CN102945855A - 发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法，涉及显示领域，可保证打印形成的发光材料液滴平铺于像素区域中，避免液滴流到相邻像素区。本发明所述发光显示背板，包括：基板和设置在基板上的像素界定层，所述像素界定层包括：自下而上依次设置的第一感光性树脂层、第一界定层和第二界定层；在每一像素的对应区域，所述第一感光性树脂层、第一界定层和第二界定层均设置有开口，且第一界定层的开口小于第二界定层及第一感光性树脂层的开口，以形成下宽上窄的发光材料填充域。本发明用于改进打印成膜技术，使发光材料液滴平铺于像素区域中，改善发光显示背板的发光质量。

Description

发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)和高分子发光二极管(Polymer Light-emitting Diode，PLED)，因其具有自发光、快速响应、宽视角和可制作在柔性衬底上等独特特点，预计今后几年以OLED、PLED为基础的显示器将成为显示领域的主流。
OLED(或PLED)显示背板包括基板、ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)阳极、发光层和阴极等，其发光原理为：电压作用下，空穴与电子在发光层复合掉到较低的能带上，放出能量与能隙相同的光子，其波长(发光颜色)取决于发光层的能隙大小。
发光层的制作通常采用打印技术，将液态的发光材料铺满特定的像素区域，然而现有高分辨率产品的像素尺寸一般为30μm×180μm，打印形成的液滴直径大于30μm，与像素的尺寸处于同一量级，因此，为保证打印后的液滴能顺利、平整的铺满像素区域内，同时避免液滴流到相邻像素，目前倾向采用双层膜结构形成的像素界定层(Photo Define Layer，PDL)，底层膜采用构图工艺在像素区域宽开口，上层膜采用构图工艺在像素区域窄开口，但是该方案不可避免要增加掩膜版使用数量，增加曝光工序，导致制造成本上升，不利于大规模生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法，可保证打印形成的发光材料液滴可以平铺于像素区域中，避免液滴流到相邻像素区。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种发光显示背板，包括：基板和设置在所述基板上的像素界定层，所述像素界定层包括：
自下而上依次设置的第一感光性树脂层、透明的第一界定层和透明的第二界定层；
在每一像素的对应区域，所述第一感光性树脂层、第一界定层和第二界定层均设置有开口，且所述第一界定层的开口小于所述第二界定层及所述第一感光性树脂层的开口，以形成下宽上窄的发光材料填充域。
优选地，所述第二界定层由疏水性材料形成。
优选地，所述第二界定层为硅氮化物薄膜。
优选地，所述第一界定层由亲水性材料形成。
优选地，所述第一界定层为硅氧化物薄膜。
本发明还提供一种显示装置，包括：所述的任一发光显示背板。
另一方面，本发明还提供一种发光显示背板的像素界定层的制备方法，所述发光显示背板，包括：基板和设置在所述基板上的像素界定层，所述方法包括：
依次形成第一感光性树脂层、第一界定层、第二界定层和第二感光性树脂层，所述第一界定层和所述第二界定层均透明；
进行曝光，使每一像素对应区域的所述第二感光性树脂层及其下方的所述第一感光性树脂层均感光；
去除每一像素对应区域感光的所述第二感光性树脂层，暴露所述第一界定层；
进行刻蚀，使暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层在每一像素的对应区域形成开口，其中，进行刻蚀时，所述第二界定层的刻蚀速率小于所述第一界定层的刻蚀速率，以使所述第二界定层的开口小于所述第一界定层的开口。
进一步地，所述方法还包括：去除每一像素对应区域感光的所述第一感光性树脂层。
优选地，所述第二界定层由疏水性材料形成。
优选地，所述第二界定层为硅氮化物薄膜。
优选地，所述第一界定层由亲水性材料形成。
优选地，所述第一界定层为硅氧化物薄膜。
可选地，采用干法刻蚀对暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层进行刻蚀。
可选地，采用湿法刻蚀对暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层进行刻蚀，且所使用的刻蚀液对硅氮化物的刻蚀速率比对硅氧化物的刻蚀速率小。
本发明提供一种发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法，先依次形成第一感光性树脂层、第一界定层、第二界定层和第二感光性树脂层；再增加光刻时的曝光量，使每一像素对应区域的第一、第二感光性树脂层均感光；然后去除第二感光性树脂层，并利用第一、第二界定层材料的不同刻蚀速率，将每一像素对应区域的像素界定层刻蚀为下宽上窄倒梯形的结构。这种结构可以保证打印时，发光材料的液滴可以平铺于像素界定层的像素区域中，避免液滴飞溅或流到相邻像素区，而且只需一次光刻工艺，降低了掩膜版的使用数量，从而降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的发光显示背板的俯视图；
图2为本发明实施例一发光显示背板沿A-A’方向的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例二发光显示背板的像素界定层的制备方法流程图；
图4为本发明实施例二制备像素界定层中形成的各膜层示意图；
图5为本发明实施例二制备像素界定层中各膜层的曝光示意图；
图6为本发明实施例二制备像素界定层中去除感光的第二感光性树脂层后像素界定层的示意图；
图7为本发明实施例二制备像素界定层中进行刻蚀后像素界定层的示意图。
附图标记说明
10-基板，11-像素界定层，111-第一感光性树脂层，112-第一界定层，113-第二界定层，114-第二感光性树脂层，12-发光材料填充域，13-阳极电极。
具体实施方式
本发明实施例提供一种发光显示背板、显示装置和像素界定层的制备方法，可保证打印时形成的发光材料液滴可以平铺于像素界定层的像素区域中，避免液滴流到相邻像素区，而且只需一次光刻工艺，从而降低掩膜版使用数量，降低制造成本。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本发明实施例提供一种发光显示背板，如图1、图2所示，该背板包括：基板10和设置在基板10上的像素界定层11，所述像素界定层11包括：
自下而上依次设置的第一感光性树脂层111、透明的第一界定层112和透明的第二界定层113；
在每一像素的对应区域，第一感光性树脂层111、第一界定层112和第二界定层113均设置有开口，且第一界定层111的开口小于第二界定层112及第一感光性树脂层113的开口，形成下宽上窄的发光材料填充域12。
OLED(或PLED)发光显示背板包括基板、ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)阳极、发光层和阴极等。其中，在形成发光层时，对于OLED或PLED背板，尤其是高分辨率的显示背板，发光材料经由打印技术形成的液滴尺寸与背板像素的尺寸处于相同量级，因此打印需要很高的准确度，同时打印时不可避免的会使得液滴打偏，从而导致显示器RGB串色、Mura等缺陷的出现，为了避免以上缺陷的形成，本实施例先设置像素界定层11，再以打印的形式将发光材料填充至像素界定层11的像素区域，具体地，本实施例采用三层材料形成像素中有机发光材料的界定层(PDL)，其具体结构包括：最下层的第一感光性树脂111，其上的第一界定层112以及最上层的第二界定层113。
本实施例所述的像素界定层11设置在形成有ITO阳极电极13的基板上，且所述像素界定层11设置有发光材料填充域12，具体地：在每一像素的对应区域，第一感光性树脂层111、第一界定层112和第二界定层113均设置有开口，且第一感光性树脂层111及第一界定层112的开口大，位于顶层的第二界定层113的开口小，即第二界定层113的开口孔径L小于第一界定层112的开口孔径l，形成下宽上窄倒梯形的发光材料填充域12，这样发光材料液滴一旦滴入或流入，就不易流出。
本实施例中，发光材料填充域12的底部面积大但顶部开口小，这样的结构设计易于填充发光材料，可保证打印时的发光材料的液滴可以平铺于像素界定层的像素区域中，避免液滴流到相邻像素区，而且只需一次光刻工艺即可形成(具体见实施例二)，可降低掩膜版使用数量，从而降低制造成本。
其中，优选地，上层的第二界定层113由疏水性材料形成，例如硅氮化物。
发光材料液体滴在像素界定层11表面时，需能形成液滴，这样在打印偏离像素区域时，发光材料液滴才能自动流入发光材料填充域12，而发光材料能否在像素界定层11表面形成的液滴，取决于发光材料在像素界定层11表面的润湿特性，更深层次的原因取决于像素界定层11的表面能。
本实施例像素界定层11的顶层即第二界定层113，选用疏水性材料形成，而现有发光材料一般为亲水性，这样发光材料在打印偏离像素区域时，即可形成液滴流入发光材料填充域12，无需对像素界定层11进行表面处理，也无需增加设备投入，因此可降低成本，便于大规模生产。
优选地，下层的第一界定层112由亲水性材料形成，例如硅氧化物。
第一界定层112由亲水性材料形成，而发光材料一般也为亲水性，这样当发光材料液滴滴入或流入发光材料填充域12时，亲水性材料形成的第一界定层112可以起到拉平发光材料液滴，使发光材料液滴平整地铺满像素区域的作用，从而改善发光显示背板的发光质量。
作为一种优选的实施方式，第二界定层113为硅氮化物薄膜(SiNx，其中x取值为1～4/3)，参考厚度为200～300nm；第一界定层为硅氧化物薄膜(SiOx，其中x取值为1～2)，参考厚度也为200～300nm。
当然，本实施例也不排除发光材料为疏水性材料的情况，这时优选地，上层的第二界定层113由亲水性材料形成，下层的第一界定层112由疏水性材料形成。
本发明实施例所述发光显示背板，因其上设置的像素界定层可以保证打印发光材料时，发光材料的液滴可以平铺于像素界定层的像素中，避免液滴流到相邻像素区，从而改善发光显示背板的发光质量，避免显示器出现RGB串色、Mura等缺陷，而且该像素界定层制作过程简单，可降低成本，便于大规模生产。
本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括上述任意一种发光显示背板，可改善发光质量，避免出现RGB串色、Mura等缺陷，而且制作过程简单，可降低成本，便于大规模生产。
所述显示装置可以为：OLED面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
实施例二
本发明实施例提供一种发光显示背板的像素界定层的制备方法，所述发光显示背板，包括：基板和设置在所述基板上的像素界定层，如图3所示，该方法包括：
步骤201、依次形成第一感光性树脂层111、第一界定层112、第二界定层113和第二感光性树脂层114，所述第一界定层112和第二界定层113均透明，如图4所示；
本步骤形成最下层的第一感光性树脂111、其上的第一界定层112、第二界定层113及第二感光性树脂114，而形成(或制备)这些膜层的方式，可以是物理气相沉积(PVD)方法如蒸发、溅射、离子镀等，也可以是化学气相沉积形成(CVD)方法，一般根据待沉积的薄膜的材料进行选择，本实施例对此不做限制。以第一界定层112为硅氧化物薄膜，第二界定层113为硅氮化物薄膜为例，一种具体制备方案如下：
在背板经过栅极-栅绝缘层-有源层-源/漏-钝化层(形成薄膜晶体管，且所述薄膜晶体管以底栅结构为例)后，沉积一层ITO作为阳极材料，经过刻蚀形成每个像素的阳极电极13；
在ITO上旋涂一层感光性树脂材料(第一感光性树脂111)，其参考厚度为800nm～1000nm；
在感光性树脂上，利用化学气相沉积(PECVD)或常压射频冷等离子体(TEOS)，沉积SiNx薄膜作为第一界定层112，参考厚度200nm～300nm；
在SiNx上，利用同样的沉积技术，获得一层SiOx作为第二界定层113，参考厚度200nm～300nm；
在SiOx上再旋涂一层感光性树脂材料(第二感光性树脂114)，以便下一步曝光刻蚀图形。
步骤202、进行曝光，使每一像素对应区域的第二感光性树脂层114及其下方的第一感光性树脂层111均感光，如图5所示；
本步骤中增加光刻时的曝光量，由于第一界定层112(例如SiOx薄膜)和第二界定层113(例如SiNx薄膜)均是透明的，因此，第二感光性树脂层114以及ITO阳极电极13上方的第一感光性树脂层111都被曝光，如图5所示。
步骤203、去除每一像素对应区域感光的第二感光性树脂层114，暴露第一界定层113，形成图6所示结构；
本步骤中利用显影液，将每一像素对应区域经过感光的第二感光性树脂层114(最上层的PR)洗掉。
步骤204、进行刻蚀，使暴露出的第一界定层113及下层的第二界定层113在每一像素的对应区域形成开口，其中，进行刻蚀时，第二界定层113的刻蚀速率小于第一界定层112的刻蚀速率，以使第二界定层113的开口小于第一界定层112的开口，如图7所示。
本步骤中利用不同材料对刻蚀液/离子束的敏感程度不同，其刻蚀速率也不同，具体刻蚀时选择对第二界定层113刻蚀速率小于第一界定层112刻蚀速率的方法。
具体地，以第一界定层112为硅氧化物薄膜，第二界定层113为硅氮化物薄膜为例：可选地，采用干法刻蚀对暴露出的硅氮化物SiNx薄膜(第二界定层113)及硅氧化物SiOx薄膜(第一界定层112)进行刻蚀，因SiNx薄膜相对于SiOx薄膜的刻蚀速率要快的多，而且存在横向刻蚀现象，所以结果同样刻蚀条件下，SiNx薄膜的开口小于SiOx薄膜的开口，这里的干法刻蚀包括但不限于溅射与离子束铣蚀、等离子刻蚀(PlasmaEtching)、高压等离子刻蚀、高密度等离子体(HDP)刻蚀和反应离子刻蚀(RIE)。或者可选地，也可以采用湿法刻蚀对暴露出的硅氮化物薄膜(第二界定层113)及硅氧化物薄膜(第一界定层112)进行刻蚀，且选择使用对硅氮化物的刻蚀速率比对硅氧化物的刻蚀速率小的刻蚀液。最后，本步骤还利用洗液(Stripper)，剥离剩余的第二感光性树脂114，当然也可采用其它方式。
进一步地，所述方法还包括：步骤205、去除每一像素对应区域感光的第一感光性树脂层111，形成图2所示的像素界定层11。
本步骤利用显影液，将每一像素对应区域感光后的第一感光性树脂层111剥离，当然具体实施中不限于此，也可采用其它方式。
在本发明实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
其中，优选地，第二界定层113由疏水性材料形成，例如硅氮化物；第一界定层112由亲水性材料形成，例如硅氧化物。
本发明实施例所述发光显示背板像素界定层的制备方法，先依次形成第一感光性树脂层、第一界定层、第二界定层和第二感光性树脂层；再增加光刻时的曝光量，同时使每一像素对应区域的第一、第二感光性树脂层均感光；然后去除感光的第二感光性树脂层，并利用第一、第二界定层材料的不同刻蚀速率，将每一像素对应区域的像素界定层刻蚀为下宽上窄倒梯形的结构，这种结构可以保证打印时，发光材料的液滴可以平铺于像素界定层的像素区域中，避免液滴流到相邻像素区，而且制作过程简单，只需一次光刻构图工艺，降低了掩膜版的使用数量，从而降低了制造成本。
需注意，本发明实施例中虽然以发光显示背板发光层的制备过程为例，但本发明的应用应不限于此，本发明可广泛应用于采用打印技术形成图案化薄膜的场景，例如，彩膜基板的彩膜层的制备过程，在此不再一一列举。
本发明实施例所述的技术特征，在不冲突的情况下，可任意相互组合使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种发光显示背板，包括：基板和设置在所述基板上的像素界定层，其特征在于，所述像素界定层包括：
自下而上依次设置的第一感光性树脂层、透明的第一界定层和透明的第二界定层；
在每一像素的对应区域，所述第一感光性树脂层、第一界定层和第二界定层均设置有开口，且所述第一界定层的开口小于所述第二界定层及所述第一感光性树脂层的开口，以形成下宽上窄的发光材料填充域。
2.根据权利要求1所述的发光显示背板，其特征在于，
所述第二界定层由疏水性材料形成。
3.根据权利要求2所述的发光显示背板，其特征在于，
所述第二界定层为硅氮化物薄膜。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发光显示背板，其特征在于，
所述第一界定层由亲水性材料形成。
5.根据权利要求4所述的发光显示背板，其特征在于，
所述第一界定层为硅氧化物薄膜。
6.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-5任一项所述的发光显示背板。
7.一种发光显示背板的像素界定层的制备方法，所述发光显示背板，包括：基板和设置在所述基板上的像素界定层，其特征在于，所述方法包括：
依次形成第一感光性树脂层、第一界定层、第二界定层和第二感光性树脂层，所述第一界定层和所述第二界定层均透明；
进行曝光，使每一像素对应区域的所述第二感光性树脂层及其下方的所述第一感光性树脂层均感光；
去除每一像素对应区域感光的所述第二感光性树脂层，暴露所述第一界定层；
进行刻蚀，使暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层在每一像素的对应区域形成开口，其中，进行刻蚀时，所述第二界定层的刻蚀速率小于所述第一界定层的刻蚀速率，以使所述第二界定层的开口小于所述第一界定层的开口。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
去除每一像素对应区域感光的所述第一感光性树脂层。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述第二界定层由疏水性材料形成。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述第二界定层为硅氮化物薄膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述第一界定层由亲水性材料形成。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述第一界定层为硅氧化物薄膜。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
采用干法刻蚀对暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层进行刻蚀。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
采用湿法刻蚀对暴露出的所述第一界定层及下层的所述第二界定层进行刻蚀，且所使用的刻蚀液对硅氮化物的刻蚀速率比对硅氧化物的刻蚀速率小。
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