本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光元件(OLED),具體地說,涉及一種防止銀離子遷移和銀薄膜變質的有機電致發(fā)光元件。
背景技術:
在OLED顯示技術中,主動式有機電致發(fā)光器件(AMOLED)通過采用電流控制有機發(fā)光材料發(fā)光顯示圖像。此類器件都需要通過薄膜晶體管(TFT)陣列基板來實現電流對有機發(fā)光二極管的驅動及控制功能,該TFT陣列基板包括掃描線、信號線及TFT,電流通過后依靠在陽極與陰極之間的共振腔中進行電子與空穴的共振,產生OLED材料的激發(fā)而產生發(fā)光。
頂發(fā)射型OLED器件中,陽極采用反射陽極電極,發(fā)光層發(fā)出的光經由該反射陽極電極反射而從上表面射出。如圖1所示,陽極1位于平坦化層(未示出)之上并與像素定義層2接觸,該陽極1通常由作為陽極接觸層的第一ITO層(氧化銦錫)11、作為反射層的金屬層12及第二ITO層13層疊構成。其中,第一ITO層11和第二ITO層13具有導電性好、透過率高、功函數高等優(yōu)點,可有效提高顯示效率。反射層要求具有高反射率、低電阻率,通常采用在可見光區(qū)具有高反射低吸收特性且導電性良好的金屬銀薄膜12。像素定義層2覆蓋了陽極1的側面和部分上表面,且在陽極1的側面與銀薄膜12相接觸。
本案發(fā)明人在對現有技術中陽極1和像素定義層2的界面進行SEM分析時發(fā)現,陽極1中銀薄膜12發(fā)生隆起,如圖2所示。器件在后續(xù)放電過程中電流容易集中于隆起處,由此缺陷銀薄膜12容易產生銀離子遷移,這樣陰極與陽極容易發(fā)生短路,進而在發(fā)光時產生子像素暗點,影響發(fā)光效果。
技術實現要素:
針對現有技術中存在的不足,本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光元件,包括:
一薄膜晶體管陣列基板;
一有機發(fā)光二極管,包括:
一陽極,所述陽極包括一銀薄膜,所述陽極設置于所述薄膜晶體管陣列上并電性連接至所述薄膜晶體管;
一有機功能層,所述有機功能層至少包括一有機發(fā)光層并位于陽極之上;
一陰極,所述陰極位于有機功能層之上;以及
一像素定義層,用以定義出像素區(qū)域;
一保護層,所述保護層位于所述陽極與所述像素定義層之間;以及
一封裝蓋板,位于所述有機發(fā)光二極管的出光一側,以將所述有機發(fā)光二極管封裝在所述封裝蓋板與所述薄膜晶體管陣列基板之間的密封空間內。
進一步地,所述保護層至少覆蓋與所述像素定義層相接觸的所述陽極部分。
進一步地,所述保護層僅覆蓋與所述像素定義層相接觸的所述陽極部分。
進一步地,所述保護層由無機材料制備形成。
進一步地,所述保護層材料為氮化物或氮氧化物。
進一步地,所述保護層厚度為大于
進一步地,所述保護層至少覆蓋所述陽極的側面和上表面。
進一步地,所述保護層由導電半導體材料制備形成。
進一步地,所述保護層材料為氧化銦錫。
進一步地,所述保護層厚度為
進一步地,所述陽極還包括第一導電層和第二導電層,所述銀薄膜位于所述第一導電層和第二導電層之間。
與現有技術相比,本發(fā)明提供的至少具有以下效果:
1、保護層可有效防止陽極中銀薄膜發(fā)生隆起,由此在放電過程中,防止因銀離子發(fā)生遷移而導致陰極與陽極發(fā)生短路,影響發(fā)光效果。
2、像素定義層所使用的有機材料中含有硫化物和氧化物,而金屬銀性質活潑,不穩(wěn)定,容易被硫化和氧化,本發(fā)明的保護層可有效隔離像素定義層與銀薄膜,避免銀薄膜發(fā)生變質。
附圖說明
圖1是現有技術中陽極與像素定義層的結構示意圖;
圖2是銀薄膜與像素定義層的界面的SEM圖;
圖3是陽極中銀薄膜與像素定義層的界面作用力分析示意圖;
圖4A~圖4F是本發(fā)明一個實施例的陽極的保護層的制備過程示意圖;
圖5A~圖5E是本發(fā)明另一個實施例的陽極的保護層的制備過程示意圖。
其中,附圖標記說明如下:
1:陽極 11:第一ITO層
12:銀薄膜 13:第二ITO層
2:像素定義層 3:保護層
4:光刻膠掩膜
具體實施方式
現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而,示例實施方式能夠以多種形式實施,且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反,提供這些實施方式使得本發(fā)明將全面和完整,并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構,因而將省略對它們的重復描述。
本發(fā)明中上、下、之間、之上等部分對方向和位置描述是以附圖為例進行的說明,但根據需要也可以做出改變,所做改變均包含在本發(fā)明保護范圍內。術語第一、第二僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。
針對陽極1中銀薄膜12發(fā)生隆起的現象,本案發(fā)明人探究了產生該問題的原因?,F有技術中的陽極1采用ITO/Ag/ITO組合,檢測該組合中ITO層和銀薄膜的應力值。測試儀器為一般市面上已知或已用的膜應力測試儀。檢測方法為:將貼附在基板上的硅晶圓片放入膜應力測試儀,檢測鍍膜之前硅晶圓片本身的膜應力,得到一前值A;取出硅晶圓片,在硅晶圓片上鍍上待檢測應力值的薄膜;將鍍有薄膜的硅晶圓片放入膜應力測試儀進行檢測, 得到一后值B,該后值B減去前值A即為該薄膜的應力值。
采用上述方法進行檢測,反射陽極電極中,銀薄膜12應力值為-34mPa,應力類型為壓縮應力(Compress)。第一ITO層11和第二ITO層13應力值為-167mPa,應力類型為壓縮應力(Compress)。而像素定義層2應力值為3400mPa,應力類型為拉伸應力(Tensile)。因此,如圖3中(a)、(b)所示,銀薄膜12與像素定義層2接觸時會產生拉伸式薄膜應力。如圖3所示,當兩種應力為各向同性應力(Isotropic Stress)時,在銀薄膜12與像素定義層2的接觸面上會產生如圖3中(c)所示的灘涂龜裂(Mud Flat Cracks)現象;當兩種應力為各向異性應力(Anisotropic Stress)時,在銀薄膜12與像素定義層2的接觸面上會產生如圖3中(d)所示的直形裂紋(Straight Cracks)。
通過上述分析,當陽極1工序完成后,銀薄膜12與像素定義層2接觸時,由于銀薄膜12與像素定義層2的膜應力和應力類型不同,銀薄膜12會因為像素定義層2拉伸應力的拉扯而導致產生上述隆起現象。
此外,像素定義層2可由一些光敏材料、聚合物材料、硅氧化物、硅氮化物形成,所使用的材料中含有少量硫化物和/或氧化物,而金屬銀性質活潑,不穩(wěn)定,且銀薄膜12厚度較薄,微量的硫化物和氧化物即可破壞銀薄膜12,因此,銀薄膜12很容易被硫化和氧化。
為避免上述現象發(fā)生,本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光元件,包括:薄膜晶體管(TFT)陣列基板,位于TFT陣列基板之上的有機發(fā)光二極管,保護層,以及封裝蓋板。
本發(fā)明的TFT陣列包括:有源層、柵極、柵極絕緣層、源極、漏極、鈍化層、平坦化層等結構,上述結構可按照現有技術中的膜層結構工藝技術(沉積、光刻等工藝)依次形成。
有機發(fā)光二極管設置于TFT陣列上方并電性連接至薄膜晶體管,包括:陽極1,在陽極1之上形成有機功能層(未示出),位于有機功能層之上的陰極(未示出),以及像素定義層2。圖4F和圖5E僅示出了陽極1與像素定義層2結構。
本發(fā)明中陽極1包括用作反射層的銀薄膜12。銀薄膜12可以是純銀薄膜,或者是至少含有Pd、Cu、Ti、Nb、Al、Pb、Au、Nd、Ca、Mg中 的一種元素組成的銀合金薄膜。陽極1還可以進一步包括第一導電層和第二導電層,銀薄膜12位于所述第一導電層和第二導電層之間。
陽極1可由銀薄膜12與其他導電半導體材料制成的第一導電層和第二導電層層疊形成,該導電半導體材料可以是任意可用作有機發(fā)光二極管陽極的導電玻璃,包括氧化銦錫(ITO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、摻銦氧化鋅(IZO)、摻銻二氧化錫(ATO)或摻氟氧化錫(FTO),但不限于此。在一個實施例中,第一導電層和第二導電層均為ITO層,陽極1依次由第一ITO層11、銀薄膜12和第二ITO層13層疊形成,附圖及實施例以該陽極層疊結構為例進行描述。陽極1可采用現有技術中的工藝技術形成。
有機功能層至少包括一有機發(fā)光層,還可以進一步包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的一層或多層。有機功能層可采用現有技術中的材料和工藝技術依次形成。
陰極中可以使用堿金屬、堿土類金屬、過渡金屬和周期表的13族金屬及上述金屬的合金等,也使用由導電性金屬氧化物、導電性有機物和導電半導體材料等構成的透明導電性電極。作為示例包括:鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等金屬,鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鈣-鋁合金等,氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化銦錫(ITO)以及摻銦氧化鋅(IZO)等導電性金屬氧化物和導電半導體材料。陰極可采用現有技術中的工藝技術形成。
參照圖4F和圖5E,有機發(fā)光二極管的像素定義層2覆蓋陽極1的側面和部分第一表面(本實施例圖示中為上表面),用以限定出像素區(qū)域,本發(fā)明在陽極1與像素定義層2之間設置保護層3,保護層3將陽極1與像素定義層2隔離開,對陽極1進行保護。
保護層3可有效防止陽極1中銀薄膜12發(fā)生隆起,由此在放電過程中,防止銀離子發(fā)生遷移,避免陰極與陽極發(fā)生短路的現象出現,改善發(fā)光效果。由于陽極1與像素定義層2被保護層3隔開,因此,保護層3可起到防止陽極1中銀薄膜12被硫化或氧化的作用。
保護層3可以覆蓋部分陽極1,如圖4F所示,其中,保護層3至少覆蓋與像素定義層2相接觸的陽極部分,包括陽極1的側面和部分上表面。在某 些實施例中,保護層3可進一步從陽極1的側面延伸至非發(fā)光區(qū),例如延伸至像素定義層2和平坦化層之間區(qū)域。保護層3優(yōu)選僅覆蓋與像素定義層2相接觸的陽極部分,由此,保護層3不會阻擋銀薄膜12反射的光向上射出,從而有利于提高開口率。保護層3覆蓋部分陽極1時,保護層3可以由無機材料制備形成,由無機材料形成的保護層3應力值、應力類型與陽極1類似。由無機材料形成的保護層3的厚度可大于
可用的無機材料包括但不限于以下物質之一及其組合:氧化物、氮化物、氮氧化物、氟化物,優(yōu)選氧化物、氮化物、氮氧化物,進一步優(yōu)選氮化物、氮氧化物。氧化物包括但不限于氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂、氧化硅。氮化物包括但不限于氮化硅、氮化鋁、氮化鈦。氮氧化物包括但不限于氮氧化硅、氮氧化鋁、氮氧化鈦。氟化物包括但不限于氟化鎂、氟化鈉。
由無機材料制備保護層3的方法包括但不限于蒸鍍、濺射、旋轉涂布、噴涂、網印、噴墨印刷、化學氣相沉積(CVD)。
保護層3也可以是覆蓋陽極1的側面和全部上表面的透明保護層,如圖5E所示,保護層3覆蓋了與像素定義層2相接觸的陽極部分,包括陽極側面和整體上表面。在某些實施例中,保護層3可進一步從陽極1的側面延伸至非發(fā)光區(qū),例如延伸至像素定義層2和平坦化層之間區(qū)域。保護層3覆蓋陽極1的側面和全部上表面時,保護層3可以是由導電半導體材料制備形成,優(yōu)選透明度高的半導體材料,從而增加銀薄膜12反射的光的透過率。形成的保護層3的厚度可以是優(yōu)選
可用的導電半導體材料包括但不限于氧化銦錫(ITO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、摻銦氧化鋅(IZO)、摻銻二氧化錫(ATO)、摻氟氧化錫(FTO)之一或其組合,優(yōu)選氧化銦錫(ITO)。
由透明導電半導體材料制備保護層3的方法包括但不限于蒸鍍、濺射、旋轉涂布、噴涂、網印、噴墨印刷、化學氣相沉積(CVD)。
本發(fā)明實施例還提供一種有機電致發(fā)光元件的制備方法,包括以下步驟:
步驟一:提供一基板,該基板可以是剛性基板,也可以是柔性基板,包括但不限于玻璃基板、石英基板、金屬基板、有機聚合物基板、金屬氧化物基板,采用包括超聲清洗等在內的現有技術方法清洗基板;
步驟二:在清洗后的玻璃基板上制作TFT陣列,相關工藝流程包括以下幾步,第1步:制備多晶硅層,第2步:制備柵極,第3步:制備絕緣層,第4步:形成數據線層,第5步:制備緩沖層,第6步:制備平坦化層;
步驟三:在TFT陣列上制備有機發(fā)光二極管,相關工藝流程包括以下幾步,第1步:制備陽極1,第2步:制備保護層3,第3步:制備像素定義層2,第4步:制備有機功能層,該有機功能層至少包括一有機發(fā)光層,第5步:制備陰極。
步驟四:提供一封裝蓋板,蓋板材質可與基板相同或不同,進行封裝工藝,將有機發(fā)光二極管封裝在封裝蓋板與薄膜晶體管陣列基板之間的密封空間內,形成有機電致發(fā)光元件。
下面通過實施例對本發(fā)明中保護層3的制備過程進行詳細描述。
實施例1:
參照圖4A至圖4F,在陽極1制備完成后,在陽極1上制備由無機材料組成的保護層3,本實施例中的保護層3覆蓋陽極1的側面和部分上表面。
制備過程如下:
步驟S1:如圖4A和圖4B所示,在陽極1制備完成后,在陽極1的側面和上表面上制備由無機材料組成的保護層3;
步驟S2:如圖4C所示,在保護層3上形成光刻膠掩膜4;
步驟S3:如圖4D所示,通過刻蝕去除未被光刻膠掩膜4覆蓋的保護層3;
步驟S4:如圖4E所示,剝離去除光刻膠掩膜4,形成保護層3。
步驟S5:接著在保護層3上形成像素定義層2,如圖4F所示。
實施例2:
參照圖5A至圖5E,在陽極1制備完成后,在陽極1上制備由導電半導體材料組成的保護層3,本實施例中的保護層3覆蓋陽極1的側面和全部上表面。
制備過程如下:
步驟S1’:如圖5A和圖5B所示,在陽極1制備完成后,在陽極1的側面和上表面上制備由導電半導體材料組成的保護層3;
步驟S2’:如圖5C所示,在保護層3上形成光刻膠掩膜4,覆蓋保護層 3的預設區(qū)域;
步驟S3’:如圖5D所示,刻蝕多余的保護層結構,并剝離光刻膠掩膜4,形成保護層3。
步驟S4’:接著在保護層3上制備像素定義層2,如圖5E所示。
以上具體地示出和描述了本發(fā)明的示例性實施方式。但是,本領域中的普通技術人員能夠理解,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,還可以對本發(fā)明的具體實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權利要求書所限定的范圍內。