CN101163356B

CN101163356B - 提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法

Info

Publication number: CN101163356B
Application number: CN2007101711119A
Authority: CN
Inventors: 刘红君; 肖田; 楼均辉
Original assignee: GUANGDIAN ELECTRONIC CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: INESA Electron Co., Ltd.
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: CN101163356A

Abstract

一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，涉及平板显示技术领域，本发明是在玻璃基板上制备好无机下介质层、发光层、无机上介质层的表面，旋涂一层有机膜，在其上再制备金属电极的方法。本发明通过在无机介质层上制备一层有机膜的方法，增加介质层整体的耐压、可靠性，提高器件的电致发光性能。

Description

提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法

技术领域：

本发明属于平板显示技术领域，特别是涉及一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法。

技术背景：

无机电致发光平板显示器具有全固态、重量轻、厚度薄、视角大、结构简单等特点，能在低温、震动等恶劣环境中使用，并且可以实现大面积的彩色动态显示，有着很广阔的应用前景。传统的电致发光显示器的结构如图1所示，是由玻璃1、透明下电极2、下介质层3、发光层4、上介质层5和上电极6组成，上介质层2、下介质层3对称分布于发光层4两侧，为保证器件的耐压性能，其一般使用低介电常数介质层(介电常数低于50)。传统的电致发光显示器中上介质层2和下介质层3一般采用的是五氧化二钽、三氧化二钇、三氧化二铝、三氧化二钐、二氧化铪等低介电常数的材料，又为了保持较低的阈值电压，介质层的厚度一般只能做到300-700纳米之间，这样薄的膜在制备过程中对环境的要求高。为了保证无机EL器件的耐压和亮度，通常需要对各种无机介质薄膜材料进行复合，经过介质层的复合一定程度上提高了器件中绝缘层的可靠性。但是这样薄的材料在制作过程中依然很难完全避免针孔、灰尘介入等情况发生，而造成介质层绝缘性能下降，在测试屏时造成漏电、击穿、打火、断线等情况发生。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，所述的这种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法要解决现有技术中的电致发光显示器的器件工作时容易出现的漏电、击穿、打火、断线的技术问题。

本发明一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，包括如下步骤：一个清洗基片的步骤；一个将透明ITO(铟锡氧化物)下电极光刻成形的步骤，一个在下电极上沉积下介质层的步骤，所述的下介质层选自氧化铝、或者钛酸锶钡、或者钛酸锶，或者氧化铝、钛酸锶钡、钛酸锶任意两个或三个的组成的复合膜；一个在下介质层上制备发光层的步骤，所述的发光层选自发黄光的掺锰硫化锌，或发绿光的掺锰硅锗酸锌、或发红光的掺铕氧化镓、或发蓝光的掺铕硫代铝酸钡；一个在发光层上制备上介质层的步骤，所述的上介质层选自氧化哈、或者五氧化二钽、或者氧化铝、或者氧化哈、五氧化二钽、氧化铝任意两个或者三个组成的复合膜；一个在上介质层涂布一层有机胶的步骤，所述的有机胶为感光型光刻胶或非感光型光刻胶，所述的光刻胶的厚度在1～7微米之间；一个预烘的步骤；一个表面清洁处理的步骤，使需要镀膜的表面去除残留光刻胶或其它化学品的污染；一个制备上电极薄膜的步骤。

进一步的，在上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，还包括一个曝光成形电极隔离柱的步骤；一个坚膜的步骤；一个显影的步骤，显影液选用纯有机溶液，显影时间为60s～180s之间；一个漂洗的步骤，漂洗液为纯有机溶液；一个采用压缩气吹干的步骤。

进一步的，所述下介质层通过电子束蒸发、或者磁控溅射、或者溶胶-凝胶的方法制备。

进一步的，所述的发光层通过电子束蒸发、或者磁控溅射的方法制备。

进一步的，所述的上介质层通过电子束蒸发、或者磁控溅射的方法制备，所述的上介质层厚度在300nm到1000nm之间，采用两种或三种介质薄膜相复合的方法。

进一步的，所述的有机胶，选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或者聚酰亚氨(PI)、或者聚乙烯醇(PVA)、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或者聚戊二酰亚胺(PMGI)。

进一步的，在上介质层上涂布一层非感光型光刻胶有机胶的步骤中，所述的有机胶的厚度在50～200nm之间，上电极通过直接掩模法成形。

进一步的，在上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，经过曝光显影成形后，形成倒三角状或倒梯形状隔离柱，有机胶的厚度控制在2～7um之间。

进一步的，在上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，经过曝光显影成形后，形成倒梯形状隔离柱的过程中，先涂一层PMGI的胶，预烘后再在其上涂一层正型光刻胶，然后进行一次曝光、一次显影，显影后的图形为T形状。

进一步的，所述有机胶涂布方法为旋涂、或者滚涂、或者提拉法。

进一步的，所述的预烘和所述坚膜采用热板加热方法、或者烘箱加热方法、或者红外加热方法进行。

进一步的，所述的显影方法和所述漂洗方式采用浸泡方法、或者喷淋方法、或者浸泡与喷淋结合的方法进行。

进一步的，所述的表面清洁处理，使用含氧等离子体，或者含氩等离子体，或者含氧、氩混合体轰击处理基板；这样可以处理掉显影后可能残留的杂质，使镀膜时的接触界面更清洁，薄膜附着力提高。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，采用直接在经过光刻形成有机膜电极隔离图形上进行电子束蒸镀或溅射的方法制备。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，采用金属掩模图形在非感光有机膜上的方法制备。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，在镀膜中成形的薄膜为导电材料，所述的薄膜的厚度在100～250nm之间。

进一步的，所述的导电材料选自金属或者ITO。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，镀金属电极薄膜时，采用直接蒸镀或者金属掩模方法来蒸镀。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，镀膜中成膜方式为电子束蒸发镀膜。

进一步的，在制备上电极薄膜的步骤中，镀膜中成膜方式为磁控溅射镀膜。

本发明通过有机绝缘膜的应用增加了有机/无机复合介质层的可靠性，提高了电致发光显示器件的耐压性能。通过旋涂、加热等过程制作的有机膜平坦度比较高，致密性好，可以有效弥补无机介质薄膜中的一些针孔或颗粒造成的空洞、增加介质膜表面的均匀性；所以通过有机膜的引入，可提高介质层整体的绝缘性和耐压可靠性。

将本发明应用于无机电致发光(EL)平板显示屏(5英寸，120×480像素)的制作，并与未采用有机膜，在无机介质膜上直接成形上电极的屏进行了性能测试比较。发现采用有机膜的屏阈值电压略有提高，但是L-V曲线斜率相当，器件打火、漏电现象等得到明显改善，并且得到了较好的5英寸单色点阵显示屏。

本发明和已有技术相比，是通过在无机介质层上制备一层有机膜的方法，增加了介质层整体的耐压、可靠性，提高器件的电致发光性能，减少甚至消除器件工作时出现的漏电、打火、击穿等现象，提高电致发光显示器件工作的稳定性。

附图说明：

图1是已有技术中的无机EL显示器件的结构示意图。

图2是本发明实施例1中有机光刻胶显影后图形(50X)示意图。

图3是本发明实施例1中2英寸无机EL屏L-V曲线示意图。

图4-1是本发明实施例2中进行光刻隔离柱前的屏面显微镜照片(200X)。

图4-2是本发明实施例2中进行光刻隔离柱后的屏面显微镜照片(100X)。

图5是本发明实施例3中有PMMA膜的屏A和无PMMA膜的屏B L-V测试曲线示意图。

具体实施方式：

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构、方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

实施例1：

制作无机EL 2英寸(128×64像素)矩阵屏，工艺参数如下表1所示。首先准备镀有ITO的基板玻璃，然后将ITO光刻成列电极图形，下介质层通过电子束蒸镀50nm的Al₂O₃薄膜和磁控溅射法制备800nm左右的BST、ST薄膜，然后电子束方法制备500nm的ZnS:Mn发光层，再通过电子束和磁控溅射法制作厚度为100um/450um/150um的HfO₂/Ta₂O₅/Al₂O₃上介质层，做好上介质层之后，旋涂感光胶，并光刻形成截面为倒三角状隔离柱图形，如图2所示，在其上直接蒸镀上电极(金属铝)，这样上电极被倒三角状隔离柱隔断，形成条状的行电极。

表1：实施例1工艺参数

矩阵屏	2英寸矩阵屏(A#)
		底电极	ITO方阻10
下介质层	氧化铝/钛酸锶钡/钛酸锶50nm/600nm/200nm
		发光层	ZnS:Mn 500nm
上介质层	氧化铪/氧化钽/氧化铝100um/450um/150um
		有机膜	旋涂机700转/分，30s；ZPN1168光刻负胶60cp(日本Zeon)
前烘	热板112℃3分钟
		曝光	365nm灯源，75mJ；铬版
后烘	112℃3分钟
		显影	BN系列有机试剂中浸泡60s；显影后图形如图1所示(苏州瑞红)；
漂洗	纯有机溶液反复冲洗两遍
		吹干	干燥压缩空气吹干
镀铝	2A/S P＝3.6E-3；膜厚150nm

对2英寸矩阵屏A#进行了电学性能测试，并与未在上介质层上制作有机膜，利用直接掩模法制作上电极的屏B#进行了比较，L-V曲线见图3，从结果可以看出屏A#的发射阈值电压略有提高，但测试过程中的打火点、断线等现象明显减少，在介质层上增加一道制作有机膜的工艺，虽然经过光刻，像素上的有机膜大部分被显影去除，但是经过旋涂、加热等过程有机膜较好的弥补了无机介质层的一些缺陷、孔洞，提高了上介质层的耐压绝缘性能，以致于提高了屏的工作稳定性。

实施例2：

用实施例1的工艺应用在5英寸屏上进行实验，光刻胶形成的隔离柱线条宽度为20微米，光刻隔离柱前后的显微镜照片如图4-1、4-2所示，光刻出的隔离柱同样能起到隔断上电极的作用，点亮测试得到了和实施例1相同的效果，明显改善了单用无机介质膜时存在的打火、击穿等不稳定现象，提高了屏的质量。

实施例3：

采用与实施例1相同的2英寸屏，其电极、下介质、发光层、上介质采用相同的制作工艺，在制作好上介质层后，旋涂一层PMMA，厚度控制在50nm，经过半小时，200摄氏度的坚膜，用金属掩模版遮挡制备上电极(金属铝)。PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，为大分子链上含有甲基丙烯酸甲酯重复结构单元的一类聚合物，俗称“有机玻璃”，透明性、耐热性好，在常温下具有较高的拉伸强度、弯曲度和压缩强度，具有耐酸、碱等性能，通过旋涂，PMMA优化了无机介质层的表面，减小了薄膜表面的粗糙度，经过PMMA的优化，介质层表面的起伏度小于0.7nm，即填补了无机介质膜表面的缺陷、空洞，也为制作上电极提供了良好的基底。通过增加一层PMMA膜，器件的上介质层的可靠性增加，测试时打火点、断线、击穿现象减少，通过此方法制作了无缺陷的可全屏点亮的两英寸点阵屏，L-V曲线如图5中A1、A2所示，并与未做有机膜的屏(B1、B2)进行了比较，其中采用PMMA膜的A2器件的L-V特性显著优于无PMMA膜的B1、B2。

Claims

1.一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)清洗基片；

2)将透明铟锡氧化物下电极光刻成形；

3)在下电极上沉积下介质层：所述的下介质层选自氧化铝、或者钛酸锶钡、或者钛酸锶，或者氧化铝、钛酸锶钡、钛酸锶任意两个或三个的组成的复合膜；

4)在下介质层上制备发光层：所述的发光层选自发黄光的掺锰硫化锌，或发绿光的掺锰硅锗酸锌，或发红光的掺铕氧化镓，或发蓝光的掺铕硫代铝酸钡；

5)在发光层上制备上介质层：所述的上介质层选自氧化哈、或者五氧化二钽、或者氧化铝、或者氧化哈、五氧化二钽、氧化铝任意两个或者三个组成的复合膜；

6)在上介质层涂布一层有机胶：所述的有机胶为感光型光刻胶或非感光型光刻胶，所述的光刻胶的厚度在1～7微米之间；

7)预烘；

8)表面清洁处理；

9)制备上电极薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在步骤6)上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，还包括以下步骤：

a.曝光成形电极隔离柱；

b.坚膜；

c.显影：显影液选用纯有机溶液，显影时间为60s～180s之间；

d.漂洗：漂洗液为纯有机溶液；

e.采用压缩气吹干。

3.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述下介质层通过电子束蒸发、或者磁控溅射、或者溶胶-凝胶的方法制备。

4.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的发光层通过电子束蒸发、或者磁控溅射的方法制备。

5.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的上介质层通过电子束蒸发、或者磁控溅射的方法制备，所述的上介质层的总厚度在300nm到1000nm之间，所述的上介质层选自氧化哈、或者五氧化二钽、或者氧化铝、或者氧化哈、五氧化二钽、氧化铝任意两个或者三个组成的复合膜。

6.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的有机胶，选自聚甲基丙烯酸甲酯，或者聚酰亚胺，或者聚乙烯醇，或者聚对苯二甲酸乙二醇酯，或者聚戊二酰亚胺。

7.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在上介质层上涂布一层非感光型光刻胶有机胶的步骤中，所述的有机胶的厚度在50～200nm之间，上电极通过直接掩模法成形。

8.根据权利要求2所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，经过曝光显影成形后，形成倒三角状或倒梯形状隔离柱，有机胶的厚度控制在2～7um之间。

9.根据权利要求8所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在上介质层上涂布一层感光型光刻胶有机胶的步骤中，经过曝光显影成形后，形成倒梯形状隔离柱的过程中，先涂一层PMGI的胶，预烘后再在其上涂一层正型光刻胶，然后进行一次曝光、一次显影，显影后的图形为T形状。

10.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述有机胶涂布方法为旋涂、或者滚涂、或者提拉法。

11.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的预烘和所述坚膜采用热板加热方法、或者烘箱加热方法、或者红外加热方法进行。

12.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的显影方法和所述漂洗方式采用浸泡方法、或者喷淋方法、或者浸泡与喷淋结合的方法进行。

13.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在所述表面清洁处理的步骤中，使用含氧等离子体，或者含氩等离子体，或者含氩、氧混合体轰击处理基板的方法进行处理。

14.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，采用直接在经过光刻形成有机膜电极隔离图形上进行电子束蒸镀或溅射的方法制备。

15.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，采用金属掩模图形在非感光有机膜上的方法制备。

16.根据权利要求14或者15所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，在镀膜中成形的薄膜为导电材料，所述的薄膜的厚度在100～250nm之间。

17.根据权利要求16所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，所述的导电材料选自金属或者ITO。

18.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，镀金属电极薄膜时，采用直接蒸镀或者金属掩模方法来蒸镀。

19.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，镀膜中成膜方式为电子束蒸发镀膜。

20.根据权利要求1所述的一种提高电致发光显示器中介质层绝缘性能的方法，其特征在于，在制备上电极薄膜的步骤中，镀膜中成膜方式为磁控溅射镀膜。