CN108198845A - 像素界定层及制备方法、显示基板及制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种像素界定层及制备方法、显示基板及制备方法、显示装置。该像素界定层的制备方法包括：在基板上形成一层前驱溶液，其中所述前驱溶液包括有机材料和无机材料，且所述有机材料的密度小于所述无机材料的密度；对所述前驱溶液进行预固化处理，形成无机材料层和位于所述无机材料层顶部的有机材料层；对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺，形成像素界定层。本公开可以通过包括有机材料和无机材料、且该有机材料的密度小于该无机材料的密度的前驱溶液，在该前驱溶液的预固化过程中，该无机材料沉积到底部而该有机材料上浮到该无机材料顶部，从而可以通过一次成膜和一次构图工艺形成该像素界定层。

Description

像素界定层及制备方法、显示基板及制备方法、显示装置

技术领域

本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种像素界定层的制备方法、一种像素界定层、一种显示基板、一种显示基板的制备方法以及一种显示装置。

背景技术

有机电致发光二极管(Organic Emitting Diode，OLED)已经成为显示领域的重要发展方向，而利用喷墨打印(Ink Jet Printing，IJP)技术来制备OLED可以有效地降低设备成本、提高材料利用率，在大规模、大尺寸显示器件的生产上具有突出的优势。

在IJP过程中，可以将溶液按照需要的体积量准确地喷墨到像素区内，形成OLED功能层。但目前制约IJP技术的最大瓶颈是，像素区内的溶液在干燥成膜的过程中很难形成膜厚均匀性良好的OLED功能层。

因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种像素界定层及制备方法、显示基板及制备方法、显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种像素界定层的制备方法，包括：在基板上形成一层前驱溶液，其中所述前驱溶液包括有机材料和无机材料，且所述有机材料的密度小于所述无机材料的密度；对所述前驱溶液进行预固化处理，形成无机材料层和位于所述无机材料层顶部的有机材料层；对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺，形成像素界定层。

在本公开的一种示例性实施例中，所述前驱溶液通过喷墨打印的工艺制备在所述基板上，所述方法还包括：通过调整喷墨打印的参数来调节所述前驱溶液的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述有机材料为具有第一表面能的聚合物，所述无机材料为具有第二表面能的无机颗粒，其中所述第一表面能低于所述第二表面能，所述方法还包括：使所述无机颗粒均匀分散在所述聚合物中形成所述前驱溶液。

在本公开的一种示例性实施例中，通过加热方式进行所述预固化处理，加热温度范围为50～100℃，加热时间范围为5～30分钟。

在本公开的一种示例性实施例中，对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺包括：调节刻蚀气体的比例来实现对所述无机材料层和所述有机材料层的刻蚀。

在本公开的一种示例性实施例中，所述无机材料层的厚度范围为0.6～1.0um，所述有机材料层的厚度范围为1.0～1.5um。

根据本公开的一个方面，提供一种像素界定层，包括无机材料层和有机材料层，其中所述有机材料层位于所述无机材料层顶部，且所述有机材料层的有机材料密度小于所述无机材料层的无机材料的密度。

根据本公开的一个方面，提供一种显示基板，包括上述实施例中的像素界定层。

根据本公开的一个方面，提供一种显示基板的制备方法，包括在基板上形成像素界定层，所述像素界定层的制备方法为上述任一项所述的像素界定层的制备方法。

根据本公开的一个方面，提供一种显示装置，包括上述的显示基板。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中一种像素界定层的制备方法的流程图。

图2-4示出本公开示例性实施例中一种像素界定层的制备方法的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能会夸大层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

技术人员发现将像素界定层(Pixel Definition Layer，PDL)设置为双层结构，其中下层由亲液性材料组成，上层由疏液性材料组成，可以有效缓解现有技术中存在的很难形成膜厚均匀性良好的OLED功能层的问题。采用两层浸润性不同的材料组成的像素界定层，打印的溶液在干燥成膜时能够形成厚度均一的OLED功能层，因此，可以显著提高器件的性能。

但是，目前在制备双层结构的PDL时，通常都是先在基板上制备一层亲液性材料层，之后进行图案化，然后在亲液性材料层上制备一层疏液性材料层，之后再进行一次图案化，从而形成像素界定层。

不难发现，在上述技术方案中，需要经过两次成膜、两次图案化才能形成双层结构的像素界定层，步骤繁琐，并且下层的亲液性材料与上层的疏液性材料之间存在界面问题，容易发生分层，导致PDL质量下降。

针对上述问题，本发明实施方式提供了一种像素界定层及其制备方法、显示基板及其制备方法、显示装置。

图1示出本公开示例性实施例中一种像素界定层的制备方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的像素界定层的制备方法可以包括以下步骤。

在步骤S110中，在基板上形成一层前驱溶液，其中所述前驱溶液包括有机材料和无机材料，且所述有机材料的密度小于所述无机材料的密度。

在示例性实施例中，所述前驱溶液通过喷墨打印的工艺制备在所述基板上。

在示例性实施例中，所述方法还可以包括：通过调整喷墨打印的参数来调节所述前驱溶液的厚度。

在示例性实施例中，所述有机材料为具有第一表面能的聚合物，所述无机材料为具有第二表面能的无机颗粒，其中所述第一表面能低于所述第二表面能。

在示例性实施例中，所述方法还可以包括：使所述无机颗粒均匀分散在所述聚合物中形成所述前驱溶液。

参考图2的实施例，在基板1上形成一层前驱溶液2，前驱溶液2包括疏液性的有机材料和亲液性的无机材料。

本发明实施例中，前驱溶液2可以通过喷墨打印、旋涂、slit coating等工艺制备在基板1上。

例如，前驱溶液2可以通过喷墨打印的工艺制备在基板1上，其前驱溶液的厚度可以通过喷墨打印的参数来调节。其中，前驱溶液2的厚度与OLED中通过喷墨打印工艺制备的OLED功能层的厚度有关，可根据具体情况调整，本公开对其不作限定。

本发明实施例中，前驱溶液2其中疏液性的有机材料为表面能较低的聚合物，如氟化聚酰亚胺、氟化聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷等中的任意一种，亲液性的无机材料为表面能较高的无机颗粒，如二氧化硅或氮化硅，所述无机颗粒包括无机纳米颗粒。

例如，所述疏液性的有机材料可以包括50～70wt(重量百分比)％的氟化聚酰亚胺，具体可以包括氟化聚酰亚胺前驱体、引发剂、分散剂等，所述亲液性的无机材料可以30～50％wt％的二氧化硅颗粒，其颗粒尺寸可以在20～500nm之间。所述前驱液体在使用前需要将二氧化硅颗粒通过搅拌或者超声的方法使其均匀分散在氟化聚酰亚胺体系中。

需要说明的是，本实施例中的二氧化硅颗粒的颗粒尺寸不能太小，要不会发生团聚，反而不利于均匀分散。

本实施例中的前驱体，是获得目标产物前的一种存在形式，大多是以有机-无机配合物或混合物固体存在，也有部分是以溶胶形式存在。也有人把它定义为目标产物的雏形样品，即在经过某些步骤就可实现目标产物的前级产物。

值得注意的是，前驱体不一定就是初始原料，而可能是某些中间产物。

表面能是恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。表面能的另一种定义是，表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量。

需要说明的是，本公开实施例不对上述基板进行限定，其可以是形成有相应图案层的基板，也可以是没有形成任何图案的衬底基板。

在步骤S120中，对所述前驱溶液进行预固化处理，形成无机材料层和位于所述无机材料层顶部的有机材料层。

在示例性实施例中，可以通过加热方式进行所述预固化处理，加热温度范围为50～100℃，加热时间范围为5～30分钟。

参见图3所示的实施例，对图2中的前驱溶液2进行预固化处理，在预固化过程中，由于无机材料的密度大于有机材料，因此无机材料会下沉到底部形成无机材料层20，而有机材料会上浮到顶部形成有机材料层21。

本发明实施例中，以无机材料为二氧化硅颗粒、有机材料为氟化聚酰亚胺为例。在预固化过程中，由于无机材料的密度大于有机材料，因此二氧化硅颗粒在重力的作用下会下沉到底部形成无机材料层20，而氟化聚酰亚胺会上浮到顶部形成有机材料层21。

在示例性实施例中，所述预固化处理方式可以包括加热、UV(Ultraviolet，紫外线)、红外处理等。

本发明实施例中，通过加热手段进行预固化处理，加热温度选择可以为50～100℃，加热时间可以为5～30min。可以理解的，当加热温度增加时，相应的减少加热时间；当加热温度降低时，相应的延长加热时间。

在步骤S130中，对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺，形成像素界定层。

在示例性实施例中，可以采用普通掩膜板对形成有所述无机材料层和所述有机材料层的基板进行曝光，使所述无机材料层和所述有机材料层中被固化的部分形成所述像素界定层的图案，显影后所述无机材料层和所述有机材料层中未被固化的部分被去除。

其中，可通过控制掩膜板的开口在基板的投影的位置，来控制基板的曝光区域。

在示例性实施例中，对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺包括：调节刻蚀气体的比例来实现对所述无机材料层和所述有机材料层的刻蚀。

在示例性实施例中，所述无机材料层的厚度范围为0.6～1.0um，所述有机材料层的厚度范围为1.0～1.5um。

参考图4所示的实施例，预固化完成后，对基板1进行图案化处理。然后对基板1进行后烘、退火等工艺形成最终的像素界定层3，像素界定层3由亲液性的无机材料层20和疏液性的有机材料层21组成。

本发明实施例中，通过干刻工艺对基板1进行图案化处理，刻蚀气体可以选用CF₄/O₂，由于刻蚀气体对两层材料(有机材料层和无机材料层)的选择比不同，因此在具体操作过程中需要调节刻蚀气体的比例来实现对两层材料的刻蚀。需要说明的是，本实施例中，干刻工艺比湿刻工艺更简单，因为有机材料层和无机材料层在实际刻蚀过程中需要分别调节不同的刻蚀气体比例，干刻工艺例如可以通过调节氧气的浓度即可完成。

本发明实施例中，图案化处理完成后，对基板1进行后烘、退火等处理，温度选择为160～220℃，时间15～60min，形成最终的像素界定层3，像素界定层3可以包括亲液性的无机材料层20(0.6～1.0um)和疏液性的有机材料层21(1.0～1.5um)。

本发明实施方式提供一种像素界定层的制备方法，通过在基板1上形成一层前驱溶液2，所述前驱溶液由疏液性的有机材料和亲液性的无机材料组成；然后对所述前驱溶液进行预固化处理，在预固化过程中，由于无机材料的密度大于有机材料，因此无机材料会下沉到底部形成无机材料层20，而有机材料会上浮到顶部形成有机材料层21；再对预固化完成的基板进行图案化，再经过后处理，形成像素界定层3，所述像素界定层由亲液性的无机材料层20和疏液性的有机材料层21组成。在本发明实施方式的像素界定层的制备方法中，只需要通过一次成膜、一次图案化就可以实现双层的PDL结构，从而大大简化制备工艺，提高生产效率。同时，本发明实施方式的像素界定层的制备方法的一次成膜可以有效解决两层之间的界面问题，改善PDL的质量。

本发明实施例还提供了一种像素界定层，包括无机材料层和有机材料层，其中所述有机材料层位于所述无机材料层顶部，且所述有机材料层的有机材料密度小于所述无机材料层的无机材料的密度。

本发明实施例还提供了一种显示基板，包括上述所述的像素界定层。

其中，所述显示基板可以是OLED用阵列基板，液晶显示器用彩膜基板等可采用喷墨打印形成相应图案层的显示基板。

以有机电致发光二极管显示器(OLED)为例，该有机电致发光二极管包括像素区域和非像素区域，像素区域由多个像素构成，其中，每个像素包括依次设置在基板上的阳极、有机材料功能层和阴极。其中，在利用喷墨打印的方式在所述阳极上形成所述有机材料功能层时，由于墨水的流动性，为了减少喷墨打印的墨水溢到相邻像素中，在非像素区域设置像素界定层，用于形成多个包围每个像素的空间，喷墨打印的有机材料功能层墨水通过喷墨打印的方式喷涂在上述包围空间内，即喷涂在所述阳极表面。

其中，像素界定层由形成在基板上的像素界定层图案构成。

本发明实施例还提供了一种显示基板的制备方法，包括在基板上形成像素界定层，所述像素界定层的制备方法为上述实施例中的像素界定层的制备方法。

示例的，以OLED用显示基板为例，其制备方法包括：

第一步骤，通过构图工艺在基板的像素区域上形成第一电极。

其中，所述第一电极通常可以为阳极，当然若为阴极也可行。

第二步骤，在基板的非像素区域形成像素界定层。

其中，所述像素界定层的制备方法采用上述像素界定层的制备方法，在此不再赘述。

第三步骤，在由所述像素界定层限定的像素区域中的第一电极上形成有机材料功能层。

其中，对于所述有机材料功能层，其可以至少包括发光层，进一步的还可以包括电子传输层和空穴传输层，在此基础上为了能够提高电子和空穴注入发光层的效率，所述有机材料功能层进一步还可以包括设置在阴极与所述电子传输层之间的电子注入层，以及设置在所述空穴传输层与阳极之间的空穴注入层。

其中，形成所述有机材料功能层可采用喷墨打印法形成。

第四步骤，在所述有机材料功能层上形成第二电极层。

其中，所述第二电极层通常可以为阴极，当然若为阳极也可行。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例中的显示基板。

其中，所述显示装置可以是液晶显示器、电子纸、OLED、高分子发光二极管(polymer light-emitting diode，PLED)等显示器件，以及包括这些显示器件的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种像素界定层的制备方法，其特征在于，包括：

在基板上形成一层前驱溶液，其中所述前驱溶液包括有机材料和无机材料，且所述有机材料的密度小于所述无机材料的密度；

对所述前驱溶液进行预固化处理，形成无机材料层和位于所述无机材料层顶部的有机材料层；

对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺，形成像素界定层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前驱溶液通过喷墨打印的工艺制备在所述基板上，所述方法还包括：

通过调整喷墨打印的参数来调节所述前驱溶液的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机材料为具有第一表面能的聚合物，所述无机材料为具有第二表面能的无机颗粒，其中所述第一表面能低于所述第二表面能，所述方法还包括：

使所述无机颗粒均匀分散在所述聚合物中形成所述前驱溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过加热方式进行所述预固化处理，加热温度范围为50～100℃，加热时间范围为5～30分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述无机材料层和所述有机材料层进行构图工艺包括：

调节刻蚀气体的比例来实现对所述无机材料层和所述有机材料层的刻蚀。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机材料层的厚度范围为0.6～1.0um，所述有机材料层的厚度范围为1.0～1.5um。

7.一种像素界定层，其特征在于，包括无机材料层和有机材料层，其中所述有机材料层位于所述无机材料层顶部，且所述有机材料层的有机材料密度小于所述无机材料层的无机材料的密度。

8.一种显示基板，其特征在于，包括上述权利要求7所述的像素界定层。

9.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括在基板上形成像素界定层，所述像素界定层的制备方法为权利要求1至6任一项所述的像素界定层的制备方法。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示基板。