專利名稱：一種有機電致發(fā)光二極管制造方法及其使用的緩沖轉(zhuǎn)換腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了有機電致發(fā)光二極管的制造方法，本發(fā)明還涉及該制造方法中使用的緩 沖轉(zhuǎn)換腔。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光二極管(0LED)是一種有機電致發(fā)光器件，其發(fā)光機理是空穴和電子分 別從陽極和陰極注入，然后通過各自的傳輸層后到達發(fā)光層，在發(fā)光層中空穴和電子復(fù)合 而放出光子。根據(jù)材料能級不同，根據(jù)AE寸v可以實現(xiàn)放出不同色彩的光。組成0LED的 結(jié)構(gòu)中，除陽極和陰極外，其余組分的材料幾乎都是有機化合物材料;.由于半導(dǎo)體材料本 身傳輸能力限制，使得這些由有機物組成的結(jié)構(gòu)不能太厚，以免驅(qū)動電壓高。因此0LED對 環(huán)境要求很高，目的是為了在制成過程中盡量減少環(huán)境對制成的污染。環(huán)境中的微粒直徑 為um級，如果0LED的陰極和陽極間夾了nm級的微粒，那么必將會形成短路，而導(dǎo)致器 件功能缺陷。
在現(xiàn)有的生產(chǎn)中采用凈房來減少環(huán)境對制成的污染，但是事實上的凈房不可能做到完 全杜絕沒有微粒，而且設(shè)計一個高潔凈度凈房的造價非常高，后期運行成本也很大。所以 常由于無塵室的潔凈度不足，使得雜質(zhì)掉入有機發(fā)光元件中，而產(chǎn)生實質(zhì)短路；這一現(xiàn)象 成為OLED制造行業(yè)中不可能回避的問題。同樣地，由于陽極基板的表面粗糙度過大，或者 陰極上存在的針孔，亦可能造成短路的現(xiàn)象。在此，短路的產(chǎn)生使得電流僅由缺陷處通過， 而無法驅(qū)動其它像素或同一像素中其它區(qū)域，形成了十字交叉狀的黑線或暗線，影響了元 件的發(fā)光效率以及畫面顯示效果。若有缺陷的元件在封裝之前不能進行檢測并將缺陷處修 復(fù)，那么由于元件進行封裝之后，無法對內(nèi)部的個別像素進行缺陷的修復(fù)，在經(jīng)過面板測 試時發(fā)現(xiàn)其元件有短路現(xiàn)象時，則必須直接報廢整個元件。這樣不僅使產(chǎn)品的良品率和穩(wěn) 定性下降，更增加了產(chǎn)品的制造成本。從目前來看，OLED的制成良率已成為阻礙OLED行業(yè) 發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
0LED在制作過程中會使用到鍍膜裝置和封裝裝置，在鍍膜裝置中進行有機發(fā)光元件各 膜層的制作，在氧氣和水氣含量極低(一般為5ppm以下)的純N2環(huán)境封裝裝置里封裝。
0LED的鍍膜方法是在高真空環(huán)境中，利用熱蒸發(fā)的方式加熱材料，材料以分子流的形式在 襯底上沉積成膜。而封裝環(huán)境是高純N2，壓力略大于l個大氣壓。所以在OLED設(shè)備中必須 用一個腔體來實現(xiàn)鍍膜和封裝兩種環(huán)境間的轉(zhuǎn)換。如圖1中描述了0LED制作流程。鍍膜階 段是高真空環(huán)境，有機材料在各個腔室里被熱蒸發(fā)而沉積在玻璃襯底上，完成鍍膜階段后， 通過環(huán)境轉(zhuǎn)換腔體到高純N2環(huán)境的封裝階段，完成了整個0LED的制作，然后從卸填機中 取出。
連接鍍膜裝置與封裝裝置間的環(huán)境轉(zhuǎn)換腔體叫緩沖腔(buffer),起到傳遞轉(zhuǎn)換功能， 現(xiàn)有緩沖腔的結(jié)構(gòu)如圖2。腔體中有抽氣和充氣部分，另外有一個支撐架可以放置完成鍍膜 階段的玻璃基板。緩沖腔經(jīng)闊門21與鍍膜裝置部分連通，基板完成鍍膜后被機械手從鍍膜 段傳送到緩沖腔中。與外抽氣泵相連的管道22;高真空泵23;高真空泵閥門24和低真空 閥門25組成緩沖腔的抽氣部分。抽真空時先開啟閥門25，當(dāng)腔體內(nèi)氣壓達到一定設(shè)定值時 開啟閥門24，以實現(xiàn)高真空。腔體內(nèi)設(shè)有支撐架26，用于放置完成鍍膜階段的玻璃基板， 此支撐架由一個支柱和支撐臺210組成。支撐臺中為用于放置玻璃基板的凹槽，凹槽的周 邊為階梯狀，以保證玻璃能夠放置在較穩(wěn)當(dāng)?shù)奈恢?。控制充氣的閥門29和連接管道27組 成一個對腔體里充氣部分。緩沖腔經(jīng)閥門28與封裝部分連通，完成鍍膜階段的玻璃基板在 緩沖腔體里被充完純N2后被機械手通過閥門28傳送到封裝部分進入后續(xù)流程?，F(xiàn)有的緩 沖腔只是起到傳遞轉(zhuǎn)換環(huán)境的功能，對缺陷無法進行在線修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能進行缺陷在線修復(fù)，提高0LED的制成良品率的有機電致 發(fā)光二極管制造方法；
本發(fā)明的另目的在于提供一種上述方法中使用實現(xiàn)缺陷在線修復(fù)的緩沖轉(zhuǎn)換腔。 為實現(xiàn)上述第一個目的，可通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn) 一種有機電致發(fā)光二極管制 造方法，包括高真空環(huán)境下在基板上沉積各有機功能層的鍍膜階段；緩沖轉(zhuǎn)換腔體中的環(huán) 境轉(zhuǎn)換傳遞階段；高純N2環(huán)境的封裝階段；其特征在于在緩沖轉(zhuǎn)換腔體中通過外置電源 對完成鍍膜的基板進行電處理，使基板正極接電源的負極、基板負極接電源的正極，利用
二極管反壓截止原理，基板上器件中流過短路缺陷處的電流將會明顯大于沒有短路缺陷的 地方，從而把局部短路的缺陷區(qū)域燒壞去掉。
本發(fā)明外加電源輸出的電壓大小及方向可調(diào)，可隨器件能承受電壓的不同而隨意改變， 輸出的電壓可以為脈沖電壓、負電壓或恒定負電壓。
本發(fā)明還可以同時選擇性地向緩沖轉(zhuǎn)換腔體里充入鈍化活潑金屬的氣體，進一步消除 短路缺陷區(qū)域。
本發(fā)明在緩沖轉(zhuǎn)換腔體中根據(jù)所制作器件工藝選定采用加電和充入氣體組合方式處理。
本發(fā)明的另一個目的，可通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn) 一種上述方法中使用的緩沖轉(zhuǎn) 換腔，腔體中包括抽氣部分、充氣部分和支撐架，支撐架由一個支柱和支撐臺組成，支撐 臺中為用于放置基板的凹槽，其特征在于所述凹槽中設(shè)有用于接觸基板上的金屬塊電極 的彈性金屬頂針，頂針排布與基板電極排布相對應(yīng)，以起到連接從而對基板進行電處理作 用。
本發(fā)明緩沖轉(zhuǎn)換腔中還設(shè)有氣動壓框，此壓框能夠上下運動，以壓住玻璃與金屬頂針 接觸。
本發(fā)明緩沖轉(zhuǎn)換腔中凹槽的周邊為階梯狀，以保證玻璃能夠放置在較穩(wěn)當(dāng)?shù)奈恢谩?本發(fā)明在生產(chǎn)線上的傳輸轉(zhuǎn)換腔體中對器件進行電和氣體處理，通電時將會有較大電
流流過器件短路缺陷處而將短路缺陷燒壞，氧氣等氣體處理可以將短路缺陷處氧化而使其
喪失導(dǎo)電功能，從而把局部短路的缺陷區(qū)域去掉。
當(dāng)此緩沖轉(zhuǎn)換腔在生產(chǎn)線中作為傳輸腔體時，起到元件傳輸?shù)淖饔茫粚⒂袡C發(fā)光元件
從鍍膜裝置傳輸?shù)椒庋b裝置；當(dāng)需要缺陷修復(fù)時，根據(jù)制作器件的工藝要求輸入電壓、電
流或氣體，在此緩沖轉(zhuǎn)換腔對其進行實時缺陷修復(fù)；使其能夠在形成器件之前，實現(xiàn)在線
缺陷修復(fù)，大大的提高良品率，降低器件對基板和制成環(huán)境的依賴。


圖1為0LED制作流程示意圖2現(xiàn)有技術(shù)中采用的緩沖轉(zhuǎn)換腔結(jié)構(gòu)示意圖3本發(fā)明中采用的緩沖轉(zhuǎn)換腔結(jié)構(gòu)示意圖； .
圖4基板上的正負電極分布圖5凹槽中彈性頂針的分布圖6本發(fā)明中彈性頂針與基板上電極的連接示意圖。
具體實施例方式
0LED制作工藝流程如圖1， OLED器件中的基板作為有機電致發(fā)光器件的支撐體， 一般選 用玻璃基板或者塑料基板，玻璃基板可以采用鈣鈉玻璃或者硼硅玻璃，塑料基板可以采用聚 脂類或聚酰亞胺類化合物的材料。陽極為透明電極，制作在基板上，可以采用無機材料或者 導(dǎo)電性高分子材料，無機材料一般為銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)，或者采用金、銅、 銀等功函數(shù)高的金屬。
把ITO刻成條狀以供作為發(fā)光陽極，在延ITO方向和垂直于ITO方向上以旋轉(zhuǎn)涂布的方法 在基板上形成一層非導(dǎo)電的有機樹脂材料(常用PSPI)，然后用曝光的方法形成所需圖案。 同時在垂直于ITO方向的PSPI上用旋轉(zhuǎn)涂布方法做一層負性有機樹脂材料以作為陰極隔離 柱；如此一來，基板上的發(fā)光區(qū)就形成了以PSPI為網(wǎng)狀的像素區(qū)。
在鍍膜前把基板經(jīng)過等離子處理，以增大ITO的功函數(shù)降低空穴注入勢壘。然后依次鍍 有機膜，最后在純N2環(huán)境中把基板與貼好干燥劑的后蓋用環(huán)氧樹脂(UV)膠貼合在一起。
OLED具體制成如下描述
1、 基板從裝填機11中進入制作系統(tǒng)，并抽真空，然后經(jīng)過等離子處理12以提fe基板 上IT0的功函數(shù)提高空穴注入同時可起到對基板的清潔作用；
2、 在腔室13， 14， 15， 16, 17里可根據(jù)要求依次鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光 層、電子傳輸層、電子注入層和陰極金屬層；
3、 進入緩沖轉(zhuǎn)換腔18，緩沖轉(zhuǎn)換腔可起到轉(zhuǎn)換鍍膜真空環(huán)境和封裝純N2環(huán)境作用，
同時也起到對基板的電和氣體處理作用，以消除缺陷區(qū)域，實現(xiàn)器件的在線修復(fù)；電和氣 體處理組合方式為，通氧氣同時對器件施加負電壓、或通氧氣同時對器件施加脈沖電壓、 或通氧氣同時對器件施加恒定負電壓。負壓器件正極接電源負極，器件負極接電源正極。 脈沖電壓是指電源的輸出正負極會因時間而改變。
4、 在手套箱19里完成在后蓋上貼干燥劑并點UV膠。
5、 在封裝腔體110里把基板和已貼好干燥劑的后蓋通過UV膠固化后連接在一起。
6、 完成所有制成工序后，0LED從卸填機111中取出。
圖中鍍膜段的機械手112和封裝段的機械手113可通過旋轉(zhuǎn)和伸縮以實現(xiàn)基板在各個腔 體內(nèi)傳送。
上述緩沖轉(zhuǎn)換腔18的結(jié)構(gòu)如圖3所示，腔體中包括抽氣部分、充氣部分和支撐架，支 撐架由一個支柱36和支撐臺38組成，如圖4、圖5所示，支撐臺38中開有用于放置基板 43的凹槽310，緩沖轉(zhuǎn)換腔中凹槽的側(cè)邊為階梯狀，凹槽310的階梯狀側(cè)邊安裝有用于接 觸基板43上的電極金屬塊41、 42的彈性金屬頂針51、 52，以起到連接從而對基板進行電 處理作用。緩沖轉(zhuǎn)換腔中還設(shè)有氣動壓框37，此壓框37能夠上下運動，以壓住玻璃基板， 使基板上的電極金屬塊與金屬頂針緊密接觸。
把可通電的支撐臺板根據(jù)基板電極的排布，如圖4，玻璃基板43上0LED器件46的正負連 接腳通過負極引線44和正極引線45引出，負極引線44再連接到基板的負電極41，正極引線45 再連接到基板的正電極42。將把支撐臺38中為用于放置基板的凹槽310的階梯狀側(cè)邊設(shè)計成 與基板電極排布相對應(yīng)的頂針排布，具體結(jié)構(gòu)如圖5。每一個彈性金屬頂針可根據(jù)基板上電 極所需要正負電的情況經(jīng)連接導(dǎo)線313接到外置電源39的正負極，其目的在于能使得通過彈 性頂針把0LED器件通過外置電源39通電，外置電源39可改變電壓大小和方向。電源可以輸出 負壓或恒定負壓，即器件正極接電源負極，器件負極接電源正極。電源也可以輸出脈沖電壓， 指電源的輸出正負極會因時間而改變。
玻璃基板43放到支撐臺中的凹槽310上后，上部的氣動壓框37會壓住玻璃基板，使 基板上的電極金屬塊與金屬頂針緊密穩(wěn)定接觸。用氣動方法，上部壓框能夠進行上下來回 運動，其行程可以調(diào)節(jié)，以使玻璃基板上的電極與彈性頂針能夠接觸良好為準(zhǔn)。通氣管道
可連接兩條或以上輸入氣體管道，由于考慮到鍍膜部分與封裝部分的環(huán)境不同，要求其中 的一條通氣管道一定可以輸入N2，以實現(xiàn)環(huán)境轉(zhuǎn)換之目的，其余管道可根據(jù)工藝需求設(shè)置。 如圖3所示，在緩沖轉(zhuǎn)換腔中的具體過程如下
1、基板完成鍍膜后經(jīng)閥門31被機械手從鍍膜段傳送到緩沖轉(zhuǎn)換腔中；
2、 與外抽氣泵相連管道32;高真空泵33;高真空閥門34和低真空閥門35組成抽氣 部分。抽真空時先開啟閥門35，當(dāng)腔體內(nèi)氣壓達到一定設(shè)定值時開啟閥門34，以實現(xiàn)高真 空；
3、 玻璃基板放到支撐臺中的凹槽上后，上部的氣動壓框會把玻璃與金屬頂針穩(wěn)定接觸。 用氣動方法，上部壓框能夠進行上下來回運動，其行程可以調(diào)節(jié)，以使玻璃上的電極與彈 性頂針能夠接觸良好為準(zhǔn)。
4、 通過一個外加電源對彈性金屬頂針通電，電源輸出的電壓、電流的大小及方向可調(diào)； 頂針可與基板上的金屬塊接觸以起到連接從而對基板進行電處理作用；
5、 可選擇性向緩沖轉(zhuǎn)換腔里充入N2以起到轉(zhuǎn)換真空和純N2的作用；同時還可以充入 其它對基板進行鈍化處理性氣體，如02等；充氣部分閥門開關(guān)311、 312可根據(jù)需要自行 設(shè)定；
6、 基板在緩沖轉(zhuǎn)換腔里被通電或氣體處理后，并充完純N2被機械手通過閥門314傳 送到封裝部分進入后續(xù)流程。 '
權(quán)利要求
1、一種有機電致發(fā)光二極管制造方法，包括高真空環(huán)境下在基板上沉積各有機功能層的鍍膜階段；緩沖轉(zhuǎn)換腔體中的環(huán)境轉(zhuǎn)換傳遞階段；高純N2環(huán)境的封裝階段；其特征在于在緩沖轉(zhuǎn)換腔體中通過外置電源對完成鍍膜的基板進行電處理，使基板正極接電源的負極、基板負極接電源的正極，利用二極管反壓截止原理，基板上器件中流過短路缺陷處的電流將會明顯大于沒有短路缺陷的地方，從而把局部短路的缺陷區(qū)域燒壞去掉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的有機電致發(fā)光二極管制造方法，其特征在于外 加電源輸出的電壓大小及方向可調(diào)，可隨器件能承受電壓的不同而隨意改變；輸 出的電壓為脈沖電壓、負電壓或恒定負電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光二極管制造方法，其特征在于同 時向緩沖轉(zhuǎn)換腔體里充入鈍化活潑金屬的氣體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光二極管制造方法，其特征在于在 緩沖轉(zhuǎn)換腔體中根據(jù)所制作器件工藝要求選定采用加電和充入氣體組合方式處 理。
5、 一種上述方法中使用的緩沖轉(zhuǎn)換腔，腔體中包括抽氣部分、充氣部分和 支撐架，支撐架由一個支柱和支撐臺組成，支撐臺中為用于放置基板的凹槽，其 特征在于所述凹槽中設(shè)有用于接觸基板上的金屬塊電極的彈性金屬頂針，頂針 排布與基板電極排布相對應(yīng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的緩沖轉(zhuǎn)換腔，其特征在于腔體中還設(shè)有用以壓 住基板上的金屬塊電極與金屬頂針接觸的氣動壓框，此壓框可上下運動。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的緩沖轉(zhuǎn)換腔，其特征在于緩沖轉(zhuǎn)換腔中凹槽的 側(cè)邊為階梯狀，彈性金屬頂針分布在該階梯狀側(cè)邊上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機電致發(fā)光二極管制造方法，包括高真空環(huán)境下在基板上沉積各有機功能層的鍍膜階段；緩沖轉(zhuǎn)換腔體中的環(huán)境轉(zhuǎn)換傳遞階段；高純N2環(huán)境的封裝階段；在緩沖轉(zhuǎn)換腔體中通過外置電源對完成鍍膜的基板進行電和氣體處理。本發(fā)明在生產(chǎn)線上的傳輸轉(zhuǎn)換腔體中對器件進行電和氣體處理，通電時將會有較大電流流過器件短路缺陷處而將短路缺陷燒壞，氧氣等氣體處理可以將短路缺陷處氧化而使其喪失導(dǎo)電功能，從而把局部短路的缺陷區(qū)域去掉。
文檔編號H01L51/50GK101183708SQ200710031789
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者柯賢軍, 范家壽 申請人:信利半導(dǎo)體有限公司