一种显示装置及其制作方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其制作方法。


背景技术：

2.有机发光二极管(organic light emitting diode，简称oled)显示技术具有能耗低、响应速度快、视角宽、更轻薄且具有柔韧性等优点，是一种极具潜力的显示技术。
3.传统oled的制备方法主要分为蒸镀法和溶液法。蒸镀法制备出的有机功能层薄膜具有均匀平整、界面清晰的特点。蒸镀法制作的oled的发光性能相对优异，但该法投资成本巨大，材料利用率低，导致oled产品成本很高。
4.溶液法，尤其是喷墨打印法的制备oled具有投入成本低、材料利用率高、可制备大尺寸、柔性器件等特点。有利于低成本、大面积、柔性oled面板的制备。但是喷墨打印法的制备粘度有限，在面板分辨率较高时制备难度大。


技术实现要素：

5.本发明一些实施例中，显示装置包括有机发光二极管器件，有机发光二极管器件中的发光层材料采用电化学偶联聚合物，该电化学偶联聚合物为采用电化学氧化脱氢反应制备的电化学偶联产物。采用电化学法制备发光层，不需要造价高昂的蒸镀机和喷墨打印机，也不再涉及喷墨打印流程中先打印发光材料，再烘干溶剂等繁琐流程。发光层伴随电化学氧化脱氢反应原位沉积在阳极上，其沉积薄膜致密性和均匀性好，有利于提升oled器件的发光性能。电化学溶液加工法利用闭合电路，只有在作为电极的阳极的表面才会发生电化学氧化脱氢反应，因此，也只有在阳极的表面才会沉积上发光层，具有较高的精度，基于这种高选择性，有利于应用于高分辨率高精度的oled的制作。
6.本发明一些实施例中，发光层采用的电化学偶联聚合物的取代基被吸电子基团和给电子基团取代，通过取代不同的吸电子基团和给电子基团，可以使发光层具有发射不同颜色光线的性质。
7.本发明一些实施例中，发光层采用的电化学偶联聚合物中的吸电子基团包括：三嗪基团、噻吨四氧化物基团、噁二唑基团、三苯硼基团、萘酰亚胺基团、二氰基吡嗪基团和二硼蒽基团。
8.本发明一些实施例中，发光层采用的电化学偶联聚合物中的给电子基团包括：间苯二咔唑基团、二咔唑基团、叔丁基咔唑基团、三咔唑基团、二氢吩嗪基团、吖啶基团、吩噻嗪基团、吩噁嗪基团和二苯胺基团。
9.本发明一些实施例中，发光层包括：红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层。
10.本发明一些实施例中，制作红色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
[0011][0012]
相应地，经过电化学氧化脱氢反应后形成的红色发光层的材料为：
[0013][0014]
本发明一些实施例中，制作绿色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
[0015][0016]
相应地，经过电化学氧化脱氢反应后形成的绿色发光层的材料为：
[0017][0018]
本发明一些实施例中，制作蓝色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
辅助电极，24-参比电极。
具体实施方式
[0033]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
[0034]
oled显示装置具有轻薄、亮度高、功耗低、响应快、清晰度高、柔性好、发光效率高等优势，在显示领域占据越来越重要的位置。
[0035]
oled显示装置包括阵列基板以及封装盖板。
[0036]
阵列基板包括衬底，以及形成在衬底上的薄膜晶体管(thin film transistor，简称tft)驱动电路，oled器件形成在tft驱动电路之上，并且oled器件与tft电路电连接。
[0037]
封装盖板与阵列基板相对设置，且用于对oled器件进行封装。
[0038]
oled器件包括阳极、发光层和阴极。阳极、发光层和阴极构成三明治结构，在阳极和阳极之间产生电场之后，电子和空穴会向发光层移动，并在发光层中复合成激子，激子激发发光分子最终产生可见光。
[0039]
目前，最成熟的oled制备技术是精细金属掩模蒸镀方法，但蒸镀法对于材料的利用率较低，且设备投入很高，这使得oled面板制作成本居高不下，严重制约了oled产品市场份额的进一步扩大。另外，蒸镀技术在制备大尺寸、高分辨率和柔性oled显示领域受到很大的限制。
[0040]
喷墨打印技术制备oled面板对于材料利用率高，且生产成本较低，尤其在大尺寸、柔性oled显示领域具有巨大的应用前景。但喷墨打印法制备oled膜层的均匀性差，且目前仍无较好的解决办法。同时，喷墨打印法的制备精度有限，在面板分辨率较高时制备较困难。
[0041]
有鉴于此，本发明实施例提供一种利用电化学法制备oled发光层的制备方法，与传统的溶液加工技术相比，电学化制备方法具有成膜性好、工艺精度高、工艺简化、生产成本低等优点，可以实现高分辨率oled显示面板的制作。
[0042]
图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图。
[0043]
参照图1，本发明实施例提供的显示装置包括：衬底基板11以及位于衬底基板11之上的有机发光二极管器件12。
[0044]
衬底基板11一般位于显示装置的底部，用于支撑和承载显示装置中的所有元件。衬底基板11的形状与显示装置的形状相适应，目前应用于电视或移动终端等领域的显示装置均为矩形，因此衬底基板11也可以设置为矩形；除此之外，如果显示装置应用于智能手表等异形显示设备，衬底基板相应地也可以设置为圆形等形状，在此不做限定。
[0045]
本发明实施例中的显示装置可以为硬性显示装置或柔性显示装置。硬性显示装置的衬底基板11的材料可以采用玻璃等硬性材质时，柔性显示装置的衬底基板11可以采用聚
酰亚胺(pi)等柔性材料。
[0046]
在衬底基板11上制作oled之前，还需要在衬底基板之上制作驱动电路，通常情况下可以采用薄膜制作工艺在衬底基板11之上形成薄膜晶体管阵列，用于形成驱动电路，当驱动电路与oled电连接之后，可以对oled进行发光控制。在本发明实施例中，oled可以采用无源驱动方式或者有源驱动方式进行驱动。
[0047]
有机发光二极管器件12位于衬底基板11之上。有机发光二极管器件12在显示装置中作为子像素，用于图像显示。
[0048]
图2为本发明实施例提供的有机发光二极管器件的截面结构示意图之一。
[0049]
参照图2，有机发光二极管器件12至少包括阳极121、阴极122和发光层123。
[0050]
阳极121位于衬底基板11之上，且与衬底基板11上的驱动电路电连接。
[0051]
显示面板中的子像素为oled，每个阳极121的区域限定了oled的发光区域，即子像素的开口区。阳极121的尺寸可以根据显示装置的设计以及分辨率来确定，在此不做限定。阳极形状通常可以设置为矩形。阳极采用的材料为氧化铟锡(ito)等。
[0052]
阴极122位于阳极121背离衬底基板11的一侧，阴极122与阳极121相对设置，当施加电信号时阴极122与阳极121之间产生电场。
[0053]
阴极122通常情况下整面设置，不需要区分每个子像素进行单独设置。阴极122的形状与衬底基板11的形状相适应，通常情况下可以设置为矩形。阴极的尺寸由所有的oled的占有面积来确定，阴极122覆盖在所有的oled之上。阴极采用的材料为银ag或铝al等。
[0054]
发光层123位于阳极121与阴极122之间，当向阳极121与阴极122施加电信号，以使阳极121与阴极122之间形成电场时，电子和空穴会向发光层123移动，在发光层123中复合成激发，从而激发发光材料进行发光。
[0055]
图3为本发明实施例提供的有机发光二极管器件的截面结构示意图之二。
[0056]
参照图3，本发明实施例提供的有机发光二极管器件12还包括：空穴注入层124、空穴传输层125和电子传输层126。
[0057]
空穴注入层124位于阳极121背离衬底基板11一侧的表面。
[0058]
空穴注入层124可以整层设置，也可以仅设置在阳极121之上。
[0059]
整层设置空穴注入层124可以为全部的oled器件提供空穴，整层设置空穴注入层124的工艺也相对简单。
[0060]
然而只有注入到阳极121位置的空穴对oled器件的发光有贡献，因此也可以仅在阳极121之上形成空穴注入层124，节省成本。
[0061]
本发明实施例在阳极121之上设置一层空穴注入层124，可以提升器件的空穴注入能力，增加器件的稳定性，以延长使用寿命。
[0062]
空穴注入层124采用聚合物材料，利用溶液法进行制作。例如，空穴注入层124可以采用聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)等材料。
[0063]
空穴传输层125位于空穴注入层124背离阳极121一侧的表面。
[0064]
空穴传输层125既可以采用整层设置，也可以仅在阳极121对应的位置设置。
[0065]
空穴传输层125可以提高空穴传输能力，有利于载流子向发光层123传输。同时空穴传输层125还具有阻隔电子的作用，可以平衡截流子的传输，有利于提升器件效率。
[0066]
空穴传输层125采用聚合物材料，利用溶液法进行制作。例如，空穴传输层125可以
采用聚-双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺(poly-tpd)等材料。
[0067]
电子传输层126位于发光层123背离空穴传输层125一侧的表面。
[0068]
电子传输层126既可以采用整层设置，也可以仅在阳极121对应的位置设置。
[0069]
电子传输层126用于注入和传输电子，有利于载流子向发光层123传输，电子传输层126的设置可以提升器件效率。
[0070]
电子传输层126的材料为多为宽禁带的n型半导体，能够保证较强的载流子传输能力以及较高的载流子浓度。电子传输层126的材料可以采用3,3'-[5'-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1':3',1
”-
三联苯]-3,3
”-
二基]二吡啶(tmpypb)或1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)等材料。
[0071]
本发明实施例中，发光层的材料采用电化学偶联聚合物，该电化学偶联聚合物为采用电化学氧化脱氢反应制备的电化学偶联产物。
[0072]
具体来说，首先在衬底基板上形成阳极121的图形，再将形成有阳极121的衬底基板放置于电化学池中，并连接电化学工作站。衬底基板上的阳极121作为电化学池中的一个电极，电化池中具有发光材料的前驱体溶液。当电化学工作站施加电压时，发光材料的前驱体将在阳极121的表面发生氧化脱氢反应，并形成电化学偶联产物，形成的电化学偶联产物的溶解度很低，基于分子间相互作用力电化学偶联产物沉积在阳极121的表面，形成发光层。
[0073]
采用本发明实施例提供的电化学法制备有机发光二极管器件中的发光层，不需要造价高昂的蒸镀机和喷墨打印机，也不再涉及喷墨打印流程中先打印发光材料，再烘干溶剂等繁琐流程。
[0074]
发光层123伴随电化学氧化脱氢反应原位沉积在阳极121上，其沉积薄膜致密性和均匀性好，有利于提升oled器件的发光性能。电化学溶液加工法利用闭合电路，只有在作为电极的阳极121的表面才会发生电化学氧化脱氢反应，因此，也只有在阳极121的表面才会沉积上发光层123。这种高度选择性的沉积方法避免了传统喷墨打印法将打印墨水喷涂到阳极以外的地方造成串扰的问题，具有较高的精度，基于这种高选择性，可以应用于高分辨率高精度的oled的制作。
[0075]
在本发明实施例中，发光层123采用的电化学偶联聚合物的取代基被吸电子基团和给电子基团取代，通过取代不同的吸电子基团和给电子基团，可以使发光层123具有发射不同颜色光线的性质，相应地，将发射不同颜色光线的发光层依序形成在阳极121的表面，即可形成用于图像显示的子像素。
[0076]
其中，发光层123采用的电化偶联聚合物中的吸电子基团包括但不限于：
[0077][0078]
发光层123采用的电化学偶联聚合物中的给电子基团包括但不限于：
[0079][0080]
为了制备出不同颜色的有机发光二极管器件作为子像素，发光层123可以包括红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层。其中，红色发光层可以出射红色光，包括红色发光层的有机发光二极管器件作为红色子像素；绿色发光层可以出射绿色光，包括绿色发光层的有机发光二极管器件作为绿色子像素；蓝色发光层可以出射蓝色光，包括蓝色发光层的有机发光二极管器件作为蓝色子像素。
[0081]
红色发光层采用的电化学偶联聚合物为以下任意一种：
[0082][0083]
当红色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成红色发光层。
[0084]
当红色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用
的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成红色发光层。
[0085]
当红色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成红色发光层。
[0086]
绿色发光层采用的电化学偶联聚合物为以下任意一种：
[0087]
[0088]
当绿色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成绿色发光层。
[0089]
当绿色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成绿色发光层。
[0090]
当绿色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成绿色发光层。
[0091]
蓝色发光层采用的电化学偶联聚合物为以下任意一种：
[0092]
[0093]
当蓝色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成蓝色发光层。
[0094]
当蓝色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使
用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成蓝色发光层。
[0095]
当蓝色发光层采用时，在制备过程中电化学池中使用的前驱体为前驱体材料在电化学池溶液中经过氧化脱氧反应，形成电化学偶联产物，沉积于阳极表面，形成蓝色发光层。
[0096]
以下对本发明实施例提供的显示装置的制作方法进行具体说明。图4为本发明实
施例提供的显示装置的制作方法的流程图。
[0097]
参照图4，本发明实施例提供的显示装置的制作方法，包括：
[0098]
s10、在衬底基板上形成阳极的图形；
[0099]
s20、在具有阳极图形的衬底基板上采用电化学氧化脱氢反应形成发光层；
[0100]
s30、在发光层上形成阴极。
[0101]
采用本发明实施例提供的电化学法制备有机发光二极管器件中的发光层，不需要造价高昂的蒸镀机和喷墨打印机，也不再涉及喷墨打印流程中先打印发光材料，再烘干溶剂等繁琐流程。
[0102]
发光层伴随电化学氧化脱氢反应原位沉积在阳极上，其沉积薄膜致密性和均匀性好，有利于提升oled器件的发光性能。电化学溶液加工法利用闭合电路，只有在作为电极的阳极的表面才会发生电化学氧化脱氢反应，因此，也只有在阳极的表面才会沉积上发光层。这种高度选择性的沉积方法避免了传统喷墨打印法将打印墨水喷涂到阳极以外的地方造成串扰的问题，具有较高的精度，基于这种高选择性，可以应用于高分辨率高精度的oled的制作。
[0103]
具体来说，在形成有驱动电路的衬底基板上形成阳极的图形，阳极可以采用刻蚀工艺形成，阳极采用氧化铟锡(ito)。
[0104]
在制备形成阳极的图形之后，需要将带有阳极的衬底基板进行清洗和烘干的操作。
[0105]
在清洗衬底基板之后，采用溶液法在阳极上形成空穴注入层。空穴注入层采用聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)，厚度为10nm-40nm。
[0106]
在形成空穴注入层之后，对基板进行真空干燥和烘烤，而后采用溶液法在空穴注入层之上形成空穴传输层。空穴传输层采用聚-双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺(poly-tpd)，厚度为10nm-40nm。
[0107]
在形成空穴传输层之后，对基板进行真空干燥和烘烤。
[0108]
图5为本发明实施例提供的电化学反应原理图。
[0109]
参照图5，在制备发光层时，将形成有阳极的图形的衬底基板11置于盛放发光材料前驱体溶液的电化学池21中，并连接电化学工作站22。其中，衬底基板11上的阳极作为工作电极连接电化学工作站22，电化学池21中还包括辅助电极23和参比电极24，辅助电极23的一端置于电化学池的溶液中，另一端连接电化学工作站22；参比电极24的一端置于电化学池的溶液中，另一端连接电化学工作站22。
[0110]
上述反应体系中有两个回路，一个回路由工作电极(即衬底基板上的阳极)和参比电极24组成，用于测试工作电极的电化学反应过程；另一个回路由工作电极和辅助电极23组成，用于传输电子以发生电化学反应。
[0111]
电化学池中盛放的发光材料前驱体溶液为电解液，由溶剂、发光材料前驱体和电解质组成。其中，溶剂可以采用二氯甲烷、氯苯、二氯苯等有机溶剂；电解质可以保证电解液具有足够的导电性；发光材料前驱体的浓度一般小于20mg/ml。
[0112]
将具有阳极图形的衬底基板11置于上述电化学池中，并连接好相应的电极之后，控制电化学工作站22施加扫描电压，采用循环伏安法进行扫描，扫描电压范围为0-1.55v，以使发光材料前驱体在衬底基板的阳极表面发生氧化脱氢反应，形成电化学偶联产物，该
电化学偶联产物的溶解度很低，在分子间作用力的驱动下在阳极表面沉积形成发光层。
[0113]
在形成不同的颜色的发光层时需要将具有阳极图形的衬底基板置于不同电解液体体系的电化学池中，且只需要对形成相应发光层的阳极施加电压，即可以这些阳极的表面形成相应的发光层。
[0114]
具体地，当形成红色发光层时，电化学池中的发光材料前驱体可以采用以下任意一种：
[0115][0116]
发光材料前驱体在电解液中发生电化学氧化脱氢反应，在阳极表面沉积电化学偶联产物，形成红色发光层。上述发光材料前驱体在发生电化学氧化脱氢反应之后相应形成以下产物(即红色发光层的材料)：
[0117][0118]
当形成绿色发光层时，电化学池中的发光材料前驱体可以采用以下任意一种：
[0119][0120]
发光材料前驱体在电解液中发生电化学氧化脱氢反应，在阳极表面沉积电化学偶联产物，形成绿色发光层。上述发光材料前驱体在发生电化学氧化脱氢反应之后相应形成以下产物(即绿色发光层的材料)：
[0121][0122]
当形成蓝色发光层时，电化学池中的发光材料前驱体可以采用以下任意一种：
[0123][0124]
发光材料前驱体在电解液中发生电化学氧化脱氢反应，在阳极表面沉积电化学偶联产物，形成蓝色发光层。上述发光材料前驱体在发生电化学氧化脱氢反应之后相应形成以下产物(即蓝色发光层的材料)：
[0125][0126]
在形成发光层之后，在发光层之上沉积电子传输层，电子传输层采用3,3'-[5'-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1':3',1
”-
三联苯]-3,3
”-
二基]二吡啶(tmpypb)或1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)等材料。
[0127]
在形成电子传输层之后，在电子传输层之上沉积阴极，阴极可以采用lif/al的叠层结构。
[0128]
在制备完成有机发光二极管器件之后，对显示面板进行封装。
[0129]
根据第一发明构思，显示装置包括有机发光二极管器件，有机发光二极管器件中的发光层材料采用电化学偶联聚合物，该电化学偶联聚合物为采用电化学氧化脱氢反应制
备的电化学偶联产物。采用电化学法制备发光层，不需要造价高昂的蒸镀机和喷墨打印机，也不再涉及喷墨打印流程中先打印发光材料，再烘干溶剂等繁琐流程。发光层伴随电化学氧化脱氢反应原位沉积在阳极上，其沉积薄膜致密性和均匀性好，有利于提升oled器件的发光性能。电化学溶液加工法利用闭合电路，只有在作为电极的阳极的表面才会发生电化学氧化脱氢反应，因此，也只有在阳极的表面才会沉积上发光层，具有较高的精度，基于这种高选择性，有利于应用于高分辨率高精度的oled的制作。
[0130]
根据第二发明构思，发光层采用的电化学偶联聚合物的取代基被吸电子基团和给电子基团取代，通过取代不同的吸电子基团和给电子基团，可以使发光层具有发射不同颜色光线的性质，相应地，将发射不同颜色光线的发光层依序形成在阳极的表面，即可形成用于图像显示的子像素。其中，发光层采用的电化学偶联聚合物中的吸电子基团包括：三嗪基团、噻吨四氧化物基团、噁二唑基团、三苯硼基团、萘酰亚胺基团、二氰基吡嗪基团和二硼蒽基团。发光层采用的电化学偶联聚合物中的给电子基团包括：间苯二咔唑基团、二咔唑基团、叔丁基咔唑基团、三咔唑基团、二氢吩嗪基团、吖啶基团、吩噻嗪基团、吩噁嗪基团和二苯胺基团。
[0131]
根据第三发明构思，采用电化学法形成发光层具体包括：将具有阳极图形的衬底基板置于发光材料前驱体溶液中，并连接电化学工作站；控制电化学工作站施加扫描电压，以使发光材料前驱体在阳极表面发生氧化脱氢反应，在阳极表面形成电化学偶联产物。其中，发光材料前驱体溶液包括：溶剂、发光材料前驱体以及电解质。
[0132]
根据第四发明构思，制作红色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
[0133][0134]
相应地，经过电化学氧化脱氢反应后形成的红色发光层的材料为：
[0135][0136]
根据第五发明构思，制作绿色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
[0137][0138]
相应地，经过电化学氧化脱氢反应后形成的绿色发光层的材料为：
[0139][0140]
根据第六发明构思，制作蓝色发光层采用的前驱体材料为以下任意一种：
[0141][0142]
相应地，经过电化学氧化脱氢反应后形成的蓝色发光层的材料为：
[0143][0144]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造
性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0145]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。