CN108155221A - 硅基oled显示器模组及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅基OLED显示器模组，包括硅基OLED模组以及与所述硅基OLED模组电性连接的PCB板；所述硅基OLED模组包括由上至下依次排布的透明封装层、薄膜封装层、OLED发光层以及硅基背板，所述硅基背板包括背板主体以及设置在所述OLED发光层及背板主体之间的驱动电极层，所述背板主体上设有规则排列的导电通孔，所述导电通孔的表面沉积有绝缘层，且所述导电通孔内还设有导电柱。本发明的硅基OLED显示器模组取消了硅基背板的Bonding区有效减小了硅基OLED显示器模组的尺寸，提高排版率；进一步降低硅基OLED显示器模组的制备成本。

Description

硅基OLED显示器模组及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硅基OLED显示器模组及其制备方法，属于OLED显示器制造领域。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器与CTR(CathodeRay Tube，阴极射线管)显示器或TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)相比具有更轻和更薄的外观设计、更宽的可视视角、更快的响应速度以及更低的功耗等特点，因此OLED显示器已逐渐作为下一代显示设备而备受人们的关注。

现有技术中，硅基OLED显示器模组的常规制备方法为：在集成有电路的硅基背板上制备OLED器件；然后，对OLED器件进行薄膜封装；最后，使用透明盖板对薄膜封装后的OLED器件进行对位封装；其中，OLED器件包括金属引线、阳极层、OLED层及阴极层。

现有技术中，金属引线常常设置在硅基背板的表面，如此在硅基背板上制作OLED层及薄膜封装层时，需要使用金属掩膜板遮盖金属引线的Bonding区，防止制作OLED层及薄膜封装层的材料在Bonding区成膜，然而随着封装技术的不断发展，OLED层及薄膜封装层在制备过程层中对金属掩膜板的设置要求越来越高，金属掩膜板的阴影区域需要控制在1mm，如此大大提升了硅基OLED显示器模组的制备难度。同时，金属引线将占据硅基背板OLED层的制备面积，致使现有技术中硅基OLED显示器模组的尺寸偏大，不利于硅基OLED显示器模组的小型化。

有鉴于此，确有必要对现有技术中的硅基OLED显示器模组及其制备方法做进一步改进以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅基OLED显示器模组，该硅基OLED显示器模组通过设置设有导电通孔及导电柱的硅基背板，取消了硅基背板的Bonding区有效减小了硅基OLED显示器模组的尺寸，提高排版率；同时降低了薄膜封装过程中使用金属掩膜版进行蒸镀的工艺要求，进一步降低硅基OLED显示器模组的制备成本。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种硅基OLED显示器模组，包括硅基OLED模组以及与所述硅基OLED模组电性连接的PCB板；所述硅基OLED模组包括由上至下依次排布的透明封装层、薄膜封装层、OLED发光层以及硅基背板，所述硅基背板包括背板主体以及设置在所述OLED发光层及背板主体之间的驱动电极层，所述背板主体上设有规则排列的导电通孔，所述导电通孔的表面沉积有绝缘层，且所述导电通孔内还设有导电柱。

作为本发明的进一步改进，所述导电通孔按照与所述OLED发光层对应设置的像素图形规则排列。

作为本发明的进一步改进，所述导电通孔的孔长小于150μm。

作为本发明的进一步改进，所述导电通孔的孔径为50μm。

作为本发明的进一步改进，所述导电柱为采用铜制成的铜导电柱。

作为本发明的进一步改进，所述绝缘层及所述铜导电柱之间设有阻挡层及种子层，所述种子层贴近所述铜导电柱设置。

作为本发明的进一步改进，所述导电柱为采用多晶硅和/或钨制成的导电柱。

作为本发明的进一步改进，所述导电柱背离所述OLED发光层的一侧设有向外突伸的导电触头，所述PCB板上设有与所述导电触头对应设置的导电触点。

为实现上述发明目的本发明还提供了一种硅基OLED显示器模组的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用硅通孔技术及晶圆减薄技术制备硅基背板的背板主体；

S2、在所述背板主体对应导电柱的位置上制备驱动电极层，制得硅基背板；

S3、在所述驱动电机层上顺次制备OLED发光层、薄膜封装层及透明封装层，制得硅基OLED模组；

S4、将所述步骤S3中的硅基OLED模组的硅基背板与PCB板上的导电触点键合，制得硅基OLED显示器模组。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：

S11、根据硅基OLED显示器模组所需的像素图形，采用硅通孔技术在硅晶体上开设盲孔；

S12、采用等离子体增强化学气相沉积技术，在所述硅晶体上沉积绝缘层；

S13、采用电化学反应法向所述盲孔内填充导电材料，在所述盲孔内形成导电柱；

S14、采用硅晶圆减薄技术对所述设有盲孔的硅晶体进行处理，使得所述盲孔贯穿所述硅晶体形成导电通孔，所述导电柱贯通所述导电通孔，所述硅基背板制备结束。

本发明的有益效果是：本发明的硅基OLED显示器模组通过设置设有通孔及导电柱的硅基背板，将原有设置在硅基背板表面的金属引线通过通孔直接引到硅基背板的背面，可有效降低硅基OLED显示器模组制备过程中金属掩膜板的制备精度，降低硅基OLED显示器模组的制备成本；同时，取消了硅基背板的Bonding区有效减小了硅基OLED显示器模组的尺寸，提高排版率。

附图说明

图1是本发明硅基OLED显示器模组的结构示意图。

图2是本发明硅基OLED显示器模组制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1所示，为本发明提供的一种硅基OLED显示器模组100，包括硅基OLED模组1以及与所述硅基OLED模组1电性连接的PCB板2。

所述硅基OLED模组1包括由上至下依次排布的透明封装层11、薄膜封装层12、OLED发光层13以及硅基背板14，进一步的，所述透明封装层11及所述薄膜封装层12之间设有彩色滤光片15。

在本发明的实施例中，所述透明封装层11为透明玻璃封装层，进一步的，所述透明玻璃封装层为有机透明玻璃封装层，当然在其他实施例中，所述透明封装层11为其它透明材料制成的封装层，所述透明封装层11的具体选材可根据所述硅基OLED显示器模组100具体使用位置进行选择。

所述薄膜封装层12为采用PECVD(等离子体增强化学气相沉积法)和/或Inkjet方式制成。所述OLED发光层13包括微型OLED的有机材料层和微型OLED的阴极；进一步的，在本发明中所述OLED发光层13以蒸镀的方式设置在所述硅基背板14上。

所述硅基背板14包括背板主体141以及设置在所述OLED发光层13及背板主体141之间的驱动电极层142。所述背板主体141上设有规则排列的导电通孔143，具体来讲，所述导电通孔143按照与所述OLED发光层13对应设置的像素图形规则排列，在本发明中，为保证所述导电通孔143按照像素图形规则排列，可通过在所述背板主体141上涂覆/粘贴光刻胶层，并按照像素图形对所述光刻胶层进行曝光的方式在所述背板基体141上制得像素图形；像素图像制备结束后，采用TSV(Through-Silicon Via，硅通孔技术)在所述背板主体141上开设导电通孔143。

进一步的，在本发明中所述导电通孔143为采用刻蚀工艺制作形成的通孔；当然在其他实施例中，所述导电通孔143还可为采用激光融化的方式制得的通孔。需要注意的是，为保证后续过程中所述背板主体141与其他层组准确贴合，导电通孔143制备结束后，需要将涂覆/粘贴在所述背板主体141上的光刻胶层进行溶解去除，以保证制成的硅基背板14使用稳定性。

本发明中，所述导电通孔143的孔长小于150μm、孔径为50μm，进一步的，所述导电通孔143的表面还沉积有绝缘层144，在本发明实施例中所述绝缘层144由SiO或SiN通过CVD(化学气相沉积)工艺沉积制成。待所述导电通孔143内均匀沉积绝缘层144后，可采用电化学反应的方式向所述导电通孔143内填充导电柱145。

在本发明的第一实施例中，所述导电柱145为铜导电柱，需要说明的是由于本发明中的背板主体141采用半导体硅基材料制成，而铜在半导体硅基材料中扩散速度快，易导致背板主体141的介电性严重退化；同时，铜对半导体的载流子有很强的陷阱效应，当铜扩散到半导体材料中时，将严重影响半导体材料/器件的典型特征，且铜和半导体硅基材料的粘附程度低。因此当使用铜作为导电柱145的制作材料时，所述导电柱145及所述绝缘层144之间还沉积有阻挡层(未图示)及种子层(未图示)，具体来讲所述阻挡层为Ta、TaN/Ta、TiN、TiW、Cr、Ti等材料以PVD、PECVD或MOCVD的方式沉积形成。所述种子层设置在所述导电柱145及所述阻挡层之间，即在本实施例中，所述种子层贴近所述铜导电柱设置，且所述种子层为铜经PVD、PECVD或MOCVD的工艺技术沉积而成。

在本发明的第二实施例中，所述导电柱145为采用多晶硅和/或钨制成的导电柱，由于多晶硅和钨对背板主体141的介电性无影响，因此当使用多晶硅和/或钨制备导电柱145时，所述导电柱145可直接通过电化学反应的方式填充在所述沉积有绝缘层144的导电通孔143中。

当所述导电柱145填充结束后，通过CMP(化学机械抛光)技术或刻蚀工艺去除所述背板主体141两侧多余的铜或其他杂质，具体来讲，在该过程中背板主体141的抛光及刻蚀应保证所述导电柱145自所述导电通孔143两端漏出，以保证所述导电柱145可电性连接蒸镀在所述背板主体141上的的驱动电极层142及焊接/键合在所述背板主体141上的PCB板2。

在本发明中，所述导电柱145背离所述OLED发光层13的一侧还设有向外突伸的导电触头146，所述PCB板2上设有与所述导电触头146对应设置的导电触点21，以保证所述硅基背板14与所述PCB板2连接稳定。

请参阅图2所示，为本发明提供的一种硅基OLED显示器模组的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用TSV技术及晶圆减薄技术制备硅基背板14的背板主体141；

S2、在所述背板主体141对应导电柱145的位置上制备驱动电极层142，制得硅基背板14；

S3、在所述驱动电机层142上顺次制备OLED发光层13、薄膜封装层12及透明封装层11，制得硅基OLED模组1；

S4、将所述步骤S3中的硅基OLED模组1的硅基背板14与PCB板2上的导电触点21键合，制得硅基OLED显示器模组100。

具体来讲，所述步骤S1具体为：

S11、根据硅基OLED显示器模组100所需的像素图形，采用硅通孔技术在硅晶体上开设盲孔；

S12、采用等离子体增强化学气相沉积技术，在所述硅晶体上沉积绝缘层；

S13、采用电化学反应法向所述盲孔内填充导电材料，在所述盲孔内形成导电柱；

S14、采用硅晶圆减薄技术对所述设有盲孔的硅晶体进行处理，使得所述盲孔贯穿所述硅晶体形成导电通孔，所述导电柱贯通所述导电通孔，所述硅基背板制备结束。

进一步的，所述硅晶圆减薄技术具体包括通过CMP(化学机械抛光)技术或刻蚀工艺去除所述背板主体141两侧多余的铜或其他杂质。

综上所述，本发明的硅基OLED显示器模组100通过设置设有导电通孔143及导电柱145的硅基背板14，将原有设置在硅基背板14表面的金属引线通过导电通孔143直接引到硅基背板14的背面，可有效降低硅基OLED显示器模组100制备过程中金属掩膜板的制备精度，降低硅基OLED显示器模组100的制备成本；同时，取消了现有技术中硅基背板14的Bonding区有效减小了硅基OLED显示器模组100的尺寸，提高排版率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，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精神和范围。

Claims (10)

1.一种硅基OLED显示器模组，包括硅基OLED模组以及与所述硅基OLED模组电性连接的PCB板；所述硅基OLED模组包括由上至下依次排布的透明封装层、薄膜封装层、OLED发光层以及硅基背板，其特征在于：所述硅基背板包括背板主体以及设置在所述OLED发光层及背板主体之间的驱动电极层，所述背板主体上设有规则排列的导电通孔，所述导电通孔的内表面沉积有绝缘层，且所述导电通孔内还设有导电柱。

2.根据权利要求1所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电通孔按照与所述OLED发光层对应设置的像素图形规则排列。

3.根据权利要求2所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电通孔的孔长小于150μm。

4.根据权利要求2所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电通孔的孔径为50μm。

5.根据权利要求1所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电柱为采用铜制成的铜导电柱。

6.根据权利要求5所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述绝缘层及所述铜导电柱之间设有阻挡层及种子层，所述种子层贴近所述铜导电柱设置。

7.根据权利要求1所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电柱为采用多晶硅和/或钨制成的导电柱。

8.根据权利要求5或7所述的硅基OLED显示器模组，其特征在于：所述导电柱背离所述OLED发光层的一侧设有向外突伸的导电触头，所述PCB板上设有与所述导电触头对应设置的导电触点。

9.一种硅基OLED显示器模组的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用硅通孔技术及晶圆减薄技术制备硅基背板的背板主体；

S2、在所述背板主体对应导电柱的位置上制备驱动电极层，制得硅基背板；

S3、在所述驱动电机层上顺次制备OLED发光层、薄膜封装层及透明封装层，制得硅基OLED模组；

S4、将所述步骤S3中的硅基OLED模组的硅基背板与PCB板上的导电触点键合，制得硅基OLED显示器模组。

10.根据权利要求9所述的硅基OLED显示器模组的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S11、根据硅基OLED显示器模组所需的像素图形，采用硅通孔技术在硅晶体上开设盲孔；

S12、采用等离子体增强化学气相沉积技术，在所述硅晶体上沉积绝缘层；

S13、采用电化学反应法向所述盲孔内填充导电材料，在所述盲孔内形成导电柱；

S14、采用硅晶圆减薄技术对所述设有盲孔的硅晶体进行处理，使得所述盲孔贯穿所述硅晶体形成导电通孔，所述导电柱贯通所述导电通孔，所述硅基背板制备结束。