CN113054141A - 一种采用倒置oled结构的硅基微显示器件、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件及其制备方法和应用，包括基底及设置在基底上的阴极结构；所述阴极结构上设置功能层、功能层上设置阳极，阳极上设置封盖层；与现有技术相比，本发明提供的倒置OLED有效的解决正置微腔OLED结构空穴注入势垒高的问题，避免在底部阳极上制备ITO后降低阳极反射率的问题，增强微腔强度。本结构有效的降低驱动电压并提高亮度，为OLED提供更多空穴提高器件寿命。
Description
技术领域
本发明属于有机发光二极管制造技术应用领域，特别是一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件、制备方法及其应用，应用于硅基OLED微显装置。
背景技术
硅基OLED，是下一代显示技术AR/VR的核心器件，区别于常规的利用非晶硅、微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管为背板的AMOLED器件，它是以单晶硅作为有源驱动背板，制作的主动式有机发光二极管显示器件，像素尺寸为传统显示器件的1/10，精细度远远高于传统器件，具有高对比度、高分辨率、高集成度、低功耗、体积小、重量轻等诸多优势。其中，顶发射OLED微型显示器的亮度和寿命，是决定OLED微型显示器应用的关键因素。目前硅基OLED受底电极工艺和材料影响，存在OLED空穴注入势垒高的问题，在底电极上蒸镀ITO又会带来降低底电极反射率的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件及其制备方法，解决正置微腔OLED结构空穴注入势垒高的问题，避免在底部阳极上制备ITO后降低阳极反射率的问题，增强微腔强度。本发明提供的倒置OLED器件有效的降低驱动电压并提高亮度，为OLED提供更多空穴提高器件寿命。
本发明另一目的在于提供一种硅基微显示器倒置OLED器的应用，用于显示装置。
本发明具体技术方案如下：
一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，包括基底及设置在基底上的阴极结构；所述阴极结构上设置功能层、功能层上设置阳极，阳极上设置封盖层；
所述基底采用基于CMOS驱动电路的硅基；
所述阴极结构自下而上依次为：金属薄膜层、高反射率薄膜层和表面修饰层。
所述金属薄膜为锆、铬或钛薄膜；厚度为1-50nm；
所述高反射率薄膜为铝、镁、金或银薄膜；厚度为600-1200nm；铝、镁、金或银为高反射率金属；
所述表面修饰层为铬、钼、氮化钛、氮化锆、氮化铬、氮化铝、钛、TiAlN薄膜；所述表面修饰层厚度为1-5nm。
所述功能层为从下到上依次为电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层，最终获得单色OLED结构。
或，所述功能层还包含电荷产生层和多发光层；获得叠层OLED结构。
优选的，所述功能层包括电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电荷产生层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层，上述功能层多层设置。
所述空穴注入层为氧化钨WO3、三氧化钼MoO3、五氧化二钒V2O5或三氧化铼ReO3金属氧化物或共掺杂有机半导体薄膜；厚度为1-5nm。
所述阳极为Ag、Au、Mg、Al、Ca或Yb金属膜层、透明金属氧化物IZO膜层或复合阳极；为半透明电极薄膜；
空穴注入势垒高是传统OLED器件存在的问题，需在硅基OLED的电极上制备ITO解决，但是制备ITO后会降低底部电极的反射率。本发明先制备底部电极为阴极结构，不会在底部电极上制备ITO，不损失底部电极的反射率。在做空穴注入层时使用效果更佳的空穴注入材料和结构，进而制备半透明阳极结构。
本发明提供的倒置OLED器件有效的解决正置微腔OLED结构空穴注入势垒高的问题，避免在底部阳极上制备ITO后降低阳极反射率的问题，增强微腔强度。本发明产品有效的降低驱动电压并提高亮度，为OLED提供更多空穴提高器件寿命。
本发明提供的上述采用倒置OLED结构的硅基微显示器件的制备方法，包括以下步骤：
1)、在基底上制备阴极结构；
2)、采用真空蒸镀的方法在阴极结构上制备功能层；
3)、制备阳极；
4)、制备封盖层。
步骤1)具体为：使用物理气相沉积PVD制作三层膜阴极结构，先自下而上，先制备第一层，由锆、铬或钛制备成薄膜结构；再制备第二层，由铝、镁、金或银高反射率金属制备成高反射率薄膜结构；最终制备第三层表面修饰层，由铬、钼、氮化钛、氮化锆、氮化铬或TiAlN制备成薄膜结构。
步骤2)中，采用蒸镀方式制备功能层；
优选的，采用蒸镀方式依次制备电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层和空穴注入层；制备得到单色OLED。
步骤2)中，所述空穴注入层采用真空蒸镀方法制备氧化钨WO3、三氧化钼MoO3、五氧化二钒V2O5或三氧化铼ReO3金属氧化物或共掺杂有机半导体的方式形成；厚度为1-5nm。
步骤3)中所述阳极采用真空蒸镀Ag、Au、Mg、Al、Ca或Yb金属膜层、透明金属氧化物IZO或复合阳极的方式形成半透明电极薄膜。
进一步的，步骤4)在阳极上制备封盖层CPL层；
进一步的，再进行薄膜封装TFE、彩色滤光片color filter和盖玻璃封装coverglass encapsulation工艺制程。
本发明提供的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件的应用，用于制作硅基显示器。
本发明提供的倒置OLED有效的解决正置微腔OLED结构空穴注入势垒高的问题，避免在底部阳极上制备ITO后降低阳极反射率的问题，增强微腔强度。本结构有效的降低驱动电压并提高亮度，为OLED提供更多空穴提高器件寿命。
附图说明
图1为本发明采用倒置OLED结构的硅基微显示器件结构示意图(单色OLED结构)；
图中：1、基底，2、金属薄膜层，3、高反射率薄膜层，4、表面修饰层，5、电子注入层，6、电子传输层，7、空穴阻挡层，8、发光层，9、电子阻挡层，10、空穴传输层，11、空穴注入层，12、阳极，13、封盖层，14、薄膜封装TFE层，15、彩色滤光片，16、盖玻璃封装层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，包括基底及设置在基底上的阴极结构；所述阴极结构上设置功能层、功能层上设置阳极，阳极上设置封盖层；
所述基底采用基于CMOS驱动电路的硅基；
所述阴极结构自下而上依次为：金属薄膜层、高反射率薄膜层和表面修饰层。
所述金属薄膜为锆、铬或钛薄膜；厚度为1-50nm；
所述高反射率薄膜为铝、镁、金或银薄膜；厚度为600-1200nm；铝、镁、金或银为高反射率金属；
所述表面修饰层为铬、钼、氮化钛、氮化锆、氮化铬、氮化铝、钛、TiAlN薄膜；所述表面修饰层厚度为1-5nm。
所述功能层为从下到上依次为电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层，最终获得单色OLED结构。结构示意图如图1所示。
或，所述功能层还包含电荷产生层和多发光层；获得叠层OLED结构。
优选的，所述功能层包括电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电荷产生层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层，上述功能层多层设置。
所述阳极为Ag、Au、Mg、Al、Ca或Yb金属膜层、透明金属氧化物IZO膜层或复合阳极；为半透明电极薄膜；
在阳极上为封盖层CPL层；
所述封盖层CPL层上依次为薄膜封装TFE层、彩色滤光片color filter和盖玻璃封装层cover glass encapsulation。
实施例2
一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件的制备方法，包括以下步骤：
1)在wafer背板上制备阴极结构，使用PVD制作三层膜阴极结构，自下而上第一层由锆、铬或钛等金属制备成薄膜结构，1-50nm；第二层由铝、镁、金或银等高反射率金属制备成高反射率薄膜结构，厚度为600-1200nm；第三层由铬、钼、氮化钛、氮化锆、氮化铬或TiAlN等金属或氮化物制备成薄膜结构，厚度为1-5nm；
2)采用真空蒸镀的方法在阴极上制备电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层，其中空穴注入层采用真空蒸镀WO3、MoO3、V2O5或ReO3等金属氧化物或共掺杂有机半导体的方式形成；空穴注入层厚度为1-5nm；
3)再制备阳极，采用真空蒸镀Ag、Au、Mg、Al、Ca或Yb金属、透明金属氧化物IZO或复合阳极的方式形成半透明电极薄膜。
4)在阳极上真空蒸镀CPL，并完成薄膜封装TFE、彩色滤光片color filter和盖玻璃封装cover glass encapsulation工艺制程，获得单色OLED。
Claims (10)
1.一种采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，包括基底及设置在基底上的阴极结构；所述阴极结构上设置功能层、功能层上设置阳极，阳极上设置封盖层。
2.根据权利要求1所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述阴极结构自下而上依次为：金属薄膜层、高反射率薄膜层和表面修饰层。
3.根据权利要求2所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述金属薄膜为锆、铬或钛薄膜；厚度为1-50nm。
4.根据权利要求2所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述高反射率薄膜为铝、镁、金或银薄膜；厚度为600-1200nm。
5.根据权利要求2所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述表面修饰层为铬、钼、氮化钛、氮化锆、氮化铬、氮化铝、钛、TiAlN薄膜；所述表面修饰层厚度为1-5nm。
6.根据权利要求1所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述功能层为从下到上依次为电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层。
7.根据权利要求1所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述功能层还包含电荷产生层和多发光层。
8.根据权利要求6或7所述的采用倒置OLED结构的硅基微显示器件，其特征在于，所述空穴注入层为氧化钨WO3、三氧化钼MoO3、五氧化二钒V2O5或三氧化铼ReO3金属氧化物膜层或共掺杂有机半导体薄膜；厚度为1-5nm。
9.一种权利要求1-8任一项所述采用倒置OLED结构的硅基微显示器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)、在基底上制备阴极结构；
2)、采用真空蒸镀的方法在阴极结构上制备功能层；
3)、制备阳极；
4)、制备封盖层。
10.一种权利要求1-8任一项所述采用倒置OLED结构的硅基微显示器件的应用，其特征在于，用于制作硅基显示器。
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2021
- 2021-04-02 CN CN202110361071.4A patent/CN113054141A/zh active Pending
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