一种有机电致发光器件的制作与封装方法与流程

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一种有机电致发光器件的制作与封装方法与制造工艺

本发明涉及有机电致发光器件领域,尤其涉及一种利用半导体技术来制作与封装的有机电致发光器件的方法。



背景技术:

硅基有机电致发光器件是一种在制备有半导体CMOS电路的单晶硅基底上进一步制作有机电致发光材料的光电子器件,封装后形成硅基有机发光微型显示器。基于CMOS电路的硅基有机发光微型显示器可形成高像素密度的显示器,像素点距通常小于15微米,这有别于像素点距大于30微米的基于非晶硅、低温多晶硅和金属氧化物薄膜晶体管的平板显示器。因此,硅基有机发光微型显示器可以在小于1英寸的显示面积下提供更高清的分辨率,具有广阔应用前景,可应用于军事、医学、工业、航空航天以及娱乐消费电子等领域,特别是穿戴设备、虚拟现实、增强现实等新型应用。

另一方面,硅基有机发光微型显示器相比于传统的其他类型的微型显示器例如硅基液晶显示器、数字微镜器件,其厚度更薄、体积更小、响应速度快、亮度高、功耗低、工作温度范围大、机械强度好,具有更好的展前景。

硅基有机发光微型显示器中包含的有机材料容易和空气中的水氧杂质产生化学反应,致使器件失效,因此必须对有机材料进行致密封装,使其隔绝空气,从而提高硅基有机发光微型显示器的可靠性和寿命。现有封装技术大多针对以非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管和金属氧化物薄膜晶体管为基础元件的有机发光显示器基板,发明专利201110179320.4公开了利用干燥剂对有机发光器件显示器进行封装的方法,发明专利201210118435.7公开了利用通电进行除尘的封装方法,发明专利201310463959.4公开了利用激光发生器和红外传感器进行封装的方法,专利申请201410472086.8公开了利用玻璃盖、框胶和干燥剂进行封装的方法,专利申请201510386986.5公开了利用电镀进行封装的方法,专利申请201510514483.1公开了利用等离子体增强化学气相沉积和有机高分子进行封装的方法,专利申请201610371633.2公开了利用超声振动装置和填充胶材进行封装的方法,上述方法不适用以单晶硅CMOS电路为基础元件的硅基有机发光微型显示器。美国Vitex System公开了利用真空镀膜工艺制备有机和无机交替复合膜结构的Barix封装技术,可用于硅基有机发光微型显示器,但成本较高。

因此,本领域的技术人员致力于开发一种利用半导体技术来制作与封装的有机电致发光器件的方法,以较低的成本实现有机电致发光器件的制作和封装。



技术实现要素:

有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何降低有机电致发光器件的封装成本。

本发明利用原子层沉积(ALD)技术对硅基有机电致发光器件进行封装保护,提供一种低成本的针对于顶发射硅基有机电致发光器件的制作与封装方法,形成稳定可靠的硅基有机发光微型显示器,提高寿命,降低封装成本,同时,也提供基于该种低成本封装方法的硅基有机电致发光器件的制作方法。

硅基驱动电路以单晶硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管为电路元件,这有别于基于非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管和金属氧化物薄膜晶体管的有机发光显示器。硅基驱动电路可以形成更小像素面积,通常小于250平方微米,像素点距小于15微米,且一致性好,像素电路结构简单,而现有的基于非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管和金属氧化物薄膜晶体管的平板显示器的像素点距通常大于30微米。

原子层沉积相比传统的化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等淀积工艺具有先天优势。原子层沉积充分利用表面饱和反应,可以精确控制薄膜厚度,形成原子层厚度精度的薄膜,稳定性能好,对反应物通量的变化不敏感,不需要控制反应物流量的均一性,得到的薄膜既具有高纯度又具有高密度,既平整又具有高度的保型性,对于大纵宽比的结构可以实现良好的阶梯覆盖,并且可以沉积多组份纳米薄层和混合氧化物。原子层沉积可以低温执行,而传统化学气相沉积的工艺操作环境大于500摄氏度。

根据上述的发明构思,本发明采用下述的技术方案:

一种有机电致发光器件的制作与封装方法,其特征在于,包含

步骤:在硅晶片上制作硅基驱动电路,所述硅基驱动电路为一种利用半导体工艺制成的、含有金属-氧化物-半导体场效应晶体管的、用于将输入信号转换为单位时间内的像素电压或电流的、至少露出表面金属的电路器件,所述表面金属作为硅基有机电致发光器件的像素底电极和公共电极;

步骤:在所述硅基驱动电路的表层依次制作多层薄膜有机材料和薄膜金属,所述多层薄膜有机材料作为硅基有机电致发光器件的发光功能层,所述薄膜金属作为硅基有机电致发光器件的像素顶电极,所述像素底电极、多层薄膜有机材料、像素顶电极在垂直方向上形成有机电致发光器件;

步骤:利用原子层沉积工艺在反应室中对所述硅基有机电致发光器件的外表面沉积致密保护薄膜,用于阻隔所述硅基有机电致发光器件与外界空气接触,所述原子层沉积工艺包括引入前驱物进行单镀膜周期生长单原子膜以及重复所述单镀膜周期生长单原子膜形成致密保护薄膜的方法。

更进一步地,所述半导体工艺为晶体管特征尺寸为0.6微米以下的以硅为衬底的互补金属氧化物半导体大规模集成电路制造工艺,所述大规模集成电路制造工艺包括了单项工艺的重复和组合使用,所述单项工艺包括但不限制于薄膜制备工艺(包括但不限于氧化工艺、薄膜沉积工艺)、图形转移工艺(包括但不限于光刻工艺、刻蚀工艺)、掺杂工艺(包括但不限于扩散工艺、离子注入工艺)。

更进一步地,所述硅晶片为一种直径为2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或其他特殊规格的用于制作硅半导体集成电路的圆形硅晶片(晶圆)或其他大小和形状(包括但不限于正方形、矩形、菱形或不规格形状)的硅晶片,硅晶片中包含若干独立硅基驱动电路。

更进一步地,所述硅基驱动电路至少包含接口、行电路、列电路、像素阵列、公共电极。所述接口用于将外部信号转换为内部信号;所述行电路用于产生像素选通信号;所述列电路用于产生像素数据信号;所述像素阵列由若干单元像素电路组成,所述单元像素电路由若干个N型晶体管或P型晶体管或N型晶体管和P型晶体管的组合构成,每一个有效的单元像素电路的输出信号均连接至一个有效的发光像素的像素底电极;所述公共电极为所有发光像素的共用电极。

更进一步地,所述硅基驱动电路采用模拟驱动方式或数字驱动方式或数模混合驱动方式驱动像素发光。所述模拟驱动方式包含像素的发光亮度与流过像素的电流大小成正比的方法,所述数字驱动方式包含像素的发光亮度与固定时间内的发光时间成正比的方法,所述数模混合驱动方式包含像素的发光亮度同时与流过的电流大小和固定时间内的发光时间成正比的方法。

更进一步地,所述表面金属为一层或多层导电介质,所述导电介质的备选材料为单体金属或金属氧化物或金属氮化物或它们之间的复合物,所述单体金属包括但不限于Al、Cu、Ag、Au、Pt、Mo、Mn、Cr、Ti、Ta、W,所述金属氧化物为这些金属的氧化物,所述金属氮化物为这些金属的氮化物。

更进一步地,所述像素底电极之间互不相连,相邻像素底电极间隔不大于15微米,厚度不大于1000纳米,顶视形状为四边形、六边形、八边形、圆形或其他不规则图形;相邻像素底电极的表面形状和大小不必相同,像素底电极与硅基驱动电路表面相平,或上凸于或下凹于硅基驱动电路表面,像素底电极之间可以额外地以绝缘聚合物填充。

更进一步地,所述多层薄膜有机材料至少包含空穴传输层或空穴注入层或有机发光层或电子注入层或电子传输层,总厚度不超过500纳米;所述像素顶电极为单体金属或金属化合物或它们之间的复合,厚度不超过200纳米。

更进一步地,所述多层薄膜有机材料在垂直方向上覆盖了像素底电极,所述像素顶电极在垂直方向上同时覆盖了多层薄膜有机材料和公共电极。

更进一步地,当相邻像素底电极上的多层薄膜有机材料为相同材料时,相邻像素底电极上的有机电致发光器件发出相同波长的光;当相邻像素底电极上的多层薄膜有机材料为不同材料时,相邻像素底电极上的有机电致发光器件发出不同的波长的光。

更进一步地,所述原子层沉积工艺包含循环执行第一基本步骤直至致密保护薄膜达到目标厚度的方法,所述第一基本步骤包含将第一前驱物质引入反应室使之与所述硅基有机电致发光器件表面发生化学吸附或者反应,排出多余前驱物质和副产物,以及将第二前驱物质引入反应室使之与所述硅基有机电致发光器件表面吸附的第一前驱物质发生反应得到单原子层薄膜,排出多余前驱物质和副产物。所述第一前驱物质至少包含第一物种的原子,所述第二前驱物质至少包含第二物种的原子。

更进一步地,所述原子层沉积工艺包含循环执行第二基本步骤直至致密保护薄膜达到目标厚度的方法,所述第二基本步骤包含将第三前驱物质引入反应室使之与所述硅基有机电致发光器件表面发生化学吸附或者反应,以及施加等离子脉冲产生高活性自由基,将所述高活性自由基与所述硅基有机电致发光器件表面吸附的第三前驱物反应形成原子层,以及排除过剩的自由基和反应副产物。所述第三前驱物质包含至少含有第三物种和第四物种的原子,所述高活性自由基至少含有第三前驱物质的离子。

更进一步地,所述原子层沉积工艺包含循环执行第三基本步骤直至致密保护薄膜达到目标厚度的方法,所述第三基本步骤包含在所述硅基有机电致发光器件表面引入至少含有第五前驱体的第一反应溶液并使第五前驱体发生欠电位沉积、移去第一反应溶液、在所述硅基有机电致发光器件表面引入至少含有第六前驱体的第二反应溶液并使第六前驱体发生欠电位沉积、移去第二反应溶液。所述第一反应溶液和第二反应溶液为无机水溶液,所述第五前驱物质包含至少含有第五物种的元素,所述第六前驱物质包含至少含有第六物种的元素,所述欠电位沉积包含一种元素在比其热力学可逆的电位下沉积在另一种物质上的过程。

更进一步地,所述致密保护薄膜通过至少执行一次原子层沉积工艺而形成,每一次执行所述原子层沉积工艺后在所述硅基有机电致发光器件外表面形成单层致密薄膜,所述单层致密薄膜的材料为单体元素、金属氮化物或氧化物或氟化物或碳化物或硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物或其他有机物。

更进一步地,所述致密保护薄膜厚度的达成是通过控制从以下参数:沉积温度、沉积次数、前驱物质的成分与杂质的数量。所述沉积温度小于230摄氏度,所述沉积次数至少为一次,所述致密保护薄膜厚度小于500纳米。

更进一步地,所述原子层沉积反应室中的反应设备采用单晶圆设备或小批量晶圆(大于1片但不大于25片晶圆负载)设备或大批量晶圆(大于25片晶圆负载)设备。

更进一步地增加步骤:制作至少一层机械薄膜保护层,所述机械薄膜保护层的材料为无机材料或有机材料,制作方法包括但不限制于化学气相沉积(包括但不限制于等离子体增强化学气相沉积法、有机金属化学气相沉积法)和物理气相沉积(包括但不限制于蒸镀、溅射、真空离子镀膜),工艺温度小于250摄氏度。

更进一步地增加步骤:制作滤色层,所述滤色层至少包含红、绿、蓝中一种颜色的滤色点,所述滤色点将硅基有机电致发光器件发出的光过滤成至少红、绿、蓝三种颜色中的一种,并在垂直方向上至少对齐一个像素底电极。

更进一步地增加步骤:利用透明玻璃对所述硅基有机电致发光器件进行贴合封装,所述贴合封装包含采用固体胶或液体胶将透明玻璃贴合到所述硅基有机电致发光器件表面的过程。

更进一步地增加步骤:利用彩色玻璃对所述硅基有机电致发光器件进行对位贴合封装,所述对位贴合封装包含采用固体胶或液体胶将彩色透明玻璃贴到硅基底上的过程,所述彩色玻璃上附有滤色层,所述滤色层至少包含红、绿、蓝中一种颜色的滤色点,所述滤色点将硅基有机电致发光器件发出的光过滤成至少红、绿、蓝三种颜色中的一种,并在垂直方向上至少对齐一个像素底电极。

更进一步地增加步骤:对所述硅晶片进行切割形成若干个独立的硅基有机电致发光器件,所述切割为采用机械装置切割的方法或采用激光装置切割的方法或其他切割方法。

更进一步地增加步骤:将硅基有机电致发光器件中的待键合区域进行清洗,所述清洗包含利用设备去除待键合区域上致密保护薄膜的过程,所述设备为激光设备或等离子设备或其他清洗设备。

更进一步地增加步骤:将硅基有机电致发光器件与底板进行键合形成硅基有机发光微显示器模组,所述键合包含将硅基有机电致发光器件的键合区域与底板的键合区域进行物理连接的过程,所述底板为硬板或柔性板,至少包含导电线或电子元件器或接插件或安装孔或定位装置。并进一步地,可采用密封胶对所述键合区域进一步封装,所述密封胶为一种可固化的胶水。

本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的实质性特点和显著优点:

第一,本发明采用多原子层沉积形成致密保护薄膜,渗水率可达10-6g/m2·d,满足硅基有机电致发光器件对水汽渗透率的要求。第二,本发明采用的原子层沉积封装工艺可在低温条件下完成,不会对有机电致发光器件产生破坏。第三,本发明采用的原子沉积封装的工艺成本低于传统硅基有机电致发光器件的封装方法。第四,本发明提供了一种完整的基于原子层沉积技术的硅基有机电致发光器件的制作方法,可用于大规模生产硅基有机电致发光显示器及模组。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的硅基有机电致发光器件的制作与封装方法;

图2为本发明的一个较佳实施例的具有硅基驱动电路的硅晶圆片的侧剖面图;

图3为本发明的一个较佳实施例的硅晶圆片包含若干独立硅基驱动电路的示意图;

图4为本发明的一个较佳实施例的硅基驱动电路结构框图;

图5为本发明的一个较佳实施例的不同驱动方式下像素发光亮度的调制方法;

图6为本发明的一个较佳实施例的为像素底电极与硅基驱动电路结合面的示意图;

图7为本发明的一个较佳实施例的像素底电极、多层薄膜有机材料、像素顶电极之间的层叠关系;

图8为本发明的一个较佳实施例的多层薄膜有机材料、像素底电极、公共电极、像素顶电极之间的覆盖关系;

图9为本发明的一个较佳实施例的原子层沉积工艺过程;

图10为本发明的另一个较佳实施例的原子层沉积工艺过程;

图11为本发明的包含步骤84的另一个较佳实施例;

图12为本发明的包含步骤84的另一个较佳实施例的器件结构;

图13为本发明的包含步骤84、85、86、88、89、90的另一个较佳实施例;

图14为本发明的包含步骤84、85、86、88、89、90的另一个较佳实施例的器件结构;

图15为本发明的包含步骤84、87、88、89、90的另一个较佳实施例;

图16为本发明的包含步骤84、87、88、89、90的另一个较佳实施例的器件结构;

图17为本发明的包含步骤88、87、89、90的另一个较佳实施例工艺流程;

图18为本发明的包含步骤88、87、89、90的另一个较佳实施例的器件结构;

其中,01-硅基有机电致发光器件,10-硅晶圆片,11-硅基驱动电路,12-表面金属,13-多层薄膜有机材料,14-薄膜金属,15-致密保护薄膜,16-机械薄膜保护层,17-滤色层,18-透明玻璃,19-彩色玻璃,20-滤色层,21-像素底电极,22-公共电极,23-像素顶电极,30-有机材料发出的光,41-接口,42-行电路,43-列电路,44-像素阵列,45-单元像素电路,51-空穴传输层,52-空穴注入层,53-有机发光层,54-电子注入层,55-电子传输层。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图说明如下:

实施例一:

图1示意了本发明采用的一种硅基有机电致发光器件的制作与封装方法:

步骤81:在硅晶片10上制作硅基驱动电路11,所述硅基驱动电路11为一种利用半导体工艺制成的、含有金属-氧化物-半导体场效应晶体管的、用于将输入信号转换为单位时间内的像素电压或电流的、至少露出表面金属12的电路器件,所述表面金属12作为硅基有机电致发光器件01的像素底电极21和公共电极22,所述硅晶圆片10中包含若干独立硅基驱动电路11;

步骤82:在所述硅基驱动电路11的表层依次制作多层薄膜有机材料13和薄膜金属14,所述多层薄膜有机材料13作为硅基有机电致发光器件01的发光功能层,所述薄膜金属14作为硅基有机电致发光器件01的像素顶电极23,所述像素底电极21、多层薄膜有机材料13、像素顶电极23在垂直方向上形成有机电致发光器件;

步骤83:利用原子层沉积工艺在反应室中对所述硅基有机电致发光器件01的外表面沉积致密保护薄膜15,用于阻隔所述硅基有机电致发光器件01与外界空气接触,所述原子层沉积工艺包括引入前驱物进行单镀膜周期生长单原子膜以及重复所述单镀膜周期生长单原子膜形成致密保护薄膜的方法。

图2示意了根据上述步骤制成的包含有硅基驱动电路11的硅晶圆片10的侧剖面图。

实施例二:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述半导体工艺为晶体管特征尺寸为0.6微米以下的以硅为衬底的互补金属氧化物半导体大规模集成电路制造工艺,所述大规模集成电路制造工艺包括了单项工艺的重复和组合使用,所述单项工艺包括但不限制于薄膜制备工艺(包括但不限于氧化工艺、薄膜沉积工艺)、图形转移工艺(包括但不限于光刻工艺、刻蚀工艺)、掺杂工艺(包括但不限于扩散工艺、离子注入工艺)。

所述硅晶片10为一种直径为2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或其他特殊规格的用于制作硅半导体集成电路的圆形硅晶片或其他大小和形状(包括但不限于正方形、矩形、菱形或不规格形状)的硅晶片。每个硅晶圆片10中包含1~1000个独立的硅基驱动电路11。图3示意了一种圆形硅晶片10(硅晶圆)包含若干独立硅基驱动电路11的方法,相邻硅基驱动电路11之间具有20~1000微米的间隔。

实施例三:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述硅基驱动电路11至少包含接口41、行电路42、列电路43、像素阵列44、公共电极22,其结构框图参见图4。所述接口41用于将外部信号转换为内部信号;所述行电路42用于产生像素选通信号;所述列电路43用于产生像素数据信号;所述像素阵列44由若干单元像素电路45组成,所述单元像素电路45由若干个N型晶体管或P型晶体管或N型晶体管和P型晶体管的组合构成,每一个有效的单元像素电路45的输出信号均连接至一个有效的发光像素的像素底电极21;所述公共电极22为所有发光像素的共用电极。像素阵列构成了有源矩阵,每一个像素都对应有一个驱动电路使像素垂直上方的有机发光物质发光。

所述硅基驱动电路11采用模拟驱动方式或数字驱动方式或数模混合驱动方式驱动像素发光,不同驱动方式下像素发光亮度的调制方法参见图5。所述模拟驱动方式包含像素的发光亮度与流过像素的电流大小成正比的方法,所述数字驱动方式包含像素的发光亮度与固定时间内的发光时间成正比的方法,所述数模混合驱动方式包含像素的发光亮度同时与流过的电流大小和固定时间内的发光时间成正比的方法。

实施例四:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述表面金属12为一层或多层导电介质,所述导电介质的备选材料为单体金属或金属氧化物或金属氮化物或它们之间的复合物,所述单体金属包括但不限于Al、Cu、Ag、Au、Pt、Mo、Mn、Cr、Ti、Ta、W,所述金属氧化物为这些金属的氧化物,所述金属氮化物为这些金属的氮化物。

所述像素底电极21之间互不相连,相邻像素底电极21间隔不大于15微米,厚度不大于1000纳米,顶视形状为四边形、六边形、八边形、圆形或其他不规则图形;相邻像素底电极21的表面形状和大小不必相同,像素底电极21与硅基驱动电路11表面相平,或上凸于或下凹于硅基驱动电路11表面。更特别的,像素底电极21之间可以额外地以绝缘聚合物50填充,并进行平坦化工艺,使像素底电极21和绝缘聚合物50表面相平,相对高度小于20纳米,如图6所示。

所述多层薄膜有机材料13由底至上依次包含空穴传输层51、空穴注入层52、有机发光层53、电子注入层54、电子传输层55,总厚度不超过500纳米,所述空穴传输层51、空穴注入层52、有机发光层53、电子注入层54和电子传输层55均为有机复合材料;所述像素顶电极23为单体金属或金属化合物或它们之间的复合,厚度不超过200纳米;当电流流过像素底电极21、多层薄膜有机材料13和公共顶电极时23,有机电致发光器件发出的光30经过像素底电极21反射并透过像素顶电极23发射出。

图7示意了像素底电极21、多层薄膜有机材料13、像素顶电极23之间的层叠关系。

实施例五:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述多层薄膜有机材料13在垂直方向上覆盖了像素底电极21,所述像素顶电极23在垂直方向上同时覆盖了多层薄膜有机材料13和公共电极22,图8示意了多层薄膜有机材料13、像素底电极21、公共电极22、像素顶电极23之间的覆盖关系。

当相邻像素底电极21上的多层薄膜有机材料13为相同材料时,相邻像素底电极上的有机电致发光器件发出相同波长的光;当相邻像素底电极21上的多层薄膜有机材料13为不同材料时,相邻像素底电极上的有机电致发光器件发出不同的波长的光。

实施例六:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述原子层沉积工艺包含循环执行第一基本步骤直至致密保护薄膜15达到目标厚度的方法,所述第一基本步骤包含将第一前驱物质引入反应室使之与硅基有机电致发光器件01表面发生化学吸附或者反应,排出多余前驱物质和副产物,以及将第二前驱物质引入反应室使之与硅基有机电致发光器件01表面吸附的第一前驱物质发生反应得到单原子层薄膜,排出多余前驱物质和副产物。所述第一前驱物质至少包含第一物种的原子,所述第二前驱物质至少包含第二物种的原子,所述排出方法包括但不限于泵抽或惰性气体清除法。图9示意了一种原子层沉积工艺过程的实施例。

所述致密保护薄膜15厚度的达成是通过控制从以下参数:沉积温度、沉积次数、前驱物质的成分与杂质的数量。所述沉积温度小于230摄氏度,所述沉积次数至少为一次,所述致密保护薄膜15厚度小于500纳米。

更特别地,通过将前驱物质以脉冲的形式交替地通入反应腔,在硅基有机电致发光器件01表面均匀吸附,同时发生反应并成键,每次循环只生长一层原子。例如,使用热生长的方式完成Al2O3/TiO2叠层薄膜的生长过程,薄膜沉积温度为80~200摄氏度。前驱物质材料为室温状态下的三甲基铝(TMA)、四氯化钛(TiCl4)以及蒸馏水(H2O),实验时腔体内气压为10~50Pa,载气量为100~450sccm。制备Al2O3薄膜时,通入TMA的时间为200~500ms,TMA吹扫时间为20~30s,通入H2O的时间为200~500ms,H2O的吹扫时间为10~20s。制备TiO2薄膜时,通入TiCl4的时间为150~300ms,TiCl4的吹扫时间为10~20s,通入H2O的时间为200~500ms,H2O的吹扫时间为10~20s。Al2O3/TiO2叠层结构薄膜的实现是通过分别控制Al2O3及TiO2的生长周期,从而控制每一次制作的Al2O3/TiO2叠层结构中两种薄膜的厚度。

实施例七:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述原子层沉积工艺包含循环执行第二基本步骤直至致密保护薄膜15达到目标厚度的方法,所述第二基本步骤包含将第三前驱物质引入反应室使之与硅基有机电致发光器件01表面发生化学吸附或者反应,以及施加等离子脉冲产生高活性自由基,将所述高活性自由基与硅基有机电致发光器件01表面吸附的第三前驱物反应形成原子层,以及排除过剩的自由基和反应副产物。所述第三前驱物质包含至少含有第三物种和第四物种的原子,所述高活性自由基至少含有第三前驱物质的离子。图10示意了另一种原子层沉积工艺过程的实施例。

所述致密保护薄膜15厚度的达成是通过控制从以下参数:沉积温度、沉积次数、前驱物质的成分与杂质的数量。所述沉积温度小于230摄氏度,所述沉积次数至少为一次,所述致密保护薄膜15厚度小于500纳米。

更特别地,第三前驱物质为三甲基铝(TMA)、四氯化钛(TiCl4)以及臭氧(O3),薄膜沉积温度为80~200摄氏度,形成的致密保护薄膜的物质材料为Al2O3。每一次原子层沉积工艺制作的Al2O3厚度为0.9~1.1埃米,等离子脉冲时间为10~100ms,采用N2作为净化气体,净化时间为10~30s。

实施例八:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述原子层沉积工艺包含循环执行第三基本步骤直至致密保护薄膜15达到目标厚度的方法,所述第三基本步骤包含在硅基有机电致发光器件01表面引入至少含有第五前驱体的第一反应溶液并使第五前驱体发生欠电位沉积、移去第一反应溶液、在硅基有机电致发光器件01表面引入至少含有第六前驱体的第二反应溶液并使第六前驱体发生欠电位沉积、移去第二反应溶液。所述第一反应溶液和第二反应溶液为无机水溶液,所述第五前驱物质包含至少含有第五物种的元素,所述第六前驱物质包含至少含有第六物种的元素,所述欠电位沉积包含一种元素在比其热力学可逆的电位下沉积在另一种物质上的过程。

所述致密保护薄膜15厚度的达成是通过控制从以下参数:沉积温度、沉积次数、前驱物质的成分与杂质的数量。所述沉积温度小于230摄氏度,所述沉积次数至少为一次,所述致密保护薄膜15厚度小于500纳米。

实施例九:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述致密保护薄膜15通过至少执行一次原子层沉积工艺而形成,每一次执行所述原子层沉积工艺后在所述硅基有机电致发光器件01外表面形成单层致密薄膜,所述单层致密薄膜的材料为单体元素、金属氮化物或氧化物或氟化物或碳化物或硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物或其他有机物,更特别地,包括但不限于Si、Ge、Cu、Ni、Mo、Ta、W、Ru、Pt、Ir、Rh、Pd、SiNx、GaN、InN、TiN、TaN、Ta3N5、Ti-Si-N、AlN、ZrN、MoN、NbN、W2N、WNC、SiO2、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2、ZnO、La2O3、MgO、Nb2O5、HfO2、Y2O3、CeO2、SrTiO3、BaTiO3、In2O3、SnO2、In2O3:Sn、In2O3:F、In2O3:Zr、SnO2:Sb、ZnO:Al、ZnO:B、ZnO:Ga、Ga2O3、WO3、NiO、CoOx、MnOx、CaF2、SrF2、ZnF2、GaAs、InAs、AlAs、InP、GaP、AlP、AlxGa1-xAs、GaxIn1-xAs、GaxIn1-xP、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnS1-xSex、CaS、SrS、BaS、SrS1-xSex、CdS、CdTe、MnTe、Cd1-xMnxTe。

更特别地,采用原子层沉积工艺形成的致密保护薄膜15为以下几种:单层Al2O3、单层TiO2、Al2O3/TiO2复合层、Al2O3/ZrO2复合层、Al2O3/SiNx复合层、Al2O3/SiOx复合层。

实施例十:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

所述原子层沉积反应室中的反应设备采用单晶圆设备或小批量晶圆(大于1片但不大于25片晶圆负载)设备或大批量晶圆(大于25片晶圆负载)设备。

实施例十一:

本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

进一步增加步骤84:制作至少一层机械薄膜保护层16,所述机械薄膜保护层16的材料为无机材料或有机材料,更特别地,机械薄膜保护层16的材料包括但不限于SiNx、SiO2、SiC、TiN,TiC、TiCN,TiAlN、CrN、ZrN、TiAlCrN、CNx、DLC、ta-C、聚对二甲苯(Parylene)、PET、PBT、其他聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅、其他有机聚合物;所述机械薄膜保护层16的制作方法包括但不限制于化学气相沉积(包括但不限制于等离子体增强化学气相沉积法、有机金属化学气相沉积法)和物理气相沉积(包括但不限制于蒸镀、溅射、真空离子镀膜),工艺温度小于250摄氏度。

图11示意了包含步骤84的另一种工艺流程。

图12示意了包含步骤84的另一种工艺流程后的器件结构。

实施例十二:

本实施例与实施例十一基本相同,特别之处在于:

进一步地增加步骤85:制作滤色层17,所述滤色层17至少包含红、绿、蓝中一种颜色的滤色点,所述滤色点将硅基有机电致发光器件01发出的光过滤成至少红、绿、蓝三种颜色中的一种,并在垂直方向上至少对齐一个像素底电极21。

进一步地增加步骤86:利用透明玻璃18对所述硅基有机电致发光器件01进行贴合封装,所述贴合封装包含采用固体胶或液体胶将透明玻璃18贴合到硅基有机电致发光器件01表面的过程。

进一步地增加步骤88:对硅晶片10进行切割形成若干个独立的硅基有机电致发光器件01,所述切割为采用机械装置切割的方法或采用激光装置切割的方法或其他切割方法。

进一步地增加步骤89:将硅基有机电致发光器件01中的待键合区域进行清洗,所述清洗包含利用设备去除待键合区域上致密保护薄膜15的过程,所述设备为激光设备或等离子设备或其他清洗设备。

进一步地增加步骤90:将硅基有机电致发光器件与底板进行键合形成硅基有机发光微显示器模组,所述键合包含将硅基有机电致发光器件的键合区域与底板的键合区域进行物理连接的过程,所述底板为硬板或柔性板,至少包含导电线或电子元件器或接插件或安装孔或定位装置。进一步地,可采用密封胶对所述键合区域进一步封装,所述密封胶为一种可固化的胶水。

图13示意了包含步骤84、85、86、88、89、90的另一种工艺流程。

图14示意了包含步骤84、85、86、88、89、90的另一种工艺流程后的器件结构。

更特别地,步骤84、85、86、89为非必要步骤,可以从整个流程中省去。

实施例十三:

本实施例与实施例十一基本相同,特别之处在于:

进一步地增加步骤87:利用彩色玻璃19对所述硅基有机电致发光器件01进行对位贴合封装,所述对位贴合封装包含采用固体胶或液体胶将彩色透明玻璃19贴到硅基底上的过程,所述彩色玻璃19上附有滤色层20,所述滤色层20至少包含红、绿、蓝中一种颜色的滤色点,所述滤色点将硅基有机电致发光器件01发出的光过滤成至少红、绿、蓝三种颜色中的一种,并在垂直方向上至少对齐一个像素底电极21。

进一步地增加步骤88:对硅晶片10进行切割形成若干个独立的硅基有机电致发光器件01,所述切割为采用机械装置切割的方法或采用激光装置切割的方法或其他切割方法。

进一步地增加步骤89:将硅基有机电致发光器件01中的待键合区域进行清洗,所述清洗包含利用设备去除待键合区域上致密保护薄膜15的过程,所述设备为激光设备或等离子设备或其他清洗设备。

进一步地增加步骤90:将硅基有机电致发光器件与底板进行键合形成硅基有机发光微显示器模组,所述键合包含将硅基有机电致发光器件的键合区域与底板的键合区域进行物理连接的过程,所述底板为硬板或柔性板,至少包含导电线或电子元件器或接插件或安装孔或定位装置。进一步地,可采用密封胶对所述键合区域进一步封装,所述密封胶为一种可固化的胶水。

图15示意了包含步骤85、86、88、89、90的另一种工艺流程。

图16示意了包含步骤85、86、88、89、90的另一种工艺流程后的器件结构。

更特别地,步骤84、89为非必要步骤,可以从整个流程中省去。

实施例十四:

本实施例与实施例十一基本相同,特别之处在于:

在步骤82之前增加步骤88:对硅晶片10进行切割形成若干个独立的硅基有机电致发光器件01,所述切割为采用机械装置切割的方法或采用激光装置切割的方法

进一步地增加步骤87:利用彩色玻璃19对所述硅基有机电致发光器件01进行对位贴合封装,所述对位贴合封装包含采用固体胶或液体胶将彩色透明玻璃19贴到硅基底上的过程,所述彩色玻璃19上附有滤色层20,所述滤色层20至少包含红、绿、蓝中一种颜色的滤色点,所述滤色点将硅基有机电致发光器件01发出的光过滤成至少红、绿、蓝三种颜色中的一种,并在垂直方向上至少对齐一个像素底电极21。

进一步地增加步骤89:将硅基有机电致发光器件01中的待键合区域进行清洗,所述清洗包含利用设备去除待键合区域上致密保护薄膜15的过程,所述设备为激光设备或等离子设备或其他清洗设备。

进一步地增加步骤90:将硅基有机电致发光器件与底板进行键合形成硅基有机发光微显示器模组,所述键合包含将硅基有机电致发光器件的键合区域与底板的键合区域进行物理连接的过程,所述底板为硬板或柔性板,至少包含导电线或电子元件器或接插件或安装孔或定位装置。进一步地,可采用密封胶对所述键合区域进一步封装,所述密封胶为一种可固化的胶水。

图17示意了包含步骤88、87、89、90的另一种工艺流程。

图18示意了包含步骤88、87、89、90的另一种工艺流程后的器件结构。

更特别地,步骤84、89为非必要步骤,可以从整个流程中省去。

在其它实施例中,已以相对高层次描述了公知的方法、过程、系统、部件和/或电路,而没有细节,以避免不必要地模糊本公开的各方面。上述实施例阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解,但这仅是为清楚地说明本发明实施的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员而言,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,或没有这些细节也可实践本公开,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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