基于nmos晶体管的倒置顶发射amoled器件及生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，玻璃基板上设置有缓冲层，缓冲层上依次设置有多晶硅沟道、栅极绝缘层和栅极；与栅极同一层设置有下电极，多晶硅沟道两侧有N+掺杂区，层间绝缘层设置在栅极上，覆盖住整个基板衬底，层间绝缘层和栅极内设置有接触孔，源极和漏极通过接触孔和多晶硅沟道进行欧姆接触，与源极同一层设置有上电极，在源极和漏极上设置有钝化层，下电极与上电极形成存储电容。本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件具有倒置结构的顶发射AMOLED器件，开口率高，充分利用了比P型晶体管性能更为优越的N型晶体管，并采用了具有强n型掺杂效应的含铯化合物，改善电子注入能力，有效提升器件的发光效率及寿命等优点。
【专利说明】基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件及生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机电致发光显示【技术领域】，特别是一种基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件及生产方法。
【背景技术】
[0002]有源矩阵型有机发光二极管(ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode,缩写:AM0LED)器件是未来制备大尺寸、高清晰度有机显示设备的一种新型平板显示器件。典型的有源OLED器件都将薄膜晶体管制作于器件的阳极一侧，一般采用P沟道晶体管组成恒流源驱动有机发光器件发光。而常规的晶体管，η沟道的载流子迁移率明显大于P沟道，晶体管性能也明显优于P沟道。因此采用NMOS晶体管驱动有机发光器件，可提高器件性能。
[0003]当用η沟道薄膜晶体管作驱动电路时，需要有机发光器件的阴极与驱动晶体管的漏极连接，则形成了倒置型结构器件。制备倒置型顶发射AMOLED器件，首先在玻璃衬底上制作NMOS管像素驱动，再采用能够反射的阴极作基底，然后蒸镀有机材料，最后将透明的ITO薄膜溅射在有机层上作为阳极。此结构器件不仅解决了开口率的问题，还充分利用了性能优越的N型晶体管，使其在大尺寸显示的应用方面更具竞争力。
[0004]一般有机发光器件的阴极常常采用低功函数金属或Al/LiF双分子层结构，由于低功函数金属性质活泼，量产成膜工艺控制较难，而且制备倒置型器件时金属与有机层的沉积顺序颠倒，会使得金属与有机层的界面势垒增大，不利于电子注入及传导，导致驱动电压增大。而Al/LiF双分子层阴极结构虽然具有优良的电子注入效率，但LiF表现出这种优越性完全依赖于相邻的金属Al，与其他金属电极搭配则效果欠佳。而与锂同主族的铯具有强烈的金属性及η型重掺杂效应，是非常好的电子注入掺杂候选材料。另外，在有机层上面溅射ITO阳极，溅射过程中产生强烈的辐射能会破坏有机层并且会导致载流子的非辐射驰豫过程，进而会影响器件性能。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供了一种倒置结构的顶发射AMOLED器件，在不依赖于阴极金属材料的前提下提高倒置器件的阴极电子注入及传导能力，增大开口率，提高器件效率及寿命。
[0006]本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，包括含TFT的玻璃基板和OLED器件，所述含TFT的玻璃基板包括玻璃基板、缓冲层、多晶硅沟道、栅极绝缘层、N+掺杂区、栅极、下电极、源极、上电极、漏极、层间绝缘层、存储电容和钝化层；玻璃基板上设置有缓冲层，缓冲层上依次设置有多晶硅沟道、栅极绝缘层和栅极；与栅极同一层设置有下电极，多晶硅沟道两侧有N+掺杂区，层间绝缘层设置在栅极上，覆盖住整个基板衬底，层间绝缘层和栅极内设置有接触孔，源极和漏极通过接触孔和多晶硅沟道进行欧姆接触，与源极同一层设置有上电极，在源极和漏极上设置有钝化层，下电极与上电极形成存储电容。所述OLED器件包括反射阴极、电子注入层、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、空穴注入层和ITO阳极；反射阴极、电子注入层、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、空穴注入层和ITO阳极依次层叠。
[0007]所述反射阴极材质为铝、银、银/镁复合金属层或者银/铝复合金属层。
[0008]所述电子注入层材质为氧化铯、氢氧化铯、碳酸铯、硝酸铯或者氟化铯。
[0009]本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件生产方法，包括如下步骤:
[0010]步骤1、在玻璃基板上形成缓冲层；
[0011]步骤2、在缓冲层上依次多晶硅沟道、栅极绝缘层和栅极；形成栅极同时形成下电极；
[0012]步骤3、通过离子注入形成N+掺杂区；
[0013]步骤4、将层间绝缘层覆盖在包括栅极在内的基板衬底上；
[0014]步骤5、刻蚀层间绝缘层和栅极绝缘层形成连接孔；
[0015]步骤6、形成源极和漏极，源极和漏极通过连接孔与多晶硅沟道连接；形成源极和漏极同时形成上电极；
[0016]步骤7、在基板上沉积钝化层，刻蚀该钝化层形成连接漏极的漏极接触孔；
[0017]步骤8、形成OLED器件覆盖在钝化层上；
[0018]所述步骤包括如下步骤:
[0019]步骤8-1、依次沉积反射阴极和电子注入层；
[0020]步骤8-2、依次蒸镀形成电子传输层、有机发光层和空穴传输层；
[0021]步骤8-3、蒸发三氧化钨电极缓冲层形成空穴注入层；
[0022]步骤8-4、溅射形成ITO阳极。
[0023]本发明提供的一种倒置结构的顶发射有源矩阵型有机发光显示器件，包括:玻璃基板，在基板上形成的N型薄膜晶体管像素驱动电路，与驱动薄膜晶体管相连的反射阴极层和电子注入层；以及有机发光材料层和阳极层。其中，薄膜晶体管的钝化层覆盖包含源极、漏极的整个基板，该钝化层具有暴露一部分漏极的漏极接触孔。反射阴极层覆盖在整个钝化层上，并通过漏极接触孔连接到漏极；反射阴极层为铝、银、银/镁、银/铝中的任一种，以银为最优，银电极电阻小且反光性好。电子注入层为铯的金属化合物，包括氧化铯，氢氧化铯，碳酸铯，硝酸铯，氟化铯，以氧化铯和碳酸铯为最优。有机发光材料层与阳极层间热蒸发三氧化钨电极缓冲层作为空穴注入层，改善空穴注入能力。
[0024]综上所述，本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件具有倒置结构的顶发射AMOLED器件，开口率高，充分利用了比P型晶体管性能更为优越的N型晶体管，并采用了具有强η型掺杂效应的含铯化合物，改善电子注入能力，有效提升器件的发光效率及寿命等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件的横截面结构图；
[0026]图2为基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件正面结构图。
[0027]其中；1、含TFT的玻璃基板；2、0LED器件；3、玻璃基板；4、缓冲层；5、多晶硅沟道；
6、栅极绝缘层；7、N+掺杂区；8、栅极；9、下电极；10、源极；11、上电极；12、漏极；13、层间绝缘层；14、漏极接触孔；15、存储电容；16、钝化层；17、反射阴极；18、电子注入层；19、电子 传输层；20、有机发光层；21、空穴传输层；22、空穴注入层；23、ITO阳极。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。
[0029]如图1和图2所示，本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，包括含TFT的玻璃基板I和OLED器件2，所述含TFT的玻璃基板I包括玻璃基板3、缓冲层4、多晶娃沟道5、栅极绝缘层6、N+掺杂区7、栅极8、下电极9、源极10、上电极11、漏极12、层间绝缘层13、存储电容15和钝化层16 ;玻璃基板3上设置有缓冲层4，缓冲层4上依次设置有多晶硅沟道5、栅极绝缘层6和栅极8 ;与栅极8相对的另一端设置有下电极6，多晶硅沟道5两侧有N+掺杂区7，层间绝缘层13设置在栅极8上，覆盖住整个基板衬底，层间绝缘层13和栅极8内设置有接触孔，源极10和漏极12通过接触孔和多晶硅沟道5进行欧姆接触，与源极10相对的另一端设置有上电极11，在源极10和漏极12上设置有钝化层16，下电极6与上电极11形成存储电容15。
[0030]所述OLED器件2包括反射阴极17、电子注入层18、电子传输层19、有机发光层20、空穴传输层21、空穴注入层22和ITO阳极23 ;反射阴极17、电子注入层18、电子传输层19、有机发光层20、空穴传输层21、空穴注入层22和ITO阳极23依次层叠。
[0031]所述反射阴极17材质为铝、银、银/镁复合金属层或者银/铝复合金属层。
[0032]所述电子注入层18材质为氧化铯、氢氧化铯、碳酸铯、硝酸铯或者氟化铯。
[0033]本发明的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件生产方法，包括如下步骤:
[0034]步骤1、在玻璃基板3上形成缓冲层4;
[0035]步骤2、在缓冲层4上依次多晶硅沟道5、栅极绝缘层6和栅极8 ;形成栅极8同时形成下电极9 ；
[0036]步骤3、通过离子注入形成N+掺杂区7 ；
[0037]步骤4、将层间绝缘层13覆盖在包括栅极8在内的基板衬底上；
[0038]步骤5、刻蚀层间绝缘层13和栅极绝缘层6形成连接孔；
[0039]步骤6、形成源极10和漏极12，源极10和漏极12通过连接孔与多晶硅沟道5连接；形成源极10和漏极12同时形成上电极11 ；
[0040]步骤7、在基板上沉积钝化层16，刻蚀该钝化层16形成连接漏极12的漏极接触孔14；
[0041]步骤8、形成OLED器件2覆盖在钝化层16上；
[0042]所述步骤8包括如下步骤:
[0043]步骤8-1、依次沉积反射阴极17和电子注入层18;反射阴极17使用铝、银、银/镁、银/铝中的任一种，以银为最优，电子注入层18使用氧化铯，氢氧化铯，碳酸铯，硝酸铯，氟化铯，以氧化铯和碳酸铯为最优。
[0044]步骤8-2、依次蒸镀形成电子传输层19、有机发光层20和空穴传输层21 ；
[0045]步骤8-3、为防止溅射对有机层的破坏，在有机材料与阳极间蒸发三氧化钨电极缓冲层作为空穴注入层22 ；
[0046]步骤8-4、溅射形成ITO阳极23。
[0047]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，包括含TFT的玻璃基板(I)和OLED器件(2)，其特征在于:所述含TFT的玻璃基板(I)包括玻璃基板(3)、缓冲层(4)、多晶硅沟道(5)、栅极绝缘层(6)、N+掺杂区(7)、栅极(8)、下电极(9)、源极(10)、上电极(11)、漏极(12)、层间绝缘层(13)、存储电容(15)和钝化层(16);玻璃基板(3)上设置有缓冲层(4)，缓冲层(4)上依次设置有多晶硅沟道(5)、栅极绝缘层(6)和栅极(8);与栅极(8)同一层设置有下电极(6)，多晶硅沟道(5)两侧有N+掺杂区(7)，层间绝缘层(13)设置在栅极⑶上，覆盖住整个基板衬底，层间绝缘层(13)和栅极⑶内设置有接触孔，源极(10)和漏极(12)通过接触孔和多晶硅沟道(5)进行欧姆接触，与源极(10)同一层设置有上电极(11)，在源极(10)和漏极(12)上设置有钝化层(16)，下电极(6)与上电极(11)形成存储电容(15)。
2.如权利要求1所述的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，其特征在于:所述OLED器件(2)包括反射阴极(17)、电子注入层(18)、电子传输层(19)、有机发光层(20)、空穴传输层(21)、空穴注入层(22)和ITO阳极(23);反射阴极(17)、电子注入层(18)、电子传输层(19)、有机发光层(20)、空穴传输层(21)、空穴注入层(22)和ITO阳极(23)依次层叠。
3.如权利要求2所述的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，其特征在于:所述反射阴极(17)材质为铝、银、银镁复合 金属层或者银铝复合金属层。
4.如权利要求2所述的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件，其特征在于:所述电子注入层(18)材质为氧化铯、氢氧化铯、碳酸铯、硝酸铯或者氟化铯。
5.一种基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件生产方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、在玻璃基板(3)上形成缓冲层(4)； 步骤2、在缓冲层(4)上依次多晶硅沟道(5)、栅极绝缘层(6)和栅极(8);形成栅极(8)同时形成下电极(9)； 步骤3、通过离子注入形成N+掺杂区(7)； 步骤4、将层间绝缘层(13)覆盖在包括栅极(8)在内的基板衬底上； 步骤5、刻蚀层间绝缘层(13)和栅极绝缘层(6)形成连接孔； 步骤6、形成源极(10)和漏极(12)，源极(10)和漏极(12)通过连接孔与多晶硅沟道(5)连接；形成源极(10)和漏极(12)同时形成上电极(11)； 步骤7、在基板上沉积钝化层(16)，刻蚀该钝化层(16)形成连接漏极(12)的漏极接触孔(14)； 步骤8、形成OLED器件(2)覆盖在钝化层(16)上。
6.如权利要求5所述的基于NMOS晶体管的倒置顶发射AMOLED器件生产方法，其特征在于:所述步骤8包括如下步骤: 步骤8-1、依次沉积反射阴极(17)和电子注入层(18)； 步骤8-2、依次蒸镀形 成电子传输层(19)、有机发光层(20)和空穴传输层(21)； 步骤8-3、蒸发三氧化钨电极缓冲层形成空穴注入层(22)； 步骤8-4、溅射形成ITO阳极(23)。
【文档编号】H01L27/32GK104022141SQ201410260280
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】李莉莉, 敬启毓, 任海, 魏锋 申请人:四川虹视显示技术有限公司