CN106784366A - 显示基板及制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种显示基板及制备方法、显示装置，该制备方法包括：提供衬底基板；在所述衬底基板上形成像素界定层；对所述像素界定层进行氧化处理，其中，所述像素界定层的远离所述衬底基板的一侧被部分氧化，由此使得所述像素界定层包括靠近所述衬底基板的主体层和远离所述衬底基板的氧化层；对所述像素界定层进行固化成型处理，并对所述像素界定层进行构图工艺以形成像素界定层图案。像素界定层图案通过一次成膜工艺和构图工艺形成，简化了其制备工艺并降低了制备成本，且形成的像素界定层图案内部不存在界面问题，可提高像素界定层图案结构的稳定性。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种显示基板及制备方法、显示装置。
背景技术
在使用喷墨打印制备显示基板(例如AMOLED显示基板)的过程中，像素界定层用来界定像素的形状并储存墨水。为防止相邻像素之间的墨水混合，像素界定层表面必须有较强的疏液性质，同时要使微量偏移的下落墨滴(例如滴落在像素内边缘上的墨滴)滚落到像素坑内，则像素界定层需要设置为下层亲液、上层疏液的结构。
传统的像素界定层制备需要两步,步骤繁琐，且需要投入不同的设备，成本较高。例如，一种有机薄膜电致发光器件制备方法中，像素界定层(PDL)采用两层浸润性不同的材料形成，用于使有机电致发光材料的溶液精准地喷墨打印和形成厚度均一的有机电致发光材料薄膜；在制备像素界定层时需要先做无机亲液性材料层，在无机亲液性材料层上制备有机疏液性材料层，再将两层材料通过构图工艺制成像素界定层。又例如，一种在基底上形成两层结构的像素界定层的方法通过使用等离子体处理，使第一层(下层)具有高表面能(亲液性材料)而第二层(上层)具有低表面能(疏液性材料)，虽然该方法也能满足精确地喷墨打印和薄膜均一性的需求，如上述方法一样，所得到的像素界定层的两层结构(亲液部分和疏液部分)之间存在界面问题，彼此间易发生分层。
发明内容
本公开至少一实施例提供了一种显示基板及制备方法、显示装置。在本公开的实施例中，在显示基板的制备过程中，显示基板所包括的像素界定层通过一次成膜由亲液材料形成，通过对其表层进行氧化处理，被氧化部分转变为疏液材料，如此可简化像素界定层及相应显示基板、显示装置的制备工艺并降低成本，且此方法形成的像素界定层的内部不存在界面问题，不易发生分层，可提高像素界定层的稳定性。
本公开至少一实施例提供一种显示基板，其包括：衬底基板；像素界定层图案，其设置于所述衬底基板上，其中，所述像素界定层图案包括靠近所述衬底基板的本体层和远离所述衬底基板的氧化层，所述本体层和所述氧化层通过对制备所述像素界定层图案的材料层进行部分氧化得到。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，制备所述像素界定层图案的材料包括硅氧烷类有机材料，所述硅氧烷类有机材料包括羟基化的聚二甲基硅氧烷或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，所述像素界定层图案被氧化部分的厚度为像素界定层总厚度的30～80％。
例如，本公开实施例提供的显示基板还可以包括设置于所述像素界定层图案所限定的像素区域中的有机发光器件。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，所述有机发光器件包括位于所述衬底基板上的第一电极、设置在所述第一电极上的有机发光层和设置在所述有机发光层上的第二电极。
本公开至少一实施例还提供一种显示装置，包括上述任一的显示基板。
本公开至少一实施例还提供一种显示基板的制备方法，包括：提供衬底基板；在所述衬底基板上形成像素界定层；对所述像素界定层进行氧化处理，其中，所述像素界定层的远离所述衬底基板的一侧被部分氧化，由此使得所述像素界定层包括靠近所述衬底基板的主体层和远离所述衬底基板的氧化层；对所述像素界定层进行固化成型处理，并对所述像素界定层进行构图工艺以形成像素界定层图案。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，所述像素界定层图案的材料包括硅氧烷类有机材料，所述硅氧烷类有机材料包括羟基化的聚二甲基硅氧烷或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，使用紫外线或臭氧对所述像素界定层进行部分氧化。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，所述像素界定层图案被氧化部分的厚度为像素界定层总厚度的30～80％。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，对所述像素界定层进行固化成型处理的温度范围为25～100℃。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，对所述像素界定层进行固化成型处理的时间范围为0.5～6小时。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，在所述像素界定层图案所限定的像素区域中形成有机发光器件。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，形成所述有机发光器件可以包括：在所述衬底基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成有机发光层；和在所述有机发光层上形成第二电极。
例如，在本公开实施例提供的制备方法中，使用喷墨打印形成所述有机发光层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本公开一实施例提供的一种显示基板结构示意图；
图2a-2g为本公开一实施例提供的一种显示基板制备方法的过程图。
附图标记：
101-衬底基板；102-第一电极；103-像素界定层；1031-亲液层；1032-疏液层；104-像素界定层图案；1041-本体层；1042-氧化层；105-有机发光层；106-第二电极；107-像素电路层。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在当前的显示基板制造过程中，两层结构的像素界定层制备要通过两步完成，步骤繁琐，需要投入不同的设备，尤其是制备无机亲性材料时要用到等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺，所使用的设备昂贵。此外，由于有机材料和无机材料之间存在界面问题，彼此间易发生分层。
本公开的实施例提供了一种显示基板及其制备方法、显示装置。该显示基板包括衬底基板和像素界定层图案，其中，该像素界定层通过改性的硅氧烷类材料例如羟基化的PDMS(或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷及其衍生物等)形成，再将其表面进行氧化处理，在进行氧化处理方向的一侧形成一层具有疏液性质的薄膜层，例如二氧化硅薄膜层，像素界定层的表层被氧化处理部分转变为具有疏液性质的氧化层，靠近衬底基板的未氧化部分仍然为具有亲液性质的本体层，然后对所形成的像素界定层构图得到像素界定层图案，通过该像素界定层图案进行显示基板的后续制备工艺步骤。从而可以简单的工艺制备像素界定层、显示基板和显示装置。
本公开实施例提供了一种显示基板，图1为该显示基板结构示意图。例如，如图1所示，该显示基板包括衬底基板101和形成在衬底基板101之上的像素界定层图案104。
该像素界定层图案104可由亲液的材料层通过一次成膜以及构图工艺形成，制备工艺简单；使用具有亲液性质的材料制备了像素界定层之后，对像素界定层进行氧化处理，被氧化部分转变为具有疏液性质的氧化层，而未经氧化处理部分仍然为具有亲液性质的本体层，然后进行构图工艺，得到像素界定层图案。由此得到的像素界定层图案104结构，其本体层1041与氧化层1042之间不存在界面问题，不易发生分层，可提高像素界定图案104结构的稳定性。
具有亲液性质的本体层1041和具有疏液性质的氧化层1042构成像素界定层104的亲液-疏液的两层结构，当在进行制备显示基板的后续工艺例如有机功能材料(包括有机发光材料)的喷墨打印过程中时，由于疏液的氧化层1042的存在，落在像素界定层图案104上(或者滴落在像素界定层图案104边缘上)的液体例如墨水会滚落至像素界定层图案104所限定的像素区域中，而由于亲液的本体层1041的存在，将落在像素区区域中(或者滴落在像素界定层图案104边缘上)的液体例如墨水吸附在像素界定层图案104所限定的像素区域中。
例如，像素界定层图案104的制备材料包括硅氧烷类有机材料，通过例如亲水官能团可对其进行改性(例如由疏液改性为亲液)。例如聚二甲基硅氧烷(PDMS，polydimethylsiloxane)具有电绝缘性和耐高低温性，可在-50℃～+250℃下长期使用，压缩率大，表面张力低，具有较好的疏液性质，且PDMS具有低表面能的性质，在其为流体状态后，在对其涂层过程中极易达到平滑、均匀的状态。PDMS聚合物可以进行改性例如羟基化改性，可以将其转变为亲液的羟基化PDMS，对具有亲液性质的羟基化PDMS进行例如氧化处理后，其转变为具有疏液性质的无机二氧化硅层，由此可满足对像素界定层图案104形成亲液-疏液两层结构的要求。
本公开实施例所用的硅氧烷类有机材料不限于羟基化的聚二甲基硅氧烷，聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷及其衍生物也具有亲液性质，而其被氧化后也可转变为疏液的无机二氧化硅层，也能取得相同的技术效果。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，如图1所示的氧化层1042的厚度可以为像素界定层图案104总厚度的30～80％。氧化层1042在像素界定层图案104中所占的比例由制备显示基板的工艺条件和结构需求来确定。
像素界定层图案所限定的像素区域用来储存例如在显示基板制备工艺例如喷墨打印过程中用于打印的“墨水”，即用于形成有机功能层的液体材料，所以像素界定层图案需要一定的厚度，例如，在本公开实施例提供的显示基板中，像素界定层图案的厚度可以为1～2μm。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，如图1所示，该显示基板还可以包括设置于像素界定层图案104所限定的像素区域中的有机发光器件(图中未标号示出)，该有机发光器件包括例如依次设置在衬底基板101上的第一电极102、有机发光层105和第二电极106。`第一电极102与第二电极106通过其上施加的电压，对相应像素区域中的有机发光层105的电致发光性能进行控制。例如，第一电极102可以形成在衬底基板101和像素界定层图案104之间，或者可以在衬底基板101上形成像素界定层图案104的位置不形成第一电极102。
该第一电极和第二电极之一为阳极，另一个为阴极。该有机发光器件根据需要，除了有机发光层之外，还可以包括例如空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层之一或它们的任意组合。
例如，第二电极106不限于只设置于像素区域中，如图1所示，其可以作为公共电极设置于像素界定层图案104远离衬底基板101的一侧。
例如，在本公开实施例提供的显示基板中，如图1所示，该显示基板还包括像素电路层107，其设置于衬底基板101和像素界定层图案104之间，该像素电路层107包括驱动薄膜晶体管。该驱动薄膜晶体管的源极或漏极(图中未示出)与第一电极相连，用于施加驱动电压，由此控制第一电极102和第二电极106之间的有机发光层105的发光状态。而且，该像素电路层107还可以包括开关晶体管、存储电容等电路构造。
本公开实施例还提供了一种显示装置，其包括上述实施例中提供的显示基板。
例如，该显示装置还可以包括显示驱动单元、电源单元或触控单元等结构。
例如，该显示装置可以为显示器、平板电脑、手机、电视机、相机、导航设备等具有显示功能的器件或设备。
本公开实施例还提供了一种显示基板的制备方法。例如，制备该显示基板的方法包括：提供衬底基板；在衬底基板上形成像素界定层；对像素界定层进行氧化处理，其中，像素界定层的远离衬底基板的一侧被部分氧化，由此使得像素界定层包括靠近衬底基板的主体层和远离衬底基板的氧化层；对像素界定层进行固化成型处理，并对像素界定层进行构图工艺以形成像素界定层图案。
例如，制备该显示基板的方法还可以包括：在像素界定层图案所限定的像素区域中形成有机发光器件。
例如，制备该显示基板的过程中，其中，形成有机发光器件包括：形成第一电极、在第一电极上形成有机发光层和在有机发光层上形成第二电极。例如，可以在衬底基板和像素界定层图案之间先形成第一电极，然后形成像素界定层图案，之后再形成有机发光层和第二电极，或者在衬底基板上形成了像素界定层之后，再依次形成第一电极、有机发光层和第二电极。
例如，制备该显示基板的方法还包括：在衬底基板上形成薄膜晶体管，其中，薄膜晶体管可以位于衬底基板和第一电极之间，并且第一电极电连接到薄膜晶体管的源极或漏极。
图2a-2g为本公开一实施例提供的一种显示基板制备方法的过程图。参照图2a-2g，本实施例提供的显示基板制备过程的一个示例包括如下步骤。
如图2a所示，提供一衬底基板101并在该衬底基板上形成包括驱动薄膜晶体管的像素电路层107。
如图2b所示，在形成有像素电路层107的衬底基板101上形成像素界定层103，然后对该像素界定层103的表面进行氧化处理。
像素界定层103由例如硅氧烷类材料制备，该硅氧烷类有机材料包括例如羟基化的聚二甲基硅氧烷或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷。该硅氧烷类材料经由氧化处理后转变为具有疏液性质的材料例如具有疏液性质的二氧化硅。
例如，在本示例中，使用紫外线或臭氧对像素界定层103的表面进行氧化处理。例如，使用紫外线(UV)对例如由羟基化的PDMS材料构成的像素界定层103进行处理，像素界定层103的被氧化处理侧的表面部分会形成为一层较PDMS膜层稍硬的二氧化硅薄膜，由此形成的二氧化硅薄膜具有疏液的性质。
被氧化部分的厚度在像素界定层103总厚度中所占的比例由实际需要确定，例如控制氧化处理时间可以控制被氧化部分的厚度在像素界定层103总厚度中所占的比例，例如使用185～253nm的紫外线(UV)对由羟基化的PDMS材料构成的像素界定层103处理15秒(s)～20分(min)，被氧化部分的厚度在像素界定层103总厚度中所占的比例可以达到30～80％。
如图2c所示，经氧化处理后，像素界定层103被氧化处理部分为具有疏液性质的疏液层1032，未经氧化处理部分仍为亲液材料，即亲液层1031，然后对像素界定层103进行固化成型处理以形成固体形态。
例如，在本示例中，对像素界定层103进行固化成型处理的温度范围为25～100℃；对像素界定层103进行固化成型处理的时间范围为0.5～6小时(h)，固化成型处理的时间与温度和材料有关。例如，在60℃下对于由羟基化的PDMS材料构成的像素界定层103进行固化成型处理，处理时间可以为4h。
如图2d所示，对像素界定层103(包括亲液层1031和疏液层1032)进行构图工艺以形成像素界定层图案104，其中，亲液层1031形成相应的本体层1041，疏液层1032形成相应的氧化层1042，本体层1041和氧化层1042共同构成像素界定层图案104的亲液-疏液双层结构。
例如，构图工艺为光刻构图工艺，其例如包括：在需要被构图的结构层上涂覆光刻胶层，使用掩模板对光刻胶层进行曝光，对曝光的光刻胶层进行显影以得到光刻胶图案，使用光刻胶图案对结构层进行蚀刻，然后可选地去除光刻胶图案。
在形成像素界定层图案104后，在其所限定区域内形成有机发光器件(图中未标号示出)，该有机发光器件例如包括第一电极、有机发光层和第二电极。该有机发光器件的制备过程如图2e～2g所示。
如图2e所示，在像素界定层图案104所限定的区域内沉积第一电极薄膜，并且经过构图工艺从而形成位于像素界定层图案所限定的显示区域中的第一电极102，并且第一电极电102电连接到薄膜晶体管107的源极或漏极。
例如，第一电极102可以采用透明导电材料形成或金属材料形成，例如，形成该第一电极102的材料包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓锌(GZO)氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铝锌(AZO)和碳纳米管等。
如图2f所示，在第一电极102上形成有机发光层105。
例如，形成有机发光层的方法为喷墨打印，例如，亲液的本体层1041将喷墨打印的液体例如墨水吸附在像素界定层图案104所限定的像素区域内，疏液的氧化层1042将落在其上的液体例如墨水排斥至像素界定层图案104所限定的像素区域内。
例如有机发光层105可以是单层或者由多个不同层组成的复合结构，例如除有机发光层105之外，还可以根据需要形成空穴注入层、空穴传输层、电致发光材料层、电子传输层和电子注入层等结构。
例如，第一电极102为阳极时，在第一电极102上形成有机发光层105的制备过程具体还包括：在第一电极102上形成空穴注入层；在空穴注入层上形成空穴传输层；在空穴传输层上形成有机发光层；在有机发光层上形成电子传输层；在电子传输层上形成电子注入层。
如图2g所示，在有机发光层105上形成第二电极106。
例如，第二电极106可以采用Ag、Al、Ca、In、Li或Mg等金属或它们的合金(例如Mg-Ag镁银合金)来形成，例如，形成该第二电极106的材料包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)或碳纳米管等。
第二电极106不限于只设置于由像素界定层图案104所限定的像素区域中，如图2g所示，其可以作为公共电极设置于像素界定层图案104远离衬底基板101的一侧。
在本公开实施例提供的显示基板的制备过程中，不限于在形成像素界定层图案之后再形成第一电极。例如，在衬底基板上可以先沉积第一电极层薄膜，对其进行构图工艺之后得到第一电极，然后在衬底基板上形成像素界定层，然后对其依次进行氧化处理、固化成型、构图工艺过程后，形成需要的像素界定层图案，然后继续后续的制备过程。
本公开的实施例提供一种显示基板及制备方法、显示装置，并且具有以下至少一项有益效果：
(1)显示基板所包括的像素界定层图案制备过程包括：通过亲液材料例如硅氧烷类材料形成像素界定层，对其表层进行氧化处理，被氧化部分转变为疏液材料，未被氧化部分仍为亲液材料，经固化成型和构图工艺之后，形成的像素界定层图案具有亲液-疏液的两层结构，简化了其制备工艺并降低了制备成本。
(2)此方法形成的像素界定层的内部不存在界面问题，不易发生分层，可提高像素界定层的稳定性。
对于本公开，还有以下几点需要说明：
(1)本公开的实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种显示基板，包括：
衬底基板；
像素界定层图案，其设置于所述衬底基板上，其中，所述像素界定层图案包括靠近所述衬底基板的本体层和远离所述衬底基板的氧化层，所述本体层和所述氧化层通过对制备所述像素界定层图案的材料层进行部分氧化得到。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其中，制备所述像素界定层图案的材料包括硅氧烷类有机材料，所述硅氧烷类有机材料包括羟基化的聚二甲基硅氧烷或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的显示基板，其中，所述像素界定层图案被氧化部分的厚度为像素界定层总厚度的30～80％。
4.根据权利要求1-3任一所述的显示基板，还包括设置于所述像素界定层图案所限定的像素区域中的有机发光器件。
5.根据权利要求4所述的显示基板，其中，所述有机发光器件包括位于所述衬底基板上的第一电极、设置在所述第一电极上的有机发光层和设置在所述有机发光层上的第二电极。
6.一种显示装置，包括权利要求1-5中任一项所述的显示基板。
7.一种显示基板的制备方法，包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板上形成像素界定层；
对所述像素界定层进行氧化处理，其中，所述像素界定层的远离所述衬底基板的一侧被部分氧化，由此使得所述像素界定层包括靠近所述衬底基板的主体层和远离所述衬底基板的氧化层；
对所述像素界定层进行固化成型处理，并对所述像素界定层进行构图工艺以形成像素界定层图案。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述像素界定层图案的材料包括硅氧烷类有机材料，所述硅氧烷类有机材料包括羟基化的聚二甲基硅氧烷或聚苯乙烯嵌段的聚二甲基硅氧烷。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，使用紫外线或臭氧对所述像素界定层进行部分氧化。
10.根据权利要求7-9任一所述的制备方法，其中，所述像素界定层图案被氧化部分的厚度为像素界定层总厚度的30～80％。
11.根据权利要求7-9任一所述的制备方法，其中，对所述像素界定层进行固化成型处理的温度范围为25～100℃。
12.根据权利要求7-9任一所述的制备方法，其中，对所述像素界定层进行固化成型处理的时间范围为0.5～6小时。
13.根据权利要求7-9任一所述的制备方法，还包括：在所述像素界定层图案所限定的像素区域中形成有机发光器件。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，形成所述有机发光器件包括：
在所述衬底基板上形成第一电极；
在所述第一电极上形成有机发光层；和
在所述有机发光层上形成第二电极。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其中，使用喷墨打印形成所述有机发光层。
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