专利名称：有机发光装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光装置及其制造方法，更具体地，涉及一种有机发光装置及其制造方法，所述发光装置具有阳极，即由在上发光结构中的单金属层制成的下电极。
背景技术：
近来，平板显示器，例如，液晶显示装置、有机发光显示装置和等离子体显示板(PDP)受到广泛的关注，它们没有例如阴极射线管(CRT)的现有显示器的缺点。
由于液晶显示装置不是自发光装置而是无源装置，所以受到亮度、对比度、视角、尺寸等的限制。尽管PDP是自发光装置，但是与其它平板显示装置相比，其重量大、功耗高、并且制造复杂。
另一方面，由于有机发光装置是自发光装置，所以具有杰出的视角和对比度。此外，由于不需要背光，所以有机发光装置可以制造得薄并且功耗低。此外，它们具有下列优点，诸如响应速度快和直接被低压直流电驱动，因为由固体制成所以耐外部冲击，可以在大的温度范围内运行，并且相对容易制造。
在现有的有机发光装置中，提供了由塑料或绝缘玻璃制成的基底。在所述基底上形成缓冲层，并且在所述缓冲层上形成半导体层。在基底的整个表面上形成栅极绝缘层。
随后，在栅极绝缘层上形成栅极从而对应部分半导体层，并且在基底的整个表面上形成层间绝缘层。
蚀刻所述层间绝缘层和栅极绝缘层从而形成接触孔。在层间绝缘层上形成的源极和漏极通过接触孔连接半导体层。
然后，在基底的整个表面上形成平坦化层。蚀刻所述平坦化层从而形成连接源极和漏极之一的通孔，并且在平坦化层上形成包括反射层和透明导电层的阳极。这里，反射层可以由铝、银或这些金属的合金制成，并且所述透明导电层可以由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)制成。
阳极通过通孔连接源极和漏极之一。
此后，在基底上形成像素界定层。蚀刻所述像素界定层以便暴露阳极，并且随后在被暴露的阳极上形成有机层。所述有机层至少包括发光层，并且还可以包括空穴注入层、空穴迁移层、和电子迁移层或电子注入层。
在基底的整个表面上形成阴极，由此完全完成现有的有机发光装置的制造。
现有有机发光装置的阳极具有的透明导电层层叠在由金属制成的反射层上的结构。在这样的结构中，在下面的反射层上反射光线，并且设置在反射层上的透明导电层降低了空穴注入势垒。
但是，所述装置由于下列缺点而被消弱，例如由于在反射层和透明导电层之间界面上的相互作用产生的暗像素和透明导电层的折射率而减小了发光量。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改进了的有机发光装置。
本发明的另一目标是提供一种有机发光装置及其制造方法，所述装置具有阳极，即由单金属层在上发光结构中制成的下电极。
在本发明的典型实施例中，提供了一种有机发光装置，包括基底；设置在基底上并且包括金属的阳极；设置在阳极上的金属氟化物层；设置在金属氟化物层上并且至少包括有机发光层的有机层，和设置在有机层上的阴极。
在本发明的另一典型实施例中，提供了一种有机发光装置的制造方法，包括制备基底、在所述表面上形成阳极、处理阳极的表面并且在其上形成金属氟化物层、在金属氟化物层上形成至少包括有机发光层的有机层、并且在有机层上形成阴极。
结合附图，参考下列详细描述，本发明更完整的评价和许多优点将变得更为显见和更好理解，其中相似的参考标号指示相同或相似的元件，其中图1是现有有机发光装置的截面图；图2至4是本发明原理的第一典型实施例的有机发光装置的截面图；以及图5至7是本发明原理的第二典型实施例的有机发光装置的截面图。
具体实施例方式
图1是现有有机发光装置的截面图。
参考图1，提供了由塑料或绝缘玻璃制成的基底100。在基底100上形成缓冲层110，并且在缓冲层110上形成半导体层120。在基底100的整个表面上形成栅极绝缘层130。
随后，在栅极绝缘层130上形成栅极140从而对应部分半导体层120，并且在栅极140上形成层间绝缘层150。
蚀刻层间绝缘层150和栅极绝缘层130从而形成接触孔151和152。在层间绝缘层150上形成源极和漏极161和162。源极和漏极161和162分别通过接触孔151和152连接半导体层120。
然后在基底100的整个表面上形成平坦化层170。蚀刻平坦化层170从而形成连接源极和漏极161和162之一的通孔171，并且在平坦化层170上形成包括反射层180和透明导电层182的阳极185。这里，反射层180可以由铝、银或其合金制成，并且透明导电层182可以由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)制成。
阳极185通过通孔171连接源极和漏极之一。
此后，在基底100的整个表面上形成像素界定层190。蚀刻像素界定层190以便暴露阳极185，并且随后在被暴露的阳极185上形成有机层200。有机层200至少包括发光层，并且还可以包括空穴注入层、空穴迁移层、电子迁移层或电子注入层。
在基底100的整个表面上形成阴极210，由此完全完成现有的有机发光装置250的制造。
现有有机发光装置250的阳极185透明导电层182层叠在由金属制成的反射层180上的结构。在这样的结构中，下面的反射层185反射光线，并且设置在反射层185上的透明导电层182降低了空穴注入势垒。
但是，所述装置由于下列缺点而被消弱，例如由于在反射层180和透明导电层182之间界面上的反应产生的暗像素和透明导电层182的折射率的减小而减小了发光量。
此后，将参考附图更详细地描述本发明，其中示出了本发明原理的典型实施例。在附图中，为了清楚起见夸大了层和区的厚度。通篇相似的参考标号指示相同的元件。
图2至4是本发明原理的第一典型实施例的有机发光装置的截面图。
参考图2，提供了基底300，所述基底可以是绝缘玻璃、导电或塑料基底。在基底300上形成缓冲层310。缓冲层310可以是氧化硅层、氮化硅层或这些层的组合。在缓冲层310上形成半导体层320。半导体层320可以由非晶硅或结晶为非晶硅形成的多晶硅制成。
然后，在基底300的整个表面上形成栅极绝缘层330。栅极绝缘层300可以是氧化硅层、氮化硅层或这些层的组合。
在栅极绝缘层330上形成栅极340从而对应部分半导体基底320。栅极340可以由铝、铜或铬制成。在基底300的整个表面上形成层间绝缘层350，层间绝缘层可以是氧化硅层、氮化硅层、或这些层的组合。
然后，蚀刻层间绝缘层350和栅极绝缘层330从而形成暴露半导体层320的接触孔351和352。在层间绝缘层350上形成源极和漏极361和362。源极和漏极361和362可以由从Mo、Cr、Al、Ti、Au、Pd和Ag的组中所选择的材料制成。此外，源极和漏极361和362分别通过通孔351和352连接半导体层320。
参考图3，在基底300的整个表面上形成平坦化层370。平坦化层370可以由从聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚(phenylenethers)树脂、聚苯硫醚(phenylenesulfides)树脂、和苯并环丁烯(benzocyclobutene BCB)的组中所选择的材料制成。
平坦化层370包括暴露源极和漏极361和362之一的通孔371。
此后，在本发明中，阳极380由具有反射特性的导电材料制成。这是因为在现有的图1示出的顶发光结构中，当阳极185由包括透明导电层182和反射层180的双层结构制成时，制造工艺复杂并且用于阳极的材料受到限制。
因而，在本发明中，阳极380由具有单反射特性的导电材料制成，并且因而不需要透明导电层。
在这种情形，优选具有反射特性的导电材料的金属，并且可以包括从Ag、Ag合金、Al、Al合金、Au、Pt、Cu和Sn的组中所选择的一种材料。阳极380通过在基底300上沉积并且随后构图导电材料而形成。
这里，阳极380可以通过溅射形成。此外，阳极380可以形成为大约500至大约2000 之间的厚度以便具有适当的反射特性。这是因为，当阳极380的厚度小于500时，难于赋予阳极380适当的反射特性，而当阳极380的厚度大于2000时，膜的应力增加并且阳极380和随后层叠在阳极380上的有机层400之间或阳极380和设置在阳极380下面的平坦化层370之间的粘合降低。
但是，本发明使用了具有反射特性的阳极380，并且因而不能满足阳极所需的功函数条件。
因而，根据本发明的原理，为了增加具有反射特性的阳极380的功函数，在阳极380的表面上进行了表面处理。阳极380可以通过等离子体法使用CF3气体或SF6气体进行表面处理，两者都含氟。
当阳极380以这样的方式处理时，在阳极380的表面上形成金属氟化物层385。在金属氟化物层385中，金属原子和氟原子共价键合，因而构成金属氟化物层385的分子具有偶极矩。这里，偶极矩可以具有从正极到负极的取向，由此有效地降低了空穴注入势垒。氟具有大的偶极矩，所以包含氟的CF3气体或SF6气体可以用作等离子体方法的源。
这里，金属氟化物层385可以形成为具有大约1nm和大约1.5nm之间的厚度。当金属氟化物层385的厚度小于等于1nm时，注入的电荷不可以隧道通过金属氟化物层385，而当金属氟化物层385的厚度大于等于1.5nm时，注入电荷可以隧道通过金属氟化物层385，但是驱动电压增加。
因而，当阳极380通过等离子体方法使用含氟并且具有大偶极矩的CF3气体或SF6气体进行表面处理时，在阳极和空穴注入层之间存在的空穴注入势垒降低，并且因而方便了空穴的移动。
这样，因为阳极380通过等离子体法使用含氟的CF3气体或SF6气体进行表面处理，所以单金属层可以用作阳极380，由此改善了发光效率。
参考图4，在基底300的整个表面上形成像素界定层390。像素界定层390可以由从聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚(phenylenethers)树脂、聚苯硫醚(phenylenesulfides)树脂、和苯并环丁烯(benzocyclobutene BCB)的组中所选择的材料制成。这里形成开口395以便暴露阳极380。
然后，在被像素界定层390的开口暴露的阳极380上形成有机层400。有机层400至少包括发光层、并且还可以包括空穴注入层、空穴迁移层、电子迁移层或电子注入层。
在基底300的整个表面上形成阴极410。阴极410可以由从Al、Ag、Mg、Au、Ca和Cr的组中选择的材料形成。
因此，完成了有机发光装置450。阳极380通过使用氟的等离子体方法进行表面处理，所以单金属层可以用作阳极380并且因而可以改善发光效率。
然后，图5至7是本发明原理的第二典型实施例的有机发光装置650的截面图。
参考图5，提供了基底500。基底500可以是绝缘玻璃、导电或塑料基底。在基底500上形成缓冲层510。缓冲层510可以是氧化硅层、氮化硅层或这些层的组合。在缓冲层510上形成半导体层520，并且所述半导体层可以由非晶硅或结晶非晶硅形成的多晶硅构成。
在基底500的整个表面上形成栅极绝缘层530。栅极绝缘层530可以是氧化硅层、氮化硅层、或这些层的组合。
然后，在栅极绝缘层530上形成栅极540，从而对应部分半导体层520。栅极540可以由Al、Cu、Cr等制成。在基底500的整个表面上形成层间绝缘层550。层间绝缘层550可以是氧化硅层、氮化硅层或这些层的组合。
蚀刻层间绝缘层550和栅极绝缘层530，从而形成暴露半导体层520的接触孔551和552。然后，在层间绝缘层550上形成源极和漏极561和562。源极和漏极561和562可以由从Mo、Cr、Al、Ti、Au、Pd和Ag的组中选择的材料形成。此外，源极和漏极561和562分别通过接触孔551和552连接半导体层520。
参考图6，在基底500的整个表面上形成平坦化层570。平坦化层570可以从聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚(phenylenethers)树脂、聚苯硫醚(phenylenesulfides)树脂、和苯并环丁烯(benzocyclobutene BCB)的组中所选择的材料制成。
此外，平坦化层570包括暴露源极和漏极561和562之一的通孔571。
在平坦化层570上层叠了透明导电材料，并且随后构图透明导电材料，从而形成用于形成对源极和漏极之一欧姆接触的辅助电极层575。由此，可以改善将要形成的阳极580和源极和漏极561和562之间的接触特性。这里，辅助电极层575可以由从ITO、IZO和ZnO的组中选择的一种材料制成。
然后，在辅助电极层575上层叠导电材料并且构图，从而形成阳极580。阳极580可以由具有反射特性的导电材料制成，并且可以由从Ag、Ag合金、Al、Al合金、Au、Pt、Cu和Sn的组中选择的材料形成。
这里，阳极580可以通过溅射形成。阳极580可以形成为大约500至大约2000之间的厚度以便具有适当的反射特性。当阳极580的厚度小于500时，可能不具有适当的反射特性，而当阳极580的厚度大约2000时，膜应力增加并且阳极580和随后层叠在阳极580上的有机层600之间以及阳极580和设置在阳极580下面的平坦化层570之间的粘合降低。
但是，本发明使用了具有反射特性的阳极580，所述阳极580可能不满足可以作为阳极工作的功函数条件。
因为这个原因，为了增加具有反射特性的阳极580的功函数，在本发明中对阳极580进行了表面处理。
这里，与第一实施例相似，阳极580通过使用含氟的CF3气体或SF6气体的等离子体方法进行表面处理。
当阳极580通过使用含氟的CF3气体或SF6气体的等离子体方法进行表面处理时，在阳极580的表面形成金属氟化物层585。这里，构成金属氟化物层585的分子通过在金属原子和氟原子之间的共价键合而具有偶极矩。所述偶极距具有从正到负的取向，由此有效地降低了空穴注入势垒。氟是具有大偶极距的材料，所以含氟的CF3气体或SF6气体可以用作等离子体方法的源。
在这种情形，金属氟化物层580形成为大约1nm至大约1.5nm的厚度。当金属氟化物层585的厚度小于等于1nm时，注入电荷不可以隧道通过金属氟化物层585，而当金属氟化物层585的厚度大于等于1.5nm时，注入的电荷可以隧道通过金属氟化物层585，但是驱动电压增加。
因而，当阳极585通过使用含氟的CF3气体或SF6气体的等离子体法进行表面处理时，阳极580和空穴注入层之间的注入势垒降低并且因而空穴可以容易地移动。
因此，当阳极580通过使用含氟的CF3气体或SF6气体的等离子体法进行表面处理时，单金属层可以用作阳极，由此改善了发光效率。
参考图7，在基底500的整个表面上形成像素界定层590。像素界定层590可以由从聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚(phenylenethers)树脂、聚苯硫醚(phenylenesulfides)树脂、和苯并环丁烯(benzocyclobutene BCB)的组中所选择的材料制成。这里，形成开口595从而暴露阳极580。
然后，在被像素界定层590的开口595暴露的阳极580上形成有机层600。有机层600至少包括发光层，并且还可以包括空穴注入层、空穴迁移层、电子迁移层或电子注入层。
在基底500的整个表面上形成阴极610。阴极610可以由从Al、Ag、Na、Au、Ca和Cr的组中选择的材料制成。
因此，当阳极580通过使用含氟的CF3气体或SF6气体的等离子体法进行表面处理时，单金属层可以被用作阳极，由此改善了发光效率。
结果，根据本发明的有机发光装置及其制造方法，改善了发光效率，所述发光装置具有可以由单金属层制成阳极的上发光结构。
尽管参考某些典型实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解在不偏离在所附权利要求及其等效物中所界定的本发明的精神和范围的前提下可以进行各种改进和变更。
本发明要求于2005年12月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0123222的权益，其全部内容引入于此作为参考。
权利要求
1.一种有机发光装置，包括基底；设置在所述基底上并且包括金属的阳极；设置在所述阳极上的金属氟化物层；设置在所述金属氟化物层上并且至少包括有机发光层的有机层；和设置在所述有机层上的阴极。
2.根据权利要求1的装置，其中所述阳极还包括用于对源极和漏极之一形成欧姆接触的辅助电极层。
3.根据权利要求2的装置，其中所述辅助电极层由从氧化铟锡、氧化铟锌和氧化锌的组中所选择的材料制成。
4.根据权利要求1的装置，其中所述金属是从银、银合金、铝、铝合金、铂、铜和锡中选择的材料。
5.根据权利要求1的装置，其中所述阳极形成为具有大约500至大约2000之间的厚度。
6.根据权利要求1的装置，其中所述金属氟化物层形成为大约1nm至大约1.5nm之间的厚度。
7.一种有机发光装置的制造方法，包括制备基底；在所述表面上形成阳极；处理所述阳极表面并且在其上形成金属氟化物层；在所述金属氟化物层上形成至少包括有机发光层的有机层；并且在所述有机层上形成阴极。
8.根据权利要求7的方法，在形成所述阳极之前，还包括形成用于对源极和漏极之一形成欧姆接触的辅助电极层。
9.根据权利要求8的方法，其中所述辅助电极层由从氧化铟锡、氧化铟锌和氧化锌的组中选择的材料制成。
10.根据权利要求7的方法，其中所述阳极表面处理采用等离子体方法进行。
11.根据权利要求10的方法，其中所述等离子体法使用CF3气体或SF6气体作为源。
12.根据权利要求7的方法，其中所述金属是从银、银合金、铝、铝合金、铂、铜和锡中选择的材料。
全文摘要
本发明公开了一种有机发光装置及其制造方法，所述装置具有阳极，即由在上发光结构中的单金属层构成下电极。所述有机发光装置包括基底、设置在所述基底上并且包括金属的阳极、设置在所述阳极上的金属氟化物层、和设置在所述金属氟化物层上并且至少包括有机发光层的有机层、和设置在所述有机层上的阴极。阳极通过使用含氟的CF
文档编号H01L51/56GK1983666SQ20061016677
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者高三一, 俞炳旭, 成妍周, 李在濠, 李承铉, 蒋胜旭, 杨南喆, 宋明原 申请人:三星Sdi株式会社