CN107046048A - 像素界定层及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素界定层及其制备方法和应用。该像素界定层包括第一像素界定层和层叠设置于所述第一像素界定层上的第二像素界定层；所述第一像素界定层设有与各子像素单元的发光区域相对应的多个第一开窗区域，所述第二像素界定层设有与所述第一开窗区域对应的第二开窗区域；所述第二开窗区域的面积大于所述第一开窗区域的面积，且所述第二开窗区域的边缘与所述第一开窗区域的边缘设有间距。上述像素界定层可以避免“阴极断开”问题，提高打印分辨率，提高打印薄膜均匀性以及降低漏电流。

Description

像素界定层及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及电致发光技术领域，特别是涉及一种像素界定层及其制备方法和应用。

背景技术

OLED作为新型第三代平板显示技术，与当前主流的LCD相比，具有主动发光、结构简单、视角广、响应速度快、节能、轻薄、可弯曲等特点而得到广泛的研究和应用。目前OLED的商业化应用主要是采用蒸镀技术，但蒸镀需要比较昂贵的真空设备，材料利用率低，其生产成本相对较高，而在市场价格竞争中处于劣势。溶液加工技术，特别是喷墨打印技术具有操作简单、非接触、无掩模、设备成本低、材料利用率高等优点而在器件制备上具有强劲的竞争优势，能极大地推动显示向着更薄、更轻、更低成本、柔性、大面积的方向发展，加快OLED全面产业化的进程。

喷墨打印制备显示器时是通过将功能材料直接喷射进对应的像素区域并干燥沉积。因此，在喷墨打印制备显示器时面临的两个主要挑战是打印像素的高分辨率和功能材料的成膜均匀性。为了解决分辨率问题，一般需要将像素界定层的表面进行疏水处理，这样亲水性的墨水会在疏水的像素界定层上不容易铺展而滚落入像素坑内；但在像素内铺展时亲水性的墨水与疏水的像素界定层浸润性较差而导致有机发光材料与像素坑边缘存在间隙，这样就容易造成器件阴极与阳极短路，产生较大的漏电流，如图1所示。为了提高墨水在像素内的浸润性，通常是将像素界定层下部分进行亲水处理，这样墨水铺展时与像素界定层由不浸润状态转变为浸润状态，这样能抑制了漏电流的产生，但是也加速了墨水三相线的钉扎，加剧了“咖啡环”的形成，导致薄膜的均匀性下降，如图2所示。因此，高分辨率与薄膜均匀性仍是当前喷墨打印制备OLED显示面临的主要难题，迫切需要在现有的技术上有新的突破。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种既能抑制漏电流产生，又保证像素内成膜均匀性的的像素界定层。

具体的技术方案如下：

一种像素界定层，其特征在于，包括第一像素界定层和层叠设置于所述第一像素界定层上的第二像素界定层；所述第一像素界定层设有与各子像素单元的发光区域相对应的多个第一开窗区域，所述第二像素界定层设有与所述第一开窗区域对应的第二开窗区域；所述第二开窗区域的面积大于所述第一开窗区域的面积，且所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大10nm-1000nm。

在其中一些实施例中，所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域各边长的尺寸大200nm～500nm。

在其中一些实施例中，所述第一像素界定层由疏水亲油材料构成，所述第二像素界定层由疏水疏油材料构成，且所述第一像素界定层的材料与所述第二像素界定层的材料具有相反的光阻特性。

在其中一些实施例中，所述疏水亲油性材料优选自：聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸环己酯或聚苯乙烯等。

在其中一些实施例中，所述疏水疏油材料选自：聚六氟丙烯、氟化聚对二甲苯、氟化聚硅基醚、氟化聚酰亚胺或氟化聚酰胺。

在其中一些实施例中，所述第一像素界定层的厚度为50nm-200nm，所述第二像素界定层的厚度为1000nm-5000nm。

优选的，在其中一些实施例中，所述第一像素界定层的厚度为50nm-100nm，所述第二像素界定层的厚度为1000nm-2000nm。

本发明的另一目的是提供上述像素界定层的制备方法。

具体的技术方案如下：

上述像素界定层的制备方法，包括如下步骤：

在基板上沉积一层疏水亲油薄膜材料，然后进行图形化形成第一开窗区域，得所述第一像素界定层；

在所述第一像素界定层上沉积一层疏水疏油薄膜材料，然后进行图形化形成与所述第一开窗区域相对应的第二开窗区域，得所述第二像素界定层；

即得所述像素界定层。

在其中一些实施例中，所述沉积包括旋涂、丝网印刷或喷墨打印。

本发明还提供一种电致发光器件，包括上述的像素界定层。

本发明还提供一种显示面板，包含上述电致发光器件。

本发明还提供一种显示装置，包含上述的显示面板。

本发明的原理及有益效果如下：

上述像素界定层包括第一像素界定层以及层叠设置于第一像素界定层上的第二像素界定层，所述第一像素界定层设有与各子像素单元的发光区域相对应的多个第一开窗区域，所述第二像素界定层设有与所述第一开窗区域对应的第二开窗区域；所述第一开窗区域和第二开窗区域的纵截面积均为上宽下窄的倒梯形结构(即所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大10nm-1000nm)，且第二开窗区域的面积大于所述第一开窗区域的面积。所述第一开窗区域与所述第二开窗区域即形成了用于容纳墨水的“像素坑”，在提高薄膜均匀性的同时为了避免短路现象，上述像素界定层特别地在所述第二开窗区域的边缘与所述第一开窗区域的边缘设有间距(从像素坑的纵截面看，第一像素界定层与第二像素界定层之间形成台阶状)。这样当第一层亲水墨水4001填充入具有疏水性质的第一像素坑时，墨水与第一像素界定层浸润性较差导致干燥的薄膜与第一像素界定层之间存在间隙而形成针孔，但当第二层墨水4002覆盖于第一层亲水墨水后，也会覆盖针孔，不存在阴极与阳极的连通，从而避免短路现象；同时由于第二像素界定层的材料具有疏水疏油特性，有效抑制了第二墨水在第二像素界定层上的钉扎，从而抑制“咖啡环”现象的产生，进而保证了薄膜的均匀性。

1)避免“阴极断开”问题：双层像素界定层的开窗区域的纵截面均为上宽下窄的倒梯形，保证了最后蒸镀阴极在像素内的连续性，避免了阴极的断开现象；

2)提高打印分辨率：像素界定层上表面(第二像素界定层)具有疏水疏油性，打印的墨水在其表面具有不浸润性而无法铺展，直接滚入到像素区域中，避免了串色现象，提高了打印显示器的分辨率；

3)提高打印薄膜均匀性：第一像素界定层和第二像素界定层均保持疏水性，这样墨水在像素区域内沉积时与像素界定层内表面为非浸润性接触，墨水的钉扎现象大大降低，薄膜沉积的均匀性得到提高；

4)降低漏电流：由于第二开窗区域大于第一开窗区域，且第一像素界定层具有疏水亲油的性质，随后打印的HTL、EML会完全覆盖HIL以及HIL与第一像素界定层之间的间隙，这样发光材料即使与疏水疏油的第二像素界定层存在间隙，也不会发生阴阳极的短路，有效降低了显示器件的漏电流。

附图说明

图1为现有技术中一像素界定层结构示意图；

图2为现有技术中另一像素界定层结构示意图；

图3为本发明一实施例像素界定层的结构示意图；

图4为本发明一实施例像素界定层的制备流程图。

附图标记说明：

1000、基板；2000、阳极；3001、第一像素界定层；3002、第二像素界定层；4001、第一层墨水；4002、第二层墨水。

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。

以下通过实施例对本发明做进一步阐述。

参考图3，本实施例一种像素界定层，包括第一像素界定层3001以及层叠设置于第一像素界定层3001上的第二像素界定层3002，所述第一像素界定层3001设有与各子像素单元的发光区域相对应的多个第一开窗区域，所述第二像素界定层设有与所述第一开窗区域对应的第二开窗区域；所述第二开窗区域的面积大于所述第一开窗区域的面积，且所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大10nm-1000nm。

所述第一开窗区域与所述第二开窗区域即形成了用于容纳墨水的“像素坑”，为了避免短路现象的产生，上述像素界定层特别地在所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域各边长的尺寸大10nm～1000nm(从像素坑的纵截面看，第一像素界定层与第二像素界定层之间形成台阶状，如图3中的A)。这样虽然当第一层亲水墨水4001填充入疏水亲油性的第一像素坑，墨水与第一像素界定层之间形成针孔，但当第二层墨水4002覆盖于第一层亲水墨水后，就会覆盖针孔，从而避免短路现象，且由于第二像素界定层的材料为疏水疏油，有效抑制了第二墨水在第二像素界定层上的钉扎，从而抑制“咖啡环”现象的产生，进而保证了薄膜的均匀性。

优选地，所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大200～500nm。

所述第一像素界定层由疏水亲油材料构成，所述第二像素界定层由疏水疏油材料构成。

所述疏水亲油材料一般包含一些极性弱的基团，如烷基，苯基，环烷基等，但是并不限于此，优选地选自：聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸环己酯或聚苯乙烯。

所述第一像素界定层的厚度为50nm-200nm，优选地，厚度在50nm～100nm。

所述疏水疏油材料一般含有极性强的基团，如氟离子，氯离子等，但并不限于此，优选地选自：聚六氟丙烯、氟化聚对二甲苯、氟化聚硅基醚、氟化聚酰亚胺、氟化聚酰胺等。所述第二像素界定层的厚度为1000nm-5000nm，优选地，厚度在1000nm-2000nm。

进一步的，第一像素界定层与第二像素界定层具有相反的光阻特性。若第一像素界定层为负性光阻薄膜，那所述第二像素界定层为正性光阻薄膜；若第一像素界定层为正性光阻薄膜，那所述第二像素界定层为负性光阻薄膜；这样在曝光显影时两像素界定层互不影响。其中正性光阻是指曝光后被光照射的区域可以被显影液去除干净，而被掩模遮挡没有被光照的区域则不会被显影液去除；而负性光阻相反，曝光后被光照射的区域不会被显影液去除，而被掩模遮挡没被光照的区域会被显影液去除。

进一步的，第一像素界定层和第二像素界定层均为正梯形结构，即第一开窗区域和第二开窗区域的纵截面均为上宽下窄的倒梯形，这种结构一方面增大了像素发光的开口率，同时也避免了倒梯形像素界定层结构中阴极断开的现象。

进一步的，第二像素界定层的表面具有疏水疏油性。一般OLED或者QLED的墨水为亲水、亲油性，在喷墨打印时，墨水在疏水疏油性的像素界定层表面浸润性较差，墨水很难得到铺展而全部滚入到像素区域，这样能有效避免打印不同颜色发光墨水时的溢出而造成的串色现象，能一定程度上提高打印显示器的分辨率。

进一步的，第一像素界定层和第二像素界定层都具有疏水性质，打印的墨水与像素界定层内壁浸润性较差，这样打印的墨水在干燥中发生钉扎的难度增大，在一定程度上抑制了“咖啡环”的形成，能有效提高像素内打印薄膜的均匀性；虽然较差的浸润性也会造成打印墨水与像素界定层内壁存在一定的间隙，但由于第二像素界定层对应的第二开窗区域的面积大于第一像素界定层对应的第一开窗区域，在第一像素界定层内打印的水性HIL以及亲油性的第一像素界定层壁均会被随后在第二像素界定层内打印的油性EML\HTL完全覆盖，而打印HIL形成的间隙也被覆盖，这样像素底部的阳极完全被EML/HTL覆盖，不会发生阴阳极的短路，漏电流得到很好的抑制。

本实施例一种像素界定层结构的制备方法的最佳实施例的流程图，如图4所示，其中的步骤为：

S1、在基板1000上沉积疏水亲油薄膜材料，并对其进行图案化形成具有与子像素区域一一对应的多个第一开窗区域的第一像素界定层3001；

可以理解地，所述沉积的方法可以为旋涂、丝网印刷或喷墨打印。所述图形化的方法为利用掩模对疏水亲油薄膜材料进行曝光显影；

S2、在形成的第一像素界定层3001上再沉积一层疏水疏油薄膜材料，并对其图案化形成具有与第一开窗区域一一对应的多个第二开窗区域的第二像素界定层3002。

具体实施时，在所述步骤S2后还包括发光单元的制备步骤S3，其具体包括：

S31.在所述像素界定层内喷墨打印有机功能层，所述有机功能层依次为：空穴注入层、空穴传输层、各色发光层；

S32.在喷墨打印完有机功能层后依次蒸镀电子传输层、电子注入层和阴极；

S33.对所述制备的器件进行封装处理。

上述方法得到的像素界定层的双层像素界定层具有正梯形结构，即第一开窗区域与第二开窗区域的纵截面均为倒梯形结构(即所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域各边长的尺寸大10nm-1000nm)，保证了最后蒸镀阴极的连续性，避免了阴极断开问题；像素界定层特殊的浸润性还可以提高打印分辨率，其中像素界定层上表面(第二像素界定层)具有疏水疏油性，打印的墨水在其表面具有不浸润性而无法铺展，直接滚入到像素区域中，避免了串色现象，提高了打印显示器的分辨率；像素界定层特殊的浸润性还提高打印薄膜均匀性，由于第一像素界定层和第二像素界定层均保持疏水性，这样墨水在像素区域内沉积时与像素界定层内表面为非浸润性接触，墨水的钉扎现象大大降低，薄膜沉积的均匀性得到提高；双层像素界定层还能降低漏电流，由于第二开窗区域大于第一开窗区域，且第一像素界定层具有疏水亲油的性质，随后打印的HTL、EML会完全覆盖HIL以及HIL与第一像素界定层之间的间隙，这样发光材料即使与疏水疏油的第二像素界定层存在间隙，也不会发生阴阳极的短路，有效降低了显示器件的漏电流。

本实施例还提供一种电致发光器件，包含上述像素界定层。

本实施例还提供一种显示面板，包含上述电致发光器件。

本实施例还提供一种显示装置，包含上述显示面板。所述显示装置可以是OLED，也可以是QLED，可以是硬质的，也可以是柔性的。

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 (12)

1.一种像素界定层，其特征在于，包括第一像素界定层和层叠设置于所述第一像素界定层上的第二像素界定层；所述第一像素界定层设有与各子像素单元的发光区域相对应的多个第一开窗区域，所述第二像素界定层设有与所述第一开窗区域对应的第二开窗区域；所述第二开窗区域的面积大于所述第一开窗区域的面积，且所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大10nm-1000nm。

2.根据权利要求1所述的像素界定层，其特征在于，所述第二开窗区域各边长的尺寸比所述第一开窗区域相应各边长的尺寸大200～500nm。

3.根据权利要求1所述的像素界定层，其特征在于，所述第一像素界定层由疏水亲油材料构成，所述第二像素界定层由疏水疏油材料构成，且所述第一像素界定层的材料与所述第二像素界定层的材料具有相反的光阻特性。

4.根据权利要求3所述的像素界定层，其特征在于，所述疏水亲油材料选自：聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸环己酯或聚苯乙烯。

5.根据权利要求3所述的像素界定层，其特征在于，所述疏水疏油材料选自：聚六氟丙烯、氟化聚对二甲苯、氟化聚硅基醚、氟化聚酰亚胺或氟化聚酰胺。

6.根据权利要求1-5任一项所述的像素界定层，其特征在于，所述第一像素界定层的厚度为50nm-200nm，所述第二像素界定层的厚度为1000nm-5000nm。

7.根据权利要求6所述的像素界定层，其特征在于，所述第一像素界定层的厚度为50nm-100nm，所述第二像素界定层的厚度为1000nm-2000nm。

8.权利要求1-7任一项所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基板上沉积一层疏水亲油薄膜材料，然后进行图形化形成第一开窗区域，得所述第一像素界定层；

在所述第一像素界定层上沉积一层疏水疏油薄膜材料，然后进行图形化形成与所述第一开窗区域相对应的第二开窗区域，得所述第二像素界定层；

即得所述像素界定层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述沉积包括旋涂、丝网印刷或喷墨打印。

10.一种电致发光器件，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的像素界定层。

11.一种显示面板，其特征在于，包含权利要求10所述的电致发光器件。

12.一种显示装置，其特征在于，包含权利要求11所述的显示面板。