一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板及其制備方法技術

一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板及其制備方法，包括：在襯底上沉積并圖形化金屬導電層作為柵極金屬層；在柵極金屬層上沉積一絕緣薄膜作為柵極絕緣層；在柵極絕緣層上沉積并圖形化金屬氧化物薄膜作為有源層；在有源層上沉積另一絕緣薄膜作為刻蝕阻擋層；在刻蝕阻擋層上圖形化并定義薄膜晶體管的源漏電極區域、存儲電容的有效面積和接觸孔；在刻蝕阻擋層上沉積并圖形化導電薄膜層作為薄膜晶體管的源漏電極層。其存儲電容由柵極金屬層作為下電極板、柵極絕緣層作為介電層、有源層作為柵極絕緣層的保護層、通過刻蝕阻擋層定義電容的有效面積，并由導電薄膜層作為電容的上電極板。具有制備工藝簡單、成本低廉的特點，具有重要產業應用價值的技術。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，尤其涉及。
技術介紹
薄膜晶體管(TFT,Thin Film Transistor)目前主要應用于驅動液晶顯示器(LCD,Liquid Crystal Display)和有機發光二極管(OLED, Organic Light-Emitting Diode)顯示器的子像素。 采用薄膜晶體管陣列制成的驅動背板是顯示屏實現更高像素密度、開口率及提升亮度的關鍵部件。目前TFT至IXD普遍采用基于以非晶硅作為有源層的TFT背板。但是由于非晶硅(a-Si)遷移率過低(通常為O. Icm2 V4S4左右)，不能滿足OLED顯示屏，無法應用于主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)驅動背板的制作。而金屬氧化物半導體作為薄膜晶體管的有源層材料，由于其高遷移率，低沉積溫度以及透明的光學特性被視為下一代的顯示背板技術。目前吸引了世界范圍內研究者的關注。高遷移率的特點使其能夠滿足未來顯示技術對于高刷新頻率、大電流薄膜晶體管的要求。而低于100°c的工藝溫度，使得利用金屬氧化物制備柔性AMOLED顯示器件成為可能。目前已大規模應用于IXD行業的是基于a-Si的TFT背板技術。該技術最少可使用4次光罩技術完成驅動背板的制作。而對于遷移率大于IOcm2 ν 的材料，目前僅有單晶硅、低溫多晶硅以及金屬氧化物三種選擇。其中單晶硅工藝溫度高，無法實現大面積顯示屏的制作，因此僅用于微顯示領域。而低溫多晶硅工藝，成熟于20世紀90年代，目前已有大量的高分辨率IXD和AMOLED產品面市。但是，低溫多晶硅工藝復雜(9次光罩左右)，設備成本昂貴，這也是阻礙其發展的重要因素。而對于金屬氧化物半導體材料，其遷移率較高，完全能夠滿足AMOLED顯示應用的需求，并且在電學均勻性方面大大優于低溫多晶硅。但是，現有的金屬氧化物半導體材料的制造工藝繁雜，制作成本較高，不利于金屬氧化物半導體材料在驅動背板制作中的推廣使用。因此，針對現有技術不足，針對金屬氧化物半導體材料用于驅動背板技術提供一種制造工藝簡單、制作成本低廉的主動矩陣有機發光二極體驅動背板及其制備方法甚為必要。
技術實現思路
本專利技術提供了一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板的制備方法，用于高效的使用金屬氧化物半導體材料制作主動矩陣有機發光二極體的驅動背板，該制備方法具有制造工藝簡單、制作成本低廉的特點。本專利技術的上述目的通過如下技術手段實現。一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板的制備方法，依次包括如下步驟在襯底上沉積并圖形化金屬導電層作為柵極金屬層； 在所述柵極金屬層上沉積一絕緣薄膜作為柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上沉積并圖形化金屬氧化物薄膜作為有源層； 在所述有源層上沉積另一絕緣薄膜作為刻蝕阻擋層； 在所述刻蝕阻擋層上圖形化并定義薄膜晶體管的源漏電極區域、存儲電容的有效面積和接觸孔； 在所述刻蝕阻擋層上沉積并圖形化導電薄膜層作為薄膜晶體管的源漏電極層； 所述存儲電容由柵極金屬層作為下電極板、柵極絕緣層作為介電層、有源層作為柵極絕緣層的保護層、通過刻蝕阻擋層定義電容的有效面積，并由導電薄膜層作為電容的上電極板。上述主動矩陣有機發光二極體驅動背板的制備方法，還包括退火工序，具體是將制備好的主動矩陣有機發光二極體驅動背板放于高溫環境中進行保溫，退火溫度為200°C至500°C,退火氣氛為氮氣、氧氣或者空氣中的任意一種,退火時間為10分鐘至300分鐘。優選的，制備所述柵極金屬層所使用的金屬為鋁、銅、鑰、鈦、銀、金、鉭或鉻單質中的至少一種或者為鋁合金； 所述金屬導電層為單層金屬薄膜或多層薄膜，所述單層金屬薄膜為鋁薄膜、銅薄膜、鑰薄膜、鈦薄膜、銀薄膜、金薄膜、鉭薄膜、鉻薄膜或鋁合金薄膜中的任意一種；所述多層薄膜由兩層以上的所述單層薄膜構成； 所述金屬導電層的厚度為IOOnm至2000 nm ； 所述金屬導電層作為電信號導線、薄膜晶體管柵極以及像素電路儲存電容下電極的載體層。上述柵極金屬層上沉積的絕緣薄膜的厚度為50nm至500 nm ； 所述絕緣薄膜為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、五氧化二鉭或氧化鐿單層絕緣薄膜或由兩種以上所述單層絕緣薄膜構成的多層絕緣薄膜。所述刻蝕阻擋層的厚度為50 nm至2000 nm ;所述刻蝕阻擋層為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鐿、聚酰亞胺、酚醛樹脂、光刻膠、苯丙環丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯構成的單層薄膜，或是由以上絕緣材料構成的多層薄膜。所述沉積所述源漏電極層所使用的金屬為 鋁、銅、鑰或鈦單質或鋁合金或氧化銦錫透明導電薄膜ITO ； 所述導電薄膜層的厚度為100 nm至2000 nm ； 所述導電薄膜層為單層金屬薄膜或由單層金屬薄膜組成的多層金屬薄膜；所述單層金屬薄膜為鋁、銅、鑰或鈦單質薄膜或者鋁合金薄膜或氧化銦錫透明導電薄膜； 所述導電薄膜層作為電信號導線、薄膜晶體管的源漏電極以及電容上電極的載體層，并且可通過接觸孔與所述金屬導電層相連通。優選的，在刻蝕阻擋層上沉積并圖形化源漏電極層之后，還包括沉積并圖形化平坦層、像素電極層以及像素定義層； 所述平坦層所采用的材料為聚酰亞胺、酚醛樹脂、光刻膠、苯丙環丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一種，所述平坦層的厚度為2000nm至7000 nm ； 所述像素電極層所采用的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、石墨烯、鑰或銀中的任意一種，所述像素電極層的厚度為IOnm至200 nm ； 所述像素定義層的材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、聚酰亞胺、酚醛樹脂、光刻膠、苯丙環丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一種，所述像素定義層的厚度為200 nm至5000 nm。 所述有源層厚度為20 nm至200 nm ； 構成所述有源層的半導體材料是金屬氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z，其中O彡X彡1，1,0彡z彡I,且x+y+z=l, M為鎵、錫、娃、招、鎂、錯或鑭系稀土元素中的一種或一種以上的任意組合。優選的，采用物理氣相沉積方法沉積導電薄膜及金屬氧化物層； 絕緣材料層采用等離子體增強型化學氣相方法、原子層沉積方法、脈沖激光成膜法、物理氣相沉積方法或陽極氧化法中的任意一種沉積制備而成； 所平坦層、像素電極層以及像素定義層采用溶液旋涂法或刮涂法將聚酰亞胺、酚醛樹月旨、光刻膠、苯丙環丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯制備而成。從以上技術方案可以看出，本專利技術實施例具有以下優點本專利技術的技術方案能減少薄膜晶體管驅動背板制作所用的光罩次數，降低了 TFT驅動背板的制作成本以及工藝難度；其次，金屬氧化物薄膜在存儲電容上作為柵極絕緣層的保護層，能夠避免電容位置的絕緣層在制作工藝中受到損傷，減少電容擊穿現象，提高良品率。由于本專利技術的工序中，柵極絕緣層沉積和有源層沉積之間沒有其他工序步驟，因此柵極絕緣層和有源層具備在高真空下連續沉積的潛力，這樣可以最大限度的減少在這兩層薄膜沉積，圖形化過程中所引入的界面污染問題，進而能夠得到性能穩定的薄膜晶體管器件。可見，該主動矩陣有機發光二極體驅動背板的制備方法，制備工藝簡單、制備成本低廉，適合產業化生產，具有良好的產業應用價值。 本專利技術同時提供了一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板，該驅動背板采用上述方法制備方法，其制備工藝簡單、成本低廉。附圖說明利用附圖對本專利技術作進一步的說明，但附圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主動矩陣有機發光二極體驅動背板的制備方法，依次包括如下步驟：在襯底上沉積并圖形化金屬導電層作為柵極金屬層；在所述柵極金屬層上沉積一絕緣薄膜作為柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上沉積并圖形化金屬氧化物薄膜作為有源層；在所述有源層上沉積另一絕緣薄膜作為刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋層上圖形化并定義薄膜晶體管的源漏電極區域、存儲電容的有效面積和接觸孔；在所述刻蝕阻擋層上沉積并圖形化導電薄膜層作為薄膜晶體管的源漏電極層；其特征在于,所述存儲電容由柵極金屬層作為下電極板、柵極絕緣層作為介電層、有源層作為柵極絕緣層的保護層、通過刻蝕阻擋層定義電容的有效面積，并由導電薄膜層作為電容的上電極板。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐苗，羅東向，龐佳威，王瑯，周雷，李民，徐華，彭俊彪，
申請(專利權)人：廣州新視界光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：