CN113675356A - 在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在利用原子层沉积工序来形成的薄膜封装体上形成触摸屏板，从而在阻隔特性优秀且后续工序中产生少量不良的薄膜封装体上形成触摸屏板的方法。
Description
技术领域
本发明涉及有机发光显示器面板的触摸封装(TOE，Touch On Encap)工序，更详细地，涉及在阻隔特性优秀且后续工序中产生少量不良的利用原子层沉积工序来形成的薄膜封装体上形成触摸屏板，由此在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法。
背景技术
最近，通过画面展现多种信息的影像显示装置以信息通信时代的核心技术向更薄、更轻、容易携带且可实现高性能的方向发展。对这种影像显示装置的要求引领对液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、等离子体显示板(PDP，Plasma Display Panel)、电致发光显示器(ELD，Electro Luminescent Display)、场发射显示器(FED，Field EmissionDisplay)、有机发光显示器(OLED，Organic Light Emitting Display)等多种平板显示装置的研究及技术开发。
尤其，最近，集中于可通过影像显示装置实现柔韧(flexible)的特性的有机发光显示器的研究开发。有机发光显示器作为控制有机发光层的发光量来显示影像的显示装置，是从电子注入电极(Cathode)和空穴注入电极(Anode)中分别向发光层内部注入电子和空穴，当注入的电子和空穴相结合的激子(Exciton)从激发状态降为基态时发光的器件。
对于这种有机发光显示器中的有源矩阵有机发光显示器(AMOLED)而言，由利用有源器件来控制的3色(R、G、B)子像素构成的像素以矩阵形态排列而显示图像。因此，各个子像素具有有机电致发光器件和驱动该有机电致发光器件的单元驱动部。单元驱动部包括至少2个薄膜晶体管和存储电容器，从而根据数据信号来控制向有机电致发光器件供给的电流量，控制有机发光显示装置的亮度。
对于这种有机发光显示器而言，如图1所示，通过如下方法制造，在母基板S形成由有源区AA和无源区NA定义的多个单元C，并在有源区AA的周边形成玻璃料(frit)之后，随着划线SL进行切割来形成用于形成单位面板的器件基板。
此时，形成于有源区AA的栅极线及数据线之类的内部配线，通过与开/关焊盘及柔性电路板(FPC)焊盘相连接而向外围延伸的焊盘配线连接于短路棒等。开/关焊盘用于确认器件内部配线网是否正常工作，柔性电路板焊盘通过柔性电路板与驱动电路板相连接。
对于具有这种结构的有机发光显示器而言，虽有多种优点，但处于需要解决如下问题的状态，即，难以实现大面积批量生产技术开发的问题、当无法有效阻隔大气中的水分及氧时，产生黑点(dark spot)等缺陷，导致寿命急剧缩短的问题等。
尤其，最近为了实现柔性显示器，在聚酰亚胺等的高分子基板形成包括有机电致发光器件和单元驱动部的有机发光结构物时，这种高分子基板与玻璃基板相比，其水分及氧渗透度极大，因而对于有机发光结构物的密封(Encapsulation)方案更大地突出。
众所周知，对于有源矩阵有机发光显示器(AMOLED)而言，作为水分渗透度的评定量表的水蒸气透过率(WVTR，Water Vapor Transmission rate)值应最小为10-6g/m2·天(day)以下。为此，最近作为代替利用玻璃基板的密封方法，如图2所示，还揭示在形成有器件1的基板S上依次层叠水分及氧阻隔性能优秀的无机薄膜2和有机薄膜3来进行密封的薄膜密封(Thin Film Encapsulation)方法。
众所周知的这种薄膜密封方法有如下几种，利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工序来形成第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜，通过喷墨印刷方法来在第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜之间形成有机膜的方法和利用原子层沉积(ALD)工序来形成第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜，通过喷墨印刷方法来在第一有机密封薄膜、第二有机密封薄膜之间形成有机膜的方法。
但是，对于利用等离子体增强化学气相沉积工序来形成第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的方法而言，在工序进行过程中，不仅存在严重的粒子问题，还存在通过该工序形成的第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜在后续的模块工序中成为很多不良的原因的问题。
另一方面，对于利用原子层沉积工序来形成第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的方法而言，具有在工序进行过程中，几乎不产生粒子问题，阻隔性能非常优秀且在后续的模块工序中也不产生不良的优点。
但是，至今，对于利用这种原子层沉积工序的薄膜封装工序而言，为了确保生产率而无法在使用批量式原子层沉积装置的同时采用掩模，因这种工序上的限制而难以适用批量生产，尤其，存在未揭示可适用于在薄膜封装体上直接形成触摸结构的触摸封装(TOE，Touch On Encap)结构的技术的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供阻隔特性优秀且后续工序中产生少量不良的在利用原子层沉积工序来形成的薄膜封装体上形成触摸屏板的方法。
用于解决上述技术问题的本发明的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法包括：步骤1)，在由有源区和无源区定义的多个单元区域以矩阵形态被划线区分的柔性基板中的上述有源区形成有机发光结构物，经由上述有源区和无源区形成用于驱动上述有机发光结构物的栅极线及数据线，并将与上述栅极线及数据线的末端相连接的柔性电路板焊盘形成于上述无源区来制造有机发光基板；步骤2)，利用原子层沉积工序，在上述有机发光基板的全面形成第一无机密封薄膜；步骤3)，利用喷墨印刷工序，在包括形成有上述第一无机密封薄膜的基板上部面中的有源区和无源区的一部分的第二形成区域形成有机膜；步骤4)，利用原子层沉积工序，在形成有上述有机膜的基板全面形成第二无机密封薄膜；步骤5)，利用化学气相沉积工序，在形成有上述第二无机密封薄膜的基板中除了包括上述柔性电路焊盘形成区域的上部面的刻蚀区域之外的区域选择性地形成执行用于刻蚀上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的掩模功能和触摸缓冲功能的缓冲掩模层；步骤6)，对上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜中利用上述缓冲掩模层来开放的部分进行刻蚀而去除；步骤7)，在经过上述步骤6)的上述有机发光基板上依次形成感测线和绝缘膜及驱动线来形成触摸屏板。
并且，在本发明中，优选地，上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜利用批量(BA TCH)式原子层沉积装置在无掩模的情况下形成。
并且，在本发明中，上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜优选为氧化铝(Al2O3)。
并且，在本发明中，优选地，上述缓冲掩模层由Si3NX(X为3～4之间的实数)形成。
并且，在本发明中，优选地，上述缓冲掩模层以100～500μm的厚度形成。
并且，在本发明的上述步骤5)中，优选地，在利用棒状掩模(Stick Mask)来将上述单元形成线之间的区域阻隔成线形态的状态下，将上述缓冲掩模层形成为线形态。
并且，在本发明中，优选地，在薄膜封装体形成线进行上述步骤5)和步骤6)。
根据在本发明的薄膜封装体上形成触摸屏的方法，如图13、图14所示，具有如下优点：通过在薄膜封装(TFE)工序中形成单纯地在现有的触摸封装工序中形成的触摸缓冲层的方式，利用原子层沉积方法来将薄膜封装体形成为阻隔性和物理特性优秀的氧化铝层。
尤其，在本发明中，具有如下优点：使现有的触摸缓冲层还执行作为刻蚀第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的掩模的功能，从而在无其他掩模的情况下，可对焊盘上侧的第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜进行刻蚀。
像这样，若将现有的触摸缓冲层利用为掩模缓冲层，则与化学气相沉积相比，生产率降低，但能够以批量方式采用可形成阻隔性和物理特性优秀的第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的原子层沉积工序来提高生产率，能够以具有空间余地的薄膜封装工序线重新配置在复杂的触摸封装工序线中使用的等离子体增强化学气相沉积等的设备，从而还可提高空间使用的有效性。
附图说明
图1、图2为示出一般的有机发光显示器基板的结构的图。
图3、图4为示出本发明一实施例的有机发光基板制造步骤的图。
图5、图6为示出本发明一实施例的第一无机密封薄膜形成步骤的图。
图7、图8为示出本发明一实施例的有机膜形成步骤的图。
图9为示出本发明一实施例的第二无机密封薄膜形成步骤的图。
图10为示出本发明一实施例的掩模缓冲层形成步骤的图。
图11为示出本发明一实施例的第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜刻蚀步骤的图。
图12为示出本发明一实施例的棒状掩模结构的图。
图13为示出以往的触摸封装工序的工序图。
图14为示出本发明一实施例的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法的工序的工序图。
附图标记的说明
100：有机发光基板 110：基板
120：有机发光结构物 130：栅极线
140：数据线 150：焊盘
160：第一无机密封薄膜 170：有机膜
180：第二无机密封薄膜 190：掩模缓冲层
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的具体实施例。
在本实施例的薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，如图3、图4所示，以制造有机发光基板100的步骤开始。在此步骤中，首先，在由有源区AA和无源区NA定义的多个单元区域以矩阵形态被划线SL区分的柔性(flexible)的基板110中的上述有源区AA形成有机发光结构物120，并经由上述有源区AA和无源区NA形成用于驱动上述有机发光结构物120的栅极线及数据线。
并且，将与上述栅极线130及数据线140的末端相连接的柔性电路板焊盘150形成于上述无源区NA。
然后，进行形成用于密封上述有机发光结构物120的薄膜封装体(TFE，Thin FilmEnc apsulation)的过程。如图14所示，此过程分为形成第一无机密封薄膜160的步骤、形成有机膜170的步骤、形成第二无机密封薄膜180的步骤及形成缓冲掩模层190的步骤来进行。
首先，如图5、图6所示，在形成上述第一无机密封薄膜160的步骤中，利用原子层沉积(Atomic Layer Deposition)工序，在上述有机发光基板100的全面沉积第一无机密封薄膜160而形成。此时，在本实施例中，优选地，利用同时将数十或数百张的有机发光基板100装入沉积腔室的批量(BATCH)式原子层沉积装置，以使生产率变高的方式执行第一无机密封薄膜沉积工序。因此，在此步骤中，不使用用于上述第一无机密封薄膜160的选择性沉积的掩模，而以遍及上述基板110的全面的方式沉积第一无机密封薄膜160。
并且，在本实施例中，上述第一无机密封薄膜160优选为氧化铝(Al2O3)，这可有效阻隔空气中的水分和氧。
然后，如图7所示，进行形成有机膜170的步骤。在此步骤中，如图7、图8所示，在形成有上述第一无机密封薄膜160的基板110上部面中的包括有源区AA和无源区NA的一部分的第二形成区域A1形成有机膜170。在本实施例中，优选地，上述有机膜170利用喷墨印刷(Ink Jet Printing)工序来限定性地仅形成于第二形成区域A1。
然后，如图9所示，进行形成上述第二无机密封薄膜180的步骤。在此步骤中，利用原子层沉积工序，在形成有上述有机膜170的基板全面沉积第二无机密封薄膜180而形成。此时，上述第二无机密封薄膜180也与上述第一无机密封薄膜160相同，优选地，利用批量(BATCH)式原子层沉积装置在无掩模的情况下遍及上述基板110的全面而形成，尤其，上述第二无机密封薄膜180也更优选为氧化铝(Al2O3)。
然后，如图10所示，进行形成上述缓冲掩模层190的步骤。其中，上述缓冲掩模层190是指执行现有的触摸封装(TOE，Touch On Encap)工序所需的触摸缓冲(Touch Buffer)层的功能的同时起到对存在于上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180中的上述焊盘150上的部分进行蚀刻来去除的掩模的功能的物质。
因此，优选地，上述缓冲掩模层190形成于除了上述焊盘150上部之外的剩余区域，由上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180的蚀刻过程中以与上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜相同或类似的厚度进行刻蚀的材质形成。
为此，在本实施例中，优选地，利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工序进行沉积而形成上述缓冲掩模层190，并由Si3NX(X为3～4之间的实数)材质形成。并且，优选地，上述缓冲掩模层190以300μm的厚度形成，在上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180的蚀刻过程中，100μm左右一同进行刻蚀，200μm左右的厚度仍然残留，从而起到触摸缓冲(Touch Buffer)层的功能。
另一方面，在本实施例中，在上述缓冲掩模层190形成步骤中，优选地，在利用如图12所示的结构的棒状掩模(Stick Mask)来阻隔上述有机发光基板100上的单元形成线之间的区域的状态下，将上述缓冲掩模层190形成为线形态，如此可容易制作掩模，还可在后续的触摸封装工序中将可形成Tx线或Rx线的空间确保于单元之间的空间。
然后，如图11所示，进行将上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180中利用上述缓冲掩模层190来开放的部分与上述缓冲掩模层190的一部分一同刻蚀而去除的步骤。即，通过干蚀刻(Dry Etching)方法等来去除上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180中的不被前一步骤中形成的上述缓冲掩模层190遮挡而开放的部分。
此时，在本实施例中，由于在将整个上述有机发光基板100直接装入蚀刻腔室内的状态下执行蚀刻工序，因而上述缓冲掩模层190和露出的t刻蚀区域EA的第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180一同进行刻蚀。因此，如图11所示，上述缓冲掩模层190的一部分上部面也被刻蚀而去除，其相当于上述第一无机密封薄膜160、第二无机密封薄膜180的刻蚀量，上述缓冲掩模层190的厚度比现有的厚度更薄。
图13为利用现有的等离子体增强化学气相沉积工序来形成薄膜封装体时的触摸封装(T OE，Touch On Encap)工序图。根据该工序图，可知将薄膜封装工序全部结束之后，在触摸封装工序中利用等离子体增强化学气相沉积工序来形成SiNx层用作触摸缓冲(Touch Buffe r)层。
相反，在本实施例中，如图14所示，上述缓冲掩模层190形成步骤和第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜刻蚀步骤在薄膜封装体形成线中进行，而不在触摸封装工序线中进行。因此，有机发光显示器面板生产线整体结构具有相比于利用现有的等离子体增强化学气相沉积工序的触摸封装工序线更容易且空间使用的有效性变高的优点。
最后，进行在经过上述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜刻蚀步骤的上述有机发光基板上依次形成感测线和绝缘膜及驱动线来形成触摸屏板的步骤。在此步骤中，由于已形成有触摸缓冲层190，因而除了不需要形成其的工序之外，与以往的触摸生成工序实质上相同，故而省略对其的具体说明。
Claims (7)
1.一种在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，包括：
步骤1)，在由有源区和无源区定义的多个单元区域以矩阵形态被划线区分的柔性基板中的所述有源区形成有机发光结构物，经由所述有源区和无源区形成用于驱动所述有机发光结构物的栅极线及数据线，并将与所述栅极线及数据线的末端相连接的柔性电路板焊盘形成于所述无源区来制造有机发光基板；
步骤2)，利用原子层沉积工序，在所述有机发光基板的全面形成第一无机密封薄膜；
步骤3)，利用喷墨印刷工序，在包括形成有所述第一无机密封薄膜的基板的上部面中的有源区和无源区的一部分的第二形成区域形成有机膜；
步骤4)，利用原子层沉积工序，在形成有所述有机膜的基板的全面形成第二无机密封薄膜；
步骤5)，利用化学气相沉积工序，在形成有所述第二无机密封薄膜的基板中除了包括所述柔性电路板焊盘形成区域的上部面的刻蚀区域之外的区域选择性地形成执行用于刻蚀所述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜的掩模功能和触摸缓冲功能的缓冲掩模层；
步骤6)，对所述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜中利用所述缓冲掩模层来开放的部分进行刻蚀而去除；
步骤7)，在经过所述步骤6)的所述有机发光基板上依次形成感测线和绝缘膜及驱动线来形成触摸屏板。
2.根据权利要求1所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，所述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜利用批量式原子层沉积装置在无掩模的情况下形成。
3.根据权利要求2所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，所述第一无机密封薄膜、第二无机密封薄膜为氧化铝(Al2O3)。
4.根据权利要求2所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，所述缓冲掩模层由Si3NX形成，其中，X为3～4之间的实数。
5.根据权利要求4所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，所述缓冲掩模层以300μm的厚度形成。
6.根据权利要求1所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，在所述步骤5)中，在利用棒状掩模来将所述单元形成线之间的区域阻隔成线形态的状态下，将所述缓冲掩模层形成为线形态。
7.根据权利要求1所述的在薄膜封装体上形成触摸屏板的方法，其特征在于，在薄膜封装体形成线进行所述步骤5)和步骤6)。
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