CN1941400B - 有机发光二极管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机发光二极管及其制造方法。该有机发光二极管包括：像素限定层，位于基底上，该像素限定层具有在其中的开口并具有邻近于所述开口形成的至少一个阶梯部分；有机层，位于所述开口中，并至少部分地覆盖所述至少一个阶梯部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管及其制造方法。更具体地讲，本发明涉及这样一种有机发光二极管及其制造方法，该有机发光二极管被构造为减少或消除当形成有机层时在有机层和其下面的层之间的气体滞留。
背景技术
有机发光二极管可以包括有机层来作为器件结构的部分。例如，在形成有机发光器件如有机发光二极管的过程中，下电极(例如，阳极)和/或像素限定层可具有在其上形成的薄的有机层。有机层可以是例如空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。然后可在有机层上形成其它层如上电极(例如，阴极)。
已经研发了各种方法来形成有机发光二极管中的有机层。这些方法包括例如沉积法和平版印刷法(lithographic)。沉积法可包含通过利用阴罩(shadowmask)真空沉积有机材料来形成有机层。然而，利用这种方法会难以形成高分辨率的图案，例如具有非常精细的节距的图案，而且这种沉积方法也难以应用于大面积的显示装置。
平版印刷法可包含沉积有机材料，在沉积有机材料后通过利用光致刻蚀剂使该材料形成图案来形成有机层。这种平版印刷法可适用于形成高分辨率图案。然而，一些平版印刷法的图案形成步骤(例如，刻蚀、用显影溶液显影等)会导致有机层的劣化。
为了避免与沉积法和平版印刷法相关的难题，可以采用喷墨法来直接使有机层形成图案。在喷墨法中，从喷墨打印机的打印头(head)喷射包含有机材料的溶液以形成有机层。这种溶液可包括溶解或分散在溶剂中的有机材料。喷墨法的优点在于这种方法相对简单。然而，这种方法不能形成厚度均匀的有机层，产量会低而且也会难以应用于大面积的显示装置。
已经提出了将热转印法用于形成有机发光二极管中的有机层，并且这种方法可提供优于上述各种方法的优点。热转印法可利用例如激光诱导热转印来形成有机层，其中，在供体基底上提供有机材料，供体基底以与器件基底紧密接触的方式放置，横过供体基底进行激光扫描。由激光提供的热能致使有机材料转印到供体基底上，从而形成有机层。
可应用热转印法来形成例如有机可处理的空穴转印层(organic-processible hole transfer layer)，如有机发光二极管的次阵列(underarray)，红色、绿色和蓝色有机层等。激光诱导热转印可提供各种优点，如形成高分辨率的图案、厚度均匀的薄膜、形成层叠的多层的能力，玻璃母板中的可延展性等，这些优点使得激光诱导热转印适于制造大规模的有机发光二极管。这种激光诱导热转印可用于制造用于液晶显示装置的滤色器，形成发光材料的图案等。
图1示出了在制造有机发光二极管的像素单元的传统方法中一个阶段的平面图，图2示出了沿着图1中的线A-A’截取的在制造有机发光二极管的像素单元的传统方法中一个阶段的剖视图。
参照图1和图2，可在基底200上形成薄膜晶体管107和第一电极层209。薄膜晶体管107可包括缓冲层201和半导体层102，其中，半导体层102具有有源沟道层102a和欧姆接触层102b。可在有源沟道层120a和欧姆接触层102b上形成栅极绝缘层203和栅电极204。中间介电层205可覆盖栅电极204和栅极绝缘层203，并且中间介电层205可具有穿过其的电极接触106a和106b。平坦化层208可位于这些特征上，在平坦化层208的顶部上可形成电极层209。电极层209通过通孔202可与电极接触106a接触。在平坦化层208和电极层209上可形成像素限定层100，像素限定层100可具有在该层中形成的开口114，以暴露电极层209的部分。
可利用例如激光诱导热转印在像素限定层100的开口114中形成有机层101，该有机层101可以是例如发光区域。有机层101可横向延伸超出开口114，以设置在电极层209和像素限定层100上。像素限定层100可以沿着有机层101的***横向延伸超过有机层101。可通过沿着有机层101的纵向扫描激光，即在图1示出的向下的方向上扫描激光来实现有机层的热转印。
参照图2，热转印供体膜216可包括形成在基础基底(base substrate)213上光热转换层214，并且可包括在光热转换层214上设置的包含有机材料的转印层。供体膜216还可以包括在光热转换层214和转印层之间的中间层215。
供体膜216可邻近于并面向像素限定层100的上部布置。可将激光照射并扫描横过供体膜216，从而光热转换层214将激光转换成热。转印层可熔化并与供体膜216分离，以在像素限定层100上形成有机层101。
当转印层从供体膜216转印到像素限定层100上时，会滞留气体。具体地说，会在有机层101和像素限定层100之间和/或在有机层101和电极层209之间滞留气体。
在有机层101和像素限定层100之间和/或在有机层101和电极层209之间的界面的最后区域中，即，在被激光扫描的最后区域中，气体滞留会更显著。例如，参照图1，当激光从有机层101的上部区域向下部区域扫描时，会在靠近有机层101的下部区域之处滞留气体。结果，由于滞留的气体使得有机层101和像素限定层100之间和/或在有机层101和电极层209之间的粘附不能令人满意。
发明内容
因此，本发明提出了一种有机发光二极管及其制造方法，该有机发光二极管基本上克服了由于现有技术的局限和缺陷所引起的一个或多个问题。
因此，本发明实施例的一个特征在于提供了一种有机发光二极管，该有机发光二极管包括阶梯部分，该阶梯部分被构造为减少或消除在涂覆的有机层下方气体的滞留。
因此，本发明实施例的另一特征在于提供了一种制造有机发光二极管的方法，该方法包括将有机层转印到基底上，其中，所述基底包括被定位成与转印的有机层的最后部分对应的阶梯部分。
可通过提供一种有机发光二极管来实现本发明的以上和其它特征和优点中的至少一个，所述有机发光二极管包括：像素限定层，位于基底上，该像素限定层具有在其中的开口并具有邻近于所述开口形成的至少一个阶梯部分；有机层，位于所述开口中，并至少部分地覆盖所述至少一个阶梯部分。
所述至少一个阶梯部分直接邻近所述开口，并且所述有机层部分地，并不是完全地，覆盖所述至少一个阶梯部分。所述至少一个阶梯部分可位于所述开口的角落处。所述至少一个阶梯部分可横跨所述开口的一侧。所述至少一个阶梯部分的厚度可以是所述像素限定层的厚度的大约1/4至大约1/3。所述像素限定层的厚度可在大约至大约的范围内。所述至少一个阶梯部分的宽度可以是像素区域宽度的大约1/4至大约1/2。
所述有机发光二极管还可以包括至少一个突出，所述至少一个突出从所述至少一个阶梯部分突出并背离所述基底延伸，其中，所述有机层覆盖所述至少一个突出。所述至少一个突出可延伸成与所述像素限定层的高度相同的高度。
电极层可在所述基底和所述像素限定层之间位于所述基底上，通过所述开口可至少部分地暴露所述电极层，所述有机层可至少部分地覆盖所述电极层的通过所述开口被暴露的部分。所述有机层可形成发射层、空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。
还可通过提供一种制造有机发光二极管的方法来实现本发明的以上和其它特征和优点的至少一个，所述方法包括：在基底上形成像素限定层，所述像素限定层具有开口和至少一个阶梯部分；将有机层转印到所述基底上，使得所述有机层位于所述开口中并至少部分地覆盖所述至少一个阶梯部分。
所述至少一个阶梯部分可相对于所述开口来定位，以与将被转印到所述基底上的所述有机层的最后部分对应。所述有机层的转印可在所述开口的第一侧开始，在所述开口的与所述第一侧相对的第二侧结束。所述开口可以是长方形的，所述第一和第二侧可以是所述长方形开口的窄部分。所述转印可包括激光诱导热转印，所述激光扫描的方向是这样的，即所述激光扫描在靠近所述至少一个阶梯部分处结束。
还可通过提供一种有机发光二极管来实现本发明的以上和其它特征和优点的至少一个，所述有机发光二极管包括：基础层；中间层，在所述基础层上，所述中间层具有在其中的开口以暴露所述基础层的部分；有机层，所述有机层位于所述中间层上并位于所述开口内以覆盖所述基础层的暴露的部分，其中，所述中间层包括与所述开口邻近的凹进部分，所述有机层部分地覆盖所述凹进部分并部分地暴露所述凹进部分。
所述凹进部分可从所述开口的第一边缘横向延伸并超过所述有机层。当所述凹进部分达到所述开口的所述第一边缘时可具有第一高度，所述开口可具有第二边缘，第二边缘具有第二高度，所述第一高度可小于所述第二高度。所述有机层可具有至少三个面，并且所述凹进部分可延伸超过所述有机层的至少两个面。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细地描述，本发明的上述和其他特征和优点对本领域的普通技术人员来说将会变得更加清楚，其中：
图1示出了在制造有机发光二极管的像素单元的传统方法中的一个阶段的平面图；
图2示出了沿图1中的线A-A’截取的在制造有机发光二极管的像素单元的传统方法中的一个阶段的剖视图；
图3示出了在制造根据本发明第一实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图；
图4示出了沿图3中的线B-B’截取的局部剖视图；
图5示出了根据本发明第二实施例的沿图3中的线B-B’截取的局部剖视图；
图6示出了在制造根据本发明第三实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图；
图7示出了沿图6中的线C-C’截取的剖视图；
图8示出了制造根据本发明第四实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图；
图9示出了沿图8中的线D-D’截取的剖视图。
具体实施方式
2005年9月28日在韩国知识产权局提交的题为“有机发光二极管及其制造方法”的第2005-0090738号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
现在，在下文中，将参照附图来更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式来实施，并不应该被理解为限于在此提出的实施例。当然，提供这些实施例，从而本公开将是彻底和完全的，并将把本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。在附图中，为了示例的清晰，扩大了层和区域的尺寸。还应该理解，当层被称作在另一层或基底“上”时，该层可以直接在另一层或基底上，或者也可以存在中间层。另外，应该理解的是，当层被称作在另一层“之下”时，该层可以直接在另一层之下，也可以存在一个或多个中间层。此外，还应该理解的是，当层被称作在两层“之间”时，该层可以是这两层之间的唯一的一层，也可以在这两层之间存在一个或多个中间层。相同的标号始终表示相同的元件。
图3示出了在制造根据本发明第一实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图，图4示出了沿着图3中的线B-B’截取的局部剖视图。参照图3和图4，可在基底400上设置一个或多个有机发光二极管。有机发光二极管可包括设置在基底400上的薄膜晶体管307。
根据本发明实施例的有机发光二极管及其制造方法可被构造为使得涂覆的有机层和其下面的层(例如，可为像素限定层和/或电极层)之间的气体泄出，从而减少或消除有机层和其下面的层之间的气体滞留。阶梯部分可邻近于开口设置在像素限定层上，用于有机层的放置，从而有助于通过例如激光诱导热转印将有机层转印到开口中。因此，根据本发明的有机发光二极管可在有机层和其下面的层之间提供改进的粘合强度。
例如，可在基底400上设置缓冲层401，并在缓冲层401上设置包括有源沟道层302a和欧姆接触层302b的半导体层302。可在有源沟道层302a和欧姆接触层302b之间设置轻掺杂漏极(LDD)区。可在半导体层上顺序地设置栅极绝缘层403和栅电极404，并将设置的栅极绝缘层403和栅电极404图案化。可在栅电极404上设置中间介电层405。可在中间介电层405上形成电极接触306a和306b，例如源电极接触和漏电极接触，并且电极接触306a和306b可穿过中间介电层405，从而与半导体层302的欧姆接触层302b接触。
可在薄膜晶体管307上设置平坦化层408。电极层409可形成在平坦化层408的区域上，并可以通过通孔402穿过平坦化层408，以与薄膜晶体管307的电极接触306a和306b中的至少一个接触。电极层409可电连接到电致发光元件。
例如，电极层409可连接到有机层301，例如发光区。可利用例如激光诱导热转印在像素限定层300的开口414中形成有机层301。可在电极层409和平坦化层408上形成像素限定层300，并且像素限定层300可包括位于开口414的***的阶梯部分303。
参照图3，阶梯部分303可部分地位于有机层301的下面，并可以被有机层301部分地暴露。即，有机层301的边缘301a可位于阶梯部分303上，从而有机层301部分地覆盖阶梯部分303。
可将有机层301转印到开口414中和像素限定层300的阶梯部分303上。在有机发光器件是有机发光二极管的情况下，有机层301可形成例如发射层、空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。
根据在激光诱导热转印过程中激光的扫描方向，可相对于开口414来定位阶梯部分303，以使得阶梯部分303在靠近开口414的部分处定位，所述的开口414的部分与有机层301被激光扫描的最后部分对应。根据本发明第一实施例，参照图3，在激光扫描方向在有机层301的纵向，即，从图3的顶部扫描到底部的情况下，阶梯部分303可形成在开口414的角上，例如，图3中的右下角。
在像素限定层300中邻近开口414的阶梯部分303可有效地排放在转印的有机层301和像素限定层300之间和/或在转印的有机层301和电极层409之间滞留的气体。阶梯部分303可形成在像素限定层300的角中，例如图3中的右下角上，所述角与有机层301通过横过热转印供体基底的激光扫描而转印的最后部分对应。
阶梯部分303可通过包括例如干蚀刻、湿蚀刻等若干适合的工艺中的任何一种形成。参照图4，像素限定层300的厚度可以在大约
至大约
的范围内，阶梯部分303的厚度可以是像素限定层300的厚度的大约1/4至1/3。参照图3，阶梯部分303的宽度可以对应于像素区域的宽度的大约1/4至大约1/2。可根据热转印供体膜的种类和/或将被从热转印供体膜转印的有机层的厚度来调整阶梯部分303的相对宽度，以改善排气效果。可在有机层301和像素限定层300上形成第二电极层413。
现在将参照图5至图9来描述本发明的第二、第三和第四实施例。图5至图9中的各种特征可以与以上相对于图3和图4描述的特征基本相似。因此，为了避免重复，在下面对图5至图9的描述中会省略对相似特征的详细描述。
图5示出了根据本发明第二实施例的沿图3中的线B-B’截取的局部剖视图。参照图5，根据本发明第二实施例的有机发光二极管可包括：至少一个薄膜晶体管307，形成在基底500上；平坦化层508，形成在薄膜晶体管307上；电极层509，位于平坦化层508的部分上并连接到电极接触306a和306b中的至少一个。
像素限定层300中的开口514可位于电极层509的部分上，使得至少部分地暴露电极层509。为了在有机层301的转印过程中易于排放气体，可邻近于开口514设置阶梯部分303。可在像素限定层300的与被转印的有机层301的最后部分对应的角落处形成阶梯部分303。
如图5所示，突出515可以从阶梯部分303突出，背离基底500延伸，使得突出515的高度大于阶梯部分303的高度。可以至少以大于阶梯部分303的高度的高度来形成突出515，可以以与像素限定层300的高度相同的高度来形成突出515。可在开口514中、阶梯部分303上和突出515上形成有机层301。由于突出515而形成的阶梯高度，使得可以容易排放在有机层301和像素限定层300之间和/或有机层301和电极层509之间的另外滞留的气体。可在有机层301和像素限定层300上形成第二电极层513。
图6示出了在制造根据本发明第三实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图，图7示出了沿图6中的线C-C’截取的剖视图。参照图6和图7，可利用例如激光诱导热转印在像素限定层600的开口714中形成有机层601，例如发光区域。可在电极层709和平坦化层708上形成像素限定层600，并且像素限定层600可包括位于开口714的***的阶梯部分603。
参照图6，阶梯部分603可部分地位于有机层601的下方，可部分地被有机层601暴露。阶梯部分603可横穿像素限定层600的整个边缘部分形成，例如，图6中的下部，并可以根据材料转印的方向相对于开口714来定位。在材料转印包括激光扫描的情况下，阶梯部分可位于靠近开口714的与有机层601的最后部分对应的部分处，所述最后部分是在有机层601的热转印过程中被激光最后扫描的部分。
参照图7，根据本发明第三实施例的有机发光二极管可包括形成在基底700上的至少一个薄膜晶体管607和形成在薄膜晶体管607上的平坦化层708。电极层609可与第一和第二电极接触606a、606b(例如，可以是源电极接触和漏电极接触)之一连接。电极层709可位于平坦化层708上，并通过通孔702穿过平坦化层708，从而与电极接触606a、606b之一连接。像素限定层600中的开口714可部分地暴露电极层709。可沿着开口714的整个下边缘形成阶梯部分603。阶梯部分603可相对于开口714来定位，以与被转印的有机层601的最后部分对应。可在开口714中和阶梯部分603上形成有机层601。有机层601可部分地覆盖阶梯部分603。可在有机层601和像素限定层600上形成第二电极层713。
图8示出了在构造根据本发明第四实施例的有机发光二极管的像素单元的方法中的一个阶段的平面图，图9示出了沿图8中的线D-D’截取的剖视图。参照图8，可利用例如激光诱导热转印在像素限定层800的开口914中形成有机层801，例如发光区域。阶梯部分803可形成在像素限定层800的角落处，例如左角。
阶梯部分803可相对于开口914定位，以与在激光诱导热转印的过程中被转印的有机层801的最后部分对应。在薄膜晶体管807也形成在靠近开口914的端部处的情况下，阶梯部分803可形成在与薄膜晶体管807相对的角落处，例如形成在如图8所示的左下角，其中，所述开口914的端部与被转印的有机层801的最后部分对应。
参照图9，根据本发明第四实施例的有机发光二极管可包括形成在基底900上的至少一个薄膜晶体管807，可在薄膜晶体管807上形成平坦化层908。电极层909可与第一和第二电极接触806a、806b(例如，可以是源电极接触和漏电极接触)之一连接。电极层909可形成在平坦化层908上，并通过通孔902穿过平坦化层。开口914可形成在像素限定层800中，并可以部分地暴露电极层909。阶梯部分803可形成在例如像素限定层800的左角，并可相对于开口914定位以与被转印的有机层801的最后部分对应。有机层801可形成在开口914中和阶梯部分803上。有机层801可以部分地覆盖阶梯部分803。第二电极层913可形成在有机层801和像素限定层800上。
在此已经公开了本发明的示例性实施例，尽管采用的特定的术语，但是仅以通用和描述性的意思来使用和解释这些术语，而不是出于限制的目的。例如，除了在以上各实施例中描述的阶梯部分的位置之外，可在可以排放气体的其它位置处形成阶梯部分，也可以在阶梯部分上形成两个或更多的突出。此外，应该理解的是，当转印有机层时可层压一层或多层。而且，尽管已经利用有机发光二极管作为示例性的有机发光器件解释了本发明的一些方面，但是本发明的实施例并不限于这种类型的器件，而是还应用于例如无源器件。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面做出各种改变。
Claims (19)
1.一种有机发光二极管，包括：
像素限定层，位于基底上，所述像素限定层具有在其中的开口和位于所述开口的***的至少一个阶梯部分；
有机层，设置在所述开口中，并部分地覆盖所述至少一个阶梯部分中的每一个。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个阶梯部分位于所述开口的角落处。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个阶梯部分横跨所述开口的一侧。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个阶梯部分的厚度是所述像素限定层的厚度的1/4至1/3。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其中，所述像素限定层的厚度在至的范围内。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个阶梯部分的宽度是像素区域的宽度的1/4至1/2。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，还包括至少一个突出，所述至少一个突出从所述至少一个阶梯部分突出并背离所述基底延伸，其中，所述有机层覆盖所述至少一个突出。
8.根据权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个突出延伸至与所述像素限定层的高度相同的高度。
9.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，电极层在所述基底和所述像素限定层之间位于所述基底上，
通过所述开口至少部分地暴露所述电极层，
所述有机层至少部分地覆盖所述电极层的通过所述开口被暴露的部分。
10.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述有机层形成发射层、空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。
11.一种制造有机发光二极管的方法，包括：
在基底上形成像素限定层，所述像素限定层具有开口和位于所述开口的***的至少一个阶梯部分；
将有机层转印到所述基底上，使得所述有机层位于所述开口中并部分地覆盖所述至少一个阶梯部分中的每一个。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个阶梯部分相对于所述开口来定位，以与被转印到所述基底上的所述有机层的最后部分对应。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述有机层的转印在所述开口的第一侧开始，在所述开口的与所述第一侧相对的第二侧结束。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述开口是长方形的，所述第一和第二侧是所述长方形开口的窄部分。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述转印包括激光诱导热转印，所述激光扫描的方向是这样的，即所述激光扫描在靠近所述至少一个阶梯部分处结束。
16.一种有机发光二极管，包括：
基础层；
中间层，在所述基础层上，所述中间层具有在其中的开口以暴露所述基础层的部分；
有机层，所述有机层位于所述中间层上并位于所述开口内以覆盖所述基础层的暴露的部分，
其中，所述中间层包括位于所述开口的***的阶梯部分，所述有机层部分地覆盖所述阶梯部分并部分地暴露所述阶梯部分。
17.根据权利要求16所述的有机发光二极管，其中，所述阶梯部分从所述开口的第一边缘横向延伸并超过所述有机层。
18.根据权利要求17所述的有机发光二极管，其中，当所述阶梯部分达到所述开口的所述第一边缘时具有第一高度，所述开口具有第二边缘，所述第二边缘具有第二高度，所述第一高度小于所述第二高度。
19.根据权利要求16所述的有机发光二极管，其中，所述有机层具有至少三个面，并且所述阶梯部分延伸超过所述有机层的至少两个面。
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