專利名稱：發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置及其制造方法，并且尤其涉及一種包括旁路晶體管的有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法，其中晶體管插入在陰極和陽極之間。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光裝置根據(jù)光發(fā)射的方向可以被分成底部發(fā)光型和頂部發(fā)光型。
在發(fā)光效率方面，具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光裝置比具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光裝置優(yōu)越。由于這個原因，具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光裝置被廣泛的使用。
為了驅(qū)動有機(jī)發(fā)光裝置，需要例如MOSFET或者TFT的驅(qū)動器件。目前，傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光裝置使用至少三個MOSFET或者TFT。而且，每個晶體管和有機(jī)發(fā)光裝置都獨(dú)立的形成。也就是，在形成晶體管之后，在晶體管上形成有機(jī)發(fā)光裝置。
傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光裝置需要至少三個MOSFET或者TFT，因此需要一個大的用于安裝的區(qū)域并且其具有高功耗。此外，由于晶體管和有機(jī)發(fā)光裝置必須獨(dú)立制造，所以完成制造過程要花費(fèi)較長時間，因此，生產(chǎn)率很低。同樣，產(chǎn)量也減少了。
通常，當(dāng)施加周期信號驅(qū)動有機(jī)發(fā)光裝置時，由于信號的突然增加會產(chǎn)生過發(fā)射(over shooting)的問題。在傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光裝置的情況下，可以通過改變電路來解決這個問題。但是，這個解決方法需要更多的晶體管，因此，單位單元所占用的區(qū)域的尺寸進(jìn)一步增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有機(jī)發(fā)光裝置，該設(shè)備可以最大化空間的實(shí)際使用效率，減少工藝時間從而增加生產(chǎn)率，并且改進(jìn)過發(fā)射問題。
本發(fā)明還提供一種制造有機(jī)發(fā)光裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種有機(jī)發(fā)光裝置，其包括基板；被基板上的預(yù)定距離分隔的陰極層和陽極；依次堆疊在陰極層上的電子傳輸層以及發(fā)光層；電流控制單元，其控制在陰極層和陽極層之間流動的電流，該電流控制單元形成在陰極層和陽極層之間；空穴傳輸層，其與電流控制單元分隔開并且連接發(fā)光層和陽極層；形成在空穴傳輸層上的保護(hù)層；第一絕緣層，其由保護(hù)層密封并且接觸堆疊在陰極層上的諸層的外表面；包圍電流控制單元的一部分的第二絕緣層，其中外部電壓施加到該第二絕緣層；以及形成在陽極層周圍的基板上的第三絕緣層，該第三絕緣層至少接觸陽極層的外表面并且被保護(hù)層密封。
該發(fā)光裝置還包括一個金屬層和一個開關(guān)裝置，其中金屬層分離于基板上的陽極層，并超出陽極層的外部邊緣，而開關(guān)裝置用于開關(guān)施加到陽極層上的電壓，其位于陽極層和陰極層之間。
電流控制單元可以是晶體管，該晶體管包括連接陽極層和陰極層的溝道，以及與溝道分隔預(yù)定距離的第一柵極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造發(fā)光裝置的方法，包括在基板上形成相互分隔開的陰極層和陽極層；在陰極層和陽極層之間形成第一溝道；在陰極層和陽極層上形成第一絕緣層，該第一絕緣層暴露陰極層和陽極層的一部分，并且覆蓋第一溝道；在第一絕緣層上形成第一柵極；形成覆蓋第一絕緣層上的第一柵極的第二絕緣層；在陰極層的暴露部分上依次形成電子傳輸層以及發(fā)光層；在第二絕緣層上形成與第一柵極分隔開的第三絕緣層；在發(fā)光層上形成連接到陽極層的空穴傳輸層；以及在空穴傳輸層的整個表面上形成保護(hù)層以密封形成在空穴傳輸層周圍的第一到第三絕緣層。
陰極層和陽極層的形成還可以包括形成金屬層，而陽極層和陰極層形成在與陽極層分隔開的基板的預(yù)定區(qū)域上。
第一溝道的形成還可以包括，形成陽極層和金屬層之間的第二溝道。
第一絕緣層的形成還可以包括，在由第二溝道覆蓋的金屬層上延伸第一絕緣層。
第一柵極的形成還可以包括，在于第二溝道上形成的第一絕緣層上形成第二柵極。
第一和/或第二溝道可以是第一摻雜區(qū)域和/或形成在基板上的材料層，該第一摻雜區(qū)域通過注入導(dǎo)電性摻雜物形成。
磁層可以包括依次堆疊的下電極、硬磁膜、隧穿膜、軟磁膜以及上電極；插入在下電極、硬磁層、隧穿膜和軟磁膜，以及陽極層的側(cè)表面之間的第一隔離層；以及插入到硬磁膜、隧穿膜、軟磁膜和上電極，以及陰極層的側(cè)表面之間的第二隔離層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造發(fā)光裝置的方法，該方法包括在基板上形成相互分隔開的陰極層和陽極層；形成在陰極層和陽極層之間的基板上的第一柵極；在陰極層的預(yù)定區(qū)域上形成第一絕緣層，其中陰極層與第一柵極分隔開，并且利用第一絕緣膜填充陰極層和陽極層之間的間隙以覆蓋第一柵極；在第一絕緣層上形成連接陰極層和陽極層的第一溝道，其中第一柵極形成在第一絕緣層上；在與第一柵極分隔開的第一絕緣層上形成第二絕緣層，其覆蓋第一溝道并且暴露陰極層和陽極層的一部分；在陰極層的暴露區(qū)域上依次形成電子傳輸層以及發(fā)光層；在與第一柵極分隔開的第二絕緣層上形成第三絕緣層；形成連接到陽極層的空穴傳輸層；以及在空穴傳輸層的整個表面上形成保護(hù)層以密封圍繞空穴傳輸層形成的第一到第三絕緣層。
該方法還可以包括，在與陽極層分隔開的基板的預(yù)定區(qū)域上形成金屬層。此外，該方法還可以包括在陽極層和陰極層之間在基板上形成第二柵極。
第一絕緣層可以填充陰極層和陽極層之間的間隙，并且覆蓋第二柵極。此外，該方法還可以包括在形成在第二柵極上的第一絕緣層的一部分上形成第二溝道，并且還可以包括在第二溝道上形成第二絕緣層。
第一溝道可以由從半導(dǎo)體層、磁層以及有機(jī)半導(dǎo)體層組成的組中選擇的材料形成。
這里，磁層可以包括依次堆疊的下電極、硬磁層、隧穿膜、軟磁層以及上電極；以及覆蓋由下電極、硬磁膜、隧穿膜以及軟磁膜組成的堆疊結(jié)構(gòu)的隔離層。這時，軟磁膜由具有對施加到第一柵極的電壓范圍呈線性極化的磁性材料構(gòu)成。
電阻區(qū)域可以在陰極層中形成。
根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置包括用于驅(qū)動有機(jī)發(fā)光裝置的兩個以下的晶體管，從而減少單位單元的體積以及功耗。此外，晶體管和有機(jī)發(fā)光裝置可以在同一過程中形成，從而減少用于制造的工藝數(shù)量并且增加生產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置包括插入在陰極和陽極之間的旁路晶體管。當(dāng)在有機(jī)發(fā)光裝置工作期間信號的頻率突然增加時，該旁路晶體管可以使信號的一部分分流。因此，使用根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置防止了過發(fā)射。


參考附圖，通過詳細(xì)描述示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的截面圖；圖3是圖2的有機(jī)發(fā)光裝置的溝道區(qū)域的放大的截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的截面圖；圖5是圖4的有機(jī)發(fā)光裝置的溝道區(qū)域的放大的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，組成有機(jī)發(fā)光裝置的R、G和B彩色像素的平面圖；圖7是示出了關(guān)于圖1、圖2或圖3所描述的有機(jī)發(fā)光裝置的電流-電壓-亮度的圖表；以及圖8到圖12是示出了圖1所描述的有機(jī)發(fā)光裝置的制造方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，本發(fā)明將被更加充分的描述，其中本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出。在附圖中，層和區(qū)域的厚度為了清晰而被放大。全部的附圖中，相同的參考標(biāo)記表示相同的元件。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種有機(jī)發(fā)光裝置現(xiàn)在將被描述。
<第一實(shí)施例>
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置(下文稱為第一有機(jī)發(fā)光裝置)包括第一至第三金屬層圖案28、30和32，這些圖案由形成在基板20上的鋁組成。該基板可以是n型硅基板。第一至第三金屬圖案28、30和32的厚度大約為2500-3000。第一至第三金屬層圖案28、30和32分隔開預(yù)定距離。被第一金屬層圖案28占的區(qū)域比第二和第三金屬層圖案30和32寬。第一金屬層圖案28是陰極層并且第二金屬層圖案30是陽極層。第三金屬層圖案32被連接到外部電源。地址線26和電源線27被設(shè)置在基板20中。兩根線26和27分隔開預(yù)定距離。地址線26位于第二金屬層圖案30下方，并且電源線27被布置在第三金屬層圖案32的外側(cè)。地址線26和電源線27可以是具有大約250nm的厚度的鋁線。第一摻雜區(qū)域22被設(shè)置在基板20上在第一金屬層圖案28和第二金屬層圖案30之間。第二摻雜區(qū)域24被設(shè)置在基板20上在第二金屬層圖案30和第三金屬層圖案32之間。第一和第二摻雜區(qū)域22和24被摻雜有p型導(dǎo)電性摻雜物并且形成晶體管的溝道區(qū)域。第一絕緣層34在第一金屬層圖案28的預(yù)定區(qū)域上形成預(yù)定高度。覆蓋第一摻雜區(qū)域22的第二絕緣層40在第一金屬層圖案28和第二金屬層圖案30之間形成。第二絕緣層40具有預(yù)定的高度并且覆蓋第一和第二金屬圖案層28和30的一部分。第二絕緣層40包括第一柵極36。第一柵極36、第一摻雜區(qū)域22以及第一和第二金屬層圖案28和30組成第一晶體管T1。第一晶體管T1控制輸入到第一有機(jī)發(fā)光裝置的電流量，并且控制從陽極層，也就是，第二金屬層圖案30，流到陰極層，也就是，第一金屬層圖案28的電流。也就是，通過第一摻雜區(qū)域22輸入到第一金屬層圖案28的電流量與施加到第一晶體管T1的第一柵極36的電壓成比例的增加或減少。
當(dāng)通過第一摻雜區(qū)域22輸入到第一金屬層圖案28的電流量大時，通過空穴傳輸層50提供給有機(jī)發(fā)光層48的電流量減少，因此，從有機(jī)發(fā)光層48發(fā)射的光的量減少。也就是，第一有機(jī)發(fā)光裝置的亮度減小。另一方面，當(dāng)通過第一摻雜區(qū)域22輸入到第一金屬層圖案28的電流量小時，通過空穴傳輸層50提供給有機(jī)發(fā)光層48的電流量增加，因此，從有機(jī)發(fā)光層48發(fā)射的光的量增加，從而增加了第一有機(jī)發(fā)光裝置的亮度。
因?yàn)樘峁┙o有機(jī)發(fā)光層48的電流取決于施加到第一晶體管T1的第一柵極36的電壓，并且從有機(jī)發(fā)光層48發(fā)射的光的量根據(jù)該電流而改變，所以，第一有機(jī)發(fā)光裝置的亮度可以通過控制施加到第一柵極36的電壓而被容易的控制。
第三絕緣層42被插入到第二金屬層圖案30和第三金屬層圖案32之間以覆蓋第二摻雜區(qū)域24。第三絕緣層42可以由與第一和第二絕緣層34和40相同的絕緣材料組成，例如二氧化硅膜(SiO2)，或者由另一種絕緣材料形成，比如氮化物膜，或者三個絕緣層34、40、42可由不同材料構(gòu)成。第三絕緣層42覆蓋第二和第三金屬層圖案30和32的一部分。第二絕緣層40和第三絕緣層42在第二金屬層圖案30上隔開預(yù)定距離。第二柵極38包括在第三絕緣層42中。第二柵極38可以靠近第二摻雜區(qū)域22形成并且被連接到地址線26。第二柵極38、第二摻雜區(qū)域24以及第二和第三金屬層圖案30和32組成第二晶體管T2。第二晶體管T2被用來驅(qū)動第一有機(jī)發(fā)光裝置。也就是，當(dāng)電源通過地址線26被施加到第二柵極時，由于電場作用電流流過第二摻雜區(qū)域24，隨后第二和第三金屬層圖案30和32之間的溝道開通。結(jié)果是，由于有通過電源線27施加到第三金屬層圖案32的驅(qū)動電壓，電流通過第二晶體管T2向第一晶體管T1流動，如第一箭頭A所指示的那樣。當(dāng)預(yù)定電壓被施加到第一晶體管T1的第一柵極36時，施加到第一晶體管T1的電流的一部分通過第一摻雜區(qū)域22流到陰極層，也就是第一金屬層圖案28，如第三箭頭A2所示，并且余下的電流如第二箭頭A2所指示的那樣，通過空穴傳輸層50進(jìn)入有機(jī)發(fā)光層48，其中從第一晶體管T1流到陰極層的電流與施加的電壓的幅度成比例。此外，由流入第一金屬層圖案28的電流產(chǎn)生的電壓降會比施加到第一柵極36用于導(dǎo)通第一晶體管T1的電壓低。為了平衡通過第一摻雜區(qū)域22流入第一金屬層圖案28的電流與通過空穴傳輸層50流入有機(jī)發(fā)光層48的電流之間的電流比率，電阻區(qū)域R1和R2可以被包括在第一金屬層圖案28的預(yù)定區(qū)域中。摻雜物可以被注入到電阻區(qū)域R1和R2。
電子傳輸層44和有機(jī)發(fā)光層48依次形成在第一絕緣層34和第二絕緣層40之間的第一金屬層圖案28上。電子傳輸層44可以由具有適當(dāng)逸出功的材料組成，以容易地從第一金屬層圖案28傳輸電子到有機(jī)發(fā)光層48。電子傳輸層44包括依次堆疊的第一和第二電子傳輸層44a和44b。第一電子傳輸層44a可以是鈣(Ca)層，且第二電子傳輸層44b可以是氟化鋇(BaF2)層或者氟化鋰層。第一和第二電子傳輸層44a和44b的厚度分別大約為5nm和2nm。電子傳輸層44可以是例如鋇(Ba)層的單層。有機(jī)發(fā)光層48通過復(fù)合(coupling)空穴和電子而發(fā)光。光由有機(jī)發(fā)光層48向上發(fā)射。有機(jī)發(fā)光層48具有大約80nm的厚度，并且可以是發(fā)射綠、紅、藍(lán)色光的低分子熒光層、聚合物熒光層或者磷光層。有機(jī)發(fā)光層48形成為一個與第二絕緣層40的高度相等的高度。
空穴傳輸層50和保護(hù)層52依次形成在第一絕緣層34和第三絕緣層42之間?？昭▊鬏攲拥暮穸却蠹s為50nm?？昭▊鬏攲?0接觸有機(jī)發(fā)光層48的整個表面，覆蓋第二絕緣層40的整個表面，并且接觸第二絕緣層40和第三絕緣層42之間的第二金屬層圖案30的整個表面。因?yàn)榭昭▊鬏攲?0的逸出功與第二金屬層圖案30的逸出功相似，所以空穴可以容易地注入空穴傳輸層50中。由于空穴必須通過有機(jī)發(fā)光層48的整個表面?zhèn)鬏?，所以空穴傳輸?0最好由具有高電導(dǎo)率的材料形成。保護(hù)層52保護(hù)其下方堆疊的諸層免受雜質(zhì)尤其是濕氣的影響。因此，可以采用執(zhí)行與保護(hù)層52相同的功能的另一個裝置。保護(hù)層52接觸空穴傳輸層50的暴露表面，并且保護(hù)層52的端部由第一和第三絕緣層34和42密封。保護(hù)層52可以是玻璃層或者例如金膜的薄膜。此外，保護(hù)層52以及第一和第三絕緣層34和42可以由例如UV樹脂的預(yù)定密封材料密封。
圖1至圖3中的第一至第三絕緣層34、40和42被描述為單層，然而，每個絕緣層都可以包括由不同材料組成的多個層。
<第二實(shí)施例>
根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置(下文稱為第二有機(jī)發(fā)光裝置)的一個方面是，晶體管的溝道形成在基板上而不是凹進(jìn)基板內(nèi)。
參考圖2，第二有機(jī)發(fā)光裝置幾乎與第一有機(jī)發(fā)光裝置相同，但是在第一和第二金屬層圖案28和30之間的第一溝道層60，以及在第二和第三金屬層圖案30和32之間的第二溝道層62，都被設(shè)置于基板20之上。第一和第二溝道層60和62執(zhí)行與圖1所描述的第一有機(jī)發(fā)光裝置中的第一和第二摻雜區(qū)域22和24相同的功能。第一溝道層60、第一和第二金屬層圖案28和30以及第一柵極36組成了第三晶體管T3。第二溝道層62、第二和第三金屬層圖案30和32以及第二柵極38組成了第四晶體管T4。第三和第四晶體管T3和T4分別執(zhí)行與第一有機(jī)發(fā)光裝置中的第一和第二晶體管相同的功能。第三晶體管T3的第一溝道層60可以是諸如摻雜半導(dǎo)體層的有機(jī)半導(dǎo)體層、磁層或者并五苯層。當(dāng)?shù)谝粶系缹?0是磁層時，如圖3所描述的，第一溝道層60可以包括依次形成在基板20上的接觸第一金屬層圖案28的下電極60a、硬磁膜60b、隧穿膜60c、軟磁膜60d，以及接觸第二金屬層圖案30的上電極60e。第一溝道層60也可以包括插入在下電極60a、硬磁膜60b、隧穿膜60c以及軟磁膜60d和第二金屬層圖案30之間的第一隔離層S1，以及在硬磁膜60b、隧穿膜60c、軟磁膜60d以及上電極60e的側(cè)面和第一金屬層圖案28之間的第二隔離層S2。硬磁膜60b是不論外部施加的磁場如何分子自旋(spin)均固定的磁性材料膜。另一方面，軟磁膜60d是根據(jù)外部施加的磁場將分子自旋設(shè)置為和硬磁膜60b的分子自旋同向或反向的磁性材料膜。當(dāng)在軟磁膜60d中分子自旋與硬磁膜60b中分子自旋是相同的方向時，第一溝道層60的電阻最小，也就是，通過第一溝道層60輸入到第一金屬層圖案28的電流最大。另一方面，當(dāng)軟磁膜60d中的分子自旋被設(shè)置為和硬磁膜60b的分子自旋相反方向時，第一溝道層60的電阻最大，因此，輸入到第一金屬層圖案28的電流最小。也就是，軟磁膜60d中越多的分子自旋被設(shè)置為與硬磁膜60b中分子自旋相同的方向時，就有越多的電流通過第一溝道層60流到第一金屬層圖案28。
通過第一溝道層60流入到第一金屬層圖案28的電流不應(yīng)隨施加到第一柵極36的電壓而增加，這與在第一有機(jī)發(fā)光裝置中的情況不同，在第一有機(jī)發(fā)光裝置中，根據(jù)施加到第一柵極36的電壓，通過第一摻雜區(qū)域22流入第一金屬層28的電流增加。因此，當(dāng)?shù)谝粶系缹?0是磁層時，軟磁膜60d至少是這樣一種磁性材料膜，該膜具有在施加到第一柵極36的電壓范圍內(nèi)的線性極化。
第二溝道層62也可以被構(gòu)造的與第一溝道層60相同。
<第三實(shí)施例>
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置(下文稱為第三有機(jī)發(fā)光裝置)的一方面是，在柵極上方形成晶體管的溝道。
參考圖4，第三柵極66在基板20上形成在第一和第二金屬層圖案28和30之間。第三柵極66不接觸第一和第二金屬層圖案28和30，并且與第一有機(jī)發(fā)光裝置中的第一柵極執(zhí)行相同的功能。具有與第三柵極66相同的形狀的第四柵極68在基板20上形成在第二和第三金屬層圖案28和30之間。第四柵極68執(zhí)行與第一有機(jī)發(fā)光裝置中的第二柵極相同的功能。第四絕緣層70位于第三柵極66上方在第一和第二金屬層圖案28和30以及第三柵極66之間。第四絕緣層70可以被平面化為具有與第一和第二金屬層圖案28和30相同的高度。第五絕緣層72位于第四柵極68上方，在第二和第三金屬層圖案30和32以及第四柵極68之間。第五絕緣層72可以被平面化為具有與第二和第三金屬層圖案30和32相同的高度。第四和第五絕緣層70和72可以是由SiO2組成的硅氧化物層。第四和第五絕緣層70和72可以具有1000-1500的厚度。連接到第一和第二金屬層圖案28和30的第三溝道層74，以及連接到第二和第三金屬層圖案30和32的第四溝道層76，分別形成在第四絕緣層70和第五絕緣層72上。第三溝道層74與第二有機(jī)發(fā)光裝置的圖2中的第一溝道層60執(zhí)行相同的功能，并且能夠由與第一溝道層60相同的材料組成。第四溝道層76執(zhí)行與第二溝道層62相同的功能。第三溝道層74、第三柵極66以及第一和第二金屬層圖案28和30組成第五晶體管T5，并且第四溝道層76、第四柵極68以及第二和第三金屬層圖案30和32組成第六晶體管T6。第五和第六晶體管T5和T6分別執(zhí)行與第二有機(jī)發(fā)光裝置中的第三和第四晶體管T3和T4相同的功能。
當(dāng)?shù)谌郎系缹?4包括磁層時，第三溝道層74能如圖5描述的那樣構(gòu)造。
更具體的是，參考圖5，第三溝道層74包括依次堆疊在第四絕緣層70的預(yù)定區(qū)域上的下電極74a、硬磁膜74b、隧穿膜74c、軟磁膜74d以及上電極74e。第三溝道層74還包括防止下電極74a、硬磁膜74b以及隧穿膜74c接觸上電極74e的隔離層74f。隔離層74f形成在堆疊結(jié)構(gòu)74g的側(cè)面與上電極74e的沿著堆疊結(jié)構(gòu)74g的側(cè)表面延伸的一部分之間，其中堆疊結(jié)構(gòu)74g由下電極74a、硬磁膜74b以及隧穿膜74c組成。下電極74a被連接到第一金屬層圖案28，并且上電極74e的延伸部分連接到第二金屬層圖案30。
參考圖4，第三溝道層74被第六絕緣層78覆蓋，并且第四溝道層76被第七絕緣層80覆蓋。第六絕緣層78使第三溝道層74與空穴傳輸層50、電子傳輸層44以及有機(jī)發(fā)光層48絕緣。第四絕緣層76通過第七絕緣層80與空穴傳輸層50絕緣。第三有機(jī)發(fā)光裝置的其他元件與第一或者第二有機(jī)發(fā)光裝置的元件相同。
圖6是包括多個根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的第一有機(jī)發(fā)光裝置的紅、綠和藍(lán)色像素的平面圖。圖1是沿圖6的1-1’線的截面圖。
參考圖6，第一柵極36被分到紅、綠和藍(lán)色像素的每一個。但是，第二柵極38僅包含在一個像素中。第二柵極38由三個像素共用。
現(xiàn)在將描述證實(shí)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
使用第一有機(jī)發(fā)光裝置。為了針對驅(qū)動電壓測量提供給受測有機(jī)發(fā)光裝置的電流密度以及受測有機(jī)發(fā)光裝置的亮度，多種電壓被施加到第一柵極36上。
圖7是示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。參考標(biāo)記■表示偏移電壓不施加到第一柵極36的情況。參考標(biāo)記●、▲和表示分別施加0.6V、1.2V和1.8V控制電壓到第一柵極36的情況。
參考圖7，在所有的情況下，由于施加到第三金屬層圖案32的電壓增加，所以有機(jī)發(fā)光裝置的電流密度和亮度增加，但是由于施加到第一柵極36的控制電壓增加，所以電流密度和亮度增加的速率減小。這是因?yàn)椋ㄟ^空穴傳輸層50提供的電流的一部分通過第一摻雜區(qū)域22流入到陰極層，即第一金屬層圖案28中。
該結(jié)果也表示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的亮度可以通過控制施加到第一柵極36的電壓進(jìn)行控制。
現(xiàn)在將描述制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一到第三有機(jī)發(fā)光裝置的方法。
參考圖1、2和4，除了溝道的位置和構(gòu)造，本發(fā)明的第一到第三有機(jī)發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)幾乎相同。因此，制造第二和第三有機(jī)發(fā)光裝置的方法將被省略。
參考圖8，地址線26和電源線27形成在基板20中。基板20可以是n型硅基板。每個地址線26和電源線27都可以是預(yù)定的導(dǎo)電線，例如厚度約250nm的鋁線。
接下來，金屬層(未示出)形成在基板20上。該金屬層可以形成為具有2500-3000的厚度。該金屬層可以由鋁層構(gòu)成。隔開預(yù)定距離的第一至第三金屬層圖案28、30和32通過構(gòu)圖基板20上的金屬層而形成。被用作陰極層的第一金屬層圖案28比第二和第三金屬層圖案30和32寬。第二金屬層圖案30被用作陽極層，以及第三金屬層圖案32被連接到電源線27。
接下來，諸如n型導(dǎo)電摻雜物的預(yù)定導(dǎo)電摻雜物被注入到基板20的前表面上，該預(yù)定導(dǎo)電摻雜物是注入到基板20的摻雜物的相反的類型。優(yōu)選地，注入的摻雜物不滲透到第一至第三金屬層圖案28、30和32中。因此，優(yōu)選地，充分控制離子注入能量。具有預(yù)定深度的第一摻雜區(qū)域22形成在第一和第二金屬層圖案28和30之間的基板20中。此外，具有預(yù)定深度的第二摻雜區(qū)域24形成在第二和第三金屬層30和32之間的基板20中。第一到第三金屬層圖案28、30和32可以這樣設(shè)置，即，使得第二摻雜區(qū)域24形成在地址線26和電源線27之間，且第一摻雜區(qū)域22形成在地址線26的左側(cè)。
通過注入摻雜物到第一金屬層圖案28中而形成第一和第二電阻區(qū)域R1和R2。第一和第二電阻區(qū)域R1和R2分隔開預(yù)定距離。第一和第二電阻區(qū)域R1和R2用于保持通過第一摻雜區(qū)域22從第二金屬層圖案30流入到第一金屬層圖案28的電流和通過空穴傳輸層從第二金屬層圖案30流入到第一金屬層圖案28的電流的比率，其中空穴傳輸層將在隨后的工藝中形成。
參考圖9，第八絕緣層90形成在第一金屬層圖案28的預(yù)定區(qū)域上。同時，覆蓋第一摻雜區(qū)域22的第九絕緣層92形成在第一和第二金屬層圖案28和30上，并且覆蓋第二摻雜區(qū)域24的第十絕緣層94形成在第二和第三金屬層圖案30和32上?？梢圆捎檬褂醚谀５难诒畏椒ㄐ纬傻诎酥恋谑^緣層90、92和94，其中該掩模覆蓋除了將要形成第八至第十絕緣層90、92和94的區(qū)域之外的其余區(qū)域。第八和第九絕緣層90和92在第一金屬層圖案28中限定了用于形成有機(jī)發(fā)光層的區(qū)域。第九和第十絕緣層92和94界定了第二金屬層圖案30的暴露區(qū)域，并且將在隨后的工藝中形成的空穴傳輸層將接觸第二金屬層圖案30的暴露區(qū)域。第八至第十絕緣層90、92和94將形成為1000-1500的厚度。第八至第十絕緣層90、92和94中每一個的厚度都比第一至第三金屬層28、30和32的厚度薄。因此，即使第九絕緣層92形成在第一和第二金屬層圖案28和30之間，并且第十絕緣層94形成在第二和第三金屬層圖案30和32之間，而第一至第三金屬層圖案28、30和32以及基板20之間的臺階輪廓仍然維持不變。因此，第九和第十絕緣層92和94的表面具有相應(yīng)于臺階輪廓的凹形。第一柵極36和第二柵極38使用掩模方法分別形成在第九和第十絕緣層92和94的凹形區(qū)域中。然后，用于形成第一和第二柵極36和38的掩模被去除。這樣就形成了包括第一柵極36、第一摻雜區(qū)域22以及第一和第二金屬層圖案28和30的第一晶體管T1，并且還形成了包括第二柵極38、第二摻雜區(qū)域24以及第二和第三金屬層圖案30和32的第二晶體管T2。使用第一晶體管T1作為控制從第二金屬層圖案30流入第一金屬層圖案28的電流的電流控制單元，其中第二金屬層圖案30被作為陽極層，第一金屬層圖案28被作為陰極層。第二晶體管T2是一個開關(guān)裝置，控制通過第三金屬層圖案32施加的驅(qū)動電壓被施加到第二金屬層圖案30上。
參考圖10，第十一絕緣層96形成在第八絕緣層90上，并且，同時，覆蓋第一柵極36的第十二絕緣層98形成在第九絕緣層92上。此外，覆蓋第二柵極38的第十三絕緣層100形成在第十絕緣層94上。第十一至第十三絕緣層96、98和100中的每一個都可以由諸如硅氧化物膜的預(yù)定氧化物膜形成。
電子傳輸層44和有機(jī)發(fā)光層48使用剝離(lift off)方法依次地形成在第八和第九絕緣層90和92之間的第一金屬層圖案28上。形成的電子傳輸層44和有機(jī)發(fā)光層48與第十一和第十二絕緣層96和98的高度相同。通過依次地堆疊第一和第二電子傳輸層44a和44b形成電子傳輸層44。第一電子傳輸層44a可以是具有大約5nm厚度的鈣(Ca)層。第二電子傳輸層44b可以是具有大約2nm厚度的氟化鋇(BaF2)層或者氟化鋰(LiF)層。電子傳輸層44也可以是例如鋇層的單層。有機(jī)發(fā)光層48可以是預(yù)定的熒光材料層，例如可以發(fā)射綠、紅和藍(lán)色光之一的低分子熒光層、聚合物熒光層和磷光層中的一種。有機(jī)發(fā)光層48形成為大約80nm的厚度。
參考圖11，第十四和第十五絕緣層102和104分別形成在第十一和第十三絕緣層96和100上。第十四和第十五絕緣層102和104中的每一個都可以是諸如硅氧化物膜的預(yù)定的氧化物膜。
參考圖12，空穴傳輸層50和保護(hù)層52形成在第十四和第十五絕緣層102和104之間?？昭▊鬏攲?0覆蓋有機(jī)發(fā)光層48和第十二絕緣層98的暴露部分，并且接觸第二金屬層圖案30。保護(hù)層52被粘接到空穴傳輸層50的暴露的整個表面，并且接觸第十四和第十五絕緣層102和104以用來密封。從第二金屬層圖案30提供的空穴必須被轉(zhuǎn)移到有機(jī)發(fā)光層48的整個表面中。因此，優(yōu)選地，空穴傳輸層50由具有高電導(dǎo)率的材料組成。保護(hù)層52用作一種保護(hù)在保護(hù)層52下方形成的堆疊層免受外部雜質(zhì)尤其是濕氣影響的裝置，并且該保護(hù)層可以利用厚度大約為1μm的硅氧化物膜形成?？梢允褂美鏤V樹脂的密封材料密封在保護(hù)層52和第十四以及第十五絕緣層102和104之間的間隙。
照此，完成了圖1所描述的第一有機(jī)發(fā)光裝置的制造。
當(dāng)比較圖1和圖12時，看出第一絕緣層34由第八、第十一和第十四絕緣層90、96和102組成。同樣，第二絕緣層40由第九和第十二絕緣層92和98組成，并且第三絕緣層42由第十、第十三和第十五絕緣層94、100和104組成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置包括少于兩個的用于驅(qū)動有機(jī)發(fā)光裝置的晶體管。因此，當(dāng)與傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光裝置比較時，可以減少單位單元的體積和功耗。此外，晶體管和有機(jī)發(fā)光裝置在相同的操作中形成，從而減少了工序數(shù)量并且提高了生產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)發(fā)光裝置包括陰極層和陽極層之間的旁路晶體管。當(dāng)在有機(jī)發(fā)光裝置的工作期間信號的頻率突然增加時，該旁路晶體管可以為信號的一部分形成旁路。因此，使用根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置防止了傳統(tǒng)的過發(fā)射問題。
盡管本發(fā)明已經(jīng)被特別的示出并且參考其附圖被描述，然而，它不應(yīng)當(dāng)僅被解釋為限制在這里所述的實(shí)施例中。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以形成FET，該FET能形成一晶體管而非形成第一和第二晶體管T1和T2。此外，電子傳輸層44和/或有機(jī)發(fā)光層48可以以不同的結(jié)構(gòu)形成。因此，本發(fā)明的范圍由這里所述的附屬權(quán)利要求的技術(shù)精神加以限定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其包括基板；在所述基板上隔開預(yù)定距離的陰極層和陽極層；依次堆疊在所述陰極層上的電子傳輸層以及發(fā)光層；電流控制單元，其控制在所述陰極層和陽極層之間流動的電流，該電流控制單元形成在所述陰極層和陽極層之間；空穴傳輸層，其分離于所述電流控制單元并且連接所述發(fā)光層和所述陽極層；形成在所述空穴傳輸層上的保護(hù)層；第一絕緣層，其由所述保護(hù)層密封并且接觸堆疊在所述陰極層上的諸層的外表面；圍繞所述電流控制單元的一部分的第二絕緣層，外部電壓施加到所述電流控制單元的所述一部分；以及形成在所述陽極層周圍的基板上的第三絕緣層，該第三絕緣層至少接觸所述陽極層的外表面并且被所述保護(hù)層密封。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，在所述陽極層周圍的基板上提供分離于所述陽極層的金屬層，并且在所述陽極層和陰極層之間設(shè)置用于開關(guān)施加到所述陽極層上的電壓的開關(guān)裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述電流控制單元是一晶體管，該晶體管包括連接所述陽極層和陰極層的溝道以及與所述溝道分隔預(yù)定距離的第一柵極。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中所述溝道是形成在所述基板中的摻雜區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中所述溝道是形成在所述基板上的材料層。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其中所述材料層是從由半導(dǎo)體層、磁層和有機(jī)半導(dǎo)體層組成的組中選擇的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述電子傳輸層是單層，或者是包括依次堆疊的第一和第二電子傳輸層的多層。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述第一電子傳輸層是鈣層，且所述第二電子傳輸層是氟化鋇層或者氟化鋰層之一。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層是有機(jī)發(fā)光層。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其中所述有機(jī)發(fā)光層是從由產(chǎn)生綠、紅或者藍(lán)光的低分子熒光層、聚合物熒光層以及磷光層組成的組中選擇的一種。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其進(jìn)一步包括在所述陰極層中提供的電阻區(qū)域。
12.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中所述開關(guān)裝置是一晶體管，該晶體管包括連接所述陽極層和陰極層的溝道以及與所述溝道分隔預(yù)定距離的第二柵極。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置，其中所述溝道是所述基板中形成的摻雜區(qū)域。
14.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置，其中所述溝道是形成在所述基板上的材料層。
15.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中所述溝道是形成在所述第一柵極上方的材料層。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光裝置，其中所述材料層是從由半導(dǎo)體層、磁層和有機(jī)半導(dǎo)體層組成的組中選擇的一種。
全文摘要
提供一種有機(jī)發(fā)光裝置及其制造方法，該有機(jī)發(fā)光裝置包括在陰極層和陽極層之間的旁路晶體管。該有機(jī)發(fā)光裝置包括基板；在基板上隔開預(yù)定距離的陰極層和陽極層；依次堆疊在陰極層上的電子傳輸層以及發(fā)光層；形成在陰極層和陽極層之間的電流控制單元，其控制在陰極層和陽極層之間流動的電流；空穴傳輸層，其與電流控制單元分隔開并且連接發(fā)光層和陽極層；形成在空穴傳輸層上的保護(hù)層；第一絕緣層，其由保護(hù)層密封并且接觸堆疊在陰極層上的諸層的外表面；圍繞電流控制單元的一部分的第二絕緣層，其中外部電壓施加到該電流控制單元；以及形成在陽極層周圍的基板上的第三絕緣層，該第三絕緣層至少接觸陽極層的外表面并且被保護(hù)層密封。
文檔編號H01J1/62GK1670976SQ200510054249
公開日2005年9月21日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者金武謙, 金相烈 申請人:三星Sdi株式會社