WO2021190123A1 - 掩模版、显示面板及掩模版的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种掩模版（20）、显示面板及掩模版（20）的制备方法，掩模版（20）包括完全透光区（210）、半透光区（220）以及不透光区（230），其中，完全透光区（210）用于形成显示面板的像素开口（100），半透光区（220）用于形成显示面板的像素限定层（200），不透光区（230）用于形成显示面板的支撑柱（300）。利用该掩模版（20）仅需一道掩膜工艺就能同时形成像素开口（100）区、像素限定层（200）以及支撑柱（300）三种结构，相比于现有技术，减少了OLED显示面板制备过程中所需要的掩膜工艺次数，简化了工艺流程。
Description
相关申请
本申请要求2020年03月23日申请的，申请号为2020102074128的中国专利申请的优先权，在此将其全文引入作为参考。
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种掩模版、显示面板及掩模版的制备方法。
有机电致发光显示(Organic Light Emitting Display，OLED)是一种极具发展前景的显示技术。OLED装置不仅具有十分优异的显示性能，还具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性。
现有的OLED面板制备工艺中，主要是利用掩膜工艺基于掩模版制造显示面板的图案化膜层，通过曝光和显影处理，根据掩模版自身预设的图案等比例制备显示面板的膜层。但是OLED面板制备工艺较为复杂，需要进行数次掩膜工艺，无形中增加了显示面板的制造成本。
发明内容
本申请提供一种掩模版、显示面板及掩模版的制备方法，以减少OLED面板的制备过程中所需的掩膜工艺次数，达到简化工艺流程的效果。
在本申请的一个实施例中，提供一种用于在显示面板的制备过程中使用的掩模版。所述掩模版包括完全透光区、半透光区以及不透光区，所述半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区。所述完全透光区对应于所述显示面板的像素开口的区域，所述半透光区对应于所述显示面板的像素限定层的区域，所述不透光区对应于所述显示面板的支撑柱的区域。
在本申请的另一实施例中，提供一种显示面板。所述显示面板包括使用上述掩模版同时形成的像素开口、像素限定层以及支撑柱。
在本申请的另一实施例中，提供一种用于在显示面板的制备过程中使用的掩模版的制备方法，包括：
形成完全透光区，所述完全透光区对应于所述显示面板的像素开口区域；
形成不透光区，所述不透光区对应于所述显示面板的支撑柱区域；
形成半透光区，所述半透光区对应于所述显示面板的像素限定层区域，
其中，所述半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区。
本申请实施例中的技术方案，掩模版包括透光区、半透光区以及不透光区，其中，所述透光区用于形成显示面板的像素开口，所述半透光区用于形成显示面板的像素限定层，所述不透光区用于形成显示面板的支撑柱。利用本实施例中掩模版仅需一道掩膜工艺就能同时形成像素开口区、像素限定层以及支撑柱三种结构，减少了OLED制备过程中所需要的掩膜工艺次数，简化了工艺流程。
图1为利用本申请一实施例的掩模版对有机胶层进行曝光的示意图。
图2为本申请一实施例的显示面板的像素开口、支撑柱以及像素限定层的结构示意图。
图3为本申请一实施例的掩模版的俯视结构示意图。
图4为本申请另一实施例的显示面板的像素开口、支撑柱以及像素限定层的侧视结构示意图。
图5为本申请一实施例支撑柱边缘与像素开口边缘之间的距离d与支撑柱的高度h之间的关系曲线。
图6为本申请一实施例的显示面板的结构示意图。
图7为本申请一实施例的掩模版的制备方法的流程图。
图8为本申请一实施例的像素限定层厚度与掩模版半透光区透光率之间的关系曲线、像素限定层的坡脚α与掩模版半透光区的透光率之间的关系曲线。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
如背景技术所述，在现有的OLED面板的制备工艺中，需要利用不同的掩模版进行多次图案化处理。例如在形成像素限定层时，需要在OLED阳极涂覆有机胶层，并通过掩模版在有机胶层制作像素开口，之后再利用另一个掩模版形成支撑柱，也就是说，需要利用两道掩膜工艺来形成像素限定层、像素开口以及支撑柱，制备工艺较为复杂。
基于此，本申请公开了一种掩模版，包括完全透光区、半透光区以及不透光区，半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区。完全透光区用于形成像素开口，半透光区用于形成像素限定层(PDL)，不透光区用于形成支撑柱。用该掩模版对阳极上的有机胶层进行曝光和显影，可同时形成像素限定层、像素开口以及支撑柱，省略了一道掩膜工艺，进而简化了制备工艺流程。
本申请的一个实施例，如图1所示，掩模版20包括完全透光区210、半透光区220以及不透光区230。在显示面板的阳极涂覆有机胶层10后，利用如图1所示的掩模版对有机胶层10进行曝光，其中，曝光能量能够完全穿过完全透光区210，曝光能量不能穿过不透光区230，曝光能量部分穿过半透光区220。因此，有机胶层10的第一部分对应掩模版完全透光区210，第三部分对应掩模版不透光区230，第二部分对应掩膜版半透光区220。因此，通过掩模版20可对有机胶层10的第一部分进行完全曝光，对有机胶层10的第三部分不进行曝光，而对有机胶层10的第二部分进行部分曝光。
如图2所示，经过显影之后，对应掩模版完全透光区210的有机胶层10的第一部分被完全去除，对应掩模版不透光区230的有机胶层10的第三部分被完全保留，而对应掩模版半透光区220的有机胶层10的第二部分被部分去除。其中，有机胶层10的第一部分被完全去除的区域形成显示面板的像素开口100，有机胶层10的完全保留的第三部分形成显示面板的支撑柱300，有机胶层10的被部分去除的第二部分形成显示面板的像素限定层200。在一些实施例中，所述部分去除是从有机胶层10的曝光表面起沿有机胶层10的厚度方向部分去除第二部分的有机胶层10材料，使有机胶层10的第二部分的厚度减小。显示面板的像素开口、像素限定层以及支撑柱的位置关系可参照现有技术中的位置，本申请不再详细赘述。
因此，利用图1所示的掩模版，经过一次曝光显影工艺就能够同时形成显示面板的像素开口、像素限定层以及支撑柱。与现有技术需要两个不同的掩模版，经过两次曝光显影工艺相比较，省略了一道掩膜工艺，进而简化了制备工艺流程。
在本申请另一实施例中，掩模版半透光区220设置有氧化铬膜层，不透光区230设置有金属铬膜层。金属铬膜层能够阻挡曝光能量，使曝光能量不能穿过掩模版的不透光区230。氧化铬膜层的透光率小于金属铬膜层的透光率，使曝光能量部分穿过掩模版的半透光区220。掩模版的完全透光区210可以为开口区，也可以为设置有透明材料的膜层。
本实施例通过在掩模版的不同区域设置不同的膜层，能够保证掩膜层的不同区域的透光率不同，因此能够在一次掩膜工艺中，对显示面板的有机胶层10的不同部分实现不同程度的曝光，进而同时形成像素开口、支撑柱以及像素限定层，简化了制备工艺。
其中，氧化铬膜层和金属铬膜层的厚度可以根据实际需求进行设定，以能够满足实际透光率的要求为准，本申请对其不做具体限制。当然，在其他实施例中，本领域技术人员也能够根据需要在掩模版的半透光区220和不透光区230设置其他材料的膜层，只要能保证曝光能量不能穿过掩模版的不透光区230，且曝光能量能够部分穿过掩模版的半透光区220即可，本申请对其不做具体限制。
在本申请另一实施例中，通过调整掩模版的半透光区220的透光率，能够对显示面板的有机胶层10的第二部分进行不同程度的曝光，以调节显影后形成的像素限定层的厚度。在本实施例中，将半透光区的透光率设置为20％～40％，得到的像素限定层厚度符合实际生产需要。
如图3所示，图3为掩模版的俯视图，在本申请另一实施例中，掩模版的完全透光区210的数量为多个，多个完全透光区210分别对应将要形成的显示面板的多个像素开口100，相邻两个完全透光区210之间设置有至少一个不透光区230，不透光区230对应将要形成的显示面板的支撑柱300，半透光区220设置在完全透光区210以及不透光区230四周，这样能够在显示面板的相邻两个像素开口之间形成至少一个支撑柱，有利于子像素的形成。
如图4所示，发明人经研究发现，在使用上述掩模版进行一次曝光显影形成支撑柱、像素开口以及像素限定层的过程中，在将有机胶层10烘干使其完全固化前，有机胶层10具有一定的流动性，因此支撑柱300在有机胶层10被完全固化前存在下塌情况，支撑柱300容易与周围的像素限定层有机胶流动在一起。支撑柱300的下塌会影响支撑柱高度，进而影响后续封装膜层的可靠性。研究表明，通过减小支撑柱300的边缘与像素开口的边缘之间的距离d，可以有效地控制固化过程中的支撑柱300的下塌，即，通过控制完全透光区210的边缘与不透光区230的边缘之间的距离d，可以有效地控制支撑柱300的下塌。
如图5所示，发明人发现，支撑柱边缘与像素开口边缘之间的最小距离d(也就是完全透光区210的边缘与不透光区230的边缘之间的最小距离d)与支撑柱的高度h之间存在如图5所示的曲线关系，当该最小距离d为10μm时，固化之后的支撑柱的高度h为能够满足封装要求的最小高度。在一些实施例中，为了使得固化之后的支撑柱的高度能够满足封装要求，支撑柱边缘与像素开口边缘之间的最小距离d小于或等于10μm，即，掩模版不透光区230边缘与完全透光区210边缘之间的最小距离小于或等于10μm。
在本申请的一些实施例中，通过将掩模版不透光区230边缘与完全透光区210边缘之间的最小距离设置为小于或等于10μm，能够有效地在控制后续显示面板制备工艺中支撑柱300的下榻，使最终的支撑柱300高度维持在一个合理范围，避免对之后的封装工艺产 生不利影响。
在本申请另一实施例中，掩模版的完全透光区210的数量为多个，多个完全透光区210分别对应将要形成的显示面板的多个像素开口100；相邻两个完全透光区210之间设置有多个不透光区230，所述多个不透光区230分别对应将要形成的显示面板的相邻两个像素开口100之间的多个支撑柱300；半透光区220设置在完全透光区210以及不透光区230四周。这样能够在显示面板的相邻两个像素开口之间形成多个支撑柱，任意两个支撑柱的边缘距离小于或等于10μm。
发明人发现，任意两个支撑柱300边缘之间的最小距离d与固化之后的支撑柱的高度h之间也存在如图5所示的关系曲线，当任意两个支撑柱边缘之间的最小距离d为10μm时，支撑柱的高度h为能够满足封装要求的最小高度。在一些实施例中，为了能够满足封装要求，控制支撑柱300的高度，任意两个支撑柱边缘之间的最小距离d小于或等于10μm，即，要求掩模版任意两个不透光区230的距离小于或等于10μm。
在本申请的一些实施例中，通过将相邻两个不透光区3之间的最小距离设置为小于或等于10μm，使相邻两个支撑柱300之间的最小距离小于或等于10μm，能够有效地控制支撑柱300的下榻，使支撑柱300高度维持在一个合理范围，避免对之后的封装工艺产生不利影响。
在本申请的另一实施例中，还提供一种显示面板，如图6所示，该显示面板包括使用上述掩模版通过一次曝光显影工艺同时形成的像素开口100、像素限定层200以及支撑柱300。
显示面板的其他膜层结构是已知的，例如显示面板还可包括基板101、漏极102、源极103、沟道104、栅极105、阳极108、平坦化层109等等，源极103通过源极区通孔106与信号线形成电接触，漏极102通过漏极区通孔107与阳极108形成电接触，这些可参考现有技术，在此不再赘述。
在本申请的另一实施例中，如图7所示，还提供一种用于在显示面板的制备过程中使用的掩模版的制备方法，该制备方法包括：
S10，形成完全透光区，所述完全透光区对应于显示面板的像素开口区域；
S20，形成不透光区，所述不透光区对应于显示面板的支撑柱区域；
S30，形成半透光区，所述半透光区对应于显示面板的像素限定层区域，其中，所述半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区。
应当注意的是，本实施例对形成掩模版的完全透光区、不透光区以及半透光区的顺序并不做具体限制，只要最终能够形成上述三个区域即可。
具体地，步骤S30还包括确定半透光区的透光率，根据所确定的透光率形成所述半透光区的步骤。确定半透光区的透光率的步骤具体包括：
S31，确定曝光能量；
S32，利用具有不同透光率的标定掩模版对与在显示面板的制备过程中使用的有机胶层具有相同参数(如材料、厚度)的有机胶层进行曝光和显影，得到不同厚度的像素限定层；
S33，从所述不同厚度的像素限定层中确定最佳像素限定层厚度；
S34，将所述最佳像素限定层厚度所对应的标定掩模版的透光率(或称为最佳透光率)确定为半透光区的透光率。
在本实施例中，在曝光能量和掩模版的半透光区的透光率两个变量的综合作用下，可以得到不同厚度的像素限定层厚度。为了确定掩模版半透光区的透光率，先固定其中一个变量——曝光能量，在特定的曝光能量下，调整标定掩模版的透光率，可以得到不同厚度的像素限定层厚度。选择一个合适的适用于蒸镀子像素的像素限定层厚度，即可反推出所需的掩模版的半透光区的透光率。
其中，步骤S31所确定的曝光能量也可为在显示面板的制作过程中对涂覆在阳极上的有机胶层进行曝光时所使用的曝光能量。曝光能量应当足够大，以能够使显示面板的有机胶层10接受完全曝光能量后能够完全去除为准，以避免残留的有机胶影响后段正常工艺。
在本申请的一个实施例中，曝光能量为170～220mj/cm
2，既能够使有机胶层10接受完全曝光能量后能够完全去除，也不会对显示面板的阳极产生不利影响。
在特定的曝光能量下，通过具有多个透光率的的一个或多个标定掩膜版，可以得到不同厚度的像素限定层。发明人发现，透光率与像素限定层的厚度关系Y1如图8所示。
另外，由于有机胶层10具有一定流动性，因此有机层10在烘干完全固化前，存在下塌情况，如图4所示，在固化后形成的像素限定层200靠近像素开口100的一侧存在坡脚α(即像素限定层200侧面与底面之间的夹角)，坡脚α与透光率之间的线性关系Y2及像素限定层的厚度与透光率之间的线性关系Y1如图8所示。选取Y1与Y2的交点，即可确定最佳像素限定层厚度与对应的最佳透光率。
在本实施例中，通过获取像素限定层厚度与透光率之间的关系曲线和像素限定层厚度与像素限定层坡脚α之间的关系曲线，通过确定两条曲线的交点即可确定最佳像素限定层厚度和与其对应的最佳透光率。因为在此交点，像素限定层厚度达到平衡，既不会由于坡脚α过小使像素限定层厚度的下塌量过大，又能够满足子像素的蒸镀要求。
进一步地，根据得到的最佳透光率，使掩模版的半透光区220具有该最佳透光率，具 体可在半透光区220设置具有该最佳透光率的半透光薄膜。具体的，掩模版半透光区220可以设置有氧化铬膜层，不透光区230可以设置有金属铬膜层。金属铬膜层能够阻挡曝光能量，使曝光能量不能穿过掩模版的不透光区230。氧化铬膜层的透光率小于金属铬膜层，使曝光能量部分穿过掩模版的半透光区220。本实施例通过在掩模版的不同区域设置不同的膜层，能够保证掩膜版的不同区域的透光率不同，因此能够在一次掩膜工艺中，对显示面板的有机胶层10的不同部分实现不同程度的曝光，进而同时形成像素开口、支撑柱以及像素限定层，简化了制备工艺。
其中，氧化铬膜层和金属铬膜层的厚度可以根据实际需求进行设定，以能够满足实际透光率的要求为准，本申请对其不做具体限制。当然，在其他实施例中，本领域技术人员也能够根据需要在掩模版的半透光区220和不透光区230设置其他材料，只要能保证曝光能量不能穿过掩模版的不透光区230，且曝光能量能够部分穿过掩模版的半透光区220即可，本申请对其不做具体限制。
本申请另一实施例提供一种显示面板的制备方法，包括：
形成阵列基板；
在所述阵列基板上形成阳极；
在所述阳极上涂布有机胶层；
使用掩模版对所述有机胶层进行曝光处理，所述掩模版包括透光区、半透光区以及不透光区；
对所述有机胶层进行显影处理，形成像素限定层、分布在所述像素限定层的像素开口以及位于所述像素限定层上方非像素开口区域的支撑柱，其中，所述掩模版的透光区对应于形成有所述像素开口的区域，所述不透光区对应于形成有支撑柱的区域，所述半透光区对应于形成有像素限定层的区域。
在像素开口区域蒸镀子像素，并在子像素上方形成封装膜层。
其中，曝光能量为170～220mj/cm
2。
有机胶层对应掩模版半透光区的第二部分所接受的曝光能量是对应掩模版完全透光区的第一部分所接受的曝光能量的20％～40％。
应当注意的是，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说地明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (14)
- 一种用于在显示面板的制备过程中使用的掩模版，其中，所述掩模版包括完全透光区、半透光区以及不透光区，所述半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区；所述完全透光区对应于所述显示面板的像素开口的区域，所述半透光区对应于所述显示面板的像素限定层的区域，所述不透光区对应于所述显示面板的支撑柱的区域。
- 如权利要求1所述的掩模版，其中，所述半透光区设置有氧化铬膜层，所述不透光区设置有金属铬膜层。
- 如权利要求1所述的掩模版，其中，所述半透光区的透光率为20％～40％。
- 如权利要求1所述的掩模版，其中，所述完全透光区的数量为多个，相邻两个所述完全透光区之间设置有所述不透光区。
- 如权利要求1所述的掩膜版，其中，所述不透光区边缘与所述完全透光区边缘之间的距离小于或等于10μm。
- 如权利要求4所述的掩模版，其中，相邻两个所述完全透光区之间设置有若干个所述不透光区，任意两个所述不透光区的边缘之间的距离小于或等于10μm。
- 一种显示面板，其中，包括使用权利要求1-6中任一项所述的掩模版同时形成的像素开口、像素限定层以及支撑柱。
- 一种用于在显示面板的制备过程中使用的掩模版的制备方法，其中，包括：形成完全透光区，所述完全透光区对应于所述显示面板的像素开口区域；形成不透光区，所述不透光区对应于所述显示面板的支撑柱区域；形成半透光区，所述半透光区对应于所述显示面板的像素限定层区域，其中，所述半透光区包围所述完全透光区以及所述不透光区。
- 一种如权利要求8所述的掩模版的制备方法，其中，形成所述半透光区包括：确定所述半透光区的透光率，根据所述透光率形成所述半透光区。
- 一种如权利要求9所述的掩模版的制备方法，其中，确定所述半透光区的透光率包括：确定曝光能量；利用不同透光率的标定掩模版对有机胶层进行曝光，得到不同厚度的像素限定层；从所述不同厚度的像素限定层中确定最佳像素限定层厚度；将所述最佳像素限定层厚度所对应的标定的掩模版透光率确定为所述半透光区的透光率。
- 如权利要求10所述的掩模版的制备方法，其中，所述从不同厚度的像素限定层中 确定最佳像素限定层厚度包括：建立透光率与像素限定层的厚度之间的第一关系曲线；建立像素限定层的坡脚与像素限定层的厚度之间的第二关系曲线；将第一关系曲线与第二关系曲线的交点对应的像素限定层厚度确定为最佳像素限定层厚度。
- 如权利要求9所述的掩模版的制备方法，其中，在所述半透光区设置具有所确定的透光率的半透光膜层。
- 如权利要求9所述的掩模版的制备方法，其中，所述曝光能量与在所述显示面板的制备过程中对实际使用的有机胶层进行曝光时所使用的曝光能量。
- 如权利要求13所述的掩模版的制备方法，其中，所述曝光能量为170～220mj/cm 2。
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