CN106953030A - 一种薄膜的制作方法、制作设备和显示基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜的制作方法、制作设备和显示基板及其制作方法，该薄膜的制作方法包括：提供一形成有像素界定层的基板；在像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；对墨水进行干燥处理形成薄膜，在对墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得墨水中的溶质能够在控制电场的作用下背离像素区域的预定边缘向像素区域的中心区域移动，从而对像素界定层的钉扎效应进行抵抗，减弱墨水在像素边缘区域的攀爬现象，使得像素区域内各处的薄膜的厚度一致，起到平坦化的作用，从而有利于提升具有该薄膜的器件的发光均一性，进而提升器件的效率和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜的制作方法、制作设备和显示基板及其制作方法。
背景技术
在电致发光器件显示领域，通常会利用溶液制程的方法进行功能层(比如发光层)的薄膜沉积。所述溶液制程包括但不限于喷墨打印，旋涂，丝网印刷和转印等。这些湿法成膜工艺的一个必不可少的步骤是：需要通过后续的干燥工艺去除溶剂，从而使溶质干燥形成所需要的薄膜。而这一去除溶剂的干燥工艺过程对形成薄膜的形貌有至关重要的影响。对于光电显示器件而言，干燥薄膜的形貌和均一性不好对器件的寿命和显示效果有较大影响。
然而在墨水(一般把溶液制程工艺中所用到的包含溶质和溶剂的混合物称为墨水)在干燥过程中，由于PDL(像素界定层)或Bank的钉扎效应，导致墨水在像素边缘有严重的攀爬现象。体现在大部分的功能材料(如空穴注入层材料，发光材料等)都位于像素内靠近PDL或Bank的边缘部分，从而使薄膜的平坦性难以保证，造成器件点亮亮度不均，还造成了材料的利用效率大大下降。
请参考图1，图1为采用溶液制程工艺形成的一有机发光二极管(OLED)显示基板的像素内薄膜的像素边缘攀爬区域效果图。请同时参考图2，该薄膜的像素理论发光区域宽度(即像素开口)分别为a0(平行于像素短边方向)和b0(平行于像素长边方向)，实际厚度对应的薄膜宽度为a1和b1(图中以20nm厚度的薄膜对应的宽度为示例)。根据OLED的发光原理，我们期望薄膜在所有厚度下的实际宽度a1或b1与理论宽度a0或b0尽可能一样大，即发光区域内薄膜处处厚度相等，但是受限于根据湿法制程的特性，这几乎是不可能的。因此在实际开发过程中，我们的目标是通过工艺和/或墨水的调节，使得a1/a0和b1/b0越大越好，即无限接近于1。
现有的方案中，有通过设置双层PDL，使像素边缘较厚的区域成为非有效发光区，以确保对应于有效发光区域的发光器件薄膜厚度尽可能的处处相同。但是这样带来了实际发光区域的减小，即开口率的减小，不利于器件性能的提升。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种薄膜的制作方法、制作设备和显示基板及其制作方法，用于解决利用溶液制程的方法形成像素内薄膜时，墨水在像素边缘存在严重的攀爬现象，从而使形成的薄膜的平坦性难以保证，造成器件点亮亮度不均，以及材料的利用效率大大下降的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种薄膜的制作方法，包括：
提供一形成有像素界定层的基板；
在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
对所述墨水进行干燥处理形成薄膜，在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
优选地，所述基板上还形成有导电图形；
其中，所述形成控制电场的步骤为：在所述导电图形上施加电压，形成所述控制电场。
优选地，所述导电图形包括：像素电极以及靠近所述像素区域的预定边缘设置的导电线。
优选地，所述导电线包括栅线和/或数据线。
优选地，所述导电线设置于所述像素界定层之下，被所述像素界定层覆盖。
优选地，所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阳离子型时，所述控制电场的方向为由所述导电线指向所述像素电极，所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阴离子型时，所述控制电场的方向为由所述像素电极指向所述导电线。
优选地，所述像素区域包括长轴方向和短轴方向，所述形成控制电场的步骤包括：
形成第一控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第一控制电场的作用下由所述像素区域的长轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动；和/或
形成第二控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第二控制电场的作用下由所述像素区域的短轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动。
本发明还提供一种显示基板的制作方法，包括：
在一基板上形成像素界定层的步骤；以及
在所述像素界定层界定的像素区域内形成薄膜的步骤，其中，所述薄膜采用上述薄膜的制作方法形成。
优选地，所述显示基板为有机发光二极管显示基板，所述薄膜为有机层；或者
所述显示基板为液晶显示基板，所述薄膜为彩膜层。
本发明还提供一种显示基板，采用上述显示基板的制作方法形成。
本发明还提供一种薄膜的制作设备，用于执行上述薄膜的制作方法，所述制作设备包括：
墨水形成模块，用于在一形成有像素界定层的基板上，在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
干燥模块，用于对所述墨水进行干燥处理形成薄膜；
加电模块，用于在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明实施例中，利用墨水形成像素内薄膜时，在对墨水进行干燥的过程中，形成控制电场，控制墨水中的溶质背离像素的边缘区域向中心区域移动，从而对像素界定层的钉扎效应进行抵抗，减弱墨水在像素边缘区域的攀爬现象，使得像素内各处的薄膜的厚度一致，起到平坦化的作用，从而有利于提升具有该薄膜的器件的发光均一性，进而提升器件效率和寿命，同时还提高了材料的利用率。
附图说明
图1为采用溶液制程工艺形成的一有机发光二极管显示基板的像素内薄膜的像素边缘攀爬区域效果图；
图2为薄膜的像素理论发光区域的宽度示意图；
图3为本发明一实施例的薄膜的制作方法的流程示意图；
图4为本发明实施例的一OLED基板的结构示意图；
图5为用于在图4所示的OLED基板上形成薄膜的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图3，图3为本发明一实施例的薄膜的制作方法的流程示意图，该制作方法包括：
步骤S11：提供一形成有像素界定层(PDL)的基板；
步骤S12：在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
具体的，可以采用喷墨打印，旋涂，丝网印刷或转印等溶液制程方式涂覆墨水，所述墨水为溶质和溶剂的混合物。
步骤S13：对所述墨水进行干燥处理形成薄膜，在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
其中，在干燥处理过程中，墨水中的溶剂挥发，剩下的溶质干燥后形成薄膜。
本发明实施例中，利用墨水形成像素内薄膜时，在对墨水进行干燥的过程中，形成控制电场，控制墨水中的溶质背离像素的边缘区域向中心区域移动，从而对像素界定层的钉扎效应进行抵抗，减弱墨水在像素边缘区域的攀爬现象，使得像素内各处的薄膜的厚度一致，起到平坦化的作用，从而有利于提升具有该薄膜的器件的发光均一性，进而提升器件效率和寿命，同时还提高了材料的利用率。
本发明实施例中，优选地，所述墨水中的溶剂和/或溶质为极性体系，能够在控制电场的作用下向预定方向移动。举例来说，HIL(空穴注入层)层的制作通常会采用具有极性的溶剂体系，而某些发光体本身也是具有极性，也是较为适用，比如某些量子点发光体系。
当墨水中的溶剂为极性体系时，该控制电场可以诱导或加强溶剂的极化，被极化的溶剂分子在控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动，继而带动溶质分子移动。
当墨水中的溶质本身为极性体系的情况下，控制电场可以直接驱动溶质背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
本发明实施例中，控制电场的方向由墨水中的溶剂和/或溶质的极性(阴离子或阳离子)决定，控制电场的强度根据极性分子或离子的迁移率调节。
本发明实施例中，可以通过多种方式形成用于控制墨水中的溶质移动的控制电场，下面举例进行说明。
在本发明的一优选实施例中，所述基板上还形成有导电图形；其中，所述形成控制电场的步骤为：在所述导电图形上施加电压，形成所述控制电场。即利用基板上的导电图形形成控制电场。
优选地，所述导电图形可以包括：像素电极以及靠近所述像素区域的预定边缘设置的导电线。即利用基板上现有的像素电极作为导电图形的一部分，以节省成本。
所述导电线可以包括：栅线和/或数据线，即利用基板上现有的栅线和/或数据线作为导电图形的一部分，进一步节省成本。
利用基板上现有的栅线和/或数据线作为导电线，可能会影响现有的薄膜晶体管的电学特性，因而，在本发明的另一实施例中，所述导电线也可以是单独制作的导电线。
优选地，所述单独制作的导电线可以采用金属材料制成，以提高导电性能。
优选地，所述单独制作的导电线可以设置于所述像素界定层之下，被所述像素界定层覆盖，从而不影响像素的开口率。
上述内容中已经提到，控制电场的方向由墨水中的溶剂和/或溶质的极性(阴离子或阳离子)决定，当所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阳离子型时，所述控制电场的方向为由所述导电线指向所述像素电极，所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阴离子型时，所述控制电场的方向为由所述像素电极指向所述导电线。
当然，在本发明的其他一些实施例中，也可以不采用基板上的导电图形形成所述控制电场，而是采用单独的电场形成设备形成所述控制电场。
通常情况下，像素区域呈长方形或类长方形，包括长轴方向和短轴方向，请参见图2，图2中的像素区域即成类长方形，其长轴方向为b0宽度所在的方向，其短轴方向为a0宽度所在的方向。
本发明实施例中，可以形成用于控制溶质同时在像素区域的长轴方向和短轴方向移动的控制电场，也可以形成用于控制溶质仅在长轴方向或者仅在短轴方向上移动的控制电场。
即，所述形成控制电场的步骤包括：
形成第一控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第一控制电场的作用下由所述像素区域的长轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动；和/或
形成第二控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第二控制电场的作用下由所述像素区域的短轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动。
在实际的溶液制程工艺开发过程中，我们发现形成薄膜在像素区域的长轴和短轴方向往往平坦部分比例并不一致，以图1为例，即图1中的a1/a0和b1/b0的值在同一干燥条件下差别较大。往往在某一干燥工艺条件下像素区域的短轴方向可以达到较好的平坦度(即a1/a0接近于1)时，而长轴方向的形貌反而较差(即b1/b0远离于1)。
因而，本发明实施例中，针对墨水干燥后形成的薄膜的在像素区域内长轴和短轴均一性差距较大的情况，可以选择性地在边缘攀爬较重的方向上施加控制电场，加快该方向上的溶质的移动，进而起到平坦化的作用。
即，优选地，所述形成控制电场的步骤为：形成第一控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第一控制电场的作用下由所述像素区域的长轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动。即，仅形成用于控制溶质在像素区域的长轴方向上移动的控制电场，不形成用于控制溶质在像素区域的短轴方向上移动的控制电场，从而调节薄膜在像素区域内的长轴和短轴方向上的厚度分布不均问题。同时，只在一个方向上施加电场，实现也比较简单，干扰因素较少。
本发明实施例中，优选地，形成的薄膜为有机层，其应用的基板为OLED显示基板。所述有机层可以包括：发光层、空穴注入层等，发光层可以是普通的发光层，也可以是量子发光层。
另外，本发明实施例中形成的薄膜还可以为彩膜层，其应用的基板为液晶显示基板，此时像素界定层可以为黑矩阵。
下面结合具体实施例对本发明中的薄膜的制作方法的工艺过程作进一步说明。
请参考图4和图5，本发明另一实施例的薄膜的制作方法包括以下步骤：
步骤S21：提供一OLED基板，该OLED基板上形成有多条栅线1、多条数据线2、多条位于OLED基板的非显示区域的用于将栅线1和数据线2引出的引线(图未示出)、像素电极(即阳极)3以及像素定义层4，像素定义层4界定出多个像素区域(即图中RGB所示区域)；
步骤S22：将栅线1和数据线2通过位于OLED基板的非显示区域的引线外接到一外接电源的电极上，将像素电极3通过引线接到该外接电源的另一电极上。
步骤S23：在所述像素界定层4界定的像素区域内涂覆墨水；
步骤S24：将涂覆墨水后的OLED基板快速转移到干燥工艺的腔体中，并开启外接电源，施加电压，形成控制电场，通过调节电压的方向和强度，搭配干燥速率的控制，可以控制墨水中的溶质背离像素区域的四个边缘向所述像素区域的中心区域移动。
本发明还提供一种显示基板的制作方法，包括：
在一基板上形成像素界定层的步骤；以及
在所述像素界定层界定的像素区域内形成薄膜的步骤，其中，所述薄膜采用上述任一实施例所述的薄膜的制作方法形成。
优选地，所述显示基板为有机发光二极管显示基板，所述薄膜为有机层；或者，所述显示基板为液晶显示基板，所述薄膜为彩膜层。
本发明还提供一种显示基板，采用上述显示基板的制作方法形成。
本发明还提供一种薄膜的制作设备，用于执行上述任一实施例中所述的薄膜的形成方法，所述制作设备包括：
墨水形成模块，用于在一形成有像素界定层的基板上，在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
干燥模块，用于对所述墨水进行干燥处理形成薄膜；
加电模块，用于在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种薄膜的制作方法，其特征在于，包括：
提供一形成有像素界定层的基板；
在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
对所述墨水进行干燥处理形成薄膜，在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
2.根据权利要求1所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述基板上还形成有导电图形；
其中，所述形成控制电场的步骤为：在所述导电图形上施加电压，形成所述控制电场。
3.根据权利要求2所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述导电图形包括：像素电极以及靠近所述像素区域的预定边缘设置的导电线。
4.根据权利要求3所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述导电线包括栅线和/或数据线。
5.根据权利要求3所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述导电线设置于所述像素界定层之下，被所述像素界定层覆盖。
6.根据权利要求3所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阳离子型时，所述控制电场的方向为由所述导电线指向所述像素电极，所述墨水中的溶剂和/或溶质呈阴离子型时，所述控制电场的方向为由所述像素电极指向所述导电线。
7.根据权利要求1所述的薄膜的制作方法，其特征在于，所述像素区域包括长轴方向和短轴方向，所述形成控制电场的步骤包括：
形成第一控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第一控制电场的作用下由所述像素区域的长轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动；和/或
形成第二控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述第二控制电场的作用下由所述像素区域的短轴方向上的两边缘向所述像素区域的中心区域移动。
8.一种显示基板的制作方法，其特征在于，包括：
在一基板上形成像素界定层的步骤；以及
在所述像素界定层界定的像素区域内形成薄膜的步骤，其中，所述薄膜采用如权利要求1-7任一项所述的薄膜的制作方法形成。
9.根据权利要求8所述的显示基板的制作方法，其特征在于，
所述显示基板为有机发光二极管显示基板，所述薄膜为有机层；或者
所述显示基板为液晶显示基板，所述薄膜为彩膜层。
10.一种显示基板，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的制作方法形成。
11.一种薄膜的制作设备，其特征在于，用于执行如权利要求1-7任一项所述的薄膜的制作方法，所述制作设备包括：
墨水形成模块，用于在一形成有像素界定层的基板上，在所述像素界定层界定的像素区域内涂覆墨水；
干燥模块，用于对所述墨水进行干燥处理形成薄膜；
加电模块，用于在对所述墨水进行干燥处理的过程中，形成控制电场，使得所述墨水中的溶质能够在所述控制电场的作用下背离所述像素区域的预定边缘向所述像素区域的中心区域移动。
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