CN211654861U - 有源矩阵式有机发光显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有源矩阵式有机发光显示器，它包括硅基板衬底和玻璃基板，所述的硅基板衬底上设置多个阳极像素电极，各阳极像素电极之间通过绝缘层相互绝缘和对间隙进行平坦化；在阳极像素电极上设置器件层，器件层上设有封装用薄膜密封层；在薄膜密封层与玻璃基板相对的一面上设置有多个彩色光阻层，各彩色光阻层之间通过黑色矩阵分隔成独立单元；彩色光阻层与玻璃基板相连；所述阳极像素电极与彩色光阻层一一对应。本实用新型的外U型金属阳极结构，取代了传统的内凹型金属阳极结构，其金属阳极的衬底接触区面积增大，衬底粘附性得到提升，进一步的，该结构可避免后续薄膜工艺过程中在金属内凹处产生的空气隙，提高发光显示效果。

Description

有源矩阵式有机发光显示器

技术领域

本实用新型涉及一种显示器件，尤其是一种有机发光二极管显示器,具体地说是一种基于干法阳极工艺的微型有源矩阵有机发光显示器。

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。通过控制激子从激发态回落时产生的能量来产生光。通过电子和空穴在有机发射层中结合来产生激子。通常有机发光二极管显示器包括晶体管驱动矩阵和有机发光二极管显示单元。

使用单晶硅作为衬底制作晶体管驱动矩阵，由于单晶硅具有非常高的迁移率，所以可以实现非常高的分辨率。使用单晶硅作为衬底制作的有机发光二极管显示器的显示尺寸通常小于1英寸，属于微型有源矩阵有机发光二极管显示器。为了实现微型有源矩阵有机发光二极管显示器的彩色化，通常使用LCD显示中的彩色滤光膜等工艺。

采用湿法电极工艺制备的金属阳极电极结构多为内凹型(也称倒T型)结构，该电极结构存在图形不稳定的缺陷问题，且配合真空蒸发工艺时，存在产生空气隙的隐患，导致显示器出现发光不均匀现象。降低了有源矩阵式有机发光显示器的使用体验下降。

实用新型内容

本实用新型为解决背景技术中存在的问题，提出了一种有源矩阵式有机发光显示器。

技术方案：

一种有源矩阵式有机发光显示器，它包括硅基板衬底和玻璃基板其特征是所述的硅基板衬底上设置多个阳极像素电极，各阳极像素电极之间通过绝缘层相互绝缘和对间隙进行平坦化；在阳极像素电极上设置器件层，器件层上设有封装用薄膜密封层；在薄膜密封层与玻璃基板相对的一面上设置有多个彩色光阻层，各彩色光阻层之间通过黑色矩阵分隔成独立单元；彩色光阻层与玻璃基板相连；所述阳极像素电极与彩色光阻层一一对应。

优选的，相邻阳极像素电极之间的间隔空隙呈U字型，间隔空隙处填充聚合物形成绝缘层。

优选的，阳极像素电极(2)的像素面积为(3μm～5μm)×(9μm～15μm)之间。

优选的，阳极像素电极的材料为Al或Ag，阳极像素电极的总厚度在60nm～550nm之间。

优选的，阳极像素电极金属的薄膜反射率在380nm～780nm以上。

优选的，所述器件层包括顺次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、激子阻隔层、电子传输层、电子注入层和阴极电极层，空穴注入层设置在阳极像素电极上；阴极电极层与薄膜密封层相连。

优选的，所述薄膜密封层包括顺次高折射率层、薄膜层、有机聚合物密封层，高折射率层与器件层连接，有机聚合物密封层与彩色光阻层连接。

优选的，高折射率层由有机化合物层Alq3和无机化合物层MoO₃组成，厚度在30nm～ 100nm；薄膜层为Al₂O₃或TiO₃，厚度在20nm～200nm；有机聚合物密封层的厚度为300 nm～800nm。

优选的，单个彩色滤光层的面积为(3μm～5μm)×(9μm～15μm)之间，与阳极像素电极的像素面积一致，厚度为0.5μm～1.5μm；黑矩阵的面积为(0.3μm～1.5μm)×(9 μm～15μm)，与像素间隔一致，厚度0.5μm～1.5μm。

优选的，彩色光阻层与薄膜密封层由粘接胶贴合，胶的宽度0.5mm～1.5mm，胶的厚度 0.2μm～1.8μm。

本实用新型的有益效果

本实用新型基于干法刻蚀工艺制作的外U型金属阳极结构，取代了湿法工艺制备的内凹型金属阳极结构，其金属阳极的衬底接触区面积增大，衬底粘附性得到提升，进一步的，该结构可避免后续薄膜工艺过程中在金属内凹处产生的空气隙，提高发光显示效果。

本实用新型中显示器采用了三层复合薄膜封装层，用于延长封装层缺陷的横向水氧传输距离。三层薄膜可显著提升封装效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型阳极刻制备蚀示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：

结合图1，一种有源矩阵式有机发光显示器，它包括硅基板衬底1和玻璃基板16，所述的硅基板衬底1上设置多个阳极像素电极2，各阳极像素电极2之间通过绝缘层3(材质为polyimide)相互绝缘和对间隙进行平坦化；在阳极像素电极2上设置器件层，器件层上设有封装用薄膜密封层；在薄膜密封层与玻璃基板16相对的一面上设置有多个彩色光阻层14，各彩色光阻层14之间通过黑色矩阵15分隔成独立单元；彩色光阻层14与玻璃基板16相连；所述阳极像素电极2与彩色光阻层14一一对应。

结合图2，相邻阳极像素电极2之间的间隔空隙呈U字型，间隔空隙处填充聚合物形成绝缘层3。

阳极像素电极2经过图形化工艺，形成独立的像素电极，像素面积为(3μm～5μm)×(9 μm～15μm)之间。

阳极像素电极2的材料为高反射率的金属，所述的高反射率金属为Al或Ag，阳极像素电极2的总厚度在60nm～550nm之间，阳极像素电极2金属的薄膜反射率在380nm～ 780nm以上。

所述的金属阳极图形化工艺为使用干法刻蚀工艺形成，在光刻涂胶工艺完成后，使用干法刻蚀机刻蚀制备平坦化的金属阳极图形，其制备工艺参数依据设备参数决定，包括但不限于一定的刻蚀工艺气体比例，上述比例的一种表现实施例为,N2:Cl2＝70:5，刻蚀时长为 60s。

干法刻蚀图形化后的像素电极之间的间隙在0.3μm～1.5μm之间，为了防止间隙造成器件短路，间隙之间填装有聚合物绝缘层3以使阳极像素电极2之间相互绝缘，其制作方法为使用光刻工艺，在间隙处制备阵列化有机绝缘隔离图形，其厚度为70nm～300nm。

在阳极像素电极2上制作OLED器件层，所述器件层包括顺次设置的空穴注入层4、空穴传输层5、发光层6、激子阻隔层7、电子传输层8、电子注入层9和阴极电极层10，空穴注入层4设置在阳极像素电极2上；阴极电极层10与薄膜密封层相连。

所述薄膜密封层包括顺次高折射率层11、薄膜层12、有机聚合物密封层13，高折射率层11与器件层连接，有机聚合物密封层13与彩色光阻层14连接。

高折射率层11通过热蒸发形成，由有机化合物层Alq3和无机化合物层MoO₃组成，厚度在30nm～100nm；薄膜层12为使用等离子体原子层沉积技术(PEALD)方法制备的薄膜层，为Al₂O₃或TiO₃，厚度在20nm～200nm；有机聚合物密封层13使用旋涂或刮图或喷墨打印方法形成，厚度为300nm～800nm。

彩色光阻层14和黑色矩阵15可使用光刻的方法在玻璃基板16上制作，单个彩色滤光层的面积为(3μm～5μm)×(9μm～15μm)之间，与像素大小一致，厚度约0.5μm～1.5μ m；黑矩阵的面积为(0.3μm～1.5μm)×(9μm～15μm)，与像素间隔一致，厚度 0.5um～1.5μm。玻璃基板16上制作的彩色光阻层14与硅基板衬底1上生成的薄膜密封层通过四周的粘接胶贴合相连，贴合过程中：可先在硅基板上涂上粘接胶，使用精密点胶机进行控制，胶的宽度0.5mm～1.5mm，胶的厚度0.2μm～1.8μm；使用精密贴合设备将硅基板与彩膜玻璃基板进行精密贴合，实现像素电极与彩色滤光层一一对应。

本实用新型的制作方法：包括硅基板衬底上的阳极像素电极的制作、阳极电极上的 OLED器件层制作、封装OLED结构的薄膜密封层制作、位于玻璃基板上的彩色滤光层和黑矩阵制作、在硅基板上涂胶及与玻璃基板贴合。具体步骤如下：

(一)阳极像素电极制作；过程为：硅基板衬底清洗，使用溅射法或电子束蒸发法沉积阳极电极，使用干法刻蚀方法进行阳极像素电极图案化，像素面积为(3μm～5μm)×(9μ m～15μm)之间。

所述阳极像素电极的材料为高反射率的金属，所述的高反射率金属为Al或Ag,阳极像素电极(2)的总厚度在60nm～550nm之间。

所述的阳极像素电极图案化形成之后，进一步使用聚合物绝缘层，如polyimide(聚酰亚胺)进行间隙填充。

(二)器件层的制作；阳极像素电极制作完成之后，进行OLED器件层的制作，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、激子阻隔层、电子传输层、电子注入层、阴极电极层。

(三)器件层的封装，OLED结构使用三层薄膜密封层，第一层使用高折射率的透明材料，使用热蒸发方法形成，为有机化合物层：Alq₃；无机化合物层：MoO₃,厚度在30nm～100nm。第二层薄膜密封层可以使用等离子体原子层沉积技术(PEALD)方法制备，此薄膜层为Al₂O₃等，厚度在20～200nm。第三层薄膜密封层为有机聚合物密封层，此密封层使用旋涂或刮图或喷墨打印等方法形成，薄膜厚度在300～600nm。

(四)彩色滤光层和黑矩阵层制作；对空白玻璃基板进行清洗，分别旋涂红绿蓝彩色光阻层，使用光刻方法进行图形化。最后再设置黑矩阵层。单个彩色滤光层的面积为(3μm～5 μm)×(9μm～15μm)之间，与像素大小一致，厚度0.5um～1.5um。黑矩阵的面积为(0.3 μm～1.5μm)×(9μm～15μm)，与像素间隔一致，厚度0.5um～1.5um。

(五)硅基板与彩色滤光膜玻璃基板贴合；先在硅基板衬底上涂上粘接胶，使用精密点胶机进行控制，胶的宽度0.5mm～1.5mm，胶的厚度0.2um～1.8um。使用精密贴合设备将硅基板与彩色滤光膜玻璃进行精密贴合，贴合精度小于0.5μm，实现像素电极与彩色滤光层一一对应。同时，此彩色滤光膜玻璃也起到对微显示器件进行保护的作用。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实用新型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 (10)

1.一种有源矩阵式有机发光显示器，它包括硅基板衬底(1)和玻璃基板(16)，其特征在于所述的硅基板衬底(1)上设置多个阳极像素电极(2)，各阳极像素电极(2)之间通过绝缘层(3)相互绝缘和对间隙进行平坦化；在阳极像素电极(2)上设置器件层，器件层上设有封装用薄膜密封层；在薄膜密封层与玻璃基板(16)相对的一面上设置有多个彩色光阻层(14)，各彩色光阻层(14)之间通过黑色矩阵(15)分隔成独立单元；彩色光阻层(14)与玻璃基板(16)相连；所述阳极像素电极(2)与彩色光阻层(14)一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于相邻阳极像素电极(2)之间的间隔空隙呈U字型，间隔空隙处填充聚合物形成绝缘层(3)。

3.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于阳极像素电极(2)的像素面积为(3μm～5μm)×(9μm～15μm)之间。

4.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于阳极像素电极(2)的材料为Al或Ag，阳极像素电极(2)的总厚度在60nm～550nm之间。

5.根据权利要求4所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于阳极像素电极(2)金属的薄膜反射率在380nm～780nm以上。

6.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于所述器件层包括顺次设置的空穴注入层(4)、空穴传输层(5)、发光层(6)、激子阻隔层(7)、电子传输层(8)、电子注入层(9)和阴极电极层(10)，空穴注入层(4)设置在阳极像素电极(2)上；阴极电极层(10)与薄膜密封层相连。

7.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于所述薄膜密封层包括顺次高折射率层(11)、薄膜层(12)、有机聚合物密封层(13)，高折射率层(11)与器件层连接，有机聚合物密封层(13)与彩色光阻层(14)连接。

8.根据权利要求7所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于高折射率层(11)由有机化合物层Alq3和无机化合物层MoO₃组成，厚度在30nm～100nm；薄膜层(12)为Al₂O₃或TiO₃，厚度在20nm～200nm；有机聚合物密封层(13)的厚度为300nm～800nm。

9.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于单个彩色滤光层的面积为(3μm～5μm)×(9μm～15μm)之间，与阳极像素电极(2)的像素面积一致，厚度为0.5μm～1.5μm；黑矩阵的面积为(0.3μm～1.5μm)×(9μm～15μm)，与像素间隔一致，厚度0.5μm～1.5μm。

10.根据权利要求1所述的一种有源矩阵式有机发光显示器，其特征在于彩色光阻层(14)与薄膜密封层由粘接胶贴合，胶的宽度0.5mm～1.5mm，胶的厚度0.2μm～1.8μm。

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