CN112928230A - 一种彩色硅基oled制备方法 - Google Patents

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赵铮涛
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Abstract

本发明公开了一种彩色硅基OLED制备方法，通过激光热转印的方式在真空环境中将CF直接转印至第一层ALD上方，减小CF与OLED发光层的距离；同时，CF对于温度并没有很强的敏感性，所以再热转印过程中不会出现变性的情况；用这种方式来制作CF可以极大的减弱光串扰，使色域提升，视角变好，且减少产品制作过程中水和氧的工艺步骤，减少产品制作过程中的良率损失。

Description

一种彩色硅基OLED制备方法
技术领域
本发明涉及OLED制备技术领域，尤其是涉及一种彩色硅基OLED制备方法。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示器以其轻薄、主动发光、响应速度快、色彩丰富等被业界公认为继液晶显示器(LCD)之后的第三代显示技术。硅基OLED是OLED的一个细分领域，与平板显示OLED不同的点在于硅基OLED是CMOS驱动的有机发光器件，半导体200nm制程的工艺即可兼容硅基OLED的CMOS驱动制作，硅基OLED相对于平板显示OLED有以下几个优点例如PPI高达2000以上、响应速度极快，功耗更低，集成度更高等优势。
而硅基OLED由于其PPI更高所以其全彩化的技术方案在业界主要分为两种；第一种是通过Site by Site方式形成R/G/B SubPixel独立发光，第二种是WOLED+CF的方式形成全彩化。第一种技术方案目前也有几种方案实现，例如FMM Mask形成R/G/B SubPixel实现全彩化，再比如Photolithography实现SubPixel全彩化；但是Site By Site对于精度要求非常高，FMM Mask制作成本及技术要求很高，Photolithography对于产品的可靠性是一个较大的考验。所以目前大多数硅基OLED厂商还是会采用WOLED+CF的方式实现全彩化，但是由于传统的工艺方式CF较OLED发光层距离较远，且传统的CF工艺采用涂胶、曝光、显影的方式，水和氧的参与的工艺较多，使得产品在制作过程中有良率损失的风险。若按照传统的工艺方式，CF与OLED发光层之间的距离较远，OLED光到达CF层会有光的串扰，这就直接导致了产品在制作完成之后色域较低，视角较差。
如中国专利申请CN104091822A公开的全彩微型OLED显示器结构及其制备工艺，提出使用激光热转印法制备发光层，以此来避免CF的使用，这样来提高显示器的光输出率，同样也可以提高显示器的色域及视角；但是，这种方式存在一定缺陷，由于激光转印过程中会产生较高温度，研究表明激光热转印的温度可高达200℃-300℃，而OLED对于温度非常敏感，一般来说温度高于100℃，OLED材料就会发生变性，丧失其功能性。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种彩色硅基OLED制备方法，其可有效减弱光串扰，使色域提升，视角变好。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种彩色硅基OLED制备方法，包括以下步骤：
S1、在CMOS基板上首先用磁控溅射的方式形成阳极薄膜，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成阳极；
S2、在制备完阳极之后的基板上用化学气相沉积的方式形成PDL膜层，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成PDL；
S3、在制备完PDL结构之后的基板上用蒸镀的方式形成OLED膜层；
S4、在蒸镀完OLED膜层后的基板上采用原子层沉积的方式形成第一ALD膜层；
S5、将红色光阻给体膜放在已完成第一ALD膜层上方，激光器发出的激光照射至给体膜的光热转换层上，光热转换层会吸收激光能量转换为热能，使激光照射位置的红色光阻材料层脱离聚合物基板转移至CMOS基板上方；采用同样的方法将制备好的绿色光阻给体膜和蓝色光阻给体膜转移至对应的绿色和蓝色的子像素上，最终完成彩膜层；
S6、在完成彩膜层的器件结构上利用原子层沉积的方式沉积形成第二ALD膜层；
S7、在完成第二ALD膜层后的器件结构上利用化学气相沉积的方式沉积形成封装层，完成封装层后在其上方采用原子层沉积的方式沉积形成第三ALD膜层；
S8、在第三ALD膜层完成之后，在其上方采用涂胶的方式涂一层有机层。
其中，
所述阳极的材料可选为Al、Ti、Ag、Cu、Pt、Mo、Cr、ITO等一种或者几种，阳极厚度为30nm-300nm。
所述PDL的材料可选为SiN、SiO、有机材料等绝缘的材料，PDL厚度为20nm-300nm。
所述OLED膜层包含以下膜层：
至少包括一个空穴注入层；至少包括一个空穴传输层；至少包括三个发光层分别是红绿蓝三个发光层；至少包括一个电子传输层；至少包括一个电子注入层；至少包括一个阴极层；
OLED膜层的材料为有机材料，OLED膜层厚度可选为20nm-300nm之间。
所述ALD膜层所用材料为TiO2和Al2O3中的一种或者两种，厚度在5nm-60nm之间。
所述给体膜至少包含三层，分别是基板、缓冲层、给体薄膜材料层；
所述基板的材料为聚合物基板，厚度为0.05mm-0.2mm；所述缓冲层为光热转换层，转换层主要分为三层，第一层与聚合物基板相邻为TiO2、Al2O3及SiO2中的一种，厚度为300nm-1000nm；第二层位于第一层下方，为Al、Bi、Sn、In、Zn中的任意一种和Al、Bi、Sn、In、Zn、Ti、W、Co、Ni、Au、Ag、Fe、Pt、Pb任意一种的金属氧化物的复合结构，厚度为200nm-1200nm；第三层与第一层保持一致。
所述激光器的波长可选为762、1064、1522等近红外或红外激光，功率P为3-50W之间，激光器光斑的尺寸可根据产品的设计图进行调节，X方向可调节精度为0.1um，Y方向可调节精度为0.1um，激光光斑大小的重复精度为±0.05um。
所述激光热转印应在真空环境下进行，真空度小于1.3*10-2Pa。
所述封装层所选材料为SiNx、SiO2或有机聚合物的一种或者几种，厚度可选为500nm-10000nm。
所述有机层的材料为树脂等有机材料，厚度为2um-10um。
所述彩膜层由激光转印技术完成，避免水氧工艺；彩膜层与OLED发光层距离缩短，减小光串扰。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该彩色硅基OLED制备方法设计合理，通过激光热转印的方式在真空环境中将CF直接转印至第一层ALD上方，减小CF与OLED发光层的距离；同时，CF对于温度并没有很强的敏感性，所以在热转印过程中不会出现变性的情况；用这种方式来制作CF可以极大的减弱光串扰，使色域提升，视角变好，且减少产品制作过程中水和氧的工艺步骤，减少产品制作过程中的良率损失。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明OLED层结构示意图。
图2至7为本发明OLED制备流程示意图。
图中：
101.CMOS基板、102.阳极、103.PDL、104.OLED层、105.第一ALD膜层、106.彩膜层、107.第二ALD膜层、108.封装层、109.第三ALD膜层、110.有机层。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图7所示，本发明彩色硅基OLED制备方法所制作的OLED结构包括依次设置的CMOS基板、OLED层、第一ALD膜层、彩膜层、第二ALD膜层、封装层、第三ALD膜层以及有机层，CMOS基板和OLED层之间设有阳极和PDL。
本发明彩色硅基OLED制备方法，包括以下步骤：
在CMOS基板上首先用磁控溅射的方式形成阳极薄膜，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成阳极；
在制备完阳极之后的基板上用化学气相沉积的方式形成PDL膜层，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成PDL；
在制备完PDL结构之后的基板上用蒸镀的方式形成OLED膜层；
在蒸镀完OLED膜层后的基板上采用原子层沉积的方式形成第一ALD膜层；
将红色光阻给体膜放在已完成第一ALD膜层上方，激光器发出的激光照射至给体膜的光热转换层上，光热转换层会吸收激光能量转换为热能，使激光照射位置的红色光阻材料层脱离聚合物基板转移至CMOS基板上方；采用同样的方法将制备好的绿色光阻给体膜和蓝色光阻给体膜转移至对应的绿色和蓝色的子像素上，最终完成彩膜层；
在完成彩膜层的器件结构上利用原子层沉积的方式沉积形成第二ALD膜层；
在完成第二ALD膜层后的器件结构上利用化学气相沉积的方式沉积形成封装层，完成封装层后在其上方采用原子层沉积的方式沉积形成第三ALD膜层；
在第三ALD膜层完成之后，在其上方采用涂胶的方式涂一层有机层。
其中，激光热转印应在真空环境下进行，真空度小于1.3*10-2Pa；通过激光热转印的方式在真空环境中将CF直接转印至第一层ALD上方，减小CF与OLED发光层的距离；同时，CF对于温度并没有很强的敏感性，所以再热转印过程中不会出现变性的情况；用这种方式来制作CF可以极大的减弱光串扰，使色域提升，视角变好。
本发明优选具体实例为：
如图2所示，在CMOS基板101上首先用磁控溅射的方式形成阳极薄膜，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成阳极102；阳极材料可选为Al、Ti、Ag、Cu、Pt、Mo、Cr、ITO等一种或者几种，阳极厚度为30nm—300nm；
如图2所示，在制备完阳极之后的基板上用化学气相沉积的方式形成PDL膜层，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成PDL103；PDL材料可选为SiN、SiO、有机材料等绝缘的材料，PDL厚度为20nm-300nm；
如图2所示，在制备完PDL结构之后的基板上用蒸镀的方式形成OLED膜层104，所述的OLED膜层包含以下膜层：
至少包括一个空穴注入层；至少包括一个空穴传输层；至少包括三个发光层分别是红绿蓝三个发光层；至少包括一个电子传输层；至少包括一个电子注入层；至少包括一个阴极层；
OLED膜层的材料为有机材料，OLED膜层厚度可选为20nm-300nm之间；
如图2所示，在蒸镀完OLED膜层后的基板上采用原子层沉积的方式形成第一ALD膜层105，ALD膜层所用材料为TiO2和Al2O3中的一种或者两种，厚度可选为5nm-60nm之间；
如图3所示，首先制备好所需要的给体薄膜，硅基OLED全彩显示器所需要的给体薄膜为红色光阻给体薄膜，绿色光阻给体薄膜，蓝色光阻给体薄膜；
给体薄膜至少包含三层，分别是基板、缓冲层、给体薄膜材料层；
基板材料为聚合物基板，厚度为0.05mm-0.2mm；所述的缓冲层为光热转换层，转换层主要分为三层，第一层与聚合物基板相邻为TiO2、Al2O3及SiO2中的一种，厚度为300nm-1000nm；第二层位于第一层下方，为Al、Bi、Sn、In、Zn中的任意一种和Al、Bi、Sn、In、Zn、Ti、W、Co、Ni、Au、Ag、Fe、Pt、Pb任意一种的金属氧化物的复合结构，厚度为200nm-1200nm；第三层与第一层保持一致；
给体薄膜材料层包括红色光阻薄膜材料层，绿色光阻薄膜材料层，蓝色光阻薄膜材料层；材料为树脂及颜料粒子，厚度范围为0.5um-3um；
如图3所示，激光器波长可选为762、1064、1522等近红外或红外激光，功率P为3-50W之间，激光器光斑的尺寸可根据产品的设计图进行调节，X方向可调节精度为0.1um，Y方向可调节精度为0.1um，激光光斑大小的重复精度为±0.05um；
如图3所示，将红色光阻给体薄膜放在已完成第一ALD膜层105上方，激光器发出的激光1066照射至给体薄膜的光热转换层1064上，光热转换层1064会吸收激光能量转换为热能，使激光照射位置的红色光阻材料层1061脱离聚合物基板1065转移至CMOS基板上方；采用同样的方法将制备好的绿色光阻给体薄膜和蓝色光阻给体薄膜转移至对应的绿色和蓝色的子像素上，如图4、图5；最终完成彩膜层106；
优选的，激光热转印应在真空环境下进行，真空度小于1.3*10-2Pa。彩膜层由激光转印技术完成，避免水氧工艺；彩膜层与OLED发光层距离缩短，减小光串扰。
如图6所示，在完成彩膜的器件结构上利用原子层沉积的方式沉积第二ALD膜层107，材料及厚度与第一ALD膜层保持一致105；
如图7所示，在完成第二ALD膜层107后的器件结构上利用化学气相沉积的方式沉积一层封装层108，封装层所选材料为SiNx、SiO2或有机聚合物的一种或者几种，厚度可选为500nm-10000nm，完成封装层后在其上方采用原子层沉积的方式沉积一层第三ALD膜层109，材料及厚度与第一ALD膜层105保持一致；
如图1所示，在第三ALD膜层109完成之后，在其上方采用涂胶的方式涂一层有机层110，材料为树脂等有机材料，厚度为2um-10um，其主要目的是为了提升模组贴片良率；
优选的，上述步骤完成之后，进入模组贴片，切割，Bonding，获得高色域、高视角的全彩微型显示器。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在CMOS基板上首先用磁控溅射的方式形成阳极薄膜，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成阳极；
S2、在制备完阳极之后的基板上用化学气相沉积的方式形成PDL膜层，再利用涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶方式形成PDL；
S3、在制备完PDL结构之后的基板上用蒸镀的方式形成OLED膜层；
S4、在蒸镀完OLED膜层后的基板上采用原子层沉积的方式形成第一ALD膜层；
S5、将红色光阻给体膜放在已完成第一ALD膜层上方，激光器发出的激光照射至给体膜的光热转换层上，光热转换层会吸收激光能量转换为热能，使激光照射位置的红色光阻材料层脱离聚合物基板转移至CMOS基板上方；采用同样的方法将制备好的绿色光阻给体膜和蓝色光阻给体膜转移至对应的绿色和蓝色的子像素上，最终完成彩膜层；
S6、在完成彩膜层的器件结构上利用原子层沉积的方式沉积形成第二ALD膜层；
S7、在完成第二ALD膜层后的器件结构上利用化学气相沉积的方式沉积形成封装层，完成封装层后在其上方采用原子层沉积的方式沉积形成第三ALD膜层；
S8、在第三ALD膜层完成之后，在其上方采用涂胶的方式涂一层有机层。
2.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述阳极的材料可选为Al、Ti、Ag、Cu、Pt、Mo、Cr、ITO等一种或者几种，阳极厚度为30nm-300nm；所述PDL的材料可选为SiN、SiO、有机材料等绝缘的材料，PDL厚度为20nm-300nm。
3.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述OLED膜层包含以下膜层：
至少包括一个空穴注入层；至少包括一个空穴传输层；至少包括三个发光层分别是红绿蓝三个发光层；至少包括一个电子传输层；至少包括一个电子注入层；至少包括一个阴极层；
OLED膜层的材料为有机材料，OLED膜层厚度可选为20nm-300nm之间。
4.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述ALD膜层所用材料为TiO2和Al2O3中的一种或者两种，厚度在5nm-60nm之间。
5.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述给体膜至少包含三层，分别是基板、缓冲层、给体薄膜材料层；
所述基板的材料为聚合物基板，厚度为0.05mm-0.2mm；所述缓冲层为光热转换层，转换层主要分为三层，第一层与聚合物基板相邻为TiO2、Al2O3及SiO2中的一种，厚度为300nm-1000nm；第二层位于第一层下方，为Al、Bi、Sn、In、Zn中的任意一种和Al、Bi、Sn、In、Zn、Ti、W、Co、Ni、Au、Ag、Fe、Pt、Pb任意一种的金属氧化物的复合结构，厚度为200nm-1200nm；第三层与第一层保持一致。
6.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述激光器的波长可选为762、1064、1522等近红外或红外激光，功率P为3-50W之间，激光器光斑的尺寸可根据产品的设计图进行调节，X方向可调节精度为0.1um，Y方向可调节精度为0.1um，激光光斑大小的重复精度为±0.05um。
7.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述激光热转印应在真空环境下进行，真空度小于1.3*10-2Pa。
8.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述封装层所选材料为SiNx、SiO2或有机聚合物的一种或者几种，厚度可选为500nm-10000nm。
9.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述有机层的材料为树脂等有机材料，厚度为2um-10um。
10.如权利要求1所述彩色硅基OLED制备方法，其特征在于：所述彩膜层由激光转印技术完成，避免水氧工艺；彩膜层与OLED发光层距离缩短，减小光串扰。
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