CN109461846A - 一种基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法 - Google Patents

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刘洋
胡海龙
吕珊红
马福民
郭太良
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    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
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Abstract

本发明公开了一种基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法，其包括准备沉积TFT驱动电路的基板；沉积位于底部的第一像素界定层；沉积位于顶部的第二像素界定层这3个步骤。其中，第一像素界定层应采用亲润性好的材料，第二像素界定层采用亲润性差的材料；第二像素界定层为正梯形结构；且第一像素界定层和第二像素界定层中至少有一种为不透光材料；至少有一种为绝缘材料；第一像素界定层和第二像素界定层均具有墨水溶剂抗性；可以通过光刻或者印刷工艺实现。本发明可以大大拓展bank材料的选择范围，有效避免边界缺陷或者结构对铺展性的影响，提高稳定性，同时也可以有效的调控钉扎点的位置，实现对墨水挥发、流动、干燥的精细控制。

Description

一种基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法
技术领域
本发明属于光电器件制备技术领域，具体涉及一种基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法。
背景技术
印刷型光电器件可以有效解决蒸发镀膜成本高、基板兼容性差、难以实现大面积的缺点，同时绿色环保，工艺简单，是未来的发展方向。在像素化的光电器件制备中，需要使用像素界定层(pixel definition layer，PDL)，也就是Bank。Bank层上有周期性的凹陷区域作为容纳印刷墨水的像素坑，每个像素坑对应于一个像素单元。目前广泛采用的制备印刷型电致发光器件的工艺流程，是采用喷墨打印工艺将墨水准确定位于每个像素坑，同时喷射若干滴墨水；墨水被bank疏水的上表面限域，同时围绕的区域内特别是底部铺展；最后，通过一定的后处理工艺，尽量保证像素内部和像素之间获得均匀一致的薄膜。为了同时兼具Bank的表面有效限域墨水和底部充分铺展的特性，要求bank的上端具有疏水性，下端具有亲水性，疏水部分与亲水部分的界面被称为钉扎点(pinning point)。
目前，bank层通常使用聚酰亚胺高分子材料(polyimide，简称PI)制备。这种PI类型的bank材料至少由两种成分组成，其中一种成分具有疏水性，另一种成分具有亲水性。通过一定的涂布方式将bank材料墨水形成薄膜之后，通过一定的加热程序使疏水性成分与亲水性成分发生相分离，让疏水性成分富集在bank层的上部，而亲水性的部分富集在bank层的下部，来简化bank制备工艺。
虽然工艺简单，但使用PI作为bank层仍然有以下问题：PI层属于多孔结构，容易有溶剂、功能分子残留，水汽氧气渗透，使稳定性变差；加热相分离一致性和重复性较差，难以保证大面积和大批量工业化的均匀性要求；透光率高，相邻像素点容易串扰；最后也是最重要的是，PI上表面疏水性容易受到紫外臭氧或者等离子处理破坏而失去限域效果，而若省去此处理工艺，又会导致底部铺展性差，容易有空洞或漏点。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于喷墨打印的像素界定层，其制备方法包括如下步骤：
步骤S1：准备沉积TFT驱动电路的基板；
步骤S2：沉积位于底部的第一像素界定层；
步骤S3：沉积位于顶部的第二像素界定层。
其中，第一像素界定层的边界应大于第二像素界定层边界1-10 μm。
第一像素界定层的厚度为10-500 nm，第二像素界定层的厚度为0.5-5 μm。
第一像素界定层为亲润性好的材料，以使墨水的接触角小于30°，其所用材料可以为有机材料、一元或多元金属硫化物、碳化硅、氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅等任意一种；
第二像素界定层为亲润性差的材料，以使墨水的接触角大于120°，其所用材料可以为含氟离子或氯离子的低表面能材料，聚酰亚胺（PI）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）为原料制备的超疏水薄膜或具有表面微纳结构的疏水材料中的任意一种。
第一像素界定层和第二像素界定层中至少有一种为不透光材料；至少有一种为绝缘材料。第一像素界定层和第二像素界定层均具有墨水溶剂抗性。
第二像素界定层为正梯形结构，其竖直方向夹角为0-60°
第一像素界定层和第二像素界定层可采用光刻或印刷工艺进行制备。
本发明的有益效果在于：
本发明通过将第一界面层和第二界面层隔离制备，可以大大拓展bank材料的选择范围；此外，第一界面层边界大于第二界面层边界，可以有效避免边界缺陷或者结构对铺展性的影响，提高稳定性，同时也可以有效的调控钉扎点的位置，实现对墨水挥发、流动、干燥的精细控制。
附图说明
图1为本发明基于喷墨打印的像素界定层的制备流程图；
图2为本发明用于沉积像素界定层的带有TFT驱动电路的基板示意图；
图3为本发明在基板上沉积第一像素界定层的示意图；
图4为是本发明在基板上沉积第二像素界定层的示意图。
图中标号说明：100-基板；110-TFT驱动电路；120-第一像素界定层；130-第二像素界定层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例具体说明本发明一种基于基于喷墨打印的像素界定层及其制备方法。本发明提供优选实施例，但不应该被认为仅限于在此阐述的实施例。在图中，为了清楚放大了层和区域的厚度，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。
在此参考图是本发明的理想化实施例的示意图，本发明所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。在本实施例中均以矩形和梯形表示，图中的表示是示意性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。
在下文中，将根据下面的实施例更详细的说明本发明。但是，这些实施例是为了说明起见而给出的，不应该看做是对本发明的范围的限制。
实施例1
一种基于喷墨打印的像素界定层，其具体制备方法为：
第一步，提供一硅基板，在大气环境下，依次通过丙酮、酒精、去离子水超声清洗，干燥，并沉积TFT驱动电路和阳极，如图2；
第二步，利用精细金属掩膜在基板上蒸镀一次100 nm厚的氧化铝作为第一像素界定层，如图3；
第三步，将一定化学剂量比的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚苯乙烯（PS）溶解在四氢呋喃中制成聚合物墨水，然后通过喷墨打印制备图形化bank，静置待四氢呋喃溶剂挥发后，将其浸泡在环己烷中一定时间后取出，自然晾干，得到疏水第二像素界定层，厚度为0.9 μm，如图4。
实施例2
一种基于喷墨打印的像素界定层，其具体制备方法为：
第一步，提供一硅基板，在大气环境下，依次通过丙酮、酒精、去离子水超声清洗，干燥，并沉积TFT驱动电路和阳极，如图2；
第二步，利用精细金属掩膜在基板上溅射一层100 nm厚的氧化铝作为第一像素界定层，如图3；
第三步，将一定化学剂量比的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚苯乙烯（PS）溶解在四氢呋喃中制成聚合物墨水，然后通过喷墨打印制备图形化bank，静置待四氢呋喃溶剂挥发后，将其浸泡在环己烷中一定时间后取出，自然晾干，得到疏水第二像素界定层，厚度为0.9 μm，如图4。
实施例3
一种基于喷墨打印的像素界定层，其具体制备方法为：
第一步，提供一硅基板，在大气环境下，依次通过丙酮、酒精、去离子水超声清洗，干燥，并沉积TFT驱动电路和阳极，如图2；
第二步，利用光刻工艺在基板上沉积一次100 nm厚的氧化铝纳米颗粒作为第一像素界定层，如图3；
第三步，将一定化学剂量比的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚苯乙烯（PS）溶解在四氢呋喃中制成聚合物墨水，然后通过喷墨打印制备图形化bank，静置待四氢呋喃溶剂挥发后，将其浸泡在环己烷中一定时间后取出，自然晾干，得到疏水第二像素界定层，厚度为0.9 μm，如图4。
实施例4
一种基于喷墨打印的像素界定层，其具体制备方法为：
第一步，提供一硅基板，在大气环境下，依次通过丙酮、酒精、去离子水超声清洗，干燥，并沉积TFT驱动电路和阳极，如图2；
第二步，利用光刻工艺在基板上沉积一次100 nm厚的氧化铝纳米颗粒作为第一像素界定层，如图3；
第三步，将具有超疏水超疏油功能、几乎憎各种液体的含氟化合物、含氟聚氨酯和含氟硅氧烷制备的固态涂层沉积到第一像素界定层上，得到疏水第二像素界定层，厚度为0.9 μm，如图4。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：准备沉积TFT驱动电路的基板；
步骤S2：沉积位于底部的第一像素界定层；
步骤S3：沉积位于顶部的第二像素界定层。
2.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层的边界应大于第二像素界定层边界1-10 μm。
3.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层的厚度为10-500 nm，第二像素界定层的厚度为0.5-5 μm。
4.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层为亲润性好的材料，以使墨水的接触角小于30°，其所用材料包括有机材料、一元或多元金属硫化物、碳化硅、氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅中的任意一种；
第二像素界定层为亲润性差的材料，以使墨水的接触角大于120°，其所用材料包括含氟离子或氯离子的低表面能材料，聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯为原料制备的超疏水薄膜或具有表面微纳结构的疏水材料中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层和第二像素界定层中至少有一种为不透光材料。
6.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层和第二像素界定层中至少有一种为绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层和第二像素界定层均具有墨水溶剂抗性。
8.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第二像素界定层为正梯形结构，其竖直方向夹角为0-60°。
9.根据权利要求1所述的基于喷墨打印的像素界定层的制备方法，其特征在于，第一像素界定层和第二像素界定层采用光刻或印刷工艺进行制备。
10.一种如权利要求1-9任意一项方法制得的像素界定层。
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