专利名称:有机电致发光器件及其制造方法
技术领域:
本发明涉及一种有机EL(电致发光ElectroLuminescence)器件和制造这类器件的方法,尤其涉及一种有机EL器件,该器件能用适合于操作发出红、绿、蓝色光的红、绿、蓝有机电致发光(ElectroLuminescence)材料的电源来进行全色显示,以及制造这一类器件的方法。
背景技术:
如今,随着信息处理器件的发展,一种用于可视化地识别信息处理器件中处理的信息的显示器件已经迅速地发展起来了。
显示器件是将具有电信号格式的数据改变为具有图像信号格式的数据的界面(interface),以便让用户来识别。根据显示器件的驱动方法,可以将它们划分成许多类型。
可将显示器件分为使用模拟驱动方法的CRT(阴极射线管)类型显示器件,使用数字驱动方法的LCD(液晶显示)器件,以及最近发展起来的有机EL(电致发光)器件。
CRT类型显示器件的缺点之一是它们的尺寸和重量随着CRT类型显示器件的显示尺寸的增加而相应地增加。而LCD器件的优点之一在于,尽管LCD器件的显示尺寸增加了,但是LCD器件的尺寸和重量并不增加。LCD器件通过控制穿过液晶的光的透射率来显示图像。
有机EL器件利用安置在两个电极之间的有机EL材料来显示图像。当在象二极管的两个电极之间施加正向电流时,有机EL材料就会发光。
在LCD器件和有机EL器件之间,由于LCD器件和有机EL器件之间的操作性能有所不同,因而LCD器件和有机EL器件之间的重量与尺寸有所差别。
具体地说,LCD器件需要一个背光组件(backlight assembly),以增加用于显示图像的光的均匀性。然而,有机EL器件却不需要像背光组件(backlight assembly)之类的光源,这是因为有机EL材料能自行发光,因此,减少了显示器件的重量和尺寸。
图1是显示现有的有机EL器件的平面视图。图2是沿II-II线切开的截面视图,该图示出了图1中所示的现有的有机EL器件的结构。
参照图1和图2,现有的有机EL器件包括透明的玻璃衬底10和按矩阵结构安置在透明的玻璃衬底10上的TFT(薄膜晶体管)20。TFT20是由半导体薄膜加工制成的。TFT20包括门电极、源电极、漏电极和通道层(未示出)。
按矩阵结构排列在各个TFT20之间的同一列中的TFT的门电极通常与门极线(未示出)连接在一起。
按矩阵结构排列在TFT20之间的同一行中的TFT的源电极通常与数据线(未示出)连接在一起。
在矩阵结构中的TFT20的漏电极分别与由ITO(氧化铟锡)材料制成的阳极电极30连接在一起。阳极电极30提供空穴。
红的有机EL层40用于发射红色波长的光,绿的有机EL层50用于发射绿色波长的光,蓝的有机EL层60用于发射蓝色波长的光,它们分别安置在每一个阳极电极30上。
为了发出红、绿、蓝光,红、绿、蓝有机EL层40、50和60需要用于提供电子的阴极电极70和用于提供空穴(hole)的阳极电极30。
阴极电极70是由铝或铝合金制成的。阴极电极70以均匀的厚度安置在透明的玻璃衬底10的整个表面上,以覆盖红、绿、蓝有机EL层40、50和60。
阴极电极70只通过一个外部电源线80来接收阴极电源。红、绿、蓝有机EL层40、50和60从阴极电极80接收具有相同电压电平的阴极电源。
有机EL器件通过向每一个阳极电极30施加适合于显示图像的驱动信号就可以显示图像、活动画面和字符。
然而,尽管通常在红、绿、蓝有机EL层40、50和60上施加相同的正向电流,但是也难以用全色和高分辨率来精确地显示图像,这是因为来自红、绿、蓝有机EL层40、50和60上的亮度是彼此不同的。
发明内容
因此,本发明是设计来用以解决现有的工艺中的上述问题的。本发明的第一个目的是通过控制来自用于接收恒定电压电平的红、绿、蓝有机EL材料的光的亮度来提供一种用于显示全色图像的有机EL器件。
本发明的第二个目的是通过控制来自用于接收恒定电压电平的红、绿、蓝有机EL材料的光的亮度来提供一种用于制造显示全色图像的有机EL器件的方法。
为了达到第一个目的,本发明提出了一种有机EL器件,其包括多个阳极电极,用于接收阳极电源,该阳极电源具有与图像数据相应的预定电平,并利用TFT将此阳极电源有选择地提供给阳极电极;多个有机发光层,被安置在每一个阳极电极上;多个阴极电极,被安置在每一个有机发光层上的,每一个阴极电极根据有机发光层的发光特性来接收不同的阴极电源。
为了达到第二个目的,本发明提供了一种制造有机EL器件的方法,此方法包括形成多个用于接收阳极电源的阳极电极,该阳极电源具有与图像数据相对应的预定电平,并利用TFT将此阳极电源有选择地提供给阳极电极;在每一个阳极电极上分别形成红色有机发光层、绿色有机发光层和蓝色有机发光层;在红、绿、蓝有机发光层上分别生成第一阴极电极、第二阴极电极和第三阴极电极;在第一、第二和第三阴极电极的每一个上形成电源线,以便向每一个红、绿、蓝有机发光层提供不同的阴极电源。
通过参照附图详细地说明本发明的优选实施例,本发明的上述目的和其它的优点将变得更为明显,其中图1是显示现有的有机EL器件的平面视图;图2是沿II-II线切开的截面视图,该图示出了图1中所示的现有的有机EL器件的结构;图3是根据本发明的一个优选实施例,显示了有机EL器件的平面视图;图4是沿IV-IV线切开的截面视图,该图示出了图3中所示的有机EL器件的结构;图5是根据本发明的一个优选实施例,示出了有机EL器件的电路图。
具体实施例方式
在下文中,将参照附图来说明优选实施例。
图3是根据本发明示出了有机EL器件的平面视图。图4是沿IV-IV线切开的截面视图,该图示出了图3中所示的有机EL器件的结构。图5是显示根据本发明的有机EL器件的电路图。
参照图5,有机EL器件500包括多个有机EL元件510、520和530。在本实施例中,将说明三个有机EL元件。
每个有机EL元件510、520和530都包括驱动信号线550、560和570,两个TFT590和600、图像保持电容器540和像素580。
用标号550表示的驱动信号线指示数据线,用标号560表示的驱动信号线是偏置(bias)线,用标号570表示的驱动信号线指示门极线(gate line)。
TFT590和600中的一个指示开关晶体管590,而TFT590和600中的另一个指示驱动晶体管600。
开关晶体管590包括门电极(gate electrode)592、源电极(sourceelectrode)594和漏电极(drain electrode)596。
开关晶体管590的门电极592是与门极线570相连。门极线570接收足以接通开关晶体管590的阈值电压。开关晶体管590的源电极594与数据线550相连。开关晶体管590的漏电极596同时与驱动晶体管600和图像保持电容器540相连。
图像保持电容器540包括第一电极542、电介质和第二电极544。第一电极542与开关晶体管590的漏电极596相连,而第二电极544与偏置线560相连。
驱动晶体管600包括门电极610、源电极620和漏电极630。驱动晶体管600的门电极610与开关晶体管590的漏电极596相连,驱动晶体管600的源电极620与偏置线560相连,驱动晶体管600的漏电极630与像素580相连。
数据线550顺序接收具有预定电压的电源。通过在短时期内将电源施加到开关晶体管590上,就能接通与门极线570相连的开关晶体管590。通过源电极594和它的通道层(未示出)将施加在数据线550上的电源提供给开关晶体管590的漏电极596。
通过两个路径来输出供给到开关晶体管590的漏电极596的电源。
具体地说,将供给到开关晶体管590的漏电极596的电源的一部分施加到图像保持电容器540的第一电极542上。由于总是通过偏置线560将电源施加到第二电极544上,因此,图像保持电容器540被充电。
将供给开关晶体管590的漏电极596的电源的其它部分施加到驱动晶体管600的门电极610上。通过源电极620和它的通道层将施加在偏置线560上的电源输出到驱动晶体管600的漏电极630上。
将输出到驱动晶体管600的漏电极630上的电源施加到像素580上。
开关晶体管590仅在把电源施加到门极线570上时才将电源提供给驱动晶体管600的门电极610。
相应地,图像保持电容器540在关掉开关晶体管590时放电。在预定的时期内(保持帧图像的期间),利用图像保持电容器540上的放电电压可以使驱动晶体管600保持在接通状态。
在图像保持电容器540的放电期间内,将从驱动晶体管600的漏电极630输出的电源施加到像素580上。
参见图3和图4,像素580包括与驱动晶体管600的漏电极630相连的透明的导电阳极电极582,有机发光层584a、584b和584c,以及阴极电极585a、585b和585c。
阳极电极582与驱动晶体管600相连,并以矩阵结构排列。
每一个有机发光层584a、584b和584c安置在以矩阵结构排列的阳极电极582上。具体地说,在有机发光层584a、584b和584c中的相同类型的有机发光层排列在阳极电极582的每一列之中。
标号584a、584b和584c分别指示红有机发光层、绿有机发光层、蓝有机发光层。
参见图3,红有机发光层584a安置在第一列中的阳极电极582上,因此,红有机发光层584a构成了红色有机发光组。
绿有机发光层584b安置在第二列中的阳极电极582上,因此,绿有机发光层584b构成了绿色有机发光组。
蓝有机发光层584c安置在第三行中的阳极电极582上,因此,蓝有机发光层584c构成了蓝色有机发光组。
为了生成相互绝缘而又不会电气短路的阴极电极585a、585b和585c,按列将红、绿、蓝有机发光组彼此分开。
具体地说,如图3和图4所示,红有机发光组的阴极电极585a、绿有机发光组的阴极电极585b和蓝有机发光组的阴极电极585c是用半导体薄膜技术制成的,以使它们彼此之间不会电气短路。
红有机发光组的阴极电极585a接收为红有机发光材料所优化的电压VC-R;绿有机发光组的阴极电极585b接收为绿有机发光材料所优化的电压VC-G;蓝有机发光组的阴极电极585c接收为蓝有机发光材料所优化的电压VC-B。
通过电源线586a、586b和586c分别施加电压VC-R、VC-G和VC-B。用电源控制器400来提供电压VC-R、VC-G和VC-B。电源控制器400提供的电压是根据红、绿、蓝有机发光材料特性的模拟结果而得到的。
下文中,将参照图3到图5来说明利用有机EL器件显示图像的方法。
数据线550接收预定的电源。门极线570接收具有电压电平高于开关晶体管590的阈值电压的电源。这样,通过源电极594和它的通道层将施加到数据线550上的电源施加到开关晶体管590的漏电极596上。
然后,用从开关晶体管590的漏电极596上输出的电源给图像保持电容器540充电,并同时将具有电压电平高于驱动晶体管600的阈值电压的电源施加到驱动晶体管600的门电极610上。
在一段极短的期间内,将具有电压电平高于开关晶体管600的阈值电压的电源施加到门电极线570上。当停止开关晶体管590的漏电极596上的电源供给时,就开始释放在图像保持电容器540上充电的电荷。
相应地,在相当于一帧的期间内,将在图像保持电容器540上充电的电源作为接通电压施加到驱动晶体管600的门电极610上。结果是,在图像保持电容器540的放电期间内,阳极电极582接收来自偏置线560上的预定电流。
红有机发光组的阴极电极585a、绿有机发光组的阴极电极585b和蓝有机发光组的阴极电极585c分别通过外部终端接收由电源控制器400产生的最优化的电压VC-R、VC-G和VC-B。
这样,红有机发光组的阴极电极585a、绿有机发光组的阴极电极585b和蓝有机发光组的阴极电极585c分别向红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c提供电子。
此外,由于阳极电极583连续地提供空穴,电子和空穴在红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c中彼此结合(bond),并由于电子和空穴之间的结合(bonding)而引起能级的改变。
因此,根据红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c的特性,它们分别发出红色波长的光、绿色波长的光和蓝色波长的光。当从阳极电极582上供给具有相同电压电平的电源时,红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c接收此供给的电源并发出具有相似亮度的光,即使在红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c之间的特性有所不同的情况下也是如此。这是因为阴极电极585a、585b和585c补偿了红、绿、蓝有机发光层584a、584b和584c之间的亮度差别。
红色波长的光、绿色波长的光和蓝色波长的光通过阳极电极582和玻璃衬底589进入用户眼中,并由此显示所需的图像。
工业上的可利用性如前所述,将为红、绿、蓝有机发光层而优化的电源分别施加到彼此分开的红、绿、蓝有机发光组的每个阴极电极上。这样,有机EL器件就能够显示一个改进的图像。
上文中已参照上述的实施例对本发明做了的说明。显然,根据前面的描述,对于那些本领域技术人员而言,显而易见的是,还可以有很多其它的变更和改动。所以,只要在所附的权利要求的精神和范围之内,本发明应包括所有这些变更和改动。
权利要求
1.一种有机电致发光器件包括多个阳极电极,用于接收阳极电源,该阳极电源具有与图像数据相对应的预定电平,并通过TFT将该阳极电源有选择地提供给阳极电极;多个有机发光层,被安置在每一个阳极电极上;和多个阴极电极,被安置在每一个有机发光层上,每个阴极电极都根据有机发光层的发光特性来接收不同的阴极电源。
2.根据权利要求1的有机电致发光器件,其中,阳极电极以矩阵结构排列,而红、绿、蓝有机发光层分别被安置在每一个阳极电极上。
3.根据权利要求2的有机电致发光器件,其中,红、绿、蓝有机发光层分别包括第一阴极电极、第二阴极电极和第三阴极电极。
4.根据权利要求2的有机电致发光器件,其中,以矩阵结构排列阳极电极,而红、绿、蓝有机发光层分别安置在每一个阳极电极上,并且其中分别按列排布红、绿、蓝有机发光层。
5.根据权利要求4的有机电致发光器件,其中,第一阴极电极、第二阴极电极和第三阴极电极分别安置在红、绿、蓝有机发光层上。
6.根据权利要求5的有机电致发光器件,其中,第一、第二和第三阴极电极还包括用于根据红、绿、蓝有机发光层的发光特性来供给不同的电源的电源控制器。
7.一种制造有机电致发光器件的方法,包括如下步骤形成多个用于接收阳极电源的阳极电极,该阳极电源具有与图像数据相对应的预定电平,并通过TFT将该阳极电源有选择地提供给阳极电极;在每一个阳极电极上分别形成红有机发光层、绿有机发光层和蓝有机发光层;在红、绿、蓝有机发光层上分别形成第一阴极电极、第二阴极电极和第三阴极电极;和在第一、第二和第三阴极电极的每一个上形成电源线,以便给红、绿、和蓝有机发光层的每一个提供不同的阴极电源。
全文摘要
本发明提供了一种有机电致发光器件及其制造这类器件的方法。每个阳极电极包括安置在其上的有机发光层,以及分别安置在每个有机发光层上的阴极电极。每个阴极电极接收适合于每一个有机发光层的操作特性的电源。因此,可用全色显示来显示已改善的图像。
文档编号G09G3/30GK1507614SQ02809637
公开日2004年6月23日 申请日期2002年5月14日 优先权日2001年5月14日
发明者崔埈厚, 崔凡洛, 蔡钟哲, 郑镇九, 崔 厚 申请人:三星电子株式会社