CN112366284A - 一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构及其制备方法，阳极结构从下到上依次为基板、第一层IGZO、Ag层和第二层IGZO；本发明提供可调功函数的阳极结构，其中反射率较高且可与OLED不同空穴注入层匹配。本发明选择可调节功函数的阳极材料可提高与空穴注入层材料的HOMO间势垒差越小，有效降低器件的开启电压，从而改善器件的稳定性和发光效率，提高器件的寿命。由于金属Ag的电阻率小，导电性优秀，加之反射率较Al更高，可以提高发光亮度另阳极顶层使用可调节IGZO材料，其功函数范围为提高空穴注入效率，提高器件发光效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体行业、显示行业领域，具体涉及一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构及其制备方法。
背景技术
当今行业内OLED阳极功函数与空穴传输层HOMO之间的势垒对器件的性能影响很大，尤其在微显行业要求较高的PPI时缺陷更加突出，甚至直接决定器件的开启电压。
现有技术中，OLED器件阳极结构为Ti/Al/Ti的结构，但其功函数是固定的，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构，为IGZO/Ag/IGZO结构,顶层提高OLED空穴注入效率，反射功率高，可以代替业内常规Ti/Al/Ti的结构。
本发明另一目的在于提供一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构的制备方法，在基板上沉积IGZO，然后沉积Ag，最后沉积IGZO，Ag反射率较高，IGZO透明电极层功函数可调，范围4.7ev-5.3ev，满足不同OLED的空穴注入层的匹配，且IGZO作为与底层基板直接接触层，能够适应与不同材料基板间应力匹配，粘附力增加，减少peeling，之后经过退火处理减少缺陷消除损伤，且不易出现与金属之间电迁移现象，从而大大提高OLED结构的阳极性能。
本发明具体技术方案如下：
一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构，所述阳极结构从下到上依次为基板、第一层IGZO、Ag层和第二层IGZO。
所述第一层IGZO厚度为100-200A。
进一步的，所述第一层IGZO原子比例为In:Ga:Zn＝2：1：2。
所述Ag层厚度为1400-1600A。
所述第二层采用第一层IGZO相同原子比例的IGZO靶源，IGZO厚度为120A-170A。
本发明提供的上述新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构的制备方法，包括以下步骤：
1)、在基板上沉积第一层IGZO；
2)、再沉积Ag层；
3)、最后沉积第二层IGZO。
进一步的，步骤1)中所述基板为Si基IC基板，是IC厂生产的市售产品。
进一步的，步骤1)中，使用Evatec溅射机(IGZO damage free)沉积不同材料的阳极，采用不同原子比例IGZO材料可匹配不同的OLED空穴注入层。
优选的，步骤1)中，使用不同原子比例的IGZO靶材沉积100-200A第一层IGZO膜层；
更优选的，步骤1)中，溅射A第一层IGZO膜层时，控制原子比例In:Ga:Zn＝2：1：2，能够控制膜层均匀性及在基板上粘附性，因基板与IGZO晶格失配度小，此种比例的原子比可以与不同基板应力匹配，从而增加粘附性，减少peeling，且在底层电子迁移率较低，更加有利于后期阳极刻蚀易产生的黑点问题。
进一步的，步骤1)中，沉积第一层IGZO的工艺参数为：通入Ar 5sccm/O210sccm，直流溅射电源功率DC power设置为100-150W，沉积s时间32-56s，沉积得到100-200A IGZO膜层。
步骤2)中所述沉积Ag层的工艺参数为：通入30-40sccm Ar，直流溅射电源功DCpower设置为1300-1500W，沉积60-70s，在第一层IGZO膜层表面沉积1400-1600A的金属Ag，常规条件为Ag退火后的球聚会导致阳极膜面呈现雾状，反射率明显减小。使用本发明工艺条件会减少Ag的球聚状况，利用高反射率的Ag材料可以提高阳极的反射率，增大器件发光效率；
步骤3)具体为：在Ag层上沉积120A-170A的IGZO膜层；
进一步的，步骤3)中工艺参数为：直流溅射电源功率DC power设置80W-100W，此层IGZO沉积较薄，有利于下层Ag的反射，且整个阳极结构的方阻不会很大，能够显著提高阳极与OLED空穴注入层匹配效率；此种方式可以减少OLED更换材料带来的蒸镀微腔重新调整的不确定性，能够明显缩短调试时间。
进一步的，步骤3)制备之后，根据不同产品型号要求，刻蚀出不同型号的阳极，刻蚀方法按照现有技术进行。以Si基为例，此种结构阳极制程结束，后对其方阻进行测量电阻明显偏低，可以明显降低器件开启电压。
按照现有技术，选择DUV的胶做Micro OLED的阳极工艺经刻蚀后成一颗颗小pixel,此种DUV胶曝光精度高，刻蚀CD loss较小，再经过600-650℃退火15s的快速退火处理，消除损伤，减少缺陷。
最后，在此阳极上用现有工艺蒸镀OLED，由于带蒸镀Mark标能够蒸镀制作高PPI的显示器件，使用带Mask的蒸镀机依次蒸镀金属阴极，空穴电子注入层，空穴传输层和发光层(通常＞1000PPI),之后完成封装，封装膜层采用ATO/SiN/ATO(40nm/1000nm/40nm),贴片切割划片bonding后完成成品。
本发明充分考虑到阳顶发射阳极反射率与材料功函数可调的技术手段，提高了器件发光稳定性效率和寿命。本发明提供可调功函数的阳极结构，可以通过注入BH3和PH3改变IGZO功函数，而且，其反射率较高可达到93％-96％，远远高于Ti/Al/Ti的88％-91％且可与OLED不同空穴注入层匹配。
附图说明
图1为新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构示意图；
图中1-基板、2-第一层IGZO、3-Ag层、4-第二层IGZO。
具体实施方式
实施例1
一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构，所述阳极结构从下到上依次为基板、第一层IGZO、Ag层和第二层IGZO。
所述第一层IGZO厚度为150A；所述第一层IGZO原子比例为In:Ga:Zn＝2：1：2。
所述Ag层厚度为1500A。
所述第二层IGZO厚度为150A。
上述新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构的制备方法，包括以下步骤：
1)制作Si基IC基板，IC厂代工生产，市售产品；
2)使用Evatec溅射机(IGZO damage free)在Si基板表面沉积不同材料的阳极，采用不同原子比例IGZO材料可匹配不同的OLED空穴注入层；
具体的：首先使用不同原子比例的IGZO靶材沉积150A第一层IGZO膜层，为控制膜层均匀性及在基板上粘附性，此种IGZO的原子比例选择In:Ga:Zn的比例控制为2：1：2，此种比例的原子比可以与不同基板应力匹配，从而增加粘附性，减少peeling，且在底层电子迁移率较低，更加有利于后期阳极刻蚀易产生的黑点问题，工艺条件设置采用少量通入Ar5sccm/O2 10sccm，DC power设置为100W，沉积32s；沉积第一层IGZO厚度为150A；
3)再在溅射机另一个腔室装上Ag靶材，采用通入30sccm Ar，DC power设置为1400W，沉积60s，在第一层IGZO膜层沉积1500A的金属Ag层，这个工艺条件会减少Ag的球聚状况，利用高反射率的Ag材料可以提高阳极的反射率，增大器件发光效率；
4)最后在Ag层上沉积150A的IGZO膜层，DC power设置80W，此层IGZO沉积较薄，有利于下层Ag的反射，且整个阳极结构的方阻不会很大，能够显著提高阳极与OLED空穴注入层匹配效率，此种方式可以减少OLED更换材料带来的蒸镀微腔重新调整的不确定性，能够明显缩短调试时间；
5)后续根据不同产品型号要求，经过刻蚀出不同型号的阳极，以上述Si基为例，此种结构阳极制程结束，对其方阻进行测量电阻明显偏低，方阻为415±25毫欧；而相同厚度的Ti/Al/Ti结构的阳极650±50毫欧，而且，本发明阳极结构方阻均匀性更好，明显降低器件开启电压；
7)之后再经过快速退火处理，条件为600℃退火15s，消除损伤，减少缺陷；
8)再蒸镀OLED，之后完成封装，封装膜层采用ATO/SiN/ATO
(40nm/1000nm/40nm),贴片切割划片bonding后完成成品。
本发明选择可调节功函数的阳极材料IGZO可提高与空穴注入层材料的HOMO间势垒差越小，有效降低器件的开启电压，从而改善器件的稳定性和发光效率，提高器件的寿命。由当前老化条件高温高湿85℃/85％/300小时提高到85℃/85％/480小时，由于金属Ag的电阻率小，一般低于10微欧*cm,导电性优秀，加之反射率较Al更高，可以提高发光亮度，另阳极顶层使用可调节IGZO材料，其功函数范围为提高空穴注入效率，提高器件发光效率。
Claims (9)
1.一种新型可调功函数的高反射率Micro OELD的阳极结构，其特征在于，所述阳极结构从下到上依次为基板、第一层IGZO、Ag层和第二层IGZO。
2.根据权利要求书1所述的阳极结构，其特征在于，第一层IGZO厚度为100-200A。
3.根据权利要求书1或2所述的阳极结构，其特征在于，所述第一层IGZO原子比例为In:Ga:Zn＝2：1：2。
4.根据权利要求书1所述的阳极结构，其特征在于，所述Ag层厚度为1400-1600A。
5.根据权利要求书1所述的阳极结构，其特征在于，所述第二层IGZO厚度为120A-170A。
6.一种权利要求1-5任一项所述阳极结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)、在基板上沉积第一层IGZO；
2)、再沉积Ag层；
3)、最后沉积第二层IGZO。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，沉积第一层IGZO的工艺参数为：通入Ar 5sccm/O2 10sccm，直流溅射电源功率DC power设置为100-150W，沉积s时间32-56s，沉积得到100-200A IGZO膜层。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述沉积Ag层的工艺参数为：通入30-40sccm Ar，直流溅射电源功DC power设置为1300-1500W，沉积60-70s，在第一层IGZO膜层表面沉积1400-1600A的金属Ag。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中工艺参数为：直直流溅射电源功率DC power设置80W-100W，在Ag层上沉积120A-170A的IGZO膜层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210212 |