CN108364974B - 有机电致发光器件及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机电致发光器件,包括:基板、像素界定层、功能层和电极层;所述像素界定层形成于基板之上,包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述平衡腔的底部设有绝缘层。上述有机电致发光器件通过在相邻子像素腔之间设置平衡腔,平衡腔中印刷打印第二溶剂(沸点低于第一溶剂)来改变子像素腔中墨水附近环境氛围,进而改变基板不同位置的子像素腔中墨水的挥发速度来改善成膜的均匀性,达到增加器件制作良率、增强器件效果的作用。
Description
技术领域
本发明涉及发光器件技术领域,特别是涉及有机电致发光器件及其制备方法和应用。
背景技术
随着显示技术的逐渐发展,OLED因为其优良的显示性能得到各方的关注。LG、三星和BOE等企业逐渐增大其在OLED显示技术上的投资。常规蒸镀方式制作OLED面临材料利用率低等问题,为进一步降低OLED屏幕生产成本,以印刷方式制作OLED也被各大厂商逐渐提上研发和生产日程。
在现有工艺中,在以打印方式制作OLED时,需要对印刷的像素区域制作像素限定层(PDL),也叫Bank。Bank为一墨水槽,在印刷时,打印的功能层墨水在Bank中逐层沉积干燥,并最后通过蒸镀电极形成器件。现有Bank底部边缘为平滑形貌,同时为使得墨水的良好铺展,Bank底面一般为亲液性质。在实际制作过程中,因为打印完的基板由内基板中心到基板边缘上方溶剂蒸汽压不同,致使打印完后的墨水在干燥成膜时速率存在差异,致使印刷完毕后的基板在干燥过程中,子像素成膜性由基板内部向外部呈现阶梯性差异,如厚度不均、针扎点差异现象。该成膜不均直接导致印刷制备的器件中心部分和边缘部分轻则呈现亮度、色域和寿命的上的差异,重责可直接导致器件短路、甚至击穿(如图1所示)。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种能够改善并优化成膜效果的有机电致发光器件。
具体的技术方案如下:
一种有机电致发光器件,包括:基板、像素界定层、功能层和电极层;
所述像素界定层形成于基板之上,包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述平衡腔的底部设有绝缘层。
在其中一些实施例中,沿所述基板中部至边缘,所述平衡腔的体积保持不变或逐渐变小。
在其中一些实施例中,沿所述基板中部至边缘,单位面积中所述平衡腔的数量保持不变或逐渐减少。
在其中一些实施例中,所述平衡腔的深度为1-1.5μm,直径为15-25μm。
在其中一些实施例中,所述绝缘层为氮化硅层,所述氮化硅层的厚度为200-300nm。
本发明的另一目的是提供上述有机电致发光器件的制备方法。
具体的技术方案如下:
上述有机电致发光器件的制备方法,包括如下步骤:
获取包含TFT阵列的基板;
于所述基板上沉积形成绝缘层;
于所述基板上沉积、蚀刻形成像素界定层,所述像素界定层包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述绝缘层位于所述平衡腔的底部;
于所述子像素腔内喷墨印刷功能层墨水形成功能层,于所述平衡腔内喷墨印刷第二溶剂;
于所述功能层上形成电极层,即得所述有机电致发光器件。
在其中一些实施例中,所述功能层墨水包括功能层材料和第一溶剂,沿所述基板中部至边缘,所述功能层墨水中所述功能层材料的浓度由低变高,且任一所述子像素腔中所述功能层墨水所包含的功能层材料的量相等。
在其中一些实施例中,所述第二溶剂的沸点低于所述第一溶剂的沸点,且所述第二溶剂为所述第一溶剂的良溶剂。
本发明的另一目的是提供一种显示面板,包含上述有机电致发光器件。
本发明的另一目的是提供一种显示装置,包含上述显示面板。
上述有机电致发光器件通过在相邻子像素腔之间设置平衡腔来改变墨水附近环境氛围,进而改变基板不同位置子像素腔中墨水的挥发速度来改善成膜的均匀性。平衡腔下部设有绝缘层,绝缘层的材质为SixN1-x等以避免后续蒸镀中电极和ITO直接相连形成短路。所述平衡腔在印刷时内部通过喷墨印刷上功能层墨水所用纯溶剂的良溶剂(第二溶剂),该溶剂沸点需低于主体溶剂(第一溶剂)。
根据液体挥发机理可知,当气氛中存在有液体的良溶剂分子时,随着良溶剂浓度的增加而主体溶剂的浓度也越发增高。
平衡腔随着基板由外向内延展,平衡腔体积可以保持不变,亦或由大逐渐变小。其可以均一性连续排布,或由内向外排布逐渐减少。为了制作工艺的渐简便,优选的采用同一尺寸连续性排布方式制作平衡腔。平衡腔的大小取决于相邻像素间的空隙,一般的其体积最少需要能容纳1-2个喷头墨滴,则在其深度为1um时,且喷头墨滴为单次出墨为10pl时,其直径需要在15-25um。
此外,上述有机电致发光器件制备过程中,沿所述基板中部至边缘,所述功能层墨水中所述功能层材料的浓度由低变高,且任一所述子像素腔中所述功能层墨水所包含的功能层材料的量相等。即基板边缘处子像素腔中功能层墨水的体积小于基板中部子像素腔中功能层墨水的体积,这样对于在基板边缘处的子像素腔而言,其中墨水的液面曲率大于中心处墨水的液面曲率,且子像素腔附近由于有良溶剂的存在,气体中良溶液含量较大,加速了中心处墨水的挥发。在两者的作用下,边缘区像素的挥发速度Je被抑制而中部像素的墨水挥发速度Jc略微提高,则可以有:
Je≈Jc
则中部和边缘处的子像素均可实现同时挥发且均匀成膜,并提高了成膜的均匀性。
本发明在不改变现有工艺的条件下,通过改变单个子像素腔内墨水在基板不同位置上Bank内部表面形貌的方式,来调整同一基板上不同子像素腔内不同边缘处的挥发速率,使得液体在整版内部能均匀挥发与沉积,从而改善并优化成膜效果,达到增加器件制作良率、增强器件效果的作用。
附图说明
图1为现有因挥发速率差异导致的整版成膜不均匀现象原理示意图;
图2为一实施例中有机电致发光器件中均匀设置平衡腔的结构示意图;
图3为本发明实现均匀成膜的原理示意图;
图4为本发明实施例有机电致发光器件制备流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。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。
本实施例一种有机电致发光器件的制备方法,包括如下步骤(参考图4):
S1、获取包含TFT阵列的基板,于所述基板上沉积形成绝缘层;
具体地,基板通过清洗和TFT工艺后制作通过溅射、涂敷光刻胶、显影方式制作电极,若为底发射结构则一般电极为ITO层。其后再CVD制作溅射的方式SixN1-x氮化硅绝缘层,其后通过涂敷光刻胶、显影方式形成图案。其中SixN1-x大概为200-300nm厚。
S2、于所述基板上沉积、蚀刻形成像素界定层,所述像素界定层包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述绝缘层位于所述平衡腔的底部。
具体地,以旋涂或Slit方式制作像素界定层(Bank层,一般为PI),待干燥后,进行曝光、显影和刻蚀形成Bank与平衡腔图案。Bank底形成20-30°的夹角,Bank厚度一般为1-1.5μm,优选的可以为1μm。Bank因为参杂含氟无机物,使得其上部呈现疏液状态。
可以理解的,还可以对像素界定层进行亲液处理:对Bank底部进行UV或O2Plasma对底面ITO进行亲液处理,使得溶液对Bank底部接触角小于40°,优选的要小于30°,而对Bank顶部接触角大于90°。
可以理解的沿所述基板中部至边缘,所述平衡腔的体积保持不变或逐渐变小;同样地,沿所述基板中部至边缘,单位面积中所述平衡腔的数量设置可以相同也可以逐渐减少。
为了制作工艺的渐简便,优选的采用同一尺寸连续性排布方式制作平衡腔。平衡腔的大小取决于相邻子像素腔之间的空隙,一般的其体积最少需要能容纳1-2个喷头墨滴,则在其深度为1μm时,且喷头墨滴为单次出墨为10pl时,其直径需要在15-25μm。
S3、于所述子像素腔内喷墨印刷功能层墨水形成功能层,于所述平衡腔内喷墨印刷第二溶剂;
具体地,以喷墨印刷方式制作HIL(第一溶剂为邻二氯苯,沸点180℃),HIL功能层墨水分为2种不同浓度的墨水,一种为浓度1.8wt%的墨水,一种浓度为1wt%墨水。喷头单次出墨为10pl,每个像素坑最多可以打15滴功能层墨水。在印刷时,中部像素坑为11滴1wt%的墨水,而边缘的像素为5滴1.8wt%的墨水和2滴1wt%的墨水,则中部每个像素坑内为110pl,而边缘像素坑内为70pl,且墨水体积由中部向外部通过不同的混合体积成梯度下降。成膜干燥后坑内溶质体积相等。
印刷HIL完毕后,在平衡坑内部喷墨打印第二溶剂,第二溶剂为对二甲苯,沸点为130℃。
印刷完毕后在热台加热至80℃,其后进入VD进行干燥。
对干燥完毕的薄膜进行二次印刷以分别制作HTL功能层和EML功能层并干燥;
S4、按常规于所述功能层上形成电极层并进行封装处理,即得所述有机电致发光器件。
上述有机电致发光器件通过在相邻子像素腔之间设置平衡腔(如图3所示)来改变墨水附近环境氛围,进而改变挥发墨水中溶剂的挥发速度来改善成膜的均匀性。平衡腔下部设有绝缘层,绝缘层的材质为SixN1-x等以避免后续蒸镀中电极和ITO直接相连形成短路。所述平衡腔在印刷时内部通过喷墨印刷上功能层墨水所用纯溶剂的良溶剂(第二溶剂),该溶剂沸点需低于主体溶剂(第一溶剂)。
根据液体挥发机理可知,当气氛中存在有液体的良溶剂分子时,随着良溶剂浓度的增加而主体溶剂的浓度也越发增高。
上述有机电致发光器件制备过程中,沿所述基板中部至边缘,所述功能层墨水中所述功能层材料的浓度由低变高,且任一所述子像素腔中所述功能层墨水所包含的功能层材料的量相等。即基板边缘处子像素腔中功能层墨水的体积小于基板中部子像素腔中功能层墨水的体积,这样对于在基板边缘处的子像素腔而言,其中墨水的液面曲率大于中心处曲率,且子像素腔附近由于有良溶剂的存在,气体中良溶液含量较大,加速了中心处墨水的挥发。在两者的作用下,边缘区像素的挥发速度Je被抑制而中部像素的墨水挥发速度Jc略微提高(如图2所示),则可以有:
Je≈Jc
则中部和边缘处的子像素均可实现同时挥发且均匀成膜,并提高了成膜的均匀性。
本实施例在不改变现有工艺的条件下,通过改变单个子像素腔内墨水在基板不同位置上Bank内部表面形貌的方式,来调整同一基板上不同子像素腔内不同边缘处的挥发速率,使得液体在整版内部能均匀挥发与沉积,从而改善并优化成膜效果,达到增加器件制作良率、增强器件效果的作用。
本实施例还提供一种显示面板,包含上述有机电致发光器件。
本实施例还提供一种显示装置,包含上述显示面板。
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 (9)
1.一种有机电致发光器件,其特征在于,包括:基板、像素界定层、功能层和电极层;
所述像素界定层形成于基板之上,包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述平衡腔的底部设有绝缘层;
沿所述基板中部至边缘,所述平衡腔的体积逐渐变小;或者,沿所述基板中部至边缘,单位面积中所述平衡腔的数量逐渐减少。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述像素界定层的上表面为疏液性。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述平衡腔的深度为1-1.5μm,直径为15-25μm。
4.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述绝缘层为氮化硅层,所述氮化硅层的厚度为200-300nm。
5.权利要求1-4任一项所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取包含TFT阵列的基板;
于所述基板上沉积形成绝缘层;
于所述基板上沉积、蚀刻形成像素界定层,所述像素界定层包括与子像素对应的子像素腔和位于相邻所述子像素腔之间的平衡腔,所述绝缘层位于所述平衡腔的底部;沿所述基板中部至边缘,所述平衡腔的体积逐渐变小,或者,沿所述基板中部至边缘,单位面积中所述平衡腔的数量逐渐减少;
于所述子像素腔内喷墨印刷功能层墨水形成功能层,于所述平衡腔内喷墨印刷第二溶剂;
于所述功能层上形成电极层,即得所述有机电致发光器件。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述功能层墨水包括功能层材料和第一溶剂,沿所述基板中部至边缘,所述功能层墨水中所述功能层材料的浓度由低变高,且任一所述子像素腔中所述功能层墨水所包含的功能层材料的质量相等。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂的沸点低于所述第一溶剂的沸点,且所述第二溶剂为所述第一溶剂的良溶剂。
8.一种显示面板,其特征在于,包含权利要求1-4任一项所述的有机电致发光器件。
9.一种显示装置,其特征在于,包含权利要求8所述的显示面板。
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