CN107201504A - 真空干燥膜层的方法和显示器件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种真空干燥膜层的方法和一种显示器件，所述方法包括：将其上形成有膜层材料的基板置于真空干燥环境中，其中膜层材料包含溶剂和用于形成膜层的溶质；在第一阶段中使膜层材料中的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上，其中膜层材料仍包含特定量的溶剂，以形成具有流动性的软膜；在第二阶段中使冷凝在上盖板上的溶剂的一部分再冷凝到基板上，使得基板上的软膜的流动性增大；以及重复第一阶段和第二阶段，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。

Description

真空干燥膜层的方法和显示器件
技术领域
本公开涉及显示技术领域，且更具体地涉及一种真空干燥膜层的方法和一种显示器件。
背景技术
由于有机发光二极管(OLED)具有高材料利用率、高效率等特点，应用于显示器时不需要精细金属掩模(FMM)或其他复杂的图案化工艺等特性，易于大面积制备以及全色显示等优点，所以有机发光二极管具有广阔的应用前景，受到人们的广泛关注，并且尤其适合大尺寸显示器的应用。
然而，在通过喷墨印刷来形成有机发光二极管的膜层例如有机层时，由于其成膜工艺涉及到液体墨水的干燥过程，最终的成膜状态受到众多因素(包括其他墨水与其溶剂的干燥过程)的影响，尤其溶剂的蒸气分布在像素区内是不均匀的，所以在喷墨印刷工艺中控制像素内的成膜均匀性具有很大的挑战性。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个，本公开提供了一种真空干燥膜层的方法和一种显示器件。
根据本公开的一方面，提供了一种真空干燥膜层的方法，所述方法包括：将其上形成有膜层材料的基板置于真空干燥环境中，其中膜层材料包含溶剂和用于形成膜层的溶质；在第一阶段中使膜层材料中的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上，其中膜层材料仍包含特定量的溶剂，以形成具有流动性的软膜；在第二阶段中使冷凝在上盖板上的溶剂的一部分再冷凝到基板上，使得基板上的软膜的流动性增大；以及重复第一阶段和第二阶段，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。
在本公开的一个实施例中，设置能够对基板进行温控的温控板，从而在第二阶段中启动温控板以使基板冷却。
在本公开的一个实施例中，在第一阶段中设定真空干燥环境的真空度，以使膜层材料中的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上。
在本公开的一个实施例中，在第二阶段中，软膜的不均匀区域发生流动，从而趋于平坦化。
在本公开的一个实施例中，上盖板的温度是可调节的，其中，在第一阶段中降低上盖板的温度，在第二阶段中升高上盖板的温度。
在本公开的一个实施例中，上盖板具有独立的溶剂供应系统以形成独立的溶剂冷凝槽。
在本公开的一个实施例中，膜层材料是通过喷墨印刷而形成在基板上的。
在本公开的一个实施例中，在第一阶段中，上盖板与基板之间具有温度差，从而形成溶剂朝向上盖板冷凝的过程，在第二阶段中，上盖板和基板之间具有反向的温度差，从而形成冷凝在上盖板上的溶剂朝向基板冷凝的过程。
在本公开的一个实施例中，所述膜层是有机发光层。
根据本公开的另一方面，提供了一种显示器件，所述显示器件包括根据上面描述的方法制备的膜层。
通过采用本公开实施例的技术方案，能够解决印刷OLED膜层在干燥成膜过程中溶剂蒸气分布不均匀导致的像素内的膜厚均匀性差的问题。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图并入本申请并组成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施例，并与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是示出现有技术中的对显示器件的膜层进行干燥的过程的示意图；
图2是示出现有技术中的形成的像素周边的部分区域的放大示意图；以及
图3和图4是示出根据本公开实施例的真空干燥显示器件的膜层的方法的示意图。
具体实施方式
将理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“上”或者“连接到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接结合到另一元件或层，或者也可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接”在另一元件或层“上”或者“直接连接到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。同样的标号始终指示同样的元件。
为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如“下”、“在…上方”、“上”、“在…下方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。
如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
总体地说，根据本公开实施例的真空干燥显示器件的膜层的方法包括下述步骤：将其上形成有膜层材料(比如溶液材料)的基板置于真空干燥环境中，其中膜层材料包含溶剂和用于形成膜层的溶质；在第一阶段中使膜层材料中的大部分溶剂蒸发并冷凝在上盖板上，其中膜层材料仍包含特定量的溶剂，以形成具有相对低的流动性的软膜；在第二阶段中使冷凝在上盖板上的溶剂的一部分再冷凝到基板上，使得基板上的软膜的流动性增大；以及重复第一阶段和第二阶段，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。
在一个实施例中，可以设置能够对基板进行温控的温控板，从而在第二阶段中启动温控板以使基板冷却。
在第一阶段中设定真空干燥环境的真空度，使得膜层材料中的特定量的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上并保持膜层材料仍具有相对低的流动性。
在第二阶段中，由于上盖板上的一部分溶剂再冷凝到基板上，从而使得基板上的软膜的流动性增大，因此软膜的不均匀区域发生流动，从而趋于平坦化。
在一个实施例中，可以使得上盖板的温度是可调节的，其中，在第一阶段中降低上盖板的温度以使蒸发的溶剂冷凝在上盖板上，并且在第二阶段中升高上盖板的温度以使冷凝在上盖板上的溶剂再次冷凝在基板上。
在一个实施例中，上盖板可以具有独立的溶剂供应系统以形成独立的溶剂冷凝槽。
在第一阶段中，上盖板与基板之间具有温度差，从而形成溶剂朝向上盖板冷凝的过程，在第二阶段中，上盖板和基板之间具有反向的温度差，从而形成冷凝在上盖板上的溶剂朝向基板冷凝的过程。
在一个实施例中，膜层可以是有机发光层，但是其并不限于此。
下面将参照附图详细解释本公开的示例性实施例。
图1是示出现有技术中的对显示器件的膜层进行干燥的过程的示意图。
首先，将经过喷墨印刷的基板1传送到与外部大气隔绝的密闭环境(在此可称为真空干燥腔(VCD)。在基板1上设置有像素限定层PDL以及通过喷墨印刷而喷涂在像素限定层PDL之间的墨水溶液(即，可称为膜层材料或溶液材料)2，墨水溶液2包含可形成显示器件的膜层的有机分子作为溶质以及有机溶剂。喷涂的墨水溶液2的量根据对最后成膜的膜厚的要求来确定，且尽可能地保持一定体积。
基板1进入真空干燥腔，然后以事先设计的多阶段抽气使腔内的气压逐渐降低而使溶剂蒸发。在蒸发过程中，溶剂逐渐变少，而在基板1上的墨水溶液2的浓度提高，此过程受每个区域的溶剂的蒸发速率所影响，因此也受该区域上方的溶剂蒸气压所影响。为了使每个区域的溶剂蒸发速率较为一致，可以在真空乾燥腔中在基板1上方设置上盖板3，并可以设置适当的冷凝装置。在真空干燥过程中，冷凝装置保持适当的温度以与基板存在固定的温度差。由于溶剂冷凝在上盖板3，其过程保证了溶剂蒸气具有从下向上的较均匀的分布。另外，可以在上盖板3上设置一个溶剂槽4，从而蒸发的溶剂将被收集在溶剂槽4中。
图2是示出现有技术中的形成的像素周边的部分区域的放大示意图。虽然在现有技术中溶剂蒸气具有从下向上的较为均匀的分布，但是溶剂蒸气只具有从下向上的朝向上盖板冷凝的单个过程。另外，如图2所示，由于像素周边的部分区域存在未涂布溶液，从而对溶剂蒸气分布造成影响，导致像素周边区域的溶液存在膜厚不均的现象。
图3和图4是示出根据本公开实施例的真空干燥显示器件的膜层的方法的示意图。
与现有技术不同，在本公开的实施例中，采用多阶段的方式来执行真空干燥显示器件的膜层的过程。
在一个实施例中，参照图3，首先将其上形成有膜层材料(比如溶液材料)2的基板1置于真空干燥环境中，其中膜层材料2包含溶剂和用于形成膜层的溶质。然后，在第一阶段中使膜层材料2中的大部分溶剂(即，多于总溶剂的一半的溶剂)蒸发并冷凝在上盖板3上，其中膜层材料2仍包含特定量的溶剂(即，少于总溶剂的一半的溶剂)，以便形成具有相对低的流动性的软膜。
然后，在第二阶段中使冷凝在上盖板3上的溶剂的一部分再冷凝到基板1上，使得基板1上的软膜的流动性增大。在第二阶段中，软膜的不均匀区域会发生流动，从而趋于平坦化。然后，可以重复第一阶段和第二阶段，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。
如图3所示，可以在上盖板3上设置一个溶剂槽4，从而蒸发的溶剂会被收集在溶剂槽4中。
在另一实施例中，上盖板3的温度是可调节的，其中，在第一阶段中降低上盖板3的温度，在第二阶段中升高上盖板3的温度。这可以通过在上盖板3上增设一个进行温度控制的温控板来实现，当然，也可以通过其他方式来实现。
在一个实施例中，代替溶剂槽4，上盖板3可以具有独立的溶剂供应系统以形成独立的溶剂冷凝槽(其也可以用标号“4”来表示)。也就是说，溶剂冷凝槽4中储存了溶剂，以用于向下冷凝到基板1上，由此增加基板1上的软膜的流动性。储存在溶剂冷凝槽4中的溶剂可以与墨水溶液的溶剂相同或不同，其可以包括下述溶剂中的一种或多种：芳香烃(如苯、甲苯、二甲苯等)；脂肪烃(如戊烷、己烷、辛烷等)；脂环烃(如环己烷、环己酮、甲苯环己酮等)；卤化烃(如氯苯、二氯苯、二氯甲烷等)；醇类(如甲醇、乙醇、异丙醇等)；醚类(如乙醚、环氧丙烷等)；酯类(如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等)；酮类(如丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮等)；二醇衍生物(如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等)；以及其他溶剂(如乙腈、吡啶、苯酚等)。本领域技术人员可以根据实际需要选择适当的溶剂来储存在溶剂冷凝槽4中或向溶剂冷凝槽4中补充溶剂。
在一个实施例中，可以可选地设置能够对基板1进行温控的温控板5，从而在第二阶段中启动温控板5以使基板1冷却。
在本公开的实施例中，第一阶段的真空蒸发方式与传统方式基本相同，但是需要设置特定的真空度环境，以使大部分溶剂(多于溶剂总量的一半的溶剂)蒸发到上盖板3上但仍有少量溶剂(一半以下的溶剂)保留在基板1上，此阶段所得的膜层状态是流动性很低的软膜，整体薄膜尚未完全固化。在第二阶段中，可以选择性地启动基板1上的温控板5以使基板1冷却，从而整个冷凝过程颠倒过来。此时上盖板3上的溶剂朝向基板1冷凝，并且在像素区与像素外均形成较薄的液态层。在这种情况下，像素区的软膜的流动性增高，因此不均匀区重新流动流平。另外，控制此过程不维持太久，以避免大量溶剂凝结在基板1上而导致溶质分布发生改变。然后，可以重复第一阶段的过程。另外，在第二阶段中有极少量的溶剂留在像素区外，因此在重复的第一阶段中贡献了溶液蒸气，因而此过程中像素周边的蒸气分布比最初的第一阶段更加均匀，如图4所示。
可以重复第一阶段和第二阶段若干次，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。通过第一阶段和第二阶段，因温度差使溶剂蒸气在基本一维的方向上往复运动，从而“压平”不均匀区的溶质分布。具体地说，在第一阶段中，上盖板3与基板1之间具有温度差，从而形成溶剂朝向上盖板3冷凝的过程，在第二阶段中，上盖板3和基板1之间具有反向的温度差，从而形成冷凝在上盖板3上的溶剂朝向基板1冷凝的过程。
在最后阶段可以将真空抽到一定低点，以使溶剂完全蒸发且膜层固化，后续制程与传统方案相同。
在本公开的实施例中，要形成的膜层可以是有机发光层，但是本公开并不限于此，要形成的膜层可以是可通过喷墨印刷形成在基板上的任何合适的膜层。
例如，在形成共同的空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)后，可以通过喷墨印刷来形成RGB发光层(其可通过本公开的方法来形成)，最后以热蒸镀方式形成注入修饰层以及利用溅镀来形成透明氧化物(例如，IZO)作为上电极，由此形成全彩显示器件。
另外，显示器件的上电极可以采用热蒸镀制作的薄金属电极(例如，镁、银、或镁银合金等)，并且可以根据实际的不同需求在薄金属电极上镀上透明半导体或导体。
通过采用本公开实施例的技术方案，能够解决显示器件的膜层在干燥成膜过程中溶剂蒸气分布不均匀导致的像素内的膜厚均匀性差的问题。
已经针对附图给出了对本公开的特定示例性实施例的前面的描述。这些示例性实施例并不意图是穷举性的或者将本公开局限于所公开的精确形式，并且明显的是，在以上教导的启示下，本领域普通技术人员能够做出许多修改和变化。因此，本公开的范围并不意图局限于前述的实施例，而是意图由权利要求和它们的等同物所限定。

Claims (10)

1.一种真空干燥膜层的方法，所述方法包括：
将其上形成有膜层材料的基板置于真空干燥环境中，其中膜层材料包含溶剂和用于形成膜层的溶质；
在第一阶段中使膜层材料中的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上，其中膜层材料仍包含部分的溶剂，以形成具有流动性的软膜；
在第二阶段中使冷凝在上盖板上的溶剂的一部分再冷凝到基板上，使得基板上的软膜的流动性增大；以及
重复第一阶段和第二阶段，在形成表面基本平坦的膜层之后抽真空使溶剂完全蒸发且使膜层固化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，设置能够对基板进行温控的温控板，从而在第二阶段中启动温控板以使基板冷却。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一阶段中设定真空干燥环境的真空度，以使膜层材料中的溶剂蒸发并冷凝在上盖板上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在第二阶段中，软膜的不均匀区域发生流动，从而趋于平坦化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，上盖板的温度是可调节的，其中，在第一阶段中降低上盖板的温度，在第二阶段中升高上盖板的温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，上盖板具有独立的溶剂供应系统以形成独立的溶剂冷凝槽。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，膜层材料是通过喷墨印刷而形成在基板上的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一阶段中，上盖板与基板之间具有温度差，从而形成溶剂朝向上盖板冷凝的过程，在第二阶段中，上盖板和基板之间具有反向的温度差，从而形成冷凝在上盖板上的溶剂朝向基板冷凝的过程。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膜层是有机发光层。
10.一种显示器件，所述显示器件包括根据权利要求1所述的方法制备的膜层。
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