CN113903875A - 一种彩色oled显示器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种彩色OLED显示器件的制造方法,属于OLED显示器件技术领域,该彩色OLED显示器件的制造方法为在基板上依次沉积阳极膜层、空穴注入层和空穴传输层;依次通过涂胶、曝光、刻蚀和蒸镀的工艺制备像素发光单元;通过剥离工艺去除光刻胶形成RGB发光层;在RGB发光层上依次蒸镀电子传输层、电子注入层、阴极膜层和封装层,本发明的有益效果是,本发明通过刻蚀工艺制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,制备效率高,减少了对OLED有机膜层的影响,可以得到更小的像素尺寸,可得到更高像素密度和更高良率的产品。
Description
技术领域
本发明涉及OLED显示器件技术领域,尤其涉及一种彩色OLED显示器件的制造方法。
背景技术
与传统的主动矩阵有机发光二极管显示技术相比,硅基OLED微显示以单晶硅芯片为基底并借助于成熟的CMOS工艺使其像素尺寸更小、集成度更高,可制作成媲美大屏显示的近眼显示产品而受到广泛关注。
硅基OLED产品相比较与手机或其他大尺寸OLED显示产品,其要求有更高的像素密度,现在主流的应用要求屏体的达到3000ppi以上,目前实现高像素密度并且彩色化显示主要通过两种方法:一种是通过白光OLED搭配彩色滤光片的形式实现,该方法中OLED发光透过彩色滤光片后会损失50%以上的光,导致产品难以实现较高的亮度显示;另一种是使用精细金属掩模(FMM)技术来制备显示器件,该技术对FMM的制作工艺和蒸镀机的对位精度均要求较高,而且FMM受限于Invar材料的厚度,该方法很难实现超过2000ppi以上的显示。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种彩色OLED显示器件的制造方法,通过刻蚀工艺制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,减少使用显影以及湿法去胶等工艺制程对OLED有机膜层的影响,可以得到更小的像素尺寸,可得到更高像素密度的产品。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:所述彩色OLED显示器件的制造方法,包括以下步骤:
步骤1:在基板上依次沉积阳极膜层、空穴注入层和空穴传输层;
步骤2:依次通过涂胶、曝光、刻蚀和蒸镀的工艺制备像素发光单元;
步骤3:通过剥离工艺去除光刻胶形成RGB发光层;
步骤4:在RGB发光层上依次蒸镀电子传输层、电子注入层、阴极膜层后沉积封装层。
所述步骤2制备的像素发光单元包括依次制备的红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元。
制备所述红光发光单元的具体步骤为:
1)在空穴传输层上涂布光刻胶层Ⅰ;
2)对红色像素区的光刻胶层Ⅰ进行曝光形成曝光区Ⅰ;
3)对曝光区Ⅰ进行干法刻蚀去除红色像素区的光刻胶层Ⅰ,形成刻蚀区Ⅰ;
4)在刻蚀区Ⅰ和光刻胶层Ⅰ上表面蒸镀红色匹配层和红色发光层。
在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅰ的涂布厚度为0.5~0.7μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,红色像素区的曝光量为25~35mJ/cm2。
制备所述绿光发光单元的具体步骤为:
1)在红光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅱ;
2)对绿色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅱ;
3)对曝光区Ⅱ进行干法刻蚀去除绿色像素区的光刻胶层Ⅱ和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅱ;
4)在刻蚀区Ⅱ和光刻胶层Ⅱ上表面蒸镀绿色匹配层和绿色发光层。
在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅱ的涂布厚度为0.8~1.0μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,绿色像素区的曝光量为45~55mJ/cm2。
制备所述蓝光发光单元的具体步骤为:
1)在绿光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅲ;
2)对蓝色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅲ;
3)对曝光区Ⅲ进行干法刻蚀去除蓝色像素区的光刻胶层Ⅲ、绿光发光单元和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅲ;
4)在刻蚀区Ⅲ和光刻胶层Ⅲ上表面蒸镀蓝色匹配层和蓝色发光层。
在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅲ的涂布厚度为1.1~1.3μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,蓝色像素区的曝光量为65~75mJ/cm2。
所述步骤2中的涂布的光刻胶为正性光刻胶;采用的刻蚀方法为干法刻蚀,刻蚀的气体为惰性气体,刻蚀的速率为0.5nm/s~1nm/s。
在所述步骤4中,在阴极膜层和封装层之间蒸镀光耦合输出层。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过刻蚀技术制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,可以得到更小的像素尺寸,并且不受限于蒸镀机和金属掩模版,可得到更高像素密度的产品。
2、本发明通过采用包括涂胶、曝光、刻蚀、蒸镀和剥离工艺实现OLED显示器件中RGB发光层图案化,涂覆正性光刻胶的曝光区域易被惰性气体物理刻蚀,提高了制备的效率;而且干法刻蚀工艺减少了使用显影以及湿法去胶等工艺制程对OLED有机膜层的影响,提高了OLED显示器件的制备良率。
综上,本发明通过刻蚀工艺制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,制备效率高,减少了对OLED有机膜层的影响,可以得到更小的像素尺寸,可得到更高像素密度和更高良率的产品。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明制备的彩色OLED显示器件的结构示意图;
图2为本发明彩色OLED显示器件制造方法的流程图;
图3为本发明制备红光发光单元的流程图;
图4为本发明制备绿光发光单元的流程图;
图5为本发明制备蓝光发光单元的流程图;
上述图中的标记均为:1.基板,2.阳极膜层,3.空穴注入层,4.空穴传输层,5.RGB发光层,6.电子传输层,7.电子注入层,8.阴极膜层,9.封装层,10.红光发光单元,101.光刻胶层Ⅰ,102.曝光区Ⅰ,103.刻蚀区Ⅰ,104.红色匹配层,105.红色发光层,11.绿光发光单元,111.光刻胶层Ⅱ,112.曝光区Ⅱ,113.刻蚀区Ⅱ,114.绿色匹配层,115.绿色发光层,12.蓝光发光单元,121.光刻胶层Ⅲ,122.曝光区Ⅲ,123.刻蚀区Ⅲ,124.蓝色匹配层,125.蓝色发光层,13.光耦合输出层。
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中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明具体的实施方案为:如图1和图2所示,一种彩色OLED显示器件的制造方法,包括以下步骤:
步骤1:在基板上依次沉积阳极膜层、空穴注入层和空穴传输层。
步骤2:依次通过涂胶、曝光、刻蚀和蒸镀的工艺制备像素发光单元,其中涂布的光刻胶为正性光刻胶,其中的刻蚀为干法刻蚀,刻蚀的气体为惰性气体,刻蚀的速率为0.5nm/s~1nm/s。
步骤3:通过剥离工艺去除光刻胶形成RGB发光层。
步骤4:在RGB发光层上依次蒸镀电子传输层、电子注入层、阴极膜层后沉积封装层。
本发明通过刻蚀技术制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,可以得到更小的像素尺寸,并且不受限于蒸镀机和金属掩模版,可得到更高像素密度的产品。
本发明通过采用包括涂胶、曝光、刻蚀、蒸镀和剥离工艺实现OLED显示器件中RGB发光层图案化,涂覆正性光刻胶的曝光区域易被惰性气体物理刻蚀,提高了制备的效率;而且干法刻蚀工艺减少了使用显影以及湿法去胶等工艺制程对OLED有机膜层的影响,提高了OLED显示器件的制备良率。
具体地,其中的步骤2制备的像素发光单元包括红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元,由于红光发光层、绿光发光层和蓝光发光层三者的环境耐受性依次降低,因此,为了提高OLED显示器件的制备良率,制备的顺序为红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元。
具体地,制备红光发光单元的具体步骤为:
1)在空穴传输层上涂布光刻胶层Ⅰ,光刻胶层Ⅰ的涂布厚度为0.5~0.7μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃,可以通过干法去胶;
2)对红色像素区的光刻胶层Ⅰ进行曝光形成曝光区Ⅰ,由于涂布的光刻胶为正性光刻胶,曝光的区域刻蚀速度会快于未曝光的区域,红色像素区的曝光量为25~35mJ/cm2;
3)对曝光区Ⅰ进行干法刻蚀去除红色像素区的光刻胶层Ⅰ,形成刻蚀区Ⅰ。
4)在刻蚀区Ⅰ和光刻胶层Ⅰ上表面蒸镀红色匹配层和红色发光层。
具体地,制备绿光发光单元的具体步骤为:
1)在红光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅱ,光刻胶层Ⅱ的涂布厚度为0.8~1.0μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;
2)对绿色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅱ,绿色像素区的曝光量为45~55mJ/cm2;
3)对曝光区Ⅱ进行干法刻蚀去除绿色像素区的光刻胶层Ⅱ和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅱ。
4)在刻蚀区Ⅱ和光刻胶层Ⅱ上表面蒸镀绿色匹配层和绿色发光层。
具体地,制备蓝光发光单元的具体步骤为:
1)在绿光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅲ,光刻胶层Ⅲ的涂布厚度为1.1~1.3μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃。
2)对蓝色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅲ,绿色像素区的曝光量为65~75mJ/cm2。
3)对曝光区Ⅲ进行干法刻蚀去除蓝色像素区的光刻胶层Ⅲ、绿光发光单元和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅲ。
4)在刻蚀区Ⅲ和光刻胶层Ⅲ上表面蒸镀蓝色匹配层和蓝色发光层。
另外,为了提高OLED显示器件的发光效率,在步骤4中,在阴极膜层和封装层之间蒸镀光耦合输出层。
实施例
彩色OLED显示器件的制造方法的具体步骤为:
步骤1:在基板上通过物理气相沉积(PVD)的方式沉积形成厚度为80nm~100nm的阳极膜层,在阳极膜层上依次通过真空蒸镀的方式形成空穴注入层和空穴传输层。
步骤2:制备红光发光单元。
1)在空穴传输层上涂布正性光刻胶,涂胶的厚度为0.5~0.7μm,在80℃~90℃的温度下使光刻胶固化形成光刻胶层Ⅰ。
2)对红色像素区的光刻胶层Ⅰ进行曝光形成曝光区Ⅰ,由于涂布的光刻胶为正性光刻胶,曝光的区域刻蚀速度会快于未曝光的区域,红色像素区的曝光量为25~35mJ/cm2;
3)对曝光区Ⅰ进行干法刻蚀,刻蚀掉红色像素区的光刻胶层Ⅰ,形成刻蚀区Ⅰ,刻蚀的气体为惰性气体,可以选择N2或者Ar,刻蚀速率控制在0.5nm/s~1nm/s,以防止过刻影到空穴传输层。
4)在刻蚀区Ⅰ和光刻胶层Ⅰ上表面依次蒸镀形成厚度为45~55nm的红色匹配层和厚度为35~40nm的红色发光层。
步骤3:制备绿光发光单元。
1)在红色发光层上涂布正性光刻胶,涂胶的厚度为0.8~1.0μm,在80℃~90℃的温度下使光刻胶固化形成光刻胶层Ⅱ;
2)对绿色像素区的光刻胶层Ⅰ和光刻胶层Ⅱ进行曝光,形成曝光区Ⅱ,绿色像素区需要曝光两层光刻胶,绿色像素区的曝光量为45~55mJ/cm2;
3)对曝光区Ⅱ进行干法刻蚀,刻蚀掉绿色像素区的光刻胶层Ⅱ和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅱ,刻蚀的气体为惰性气体,可以选择N2或者Ar,刻蚀速率控制在0.5nm/s~1nm/s,以防止过刻影到空穴传输层。
4)在刻蚀区Ⅱ和光刻胶层Ⅱ上表面依次蒸镀形成厚度为25~35nm的绿色匹配层和厚度为30~40nm的绿色发光层。
步骤4:制备蓝光发光单元。
1)在绿色发光层上正性光刻胶,涂胶的厚度为1.1~1.3μm,在80℃~90℃的温度下使光刻胶固化形成光刻胶层Ⅲ。
2)对蓝色像素区的光刻胶层Ⅰ、光刻胶层Ⅱ和光刻胶层Ⅲ进行曝光形成曝光区Ⅲ,蓝色像素区需要曝光三层光刻胶,蓝色像素区的曝光量为65~75mJ/cm2。
3)对曝光区Ⅲ进行干法刻蚀,刻蚀掉蓝色像素区的光刻胶层Ⅲ、绿光发光单元和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅲ,刻蚀的气体为惰性气体,可以选择N2或者Ar,刻蚀速率控制在0.5nm/s~1nm/s,以防止过刻影到空穴传输层。
4)在刻蚀区Ⅲ和光刻胶层Ⅲ上表面依次蒸镀形成厚度为10~15nm的蓝色匹配层和厚度为15~20nm的蓝色发光层。
步骤5:通过剥离工艺去除剩余的光刻胶层Ⅱ和光刻胶层Ⅲ形成RGB发光层。
步骤6:在RGB发光层上依次蒸镀形成厚度为20~30nm的电子传输层、厚度为0.5~1nm的电子注入层、厚度为13~15nm的阴极膜层、厚度为50~70nm的光耦合输出层;通过ALD和CVD工艺,分别沉积厚度为30~50nm的Al2O3和500~1000nm的SiN形成封装层。
经过上述工艺制备的OLED显示器件由于省去了滤光层,而且使用了效率更高的单色RGB组成白光,效率可以提升3-5倍,亮度可以达到10000nit以上;通过刻蚀技术制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,可以得到更小的像素尺寸,并且不受限于蒸镀机和金属掩模版,像素密度超过2000ppi以上。
综上,本发明通过刻蚀工艺制备OLED发光层来实现RGB三种颜色图案化,制备效率高,减少了对OLED有机膜层的影响,可以得到更小的像素尺寸,可得到更高像素密度和更高良率的产品。
以上所述,只是用图解说明本发明的一些原理,本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内,故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物,均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (10)
1.一种彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:在基板上依次沉积阳极膜层、空穴注入层和空穴传输层;
步骤2:依次通过涂胶、曝光、刻蚀和蒸镀的工艺制备像素发光单元;
步骤3:通过剥离工艺去除光刻胶形成RGB发光层;
步骤4:在RGB发光层上依次蒸镀电子传输层、电子注入层、阴极膜层后沉积封装层。
2.根据权利要求1所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:所述步骤2制备的像素发光单元包括依次制备的红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元。
3.根据权利要求2所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:制备所述红光发光单元的具体步骤为:
1)在空穴传输层上涂布光刻胶层Ⅰ;
2)对红色像素区的光刻胶层Ⅰ进行曝光形成曝光区Ⅰ;
3)对曝光区Ⅰ进行干法刻蚀去除红色像素区的光刻胶层Ⅰ,形成刻蚀区Ⅰ;
4)在刻蚀区Ⅰ和光刻胶层Ⅰ上表面蒸镀红色匹配层和红色发光层。
4.根据权利要求3所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅰ的涂布厚度为0.5~0.7μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,红色像素区的曝光量为25~35mJ/cm2。
5.根据权利要求2所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:制备所述绿光发光单元的具体步骤为:
1)在红光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅱ;
2)对绿色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅱ;
3)对曝光区Ⅱ进行干法刻蚀去除绿色像素区的光刻胶层Ⅱ和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅱ;
4)在刻蚀区Ⅱ和光刻胶层Ⅱ上表面蒸镀绿色匹配层和绿色发光层。
6.根据权利要求5所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅱ的涂布厚度为0.8~1.0μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,绿色像素区的曝光量为45~55mJ/cm2。
7.根据权利要求2所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:制备所述蓝光发光单元的具体步骤为:
1)在绿光发光单元表面涂布光刻胶层Ⅲ;
2)对蓝色像素区的光刻胶进行曝光形成曝光区Ⅲ;
3)对曝光区Ⅲ进行干法刻蚀去除蓝色像素区的光刻胶层Ⅲ、绿光发光单元和红光发光单元,形成刻蚀区Ⅲ;
4)在刻蚀区Ⅲ和光刻胶层Ⅲ上表面蒸镀蓝色匹配层和蓝色发光层。
8.根据权利要求7所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:在所述步骤1)中,光刻胶层Ⅲ的涂布厚度为1.1~1.3μm,光刻胶固化的温度为80℃~90℃;在所述步骤2)中,蓝色像素区的曝光量为65~75mJ/cm2。
9.根据权利要求1所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:所述步骤2中的涂布的光刻胶为正性光刻胶;采用的刻蚀方法为干法刻蚀,刻蚀的气体为惰性气体,刻蚀的速率为0.5nm/s~1nm/s。
10.根据权利要求1所述的彩色OLED显示器件的制造方法,其特征在于:在所述步骤4中,在阴极膜层和封装层之间蒸镀光耦合输出层。
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