OLED器件制作的主要步驟
OLED 器件制作包括：
ITO/Cr 玻璃清洗——→光刻——→再清洗——→前處理——→真空蒸發(fā)多層有機(jī)層(4-5 層)——→真空蒸發(fā)背電極——→真空蒸發(fā)保護(hù)層——→封裝——→切割——→測(cè)試——→模塊組裝——→產(chǎn)品檢驗(yàn)、老化實(shí)驗(yàn)以及QC 抽檢工序
ITO 的洗凈及表面處理
作為陽(yáng)極的ITO 表面狀態(tài)好壞直接影響空穴的注入和與有機(jī)薄膜層間的界面電子狀態(tài)及有機(jī)材料的成膜性。如果ITO 表面不清潔，其表面自由能變小，從而導(dǎo)致蒸鍍?cè)谏厦娴目昭▊鬏敳牧习l(fā)生凝聚、成膜不均勻。通常先對(duì)ITO 表面用濕法處理，即用洗滌劑清洗，再用乙醇，丙酮及超聲波清洗或用有機(jī)溶劑的蒸汽洗滌，后用紅外燈烘干。洗凈后對(duì)ITO表面進(jìn)行活化處理，使ITO 表面層含氧量增加，以提高ITO 表面的功函數(shù)，也可以用過(guò)氧化氫處理ITO 表面，用比例為水：雙氧水：氨水=5：1：1 的混合溶液處理后,使OLED 器件亮度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。因?yàn)檫^(guò)氧化氫處理會(huì)使ITO 表面過(guò)剩的錫含量減少而氧的比例增加，使ITO 表面的功函數(shù)增加從而增加空穴注入的幾率。紫外線-臭氧和等離子表面處理
是目前制作OLED 器件常用的兩種方法，主要目的是：
1.去除ITO 表面殘留的有機(jī)物。
2.促使ITO 表面氧化增加ITO 表面的功函數(shù)。
經(jīng)過(guò)脫脂處理表面處理后的ITO 表面的功函數(shù)約為4.6 eV,經(jīng)過(guò)紫外線-臭氧或等離子表面處理過(guò)的ITO 表面的功函數(shù)約為5.0 eV 以上，發(fā)光效率及工作壽命都會(huì)得到提高。在對(duì)ITO 玻璃進(jìn)行表面處理是一定要在干燥的真空操作條件下進(jìn)行，處理過(guò)的ITO 玻璃不要在空氣中放置太久，否則ITO 玻璃就會(huì)失去活性。基板的平坦度對(duì)有機(jī)薄膜的型態(tài)(morphology)也有關(guān)鍵性的影響，由于與有機(jī)薄膜接觸的表面粗糙度對(duì)表面型態(tài)有顯著的影響，因此在絕緣層及金屬極的制作就需要選擇平整的制作過(guò)程。
有機(jī)薄膜蒸鍍工藝
OLED 器件在高真空腔室中蒸鍍多層有機(jī)材料薄膜，膜的質(zhì)量是關(guān)系到器件質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵。在真空腔室中有多個(gè)加熱舟蒸發(fā)源和相應(yīng)的膜厚監(jiān)控系統(tǒng)、ITO 玻璃基板固定裝置及金屬掩膜裝置(Mask)。有機(jī)材料的蒸汽壓比較高，蒸發(fā)溫度在100-500℃之間，就其特征：
1、蒸汽壓高(150-450℃)。
2、高溫條件下易分解，易變性。
3、泡沫狀態(tài)下導(dǎo)熱性不好。
在蒸發(fā)沉積有機(jī)材料薄膜時(shí)，蒸發(fā)輸率控制在3-5?/秒，這樣在Φ60 ㎜的基板范圍內(nèi)薄膜的均勻度可達(dá)350 ?±25 ?。使用導(dǎo)熱性好的加熱舟，使蒸發(fā)速度容易控制。常用的加熱舟有金屬鉬和鉭加熱舟，為了使加熱更均勻，再加上帶蓋的石英舟，它使加熱得到緩沖。在進(jìn)行有機(jī)材料薄膜蒸鍍時(shí),一般基板保持室溫,防止溫度升高破壞有機(jī)材料薄膜,蒸發(fā)速度不宜過(guò)快或過(guò)慢,使膜厚度不均勻,過(guò)厚。蒸發(fā)多種材料分別在幾個(gè)真空室中進(jìn)行，防止交叉污染。在彩色OLED 器件制作中，含有摻雜劑的有機(jī)材料薄膜的形成，要采取摻雜劑材料與基質(zhì)材料共蒸發(fā)的工藝，一般摻雜劑材料控制在0.5~2%(占基質(zhì)材料的摩爾數(shù))，要求在控制基質(zhì)材料和蒸發(fā)量的同時(shí)，嚴(yán)格控制摻雜劑材料在基質(zhì)中的含量。
有機(jī)材料蒸鍍示意圖
有機(jī)材料蒸鍍常見(jiàn)問(wèn)題
A)材料的有效使用率低
目前可供有效選擇的廠商很有限，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要有效的利用極昂貴的有機(jī)材料和摻雜物;目前利用率普遍低于10 %以下，全彩色制作過(guò)程的利用率更低。
B)摻雜物(Dopant)的濃度控制難以精確
以摻雜物0.5~1%的低分散率而言，因整個(gè)系統(tǒng)及溫度控制和物質(zhì)本身的理化特性，使得濃度比例不容易控制，而摻雜物的濃度又是器件結(jié)構(gòu)的重要因素，這就使得量產(chǎn)過(guò)程所需的精確度和可操作性更加困難。
C) 蒸鍍速率不穩(wěn)定
蒸鍍物質(zhì)的純度和系統(tǒng)溫控的方式導(dǎo)致蒸鍍速率不穩(wěn)定。
D) 基板鍍膜的均勻度不夠
這主要還是因?yàn)檎舭l(fā)源和加熱舟設(shè)計(jì)對(duì)有機(jī)材料缺乏針對(duì)性。
E) 真空室的污染
因?yàn)椴牧侠寐什患�，所以造成極大部分材料沾粘在腔壁及其它各零件上而變成粉塵即污染源，影響制造器件的產(chǎn)率。針對(duì)蒸鍍鍍膜均勻性不夠的問(wèn)題，日本Vieetech Japan 公司提供一套解決的方案(見(jiàn)下圖)，它透過(guò)窄口寬底和大容量的PBN 坩堝，提供一個(gè)在研發(fā)和量產(chǎn)上應(yīng)用的裝載有機(jī)材料時(shí)的裝置。尤其它針對(duì)有機(jī)材料而設(shè)計(jì)的Thermoball 粒子，可以解決有機(jī)材料導(dǎo)熱不良和材料利用率低的問(wèn)題;配合二段式加熱和測(cè)溫、PID 控溫系統(tǒng)，可以做到及時(shí)的準(zhǔn)確溫度反饋并做到溫控差異在±0.1 ℃之內(nèi)，可以使蒸鍍速率穩(wěn)定;另外特殊的摻雜物Dopant Insert 和PID 控溫系統(tǒng)，使0.5~1 %的摻雜物比例恒定而穩(wěn)定。
金屬電極的制作工藝
金屬電極的制作工藝要在與有機(jī)材料薄膜蒸鍍室相隔絕的真空腔室中進(jìn)行。由于金屬電極多使用低功函數(shù)的活潑金屬，在有機(jī)材料薄膜蒸鍍沉積工藝結(jié)束后,不要讓帶有有機(jī)材料薄膜的基板暴露在空氣中,將其移至金屬電極蒸鍍室。常用的金屬電極有Mg/Ag、Mg:Ag/Ag、Li/Al、LiF /Al 等, Mg/Ag要采用共蒸發(fā)法形成薄膜,其他采用分層蒸發(fā)法,一般金屬材料的氣化溫度在450℃-1200℃高溫下,所以要防止金屬蒸發(fā)源熱輻射對(duì)基板上的有機(jī)材料薄膜的不良影響,將基板溫度控制在80℃以下。對(duì)于合金金屬電極要進(jìn)行蒸鍍后處理,在合金金屬電極膜上面再鍍上一層惰性金屬膜,如Mg:Ag(10:1)合金上鍍上一層銀保護(hù)層,使其成為Mg:Ag /Ag,對(duì)于Li/Al 就成了Li: Al /Al。在蒸鍍有機(jī)材料薄膜和金屬薄膜時(shí)要維持10??帕以上的真空度，否則會(huì)影響有機(jī)材料薄膜和金屬薄膜的質(zhì)量和器件的壽命。 |
