CN105552103A - 印刷型发光显示器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于显示技术领域，提供了一种印刷型发光显示器及其制备方法。所述印刷型发光显示器包括TFT阵列基板，所述TFT阵列基板包括从下往上依次设置的基板、TFT阵列、钝化层和平坦层，所述TFT阵列包括多个TFT，所述TFT包括源/漏极和栅极，所述平坦层为疏水性平坦层，所述疏水性平坦层上开设有子像素坑，且所述子像素坑的深度小于所述疏水性平坦层的厚度；所述子像素坑区域下方开设有与所述源/漏极相通的通孔；所述子像素坑中依次设置有像素电极和发光层，所述发光层上设置有顶电极，其中，所述像素电极通过所述通孔与所述源/漏极相连。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种印刷型发光显示器及其制备方法。
背景技术
在信息社会的当代，作为可视信息传输媒介的显示器件的重要性在进一步加强，为了在未来占据主导地位，显示器件正朝着更轻、更薄、更低能耗、更低成本以及更好图像质量的趋势发展。
由于有机电致发光二极管(OLED)由于其具有自发光、反应快、视角广、亮度高、轻薄等优点；而量子点发光二极管(QLED)具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色易调、使用寿命长等优点，OLED和QLED成为目前显示器件研究的两个主要方向。目前，OLED的制备工艺主要有真空蒸镀和溶液加工，QLED的制备工艺主要是溶液加工。其中，OLED的真空蒸镀在小尺寸器件的应用方面已经较为成熟，目前已处于量产中，但生产成本依然居高不下。OLED和QLED的溶液加工主要有喷墨打印、喷嘴涂覆、旋涂、丝网印刷等，其中的印刷工艺，尤其喷墨打印技术由于材料利用率高、可以实现大尺寸化以及易于实现彩色化，被认为是大尺寸OLED和QLED显示器件实现低成本量产的重要方式。
驱动TFT阵列是OLED和QLED显示器的一个重要组成部分。目前，显示器件的制备过程通常为：在TFT阵列制作完成后，通过第一次光刻工艺在TFT的源/漏极上端挖一个孔露出源/漏极，然后沉积一层ITO，随后通过第二次光刻工艺将ITO图案化形成与TFT源/漏极相连的像素电极，在像素电极上制备发光器件。该方法制作过程较为复杂，除此之外，为了防止ITO像素电极周边区域的短路、同时方便定义像素的位置和大小，在ITO像素电极周围，往往需要制备一层像素bank。当采用印刷工艺制作该像素bank时，像素bank形成墨水沉积区域，为了防止墨水溢出，造成相邻像素的相互串色，还需要对像素bank进行疏水处理，进一步复杂了制作工艺，增大了制作成本。同时像素bank的制作额外增加了器件的制备工艺，同时也增大了器件的厚度，不利于显示器的低成本生产以及轻薄特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印刷型发光显示器，旨在解决现有发光显示器需要增设像素bank导致发光显示器件不够轻薄、且成本相对高以及制备方法复杂的问题，以及印刷制作像素bank时、容易造成相邻像素相互串色的问题。
本发明的另一目的在于提供种一种印刷型发光显示器的制备方法。
一种印刷型发光显示器，包括TFT阵列基板，所述TFT阵列基板包括从下往上依次设置的基板、TFT阵列、钝化层和平坦层，所述TFT阵列包括多个TFT，所述TFT包括源/漏极和栅极，所述平坦层为疏水性平坦层，所述疏水性平坦层上开设有子像素坑，且所述子像素坑的深度小于所述疏水性平坦层的厚度；
所述子像素坑区域下方开设有与所述源/漏极相通的通孔；
所述子像素坑中依次设置有像素电极和发光层，所述发光层上设置有顶电极，其中，所述像素电极通过所述通孔与所述源/漏极相连。
以及，一种印刷型发光显示器的制备方法，包括以下步骤：
提供TFT阵列基板，所述TFT阵列基板包括从下往上依次设置的基板、TFT阵列、以及沉积在所述TFT阵列上的钝化层和疏水性平坦层，其中，所述TFT阵列包括多个TFT，所述TFT包括源/漏极和栅极；
在所述疏水性平坦层上沉积光阻；
采用掩膜板对所述光阻进行曝光处理，所述曝光处理包括对用于制作子像素坑的区域进行半曝光、对所述源/漏极上方用于制作连通所述源/漏极和所述子像素坑的通孔区域进行全曝光；
对所述光阻的曝光区域进行显影处理，使得所述全曝光区域的光阻完全去除、所述半曝光区域形成残留光阻层；
对所述显影处理的区域进行干法刻蚀，使得所述疏水性平坦层在半曝光区域开口形成子像素坑、所述疏水性平坦层和所述钝化层在全曝光区域开口形成通孔；
在所述子像素坑中沉积像素电极后，去除未经曝光显影处理的所述光阻；
在所述像素电极上制作发光器件。
本发明提供的印刷型发光显示器，以疏水性平坦层作为像素bank层、在所述疏水性平坦层上开设子像素坑，由此得到的发光显示器不需要额外设置像素bank，使得所述发光显示器件更加轻薄、且成本降低，具有更好的市场前景。同时，疏水性的平坦层可以有效避免印刷过程中、墨水溢出至相邻的子像素坑中造成的颜色串色，从而有效提高了印刷工艺的良率。
本发明提供的印刷型发光显示器的制备方法，通过采用疏水性材料制作平坦层，并对所述光阻进行曝光处理，其中，对所述TFT源/漏极上方的通孔区域进行全曝光、对所述像素电极区域进行半曝光，进而通过显影、刻蚀处理，在所述疏水性平坦层上刻蚀形成所述子像素坑、并在所述源/漏极上方刻蚀挖孔形成通孔，得到以所述疏水性平坦层作为像素bank层的发光显示器。本发明提供的发光显示器的制备方法大大简化了发光显示器的制作工艺，且节约了制作成本。同时，所述疏水性平坦层的设置，可以有效避免印刷过程中、墨水溢出至相邻的子像素坑中造成的颜色串色，从而有效提高了印刷工艺的良率。此外，本发明沉积完像素电极后，通过光阻剥离实现图案化电极，可以进一步简化了发光显示器的制作工艺，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法中，在疏水性平坦层上沉积光阻后的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法中，对光阻进行曝光处理后的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法中，对光阻的曝光区域进行显影处理后的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法中，在子像素坑中沉积像素电极后的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法中，去除未经曝光显影处理的光阻后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合附图1，本发明实施例提供了一种印刷型发光显示器，包括TFT阵列基板1，所述TFT阵列基板1包括从下往上依次设置的基板11、TFT阵列、钝化层13和平坦层14，所述TFT阵列包括多个TFT12，所述TFT12包括源/漏极121和栅极(图中未标出)，所述平坦层14为疏水性平坦层14，所述疏水性平坦层14上开设有子像素坑2，且所述子像素坑2的深度小于所述疏水性平坦层14的厚度；所述子像素坑2区域下方开设有与所述源/漏极121相通的通孔3；所述子像素坑2中依次设置有像素电极41和发光层42，所述发光层42上设置有顶电极43，其中，所述像素电极41通过所述通孔2与所述源/漏极121相连。
具体的，本发明实施例中，所述TFT阵列基板1的结构为本领域常规TFT阵列基板的结构，既包括从下往上依次设置的基板11、TFT阵列、钝化层13和平坦层14，所述TFT阵列包括多个TFT12，所述TFT12包括源/漏极121和栅极(图中未标出)。其中，所述基板11可以为硬质基板或柔性基板，其中，所述硬质基板可以为玻璃。作为具体实施例，所述TFT12为非晶硅TFT、多晶硅TFT或金属氧化物TFT中的一种；其中，所述多晶硅TFT包括低温多晶硅TFT和高温多晶硅TFT。与常规TFT阵列基板不同的是，本发明实施例所述平坦层14为疏水性平坦层14。采用疏水性材料制备的疏水性平坦层14，可以在后续形成的子像素坑2中沉积墨水时，避免印刷过程中墨水溢出至相邻的子像素坑中造成的颜色串色，从而有效提高印刷工艺的良率。由于所述疏水性平坦层14上需要形成所述子像素坑2，因此，所述疏水性平坦层14的厚度设置要比通常不作为像素bank层的平坦层厚度要厚。作为优选实施例，所述疏水性平坦层14的厚度为2-5μm，以便给所述子像素坑2的制作提供足够的空间。
本发明实施例中，所述子像素坑2形成在所述疏水性平坦层14中，且所述子像素坑2的深度小于所述疏水性平坦层14的厚度。具体的，所述子像素坑2的深度以制作的发光层42的厚度来定。作为优选实施例，所述子像素坑2的深度为1-3μm。
本发明实施例中，在所述子像素坑2中沉积有像素电极41，所述像素电极41填充所述通孔3、并与所述源/漏极121连通。所述像素电极41为透明电极或金属电极，其中，所述透明电极包括导电金属氧化物。
所述发光层42包括有机发光层或量子点发光层，即所述发光层42由有机发光材料或无机发光材料中的至少一种制成，由此相应得到OLED或QLED。为了提高电荷迁移效率，所述发光层42还包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层和空穴注入层中的至少一层。作为优选实施例，所述发光层42包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层和空穴注入层。
所述发光层42上设置有顶电极43，所述顶电极43可以仅设置在所述发光层42上；也可以以整层沉积的方式，设置在所述发光层42和未开设所述子像素坑2的所述疏水性平坦层14上。
本发明实施例中，所述像素电极41、所述发光层42和所述顶电极43共同构成发光单元4。
本发明实施例提供的印刷型发光显示器，以疏水性平坦层作为像素bank层、在所述疏水性平坦层上开设子像素坑，由此得到的发光显示器不需要额外设置像素bank，使得所述发光显示器件更加轻薄、且成本降低，具有更好的市场前景。同时，疏水性的平坦层可以有效避免印刷过程中、墨水溢出至相邻的子像素坑中造成的颜色串色，从而有效提高了印刷工艺的良率。
本发明实施例所述印刷型发光显示器，可以通过下述方法制备获得，当然，也可以通过其他方法制备获得。
相应地，结合图1-6，本发明实施例还提供了一种印刷型发光显示器的制备方法，包括以下步骤：
S01.提供TFT阵列基板1，所述TFT阵列基板1包括从下往上依次设置的基板11、TFT阵列、以及沉积在所述TFT阵列上的钝化层13和疏水性平坦层14，其中，所述TFT阵列包括多个TFT12，所述TFT12包括源/漏极121和栅极；
S02.在所述疏水性平坦层14上沉积光阻5；
S03.采用掩膜板对所述光阻5进行曝光处理，所述曝光处理包括对用于制作子像素坑2的区域进行半曝光、对所述源/漏极121上方用于制作连通所述源/漏极121和所述子像素坑2的通孔3区域进行全曝光；
S04.对所述光阻5的曝光区域进行显影处理，使得所述全曝光区域的光阻完全去除、所述半曝光区域形成残留光阻层51；
S05.对所述显影处理的区域进行干法刻蚀，使得所述疏水性平坦层14在半曝光区域开口形成子像素坑2、所述疏水性平坦层14和所述钝化层13在全曝光区域开口形成通孔3；
S06.在所述子像素坑2中沉积像素电极41后，去除未经曝光显影处理的所述光阻5；
S07.在所述像素电极41上制作发光器件。
具体的，上述步骤S01中，所述TFT基板1含有本领域常规使用的TFT基板结构，具体的，包括从下往上依次设置的基板11、TFT阵列、钝化层13和平坦层14，所述TFT阵列包括多个TFT12，所述TFT12包括源/漏极121和栅极。与常规TFT基板结构不同的是，本发明实施例所述平坦层14为疏水性平坦层14。
上述步骤S02中，在所述TFT基板1上沉积光阻5的方法不受限制，可采用本领域常规沉积方法实现。
如附图2所示，上述步骤S03中，采用掩膜板(图中未标出)对所述光阻5进行曝光处理，所述掩膜版包括全曝光部分(完全镂空部分)和半曝光部分，所述半曝光部分可以通过在所述掩膜板相应区域设置细小孔径实现。本发明实施例中，所述曝光处理包括对用于制作子像素坑2的区域进行半曝光、对所述源/漏极121上方用于制作连通所述源/漏极121和所述子像素坑2的通孔3区域进行全曝光。
上述步骤S04中，如图3所示，经过所述显影处理，所述全曝光区域的光阻5完全去除，所述半曝光区域形成一层很薄的残留光阻层51，未曝光处理区域的光阻5厚度不发生变化。
上述步骤S05中，如图4所示，本发明实施例中，对所述显影处理的区域进行干法刻蚀可以采用常规的干法刻蚀技术实现。经过所述干法刻蚀，所述残留光阻层51在刻蚀过程中去除，此区域的所述疏水性平坦层14因失去光阻5保护而被部分刻蚀形成凹槽，即所述疏水性平坦层14在半曝光区域开口形成子像素坑2。由于所述子像素坑2周边的材料为疏水性材料，因此，可以在印刷所述发光层4的过程中，有效避免墨水溢出至相邻的子像素坑2中造成的颜色串色，从而有效提高了印刷工艺的良率。与此同时，所述疏水性平坦层14和所述钝化层13在全曝光区域被刻蚀开口形成通孔3、露出所述源/漏极121。
上述步骤S06中，如图5所示，在所述子像素坑2中沉积像素电极41的方法不受限制，可采用本领域的常规方法实现。作为一个具体实施例，沉积所述像素电极41时，采用整层沉积的方式，此时，所述子像素坑2和所述光阻5上会同时沉积有像素电极材料。沉积完所述像素电极41后，剥离所述平坦层14上存留的所述光阻5；与此同时，沉积在所述光阻5上的像素电极材料也被剥离，由此形成图案化像素电极，如图6所示。
上述步骤S07中，如图1所示，在所述像素电极41上制作发光器件的方法不受限制。具体的，所述发光器件包括依次设置的发光层42和顶电极43，其中，所述发光层42包括发光材料层，优选的，还包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层和空穴注入层中的至少一层。作为优选实施例，所述发光层42包括电子注入层、电子传输层、发光材料层、空穴传输层和空穴注入层。所述顶电极43可以仅设置在所述发光层42上；也可以以整层沉积的方式，设置在所述发光层42和未开设所述子像素坑2的所述平坦层14上。本发明实施例中，所述像素电极41、所述发光层42和所述顶电极43共同构成发光单元4。由此，本发明实施例所述疏水性平坦层14作为像素bank层。
进一步的，本发明实施例还包括对所述发光显示器进行包封处理，所述包封处理的方法可采用本领域常规方法实现。
本发明实施例提供的印刷型发光显示器的制备方法，通过采用疏水性材料制作平坦层，并对所述光阻进行曝光处理，其中，对所述TFT源/漏极上方的通孔区域进行全曝光、对所述像素电极区域进行半曝光，进而通过显影、刻蚀处理，在所述疏水性平坦层上刻蚀形成所述子像素坑、并在所述源/漏极上方刻蚀挖孔形成通孔，得到以所述疏水性平坦层作为像素bank层的发光显示器。本发明实施例提供的发光显示器的制备方法大大简化了发光显示器的制作工艺，且节约了制作成本。同时，所述疏水性平坦层的设置，可以有效避免印刷过程中、墨水溢出至相邻的子像素坑中造成的颜色串色，从而有效提高了印刷工艺的良率。此外，本发明实施例沉积完像素电极后，通过光阻剥离实现图案化电极，可以进一步简化了发光显示器的制作工艺，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种印刷型发光显示器，包括TFT阵列基板，所述TFT阵列基板包括从下往上依次设置的基板、TFT阵列、钝化层和平坦层，所述TFT阵列包括多个TFT，所述TFT包括源/漏极和栅极，其特征在于，所述平坦层为疏水性平坦层，所述疏水性平坦层上开设有子像素坑，且所述子像素坑的深度小于所述疏水性平坦层的厚度；
所述子像素坑区域下方开设有与所述源/漏极相通的通孔；
所述子像素坑中依次设置有像素电极和发光层，所述发光层上设置有顶电极，其中，所述像素电极通过所述通孔与所述源/漏极相连。
2.如权利要求1所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述子像素坑的深度为1-3μm。
3.如权利要求1所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述疏水性平坦层的厚度为2-5μm。
4.如权利要求1-3任一所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述发光层包括有机发光层或量子点发光层。
5.如权利要求4所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述发光层还包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层和空穴注入层中的至少一层。
6.如权利要求1-3任一所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述TFT为非晶硅TFT、多晶硅TFT或金属氧化物TFT中的一种。
7.如权利要求1-3任一所述的印刷型发光显示器，其特征在于，所述像素电极为透明电极或金属电极，其中，所述透明电极包括导电金属氧化物。
8.一种印刷型发光显示器的制备方法，包括以下步骤：
提供TFT阵列基板，所述TFT阵列基板包括从下往上依次设置的基板、TFT阵列、以及沉积在所述TFT阵列上的钝化层和疏水性平坦层，其中，所述TFT阵列包括多个TFT，所述TFT包括源/漏极和栅极；
在所述疏水性平坦层上沉积光阻；
采用掩膜板对所述光阻进行曝光处理，所述曝光处理包括对用于制作子像素坑的区域进行半曝光、对所述源/漏极上方用于制作连通所述源/漏极和所述子像素坑的通孔区域进行全曝光；
对所述光阻的曝光区域进行显影处理，使得所述全曝光区域的光阻完全去除、所述半曝光区域形成残留光阻层；
对所述显影处理的区域进行干法刻蚀，使得所述疏水性平坦层在半曝光区域开口形成子像素坑、所述疏水性平坦层和所述钝化层在全曝光区域开口形成通孔；
在所述子像素坑中沉积像素电极后，去除未经曝光显影处理的所述光阻；
在所述像素电极上制作发光器件。
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