像素界定层及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机电致发光技术领域，特别是涉及一种像素界定层及其制备方法和应用。

背景技术：

印刷型电致发光器件在制备过程中，须使用一层用于界定像素的材料，该层材料通常被称为像素界定层(pixeldefinitionlayer,pdl),或者被称为bank。bank层上有众多的凹陷区域作为容纳印刷墨水的“容器”，被称为像素坑，每个像素坑对应于一个像素电极。目前广泛采用的制备印刷型电致发光器件的工艺流程，是采用喷墨打印工艺将墨水填入每个像素坑，墨水在bank所围绕的区域内铺展；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。在发光层、阴极制备完成之后，最后对电致发光器件/面板进行封装。有时，为了提高电致发光器件的出光效率，还需要增加必要的光学薄膜，以帮助电致发光器件发出的光能更好地从器件中被提取出。

为了使像素坑内的印刷墨水干燥之后形成厚度均匀的薄膜，要求bank的上端具有疏水性，下端具有亲水性，疏水部分与亲水部分的交界点被称为钉扎点(pinningpoint)。

目前，bank层通常使用聚酰亚胺高分子材料(polyimide，简称pi)制备。为了在bank的不同高度获得疏水性与亲水性的差别，pi类型的bank材料至少由两种成分组成，其中一种成分具有疏水性，另一种成分具有亲水性。通过一定的涂布方式将bank材料墨水形成薄膜之后，通过一定的加热程序使疏水性成分与亲水性成分发生相分离，让疏水性成分富集在bank层的上部，而亲水性的部分富集在bank层的下部。

使用pi制备bank的优势在于制备工艺过程较为简单，但使用pi作为bank层仍然具有一些难以解决的问题：

(1)pi层属于多孔结构，pi高分子链之间存在孔隙，水、溶剂分子等小分子杂质容易进入孔隙被捕获或吸附，而后续有机膜层的烘烤的工艺为避免损伤有机物往往烘烤温度和时间有限，因此难以将bank多孔结构中的小分子杂质完全去除。这些小分子杂质在电致发光器件制备完成后可能会缓慢渗出，而容易使器件性能和寿命降低。

(2)pi材料对可见光透明，单个像素发出的光有可能穿过bank进入邻近的像素，造成发光信号的串扰，和显示器的对比度的降低。

(3)pi类型的bank需要依靠加热程序来控制相分离，这样的方法难以保证大面积的bank层的各个区域具有一致的相分离程度和相同高度的钉扎点，故难以保证同样体积的墨水在不同像素中获得相同高度、相同均匀性的薄膜。

(4)pi容易受到紫外线/臭氧或者等离子处理的破坏而降低bank表面的疏水特性，而紫外线/臭氧或者等离子处理对于基板的前处理往往是不可缺少的步骤，因此使用pi类型的bank材料对于现有生产工艺的兼容性不好。

(5)pi类型的bank表面较为柔软脆弱，容易受到机械破坏，也无法使用刷洗等生产线上常用的方式进行清洗。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的是提供一种有机电致发光器件。

具体的技术方案如下：

一种像素界定层，包括第一像素界定层和层叠设置于所述第一像素界定层上的第二像素界定层；所述第一像素界定层由至少一种以下材料组成：非稀土元素的一元或多元金属氧化物、非稀土元素的一元或多元金属氮化物、非稀土元素的一元或多元金属硫化物、碳化硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅；所述第二像素界定层由至少一种稀土氧化物组成。

在其中一个实施例中，所述稀土氧化物选自氧化铈ceo2,氧化镨pr6o11,氧化钕nd2o3,氧化钐sm2o3,氧化铕eu2o3,氧化钆gd2o3,氧化铽tb4o7,氧化镝dy2o3,氧化钬ho2o3,氧化铒er2o3,氧化铥tm2o3,氧化镱yb2o3或氧化镥lu2o3。

在其中一个实施例中，所述第一像素界定层与水的接触角小于30°，所述第二像素界定层与水的接触角大于60°。

在其中一个实施例中，所述第一像素界定层与水的接触角小于15°，所述第二像素界定层与水的接触角大于90°。

在其中一个实施例中，所述第一像素界定层的厚度为10nm-1μm，所述第一像素界定层与第二像素界定层的总厚度为100nm-5μm。

在其中一个实施例中，所述第一像素界定层的厚度为100-300nm，所述第一像素界定层与第二像素界定层的总厚度为800nm-2μm。

本发明的另一目的是提供上述像素界定层的制备方法，包括如下步骤：

于阳极基板上分别沉积第一像素层材料和第二像素界定层材料，然后通过刻蚀工艺形成像素坑，即得。

在其中一些实施例中，所述沉积的工艺包括：真空溅射、真空蒸镀、分子束外延、喷涂、溶胶-凝胶法、物理或化学气相沉积。

本发明的另一目的是提供一种有机电致发光器件，包括上述像素界定层。

本发明的另一目的是提供一种显示面板，包含上述有机电致发光器件。

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。

上述像素界定层选用陶瓷类型的材料制备bank层，能避免使用pi作为bank层时面临的问题。经过分析和研究，发明人认为稀土金属氧化物陶瓷可以与亲水性陶瓷搭配，制备具有明确亲疏水分界线的印刷型电致发光器件bank层，保证同样体积的墨水在不同像素中获得相同高度、相同均匀性的薄膜。

上述像素界定层(陶瓷材料的bank层)具有致密的结构，从而可以避免水、溶剂等小分子杂质在高分子类(例如pi)材料中的吸附和缓慢释放对器件寿命的不良影响；稀土金属氧化物陶瓷对可见光不透明，从而可以避免相邻像素之间的发光串扰问题；陶瓷材料的硬度、稳定性比高分子材料高很多，从而可以允许更广泛的加工工艺，例如uv/o3和等离子处理；使用疏水性稀土金属氧化物陶瓷与亲水性陶瓷，能够通过调整陶瓷层的厚度来精确地控制亲疏水界面的位置。

附图说明

图1为实施例s1步骤得到的器件的结构示意图；

图2为实施例s2步骤得到的器件的结构示意图；

图3为实施例s3步骤得到的器件的结构示意图；

图4为实施例s4步骤得到的器件的结构示意图；

图5为实施例s5步骤得到的器件的结构示意图；

图6为实施例s6步骤得到的器件的结构示意图。

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。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。

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。

参考图6，本实施例一种像素界定层，包括第一像素界定层12和层叠设置于所述第一像素界定层12上的第二像素界定层13；所述第一像素界定层12由至少一种以下材料组成：非稀土元素的一元或多元金属氧化物、非稀土元素的一元或多元金属氮化物、非稀土元素的一元或多元金属硫化物、碳化硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅；所述第二像素界定层13由至少一种稀土氧化物组成。

所述稀土氧化物选自氧化铈ceo2,氧化镨pr6o11,氧化钕nd2o3,氧化钐sm2o3,氧化铕eu2o3,氧化钆gd2o3,氧化铽tb4o7,氧化镝dy2o3,氧化钬ho2o3,氧化铒er2o3,氧化铥tm2o3,氧化镱yb2o3或氧化镥lu2o3。

第一像素界定层与第二像素界定层的组成材料均为绝缘体。

所述第二像素界定层具有疏水特性，即第二像素界定层的组成材料的薄膜经过uv/o3或者等离子处理之后，去离子水在第二像素界定层的组成材料的薄膜表面的接触角大于60°；更优地，大于90°。

所述第一像素界定层具有亲水特性，即第一像素界定层的组成材料的薄膜经过uv/o3或者等离子处理之后，去离子水在第一像素界定层的组成材料的薄膜表面的接触角小于30°；更优地，小于15°。

第一像素界定层与第二像素界定层先后沉积于显示基板之上，所述显示基板已经包含了驱动电路与像素电极。第一像素界定层与第二像素界定层的界面(交界处)位置决定了疏水性表面与亲水性表面的分界点位置，即钉扎点14的位置。

所述钉扎点14的位置由第一像素界定层的厚度控制。第一像素界定层的厚度范围为10纳米至1微米；优选地，第一像素界定层的厚度范围为100纳米至500纳米；更优选地，第一像素界定层的厚度范围为100纳米至300纳米。

第一像素界定层与第二像素界定层的总厚度范围为100纳米至5微米；优选地，第一像素界定层与第二像素界定层的总厚度范围为500纳米至2微米；更优选地，第一像素界定层与第二像素界定层的总厚度范围为800纳米至1.2微米。

上述像素界定层的制备方法，包括如下步骤：

s1：在还未图案化的ito像素电极11的上方，以狭缝涂布的方式涂布一层2微米厚度的负性光刻胶15(如图1所示)。

s2：使用光罩17(曝光掩膜板)对负性光刻胶15进行曝光，经过曝光的光刻胶发生交联(如图2中16所示部分)，光强梯度由顶部到底部逐渐减低，因此曝光部分的光刻胶的交联程度由顶部到底部逐渐减低，在后续显影过程中的顶部溶解速度将小于底部的溶解速度(如图2所示)。

s3：对负性光刻胶进行显影，未曝光的部分被显影液溶解去除，留下倒梯形的交联的光刻胶16(如图3所示)。

s4：对ito像素电极11进行刻蚀，其中被光刻胶16覆盖的ito部分被保留，而无光刻胶保护的ito部分被刻蚀掉(如图4所示)。

s5：使用溅射的方式先后沉积第一像素界定层12、第二像素界定层13。其中，第一像素界定层为氮化硅sinx，厚度为300纳米。第二像素界定层为ceo2，厚度为800纳米(如图5所示)。

s6：使用负性光刻胶剥离液对光刻胶16进行剥离，光刻胶上方覆盖的像素界定层材料也随之被剥离，完成剥离后即获得带有第一像素界定层与第二像素界定层的基板(图6)。

上述制备得到的像素界定层(陶瓷材料的bank层)具有致密的结构，从而可以避免水、溶剂等小分子杂质在高分子类(例如pi)材料中的吸附和缓慢释放对器件寿命的不良影响；稀土金属氧化物陶瓷对可见光不透明，从而可以避免相邻像素之间的发光串扰问题；陶瓷材料的硬度、稳定性比高分子材料高很多，从而可以允许更广泛的加工工艺，例如uv/o3和等离子处理；使用疏水性稀土金属氧化物陶瓷与亲水性陶瓷，能够通过调整陶瓷层的厚度来精确地控制亲疏水界面的位置。

本实施例还提供一种电致发光器件，包含上述像素界定层。

本实施例还提供一种显示面板，包含上述电致发光器件。

本实施例还提供一种显示装置，包含上述显示面板。所述显示装置可以是oled，也可以是qled，可以是硬质的，也可以是柔性的。

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。