在第一基板上形成第一电极，所述第一电极电连接到薄膜晶体管；
在第一基板上形成至少具有有机发光层的有机层；以及
在有机层上形成第二电极。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括在第二基板中形成湿气吸收剂。
17、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在第二基板上形成薄膜晶体管。
18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述形成有机电致发光二极管的步骤包括：
在第一基板上形成第一电极；
在第一基板上形成至少具有有机发光层的有机层；以及
在有机发光层上形成第二电极。
19、根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述薄膜晶体管接触第二电极。
20、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述玻璃粉末包括熔块玻璃粉末。
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