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CN107068861B - 电致发光器件及其制备方法和应用 - Google Patents

电致发光器件及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电致发光器件及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：获取衬底基板；获取压印模板，其上设有多个凸部；在所述衬底基板上涂布一层bank薄膜材料，使用压印模板压印于bank薄膜材料上，使bank薄膜材料形成多个与所述凸部相匹配的凹部，然后去除所述凹部底部的所述bank薄膜材料，形成像素界定层；以喷墨打印或涂布工艺在所述凹部填充功能层材料，真空干燥，然后使用所述压印模板进行压印操作，烘烤干燥后得功能层；重复上述步骤制备多个功能层；制备一对电极中的另一电极，即得电致发光器件。本发明的方法能有效解决印刷电致发光器件制程中所面临的薄膜均匀性问题，获得平整的薄膜，提升电致发光器件的寿命。

Description

电致发光器件及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及电致发光器件显示器件及其制备方法和应用。
背景技术
目前印刷型电致发光器件显示面板的制作工艺中，须使用一层用于界定像素的材料，该像素界定层通常被称为bank。目前广泛采用的工艺流程，是采用喷墨打印工艺将墨水填入每个像素区域时，墨水在bank围绕的区域内铺展；随后，在一定温度(例如低温)下进行真空干燥，通过严格控制溶剂的挥发速率、溶剂蒸汽压等参数以尽量保证像素内不同区域、不同像素之间获得均匀的干燥；最后，通过烘烤使薄膜彻底干燥。但是，使用现有的方法、设备和工艺条件，仍然难以保证像素内部以及不同像素之间获得均匀一致的薄膜，导致采用喷墨打印方式获得的器件的寿命严重低于采用旋涂方式获得的器件寿命，严重制约了印刷型电致发光器件工艺被应用于实际生产。
导致薄膜不均匀的因素有很多，例如墨水在衬底表面的浸润性、衬底状态的均匀性、墨水中混合溶剂的挥发速率差异、材料在不同溶剂成分中的溶解度差异、材料的结晶倾向、材料粒子的形状和咖啡环效应等。需要同时对多个因素进行严格控制，才能促使干燥后的薄膜达到厚度较为均匀一致的程度。墨水干燥成膜的敏感性，以及多因素的复杂性，使得即使各个因素得到了很好的控制，现有的干燥成膜工艺依然极易受到任何一种因素的微小扰动或缺陷而导致薄膜的均匀性出现问题。因此，有必要开发一种新的制备工艺以获得均匀致密的薄膜，提升印刷电致发光器件的均匀度与寿命。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种能够使得薄膜平整化的电致发光器件的制备方法。
具体的技术方案如下：
一种电致发光器件的制备方法，所述电致发光器件包括一对电极和设置在所述电极之间的多个功能层，包括如下步骤：
S1、获取包含TFT阵列和一对电极中的一个电极的衬底基板；
S2、获取压印模板，所述压印模板上设有多个凸部；
S3、在所述衬底基板上涂布一层像素界定层薄膜材料，将所述压印模板压印于所述像素界定层薄膜材料上，使所述像素界定层薄膜材料形成多个与所述凸部相匹配的凹部，每个所述凹部对应一个像素，去除所述凹部底部的所述像素界定层薄膜材料，形成像素界定层；
S4、以喷墨打印或涂布工艺在所述凹部填充所述功能层的薄膜材料，真空干燥，然后使用所述压印模板进行压印操作，烘烤干燥后形成功能层；
S5、重复步骤S4，制备多个功能层；
S6、形成一对电极中的另一电极，即得所述电致发光器件。
在其中一些实施例中，所述压印模板的表面粗糙度小于5nm。
在其中一些实施例中，所述压印模板的表面粗糙度小于1nm。
在其中一些实施例中，所述压印模板为平面或曲面，材质为金属、高分子树脂或无机非金属中的一种或几种。
在其中一些实施例中，步骤S4、S5中，压印操作的压力为0-200bar(优选为10-200bar)。
在其中一些实施例中，步骤S4、S5中，压印操作前将所述功能层薄膜材料干燥至后续因溶剂挥发造成的薄膜体积变化不超过5％。
在其中一些实施例中，像素界定层薄膜材料选自聚酰亚胺及其改性高分子材料。
本发明的另一目的是提供一种电致发光器件。
具体的技术方案如下：
上述制备方法制备得到的电致发光器件。
本发明的另一目的是提供一种显示面板，包含上述电致发光器件。
本发明的另一目的是提供一种显示装置，包含上述显示面板。
本发明的有益效果：
本发明针对溶液法印刷电致发光器件过程中的薄膜不均、寿命不佳问题，以压印的方式对电致发光器件薄膜进行平整化处理，从而提高电致发光器件中薄膜的均匀性和寿命；此外，采用本发明的方法和工艺，可以提高像素界定层表面与衬底之间的倾角(业内经常称为taper角)而不影响薄膜的平整性，有利于提高显示器的分辨率。
(1)本发明的方法能有效解决印刷电致发光器件制程中所面临的薄膜均匀性问题，获得平整的薄膜，提升电致发光器件的寿命；
(2)本发明的方法是一种快速的薄膜平整化工艺，能提高生产效率，有利于最终实现卷对卷(roll to roll)的生产。
附图说明
图1为实施例1中空穴注入层压印前的状态图；
图2为实施例1中空穴注入层压印后的状态图。
附图标记说明：
10、基板(包括了衬底、TFT背板)；11、阳极层(像素电极)；12、像素界定层(bank)；13、压印模板；14、不平整的电致发光器件材料薄膜；15、压平后的电致发光器件材料薄膜。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图，对本发明的具体实施方式进行进一步详细说明。以下说明仅用于描述本发明，使其容易被读者理解，但并不限制本发明的实施范围。
实施例1(压印模板为平面)：
本实施例一种印刷型电致发光器件的制备方法，其步骤包括：
(1)压印模板制备在一个平面结构上，在生产线上可以安装有一个或多个相同的压印模板，以对不同层的功能层材料薄膜分别进行平整化加工并避免交叉污染；
(2)获取衬底基板，按常规方法在所述衬底基板上制备阳极层，在阳极层(像素电极)上以涂布工艺涂布一层bank薄膜材料(具体为聚酰亚胺类高分子)，将所述压印模板压印于所述bank薄膜材料上，使所述bank薄膜材料形成多个与所述凸部相匹配的凹部，每个所述凹部对应一个像素，采用光刻技术去除所述凹部底部的所述bank薄膜材料，形成像素界定层；
(3)在所述凹部以喷墨打印或涂布工艺涂布电致发光器件的第一层薄膜(例如空穴注入层材料，如图1所示)，当薄膜中的溶剂大部分挥发完(例如后续因溶剂挥发造成的薄膜体积变化不超过5％)时，使用压印模板对薄膜进行压平，获得厚度、密度分布均匀的空穴注入层(如图2所示)；
(4)对获得的第一层薄膜(空穴注入层)进行真空及加热条件下的干燥处理，使第一层薄膜充分干燥；
(5)在第一层薄膜之上，重复以上(3)、(4)步骤依次制备电致发光器件的其他层薄膜，例如空穴传输层(HTL)、发光层(EML)等；
(6)必要时，使用真空蒸镀或溅射工艺制备电致发光器件的剩余薄膜，例如电子注入层(EIL)、阴极等，即得所述电致发光器件。
比较例1：参照以上实施例1中的步骤，但并不使用压印模板进行平整化的器件。
将实施例1中的器件与比较例1的器件进行寿命的相对比较。比较例1的LT50寿命(亮度衰减到初始亮度1000尼特的50％的时间)归一化为1，测得实施例1中的器件的LT50寿命达到1.8，即实施例1的器件寿命达到了比较例1的器件寿命的1.8倍。
实施例2(压印模板为曲面)：
本实施例一种印刷型电致发光器件的制备方法，其步骤包括：
(1)将压印模板固定或直接加工在卷对卷(roll to roll，以下简写为R2R)设备的一个或多个滚筒上，滚筒的直径、压印模板上图案的周期等参数根据实际基板大小进行设定，在生产线上可以安装有一个或多个相同的压印模板滚筒，以对不同层的功能层材料薄膜分别进行平整化加工并避免交叉污染；
(2)获取衬底基板(柔性基板)，按常规方法在所述衬底基板(柔性基板)上制作阳极层(像素电极)；在阳极层上以R2R涂布工艺涂布一层bank薄膜材料(具体为聚酰亚胺类高分子材料)，将所述压印模板压印于所述bank薄膜材料上，使所述bank薄膜材料形成多个与所述凸部相匹配的凹部，每个所述凹部对应一个像素，采用光刻技术去除所述凹部底部的所述bank薄膜材料，形成像素界定层；
(3)在所述凹部以喷墨打印或涂布工艺涂布电致发光器件的第一层薄膜材料(例如空穴注入层(HIL)材料)，当薄膜中的溶剂大部分挥发完(例如后续因溶剂挥发造成的薄膜体积变化不超过5％)时，使用表面带有压印模板的滚筒对所述凹部中的电致发光器件材料薄膜进行压平，获得厚度、密度分布均匀的空穴注入层；
(4)对获得的第一层薄膜进行真空及加热条件下的干燥处理，使第一层薄膜充分干燥；
(5)在第一层薄膜之上，重复以上(3)、(4)步骤依次制备电致发光器件的其他层薄膜，例如空穴传输层(HTL)薄膜、发光层(EML)薄膜等；
(6)必要时，使用真空蒸镀或溅射工艺制备电致发光器件的剩余薄膜，例如电子注入层(EIL)、阴极等，即得所述电致发光器件。
比较例2：参照以上实施例2中的步骤，但并不使用压印模板进行平整化的器件。
将实施例2中的器件与比较例2的器件进行寿命的相对比较。比较例2的LT50寿命(亮度衰减到初始亮度1000尼特的50％的时间)归一化为1，测得实施例2中的器件的LT50寿命达到1.5，即实施例2的器件寿命达到了比较例2的器件寿命的1.5倍。
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 (9)

1.一种电致发光器件的制备方法，所述电致发光器件包括一对电极和设置在所述一对电极之间的多个功能层，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取包含TFT阵列和一对电极中的一个电极的衬底基板；
S2、获取压印模板，所述压印模板上设有多个凸部；
S3、在所述衬底基板上涂布一层像素界定层薄膜材料，将所述压印模板压印于所述像素界定层薄膜材料上，使所述像素界定层薄膜材料形成多个与所述凸部相匹配的凹部，每个所述凹部对应一个像素，去除所述凹部底部的所述像素界定层薄膜材料，形成像素界定层；
S4、以喷墨打印或涂布工艺在所述凹部填充所述功能层的薄膜材料，真空干燥，然后使用所述压印模板进行压印操作，压印操作的压力大于零，烘烤干燥后形成功能层；
S5、重复步骤S4，制备多个功能层；
S6、形成一对电极中的另一电极，即得所述电致发光器件；
步骤S4、S5中，压印操作前将所述功能层薄膜材料干燥至后续因溶剂挥发造成的薄膜体积变化不超过5％。
2.根据权利要求1所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述压印模板的表面粗糙度小于5nm。
3.根据权利要求1所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述压印模板的表面粗糙度小于1nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述压印模板为平面或曲面，材质为金属、高分子树脂或无机非金属中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，步骤S4、S5中，压印操作的压力大于0、小于或等于200bar。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，像素界定层薄膜材料选自聚酰亚胺或聚酰亚胺改性高分子材料。
7.权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的电致发光器件。
8.一种显示面板，其特征在于，包含权利要求7所述的电致发光器件。
9.一种显示装置，其特征在于，包含权利要求8所述的显示面板。
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