CN113517417A - 有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置。所述方法包括如下步骤：提供带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层溶液；将溶液中的溶剂蒸发，使溶质在成核位点上成膜；继续生长发光层、电子传输层以及阴极，形成有机发光显示装置。上述技术方案未采用热蒸发制备空穴传输层。不仅可以节约成本，简化工艺，还适用于柔性衬底，可用于柔性显示，可穿戴设备等。

Description

有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置。
背景技术
半个世纪前，阴极射线管(CRT)的出现加速了视频显示器的发展。随后，液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)应运而生。相比于LCD，OLED具有自发射、高对比度、宽视角、快速响应等优点，吸引了人们大量的关注。特别地，OLED可以直接在柔性衬底上制备，进而实现全彩化，这使得OLED可以运用于TV、电脑、手机、VR等设备。但是由于光刻工艺与有机材料不兼容，且有机材料暴露于水、氧、显影液等易变性。目前商业化的OLED显示通常是采用真空蒸镀的方法，然而使用真空蒸镀得到的材料沉积不均匀，结晶性控制困难，而且对掩膜板精度要求高，使得掩膜板制备复杂且价格昂贵。旋涂法具有溶液法成膜的优势，但溶液在旋涂的过程中容易浪费，不太适合制备大面积器件。近些年，使用喷墨打印的方法也逐渐普及，相比于旋涂法减少了材料的浪费，且可实现全彩打印，然而其良率较低、像素间存在串扰。另外，使用压印技术也可以得到亚微米图案，但是压印技术造成材料不均匀，容易产生缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置，可以节约成本，简化工艺，还可以在柔性衬底上制备，可用于柔性显示，可穿戴设备等。
为了解决上述问题，本发明提供了一种有机发光显示装置的制备方法，包括如下步骤：提供带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层溶液；将溶液中的溶剂蒸发，使溶质在成核位点上成膜，形成空穴传输层；继续生长发光层、电子传输层以及阴极，形成有机发光显示装置。
可选的，所述小分子空穴传输层溶液是将小分子空穴传输层材料溶解在醇类、烷类、或胺类试剂中形成。所述试剂选自于甲醇、三氯甲烷、以及二甲基甲酰胺的一种或其混合物。
可选的，所述小分子空穴传输层材料选自于咔唑类、有机胺类和丁二烯类化合物中的一种或其混合物。所述小分子空穴传输层材料选自于NPB、PVK和TAPC的一种或其混合物。
可选的，形成小分子空穴传输层溶液的方法选自于滴涂和刮涂中的一种。所述滴涂为将有机分子溶液以液滴的形式落在衬底上，液滴以零接触角向周围边扩散边蒸发。所述刮涂为剪切力诱导溶液生长，将刮刀以一定倾斜角度将溶液落在金属成核为点。
可选的，所述将溶液中的溶剂蒸发的步骤，是将衬底加热以促进溶剂的挥发。为了解决上述问题，本发明提供了一种有机发光显示装置，包括：带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层；覆盖所述薄膜的发光层、电子传输层以及阴极；利用薄膜晶体管驱动制备得到的有机发光器件，实现有机发光显示。
上述技术方案未采用热蒸发制备空穴传输层。通过滴涂和刮涂的方式，将薄膜晶体管(TFT)电极作为成核位点，通过选择性区域生长微米/纳米尺寸的小分子空穴传输层，成膜速度更快，电极直接在生长中起作用，并可直接生长成器件阵列，且薄膜均匀性高。根据不同的表面能分布，在图案化的微电极之间或之上，可控地制造图案化的高度结晶甚至单晶膜/阵列。该技术不仅可以节约成本，简化工艺，还可以在柔性衬底上制备，可用于柔性显示，可穿戴设备等。
附图说明
附图1所示是本发明一具体实施方式所述方法的实施步骤示意图。
附图2A至附图2D所示是本发明一具体实施方式所述方法的工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置的具体实施方式做详细说明。
附图1所示是本具体实施方式所述方法的实施步骤示意图，包括：步骤S10，提供带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；步骤S11，在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层溶液；步骤S12，将溶液中的溶剂蒸发，使溶质在成核位点上成膜；步骤S13，继续生长发光层、电子传输层以及阴极，形成有机发光显示装置。
附图2A所示，参考步骤S10，提供带有薄膜晶体管21的基板20，所述薄膜晶体管21上裸露一金属电极端22作为空穴传输层的成核位点。在本发明的一个具体实施方式中，所述薄膜晶体管的沟道材料是IGZO或其它高迁移率半导体材料，所述薄膜晶体管的驱动方式为有源驱动或半有源驱动，所述薄膜晶体管上裸露的金属电极端为金属漏极或金属源极，所述的裸露金属电极为铬/金(Cr/Au)两层金属或其它金属材料。
附图2B所示，参考步骤S11，在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层溶液23。成核位点即金属电极端22。所述的有机分子的成核原理，当电极的表面能大于其它位置时，小分子空穴传输层材料主要成膜在电极上。所述的溶液法包括滴涂和刮涂方式。所述的滴涂方式为将有机分子溶液以小液滴的形式落在衬底上，液滴以零接触角向周围边扩散边蒸发。所述的刮涂方式为剪切力诱导溶液生长，将刮刀以一定倾斜角度将溶液落在金属成核为点。
附图2C所示，参考步骤S12，将溶液23中的溶剂蒸发，使溶质在成核位点上成膜。上述步骤将衬底加热，以促进液滴中试剂的挥发形成有机薄膜24。该薄膜为空穴传输层。
附图2D所示，参考步骤S13，继续生长发光层25、电子传输层26以及阴极27，形成有机发光显示装置。发光层/电子传输层可以采用小分子材料Alq3。上述步骤实施完毕后，即获得一种有机发光显示装置，包括：带有薄膜晶体管21的基板20，所述薄膜晶体管21上裸露一金属电极端22作为空穴传输层的成核位点；在所述成核位点表面形成由小分子材料构成的空穴传输层24；覆盖所述薄膜24的发光层25，电子传输层26以及阴极27，利用薄膜晶体管即可有源或半有源驱动有机发光器件，实现有机发光显示。
上述技术方案未采用热蒸发制备空穴传输层。通过滴涂和刮涂的方式，将TFT电极作为成核位点，通过选择性区域生长微米/纳米尺寸的小分子空穴传输层，成膜速度更快，电极直接在生长中起作用，并可直接生长成器件阵列，且薄膜均匀性高。根据不同的表面能分布，在图案化的微电极之间或之上，可控地制造图案化的高度结晶甚至单晶膜/阵列。不仅可以节约成本，简化工艺，还可以在柔性衬底上制备，可用于柔性显示，可穿戴设备等。
以下给出本发明一实施例。
(1)TFT驱动板裸露小分子空穴传输层成核位点。
TFT驱动板衬底为玻璃，TFT裸露电极为ITO，ITO作为micro-OLED的阳极。制备完TFT后，裸露的电极镀上Cr/Au作为小分子空穴传输层的成核位点，其为具有不同直径和周期的微纳尺度的金属阵列图形，其中Cr是为了增加衬底和Au的粘结性。
(2)将TFT驱动背板上放在臭氧下亲水处理。
将TFT驱动背板放在臭氧下亲水处理，以此增加金属电极的亲水性。
(3)配置小分子空穴传输层溶液。
配置所需的小分子空穴传输层溶液，溶质为NPB、PVK和TAPC等，溶剂为甲醇、三氯甲烷、二甲基甲酰胺等。所配浓度依据溶质在溶剂中的溶解度，饱和溶液或者一定浓度的不饱和溶液。
(4)通过滴涂或刮涂的方式，在金属成核位点生长小分子空穴传输薄膜阵列。滴涂或刮涂选择性区域生长micro-OLED阵列的工艺流程包括：第一步，用移液枪吸取适量小分子空穴传输层NPB溶液于TFT驱动板上，溶液快速均匀铺展、溶剂挥发成膜；或者，用移液枪吸取适量小分子空穴传输层NPB溶液于刮刀上，利用剪切力诱导溶液生长。第二步，待溶剂蒸发完，在80℃的N2环境下对薄膜进行退火1h，使溶剂挥发完全，根据溶液浓度和剂量的不同，材料在金属阵列上成膜，厚度为20-50nm。第三步，用热蒸发技术在5*10-3真空度下蒸镀发光层/电子传输层小分子材料Alq3，蒸镀速率为
Figure BDA0003035201080000041
厚度为70-100nm。第四步，采用热蒸发技术在5*10-3真空度下沉积LiF(1nm)/Al(130nm)，蒸镀速率为
Figure BDA0003035201080000051
第五步，在N2环境下，利用盖玻片封装OLED，即得到低成本大面积的TFT驱动micro-OLED像素显示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种有机发光显示装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；
在所述成核位点表面形成小分子空穴传输层溶液；
将溶液中的溶剂蒸发，使溶质在成核位点上成膜；
继续生长发光层、电子传输层以及阴极，形成有机发光显示装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小分子空穴传输层溶液是将小分子空穴传输层材料溶解在醇类、烷类、或胺类试剂中形成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述试剂选自于甲醇、三氯甲烷、以及二甲基甲酰胺的一种或其混合物。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小分子空穴传输层材料选自于咔唑类、有机胺类和丁二烯类化合物中的一种或其混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述小分子空穴传输层材料选自于NPB、PVK和TAPC的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成小分子空穴传输层溶液的方法选自于滴涂和刮涂中的一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述滴涂为将有机分子溶液以液滴的形式落在衬底上，液滴以零接触角向周围边扩散边蒸发。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述刮涂为剪切力诱导溶液生长，将刮刀以一定倾斜角度将溶液落在金属成核为点。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将溶液中的溶剂蒸发的步骤，是将衬底加热以促进溶剂的挥发。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带有薄膜晶体管的基板为刚性衬底、柔性衬底中的一种。
11.一种有机发光显示装置，其特征在于，包括：
带有薄膜晶体管的基板，所述薄膜晶体管上裸露一金属电极端作为空穴传输层的成核位点；
在所述成核位点表面的由小分子空穴材料构成薄膜，形成空穴传输层；
覆盖所述薄膜的发光层、电子传输层以及阴极；
利用薄膜晶体管驱动有机发光器件，实现有机发光显示。
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