本發(fā)明涉及顯示器件領(lǐng)域，尤其是涉及一種印刷顯示器件及其制作方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

有機電致發(fā)光器件(oled)及量子點發(fā)光器件(qled)等顯示器件廣泛應(yīng)用在各種顯示裝置中。采用溶液加工制作顯示器件的方法，由于其成本低、產(chǎn)能高、易于實現(xiàn)大尺寸制作等優(yōu)點，是未來顯示技術(shù)發(fā)展的重要方向。印刷技術(shù)被認為是實現(xiàn)顯示器件低成本和大面積全彩顯示的最有效途徑。然而，印刷顯示器件尚有眾多技術(shù)難題需要克服，其中，如何將墨水均勻打印到制定的位置是一個難點。傳統(tǒng)技術(shù)是使用各類像素界定層(pdl)來對打印墨水進行位置限定，然而，該技術(shù)工藝復(fù)雜、成本相對較高，且容易因像素界定層本身的不均勻造成像素墨水間的成膜不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種能夠避免像素界定層對發(fā)光像素造成影響的印刷顯示器件及其制作方法和應(yīng)用。

一種印刷顯示器件，包括襯底、第一電極層、第一功能層、發(fā)光層、第二功能層及第二電極層；其中，所述第一電極層位于所述襯底上；所述第一功能層位于所述第一電極層上；所述第一功能層的表面具有圖案化的親水區(qū)域，所述發(fā)光層設(shè)在所述第一功能層表面的所述親水區(qū)域上；所述第二功能層位于所述第一功能層及所述發(fā)光層上；所述第二電極層位于所述第二功能層上。

在其中一個實施例中，所述襯底為無源矩陣型顯示襯底或有源矩陣型顯示襯底；其中，所述有源矩陣型顯示襯底包括基板及設(shè)在基板上的薄膜晶體管器件；當所述襯底為有源矩陣型顯示襯底時，所述薄膜晶體管器件與所述第一電極層分別位于所述基板的兩側(cè)。

在其中一個實施例中，所述第一電極層為圖案化的陽極電極層；所述第一功能層設(shè)在所述襯底及所述第一電極層上；所述第一功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層和電子阻擋層中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述發(fā)光層包括紅色發(fā)光像素層、綠色發(fā)光像素層及藍色發(fā)光像素層中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述第二電極層為陰極層；所述第二功能層包括電子傳輸層、電子注入層和空穴阻擋層中的至少一種。

一種印刷顯示器件的制作方法，包括如下步驟：

在襯底上形成第一電極層；

在第一電極層上形成第一功能層；

對第一功能層表面的預(yù)設(shè)區(qū)域進行親水處理，形成圖案化的親水區(qū)域；

在所述親水區(qū)域之上形成發(fā)光層；

在所述發(fā)光層及所述第一功能層上形成第二功能層；

在所述第二功能層上形成第二電極層。

在其中一個實施例中，還包括使用光刻工藝對所述第一電極層進行圖案化處理，以形成圖案化的第一電極層的步驟。

在其中一個實施例中，所述在第一功能層的表面的預(yù)設(shè)區(qū)域進行親水處理是使用掩膜版覆蓋無需親水處理的區(qū)域，利用紫外臭氧處理技術(shù)、紫外光照技術(shù)或等離子體表面處理技術(shù)對沒有覆蓋掩膜版的剩余區(qū)域進行表面活化處理，以在所述第一功能層的預(yù)設(shè)區(qū)域形成具有較高表面自由能的圖案化的所述親水區(qū)域。

在其中一個實施例中，所述在所述親水區(qū)域形成發(fā)光層是使用噴墨打印工藝在所述親水區(qū)域打印像素墨水，再干燥后形成所述發(fā)光層。

一種印刷顯示裝置，包括上述任一實施例所述的印刷顯示器件。

上述印刷顯示器件及含有該印刷顯示器件的印刷顯示裝置中沒有像素界定層，在制作過程中可以省去像素界定層的制備工序，避免像素界定層對發(fā)光像素造成影響，同時通過在第一功能層上設(shè)置圖案化的親水區(qū)域，通過在親水區(qū)域形成發(fā)光層，可以保證發(fā)光層的均勻性，有利于進一步降低制作成本。

附圖說明

圖1為一實施方式的印刷顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示印刷顯示器件的制作過程示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，一實施方式的印刷顯示器件10包括襯底11、第一電極層12、第一功能層13、發(fā)光層14、第二功能層15及第二電極層16。

襯底11用于承載其他結(jié)構(gòu)層，及印刷顯示裝置的其他結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，襯底11可以是無源矩陣型(pm)顯示襯底或有源矩陣型(am)顯示襯底。其中，有源矩陣型顯示襯底包括基板和設(shè)在基板另一表面(即與設(shè)有第一電極層12的表面相對的表面)的薄膜晶體管(tft)?；蹇梢允莿傂曰寤蛉嵝曰濉傂曰蹇梢允翘沾刹馁|(zhì)或各類玻璃材質(zhì)等。柔性基板可以是聚酰亞胺薄膜(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)或二亞苯基醚樹脂等。

第一電極層12位于襯底11上。在本實施方式中，第一電極層12是透明的陽極層。第一電極層12的材料可選自ito、azo、tzo、納米銀線薄膜或石墨烯等。進一步，在本實施方式中，該第一電極層12是圖案化的電極層。圖案化的處理過程可以由光刻工藝實現(xiàn)。

第一功能層13位于襯底11及圖案化的第一電極層12上。第一功能層13可以是單層或多個功能層的組合，如可以是包含空穴注入層、空穴傳輸層和電子阻擋層中的至少一種。其中，空穴注入層用于改進后續(xù)有機層的成膜性質(zhì)，并且有助于將空穴注入到空穴傳輸層或者發(fā)光層。用于空穴注入層的材料包括但不限于卟啉化合物、碳氟聚合物等?？昭▊鬏攲雍兄辽僖环N空穴傳輸化合物，例如芳族叔胺。進一步地，所述芳族叔胺為含有至少一個僅與碳原子連接的三價氮原子且上述碳原子中至少一個是芳環(huán)的化合物，芳族叔胺可以是芳基胺，例如單芳基胺、二芳基胺、或聚合的芳基胺等?？昭▊鬏攲涌梢杂梢环N芳族叔胺化合物或多種芳族叔胺化合物的混合物形成。另一類空穴傳輸層材料包括多環(huán)芳香族化合物。另外，可以使用聚合的空穴傳輸材料例如聚(n-乙烯基咔唑)(pvk)、聚噻吩、聚吡咯，或共聚類，例如聚(3,4-亞乙二氧基噻吩酯)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(pedot/pss)等。

在本實施方式中，第一功能層13的表面具有圖案化的親水區(qū)域131。該親水區(qū)域131較之第一功能層13的其他區(qū)域具有較高的表面自由能，便于親水的像素油墨沉積。本實施方式的發(fā)光層14是直接設(shè)在第一功能層13表面的親水區(qū)域131上，之間不存在其他間隔層。發(fā)光層14包括紅色發(fā)光像素層141、綠色發(fā)光像素層142及藍色發(fā)光像素層143中的至少一種，優(yōu)選的包括紅色發(fā)光像素層141、綠色發(fā)光像素層142及藍色發(fā)光像素層143三種，且紅色發(fā)光像素層141、綠色發(fā)光像素層142及藍色發(fā)光像素層143在第一功能層13上均勻分布。發(fā)光層所用的材料包括小分子類發(fā)光材料、高分子聚合物類發(fā)光材料以及量子點發(fā)光材料。發(fā)光層可以含有單一材料，也可以為由主體材料摻雜一種或多種客體化合物組成，其中發(fā)光主要來自摻雜物并且可以發(fā)射多種顏色的光。發(fā)光層中的主體材料可以為電子傳輸材料、空穴傳輸材料或者支持空穴電子復(fù)合的其它材料或材料的組合。摻雜物可以是高熒光染料，也可以使用磷光性的化合物，例如過渡金屬配合物，通常摻雜物以0.01到10％的量加到主體材料中。聚合材料如聚芴和聚乙烯基亞芳基也可以作為主體材料。主體材料包括但不限于8-羥基喹啉的金屬配合物以及類似的衍生物、蒽的衍生物、吲哚衍生物等。摻雜物包括但不限于蒽微生物、并四苯、苝、香豆素、喹丫啶酮、芴衍生物和奎諾酮化合物。

第二功能層15位于第一功能層13及圖案化的發(fā)光層14上。第二功能層15可以是單層或多個功能層的組合，如可以包括電子傳輸層、電子注入層及空穴阻擋層中的至少一層。第二功能層15用于器件的電子注入、傳輸、空穴阻擋和價電平衡等。電子傳輸層選自但不限于金屬螯合的喔星類化合物、丁二烯衍生物、雜環(huán)熒光增白劑、吲哚類等。另外，在量子點器件中通常用zno納米顆粒來做電子傳輸材料，其導(dǎo)帶能級有利于電子從陰極到量子點的注入，而其較深的價帶能級又可起到有效阻擋空穴的作用。在有些情況下，發(fā)光層和電子傳輸層可任選重疊一起成為保證發(fā)光和電子傳輸作用的一個單層，在小分子有機電致發(fā)光器件體系和聚合有機電致發(fā)光器件體系中，都可以發(fā)生重疊。電子注入層選自但不限于金屬化合物，例如lif，csf，li2o，naf，含有缺電子的含氮芳環(huán)結(jié)構(gòu)有機物，例如8-羥基喹啉鋰、2-甲基-8羥基喹啉鋰、4-羥基菲啶鋰等。

第二電極層16位于第二功能層15上。在本實施方式中，第二電極層16為陰極層。第二電極層16的材料選自但不限于銀、鋁或銀基合金等。

本實施方式還提供了一種上述印刷顯示器件10的制作方法，如圖2所示，其包括如下步驟：

步驟一：在襯底11上形成第一電極層12。

具體的，在本實施方式中，先在襯底11上形成均勻的透明電極層，再使用光刻工藝將該透明電極層圖案化，形成圖案化的透明第一電極層12。

步驟二：在第一電極層12上形成第一功能層13。

在本實施方式中，是利用濕法涂布工序在第一電極層12上形成第一功能層13。濕法涂布工序選自旋涂、狹縫涂布、噴涂或噴墨打印。在現(xiàn)有的帶有像素界定層的印刷顯示器件中只能利用噴墨打印的工藝才能在指定的像素區(qū)域打印出均勻的第一功能層組，而本實施方式無需制作像素界定層，優(yōu)選可以用旋涂和狹縫涂布來完成第一功能層13的制作，尤其在量產(chǎn)工序中，狹縫涂布工藝可以獲得非常均勻的第一功能層13。

步驟三：在第一功能層13的表面的預(yù)設(shè)區(qū)域進行親水處理，形成圖案化的親水區(qū)域131。

利用紫外臭氧(uvo)處理技術(shù)、等離子體(plasma)表面處理技術(shù)、紫外(uv)光照技術(shù)等工藝在掩膜版(mask)71的輔助之下對第一功能層13進行圖案化親水處理，形成指定的親水區(qū)域131。本實施方式以紫外臭氧處理技術(shù)和等離子體表面處理技術(shù)為例進行闡述。

以紫外臭氧處理技術(shù)進行活化處理時，uv光源發(fā)射光波72(通常為波長為185nm和254nm的光波)，具有很高的能量，當這些光子作用到第一功能層13表面時，由于大多數(shù)碳氫化合物對185nm波長的紫外光具有較強的吸收能力，并在吸收185nm波長的紫外光的能量后能夠分解成離子、游離態(tài)原子、受激分子和中子，即光敏作用。而空氣中的氧氣分子在吸收了185nm波長的紫外光后也會產(chǎn)生臭氧和原子氧。臭氧對254nm波長的紫外光同樣具有強烈的吸收作用，臭氧又分解為原子氧和氧氣。其中原子氧是極活潑的，在其作用下，第一功能層13表面上的碳和碳氫化合物的分解物可反應(yīng)合成可揮發(fā)的氣體(二氧化碳和水蒸氣等)逸出表面，從而增加了第一功能層13的表面自由能，從而使得打印墨水材料更容易在具有高表面自由能的親水區(qū)域131表面鋪展開而不會跑到非處理區(qū)域，即紫外臭氧處理后的第一功能層13的親水區(qū)域131更親打印墨水材料。

以等離子表面處理技術(shù)進行活化處理時，等離子體中存在處于高速運動狀態(tài)的電子、激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(自由基)、離子化的原子、分子等，都具有非常強的活性，在其作用下，第一功能層13表面上的碳和碳氫化合物會被分解并合成為可揮發(fā)氣體(二氧化碳和水蒸氣等)逸出表面，最終同樣增加了第一功能層13的表面自由能，從而達到活化的效果，使得打印墨水材料更容易在具有高表面自由能的親水區(qū)域131鋪展開而不跑到非處理區(qū)，即等離子處理后的第一功能層13表面更親打印墨水材料。

步驟四：在親水區(qū)域131之上形成發(fā)光層14。

在本實施方式中，利用噴墨打印工藝將像素墨水打印到第一個功能層13的親水區(qū)域131，此時，由于處理區(qū)和非處理區(qū)對打印墨水的親疏性不同(通常墨水對第一功能層13表面的接觸角會有40°～60°左右的差別)，打印墨水會被限定在親水區(qū)域。然后對打印墨水進行真空干燥、平板加熱器干燥等干燥處理之后可獲得干膜的發(fā)光層14。

在本實施方式中，形成的發(fā)光層14由多種顏色的發(fā)光像素層構(gòu)成，如包括紅色發(fā)光像素層141、綠色發(fā)光像素層142及藍色發(fā)光像素層143。

步驟五：在發(fā)光層14上形成第二功能層15。

在本實施方式中，利用旋涂、狹縫涂布等濕法涂布工藝、蒸鍍等在第一功能層13和發(fā)光層14上形成第二功能層組15。

步驟六：在第二功能層15上形成第二電極層16。

在本實施方式中，利用蒸鍍工藝在第二功能層15上形成第二電極層16作為陰極層。

本實施方式制作的印刷顯示器件可廣泛應(yīng)用在各種發(fā)光裝置或具有顯示功能的印刷顯示裝置中，如手機、電視機、平板電腦、vr/ar、車載電子產(chǎn)品的顯示器等。

上述印刷顯示器件10及含有該印刷顯示器件的印刷顯示裝置中沒有像素界定層，在制作過程中可以省去像素界定層的制備工序，避免像素界定層對發(fā)光像素造成影響，同時通過在第一功能層13上設(shè)置圖案化的親水區(qū)域131，通過在親水區(qū)域131形成發(fā)光層14，可以保證發(fā)光層14的均勻性，有利于進一步降低制作成本。

以下為具體實施例部分。

實施例1

1)在玻璃襯底上形成圖案化的透明第一電極層。

利用磁控濺射工藝在玻璃襯底上鍍ito薄膜，厚度為150nm，再利用光刻工藝將ito薄膜圖案化，得到ito基板。

2)制作第一功能層。

用乙醇、去離子水和丙酮對ito基板分別超聲清洗處理10分鐘，然后用n2吹干，并使用臭氧-紫外處理10分鐘，以清除ito表面的雜質(zhì)。在ito基板上以2500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂pedot：pss(聚對苯乙烯磺酸溶液)，時間為30秒。旋涂完成后在空氣中170℃下退火處理20分鐘，形成空穴注入層。再將其轉(zhuǎn)移到氮氣環(huán)境的手套箱中，在pedot：pss層上以2500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂ugh-1(聯(lián)苯對二鄰甲苯基硅烷)氯苯溶液(濃度為6mg/ml)，時間為30秒。旋涂完成后在手套箱中150℃退火30分鐘形成聯(lián)苯對二鄰甲苯基硅烷的空穴傳輸層。

3)對第一功能層進行圖案化親水處理。

在第一功能層上放置掩膜版，需要處理的地方暴露出來，不需要處理的地方利用掩膜版遮擋住，然后利用氮氣等離子體對表面進行處理，處理時間為1分鐘，功率為120w，即可獲得圖案化親水表面的空穴傳輸層。

4)制作發(fā)光層。

利用噴墨打印設(shè)備將墨水打印到ugh-1的親水表面，本實施例使用藍色量子點墨水，量子點為cdzns/zns核殼結(jié)構(gòu)，發(fā)射波長在450nm附近，溶液為正辛烷，濃度為30mg/ml，打印之后轉(zhuǎn)移到真空干燥裝置中進行真空干燥，真空度為66pa，持續(xù)時間為15秒，真空干燥之后再使用熱板進行退火處理，溫度為150℃，時間為30分鐘。

5)制作第二功能層。

在第一功能層和發(fā)光層上旋涂一層zno乙醇溶液，濃度為60mg/ml，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘，旋涂時間為30秒，然后在熱板上進行30分鐘的退火處理，即完成第二功能層的制備。

6)制作第二電極層。

在第二功能層上蒸鍍100nm的al形成第二電極層，即完成該器件的制備。

對上述器件進行性能測試，采用cs2000光譜儀測量器件發(fā)射峰，采用keithley2400測試器件的電流密度-電壓曲線，并結(jié)合光譜儀qe-6500測試器件的亮度，并計算器件效率，最終測得器件發(fā)射峰為465nm，外量子效率為4.2％，滿足預(yù)期的性能要求。

實施例2

與實施例1的區(qū)別在于，第一功能層還包括電子阻擋層，在ugh-1薄膜上以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂pmma苯甲酸乙酯溶液，濃度為1mg/ml，旋涂時間為30秒，旋涂之后再烘箱中150℃退火60分鐘形成電子阻擋層，并對其進行圖案化親水處理，其中pmma厚度為8nm。該實施例測得器件發(fā)射峰為465nm，外量子效率為5.6％，滿足預(yù)期的性能要求。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。