CN109411609A - 有机光电器件及有机光电器件的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种有机光电器件及有机光电器件的制作方法，该有机光电器件包括：衬底基板；形成在衬底基板上的多个第一电极；形成在衬底基板上的像素定义层；形成在像素定义层上的辅助电极；形成在第一电极上的光电功能层，光电功能层包括多个镂空区，镂空区在衬底基板上的垂直投影位于辅助电极在衬底基板上的垂直投影内，且镂空区露出辅助电极，相邻两个开口区对应的光电功能层被镂空区隔断；形成在光电功能层上的第二电极，第二电极覆盖光电功能层，并且第二电极通过镂空区与辅助电极电连接，第二电极利用原子层沉积法制作形成。本发明提供的有机光电器件可以充分降低有机光电器件中电极阻抗，提高有机光电器件的光电性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及有机光电技术，尤其涉及一种有机光电器件及有机光电器件的制作方法。
背景技术
随着科技的发展，有机光电器件成为人们日常生活中必不可少的一部分。
在大尺寸有机光电器件中，最容易出现的一个问题是对于同一驱动信号，不同光电单元的光电性能不同。导致该问题的一个重要原因是构成光电单元的电极阻值较大，电信号在其上的压降大，造成不同光电单元实际接收到的驱动信号不同。因此，利用低阻值的透明导电膜制作电极是实现大尺寸有机光电器件的一个重要组成部分。
但是在实际中，由于有机材料自身强度的限制，无法使用物理气相沉积、化学气相沉积等高能、高温方法制作低阻值透明导电薄膜。而若采用真空热蒸发的方法制备超薄金属薄膜作为半透明导电层，例如厚度为25nm以内的Ag薄膜，或是Cu薄膜等。超薄的金属薄膜，因自身光透过率较差，只能通过减小薄膜厚度提高光透过率。但薄膜厚度的降低，又会导致电阻上升。在大尺寸有机光电器件中，超薄透明金属薄膜难以应对高电荷传输能力的要求。而若采用电阻更低的金属网格代替金属薄膜。在制作金属网格时，需要用到精细掩膜(FMM)，精细掩膜的制作成本较高，这大大提升了有机光电器件的制作成本。
发明内容
本发明提供一种有机光电器件及有机光电器件的制作方法，以充分降低有机光电器件中电极阻抗，提高有机光电器件的光电性能，并且该有机光电器件制作过程中不会用到精细掩膜，制作成本低廉。
第一方面，本发明实施例提供了一种有机光电器件，该有机光电器件包括：
衬底基板，所述衬底基板包括多个开口区和围绕所述开口区的非开口区；
形成在所述衬底基板上的多个彼此间隔的第一电极，所述第一电极在所述衬底基板上的垂直投影位于所述开口区内；
形成在所述衬底基板上的像素定义层，所述像素定义层在所述衬底基板上的垂直投影位于所述非开口区内；
形成在所述像素定义层上的辅助电极，且所述辅助电极与所述第一电极电绝缘；
形成在所述第一电极上的光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断；
形成在所述光电功能层上的第二电极，所述第二电极覆盖所述光电功能层，并且所述第二电极通过所述镂空区与所述辅助电极电连接；所述第二电极利用原子层沉积法制作形成。
第二方面，本发明实施例还提供了一种有机光电器件的制作方法，该有机光电器件的制作方法用于制作本发明实施例提供的任一项所述的有机光电器件；
所述有机光电器件的制作方法包括：
提供衬底基板，所述衬底基板包括多个开口区和围绕所述开口区的非开口区；
在所述衬底基板上形成多个彼此间隔的第一电极，所述第一电极在所述衬底基板上的垂直投影位于所述开口区内；
在所述衬底基板上形成像素定义层，所述像素定义层在所述衬底基板上的垂直投影位于所述非开口区内；
在所述像素定义层上形成辅助电极，且所述辅助电极与所述第一电极电绝缘；
在所述第一电极上形成光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断；
利用原子层沉积法在所述光电功能层上形成第二电极，所述第二电极覆盖所述光电功能层，且所述第二电极通过所述镂空区与所述辅助电极电连接。
本发明实施例通过设置光电功能层包括多个镂空区，镂空区露出辅助电极，第二电极通过镂空区与辅助电极电连接，相当于为第二电极并联一个电阻，从而减小第二电极的阻值，削弱电信号在其上的压降，使得不同光电单元实际接收到的驱动信号趋于相同，进而提高有机光电器件的显示效果。并且该有机光电器件由于不需要利用金属网格制作第二电极，制作过程中不会用到精细掩膜，制作成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种有机光电器件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种有机光电器件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种有机光电器件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种有机光电器件的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种有机光电器件的结构示意图。参见图1，该有机光电器件，包括：衬底基板10，衬底基板10包括多个开口区11和围绕开口区11的非开口区12；形成在衬底基板10上的多个彼此间隔的第一电极20，第一电极20在衬底基板10上的垂直投影位于开口区11内；形成在衬底基板10上的像素定义层30，像素定义层30在衬底基板10上的垂直投影位于非开口区12内；形成在像素定义层30上的辅助电极40，且辅助电极40与第一电极20电绝缘；形成在第一电极20上的光电功能层60，光电功能层60包括多个镂空区61，镂空区61在衬底基板10上的垂直投影位于辅助电极40在衬底基板10上的垂直投影内，且镂空区61露出辅助电极40，相邻两个开口区11对应的光电功能层60被镂空区61隔断；形成在光电功能层60上的第二电极70，第二电极70覆盖光电功能层60，并且第二电极70通过镂空区61与辅助电极40电连接；第二电极70利用原子层沉积法制作形成。
本实施例提供的有机光电器件，通过设置光电功能层60包括多个镂空区61，镂空区61露出辅助电极40，第二电极70通过镂空区61与辅助电极40电连接，相当于为第二电极70并联一个电阻，从而减小第二电极70的阻值，削弱电信号在其上的压降，使得不同光电单元实际接收到的驱动信号趋于相同，进而提高有机光电器件的显示效果。在此基础上，可选地，将第二电极70做薄，这样可以使得第二电极70在具有较低阻值的情况下，同时具有较佳的光透过率，进一步提高有机光电器件的显示效果。该有机光电器件由于不需要利用金属网格制作第二电极70，制作过程中不会用到精细掩膜，制作成本低廉。
上述技术方案，由于不需要在有机光电器件中增加其他结构，就可以实现相邻两个开口区11对应的光电功能层60隔断，第二电极70与辅助电极40电连接的效果，其对有机光电器件的厚度影响较小，可以顺应有机光电器件薄型化的发展趋势。
需要说明的是，第二电极70的形成方法有多种，例如，可以利用蒸镀法或原子层沉积法制作形成第二电极70。但是与蒸镀法相比，由于有原子层沉积法在形成薄膜时，粒子移动的方向性较弱，设置“第二电极70利用原子层沉积法制作形成”，可以使得第二电极70在光电功能层60镂空区底面、镂空区侧壁以及非镂空区均匀沉积，以提高第二电极70和辅助电极40电连接的稳定性。
此外，由于上述技术方案不会影响有机光电器件的开口率和分辨率。
图2为本发明实施例提供的另一种有机光电器件的结构示意图。与图1相比，图2中，同一辅助电极40上，镂空区61的个数不同。具体地，在图1中同一辅助电极40上仅设置有一个；而在图2中同一辅助电极40上设置有三个。在实际设置时，可以根据需要在同一辅助电极40上设置镂空区61的个数大于或等于一个，本申请对此不作限定。并且镂空区61的形状可以为圆形或多边形等，本申请对此也不作限定。
镂空区61形成的方法有多种。可选地，镂空区61利用激光烧蚀方法对光电功能层60进行刻蚀形成。
进一步地，激光可以为飞秒激光。
图3为本发明实施例提供的又一种有机光电器件的结构示意图。与图1相比，图3中镂空区61的制作方法不同。具体地，参见图3，该有机光电器件中，辅助电极40背离像素定义层30的表面41为有机物阻隔面；有机物阻隔面是指与有机物相排斥，使得有机物在其上无法附着、聚集的表面；镂空区61利用有机物阻隔面41形成。
由于目前，有机光电器件中，用于制作光电功能层60的材料多包括有机材料，通过将辅助电极40背离像素定义层30的表面41设置为有机物阻隔面，形成光电功能层60时，光电功能层60(有机物)无法在有机物阻隔面上附着、聚集，而是会沿图3中虚线箭头方向，向该辅助电极40两侧的开口区11滑动，最终在非开口区12处形成镂空区61，镂空区61的存在使得不同开口区11内光电功能层60无法电连接在一起，辅助电极40背离像素定义层30的表面露出。这样在光电功能层60上形成第二电极70后，第二电极70会通过镂空区61直接与辅助电极40背离像素定义层30的表面41接触，以实现电导通。
可选地，在上述方案中，有机物阻隔面利用金属表面处理剂、聚四氟表面处理剂和硅胶表面处理剂中的至少一种对辅助电极40背离像素定义层30的表面41进行处理得到。
需要说明的是，上述技术方案中，有机光电器件可以为有机发光显示面板或太阳能电池。若该有机光电器件为有机发光显示面板，则本申请中提及的“有机光电器件的光电性能”是指有机发光显示面板的显示效果。若该有机光电器件为太阳能电池，则本申请中提及的“有机光电器件的光电性能”是指太阳能电池的光电转化效率。
在上述技术方案中，用于制作衬底基板10的材料有多种，例如，可以为玻璃或塑料等。可选地，在衬底基板10与第一电极20之间还可以设置有驱动电路，以驱动形成在开口区11内的光电单元工作。光电单元包括第一电极20、第二电极70，以及夹设于第一电极20和第二电极70之间的光电功能层60。
可选地，第一电极20为阳极，第二电极70为阴极；或者第一电极20为阴极，第二电极70为阳极。
可选地，第一电极20可利用真空薄膜制备方法制备形成，也可以利用溶液加工法制备形成，本申请对此不作限制。
若第一电极20利用真空薄膜制备方法制备形成，其具体可以为物理气相沉积、真空热蒸发或化学气相沉积等。可用于制作第一电极20的材料包括Al，Mo，Cu，Ti，Ni，Cr，W，Ta，Au，Co，Ag以及ITO中的至少一种，其可以为单质也可以为合金。若第一电极20利用溶液加工法制备形成，其具体可以为喷墨打印、丝网印刷、凸/凹版印刷或刮涂法等。可用于制作第一电极20的材料可选为Al，Cu，Au，Ag，ITO的浆料或纳米颗粒悬浮液。
此外，第一电极20可以选用上述材料制作为单层膜结构，或者两层及两层以上的叠层结构。
第二电极70的材料可以为金属氧化物透明导电材料，如AZO、GZO、IZO、ITO及TiN等材料。
在实际制作时，典型地，选用等离子体增强原子层沉积法形成第二电极，以进一步提高第二电极的品质。在等离子体增强原子层沉积法中，影响所形成的第二电极的品质的关键在于，反应腔的压力控制以及前驱体源的引入时间控制。可选地，在沉积之前，可使用H2O，O2及NH3气体中的至少一种作为等离子的起辉气体，这样可以有效地控制反应腔内等离子气体的引入方式或顺序，同时对透明薄膜进行原位的等离子处理。
若有机光电器件为有机发光显示面板，光电功能层60包括发光层。进一步地，光电功能层60还可以包括电子传输层、电子注入层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层、空穴阻挡层中的至少一种或多种。
若有机光电器件为太阳能电池，光电功能层60为光电转化成层。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种有机光电器件制作方法。本发明实施例提供的有机光电器件的制作方法用于制作本发明实施例提供的任意一种有机光电器件。图4为本发明实施例提供的一种有机光电器件的制作方法的流程图。
参见图4，该有机光电器件的制作方法包括：
S1、提供衬底基板，衬底基板包括多个开口区和围绕开口区的非开口区。
S2、在衬底基板上形成多个彼此间隔的第一电极，第一电极在衬底基板上的垂直投影位于开口区内。
S3、在衬底基板上形成像素定义层，像素定义层在衬底基板上的垂直投影位于非开口区内。
S4、在像素定义层上形成辅助电极，且辅助电极与第一电极电绝缘。
S5、在第一电极上形成光电功能层，光电功能层包括多个镂空区，镂空区在衬底基板上的垂直投影位于辅助电极在衬底基板上的垂直投影内，且镂空区露出辅助电极，相邻两个开口区对应的光电功能层被镂空区隔断。
S6、利用原子层沉积法在光电功能层上形成第二电极，第二电极覆盖光电功能层，且第二电极通过镂空区与辅助电极电连接。
由于本发明实施例提供的有机光电器件的制作方法用于制作本发明实施例提供的任意一种有机光电器件。其具有其所制作的有机光电器件相同或相应的有益效果，此处不再赘述。
在上述技术方案中，实现S5的方法有多种，可选地，S5包括：在第一电极上形成光电功能层，光电功能层覆盖辅助电极；利用激光烧蚀方法对光电功能层进行蚀刻，以形成多个贯穿光电功能层的镂空区，镂空区在衬底基板上的垂直投影位于辅助电极在衬底基板上的垂直投影内，且镂空区露出辅助电极，相邻两个开口区对应的光电功能层被镂空区隔断。
或者，S5之前，还包括：
对辅助电极背离像素定义层的表面进行处理，使其变为有机物阻隔面。
下面示例性地，对图1和图3中有机光电器件的制作方法进行详细说明，但不构成对本申请的限制。
针对于图1中提供的有机光电器件，其制作方法具体可以为：
1、以玻璃基板为衬底基板10，在衬底基板10上沉积并图形化ITO(150nm)，作为有机光电器件的第一电极20，使得第一电极20在衬底基板10上的垂直投影位于开口区11内。
2、使用标准黄光工艺在衬底基板10的非开口区12内旋涂光刻胶(光刻胶可选用型号为AZ1610的光刻胶)，作为像素定义层30。
3、使用溅射方法在像素定义层30上制作Mo/Al/Mo(50nm/300nm/50nm)薄膜叠层结构并图形化处理，作为辅助电极40。
4、使用溶液加工法在第一电极20上制备光电功能层60，光电功能层60覆盖辅助电极40。用于制备光电功能层60的材料包括P3HT(3-己基噻吩的聚合物)和PCBM(富勒烯衍生物)。其中P3HT和PCBM的质量比为1：1。
5、采用飞秒激光将辅助电极4上的光电功能层60烧蚀掉，形成镂空区61，镂空区61暴露出辅助电极40。
6、在真空保护下将上一步骤完成后形成的基片传送至等离子体原子层沉积设备内，形成第二电极70。
在第二电极70沉积过程中，使用的二乙基锌(DEZ)及三甲基铝(TMA)均为电子级纯度，水源使用电子级去离子水，氧气使用高纯氧。沉积温度为90℃。反应腔内压力为0.15torr。具体地，在沉积开始后，步骤a，向反应腔内通入二乙基锌，持续时间为0.02s，净化处理35s；步骤b，向反应腔内通入H2O和等离子态的氧，持续时间为0.015s,净化处理30s；步骤c，向反应腔内通入三甲基铝，持续时间为0.02s，净化处理35s；步骤d，向反应腔内通入H2O和等离子态的氧，持续时间为0.015s，净化处理30s。以步骤a-d为一个周期，共循环30个周期。在30个周期后得到第二电极70薄膜，其中，第二电极70中，ZnO与Al2O3的原子比为20：1。并且第二电极70与辅助电极40电连接。
针对于图3中提供的有机光电器件，其制作方法具体可以为：
1、以玻璃基板为衬底基板10，在衬底基板10上沉积并图形化ITO薄膜(150nm)，作为第一电极20。
2、使用标准黄光工艺在衬底基板10的非开口区12内旋涂光刻胶(光刻胶可选用型号为AZ1610的光刻胶)，作为像素定义层30。
3、使用溅射方法制作MoTi/Cu/MoTi(50nm/300nm/50nm)薄膜叠层结构。
4、使用喷涂法，将石油磺酸钡溶液喷涂在MoTi/Cu/MoTi薄膜叠层结构表面，在90℃下烘烤90s，形成有机物阻隔面。
5、使用标准黄光工艺对MoTi/Cu/MoTi薄膜叠层结构图形化处理，使得该薄膜叠层结构仅位于像素定义层30上，作为辅助电极40。有机物阻隔层作为隔离结构50。
6、使用溶液加工法在隔离结构50和第一电极20上制备光电功能层60。用于制备光电功能层60的材料包括P3HT(3-己基噻吩的聚合物)和PCBM(富勒烯衍生物)。其中P3HT和PCBM的质量比为1：1。有机物阻隔层的极性基团的长碳链有机化合物可以阻止有机光电功能层60与其接触。
7、使用真空热蒸发方法制备厚度为20nm的镁银合金薄膜，作为第二电极70。而该第二电极70与暴露出的辅助电极40形成电气接触。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种有机光电器件，其特征在于，包括：
衬底基板，所述衬底基板包括多个开口区和围绕所述开口区的非开口区；
形成在所述衬底基板上的多个彼此间隔的第一电极，所述第一电极在所述衬底基板上的垂直投影位于所述开口区内；
形成在所述衬底基板上的像素定义层，所述像素定义层在所述衬底基板上的垂直投影位于所述非开口区内；
形成在所述像素定义层上的辅助电极，且所述辅助电极与所述第一电极电绝缘；
形成在所述第一电极上的光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断；
形成在所述光电功能层上的第二电极，所述第二电极覆盖所述光电功能层，并且所述第二电极通过所述镂空区与所述辅助电极电连接；所述第二电极利用原子层沉积法制作形成。
2.根据权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，
所述镂空区利用激光烧蚀方法对所述光电功能层进行刻蚀形成。
3.根据权利要求2所述的有机光电器件，其特征在于，
所述激光为飞秒激光。
4.根据权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，
所述辅助电极背离所述像素定义层的表面为有机物阻隔面，所述有机物阻隔面是指与有机物相排斥，使得有机物在其上无法附着、聚集的表面；
所述镂空区利用所述有机物阻隔面形成。
5.根据权利要求4所述的有机光电器件，其特征在于，
所述有机物阻隔面利用金属表面处理剂、聚四氟表面处理剂和硅胶表面处理剂中的至少一种对所述辅助电极背离所述像素定义层的表面进行处理得到。
6.根据权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述有机光电器件为有机发光显示面板或太阳能电池。
7.一种有机光电器件的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求1-6任一项所述的有机光电器件；
所述有机光电器件的制作方法包括：
提供衬底基板，所述衬底基板包括多个开口区和围绕所述开口区的非开口区；
在所述衬底基板上形成多个彼此间隔的第一电极，所述第一电极在所述衬底基板上的垂直投影位于所述开口区内；
在所述衬底基板上形成像素定义层，所述像素定义层在所述衬底基板上的垂直投影位于所述非开口区内；
在所述像素定义层上形成辅助电极，且所述辅助电极与所述第一电极电绝缘；
在所述第一电极上形成光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断；
利用原子层沉积法在所述光电功能层上形成第二电极，所述第二电极覆盖所述光电功能层，且所述第二电极通过所述镂空区与所述辅助电极电连接。
8.根据权利要求7所述的有机光电器件的制作方法，其特征在于，
所述在所述第一电极上形成光电功能层，在所述第一电极上形成光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断，包括：
在所述第一电极上形成光电功能层，所述光电功能层覆盖所述辅助电极；
利用激光烧蚀方法对所述光电功能层进行蚀刻，以形成多个贯穿所述光电功能层的镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断。
9.根据权利要求7所述的有机光电器件的制作方法，其特征在于，
所述在所述第一电极上形成光电功能层，在所述第一电极上形成光电功能层，所述光电功能层包括多个镂空区，所述镂空区在所述衬底基板上的垂直投影位于所述辅助电极在所述衬底基板上的垂直投影内，且所述镂空区露出所述辅助电极，相邻两个所述开口区对应的所述光电功能层被所述镂空区隔断之前，还包括：
对所述辅助电极背离所述像素定义层的表面进行处理，使其变为有机物阻隔面。
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