专利名称：制造无源矩阵有机电致发光器件的方法、该器件及其设备的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及无源矩阵有机电致发光器件(PMOLED, Passive Matrix Organic Electroluminescent Device)领域,更具体地,涉及利用隔离柱的制造PMOLED的方法、利用该方法制造的PMOLED及包括该PMOLED的显示设备。
背景技术：
典型的有机电致发光器件(OLED,Organic Electroluminescent Device)通常包括基板、在基板上形成的第一显示电极层、在第一显示电极层上形成的功能层以及在功能层上形成的第二显示电极层。功能层由合适的有机电致发光(EL)介质构成。第一显示电极层包括相互分隔开的多个第一显示电极，第二显示电极层包括相互分隔开的多个第二显示电极。通过在OLED的第一显示电极和第二显示电极之间施加电压，利用有机EL介质的电致发光效应，使OLED发光。近些年，采用隔离柱技术制造PMOLED的方案已被提出并得到广泛应用。图I示意性示出了利用这样的方案形成的示例性PMOLED的结构。图I中所示的PMOLED可通过以下过程形成。首先，在基板I上形成一组相互平行并相互间隔开的、条状的第一显示电极(也称为“阳极”)2。然后，在形成有第一显示电极2的基板I上形成与所述第一显示电极垂直的一组相互平行并相互间隔开的条状的隔离柱4，如图I中所示，每个隔离柱4具有呈倒梯形形状的横截面。之后，在形成有隔离柱4的基板I上依次沉积功能层5和第二显示电极层6。在该沉积步骤中，由于阴影效应，在隔离柱4的侧面上并不形成连续的沉积材料，由此，第二显示电极层6由隔离柱有效地分隔成一组相互不连接的条状的第二显示电极(也称为“阴极”)，功能层5亦如此。在PMOLED领域，多种形成具有呈倒梯形形状的横截面的隔离柱——如图I中所示的隔离柱4——的方法是已知的。例如，美国专利US 5，701，055和公告号为CN 100372146C 的中国专利中均记载了这方面的内容，这些专利的内容在此通过引用的方式被全部纳入本文。根据上文的描述清楚的是，在采用隔离柱技术制作PMOLED的情况下，隔离柱可以起到阻隔的作用，使一次沉积到基板上的例如第二显示电极材料自动形成相互不连接的多个第二显示电极。另外，在对其上形成有第一、第二显示电极及位于其间的功能层的基板进行封装时，隔离柱可起到支撑的作用，例如可防止封装片或干燥片对功能层产生影响。为使隔离柱有效地起到上述作用，隔离柱本身的设计非常关键。
发明内容
本发明旨在提供利用隔离柱的制造PMOLED的优化方法以及利用该方法制造的 PMOLED和包括该PMOLED的显示设备。根据本发明的第一方面，提供一种利用隔离柱的制造PMOLED的方法，该方法包括
在基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极；在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱，所述一组单层隔离柱相互平行并相互间隔开，且垂直于所述一组第一显示电极，每个所述单层隔离柱在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；以及在形成有所述一组第一显示电极和一组单层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层，其中所述横截面的每个侧边与所述基板成45度-70度的角。根据本发明的第二方面，提供一种利用隔离柱的制造PMOLED的方法，该方法包括在基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极；在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组各具有上层和下层的双层隔离柱，所述一组双层隔离柱相互平行并相互间隔开，且垂直于所述一组第一显示电极，每个所述双层隔离柱的上层在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；以及在形成有所述一组第一显示电极和一组双层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层，其中所述横截面的每个侧边与所述基板成45度-70度的角。根据本发明的第三方面，提供一种根据本发明第一方面或第二方面的方法制造的 PMOLEDo根据本发明的第四方面，提供一种有机电致发光显示设备，该显示设备包括根据本发明第三方面的PMOLED。利用根据本发明的方法，可容易地使隔离柱成型。另外，根据本发明的隔离柱可起到良好的对第二显示电极进行分隔的作用，且不易倒塌，可有效防止第二显示电极与第一显示电极短路或邻近的第二显示电极相连(即，行连)。
通过下文结合附图的详细描述，将更好地理解本发明。在附图中图I示意性示出了采用单层隔离柱技术形成的示例性PMOLED的结构；图2示意性示出了根据本发明的一示例性单层隔离柱或一示例性双层隔离柱的上层的横截面；图3示意性示出了在本发明的一个实施例中形成的单层隔离柱；图4示意性示出了在本发明的另一实施例中形成的单层隔离柱；图5示意性示出了在本发明的又一实施例中形成的单层隔离柱；图6a和6b示意性示出了根据本发明的单层隔离柱的正常横截面和不希望的异常横截面。应理解，这些附图仅出于示例和说明的目的，未必按比例绘制。
具体实施例方式在本发明的一个实施方案中，利用隔离柱的制造PMOLED的方法可包括以下步骤:I)在一基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极(也称为“阳极”);2)在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成相互平行并相互间隔开的一组单层隔离柱，使得所述一组单层隔离柱垂直于所述一组第一显示电极，并且每个所述单层隔离柱在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；3)在形成有所述一组第一显示电极和一组单层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层。根据本发明，在步骤2)中，使得每个单层隔离柱的上述横截面的每个侧边与基板成45度至70度的角。如本领域技术人员理解的，在上述步骤3)中，由于隔离柱的存在，功能层被分隔成相互不连接的一组功能层部分，第二显示电极层被分隔成相互不连接的一组第二显示电极(也称为“阴极”)，且每个功能层部分和第二显示电极垂直于第一显示电极。图2示意性示出了如上述步骤2)中形成的根据本发明的一示例性单层隔离柱的横截面。如图2中所示，该横截面呈倒梯形形状，具有宽度为a的上底、宽度为b的下底以及两个侧边，其中b< a。图2中左边的侧边与下底的延长线所成的锐角0 1对应于该侧边与基板所成的角(下称“第一隔离柱角度”)，右边的侧边与下底的延长线所成的锐角92 对应于该侧边与基板所成的角(下称“第二隔离柱角度”)。根据本发明，第一隔离柱角度和第二隔离柱角度均在45度至70度的范围内。另外，根据具体情况，第一隔离柱角度和第二隔离柱角度可以相等或不相等。在本发明的制造PMOLED的方法中，隔离柱的厚度，即图2中所示的倒梯形横截面的高度h，可在3-3. 5微米的范围内，例如可为3. 3微米。另外，隔离柱的宽度，即图2中所示的倒梯形横截面的下底宽度b，可为10微米。在一个实施例中，可通过以下步骤2. 1)-2. 3)在形成有所述第一显示电极的基板上形成所述一组单层隔离柱。需要说明的是，该实施例是示例性的，而非限制性的；亦可以其它合适方法在形成有所述第一显示电极的基板上形成单层隔离柱。在步骤2. I)中，在形成有所述一组第一显示电极的基板上涂覆预定厚度的隔离柱胶。在步骤2. 2)中，预烘烤所述隔离柱胶。在步骤2. 3)中，对所述隔离柱胶曝光、显影以形成所述一组单层隔离柱。在步骤2. I)中，隔离柱胶的预定厚度可根据期望获得的单层隔离柱的高度和第一、第二隔离柱角度等确定。根据情况，该预定厚度可被选择为比期望获得的单层隔离柱的高度大，例如大10% -20%。优选地，该预定厚度可被选择为3. 7微米。根据本发明，粘度大于15厘泊的隔离柱胶是优选的；选择这样的隔离柱胶可便于实现期望的隔离柱角度。根据本发明，颜色较深的、不透明的隔离柱胶是优选的；选择这样的隔离柱胶可有利于防止最终得到的PMOLED漏光以及提高器件的整体对比度。在步骤2.2)中，可在一温度范围内以逐渐升高的温度预烘烤所述隔离柱胶。例如，可在常温下开始该预烘烤步骤，并在该预烘烤步骤期间逐渐升高温度直到温度升高到例如100°C。例如，可在25-100°C的范围内以逐渐升高的温度预烘烤所述隔离柱胶。下面以示例的、非限制性的方式对步骤2. 3)进行详细描述。首先，在将具有预定图案的掩模布置于所述隔离柱胶之上的情况下对所述隔离柱胶曝光。在隔离柱胶为负型隔离柱胶的情况下，该掩模具有的图案及被布置的方式使得与所要获得的单层隔离柱对应的隔离柱胶被暴露，其余隔离柱胶被掩模覆盖。在隔离柱胶为正型隔离柱胶的情况下，该掩模具有的图案及被布置的方式使得与所要获得的单层隔离柱对应的隔离柱胶被掩模覆盖，其余隔离柱胶被暴露。曝光量可以垂直于基板的方式从基板上方施加。所施加的曝光量可基于所要获得的单层隔离柱的第一、第二隔离柱角度确定。在其它方面相同的情况下，所施加的曝光量越大，得到的隔离柱角度越大。然后，以一定浓度的显影液以一定的速度对曝光后的隔离柱胶显影，使不需要的隔离柱胶全部被去除即可。在隔离柱胶为负型隔离柱胶的情况下，可在对曝光后的隔离柱胶显影之前，烘烤该隔离柱胶。可在较低的初始温度下开始该烘烤步骤，然后逐渐将温度升高到较高的最终烘烤温度；这样可有利于确保最终形成的单层隔离柱从上到下是平滑过渡的，即最终形成的单层隔离柱具有如图6a所示的倒梯形横截面，而非具有如图6b所示的异常形状的横截面。优选以从低温到高温的顺序在多个递增的温度下执行该烘烤步骤。例如，可先在第一温度下烘烤隔离柱胶一段时间，接着在第二温度下烘烤隔离柱胶一段时间， 接着在第三温度下烘烤隔离柱胶一段时间，最后在第四温度下烘烤隔离柱胶一段时间，其中所述的第一、第二、第三和第四温度递增，例如可分别为40°C、60°C、80°C、100°C。优选地，在执行上述步骤2. I)之前，对形成有所述一组第一显示电极的基板进行清洗(包括药液清洗和紫外线(UV)清洗)。药液清洗主要是去除基板表面的无机物。UV清洗主要是去除基板表面的有机物。根据本发明，将UV清洗的能量控制在合适的量，以免因能量过大而导致之后形成的隔离柱与基板表面的(聚酰亚胺，PI)绝缘层结合不好而倒塌。另外，优选地，在执行上述步骤2. 3)之后，固烤所形成的单层隔离柱；这样可使隔离柱更加牢固。例如，可在例如220-230°C的温度下对隔离柱进行固烤。在本发明的另一个实施方案中，利用隔离柱的制造PMOLED的方法可包括以下步骤11)在一基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极(也称为“阳极”);22) 在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成相互平行并相互间隔开的一组各具有上层和下层的双层隔离柱，使得所述一组双层隔离柱垂直于所述一组第一显示电极，并且每个所述双层隔离柱的上层在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；33)在形成有所述一组第一显示电极和一组双层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层。根据本发明，在步骤22)中，使得每个双层隔离柱的上层的上述横截面的每个侧边与基板成45度至70度的角。如本领域技术人员理解的，在上述步骤33)中，由于隔离柱的存在，功能层被分隔成相互不连接的一组功能层部分，第二显示电极层被分隔成相互不连接的一组第二显示电极(也称为“阴极”)，且每个功能层部分和第二显示电极垂直于第一显示电极。在上述步骤22)中形成的根据本发明的一示例性双层隔离柱的上层的横截面在图2中示意性示出。如图2中所示，该横截面呈倒梯形形状，具有宽度为a的上底、宽度为 b的下底以及两个侧边，其中b< a。图2中左边的侧边与下底的延长线所成的锐角0 1对应于该侧边与基板所成的角(下称“第一隔离柱角度”)，右边的侧边与下底的延长线所成的锐角9 2对应于该侧边与基板所成的角(下称“第二隔离柱角度”)。根据本发明，第一隔离柱角度和第二隔离柱角度均在45度至70度的范围内。另外，根据具体情况，第一隔离柱角度和第二隔离柱角度可以相等或不相等。在本发明的利用双层隔离柱的制造PMOLED的方法中，双层隔离柱的上层的厚度，即图2中所示的倒梯形横截面的高度h，可在3-3. 5微米的范围内，例如可为3. 3微米。另外，双层隔离柱的上层的宽度，即图2中所示的倒梯形横截面的下底宽度b，可为10微米。根据本发明，每个双层隔离柱的下层在平行于所述一组第一显示电极的方向上可具有呈例如矩形形状、正梯形形状或其它合适形状的横截面。利用双层隔离柱，可便于形成具有较高高度的隔离柱，可有利于后续的功能层沉积。在形成有所述第一显示电极的基板上形成所述一组双层隔离柱的过程可部分参照前文的有关在形成有所述第一显示电极的基板上形成所述一组单层隔离柱的内容。本领域技术人员根据本申请的教导，可以多种合适方式实现在形成有所述第一显示电极的基板上形成所述一组双层隔离柱。实施例I及相关测试在该实施例中，通过以下过程形成PMOLED。首先，在一透明基板上形成相互平行并相互间隔开的一组透明的第一显示电极 (也称为“阳极”)。然后，通过以下步骤在该透明基板上形成相互平行并相互间隔开的且垂直于所述一组第一显示电极的一组绝缘的单层隔离柱，使得每个单层隔离柱在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面在所述透明基板上涂覆一定厚度的负型隔离柱胶；从常温开始以逐渐升高的、最高达100°C的温度预烘烤所述隔离柱胶；利用掩模，以垂直于基板的方式从基板上方对所述隔离柱胶曝光，该掩模具有的图案及被布置的方式使得与所要获得的单层隔离柱对应的隔离柱胶被暴露，其余隔离柱胶被掩模覆盖；以从低温到高温的顺序分别在40°c、60°c、80°c、10(rc的温度下烘烤隔离柱胶；对隔离柱胶显影，以形成所述一组单层隔离柱；在220°C左右的温度下对隔离柱进行固烤。图3示意性示出了该实施例中所形成的单层隔离柱。如图3所示，该隔离柱的横截面的两个侧边分别与基板成47. 79度的角和54. 11度的角。在形成所述一组隔离柱之后，在基板上沉积由有机EL介质构成的功能层。在沉积功能层之后，在基板上沉积由金属材料构成的第二显示电极层。由于上述一组隔离柱的存在，功能层被分隔成相互不连接的一组功能层部分，第二显示电极层被分隔成相互不连接的一组第二显示电极(也称为“阴极”)。在上述的对隔离柱胶显影之后且在上述的对隔离柱进行固烤之前，用压强为
0.3MPa左右的水对隔离柱进行了冲洗，没有隔离柱被冲塌。另外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，在显微镜下观察隔离柱，未发现行连。“行连”意指两条或更多条本应该不导通的第二显示电极(阴极电极)之间导通；在发生行连的情况下，一个第二显示电极通电会导致另外的第二显示电极通电。此外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，进行了漏电流测试，未检测到漏电流。实施例2及相关测试实施例2与实施例I基本相同，只是在实施例2中，所形成的单层隔离柱的横截面的两个侧边分别与基板成45. 03度的角和48. 44度的角。图4示意性示出了实施例2中所形成的单层隔离柱。在该实施例中，在对隔离柱胶显影以形成隔离柱之后且在对隔离柱进行固烤之前，用压强为0. 3MPa左右的水对隔离柱进行了冲洗，没有隔离柱被冲塌。另外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，在显微镜下观察隔离柱，未发现行连。此外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，进行了漏电流测试，未检测到漏电流。实施例3及相关测试实施例3与实施例I基本相同，只是在实施例3中，所形成的单层隔离柱的横截面的两个侧边分别与基板成62. 67度的角和67. 36度的角。图5示意性示出了实施例3中所形成的单层隔离柱。在该实施例中，在对隔离柱胶显影以形成隔离柱之后且在对隔离柱进行固烤之前，用压强为0. 3MPa左右的水对隔离柱进行了冲洗，没有隔离柱被冲塌。另外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，在显微镜下观察隔离柱，未发现行连。此外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，进行了漏电流测试，未检测到漏电流。对比实施例I及相关测试对比实施例I与实施例I基本相同，只是在对比实施例I中，所形成的单层隔离柱的横截面的两个侧边分别与基板成40. 36度的角和39. 68度的角。在该对比实施例中，在对隔离柱胶显影以形成隔离柱之后且在对隔离柱进行固烤之前，用压强为0. 3MPa左右的水对隔离柱进行了冲洗，部分隔离柱被冲塌。另外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，在显微镜下观察隔离柱，未发现行连。此外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，进行了漏电流测试，未检测到漏电流。对比实施例2及相关测试对比实施例2与实施例I基本相同，只是在对比实施例2中，所形成的单层隔离柱的横截面的两个侧边分别与基板成78. 82度的角和75. 38度的角。在该对比实施例中，在对隔离柱胶显影以形成隔离柱之后且在对隔离柱进行固烤之前，用压强为0. 3MPa左右的水对隔离柱进行了冲洗，没有隔离柱被冲塌。另外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，在显微镜下观察隔离柱，发现有行连现象。此外，在上述的对隔离柱进行固烤之后，进行了漏电流测试，检测到了一定的漏电流。其它对比已发现，与对比实施例I和2相比，实施例1-3中的隔离柱更容易成型。实际上，发明人已经发现，将期望的隔离柱角度设定在45度-70度的范围内具有如下好处隔离柱侧面的扭力变化较小。应理解，上述实施方案和实施例仅出于示例和说明的目的，本领域技术人员在不偏离本发明范围的情况下，可以做出许多改型和变体。本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。
权利要求
1.一种利用隔离柱的制造无源矩阵有机电致发光器件的方法，包括在基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极；在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱，所述一组单层隔离柱相互平行并相互间隔开，且垂直于所述一组第一显示电极，每个所述单层隔离柱在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；以及在形成有所述一组第一显示电极和一组单层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层，其中所述横截面的每个侧边与所述基板成45度-70度的角。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱包括在形成有所述一组第一显示电极的基板上涂覆预定厚度的隔离柱胶；预烘烤所述隔离柱胶；对所述隔离柱胶曝光，其中具有预定图案的掩模被布置于所述隔离柱胶之上；以及对曝光后的隔离柱胶显影，以形成所述一组单层隔离柱。
3.权利要求2所述的方法，其中，在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱还包括固烤所述一组单层隔离柱。
4.权利要求2所述的方法，其中，在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱还包括在涂覆所述隔离柱胶之前，清洗形成有所述一组第一显示电极的基板。
5.权利要求2所述的方法，其中，所述隔离柱胶是负型隔离柱胶，所述掩模的图案及被布置的方式使得与所述一组单层隔离柱对应的隔离柱胶被暴露，其余隔离柱胶被掩模覆盖，并且在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组单层隔离柱还包括在对曝光后的隔离柱胶显影之前，以从低温到高温的顺序在多个不同温度下烘烤曝光后的隔离柱胶。
6.权利要求2所述的方法，其中，所述隔离柱胶是正型隔离柱胶，所述掩模的图案及被布置的方式使得与所述一组单层隔离柱对应的隔离柱胶被掩模覆盖，其余隔离柱胶被暴露。
7.权利要求2所述的方法，其中，所述预定厚度为3.7微米。
8.一种利用隔离柱的制造无源矩阵有机电致发光器件的方法，包括在基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极；在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成一组各具有上层和下层的双层隔离柱， 所述一组双层隔离柱相互平行并相互间隔开，且垂直于所述一组第一显示电极，每个所述双层隔离柱的上层在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面； 以及在形成有所述一组第一显示电极和一组双层隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层，其中所述横截面的每个侧边与所述基板成45度-70度的角。
9.如权利要求8所述的方法，其中，每个所述双层隔离柱的下层在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈矩形形状或正梯形形状的横截面。
10.权利要求I或8所述的方法，其中，所述隔离柱由粘度大于15厘泊的不透明的隔离柱胶形成。
11.根据权利要求I或8所述的方法，其中所述横截面具有3-3.5微米优选为3. 3微米的高度。
12.一种根据权利要求1-11中任一项所述的方法制造的无源矩阵有机电致发光器件。
13.一种有机电致发光显示设备，包括根据权利要求12所述的无源矩阵有机电致发光器件。
全文摘要
提供利用隔离柱的制造无源矩阵有机电致发光器件的方法、利用该方法制造的有机电致发光器件及包括该有机电致发光器件的有机电致发光显示设备。该方法包括在基板上形成相互平行并相互间隔开的一组第一显示电极；在形成有所述一组第一显示电极的基板上形成相互平行并相互间隔开的一组单层或双层隔离柱，所述一组隔离柱垂直于所述一组第一显示电极，每个所述单层隔离柱或每个所述双层隔离柱的上层在平行于所述一组第一显示电极的方向上具有呈倒梯形形状的横截面；在形成有所述一组第一显示电极和一组隔离柱的基板上依次沉积功能层和第二显示电极层，其中所述横截面的每个侧边与所述基板成45度-70度的角。
文档编号H01L51/52GK102593379SQ20121002916
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者辛小刚, 邱勇, 高裕弟 申请人:北京维信诺科技有限公司, 昆山维信诺显示技术有限公司, 清华大学