CN110098220A - 像素界定结构及发光器件的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素界定结构及发光器件的制作方法，该制作方法，先在第一像素界定层上制作盲孔，然后制作第二像素界定层，使其覆盖第一像素界定层的上表面以及盲孔的孔壁和孔底，由于位于盲孔孔底的第二像素界定层在一个平面上，只需要将通过相同工艺一步除去盲孔下方的第二像素界定层及第一像素界定层，并且不影响像素电极和第一像素界定层的性能，便于制备高分辨率的像素限定层结构，同时降低了刻蚀工艺的难度，从而降低了刻蚀工艺的成本。

Description

像素界定结构及发光器件的制作方法

技术领域

本发明涉及显示器件领域，特别是涉及一种像素界定结构及发光器件的制作方法。

背景技术

OLED等发光器件由于具有自发光、视角广、对比度高、低功耗等优点，被应用于新一代手机屏幕、电脑显示器、全彩电视等领域，受到人们的广泛关注。

目前，该类发光器件的各膜层主要通过蒸镀工艺制备，即在真空腔体内加热有机小分子材料，使其气化，通过金属掩膜板在玻璃基板上形成功能膜层。但由于真空蒸镀设备昂贵，且无法制备大尺寸的器件，因而限制了该类发光器件的大规模使用。

喷墨打印技术是制备该类发光器件各膜层的另一途径，其具有材料利用率高、无须受到大尺寸金属掩膜板限制等优点，是实现低成本制备大尺寸该类发光显示器的关键技术。此方法是用多个喷嘴将功能材料墨水滴入设定的像素区域，溶剂挥发后实现薄膜图形化，因而无须金属掩膜板图形化。

为了将像素的显示区图案化，喷墨打印工艺需要在阳极表面制备像素界定层(bank)。像素界定层上有众多的像素坑作为墨水的“容器”，每个像素坑对应于一个像素。对高分辨率的印刷显示器件来说，为提高分辨率，像素坑之间具有较近的距离。然而，这容易导致喷墨打印时相邻的像素坑中内的墨水发生桥接，造成混色，影响显示效果。

发明内容

基于此，有必要针对高分辨率的印刷显示器件中相邻的像素坑中内的墨水容易发生桥接的问题，提供一种像素界定结构及发光器件的制作方法。

一种像素界定结构的制作方法，包括如下步骤：

采用亲液性材料在具有图案化的像素电极的基板上制作第一像素界定层；

在所述第一像素界定层上对应所述像素电极的图案区域制作多个盲孔；

采用疏液性材料在所述第一像素界定层上制作第二像素界定层，使所述第二像素界定层覆盖所述第一像素界定层的上表面以及所述盲孔的孔壁和孔底；

去除所述盲孔下部的所述第二像素界定层及所述第一像素界定层，形成贯穿至所述像素电极的像素坑。

在其中一个实施例中，所述盲孔的深度为所述第一像素界定层的厚度的20％～80％。

在其中一个实施例中，所述盲孔的尺寸从孔底至孔口逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述第一像素界定层的厚度为0.5μm～2.5μm，所述第二像素界定层的厚度为0.05μm～0.2μm。

在其中一个实施例中，所述疏液性材料为超疏水材料。

在其中一个实施例中，所述超疏水材料为聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷或全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯。

在其中一个实施例中，在所述第一像素界定层上制作所述盲孔的方法为半曝光或纳米压印。

在其中一个实施例中，在所述第一像素界定层上制作第二像素界定层的方法为通过等离子增强化学气相沉积法在所述第一像素界定层上镀制一层表面粗糙的疏液性材料。

在其中一个实施例中，去除所述盲孔下部的所述第二像素界定层及所述第一像素界定层的方式为机械剥离、激光剥离或刻蚀。

一种发光器件的制作方法，包括如下步骤：

按照上述任一实施例所述的像素界定结构的制作方法制作获得所述像素界定结构；

在所述像素坑内制作发光功能层；

在所述发光功能层和所述第二像素界定层上制作顶电极层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

上述的像素界定结构的制作方法所制作的像素界定结构，第一像素界定层的上表面以及像素坑的侧壁的上部覆盖有第二像素界定层，第二像素界定层由疏液性材料制成，这样，喷墨打印时，墨水很容易流入像素坑中，不会残留在像素界定结构的上表面，可以避免相邻的像素坑内的墨水发生桥接、造成混色而影响显示效果的问题。覆盖在像素坑的侧壁的上部的第二像素界定层，在喷墨打印时可以更好地引导墨水流入像素坑中，并且防止像素坑中的墨水流出像素坑或在像素坑之外的区域(如位于第一像素界定层的上表面上的第二像界定层)残留。另外，第一像素界定层由亲液性材料制成，可以提高印刷工艺墨水沉积在此区域后的铺展性，从而形成均匀液膜，提升器件的性能。

对于上述的像素界定结构，传统的制作方法通过覆盖光阻来定义刻蚀图案，由于匀胶机无法在侧壁上形成均匀的光阻层，所以通过覆盖光阻的方法很难在有机堤坝的侧壁上定义刻蚀图案。即使通过其他工艺在侧壁上覆盖均匀的光阻层，由于刻蚀时不同方向的速率可控性较差，在对像素坑的底部和侧面的第二像素界定层进行刻蚀时，也很难保证能够同时均匀地刻蚀掉像素坑底部和侧面的第二像素界定层得到所需要的图案并且不会对第一像素界定层及像素电极造成影响。

鉴于此，本发明提供一种像素界定结构的制作方法，先通过半曝光工艺在第一像素界定层上制作盲孔，通过控制盲孔的深度，可以控制第二像素界定层覆盖的高度，然后制作第二像素界定层，使其覆盖第一像素界定层的上表面以及盲孔的孔壁和孔底，由于位于盲孔孔底的第二像素界定层在一个平面上，只需要将通过相同工艺一步除去盲孔下方的第二像素界定层及第一像素界定层，即可得到所需图案。本发明的像素界定结构的制作方法，能一步直接除去盲孔下方的第二像素界定层及第一像素界定层，并且不影响像素电极和第一像素界定层的性能，便于制备高分辨率的像素限定层结构，同时降低了刻蚀工艺的难度，从而降低了刻蚀工艺的成本。

附图说明

图1为一实施方式的像素界定结构的制作方法所制作的像素界定结构的结构示意图；

图2为图1中的像素界定结构的制作过程中的像素电极及第一像素界定层的制作结构示意图；

图3为图1中的像素界定结构的第一像素界定层上盲孔的制作结构示意图；

图4为图1中的像素界定结构的第二像素界定层的制作结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

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。

请参见图1，一种像素界定结构100，用于设在具有图案化的像素电极120的基板110上，像素界定结构100包括第一像素界定层130和第二像素界定层140。

其中，基板110上具有驱动TFT阵列，用于驱动发光元器件，实现图像显示。其中，基板110可以是玻璃基板或柔性基板，刚性基板可以是陶瓷材质或各类玻璃材质等。柔性基板可以是聚酰亚胺薄膜(PI)及其衍生物、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)或二亚苯基醚树脂等。TFT阵列可以包括非晶硅TFT阵列、多晶TFT阵列以及金属氧化物TFT阵列等。

像素电极120可以称为底电极，像素电极120呈图案化设置在基板110上，并通过连接孔与驱动TFT阵列连接。像素电极120的图案化的处理过程可以由光刻工艺实现。

第一像素界定层130设在基板110及像素电极120上，第一像素界定层130上对应像素电极120的图案区域的位置设有贯穿至像素电极120的像素坑150。第一像素界定层130的厚度可以为0.5～2.5μm，其由亲液性材料制成，如可以是由含有超亲水基团的材料制成，以保证印刷工艺墨水沉积在此区域后具有良好的铺展性，从而形成均匀液膜。其中，亲液性主要指液体易于在亲液性材料制成的固体表面铺展的性能。如果液体是水，亲液性指的就是亲水性。

第二像素界定层140覆盖第一像素界定层130的上表面以及像素坑150的侧壁的上部。在一个实施例中，像素坑150由第二像素界定层140覆盖的部分的开口尺寸沿开口方向逐渐增大。可选地，第二像素界定层140的厚度为0.05～0.2μm，像素坑150由第二像素界定层140覆盖的部分的深度为第一像素界定层130的厚度的20％～80％。第二像素界定层140由疏液性材料制成。疏液性主要指液体不易在疏液性材料制成的固体表面铺展的性能。如果液体是水，疏液性指的就是疏水性。优选地，第二像素界定层140由超疏水材料制成，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(PPFEMA)等。

上述的像素界定结构100，第一像素界定层130的上表面以及像素坑150的侧壁的上部覆盖有第二像素界定层140，这样，喷墨打印时，墨水很容易流入像素坑150中，不会残留在像素界定结构的上表面，可以避免相邻的像素坑150内的墨水发生桥接、造成混色而影响显示效果的问题。另外，第一像素界定层130由亲液性材料制成，可以提高印刷工艺墨水沉积在此区域后的铺展性，从而形成均匀液膜，提升器件的性能。

对于上述的像素界定结构100，传统的制作方法通过覆盖光阻来定义刻蚀图案，由于匀胶机无法在侧壁上形成均匀的光阻层，所以通过覆盖光阻的方法很难在有机堤坝的侧壁上定义刻蚀图案。即使通过其他工艺在侧壁上覆盖均匀的光阻层，由于刻蚀时不同方向的速率可控性较差，在对像素坑的底部和侧面的第二像素界定层140进行刻蚀时，也很难保证能够同时均匀地刻蚀掉像素坑底部和侧面的第二像素界定层140得到所需要的图案并且不会对第一像素界定层130及像素电极110造成影响。

鉴于此，本发明提供一种像素界定结构100的制作方法，包括如下步骤：

步骤S1，请进一步结合图2，采用亲液性材料在具有图案化的像素电极120的基板110上制作第一像素界定层130。

第一像素界定层130由亲液性的有机材料制成，第一像素界定层130的制作方式可以是但不限于涂布并进行预烘的方式，厚度可以是但不限于0.5～2.5μm。

步骤S2，请进一步结合图3，在第一像素界定层130上对应像素电极120的图案区域的位置制作多个盲孔160。

在一个实施例中，使盲孔160的尺寸从孔底至孔口逐渐增大。

此步骤中，制作盲孔160，意即开孔没有贯穿第一像素界定层130。具体地，可以根据墨水钉扎点位置的需要，调节曝光量，控制盲孔160的深度。可选地，盲孔160的深度为第一像素界定层130的厚度的20％～80％。可选地，在第一像素界定层130上制作盲孔160可以通过半曝光、显影实现，也可以纳米压印技术实现。

步骤S3，请进一步结合图4，采用疏液性材料在第一像素界定层130上制作第二像素界定层140，使第二像素界定层140覆盖第一像素界定层130的上表面以及盲孔160的孔壁和孔底。

第二像素界定层140由疏液性材料制成，优选地，第二像素界定层140由超疏水材料制成。在第一像素界定层130上制作第二像素界定层140的方法可以是但不限于通过等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在第一像素界定层130上镀制一层表面粗糙的疏液性材料，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(PPFEMA)等。第二像素界定层140的厚度可以是但不限于0.05～0.2μm

步骤S4，去除盲孔160下方的第二像素界定层140及第一像素界定层130，形成贯穿至像素电极120的像素坑，即可得图1中的像素限定结构。

去除盲孔160下方的第二像素界定层140及第一像素界定层130可以通过机械剥离、激光剥离或刻蚀等方式实现。

本发明的制作方法先在第一像素界定层130上制作盲孔160，通过控制盲孔160的深度，可以控制第二像素界定层140覆盖的高度，然后制作第二像素界定层140，使其覆盖第一像素界定层130的上表面以及盲孔160的孔壁和孔底，由于位于盲孔160孔底的第二像素界定层140在一个平面上，只需要将通过相同工艺一步除去盲孔160下方的第二像素界定层140及第一像素界定层130，即可得到所需图案。本发明的像素界定结构100的制作方法，能一步直接除去盲孔160下方的第二像素界定层140及第一像素界定层130，并且不影响像素电极110和第一像素界定层130的性能，便于制备高分辨率的像素限定结构，同时降低了刻蚀工艺的难度，从而降低了刻蚀工艺的成本。

如不采用半曝光工艺保留盲孔160底部第一像素界定层130，后续除去第二像素界定层140时，需要同时除去盲孔160底部和盲孔160侧壁的第二像素界定层140，由于这两部分的第二像素界定层140厚度很难一致，用相同工艺一步去除时，会导致无法完全去除或者破坏了像素电极110和第一像素界定层130，进而影响后续的成膜性能和器件的整体性能。

进一步，本实施方式还提供一种发光器件的制作方法，包括以下步骤：

按照上述任一实施例的像素界定结构的制作方法制作获得像素界定结构100；

在像素坑150内制作发光功能层；

在发光功能层和第二像素界定层140上制作顶电极层。

其中，像素界定结构100设在具有图案化的像素电极的基板上。

发光功能层设在像素坑150内，在一个实施例中，发光功能层的高度不超过第二像素界定层140覆盖的位置。在本实施方式中，发光功能层可以为有机电致发光功能层，至少包含发光层即可。发光层可以为一层或多层功能薄膜层。优选地，发光功能层包括依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、激子限定层、空穴阻挡层和电子注入层。在其他实施方式中，发光功能层还可以为量子点发光功能层或者有机电致发光功能层和量子点发光功能层相结合形成的混合发光功能层。

顶电极层覆盖在发光功能层和第二像素界定层140上。

在本实施方式中，发光器件为顶发射发光器件，像素电极110为铝、银、镁银合金和铝银合金等材质制作形成的金属导电膜层；顶电极可以为ITO、IZO、AZO等材质制作形成的金属氧化物导电膜层，呈透明态，也可以为石墨烯、导电聚合物等材质制作形成的有机导电膜层。

在其他实施方式中，发光器件还可以为底发射发光器件，像素电极110可为ITO、IZO、AZO等材质制作形成的金属氧化物导电膜层，也可以为石墨烯、导电聚合物等材质制作形成的有机导电膜层；顶电极可以为铝、银、镁银合金和铝银合金等材质制作形成的金属导电膜层。

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 (10)

1.一种像素界定结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用亲液性材料在具有图案化的像素电极的基板上制作第一像素界定层；

在所述第一像素界定层上对应所述像素电极的图案区域制作多个盲孔；

采用疏液性材料在所述第一像素界定层上制作第二像素界定层，使所述第二像素界定层覆盖所述第一像素界定层的上表面以及所述盲孔的孔壁和孔底；

去除所述盲孔下部的所述第二像素界定层及所述第一像素界定层，形成贯穿至所述像素电极的像素坑。

2.如权利要求1所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，所述盲孔的深度为所述第一像素界定层的厚度的20％～80％。

3.如权利要求1所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，所述盲孔的尺寸从孔底至孔口逐渐增大。

4.如权利要求1所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，所述第一像素界定层的厚度为0.5μm～2.5μm，所述第二像素界定层的厚度为0.05μm～0.2μm。

5.如权利要求1所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，所述疏液性材料为超疏水材料。

6.如权利要求5所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，所述超疏水材料为聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷或全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯。

7.如权利要求1～6任一项所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，在所述第一像素界定层上制作所述盲孔的方法为半曝光或纳米压印。

8.如权利要求1～6任一项所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，在所述第一像素界定层上制作第二像素界定层的方法为通过等离子增强化学气相沉积法在所述第一像素界定层上镀制一层表面粗糙的疏液性材料。

9.如权利要求1～6任一项所述的像素界定结构的制作方法，其特征在于，去除所述盲孔下部的所述第二像素界定层及所述第一像素界定层的方式为机械剥离、激光剥离或刻蚀。

10.一种发光器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照权利要求1～9任一项所述的像素界定结构的制作方法制作获得所述像素界定结构；

在所述像素坑内制作发光功能层；

在所述发光功能层和所述第二像素界定层上制作顶电极层。