显示器及其制备方法

专利名称：显示器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及显示器，更具体而言，涉及包括基材和包括多个导体的电极层，和插入在基材与电极层之间的硅烷衍生物层的显示器。所述硅烷衍生物层增强了基材与电极层之间的粘接强度。本发明还涉及这种显示器的制造方法。
背景技术：
喷墨印刷的汇流电极(bus electrode)和地址电极(addresselectrode)是用含有金属纳米颗粒的油墨印刷的。例如，EP1349135A1和US20040043691A1公开了含有银纳米颗粒、表面活性剂和有机金属的分散体的银纳米油墨。
US20040038616A1公开了制备扁平监视器屏的方法，其中，在玻璃中铣磨或蚀刻出凹槽，并通过喷墨印刷法印刷地址电极。
另一种在玻璃或铟锡氧化物(ITO)基材中喷墨印刷窄金属线的方法包括等离子体基材预处理，它将基材与金属线之间的接触角定在30-60度范围内。这使得能够防止油墨在基材上的不受控扩散(参见US申请20030083203A1和M.Frusawa等人，SID 02 Digest，753-755)。一般来说，通过用CF4、C2F6或C3F8进行等离子体氟化得到20-60度的接触角。但是，这一方法的缺点在于，基材上印刷和烧结后的油墨的粘度或粘接强度太低。

发明内容
本发明提供包括基材和包括多个导体的电极层的显示器，其中，在基材与电极层之间插入了硅烷衍生物层。该显示器的基材与金属油墨层之间的接触角为30-60度。具体而言，用于等离子体显示板的汇流电极与地址电极可以喷墨印刷到等离子体显示板上，以在电导性金属线(即，构成电极层的导体)与玻璃或ITO基材之间获得高的粘接强度。这一结构增强了喷墨印刷在玻璃或ITO基材上的导体的分辨率，并防止导体分离或损坏，从而避免产品产生缺陷和使性能低劣。
本发明也提供制备这种显示器的方法。
本发明另外的特点将在下面的说明书中进行阐明，其中部分将是从说明书显而易见的，或者可以通过实施本发明而认识到。
本发明公开包括基材、包括多个导体的电极层和插入基材与电极层之间的硅烷衍生物层的显示器。
本发明还公开显示器的制备方法，所述方法包括制备基材，在基材上形成硅烷衍生物层，和在硅烷衍生物层上形成包括多个导体的电极层。
应当理解，上述概述与下面的详细说明都是示例性的和解释性的，并且旨在对所要求的发明提供进一步的解释。


本发明的上述以及其它的特点和优点将通过参考附图对其示例性实施方案进行详细的描述而变得更加显而易见。
图1是根据本发明示例性实施方案的包括基材和电极层的显示器的示意图。
图2是根据本发明示例性实施方案的有机发光显示器的示意性剖视图。
图3是根据本发明示例性实施方案的等离子体显示板的部分剖开的透视图。
图4A、4B和4C是根据本发明示例性实施方案表明显示器制备方法的剖视图。
现在将参考附图更全面地描述本发明的示例性实施方案。在整个附图中，相同的参考号指相同的结构部件。
本发明的上述特征将通过提供包括基材、包括多个导体的电极层和插入在基材与电极层之间的硅烷衍生物层的显示器表明。
硅烷衍生物层，又称作“夹层”，可以通过等离子体聚合或通过用适当的溶液沉积，以得到具有希望表面特性的薄层来形成。
图1是根据本发明包括基材、硅烷衍生物层、和包括多个导体的电极层的显示器的示意性剖视图。
参考图1，显示器包括基材1。基材1根据要制造的显示器的类型来选择，本领域技术人员可以很容易地了解它。优选，基材1是玻璃基材或涂有ITO的基材。
硅烷衍生物层2在基材1上形成，并且必须强有力的粘接在基材1上。强粘接是通过使用相应的反应性基团或在组成硅烷衍生物层2的材料中包含的阳离子基团实现的。
包括多个导体的电极层3在硅烷衍生物层2上形成。电极层3优选通过喷墨印刷含金属溶液或含金属悬浮液来形成。在硅烷衍生物层2和包括多个导体的电极层3之间必须存在强粘接。为了增加导体与硅烷衍生物层2之间的粘接强度，相应的化学锚基团可以构成硅烷衍生物层2。当使用银作为用于电极层3的沉积金属时，优选硅烷衍生物层2包括含硫物质，如二烷基硫化物基团以及硫醇基或二硫化物基团。它也可以包括含氮物质，如胺基。另外，硅烷衍生物层2也可以包括螯合基团，如乙二胺和二乙三胺以及羧化物。
优选，硅烷衍生物层2由六甲基二硅氧烷或六甲基二硅胺烷，或一种或多种化合物的混合物制成，所述化合物包括但不限于二甲基二乙氧基硅烷，三甲氧基丙基硅烷，双(四甲基铵硅氧烷醇盐)(bis-tetramethylammoniumsiloxanolate)，3-巯基丙基-三甲氧基硅烷，双(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺，3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二乙三胺，N-三甲氧基甲硅烷基丙基-乙二胺四乙酸，和其盐。
优选，混合物还包括一种或多种添加剂，其包括但不限于二氧化硅颗粒，硅酸盐，和悬浮聚合物。所述悬浮聚合物包括例如，聚二甲基硅氧烷。
由硅烷衍生物形成的硅烷衍生物层2可以通过等离子体聚合、等离子体沉积如等离子体增强的化学蒸汽沉积(PECVD)、旋涂、喷涂、或筛网印刷形成。当使用等离子体聚合、旋涂或喷涂时，形成硅烷衍生物层2的厚度为1-50nm。当使用筛网印刷时，形成硅烷衍生物层2的厚度为50nm-10μm。
本发明的显示器可以是液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)、或等离子体显示板(PDP)。
这种显示器包括基础基材、包括多个导体的电极层和插入到电极层与基材之间的硅烷衍生物层。优选，包括多个导体的电极层3形成显示器的地址电极或汇流电极。
图2是根据本发明示例性实施方案的活性基质OLED的示意性剖视图，其包括电容器50，驱动薄膜晶体管(TFT)40，和有机发光装置60。
活性基质OLED包括可由透明材料如玻璃或塑料制成的基材81。在基材81的整个表面上形成缓冲层82。
在缓冲层82上以预定的图案形成活性层44。活性层44埋在门绝缘层83下面。活性层44可以由p型或n型半导体制成。
在门绝缘层83上形成相当于活性层44的驱动TFT40的门电极42。门电极42埋在中间绝缘层84下面。在形成中间绝缘层84之后，门绝缘层83和中间绝缘层84被干蚀形成接触孔83a和84a，它们部分暴露活性层44。
活性层44暴露的部分通过接触孔83a和84a与以预定的图案在活性层44的两侧形成的驱动TFT40的源电极41以及漏电极43相连。源电极41和漏电极43埋在保护层85下面。保护层85被蚀刻得部分暴露出漏电极43。
保护层85由绝缘体制成，并且可以以由氧化硅或氮化硅制成的无机层或由丙烯酸类或苯并环丁烯(BCB)制成的有机层的形式形成。保护层85上可以覆盖分离的绝缘层以使保护层85平面化。
与此同时，根据电流不同，有机发光装置60发出红光、绿光或蓝光，从而显示出预定的图像信息。有机发光装置60包括第一电极61，它是连接到驱动TFT40的漏电极43上的像素电极，和覆盖所有像素的第二电极62。它也包括介于第一电极61和第二电极62之间的有机发射层63。有机发射层63可以沿着像素定义层86形成。像素定义层86可以由例如，无机绝缘材料如氧化硅或氮化硅或有机绝缘材料制成。
有机发射层63可以由低分子量或高分子量有机分子组成。低分子有机层可以具有单或多层结构，包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)、和电子注入层(EIL)。可用作低分子量有机层的有机材料可以包括，但不限于酞菁铜(CuPc)、N，N-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺(NPB)，或三-8-羟基喹啉铝(Alq3)。低分子有机层可以通过真空沉积法形成。
高分子量有机层可以由空穴传输层(HTL)和发射层(EML)组成。在这种情况下，例如，空穴传输层可以由聚(亚乙基二氧)噻吩(PEDOT)构成，发射层可以由高分子量有机材料如聚(亚苯基亚乙烯基)(PPV)和聚芴构成。空穴传输层和发射层可以通过筛网印刷或喷墨印刷形成。但是，本发明的有机发射层63的结构并不限于上述结构。
第一电极61可以是阳极，第二电极62可以是阴极。或者，第一电极61可以是阴极，而第二电极62可以是阳极。第一电极61上可以形成相应于每一像素的图案，第二电极62可以覆盖所有的像素。
第一电极61可以是透明电极或反射电极。当第一电极61是透明电极时，它以是由ITO、IZO、ZnO或In2O3形成。当第一电极61是反射电极时，可以在由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或其化合物制成的反射层上形成由ITO、IZO、ZnO或In2O3制成的透明电极。
第二电极62由低逸出功材料制成，这样它就可以很容易地为有机发射层63的发射层提供电子。低逸出功材料的实例包括，但是不限于Li、Ca、Al、Ag、和Mg中的两种或多种。特别是，因为当第二电极62在它为透明电极时用作阴极，所以，当低逸出功材料沉积在有机发射层上之后，也可以形成由ITO、IZO、ZnO或In2O3制成的辅助电极层或汇流电极线。
本发明的硅烷衍生物层65可以插在第二电极62和像素定义层86之间。硅烷衍生物层65在像素定义层86上形成，并增加第二电极62和像素定义层86之间的粘接强度。
图2示出包括硅烷衍生物层65的OLBD，所述硅烷衍生物层65位于第二电极62和像素定义层86之间，但并不局限于此处。各种不同的变化包括，使本发明的硅烷衍生物层介于保护层85和第一电极61之间，介于门电极42与门绝缘层83之间，或介于源电极42/漏电极43和中间绝缘层84之间，以增加其间的粘接强度。
图3示意性地阐明了根据本发明一个实施方案的PDP的部分剖开的透视图。
图3的PDP主要包括前板210和与前板210平行连接的后板220。前板210与前部基材211成型在一起，后板220与后部基材221成型在一起。在前部基材211与后部基材221之间的阻挡肋片224定义出多个放电池226和非放电区域。放电池226形成放电区域，阻挡肋片224用于防止放电池226中的光学串扰。
持续电极对214位于前板210的前部基材211上。因为由放电池226产生的可见光要通过前部基材211，所以前部基材211由透明材料，主要是玻璃制成。
持续电极对214在前部基材211的下表面上形成以产生持续放电。持续电极对214彼此平行，并在前部基材211上彼此分开预定的距离。每一对持续电极对214均包括X电极212和Y电极213。在这一实施方案中，持续电极对214在前部基材211的下表面上形成，但是持续电极对214的排列却没受到这样的限制。例如，持续电极对214可以与前部基材211的下表面分开预定的距离。然而，优选，持续电极对214位于离前部基材211有相同的高度。
X电极212和Y电极213彼此平行，并且彼此分开预定的距离。它们通过放电池226在X方向上延伸。X电极212和Y电极213由金属制成并且宽度较窄。X电极212和Y电极213可以具有使用金属如Ag、Al或Cu的单层结构，或者是由Cr/Al/Cr形成的多层结构。X电极212包括透明电极212b和汇流电极212a。Y电极213包括透明电极213b和汇流电极213a。透明电极212b和213b可以由ITO、IZO、或In2O3等制成，汇流电极212a和213a可以由包括但不限于Al、Ag或Mg的金属制成。
本发明的硅烷衍生物层227’也介于透明电极212b和汇流电极212a之间以及介于透明电极213b和汇流电极213a之间。通过硅烷衍生物层227’，透明电极212b和213b与汇流电极212a和213a之间的粘接强度可以得到增强。
包括持续电极对214的前部基材211与覆盖所述持续电极对214的第一介电层215成型在一起。第一介电层215由能够感生电荷以及防止邻近X电极212和Y电极213之间发生电连接的介电材料制成。它也防止由于阳离子或电子与X电极212和Y电极213的直接碰撞而对X电极212和Y电极213造成损害。所述介电材料可以是PbO、B2O3、SiO2等。
保护层216，通常由MgO制成，在第一介电层215的下表面上形成。保护层216防止由于在放电时阳离子和电子与第一介电层215的直接碰撞而对第一介电层215造成损害。保护层216具有优良的透光性，并且在放电时发射大量的次级电子。特别是，由MgO制成的保护层216主要通过溅射或E-束蒸发而形成为薄层。
地址电极222位于后部基材221的前表面上，与前部基材211的持续电极对214相对。地址电极222通过放电池226延伸，在各个放电池226上与X电极212和Y电极213交错在一起。优选，这些地址电极222位于相当于放电池226中心部分的后部基材221上。
地址电极222用于产生地址放电，以便促进X电极212和Y电极213之间的持续放电。特别是，地址电极222会降低用于持续放电的电压。地址电极222可以由各种金属制成，其包括但不限于Ag、Mg或Al。
本发明的硅烷衍生物层227介于地址电极222和后部基材221之间。硅烷衍生物层227增加地址电极222和后部基材221之间的粘接强度。
在后部基材221上形成第二介电层223，以覆盖地址电极222。第二介电层223由能够感生电荷以及防止由于在放电时阳离子或电子与地址电极222的直接碰撞而对地址电极222造成损害的介电材料制成。所述介电材料可以包括但不限于PbO、B2O3、SiO2等。
红色-、绿色-或蓝色磷光层225在被阻挡肋片224分割开的放电池226的第二介电层223的前表面上形成，而且还形成在阻挡肋片224的侧壁上。磷层225包括在吸收UV光后发射可见光的组分。在红光放电池中形成的发红光磷光层包括磷光体，如Y(V，P)O4:Eu，在绿光放电池中形成的发绿光磷光层包括磷光体，如Zn2SiO4:Mn，在蓝光放电池中形成的发蓝光磷光层包括磷光体，如BAM:Eu。
放电池226中充满着由例如氖(Ne)、氙(Xe)组成的混合放电气体。在这种情况下，前部基材211和后部基材222偶合并通过密封件，如在前部基材211和后部基材221的最外边缘形成的熔融玻璃密封。
已经参考图3对本发明的PDP进行了阐述，但是其还可以有各种变化，它们也在本发明的范围之内。
现在，将参考图4A、图4B、和图4C描述根据本发明一个实施方案的显示器制备方法。
首先，参考图4A，制备基材11如玻璃基材或ITO涂覆的基材。所述制备还包括洗涤基材11。
接下来，参考图4B，在基材11上形成硅烷衍生物层12。该硅烷衍生物层12可以优选由六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氮烷制成。或者，硅烷衍生物层12可以由一种或多种化合物的混合物制备，所述化合物包括但不限于二甲基二乙氧基硅烷，三甲氧基丙基硅烷，双-四甲基铵硅氧烷醇盐，3-巯基丙基-三甲氧基硅烷，双(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺，3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二乙三胺，N-三甲氧基甲硅烷基丙基-乙二胺四乙酸，和其盐。优选，该混合物还包括一种或多种添加剂，这种添加剂包括但不限于二氧化硅颗粒、硅酸盐、和悬浮聚合物。优选，所述悬浮聚合物包括聚二甲基硅氧烷。
硅烷衍生物层12不是电绝缘体。但是，优选该硅烷衍生物层12至少在构成电极层的导体的横向到纵轴上是电绝缘的。这可以通过形成薄的相当于单层的硅烷衍生物层12来完成。根据本发明，硅烷衍生物层12具有一种或多种键，包括，例如Si-O键、Si-N键、Si-P键、Si-C键、Si-H键、和Si-Si键。
接下来，参考图4C，在硅烷衍生物层12上形成包括多个导体的电极层13。所述导体是多条金属线或含金属线。例如，所述导体可以包括银(Ag)或含有其它金属颗粒的线。
所述导体是通过喷墨印刷形成的，其中，将组成导体的含金属颗粒如银粒的油墨通过成线法印刷到具有硅烷衍生物层12的基材11上。为了获得具有窄线宽的高分辨导体，优选使用在已经经过预处理的基材上形成小墨滴的印刷头。硅烷衍生物层12也可以通过例如等离子体处理如PECVD形成，这样，就获得相对于已印刷油墨的高接触角。从而，防止油墨的不受控扩散。
可以对相同的基材进行重复印刷，这样就可以增加各条金属线，即组成电极层13的导体的厚度。
热处理使得例如由银制成的导体具有最大的导电性。优选，热处理在100-300℃下进行5-30分钟。在热处理期间，将组成电极层13的导体的银粒烧结。这使得电极层13的导体具有低于10hm/cm的线阻。
在上述显示器的制备方法中，显示器可以是LCD，OLED，或PDP。
参考图2，OLED的制备方法包括，在上述像素定义层86上形成硅烷衍生物层65，然后，在硅烷衍生物层65上形成第二电极62。另外，OLED的制备方法可以进一步包括，在门绝缘层83上形成硅烷衍生物层之后形成门电极42，在中间绝缘层83上形成硅烷衍生物层后形成源电极41和漏电极43，和在保护层85上形成硅烷衍生物层之后形成第一电极61。门电极42、源电极41、漏电极43、第一电极61、第二电极62等可以通过例如喷墨印刷形成。
也可以进行各种后续的过程。对于那些后续的过程来说，可以参考在韩国专利公开出版物2004-39789、2002-78535、2002-71660等中公开的常规的OLED制备方法，其公开内容在此全文引入作为参考。例如，在形成基材、硅烷衍生物层、和包括多个导体的电极层之后制造OLED，也可以形成有机发射层。
参考图3，PDP的制备方法可以进一步包括，在后部基材221上形成硅烷衍生物层227，然后在硅烷衍生物层227上形成地址电极222，并在透明电极212b和213b上形成硅烷衍生物层227’，之后在硅烷衍生物层227’上形成汇流电极212a和213a。地址电极222、汇流电极212a和213a等可以通过例如喷墨印刷形成。
也可以进行各种后续的过程。对于这些后续的过程来说，可以参考在韩国专利0453891、0445031、0441517等中公开的通用的PDP制备方法，其公开内容在此全文引入作为参考。
现在将通过如在图4A、图4B和图4C中概述的PDP的制造方法实例来更详细地描述本发明。
实施例在该实施例中制造PDP，其包括基材、包括多个导体的电极层，和插入在基材与电极层之间的硅烷衍生物层。在两种不同的基材上形成PDP的总线和地址电极，所述基材可以是玻璃基材(用于地址电极)和ITO涂覆的玻璃基材(用于汇流电极)。
首先，制备洗涤的玻璃基材。
将洗涤的玻璃基材使用HMDSO(六甲基二硅氧烷)进行等离子体聚合如PECVD，以形成厚度为5nm的硅烷衍生物层。硅烷衍生物层上银墨滴的接触角为约30度。此时，用于等离子体聚合的参数列于下表1表1

制备处于有机溶剂中的粒径为约7nm的银纳米颗粒的分散体作为银油墨。使用压电印刷头将银油墨印刷在在基材上形成的硅烷衍生物层上。这一步骤后进行干燥，以形成线宽为100μm的地址电极。
类似于上述方法，将银油墨印刷的基材在250℃下进行热处理。在热处理过程中，银纳米颗粒被烧结，得到地址电极，厚度为2μm或以上。
虽然已经参考其示例性的实施方案对本发明进行了具体的阐明和描述，但是本领域技术人员将会理解，其在形式与细节上将可以有各种变化。因此，本发明旨在覆盖该发明的修正与变型，条件是它们落在附加权利要求及其等价方案的范围之内。
权利要求
1.显示器，其包括基材，包括多个导体的电极层，其中，在基材与电极层之间插入了硅烷衍生物层。
2.权利要求1的显示器，其中，基材为玻璃基材或者是铟锡氧化物(ITO)涂覆的基材。
3.权利要求1的显示器，其中，硅烷衍生物层具有一种或多种选自Si-O键、Si-N键、Si-P键、Si-C键、Si-H键、和Si-Si键的键。
4.权利要求1的显示器，其中，硅烷衍生物层由六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氮烷制成。
5.权利要求1的显示器，其中，硅烷衍生物层由一种或多种选自以下所述的化合物的混合物制成二甲基二乙氧基硅烷，三甲氧基丙基硅烷，双(四甲基铵硅氧烷醇盐)，3-巯基丙基-三甲氧基硅烷，双(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺，3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二乙三胺，N-三甲氧基甲硅烷基丙基-乙二胺四乙酸，和其盐。
6.权利要求5的显示器，其中，所述混合物还包括一种或多种选自二氧化硅颗粒，硅酸盐，和悬浮聚合物的添加剂。
7.权利要求6的显示器，其中，悬浮聚合物包括聚二甲基硅氧烷。
8.权利要求1的显示器，其中，硅烷衍生物层的厚度为1-50nm。
9.权利要求6的显示器，其中，硅烷衍生物层的厚度为50nm-10μm。
10.权利要求1的显示器，其中，所述显示器是液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)、或等离子体显示板(PDP)。
11.权利要求1的显示器，其中，多个导体是地址电极或汇流电极。
12.一种制造显示器的方法，其包括制备基材；在基材上形成硅烷衍生物层；和在硅烷衍生物层上形成包括多个导体的电极层。
13.权利要求12的方法，其中，硅烷衍生物层由六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氮烷制成。
14.权利要求12的方法，其中，硅烷衍生物层由一种或多种选自以下所述的化合物的混合物制成二甲基二乙氧基硅烷，三甲氧基丙基硅烷，双(四甲基铵硅氧烷醇盐)，3-巯基丙基-三甲氧基硅烷，双(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺，3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-二乙三胺，N-三甲氧基甲硅烷基丙基-乙二胺四乙酸，和其盐。
15.权利要求14的方法，其中，所述混合物还包括一种或多种选自二氧化硅颗粒，硅酸盐，和悬浮聚合物的添加剂。
16.权利要求15的方法，其中，悬浮聚合物包括聚二甲基硅氧烷。
17.权利要求13的方法，其中，硅烷衍生物层使用等离子体聚合或等离子体沉积法形成。
18.权利要求17的方法，其中，硅烷衍生物层使用等离子体增强的化学蒸汽沉积形成。
19.权利要求14的方法，其中，硅烷衍生物层使用旋涂、喷雾、或筛网印刷形成。
20.权利要求12的方法，其中，通过喷墨印刷含金属溶液或含金属悬浮液形成包括多个导体的电极层。
21.权利要求20的方法，进一步包括在形成包括多个导体的电极层后在100-300℃的温度下加热硅烷衍生物层。
22.权利要求21的方法，其中，硅烷衍生物层的加热进行5-30分钟。
23.权利要求12的方法，其中，所述显示器是LCD、OLED、或PDP。
全文摘要
本发明提供包括基材、和包括多个导体的电极层的显示器，其中在基材与电极层之间插入硅烷衍生物层以增加基材与电极层之间的粘接强度。本发明还提供这种显示器的制造方法。
文档编号G02F1/1343GK1866323SQ20051007374
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年7月29日
发明者W·胡布斯, M·雷德克, M·沙伊迪格 申请人:三星Sdi株式会社