專(zhuān)利名稱：一種具有亞微米結(jié)構(gòu)的oled制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于OLED制造領(lǐng)域，涉及一種OLED制造工藝，尤其涉及一種具有亞微米結(jié) 構(gòu)的OLED制造工藝。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件OLED在迅速的發(fā)展起來(lái)，納米制造技術(shù)也在逐漸的積累。近幾 年，將納米圖形應(yīng)用在OLED的制作工藝中已做了不少的嘗試。理論上其可以顯著的提高現(xiàn) 有OLED的一些性能參數(shù)，如出光效率，載流子的復(fù)合率等。但是，在OLED器件上制作亞微 米結(jié)構(gòu)難度很大，針對(duì)OLED的玻璃上的圖形化比較困難，例如采用納米壓印的辦法，必須 制作硬模具，但模具精度不能保證，壓印尺寸精度不能保證，脫模又容易損傷微結(jié)構(gòu)。另外 為了增加OLED器件的壽命，提高OLED器件的發(fā)光性能，現(xiàn)在在OLED的圖形化工藝之后，普 遍采用添加緩沖層的方法以使后續(xù)制作的ITO電極平整。但是，這樣就大大增加了緩沖層 制作的工藝時(shí)間，并且減少制作良品率。另外，即使添加了緩沖層，ITO表面也不是絕對(duì)平 整的，而是有一定的波浪起伏。這種起伏的波浪會(huì)產(chǎn)生SPPs表面等離子體激元效應(yīng)，降低 出光率。因此，確有必要提供一種具有亞微米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有亞微米結(jié)構(gòu)OLED的制造工藝，以解決模具精度不 能保證，壓印尺寸精度不能保證，脫模容易損傷微結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。該工藝包括下述步驟(a)制備二氧化硅薄膜通過(guò)磁控濺射在玻璃基片上覆上一層二氧化硅薄膜；(b) 二氧化硅圖形化在步驟(a)所述的二氧化硅薄膜上制作納米圖形結(jié)構(gòu)；(c)制作OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極在二氧化硅上均勻旋涂一層ITO導(dǎo)電溶膠，使其作為此 OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極；(d)在陽(yáng)極上依次蒸鍍空穴輸運(yùn)層，蒸鍍發(fā)光層及電子輸運(yùn)層，最后蒸鍍陰極。所述步驟(b)按照如下步驟首先，通過(guò)真空蒸鍍的方式，在二氧化硅上覆上一層金屬導(dǎo)電薄膜；然后涂膠，通 過(guò)旋涂的方法把電子束光刻膠涂敷在金屬導(dǎo)電薄膜表面；其次進(jìn)行電子束光刻，使光刻膠 圖形化；再次用反應(yīng)離子將圖形從電子束光刻膠上轉(zhuǎn)移到金屬膜上，然后用有機(jī)溶劑去掉 電子束光刻膠；第二次進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，通過(guò)刻蝕把金屬膜上的圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅薄 膜上，即得到需要的圖形，從而將納米圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅薄膜上；最后用PH = 3. 5的稀鹽 酸溶液去除金屬膜。所述步驟(b)進(jìn)行電子束光刻按照如下步驟首先通過(guò)旋涂的方法把光刻膠涂敷 在二氧化硅表面；其次進(jìn)行直寫(xiě)干涉光刻方法，使光刻膠圖形化；再次用反應(yīng)離子刻蝕將 圖形從抗蝕膠上轉(zhuǎn)移到二氧化硅上；即得到需要的圖形，從而將納米圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅
3上；最后用有機(jī)溶劑去掉光刻膠。所述步驟(c)中ITO導(dǎo)電溶膠是氯化錫和硝酸銦以質(zhì)量比9 1溶解在去離子 水中形成的溶膠，溶膠中溶質(zhì)顆粒直徑在5nm左右。采用上述的具有亞微米結(jié)構(gòu)OLED的制造工藝，可以較容易制作出適用于OLED器 件的高精度的亞微米級(jí)結(jié)構(gòu)，解決了 OLED在玻璃上圖形化的難題，如采用納米壓印則必須 制作硬模具，但模具精度不能保證，壓印尺寸精度不能保證，脫模又容易損傷微結(jié)構(gòu)。而且 本工藝采用導(dǎo)電透明ITO薄膜作為OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極，由于采用了溶膠旋涂工藝，使得ITO薄 膜更好的同二氧化硅上的微納圖形結(jié)合，成膜更為均勻。目前的工藝在OLED的圖形化工藝之后，普遍采用添加緩沖層的方法以使后續(xù)制 作的ITO電極平整，但這樣就大大增加了緩沖層制作的工藝時(shí)間，此外即使添加了緩沖層， ITO表面也不是絕對(duì)平整的，而是有一定的波浪起伏。這種起伏的波浪會(huì)產(chǎn)生SPPs表面等 離子體激元效應(yīng)，降低出光率。采用本制造工藝則可以獲得均勻的ITO陽(yáng)極層，極大地改善 上述缺點(diǎn)。


附圖1為具有利用電子束光刻方法制作高保真納米結(jié)構(gòu)的OLED器件制作流程圖。圖Ι-a為磁控濺射二氧化硅薄膜的工藝圖。圖Ι-b為蒸鍍鋁膜工藝圖。圖1-c為電子束光刻膠涂覆工藝圖。圖Ι-d為電子束光刻膠圖形化工藝圖。圖Ι-e為以電子束光刻膠作掩膜刻蝕鋁膜工藝圖。圖Ι-f為用有機(jī)溶劑去除電子束光刻膠工藝圖。圖l_g為以鋁作掩膜刻蝕二氧化硅薄膜工藝圖。圖Ι-h為用酸溶液去除鋁膜工藝圖。圖Ι-i為旋涂一層ITO溶膠薄膜工藝圖。圖Ι-j為傳統(tǒng)的OLED制備工藝圖。其中10為玻璃襯底，12為二氧化硅薄膜，14為鋁薄膜，16為電子束光刻膠，18為 ITO薄膜，110為空穴傳輸層，112為發(fā)光層及電子傳輸層，114為陰極鋁。附圖2為具有利用直寫(xiě)干涉光刻技術(shù)方法制作高保真納米結(jié)構(gòu)的OLED器件制作 流程圖。圖2_a為磁控濺射二氧化硅薄膜的工藝圖。圖2_b為光刻膠涂覆工藝圖。圖2-c為光刻膠圖形化工藝圖。圖2_d為以光刻膠作掩膜刻蝕二氧化硅薄膜工藝圖。圖2_e為用有機(jī)溶劑去除光刻膠工藝圖。圖2_f為旋涂一層ITO溶膠薄膜工藝圖。圖2-g為傳統(tǒng)的OLED制備工藝圖。其中20為玻璃襯底，22為二氧化硅薄膜，26為光刻膠，28為ITO薄膜，210為空穴 傳輸層，212為發(fā)光層及電子傳輸層，214為陰極鋁。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
以及發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳 細(xì)描述。本專(zhuān)利公布的方法對(duì)典型的利用電子束光刻方法制作高保真納米結(jié)構(gòu)的OLED制 作工藝過(guò)程包括以下步驟(1)如圖Ι-a所示通過(guò)常溫射頻磁控濺射在透明的玻璃基片10上覆上一層二氧化 硅薄膜12，在濺射速度(功率)調(diào)定后，濺射的時(shí)間越長(zhǎng)，得到的層厚度越大，最終微結(jié)構(gòu)的 縱深越大；(2)如圖Ι-b所示在二氧化硅薄膜12上蒸鍍鋁薄膜14，蒸鍍薄膜的電流和電壓 值，視鍍膜設(shè)備具體型號(hào)，蒸發(fā)舟與蒸發(fā)源的實(shí)際接觸情況調(diào)整，如本實(shí)施例中，電流選 300A，電壓1. 8V,因?yàn)殇X薄膜僅起到導(dǎo)電層和反應(yīng)離子刻蝕中掩膜的作用，所以不必嚴(yán)格控 制厚度，如可采用IOOnm左右的鋁膜厚度，用晶振片探測(cè)膜厚。(3)如圖1-c所示在鋁膜14上旋涂一層電子束光刻膠16，如可用ZEP膠，旋涂速 度可在3800rpm ；(4)如圖Ι-d所示用電子束直寫(xiě)的辦法使電子束膠16圖形化，圖形化結(jié)構(gòu)可以 是光柵，點(diǎn)陣，如本實(shí)施例中，采用點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣直徑在100 500nm，周期在200nm 800nm ；(5)如圖Ι-e所示以圖形化的電子束光刻膠16作掩膜，用添加氯氣的氯化硼氣體 作為刻蝕氣體反應(yīng)離子刻蝕鋁膜14，如本實(shí)施例中，用IOsccm的氯氣30SCCm的三氯化硼 混合氣體刻蝕，壓力，功率參數(shù)因刻蝕機(jī)具體型號(hào)而定，如本實(shí)施例中，壓力24Pa，射頻功率 IOOff ；(6)如圖l_f所示用丙酮溶液清洗去除圖Ie所示中的電子束光刻膠16 ；(7)如圖l_g所示以圖形化的鋁膜14作掩膜，用四氟化碳?xì)怏w作為刻蝕氣體反應(yīng) 離子刻蝕二氧化硅12。如本實(shí)施例中，用50sCCm的四氟化碳反應(yīng)氣體，壓力，功率參數(shù)因刻 蝕機(jī)具體型號(hào)而定，如本實(shí)施例中，壓力7Pa，射頻功率100W ；(8)如圖Ι-h所示用稀鹽酸清洗去掉圖Ig所示的鋁薄膜14得到具有納米結(jié)構(gòu)的 基片；(9)如圖l_i所示用大量去離子水清洗(8)中得到的基片并烘干，然后用配制好的 ITO溶膠，采用用旋涂轉(zhuǎn)速為2000rpm。旋涂后得到的ITO薄膜18，并經(jīng)過(guò)烘膠、紫外照射、 退火過(guò)程，制成的薄膜具有較好的透光性和導(dǎo)電性，可作為OLED器件的陽(yáng)極；可作為OLED 器件的陽(yáng)極；(10)如圖l_j所示在ITO薄膜18陽(yáng)極上用傳統(tǒng)的OLED制備方法，如先蒸鍍NPB 空穴傳輸層110，如本實(shí)施例中NPB的蒸鍍電流為45A，電壓為1. 3V，膜厚為40nm、再蒸鍍 Alq3發(fā)光層及電子傳輸層112，如本實(shí)施例中Alq3的蒸鍍電流為45A，電壓為1. 3V，膜厚為 60nm、最后蒸鍍Al層114作為陰極，如本實(shí)施例中Al的蒸鍍電流為160A，電壓為1. 8V，膜 厚為80nm，蒸鍍薄膜的電流和電壓值，視鍍膜設(shè)備具體型號(hào)，蒸發(fā)舟與蒸發(fā)源的實(shí)際接觸情 況調(diào)整，各層蒸鍍的膜厚用晶振片控制。本專(zhuān)利公布的方法對(duì)直寫(xiě)干涉光刻技術(shù)方法制作高保真納米結(jié)構(gòu)的OLED制作工藝過(guò)程包括以下步驟(1)如圖2-a所示通過(guò)常溫射頻磁控濺射在透明的玻璃基片20上覆上一層二氧化 硅薄膜22，在濺射速度(功率)調(diào)定后，濺射的時(shí)間越長(zhǎng)，得到的層厚度越大，最終微結(jié)構(gòu)的 縱深越大；(2)如圖2-b所示在二氧化硅薄膜22上旋涂一層UV膠26，旋涂速度可在 3800rpm ；(3)如圖2-c所示用直寫(xiě)干涉光刻技術(shù)加工使UV膠26圖形化，圖形化結(jié)構(gòu)可以 是光柵，點(diǎn)陣，如本實(shí)施例中，采用點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣直徑在100 500nm，周期在200nm 800nm ；(4)如圖2-d所示以圖形化的UV膠26作掩膜，用四氟化碳?xì)怏w作為刻蝕氣體反應(yīng) 離子刻蝕二氧化硅22。如本實(shí)施例中，用50sCCm的四氟化碳，壓力，功率參數(shù)因刻蝕機(jī)具體 型號(hào)而定，如本實(shí)施例中，壓力7Pa，射頻功率100W ；(5)如圖2-e所示用丙酮溶液清洗去除UV膠26得到具有納米結(jié)構(gòu)的基片；(6)如圖2-f所示用大量去離子水清洗(5)中得到的基片并烘干，然后用配制好的 ITO溶膠，采用用旋涂轉(zhuǎn)速為2000rpm。旋涂后得到的ITO薄膜18，并經(jīng)過(guò)烘膠、紫外照射、 退火過(guò)程，制成的薄膜具有較好的透光性和導(dǎo)電性，可作為OLED器件的陽(yáng)極；(7)如圖2-g所示在ITO薄膜陽(yáng)極上用傳統(tǒng)的OLED制備方法，如先蒸鍍NPB空穴 傳輸層210，如本實(shí)施例中NPB的蒸鍍電流為45A，電壓為1. 3V，膜厚為40nm、再蒸鍍Alq3發(fā) 光層及電子傳輸層212，如本實(shí)施例中Alq3的蒸鍍電流為45A，電壓為1. 3V，膜厚為60nm、 最后蒸鍍Al層214作為陰極，如本實(shí)施例中Al的蒸鍍電流為160A，電壓為1.8V，膜厚為 80nm，蒸鍍薄膜的電流和電壓值，視鍍膜設(shè)備具體型號(hào)，蒸發(fā)舟與蒸發(fā)源的實(shí)際接觸情況調(diào) 整，各層蒸鍍的膜厚用晶振片控制。上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和實(shí)施要 點(diǎn)，并非是對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的任何簡(jiǎn)單修改及 等效結(jié)構(gòu)變換或修飾，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有納米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝，其特征在于，包括下述步驟(a)制備二氧化硅薄膜通過(guò)磁控濺射在玻璃基片上覆上一層二氧化硅薄膜；(b)二氧化硅圖形化在步驟(a)所述的二氧化硅薄膜上制作納米圖形結(jié)構(gòu)；(c)制作OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極在二氧化硅上均勻旋涂一層ITO導(dǎo)電溶膠，使其作為此OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極；(d)在陽(yáng)極上依次蒸鍍空穴輸運(yùn)層，蒸鍍發(fā)光層及電子輸運(yùn)層，最后蒸鍍陰極。
2.如權(quán)利要求1所述一種具有納米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝，其特征在于，所述步驟(b) 按照如下步驟首先，通過(guò)真空蒸鍍的方式，在二氧化硅上覆上一層金屬導(dǎo)電薄膜；然后涂膠，通過(guò)旋 涂的方法把電子束光刻膠涂敷在金屬導(dǎo)電薄膜表面；其次進(jìn)行電子束光刻，使光刻膠圖形 化；再次用反應(yīng)離子將圖形從電子束光刻膠上轉(zhuǎn)移到金屬膜上，然后用有機(jī)溶劑去掉電子 束光刻膠；第二次進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，通過(guò)刻蝕把金屬膜上的圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅薄膜上， 即得到需要的圖形，從而將納米圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅薄膜上；最后用PH = 3. 5的稀鹽酸溶 液去除金屬膜。
3.如權(quán)利要求2所述一種具有納米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝，其特征在于，所述步驟(b) 進(jìn)行電子束光刻按照如下步驟首先通過(guò)旋涂的方法把光刻膠涂敷在二氧化硅表面；其次 進(jìn)行直寫(xiě)干涉光刻方法，使光刻膠圖形化；再次用反應(yīng)離子刻蝕將圖形從抗蝕膠上轉(zhuǎn)移到 二氧化硅上；即得到需要的圖形，從而將納米圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅上；最后用有機(jī)溶劑去 掉光刻膠。
4.如權(quán)利要求1所述一種具有納米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝，其特征在于，所述步驟(c) 中ITO導(dǎo)電溶膠是氯化錫和硝酸銦以質(zhì)量比9 1溶解在去離子水中形成的溶膠，溶膠中 溶質(zhì)顆粒直徑在5nm左右。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有亞微米結(jié)構(gòu)的OLED制造工藝，包括下述步驟(a)制備二氧化硅薄膜通過(guò)磁控濺射在玻璃基片上覆上一層二氧化硅薄膜；(b)二氧化硅圖形化在步驟(a)所述的二氧化硅薄膜上制作納米圖形結(jié)構(gòu)；(c)制作OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極在二氧化硅上均勻旋涂一層ITO導(dǎo)電溶膠，使其作為此OLED結(jié)構(gòu)陽(yáng)極；(d)在陽(yáng)極上依次蒸鍍空穴輸運(yùn)層，蒸鍍發(fā)光層及電子輸運(yùn)層，最后蒸鍍陰極。本發(fā)明的OLED制造工藝，容易便制作出適用于OLED器件的高精度的亞微米級(jí)結(jié)構(gòu)，解決了OLED的玻璃上不易圖形化的難題，使得導(dǎo)電透明ITO薄膜成膜更為均勻，ITO電極良品率高、出光率高。
文檔編號(hào)H01L51/56GK101969104SQ20101028669
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者丁玉成, 何眾贇, 原俊文, 王莉, 羅鈺, 鄺俊生 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué);西安瑞特快速制造工程研究有限公司