CN102651455B - Oled器件、amoled器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种OLED器件、AMOLED器件及其制造方法，属于照明器件及显示器件制造领域，用以扩大OLED器件电极功函数的调节范围，提高OLED器件的发光效率；减少AMOLED器件的制造工艺，降低生产成本。其中AMOLED器件包括，TFT有源层、像素电极层及OLED器件，所述OLED器件包括阴极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阳极层；或者，所述OLED器件包括阳极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阴极层；且所述TFT有源层、像素电极层由同一层IGZO薄膜经过构图工艺形成的。本发明实施例适用于照明器件及显示器件制造。

Description

OLED器件、AMOLED器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及照明器件及显示器件制造领域，尤其涉及一种OLED器件、AMOLED器件及AMOLED器件的制造方法。
背景技术
有机发光显示器件(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)的基本结构包括阳极层，功能层和阴极层。其中功能层包括：空穴传输层、发光层与电子传输层。当给阴极和阳极提供适当电压时，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，并分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，空穴与电子在发光层中复合发光，从而实现OLED器件自身发光的特性。
为了增加发光效率，OLED器件的阳极材料必需具有高功函数和可透光性，而阴极材料通常需要具有低功函数。所以具有4.5eV-5.3eV的功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜被广泛用作阳极材料。具有低功函数的Al、Ca、Li与Mg等金属或低功函数的复合金属通常用作阴极材料。但通常情况下，ITO薄膜和各种金属自身的功函数是固定的，提高ITO薄膜的功函数或者降低金属的功函数主要是通过对它们进行表面处理来实现的，因此对现有OLED器件电极功函数的调节范围是很有限的，这就限制了OLED器件显示效率的提高。
此外，有源矩阵有机发光显示器件(ActiveMatrixOrganicLightEmittingDiode，AMOLED)主要由薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)和OLED构成。其中，TFT包括栅电极、栅绝缘层、TFT有源层、源漏电极、和像素电极层等结构。OLED包括阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层等结构。这种复杂的结构造成AMOLED器件的制造工艺繁杂，生产成本高的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种OLED器件、AMOLED器件及AMOLED器件的制造方法，用以扩大OLED器件电极功函数的调节范围，同时提高OLED器件的发光效率；减少AMOLED器件的制造工艺，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种OLED器件，包括阳极层、功能层和阴极层，其特征在于，所述阴极层和/或所述阳极层由氧化物半导体铟镓锌氧IGZO材料制成。
一方面，提供一种AMOLED器件，包括：TFT有源层、像素电极层及OLED器件，其特征在于，所述OLED器件包括阴极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阳极层；或者，所述OLED器件包括阳极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阴极层；
且所述TFT有源层、像素电极层由同一层IGZO薄膜经过构图工艺形成的。
一方面，提供一种AMOLED器件的制造方法，该方法包括，
在衬底上依次形成栅电极、栅绝缘层；
沉积IGZO薄膜层，并经光刻、刻蚀得到TFT有源层和像素电极层；
依次形成源电极、漏电极和像素界定层；
形成OLED器件。
本发明实施例提供的OLED器件，阴极层和/或阳极层采用IGZO薄膜，与现有技术中相比，OLED器件电极的功函数具有更宽的调节范围，同时提高OLED器件的发光效率。
本发明实施例提供AMOLED器件及AMOLED器件的制造方法，TFT有源层和像素电极层由同一层IGZO薄膜经一次沉积、光刻、刻蚀工艺制成。该像素电极层同时作为OLED器件的阴极层或阳极层。与现有技术相比，减少了AMOLED器件制造过程中像素电极的制造工艺，从而降低AMOLDE器件的生产成本，缩短了生产时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的OLED器件一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的AMOLED器件一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的AMOLED器件的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的AMOLED器件制造方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的AMOLED器件制造方法过程中的器件结构示意图一；
图6为本发明实施例提供的AMOLED器件制造方法过程中的器件结构示意图二；
图7为本发明实施例提供的AMOLED器件造方法过程中的器件结构示意图三；
图8为本发明实施例提供的AMOLED器件制造方法过程中的器件结构示意图四；
图9本发明提供的AMOLED器件制造方法的第一实施例的流程图；
图10本发明提供的AMOLED器件制造方法的第二实施例的流程图；
图11本发明提供的AMOLED器件制造方法的第三实施例的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的OLED器件，如图1所示，包括衬底11、阳极层12、空穴传输层13、发光层14、电子传输层15和阴极层16。空穴传输层13、发光层14、电子传输层15为功能层；其中，阳极层12、或者阴极层16、或者阳极层12和阴极层16采用IGZO(氧化物半导体铟镓锌氧，InGaZnO4)材料制成。进一步的，可以对IGZO薄膜进行表面处理。
示例性的，OLED器件的衬底11采用透明玻璃，阳极层12由厚度为5-10nm的Au金属层和厚度为100-300nm的Al金属层组成，空穴传输层13采用厚度为30-70nm的NPB(N，N′-二苯基-N-N′二(1-萘基)-1，1′二苯基-4，4′-二胺)，电子传输层15和发光层14合为一层，采用厚度为30-70nm的8-羟基喹啉铝(AlQ)，阴极层16采用厚度为100nm的IGZO薄膜。优选的，IGZO阴极层16采用H2等离子体处理表面1分钟。
该OLED器件的阴极层采用IGZO薄膜，与现有技术中阴极层采用的金属材料相比，调节IGZO薄膜中铟、镓、锌和氧的元素组分可以调节IGZO薄膜的功函数，扩大OLED器件阴极功函数的调节范围。IGZO阴极层表面处理后，可以进一步降低阴极层的功函数。从而可以提高OLED器件的发光效率。
示例性的，OLED器件的衬底11采用石英，阳极层12采用厚度为50nm的IGZO薄膜；空穴传输层13采用厚度为50nm的NPB；发光层14采用分像素区掩模蒸镀工艺制成。绿光、蓝光和红光像素区分别采用掺杂磷光材料的主体材料25nm厚的CBP:(ppy)2Ir(acac)(4，4′-N，N′-二咔唑-联苯：二(2-苯基吡啶)乙酰丙酮铱)、CBP:FIrpic(4，4′-N，N′-二咔唑-联苯：双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱)和CBP:Btp2Ir(acac)(4，4′-N，N′-二咔唑-联苯：二(2-(2’-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶-N，C30)铱(乙酰丙酮))；电子传输层15采用厚度为25nm厚的Bphen(4，7-二苯基-1，10-菲啰啉)；阴极层16采用厚度为200nm的Sm和Al双层金属层；优选的，阳极层12采用O2等离子体处理表面。
该OLED器件的阳极层采用IGZO薄膜，与现有技术中阳极层采用的ITO薄膜相比，调节IGZO薄膜的元素组分可以调节IGZO薄膜的功函数，扩大OLED器件阳极功函数的调节范围。IGZO阳极层表面处理后，可以进一步提高阳极层的功函数。使得OLED器件的发光效率提高。
示例性的，OLED器件的衬底11采用石英。阳极层12采用厚度为50nm的IGZO薄膜，空穴传输层13由30-70nm厚的NPB制成，电子传输层15和发光层14合为一层，由30-70nm厚的8-羟基喹啉铝(AlQ)制成，阴极层16采用厚度为100nm的IGZO薄膜。优选的，IGZO阴极层16采用H2等离子体处理表面1分钟。IGZO阳极层12采用O2等离子体处理表面。
该OLED器件的阴极层和阳极层采用IGZO薄膜，与现有技术相比，OLED器件阴极和阳极的功函数具有更宽的调节范围。提高了OLED器件的发光效率。
需要说明的是，上述各OLED器件的功能层也可以进一步的包括空穴注入层、空穴阻挡层、电子注入层、电子阻挡层、钝化层、保护层等结构。各层可采用有机小分子材料、有机聚合物材料，也可采用无机材料，以及复合掺杂材料等。对IGZO薄膜的表面处理方式可包括等离子体处理，如H2，CF4等；也包括液体处理如HCl，HF等。IGZO薄膜也可采用含有IGZO薄膜的复合薄膜，如Al/IGZO复合薄膜作为阴极，Ag/IGZO复合薄膜作为阳极。可以在IGZO薄膜上刻蚀图形，实现光学特性改善。
本发明实施例提供的AMOLED器件，如图2所示，该AMOLED器件包括衬底21、栅电极22、栅绝缘层23、TFT有源层24和像素电极层25、刻蚀阻挡层26、源电极27、漏电极28、像素界定层29和OLED器件30。
其中，TFT有源层24和像素电极层25是由同一层IGZO薄膜经光刻、刻蚀形成的。OLED器件30包括阳极层305和空穴传输层304、发光层303、电子传输层302。其中，电子传输层302、发光层303、空穴传输层304为功能层。像素电极层25是OLED器件30的阴极层301。或者，如图3，OLED器件30包括阴极层315、电子传输层314、发光层313、和空穴传输层312。像素电极层25是OLED器件30的阳极层311。
本发明实施例提供的AMOLED器件，TFT有源层、像素电极层由同一层IGZO薄膜制成，该像素电极层即作为OLED器件的阴极层或阳极层。与现有技术相比，减少了AMOLED器件制造过程中沉积、光刻、刻蚀像素电极层的工艺，从而降低AMOLDE器件的生产成本。此外，调节IGZO薄膜的元素组分可以调节OLED器件的阴极层或阳极层的功函数，扩大OLED器件阴极功函数的调节范围。提高AMOLED器件的显示效率。
本发明另一实施例提供的AMOLED器件，可以在图1所示的AMOLED器件的基础上，阳极层305采用IGZO材料制成；也可以在图7所示的AMOLED器件的基础上，阴极层315采用IGZO材料制成。这样，AMOLED器件的阴极层和阳极层均采用IGZO材料，同时调节阴极层和阳极层IGZO材料的元素组分以降低阴极层的功函数，提高阳极层的功函数，可以提高AMOLED器件的发光效率。
下面通过图3-图8对本发明实施例提供的AMOLED器件的制造方法进行说明。如图4所示，该方法包括：
401、在衬底上依次形成栅电极、栅绝缘层。
示例性的，该步骤包括：清洗衬底21；采用溅射、蒸镀等方法沉积栅极金属并光刻、刻蚀，得到栅电极22；采用化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积等方法沉积栅极绝缘层23。如图5所示。当然，在清洗衬底后可以沉积缓冲层，防止衬底21中的杂质对位于衬底21上部结构的损伤。
402、沉积IGZO薄膜层，并经光刻、刻蚀得到TFT有源层和像素电极层。
如图6，采用溅射等方法沉积IGZO薄膜层，光刻、刻蚀，得到的有源层24和像素电极层25。通过该步骤，经一次沉积、光刻、刻蚀工艺同时得到有源层24和像素电极层25，减少了现有技术中沉积、光刻、刻蚀像素发光层的工艺。
优选的，步骤402后还可以进行如下步骤，
在所述TFT有源层上形成刻蚀阻挡层。
采用溅射、蒸镀等方法沉积、光刻、刻蚀形成刻蚀阻挡层26。如图7所示。刻蚀阻挡层26可以避免源、漏电极的刻蚀工艺对IGZO有源层的损伤。
403、依次形成源电极、漏电极和像素界定层。
采用溅射、蒸镀等方法沉积、光刻、刻蚀形成源电极27、漏电极28。旋涂沉积亚克力系材料或树脂材料，并光刻、固化出像素界定层29。如图8所示。当然，在本步骤中还可以加入钝化层。
至此，形成TFT背板部分。
优选的，步骤403后还可以进行如下步骤，
对制作完成所述像素界定层之后的衬底表面进行表面处理。
示例性的，当步骤402的像素电极层25作为步骤406中OLED器件的阴极401时，可采用H2，CF4等离子体表面处理，也可采用HCl，HF等液体表面处理。当步骤402的像素发光区25作为步骤406中OLED器件的阳极311时，可采用O2等离子体表面处理。通过本步骤可以进一步降低或提高IGZO薄膜表面功函数。
404、形成OLED器件。
示例性的，当步骤402的像素发光区25作为步骤404中OLED器件的阴极301时，在真空条件下依次热蒸发蒸镀电子传输层302、有机发光层303、空穴传输层304和阳极层305。得到如图3所示的AMOLED器件。当步骤402的像素电极层25作为步骤404中OLED器件的阳极311时，依次沉积空穴传输层312、有机发光层313、电子传输层314和阴极层315。得到如图3所示的AMOLED器件。当然，本步骤中可以加入电极修饰层、空穴注入层、电子注入层、光学增透层等。
本发明实施例提供的AMOLED器件的制造方法，TFT有源层和像素电极层由同一层IGZO薄膜经一次沉积、光刻、刻蚀工艺制成。该像素电极层即作为OLED器件的阴极层或阳极层。与现有技术相比，减少了AMOLED器件制造过程中像素电极层的制备工艺，从而降低AMOLDE器件的生产成本。此外，调节IGZO薄膜的元素组分可以调整其作为OLED电极的功函数，从而提高OLED器件的发光效率。
下面通过具体实施例对本发明提供的AMOLED器件的制造方法做具体说明。
作为本发明提供的AMOLED器件的制造方法的第一实施例，如图9，该方法包括如下步骤，
501、清洗衬底21。采用CVD方法沉积厚度为200nm的SiO2薄膜作为缓冲层。采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属Mo，光刻、刻蚀得到栅电极22。采用CVD方法在370℃下沉积厚度为150nm的SiO2作为栅绝缘层23。
502、采用溅射方法沉积厚度为50nm的IGZO薄膜层，光刻、刻蚀得到有源层24和像素电极层25。
503、采用溅射方法沉积厚度为50nm的SiO2层，光刻、刻蚀得到阻挡层26。
504、采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属层，该金属层是由Mo和Al组成的双层金属层。并光刻、刻蚀得到源电极27、漏电极28。旋涂沉积亚克力系材料并光刻、固化得到厚度为1.5nm的像素界定层29。
至此形成TFT背板部分。
505、采用H2等离子体处理TFT的背板表面，同时钝化表面层。
506、在1x10-5Pa的真空、190℃下依次热蒸发蒸镀电子传输层302、发光层303，在1x10-5Pa的真空、170℃下热蒸发蒸镀空穴传输层304，在1x10-5Pa的真空、900℃下热蒸发蒸镀阳极层305。
其中，电子传输层302和发光层303合为一层，用厚度为30-70nm的8-羟基喹啉铝(AlQ)制成。空穴传输层304用厚度为30-70nm的NPB制成。阳极层305采用Au和Al双层结构。Au层的蒸发速率为1nm/min，厚度为5-10nm。Al层的厚度为100-300nm。
上述方法制造的AMOLED器件发绿光(发光峰位为522nm)，出光方式为底出光。
作为本发明提供的AMOLED器件的制造方法的第二实施例，如图10，该方法包括如下步骤，
601、清洗衬底21。采用CVD方法沉积厚度为200nm的SiO2薄膜作为缓冲层。采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属Cr，光刻、刻蚀得到栅电极22。采用CVD方法在390℃下沉积厚度为120nm的SiO2和SiNx作为栅绝缘层23。
602、采用溅射方法沉积厚度为50nm的IGZO薄膜层，在400℃纯氧环境下退火1h，光刻、刻蚀得到有源层24和像素电极层25。
603、采用溅射方法沉积厚度为50nm的SiO2层，光刻、刻蚀得到阻挡层26。
604、采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属层，该金属层是由Mo和Ti组成的双层金属层。光刻、刻蚀得到源电极27、漏电极28。旋涂沉积有机树脂材料并光刻、固化得到厚度为2um的像素界定层29。
至此形成TFT背板部分。
605、采用O2等离子体处理TFT的背板表面。
606、沉积厚度为5-10nm的V2O5作为空穴增强层。沉积厚度为50nm的NPB作为空穴传输层312。采用分像素区掩模蒸镀工艺制造发光层313；其中，绿光、蓝光和红光像素区分别采用掺杂磷光材料的主体材料厚度为25nm的CBP:(ppy)2Ir(acac)、CBP:FIrpic和CBP:Btp2Ir(acac)。沉积厚度为25nm的Bphen作为电子传输层314。沉积厚度为200nm的Sm和Al层作为阴极层315。
该方法制造的AMOLED器件为全彩发光，出光方式为底出光。
作为本发明的提供的AMOLED器件的制造方法的第三实施例，如图11，该方法包括如下步骤，
701、清洗衬底21。在衬底21背面蒸镀厚度为150-300nm的Al层作为反射镜。采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属Mo，光刻、刻蚀得到栅电极22。采用CVD方法在390℃下沉积厚度为120nm的SiO2和SiNx作为栅绝缘层23。
702、采用溅射方法沉积厚度为50nm的IGZO薄膜层，光刻、刻蚀得到有源层24和像素电极层25。
703、采用溅射方法沉积厚度为50nm的SiO2层，光刻、刻蚀得到阻挡层26。
704、采用溅射方法沉积厚度为200nm的金属层，该金属层是由Mo和Ti组成的双层金属层。光刻、刻蚀得到源电极27、漏电极28。沉积SiO2和SiNX复合层，光刻、刻蚀得到钝化层。旋涂沉积有机树脂材料并光刻、固化得到厚度为2um的像素界定层29。
至此形成TFT背板部分。
705、采用CF4等离子体处理TFT的背板表面。同时钝化表面层。
706、采用旋涂沉积厚度为80nm的MEH-PPV将有机电子传输层302、发光层303和空穴传输层304合为一层。沉积V2O5和Au复合层作为阳极层305。其中，V2O5层厚度为5-10nm；Au的蒸发速率为1nm/min，厚度为15-30nm。
该方法制造的AMOLED器件发红光，出光方式为顶出光。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种AMOLED器件，包括：TFT有源层、像素电极层及OLED器件，其特征在于，所述OLED器件包括阴极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阳极层；或者，所述OLED器件包括阳极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阴极层；
且所述TFT有源层、像素电极层由同一层IGZO薄膜经过构图工艺形成的；
其中，所述阴极层和/或所述阳极层是经过等离子体表面处理或液体表面处理过的IGZO薄膜；
所述等离子体表面处理或液体表面处理用于调节IGZO薄膜中的各元素组分含量，以降低所述阴极层的功函数和/或提高所述阳极层的功函数；
在所述OLED器件包括阴极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阳极层的情况下，所述OLED器件的阴极层由IGZO材料制成；
在所述OLED器件包括阳极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阴极层的情况下，所述OLED器件的阳极层由IGZO材料制成。
2.根据权利要求1所述的AMOLED器件，其特征在于，还包括：
刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层设置在所述TFT有源层上。
3.一种AMOLED器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括，
在衬底上依次形成栅电极、栅绝缘层；
沉积IGZO薄膜层，并经光刻、刻蚀得到TFT有源层和像素电极层；
依次形成源电极、漏电极和像素界定层；
对制作完成所述像素界定层之后的衬底表面进行表面处理；其中，所述表面处理用于调节IGZO薄膜中的各元素组分含量，以降低和/或提高所述IGZO薄膜的功函数；
形成OLED器件；
所述形成OLED器件包括，
依次沉积功能层和阳极；
或者，依次沉积功能层和阴极；
其中，在所述OLED器件包括阴极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阳极层的情况下，所述OLED器件的阴极层由IGZO材料制成；
在所述OLED器件包括阳极层和功能层，所述像素电极层作为所述OLED器件的阴极层的情况下，所述OLED器件的阳极层由IGZO材料制成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述沉积IGZO薄膜层，并经光刻、刻蚀得到TFT有源层和像素电极层之后，还包括，
在所述TFT有源层上形成刻蚀阻挡层。
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