CN110858629B - 一种有机发光二极管结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种有机发光二极管结构及其制造方法，包括：衬底；阳极结构；隔绝材料膜；有机发光材料膜；以及阴极薄膜，其中，所述隔绝材料膜的厚度与所述阳极结构的厚度的比值为0.5‑10。根据本申请，避免阴极材料膜断线，提升阴极材料膜蒸镀成膜工艺窗口，从而提高OLED的良率。

Description

一种有机发光二极管结构及其制造方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种有机发光二极管结构及其制造方法。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)又称为有机电激光显示、有机发光半导体。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。

OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三基色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。

OLED显示屏是由许许多多的像素构成，而为了让每一个单独的像素可以显示出各种颜色，就需要把该像素分解为红绿蓝三个比像素更低一级的子像素，每一个子像素就是一个独立的OLED结构，这些独立的OLED结构之间形成有一层隔绝材料膜，该隔绝材料膜用于将相邻的OLED分隔开。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，如果OLED结构的隔绝材料膜较薄，阴极薄膜在被蒸镀于OLED结构的上表面时容易断裂开，从而影响OLED的良率。

图1是隔绝材料膜断裂开的一个示意图。如图1所示，在OLED结构中，衬底100的表面形成有由薄膜110和120形成的阳极结构，阳极结构具有间隔区，间隔区中形成有隔绝材料膜150，隔绝材料膜150表面形成有有机发光材料膜160和阴极材料膜170。

如图1所示，当隔绝材料膜150较薄时，例如，隔绝材料膜150的厚度与阳极结构的厚度的比值小于0.5，阳极结构侧壁的隔绝材料膜150的表面形貌角度α>72°，由此，导致后续的阴极材料膜170在蒸镀成膜的时候断开。

本申请提供一种有机发光二极管(OLED)结构及其制造方法，通过调整OLED结构的隔绝材料膜的厚度，避免阴极材料膜断线，提升阴极材料膜蒸镀成膜工艺窗口，从而提高OLED的良率。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种有机发光二极管结构，包括：衬底；阳极结构，其形成于所述衬底表面，相邻的所述阳极结构之间具有间隔区；隔绝材料膜，其覆盖所述阳极结构的所述间隔区，以及所述间隔区周围的所述阳极结构的一部分；有机发光材料膜，其形成于所述隔绝材料膜的表面以及从所述隔绝材料膜露出的所述阳极结构的表面；以及阴极薄膜，其形成于所述有机发光材料膜表面，所述阳极结构和所述阴极薄膜在被施加正向直流电压的情况下，所述有机发光材料膜发光，其中，所述隔绝材料膜的厚度与所述阳极结构的厚度的比值为0.5-10。

根据本申请实施例的一个方面，其中，所述阳极结构为铝(Al)和氧化铟锡(ITO)叠层。

根据本申请实施例的一个方面，其中，所述隔绝材料膜的材料是硅的氧化物。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种有机发光二极管结构的制造方法，包括：

在衬底表面形成阳极结构，其中，相邻的所述阳极结构之间具有间隔区；形成隔绝材料膜，所述隔绝材料膜覆盖所述阳极结构的所述间隔区，以及所述间隔区周围的所述阳极结构的一部分；在所述隔绝材料膜的表面以及从所述隔绝材料膜露出的所述阳极结构的表面形成有机发光材料膜；以及在所述有机发光材料膜表面形成阴极薄膜，其中，所述隔绝材料膜的厚度与所述阳极结构的厚度的比值为0.5-10。

本申请的有益效果在于：避免阴极材料膜断线，提升阴极材料膜蒸镀成膜工艺窗口，从而提高OLED的良率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：

图1是隔绝材料膜断裂开的一个示意图；

图2是本申请实施例1的有机发光二极管结构的一个示意图；

图3是本申请实施例1的有机发光二极管结构的另一个示意图；

图4至图9是本申请实施例2的制造方法的实例中部分步骤的示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

实施例1

本申请实施例1提供一种有机发光二极管结构。

图2是本申请实施例1的有机发光二极管结构的一个示意图，如图2所示，该有机发光二极管(OLED)结构包括：衬底100，阳极结构110A，隔绝材料膜150，有机发光材料膜160，以及阴极薄膜170。

如图2所示，阳极结构110A形成于衬底100的表面，相邻的阳极结构110A之间具有间隔区110B；隔绝材料膜150覆盖该阳极结构的间隔区110B，以及间隔区110B周围的阳极结构110A的一部分；有机发光材料膜160形成于隔绝材料膜150的表面以及从隔绝材料膜150露出的阳极结构110A的表面；阴极薄膜170形成于有机发光材料膜160表面。

在本实施例中，阳极结构110A和阴极薄膜170之间在被施加正向直流电压的情况下，有机发光材料膜160发光。

在本实施例中，隔绝材料膜的厚度与阳极结构的厚度的比值例如为0.5-10。由此，阳极结构110A侧壁的隔绝材料膜150的表面形貌角度α较小，避免阴极薄膜170在蒸镀时断裂开，从而提高OLED结构的良率。

例如，在图2中，隔绝材料膜150的厚度与阳极结构110A的厚度的比值为0.5，该角度α≤60°，阴极薄膜170的断裂情况被改善。

图3是本申请实施例1的有机发光二极管结构的另一个示意图，在图3中，隔绝材料膜150的厚度与阳极结构110A的厚度的比值为2，该角度α≤5°，阴极薄膜170的断裂情况被进一步改善。

在本实施例中，衬底100可以是半导体制造领域中常用的衬底，例如硅晶圆、绝缘体上的硅(SOI:Silicon On Insulator)晶圆、锗硅晶圆、锗晶圆或氮化镓晶圆、SiC晶圆等，也可以是石英、蓝宝石、玻璃、氧化硅等绝缘性晶圆。本实施例对此并不限制。

在本实施例中，阳极结构110A可以是叠层结构，例如，该叠层结构例如可以包括：形成于衬底100表面的铝(Al)层110和形成于铝(Al)层110表面的氧化铟锡(ITO)120。此外，在铝(Al)层110和衬底100表面之间，还可以形成有氮化钛(TiN)等中间层薄膜。

在本实施例中，间隔区110B的宽度因产品设计而异，间隔区110B越宽，阳极结构110A的有效面积越小，间隔区110B越窄，越有利于提高阳极结构110A的有效面积。一个实施方式中，间隔区110B的宽度≥0.2微米(μm)。

在本实施例中，隔绝材料膜150可以是绝缘材料，由此，可以对各阳极结构110A分别施加电压，从而对各OLED结构的发光进行分别控制。隔绝材料膜150的材料可以是硅的氧化物，例如，二氧化硅等。

在本实施例中，有机发光材料膜160是OLED结构中用于进行空穴传输、复合发光和电子传输的薄膜层，有机发光材料膜160可以是叠层结构，例如，该叠层结构可以包括空穴传输层、复合发光层和电子传输层等。

在本实施例中，阴极薄膜170的材料可以是具有较低功函数的材料，例如，银(Ag)，或镁银(Mg-Ag)等。

在本实施例中，各OLED结构可以形成为OLED显示器中的一个子像素，多个OLED结构可以形成OLED的显示阵列。

根据本实施例，隔绝材料膜的厚度与阳极结构的厚度的比值为0.5-10，由此，阳极结构110A侧壁的隔绝材料膜150的表面形貌角度α较小，避免阴极薄膜170在蒸镀时断裂开，从而提高OLED结构的良率。

实施例2

本申请实施例2提供一种OLED结构的制造方法，该方法用于制造实施例1所述的OLED结构。在本实施例中，该方法可以包括如下的步骤：

步骤201、在衬底表面形成阳极结构110A，其中，相邻的阳极结构110A之间具有间隔区110B；

步骤202、形成隔绝材料膜150，该隔绝材料膜150覆盖阳极结构110A的间隔区110B，以及间隔区110B周围的阳极结构110A的一部分；

步骤203、在隔绝材料膜150的表面以及从隔绝材料膜150露出的阳极结构110A的表面形成有机发光材料膜160；

步骤204、在有机发光材料膜表面形成阴极薄膜170。

下面，结合一个实例来说明本申请实施例2的制造方法。

图4至图9是该实例中部分步骤的示意图，如图4至图9所示，该制造方法的各步骤包括：

1.图4所示，在氧化硅衬底100表面依次沉积TIN/Al层110和氧化铟锡(ITO)120，其中，TIN/Al 110和氧化铟锡(ITO)120构成阳极结构。

2.图5所示，在氧化铟锡ITO(120)表面进行光刻胶130涂布，使用掩膜版曝光，并显影，形成图形化的光刻胶。

3.图6所示，采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，将光刻胶定义的图形转移到下层TIN/AL 110和氧化铟锡(ITO)120上，从而形成间隔区110B，例如，间隔区110B的宽度≥0.2微米(μm)；此外，转移完成后进行去除光刻胶的湿法清洗工艺。其中，干法刻蚀工艺所使用的气体包括氯气(Cl₂)和三氯化硼(BCl₃)。

4.图7所示，沉积隔绝材料膜150，其中该隔绝材料膜150例如是二氧化硅，该隔绝材料膜150的厚度与该阳极结构的厚度的比值例如为0.5-10。

5.图8所示，在隔绝材料膜150表面进行光刻胶180涂布，使用掩膜版曝光，并显影，形成图形化的光刻胶。

6.图9所示，采用干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺，将光刻胶定义的图形转移到下层的隔绝材料膜150中，由此，从隔绝材料膜150周围露出氧化铟锡ITO 120的表面；此外，转移完成后进行去除光刻胶的湿法清洗工艺。其中，干法刻蚀工艺气体包括四氟化碳(C4F8)，氩气(Ar)，以及氧气(O2)等。

7.在图9的隔绝材料膜150的表面以及从隔绝材料膜150露出的氧化铟锡ITO120的表面形成有机发光材料膜160；并在有机发光材料膜160表面形成阴极薄膜170。

根据本实施例，隔绝材料膜的厚度与阳极结构的厚度的比值为0.5-10，由此，阳极结构侧壁的隔绝材料膜150的表面形貌角度α较小，避免阴极薄膜170在蒸镀时断裂开，从而提高OLED结构的良率。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (4)

1.一种有机发光二极管结构，包括：

衬底；

阳极结构，其形成于所述衬底表面，相邻的所述阳极结构之间具有间隔区，所述间隔区的宽度大于或等于0.2微米；

隔绝材料膜，其覆盖所述阳极结构的所述间隔区，以及所述间隔区周围的所述阳极结构的一部分；

有机发光材料膜，其形成于所述隔绝材料膜的表面以及从所述隔绝材料膜露出的所述阳极结构的表面，所述有机发光材料膜与所述隔绝材料膜的表面接触；以及

阴极薄膜，其形成于所述有机发光材料膜表面，

所述阳极结构和所述阴极薄膜在被施加正向直流电压的情况下，所述有机发光材料膜发光，

其中，所述隔绝材料膜的厚度与所述阳极结构的厚度的比值为0.5-2，

所述阳极结构侧壁的所述隔绝材料膜的表面形貌角度小于或等于60°，

所述阳极结构为铝（Al）和氧化铟锡（ITO）叠层，在铝和所述衬底表面之间形成有氮化钛（TiN）中间层薄膜。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管结构，其中，

所述隔绝材料膜的材料是硅的氧化物。

3.一种有机发光二极管结构的制造方法，包括：

在衬底表面形成阳极结构，其中，相邻的所述阳极结构之间具有间隔区，所述间隔区的宽度大于或等于0.2微米；

形成隔绝材料膜，所述隔绝材料膜覆盖所述阳极结构的所述间隔区，以及所述间隔区周围的所述阳极结构的一部分；

在所述隔绝材料膜的表面以及从所述隔绝材料膜露出的所述阳极结构的表面形成有机发光材料膜，所述有机发光材料膜与所述隔绝材料膜的表面接触；以及

在所述有机发光材料膜表面形成阴极薄膜，

其中，所述隔绝材料膜的厚度与所述阳极结构的厚度的比值为0.5-2，

所述阳极结构侧壁的所述隔绝材料膜的表面形貌角度小于或等于60°，

所述阳极结构为铝（Al）和氧化铟锡（ITO）叠层，在铝和所述衬底表面之间形成有氮化钛（TiN）中间层薄膜。

4.如权利要求3所述的有机发光二极管结构的制造方法，其中，

所述隔绝材料膜的材料是硅的氧化物。

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