一種提高性能的矽基有機發光器件及其製造方法與流程

2023-05-12 00:43:01

本發明涉及矽基有機發光器件領域，尤其涉及一種提高性能的矽基有機發光器件及其製造方法。

背景技術：

在現有的矽基有機發光的器件結構中，底電極一般為三層或五層結構，通常為鈦、氮化鈦、鋁、鈦、氮化鈦的垂直五層結構，如授權公告號為「cn102629667b」發明名稱為「矽基頂發射有機發光微顯示器件及其製備方法」中公開了這種結構，其公開的技術方案中，連接底電極的通孔設置在底電極中間，容易造成底電極表面或側面不平整，如圖1所示。另外，五層垂直的底電極結構總體高度較高，在底電極上鋪設有機發光層時，也容易形成不平和褶皺，影響發光效率。

因此，本領域的技術人員致力於開發一種矽基有機發光器件及其製造方法，將通孔偏置並且對底電極進行鈍化物覆蓋處理，極大提高了有機發光層鋪設時的平整度，提高了發光效率。

技術實現要素：

有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何提高有機發光層鋪設時的平整度，如何提高了發光效率。

為實現上述目的，可將通孔偏置並且對底電極進行鈍化物覆蓋處理，如圖2所示。本發明提供了一種矽基有機發光器件，包括矽基底、金屬-氧化物半導體場效應電晶體、第一金屬層、通孔、底電極，有機發光層、頂電極、薄膜封裝層和共電極，所述金屬-氧化物半導體場效應電晶體位於矽基底中，所述底電極凸出於所述矽基底表面，所述底電極的邊緣由絕緣鈍化物包覆且所述底電極中未被包覆的區域為發光區，所述共電極選擇性地包覆絕緣鈍化物，所述選擇性是指共電極的邊緣可具有或不具有絕緣鈍化物，所述通孔連接第一金屬層和所述底電極，所述有機發光層覆蓋於底電極和包覆於所述底電極的絕緣鈍化物之上，所述頂電極覆蓋於所述有機發光層和所述共電極之上，所述薄膜封裝層覆蓋於所述頂電極之上。

進一步地，所述絕緣鈍化物包覆底電極邊緣處形成斜面，所述斜面與平面的夾角小於75度。

進一步地，所述絕緣鈍化物包覆所述底電極的邊緣範圍小於1微米且高度小於0.5微米。所述絕緣鈍化物包覆所述底電極之上的表面粗糙程度小於1納米。

進一步地，所述底電極自下而上至少包含光反射層和有機接觸層，所述光反射層的材料為al、ag金屬單質或其任意比例的混合物，所述有機接觸層為cr、mo、ni、pt、au、cu、ti、w、zr、ta、zrox、vox、moox、alox、znox、mon、tinx、tisixny、wsix、wnx、wsixty、tanx、tasixny、siox、sinx、sic、c60單質或其任意比例的混合物。

進一步地，所述光反射層的厚度為50nm-500nm，所述有機接觸層厚度為1nm-50nm。

進一步地，所述絕緣鈍化物為氧化矽、氮化矽、光致抗蝕劑中的一種或其混合物。

進一步地，所述通孔設置在所述底電極的邊緣位置或四角位置且突出於所述發光區。

進一步地，所述通孔的數量為1-4個，且通孔大小不超過1um。

進一步地，所有通孔突出不必全部朝向一個方向。

進一步地，所述底電極具有凹陷部，所述凹陷部與相鄰底電極的突出部相嵌。

進一步地，所述通孔上的底電極部分被所述絕緣鈍化物包覆。

進一步地，所述底電極和第一金屬層之間還具有第二金屬層，所述通孔與所述第一金屬層在同一水平高度錯開設置。

進一步地，所述第二金屬層被配置為接地或電源，所述第二金屬層的材料包含al、ag、ti、w、cu、ta單質或其氧化物、氮化物、矽化物中的一種或上述材料的任意比例混合物。所述第二金屬用於增強反光並且減少像素間的交叉效應。

進一步地，所述第二金屬層的厚度為50nm-700nm。

本發明還提供了一種上述矽基有機發光器件的製造方法，包括以下步驟：在矽基基板上製作底電極；使用掩模板直接製作絕緣鈍化物或者先做絕緣鈍化物層，然後使用掩模板刻蝕露出發光區；製作有機發光層；製作頂電極。

本發明所述的矽基有機發光器件及其製造方法，將通孔偏置並且對底電極進行包邊處理，極大提高了有機發光層鋪設時的平整度，提高了發光效率。並且設置的第二金屬可增強反光並且減少像素間的交叉效應。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。

附圖說明

圖1是現有技術中通孔和底電極的位置關係示意圖；

圖2是本發明的一個較佳實施例的單個像素的縱剖面結構示意圖；

圖3是本發明的一個較佳實施例的像素陣列剖面示意圖；

圖4是本發明的一個較佳實施例的整個矽基底的剖面示意圖；

圖5是本發明的一個較佳實施例的單個像素側剖面示意圖；

圖6是本發明的一個較佳實施例的單個像素的另一個側剖面示意圖；

圖7(a)是本發明的一個較佳實施例的單個像素俯視圖；

圖7(b)是本發明另一個較佳實施例的單個像素俯視圖；

圖7(c)是本發明又一個較佳實施例的單個像素俯視圖；

圖8是本發明的一個較佳實施例的像素陣列俯視圖；

圖9(a)是本發明又一個較佳實施例的單個像素俯視圖；

圖9(b)是本發明又一個較佳實施例的單個像素俯視圖；

圖10(a)是本發明另一個較佳實施例的像素陣列俯視圖；

圖10(b)是本發明又一個較佳實施例的像素陣列俯視圖；

圖11是本發明另一個較佳實施例的整個矽基底的剖面示意圖。

具體實施方式

以下參考說明書附圖介紹本發明的多個優選實施例，使其技術內容更加清楚和便於理解。本發明可以通過許多不同形式的實施例來得以體現，本發明的保護範圍並非僅限於文中提到的實施例。

在附圖中，結構相同的部件以相同數字標號表示，各處結構或功能相似的組件以相似數字標號表示。附圖所示的每一組件的尺寸和厚度是任意示出的，本發明並沒有限定每個組件的尺寸和厚度。為了使圖示更清晰，附圖中有些地方適當誇大了部件的厚度。

以下闡述了第一實施例：

如圖3所示，本發明所述的矽基有機發光器件包括矽基底10、金屬-氧化物半導體場效應電晶體11、第一金屬層12、通孔13、底電極14、有機發光層15、頂電極16、薄膜封裝層17和共電極18，所述金屬-氧化物半導體場效應電晶體11位於矽基底10中，所述底電極14凸出於所述矽基底表面10，所述底電極14的邊緣由絕緣鈍化物20包覆且所述底電極14中未被包覆的區域為發光區，所述共電極18選擇性地包覆絕緣鈍化物20，所述通孔13連接第一金屬層12和所述底電極14。

進一步地，如圖4所示，所述有機發光層覆15蓋於底電極14和包覆於底電極14的絕緣鈍化物20之上，所述頂電極16覆蓋於所述有機發光層15和共電極18之上，所述薄膜封裝層17覆蓋於所述頂電極16之上。

在另一個實施例中，所述的矽基有機發光器件與第一實施例基本相同，特別之處在於，所述有機發光層覆15蓋於底電極14和絕緣鈍化物20之上且範圍為矽基底10中用於發光的底電極，所述頂電極16覆蓋於所述有機發光層15之上且範圍為矽基底10中用於發光的底電極以及共電極18；所述薄膜封裝層17覆蓋於所述頂電極16之上且範圍為包含頂電極16的所有部分；進一步地，矽基底中包含了鍵合區域或引腳區域19，用於向外部引出信號和電源。

進一步地，如圖5所示，所述絕緣鈍化物20包覆底電極14邊緣處形成斜面，所述斜面與平面的夾角80小於75度；所述絕緣鈍化物20包覆底電極14的邊緣範圍81小於1微米且高度82小於0.5微米，且所述絕緣鈍化物包覆所述底電極之上的表面粗糙程度83小於1納米。

進一步地，如圖6所示，所述底電極14自下而上至少包含光反射層31和有機接觸層32，所述光反射層31的材料為al、ag金屬單質或它們任意比例的混合物，所述有機接觸層32為cr、mo、ni、pt、au、cu、ti、w、zr、ta、zrox、vox、moox、alox、znox、mon、tinx、tisixny、wsix、wnx、wsixty、tanx、tasixny、siox、sinx、sic、c60單質或它們任意比例的混合物。

進一步地，所述絕緣鈍化物為氧化矽、氮化矽、光致抗蝕劑中的一種或其混合物。

以下闡述了第二實施例：

在該實施例中，所述的矽基有機發光器件與第一實施例基本相同，特別之處在於，所述底電極14的頂視圖如圖7(a)-(c)所示，通孔13設置在底電極的邊緣位置或四角位置且突出於發光區40，突出部分為91，底電極的周圍包覆有絕緣鈍化物20。進一步地，通孔13上的底電極部分被絕緣鈍化物20包覆。圖7(a)為通孔13設置在底電極邊緣位置的頂視圖，圖7(b)為通孔13設置在底電極邊角位置的頂視圖，圖7(c)為另一種通孔13設置在底電極邊角位置的頂視圖。

進一步地，圖8示意了由若干底電極14構成的像素陣列，在該陣列中，通孔13突出於底電極14的位置位於底電極14的左側和上側。在其他示例中，通孔13可突出於底電極14的位置可位於底電極14的右側或下側。

進一步地，所述底電極14具有凹陷部，圖9(a)-(b)給出了兩種示例。圖9(a)為通孔13設置在底電極邊緣位置且具有凹陷部92的頂視圖，圖9(b)為通孔13設置在底電極邊角位置且具有凹陷部92的頂視圖。

進一步地，所述底電極的凹陷部92與相鄰底電極的突出部91相嵌，圖10示意了兩種凹陷部與相鄰底電極的突出部相嵌的實施例。在圖10(a)中，通孔13設置在底電極14邊緣位置且其凹陷部與相鄰底電極14的突出部相嵌。在圖10(b)中，通孔13設置在底電極14邊角位置且其凹陷部與相鄰底電極14的突出部相嵌。在其他示例中，底電極的凹陷部可設置於底電極的任意邊緣位置且與相鄰底電極的突出部相嵌。

進一步地，設置在底電極邊緣位置的通孔的數量為1-4個，且通孔大小不超過1um。

進一步地，所有通孔突出不必全部朝向一個方向。

以下闡述了第三實施例：

在該實施例中，所述的矽基有機發光器件與第一實施例基本相同，特別之處在於，所述底電極和第一金屬層之間還設置有第二金屬層，所述通孔與所述第一金屬層在同一水平高度錯開設置，如圖11所示。

進一步地，所述第二金屬層被配置為接地或電源，所述第二金屬層的材料包含al、ag、ti、w、cu、ta單質或其氧化物、氮化物、矽化物中的一種或上述材料的任意比例混合物。

進一步地，所述第二金屬層的厚度為50nm-700nm。

本發明還提供了一種上述矽基有機發光器件的製造方法，包括以下步驟：在矽基基板上製作底電極；使用掩模板直接製作絕緣鈍化物或者先做絕緣鈍化物層，然後使用掩模板刻蝕露出發光區；製作有機發光層；製作頂電極；製作薄膜封裝層。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。