RGBW四色OLED显示元件的制备方法与流程

本发明涉及液晶显示器领域，尤其涉及一种RGBW四色OLED显示元件的制备方法。

背景技术：

全色有机发光二极管(Organic Light-emitting Diodes,OLED)器件是本领域公知的，通常全色OLED器件由红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三个子像素构成，成为RGB像素设计。随着人们对显示技术的追求，具有红色、绿色、蓝色和白色(W)四个子像素的OLED显示元件被开发出来，即RGBW四子像素OLED显示元件。与RGB之OLED显示元件相比，RGBW之OLED显示元件在能量消耗部分得到改进。RGBW四子像素OLED中的白光OLED元件(WOLED)通常通过红、绿、蓝三个子像素堆叠或者蓝、黄(Y)两个子像素堆叠实现。OLED多层结构可以包括阳极(Anode)、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)、电子注入层(EIL)、阴极(Cathode)及阴极保护层(CPL)等。

在Eastman Kodak公司Michael Siwinski等人在2002年公布的美国专利US US20020186214A1中，通过由红、绿、蓝和白光发光元件组成RGBW四色有机发光二极管，实现显示器节能的方法，其中白色发光元件发光层是白色发光材料。

Eastman Kodak公司Dustin Winters在公布的美国专利US7030553中，通过由红、绿、蓝和白四色发光元件构成RGBW四色有机发光二极管，其中W通过B+Y来实现。

同样来自Eastman Kodak公司的John E.Ludwicki在美国专利US7510454中，通过白光OLED和彩色滤光片(Color Filter,CF)方法实现RGBW四色OLED显示元件；Dustin L.Winters在美国专利US7524226中同样通过白光OLED+CF实现RGBW四色OLED显示元件，并对像素阵列进行了不同的设计；Michael L.Boroson在美国专利US7564182中通过串联白光OLED+RGB三色调色介质，实现RGBW四色OLED显示元件。

现有技术中制作RGB三色OLED显示元件，通常是将有机发光材料通过RGB三子像素各自对应的精密金属掩模板(Fine Metal Mask，FMM)蒸镀到基板衬底上，制备成OLED元件，采用三次高精度金属掩模板蒸镀工序来分别蒸镀红色发光层，绿色发光层和蓝色发光层，从而在基板上对应的位置形成红色子像素，绿色子像素和蓝色子像素。具体地，高精度金属掩模板上设有遮挡区和多个开口，当蒸镀其中一种颜色的发光层时，遮挡区对应遮挡住基板上对应其他两种颜色子像素的位置，开口对应暴露出基板上对应该待蒸镀颜色子像素的位置。

制作RGBW四色OLED显示元件时，如采用现有白光OLED和彩色滤光片的方法实现RGBW四色OLED显示元件会导致能量效率利用率低，如果采用类似RGB三个子像素各自对应的精密金属掩模板方法，RGBW四个子像素将会需要四张精密金属掩模板，同时还需要额外的一个白光子像素真空蒸镀腔体。因此亟需一种新的RGBW四色OLED显示元件的制备方法。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种RGBW四色OLED显示元件的制备方法，不增加精密金属掩模板数目和真空蒸镀腔体数量。

为实现上述目的，本发明提供了一种RGBW四色OLED显示元件的制备方法，包括：

步骤11、对于待蒸镀子像素发光层的元件，将第一颜色发光材料通过第一精密金属掩模板蒸镀到第一颜色子像素区域，再通过第一精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

步骤12、将第二颜色发光材料通过第二精密金属掩模板蒸镀到第二颜色子像素区域，再通过第二精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

步骤13、将第三颜色发光材料通过第三精密金属掩模板蒸镀到第三颜色子像素区域，再通过第三精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

其中该第一颜色发光材料、第二颜色发光材料和第三颜色发光材料不同并且分别对应蓝色发光材料、红色发光材料和绿色发光材料其中之一。

其中，还包括：

步骤10、在已完成TFT制程的RGBW四像素基板上，依次进行阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层的成膜，得到待蒸镀子像素发光层的元件。

其中，还包括：

步骤14、对于完成蒸镀子像素发光层的元件，依次进行空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极的成膜。

其中，还包括：

步骤15、在该阴极上进行阴极保护层的成膜，最后再进行盖板封装或者薄膜封装，完成RGBW四色OLED显示元件的制备。

其中，该蓝色发光材料为蓝色荧光发光材料或者蓝色磷光发光材料，该红色发光材料为红色荧光发光材料或者红色磷光发光材料，该绿色发光材料为绿色荧光发光材料或者绿色磷光发光材料。

其中，对于白色子像素区域，首先蒸镀蓝色荧光发光材料，然后依次蒸镀红色磷光发光材料、绿色磷光发光材料。

其中，对于白色子像素区域，首先蒸镀蓝色磷光发光材料，然后先蒸镀红色磷光发光材料、后蒸镀绿色磷光发光材料，或先蒸镀绿色磷光发光材料、后蒸镀红色磷光发光材料。

其中，对于白色子像素区域，首先蒸镀蓝色荧光发光材料，然后依次蒸镀绿色荧光发光材料、红色荧光发光材料。

其中，该RGBW四色OLED显示元件的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素及白色子像素呈田字状排列，蓝色子像素的右侧为白色子像素，蓝色子像素的下方为绿色子像素，白色子像素的下方为红色子像素。

本发明还提供了一种RGBW四色OLED显示元件的制备方法，包括：

步骤21、对于待蒸镀子像素发光层的元件，通过第一精密金属掩模板蒸镀第一颜色发光材料到第一颜色子像素区域和白色子像素区域，该第一精密金属掩模板的开孔对应该第一颜色子像素区域和白色子像素区域；

步骤22、通过第二精密金属掩模板蒸镀第二颜色发光材料到第二颜色子像素区域和白色子像素区域，该第二精密金属掩模板的开孔对应该第二颜色子像素区域和白色子像素区域；

步骤23、通过第三精密金属掩模板蒸镀第三颜色发光材料到第三颜色子像素区域和白色子像素区域，该第三精密金属掩模板的开孔对应该第三颜色子像素区域和白色子像素区域；

其中该第一颜色发光材料、第二颜色发光材料和第三颜色发光材料不同并且分别对应蓝色发光材料、红色发光材料和绿色发光材料其中之一。

综上，本发明的RGBW四色OLED显示元件的制备方法不增加精密金属掩模板数目和真空蒸镀腔体数量。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法第一较佳实施例的过程示意图；

图2为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法第一较佳实施例中精密金属掩模板的位移示意图；

图3A为通过本发明制得的RGBW四子像素OLED中红、绿、蓝三个子像素的元件结构示意图；

图3B为通过本发明制得的RGBW四子像素OLED中白色子像素的元件结构示意图；

图4为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法第二较佳实施例的过程示意图；

图5为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法第二较佳实施例中精密金属掩模板开孔位置示意图；

图6为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法的流程图。

具体实施方式

参见图6，其为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法的流程图，主要包括：

步骤11、对于待蒸镀子像素发光层的元件，将第一颜色发光材料通过第一精密金属掩模板蒸镀到第一颜色子像素区域，再通过第一精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

步骤12、将第二颜色发光材料通过第二精密金属掩模板蒸镀到第二颜色子像素区域，再通过第二精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

步骤13、将第三颜色发光材料通过第三精密金属掩模板蒸镀到第三颜色子像素区域，再通过第三精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；

其中该第一颜色发光材料、第二颜色发光材料和第三颜色发光材料不同并且分别对应蓝色发光材料、红色发光材料和绿色发光材料其中之一。

还可进一步包括：

步骤10、在已完成TFT制程的RGBW四像素基板上，依次进行阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层的成膜，得到待蒸镀子像素发光层的元件；

步骤14、对于完成蒸镀子像素发光层的元件，依次进行空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极的成膜；

步骤15、在该阴极上进行阴极保护层的成膜，最后再进行盖板封装或者薄膜封装，完成RGBW四色OLED显示元件的制备。

参见图1及图2，图1为本发明第一较佳实施例的过程示意图，图2为第一较佳实施例中精密金属掩模板的位移示意图。

1)如图1所示，RGBW四子像素排列方法如图1(f)所示。该RGBW四色OLED显示元件的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素及白色子像素呈田字状排列，蓝色子像素的右侧为白色子像素，蓝色子像素的下方为绿色子像素，白色子像素的下方为红色子像素。

2)在已完成TFT制程的RGBW四像素基板(刚性基板或者柔性基板)上，通过一般金属掩模板(Common Metal Mask)依次进行阳极(如果阳极已经存在，直接进行空穴注入层蒸镀)、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层的成膜，得到图1(a)所示待蒸镀子像素发光层的元件。

3)在图1所示元件(a)的基础上，通过精密金属掩模板进行荧光蓝色子像素的蒸镀，蓝色子像素可以先蒸镀到蓝色子像素区域，再通过精密金属掩模板的位移图2中d1的距离，蒸镀到白色子像素区域，得到图1所示元件(b)；

4)在图1所示元件(b)的基础上，通过精密金属掩模板进行红色子像素的蒸镀，先将红色磷光子像素蒸镀到红色子像素区域，得到图1所示元件(c)，再将红色磷光子像素通过精密金属掩模板的位移图2中d3的距离蒸镀到已经进行了蓝色荧光发光层成膜的白色子像素区域得到图1所示元件(d)；

5)在图1所示元件(d)的基础上，通过精密金属掩模板进行绿色磷光子像素的蒸镀，先将绿色磷光子像素蒸镀到绿色子像素区域，得到图1所示元件(e)，再将绿色磷光子像素通过精密金属掩模板的位移图2中d2距离蒸镀到白色子像素区域，最后通过一般金属掩模板(Common Metal Mask)依次进行空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极、阴极保护层(Capping Layer)的成膜，得到图1所示元件(f)；

6)最后再进行盖板封装(针对刚性基板)或者薄膜封装(针对刚性基板或柔性基板)，完成RGBW四子像素OLED显示元件的制备。

参见图3A及图3B，图3A为通过本发明制得的RGBW四子像素OLED中红、绿、蓝三个子像素的元件结构示意图，图3B为通过本发明制得的RGBW四子像素OLED中白色子像素的元件结构示意图。

RGBW四子像素OLED中红、绿、蓝三个子像素的元件结构如图3A所示，其中空穴传输层(包含电子阻挡层)和电子传输层(包含空穴阻挡层)的数目可以根据元件的性能表现以及相关因素进行调整。

RGBW四子像素OLED中白色子像素的元件结构如图3B所示，如果蓝色子像素为荧光发光层，则依次堆叠红色磷光发光层、绿色磷光发光层；如果蓝色子像素为磷光发光层，则红色磷光发光层和绿色磷光发光层的堆叠顺序没有限制；如果蓝色子像素为荧光发光层，则依次堆叠绿色荧光发光层、红色荧光发光层。也就是说，对于白色子像素区域，可以首先蒸镀蓝色荧光发光材料，然后依次蒸镀红色磷光发光材料、绿色磷光发光材料。对于白色子像素区域，也可以首先蒸镀蓝色磷光发光材料，然后先蒸镀红色磷光发光材料、后蒸镀绿色磷光发光材料，或先蒸镀绿色磷光发光材料、后蒸镀红色磷光发光材料。对于白色子像素区域，还可以首先蒸镀蓝色荧光发光材料，然后依次蒸镀绿色荧光发光材料、红色荧光发光材料。

参见图4及图5，图4为本发明RGBW四色OLED显示元件的制备方法第二较佳实施例的过程示意图，图5为第二较佳实施例中精密金属掩模板开孔位置示意图。

1)如图4所示，RGBW四子像素排列方法如图4(d)所示。

2)在已完成TFT制程的RGBW四像素基板(刚性基板或者柔性基板)上，通过一般金属掩模板(Common Metal Mask)依次进行阳极(如果阳极已经存在，直接进行空穴注入层蒸镀)、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层的成膜，得到图4(a)所示待蒸镀子像素发光层的元件。

3)在图4所示元件(a)的基础上，通过精密金属掩模板进行荧光蓝色子像素的蒸镀，蓝色子像素通过图5所示(a)精密金属掩模板开孔位置A1蒸镀到蓝色子像素区域和白色子像素区域；依次通过图5所示(b)、(c)精密金属掩模板开孔位置A2和A3进行红色磷光发光层和绿色磷光发光层到各自像素区域和白色像素区域的成膜；

4)最后通过一般金属掩模板(Common Metal Mask)依次进行空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极、阴极保护层(Capping Layer)的成膜，得到图4所示元件(d)；

5)最后再进行盖板封装(针对刚性基板)或者薄膜封装(针对刚性基板或柔性基板)，完成RGBW四子像素OLED显示元件的制备。

6)RGBW四子像素OLED中红、绿、蓝三个子像素的元件结构如图3A所描述，白色子像素结构以及各发光层堆叠顺序如图3B所描述。

综合上述实施例，本发明基于现有RGB三子像素OLED的精密金属掩模板技术，在不额外增加精密金属掩模板数目，和真空镀膜腔体数目的情况下，采用调整精密金属掩模板(Fine Metal Mask)的移位(Mask-Shift)或者精密金属掩模板的开孔位置来实现RGBW四色OLED显示元件。相较于传统RGB三色子像素OLED显示元件，具有更好显示灰阶的优势，在显示白色画面时能耗降低；相较于白光OLED加上彩色滤光片的方法，本发明能量利用效率高，在显示相同画面时，本发明的显示元件的功耗低。为了达到上述效果，有以下步骤：

1)在已完成TFT制程的RGBW四像素基板(刚性基板或者柔性基板)上，通过一般金属掩模板依次进行阳极(如果阳极已经存在于基板上，直接进行空穴注入层蒸镀)、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层的成膜；

2)在步骤1)的基础上，通过精密金属掩模板进行蓝色子像素的蒸镀，蓝色子像素可以一次蒸镀到蓝色子像素区域和白色子像素区域，也可以先蒸镀到蓝色子像素区域，再通过精密金属掩模板的位移蒸镀到白色子像素区域；其中蓝色子像素发光材料可以为蓝色荧光发光材料或者蓝光磷光发光材料；

3)在步骤2)中的基础上，如果步骤2)采用蓝色荧光发光材料，通过精密金属掩模板进行磷光红色子像素的蒸镀，红色子像素可以一次蒸镀到红色子像素区域和白色子像素区域，也可以先蒸镀到先将红色子像素区域，再通过精密金属掩模板位移蒸镀到白色子像素区域；此后通过同样的方法将绿色磷光发光材料一次或者掩模板位移镀膜到对应像素区域；

4)在步骤2)的基础上，如果步骤2)采用蓝色磷光发光材料，则红色磷光发光材料和绿色磷光发光材料可以根据实际需要先进行红色镀膜在进行绿色镀膜，或者反过来执行；执行方法同步骤3)；

5)在步骤4)的基础上，通过一般金属掩模板依次进行空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极的成膜；

在步骤5)的基础上，进行阴极保护层(Capping Layer)的成膜，最后再进行盖板封装(针对刚性基板)或者薄膜封装(针对刚性基板或柔性基板)，完成RGBW四子像素OLED显示元件的制备。

本发明已知和潜在的技术/产品应用领域及其应用方式如下：

1)可穿戴设备如智能手环、智能手表、VR(Virtual Reality，即虚拟现实)、电子皮肤等设备；

2)移动电话机；

3)电子书和电子报纸；

4)电视机；

5)个人便携电脑；

6)刚性、可折叠以及可卷曲OLED等OLED显示技术；

7)新型OLED显示。

综上所述，本发明的RGBW四色OLED显示元件的制备方法不增加精密金属掩模板数目和真空蒸镀腔体数量。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。