一种woled背板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种WOLED背板及其制作方法。所述方法包括：在基板上制作完成底层薄膜晶体管；在所述底层薄膜晶体管上形成钝化层；在所述钝化层表面形成彩膜层；利用半色调曝光对所述彩膜层进行曝光，保留像素电极区域的彩膜层，并在彩膜层中间部位形成凹槽结构；在对彩膜层进行曝光后的基板表面形成树脂材料层，并在树脂材料层的部分区域上进行重掺杂，使得重掺杂部分具有导电性；所述树脂材料层的部分区域对应像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域；在对树脂材料层的部分区域进行重掺杂后的基板表面依次形成有机发光层和阴极。本发明通过在彩膜上形成凹槽结构代替传统的像素界定层制作，减少了制作成本。
【专利说明】一种WOLED背板及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于氧化物WOLED背板制备领域，特别涉及一种WOLED背板及其制作方法。【背景技术】
[0002]有机发光二极管(Organic Light-Emtting Diode, 0LED)显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，OLED具有主动发光、发光效率高、反应时间快(I μ s量级)、工作电压低(3?10V)、广视角(>170°以上)、面板厚度薄(<2mm)、功耗低、工作温度范围广(_4°C?85 °C )、可以实现柔性显示等诸多优点，因此被誉为继CRT、IXD之后的第三代显示技术。OLED可以采用小分子蒸镀、聚合物旋涂、喷墨打印、大面积印刷等生产工艺，制造成本较低，易大规模生产，长远来看可以与日光灯竞争。白光有机发光二极管(WOLED)属于面光源,相较于LED的点光源,可以制造成大面积、任意形状的平板光源，更适合液晶显示器的背光源及全彩色的OLED显示器。由于WOLED在平板照明应用方面具有的巨大潜力，近10余年来WOLED —直是人们研究的热点课题，WOLED有望同LED —样，成为新世代半导体照明的主角。
[0003]OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。
[0004]图1 (a)为现有技术中典型的底栅及底发射的WOLED背板的形貌示意图。如图1 (a)所示，所述WOLED背板上具有以阵列形式排列的多个子像素单元，每个子像素单元包括像素电极区域101和过孔区域102，所述过孔区域102用于连接底层薄膜晶体管(Thin FilmTransistor, TFT) 110的漏极和上层的像素电极101。图1 (b)?1(e)示出了图1(a)中WOLED背板AA'截面的制作工艺流程示意图。具体制作过程如下:
[0005]因氧化物TFT底栅工艺与a-Si制备工艺相似，仅改变有源层材料并在有源层后增加刻蚀阻挡层(ESL)，防止有源层在对源/漏极刻蚀时被破坏，因此在此不对其制备过程进行扩展性说明，仅对沉积钝化层后的彩膜阵列(COA)制备工艺进行阐述。
[0006]首先，沉积钝化层(PVX)Ill后，按照子像素的RGB顺序，在彩膜产线旋涂彩膜103，如图1 (b)所示。由于彩膜103有较大的厚度，需要沉积一层平坦层104对其进行平整，以保证后续ITO薄膜在过孔102与像素电极101间的连续性，如图1(c)所示。然后，经过曝光和固化后，沉积ITO薄膜105并进行刻蚀，如图1 (d)所示，ITO薄膜均匀平铺于覆盖有平坦层104的彩膜103上方。之后，为了保证每个子像素发出的光不会对其他子像素产生影响，因此需要在每个子像素之间制备像素界定层106，例如DP1000，其厚度为1.5?2 μ m，形成如图1(e)所示的结构。WOLED背板的有机发光层可以通过蒸镀或者打印的方式沉积在像素界定层106中间的像素电极上，之后再沉积Al等金属阴极材料，完成背板的制备。
[0007]可见，现有技术中WOLED背板的制作过程比较复杂，像素界定层的制作需要进行涂胶、曝光、等工序，要制作专门的像素界定层掩模，制作周期长，成本较高。
【发明内容】
[0008]为此，本发明提出了一种WOLED背板及其制作方法，其利用半色调曝光技术形成一种特殊的彩膜结构，以代替像素界定层的作用，简化了制作过程且提高了制作效率。
[0009]根据本发明一方面，其提供了一种WOLED背板的制作方法，包括:
[0010]在基板上形成底层薄膜晶体管的图案；
[0011]在所述底层薄膜晶体管上形成钝化层的图案；
[0012]在所述钝化层表面形成彩膜层的图案；
[0013]利用半色调曝光对所述彩膜层的图案进行曝光，在彩膜层图案中形成凹槽结构；
[0014]在形成有凹槽结构的基板表面形成树脂材料层图案，并在树脂材料层的部分区域上进行重掺杂，使得重掺杂部分具有导电性；所述树脂材料层进行重掺杂的部分区域对应像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域；
[0015]在对树脂材料层的部分区域进行重掺杂后的基板表面依次形成有机发光层和阴极。
[0016]其中，所述利用半色调曝光对所述彩膜层的图案进行曝光，在彩膜层图案中形成凹槽结构的步骤中，所述凹槽结构形成在彩膜层图案的中间部位。
[0017]其中，所述利用半色调曝光对所述彩膜层进行曝光具体包括:
[0018]通过半色调掩膜板对形成凹槽结构的部位进行半曝光，并对其他区域进行完全曝光。
[0019]其中，所述彩膜层采用正性光刻胶材料。
[0020]其中，所述在树脂材料层的部分区域上进行重掺杂具体包括:
[0021]在所述树脂材料层的部分区域进行离子注入；
[0022]对所述进行了离子注入后的树脂材料层进行固化处理。
[0023]其中，所述离子注入的离子源包括金属元素、磷烷或硼烷。
[0024]其中，所述彩膜层的厚度为4.0?5 μ m。
[0025]其中，所述彩膜层的厚度为4.5 μ m。
[0026]根据本发明第二方面，其提供了一种WOLED背板，其包括:基板、TFT器件、钝化层、彩膜层、树脂层、有机发光层和阴极，所述钝化层覆盖整个TFT器件，其上设置有过孔，位于TFT器件漏极所在位置；所述彩膜层位于钝化层上，其覆盖各个像素电极区域；其特征在于，所述覆盖每个像素电极区域的彩膜层图案上具有凹槽结构；所述树脂材料层覆盖钝化层和彩膜层，且部分区域为经过重掺杂的导电区域，所述部分区域对应像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域上的树脂材料层；有机发光层和阴极依次设置在树脂材料层上。
[0027]其中，所述凹槽结构位于彩膜层各图案的中间部位。
[0028]其中，所述彩膜层采用正性光刻胶材料。
[0029]其中，所述导电区域是通过对所述树脂材料层的部分区域进行离子注入而形成，所述离子注入的离子源包括金属元素、磷烷或硼烷。
[0030]本发明提出的WOLED背板及其制作方法，在制作过程中利用一种特殊的彩膜结构，取代了像素界定层的作用，省略了像素界定层的制作步骤，减少了 WOLED背板制作时的掩膜数量，简化了整个制作过程，提高了制作效率，节约了制作成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1(a)为现有技术中典型的底栅及底发射的WOLED背板的形貌示意图，图1(b)?1(e)示出了图1(a)中WOLED背板AA'截面的制作工艺流程示意图；
[0032]图2示出了本发明实施例中的WOLED背板上的基板形貌示意图；
[0033]图3示出了本发明实施例中WOLED背板的制作方法流程图；
[0034]图4(a)?4(d)示出了本发明实施例中WOLED背板的制作工艺流程图；
[0035]图5示出了本发明实施例中利用半色调曝光在所述彩膜层的部分区域制作凹槽结构的方法流程图；
[0036]图6示出了本发明中树脂材料层的部分区域进行重掺杂的方法流程图。
[0037]图中主要元件符号说明:
[0038]201 像素电极区域
[0039]202 过孔区域
[0040]203 连通区域
[0041]401 TFT 器件
[0042]402 钝化层
[0043]403 彩膜层
[0044]404 凹槽结构
[0045]405 树脂材料层
[0046]406 部分区域
[0047]407 发光层
【具体实施方式】
[0048]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0049]现有的WOLED背板制作过程中，制作完透明电极后，需要沉积一层像素界定层并进行刻蚀，以防止子像素之间的干扰，而制作像素界定层的工艺通常需要进行涂胶、曝光等工序，要制作专门的像素界定层掩模，比较繁琐，使得整个WOLED背板的制作过程复杂，增加了制作成本以及制作时间。
[0050]本发明在制备WOLED背板的过程中，采用半色调曝光技术对彩膜层进行处理，以在所述彩膜层上形成凹槽结构，使得有机发光层材料直接蒸镀在所述凹槽结构内，使得相邻子像素上的有机发光层不会产生相互干扰现象，因此无需专门再沉积一层像素界定层来隔离各个子像素。
[0051 ] 图2示出了本发明实施例中的WOLED背板上的基板形貌示意图。如图2所示，该基板上具有以阵列排列形成的多个子像素区域，两两子像素区域之间为绝缘区域，每个子像素区域包括像素电极区域201、过孔区域202及连接像素电极区域201和过孔区域202的连通区域203，所述过孔区域202具有多个过孔，位于底层薄膜晶体管的漏极上方，用于连接底层薄膜晶体管的漏极和像素电极。
[0052]图3示出了本发明实施例中WOLED背板的制作方法流程图。图4(a)?4(d)示出了本发明实施例中WOLED背板的制作工艺流程图。如图3和图4(a)?4(d)所示，所述制作方法包括:
[0053]步骤301:在基板(图上未示出)上制作完成底层薄膜晶体管TFT器件401。
[0054]可选地，所述基板材料为玻璃、石英或透明树脂材料等。
[0055]可选地，所述TFT器件的制作包括依次沉积栅极、栅极绝缘层、有源层、刻蚀阻挡层、源极和漏极，并分别进行刻蚀形成TFT器件。由于TFT器件的制作并非本发明所要描述的重点，其可以采用现有技术中的惯常制作方式完成，在此对其制作过程不做任何限制。
[0056]步骤302:在所述TFT器件401上制作钝化层402，如图4(a)所示。所述钝化层402为一绝缘层，用于隔离TFT器件和其上将要制作的像素电极，以防止相互干扰。
[0057]可选地，所述钝化层材料可以采用氧化硅、氮化硅或两者的组合等。
[0058]步骤303:在所述钝化层402表面制作彩膜层403，如图4(a)所示。所述彩膜层403采用正性光刻胶，其厚度需要比传统工艺的厚度大1.5?2μπι。其中，由于后续工艺中需要对彩膜层403进行半曝光，因此必须采用正性光刻胶。
[0059]可选地,所述彩膜层403的厚度为4.0?5 μ m,优选为4.5 μ m。
[0060]步骤304:利用半色调曝光对所述彩膜层403进行曝光，保留像素电极区域201的彩膜层，并在所保留的彩膜层中间部位形成凹槽结构404，所述彩膜层403的厚度较大，因此易于对其进行曝光操作。所述凹槽结构404位于所述像素电极区域201的中间部位，其四周边缘凸起，以便后续蒸镀发光材料形成发光层后仅保留所述凹槽区域内的发光材料，如图4(a)所示。
[0061]步骤305、在对彩膜层403进行曝光后的整个基板表面形成树脂材料层405，如图4(b)所示。
[0062]可选地，所述树脂材料层405通过旋涂方式形成。
[0063]步骤306、在树脂材料层405的部分区域406上进行重掺杂，使得重掺杂部分具有导电性，如图4(c)所示。所述部分区域406包括像素电极区域201、过孔区域202以及像素电极区域201和过孔区域202之间的连通区域，所述过孔区域202具有位于所述TFT器件的漏极上方的过孔，用于连通像素电极和TFT器件的漏极。
[0064]所述树脂材料层405具有两个重要作用，其一，可以作为平坦层，能够起到平坦彩膜层404的作用；其二，由于树脂材料层405上的经过重掺杂的部分区域406能够导电，因此能够通过过孔区域电连接像素电极区域和TFT器件的漏极；其三，由于除所述部分区域406的其它区域处的树脂材料层405并未进行重掺杂，该未进行重掺杂的其它区域位于相邻子像素单元之间，其不具备导电性，因此能够起到像素界定层的作用，可以隔开相邻的子像素单元，并与栅极线和数据线相配合保证每个子像素单元发出的光不会对其它子像素单元产生影响；其四，在形成发光层和阴极形成完整的像素电极后，重掺杂后的树脂材料层405上的部分区域作为像素电极的阳极使用，这样还省略了 ITO薄膜的制作过程。
[0065]步骤307、在对树脂材料层405的部分区域进行重掺杂后的基板表面依次形成发光层407和阴极(图上未示出)，如图4(d)所示。重掺杂后的树脂材料层405上的部分区域406作为像素电极的阳极使用。
[0066]图5示出了本发明实施例中利用半色调曝光在所述彩膜层的部分区域制作凹槽结构的方法流程图。如图5所示，具体包括如下步骤:
[0067]步骤501、在所述钝化层表面旋涂正性光刻胶；
[0068]步骤502、通过半色调曝光对像素电极区域201的中间部位进行半曝光，形成凹槽结构404 ;对中间部位以外的其他区域进行完全曝光。
[0069]其中，半曝光区域的厚度约为1.5?2 μ m。
[0070]图6示出了本发明中树脂材料层的部分区域进行重掺杂的方法流程图。如图6所示，具体包括以下步骤:
[0071]步骤601、在所述树脂材料层405的部分区域406中进行离子注入；
[0072]步骤602、对上述进行了离子注入后的树脂材料层405进行固化处理。
[0073]其中，所述离子注入的离子源包括金属元素、磷烷或硼烷等。
[0074]通过上述实施例中对WOLED背板及其制作方法的描述可知，由于对于WOLED背板彩膜层的厚度可以较大，因此本发明中对彩膜层进行半色调曝光处理得到凹槽结构，然后在其上沉积树脂材料层，并在树脂材料层的部分区域进行重掺杂，使其具有导电性，能够作为阳极使用，而在未进行重掺杂的区域不具有导电性，使得能够作为像素界定层使用，这样既省略了 ITO薄膜的制作过程，也省略了像素界定层的制作过程，节省了材料以及成本。另夕卜，现有技术的OLED背板使用过程中，透明电极边缘会出现放电现象，从而对背板上的器件造成破坏，而本发明中的树脂材料层是一个完整的层结构，避免了像素电极边缘的放电现象。
[0075]本发明提出了一种WOLED背板，其可由上述实施例制作而成。所述WOLED背板包括基板、TFT器件、钝化层、彩膜层、树脂层、有机发光层和阴极。其中，所述钝化层覆盖整个TFT器件，其上设置有过孔，位于TFT器件漏极所在位置，以连接像素电极和TFT漏极；所述彩膜层位于钝化层上，其覆盖各个像素电极区域；且覆盖每个像素电极区域的彩膜上具有凹槽结构，其四周边缘凸起；所述树脂材料层覆盖钝化层和彩膜层，且像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域上的树脂材料层为经过重掺杂的导电区域，通过所述重掺杂的导电区域通过所述过孔与TFT的漏极连接。
[0076]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种WOLED背板的制作方法，其特征在于，包括: 在基板上形成底层薄膜晶体管的图案； 在所述底层薄膜晶体管上形成钝化层的图案； 在所述钝化层表面形成彩膜层的图案； 利用半色调曝光对所述彩膜层的图案进行曝光，在彩膜层图案中形成凹槽结构； 在形成有凹槽结构的基板表面形成树脂材料层图案，并在树脂材料层的部分区域上进行重掺杂，使得重掺杂部分具有导电性；所述树脂材料层进行重掺杂的部分区域对应像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域； 在对树脂材料层的部分区域进行重掺杂后的基板表面依次形成有机发光层和阴极。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用半色调曝光对所述彩膜层的图案进行曝光，在彩膜层图案中形成凹槽结构的步骤中，所述凹槽结构形成在彩膜层图案的中间部位。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用半色调曝光对所述彩膜层进行曝光具体包括: 通过半色调掩膜板对形成凹槽结构的部位进行半曝光，并对其他区域进行完全曝光。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述彩膜层采用正性光刻胶材料。
5.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述在树脂材料层的部分区域上进行重掺杂具体包括: 在所述树脂材料层的部分区域进行离子注入； 对所述进行了离子注入后的树脂材料层进行固化处理。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述离子注入的离子源包括金属元素、磷烷或硼烧。
7.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述彩膜层的厚度为4.0?5 μ m。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述彩膜层的厚度为4.5 μ m。
9.一种WOLED背板，其包括:基板、TFT器件、钝化层、彩膜层、树脂层、有机发光层和阴极，所述钝化层覆盖整个TFT器件，其上设置有过孔，位于TFT器件漏极所在位置；所述彩膜层位于钝化层上，其覆盖各个像素电极区域；其特征在于，所述覆盖每个像素电极区域的彩膜层图案上具有凹槽结构；所述树脂材料层覆盖钝化层和彩膜层，且部分区域为经过重掺杂的导电区域，所述部分区域对应像素电极区域、过孔区域以及像素电极区域和过孔区域的连通区域上的树脂材料层；有机发光层和阴极依次设置在树脂材料层上。
10.如权利要求9所述的背板，其特征在于，所述凹槽结构位于彩膜层各图案的中间部位。
11.如权利要求9或10所述的背板，其特征在于，所述彩膜层采用正性光刻胶材料。
12.如权利要求9或10所述的背板，其特征在于，所述导电区域是通过对所述树脂材料层的部分区域进行离子注入而形成，所述离子注入的离子源包括金属元素、磷烷或硼烷。
【文档编号】H01L51/56GK103915580SQ201410126074
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】方婧斐, 姜春生, 李延钊 申请人:京东方科技集团股份有限公司