CN1204628C

CN1204628C - 有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器

Info

Publication number: CN1204628C
Application number: CNB031050786A
Authority: CN
Inventors: 孟志国; 吴春亚; 熊绍珍
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: CN1438709A

Abstract

本发明涉及一种有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器及制备方法，它包括多晶硅薄膜晶体管、高温彩色膜、彩色膜上沉积的低温透明导电薄膜与有机白光薄膜二极管构成。该彩色显示器的制备不需要精密蒸发掩膜和上盖板与下基板的精密对位，使用高效的常规结构的有机白光二极管就可获得较高密度的彩色显示屏，从而降低了制造成本，增加了产率和质量。是彩显手机、掌上电脑屏及其它显示器的优选器件。

Description

有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器

技术领域

本发明涉及显示技术，特别是一种有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器及制备方法。

背景技术

现已见报道的有源选址彩色有机白光二极管显示器技术主要分为两类：其一是在透明像素上用掩膜法分别蒸发红，绿，蓝三种有机发光薄膜二极管来实现彩色显示，如G.Rajeswaran和M.Itoh等所报道的″活跃的母体低的温度波河-Si TFT/OLED全部颜色显示：发展状态″(SID 00文摘，p974-977，)。其二是使用顶上发光(蓝光或白光)的有机发光二极管，配合上盖板上的转色膜或彩色膜或其他种类的光学薄膜器件来实现彩色显示，如陈兴申请的中国专利CN 1228618一和O.Prache.，″充满的彩色SVGA+OLED在矽Microdisplay矽Microdisplay之上″(SID 01文摘，p.514-517)所述。第一种方法，不仅需要使用高精密的掩膜板，价格昂贵，使用寿命有限；而且要分别蒸发红，绿，蓝三种有机发光二极管，工艺过程复杂，掩膜精密对位困难；另外，掩膜蒸发的最小间距在目前工艺条件下为30-50μm，这就决定了掩膜法蒸发的最小像素截距要大于30-50μm；所以该法不适于制备高密度的显示屏。第二种方法不使用掩膜，可以用来制备高密度的显示屏。但是该种方法首先要求使用顶上发光的有机白光二极管，该种结构的发光二极管工艺难度大，发光效率明显低于常规结构的3-5倍；另外，它需要上盖板的转色膜、彩色膜像素图形要与驱动基板的发光像素图形精密对位，特别是对于高密度的显示屏，对位精度的要求更高，无疑增加了制备成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器及制备方法。本发明与现有的彩色有机发光二极管显示器相比，本发明制备时不需要精密掩膜，不需要上盖板与下基板的精密对位。使用高效的常规结构的有机白光二极管技术就可获得较高密度的彩色显示屏。

本发明是以包括多晶硅薄膜晶体管(TFT)矩阵的透明衬底为有源选址基板，有源选址基板表面是低温绝缘层，在低温绝缘层内有与驱动管漏极相连的接触孔，低温绝缘层上有彩色膜，彩色膜的俯视形状为点阵式的像素图形且不覆盖低温绝缘层内的接触孔，彩色膜上面是透明导电薄膜，透明导电薄膜下方通过接触孔与多晶硅薄膜驱动管的漏极相连接，透明导电薄膜是有机白光二极管的阳极，处于像素位置的透明导电薄膜上方是有机白光二极管，有机白光二极管上方是金属阴极。

所述的透明衬底是能达到平板显示器件要求的玻璃或石英。

所述的低温绝缘层是低温氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层。

所述的彩色膜可采用红、绿、蓝中的一种、两种或三种。

所述的彩色膜前置于有机白光二极管的阳极端，且和有源驱动电路位于同一透明衬底上。

所述的金属阴极是铝或镁银合金。

有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器的制备方法是经过下述步骤：

1)在透明衬底上采用金属横向诱导法制备出多晶硅薄膜晶体管有源选址电路，构成有源基板，有源选址像素单元电路为双管结构。

2)在有源基板上于425(C下化学气相沉积低温绝缘层，在低温绝缘层内光刻出与驱动管漏极相连的接触孔。

3)在低温绝缘层上用旋转涂覆制备前置彩色膜，将彩色膜光刻成像素点阵图形。

4)然后用真空溅射方法制备透明导电薄膜(ITO)，透明导电薄膜通过接触孔与多晶硅薄膜晶体管的漏极相连接；且用光刻胶脱膜方法光刻成像素图形。

5)用旋转涂覆法制备有机绝缘层，光刻露出4)中所述的透明导电膜。

6)以透明导电薄膜为阳极，用真空蒸镀方法制备有机白光二极管和它的金属阴极。

7)采用双玻璃、金属后盖或多层薄膜密封封装。

所述的透明导电膜ITO在50(C的温度下沉积在彩色膜上。

所述的有机白光二极管的结构是：透明导电膜阳极/发射与空穴传输层/发光层/电子发射与传输层/金属阴极。

本发明有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器可用于制备彩显手机、掌上电脑屏或其它使用显示器件的设备。

本发明所述的有机白光二极管发出的白光，经前置彩色膜滤色后，从有源基板方向发射出彩色光。

本发明在透明衬底上制备出有源选址电路，为保证开口率，采用双管结构像素单元电路。

本发明与现有的有机发光二极管彩色显示器相比，本发明的不同点为：

采用有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示技术，可以避免使用精密蒸发掩膜和上下板之间的精密对位设备，使用高效的常规结构的有机白光二极管技术就可获得较高密度的彩色显示屏，可以明显地降低彩色有机发光二极管显示器地制造成本。

本发明将红、绿、蓝发光二极管的三次蒸发过程变成为一次白光二极管蒸发过程，有效的提高了生产的产率。

本发明由于不受像素间距的限制，可适用制备于较高密度的显示器。

本发明使用的为有机白光二极管常规技术，即ITO阳极/发射与空穴传输层/发光层/电子发射与传输层/金属阴极。制备工艺简单，发光效率高，可有效的降低制备成本、节能、减低热效应。

所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器用于制备彩显手机、掌上电脑屏或其它使用显示器的设备。

上述详细说明是有关本发明的具体说明，凡未脱离本发明精神所为的等效实施或变更，均属于本发明的内容范围。

附图说明

图1：多晶硅薄膜晶体管驱动基板示意图，与TFT驱动管的漏极相联的接触孔已经打开。

图2：彩色膜涂覆后，被加工在像素位置。

图3：彩色膜上制备出ITO电极，并与TFT漏极相联。

图4：制备高温有机聚合物绝缘层，光刻出ITO像素电极。

图5：蒸发有机白光二极管，发出的白光经绿色膜后变成为绿色光。

图6：蒸发有机白光二极管，发出的白光经彩色膜后变成为红、绿、蓝三基色光。

具体实施方式

实施例

本发明参照附图详述如下：

如图所示，本发明是以透明玻璃衬底(美国Corning公司生产的1737玻璃)1上的多晶硅薄膜晶体管矩阵为有源选址基板.薄膜晶体管包括紧靠在透明玻璃衬底上的有源层2A，有源层2A上和四周是氧化硅绝缘层2O，氧化硅绝缘层2O上是柵极2G，柵极2G上是另一层氧化硅绝缘层11，源极2S和漏极2D通过氧化硅绝缘层11和2O与有源层2A相连.有源基板上是氧化硅绝缘层5，在氧化硅绝缘层5内有与驱动管漏极2D相连的接触孔3，氧化硅绝缘层5上是彩色膜6，彩色膜的俯视形状为点阵式的像素图形且不覆盖氧化硅绝缘层内的接触孔3，彩色膜上是ITO薄膜8，ITO薄膜8下方通过接触孔3与多晶硅薄膜晶体管2的漏极2D相连接，ITO薄膜8是有机白光二极管的阳极，处于像素位置的ITO薄膜8上方是有机白光二极管10，有机白光二极管上方是金属阴极9。该有机白光二极管发出的白光7，经彩色膜滤色6后，从透明衬底1上发出与彩色膜色彩对应的彩色光，采用红R、绿G、蓝B三种彩色膜可实现全色显示。

具体制备方法是：

1)在透明玻璃衬底(美国Corning公司生产的1737玻璃)1上，采用金属横向诱导晶化法制备出多晶硅薄膜晶体管有源选址电路，构成有源基板，为保证开口率，像素单元电路采用双管结构(Zhifuo Meng and Man Wong，Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode Displays Realized Using Metal-InducedUnilaterally Crystallized Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors，IEEETransaction on Electron Devices，Vol.49，No.6，pp.991-996，June 2002)。参阅图1。

2)在有源基板上于425℃下化学气相沉积500nm(美国AMBIOS SP-2台阶仪)的低温氧化硅绝缘层5，在低温绝缘层5内光刻出与驱动管漏极2D相连的接触孔3。参阅图1。

3)分别采用旋转涂覆(旋转涂覆速度6000转/分，厚度0.2微米)、光刻像素图形与坚膜(在烘箱中250℃下烘干30分钟)，将红、绿、蓝三种颜色的彩色膜6的像素图形形成在有源基板的相应位置，且不覆盖接触孔3。参阅图2。

4)采用真空直流磁控溅射方法在彩色膜6上制备ITO 8，真空直流磁控溅射条件：靶距5cm，功率300W，氧化铟锡陶瓷靶，O₂∶Ar比是0.6∶20sccm，沉积温度50℃；ITO 8通过接触孔3与多晶硅薄膜晶体管的漏极2D相连接；用光刻胶脱膜方法将ITO 8光刻成不超越彩色膜6边界的像素图形。参阅图3。

5)将光刻胶(HPR-880Z)旋转涂覆在ITO 8上形成绝缘层4，旋转涂覆速度3000转/分，厚度1微米，光刻露出ITO电极8后，180℃坚膜固化。参阅图4。

6)以ITO 8为阳极，用真空蒸镀方法依次制备发射与空穴传输层、发光层、电子发射与传输层，构成有机白光二极管10，用真空蒸镀方法制备它的铝阴极9。参阅图5和图6。

7)与另一玻璃粘合，完成整个显示器件的密封封装。

Claims

1、一种有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，它是以包括多晶硅薄膜晶体管矩阵的透明衬底为有源选址基板，有源选址基板表面是低温绝缘层，在低温绝缘层内有与驱动管漏极相连的接触孔，其特征在于：

低温绝缘层上有彩色膜，彩色膜的俯视形状为点阵式的像素图形且不覆盖低温绝缘层内的接触孔，彩色膜上面是透明导电薄膜，透明导电薄膜下方通过接触孔与多晶硅薄膜驱动管的漏极相连接，透明导电薄膜是有机白光二极管的阳极，处于像素位置的透明导电薄膜上方是有机白光二极管，有机白光二极管上方是金属阴极。

2、根据权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，其特征在于所述的透明衬底是玻璃或石英。

3、根据权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，其特征在于所述的低温绝缘层是低温氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层。

4、根据权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，其特征在于所述的彩色膜可采用红、绿、蓝中的一种、两种或三种。

5、根据权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，其特征在于所述的彩色膜前置于有机白光二极管的阳极端，且和有源驱动电路位于同一透明衬底上。

6、根据权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器，其特征在于所述的金属阴极是铝或镁银合金。

7、一种制备权利要求1所述的有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器的方法，其特征在于经过下述步骤：

1)在透明衬底上采用金属横向诱导法制备出多晶硅薄膜晶体管有源选址电路，构成有源基板；

2)在有源基板上于425℃下化学气相沉积低温绝缘层，在低温绝缘层内光刻出与驱动管漏极相连的接触孔；

3)在低温绝缘层上用旋转涂覆法制备前置彩色膜，将彩色膜光刻成像素点阵图形；

4)然后用真空溅射方法制备透明导电薄膜，透明导电薄膜通过接触孔与多晶硅薄膜晶体管的漏极相连接；且用光刻胶脱膜方法光刻成像素图形；

5)用旋转涂覆法制备绝缘层，光刻露出4)中所述的透明导电膜；

6)以透明导电薄膜为阳极，用真空蒸镀方法制备有机白光二极管和它的金属阴极；

7)采用双玻璃、金属后盖或多层薄膜密封封装。

8、根据权利要求7所述的制备有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器的方法，其特征在于所述的透明导电膜在50℃的温度下沉积在彩色膜上。

9、根据权利要求7所述的制备有源选址前置彩色膜有机白光二极管彩色显示器的方法，其特征在于所述的有机白光二极管的结构是：透明导电膜阳极/发射与空穴传输层/发光层/电子发射与传输层/金属阴极。