CN113793908A - 一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法，硅基有源矩阵式有机发光显示器的阳极结构包括基板和依次生长在基板上的反射阳极金属层和像素隔离层，反射阳极金属层在基板形成台阶结构，像素隔离层覆盖在相邻反射阳极金属层间的基板上，像素隔离层将反射阳极金属层分隔成若干个相互隔离的像素电极；制作方法包括反射阳极金属层和像素隔离层采用两次图形化方式制作。本发明在提升阳极台阶结构高度的基础上，避免了像素边缘与有机膜层的接触，可降低像素间的电学串扰，实现高色域，并且避免器件的显示缺陷。

Description

一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法
技术领域
本发明属于OLED显示器技术领域，具体涉及一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法。
背景技术
有机发光二极管（OLED）显示器是一种通过使用发光的有机发光二极管来显示图像的自发光显示装置，由于其轻薄、能耗低、色域高等优势，被广泛应用于手机和电视领域。而硅基OLED微显示器由于使用单晶硅作为其驱动背板，载流子迁移率高，可以实现非常高的分辨率，在AR、VR领域有着广泛的应用前景。相较于玻璃基版的OLED采用底发光方案，硅基OLED器件采用顶发光的方案，因此需要高反射率的阳极，以达到器件的高亮度，通常采用Al或Ag来实现高反射效果，并且利用光刻和干法刻蚀的方式实现反射阳极的图形化。同时，由于器件分辨率高，传统的精细金属掩膜版（FMM）已无法实现良好对准，因此在有机蒸发时采用整面蒸发的方案，这就造成了以下两个问题：一是在干法刻蚀金属形成的像素边缘，由于其状态不同于反射阳极正面，并且存在台阶，在后续有机材料的蒸发中，将很大程度上影响台阶处与反射阳极正面有机材料的厚度，其与台阶处金属直接接触，存在造成显示质量问题的风险；二是有机材料在阳极基板上整面蒸发，形成的薄膜在像素之间连接，造成了像素之间的电学串扰，限制了器件色域的进一步提升。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法，在提升阳极台阶结构高度的基础上，避免了像素边缘与有机膜层的接触，可降低像素间的电学串扰，实现高色域，并且避免器件的显示缺陷。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。
一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其阳极结构包括基板和依次生长在基板上的高反射阳极金属层和像素隔离层，高反射阳极金属层在基板形成台阶结构，像素隔离层覆盖在相邻高反射阳极金属层间的基板上，像素隔离层将高反射阳极金属层分隔成若干个相互隔离的像素电极。
优选地，所述像素隔离层还覆盖在高反射阳极金属层的侧壁和高反射阳极金属层的凸起台阶面边缘，高反射阳极金属层的凸起台阶面上的像素隔离层不连通。
优选地，所述像素隔离层的材质为氧化硅或氮化硅，厚度范围为50nm~500nm。
优选地，所述像素隔离层通过物理气相沉积、化学气象沉积或原子层沉积的方式制作，图形化过程后，所述像素隔离层侧壁的角度范围为30°~90°。
优选地，所述高反射阳极金属层的材质为铝，厚度范围为50nm~300nm。
优选地，所述高反射阳极金属层通过物理气相沉积或电子束蒸发的方式制作，图形化过程后，所述高反射阳极金属层侧壁的角度范围为45°~90°。
优选地，所述基板的材质为硅片或玻璃。
一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，其阳极结构包括基板和依次生长在基板上的高反射阳极金属层和像素隔离层，其中，高反射阳极金属层和像素隔离层采用两次图形化方式制作，使得高反射阳极金属层在基板形成台阶结构，像素隔离层覆盖在相邻高反射阳极金属层间的基板上，像素隔离层将高反射阳极金属层分隔成若干个相互隔离的像素电极。
优选地，所述高反射阳极金属层和像素隔离层采用两次图形化方式制作，具体包括如下步骤：
步骤A、在基板上在高真空环境下制备高反射阳极金属层；
步骤B、采用光刻和刻蚀两种图形化方法，将高反射阳极金属层刻蚀成独立的像素结构；
步骤C、在像素化后的高反射阳极金属层和相邻高反射阳极金属层之间的基板上，沉积像素隔离层，再次采用光刻的方法对像素隔离层进行图形化工艺处理，形成像素隔离层图形；
步骤D、采用干法刻蚀的方法实现像素隔离层的图形化，使其与阳极金属像素一一对应，刻蚀后像素隔离层覆盖在高反射阳极金属层的侧壁和高反射阳极金属层的凸起台阶面边缘，对刻蚀完成后的基板进行去胶处理，完成阳极结构的制作。
有益效果：
1、本发明在提升阳极台阶结构高度的基础上，避免了像素边缘与有机膜层的接触，可降低像素间的电学串扰，实现高色域，并且避免器件的显示缺陷；
2、本发明所制作的像素隔离层可与标准半导体工艺兼容，工艺成本低，可靠性好，有利于导入大规模生产。
附图说明
图1为本发明的阳极结构的结构示意图；
图2为本发明所述的阳极结构的制作方法的过程示意图；
其中，1为高反射阳极金属层，2为像素隔离层，3为基板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器及其制作方法作更进一步的解释和说明。
如附图1所示，一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其阳极结构包括基板3和依次生长在基板3上的高反射阳极金属层1和像素隔离层2，高反射阳极金属层1在基板3形成台阶结构，像素隔离层2覆盖在相邻高反射阳极金属层1间的基板3上，像素隔离层2将高反射阳极金属层1分隔成若干个相互隔离的像素电极。像素隔离层2还覆盖在高反射阳极金属层1的侧壁和高反射阳极金属层1的凸起台阶面边缘，高反射阳极金属层1的凸起台阶面上的像素隔离层2不连通，像素隔离层2的结构可避免高反射阳极金属层1的边缘与OLED有机层之间直接接触，产生显示质量问题，隔离高反射阳极金属层1与OLED有机层。
像素隔离层2的材质为氧化硅或氮化硅，厚度范围为50nm~500nm。像素隔离层2通过物理气相沉积PVD、化学气象沉积CVD或原子层沉积ALD的方式制作，图形化过程后，所述像素隔离层2侧壁的角度范围为30°~90°。
高反射阳极金属层1的材质为铝，厚度范围为50nm~300nm。高反射阳极金属层1通过物理气相沉积或电子束蒸发的方式制作，图形化过程后，所述高反射阳极金属层1侧壁的角度范围为45°~90°。
所述基板3的材质为硅片或玻璃。
本发明还公开了一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，其阳极结构包括基板3和依次生长在基板3上的高反射阳极金属层1和像素隔离层2，其中，高反射阳极金属层1和像素隔离层2采用两次图形化方式制作，使得高反射阳极金属层1在基板3形成台阶结构，像素隔离层2覆盖在相邻高反射阳极金属层1间的基板3上，像素隔离层2将高反射阳极金属层1分隔成若干个相互隔离的像素电极。
如附图2所示，高反射阳极金属层1和像素隔离层2采用两次图形化方式制作，具体包括如下步骤：
步骤A、在基板3上在高真空环境下制备高反射阳极金属层1；
步骤B、采用光刻和刻蚀两种图形化方法，将高反射阳极金属层1刻蚀成独立的像素结构；
步骤C、在像素化后的高反射阳极金属层1和相邻高反射阳极金属层1之间的基板3上，沉积像素隔离层2，再次采用光刻的方法对像素隔离层2进行图形化工艺处理，形成像素隔离层图形；
步骤D、采用干法刻蚀的方法实现像素隔离层2的图形化，使其与阳极金属像素一一对应，刻蚀后像素隔离层2覆盖在高反射阳极金属层1的侧壁和高反射阳极金属层1的凸起台阶面边缘，对刻蚀完成后的基板3进行去胶处理，完成阳极结构的制作。高反射阳极金属层1边缘覆盖像素隔离层2，起到隔离像素边缘台阶的作用。
本发明在提升阳极台阶结构高度的基础上，避免了像素边缘与有机膜层的接触，可降低像素间的电学串扰，实现高色域，并且避免器件的显示缺陷。高反射阳极金属层1起到的作用是提升OLED微显示器件的色域，并且避免器件的各种显示缺陷，包括其在低灰阶及低亮度下的显示异常现象。
本发明所制作的像素隔离层可与标准半导体工艺兼容，工艺成本低，可靠性好，有利于导入大规模生产。
实施例1
本实施例具体公开了一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，具体包括如下步骤：
首先，在基板3上制备Al作为高反射阳极金属层1，制作方法包括物理气相沉积和电子束蒸发；
第二，对高反射阳极金属层1进行光刻和刻蚀图形化处理形成阳极像素结构，并利用干法或湿法对高反射阳极金属层1进行去胶处理；
第三，在带有阳极像素结构的基板3上生长像素隔离层2，隔离层材料为SiOx或SiNx；
第四，利用光刻的方式对像素隔离层2进行图形化，形成阵列结构；
第五，对像素隔离层2进行刻蚀，刻蚀后像素隔离层覆盖阳极像素边缘，然后对刻蚀完成的基板3进行去胶处理。
本发明中的方法可利用标准半导体工艺实现，同时制作的像素隔离层2满足以下条件：第一、透过率高，不影响阳极反射率，第二、电学绝缘且对阳极覆盖性好，可隔绝阳极像素边缘与有机膜层之间的电学接触，第三、提供较高台阶，避免有机膜层在蒸发过程中在像素之间断裂，提升器件色域。
实施例2
本实施例具体公开了一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，具体包括如下步骤：
（1）在硅基（或玻璃）基板3上使用物理气相沉积中溅射金属沉积的方法，沉积制备高反射阳极金属层Al，Al层的厚度为50nm~300nm；
（2）在高反射阳极金属层Al上，旋涂上i-line的光刻胶，进行曝光显影等工序，在光刻胶上实现需要的阳极电极图形；
（3）然后使用干法刻蚀等方法，对金属薄膜，即高反射阳极金属层Al进行刻蚀，最后再将光刻胶去除，实现金属薄膜的图形化；
（4）在步骤（3）制作完成之后，使用化学气相沉积的方法，在高反射阳极金属层上沉积一层SiNx或SiOx层，其厚度50nm~500nm，用于金属阳极像素台阶边缘的保护，形成像素隔离层2；
（5）在步骤（4）之后，采用光刻图形化的方式，在像素隔离层上实现图形，在光刻图形化过程中，像素隔离层上旋涂光刻胶；
（6）在步骤（5）之后，采用刻蚀的方式，实现像素隔离层的图形化，并将像素隔离层上的光刻胶去除。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，其阳极结构包括基板（3）和依次生长在基板（3）上的高反射阳极金属层（1）和像素隔离层（2），高反射阳极金属层（1）在基板（3）形成台阶结构，像素隔离层（2）覆盖在相邻高反射阳极金属层（1）间的基板（3）上，像素隔离层（2）将高反射阳极金属层（1）分隔成若干个相互隔离的像素电极。
2.根据权利要求1所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述像素隔离层（2）还覆盖在高反射阳极金属层（1）的侧壁和高反射阳极金属层（1）的凸起台阶面边缘，高反射阳极金属层（1）的凸起台阶面上的像素隔离层（2）不连通。
3.根据权利要求1所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述像素隔离层（2）的材质为氧化硅或氮化硅，厚度范围为50nm~500nm。
4.根据权利要求3所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述像素隔离层（2）通过物理气相沉积、化学气象沉积或原子层沉积的方式制作，图形化过程后，所述像素隔离层（2）侧壁的角度范围为30°~90°。
5.根据权利要求1所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述高反射阳极金属层（1）的材质为铝，厚度范围为50nm~300nm。
6.根据权利要求5所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述高反射阳极金属层（1）通过物理气相沉积或电子束蒸发的方式制作，图形化过程后，所述高反射阳极金属层（1）侧壁的角度范围为45°~90°。
7.根据权利要求1所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于，所述基板（3）的材质为硅片或玻璃。
8.一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，其特征在于，其阳极结构包括基板（3）和依次生长在基板（3）上的高反射阳极金属层（1）和像素隔离层（2），其中，高反射阳极金属层（1）和像素隔离层（2）采用两次图形化方式制作，使得高反射阳极金属层（1）在基板（3）形成台阶结构，像素隔离层（2）覆盖在相邻高反射阳极金属层（1）间的基板（3）上，像素隔离层（2）将高反射阳极金属层（1）分隔成若干个相互隔离的像素电极。
9.根据权利要求8所述的一种硅基有源矩阵式有机发光显示器的制作方法，其特征在于，所述高反射阳极金属层（1）和像素隔离层（2）采用两次图形化方式制作，具体包括如下步骤：
步骤A、在基板（3）上在高真空环境下制备高反射阳极金属层（1）；
步骤B、采用光刻和刻蚀两种图形化方法，将高反射阳极金属层（1）刻蚀成独立的像素结构；
步骤C、在像素化后的高反射阳极金属层（1）和相邻高反射阳极金属层（1）之间的基板（3）上，沉积像素隔离层（2），再次采用光刻的方法对像素隔离层（2）进行图形化工艺处理，形成像素隔离层图形；
步骤D、采用干法刻蚀的方法实现像素隔离层（2）的图形化，使其与阳极金属像素一一对应，刻蚀后像素隔离层（2）覆盖在高反射阳极金属层（1）的侧壁和高反射阳极金属层（1）的凸起台阶面边缘，对刻蚀完成后的基板（3）进行去胶处理，完成阳极结构的制作。
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