|
在了解采用光刻来实现OLED像素图形化的技术的过程中，知道了这种被称为“正交光刻”（Orthogonal photolithography）的技术。 今天简单地聊一聊这个技术在OLED中的应用。
先说一下“正交光刻”的概念，这里采用康乃尔大学的Lee等研究人员在2009年发表的一篇文章中的说法：当溶剂不溶解预先沉积的有机材料层或不对其造成损伤时，这个溶剂就是该有机材料层的正交溶剂。 极性材料和非极性溶剂之间，或者非极性材料与极性溶剂之间，就构成了正交性。 然而，这种策略提供的自由度有限，因为目前的光刻工艺中同时需要这两种类型的溶剂。 当存在OLED的有机材料时，这些材料不会同时与OLED的有机材料“正交”。换而言之，光刻工艺所用到的材料中，至少有一种（或一类）会对OLED材料造成破坏，因此无法避免OLED器件失效。 要在OLED器件制造过程中采用光刻技术，就需要在极性材料和非极性材料这两个维度之外，找到第三个维度的材料体系。在这个材料体系中，无论是光刻胶、显影液、剥离液等等，都不会与OLED材料发生作用。
可见，我们大致可以将OLED的“正交光刻”定义为：采用了与OLED材料正交的光刻材料体系的光刻制程。
文章中的图片如下所示，这里引入的第三个维度的材料体系是：氢氟醚（HFE）或超临界二氧化碳(scCO2）。 在文献中可以了解到，这里的HFE和scCO2实际是指溶剂，正交光刻过程中，实际的光刻胶还是含氟聚合物。 目前了解到的“正交光刻”中，光刻胶采用的是高氟化聚合物，按照工艺中的溶液体系来讲，有两种可查的类型：一种是超临界二氧化碳(scCO2），另外一种是氢氟醚（HFE）。下面简单说明一下这两种材料，更深的内容我也没有去查，感兴趣的可以自行查阅相关文献。 scCO2是一种存在于临界温度和压力(Tc=31.1℃和Pc=7.38MPa)以上的二氧化碳超临界流体，超临界流体的概念如下图所示。 这种流体有几个独特的优点：不可燃性、无毒性、低成本、低表面张力和高扩散率。最重要的是，scCO2对氟化材料有很强的溶解能力，但却不与大多数非氟化聚合物相互作用。因此人们选择scCO2作为OLED光刻技术中的正交溶剂。 一般来讲，高氟化物液体也不与非氟材料发生反应，因此也可以作为OLED光刻技术中的正交溶液。在众多的高氟化物溶液中，氢氟醚吸引了大家特别的关注。如上一篇文章中提到过的Orthgonal Inc，就采用了这种溶剂。根据他们的说法，这种溶剂具有如下的特点： 下面以Orthgonal Inc公司网站上的流程图，简单说一下他们的“正交光刻”技术流程 
背板：目前量产中OLED的驱动背板和“正交光刻”技术是兼容的，不需要进行修改。
像素定义层（PDL）图形制作：采用之前的常规材料作为PDL，用于隔离不同的子像素。
牺牲层制作：采用高氟化材料作为牺牲层，牺牲层除了可以起到平坦化的作用外，还可以在剥离过程中起到“干净”剥离的作用。
光刻胶涂布：光刻胶层是正交的氟化光刻胶聚合物，它是一种负胶，在i-Line波长（365nm）下敏感
光刻胶显影：使用对OLED无破坏的氟化显影剂，使像素区的光刻胶开孔。
牺牲层显影：采用另外一种单独的氟化显影剂，将向素区的牺牲层开孔，并形成倒角。
OLED叠层沉积：在蒸镀机中蒸镀OLED，这种情况不需要FMM。
剥离：牺牲层溶解在氟化溶剂中，位于其顶部的光刻胶也可以剥离，而不会留下particle
最后沉积共通层和阴极金属，完成OLED器件的制造，并进行封装
可以看到采用Orthogonal inc所展示的这种“正交光刻”技术路线，光刻胶和牺牲层配合使用，通过曝光显影等工序变成蒸镀过程中的Mask，这样就可以实现OLED的图形化。与前面谈到的IMEC和Fujifilm合作采用的方式不同的是，Orthogonal Inc的路线不需要采用干刻工序，这似乎可以算一个优点。
“正交光刻”在有机电子器件制作中，看起来还是具有相当大的诱惑力，因此学术界相关的研究其实不少。在OLED制造中采用这种技术，目前还是需要关注这个过程中，相关材料对OLED器件的影响到底有多大，如果后面有机会推向量产，是否需要对涉及到的设备进行大的改动等等。本文仅仅粗略地谈到这个技术，相关材料、工艺和设备的细节还需要更多的信息，感兴趣的不妨去了解一下。参考文献：
|
