CN104201289B - 一种像素单元及其制作方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素单元及其制作方法、显示面板、显示装置。所述像素单元包括：第一电极、像素界定层、发光层和第二电极，其中，所述第二电极包括第一部分和第二部分；所述像素界定层限定出像素区域，所述发光层和所述第二电极的第一部分依次设置在所述像素区域内，且所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面；所述第二电极的第二部分位于所述第一部分上方，且与其他像素单元的第二电极连接。本发明的方案避免了由于像素区域中存在高度差而引起的断裂、脱落或出现气泡等现象，进而避免造成显示器的实效的影响。

Description

一种像素单元及其制作方法、显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素单元及其制作方法、显示面板、显示装置。
背景技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电致发光二极管)器件由于其具有的全固态结构、高亮度、全视角、响应速度快、工作温度范围宽、可实现柔性显示等一系列优点，目前已经成为极具竞争力和发展前景的下一代显示技术。
传统的OLED显示器制备工艺，如图1所示，首先是在柔性基底101上制备TFT array阵列102，并利用像素界定层(PDL)103将ITO像素电极隔开，以限定出一像素区域，之后在所述像素区域内沉积发光层材料104和阴极材料105，再进行后续工艺后完成OLED显示器的制备。通常发光层材料包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、有机层、电子传输层(ETL)、电子注入层EIL，传统工艺中，空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子注入层EIL等主要通过开口掩膜板(open mask)进行沉积，而R、G、B有机层材料则通过高精度金属掩膜板(FMM mask)沉积，阴极材料一般采用开口掩膜板(open mask)沉积。后续再进行柔性TFE(薄膜封装)、Dam&Fill或者adhesive+barrier film(胶+阻水阻氧膜)的封装。
像素界定层通常采用胶材，厚度在微米级别，而沉积的发光层材料和阴极材料的厚度在几百个纳米之间，这样，像素界定层和发光层材料及其上方的阴极材料之间就存在高度差，对于柔性OLED显示器来说，由于像素界定层和阴极存在这种断差，导致OLED显示器在弯曲的过程中，在应力集中区易出现阴极断裂或从像素界定层上脱落的现象。其次，对于barrier film、Dam&Fill和TFE等柔性封装方式，在像素界定层和阴极的断差处极易出现气泡，影响封装效果。这些问题都大大影响了显示器的显示效果，甚至造成显示器的失效。
发明内容
本发明针对像素界定层和顶电极之间的高度差而引起的顶电极断裂等问题，而提出了一种像素单元及其制作方法、显示面板、显示装置。
根据本发明一方面，其提出了一种像素单元，包括：第一电极、像素界定层、发光层和第二电极，其中，所述第二电极包括第一部分和第二部分；所述像素界定层限定出像素区域，所述发光层和所述第二电极的第一部分依次设置在所述像素区域内，且所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面；所述第二电极的第二部分位于所述第一部分上方，且与其他像素单元的第二电极连接。
其中，所述第二电极的第一部分上表面与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面是指所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的高度差介于(-200nm，200nm)范围之内。
其中，所述第二电极的第二部分还形成在所述像素界定层之上。
其中，所述第二电极的第二部分形成在部分或全部的所述像素界定层之上。
其中，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极。
根据本发明第二方面，其提供了一种显示面板，其包括如上所述的像素单元。
根据本发明第三方面，其提供了一种显示装置，其包括如上所述的显示面板。
根据本发明第四方面，其提供了一种像素单元的制作方法，包括：
形成第一电极；
形成像素界定层，对其图形化，使得所述像素界定层限定出像素区域；
在所述像素区域内形成发光层；
在发光层上形成第二电极的第一部分，使得所述第二电极的第一部分上表面与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面；
在第二电极的第一部分上形成第二电极的第二部分，所述第二电极的第二部分与其他像素单元的第二电极连接。
其中，所述第二电极的第一部分上表面与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面是指所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的高度差介于(-200nm，200nm)范围之内。
其中，所述第二电极的第一部分通过方块式高精度金属掩膜板制成。
其中，所述第二电极的第二部分采用狭缝式高精度金属掩膜板制成。
其中，所述第二电极的第二部分采用开口式掩膜板制成。
本发明提出的上述方案中，第二电极即顶电极通过两次沉积而形成，第一次沉积形成的第一部分电极填充发光层与像素界定层之间的高度差，即使得填充后像素界定层和第二电极第一部分之间没有高度差，第二次沉积形成的第二电极的第二部分与其他像素单元的第二电极连接在一起构成共电极。通过这种方式，构成的共电极基本上以平面的方式覆盖在基板上，避免了由于像素区域中存在高度差而引起的断裂、脱落或出现气泡等现象，进而避免造成显示器的失效的影响。
附图说明
图1是利用传统工艺制成的OLED显示器的结构示意图；
图2是本发明中像素单元的结构示意图；
图3是本发明中利用开口掩膜板制成的多个像素单元的结构示意图；
图4是本发明中像素单元的制作方法流程图；
图5(A)～图5(E)是本发明中像素单元的制作工艺流程图。
具体实施方式
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。
图2示出了本发明实施例中提出的一种像素单元结构示意图。如图2所示，其包括：第一电极201、像素界定层202、发光层203和第二电极204，其中，所述第二电极层204包括第一部分2041和第二部分2042；所述像素界定层202限定一像素区域，所述发光层203和所述第二电极204的第一部分2041依次形成于所述像素区域，且所述第二电极204的第一部分2041与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面；所述第二电极204的第二部分2042位于第一部分2041上方，且与其他像素单元的第二电极连接。
从图2可以看出，由于所述第二电极204第一部分2041的上表面与所述像素界定层的上表面基本上位于同一平面，因此，作为共电极的第二电极204的第一部分2041与像素界定层202之间最好不存在高度差，使得第二电极204的第二部分2042基本是平整的，因此显示面板在弯曲的过程中，不容易出现断裂，也不会出现气泡等影响封装效果的问题。本领域技术人员都知道，由于工艺限制，所述第二电极204第一部分2041与所述像素界定层可能会具有一定的高度差，但是只要将这种高度差控制在一定范围之内，例如介于(-200nm，200nm)之间，由于这个偏差很小，因此对第二电极204第二部分2042平整性的影响几乎可以忽略。所以在实际制作过程中，所述第二电极204第一部分2041与所述像素界定层的高度差只要在允许的误差范围之内，即所述第二电极204第一部分2041的上表面与所述像素界定层的上表面基本上位于同一平面就可以实现本发明的目的。
可选地，所述第一电极201位于像素界定层202和发光层203的下方，且与其他像素单元的第一电极201连接成共电极的形式，如图2所示；在其他实施例中，所述第一电极201还可仅位于发光层203的下方，不同像素单元之间的第一电极201之间具有一定间隙。
可选地，所述第一电极201可以为阳极或阴极，优选为阳极；若第一电极201为阳极，第一电极201的材料可包括高功函的透明导电材料或者半透明导电材料，例如：ITO、Ag、NiO、Al或者石墨烯；若第一电极201为阴极，优选地，第一电极201的材料可包括低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物。
可选地，第一电极201的形状可包括：平行四边形或者椭圆形，其中，平行四边形可包括：长方形、正方形或者菱形。在实际应用中，第一电极201还可以根据生产需要采用其它任意形状，例如：任意结构的四边形。
需要注意的是，第一电极201的形成位置、材料以及形状等不限于上述实施例中记载的范围，只要是能够实现像素单元阳极或阴极功能的，在本发明中均适用。
可选地，所述像素界定层202可采用无机材料，如SiO2，SiNx等制成，也可以采用有机材料如光刻胶等制成。
可选地，所述像素界定层202形成在第一电极上201，其为环状结构，限定一像素区域，所述发光层203和第二电极204的第一部分2041均形成在所述像素区域内，使得所述像素界定层202围绕设置在它们周围。所述基板200可以为玻璃基板或制作有TFT阵列电路的阵列基板。
可选地，所述发光层203包括：空穴注入层、空穴传输层、有机层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层以及电子注入层，或者包括有机层和/或其他层中的一层或者其任意组合。
所述第二电极204形成于发光层203之上。
可选地，所述第二电极204可以为阴极或者阳极，优选为阴极。若第二电极204为阴极，其材料可包括低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物；若第二电极204为阳极，其材料可包括高功函的透明导电材料或者半透明导电材料，例如：ITO、Ag、NiO、Al或者石墨烯。
可选地，所述第二电极的第一部分2041用于填充像素界定层202与发光层203之间的高度差，第一部分2041的上表面与所述像素界定层202的上表面基本位于同一平面。也就是说，所述发光层203和第二电极204第一部分2041的厚度总和接近于所述像素界定层202。可选地，所述第二电极204的第二部分2042除了形成在第二电极204的第一部分2041上方之外，还形成在所述像素界定层202上方，由于像素界定层202和第二电极204的第一部分2041的上表面基本在同一平面上，因此第二电极204的第二部分2042可以平整的设置在第二电极204的第一部分2041和所述像素界定层202的上表面，形成于其他像素单元连接的共电极部分，见图3所示。
可选地，所述第二电极204的第二部分2042形成在部分像素界定层202或全部的像素界定层202表面。这主要是由第二电极204的第二部分2041的制作工艺来决定。当采用狭缝式高精度金属掩膜板(FMM slit Mask)工艺制作所述第二电极204的第二部分2042时，由于其与前后相邻的像素单元的第二电极连接，而与左右相邻的像素单元之间具有间隙，因此所述第二电极204的第二部分2042仅覆盖像素界定层202的一部分。而当采用开口式掩膜板工艺制作所述第二电极204的第二部分2042时，由于其与周围的其他像素单元的第二电极均连接在一起，因此所述第二电极204的第二部分2042覆盖像素界定层的整个上表面。图3示出了利用开口掩膜板工艺制作的多个像素单元的结构示意图。从图可以看出，多个像素单元的第二电极204的第二部分2042基本上平整地连成一片，不存在传统技术中断层的现象。
本发明中所述第一电极201优选为阳极，而第二电极204优选为阴极。这是因为当第二电极204为阴极时，其材料采用低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物。而上述材料适合利用方块式高精度金属掩膜板蒸镀制作，因此在制作第二电极204的第一部分2041时，就可以优选采用方块式高精度金属掩膜板蒸镀而形成。
本发明中第二电极204的第一部分2041之所以适合利用方块式高精度金属掩膜板蒸镀制作，是因为所述第二电极204的第一部分2041需要形成在像素界定层202限定出的像素区域内，用于填充像素界定层202与发光层203之间的高度差，采用方块式高精度金属掩膜板就能精确的将第二电极材料蒸镀制作在所述像素区域内，而无需其他工艺，能够节省工艺流程。
可选地，所述像素单元为OLED单元。
本发明中的OLED单元均适用于底发射型和顶发射型的OLED器件，但尤其适用于底发射型的OLED器件。这是因为传统的顶发射器件第二电极(阴极)是半透明金属，要求金属厚度比较薄，第二电极的第一部分和第二部分结合起来厚度可能会影响顶发射器件的出光，故底发射OLED器件更为适用。
本发明还提供了一种显示面板，其包括多个如上所述的像素单元。可选地，所述显示面板为OLED显示面板。
本发明还提供了一种显示装置，其包括如上所述的显示面板。可选地，所述显示装置为OLED显示装置。
图4示出了本发明提供的一种像素单元的制作方法流程图。图5(A)～图5(E)。如图4、图5(A)～图5(E)所示，其包括：
步骤401：形成第一电极201；
可选地，所述第一电极201形成在玻璃基板200，或者制作有阵列电路的阵列基板200上，见图5(A)；所述玻璃基板200还可以是柔性基板PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)、PI(聚酰亚胺)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇脂)等。
可选地，所述第一电极201可以为阳极或阴极，优选为阳极。若第一电极201为阳极，第一电极201的材料可包括高功函的透明导电材料或者半透明导电材料，例如：ITO、Ag、NiO、Al或者石墨烯；若第一电极201为阴极，优选地，第一电极201的材料可包括低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物。
步骤402：形成像素界定层202，对其图形化，使得所述像素界定层限定像素区域；
对所述像素界定层图形化是指将第一电极201上方的部分像素界定层材料去除，使得像素界定层202呈一环状结构，所述环状结构围成的区域即为像素区域。
可选地，所述像素界定层202采用无机材料，如SiO2，SiNx等。所述步骤402进一步包括：
在形成有第一电极201的基板上进行化学气相沉积无机材料层，其厚度为100-400nm，见图5(B)；其中，沉积无机材料的厚度高于所述第一电极201的厚度；
在无机材料层上面旋涂光刻胶，并进行曝光显影，曝光面积等于所要制作的像素区域的面积；
对所述无机材料层进行干刻，去除曝光显影无机材料层，去除其他光刻胶，形成像素界定层202，见图5(C)。
可选地，所述像素界定层202采用有机材料如光刻胶制成。具体地，所述步骤402进一步包括：
在形成有第一电极201的基板上进行有机光刻胶材料的涂布，涂布方法包括狭缝式涂布(slit)、旋涂等，形成厚度为100-2000nm有机薄膜；其中，所述有机光刻胶材料的厚度高于所述第一电极201的高度；
对所述有机光刻胶材料进行曝光显影，曝光面积等于所要制作的像素区域的面积；其中，曝光时对所述第一电极202表面的光刻胶进行过曝光，完全去除其上表面的光刻胶，形成像素界定层202。
步骤403：在像素区域内形成发光层203，见图5(C)；
可选地，所述发光层203通过溶液工艺或者蒸镀工艺形成。
可选地，所述发光层203的形成具体包括：
在像素区域内分别喷墨打印空穴注入层、空穴传输层、有机层等，并蒸镀电子传输层、电子注入层等，完成发光层203的制备。
步骤404：在发光层203上形成第二电极204的第一部分2041，使得所述第二电极204的第一部分2041上表面与所述像素界定层202的上表面基本位于同一平面，见图5(D)；
可选地，所述第二电极204的第一部分2041上表面与所述像素界定层202的上表面基本位于同一平面是指所述第二电极204的第一部分2041与所述像素界定层202的高度差介于(-200nm，200nm)范围之内。
可选地，所述第二电极204可以为阳极或阴极，优选为阴极。这是因为当第二电极204为阴极时，其材料可包括低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物。而上述材料适合利用方块式高精度金属掩膜板蒸镀制作，因此在制作第二电极204的第一部分2041时，就可以优选采用方块式高精度金属掩膜板蒸镀而形成。当然，本发明中也可以采用其它工艺将第二电极204制作成阳极。
可选地，所述第二电极204的第一部分2041的厚度范围为100nm-1um之间。
可选地，步骤404进一步包括：
利用方块式高精度金属掩膜板(FMM slot array)在所述发光层203上沉积第二电极材料，使得第二电极材料填充所述像素界定层202与发光层203之间的高度差，即填充完之后的第二电极材料表面与所述像素界定层202上表面基本位于同一平面，形成第二电极204的第一部分2041；
本发明中第二电极204的第一部分2041之所以适合利用方块式高精度金属掩膜板蒸镀制作，是因为所述第二电极204的第一部分2041需要形成在像素界定层202限定出的像素区域内，用于填充像素界定层202与发光层203之间的高度差，采用方块式高精度金属掩膜板就能精确的将第二电极材料蒸镀制作在所述像素区域内，而无需其他工艺，能够节省工艺流程。
可选地，所述第二电极204可以为阴极或阳极，优选为阴极。若第二电极204为阴极，其材料可包括低功函的金属或者金属的组合物，例如：Al、Mg、Ca、Ba、Na、Li、K和Ag中之一或者其任意组合物；若第二电极204为阳极，其材料可包括高功函的透明导电材料或者半透明导电材料，例如：ITO、Ag、NiO、Al或者石墨烯。
步骤405：在第二电极204的第一部分2041上形成第二电极204的第二部分2042，所述第二电极204的第二部分2042与其他像素单元的第二电极连接。
可选地，步骤405具体可如下实现：
利用开口式掩膜板继续沉积第二电极材料，形成第二电极204的第二电极部分2041，见图5(E)；
利用开口式掩膜板所沉积的第二电极材料覆盖整个基板表面，即所述第二电极204的第二部分2041与其他像素单元的第二电极的共同形成在所述开口掩膜板的开口区域，构成共电极。可见，这种方式制成的第二电极的第二部分覆盖第二电极的第一部分以及像素界定层的整个上表面。
可选地，步骤405还可以如下实现：
利用狭缝式高精度金属掩膜板(FMM slit Mask)继续沉积第二电极材料，形成第二电极204的第二电极部分2041；
利用狭缝式高精度金属掩膜板所沉积的第二电极材料在整个基板表面形成长条式的电极，即每一列像素单元的第二电极的第二部分共同构成共电极，而不同列的像素单元之间的第二电极的第二部分之间具有一定的间距。可见，通过这种方式形成的第二电极的第二部分仅覆盖第二电极的第一部分及部分像素界定层的上表面。
本发明提出的上述方案中，由于分两次沉积电极材料，形成第二电极的第一部分和第二部分，第一次沉积形成的第二电极的第一部分需要填充发光层与像素界定层之间的高度差，即使得填充后像素界定层和第二电极第一部分之间没有高度差，然后再进一步沉积电极材料，形成第二电极的第二部分，所述第二电极的第二部分与其他像素单元的第二电极连接在一起构成共电极。通过这种方式，构成的共电极基本上以平面的方式覆盖基板上，避免了由于高度差而引起的断裂、脱落或出现气泡等现象，进而避免造成显示器的实效的影响。
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。

Claims (12)

1.一种像素单元，包括：第一电极、像素界定层、发光层和第二电极，其中，所述第二电极包括第一部分和第二部分；所述像素界定层限定出像素区域，所述发光层和所述第二电极的第一部分依次设置在所述像素区域内，且所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的上表面位于同一平面；所述第二电极的第二部分位于所述第一部分上方，且与其他像素单元的第二电极连接；
其中，所述第二电极的第一部分和第二部分通过两次沉积形成。
2.如权利要求1所述的像素单元，其中，所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面是指所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的高度差介于(-200nm,200nm)范围之内。
3.如权利要求1所述的像素单元，其中，所述第二电极的第二部分还形成在所述像素界定层之上。
4.如权利要求3所述的像素单元，其中，所述第二电极的第二部分形成在部分或全部的所述像素界定层之上。
5.如权利要求1所述的像素单元，其中，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极。
6.一种显示面板，其包括如权利要求1-5任一项所述的像素单元。
7.一种显示装置，其包括如权利要求6所述的显示面板。
8.一种像素单元的制作方法，其包括：
形成第一电极；
形成像素界定层，对其图形化，使得所述像素界定层限定出像素区域；
在所述像素区域内形成发光层；
在发光层上形成第二电极的第一部分，使得所述第二电极的第一部分上表面与所述像素界定层的上表面位于同一平面；
在第二电极的第一部分上形成第二电极的第二部分，所述第二电极的第二部分与其他像素单元的第二电极连接。
9.如权利要求8所述的制作方法，其中，所述第二电极的第一部分上表面与所述像素界定层的上表面基本位于同一平面是指所述第二电极的第一部分与所述像素界定层的高度差介于(-200nm,200nm)范围之内。
10.如权利要求8所述的制作方法，其中，所述第二电极的第一部分通过方块式高精度金属掩膜板制成。
11.如权利要求8-10任一项所述的制作方法，其中，所述第二电极的第二部分采用狭缝式高精度金属掩膜板制成。
12.如权利要求8-10任一项所述的制作方法，其中，所述第二电极的第二部分采用开口式掩膜板制成。
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