OLED显示中像素界定层专利技术分析
国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心 袁 芳
1.概述
OLED显示技术具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示和3D显示等诸多优点，被称为显示技术的革命，将成为未来最具有前景的显示技术。
1.1 OLED显示原理
OLED结构示意图如图1所示，它采用多层薄膜结构，有机发光层就夹在阳极（ITO）与阴极中间，并按照“阴极—电子传输层—有机发光层—空穴传输层—阳极—基板”排序。在电压驱动下，电子从阴极注入电子传输层，再经过电子传输层迁移到发光层，而空穴则从阳极注入空穴传输层，再通过空穴传输层迁移到发光层并与电子相遇，从而使得发光层发光。
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图1 OLED结构示意图
1.2 OLED中的像素界定层
目前主流的OLED显示驱动技术是通过薄膜晶体管（TFT）对OLED器件进行驱动，阵列基板中的TFT与OLED结构示意图如图2所示。薄膜晶体管包括栅极120、沟道区110c、源极区110a和漏极区110b。OLED器件包括像素电极140、第一电荷传输层143、有机发光层145、第二电荷传输层147、公共电极149。薄膜晶体管的漏电极130b与OLED器件的像素电极140电连接，从而对OLED器件进行驱动。一般来说，一个薄膜晶体管驱动一个OLED器件。
图2 阵列基板中的TFT与OLED结构示意图
一个完整的色彩空间，是通过“红绿蓝”三原色呈现的，因此，一个能够呈现完整色彩的像素单元，至少包括能够呈现“红绿蓝”三原色的子像素。由图2所示，包含红色有机发光层145R的OLED器件对应的是红色子像素，包含绿色有机发光层145G的OLED器件对应的是绿色子像素，红色子像素和绿色子像素通过像素界定层150分隔开。
像素界定层的设置，使得有机发光层的形成更为便捷，避免了相邻OLED器件有机发光材料层的混色，为像素单元的面积、形状、排布等设置提供了控制性高、简单易行的途径。
乐金显示有限公司申请号为KR20140105779（申请日20140814）的专利公开了一种像素界定层，其材料为吸光材料，用于吸收来自外部的入射光，以辅助提高显示面板的可视度、亮度和对比度特性。
2.OLED显示中像素界定层技术分析
通过设置两层以上的像素界定层，可以提升像素界定层高度，防止墨滴溢出，或者通过像素界定层各层材料的不同，设置其对应像素单元的开口形状。半导体能源研究所申请号为JP2001086520（申请日为20010326）的专利公开了像素界定层105由两层材料构成，下层材料105a较上层材料105b宽，提升了像素界定层高度并增大了开口面积，提高了有机发光材料沉积的准确性，如图5所示。
2.1 为提升隔离效果进行的改进
一般来说，在像素界定层上形成开口，通过喷墨打印的方式涂布有机发光材料，有机发光材料很容易落在像素界定层上而流入其他像素中，造成混色、污染等情况，由此，改进像素界定层的重要性可见一斑。专利申请中，像素界定层隔离效果的改进一般包括材料、结构两个切入点，以下，将对材料、结构两个分支的专利发展进行介绍。
图3 专利申请CN201610317969中的像素界定层结构
2.1.2 结构
联盟成立以来，不断完善规章制度，规范工作程序，加强执行力度，提高机构自身能力，共发布14项制度文件（见表2），保证联盟各项工作有序开展。
此后，针对像素界定层的材料的改进从未停止。京东方科技集团有限公司申请号为CN201610317969（申请日为20160512）的专利公开了一种像素界定层的结构，通过由下向上依次层叠的亲水材料层31、多孔介质材料层32、疏水材料层33形成像素界定层，其中，至少部分疏水材料渗透到多孔介质材料层内部；喷墨打印时，由于像素界定结构中具有疏水材料层，其疏液性能好，墨水不会扩展攀爬或残留到侧面的像素界定结构上，并且可以通过控制疏水材料渗透到多孔介质材料层内部的深度以控制墨水攀爬的高度（见图3）。
最初的结构改进多集中在像素界定层的形状上。前文提到的皇家飞利浦电子股份有限公司申请号为WO2003IB00307（申请日为20030129）的专利公开了多种像素界定层的形状使其能够尽可能接收和保持像素液体材料，如图4所示。
2.1.1 材料
(1)依据本文方法，计算弹性半空间上的各向同性弹性薄板[15]。计算条件为板边长4 m，厚0.2 m，地基与板光滑接触，地基泊松比为0.4，切变模量12.25 MPa；板的泊松比为0.167，弹性模量34.3 GPa；板上均布受压载荷0.98 MPa。本计算采用空间8结点6面体单元计算板中最大挠度为1.053 mm；文献[15]采用样条有限元的结果为1.062 mm，采用四结点等参元计算结果为1.055 mm。本计算采用三维实体单元建立有限元分析模型的结果与文献[15]考虑板的横向剪切影响的Mindlin二维板单元在计算板与基础相互作用的结果接近。
关于像素界定层结构的改进多种多样，主要包括以下几类：（1）设置像素界定层的形状（主要指侧截面形状）；（2）设置像素界定层为两层以上的结构；（3）在像素界定层上制作凹槽。
图4 专利申请WO2003IB00307中对像素界定层形状的改进
对像素界定层材料的改进大多集中在有机材料与无机材料的选择、亲水材料与疏水材料的选择、疏水材料在像素界定层上的分布等。针对材料的改进较结构改进来说，发展空间较小，专利申请量不多，尤其是单纯材料的改进近年来已不多见，多数专利申请将材料与结构相结合，以对整体的像素界定层进行改进。
OLED显示中像素界定层主要用于隔离像素单元、限定像素的分布，因此，针对像素界定层的研究主要集中如何改进其隔离效果、如何配合OLED显示两个方面，以及上述两种或多种方式的综合采纳。因此，本文以上述方向为切入点，对国内相关申请进行技术分析。
图5 专利申请JP2001086520中对像素界定层结构的改进
图6 专利申请WO2002IB01447中对像素界定层结构的改进
在像素界定层上制作凹槽，可以收集溢出的墨滴，防止相邻像素的混色或污染，也可以将间断式的喷墨打印改进为连续喷墨打印，以防止喷头堵塞。皇家飞利浦电子有限公司申请号为WO2002IB01447（申请日为20020422）的专利公开了相邻像素之间设置两个像素界定层结构，从而在两个像素界定层结构之间形成凹槽，防止墨滴发生混合，如图6所示。松下电器产业株式会社申请号为WO2010JP04311（申请日为20100630）的专利为解决喷墨头墨液堵塞的问题，在像素界定层上形成凹陷部，将间断式的喷墨打印改进为连续喷墨打印，如图7所示。
采用SPSS20.0对数据进行统计分析，选用描述统计、独立样本T检验、方差分析、多重比较进行统计。显著性水平取α=0.05(双侧检验)。
2.2 为配合OLED显示的改进
图7 专利申请WO2010JP04311中对像素界定层结构的改进
像素界定层作为OLED显示面板中的组件，能够通过其设置配合整体的显示，例如提升像素显示效果、简化制作工艺、减薄面板厚度、提升器件良品率等等。
对像素界定层材料的改进起源较早。皇家飞利浦电子股份有限公司申请号为WO2003IB00307（申请日为20030129）的专利公开了一种采用疏水材料形成的像素界定层，并同时设置了多种像素界定层的形状使其能够尽可能接收和保持像素液体材料。
统宝光电股份有限公司申请号为US20060360652（申请日20060222）的专利公开了一种用于反射式OLED面板的像素定义层结构，设置一对彼此以沟槽相隔的透明的像素定义层环绕每一像素区域，反射层覆盖沟槽和像素定义层的表面，由此可以使发光层所产生的侧向光发送至外界，避免漏光及光色干扰的现象发生，且大幅度增加面板的发光效率。
从外在表现来说，朗读是从书面文字符号向声音符号的转换，那么这其中经历了怎样的一个过程呢？朗读过程中对于单词的语音形式的提取是仅仅从文字到声音的一种直接反应还是有其他可能的通道呢？Coltheart（1993）等提出的双通路瀑布式模型（A Dual Route Cascaded Model,DRC）试图回答这一问题。该模型认为从书面文字视觉刺激的输入到获得语音形式的输出有两种通路：心理词典通路和非心理词典通路。心理词典通路是指对于语音形式的提取要经过学习者的心理词典（也称为心理词库），非心理词典通路则不通过心理词典进行提取。
1.个人性格因素。这也可以说是体育后进生形成的先天因素。性格外向的学生，活泼好动，参与性和表现欲强，容易被外界刺激所吸引，对体育活动抱有积极态度。而性格内向的学生，好静、内心敏感、怕出丑，在参加体育活动时胆怯、有顾虑。
上述两个专利中，前者的像素界定层为透明材料，辅助反射电极完成光线的反射，后者的像素界定层为吸光材料，辅助遮光层完成对外界光线的阻挡。可见，像素界定层的设置不仅在于其自身功能的实现，还要考虑其在整个显示面板中的作用，配合其他组件实现面板的显示。
2.3 其他方面
OLED显示技术包括多个分支，例如根据光的发射方向分为顶发射式、底发射式以及双面显示，例如前景看好的柔性OLED显示，例如小型移动设备所需要的触控显示等等。作为OLED显示技术中的组件，像素界定层技术也因其所在的技术分支而不同。
3.展望
有机发光二极管（OLED）显示器是未来最具有潜力的显示装置。未来OLED显示装置将向着大尺寸、全彩色、有源驱动、柔性、高分辨率、低成本的方向发展，像素界定层技术也将随之飞速进步。
从以上例子可以看出，“确认过眼神X”构式中的“X”可以指人、物、景，甚至是文化，电视剧等等，而变项“X”在进入该构式时，构式“确认过眼神X”会对这些变项产生压制作用：“若一个词项与它的句法环境在语义上不兼容，词项的意义便会顺应它所在的构式意义。”[6]42
目前为止，像素界定层技术的发展，一方面出于对隔离效果的改进，一方面从配合OLED显示，以提升像素显示效果、简化制作工艺、减薄面板厚度、提升器件良品率等方向出发。随着OLED显示技术的发展，像素界定层技术也必将稳定而快速逐步提升，其改进方向不会限于前述的两方面，会出现多分支、多维度交叉发展的可能。
最后，不论是世界还是国内，OLED显示像素界定层技术正在乘风破浪飞速发展，像素界定层技术终将在OLED显示技术的发展中占据一席之地。
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