CN102945828A - 一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板及其制备方法,包括:在衬底上沉积并图形化金属导电层作为栅极金属层;在栅极金属层上沉积一绝缘薄膜作为栅极绝缘层;在栅极绝缘层上沉积并图形化金属氧化物薄膜作为有源层;在有源层上沉积另一绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层;在刻蚀阻挡层上图形化并定义薄膜晶体管的源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔;在刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层作为薄膜晶体管的源漏电极层。其存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。具有制备工艺简单、成本低廉的特点,具有重要产业应用价值的技术。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板及其制备方法。
背景技术
薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor)目前主要应用于驱动液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)和有机发光二极管(OLED,Organic Light-Emitting Diode)显示器的子像素。
采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板是显示屏实现更高像素密度、开口率及提升亮度的关键部件。目前TFT至LCD普遍采用基于以非晶硅作为有源层的TFT背板。
但是由于非晶硅(a-Si)迁移率过低(通常为0.1cm2 V-1s-1左右),不能满足OLED显示屏,无法应用于主动矩阵有机发光二极体(AMOLED)驱动背板的制作。
而金属氧化物半导体作为薄膜晶体管的有源层材料,由于其高迁移率,低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者的关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100℃的工艺温度,使得利用金属氧化物制备柔性AMOLED显示器件成为可能。
目前已大规模应用于LCD行业的是基于a-Si的TFT背板技术。该技术最少可使用4次光罩技术完成驱动背板的制作。而对于迁移率大于10cm2 V-1s-1的材料,目前仅有单晶硅、低温多晶硅以及金属氧化物三种选择。其中单晶硅工艺温度高,无法实现大面积显示屏的制作,因此仅用于微显示领域。而低温多晶硅工艺,成熟于20世纪90年代,目前已有大量的高分辨率LCD和AMOLED产品面市。但是,低温多晶硅工艺复杂(9次光罩左右),设备成本昂贵,这也是阻碍其发展的重要因素。
而对于金属氧化物半导体材料,其迁移率较高,完全能够满足AMOLED显示应用的需求,并且在电学均匀性方面大大优于低温多晶硅。但是,现有的金属氧化物半导体材料的制造工艺繁杂,制作成本较高,不利于金属氧化物半导体材料在驱动背板制作中的推广使用。
因此,针对现有技术不足,针对金属氧化物半导体材料用于驱动背板技术提供一种制造工艺简单、制作成本低廉的主动矩阵有机发光二极体驱动背板及其制备方法甚为必要。
发明内容
本发明提供了一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,用于高效的使用金属氧化物半导体材料制作主动矩阵有机发光二极体的驱动背板,该制备方法具有制造工艺简单、制作成本低廉的特点。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,依次包括如下步骤:
在衬底上沉积并图形化金属导电层作为栅极金属层;
在所述栅极金属层上沉积一绝缘薄膜作为栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层上沉积并图形化金属氧化物薄膜作为有源层;
在所述有源层上沉积另一绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层;
在所述刻蚀阻挡层上图形化并定义薄膜晶体管的源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔;
在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层作为薄膜晶体管的源漏电极层;
所述存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。
上述主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,还包括退火工序,具体是将制备好的主动矩阵有机发光二极体驱动背板放于高温环境中进行保温,退火温度为200℃至 500℃,退火气氛为氮气、氧气或者空气中的任意一种,退火时间为10分钟至300分钟。
优选的,制备所述栅极金属层所使用的金属为:铝、铜、钼、钛、银、金、钽或铬单质中的至少一种或者为铝合金;
所述金属导电层为单层金属薄膜或多层薄膜,所述单层金属薄膜为铝薄膜、铜薄膜、钼薄膜、钛薄膜、银薄膜、金薄膜、钽薄膜、铬薄膜或铝合金薄膜中的任意一种;所述多层薄膜由两层以上的所述单层薄膜构成;
所述金属导电层的厚度为100nm至2000 nm;
所述金属导电层作为电信号导线、薄膜晶体管栅极以及像素电路储存电容下电极的载体层。
上述栅极金属层上沉积的绝缘薄膜的厚度为50nm至500 nm;
所述绝缘薄膜为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、五氧化二钽或氧化镱单层绝缘薄膜或由两种以上所述单层绝缘薄膜构成的多层绝缘薄膜。
所述刻蚀阻挡层的厚度为50 nm 至 2000 nm;所述刻蚀阻挡层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化镱、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的单层薄膜,或是由以上绝缘材料构成的多层薄膜。
所述沉积所述源漏电极层所使用的金属为:
铝、铜、钼或钛单质或铝合金或氧化铟锡透明导电薄膜ITO;
所述导电薄膜层的厚度为100 nm至 2000 nm;
所述导电薄膜层为单层金属薄膜或由单层金属薄膜组成的多层金属薄膜;所述单层金属薄膜为铝、铜、钼或钛单质薄膜或者铝合金薄膜或氧化铟锡透明导电薄膜;
所述导电薄膜层作为电信号导线、薄膜晶体管的源漏电极以及电容上电极的载体层,并且可通过接触孔与所述金属导电层相连通。
优选的,在刻蚀阻挡层上沉积并图形化源漏电极层之后,还包括:沉积并图形化平坦层、像素电极层以及像素定义层;
所述平坦层所采用的材料为聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种,所述平坦层的厚度为2000nm至7000 nm;
所述像素电极层所采用的材料为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝、石墨烯、钼或银中的任意一种,所述像素电极层的厚度为10nm至200 nm;
所述像素定义层的材料为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种,所述像素定义层的厚度为200 nm至5000 nm。
所述有源层厚度为20 nm至200 nm;
构成所述有源层的半导体材料是金属氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z,其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且x+y+z=1,M为镓、锡、硅、铝、镁、锆或镧系稀土元素中的一种或一种以上的任意组合。
优选的,采用物理气相沉积方法沉积导电薄膜及金属氧化物层;
绝缘材料层采用等离子体增强型化学气相方法、原子层沉积方法、脉冲激光成膜法、物理气相沉积方法或阳极氧化法中的任意一种沉积制备而成;
所平坦层、像素电极层以及像素定义层采用溶液旋涂法或刮涂法将聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯制备而成。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:本发明的技术方案能减少薄膜晶体管驱动背板制作所用的光罩次数,降低了TFT驱动背板的制作成本以及工艺难度;其次,金属氧化物薄膜在存储电容上作为栅极绝缘层的保护层,能够避免电容位置的绝缘层在制作工艺中受到损伤,减少电容击穿现象,提高良品率。由于本发明的工序中,栅极绝缘层沉积和有源层沉积之间没有其他工序步骤,因此栅极绝缘层和有源层具备在高真空下连续沉积的潜力,这样可以最大限度的减少在这两层薄膜沉积,图形化过程中所引入的界面污染问题,进而能够得到性能稳定的薄膜晶体管器件。可见,该主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,制备工艺简单、制备成本低廉,适合产业化生产,具有良好的产业应用价值。
本发明同时提供了一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板,该驱动背板采用上述方法制备方法,其制备工艺简单、成本低廉。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明,但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明实施例沉积并图形化金属导电层的示意图;
图2是本发明实施例连续沉积栅极绝缘层与有源层的示意图;
图3是本发明实施例图形化刻蚀阻挡层的示意图;
图4 是本发明实施例沉积并图形化导电薄膜层的示意图;
图5是本发明实施例制作OLED像素电极示意图;
图6是本发明实施例沉积像素定义层后薄膜晶体管驱动背板示意图;
图7是本发明实施例沉积并图形化平坦层示意图;
图8是本发明实施例制作OLED像素电极示意图;
图9是本发明实施例沉积像素定义层后薄膜晶体管驱动背板示意图。
在图1至图9中,包括:
衬底1、
薄膜晶体管的栅极3a、存储电容的下电极基板3b、金属层间引线所需的接触孔3c、
栅极绝缘层4、有源层5、刻蚀阻挡层6、源漏电极层7、
像素电极8、像素定义层9、平坦层10。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供了一种薄膜晶体管驱动背板的制备方法,用于高效的使用金属氧化物半导体材料制作薄膜晶体管的驱动背板。
实施例1。
一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,包括如下工序。
首先在衬底上沉积并图形化金属导电层作为栅极金属层。
制备该栅极金属层所使用的金属可以为:铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、钽(Ta)、铬(Cr)单质中的至少一种或者为铝合金。通常,通过用物理气相沉积PVD(Physical Vapor Deposition)法将以上的金属材料沉积于衬底形成金属导电层。
金属导电层的厚度为100nm至2000 nm。金属导电层可为单层金属薄膜或者由单层金属薄膜构成的多层薄膜。单层金属薄膜为铝薄膜、铜薄膜、钼薄膜、钛薄膜、银薄膜、金薄膜、钽薄膜、铬薄膜或铝合金薄膜中的任意一种;多层薄膜由两层以上的单层薄膜构成。
金属导电层用于作为电信号导线、薄膜晶体管栅极以及像素电路储存电容下电极的载体层。
接着,在栅极金属层上沉积一层绝缘薄膜作为栅极绝缘层。
在栅极金属层上沉积的绝缘薄膜的厚度为50nm至500 nm,该绝缘薄膜为氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、五氧化二钽(Ta2O5)或氧化镱(Y2O3)单层绝缘薄膜或由两种以上的上述单层绝缘薄膜构成的多层绝缘薄膜。
绝缘薄膜的制备可以采用等离子体增强型化学气相方法、原子层沉积方法、脉冲激光成膜法、物理气相沉积方法或阳极氧化法中的任意一种方法沉积制备而成。
接着,在栅极绝缘层上沉积并图形化金属氧化物薄膜作为有源层。图形化金属氧化物薄膜,是使用与有源层形状一致的正性光刻胶,使用刻蚀剂对没有覆盖正性光刻胶的金属氧化物薄膜进行刻蚀得到有源层。
有源层厚度为20nm至200 nm。构成有源层的半导体材料是金属氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z,其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且x+y+z=1,M为镓(Ga)、锡(Sn)、硅(Si)、铝(Al)、镁(Mg)、锆(Zr)或La系稀土元素中的任意一种或者由以上一种以上元素的任意组合。
然后,在有源层上沉积另一层绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层。
刻蚀阻挡层的厚度为50nm至 2000nm;刻蚀阻挡层为氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、氧化镱(Y2O3)、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的单层薄膜,或是由以上绝缘材料的单层薄膜构成的多层薄膜。该绝缘薄膜可通过等离子体增强型化学气相方法、原子层沉积方法、脉冲激光成膜法、物理气相沉积方法或阳极氧化法沉积法中的任意一种方法制备而成。
接着,在刻蚀阻挡层上图形化定义薄膜晶体管的源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔。
刻蚀阻挡层图形化,即在刻蚀阻挡层上覆盖正性光刻胶,然后使用干法刻蚀方法定义薄膜晶体管的源漏电极层、存储电容的有效面积和接触孔。
干法刻蚀方法可以使用反应离子刻蚀设备(RIE)、电感耦合等离子刻蚀机(ICP)、或是离子束研磨设备(Ion Mill),刻蚀气体可以使用CF4、SF6、Ar、O2、C3F8、CHF3、HBr、BCl3、H2、CH4或H2中的任意一种。
然后,在刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层作为薄膜晶体管的源漏电极层。
沉积源漏电极层所使用的金属为:Al、Cu、Mo或Ti单质或铝合金或氧化铟锡透明导电薄膜(ITO)。
作为源漏电极层的导电薄膜层的厚度为100 nm至 2000 nm。该导电薄膜层为单层金属薄膜或由单层金属薄膜组成的多层金属薄膜;单层金属薄膜为Al、Cu、Mo、Ti单质薄膜或者铝合金薄膜或ITO透明导电薄膜。该导电薄膜层作为电信号导线、薄膜晶体管的源漏电极以及电容上电极的载体层,并且可通过接触孔与金属导电层相连通。
然后再放入烘箱进行退火处理,具体是将制备好的主动矩阵有机发光二极体驱动背板放于高温环境中进行保温,退火温度为200℃至 500℃,退火气氛为氮气(N2)、氧气(O2)或者空气中的任意一种,退火时间为10分钟至300分钟。
退火工艺的目的是让各层薄膜释放内应力,修复缺陷,并改善相互之间的接触状况。退火工艺可以使用热台、烘箱或者其他热源。
需要说明的是,还可包括:沉积并图形化平坦层、像素电极层以及像素定义层。
平坦层的材料为聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯层,平坦层的厚度为2000nm至7000 nm。
像素电极层的材料为ITO、氧化铟锌(IZO)、氧化锌铝(AZO)、石墨烯、Mo或Ag中的任意一种,像素电极层的厚度为10nm至200 nm。
像素定义层的材料为SiO2、Si3N4、Al2O3、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯,像素定义层的厚度为200nm至5000 nm。
其中聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯层采用溶液旋涂法或刮涂法制备而成。
通过该制备方法制备的驱动背板,其存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。
该制备方法能减少薄膜晶体管驱动背板制作所用的光罩次数,降低了TFT驱动背板的制作成本以及工艺难度;其次,金属氧化物薄膜在存储电容上作为栅极绝缘层的保护层,能够避免电容位置的绝缘层在制作工艺中受到损伤,减少电容击穿现象,提高良品率。由于本发明所描述的制备方法中,栅极绝缘层沉积和有源层沉积之间没有其他工序步骤,因此栅极绝缘层和有源层具备在高真空下连续沉积的潜力,这样可以最大限度的减少在这两层薄膜沉积,图形化过程中所引入的界面污染问题,进而能够得到性能稳定的薄膜晶体管器件。
该主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,制备工艺简单、制备成本低廉,适合产业化生产,具有良好的产业应用价值。
通过该方法制备的主动矩阵有机发光二极体驱动背板,适合于AMOLED显示要求,其制备工艺简单、成本低廉。
实施例2。
一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,包括如下工序。
如图1所示,在带有200 nm厚的SiO2缓冲层2的无碱玻璃衬底1上,使用PVD 物理气相沉积法先沉积一层25 nm 厚度的Mo金属薄膜,再沉积一层100 nm 厚度的Al金属薄膜,接着再沉积一层25 nm 厚度的Mo金属薄膜,三层金属薄膜构成金属层。
然后使用光刻工艺将金属层图形化形成栅极金属层,栅极金属层分别作为为栅极、电容下电极以及信号导线。图1中3a为薄膜晶体管的栅极,3b表示存储电容的下电极基板,3c为金属层间引线所需的接触孔。
如图2所示,在已经图形化的栅极金属层上,使用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)与PVD联合设备,在保持高真空的情况下,使用PECVD连续沉积厚度为300 nm的SiO2层作为栅极绝缘层4,使用PVD沉积50 nm金属氧化物IZO(In、Zn原子比1:1)作为有源层5,并使用瑞红304光刻胶作为光刻掩膜,使用稀氢氟酸(HF: H2O=1:100)对有源层5进行刻蚀。在存储电容以及栅极绝缘层沟道处保留有源层5,其余的金属氧化物薄膜被移除。
接着,如图3所示,使用ALD沉积厚度为100 nm的Al2O3薄膜作为刻蚀阻挡层6。并使用ICP设备,采用反应气体以Ar/BCl3/Cl2三种气体的体积流量比例为20/20/10 sccm对Al2O3和SiO2绝缘膜进行刻蚀,定义出源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔。
如图4所示,使用PVD法依次制备Mo金属薄膜、Al金属薄膜、Mo金属薄膜叠层构成导电薄膜层,该导电薄膜层作为源漏电极层7、存储电容上电极以及信号导线。其中Mo金属薄膜的厚度为25 nm,Al金属薄膜的厚度为100 nm,Mo金属薄膜的厚度为25 nm。
接着使用高温烘箱,在450℃、空气气氛下对各层薄膜进行退火处理,时间为15 分钟。等待基片完全冷却后,使用PVD法沉积120 nm的ITO,并使用剥离的方法进行图形化,作为OLED的像素电极8,如图5所示。最后,利用旋涂的方法制备2 um的聚甲基丙烯酸甲酯作为OLED像素定义层9,如图6所示。AMOLED驱动背板制作完成。
通过该制备方法制备的驱动背板,其存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。
该制备方法能减少薄膜晶体管驱动背板制作所用的光罩次数,降低了TFT驱动背板的制作成本以及工艺难度;其次,金属氧化物薄膜在存储电容上作为栅极绝缘层的保护层,能够避免电容位置的绝缘层在制作工艺中受到损伤,减少电容击穿现象,提高良品率。由于本发明所描述的工序中,栅极绝缘层沉积和有源层沉积之间没有其他工序步骤,因此栅极绝缘层和有源层具备在高真空下连续沉积的潜力,这样可以最大限度的减少在这两层薄膜沉积,图形化过程中所引入的界面污染问题,进而能够得到性能稳定的薄膜晶体管器件。
该主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,制备工艺简单、制备成本低廉,适合产业化生产,具有良好的产业应用价值。
通过该方法制备的主动矩阵有机发光二极体驱动背板,适合于AMOLED显示要求,其制备工艺简单、成本低廉。
需要说明的是,本实施例中涉及的尺寸、配比比例并不限制本发明主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备工艺,在实际制备过程中,使用者可以根据具体需要灵活调整。
实施例3。
如图1所示,在带有50 nm厚的Si3N4缓冲层2的无碱玻璃衬底1上,使用PVD法依次沉积Mo、Cu金属薄膜作为栅极、电容下电极以及信号导线,Mo、Cu金属薄膜的厚度分别为25 nm、200 nm。使用光刻工艺将其图形化形成金属层,其中3a为薄膜晶体管的栅极,3b表示存储电容的下电极板,3c表示金属层间引线所需的接触孔。
如图2所示,在已图形化的栅金属上,使用PVD设备,采用反应溅射的方法沉积厚度为400 nm的Si3N4作为栅极绝缘层4,然后在不打破真空的情况下,继续沉积30 nm金属氧化物IZZO(In、Zn、Zr原子比1:1:0.1)作为有源层5。使用瑞红304光刻胶作为光刻掩膜,使用稀盐酸(HCl: H2O=1:30)对有源层5进行刻蚀。在存储电容以及栅极绝缘层沟道处保留有源层5,其余的金属氧化物薄膜被移除。
如图3所示,使用PVD采用反应溅射的方式,沉积厚度为200 nm的Si3N4作为刻蚀阻挡层6。并使用RIE设备,采用反应气体SF6/O2的体积流量比例为150/20 sccm对Si3N4进行刻蚀,定义出源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔。
如图4所示,使用PVD制备Mo/Al/Mo叠层金属薄膜作为源漏电极层7、存储电容上电极以及电信号导线,Mo/Al/Mo叠层金属薄膜的厚度分别为25 nm/300 nm/25nm。接着如图7所示,使用旋涂方法,使用台湾永光化学提供的光刻胶EOC130,作为平坦层10。如图8所示,使用PVD沉积100 nm的Ag,并进行图形化,作为顶发射(Top-Emission)OLED的像素电极8。最后,如图9所示,利用PECVD的方法制备1 um的SiO2作为OLED像素定义层9。AMOLED驱动背板制作完成。
通过该制备方法制备的驱动背板,其存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。
该制备方法能减少薄膜晶体管驱动背板制作所用的光罩次数,降低了TFT驱动背板的制作成本以及工艺难度;其次,金属氧化物薄膜在存储电容上作为栅极绝缘层的保护层,能够避免电容位置的绝缘层在制作工艺中受到损伤,减少电容击穿现象,提高良品率。由于本发明所描述的工序中,栅极绝缘层沉积和有源层沉积之间没有其他工序步骤,因此栅极绝缘层和有源层具备在高真空下连续沉积的潜力,这样可以最大限度的减少在这两层薄膜沉积,图形化过程中所引入的界面污染问题,进而能够得到性能稳定的薄膜晶体管器件。
该主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,制备工艺简单、制备成本低廉,适合产业化生产,具有良好的产业应用价值。
通过该方法制备的主动矩阵有机发光二极体驱动背板,适合于AMOLED显示要求,其制备工艺简单、成本低廉。
需要说明的是,本实施例中涉及的尺寸、配比比例并不限制本发明主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备工艺,在实际制备过程中,使用者可以根据具体需要灵活调整。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,依次包括如下步骤:
在衬底上沉积并图形化金属导电层作为栅极金属层;
在所述栅极金属层上沉积一绝缘薄膜作为栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层上沉积并图形化金属氧化物薄膜作为有源层;
在所述有源层上沉积另一绝缘薄膜作为刻蚀阻挡层;
在所述刻蚀阻挡层上图形化并定义薄膜晶体管的源漏电极区域、存储电容的有效面积和接触孔;
在所述刻蚀阻挡层上沉积并图形化导电薄膜层作为薄膜晶体管的源漏电极层;
其特征在于,所述存储电容由栅极金属层作为下电极板、栅极绝缘层作为介电层、有源层作为栅极绝缘层的保护层、通过刻蚀阻挡层定义电容的有效面积,并由导电薄膜层作为电容的上电极板。
2.根据权利要求1所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,包括退火工序,具体是将制备好的主动矩阵有机发光二极体驱动背板放于高温环境中进行保温,退火温度为200℃至 500℃,退火气氛为氮气、氧气或者空气中的任意一种,退火时间为10分钟至300分钟。
3.根据权利要求1或2所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,
制备所述栅极金属层所使用的金属为:铝、铜、钼、钛、银、金、钽或铬单质中的至少一种或者为铝合金;
所述金属导电层为单层金属薄膜或多层薄膜,所述单层金属薄膜为铝薄膜、铜薄膜、钼薄膜、钛薄膜、银薄膜、金薄膜、钽薄膜、铬薄膜或铝合金薄膜中的任意一种;所述多层薄膜由两层以上的所述单层薄膜构成;
所述金属导电层的厚度为100nm至2000nm;
所述金属导电层作为电信号导线、薄膜晶体管栅极以及像素电路储存电容下电极的载体层。
4.根据权利要求3所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,所述栅极金属层上沉积的绝缘薄膜的厚度为50nm至500 nm;
所述绝缘薄膜为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、五氧化二钽或氧化镱单层绝缘薄膜或由两种以上所述单层绝缘薄膜构成的多层绝缘薄膜。
5.根据权利要求4所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,所述刻蚀阻挡层的厚度为50 nm 至 2000 nm;所述刻蚀阻挡层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化镱、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的单层薄膜,或是由以上绝缘材料构成的多层薄膜。
6.根据权利要求5所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,
沉积所述源漏电极层所使用的金属为:
铝、铜、钼或钛单质或铝合金或氧化铟锡透明导电薄膜ITO;
所述导电薄膜层的厚度为100 nm至 2000 nm;
所述导电薄膜层为单层金属薄膜或由单层金属薄膜组成的多层金属薄膜;所述单层金属薄膜为铝、铜、钼或钛单质薄膜或者铝合金薄膜或氧化铟锡透明导电薄膜;
所述导电薄膜层作为电信号导线、薄膜晶体管的源漏电极以及电容上电极的载体层,并且可通过接触孔与所述金属导电层相连通。
7.根据权利要求6所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,
在刻蚀阻挡层上沉积并图形化源漏电极层之后,还包括:沉积并图形化平坦层、像素电极层以及像素定义层;
所述平坦层所采用的材料为聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种,所述平坦层的厚度为2000nm至7000nm;
所述像素电极层所采用的材料为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝、石墨烯、钼或银中的任意一种,所述像素电极层的厚度为10nm至 200nm;
所述像素定义层的材料为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种,所述像素定义层的厚度为200 nm至5000 nm。
8.根据权利要求7所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,所述有源层厚度为20 nm至200 nm;
构成所述有源层的半导体材料是金属氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z,其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且x+y+z=1,M为镓、锡、硅、铝、镁、锆或镧系稀土元素中的一种或一种以上的任意组合。
9.根据权利要求8所述的主动矩阵有机发光二极体驱动背板的制备方法,其特征在于,采用物理气相沉积方法沉积导电薄膜及金属氧化物层;
所述绝缘材料层采用等离子体增强型化学气相方法、原子层沉积方法、脉冲激光成膜法、物理气相沉积方法或阳极氧化法中的任意一种沉积制备而成;
所述平坦层、像素电极层以及像素定义层采用溶液旋涂法或刮涂法将聚酰亚胺、酚醛树脂、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯制备而成。
10.一种主动矩阵有机发光二极体驱动背板,其特征在于,采用如权利要求1至9中任意一项所述的方法制备而成。
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