显示基板及其制造方法、显示装置与流程

1.本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制造方法、显示装置。


背景技术：

2.有机电致发光器件(oled)由于具有亮度高、色彩饱和、轻薄、可弯曲等优点而受到了平板显示与照明领域的高度重视。目前有机电致发光器件结构存在一些技术问题，例如器件亮度衰减过快、电流效率低、低灰阶串扰等问题。


技术实现要素：

3.本公开提出一种显示基板及其制造方法、显示装置。
4.本公开第一方面，提供了一种显示基板，包括阳极层、像素定义层、功能层、发光层和阴极层；所述像素定义层包括多个开口，所述开口将所述阳极层、功能层、发光层和阴极层划分形成多个子像素；
5.所述显示基板还包括设置在相邻的所述子像素之间的阻挡结构，所述阻挡结构在所述显示基板上的正投影位于所述像素定义层在所述显示基板上的正投影中，所述阻挡结构被配置为：阻挡载流子在相邻的所述子像素之间移动。
6.本公开第二方面，提供了一种显示装置，包括第一方面所述的显示基板。
7.本公开第三方面，提供了一种显示基板的制造方法，包括：
8.获取衬底基板；
9.在所述衬底基板上依次形成阳极层、像素定义层、功能层、发光层和阴极层，所述像素定义层包括多个开口，所述多个开口将所述阳极层、功能层、发光层和阴极层划分形成多个子像素；以及
10.对所述像素定义层对应位置的所述功能层进行老化处理，进而在相邻的所述子像素之间形成阻挡结构，所述阻挡结构用于阻挡载流子在相邻的所述子像素之间移动，所述阻挡结构在所述衬底基板上的正投影位于所述像素定义层在所述衬底基板上的正投影中。
11.本公开提供的显示基板及其制造方法、显示装置，通过在相邻子像素之间设置阻挡载流子在相邻的所述子像素之间移动的阻挡结构，即使在低灰阶状态，也不容易发生像素间串扰问题。
附图说明
12.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1a示出了一种显示基板的示例性结构示意图。
14.图1b示出了相邻子像素的示例性等效电路图。
15.图2a示出了本公开实施例所提供的一种示例性显示基板的示意图。
16.图2b示出了本公开实施例所提供的另一种示例性显示基板的示意图。
17.图2c示出了根据本公开实施例的显示基板的俯视示意图。
18.图2d示出了根据本公开实施例的显示基板的相邻子像素的示例性等效电路图。
19.图3示出了本公开实施例所提供的示例性制造方法的流程示意图。
20.图4a示出了根据本公开实施例的一种显示基板半成品的结构示意图。
21.图4b示出了根据本公开实施例的另一种显示基板半成品的结构示意图。
22.图4c示出了根据本公开实施例的另一种显示基板半成品的结构示意图。
23.图4d示出了根据本公开实施例的另一种显示基板半成品的结构示意图。
24.图4e示出了根据本公开实施例的另一种显示基板半成品的结构示意图。
25.图4f示出了根据本公开实施例的另一种显示基板半成品的结构示意图。
26.图4g示出了根据本公开实施例的一种显示基板的结构示意图。
27.图5示出了老化前后的v
‑
j曲线对比图。
具体实施方式
28.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
29.需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.在有机电致发光器件结构中，电子和空穴分别从阴极和阳极注入，在器件发光层中复合发光。因此，传输至发光层中的电子和空穴数量，对于有机电致发光器件性能有着重要作用。由于阴极和阳极功函数与有机发光层的最低未占据分子轨道(lumo)和最高占据分子轨道(homo)之间的能级差过大，所以器件的电压、效率、寿命等特性均很差。为了解决该问题，一种方式是在有机电致发光层两侧增加电子/空穴注入层、电子/空穴传输层、电子/空穴阻挡层，可以减小能级势垒，提高电子和空穴注入数量。通过上述设计，有机电致发光器件各层的能级差显著减小，传输至有机电致发光层界面的电子和空穴数量显著上升。但是，由于部分功能层是通过开放式掩膜版(open mask)来蒸镀，形成的膜层一般会覆盖整个基板，因此会同时覆盖到不同颜色的像素区。
31.对于现有oled材料来说，空穴载流子传输特性更好。而空穴注入层和空穴传输层都是通过open mask来蒸镀，从而会导致相邻像素通过空穴注入层(或空穴传输层)连接起来，为空穴载流子横向传输创造了条件。再加上oled显示产品的分辨率越来越高，不同像素间距离越来越小，也会加大空穴载流子横向传输的可能性。因此，当不同像素区的oled器件结构驱动电压有差异时(特别是在低亮度条件下驱动电压差异更显著)，对于驱动电压较高
的oled像素，当载流子注入后会通过共同层(例如，空穴注入层、空穴传输层等)传输至相邻像素，导致相邻像素也被点亮，最终导致oled显示器件的低灰阶串扰问题。
32.图1a示出了一种显示基板100的示例性结构示意图。
33.如图1a所示，显示基板100可以依次包括：衬底基板102，驱动电路层104，反射层106，阳极层108，用于划分子像素区域的像素定义层110，第一功能层(空穴注入层112、空穴传输层114、电子阻挡层116)，发光层118，第二功能层(空穴阻挡层120、电子传输层122、电子注入层124)，阴极层126，光取出层128。
34.为了提高空穴注入层112的空穴注入能力，一种处理方式是在空穴注入层112中掺入空穴型掺杂剂，以提升空穴注入层112的空穴迁移率。当相邻子像素的驱动电压差异超过0.3v、距离小于30μm时，高电压一侧的子像素的空穴载流子就可能会通过空穴注入层112传输至相邻子像素(图1a中虚线方向)，导致相邻子像素发光，出现串扰问题。
35.图1b示出了相邻子像素的示例性等效电路图。
36.如图1b所示，假设第一子像素的阳极和阴极之间的等效电阻为r1，第二子像素的阳极和阴极之间的等效电阻为r2，第一子像素和第二子像素的共用功能层的等效电阻为r3。在一些情况下，第一子像素的等效电阻r1可以比第二子像素的等效电阻r2大很多(例如，第一子像素为蓝色子像素，第二子像素为红色子像素，二者的发光材料的电阻差别会比较大)，以致于r1＞r2 r3，亦即，从第一子像素的阳极到第二子像素的阴极这条通路的电阻(r2 r3)小于第一子像素自身的阳极和阴极之间的等效电阻(r1)，使得电阻更小的通路电流更大，从而产生串扰问题。特别是，当第一子像素和第二子像素均处于低灰阶点亮状态时，二者之间电压差的微小变化都会加剧串扰问题。
37.为了解决显示基板的低灰阶串扰问题，本公开实施例提供了一种显示基板。该显示基板包括：多个子像素；阻挡结构，设置在相邻的所述子像素之间，并被配置为：阻挡载流子在相邻的所述子像素之间移动。
38.本公开实施例提供的显示基板，通过在相邻子像素之间设置阻挡载流子在相邻的所述子像素之间移动的阻挡结构，即使在低灰阶状态，也不容易发生像素间串扰问题。
39.图2a示出了本公开实施例所提供的一种示例性显示基板200的示意图。图2b示出了本公开实施例所提供的另一种示例性显示基板200的示意图。
40.如图2a和2b所示，显示基板200可以包括多个子像素，例如，阳极层208a、反射层206a和发光层218a对应的第一子像素以及阳极层208b、反射层206b和发光层218b对应的第二子像素。
41.在一些实施例中，显示基板200可以包括层叠结构，具体依次包括衬底基板202，驱动电路层204，反射层206a、206b，阳极层208a、208b，像素定义层210，第一功能层(例如，空穴注入层212、空穴传输层214、电子阻挡层216)，发光层218a、218b，第二功能层(例如，空穴阻挡层220、电子传输层222、电子注入层224)，阴极层226，光取出层228。在一些实施例中，功能层可以由有机材料制成。
42.为了阻碍载流子在相邻子像素之间移动，显示基板200还可以在相邻子像素之间设置阻挡结构230a、230b。在一些实施例中，功能层的载流子迁移率可以是阻挡结构230a、230b的载流子迁移率的5倍以上，这样，阻挡结构230a、230b可以较好地防止显示器件的低灰阶串扰问题。
43.图2c示出了根据本公开实施例的显示基板200的俯视示意图。图2c中示出了子像素r、g、b，像素定义层210和辅助电极232的位置关系。如图2c所示，多个子像素r、g、b可以由像素定义层210划分得到。具体地，如图2c所示，像素定义层210可以包括多个开口，该开口可以将阳极层、功能层、发光层和阴极层划分形成多个子像素。
44.如图2a～2c所示，显示基板200还可以包括辅助电极232。辅助电极232可以设置在阻挡结构230a、230b的远离阴极层226的一侧。为了避免辅助电极232导致相邻子像素之间短路，如图2c所示，辅助电极232在显示基板200上的正投影可以位于像素定义层210在显示基板200上的正投影中。
45.辅助电极232可以用于制作该阻挡结构230a、230b。如图2a所示，当显示基板200制作完成，正常使用(出厂)之前，通过在辅助电极232和阴极层226之间施加老化电流，可将阴极层226与辅助电极232之间的材料老化(破坏分子结构)，进而形成阻挡结构230a。在一些实施例中，如图2a所示，阻挡结构230a在显示基板200上的正投影可以位于辅助电极232在显示基板200上的正投影中。如图2b所示，通过在辅助电极232和阳极层208a、208b之间施加老化电压，可将阳极层208a、208b与辅助电极232之间的材料老化(破坏分子结构)，进而形成阻挡结构230b。在一些实施例中，如图2b所示，阻挡结构230b在显示基板200上的正投影可以覆盖辅助电极232在显示基板200上的正投影。
46.图2d示出了根据本公开实施例的显示基板200的相邻子像素的示例性等效电路图。如图2d所示，当增加阻挡结构230a、230b之后，相邻子像素间增加了电阻rx，由于rx的电阻较大，使得在相邻子像素间的电流通路被阻碍，防止了电流的横向传输。特别地，在一些情况下，当第一子像素为蓝色子像素、第二子像素为红色子像素时，等效电阻r1比等效电阻r2会大很多，但由于与rx相比，等效电阻r1相对较小，使得在相邻子像素间的电流通路被阻碍，防止了电流的横向传输。
47.在一些实施例中，如图2a和2b所示，阻挡结构230a、230b在显示基板200上的正投影可以位于像素定义层210在显示基板200上的正投影中，从而阻挡结构230a、230b不会影响阳极层208a、208b向发光层218a、218b提供空穴载流子，进而不会影响子像素的发光区域的发光。
48.在一些实施例中，辅助电极可以是金属电极、透明电极或复合结构电极。
49.当辅助电极是金属电极时，其制作材料可以是ag、au、cu或yb，厚度可以是1～20nm，宽度可以是1～20μm。
50.当辅助电极是透明电极时，其制作材料可以是ito、izo、igzo、mto或fto，厚度可以是10～100nm，宽度可以是1～20μm。
51.当辅助电极是复合结构电极时，其可包括层叠设置的第一透明导电薄膜、金属薄膜和第二透明导电薄膜，其宽度可以是1～20μm。在一些实施例中，第一透明导电薄膜和第二透明导电薄膜的制作材料可以是ito、izo、igzo、mto或fto，厚度可以是20～100nm，该金属薄膜的制作材料可以是ag、au、cu或yb，厚度可以是5～10nm。
52.前述的厚度可以是指沿显示基板200的出光方向(图2a的纵向)的厚度，前述的宽度可以是指沿显示基板200的第一边的方向的宽度w1(如图2c所示)，或者沿显示基板200的第二边的方向的宽度w2(如图2c所示)。
53.本公开实施例提供的显示基板，为了克服空穴载流子的横向传输问题，在像素定
义层上制作辅助电极，并通过该导电电极与器件电极之间施加老化电压或电流，破坏非显示区域的有机材料分子结构，可使其电阻大幅上升，从而提高不同子像素间的有机电致发光层电阻，阻挡电流在像素间流通，在一定程度上削弱了显示器件在低灰阶时空穴载流子通过共同层传导至相邻像素的问题，解决了相邻像素发光串扰问题。
54.本公开实施例还提供了一种显示装置，包括如前所述的显示基板的任一实施例或实施例的排列、组合。在一些实施例中，该显示装置可以是有机电致发光显示装置(oled)。需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
55.本公开实施例还提供了一种显示基板的制造方法，可以在一定程度上解决显示基板的低灰阶串扰问题。图3示出了本公开实施例所提供的示例性制造方法300的流程示意图。该方法300可以包括以下步骤。
56.在步骤302，可以首先获取衬底基板402，如图4a所示。
57.在一些实施例中，若显示基板400为普通显示器件，衬底基板402可以是玻璃材质或其他刚性材质，若显示基板400为柔性显示器件，衬底基板402可以是聚酰亚胺材质(pi)或其他柔性材质。
58.在步骤304，可以在衬底基板402上形成多个子像素。
59.在一些实施例中，可以先在衬底基板402上制造子像素的驱动电路从而形成驱动电路层404，如图4a所示。然后，还可以在形成驱动电路层404的衬底基板402上形成平坦层406，以提高表面平整度进而便于制造后续层，如图4b所示。
60.在一些实施例中，如图4e所示，可以通过真空蒸镀工艺、喷墨打印等方法，在平坦层406上依次形成阳极层408(图4b所示)、像素定义层410(图4c所示)、功能层和发光层412(图4e所示，其中将二者以同一层进行示意)以及阴极层414(图4f所示)。像素定义层410可以将阳极层408、功能层和发光层412以及阴极层414划分形成多个子像素(例如，图2c中的子像素r、g、b)。
61.在一些实施例中，在形成像素定义层410之后，方法300还可以包括：通过溅射、化学气相沉积(cvd)等方法，在像素定义层410上形成辅助电极层432，如图4d所示。辅助电极层432在衬底基板402上的正投影可以位于像素定义层410在衬底基板402上的正投影中，以防止辅助电极层432将相邻的子像素短路。
62.在一些实施例中，辅助电极层432可以是金属薄膜、透明导电薄膜或复合导电结构。
63.当辅助电极层432是金属薄膜时，其制作材料可以是ag、au、cu或yb，厚度可以是1～20nm。
64.当辅助电极层432是透明导电薄膜时，其制作材料可以是ito、izo、igzo、mto或fto，厚度可以是10～100nm。
65.当辅助电极层432是复合导电结构时，其可包括层叠设置的第一透明导电薄膜层、金属薄膜层和第二透明导电薄膜层。第一透明导电薄膜层和第二透明导电薄膜层的制作材料可以是ito、izo、igzo、mto或fto，厚度可以是20～100nm，金属薄膜层的制作材料可以是ag、au、cu或yb，厚度可以是5～10nm。
66.在一些实施例中，可以利用开放式掩膜版(open mask)形成功能层，从而便于工艺
操作。
67.可选地，功能层可以包括设置在发光层和阴极层之间的第一功能层以及设置在发光层和阳极层之间的第二功能层。其中，第一功能层可以包括电子注入层、电子传输层和空穴阻挡层中的至少其一；第二功能层可以包括电子阻挡层、空穴传输层和空穴注入层中的至少其一。
68.可选地，可以采用有机材料制作功能层，以使功能层的分子结构在老化电压或老化电流的处理下更易被破坏，进而形成较好性能的阻挡结构。
69.在一些实施例中，还可以在阴极层414上形成封装层416，以完成显示基板的封装。
70.由于采用开放式掩膜版形成的功能层易于造成低灰阶串扰的问题，因此，在步骤306，可以在相邻子像素之间形成阻挡结构430，该阻挡结构430用于阻挡载流子在相邻子像素之间移动。
71.在一些实施例中，在相邻子像素之间形成阻挡结构430，包括：对像素定义层410对应位置的功能层412进行老化处理，进而形成阻挡结构430，阻挡结构430在衬底基板402上的正投影位于像素定义层410在衬底基板402上的正投影中。
72.在一些实施例中，对像素定义层410对应位置的功能层412进行老化处理，可以进一步包括：在辅助电极层432和阳极层408之间施加老化电压或者在辅助电极层432和阴极层414之间施加老化电流，以将辅助电极层432对应位置的功能层老化，进而形成阻挡结构432。
73.例如，在辅助电极层432和阳极层408之间施加老化电压，可以进一步包括：在辅助电极层432和阳极层408之间施加10～50v的老化电压，老化时间为1min～100min。
74.又比如，在辅助电极层432和阴极层414之间施加老化电流，可以进一步包括：在辅助电极层432和阴极层414之间施加100～300ma/cm2的老化电流，老化时间为1min～100min。
75.这样形成的阻挡结构432，可以使功能层的载流子迁移率为阻挡结构432的载流子迁移率的5倍以上。
76.经过上述制造方法，最终形成图4g所示的显示基板400。
77.需要说明的是，为了示意的方便，在显示基板200、400的示意图中省略了一些层级结构，并不代表在显示基板200、400不存在这些结构，任何可能的层级结构，即使未在图中示出也可以是存在于显示基板200、400中的，在此不再赘述。
78.本公开实施例提供的显示基板的制造方法，在大电流/电压老化后，会破坏有机分子的完整性，导致结构发生变化。因此，在最终结构中，老化区具备两点特征：1)老化区载流子迁移率远小于像素区；2)老化区有机分子与像素区不同。图5示出了老化前后的v
‑
j曲线对比图。如图5所示，老化后电阻增大导致电流值下降显著。
79.需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
80.所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。