CN105895818A - 用于打印成膜工艺的凹槽结构及其制作方法 - Google Patents

用于打印成膜工艺的凹槽结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于打印成膜工艺的凹槽结构及其制作方法，通过将凹槽结构设计成由第一堤坝围拢成的第一凹槽和由第二堤坝围拢成的第二凹槽的层叠结构，且所述第一凹槽与第二凹槽相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽的开口最小处大于所述第一凹槽的开口最大处，所述第一堤坝围拢成第一凹槽的倾斜内周面为亲水性表面，所述第一堤坝的上表面、第二堤坝围拢成第二凹槽的倾斜内周面、以及第二堤坝的上表面均为疏水性表面，进而能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，使得墨滴更容易滴入凹槽中，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。

Description

用于打印成膜工艺的凹槽结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及有机发光二极管显示器件制造技术领域，尤其涉及一种用于打印成膜工艺的凹槽结构及其制作方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)显示器件具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽，可实现柔性显示与大面积全色显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
OLED显示器件的结构一般包括：基板、阳极、阴极以及夹在阳极与阴极之间的有机功能层。其中有机功能层，一般包括空穴传输功能层(HoleTransport Layer，HTL)、发光功能层(Emissive Layer，EML)、及电子传输功能层(Electron Transport Layer，ETL)。每个功能层可以是一层，或者一层以上，例如空穴传输功能层，可以细分为空穴注入层(Hole Injection Layer，HIL)和空穴传输层；电子传输功能层，可以细分为电子传输层和电子注入层(Electron Injection Layer，EIL)。OLED显示器件的发光原理为半导体材料和有机发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。
OLED显示器件的制作方法通常为，先在基板上形成阳极，在该阳极上形成空穴传输层，在空穴传输层上形成发光功能层，在发光功能层上形成电子传输功能层，在电子传输功能层上形成阴极，其中阴极与阳极的材料通常采用氧化铟锡(ITO)。HTL、EML、ETL等有机功能层的制备方式通常包括真空热蒸镀(Vacuum Thermal Evaporation)与溶液成膜(Solution Process)两种。
所谓溶液成膜即是把所需材料经过处理，比如分散成纳米级的微小颗粒，然后溶解在相应的溶液中，再应用成膜设备将该溶液沉积在基板表面，待溶剂挥发后，即可在基板表面形成所需薄膜。成膜的具体方式又可以细分为喷墨打印(Ink-jet Printing)、连续打印(Nozzle Printing)、滚筒打印(RollerPrinting)、旋转涂布(Spin Coating)等。
在应用打印成膜工艺的基板上，通常会制作凹槽，用来限制住墨水，通过干燥烘烤后，墨水收缩在该凹槽限制的范围内形成薄膜。请参阅图1，所述凹槽120由设于基板100、及ITO阳极130四周边缘上的堤坝110围成，如图2所示，高精度的打印机将墨水准确的滴入凹槽120中，通过在凹槽120内沉积墨水，形成空穴注入层140、空穴传输层150、发光功能层160等有机功能层。
随着显示技术的不断发展，显示面板的分辨率也越来越高，要实现高分辨率的产品，则需要将像素设计的比较小，随之也需要将凹槽的开口设计的更小(如宽度40um或以下)。这对打印设备提出了很苛刻的要求，目前市场上几乎没有可以打印高像素密度(pixels per inch，PPI)的成膜设备，如图3所示，如果打印设备精度不足或者凹槽的开口太小，从打印设备内滴落的墨滴可能不会落到预期的凹槽开口中去，进而引起制程不良，造成产品稳定性下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。
本发明的目的还在于提供一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，采用该方法制得的凹槽能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，该凹槽结构位于基板上，包括：第一堤坝、由第一堤坝围拢成的第一凹槽、设于第一堤坝上的第二堤坝、及由第二堤坝围拢成的第二凹槽；
所述第一凹槽与第二凹槽相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽的开口最小处大于所述第一凹槽的开口最大处；
所述第一堤坝围拢成第一凹槽的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝的上表面、第二堤坝围拢成第二凹槽的倾斜内周面、以及第二堤坝的上表面均为疏水性表面。
所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板上设有阳极，所述第一堤坝设于所述阳极的四周边缘及基板上。
所述第一凹槽的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
还包括层叠设置于所述第二堤坝上的多个扩大堤坝、以及由所述多个扩大堤坝围拢成的多个扩大凹槽；
所述多个扩大凹槽的开口自下而上逐渐增大，且上层的扩大凹槽的开口最小处大于下层的扩大凹槽的开口最大处；
所述多个扩大凹槽均与第一凹槽和第二凹槽相互贯通且中心轴线相同；
所述扩大堤坝围拢成扩大凹槽的倾斜内周面、以及扩大堤坝的上表面均为疏水性表面。
所述第二堤坝的底角到第一堤坝的顶角的距离不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
所述第二堤坝的底角到第一堤坝的顶角的距离为10～20μm。
本发明还提供一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板和第一堤坝材料，用第一堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述基板上形成第一堤坝、及由第一堤坝围拢成的第一凹槽；
步骤2、提供第二堤坝材料，用第二堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述第一堤坝上形成第二堤坝、及由第二堤坝围拢成的第二凹槽；
所述第一凹槽与第二凹槽相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽的开口最小处大于所述第一凹槽的开口最大处；
所述第一堤坝围拢成第一凹槽的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝的上表面、第二堤坝围拢成第二凹槽的倾斜内周面、以及第二堤坝的上表面均为疏水性表面。
所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板上设有阳极，所述第一堤坝设于所述阳极的四周边缘及基板上；所述第一凹槽的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
所述第二堤坝的底角到第一堤坝的顶角的距离不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
所述第二堤坝的底角到第一堤坝的顶角的距离为10～20μm。
本发明的有益效果：本发明提供了一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，通过将凹槽结构设计成由第一堤坝围拢成的第一凹槽和由第二堤坝围拢成的第二凹槽的层叠结构，且所述第一凹槽与第二凹槽相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽的开口最小处大于所述第一凹槽的开口最大处，所述第一堤坝围拢成第一凹槽的倾斜内周面为亲水性表面，所述第一堤坝的上表面、第二堤坝围拢成第二凹槽的倾斜内周面、以及第二堤坝的上表面均为疏水性表面，进而能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，使得墨滴更容易滴入凹槽中，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。本发明还提供了一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，采用该方法的制得的凹槽能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力，且制作方法简单快捷。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的用于打印成膜工艺的凹槽结构示意图；
图2为图1所示的凹槽结构中凹槽与墨水的关系示意图；
图3为现有技术中当像素密度增大凹槽开口减小时墨滴滴落到凹槽外的示意图；
图4为本发明的用于打印成膜工艺的凹槽结构示意图暨采用该凹槽结构进行打印成膜时墨滴滴落过程的示意图；
图5为本发明的用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图4，本发明首先提供一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，该凹槽结构位于基板10上，包括：第一堤坝11、由第一堤坝11围拢成的第一凹槽14、设于第一堤坝11上的第二堤坝12、及由第二堤坝12围拢成的第二凹槽15；
所述第一凹槽14与第二凹槽15相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽15的开口最小处大于所述第一凹槽14的开口最大处；
所述第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝11的上表面、第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面、以及第二堤坝12的上表面均为疏水性表面。
具体地，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板10上设有阳极13，所述第一堤坝11设于所述阳极13的四周边缘及基板10上，采用上述凹槽结构打印成膜时，只要打印设备能够将墨滴(drop)滴入到第二凹槽15内即可成功打印，当墨滴未能成功滴入第一凹槽14内而滴入第二凹槽15内第一凹槽14外时，由于所述第一堤坝11的上表面、第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面、以及第二堤坝12的上表面均为疏水性表面的特性，墨滴会顺着第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面和第一堤坝11的上表面流入到第一凹槽14内，而所述第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面则可以成功将墨滴锁定在第一凹槽14内，以沉积成膜。
至此，也即仅需要打印设备的精度能够达到将墨滴准确滴入相当于第二凹槽15的开口内的标准时，即可成功制作像素开口相当于第一凹槽14的开口大小的OLED显示器件，将上述凹槽结构应用于高分辨率的OLED显示器件的制作过程中，能够有效降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。
具体的，所述基板10为薄膜晶体管阵列基板。
具体地，所述第一凹槽14的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
进一步地，上述用于打印成膜的凹槽结构并不局限于双层堤坝的结构，还可以在第二堤坝12上继续层叠设置多个扩大堤坝、并由所述多个扩大堤坝围拢成的多个扩大凹槽，通过该多个扩大凹槽可进一步的增大用于打印成膜的凹槽的凹槽开口，进一步降低墨水滴入凹槽内的难度。
具体地。所述多个扩大凹槽的开口自下而上逐渐增大，且上层的扩大凹槽的开口最小处大于下层的扩大凹槽的开口最大处，所述多个扩大凹槽均与第一凹槽14与第二凹槽15相互贯通且中心轴线相同，所述扩大堤坝围拢成扩大凹槽的倾斜内周面、以及扩大堤坝的上表面均为疏水性表面。也即对于该凹槽结构来说，除去第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面外，其余表面均应为疏水性表面以利于墨滴流入第一凹槽14，而第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面，以利于墨水的沉积。
需要说明的是，所述第二堤坝12的底角到第一堤坝11的顶角的距离X不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
优选地，所述第二堤坝12的底角到第一堤坝11的顶角的距离X为10～20μm。所述第一凹槽14和第二凹槽15的下表面的开口均小于上表面的开口，也即所述第一凹槽14和第二凹槽15的形状可以为倒置的梯形体或倒置的圆台。
具体地，在制作OLED显示器件时通过将相应的墨水材料沉积到该第一凹槽14内可以制作OLED显示器件空穴注入层、空穴传输层、发光功能层等有机功能层。
请参阅图5，本发明还提供一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板10和第一堤坝材料，用第一堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述基板10上形成第一堤坝11、及由第一堤坝11围拢成的第一凹槽14。
具体地，所述步骤1包括：首先在第一基板10上涂布第一堤坝材料，随后干燥所述第一堤坝材料，形成由第一堤坝材料固化成的薄膜，然后在所述第一堤坝材料的薄膜上进行蚀刻，形成第一堤坝11、及由第一堤坝11围拢成的第一凹槽14。
进一步地，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述第一堤坝11、及由第一堤坝11围拢成的第一凹槽14对应所述OLED显示器件的像素结构阵列排布于基板10上。所述第一凹槽14的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
具体的，所述基板10为薄膜晶体管阵列基板。
步骤2、提供第二堤坝材料，用第二堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述第一堤坝11上形成第二堤坝12、及由第二堤坝12围拢成的第二凹槽15。
具体地，所述步骤2包括：首先在第一堤坝11上涂布第二堤坝材料，随后干燥所述第二堤坝材料，形成由第二堤坝材料固化成的薄膜，然后在所述第二堤坝材料的薄膜上进行蚀刻，形成第二堤坝12、及由第二堤坝12围拢成的第二凹槽15。
进一步地，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述第二堤坝12、及由第二堤坝12围拢成的第二凹槽15对应所述OLED显示器件的像素结构阵列排布于基板10上。
具体地，所述第一凹槽14与第二凹槽15相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽15的开口最小处大于所述第一凹槽14的开口最大处；
所述第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝11的上表面、第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面、以及第二堤坝12的上表面均为疏水性表面。
具体地，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板10上设有阳极13，所述第一堤坝11设于所述阳极13的四周边缘及基板10上，采用上述凹槽结构打印成膜时，只要打印设备能够将墨滴滴入到第二凹槽15内即可成功打印，当墨滴未能成功第一凹槽14内而滴入第二凹槽15内第一凹槽14外时，由于所述第一堤坝11的上表面、第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面、以及第二堤坝12的上表面均为疏水性表面的特性，墨滴会顺着第二堤坝12围拢成第二凹槽15的倾斜内周面和第一堤坝11的上表面流入到第一凹槽14内，而所述第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面则可以成功将墨滴锁定在第一凹槽14内，以沉积成膜。
至此，也即仅需要打印设备的精度能够达到将墨滴准确滴入相当于第二凹槽15的开口内的标准时，即可成功制作像素开口相当于第一凹槽14的开口大小的OLED显示器件，将上述凹槽结构应用于高分辨率的OLED显示器件的制作过程中，能够有效降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。
进一步地，上述用于打印成膜的凹槽结构并不局限于双层堤坝的结构，还可以在第二堤坝12上继续层叠设置多个扩大堤坝、并由所述多个扩大堤坝围拢成的多个扩大凹槽，通过该多个扩大凹槽可进一步的增大用于打印成膜的凹槽的凹槽开口，进一步降低墨水滴入凹槽内的难度。
具体地。所述多个扩大凹槽的开口自下而上逐渐增大，且上层的扩大凹槽的开口最小处大于下层的扩大凹槽的开口最大处，所述多个扩大凹槽均与第一凹槽14与第二凹槽15相互贯通且中心轴线相同，所述扩大堤坝围拢成扩大凹槽的倾斜内周面、以及扩大堤坝的上表面均为疏水性表面。也即对于该凹槽结构来说除去第一堤坝11围拢成第一凹槽14的倾斜内周面外，其余表面均应为疏水性表面以利于墨滴流入第一凹槽14，而第一凹槽14的倾斜内周面为亲水性表面，以利于墨水的沉积。
需要说明的是，所述第二堤坝12的底角到第一堤坝11的顶角的距离X不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
优选地，所述第二堤坝12的底角到第一堤坝11的顶角的距离X为10～20μm。所述第一凹槽14和第二凹槽15的下表面的开口均小于上表面的开口，也即所述第一凹槽14和第二凹槽15的形状可以为倒置的梯形体或倒置的圆台。
具体地，在制作OLED显示器件时通过将相应的墨水材料沉积到该第一凹槽14内可以制作OLED显示器件空穴注入层、空穴传输层、发光功能层等有机功能层。
综上所述，本发明提供了一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，通过将凹槽结构设计成由第一堤坝围拢成的第一凹槽和由第二堤坝围拢成的第二凹槽的层叠结构，且所述第一凹槽与第二凹槽相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽的开口最小处大于所述第一凹槽的开口最大处，所述第一堤坝围拢成第一凹槽的倾斜内周面为亲水性表面，所述第一堤坝的上表面、第二堤坝围拢成第二凹槽的倾斜内周面、以及第二堤坝的上表面均为疏水性表面，进而能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，使得墨滴更容易滴入凹槽中，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力。本发明还提供了一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，采用该方法的制得的凹槽能够在不降低像素密度的前提下增加用于打印成膜的凹槽的开口大小，降低对打印设备精度的要求，降低高分辨率OLED显示面板的制作难度，提升产品竞争力，且制作方法简单快捷。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，该凹槽结构位于基板(10)上，包括：第一堤坝(11)、由第一堤坝(11)围拢成的第一凹槽(14)、设于第一堤坝(11)上的第二堤坝(12)、及由第二堤坝(12)围拢成的第二凹槽(15)；
所述第一凹槽(14)与第二凹槽(15)相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽(15)的开口最小处大于所述第一凹槽(14)的开口最大处；
所述第一堤坝(11)围拢成第一凹槽(14)的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝(11)的上表面、第二堤坝(12)围拢成第二凹槽(15)的倾斜内周面、以及第二堤坝(12)的上表面均为疏水性表面。
2.如权利要求1所述的用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板(10)上设有阳极(13)，所述第一堤坝(11)设于所述阳极(13)的四周边缘及基板(10)上。
3.如权利要求2所述的用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，所述第一凹槽(14)的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
4.如权利要求1所述的用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，还包括层叠设置于所述第二堤坝(12)上的多个扩大堤坝、以及由所述多个扩大堤坝围拢成的多个扩大凹槽；
所述多个扩大凹槽的开口自下而上逐渐增大，且上层的扩大凹槽的开口最小处大于下层的扩大凹槽的开口最大处；
所述多个扩大凹槽均与第一凹槽(14)和第二凹槽(15)相互贯通且中心轴线相同；
所述扩大堤坝围拢成扩大凹槽的倾斜内周面、以及扩大堤坝的上表面均为疏水性表面。
5.如权利要求1所述的用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，所述第二堤坝(12)的底角到第一堤坝(11)的顶角的距离不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
6.如权利要求5所述的用于打印成膜工艺的凹槽结构，其特征在于，所述第二堤坝(12)的底角到第一堤坝(11)的顶角的距离为10～20μm。
7.一种用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板(10)和第一堤坝材料，用第一堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述基板(10)上形成第一堤坝(11)、及由第一堤坝(11)围拢成的第一凹槽(14)；
步骤2、提供第二堤坝材料，用第二堤坝材料通过涂布、干燥、及蚀刻工艺在所述第一堤坝(11)上形成第二堤坝(12)、及由第二堤坝(12)围拢成的第二凹槽(15)；
所述第一凹槽(14)与第二凹槽(15)相互贯通且中心轴线相同，所述第二凹槽(15)的开口最小处大于所述第一凹槽(14)的开口最大处；
所述第一堤坝(11)围拢成第一凹槽(14)的倾斜内周面为亲水性表面；所述第一堤坝(11)的上表面、第二堤坝(12)围拢成第二凹槽(15)的倾斜内周面、以及第二堤坝(12)的上表面均为疏水性表面。
8.如权利要求7所述的用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，其特征在于，所述凹槽结构用于OLED显示器件的有机功能层的打印成膜，所述基板(10)上设有阳极(13)，所述第一堤坝(11)设于所述阳极(13)的四周边缘及基板(10)上；所述第一凹槽(14)的开口大小根据所述OLED显示器件的像素密度确定。
9.如权利要求7所述的用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，其特征在于，所述第二堤坝(12)的底角到第一堤坝(11)的顶角的距离不超过打印成膜时墨滴的半径的三分之二。
10.如权利要求9所述的用于打印成膜工艺的凹槽的制作方法，其特征在于，所述第二堤坝(12)的底角到第一堤坝(11)的顶角的距离为10～20μm。
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