有机电致发光显示装置及其制造方法.pdf

本发明涉及一种改进的有机电致发光显示装置。在一个实施例中，OLED包括形成在绝缘衬底上非发射区中并还具有源和漏电极的薄膜晶体管。OLED还包括形成在所述绝缘衬底上发射区中并经由接触孔连结到所述源和漏电极中的一个电极的下电极。OLED还包括形成在所述下电极上所述发射区中的有机发射层，和形成在所述有机发射层上的上电极，其中所述下电极具有其角部被圆化的表面。下电极用作像素电极。它的表面具有弄圆的角部，防止了除气造成的短路诱发缺陷。

1.  一种有机电致发光显示装置，包括：
薄膜晶体管，形成在绝缘衬底上非发射区中并具有源和漏电极；
下电极，形成在所述绝缘衬底上发射区中并经由接触孔连结到所述源和漏电极中的一个电极；
形成在所述下电极上所述发射区中的有机发射层；和
形成在所述有机发射层上的上电极，
其中所述下电极具有其角部被圆化的表面。

2.  如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中所述下电极具有曲率半径的中心处于其角部使得该曲率半径为零的上表面，和曲率半径的中心处于与垂直于所述上表面的曲率半径的中心所在平面的轴相同的轴上的某一点处使得曲率半径大于零的下表面。

3.  如权利要求2所述的有机电致发光显示装置，其中分别在所述上和下表面的所有四个角部处形成弯曲。

4.  如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中所述下电极具有角部弯曲的上表面且弯曲的中心处于上表面上，和曲率半径的中心处于与垂直于包含所述上表面的曲率半径中心的平面的轴相同的轴上的一点的下表面，其中所述下表面的曲率半径大于所述上表面的曲率半径。

5.  如权利要求4所述的有机电致发光显示装置，其中分别在所述上和下表面的所有四个角部形成弯曲。

6.  如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中所述上电极用作阴极电极，所述下电极用作阳极电极。

7.  一种制造有机电致发光显示装置的方法，该方法包括步骤：
在绝缘衬底上的非发射区中形成具有源/漏电极的薄膜晶体管；
在所述绝缘衬底上的发射区中形成下电极以便经由接触孔连结到所述源/漏电极中的一个电极；
在所述下电极上的所述发射区中形成有机发射层；和
在所述有机发射层上形成阴极电极，
其中所述下电极的角部被圆化。

8.  如权利要求7所述的方法，其中所述下电极具有其表面形成为矩形的上表面，其中曲率半径的中心处于其角部使得该曲率半径为零，和曲率半径的中心处于所述上表面的曲率半径的中心的相同轴上的某一点处的下表面，使得所述下表面的曲率半径大于零。

9.  如权利要求8所述的方法，其中分别在所述上和下表面的所有四个角部形成弯曲。

10.  如权利要求7所述的方法，其中所述下电极具有一个其表面被倒角并且曲率半径的中心处于其上任何点处的上表面，和曲率半径的中心处于与所述上表面的曲率半径中心同轴上的一个点处的下表面，使得所述下表面的曲率半径大于所述上表面的曲率半径。

11.  如权利要求10所述的方法，其中分别在所述上和下表面的所有四个角部形成弯曲。

有机电致发光显示装置及其制造方法
本申请要求享有2003年11月29日在韩国专利局提交的申请Kr2003-86154的优先权，该申请在此引为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光显示装置及其制造方法。具体地说，本发明旨在提供一种有机电致发光显示装置及其制造方法，其中下(象素)电极的角部被圆化，由此防止除气造成的污染以及短路引发的缺陷。
背景技术
随着有源矩阵式有机发光装置(active matrix organic light emitting device，AMOLED)向利用有机电致发光器件(organic electroluminescence device，OELD)的平板显示装置的发展以及AMOLED在移动电话方面的应用，已经实现了装置在厚度、尺寸和制造成本方面的显著减小。
图1A表示常规的具有两个晶体管和电容器的AMOLED的平面结构。
图1B是沿图1A中I-I线的截面图。
参见图1B，常规的AMOLED包括发射区110和非发射区130。在发射区110中，形成有下电极131(如，象素电极)、有机发射层132和上电极133。在非发射区130中形成有两个薄膜晶体管(TFT)和电容器。
在透明绝缘衬底100如玻璃衬底上形成缓冲层140，并在缓冲层上沉积非晶硅层以形成半导体层111。半导体层111通过在对沉积的非晶硅层构图之后执行晶化工艺而形成。然后，在衬底的整个表面上形成栅极绝缘层150。之后，在栅极绝缘层150上沉积用于栅电极的金属材料并对其构图，从而在半导体层111上形成栅极112。此外，同时形成电容器下电极122。形成栅极112和电容器下电极122时，还形成图1A中的栅极线102。
之后，通过例如将P或N型杂质离子注入到半导体层111中而形成源极/漏极区113和114。
接下来，在衬底的整个表面上形成层间绝缘层160。然后，蚀刻层间绝缘层160和栅极绝缘层150以暴露部分源极/漏极区113和114，由此形成用于源/漏电极的接触孔161和162。
然后，在层间绝缘层160上沉积用于源/漏电极的金属材料之后，形成源/漏电极115和116，以通过接触孔161和162与源极/漏极区113和114接触。于是，形成电容器上电极126，该电极从源/漏电极115和116中的任何一个电极如源电极115延伸；与此同时，还形成图1A所示的数据线104和电源线106。
之后，在层间绝缘层160上形成钝化层170。蚀刻钝化层170以暴露源/漏电极115和116中的另一电极(如漏电极116)的一部分，由此形成用于象素电极的接触孔171。
然后，在钝化层170上沉积透明导电层并对其构图，以在发射区130中形成经由用于象素电极的接触孔171与源电极115接触的下电极131。
在钝化层170上形成绝缘层180之后，形成一个开口181以暴露下电极131。在包含该开口181的平坦化层180上形成有机发射层132，并在其上形成上电极133。
在常规的OLED中，虽然绝缘层180类似于限定发射区的象素限定层(pixel definition layer，PDL)，但PDL通常由有机层形成。而出现的问题在于有机发射层132由于除气而被污染。考虑到此问题，可以形成一种没有此象素限定层的有机发光显示装置。但是，在不形成象素限定层的常规OLED中通常经历的另一问题是短路引发的缺陷，即在对应的象素中产生暗点。
例如，图2A表示没有象素限定层的有机发光显示装置的平面结构实施例，图2B是沿图2A中II-II线的截面图。
下面参考图2A和2B解释没有这种象素限定层的有机发光显示装置的制造方法。
参见图2A和2B，按照与上述图1A和1B中所示相同的方式和结构，在非发射区220中形成薄膜晶体管和电容器。然后，通过在衬底的整个表面上的发射区中沉积透明导电层以便经由象素电极的接触孔255b与形成在非发射区中的源/漏电极接触，并且构图透明导电层，从而形成下电极261。
现在通过图2C～2E展示用于形成下电极261的步骤。图2C是表示用于形成下电极261的步骤的透视图，图2D是下电极261的平面图，和图2E是沿图2D中III-III线的截面图。
参见图2C～2E，下电极261的上下部分的角部以角的形状形成。如图2E所示，下电极261下部的长度L2形成得比下电极261上部的长度L1要长。即，下电极261具有以锥形角倾斜的边。
在下电极261上形成有机发射层262。然后，在有机发射层上形成由金属材料制成的上电极263。
在下电极261上形成有机发射层262时，形成了台阶。但是，使用中，由于开口边缘现象，会产生短路引发的缺陷。因而，在透明导电层的上下部分成角度的情况下，有机发射层262经常在其角部处性能劣化，因而暴露下电极261。
考虑到这一问题，本发明的实施例提供了一种具有变圆的角部的下象素电极。
图2F以放大图示出了在产生短路引发的缺陷时的发射区。
发明内容
本发明旨在提供一种没有象素限定层的改进的有机电致发光显示装置。本发明的实施例还提供了该显示装置的制造方法，通过形成一种具有被圆化了的角部地下(如象素)电极而防止排气(outgassing)和短路引发的缺陷。
在一个实施例中，有机电致发光显示装置包括形成在绝缘衬底上非发射区中的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括源/漏电极。OLED还包括形成在绝缘衬底上发射区中的下电极，其经接触孔连结到源/漏电极中的一个电极。它还包括形成在下电极上发射区中的有机发射层，以及形成在有机发射层上的上电极，其中下电极有一个角部被圆化的表面。
在一个实施例中，下电极有一个上表面，该表面的曲率半径的中心处于其角部，以至于该曲率半径为零。下电极的下表面的曲率半径中心处于与垂直于上表面的曲率半径中心所在平面的轴相同的轴上的某一点处，以至于曲率半径大于零。通过这种方式，分别在上和下表面的所有四个角部处形成弯曲。在一个实施例中，上电极是阴极，下电极是阳极。
本发明的另一方面提供了一种制造有机电致发光显示装置的方法。在绝缘衬底上的非发射区中形成具有源/漏电极的薄膜晶体管。下电极形成在绝缘衬底上的发射区中，并经接触孔连结到源/漏电极中的一个电极。有机发射层形成在下电极上的发射区中。上电极形成在有机发射层上，其中下电极的角部被圆化。
下电极有一个其表面为矩形的上表面，其中曲率半径的中心处于其角部使得曲率半径为零。下电极还有一个下表面，其中曲率半径的中心处于与上表面的曲率半径中心相同的轴上的一点处，以至于下表面的曲率半径大于零，其中分别在上和下表面的所有四个角部形成弯曲。
下电极有一个其表面被倒角并具有处于其上任何点处的曲率半径中心的上表面，和曲率半径的中心处于与上表面的曲率半径中心同轴的一点处的下表面，以至于下表面的曲率半径大于上表面的曲率半径，其中分别在上和下表面的所有四个角部形成弯曲。
附图说明
图1A表示常规AMOLED的平面结构；
图1B是沿图1A中I-I线的截面图；
图2A表示另一常规有机电致发光显示装置的平面结构；
图2B是沿图2A中II-II线的截面图；
图2C是表示用于形成图2A中下电极的步骤的透视图；
图2D是图2C中下电极的平面图；
图2E是沿图2D中III-III线的截面图；
图2F是产生短路引发缺陷时发射区的放大照片；
图3A表示根据本发明第一实施例的有机电致发光显示装置平面结构；
图3B是沿图3A中IV-IV线的截面图；
图3C是表示用于形成图3A中下电极的步骤的透视图；
图3D是图3C中下电极的平面图；
图3E是沿图3D中V-V线的截面图；
图4A表示根据本发明第二实施例的有机电致发光显示装置平面结构；
图4B是表示用于形成图4A中下电极的步骤的透视图；
图4C是图4A所示下电极的平面图；和
图4D是沿图4C中VII-VII线的截面图。
具体实施方式
下面参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。但本发明可以以不同的形式实施，这些不同的形式不构成对本发明的限制。相反，这些实施例的提供使得本公开更为彻底和全面，并且向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。全文中相同的标号表示相同的元件。
图3A表示根据本发明第一实施例的有源矩阵型有机电致发光显示装置(AMOLED)的平面结构。图3A的AMOLED表示一种由两个晶体管和一个电容器构成的装置。
图3B是沿图3A中IV-IV线的截面图。
参见图3B，在根据本发明一个实施例而形成的AMOLED中，在透明绝缘衬底300(如玻璃衬底上)形成缓冲层340。该衬底包括非发射区310和发射区330。然后，在缓冲层340上沉积非晶硅层以形成半导体层311。半导体层311通过在对非晶硅层构图之后执行晶化工艺而形成。然后，在衬底的整个表面上形成栅极绝缘层350，并且在栅极绝缘层350上沉积用于栅电极的金属材料并对其构图，从而在半导体层311之上形成栅极312。与此同时，形成电容器下电极322。现在，在栅极312和电容器下电极322形成时，还形成图3A所示的栅极线302。
之后，通过向半导体层311中离子注入例如P或N型杂质而形成源/漏极区313和314。
接下来，在衬底的整个表面上形成层间绝缘层360，并蚀刻层间绝缘层360和栅极绝缘层350以暴露部分源/漏极区313和314。由此形成用于源/漏电极的接触孔361和362。
然后，在层间绝缘层360上沉积用于源/漏电极的金属材料之后，形成源/漏电极315和316，以便经接触孔361和362与源/漏极区313和314接触。此处，形成电容器上电极326，该电极从从源/漏电极315和316中的任何一个电极(如漏电极316)延伸。与此同时，还形成图3A所示的数据线304和电源线306。
之后，在层间绝缘层360上形成钝化层370。蚀刻钝化层370以暴露源/漏电极315和316中的另一电极(如漏电极316)的一部分，由此形成用于象素电极的接触孔371。
然后，在发射区330中的钝化层370上沉积透明导电层，并对其构图以形成经象素电极的接触孔371与漏电极316接触的下电极331。
下面参考图3C～3E解释用于形成图3A中下电极331的步骤。
图3C是表示下电极331的整体形状的透视图，图3D是下电极331的平面图，图3E是沿图3D中V-V线的截面图。
如图3C～3E所示，可以理解，下电极331的上表面331a为矩形，下电极331的下表面331b具有变圆的角部，使得下电极331呈锥形。
可以表示为下列方程：
                     e₃₁＝0，e₃₂＞0
此处，e₃₁是上表面331a的曲率半径，e₃₂是下表面331b的曲率半径。下电极331具有一个上表面331a，其曲率半径e₃₁的中心处于其角部，以至于曲率半径为零。同时，下表面331b的曲率半径e₃₂中心位于与垂直于上表面331a曲率半径中心所在平面的轴相同的轴上的一点，以至于曲率半径e32大于零。于是，上表面331a具有四个成角的角部，下电极331具有四个变圆的角部。因此，因为下电极331的四个角部不形成角，所以甚至在沉积了有机发射层332之后，也可以防止由于有机发射层332的断开(cut-off)所致的开口边缘陷(open edge effect)。
接下来，在包括下电极331的钝化层370上形成有机发射层332。之后，在其上形成由金属材料制成的上电极333，由此建成有源矩阵式有机电致发光显示装置。
在上述实施例中，下电极用作阳极电极，上电极用作阴极电极。
图4A表示根据本发明第二实施例的有源矩阵式有机电致发光显示装置(AMOLED)的平面结构。图4A的AMOLED表示一种具有两个晶体管和电容器的装置。
图4B中沿VI-VI线的截面图表示类似于图3B中所示的结构。此外，通过参考关于第一实施例的上述描述，本领域的技术人员将更容易理解本发明第二实施例的制造方法。因而，不需要详细描述图4A。
但是，下面参考图4B～4D解释用于形成图4A中下电极431的示范性方法的步骤。
图4B是表示下电极431的整体结构的透视图，图4C是下电极431的平面图，图4D是沿图4C中VII-VII线的截面图。
形成下电极431时，如图4C所示，上表面431a内部的四个角部在平面上被圆化，下电极431b外部的四个角部被圆化。如图4D所示，下电极形成为锥形，使得下表面431b形成为宽于上表面431a。
可以表达为下列方程：
e₄₂＞0，e₄₁＞0
此处，e₄₁是下电极431上表面431a的曲率半径，e₄₂是下电极431下表面431b的曲率半径。
下电极431具有上表面431a，其四个角部均具有曲率，并且曲率中心位于上表面431a上。下表面431b的曲率半径e₄₂处于与垂直于包含上表面431a的曲率半径e₄₁的中心的平面的轴相同的轴上的一点，其中下表面431b的曲率半径e₄₂大于上表面431a的曲率半径e₄₁，并且下表面431b的四个角部也被圆化。因而，下电极的上表面431a和下表面431b的四个角部被圆化，以致于甚至在沉积了有机发射层之后，进一步地避免了由于有机发射层(见图3B的332)的断开所致的开口边缘缺陷。
在有机发射层(见图3B的332)上形成上电极(见图3B的333)，以提供公共电源。
在本实施例中，下电极431是阳极电极，形成在有机发射层上的上电极是阴极电极。
虽然以上描述了本发明的几个实施例，但也可以在侧部设置下电极的曲率，使得下电极的表面形状形成圆形或椭圆形。
根据上述本发明的实施例，在制造不具有象素限定层的AMOLED中，下电极由透明金属材料形成，其上下表面的角部被圆化，从而防止除气以及短路引发的缺陷。这种结构提高了亮度及增加了有机电致发光显示装置的寿命。
虽然以上出于举例说明的目的描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明所附权利要求限定的范围和实质的前提下，可以对本发明做各种改型、增加及替换。