專利名稱：一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的主動式有機(jī)電致發(fā) 光顯示器的上電極制作方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光平板顯示器具有全固態(tài)、主動發(fā)光、色彩好、重量輕、厚度薄、 視角大、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，被公認(rèn)為未來能夠替代液晶顯示器的下一代平板顯示器。而 加了 TFT(薄膜晶體管)的主動式驅(qū)動的有機(jī)電致發(fā)光顯示器是主要的技術(shù)方向。主動式 驅(qū)動的有機(jī)電致發(fā)光顯示器有兩種透光方式背發(fā)射結(jié)構(gòu)和頂發(fā)射結(jié)構(gòu)。背發(fā)射通常以 較厚的不透光的金屬鋁作為器件的上電極，有機(jī)材料發(fā)出的光線通過TFT和玻璃基板進(jìn) 入人的眼睛。但由于TFT的所采用的半導(dǎo)體材料通常為不透明的材料(主要為硅)，部 分TFT電極也通常采用不透明的金屬材料，這導(dǎo)致了一部分光線被TFT擋住而降低了顯 示器件的開口率，降低了器件的亮度。隨著有機(jī)電致發(fā)光顯示器的亮度和分辨率要求越 來越高，背發(fā)射結(jié)構(gòu)的器件越來越不能滿足需求。而頂發(fā)射結(jié)構(gòu)由于光線不通過TFT直 接經(jīng)過透明的上電極進(jìn)入人的眼睛，具有更高的開口率，從而提高了器件的亮度。另外 頂發(fā)射結(jié)構(gòu)還能夠采用微腔效應(yīng)來提高器件的色純度，改善器件的色彩。因此，頂發(fā)射 結(jié)構(gòu)成為了先進(jìn)的主動式驅(qū)動的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的主要技術(shù)方向。
頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光顯示器要求上電極即要有足夠的導(dǎo)電性，又要有足 夠的透明度以通過光線。背發(fā)射結(jié)構(gòu)常用的金屬上電極如果直接用到頂發(fā)射結(jié)構(gòu)中，太 厚則不透光，太薄則導(dǎo)電性很差，這導(dǎo)致工藝控制非常困難，所以金屬很難直接用作頂 發(fā)射結(jié)構(gòu)中的上電極。為了同時(shí)保證導(dǎo)電性和透明度，更先進(jìn)、更可靠的技術(shù)是用化合 物透明導(dǎo)電材料(最常用的為氧化銦錫(ITO))薄膜，或者較薄的金屬薄膜與化合物透 明導(dǎo)電材料薄膜的復(fù)合膜作為上電極層?；衔锿该鲗?dǎo)電材料薄膜通常具有多種化學(xué)成 分，在各種成膜方法中，濺射法是能夠保證化學(xué)配比的高效的成膜方法，其中磁控濺射 是最常用的濺射方法。但是通常的磁控濺射方法中，將射頻或者直流電壓加在靶的底座 上來產(chǎn)生等離子體，因此等離子體位于靶材和基板之間，這樣導(dǎo)致基板直接暴露在等離 子體的輝光和帶電粒子之中。在制作有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極過程中，鍍有有機(jī)層 的顯示器作為鍍膜的基板，器件中的有機(jī)材料暴露在等離子體中的輝光(含有大量的紫 外線)和高能帶電粒子之中會給有機(jī)材料帶來極大的傷害，會使顯示器件亮度和發(fā)光效 率急劇下降，甚至完全不亮。另外，濺射氧化物透明導(dǎo)電薄膜所需要的氧氣也會對有機(jī) 材料帶來很大的負(fù)面影響。因此，以合適的方法制作上電極成為頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的主動式有 機(jī)電致發(fā)光顯示器的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)在制作頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的主動式有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極方法 對發(fā)光效率、亮度、壽命有不良影響的問題，提出了一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，所述的這種上電極制作方法可避免現(xiàn)有技術(shù)中的磁控濺射方法中顯示器的有 機(jī)層直接暴露在等離子體之中的缺陷，并減少或者避免氧氣的使用，從而減少對有機(jī)層 的傷害，提高頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光顯示器亮度、發(fā)光效率和壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，包括如下 步驟
1)將制作完成有機(jī)發(fā)光層、載流子傳輸層、載流子注入層結(jié)構(gòu)后的有機(jī)電致發(fā) 光顯示器件，放入一個(gè)真空室內(nèi)；
2)再將氬氣通入一個(gè)等離子槍產(chǎn)生等離子束，將等離子束打到一個(gè)透明導(dǎo)電材 料制作成的陶瓷靶材上，將透明導(dǎo)電物質(zhì)濺射出來，在顯示器上沉積形成一層透明的導(dǎo) 電薄膜，作為有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極；
3)等上電極達(dá)到厚度后，關(guān)閉氣體和等離子槍電源。
所述步驟1)中的顯示器件可先蒸發(fā)一層較薄的金屬膜，再用等離子束濺射透明 導(dǎo)電薄膜制成復(fù)合膜作為上電極。所述較薄的金屬膜厚度在Inm到20nm之間。
所述的透明導(dǎo)電材料選用氧化物、氮化物或硫化物，所述步驟1)的真空室內(nèi)通 入對應(yīng)氧氣、氮?dú)?、硫化氫氣體。
所述等離子束濺射成膜過程中，在顯示器和靶材之間加一個(gè)帶偏電壓的金屬柵 網(wǎng)，用于吸附帶電粒子。
所述上電極薄膜層的厚度范圍為IOnm到IOOOnm之間。
所述等離子束濺射成膜過程中，等離子槍做往復(fù)運(yùn)動，或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，用于增 大顯示器所成上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
所述等離子束濺射成膜過程中，透明導(dǎo)電材料制作成的陶瓷靶材來回轉(zhuǎn)動，用 于增大顯示器所成上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
所述在等離子束濺射成膜過程中，顯示器來回運(yùn)動，或者作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，用于增 大顯示器所成上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，有效 減少頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的主動式有機(jī)電致發(fā)光顯示器上電極濺射成膜過程中等離子對有機(jī)層的 損傷，有效抑制氧對對有機(jī)層的傷害，提高了頂發(fā)射結(jié)構(gòu)的主動式有機(jī)電致發(fā)光顯示器 件的亮度、發(fā)光效率和壽命。


圖1為本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作過程示意圖2為本發(fā)明主動式有機(jī)電致發(fā)光顯示器制作完成后點(diǎn)亮的亮度-漏極電壓曲具體實(shí)施方式
如圖1所示，將制作完成有機(jī)發(fā)光層、載流子傳輸層、載流子注入層等結(jié)構(gòu)后 的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件1，放入一個(gè)真空室6內(nèi)(在這之前，可以先在另外一個(gè)真空室 內(nèi)蒸發(fā)方法制作一層薄的金屬層，也可以不作)，真空室6下面有注入口 7，上部有一真 空泵吸氣口 9，所述的真空室6具有一個(gè)能產(chǎn)生等離子束的等離子槍8，還有一個(gè)以透明導(dǎo)電材料制作成的靶材5，另外在顯示器件1和靶材5之間還有一個(gè)加了偏電壓的金屬柵 網(wǎng)2;然后在等離子槍8中通入氬氣，啟動等離子槍8電源產(chǎn)生等離子束；將等離子束對 準(zhǔn)以透明導(dǎo)電材料制作成的靶材5，將靶材5上的物質(zhì)濺射出來后沉積到顯示器件1上， 形成上電極薄膜，真空室6上對著靶材5有一觀察孔4;濺射過程中加了偏電壓的金屬柵 網(wǎng)2能夠吸收帶電粒子以減少帶電粒子對有機(jī)層的傷害，等上電極達(dá)到足夠厚度后，一 般上電極薄膜層的厚度范圍為IOnm到IOOOnm之間，關(guān)閉氣體和等離子槍電源，將顯示 器件1從真空室6內(nèi)取出；在保護(hù)氣氛中進(jìn)行封裝，最后綁定驅(qū)動電路，真空室6上對著 金屬柵網(wǎng)2有一觀察孔3。
在濺射制作透明導(dǎo)電材料薄膜前，如果選擇先蒸發(fā)一層較薄的金屬膜層，那么 金屬膜層的厚度在Inm到20nm之間。這個(gè)金屬層的主要作用是進(jìn)一步增加導(dǎo)電性，同 時(shí)在后續(xù)的等離子束濺射過程中起到保護(hù)有機(jī)層的作用。但是這層金屬膜必須很薄，保 證有很好的透明度。如果后續(xù)的等離子束濺射工藝控制得足夠好，對有機(jī)層的損傷足夠 小，這層金屬膜也可以省略不做。
如果制作的是氧化物透明導(dǎo)電材料，在濺射過程中，需要通入少量的氧氣進(jìn)入 真空室6，以保證所成的氧化物薄膜中有足夠的氧，以保證透明度和導(dǎo)電性；如果制作 的是氮化物透明導(dǎo)電材料，在濺射過程中需要通入少量的氮?dú)膺M(jìn)入真空室；如果制作的 是硫化物透明導(dǎo)電材料，在濺射過程中需要通入少量的硫化氫氣進(jìn)入真空室。
濺射過程中，等離子槍或者靶材或者顯示器件可以作適當(dāng)?shù)耐鶑?fù)運(yùn)動或者旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動，以增大顯示器所成上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
通常的磁控濺射等離子體處在靶材和基板之間較大的范圍內(nèi)，而等離子束濺射 的方法中等離子束集中在等離子槍和靶材之間比較小的范圍內(nèi)，而因此等離子束濺射的 方法能夠有效減少等離子體和基板的接觸，避免鍍了有機(jī)層的顯示器件直接處在等離子 體之中，從而有效的減少了等離子體中的輝光(含有大量紫外線)和高能粒子對有機(jī)層的 傷害，從而提高了顯示器件的亮度、發(fā)光效率和壽命。另外，通常的磁控濺射相比，等 離子束濺射所用的等離子體具有更高的能量，能夠在氣壓更低的情況下濺射，因此成膜 過程中需要更少的氧氣就能夠保證薄膜中氧的含量，以保證透明度和導(dǎo)電性，因此，如 果所成膜的材料為氧化物透明導(dǎo)電材料，濺射成膜過程使用的氧氣更少，甚至能夠避免 氧氣的使用，這樣真空室中氧分壓更低，能夠有效減少氧對有機(jī)層的傷害，從而進(jìn)一步 提高了顯示器件的亮度、發(fā)光效率和壽命。
實(shí)例先準(zhǔn)備一塊已經(jīng)制作完成TFT的玻璃基板，基板尺寸為35mmX35mm， 分辨率為80X60，其中的TFT以低溫多晶硅作為半導(dǎo)體材料。在真空室內(nèi)，在帶TFT 的玻璃基板上用蒸發(fā)的方法制作有機(jī)發(fā)光層、載流子傳輸層、載流子注入層等有機(jī)薄膜 后，再在真空室內(nèi)用熱蒸發(fā)的方法在有機(jī)層上面制作一層厚度為7鈉米的金屬鋁薄膜， 其中，作為蒸發(fā)料的鋁的純度為99.99%。然后將器件在不破壞真空的情況下放入一個(gè)具 有一個(gè)等離子槍和一個(gè)以氧化銦錫(ITO)制作成的陶瓷靶材。其中的等離子槍為考夫曼 等離子槍，產(chǎn)生的等離子束直徑為3cm左右。氧化銦錫陶瓷靶的形狀為圓板形，直徑為 8cm,厚度為5mm，材料純度為99.9%。在顯示器件前面放置一個(gè)直徑為IOcm圓形的 帶偏壓的金屬柵網(wǎng)以吸附帶電離子。濺射開始前先通入流量為2SCCm(標(biāo)準(zhǔn)狀況下毫升/ 分鐘)的氧氣，再從考夫曼等離子槍中通入流量為Accm的氬氣，控制真空閥門使真空室氣壓維持在0.1帕左右。啟動等離子槍開始濺射，濺射過程中等離子槍的放電電壓設(shè)定 在800伏，離子束能量設(shè)定在2000電子伏特，等離子束與氧化銦錫陶瓷靶的入射角度為 38°。濺射時(shí)間為20分鐘，得到的ITO厚度為150nm。濺射結(jié)束后從真空室內(nèi)取出， 在干燥的氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛中封裝，然后進(jìn)行驅(qū)動電路綁定。再后加電壓測試。圖2為顯示 器制作完成后測試中整屏所有像素同時(shí)加直流電壓時(shí)的亮度-漏極電壓曲線，測試過程 中所加的柵極電壓保持在15伏使TFT導(dǎo)通。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，包括如下步驟1)將制作完成有機(jī)發(fā)光層、載流子傳輸層、載流子注入層結(jié)構(gòu)后的有機(jī)電致發(fā)光顯 示器件，放入一個(gè)真空室內(nèi)；2)再將氬氣通入一個(gè)等離子槍產(chǎn)生等離子束，將等離子束打到一個(gè)透明導(dǎo)電材料制 作成的陶瓷靶材上，將透明導(dǎo)電物質(zhì)濺射出來，在顯示器上沉積形成一層透明的導(dǎo)電薄 膜，作為有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極；3)等上電極達(dá)到厚度后，關(guān)閉氣體和等離子槍電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 步驟1)中的顯示器件可先蒸發(fā)一層較薄的金屬膜，再用等離子束濺射透明導(dǎo)電薄膜制成 復(fù)合膜作為上電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 的透明導(dǎo)電材料選用氧化物、氮化物或硫化物，所述步驟1)的真空室內(nèi)通入對應(yīng)氧氣、 氮?dú)?、硫化氫氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 等離子束濺射成膜過程中，在顯示器和靶材之間加一個(gè)帶偏電壓的金屬柵網(wǎng)，用于吸附 帶電粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 上電極薄膜層的厚度范圍為IOnm到IOOOnm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 等離子束濺射成膜過程中，等離子槍做往復(fù)運(yùn)動，或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，用于增大顯示器所成 上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 等離子束濺射成膜過程中，透明導(dǎo)電材料制作成的陶瓷靶材來回轉(zhuǎn)動，用于增大顯示器 所成上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 在等離子束濺射成膜過程中，顯示器來回運(yùn)動，或者作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，用于增大顯示器 所成 上電極膜的面積，提高上電極膜的均勻性。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，其特征在于，所述 較薄的金屬膜厚度在Inm到20nm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器的上電極制作方法，將制作完成有機(jī)發(fā)光層、載流子傳輸層、載流子注入層結(jié)構(gòu)后的顯示器件，放置入真空室內(nèi)，用等離子束濺射的方法制作透明導(dǎo)電薄膜層作為上電極層。此方法能夠保持濺射成膜方法中比較容易控制化學(xué)成分的優(yōu)點(diǎn)，但和通常的磁控濺射制作上電極膜方法相比，又能夠大幅度降低等離子體和有機(jī)膜的接觸，有效減少等離子對有機(jī)膜的負(fù)面影響，同時(shí)能夠大幅度減少或避免氧氣的使用，大幅度降低真空室內(nèi)的氧分壓，有效減少氧對有機(jī)膜的負(fù)面影響，從而提高有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的亮度、發(fā)光效率和壽命。
文檔編號H01L51/56GK102024914SQ20091019571
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者張羿, 樓均輝 申請人:上海廣電電子股份有限公司