CN114631191A - 用于有机发光二极管显示结构的方法和设备 - Google Patents

用于有机发光二极管显示结构的方法和设备 Download PDF

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Abstract

提供了用于形成设置在基板上的有机发光二极管(OLED)结构的方法和设备。在一个实施方式中，提供了一种用于形成有机发光二极管(OLED)基板的方法，所述方法包括：在第一方向上在基板上形成第一导电层；在所述第一导电层的一部分上形成介电层，其中所述介电层包括使所述第一导电层的一部分暴露的阱；在第二方向上且在两个汇流条之间将有机材料连续地沉积在所述阱中和所述介电层上；以及在与所述第一方向正交的第二方向上且在两个汇流条之间在所述有机材料上连续地形成第二导电层，其中所述第二导电层在所述第二导电层的相对侧上与所述汇流条直接接触；以及在所述第二方向上在所述第二导电层上连续地沉积封装层并完全地覆盖所述第二导电层。

Description

用于有机发光二极管显示结构的方法和设备
背景技术
技术领域
本公开内容的实施方式总体上涉及用于形成有机发光二极管(OLED)显示结构的方法和设备，并且更具体地，涉及使用线型光刻图案化形成OLED显示结构。
相关技术的描述
与液晶显示器(LCD)相比，使用有机发光二极管(OLED)的显示器最近在显示器应用中获得了极大的关注，因为它们具有更快的响应时间、更大的视角、更高的对比度、更轻的重量、低功率以及易于形成在柔性基板上。然而，常规地，红色、绿色、蓝色子像素的形成要求多次精细金属掩模工艺，这限制了像素密度，并且很难用于大尺寸显示器。提出了光刻图案化以克服来自精细金属掩模工艺的限制。在常规的光刻图案化中，具有全OLED堆叠沉积和像素化封装的“点”型图案化用于形成红色、绿色和蓝色子像素，并且要求附加的阴极接触工艺步骤来提供公共总线和每个子像素的阴极。例如，在常规的“点”型图案化中，单独的子像素的部分被掩蔽，使得每个子像素的阴极与其他子像素阴极隔离，并且要求附加的阴极接触工艺来将阴极连接到公共总线。
因此，需要用于形成OLED显示结构的改善的方法和设备。
发明内容
提供了用于形成设置在基板上的有机发光显示结构的方法和设备。在一个实施方式中，描述了一种用于形成有机发光二极管(OLED)显示结构的方法，所述方法包括在第一方向上在基板上沉积两个汇流条。所述方法包括：在相对于所述第一方向的第二方向上在所述基板上沉积第一导电层作为多个离散岛状物；在所述第一导电层的一部分上沉积介电层，其中所述介电层包括使所述第一导电层的一部分暴露的阱。所述方法包括；在所述第二方向上且在所述两个汇流条之间将有机发光材料连续地沉积到所述阱中和所述介电层上；以及在所述第二方向上且在所述两个汇流条之间在所述有机发光材料上连续地沉积第二导电层，其中所述第二导电层在所述第二导电层的相对侧上与所述汇流条中的每一者直接接触。所述方法包括在所述第二方向上在所述第二导电层上沉积封装层并完全地覆盖所述第二导电层的所述边界。
在另一个实施方式中，公开了一种有机发光二极管基板，所述有机发光二极管基板包括：第一导电层，所述第一导电层在第一方向上形成在基板上；介电层，所述介电层设置在所述第一导电层的一部分上，其中所述介电层包括阱。所述有机发光二极管基板进一步包括：有机材料，所述有机材料在与所述第一方向正交的第二方向上且在两个汇流条之间在所述阱中和所述介电层上，并且与所述第一导电层接触；第二导电层，所述第二导电层在所述第二方向上且在两个汇流条之间连续地设置在所述有机材料上，其中所述第二导电层在所述第二导电层的相对侧上与所述汇流条直接接触；以及封装层，所述封装层在所述第二方向上连续地在所述第二导电层上以完全地覆盖所述第二导电层。
在另一个实施方式中，公开了一种有机发光二极管基板，所述有机发光二极管基板包括：阳极层，所述阳极层在第一方向上形成在基板上；介电层，所述介电层设置在所述阳极层的一部分上，其中所述介电层包括阱，其中阳极层的部分暴露。所述有机发光二极管基板进一步包括有机材料，所述有机材料在所述阱中并与所述阳极层接触并且在所述第二方向上连续地在所述介电层上。所述有机发光二极管基板进一步包括阴极层，所述阴极层设置在所述有机材料上并在与所述第一方向正交的第二方向上且在两个汇流条之间设置作为连续层，其中所述阴极层在所述阴极层的相对侧上与所述汇流条在阴极/汇流条界面处直接接触；以及封装层，所述封装层在所述第二方向上连续地设置在所述阴极层上以完全地覆盖所述第二导电层。
附图说明
为了可详细地理解本公开内容的上述特征，可参考实施方式来得到以上简要地概述的本公开内容的更特别的描述，附图中示出了所述实施方式中的一些。然而，需注意，附图仅示出了本公开内容的典型实施方式，并且因此不应当被视为对本公开的范围的限制，因为本公开内容可承认其他等效实施方式。
图1A至图1C是根据本文公开的实施方式的显示器的一部分的各种视图。图1A是显示器的像素子区域的平面图，并且图1B和图1C分别是沿图1A的线1B-1B和图1A的线1C-1C的显示器的一部分的截面图。
图2A是根据另一个实施方式的显示器的像素子区域的平面图。
图2B和图2C是在形成过程的不同阶段中沿图2A的线2B-2B的显示器的一部分的截面图。
图3A是根据另一个实施方式的显示器的像素子区域的平面图。
图3B是沿图3A的线3B-3B的显示器的截面图。
为了便于理解，已经尽可能使用相同的附图标记标示各图共有的相同要素。设想的是，一个实施方式的要素和特征可有益地结合在其他实施方式中，无需进一步陈述。
具体实施方式
本公开内容提供了用于在基板上形成有机发光显示结构的方法和设备。
图1A至图1C是根据本文公开的实施方式的显示器100的各种视图。图1A是显示器100的有源区域102的平面图，并且图1B和图1C分别是沿图1A的线1B-1B和图1A的线1C-1C的有源区域102的一部分的截面图。
如图1A所示，显示器100包括位于在第一方向上延伸的周边区域105(例如，非有源区域)中的两个汇流条104之间且在显示器100的相对侧(或端部)上的有源区域102。显示器100的有源区域102包括沿第一方向延伸的多个像素列106A-106D，每个像素列包括示出为子像素108A(例如，红色)、子像素108B(例如，绿色)和子像素108C(例如，蓝色)的多个子像素。尽管未示出，多个像素(诸如具有子像素108A-108C的像素列106A-106D)在显示器100上重复。例如，如果显示器100的分辨率为1920×1080，则在1080个像素列的每一者中将有1920个子像素108A、1920个子像素108B和1920个子像素108C。
如果行110A-C在与第一方向大体上正交的第二方向上延伸，则多个像素列106A-106D的一个或多个子像素中的每一者的颜色延伸。通常，正交可定义为大于45度直至并包括90度。例如，这里的列106A-106D中的子像素在同一行(行110A-110C)中延伸，并且用于至少单个有源区域中同一行中的所有子像素的有机材料被沉积到使用热蒸发OLED材料同时为所述行的子像素提供单独的阱中。
在一个具体示例中，行110A中的所有子像素108A是通过穿过有槽光刻图案沉积有机材料而形成的，所述有槽光刻图案具有在行110A的第二方向上延伸的线性狭槽，同时相同的光刻图案覆盖行110B和110C的子像素区域以防止沉积的有机材料到达子像素区域的位置。该光刻图案还延伸到重叠汇流条。具有大于整个有源区域102的开口的掩模用于防止有机发光层沉积与汇流条直接接触，但掩模不用于第二导电层或不同的掩模用于第二导电层，这允许第二导电层直接接触汇流条。这种类型的掩模有时被称为“敞开掩模”，因为所述掩模不会将有机材料的递送单独分配到单独的子像素位置，而且还可在单独的子像素位置之间的区域中进行。类似地，行110B中的所有子像素108B使用另一个有槽光刻掩模图案来沉积，所述另一个有槽光刻掩模图案具有在行110B的第二方向上延伸的狭槽，同时相同的光刻图案覆盖行110A和110C。以相同的方式，在行110C中的所有子像素108C使用另一个有槽光刻掩模图案来沉积，所述有槽光刻掩模图案具有沿行110C的方向的狭槽，而相同的光刻图案覆盖行110A和110B。OLED源材料的扫描方向111(第一方向(相对于显示器100的Y方向))大体上平行于行110A-110C延伸的第一方向。位于显示器100的其他有源区域中的子像素与图1A中示出和描述的有源区域102类似地被沉积。在沉积(扫描)期间，敞开掩模相对于基板112是静止的，并且OLED材料源在基板112之上扫描。
这种制造方法不同于使用具有用于每个子像素的精细开口的“点型”光刻图案的常规的光刻OLED图案化方法。对如本文公开的每个沉积步骤使用有槽光刻图案不需要附加的阴极接触工艺，因为每个子像素的阴极“连接”在一起并直接接触汇流条。下文将描述如本文通过有槽光刻图案描述的有源区域102的其他属性。
如图1B和图1C所示，子像素108B以横截面示出。子像素108B的形成的位置位于基板112上。在基板112上形成多个阳极114(第一导电层)。每个阳极114与离散子像素(诸如子像素108A-108C中的每一者)相关联。阳极114形成为离散导电岛状物，每个导电岛状物重叠或在相关联子像素内。每个阳极114还电连接到在基板112上的薄膜晶体管(未示出)，所述薄膜晶体管为每个OLED器件提供电流。阳极114可以是透明的或反射的，取决于显示器100将用作底部发射显示器还是顶部发射显示器，。
像素限定层116(介电层)形成在阳极114上，并且包括形成为延伸穿过像素限定层116中的多个阱120，像素限定层116提供阱120的边界。在图1B的截面图中，像素限定层116的一部分限定在第一方向上彼此隔开的阱120的边界或相对侧并且被OLED材料118占据。像素限定层116为介电材料，诸如硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)或其他电绝缘材料。
像素限定层116的单独的阱120和用于阴极/汇流条界面136的开口通过蚀刻工艺形成，例如通过蚀刻穿过图案化掩模或图案化光刻胶层，所述图案化掩模或图案化光刻胶层然后被去除并且基板被清洁。然后，牺牲层124作为覆盖膜沉积在至少有源区域102之上，通常在整个基板之上，以覆盖像素限定层，并且在牺牲层124之上形成光刻胶层126。开口122穿过光刻胶层126形成，每个开口在第二方向(X方向)上的开口面积通常大于在像素限定层116和第二方向(X方向)上形成以在汇流条104的位置之上延伸的每个单独的阱120的开口面积。引入湿蚀刻剂以同位素蚀刻掉覆盖形成阱120的每个区域的牺牲层124的部分，使得覆盖形成阱120的每个区域的牺牲层124的部分被去除，以暴露像素限定层116的表面和在阱120的底部暴露的阳极114，并且牺牲层124中的开口在每个120位置处的光刻胶层126的一部分下方延伸，从而在每个阱120位置留下光刻胶层126的悬垂部分。开口122在一行有源区域102中的多个阱120之上延伸。例如，图1A中每一行110A-110C的边界是开口122的边界。
在清洁基板之后，为了去除蚀刻工艺的副产物，OLED材料作为连续层通过开口122沉积，并因此沉积在像素限定层116的在阱120之间延伸的部分上，以及进入单个阱120以及126的顶部上。然后，阴极128(例如，第二导电层)作为连续层通过开口122沉积在每个阱120中的OLED材料118和在阴极128和OLED材料118之间的像素限定层116的部分之上，并且由像素限定层116与阳极114电分离(绝缘)。如本文所使用，术语“连续的”或“连续地”可定义为通过具有如本文所述在第二方向延伸的线性狭槽的狭槽光刻图案沉积的保形不间断层。
通过开口122沉积一种或多种导电材料的定向沉积方法，诸如热蒸发或溅射(物理气相沉积)或两者的组合，允许光刻胶层126的悬垂部分限制导电材料在第一方向和第二方向上的横向范围。然而，通过相对于沉积方法的方向性的散布适当地设置开口尺寸，阴极128的导电材料将在每个阱中的整个OLED材料118之上延伸，并且在某些情况下超出OLED材料118的侧面，将紧邻每个阱120中的OLED材料118的周边直接沉积在像素限定层上，以帮助隔离OLED材料118。在一个实施方式中，OLED材料和阴极128都通过如上所述的定向沉积方法沉积。然而，阴极128不需要在OLED材料118之上延伸。
在像素限定层116、OLED材料118和阴极128之上连续形成封装层130。封装层130防止湿气进入开口122。在一些实施方式中，封装层130是SiNx或等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO)。随后去除牺牲层124(以及光刻胶层126上方的其他层)。对于分别具有子像素108A、108B和108C的行，上述过程通常将重复三次以形成全彩显示器。
在图1C的剖视图中，阴极128的延伸长度提供与汇流条104中的至少一个的电连通。例如，汇流条104在阴极/汇流条界面136处直接连接到阴极128。这种直接电连接不同于常规的点型光刻图案化OLED器件，因为不需要在常规的器件中使用的单独的电接触垫。在常规的器件中，需要单独的步骤来形成电接触垫(例如，金属板、箔或膜)以完成阴极和汇流条之间的电连接。然而，本文所述的装置消除了额外的电接触步骤。
在一些实施方式中，OLED材料可与汇流条的表面重叠并直接接触。如果OLED材料接触汇流条，则在阴极沉积之前应用激光钻孔工艺以从汇流条上去除OLED材料以进行阴极沉积。因此，阴极将与汇流条直接接触。
参考图1B和图1C，用于形成如本文所述的显示器100的光刻图案和工艺提供了更稳健的显示器并减少了工艺步骤的数量。除了消除上述额外的电接触垫步骤之外，覆盖沉积的OLED材料(在每个有源区域102中分别沉积为红色、绿色和蓝色条纹)自然地符合阱120的形状并且在围绕阱120的锥形区域140外部是不连续的。
图2A-2C是根据另一个实施方式的显示器200的一部分的各种不同视图。图2A是显示器200的有源区域202的平面图，并且图2A和图2C是沿图2A的线2B-2B的有源区域202的一部分的截面图。图2B示出了在形成过程中的显示器200的一部分，而图2C示出了显示器200的一部分作为具有透明导电层212的成品。透明导电层212可作为覆盖层沉积在整个有源区域202和两个汇流条104之上。
类似于图1A至图1C所示的实施方式，有源区域202位于有源区域202的相对侧上的两个汇流条104之间。为简洁起见，将不再进一步解释图1A至图1C中描述的图2A至图2C中出现的共同附图标记。
在该实施方式中，附加的导电路径被添加到显示器200并且被示为多个导电层204(例如，第三导电层或多个层)。多个导电层204A-204C中的每一者都位于汇流条104之间。多个导电层204A-204C中的每一者彼此间隔开并且与汇流条104间隔开。多个导电层204A-204C中的每一者被配置为向单独的子像素108A、子像素108B和子像素108C提供电流和/或电压。
流过多个导电层204A-204C中的一者的电流的示例由虚线箭头206指示。如图所示，输入电流被提供给导电层204C中的一者。输入电流信号流到导电层204C上的电触点208，然后通过透明导电层212流到汇流条104上的触点210。然后，信号沿汇流条104分布，并向像素列106D上的每个子像素108A、子像素108B和子像素108C以及列106A-106C上的所有子像素提供电流。
显示器200包括位于图2C所示的电触点208和在汇流条上的触点210之上的透明导电层212。透明导电层212提供电触点208与在汇流条上的触点210之间的电连接。在去除牺牲层124和光刻胶层126(均在图1B和1C中示出)之后沉积透明导电层212。透明导电层212可为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或其他透明导电材料。透明导电层212可有利地用于顶部发射显示器。透明导电层212用于减少显示器200中的动态电压(IR)降。
图3A和3B是根据另一个实施方式的显示器300的一部分的各种不同视图。图3A是显示器300的有源区域302的平面图，并且图3B是沿图3A的线3B-3B的有源区域302的一部分的截面图。为简洁起见，将不再进一步解释图1A至图2B中描述的图3A和图3B中出现的共同附图标记。
在该实施方式中，在有源区域302上形成附加的电触点特征，并且被示出为多个阴极电触点304。多个阴极电触点304中的每一者通过附加的光刻工艺形成，所述光刻工艺形成穿过封装层130的通孔，使得阴极128被暴露。阴极128可由多于一层组成，使得上层将在通孔形成工艺期间保护下层。然后，在显示器300上形成透明导电层212。多个阴极电触点304进一步改善了显示器300中的阴极电压(IR)降。
虽然前述内容针对的是本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设想本公开内容的其他和进一步实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书的范围确定。

Claims (20)

1.一种有机发光二极管(OLED)显示结构的形成方法，包括：
在第一方向上在基板上沉积两个汇流条；
在相对于所述第一方向的第二方向上在所述基板上沉积第一导电层作为多个离散岛状物；
在所述第一导电层的一部分上沉积介电层，其中所述介电层包括使所述第一导电层的一部分暴露的阱；
在所述第二方向上且在所述两个汇流条之间将有机发光材料沉积到所述阱中和所述介电层上；
在所述第二方向上且在所述两个汇流条之间在所述有机发光材料上沉积第二导电层，其中所述第二导电层在所述述第二导电层的相对侧上与所述汇流条中的每一者直接接触；以及
在所述第二方向上在所述第二导电层上沉积封装层以覆盖所述第二导电层的边界。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述沉积所述有机发光材料期间使用敞开掩模，使得所述有机发光材料与所述汇流条电隔离。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一导电层中的每一者与相应的子像素相关联。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一导电层中的每一者包围相应的阱。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述有机发光材料在所述第二方向上连续地沉积在所述阱中，并且所述封装层在所述第二方向上连续地沉积在所述第二导电层上以完全地覆盖所述第二导电层的所述边界。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括多个第三导电层，所述多个第三导电层在所述第一方向上形成在所述两个汇流条之间，其中所述阱中的所述有机发光材料包括限定像素列的多个子像素中的子像素，并且所述多个第三导电层中的每一者包括耦接到所述第二导电层并定位在两个像素列之间的一个或多个第一电触点。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个第一电触点中的每一者经由透明导电层与所述两个汇流条电连通。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述第二导电层包括一个或多个第二电触点，所述一个或多个第二电触点电耦接到所述第三导电层并定位在所述像素列的两个子像素之间。
9.如权利要求8所述的方法，其中在所述一个或多个第一电触点和第二电触点之上形成透明导电层。
10.一种有机发光二极管基板，包括：
第一导电层，所述第一导电层在第一方向上形成在基板上；
介电层，所述介电层设置在所述第一导电层的一部分上，其中所述介电层包括阱；
有机材料，所述有机材料在相对于所述第一方向的第二方向上且在两个汇流条之间在所述阱中和所述介电层上，并且与所述第一导电层接触；
第二导电层，所述第二导电层在所述第二方向上且在所述两个汇流条之间设置在所述有机材料上，其中所述第二导电层在所述第二导电层的相对侧上与所述汇流条中的每一者直接接触；以及
封装层，所述封装层在所述第二方向上在所述第二导电层上以覆盖所述第二导电层。
11.如权利要求10所述的有机发光二极管基板，其中所述第二方向与所述第一方向实质上正交。
12.如权利要求10所述的有机发光二极管基板，其中所述第一导电层包括多个离散导电岛状物，每个离散导电岛状物与相应的阱相关联。
13.如权利要求10所述的有机发光二极管基板，其中：
所述有机发光材料在所述第二方向上连续地设置在所述阱中，
所述第二导电层在所述第二方向上连续地设置在所述有机材料上，并且
所述封装层在所述第二方向上连续地设置在所述第二导电层上以完全地覆盖所述第二导电层。
14.如权利要求10所述的有机发光二极管基板，所述有机发光二极管基板进一步包括多个第三导电层，所述多个第三导电层在所述第一方向上形成在所述两个汇流条之间，其中所述阱中的所述有机材料包括限定像素列的多个子像素中的子像素，并且所述多个第三导电层中的每一者包括耦接到所述第二导电层并定位在两个像素列之间的一个或多个第一电触点。
15.如权利要求14所述的有机发光二极管基板，其中所述第二导电层包括一个或多个第二电触点，所述第二电触点耦接到所述第三导电层并定位在所述像素列的两个子像素之间。
16.如权利要求15所述的有机发光二极管基板，其中在所述一个或多个第一电触点和第二电触点之上形成透明导电层。
17.一种有机发光二极管基板，包括：
阳极层，所述阳极层在第一方向上形成在基板上；
介电层，所述介电层设置在所述阳极层的一部分上，其中所述介电层包括阱，其中所述阳极层的部分暴露；
有机材料，所述有机材料在与所述第一方向正交的第二方向上在所述阱中并与所述阳极层接触并且在所述介电层上；
阴极层，所述阴极层在所述第二方向上且在两个汇流条之间设置在所述有机材料上，其中所述阴极层在其相对侧上与所述汇流条在阴极/汇流条界面处直接接触；以及
封装层，所述封装层在所述第二方向上设置在所述阴极层上以覆盖所述阴极层。
18.如权利要求17所述的有机发光二极管基板，其中所述阴极在所述第一方向上的宽度实质上等于所述有机材料在所述第一方向上的宽度。
19.如权利要求17所述的有机发光二极管基板，其中所述阴极在所述第二方向上的宽度显著地大于所述有机材料在所述第二方向上的宽度。
20.如权利要求17所述的有机发光二极管基板，所述有机发光二极管基板进一步包括多个导电层，所述多个导电层在所述第一方向上形成在所述两个汇流条之间。
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