CN109713167A - 一种像素界定层及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种像素界定层及制备方法与应用，方法包括：提供原始的亲水像素界定层；在所述像素界定层的坝体的侧面上部分制备SiO2薄膜；对所述SiO2薄膜进行处理使其形成SiO2‑OH；将硅烷偶联剂溶液添加至经处理的SiO2薄膜表面，使硅烷偶联剂与SiO2‑OH进行反应形成一层疏水性材料，得到新的像素界定层。本发明在成型的像素界定层上部分沉积上一层SiO2，利用等离子体或UV灯照射处理，在SiO2表面形成SiO2‑OH，接着将配好的硅烷偶联剂溶液喷洒在SiO2表面，与SiO2‑OH反应形成一层疏水性材料，从而获得像素界定层上部分疏水的结构，有效改善喷墨打印墨水的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素界定层及制备方法与应用。
背景技术
喷墨打印技术已经能够应用在发光二极管（LED）显示面板行业，喷墨打印前需要预先在基板上完成像素界定层的制备，喷墨打印过程中，为了能够将打印墨水有效的打印在基板上，以减少咖啡环（coffee ring），减少马朗戈尼流（Marangoni Flow）影响，提高墨水均匀性及分辨率，会对像素界定层进行表面处理，如表面亲疏水性能改善。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种像素界定层及制备方法与应用，旨在解决现有像素界定层的结构，墨水打印上去后均匀性不好的问题。
本发明的技术方案如下：
一种像素界定层的制备方法，其中，包括步骤：
提供原始的亲水像素界定层；
在所述像素界定层的坝体的侧面上部分制备SiO2薄膜；
对所述SiO2薄膜进行处理使其形成SiO2-OH；
将硅烷偶联剂溶液添加至经处理的SiO2薄膜表面，使硅烷偶联剂与SiO2-OH进行反应形成一层疏水性材料，得到新的像素界定层。
所述的像素界定层的制备方法，其中，所述像素界定层的坝体侧面未被疏水性材料覆盖的厚度为0.5-1.5um。
所述的像素界定层的制备方法，其中，所述像素界定层的坝体的厚度为3-5μm。
所述的像素界定层的制备方法，其中，所述SiO2薄膜的厚度为50-500nm。
所述的像素界定层的制备方法，其中，采用等离子体化学气相沉积方法制备所述SiO2薄膜。
所述的像素界定层的制备方法，其中，对所述SiO2薄膜进行等离子体或紫外灯照射处理使其表面形成羟基。
所述的像素界定层的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂溶液中，硅烷偶联剂的体积浓度为2-20%。
所述的像素界定层的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂包括γ- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
一种像素界定层，包括像素界定层，其中，采用如上所述的像素界定层的制备方法制备而成。
一种如上所述的像素界定层的应用，其中，将所述像素界定层用于制备电致发光器件。
有益效果：本发明提供一种像素界定层的制备方法，在成型的像素界定层上部分沉积上一层SiO2，对所述SiO2进行处理，在SiO2表面形成SiO2-OH，接着将配好的硅烷偶联剂溶液喷洒在SiO2表面，反应形成一层疏水性材料，从而获得像素界定层上部分疏水的结构，有效改善喷墨打印墨水的均匀性。
附图说明
图1为本发明提供的原始的像素界定层的结构示意图。
图2为本发明制备的新的像素界定层的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种像素界定层及制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种像素界定层的制备方法较佳实施例，其中，包括步骤：
提供原始的亲水像素界定层；
在所述像素界定层的坝体的侧面上部分制备SiO2薄膜；
对所述SiO2薄膜进行处理使其形成SiO2-OH；
将硅烷偶联剂溶液添加至经处理的SiO2薄膜表面，使硅烷偶联剂与SiO2-OH进行反应形成一层疏水性材料，得到新的像素界定层。
本发明在成型的像素界定层上部分沉积上一层SiO2，对所述SiO2进行处理，在SiO2表面形成SiO2-OH，接着将配好的硅烷偶联剂溶液喷洒在SiO2表面，反应形成一层疏水性材料，从而获得像素界定层上部分疏水、下部分亲水的结构。这种结构改变了像素界定层的润湿特性，在向像素界定层界定的像素区沉积发光单元（包括空穴功能层、发光层和电子功能层）材料时，上部分疏水能够避免溶液流到相邻的像素区，下部分亲水能够改善溶液的表面张力，使溶液能够平整地铺满像素界定层界定的像素区内，从而提高成膜均一性，进而改善器件发光质量，延长使用寿命。
下面通过具体的实施例对上述步骤进行详细说明。
所述提供原始的亲水像素界定层的步骤中，如图1所示，所述原始的亲水像素界定层包括衬底1和设置于衬底1上的坝体2。所述原始的亲水像素界定层可以通过以下步骤制备得到：在备好的衬底1上旋涂一层坝体材料，所述坝体材料可以采用常规的像素界定层材料，旋涂的厚度为3-5μm，覆盖上做好图案的掩膜板，对其进行曝光显影后，获得该图案的像素界定层。所述像素界定层的制备为现有技术，更为具体的制备过程在此不再赘述。
进一步地，在所述衬底上制备所述原始的亲水像素界定层之前，还包括步骤：对所述衬底进行清洗处理，具体清洗过程：将洗剂水溶液喷淋在玻璃表面，经过毛刷刷洗后，进入高压喷淋超纯水中，冲洗玻璃表面，除去玻璃表面的残液，最后将其吹干。
所述在所述像素界定层的坝体的侧面上部分制备SiO2薄膜的步骤中，将所述坝体的侧面水平分为上部分和下部分，在所述坝体的侧面上部分制备一层SiO2薄膜，其制备步骤具体包括：换上已设计好的掩膜板，然后置于等离子体化学气相沉积（PECVD）腔室中，在所述像素界定层的坝体的侧面上部分，采用PECVD方法制备一层SiO2薄膜，所述SiO2薄膜的厚度为50-500nm，所述像素界定层的坝体侧面未被疏水性材料覆盖（即坝体侧面的下部分）的厚度为0.5-1.5um。这个厚度大于空穴、发光、电子等功能层总的厚度。打印墨水时，像素界定层上部分疏水能够避免墨水流到相邻的像素区，下部分亲水能够改善墨水的表面张力，使墨水能够平整地铺满像素界定层界定的像素区内，墨水干燥后，沉积在像素界定层底侧；然后打印下一层墨水时，像素界定层下部分的亲水结构改善了墨水的表面张力，使得墨水能平整地铺满像素区，而上部分亲水能够避免墨水流到相邻的像素区；使得每层结构的溶液均能在上侧疏水、下侧亲水的作用，形成均一的薄膜。
对所述SiO2薄膜进行处理的步骤中，作为其中优选实施例，对所述SiO2薄膜进行等离子体或紫外灯照射处理使其表面形成羟基。其中，所述等离子体处理的工艺参数为：气体为氢气或甲烷，流量10-50sccm，射频功率13.56MHz，射频功率设置范围50-100W，刻蚀时间30-100s，对所述SiO2薄膜等离子体处理的目的：轰击SiO2薄膜表面，以除去弱键，增强SiO2表面活性，促进形成SiO2-OH。
所述UV灯照射处理中，紫外光的波长为190-400nm，该波长范围的紫外光照射SiO2薄膜时，可去除SiO2表面吸附的有机分子，增强SiO2表面活性，促进形成SiO2-OH。UV灯照射处理的时间为20-40min，优选30min。经紫外灯照射处理后，在SiO2薄膜表面形成SiO2-OH。
所述将硅烷偶联剂溶液添加至经处理的SiO2薄膜表面，使硅烷偶联剂与SiO2-OH进行反应形成一层疏水性材料，得到新的像素界定层的步骤中，具体包括步骤：将配制好的硅烷偶联剂溶液采用喷洒方式添加至经处理的SiO2薄膜表面，与SiO2-OH反应形成一层疏水性材料，获得像素界定层上部分比下部分疏水的像素界定层，以解决现有墨水打印上去后均匀性不好的问题。
所述硅烷偶联剂溶液与SiO2-OH反应形成一层疏水性材料的机理为：硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其一端为可水解的基团，这些基团水解时产生硅醇（Si(OH)3），与无机物质反应形成硅氧烷；另一端为有机官能团，类似于表面活性剂的结构。本发明通过使用硅烷偶联剂，硅烷偶联剂可水解的基团端与SiO2表面-OH连接，另一端则为疏水性基团，从而获得一层具有表面疏水性能的材料。
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ- (2，3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。更优选地，所述硅烷偶联剂为KH-550，其化学名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式：H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3。
优选地，所述硅烷偶联剂溶液中，硅烷偶联剂的体积浓度为2-20%，优选5%。
本发明还提供一种像素界定层，其中，采用如上所述的像素界定层的制备方法制备而成。结合图2所示，所述像素界定层包括原始的亲水像素界定层，所述原始的亲水像素界定层包括衬底1和形成于衬底1上的坝体2，其中，还包括像素界定层的坝体2的侧面上部分形成的疏水性材料层3。本发明像素界定层上部分疏水的结构，这种结构改变了像素界定层的润湿特性，在向像素界定层界定的像素区沉积发光单元（包括空穴功能层、发光层和电子功能层）材料时，上部分疏水能够避免溶液流到相邻的像素区，下部分亲水能够改善溶液的表面张力，使溶液能够平整地铺满像素界定层界定的像素区内，从而提高成膜均一性，进而改善器件发光质量，延长使用寿命。
本发明还提供一种如上所述的像素界定层的应用，其中，将所述像素界定层用于制备电致发光器件。
本发明采用上述方法制备得到像素界定层，然后通过喷墨打印的方式制备QLED器件。作为其中一优选实施例，在所述像素界定层所界定的区域内，采用喷墨打印的方法依次沉积空穴注入层（HIL），空穴传输层（HTL），量子点发光层（QD），电子传输层（ETL）以及背电极。本发明制备得到的像素界定层，由于像素界定层的坝体的侧面上具有疏水性，采用喷墨打印方法制备QLED器件时，可以改善墨水均匀性，使所制备的器件性能更加稳定，且工艺简单。
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例像素界定层的制备步骤如下：
1、对ITO玻璃衬底进行清洗，清洗过程：将清洗剂水溶液喷淋在玻璃上下表面，经过毛刷刷洗后，进入高压喷淋超纯水中，冲洗玻璃表面，除去玻璃表面的残液，最后经过80℃风刀室将其吹干；
2、在ITO玻璃衬底上旋涂一层光刻胶，厚度为4μm，覆盖上掩膜板，对其进行曝光显影，形成图1中所示的像素界定层；
3、然后换上已设计好的掩膜板，送到PECVD腔室，真空度达到3×10-4Pa，通入硅烷（SiH4）、笑气（N2O）和氮气（N2），流量分别为45sccm、365sccm和790sccm，射频功率为100W，沉积时间为60s，在像素界定层坝体上侧面上部分沉积一层厚度50nm的SiO2，沉积结束后，将其取出真空腔室；
4、对形成的SiO2薄膜进行紫外灯照射处理30min，在SiO2薄膜表面形成SiO2-OH，然后将配制的体积浓度为5%的硅烷偶联剂溶液喷洒在SiO2表面，从而在像素界定层上部分形成一层疏水性材料，得到图2中所示的新的像素界定层。所述硅烷偶联剂是KH-550，化学名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式：H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3。
实施例2
本实施例像素界定层的制备步骤如下：
1、对ITO玻璃衬底进行清洗，清洗过程：将清洗剂水溶液喷淋在玻璃上下表面，经过毛刷刷洗后，进入高压喷淋超纯水中，冲洗玻璃表面，除去玻璃表面的残液，最后经过80℃风刀室将其吹干；
2、在ITO玻璃衬底上旋涂一层光刻胶，厚度为5μm，覆盖上掩膜板，对其进行曝光显影，形成图1中所示的像素界定层；
3、然后换上已设计好的掩膜板，送到PECVD腔室，真空度达到3×10-4Pa，通入硅烷（SiH4）、笑气（N2O）和氮气（N2），流量分别为45sccm、365sccm和790sccm，射频功率为100W，沉积时间为300s，在像素界定层坝体上侧面上部分沉积一层厚度250nm的SiO2，沉积结束后，将其取出真空腔室；
4、对形成的SiO2薄膜进行紫外灯照射处理20min，在SiO2薄膜表面形成SiO2-OH，然后将配置的体积浓度比为15%的溶液喷洒在SiO2表面，从而在像素界定层上部分形成一层疏水性材料，得到图2中所示的新的像素界定层。所述硅烷偶联剂是KH-550，化学名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式：H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3。
综上所述，本发明提供的一种像素界定层及制备方法与应用，本发明在成型的像素界定层上部分沉积上一层SiO2，利用等离子体或UV灯照射处理，在SiO2表面形成SiO2-OH，接着将配好的硅烷偶联剂溶液喷洒在SiO2表面，与SiO2-OH反应形成一层疏水性材料，从而获得像素界定层上部分疏水的结构，有效改善喷墨打印墨水的均匀性。采用本发明方法制备得到像素界定层，然后通过喷墨打印的方式制备QLED器件，工艺简单，所制备的器件性能更加稳定。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种像素界定层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供原始的亲水像素界定层；
在所述像素界定层的坝体的侧面上部分制备SiO2薄膜；
对所述SiO2薄膜进行处理使其形成SiO2-OH；
将硅烷偶联剂溶液添加至经处理的SiO2薄膜表面，使硅烷偶联剂与SiO2-OH进行反应形成一层疏水性材料，得到新的像素界定层。
2.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述像素界定层的坝体侧面未被疏水性材料覆盖的厚度为0.5-1.5um。
3.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述像素界定层的坝体的厚度为3-5μm。
4.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述SiO2薄膜的厚度为50-500nm。
5.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，采用等离子体化学气相沉积方法制备所述SiO2薄膜。
6.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，对所述SiO2薄膜进行等离子体或紫外灯照射处理使其表面形成羟基。
7.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂溶液中，硅烷偶联剂的体积浓度为2-20%。
8.根据权利要求1所述的像素界定层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ- (2，3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
9.一种像素界定层，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的像素界定层的制备方法制备而成。
10.一种如权利要求9所述的像素界定层的应用，其特征在于，将所述像素界定层用于制备电致发光器件。
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