專利名稱：在基片上生成光滑銦錫氧化物層的方法及一種基片銦錫氧化物覆層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在基片上生成光滑金屬氧化物層尤其是銦錫氧化物層的方法，該基片具體用于制造有機(jī)發(fā)光二極管。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種基片銦錫氧化物覆層。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)通常是這樣制成的在玻璃基片上覆以一透明導(dǎo)電層，然后構(gòu)造該導(dǎo)電層以使其用作電極。然后，各種有機(jī)材料層沉積在該透明電極上。這些有機(jī)材料層非常薄，通常在幾十納米范圍內(nèi)。為了防止表面上的尖峰(spikes)或邊緣引起的短路或其它缺陷，該透明電極必須有一個(gè)非常光滑的表面。顯示器最后由一個(gè)通常是金屬性的反電極完成，然后裝入膠囊。
光滑的銦錫氧化物層(下文引用時(shí)稱“ITO層”)通常通過(guò)一個(gè)離子輔助濺射或離子電鍍工藝沉積，通過(guò)該工藝可以在低溫下獲得光滑覆層。在這些工藝中，諸如Skion工藝比較常見。但是，除了作為陰極的濺射源，離子輔助濺射還需一個(gè)離子源；這意味著相當(dāng)可觀的工廠成本的增加，它會(huì)自動(dòng)反映在制造此類OLED顯示器的生產(chǎn)成本上。使用慣用的標(biāo)準(zhǔn)濺射工藝的缺點(diǎn)是它們需要額外的機(jī)械拋光工序，即一個(gè)額外的處理工序。這樣也會(huì)增加這類OLED顯示器的生產(chǎn)成本。
當(dāng)使用慣用的標(biāo)準(zhǔn)濺射源時(shí)，特別是直流(DC)磁電管時(shí)，在基片涂敷覆層的溫度應(yīng)高于材料的重結(jié)晶溫度(對(duì)于ITO層大約是150攝氏度)以獲得良好的電學(xué)和光學(xué)性能。通常，基片加熱到大約200攝氏度。由于在較低溫度下銦錫氧化物層的電阻系數(shù)和透光度不滿足電學(xué)和光學(xué)要求，因而需要進(jìn)行這一加熱工藝。用此方法，薄膜生長(zhǎng)是微晶的，突峰可能形成在薄膜表面。實(shí)驗(yàn)顯示，通過(guò)DC磁電管濺射在200攝氏度的基片溫度沉積的ITO層的均方根粗糙度為2.3納米且最大粗糙度為16.1納米。如果將生產(chǎn)有機(jī)發(fā)光二極管所需的有機(jī)材料層涂在這樣一個(gè)層，又必要進(jìn)行一個(gè)機(jī)械拋光工序以避免表面上的突峰或邊緣引起的短路或其它缺陷。但是，這使有機(jī)發(fā)光二極管的生產(chǎn)更復(fù)雜而且也增加了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的形式在基片上產(chǎn)生光滑金屬氧化物層尤其是銦錫氧化物層的方法， 特別是使用標(biāo)準(zhǔn)濺射源例如DC磁電管和RF/DC-脈沖磁電管工藝(無(wú)線電頻率脈沖直流磁電管)。這一目標(biāo)可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1的技術(shù)特征可以實(shí)現(xiàn)一種方法，根據(jù)權(quán)利要求6的技術(shù)特征可以實(shí)現(xiàn)一種基片覆層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于如下考慮假如是冷沉積層，特別是銦錫氧化物層時(shí)，即使基片經(jīng)過(guò)退火處理仍可能保留一些結(jié)晶核，這些結(jié)晶核僅在該層厚度超過(guò)70納米時(shí)出現(xiàn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，最終的金屬氧化物層厚度僅有一部分在第一步驟中濺射沉積在基片上，控制溫度曲線圖以阻止結(jié)晶核的形成。隨后，基片被加熱到一個(gè)高于重結(jié)晶溫度的溫度，該重結(jié)晶溫度對(duì)于ITO層來(lái)講是150攝氏度。然后，所余ITO層厚度通過(guò)濺射沉積被應(yīng)用。
有利的是，在第一覆層步驟中涂敷的ITO層其部分厚度小于70納米；厚度范圍在25納米和50納米之間更佳。在此有利的是，將覆層涂敷在一個(gè)冷基片上或者在溫度至少低于150攝氏度的基片上，即銦錫氧化物層的重結(jié)晶溫度。優(yōu)選地，該覆層涂敷的基片溫度是100攝氏度或更低，特別在15到30攝氏度范圍內(nèi)，即最好在室溫下。
有利地是，該部分覆層的基片然后加熱到大約180攝氏度或更高，在該基片上濺射沉積所余的ITO層。
因此，本發(fā)明提供了使用普通工廠技術(shù)(也就是慣用的標(biāo)準(zhǔn)濺射工藝諸如DC磁電管或RF/DC-脈沖磁電管工藝)進(jìn)行光滑ITO層的涂敷，而無(wú)須后續(xù)的對(duì)銦錫氧化物層的拋光步驟。特別是避免了對(duì)復(fù)雜的、昂貴的和難以控制的離子輔助濺射技術(shù)的使用。這可以通過(guò)利用銦錫氧化物層的溫度相關(guān)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)。


以下將根據(jù)兩個(gè)實(shí)施例參照?qǐng)D1和圖2解釋本發(fā)明，其中圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法生成的ITO薄膜。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1通過(guò)DC磁電管濺射的手段，以2瓦/平方厘米的功率密度，室溫涂敷玻璃基片以35納米厚的ITO。涂敷后，將基片加熱到200攝氏度，維持此溫度并以2瓦/平方厘米的功率密度進(jìn)一步將其涂敷以105納米厚的ITO。沉積在基片上的薄膜的總厚度為140納米、電阻系數(shù)為200微歐厘米、波長(zhǎng)550納米下的透光度為85％、均方根粗糙度為1.0納米和最大粗糙度為10.8納米(圖1)。
實(shí)施例2通過(guò)RF/DC-脈沖磁電管濺射的手段，以2.25瓦/平方厘米的功率密度，室溫涂敷玻璃基片以49納米厚的ITO。涂敷后，將基片加熱到200攝氏度，維持此溫度并以2.25瓦/平方厘米的功率密度進(jìn)一步將其涂敷以以91納米厚的ITO。沉積在基片上的薄膜的總厚度為140納米、電阻系數(shù)為200微歐厘米、波長(zhǎng)550納米下的透光度為88％、均方根粗糙度為0.42納米和最大粗糙度為4.7納米(圖2)。
因此，使用本發(fā)明的方法可以制出低電阻率的、透明的、導(dǎo)電的銦錫氧化物層，該層特征為非常低的表面粗糙度因而無(wú)須機(jī)械后續(xù)拋光。實(shí)際上，該有機(jī)材料薄層無(wú)須進(jìn)一步處理就可用于生產(chǎn)有機(jī)發(fā)光二極管。
權(quán)利要求
1.一種在基片上生成光滑金屬氧化物層尤其是銦錫氧化物層(ITO層)的方法，該基片具體用于制造有機(jī)發(fā)光二極管，為了制造該二極管，將透明的導(dǎo)電ITO層涂敷于一個(gè)玻璃基體以形成一個(gè)電極，其特征在于，該ITO層是這樣形成的首先在一定溫度濺射沉積部分的ITO層厚度，該溫度的分布變化受控以防結(jié)晶核的形成，隨后將該基片加熱到高于ITO層的重結(jié)晶溫度，最后濺射沉積所余的ITO層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，首先濺射沉積的ITO層厚度小于70納米，最好在25納米到50納米范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，濺射是通過(guò)DC或RF/DC-脈沖磁電管濺射實(shí)現(xiàn)的。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，首次的部分的ITO層是濺射沉積在一個(gè)冷的基片上，特別是在一個(gè)溫度低于150攝氏度的基片上，最好是在一個(gè)溫度低于大約100攝氏度或更低的基片上。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，該部分的涂敷ITO層加熱到150攝氏度或更高，最好是180攝氏度或更高。
6.基片的銦錫氧化物覆層，特別用于制造有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，該基片覆層包括一個(gè)首次的、無(wú)結(jié)晶的、厚度小于70納米的ITO層，在其上涂敷用于彌補(bǔ)所余厚度的ITO層，尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至5所提供的一種方法制造。
7.具有光滑銦錫氧化物層的有機(jī)發(fā)光二極管，根據(jù)權(quán)利要求1至5所提供的一種方法制造。
全文摘要
在一種在基片上生成ITO層的方法中，特別用于制造有機(jī)發(fā)光二極管，首先通過(guò)濺射沉積涂敷部分的ITO層厚度，控制溫度變化分布以阻止了結(jié)晶核的形成；隨后，將部分覆層的基片加熱到高于ITO層的重結(jié)晶溫度，然后濺射沉積所余的ITO層。
文檔編號(hào)H01B13/00GK1572899SQ200410059420
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者馬庫(kù)斯·本德爾 申請(qǐng)人:應(yīng)用薄膜有限責(zé)任與兩合公司