CN111883692B - 墨滴捕获薄膜、发光器件及其桥连缺陷的修复方法和制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种墨滴捕获薄膜、发光器件及其桥连缺陷的修复方法和制作方法。该墨滴捕获薄膜的薄膜本体表面具有多个密集分布的微凸起，通过对基板上墨水材料的沉积效果进行检测，对检测到有桥连缺陷的像素坑，基于花瓣效应使用墨滴捕获薄膜对发生桥连缺陷的墨滴进行吸附，将其移出像素坑或将其在相邻像素坑之间的部分打断，然后再对像素坑重新进行墨水补充，可以对桥连缺陷进行修复。该桥连缺陷的修复方法，能够在空穴注入层、空穴传输层或发光层的墨水沉积时修复桥连缺陷，避免发光层因下层的桥连缺陷而发生混色，从而提高发光器件的工艺稳定和产品良率。

Description

墨滴捕获薄膜、发光器件及其桥连缺陷的修复方法和制作 方法

技术领域

本发明涉及电致发光技术领域，尤其是涉及一种墨滴捕获薄膜、发光器件及其桥连缺陷的修复方法和制作方法。

背景技术

有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(QLED)等发光器件因其色域广、对比度高、响应迅速、视角大、功耗低等优点，近年来作为下一代显示技术而倍受关注。

发光二极管的结构一般包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极等。其中的空穴注入层、空穴传输层、发光层除了可以使用传统的蒸镀方法来制备外，还可以使用喷墨印刷的方法来制备，具体是：将功能材料溶解到有机溶剂中制成墨水，再用喷墨印刷的方式准确沉积到每一个像素坑中；沉积后，经过减压干燥，使有机溶剂完全挥发，只留下功能材料形成的薄膜，然后再对薄膜进行烘烤，便完成一层功能层的制备；然后，在这一层功能层的基础上，再次进行喷墨印刷、减压干燥和烘烤，制备下一个功能层，直到空穴注入层、空穴传输层和发光层等全部制备完成。

图1为喷墨印刷方法的示意图，其中100为基板，200为喷墨打印头，300为堤坝(像素定义层)，101为A层墨水(A层为空穴注入层或空穴传输层等)，102为A层桥连缺陷。本发明的发明人研究发现，通过喷墨印刷制备高分辨的显示面板时，由于像素密度较高，墨滴落点的偶然偏移或个别墨滴的体积过大常常会导致桥连缺陷，即相邻像素内的墨水融合在了一起。

发生桥连缺陷后，即使经过减压干燥和烘烤，发生桥连缺陷的两个像素内的薄膜(空穴注入层或空穴传输层)依旧是连续的，如图2所示，图2中103为A层薄膜，104为A层桥连缺陷处的连续薄膜。因此在进行下一层的喷墨印刷时，如图3所示，图3中105为B层墨水(B层为空穴传输层或发光层)，106为B层桥连缺陷，即使此时墨滴的体积和位置精度都没有异常，B层墨水105依旧会在A层桥连缺陷处沿着连续薄膜104形成B层桥连缺陷106。

这是由于堤坝300的疏水性质被连续薄膜104改变了。一般情况下，墨水和其下层薄膜之间是润湿的(空穴注入层与阳极也是润湿的)，而与堤坝300之间是不润湿的。墨水和其下层薄膜润湿是为了墨水能够更好地在像素坑内铺展，完全覆盖住像素区域，并形成厚度均匀的薄膜，而与堤坝300不润湿是为了形成较大的接触角，来容纳更多墨水和限制像素坑内墨水的流动。当堤坝300被连续薄膜104(本质上是与墨水润湿性较好的下层薄膜)覆盖，墨水105与堤坝300之间的接触角显著减小，像素坑容纳墨水105的能力下降，并且对墨水105流动的限制也减弱，过多的墨水105沿连续薄膜104溢出，再次形成桥连缺陷。

因此，当空穴传输层发生了桥连缺陷，其上面的发光层也会出现桥连缺陷；当空穴注入层发生了桥连缺陷，其上面的空穴传输层和发光层往往都会出现桥连缺陷。桥连缺陷不仅会影响最终成膜的膜厚、形貌，导致发光二极管的发光效率降低、色坐标偏移，发光层的桥连缺陷还会直接导致混色的发生，降低分辨率，并且严重影响了喷墨印刷器件的工艺稳定和产品良率。

由于很大一部分发光层的桥连缺陷是由空穴注入层和空穴传输层的桥连缺陷导致的，因此若能在空穴注入层和空穴传输层发生桥连缺陷时及时进行修复，可以显著减少最后发光层发生桥连缺陷的数量。

发明内容

基于此，有必要提供一种可用于桥连缺陷修复的墨滴捕获薄膜。

一种墨滴捕获薄膜，包括薄膜本体和设于所述薄膜本体的至少一表面上的微凸起，所述微凸起有多个，多个微凸起在所述薄膜本体的相应表面上密集分布且相邻的所述微凸起之间具有间隙，所述微凸起的径向尺寸及轴向高度均在微米级别。

在其中一个实施例中，所述薄膜本体与所述微凸起为一体成型的结构；和/或

所述墨滴捕获薄膜整体上采用疏水材料制作成型；和/或

多个所述微凸起在所述薄膜本体的表面上呈多行多列的阵列分布；和/或

所述墨滴捕获薄膜整体上为能够进行弯曲的柔性结构。

在其中一个实施例中，各所述微凸起为圆柱状结构且远离所述薄膜本体的一端呈半球状。

在其中一个实施例中，相邻所述微凸起之间的间距大于各所述微凸起的径向尺寸。

在其中一个实施例中，各所述微凸起的径向尺寸在1μm～2μm，轴向高度在2μm～3μm。

在其中一个实施例中，相邻的所述微凸起之间的间距为所述微凸起的径向尺寸的1.4倍～1.6倍。

在其中一个实施例中，所述薄膜本体为长方体结构，长度为150-400μm，宽度为150-400μm，所述薄膜本体与所述微凸起的整体厚度为10μm～15μm。

一种发光器件的桥连缺陷修复方法，包括如下步骤：

在将墨水材料沉积至基板上相应的像素坑中之后，对所述基板上的桥连缺陷情况进行检测；

对于检测到有桥连缺陷的基板，获取所述基板上的桥连缺陷位置，使用上述任一实施例所述的墨滴捕获薄膜的具有所述微凸起的表面对桥连缺陷位置处进行修复，所述修复为将桥连缺陷位置处的墨滴整体带出后再重新沉积所述墨水材料至相应的像素坑内或者将桥连缺陷位置处的位于相邻像素坑之间的墨滴打断。

在其中一个实施例中，所述桥连缺陷的修复方法还包括在修复之后再次检测桥连缺陷，并对获取的桥连缺陷位置进行修复直至检测到所述基板上没有桥连缺陷为止。

在其中一个实施例中，所述沉积方式为喷墨打印。

在其中一个实施例中，所述桥连缺陷修复方法还包括将吸附有墨滴的所述墨滴捕获薄膜弯曲以释放所述墨滴的步骤。

一种发光器件的制作方法，包括如下步骤：

在制作发光器件的至少一功能层和/或电极层时，采用上述任一实施例所述的桥连缺陷修复方法对所述功能层和/或所述电极层的墨水材料的沉积效果进行检测，并对检测到的桥连缺陷位置进行修复，制得结构具有基板、电极层和功能层的所述发光器件。

在其中一个实施例中，所述发光器件为OLED器件或QLED器件；和/或

所述发光器件为顶发射器件、底发射器件或双面发射器件。

一种发光器件，采用上述制作方法制作得到。

上述墨滴捕获薄膜的薄膜本体表面具有多个密集分布的微凸起，基于花瓣效应(Petal Effect)，当墨滴捕获薄膜的微凸起接触到墨滴时，墨水部分会渗入微凸起之中，使得墨滴与墨滴捕获薄膜的接触面积显著增加，带来了更大的分子间作用力和范德华力，让墨滴被吸附在墨滴捕获薄膜上。

优选地，墨滴捕获薄膜呈疏水性，吸附墨滴之后，墨滴能够继续维持球状，不会扩散开来。当需要释放墨滴捕获薄膜上的墨滴时，可以将墨滴捕获薄膜进行弯曲，则与墨滴接触的微凸起会显著减少，导致对墨滴的吸附作用减弱，墨滴在重力的作用下滴落。

通过对基板上墨水材料的沉积效果进行检测，对检测到有桥连缺陷的像素坑，基于花瓣效应使用墨滴捕获薄膜对发生桥连缺陷的墨滴进行吸附，将其移出像素坑(吸附整个墨滴)或将其在相邻像素坑之间的部分打断(吸附部分墨滴)，然后再对像素坑重新进行墨水补充，可以对桥连缺陷进行修复。该桥连缺陷的修复方法，能够在空穴注入层、空穴传输层或发光层的墨水沉积时修复桥连缺陷，避免发光层因下层的桥连缺陷而发生混色，从而提高发光器件的工艺稳定和产品良率。

附图说明

图1至图3为喷墨打印制作功能层时，桥连缺陷的形成过程示意图。

图4为本发明一实施例的墨滴捕获薄膜的结构示意图。

图5为图4所示墨滴捕获薄膜的弯曲示意图。

图6至图13为喷墨打印制作功能时，使用墨滴捕获薄膜对桥连缺陷进行修复的过程示意图。

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，当一个元件被认为是“连接”、“设于”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。

请结合图4和图5，本发明一实施例提供了一种墨滴捕获薄膜10，其包括薄膜本体11和设于薄膜本体11的至少一表面上的微凸起12。微凸起12有多个，多个微凸起12在薄膜本体11的相应表面上密集分布且相邻的微凸起12之间具有间隙。微凸起12的径向尺寸及轴向高度均在微米级别。本文所述的径向尺寸即在平行于薄膜本体11表面方向的尺寸，轴向高度为垂直于薄膜本体11表面方向上的高度。

在一个具体的示例中，薄膜本体11与微凸起12为一体成型的结构，其可以采用但不限于软光刻技术，可以利用但不限于SU-8模具成型。

多个微凸起12在薄膜本体11的表面上可以呈但不限于多行多列的阵列分布。优选地，墨滴捕获薄膜10整体上采用疏水材料制作成型，例如可以采用但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)制作。疏水的墨滴捕获薄膜10吸附墨滴之后，墨滴能够继续保持球状，不会扩散开来。

进一步优选地，墨滴捕获薄膜10整体上为能够进行弯曲的柔性结构。当墨滴捕获薄膜10吸附墨滴之后，需要释放墨滴时，通过弯曲墨滴捕获薄膜10，可以减少吸附的墨滴与墨滴捕获薄膜10之间的接触面积，降低分子间内的作用力，吸附的墨滴在自重的作用下，会滴落下来。

在一个具体示例中，各微凸起12为圆柱状结构且远离薄膜本体11的一端呈半球状。各微凸起12的径向尺寸在1μm～2μm，轴向高度在2μm～3μm。优选地，相邻微凸起12之间的间距大于各微凸起12的径向尺寸，这样有利于墨水快速渗入相邻微凸起12之间。进一步优选地，相邻的微凸起12之间的间距为微凸起12的径向尺寸的1.4倍～1.6倍。

墨滴捕获薄膜10的整体尺寸可以根据像素尺寸来确定，例如在一个具体示例中，薄膜本体11为长方体结构，长度为150-400μm，例如为200μm，宽度为150-400μm，例如为200μm。薄膜本体11与微凸起12的整体厚度为10μm～15μm。

墨滴捕获薄膜10对墨滴的吸附是基于花瓣效应(Petal Effect)：当墨滴捕获薄膜10的微凸起12接触到墨滴，墨水部分渗入微凸起12之中，使得墨滴与墨滴捕获薄膜10的接触面积显著增加，带来了更大的分子间作用力和范德华力，让墨滴吸附在墨滴捕获薄膜10上。采用疏水性的材料制作，墨滴能够继续维持球状，不会扩散开来。当需要释放墨滴捕获薄膜10上的墨滴时，可以将墨滴捕获薄膜10进行弯曲，则与墨滴接触的微凸起12会显著减少，导致对墨滴的吸附作用减弱，墨滴在重力的作用下滴落。释放时，墨滴捕获薄膜10的弯曲角度可根据墨水密度、张力和墨滴大小进行具体设计优化。

本发明还提供了一种发光器件的桥连缺陷修复方法，其包括如下步骤：

在将墨水材料沉积至基板上相应的像素坑中之后，对基板上的桥连缺陷情况进行检测；

对于检测到有桥连缺陷的基板，获取基板上的桥连缺陷位置，使用上述墨滴捕获薄膜的具有微凸起的表面对桥连缺陷位置处进行修复，所述修复是指将桥连缺陷位置处的墨滴整体带出后再重新沉积墨水材料至相应的像素坑内或者将桥连缺陷位置处的位于相邻像素坑之间的墨滴打断。

进一步，该桥连缺陷的修复方法还包括在修复之后再次检测桥连缺陷，并对获取的桥连缺陷位置进行修复直至检测到基板上没有桥连缺陷为止。

所述墨水材料可以是但不限于空穴注入材料墨水、空穴传输材料墨水、发光材料墨水、电子传输材料墨水和电极墨水等可喷墨打印的墨水中的至少一种，也即，可以在空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电极等喷墨打印层中至少一层的制作过程中，对桥连缺陷进行检测，并使用上述方法进行修复。例如，对于先制作空穴注入层的器件，优先对先制作的空穴注入层就进行桥连缺陷的检测和修复，再对空穴注入层之上的空穴传输层进行桥连缺陷的检测和修复，最后也可以对空穴传输层之上的发光层进行桥连缺陷的检测和修复。对于空穴注入层与空穴传输层优选之一或者都没有的器件，也可以对优选之一的层和/或发光层进行桥连缺陷的检测和修复。

该桥连缺陷修复方法优选是针对喷墨打印的沉积方式制作的功能层进行的，可以降低或消除因喷墨打印工艺因素或其他因素导致的桥连缺陷的产生，提高制得的产品的良率。

请参考图6至图13，图中：1为基板，2为喷墨打印头，3为堤坝(像素定义层、像素界定层)，401为A层墨水(A层为空穴注入层或空穴传输层)，402为A层薄膜，501为A层桥连缺陷，502为A层墨滴，601为B层墨水(B层为空穴传输层或发光层)，9为光学检测装置，10为墨滴捕获薄膜，11为弯曲机构，12为墨滴收集装置。利用墨滴捕获薄膜10与墨滴之间的吸附作用，将发生桥连缺陷的墨滴部分地(或者完全地)从像素坑内带出，然后再对像素坑重新进行墨水的填充，实现对桥连缺陷进行修复。

在一个更具体的示例中，该桥连缺陷修复方法的修复过程可参考但不限于如下：

S1、喷墨印刷过程中发生了桥连缺陷，即相邻像素内的墨水融合在了一起，如图6所示；

S2、利用光学检测装置9对基板进行检查，找到A层桥连缺陷501的位置，如图7所示；

S3、使用墨滴捕获薄膜10对A层桥连缺陷501的墨滴进行吸附，并将其带出像素坑，即A层墨滴502，如图8-图9所示；

S4、通过弯曲机构11对墨滴捕获薄膜10进行弯曲，使得原本被吸附的A层墨滴502被释放到墨滴收集装置12中，如图10所示；

S5、利用喷墨打印头2在原本发生A层桥连缺陷501的位置重新打印A层墨水401，如图11所示；

S6、对整个基板进行干燥，得到如图12所示的A层薄膜402，然后再在此基础上进行B层的喷墨打印，B层墨水601便不会在原有位置重复发生桥连缺陷，如图13所示。

该桥连缺陷修复方法，可以用于但不限于OLED器件或QLED器件的制作过程中，最终能够有效减少发光层发生混色的概率，从而提高喷墨印刷器件的工艺稳定和产品良率。

进一步，本发明还提供了一种发光器件的制作方法，其包括如下步骤：

在制作发光器件的至少一功能层和/或电极层时，采用上述桥连缺陷修复方法对所述功能层和/或远离基板的电极层的墨水材料的沉积效果进行检测，并对检测到的桥连缺陷位置进行修复，制得结构具有基板、电极层和功能层的所述发光器件。

除对使用喷墨打印等方法沉积墨水材料制作相应的层之外，还可以采用其他常规的制作方法和材料制作非墨水沉积的层，例如可以采用蒸镀方法制作电极等。

该发光器件可以是OLED器件或QLED器件。发光器件可以进一步为顶发射器件、底发射器件或双面发射器件。

当空穴传输层发生了桥连缺陷，其上面的发光层也会出现桥连缺陷；当空穴注入层发生了桥连缺陷，其上面的空穴传输层和发光层也都会出现桥连缺陷。桥连缺陷不仅会影响最终成膜的膜厚、形貌，导致有机发光二极管的发光效率降低、色坐标偏移，发光层的桥连缺陷还会直接导致混色的发生，严重影响喷墨印刷器件的工艺稳定和产品良率。

该发光器件的电极层包括底电极和顶电极，当底电极发生了桥连缺陷，会使层叠于底电极上的功能层，尤其是发光层出现桥连缺陷，采用上述桥连缺陷修复方法能够避免发光层因下层的桥连缺陷而发生混色，从而提高发光器件的工艺稳定和产品良率。

上述墨滴捕获薄膜10的薄膜本体11表面具有多个密集分布的微凸起12，当墨滴捕获薄膜10的微凸起12接触到墨滴时，墨水部分会渗入微凸起12之中，使得墨滴与墨滴捕获薄膜10的接触面积显著增加，带来了更大的分子间作用力和范德华力，让墨滴被吸附在墨滴捕获薄膜10上。墨滴捕获薄膜10优选呈疏水性，吸附墨滴之后，墨滴能够继续维持球状，不会扩散开来。当需要释放墨滴捕获薄膜10上的墨滴时，可以将墨滴捕获薄膜10进行弯曲，则与墨滴接触的微凸起会显著减少，导致对墨滴的吸附作用减弱，墨滴在重力的作用下滴落。通过对基板上墨水材料的沉积效果进行检测，对检测到有桥连缺陷的像素坑，基于花瓣效应使用墨滴捕获薄膜对发生桥连缺陷的墨滴进行吸附，将其移出像素坑(吸附整个墨滴)或将其在相邻像素坑之间的部分打断(吸附部分墨滴)，然后再对像素坑重新进行墨水补充，可以对桥连缺陷进行修复。该桥连缺陷的修复方法，能够在空穴注入层、空穴传输层或发光层的墨水沉积时修复桥连缺陷，减少或避免发光层因下层的桥连缺陷而发生混色的情况，从而提高发光器件的工艺稳定和产品良率。

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 (14)

1.一种墨滴捕获薄膜，其特征在于，包括薄膜本体和设于所述薄膜本体的至少一表面上的微凸起，所述微凸起有多个，各所述微凸起为圆柱状结构且远离所述薄膜本体的一端呈半球状，多个微凸起在所述薄膜本体的相应表面上密集分布且相邻的所述微凸起之间具有间隙，所述微凸起的径向尺寸及轴向高度均在微米级别；所述墨滴捕获薄膜整体上为能够进行弯曲的柔性结构。

2.如权利要求1所述的墨滴捕获薄膜，其特征在于，所述薄膜本体与所述微凸起为一体成型的结构；和/或

所述墨滴捕获薄膜整体上采用疏水材料制作成型；和/或

多个所述微凸起在所述薄膜本体的表面上呈多行多列的阵列分布。

3.如权利要求1所述的墨滴捕获薄膜，其特征在于，相邻所述微凸起之间的间距大于各所述微凸起的径向尺寸。

4.如权利要求1～3中任一项所述的墨滴捕获薄膜，其特征在于，各所述微凸起的径向尺寸在1μm～2μm，轴向高度在2μm～3μm。

5.如权利要求4所述的墨滴捕获薄膜，其特征在于，相邻的所述微凸起之间的间距为所述微凸起的径向尺寸的1.4倍～1.6倍。

6.如权利要求1～3及5中任一项所述的墨滴捕获薄膜，其特征在于，所述薄膜本体为长方体结构，长度为150-400μm，宽度为150-400μm，所述薄膜本体与所述微凸起的整体厚度为10μm～15μm。

7.一种发光器件的桥连缺陷修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

在将墨水材料沉积至基板上相应的像素坑中之后，对所述基板上的桥连缺陷情况进行检测；

对于检测到有桥连缺陷的基板，获取所述基板上的桥连缺陷位置，使用墨滴捕获薄膜的具有微凸起的表面对桥连缺陷位置处进行修复，所述修复为将桥连缺陷位置处的墨滴整体带出后再重新沉积所述墨水材料至相应的像素坑内或者将桥连缺陷位置处的位于相邻像素坑之间的墨滴打断；

所述墨滴捕获薄膜包括薄膜本体和设于所述薄膜本体的至少一表面上的微凸起，所述微凸起有多个，多个微凸起在所述薄膜本体的相应表面上密集分布且相邻的所述微凸起之间具有间隙，所述微凸起的径向尺寸及轴向高度均在微米级别。

8.如权利要求7所述的桥连缺陷的修复方法，其特征在于，使用权利要求1～6中任一项所述的墨滴捕获薄膜的具有微凸起的表面对桥连缺陷位置处进行修复。

9.如权利要求7所述的桥连缺陷的修复方法，其特征在于，还包括在修复之后再次检测桥连缺陷，并对获取的桥连缺陷位置进行修复直至检测到所述基板上没有桥连缺陷为止。

10.如权利要求7所述的桥连缺陷修复方法，其特征在于，所述沉积方式为喷墨打印。

11.如权利要求7～10中任一项所述的桥连缺陷修复方法，其特征在于，还包括将吸附有墨滴的所述墨滴捕获薄膜弯曲以释放所述墨滴的步骤。

12.一种发光器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在制作发光器件的至少一功能层和/或电极层时，采用如权利要求7～11中任一项所述的桥连缺陷修复方法对所述功能层和/或所述电极层的墨水材料的沉积效果进行检测，并对检测到的桥连缺陷位置进行修复，制得结构具有基板、电极层和功能层的所述发光器件。

13.如权利要求12所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述发光器件为OLED器件或QLED器件；和/或

所述发光器件为顶发射器件、底发射器件或双面发射器件。

14.一种发光器件，其特征在于，采用如权利要求12或13所述的制作方法制作得到。

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