CN103205674A - 有机发光显示器蒸镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机发光半导体蒸镀方法，主要解决现有OLED制造技术中，蒸镀时有机颗粒由于掩模板开口壁的遮蔽而无法达到基板的技术问题，本发明通过采用一种有机发光半导体的蒸镀方法，蒸镀用掩模板形状为四边形的金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，开口形状为梯形的技术方案，较好地解决了该问题，可用于有机发光二级管的工业生产中。

Description

有机发光显示器蒸镀方法

 

技术领域

本发明涉及OLED制造过程中有机发光半导体蒸镀方法。

背景技术

一般地，OLED器件为一种发射显示器件，其通过电激发荧光有机化合物发光。依据可以排列为矩阵的N×M像素的驱动方式，OLED器件可以看作无源矩阵OLED（PMOLED）器件或有源矩阵OLED（AMOLED）器件。AMOLED器件与PMOLED器件相比，由于其低功耗和高分辨率，适合于大尺寸显示器。

依据光从有机化合物发出的方向，OLED器件可为顶发射OLED器件、底发射OLED器件或顶和底发射OLED器件。顶发射OLED器件在与设置有像素的衬底的相反方向上发光且与底发射OLED不同，其具有高开口率（Aperture ratio）。

对于既包含用于主要显示窗口的顶发射型又包含用于次要窗口的底发射型OLED器件的需求正在增长，因为此器件可以被小型化且其消耗很少的功率。这样的OLED器件可以主要用于包括外部次要显示窗口和内部主要显示窗口的移动电话。次要显示窗口消耗的功率少于主要显示窗口，且当移动电话处于呼叫等待状态时它可以保持开的状态，从而允许在任何时候观察接收状态、电池余量、时间等。

有机电致发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）是在一定电场驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到阴极修饰层和空穴注入层，并在发光层中相遇，形成的激子最终导致可见光的发射。对于有机电致发光器件，我们可按发光材料将其分成两种：小分子OLED和高分子OLED。

上述有机电致发光装置包括第一电极、有机发光层及第二电极。制造有机发光装置时，通过光刻法，通过腐蚀剂在ITO上构图。光刻法再用来制备第二电极时，湿气渗入有机发光层和第二电极之间，会显著地缩短有机发光装置的寿命，降低其性能。为了克服以上问题，采用蒸镀工艺将有机发光材料沉积在基板上，形成有机发光层，该方法需配套高精度蒸镀用掩模板（也称为荫罩）。第二电极的制作同发光层的制作方法。

在蒸镀过程中，随着时间的延长，温度也在不断上升，高温可达到60℃，由于荫罩开口尺寸以微米级衡量，并且需要蒸镀到ITO玻璃上的有机材料的厚度很薄，以纳米级单位进行衡量，所以对开口尺寸精度、开口形貌以及板厚需严格要求。由于传统工艺使用的蒸镀用荫罩的开口一般为单层的，荫罩上的开口也无具无锥度，所以会造成有机材料颗粒的遮挡，影响蒸镀层的均匀性，降低蒸镀质量，增加了制造成本。

传统工艺采用单层开口的OLED掩模板，且开口无锥度，有机材料颗粒从各个角度穿过掩模板并贴附于基板上，开口无锥度，当颗粒倾斜射入角度小时，这部分颗粒会碰到开口壁而被遮蔽，无法到达基板。这种现象会产生以下问题：使倾斜射入的颗粒出现部分缺失，致使辉度下降，并且在基板上不能形成希望的厚度和形状。

一般蒸镀用荫罩的厚度在100μm左右，而蒸镀的有机材料膜厚只在100nm左右，荫罩上的开口尺寸最小可以是10μm，所以无锥度开口的侧壁势必会在蒸镀过程中产生遮挡，但另一方面，如果只减薄荫罩的厚度来降低有机材料的遮挡程度，又会影响荫罩的使用寿命，因为荫罩过薄，易变形，影响的荫罩的使用，降低蒸镀质量。

具有由通过附加电压而发光的低分子有机EL材料形成的有机发光层的有机EL显示面板是通过下述方式制造形成的，即，在透明基板上形成透明电极层，在该透明电极层上形成由低分子有机EL材料形成的有机发光层，还在该有机发光层上形成金属电极层。在该有机EL显示面板的制造工序中，在透明电极层上的有机发光层的形成通常是通过采用具有规定图案的多个细微通孔的蒸镀金属掩模，将低分子有机EL材料蒸镀于基板上的方法而进行的。

有机电致发光器件，具有自发光、反应时间快、视角广、成本低、制造工艺简单、分辨率佳及高亮度等多项优点，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。在OLED技术中，真空蒸镀中的掩模板技术是一项非常重要和关键的技术，该技术的等级直接影响OLED产品的质量和制造成本。

本发明提供一种OLED制造过程中所需的蒸镀用掩模板，该种掩模板具有锥度开口设计，即ITO面开口尺寸小于蒸镀面开口尺寸，解决了有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有OLED制造技术中，蒸镀时有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的技术问题，提供一种新的有机发光半导体蒸镀方法，使用该方法具有有机材料的使用率高、成膜率高、掩模板使用寿命长、节约成本的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：

a）把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；

b）蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；

c） 分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；

其中，所述掩模板形状为四边形的金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为梯形。

上述技术方案中，优选的技术方案，所述ITO面层的开口横向尺寸为5～70μm；开口尺寸精度为±5μm；所述的ITO面层的开口具有0～10°的锥角；所述蒸镀面层的厚度大于或等于ITO面层的厚度；所述ITO面层的厚度t₁为5～20μm；蒸镀面层的厚度t₂为20～30μm。所述蒸镀面层的厚度至少为ITO面层厚度的两倍；所述沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为等腰梯形。所述掩模板为矩形，厚度为25～200μm；ITO面和蒸镀面上的开口长尺寸边的方向为纵向，开口小尺寸边的方向为横向，ITO面开口横向尺寸小于蒸镀面开口的横向尺寸。掩模板厚度为25～150μm；蒸镀面层的开口侧壁为光滑竖直壁，由于两层的开口尺寸差异，蒸镀面层具有锥角，锥度在1～50°。掩模板材料为不锈钢、纯镍、镍钴合金、镍铁合金、因瓦合金中的任意一种金属板。所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过ITO面开口蒸镀到ITO玻璃基板上。所述掩模板的均匀性小于5%；表面光亮度为一级光亮；所述开口剖面梯形的腰的锥度为5～10°；ITO面的开口尺寸小于蒸镀面的开口尺寸； ITO面的开口具有锥角；开口尺寸从蒸镀面往ITO面递减。

所述ITO面和蒸镀面上的开口通过若干个实桥，将开口连接起来，开口在掩模板上呈规则分布；所述掩模板为矩形，厚度为5～200μm。蒸镀面大尺寸网格状开口侧壁为光滑锥壁，锥度在30～50°。ITO面开口的垂直深度小于等于蒸镀面开口的垂直深度。 

本发明通过该发明的有益效果如下：该种荫罩具有梯形开口设计，即ITO面开口尺寸小于蒸镀面开口尺寸，解决了有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的问题；在保证ITO面开口位置精度的同时提高了有机材料的成膜率；提高了有机材料的使用率，节约了成本。提高了蒸镀薄膜的均匀度；开口葫芦形的设计，保证了掩模板与ITO玻璃基板紧贴面（即ITO面）的开口尺寸精度控制在要求范围内；掩模板具有大开口设计的一定厚度的蒸镀面，保证在不影响蒸镀的情况下，对掩模板进行了加厚稳固的作用；扩大了荫罩的厚度范围，避免由于荫罩过薄导致的板面变形，提高了荫罩使用寿命，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为ITO面层开口具有倒锥角的掩模板。

图2为本发明实施例1中掩模板结构示意图。

图3为掩模板和ITO玻璃基板配合的蒸镀示意图。

图1中，01为ITO玻璃基板，02为掩模板，03为ITO面，04为蒸镀面，05为蒸镀源，06为ITO面开口；07为死角区域。

图2中，11为ITO面小尺寸开口；13蒸镀面大尺寸开口；梯形开口，03为ITO面，04为蒸镀面；θ角为0～10°，t1为掩模板ITO面层厚度5-20μm；t2为掩模板蒸镀面层厚度30-50μm。

图3中，01为ITO玻璃基板，02为蒸镀用掩模板，03为ITO面，04为蒸镀面，05为蒸发源，08为无死角区域。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

 

【对比例1】

传统工艺，掩模基板厚度在50-100μm，开口如图1所示的06，剖视图呈葫芦状，与ITO面03接触的开口存在死角07，虽蒸镀面04的开口具有30-50°的锥角，可以有效避免蒸镀过程中开口侧壁对有机材料的遮挡，但死角07的存在直接导致了蒸镀层厚度不均的问题，影响蒸镀效果，这是目前具有该种开口的蒸镀用掩模板不可避免的问题。

 

【实施例1】

一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；其中，所述掩模板形状为四边形的金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为梯形，蒸镀面层开口形状为矩形。如图2所示。

蒸镀方法，如图3所示，通过电铸工艺制得厚为20μm的蒸镀用掩模板，其上布满开口，掩模板的均匀性小于5%，表面光亮度为一级光亮，开口在ITO面层横向尺寸的为20μm，且尺寸精度在±5μm，但开口尺寸从ITO面层到蒸镀面层递增，将开口处沿掩模板厚度方向垂直剖开，开口为等腰梯形，剖面锥度10°。在此基础上进行二次电铸，在原有开口11的基础上形成一层加厚层，加厚层具有大尺寸开口13，起到加固作用，防止第一层变形，易于剥离。该种电铸掩模板的开口形貌，解决了蚀刻工艺开口在蒸镀过程中产生的07死角区域，而形成08无死角区域，保证了蒸镀质量，使得蒸镀层111厚度均匀性高。同时掩模板开口11在ITO面的尺寸精度偏差控制在±5μm，挺高了蒸镀位置精度。并且加厚层起到了加固第一层掩模板的作用，防止其变形、易于剥离。

 

【实施例2】

一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；其中，所述掩模板，形状为矩形的因瓦合金板金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为梯形。

通过电铸工艺制得厚为20μm的蒸镀用掩模板，其上布满开口，掩模板的均匀性小于5%，表面光亮度为一级光亮，开口在ITO面尺寸为10μm，且尺寸精度在±5μm，但开口尺寸从ITO面到蒸镀面递增，将开口处沿掩模板厚度方向垂直剖开，得到剖视图，开口为等腰梯形，剖面锥度10°。

该种蒸镀用掩模板的开口形貌，解决了蚀刻工艺开口在蒸镀过程中产生的死角区域，而形成无死角区域，保证了蒸镀质量，使得蒸镀层厚度均匀性高。同时厚度为20μm的掩模板开口在ITO面的尺寸精度偏差控制在±5μm，挺高了蒸镀位置精度。

 

【实施例3】

一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；其中，所述掩模板一种蒸镀用掩模板，形状为长方形镍钴合金金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为梯形。

ITO面层厚度为20um，蒸镀面层厚度为80um。所述ITO面和蒸镀面上的开口通过若干个实桥，将开口连接起来，开口在掩模板上呈规则分布；ITO面和蒸镀面上的开口长尺寸边的方向为纵向，开口小尺寸边的方向为横向，ITO面开口横向尺寸小于蒸镀面开口的横向尺寸。ITO面开口横向上的尺寸精度在±5μm；ITO面开口的垂直深度小于蒸镀面开口的垂直深度。蒸镀面大尺寸网格状开口侧壁为光滑锥壁，锥度在5°。所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过ITO面开口蒸镀到ITO玻璃基板上。所述掩模板的均匀性小于5%；表面光亮度为一级光亮。所述ITO面层开口剖面梯形的腰的锥度为5°；ITO面的开口具有锥角；开口尺寸从蒸镀面往ITO面递减。

 

【实施例4】

一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；其中，所述掩模板形状为正方形镍铁合金金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为梯形。

所述掩模板为厚度为150μm；ITO面层厚度为50um，蒸镀面层厚度为100um。开口尺寸精度为±5μm；所述的ITO面层的开口具有2°的锥角；所述沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，开口形状为等腰梯形。ITO面和蒸镀面上的开口长尺寸边的方向为纵向，开口小尺寸边的方向为横向，所述ITO面层的开口横向尺寸为50μm，蒸镀面开口的横向尺寸70um。蒸镀面层的开口侧壁为光滑竖直壁，由于两层的开口尺寸差异，蒸镀面层呈现类锥角，锥度在30°。所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过ITO面开口蒸镀到ITO玻璃基板上。所述掩模板的均匀性小于5%；表面光亮度为一级光亮；所述ITO面层开口剖面梯形的腰的锥度为10°；ITO面的开口尺寸小于蒸镀面的开口尺寸；开口尺寸从蒸镀面往ITO面递减。

Claims (10)

1.一种有机发光半导体蒸镀方法，包括如下几个步骤：

把蒸镀用掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；

蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的开口，附着到和ITO半导体玻璃面上；

分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀；

其中，所述掩模板形状为四边形的金属板，所述掩模板具有ITO面层和蒸镀面层两层结构，所述掩模板上具有贯通ITO面层和蒸镀面层的开口，ITO面层的开口尺寸小于蒸镀面层的开口尺寸，沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，开口形状为梯形。

2.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述ITO面层的开口横向尺寸为5～70μm；开口尺寸精度为±5μm；所述的ITO面层的开口具有0～10°的锥角。

3.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述蒸镀面层的厚度大于或等于ITO面层的厚度；所述ITO面层的厚度t₁为5～20μm；蒸镀面层的厚度t₂为20～30μm。

4.根据权利要求3所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述蒸镀面层的开口尺寸至少为ITO面层开口尺寸的两倍；所述沿掩模板的厚度方向的横向剖面上，ITO面层开口形状为等腰梯形。

5.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述掩模板为矩形，厚度为25～200μm；ITO面和蒸镀面上的开口长尺寸边的方向为纵向，开口小尺寸边的方向为横向，ITO面开口横向尺寸小于蒸镀面开口的横向尺寸。

6.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于掩模板厚度为25～150μm；蒸镀面层的开口侧壁为光滑竖直壁，蒸镀面层具有锥角，锥度在1～50°。

7.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于掩模板材料为不锈钢、纯镍、镍钴合金、镍铁合金、因瓦合金中的任意一种金属板。

8.根据权利要求2所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过ITO面开口蒸镀到ITO玻璃基板上。

9.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述掩模板的均匀性小于5%；表面光亮度为一级光亮。

10.根据权利要求1所述的有机发光半导体蒸镀方法，其特征在于所述开口剖面梯形的腰的锥度为5～10°；ITO面的开口尺寸小于蒸镀面的开口尺寸； ITO面的开口具有锥角；开口尺寸从蒸镀面往ITO面递减。

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