CN107026187A - 具有亲疏性差异的像素界定层及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有亲疏性差异的像素界定层及其制备方法和应用，属于照明/显示面板的制备技术领域。该方法包括以下步骤：制备薄膜层：以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上形成薄膜层，并在该薄膜层上制备得到容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有倾斜的角度；选择性活化：将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，进行活化处理；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域露出。从而实现了在像素界定层的上、下部分具有不同的亲疏性。当墨水打印之后，墨水边缘就会钉扎在像素界定层斜坡上亲墨水的下层位置，保证了像素内薄膜的均匀性，进而提高了印刷型发光显示器件的性能。

Description

具有亲疏性差异的像素界定层及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及照明/显示面板的制备技术领域，特别是涉及一种具有亲疏性差异的像素界定层及其制备方法和应用。

背景技术

采用溶液加工制作OLED(有机发光器件)以及QLED(量子点发光器件)的技术，由于其具有成本低、高产能、易于实现大尺寸等优点，是未来显示技术发展的重要方向。

其中，印刷技术被认为是实现OLED、QLED低成本和大面积全彩显示的最有效途径。然而，常规技术中，印刷OLED尚有许多技术难题需要克服。例如，印刷OLED的成膜工艺就是一项关键技术，如何提高像素内成膜的均匀度是一个难点。

常规技术中，一般使用像素界定层来对打印墨水进行区域限制，该像素界定层的厚度、Tap角、表面亲疏性等可以直接影响墨水的打印质量和像素内除膜均匀性。通常使用的像素界定层需要具备一定的Tap角，形成一个缓和的斜坡，并且，像素界定层表面以及该斜坡的表面对墨水材料的亲疏性都有严格的要求。一般用墨水材料对薄膜(像素界定层)表面的接触角的大小来描述该薄膜表面对墨水的亲疏性的大小。

为了在像素界定层的像素坑内容纳更多的墨水，通常需要墨水材料在像素界定层表面和斜坡上半部分的接触角大于60°，对墨水材料表现出疏性特质，而墨水材料在像素界定层斜坡下半部分的接触角小于30°，对墨水材料表现出亲性特质。

为了达到上述目标，研发工作者进行了很多努力，试图通过控制像素界定层材料和工艺等来达到所需要求。例如有人通过在像素界定层材料中混合两种以上不同亲疏性的材料，并使用不同沸点的溶剂来进行混合成膜，利用不同沸点的溶剂具有不同的挥发速度来控制薄膜在烘烤过程中进行分相，最终实现像素界定层斜坡上半部与下半部有不同的亲疏性。但该方法的工艺过程很难稳定控制达到所需亲疏性效果。还有人通过分别成膜两层不同亲疏性的像素界定层材料来达到想要的效果，但该技术方案工艺复杂，而且两层像素界定层界面的稳定性也是很难解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有亲疏性差异的像素界定层及其制备方法和应用，采用该方法制备得到的像素界定层，其斜坡上半部和下半部具有不同的亲疏性效果。

一种具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，包括以下步骤：

制备薄膜层：以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上形成薄膜层，并在该薄膜层上制备得到容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有倾斜的角度；

选择性活化：将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，进行活化处理；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域露出，使像素坑内露出的区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。

上述制备方法，通过选择性活化步骤，利用掩膜板覆盖像素界定层材料形成的薄膜层，仅将像素坑内预定进行活化处理的区域露出，使该部分区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。实现了在像素界定层的上、下部分具有不同的亲疏性。

在其中一个实施例中，所述选择性活化步骤中，以紫外臭氧处理和/或等离子处理的方式进行活化处理。

以紫外臭氧处理进行活化处理时，UV光源发射光波(通常为波长为185nm和254nm的光波)，具有很高的能量，当这些光子作用到像素界定层和导电阳极表面时，由于大多数碳氢化合物对185nm波长的紫外光具有较强的吸收能力，并在吸收185nm波长的紫外光的能量后能够分解成离子、游离态原子、受激分子和中子，这就是所谓光敏作用。而空气中的氧气分子在吸收了185nm波长的紫外光后也会产生臭氧和原子氧。臭氧对254nm波长的紫外光同样具有强烈的吸收作用，臭氧又分解为原子氧和氧气。其中原子氧是极活泼的，在它作用下，像素界定层和导电阳极表面上的碳和碳氢化合物的分解物可反应合成可挥发的气体(二氧化碳和水蒸气等)逸出表面，从而彻底清除了粘附在像素界定层和导电阳极表面上的碳和有机污染物，并同时增加了像素界定层和导电阳极的表面自由能，从而使得打印墨水材料更容易在具有高表面自由能的像素界定层和导电阳极表面铺展开，即UVO(紫外臭氧)处理后的像素界定层和导电阳极表面更亲打印墨水材料。

以等离子处理进行活化处理时，等离子体中存在处于高速运动状态的电子、激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基)、离子化的原子、分子等，都具有非常强的活性，在其作用下，像素界定层和导电阳极表面上的碳和碳氢化合物会被分解并合成为可挥发气体(二氧化碳和水蒸气等)逸出表面，最终同样增加了像素界定层和导电阳极的表面自由能，从而达到活化的效果，使得打印墨水材料更容易在具有高表面自由能的像素界定层和导电阳极表面铺展开，即等离子处理后的像素界定层和导电阳极表面更亲打印墨水材料。

在其中一个实施例中，所述选择性活化步骤中，以紫外臭氧处理进行活化处理时，选用波长为185nm和/或254nm的紫外光进行照射；以等离子处理进行活化处理时，选用被激活为等离子体的空气或者氩氧混合气进行喷射。

在其中一个实施例中，所述制备薄膜层步骤中，所述像素坑的侧壁与所述基板之间的角度θ为：10°<θ<70°。

在其中一个实施例中，所述选择性活化步骤中，所述掩膜板的开窗边缘在所述像素坑内的投影轨迹即为像素坑内亲墨水区域和疏墨水区域的分界线，所述分界线所在平面与所述导电阳极平面的距离与所述像素坑的深度之比K值的范围为：0<K<2/3。将K值设定于该范围内，当墨水打印之后，墨水边缘就会钉扎在上述分界线以下的位置，分界线以上的位置对墨水表现出疏性，较好的保证了像素内薄膜的均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

在其中一个实施例中，所述制备薄膜层步骤中，以涂布工艺在所述基板上形成薄膜层，并通过光刻工艺在所述薄膜层上像素的位置形成像素坑。

本发明还公开了上述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法制备得到的像素界定层。

上述像素界定层，其像素坑内的上、下部分具有不同的亲疏性，从而使墨水打印之后具有较好的像素内薄膜均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

本发明还公开了一种印刷型发光显示器件，具有上述的像素界定层。具有上述具有亲疏性差异的像素界定层的发光显示器件，由于墨水打印之后具有较好的像素内薄膜均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

本发明还公开了一种印刷型发光显示器件的制备方法，包括以下步骤：

制备阳极：在具有导电阳极的基板上制备出阳极图案；

制备像素界定层：按照上述的制备方法制备得到具有亲疏性差异的像素界定层；

打印：以喷墨打印的方式向所述像素坑内注入墨水材料，形成液态膜层，并干燥、固化；

制备阴极：完成阴极薄膜的制备并对器件进行封装，即得。

在其中一个实施例中，所述打印步骤中，所述墨水材料为OLED材料或QLED材料。

上述OLED材料指有机电致发光材料，QLED材料指量子点发光材料。即上述印刷型发光显示器件的制备方法既适用于OLED型的显示器件，又适用于QLED型的显示器件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，利用掩膜板将像素界定层材料形成的薄膜层上不需要处理的区域挡住，而使得仅仅阳极基板和像素界定层斜坡下部分的区域被活化处理到，获得更好地亲墨水特性，实现了在像素界定层的上、下部分具有不同的亲疏性。当墨水打印之后，墨水边缘就会钉扎在像素界定层斜坡亲墨水的下层位置，保证了像素内薄膜的均匀性，进而提高了印刷型发光显示器件的性能。

本发明的一种像素界定层，采用上述的方法制备得到，该像素界定层的上、下部分具有亲疏性的差异，当墨水打印之后，墨水边缘就会钉扎在像素界定层斜坡亲墨水的下层位置，保证了像素内薄膜的均匀性，进而提高了印刷型发光显示器件的性能。

附图说明

图1为实施例中制备方法选择性活化步骤原理示意图。

其中：110.基板；120.导电阳极；130.像素界定层；140.掩膜板；141.窗口；150.活化发生装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，包括以下步骤：

一、制备薄膜层。

以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上形成薄膜层，并在该薄膜层上制备得到容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有倾斜的角度。

可以理解的，像素坑是由像素界定层材料围绕而成。通常来说，容纳墨水的像素界定层需要具备一定的Tap角，以形成一个斜坡，将像素坑的侧壁与所述基板之间的角度θ设为：10°<θ<70°时，具有较好的效果。

在以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上形成薄膜层时，可选用任意方式，仅需形成均匀的薄膜层即可，但是，选用涂布工艺形成薄膜层，具有操作方便，均匀性好的优点。而涂布工艺可选择旋涂、狭缝涂布、刮涂、喷涂等。

同样的，在制备像素坑时，也可选用任意合理的方式，但是，以光刻工艺在所述薄膜层上像素的位置形成像素坑，具有准确性高的优点。

上述基板通常为发光显示装置的阵列基板，包括薄膜晶体管驱动电路等。而阳极通常选：自ITO、ZTO、纳米Ag薄膜、石墨烯等。

二、选择性活化。

将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，进行活化处理；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域露出，使像素坑内露出的区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。

所述掩膜板的窗口边缘在所述像素坑内的投影轨迹即为像素坑内亲墨水区域和疏墨水区域的分界线，优选的，所述分界线所在平面与所述导电阳极平面的距离与所述像素坑的深度之比K值的范围为：0<K<2/3。将K值设定于该范围内，能够进一步提高像素内薄膜的均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

所述活化处理可以采用紫外臭氧处理和/或等离子处理的方式进行。

具体的，如以紫外臭氧处理进行活化处理时，可选用波长为185nm和/或254nm的紫外光进行照射；如以等离子处理进行活化处理时，选用被激活为等离子体的空气或者氩氧混合气进行喷射。

实施例1

一种具有亲疏性差异的像素界定层，通过以下方法制备得到：

一、制备薄膜层。

以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上通过涂布工艺形成薄膜层，并在该薄膜层上通过光刻工艺在每个像素的位置形成容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有10°-70°的角度。

二、选择性活化。

将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，采用紫外臭氧处理的方式进行活化处理，处理时紫外光波中包括波长为185nm和254nm的紫外光；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域通过窗口露出，使像素坑内露出的区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。

本实施例中，利用掩膜板即可实现选择性活化处理，如图1所示，像素界定层130形成于具有导电阳极120的基板110上，该像素界定层130上具有侧壁与基板之间呈θ度角的像素坑，掩膜板140覆盖于该像素界定层130上，紫外光(图中以带箭头的实线体现)由活化发生装置150(UVO发生装置)发出，通过掩膜板140上的窗口141，照射到像素坑斜坡下部及底部。从图中也可以看出，只有导电阳极和像素界定层斜坡的底部会被进行活化，活化之后的区域会比未活化的区域更亲墨水材料，即以掩膜板的开窗边缘在所述像素坑内的投影轨迹即为像素坑内亲墨水区域和疏墨水区域的分界线。

在本实施例中，所述分界线所在平面与所述导电阳极平面的距离与所述像素坑的深度之比K值的范围为：0<K<2/3。将K值设定于该范围内，能够进一步提高像素内薄膜的均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

实施例2

一种具有亲疏性差异的像素界定层，通过以下方法制备得到：

一、制备薄膜层。

以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上通过涂布工艺形成薄膜层，并在该薄膜层上通过光刻工艺在每个像素的位置形成容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有10°-70°的角度。

二、选择性活化。

将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，采用等离子处理的方式进行活化处理，具体为以被激活为等离子体的空气或者氩氧混合气进行喷射；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域露出，使像素坑内露出的区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。

所述掩膜板的开窗边缘在所述像素坑内的投影轨迹即为像素坑内亲墨水区域和疏墨水区域的分界线，在本实施例中，所述分界线所在平面与所述导电阳极平面的距离与所述像素坑的深度之比K值的范围为：0<K<2/3。将K值设定于该范围内，能够进一步提高像素内薄膜的均匀性，进而能够提高印刷型发光显示器件的性能。

实施例3

一种印刷型发光显示器件，通过以下方法制备得到：

S1：制备阳极。

在镀有导电阳极的基板上以光刻工艺制备出阳极图案。

S2：制备像素界定层。

按照实施例1或2任一种制备方法制备得到具有亲疏性差异的像素界定层。

S3：打印。

以喷墨打印的方式向所述像素坑内注入墨水材料，形成液态膜层。

上述墨水材料可以为OLED材料或者QLED材料，根据发光显示器件的类型选取。因为此时的像素坑内壁(即像素界定层斜坡)以分界线为界，有明显的亲疏梯度，所以打印到像素坑内的墨水会准确地钉扎在分界线之下，从而获得很好的像素内薄膜均匀性。

S4：干燥。

利用干燥工艺对上述液态膜层进行，形成干燥固化的墨水薄膜。

S5：制备阴极。

完成阴极薄膜的制备并对器件进行封装，即得印刷型发光显示器件。

该方法制备的印刷型显示器件具有更好的像素内均匀性，从而拥有更好的器件性能。

实施例4

一种显示装置，该显示装置包括由实施例3的方法制备的发光显示器件。该显示装置包括：手机、电视机、平板电脑、显示器、VR、电脑、车载显示器或任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备薄膜层：以像素界定层材料在具有导电阳极的基板上形成薄膜层，并在该薄膜层上制备得到容纳打印墨水的像素坑；所述像素坑的侧壁与所述基板之间具有倾斜的角度；

选择性活化：将掩膜板覆盖于上述薄膜层上，进行活化处理；所述掩膜板上与所述像素坑对应的位置进行开窗处理，将像素坑内预定进行活化处理的区域露出，使像素坑内露出的区域经活化处理后表现为亲墨水性，而被掩膜板遮蔽的区域未经活化处理而表现为疏墨水性。

2.根据权利要求1所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述选择性活化步骤中，以紫外臭氧处理和/或等离子处理的方式进行活化处理。

3.根据权利要求2所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述选择性活化步骤中，以紫外臭氧处理进行活化处理时，选用波长为185nm和/或254nm的紫外光进行照射；以等离子处理进行活化处理时，选用被激活为等离子体的空气或者氩氧混合气进行喷射。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述制备薄膜层步骤中，所述像素坑的侧壁与所述基板之间的角度θ为：10°<θ<70°。

5.根据权利要求1-3任一项所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述选择性活化步骤中，所述掩膜板的开窗边缘在所述像素坑内的投影轨迹即为像素坑内亲墨水区域和疏墨水区域的分界线，所述分界线所在平面与所述导电阳极平面的距离与所述像素坑的深度之比K值的范围为：0<K<2/3。

6.根据权利要求1-3任一项所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述制备薄膜层步骤中，以涂布工艺在所述基板上形成薄膜层，并通过光刻工艺在所述薄膜层上像素的位置形成像素坑。

7.权利要求1-6任一项所述的具有亲疏性差异的像素界定层的制备方法制备得到的像素界定层。

8.一种印刷型发光显示器件，其特征在于，具有权利要求7所述的像素界定层。

9.一种印刷型发光显示器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备阳极：在具有导电阳极的基板上制备出阳极图案；

制备像素界定层：按照权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到具有亲疏性差异的像素界定层；

打印：以喷墨打印的方式向所述像素坑内注入墨水材料，形成液态膜层，并干燥、固化；

制备阴极：完成阴极薄膜的制备并对器件进行封装，即得。

10.根据权利要求9所述的印刷型发光显示器件的制备方法，其特征在于，所述打印步骤中，所述墨水材料为OLED材料或QLED材料。