CN108919605A - 光阻组合物、像素界定层、其制备方法及应用 - Google Patents

光阻组合物、像素界定层、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显示领域，特别涉及光阻组合物、像素界定层、其制备方法及应用。所述光阻组合物，包括：5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；1～15wt％的疏液性化合物；1～5％的温度敏感性聚合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。所述光阻组合物包含疏液性化合物和温度敏感性聚合物，采用其制备的像素界定层在第一温度下呈现疏液性，在该第一温度下进行喷墨打印时，可避免墨水在像素界定层顶部铺展残留，从而避免串色；在第二温度下，像素界定层呈现亲液性质，保证墨水在像素区域内均匀铺展，提高成膜均一性，进而提高OLED基板的显示效果与产品质量。

Description

光阻组合物、像素界定层、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及光阻组合物、像素界定层、其制备方法及应用。
背景技术
有机发光二极管(OLED)的有机电致发光层的制作方法有主要有蒸镀制程和溶液制程。
其中，采用溶液制程的喷墨打印技术，将发光材料溶液精确滴入子像素区域，溶剂挥发成膜。相对于真空蒸镀技术，喷墨打印适用于大分子发光材料和小分子发光材料，且材料利用率高，设备成本低，高产能，更易于大规模、大尺寸产品的生产。
喷墨打印技术需要预先在基板的电极上制作像素界定层，以限定墨水准确的流入指定的像素区域。像素界定层顶部区域需要具备疏液性质，以避免墨水在顶部区域铺展而造成污染相邻像素区域；同时，像素界定层的底部区域需要与墨水呈现亲液性质，以保证墨水在像素开口区域内部均匀铺展开，形成厚度均匀的膜层。因此，理想的像素界定层自顶部至底部应具备疏液性质到亲液性质的梯度变化。
在现有技术中，为了实现像素界定层顶部与底部的亲、疏液的区别，往往利用两层或两层以上亲、疏液性质不同的材料制成像素界定层，该种方法的工艺复杂，限制了喷墨打印技术的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种光阻组合物，像素界定层，像素界定层的制备方法及OLED基板，所述光阻组合物构成的像素界定层，可在不同温度调节下实现超疏水至超亲水的可逆转变，可保证喷墨打印时的墨水不在像素界定层限定出的像素区域顶部铺展污染相邻像素，并且墨水在像素区域内部均匀铺展，提高成膜均一性，提高OLED基板的显示效果与产品质量。
本发明公开了一种光阻组合物，包括以下组分：
5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；
1～15wt％的疏液性化合物；
1～5％的温度敏感性聚合物；
0.5～2％的光引发剂；
0.1～1％单体；
0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。
优选地，所述温度敏感性聚合物为聚(N-异丙基丙烯酰胺)、或者寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯。
优选地，所述疏液性化合物为含氟聚甲基丙烯酸甲酯。
优选地，所述疏液性化合物与所述温度敏感性聚合物的质量比为1：1～3：1。
优选地，所述光引发剂为硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮和N-乙酰-4-硝基萘胺中任意一种或多种的组合；
所述添加剂为阻聚剂、流平剂、消泡剂和稳定剂中任意一种或多种的组合；
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸乙氧乙酯、二甲氧基乙醛、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚和乙酸乙二醇乙醚中任意一种或多种的组合；
所述单体为二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中任意一种或多种的组合。
本发明提供了一种像素界定层，采用上述技术方案所述的光阻组合物制成，所述像素界定层在第一温度下呈现疏液性质，在第二温度下呈现亲液性质。
本发明提供了一种有机电致发光显示基板，包括上述技术方案所述的像素界定层。
本发明提供了一种有机电致发光显示基板的制备方法，包括以下步骤：
将上述技术方案所述的光阻组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
在第一温度下通过喷墨打印的方式将墨水置于所述像素区域中；
在第二温度下使所述墨水铺展，去除溶剂后经过烘烤，形成有机功能层；
所述第一温度时，像素界定层呈现疏液性质，温度调节至第二温度时，像素界定层呈现亲液性质；
在所述像素界定层和所述有机功能层上蒸镀阴极层，形成有机电致发光显示基板。
优选地，在第二温度下减压抽气处理30～60秒，使所述墨水铺展。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案所述的有机电致发光显示基板。
与现有技术相比，本发明的像素界定层采用光阻组合物制成，在第一温度下呈现疏液性质，在第二温度下呈现亲液性质。所述光阻组合物，包括以下组分：5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；1～15wt％的疏液性化合物；1～5％的温度敏感性聚合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。所述光阻组合物包含疏液性化合物和温度敏感性聚合物，采用其制备的像素界定层在第一温度下呈现疏液性，在该第一温度下进行喷墨打印时，可避免墨水在像素界定层顶部铺展残留，从而避免串色；在第二温度下，像素界定层呈现亲液性质，保证墨水在像素区域内均匀铺展，提高成膜均一性，进而提高OLED基板的显示效果与产品质量。
附图说明
图1为有机电致发光显示基板的制备流程图；
图2～6表示喷墨打印制备有机功能层的流程图；
附图标识：
1为基板；2为光阻组合物，2’为像素界定层，3为墨水，3’为铺展开的墨水，4为干燥后的有机功能层。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种光阻组合物，包括以下组分：
5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；
1～15wt％的疏液性化合物；
1～5％的温度敏感性聚合物；
0.5～2％的光引发剂；
0.1～1％单体；
0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。
本发明中，关键在于利用疏液性化合物与温度敏感性聚合物相互配合作用，达到在不同温度下表现不同的亲液性以及疏液性。
所述疏液性化合物优选为含氟聚甲基丙烯酸甲酯。
所述温度敏感性聚合物优选为聚(N-异丙基丙烯酰胺)、或者寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯。所述温度敏感性聚合物可以在不同温度下呈现亲水性与疏水性的可逆转变，在低温条件下，其能够通过形成氢键呈现亲液性质，而在高温条件下，由于氢键被破坏，疏水作用力逐渐起主要作用，其呈现疏液性质。发明人经过大量实验发现，所述温度敏感性聚合物的疏液性质并不强，尤其是添加到光阻组合物后，并不能使光阻组合物体现较好的疏液性质；通过添加疏液性化合物与之配合，可以提高所述光阻组合物的疏液性质。
所述疏液性化合物与所述温度敏感性聚合物的质量比优选为1：1～3：1。
在本发明中，所述光引发剂可以为硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮和N-乙酰-4-硝基萘胺中任意一种或多种的组合；
所述添加剂可以为阻聚剂、流平剂、消泡剂和稳定剂中任意一种或多种的组合；
所述溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸乙氧乙酯、二甲氧基乙醛、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚和乙酸乙二醇乙醚中任意一种或多种的组合；
所述单体可以为二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中任意一种或多种的组合。
所述聚甲基丙烯酸酯，一般可以为聚甲基丙烯酸甲酯。
在紫外光照射条件下，光引发剂引发所述单体、丙烯酸聚合物发生交联反应，固化形成膜层结构，所述疏液性化合物、温度敏感性聚合物分布于膜层结构中。
本发明实施例公开了一种像素界定层，采用上述技术方案所述的光阻组合物制成，所述像素界定层在第一温度下呈现疏液性质，在第二温度下呈现亲液性质。
在本发明中，所述像素界定层限定出多个像素区域，具体的结构包括多个间隔基体，所述间隔基体之间为像素开口区域。所述像素界定层，采用上述技术方案所述的光阻组合物制成，所述像素界定层在第一温度下呈现疏液性质，在第二温度下呈现亲液性质。
所述光阻组合物中，所述疏液性化合物优选为含氟聚甲基丙烯酸甲酯。所述温度敏感性聚合物优选为聚(N-异丙基丙烯酰胺)、或者寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯。
当所述温度敏感性聚合物为聚(N-异丙基丙烯酰胺)时，所述第一温度高于第二温度。
所述疏液性化合物与所述温度敏感性聚合物的质量比优选为1：1～3：1。该比例范围内的两物质既可以保证在第一温度下保持疏液性质，也可以保证在第二温度下转变为亲液性质。
在本发明中所述像素界定层在第一温度下呈现疏液性质，在所述第一温度下进行喷墨打印时，墨水不会在像素界定层顶部铺展残留，墨水会直接落入像素界定层限定的像素区域内部，从而避免串色。在第二温度下，像素界定层呈现亲液性质了，墨水在像素区域内可以均匀铺展。
本发明公开一种有机电致发光显示基板，包括上述技术所述的像素界定层。
本发明还公开了一种有机电致发光显示基板的制备方法，包括以下步骤，具体流程参见图1：
步骤S1：将上述技术方案所述的光阻组合物涂覆在基板上，如图2所示；经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；如图3所示；
光阻组合物，包括以下组分：5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；1～15wt％的疏液性化合物；1～5％的温度敏感性聚合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。
步骤S2：在第一温度通过喷墨打印的方式将墨水置于所述像素区域中；如图4所示；
在第二温度下使所述墨水铺展；如图5所示；
去除溶剂后经过烘烤，形成有机功能层；如图6所示；
优选地，所述疏液性化合物为含氟聚甲基丙烯酸甲酯；所述温度敏感性聚合物为聚(N-异丙基丙烯酰胺)时，所述第一温度优选为35～60℃，更优选为40℃。在所述第一温度下，所述像素界定层表现较强的疏液性质。
所述第二温度优选为20～30℃，更优选为23℃。温度调节至第二温度时，由于聚(N-异丙基丙烯酰胺)的亲液性较强，因此像素界定层呈现亲液性质。
优选地，在第二温度下减压抽气处理30～60秒，使所述墨水铺展。
步骤S3：在所述像素界定层和所述有机功能层上蒸镀阴极层，形成有机电致发光显示基板。
本发明还公开了一种显示装置，包括上述技术方案所述的有机电致发光显示基板。
以下对于为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的光阻在组合物、像素界定层、其制备方法及应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1～4制备光阻组合物
按照表1所示组分以及比例混合，得到光阻组合物。
表1
实施例5
将实施例1制备的光阻组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
在35～40℃下，通过喷墨打印的方式将墨水置于所述像素区域中；此时像素界定层呈现疏液性质，避免了墨水在相邻像素区域的污染；
降低温度至20～30℃，在减压抽气条件下使墨水铺展，减压抽气处理的时间为30～60秒，在该温度下，像素界定层呈现亲液性质，墨水容易均匀铺展，成膜均一性好；然后进一步抽气去除溶剂，此时依然保持20～30℃；高温烘烤，去除残留溶剂，形成有机功能层；
在所述像素界定层和所述有机功能层上蒸镀阴极层，形成有机电致发光显示基板。
对形成的像素界定层的接触角变化进行测试，在40℃条件下，其水滴接触角在127度，在23℃环境下，其水滴接触角为77度。实验结果表明，采用所述光阻组合物形成的像素定义层，其亲疏液性能在40℃时表现为疏液，23℃时表现为亲液。
实施例6～8
分别将实施例2～4制备的光阻组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
在35～40℃下，通过喷墨打印的方式将墨水置于所述像素区域中；此时像素界定层呈现疏液性质，避免了墨水在相邻像素区域的污染；
降低温度至20～30℃，在减压抽气条件下使墨水铺展，减压抽气处理的时间为30～60秒，在该温度下，像素界定层呈现亲液性质，墨水容易均匀铺展，成膜均一性好；然后进一步抽气去除溶剂，此时依然保持20～30℃；高温烘烤，去除残留溶剂，形成有机功能层；
在所述像素界定层和所述有机功能层上蒸镀阴极层，形成有机电致发光显示基板。
对形成的像素界定层的接触角变化进行测试，在40℃条件下，其水滴接触角在120-130度间，在23℃环境下，其水滴接触角为70-80度间。实验结果表明，采用所述光阻组合物形成的像素定义层，其亲疏液性能在40℃时表现为疏液，23℃时表现为亲液。
实施例9
本实施例提供一种喷墨打印OLED显示装置，其像素界定层结构采用实施例1～4任意所述光阻组合物制作而成，其喷墨打印制程采用所述打印OLED制作方法制作而成。
比较例1
25wt％的聚甲基丙烯酸酯；1～15wt％的疏液性化合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂混合均匀，得到光阻组合物。
光阻组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
对所述像素界定层进行接触角的测试，接触角为154度，显示疏液性质，
在所述像素界定层上进行喷墨打印，墨水不易铺展。
比较例2
5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；1～5％的温度敏感性聚合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂混合均匀，得到组合物。
将所述组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
对所述像素界定层进行水滴接触角的测试，40℃温度下接触角为85度，23℃温度下接触角为69度，疏液性质不强，
在所述像素界定层上进行喷墨打印，墨水容易污染相邻像素区域。
比较例3
5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；25wt％的疏液性化合物；1％的温度敏感性聚合物；0.5～2％的光引发剂；0.1～1％单体；0.1～1％的添加剂和余量的溶剂混合均匀，得到组合物。
将所述组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
对所述像素界定层进行接触角的测试，40℃温度下接触角为158度，23℃温度下接触角为126度，亲液性质不强，
在所述像素界定层上进行喷墨打印，墨水不易铺展。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光阻组合物，其特征在于，包括以下组分：
5～25wt％的聚甲基丙烯酸酯；
1～15wt％的疏液性化合物；
1～5％的温度敏感性聚合物；
0.5～2％的光引发剂；
0.1～1％单体；
0.1～1％的添加剂和余量的溶剂。
2.根据权利要求1所述的光阻组合物，其特征在于，所述温度敏感性聚合物为聚(N-异丙基丙烯酰胺)、或者寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的光阻组合物，其特征在于，所述疏液性化合物为含氟聚甲基丙烯酸甲酯。
4.根据权利要求1所述的光阻组合物，其特征在于，所述疏液性化合物与所述温度敏感性聚合物的质量比为1：1～3：1。
5.根据权利要求1所述的光阻组合物，其特征在于，所述光引发剂为硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮和N-乙酰-4-硝基萘胺中任意一种或多种的组合；
所述添加剂为阻聚剂、流平剂、消泡剂和稳定剂中任意一种或多种的组合；
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸乙氧乙酯、二甲氧基乙醛、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚和乙酸乙二醇乙醚中任意一种或多种的组合；
所述单体为二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中任意一种或多种的组合。
6.一种像素界定层，其特征在于，采用如权利要求1～5任意一项所述的光阻组合物制成，所述像素界定层在第一温度下呈现疏液性质，在第二温度下呈现亲液性质。
7.一种有机电致发光显示基板，其特征在于，包括如权利要求6所述的像素界定层。
8.一种有机电致发光显示基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1～5任意一项所述的光阻组合物涂覆在基板上，经去除溶剂和固化后，对固化后的光阻组合物进行构图，形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域；
在第一温度下通过喷墨打印的方式将墨水置于所述像素区域中；
在第二温度下使所述墨水铺展，去除溶剂后经过烘烤，形成有机功能层；
所述第一温度时，像素界定层呈现疏液性质，温度调节至第二温度时，像素界定层呈现亲液性质；
在所述像素界定层和所述有机功能层上蒸镀阴极层，形成有机电致发光显示基板。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在第二温度下减压抽气处理30～60秒，使所述墨水铺展。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的有机电致发光显示基板。
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