CN101577316A - 有机膜涂覆之图形化的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机膜涂覆之图形化的工艺方法。现有技术中，聚合物PLED有机膜的制备采用转涂涂覆或打印的方法；但除去有机膜涂层的方法，目前多采用激光烧蚀；通过特定波长的激光，将有机膜涂层烧蚀蒸发，除去多余的有机膜，以实现有机膜涂层的图形化；但是如果激光能量控制不当，有可能对膜底材料造成烧蚀损伤。本发明是以贴膜方式保护无需涂覆有机膜的区域，以实现有机膜涂覆之图形化。其通过对无需涂膜区域的贴膜保护，有效克服现有涂膜方法的无选择性和全覆盖的缺点，避免使用激光烧蚀方法清除多余有机膜可能造成的对膜底材料的烧蚀损伤；另外，贴膜保护区域在贴膜被剥离之后基本无污染，对后续工艺没有影响。

Description

有机膜涂覆之图形化的工艺方法

技术领域

本发明涉及有机膜涂覆之图形化的工艺方法。

背景技术

依据有机发光二极管使用的有机发光材料不同，可将其分为小分子有机发光二极管(有机小分子材料的分子量小于1,000，习惯称Organic Light-EmittingDiode，简称OLED)和聚合物有机发光二极管(分子量大于10,000，习惯称Polymer Light-Emitting Diode，简称PLED)这两大类。

小分子OLED有机膜的制备采用真空蒸镀的方法。为了避免不同材料间的相互污染，需要使用多腔体真空设备，对真空技术条件要求严格、设备及运营成本高、制程工艺复杂、材料利用率低、蒸镀速率不稳定、大面积制备时薄膜不均匀以及真空腔容易污染，真空腔体清理和获取真空均旷日耗时，生产效率极低。这些因素都增加了小分子OLED制程的复杂性，降低了成品率，极大增加了产品的生产成本。目前小分子OLED多应用在小尺寸面板和高端消费类电子产品上。

然而，聚合物PLED有机膜的制备采用涂覆或打印的方法。由于不需使用真空设备，其生产过程可以大幅简化，生产成本会大幅度降低。采用打印方法，有机材料的使用率高，生产成本极具优势，加上基板尺寸无太大限制，在大尺寸面板的制造中，具有良好的应用前景。但是打印方法，薄膜均匀性差，可能有针孔，对高分子材料要求较高，打印过程中容易产生印滴色彩混淆的情况，影响发光效率及寿命，使用的喷头可能在制程中会发生堵塞，影响产品良率。这些因素都制约了现阶段打印方法的推广和应用。

旋转涂覆作为有机膜涂覆的方法之一，是在可以旋转的圆盘上，滴上一定量有机聚合物溶液，溶液会因为旋转形成的离心力而呈薄膜状分布，液体凝固后便可在基板上形成有机膜。有机膜厚度可通过溶液粘度、旋转参数(如：加速度、转速)以及旋转时间等来调整。旋转涂覆工艺在半导体工业中被广泛使用，设备简单，制备的有机膜厚度均匀。就成本而言，旋转涂覆比真空蒸镀要低得多。但是旋转涂覆像真空蒸镀一样对有机材料的浪费巨大，超过百分之九十五的有机材料被甩离旋转基板而浪费。而打印方法对有机材料的利用效率超过百分之九十五，然而目前打印技术并未完全成熟，聚合物PLED有机膜的制备仍以旋转涂覆方法为主。

受旋转涂覆工艺的特征限制，有机膜图形化制备非常困难。旋转涂覆后，有机膜覆盖在基板上的所有区域，包括用作电极引脚的部分和对器件进行封装的部分。经过成模后的显示器件往往要根据客户订单要求，切割成若干小尺寸的显示器件。这些器件彼此分离，各自带有一组独立的电极引脚。因此，覆盖在这些电极引脚部分的有机膜必须除去，否则电极引脚和驱动电路之间便无法导通。为了防止有机膜被水氧侵蚀引起器件寿命缩短，必须将每个显示器件发光有机膜区域密闭封装起来，使之与外界隔离。综上，旋转涂覆工序完成后，需要除去覆盖在电极引脚之上以及封装区域的所有有机膜涂层。

除去有机膜涂层的方法，目前多采用激光烧蚀(Laser Ablation)。通过特定波长的激光，将有机膜涂层烧蚀蒸发，除去多余的有机膜，以实现有机膜涂层的图形化。但是如果激光能量控制不当，有可能对膜底材料造成烧蚀损伤。且激光烧蚀设备价格昂贵，不利于成本的降低和控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单有效的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，该方法简化有机膜涂覆之图形化的工艺，提高制程效率，节约有机材料，节省设备成本，还可避免因使用激光烧蚀方法去除有机膜而对膜底材料造成的损伤。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

有机膜涂覆之图形化的工艺方法是以贴膜方式保护无需涂覆有机膜的区域，以实现有机膜涂覆之图形化。

有机膜涂覆之图形化的工艺方法，具体步骤如下：

(1)、准备需要涂覆有机膜图形的基板；

(2)、根据所需要的有机膜图形，选定无需涂覆有机膜的区域，粘贴胶带以形成保护区域；

(3)、将需要涂覆的有机材料溶解于溶剂中，配制成有机材料溶液；

(4)、滴加有机材料溶液到需要涂覆有机膜的区域，非涂膜区域无需滴加有机材料溶液；

(5)、涂覆成膜；

(6)、去除起保护作用的粘贴胶带。

上述步骤(1)中所使用的基板是玻璃基板、表面镀有ITO或其它导电材料的玻璃基板、柔性基板、镀有ITO或其它导电材料的柔性基板。

上述步骤(2)中采用具有优良的微粘结性和再剥离性的保护胶带；保护胶带主要由粘结剂和基体材料组成，基体材料使用聚酯，粘结剂使用低污染性丙烯(酸)，胶带的粘着力在0.05N/20mm～10N/20mm之间；有机膜涂覆结束，剥离保护胶带后，基板上的被粘贴区域表面不受污染或少受污染。

上述步骤(2)中保护胶带厚度在0.01mm～1.0mm之间。

上述步骤(5)中涂覆成膜时，使用旋转涂覆的方法进行有机材料的涂覆成膜，有机成膜材料溶液受保护胶带形成的图形区域限制，在未受胶带保护的区域，涂覆形成有机膜图形。

上述步骤(5)中涂覆成膜时，通过控制涂覆溶液的粘度、调整涂覆设备的参数，如旋转涂膜机加速度、转速和旋转时间等即可控制有机膜的形貌、尺寸和成膜厚度，有机膜厚度在50nm～5um之间。

本发明相对于现有技术，其优点如下：通过对无需涂膜区域的贴膜保护，有效克服现有涂膜方法的无选择性和全覆盖的缺点，避免使用激光烧蚀方法清除多余有机膜可能造成的对膜底材料的烧蚀损伤；由于采用薄型贴膜，贴膜对有机膜涂覆没有影响，有机膜可以均匀涂覆在需要的区域；另外，贴膜保护区域在贴膜被剥离之后基本无污染，对后续工艺没有影响。该有机膜涂覆之图形化的工艺方法简单、快捷、经济，可以有效提高有机膜涂覆的生产效率和降低工业化的生产成本。

附图说明：

图1为有机膜涂覆之图形化设计示例图；

图2为有机膜图形化之有机材料滴加示例图；

图3为有机膜涂覆后效果示例图；

图4为保护贴膜剥离后效果示例图；

图5为使用0.15mm厚保护胶带贴膜效果图；

图6为使用0.15mm厚保护胶带、0.5％MEH-PPV的甲苯溶液旋涂后效果图；

图7为使用0.15mm厚保护胶带、0.5％MEH-PPV的甲苯溶液旋涂剥离保护胶带后的成膜效果图；

图8为使用0.059mm厚保护胶带贴膜效果图；

图9为使用0.059mm厚保护胶带、0.5％MEH-PPV的甲苯溶液旋涂后效果图；

图10为使用0.059mm厚保护胶带、0.5％MEH-PPV的甲苯溶液旋涂剥离保护胶带后的成膜效果图；

图11为使用0.15mm厚保护胶带、RZJ304-10CP丙二醇单甲醚醋酸酯溶液旋涂剥离保护胶带后的成膜效果图；

图12为使用0.059mm厚保护胶带、RZJ304-10CP丙二醇单甲醚醋酸酯溶液旋涂剥离保护胶带后的成膜效果图；

图13为对有机膜涂覆结果进行分析之选点图；

图14为使用0.15mm厚保护胶带、RZJ304-10CP丙二醇单甲醚醋酸酯溶液制作有机膜图形之紫外吸收光谱图；

图15为使用0.059mm厚保护胶带、RZJ304-10CP丙二醇单甲醚醋酸酯溶液制作有机膜图形之紫外吸收光谱图。

具体实施方式

下面通过实例对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明保护范围。

有机膜涂覆之图形化的工艺方法是以贴膜方式保护无需涂覆有机膜的区域，以实现有机膜涂覆之图形化。

具体步骤如下：

(1)、准备需要涂覆有机膜图形的基板；

(2)、根据所需要的有机膜图形，选定无需涂覆有机膜的区域，粘贴胶带以形成保护区域，如图1所示；粘结剂使用但不限于低污染性丙烯(酸)等成分，具有优良的微粘结性和再剥离性。基体材料使用但不限于聚酯等成分。

(3)、将需要涂覆的有机材料溶解于溶剂中，配制成有机材料溶液；

(4)、滴加有机材料溶液到需要涂覆有机膜的区域，非涂膜区域无需滴加有机材料溶液，如图2所示；

(5)、涂覆成膜，如果是使用旋转涂膜的方法，即可在适当的旋涂参数下制备有机膜图形，如图3所示；

(6)、去除起保护作用的粘贴胶带，如图4所示。

实施例一：

1)准备并清洗100mm×100mm玻璃基板；

2)用0.15mm厚胶带在100mm×100mm的玻璃基板上，选定无需涂覆有机膜的区域，贴出3个平行的矩形框，各矩形内边尺寸为75mm×13mm，形成有机膜成膜图形区域，效果如图5所示；

3)将需要涂覆的MEH-PPV溶解于甲苯溶液中，配制含0.5％MEH-PPV的甲苯溶液；

4)滴加0.5％MEH-PPV的甲苯溶液到需要涂覆有机膜的区域，非涂膜区域无需滴加该溶液；

5)用表1给出的参数旋转涂覆有机膜：

表1实施例一旋涂参数

注意：整个旋涂过程，应在氮气保护环境中进行

6)旋转涂覆后，效果如图6所示；

7)剥离除去保护胶带，效果如图7所示；

实施例二：

1)将实施例一步骤2)中所用的保护胶带换成日东RP301(0.059mm厚，粘着力0.16N/20mm)的保护胶带(以下简称0.059厚胶带)；

2)其余条件同实施例一；

3)粘贴胶带，形成有机膜成膜图形区域，效果图8所示；

4)旋转涂覆后，效果如图9所示；

5)剥离除去保护胶带，效果如图10所示；

实施例三：

1)将实施例一步骤3)中有机材料更换为苏州瑞红生产的RZJ304-10CP，溶剂更换为丙二醇单甲醚醋酸酯溶液；

2)用表2给出的参数旋转涂覆有机膜：

表2实施例二旋涂参数

注意：整个旋涂过程，应在氮气保护环境中进行

3)其余条件同实施例一；

4)剥离除去保护胶带，效果如图11所示；

实施例四：

1)将实施例三中保护胶带换成0.059mm厚胶带；

2)其余条件同实施例三；

3)剥离除去保护胶带，效果如图12所示；

实施例五：

实施结果之宏观分析(紫外吸收光谱测量有机膜吸光度)

1)使用双光束扫描型紫外可见分光光度计，测量图13所示分布在基片广泛区域上9个点处有机膜的吸光度；

2)测量由实施例三(使用0.15mm厚胶带贴膜保护，RZJ304-10CP的丙二醇单甲醚醋酸酯溶液旋涂)制作的有机膜上，如图13所示9个点处的吸光度；

3)测量由实施例四(使用0.059mm厚胶带贴膜保护，RZJ304-10CP的丙二醇单甲醚醋酸酯溶液旋涂)制作的有机膜上，如图13所示9个点处的吸光度；

图14和图15分别为使用0.15mm和0.059mm厚保护胶带制作有机膜图形之紫外吸收光谱。所使用的有机材料在290nm处有强吸收峰。吸光强度测试数据如表3所示。

表3使用0.15mm和0.059mm厚保护胶带制作有机膜吸光度测试数据对比

从图14、图15的紫外吸收光谱以及表3的吸光度测试数据可以看出：

1)使用0.15mm胶带保护，制成的有机膜均匀性相对较差，吸光度与平均值之间的偏差从-11.69％到+18.76％，平均偏差为7.75％。而使用0.059mm胶带制成的有机膜均匀性相对较好，吸光度与平均值之间的偏差从-7.90％到+4.13％，平均偏差为2.44％，仅为0.15mm胶带的三分之一。保护胶带厚度减小时，有机膜的均匀性亦随之改善；

2)实验中使用旋转涂覆的方法制备有机膜。使用0.059mm保护胶带保护，制成的有机膜表现出越靠近基板中心膜越厚的特征，这符合旋转涂覆工艺自身特点，即薄膜厚度是从旋转中心向边缘逐渐减小的，有机膜厚度变化与粘贴保护胶带关系不是十分明显。但使用0.15mm保护胶带制备的有机膜厚度表现出没有规律，有时边沿厚度超过更靠近中心的区域，这说明厚一点的保护胶带对旋转涂覆成膜厚度影响巨大。

Claims (7)

1、有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法是以贴膜方式保护无需涂覆有机膜的区域，以实现有机膜涂覆之图形化。

2、根据权利要求1所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述的图形化的工艺方法，其具体步骤如下：

(1)、准备需要涂覆有机膜图形的基板；

(2)、根据所需要的有机膜图形，选定无需涂覆有机膜的区域，粘贴胶带以形成保护区域；

(3)、将需要涂覆的有机材料溶解于溶剂中，配制成有机材料溶液；

(4)、滴加有机材料溶液到需要涂覆有机膜的区域，非涂膜区域无需滴加有机材料溶液；

(5)、涂覆成膜；

(6)、去除起保护作用的粘贴胶带。

3、根据权利要求2所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(1)中所使用的基板是玻璃基板、表面镀有ITO或其它导电材料的玻璃基板、柔性基板、镀有ITO或其它导电材料的柔性基板。

4、根据权利要求2所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用具有优良的微粘结性和再剥离性的保护胶带；保护胶带主要由粘结剂和基体材料组成，基体材料使用聚酯，粘结剂使用低污染性丙烯(酸)，胶带的粘着力在0.05N/20mm～10N/20mm之间；有机膜涂覆结束，剥离保护胶带后，基板上的被粘贴区域表面不受污染或少受污染。

5、根据权利要求2所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(2)中保护胶带厚度在0.01mm～1.0mm之间。

6、根据权利要求2所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(5)中涂覆成膜时，使用旋转涂覆的方法进行有机材料的涂覆成膜，有机成膜材料溶液受保护胶带形成的图形区域限制，在未受胶带保护的区域，涂覆形成有机膜图形。

7、根据权利要求2所述的有机膜涂覆之图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(5)中涂覆成膜时，通过控制涂覆溶液的粘度、调整涂覆设备的参数，如旋转涂膜机加速度、转速和旋转时间等即可控制有机膜的形貌、尺寸和成膜厚度，有机膜厚度在50nm～5um之间。

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