CN104260554B - 喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法 - Google Patents

喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及薄膜制备技术领域，公开了一种喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法。所述喷墨打印设备包括第一喷头和第二喷头，通过第一喷头在显示基板的显示区域喷墨打印溶液，所述溶液由形成薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且通过第二喷头在显示区域外围的周边区域喷墨打印第二溶剂，在蒸发掉溶液中的第一溶剂形成薄膜时，第二溶剂也会被蒸发，使得显示区域和周边区域的气氛浓度大致相同，整个基板上溶剂的挥发速度大致相同，从而形成薄膜的膜厚均匀。由于第二溶剂会被蒸发掉，不会对显示基板的制作工艺造成影响。由于不再需要增加打印区域，在保证形成薄膜的膜厚均匀的同时，还可以实现窄边框。

Description

喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法
技术领域
本发明涉及薄膜制备技术领域，特别是涉及一种喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法。
背景技术
有机电致发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，简称OLED)显示器件相对于液晶显示器具有自发光、反应快、视角广、亮度高、色彩艳、轻薄等优点，被认为是下一代显示技术。OLED显示器件的主体结构为OLED基板，其包括由像素界定层限定的多个像素单元，每个像素单元包括发出特定颜色光线的OLED。OLED基板的制作工艺中，形成OLED的成膜方式主要有蒸镀制程和溶液制程。蒸镀制程在小尺寸显示器件的应用较为成熟，目前该技术已经应用于量产中。而溶液制程主要有喷墨打印、喷嘴涂覆、旋涂、丝网印刷等，其中喷墨打印技术由于材料利用率较高、可以实现大尺寸化，被认为是大尺寸OLED显示器件实现量产的重要方式。
但是，喷墨打印的材料必须溶解在溶剂中形成溶液才可以打印，后续再通过蒸发工艺蒸发掉溶液中的溶剂，形成薄膜。在打印过程中，喷头在显示基板显示区域的上方喷墨打印溶液，溶液挥发的实际情况如图1所示，在越靠近显示基板中心的地方挥发出的气氛越浓，越接近于饱和态，其下面的溶液不容易干。越靠近边缘区域，上面的气氛越稀薄，溶剂越容易挥发。由于周边干燥的快，溶液在干燥的过程中会向外移动，结果干燥后像素单元内成膜不均匀，影响显示效果。
为解决上述技术问题，目前常采用的方法是在周边增加了打印区域AA，喷墨打印时在周边打印区域AA也打印溶液，这样周边溶液的存在可以很好的扩展饱和区域的范围，使饱和区域扩展到显示区域的全部，如图2所示。但是打印区域AA不能用于显示，相当于在原有显示区域和布置有引线的周边区域之间增加了一部分无用的区域，这样会增加边框的宽度，难以实现市场对窄边框的要求。因此，急需一种有效的方法来解决喷墨打印成膜时，蒸发溶剂的过程中显示基板上方的气氛浓度不同，导致显示区域成膜不均匀的问题。
发明内容
本发明提供一种喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法，用以解决通过喷墨打印技术形成显示基板的膜层时，蒸发溶剂的过程中显示基板上方的气氛浓度不同，导致显示区域成膜不均匀的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种喷墨打印方法，用于在显示基板上形成薄膜，所述喷墨打印方法包括：
将第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域的上方；
将第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域的上方，所述周边区域位于所述显示区域的外围；
当形成制备所述显示区域的显示层图案的薄膜时，控制第一喷头在所述显示基板的显示区域喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头在所述显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
如上所述的喷墨打印方法，优选的是，所述显示基板为有机发光二极管显示基板，所述显示层包括空穴传输层、有机发光层和电子传输层。
如上所述的喷墨打印方法，优选的是，所述第一溶剂和第二溶剂为同一材料。
如上所述的喷墨打印方法，优选的是，通过真空减压干燥工艺和烘烤工艺蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂。
如上所述的喷墨打印方法，优选的是，收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
本发明还提供一种喷墨打印设备，用于在显示基板上形成薄膜，所述喷墨打印设备包括：
第一喷头和第二喷头；
第一对位装置，用于将所述第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域的上方；
第二对位装置，用于将所述第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域的上方，所述周边区域位于所述显示区域的外围；
控制装置，用于在形成制备所述显示区域的显示层图案的薄膜时控制第一喷头在所述显示基板上喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头在所述显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
蒸发装置，用于蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
如上所述的喷墨打印设备，优选的是，所述第一喷头和第二喷头固定连接，所述第一对位装置和第二对位装置为同一对位装置。
如上所述的喷墨打印设备，优选的是，还包括：
溶液箱，与所述第一喷头通过第一进液管路连通，用于向所述第一喷头提供形成所需薄膜的溶液；
溶剂箱，与所述第二喷头通过第二进液管路连通，用于向所述第二喷头提供第二溶剂。
如上所述的喷墨打印设备，优选的是，还包括：
收集装置，用于收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
本发明还提供显示基板的制作方法，包括在显示基板上形成制备显示区域的显示层图案的薄膜的步骤，并采用如上所述的喷墨打印方法在显示基板上形成所述薄膜。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，通过第一喷头在显示基板的显示区域喷墨打印溶液，所述溶液由形成薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且通过第二喷头在显示区域外围的周边区域喷墨打印第二溶剂，在蒸发掉溶液中的第一溶剂形成薄膜时，第二溶剂也会被蒸发，使得显示基板的显示区域和周边区域的气氛浓度大致相同，整个基板上溶剂的挥发速度大致相同，从而形成薄膜的膜厚均匀。由于第二溶剂会被蒸发掉，不会对显示基板的制作工艺造成影响。由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，周边区域可以是原来布置有引线的区域；另外，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，在保持整个显示基板上方的气氛浓度大致相同的情况下，周边区域的尺寸可以远小于现有技术中的打印区域。可知，采用本发明的喷墨打印方法，由于不会增加不能用于显示的打印区域AA，在保证形成薄膜的膜厚均匀的同时，还可以实现窄边框。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示现有技术中在显示基板上喷墨打印溶液后，溶剂的挥发示意图一；
图2表示现有技术中在显示基板上喷墨打印溶液后，溶剂的挥发示意图二；
图3表示本发明实施例中喷墨打印方法的流程示意图；
图4表示本发明实施例中在显示基板上喷墨打印的过程示意图；
图5表示本发明实施例中在显示基板上喷墨打印溶液后，溶剂的挥发示意图；
图6表示本发明实施例中喷墨打印设备的组成框图。
具体实施方式
显示器件的显示基板上形成有用于实现显示的各种显示层图案，如：有机发光二极管显示基板上形成的空穴传输层、有机发光层、电阻传输层，在显示基板的制作过程中，用于形成制备显示层图案的各种薄膜的成膜工艺直接决定了显示器件的品质。
其中，喷墨打印技术由于材料利用率较高、可以实现大尺寸化，而被认为是大尺寸显示器件实现量产的重要成膜工艺。
但是喷墨打印的材料必须溶解在溶剂中形成溶液才可以打印，后续再通过蒸发工艺蒸发掉溶液中的溶剂，形成薄膜。在蒸发过程中，由于气氛浓度不同，存在成膜厚度不均匀的问题。
本发明针对上述技术问题，提供一种喷墨打印方法及设备、显示基板的制作方法，所述喷墨打印方法通过第一喷头在显示基板的显示区域喷墨打印溶液，并且通过第二喷头在显示区域外围的周边区域喷墨打印第二溶剂，所述溶液由形成薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，在蒸发掉溶液中的第一溶剂形成薄膜时，第二溶剂也会被蒸发，使得显示基板的显示区域和周边区域的气氛浓度大致相同，整个基板上溶剂的挥发速度大致相同，从而保证形成薄膜的膜厚均匀。由于第二溶剂会被蒸发掉，不会对显示基板的制作工艺造成影响。由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，周边区域可以是原来布置有引线的区域；另外，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，在保持整个显示基板上方的气氛浓度大致相同的情况下，周边区域的尺寸可以远小于现有技术中的打印区域。可知，采用本发明的喷墨打印方法，由于不会增加不能用于显示的打印区域AA，在保证形成薄膜的膜厚均匀的同时，还可以实现窄边框。
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图3所示，本发明实施例中提供一种喷墨打印方法，用于在显示基板上形成薄膜，所述喷墨打印方法包括：
步骤S1、将第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域的上方；
步骤S2、将第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域的上方，所述周边区域位于所述显示区域的外围；
步骤S3、当形成制备所述显示区域的显示层图案的薄膜时，控制第一喷头在所述显示基板的显示区域喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头在所述显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
步骤S4、蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
上述技术方案中，在显示基板的显示区域喷墨打印形成薄膜所需的溶液，并在显示基板的周边区域喷墨打印溶剂，在蒸发溶液中的溶剂形成薄膜时，周边区域的溶剂也被蒸发，从而提高了周边区域上方的气氛浓度，使其与显示区域上方的气氛浓度大致相同，如图5所示，整个基板上溶剂的挥发速度大致相同，从而保证形成薄膜的膜厚均匀。由于第二溶剂会被蒸发掉，不会对显示基板的制作工艺造成影响。
其中，所述第一溶剂为醇类、酯类等有机溶剂，所述第二溶剂可以与第一溶剂为同一材料，也可以为不同材料。所述显示层图案具体可以为机发光二极管显示基板的空穴传输层、有机发光层和电子传输层，当然在此只是举例说明，并不是一种限定。
在喷墨打印过程中，步骤S1最好是将第一喷头1的喷嘴11对位到显示基板3的显示区域BB上方，从而可以将溶液比较均匀的打印到显示基板3上，如图4所示。
具体的，第一喷头1可以包括多个喷嘴11。其中，第一喷头1可以从显示基板的一个侧边到相对侧边以扫描的方式，在整个显示基板3上打印制备薄膜的溶液。当然第一喷头1也可以包括多排喷嘴11，位置固定在显示基板3上方，此时，喷嘴11的数量以打印的溶液能覆盖显示基板3整个的显示区域BB来设定。
在显示基板上打印溶液和第二溶剂后，步骤S4中具体可以通过真空减压干燥工艺和烘烤工艺蒸发掉所述溶液中的第一溶剂和周边区域CC的第二溶剂。
待蒸发掉溶液中的第一溶剂以及周边区域的第二溶剂后，即形成所需的薄膜，后续可以对所述薄膜进行构图工艺，形成特定的图案。
在蒸发工艺后，还可以对蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂进行收集，当第一溶剂和第二溶剂为同一材料时，可以直接回收利用，在其中溶解材料，形成制备薄膜的溶液。当第一溶剂和第二溶剂为不同材料时，可以通过分离工艺进行回收利用。
下面以形成制备有机发光二极管显示基板的显示层图案的薄膜为例，来具体说明本发明实施例中喷墨打印方法的过程：
步骤a、将显示基板放置在喷墨打印设备的基台上，所述显示基板包括显示区域和位于显示区域外围的周边区域；
步骤b、将第一喷头通过第一进液管路与存储有溶液的溶液箱连通，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并将第二喷头通过第二进液管路与存储有第二溶剂的溶剂箱连通；
步骤c、将第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域，并将第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域；
步骤d、控制第一喷头在显示基板的显示区域喷墨打印溶液，并且控制第二喷头在显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
步骤e、蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜；
步骤f、收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
对比附图1和5，可知采用本发明的喷墨打印方法，由于形成薄膜的蒸发工艺中，整个显示基板上方的气氛浓度大致相同，溶剂的挥发速度大致相同，从而可以保证形成薄膜的膜厚均匀。而对比附图2和5，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域CC进行打印，周边区域CC可以是原来布置有引线的区域；另外，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域CC进行打印，在保持整个显示基板上方的气氛浓度大致相同的情况下，周边区域CC的尺寸可以远小于现有技术中的打印区域AA。可知，采用本发明的喷墨打印方法，由于不会增加打印区域AA，在保证形成薄膜的膜厚均匀的同时，还可以实现窄边框。
实施例二
本发明实施例中还提供一种显示基板的制作方法，所述制作方法包括在显示基板上形成制备显示区域的显示层图案的薄膜的步骤，并采用实施例一中的喷墨打印方法在显示基板上形成薄膜。
通过所述喷墨打印方法形成的薄膜膜厚均匀，有效提高了显示基板的品质。同时，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，周边区域可以是原来布置有引线的区域；另外，由于在本发明中利用第二溶剂对周边区域进行打印，在保持整个显示基板上方的气氛浓度大致相同的情况下，周边区域的尺寸可以远小于现有技术中的打印区域。可知，采用本发明的喷墨打印方法形成显示基板的薄膜时，相对于现有技术，由于不会增加不能用于显示的打印区域，在保证形成薄膜的膜厚均匀的同时，还可以实现窄边框。
所述显示基板可以为液晶显示器件的阵列基板和彩膜基板，也可以为有机发光二极管显示器件的显示基板。
实施例三
基于同一发明构思本发明实施例中还提供一种喷墨打印设备，用于在显示基板上形成薄膜。
结合图4和图6所示，所述喷墨打印设备包括：
第一喷头1和第二喷头2；
第一对位装置10，用于将第一喷头1的喷嘴11对位到显示基板3的显示区域BB的上方；
第二对位装置20，用于将第二喷头2的喷嘴21对位到显示基板3的周边区域CC的上方；
控制装置30，用于在形成制备显示区域CC的显示层图案的薄膜时控制第一喷头1在显示基板3的显示区域BB喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头2在显示基板3的周边区域CC喷墨打印第二溶剂；
蒸发装置40，用于蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
本发明实施例中的喷墨打印设备包括第一喷头和第二喷头，并通过第一喷头在显示基板的显示区域打印形成薄膜的溶液，通过第二喷头在显示基板的周边区域打印溶剂，在蒸发掉溶液中溶剂形成薄膜时，周边区域的溶剂也被蒸发，使得整个显示基板上方的气氛浓度大致相同，如图5所示，整个基板上溶剂的挥发速度也大致相同，从而保证形成薄膜的膜厚均匀。由于周边区域打印的溶剂会被蒸发掉，不会对显示基板的制作工艺造成影响。
其中，所述第一溶剂为醇类、酯类等有机溶剂，所述第二溶剂可以与第一溶剂为同一材料，也可以为不同材料。所述显示层图案具体可以为机发光二极管显示基板的空穴传输层、有机发光层和电子传输层，当然在此只是举例说明，并不是一种限定。
优选地，第一喷头1和第二喷头2固定连接，可以通过同一对位装置对第一喷头1和第二喷头2进行定位，即第一对位装置10和第二对位装置为同一对位装置。
进一步地，还可以设置收集装置70，用于收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂，进行回收利用。
结合图4和图6所示，下面以形成制备有机发光二极管显示基板的显示层图案的薄膜为例，来具体说明本发明实施例中喷墨打印设备的具体工作过程：
步骤a、将显示基板3放置在喷墨打印设备的基台(图中未示出)上；
步骤b、将第一喷头1通过第一进液管路(图中未示出)与存储有溶液的溶液箱50连通，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并将第二喷头2通过第二进液管路(图中未示出)与存储有第二溶剂的溶剂箱60连通；
步骤c、通过第一对位装置10将第一喷头1的喷嘴11对位到显示基板3的显示区域BB上方，并通过第二对位装置20将第二喷头2的喷嘴21对位到显示区域BB外围的周边区域CC上方；
步骤d、通过控制装置30控制第一喷头1在显示基板3的显示区域BB喷墨打印溶液100，并控制第二喷头2在显示基板3的周边区域CC喷墨打印第二溶剂200；
步骤e、通过蒸发装置40蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜，其中，蒸发装置40具体可以包括真空减压干燥设备和烘烤设备；
步骤f、通过收集装置70收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
通过本发明的技术方案在显示基板的显示区域形成薄膜，可以保证形成薄膜的膜厚均匀性，同时，由于不需要增加额外的周边打印区域，还可以满足窄边框的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷墨打印方法，用于在显示基板上形成薄膜，其特征在于，包括：
将第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域的上方；
将第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域的上方，所述周边区域位于所述显示区域的外围；
当形成制备所述显示区域的显示层图案的薄膜时，控制第一喷头在所述显示基板的显示区域喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头在所述显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述显示基板为有机发光二极管显示基板，所述显示层包括空穴传输层、有机发光层和电子传输层。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述第一溶剂和第二溶剂为同一材料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的喷墨打印方法，其特征在于，通过真空减压干燥工艺和烘烤工艺蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂。
5.根据权利要求1-3任一项所述的喷墨打印方法，其特征在于，还包括：
收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
6.一种喷墨打印设备，用于在显示基板上形成薄膜，其特征在于，包括：
第一喷头和第二喷头；
第一对位装置，用于将所述第一喷头的喷嘴对位到显示基板的显示区域的上方；
第二对位装置，用于将所述第二喷头的喷嘴对位到显示基板的周边区域的上方，所述周边区域位于所述显示区域的外围；
控制装置，用于在形成制备所述显示区域的显示层图案的薄膜时控制第一喷头在所述显示基板上喷墨打印溶液，所述溶液由形成所述薄膜的材料溶解在第一溶剂中制得，并且控制第二喷头在所述显示基板的周边区域喷墨打印第二溶剂；
蒸发装置，用于蒸发掉所述第一溶剂和第二溶剂，形成所述薄膜。
7.根据权利要求6所述的喷墨打印设备，其特征在于，所述第一喷头和第二喷头固定连接，所述第一对位装置和第二对位装置为同一对位装置。
8.根据权利要求6或7所述的喷墨打印设备，其特征在于，还包括：
溶液箱，与所述第一喷头通过第一进液管路连通，用于向所述第一喷头提供形成所需薄膜的溶液；
溶剂箱，与所述第二喷头通过第二进液管路连通，用于向所述第二喷头提供第二溶剂。
9.根据权利要求6或7所述的喷墨打印设备，其特征在于，还包括：
收集装置，用于收集蒸发掉的所述第一溶剂和第二溶剂。
10.一种显示基板的制作方法，包括在显示基板上形成制备显示区域的显示层图案的薄膜的步骤，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的喷墨打印方法在显示基板上形成所述薄膜。
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