[发明专利]硅基顶发射有机发光微显示器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅基顶发射有机发光微显示器及制备方法，特点在于硅基有机发光显示器的硅芯片结构及阳极结构。

背景技术

在众多OLED显示器产品中，微型显示器近年来开始发展，可应用于头戴式视频播放器、头戴式家庭影院、头戴式虚拟现实模拟器、头戴式游戏机、飞行员头盔系统、单兵作战系统、红外夜视仪、头戴医用诊断系统等。OLED微显示器的性能优于目前常见的硅基液晶（LCoS）微显示器，其主要优势为：响应速度极快（<1us），低温特性优秀（工作温度范围－40℃～＋85℃），功耗低，机械性能好，抗震性强，适用于军用或高端应用场合。

现有的OLED显示器大多以多晶硅或非晶硅玻璃为基板，在其上制作薄膜晶体管完成驱动电路。薄膜晶体管的生产工艺较为成熟，但是其特征尺寸相对较大，通常为几至几十微米，而微型显示器像素间距仅十微米左右，要求驱动晶体管的尺寸为微米以下，现有的薄膜晶体管工艺难以满足微型显示器的需求。目前，CMOS工艺已经相当成熟，MOS晶体管电路性能稳定可靠，且驱动晶体管与发光器件可以设计为立体结构，以减小显示器体积，增加发光开口率，因此，人们开始利用CMOS工艺来开发OLED微型显示器形成硅基有机发光微显示器。

中国专利101447509和中国专利101459226公开了一种顶部发光有机显示器的生产方法及其阳极结构，但是该方法需要从CMOS代工厂中取出晶圆片后对有机发光的阳极材料进行二次加工，一方面在不同工艺间切换容易引入污染，另一方面需要建设新的专用生产线，投资过亿。中国专利101393891A公开了一种硅基有机发光显示器表面银电极的制备方法，中国专利101697369和中国专利100496175C分别公开了两种硅基有机发光微显示器件隔离柱的制备方法，但是这些方法也同样存在二次加工引入的污染问题，批量生产有一定困难，且投资成本高，并且这些专利只涉及了像素阳极表面加工工艺，没有指出整个硅基微显示器的结构和制作流程。

发明内容

针对二次加工的不足，本发明的目的在于提供一种硅基顶发射有机发光微显示器及其制备方法，有机发光微显示器的驱动电路和阳极图形都在成熟的CMOS工艺中完成，不需要引入新的阳极图形加工设备。

在CMOS工艺中，TiN经常被用来作为防止导电金属扩散的阻挡材料，在TiN之下还会制作一层金属Ti用于增加与导电金属的表面粘附力，导电金属被制作于两层Ti+TiN之中，形成Ti/TiN/Metal/Ti/TiN夹心层。常用的导电金属为铝和钨，铝常用于电路连线，钨常用于连接两层连线层的通孔。本发明中，驱动电路的顶层金属为Ti/TiN/Al//Ti/TiN夹心层，该层一方面作为有机发光的阳极，另一方面作为有机发光的反射层，在其上制作有机发光层，形成顶部发光的硅基有机微显示器。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种硅基顶发射有机发光微显示器，其结构如图1所示，包括：

（1）一个单晶硅基底101和一个驱动电路层102；

（2）一个顶部通孔层105，用于生成通孔；

（3）呈阵列排布的有机发光像素阳极103，像素阳极103为垂直五层介质结构；

（4）一个或多个有机发光共阴电极104；

（5）位于像素阳极103之下的通孔201和位于共阴电极104之下通孔阵列202； 

（6）键合区203，用于向所述硅基有机发光微显示器外部引出电源和数据信号；

（7）一个有机层106，至少包含一个空穴传输层310、一个多层有机发光层311和一个电子传输层312；

（8）一个透明阴极层107；

（9）一个多层薄膜封装层108；

（10）一个色彩过滤层109；

（11）一个玻璃封盖110；