CN105070651B - 像素界定层结构和oled器件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于印刷显示技术领域，分别提供了一种像素界定层结构和OLED器件的制备方法。所述像素界定层结构的制备方法，包括以下步骤：提供一TFT背板，在所述TFT背板的阳极上涂覆负性光刻胶层；对所述负性光刻胶层依次进行前烘、压印、后烘处理，得到表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层；将掩膜板固定在所述负性光刻胶层上，并使得所述掩膜板的透光通道置于所述凹型压印图案的正上方，使得经过所述透光通道的光线通过所述凹型压印图案进入所述负性光刻胶层，依次进行曝光、显影和刻蚀处理，得到倒梯形像素区域的梯形像素界定层结构，其中，所述掩膜板的透光通道尺寸不大于所述凹型压印图案的尺寸。

Description

像素界定层结构和OLED器件的制备方法

技术领域

本发明属于印刷显示技术领域，尤其涉及一种像素界定层结构和OLED器件的制备方法。

背景技术

OLED显示器件由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板等优点，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。目前，对于OLED显示器件的制备，通常采用真空蒸镀和印刷技术制备，这是当前国际主流的发展技术。小分子的真空蒸镀技术比较成熟，目前已经实现产业化，并有中小尺寸的全彩色显示屏批量推出，应用在MP3、MP4、手机及小尺寸电视机等电子设备领域；另外，三星、LG等显示巨头已推出大尺寸OLED电视产品，更有曲面屏OLED电视产品面世。但是，该技术设备投资和维护费用高昂、材料浪费严重，难以实现大面积，且成本居高不下，面对残酷的市场环境，难以形成竞争优势。

印刷技术被认为是解决OLED高成本和实现大面积的有效途径，具有广阔的发展前景，这种技术可结合液体功能性材料和先进的印刷设备来制作OLED显示屏，可提高材料的利用率和生产效率，降低制造成本，提高产能。

对负性光刻胶采用传统的垂直曝光方法制作像素Bank时，经过显影、刻蚀等步骤后形成像素Bank。由于UV光同一方向上曝光固化区域有限，且刻蚀液存在横向侵蚀作用，在此条件下形成的Bank，其底部因过刻蚀而形成倒梯形结构(如图1所示，其中，1’为TFT背板，11’为硬质载体衬底，12’为TFT阵列，13’为ITO电极，21’为倒梯形像素介电层，22’为梯形像素区域)。倒梯形像素Bank会影响器件像素的均匀性，甚至导致器件开路，减小器件的开口率。通过选择电子束刻蚀方法或者各项异性刻蚀液等途径，能一定程度抑制倒梯形Bank结构的形成，但是，即使通过刻蚀方法制作出边缘垂直Bank的结构(如图2所示，其中，1”为TFT背板，11”为硬质载体衬底，12”为TFT阵列，13”为ITO电极，21”为矩形像素介电层，22”为矩形像素区域)，也不利于OLED器件的溶液法制程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像素界定层结构的制备方法，旨在解决现有像素界定层结构的制备方法导致器件像素均匀性差、甚至导致器件开路、减小器件开口率，或不利于溶液法制作OLED器件的的问题。

本发明的另一目的在于提供一种OLED器件的制备方法。

本发明是这样实现的，一种像素界定层结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一TFT背板，在所述TFT背板的阳极上涂覆负性光刻胶层；

对所述负性光刻胶层依次进行前烘、压印、后烘处理，得到表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层；

将掩膜板固定在所述负性光刻胶层上，并使得所述掩膜板的透光通道置于所述凹型压印图案的正上方，使得经过所述透光通道的光线通过所述凹型压印图案进入所述负性光刻胶层，依次进行曝光、显影和刻蚀处理，得到倒梯形像素区域的梯形像素界定层结构，其中，所述掩膜板的透光通道尺寸不大于所述凹型压印图案的尺寸。

以及，一种OLED器件的制备方法，包括以下步骤：

提供上述像素界定层结构；

在所述像素界定层结构的倒梯形像素区域中，沉积有机功能层，对形成的所述有机功能层进行退火处理；

在所述倒梯形像素区域和所述有机功能层上，蒸镀阴极层，形成OLED元件。

本发明通过采用压印再曝光的方法制作印刷器件的像素界定层结构，首先，所述压印出来可以获得表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层，然后曝光处理时，光通过具有平凹透镜效应的凹型压印图案时发生折射，从而增加了所述凹型压印图案下负性光刻胶在曝光显影时的曝光区域，使其在蚀刻后再曝光区域形成了正梯形像素界定层结构，避免了像素界定层结构底部过刻蚀造成器件开路的问题。同时获得的正梯形像素界定层结构，容易实现表面的亲疏水处理，是的倒梯形像素区域形成的溶液表面张力更有利于控制像素的均匀性。

本发明提供的OLED器件的制备方法，首先，所述OLED器件含有上述梯形像素界定层结构，因此，可以缓解刻蚀液横向侵蚀对像素界定层结构的影响，提高印刷OLED器件像素的均匀性；其次，在此基础上，通过沉积方式制备OLED器件，提高了生产效率，降低了器件制作成本。

附图说明

图1是现有技术提供的倒梯形像素界定层结构示意图；

图2是现有技术提供的矩形像素界定层结构示意图；

图3是本发明实施例提供的对负性光刻胶层进行压印处理后得到表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层结构示意图；

图4是本发明实施例提供的对负性光刻胶层进行曝光处理后得到表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层结构示意图；

图5是本发明实施例提供的在像素界定层结构的倒梯形像素区域中沉积有机功能层后的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的对OLED元件进行封装处理后的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图3-4，本发明实施例提供了一种像素界定层结构的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供一TFT背板1，在所述TFT背板1的阳极13上涂覆负性光刻胶层2；

具体的，上述步骤S01中，所述TFT背板1包括在硬质载体衬底11上依次层叠设置的TFT阵列12和阳极13。所述TFT背板1可为刚性TFT背板或柔性TFT背板中的一种。当选用刚性TFT背板时，所述刚性TFT背板包括在刚性载体基板上依次形成的TFT阵列和阳极；当选用柔性TFT背板时，所述柔性TFT背板包括在刚性载体基板上依次形成的柔性膜、TFT阵列和阳极。具体的，所述刚性载体基板可选用硅片、金属、玻璃等刚性载板中的一种；所述柔性膜可采用PI、PET或PEN材料的柔性膜，所述阳极的选用不受限制，本领域常规的像素电极均可用于本发明实施例，具体的，如像素电极ITO。值得注意的是，本发明实施例使用柔性TFT背板时，需预先将所述柔性膜贴附在刚性载体基板上后在进行下述涂覆疏水材料等处理。本实施例优选使用刚性TFT背板。

为了保证经过沉积TFT材料、对TFT材料进行退火处理以及蒸镀阳极的步骤后所述TFT背板1中TFT阵列的性能并完成OLED器件的制作，制备所述TFT背板1前对所述刚性载体基板11进行清洁处理。所述清洁处理优选采用本领域电子级清洁工艺实现。

所述TFT背板1中，所述TFT阵列12和阳极13的制备方式不受限制，本领域常用方法都在本发明实施例的保护范围内。作为具体实施例，采用高精度金属掩模板(FMM)等掩膜板方式沉积各层TFT材料形成所述TFT阵列12，在所述TFT阵列12上沉积阳极13，然后对沉积后的材料进行刻蚀和烧结处理，得到图案化阳极。所述烧结处理后，进行退火处理，以保证所述TFT阵列12的性能并完成器件制作。作为优选实施例，所述退火处理温度为330-365℃，更有选为在350℃条件下进行退火处理。本发明实施例中，所述TFT阵列12的材料可以为结晶多晶硅或氧化物半导体如IGZO等。

本发明实施例在所述TFT背板1的阳极13上涂覆负性光刻胶层2。本发明实施例在所述阳极13上负性光刻胶层2的方式不受限制，本领域常用的涂覆方式均可实现。作为具体优选实施例，采用旋涂工艺或缝隙涂层工艺将负性光刻胶层2涂覆于所述阳极13上。其中，所述旋涂工艺涂覆所述负性光刻胶层2后，可利用高速旋转基板带来的离心力，有效控制负性光刻胶层2的厚度和均匀性，并将多余的溶剂除掉。作为优选实施例，所述负性光刻胶层2的厚度为1-3μm。作为进一步优选实施例，所述负性光刻胶层2的厚度为1.2-2μm。

本发明实施例中，所述负性光刻胶层2的材料，包括树脂、感光剂、溶剂和添加剂等。其中，所述树脂作为粘合剂，给予负性光刻胶层2机械与化学性质(如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等)；所述感光剂遇光能发生光化学反应；所述溶剂用于保持所述负性光刻胶层2的液体状态，使之具有良好的流动性；所述添加剂用以改变所述负性光刻胶层2的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。作为具体优选实施例，所述负性光刻胶材料中，所述树脂为聚异戊二烯，一种天然的橡胶；所述溶剂为二甲苯；所述感光剂为一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，其产生的自由基在橡胶分子间形成交联，从使得所述负性光刻胶层2变得不溶于显影液。

S02.对所述负性光刻胶层2依次进行前烘、压印、后烘处理，得到表面具有凹型压印图案20的负性光刻胶层2，如图3所示；

具体的，上述步骤S02中，所述负性光刻胶层2需要依次进行前烘、压印、后烘处理，以去除溶剂、同时实现表面固化。作为优选实施例，为了有效去除所述负性光刻胶层2中的溶剂，所述前烘处理的方法为，在温度为90-100℃条件下烘烤25-30s。烘烤设备不受限制，优选采用热板实现上述前烘处理。进一步的，为了避免所述负性光刻胶层2中的溶剂沸腾影响成膜性能，作为优选实施例，所述前烘处理在负压条件下进行，且负压环境压力以P表示，所述负性光刻胶层2材料的饱和蒸汽压以Ps表示，负压环境满足：Ps-P＞2000Pa。

本发明实施例中，对所述负性光刻胶层2进行压印处理，以期获得表面具有凹型压印图案20的负性光刻胶层2。具体的，使用表面具有凸起的纳米压印版4对所述负性光刻胶层2进行对位和压印，压印图案位置为像素界顶层位置，而压印图案宽度小于成型后底部宽度，其具体尺寸取决于印刷需要。作为优选实施例，所述凹型压印图案20的尺寸为5-20μm。

将压印处理后的所述负性光刻胶层2进行再一次烘烤处理，即后烘处理。作为优选实施例，所述后烘处理的方法为，在温度为90-100℃条件下烘烤10-30min。烘烤设备不受限制，优选采用烘箱实现上述后烘处理。经过后烘处理后的所述负性光刻胶层2，增强了所述负性光刻胶层2与所述TFT基板1之间的粘附性，进一步去除了所述负性光刻胶层2中残余的溶剂，固定压印图案并促进材料的均匀性和稳定性。

S03.将掩膜板3固定在所述负性光刻胶层2上，并使得所述掩膜板3的透光通道31置于所述凹型压印图案20的正上方，使得经过所述透光通道31的光线通过所述凹型压印图案20进入所述负性光刻胶层2，依次进行曝光、显影和刻蚀处理，得到倒梯形像素区域22的梯形像素界定层结构21，其中，所述掩膜板3的透光通道31尺寸不大于所述凹型压印图案20的尺寸，如图4所示。

具体的，上述步骤S03中，将经过后烘处理后，将图形化的所述掩膜板3贴附于所述负性光刻胶层2上对位，即将掩膜板3固定在所述负性光刻胶层2上，并使得所述掩膜板3的透光通道31置于所述凹型压印图案20的正上方，即所述掩膜板3的透光通道31应与所述负性光刻胶层2的所述凹型压印图案20对位，使得经过所述透光通道31的光线通过所述凹型压印图案20进入所述负性光刻胶层2。为了保证经过所述透光通道31的光线通过所述凹型压印图案20进入所述负性光刻胶层2，所述掩膜板3的透光通道31尺寸不大于所述负性光刻胶层2上所述凹型压印图案20的大小。

所述曝光处理时，平行光从光源射出，通过所述掩膜板3的透光通道31照射所述负性光刻胶层2。由于所述负性光刻胶层2有所述凹型压印图案20，该图案使平行入射光在进入光刻胶内部时，在所述负性光刻胶层2形成平凹透镜效应，让平行光产生折射进入所述负性光刻胶层2内部。与无压印图案的光刻胶相比，具有所述凹型压印图案20的所述负性光刻胶层2，因为折射原因，其照射横截面积大于其在不具有压印图案的光刻胶面积，从而形成上窄下宽的横截面形貌。而根据所述负性光刻胶层2的材料特性，经过显影、刻蚀等步骤，曝光区域有机物发生交联，难溶于显影液，而曝光部分溶于显影液被溶解去除掉。在以上两个因素的影响下，通过此种方式曝光过的负性光刻胶会在内部形成含有倒梯形像素区域22的上窄下宽梯形像素界定层结构21。

本发明实施例通过采用压印再曝光的方法制作印刷器件的像素界定层结构，首先，所述压印出来可以获得表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层，然后曝光处理时，光通过具有平凹透镜效应的凹型压印图案时发生折射，从而增加了所述凹型压印图案下负性光刻胶在曝光显影时的曝光区域，使其在蚀刻后再曝光区域形成了正梯形像素界定层结构，避免了像素界定层结构底部过刻蚀造成器件开路的问题。同时获得的正梯形像素界定层结构，容易实现表面的亲疏水处理，是的倒梯形像素区域形成的溶液表面张力更有利于控制像素的均匀性。

相应的，结合图5-6，本发明实施例还提供了一种OLED器件的制备方法，包括以下步骤：

Q01.提供上述像素界定层结构21；

具体的，上述步骤Q01中，所述像素界定层结构21即为上述提及的形成倒梯形像素区域22的像素界定层结构21，其制备方法可通过本发明实施例提供的上述梯形像素Bank结构的制备方法制备获得。

Q02.在所述像素界定层结构21的倒梯形像素区域22中，沉积有机功能层5，对形成的所述有机功能层5进行退火处理；

上述步骤Q02中，如图5所示，沉积有机功能层5的方式可采用常规的沉积方式，优选采用喷墨印刷或喷嘴射流的方式制备各有机功能层5。作为优选实施例，所述有机功能层5包括依次制备的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。

作为另一个优选实施例，在沉积有机功能层5特别是喷墨印刷制备有机功能层5步骤前，对所述像素界定层结构21进行亲疏水处理，具体方法为，对所述像素界定层结构21的上表面进行疏水处理，对所述像素界定层结构21的侧边表面进行亲水处理。经过亲疏水处理后的所述像素界定层结构21，进行沉积特别是喷墨印刷制备所述有机功能层5时，若有机功能材料如喷出的有机墨水材料滴落到所述像素界定层结构21上表面即顶部时，因为上表面疏水的原因而滑落到所述倒梯形像素区域22内，不容易造成像素串扰；同时所述像素界定层结构21的侧边亲水处理的原因，是使得有机功能材料如有机墨水材料在倒梯形像素区域22受到的液体张力更加均衡，液体张力沿上表面均匀分布。将有机功能材料如有机材料墨水中残余的溶剂烘干，退火处理后形成了均匀的像素界定层结构21。

Q03.在所述倒梯形像素区域22和所述有机功能层5上，蒸镀阴极层6，形成OLED元件，如图6所示。

由于水氧进入所述OLED元件后，会影响所述OLED元件的性能，因此，进一步的，本发明实施例需要对所述OLED元件进行封装处理。作为优选实施例，所述封装处理的方法为：在所述OLED元件表面制备封装层7，所述封装层7包括在所述OLED元件表面依次制备的水氧阻隔层、保护层和封装保护膜。具体的，所述OLED元件的封装采用原子层沉积(ALD)方式制备致密的无机薄膜作为水氧阻隔层，在所述水氧隔离层上制作保护层，防止外力对水氧阻隔层的损伤。在所述保护层上，采用层压机贴覆带有除湿剂的封装保护膜，进一步阻隔水汽、氧气的渗透，完成OLED器件的封装。进一步的，作为优选实施例，所述水氧阻隔层为无机薄膜，所述无机薄膜为硅氮化合物、硅氧化合物中的一种。

本发明实施例提供的OLED器件的制备方法，首先，所述OLED器件含有上述梯形界定层结构，因此，可以缓解刻蚀液横向侵蚀对界定层结构的影响，提高印刷OLED器件像素的均匀性；其次，在此基础上，通过沉积方式制备OLED器件，提高了生产效率，降低了器件制作成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种像素界定层结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一TFT背板，在所述TFT背板的阳极上涂覆负性光刻胶层；

对所述负性光刻胶层依次进行前烘、压印、后烘处理，得到表面具有凹型压印图案的负性光刻胶层；

将掩膜板固定在所述负性光刻胶层上，并使得所述掩膜板的透光通道置于所述凹型压印图案的正上方，使得经过所述透光通道的光线通过所述凹型压印图案进入所述负性光刻胶层，依次进行曝光、显影和刻蚀处理，得到倒梯形像素区域的梯形像素界定层结构，其中，所述掩膜板的透光通道尺寸不大于所述凹型压印图案的尺寸。

2.如权利要求1所述的像素界定层结构的制备方法，其特征在于，所述负性光刻胶层的厚度为1-3μm。

3.如权利要求1所述的像素界定层结构的制备方法，其特征在于，所述凹型压印图案的尺寸为5-20μm。

4.如权利要求1-3任一所述的像素界定层结构的制备方法，其特征在于，所述前烘处理的方法为，在温度为90-100℃条件下烘烤25-30s；和/或

所述后烘处理的方法为，在温度为90-100℃条件下烘烤10-30min。

5.如权利要求1-3任一所述的像素界定层结构的制备方法，其特征在于，所述前烘处理在负压条件下进行，且负压环境压力以P表示，所述负性光刻胶层材料的饱和蒸汽压以Ps表示，负压环境满足：Ps-P＞2000Pa。

6.一种OLED器件的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1-5任一所述方法制备像素界定层结构；

在所述像素界定层结构的倒梯形像素区域中，沉积有机功能层，对形成的所述有机功能层进行退火处理；

在所述倒梯形像素区域和所述有机功能层上，蒸镀阴极层，形成OLED元件。

7.如权利要求6所述的OLED器件的制备方法，其特征在于：还包括在所述沉积有机功能层步骤前，对所述像素界定层结构进行亲疏水处理，具体方法为，对所述像素界定层结构的上表面进行疏水处理，对所述像素界定层结构的侧边表面进行亲水处理。

8.如权利要求6所述的OLED器件的制备方法，其特征在于：还包括对所述OLED元件进行封装处理。

9.如权利要求8所述的OLED器件的制备方法，其特征在于，所述封装处理的方法为：在所述OLED元件表面制备封装层，所述封装层包括在所述OLED元件表面依次制备的水氧阻隔层、保护层和封装保护膜。

10.如权利要求9所述的OLED器件的制备方法，其特征在于，所述水氧阻隔层为无机薄膜，所述无机薄膜为硅氮化合物、硅氧化合物中的一种。