CN108461654B - 膜层、发光器件、膜层处理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膜层、发光器件、膜层处理方法、装置及系统。该膜层处理方法包括步骤:S1,将墨水设置在基底上,形成待干燥膜层,其中,墨水包括第一溶剂和溶质;S3,在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴,其中,小液滴为第二溶剂经过超声振动形成,第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂对溶质的溶解性,至少部分小液滴进入待干燥膜层。该膜层处理方法减缓了待干燥膜层的干燥成膜的速率,增加了溶剂的挥发均匀性,并且有效地提高了喷墨打印制作的膜层的均匀性,解决了现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及膜层制备技术领域,具体而言,涉及一种膜层、发光器件、膜层处理方法、装置及系统。
背景技术
在PLED(英文:Polymer Light-Emitting Diode,高分子发光二极管)、OLED(有机发光二极管)以及QLED(量子点发光二极管)显示或照明器件的制备中,通常采用喷墨打印技术,形成红、绿、蓝三基色发光像素。即将预先进行ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)图案化的基板吸附在打印基台上,将溶解在溶剂中的各种材料(包括,功能层材料,以及红、绿、蓝三色发光材料)的溶液喷涂在该基板上的子像素坑中,形成红、绿、蓝三基色发光像素。然后通过后续的干燥工艺(如低压烘箱干燥工艺)去除膜层中的多余溶剂。
目前的生产过程中,在将溶液喷墨至基板子像素坑后,溶液是以很小的墨滴形式分布在像素坑的像素区域中(通常200×50um,甚至更小),并不能很好的流淌并铺展整个像素坑,并且在后续的真空干燥过程中,因为墨滴体积很小,在像素坑中形成的厚度只有几十到几百纳米,墨滴中的溶剂快速干燥,以致会出现像素坑中的墨滴未均匀覆盖整个像素坑就已经固化的现象,或者溶剂在边缘挥发速度快,带动溶质向边缘运动形成咖啡环(即墨滴的溶质在像素坑边缘堆积)最后导致器件的发光不均的现象。
由上可知,利用喷墨打印机制作好像素后,再传递至低压烘箱干燥进行干燥,而在传递和等待干燥的过程中,制作好的像素会由于时间和环境的关系,出现部分提前干燥的情况,导致形成的像素不均匀,易出现像素中间凸起或“咖啡环”等现象,影响器件性能,因此上述问题亟需解决。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种膜层、发光器件、膜层处理方法、装置及系统,以解决现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种膜层处理方法,所述方法包括步骤:S1,将墨水设置在基底上,形成待干燥膜层,其中,所述墨水包括第一溶剂和溶质;S3,在所述待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴,其中,所述小液滴为第二溶剂经过超声振动形成,所述第二溶剂对所述溶质的溶解性大于所述第一溶剂对所述溶质的溶解性,至少部分所述小液滴进入所述待干燥膜层。
进一步地,所述步骤S1包括:将墨水设置在基底上的至少一个像素区域中,形成待干燥膜层,其中,所述基底上设置多个像素隔离结构,所述像素隔离结构形成多个相互隔离的像素区域。
进一步地,在所述步骤S1之后,所述方法还包括步骤:S2,将所述待干燥膜层放置在一个腔室的预设环境中,其中,所述预设环境为所述腔室中分散着所述第二溶剂的蒸汽,且所述预设环境的气压小于标准大气压强。
进一步地,所述预设环境的气压为所述第二溶剂的饱和蒸气压。
进一步地,在所述步骤S3之后,所述方法还包括步骤:S4,采用红外光照射所述基底远离所述待干燥膜层的一侧表面,以使所述待干燥膜层干燥,其中,所述照射方式包括整面照射或扫描照射。
进一步地,所述超声振动的方向为平行所述基底的方向。
进一步地,所述溶质为量子点、有机发光材料或功能材料,所述功能材料包括用于电子传输、电子注入、空穴传输、空穴注入或导电的材料,所述第一溶剂和所述第二溶剂分别独立地选自苯、甲苯、氯苯、对二甲苯、丙酮、已烷、环已烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、长链烷基酸、烷基胺或长链醇。
进一步地,所述第二溶剂的沸点大于所述第一溶剂的沸点。
进一步地,所述步骤S3包括:对所述第二溶剂进行超声振动处理;将经所述处理后的第二溶剂通过喷墨打印或喷涂的方式,在所述待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴。
进一步地,在所述步骤S3中,相对于所述基底,所述像素区域中的待干燥膜层和所述第二溶剂的总高度小于等于所述像素隔离结构的高度,优选所述总高度在1μm至5μm之间。
进一步地,在所述步骤S3之后,所述方法还包括:对进入待干燥膜层中的所述第二溶剂进行超声振动处理。
进一步地,所述第一溶剂在所述步骤S3之前部分挥发或者完全挥发。
根据本发明的另一方面,还提供了一种膜层,所述膜层由上述任一项所述的膜层处理方法制备而成。
根据本发明的第三个方面,还提供了一种发光器件,所述发光器件中包括上述的膜层。
根据本发明的第四个方面,还提供了一种膜层处理装置,用于处理待干燥膜层,其中,形成所述待干燥膜层的墨水包括第一溶剂和溶质,所述装置包括:超声波震荡器,用于超声振动第二溶剂和所述待干燥膜层,其中,所述第二溶剂对所述溶质的溶解性大于所述第一溶剂对所述溶质的溶解性;喷射装置,与所述超声波震荡器连接,包括溶剂入口和喷头,用于喷射所述第二溶剂,得到分散的第二溶剂小液滴,并使所述第二溶剂小液滴设置在所述待干燥膜层所在平面上方。
进一步地,所述装置还包括:红外光照射装置,设置在所述喷射装置的所述喷头相对侧,用于红外光照射所述基底的远离所述待干燥膜层的表面,以干燥所述待干燥膜层,其中,所述照射的方式包括整面照射或扫描照射。
进一步地,所述装置还包括:真空吸附平台,设置在所述喷射装置的所述喷头相对侧,用于吸附所述基底。
进一步地,所述装置还包括:移动单元,配置成使所述喷射装置的喷头或所述真空吸附平台中的至少之一相对于另一个移动。
根据本发明的第五个方面,还提供了一种膜层处理系统,所述系统包括:上述任一项所述的膜层处理装置;低压腔室,具有可放置所述膜层处理装置的内部空间、腔室门、以及用于连接真空泵的接口;机械手臂,用于将待干燥膜层移放至所述膜层处理装置的喷射装置下方。
应用本发明的技术方案,提供了一种膜层、发光器件、膜层处理方法、装置及系统,采用该膜层处理方法,先将含有溶质和第一溶剂的墨水设置在基底上,以形成待干燥膜层,然后将第二溶剂的小液滴设置在上述待干燥膜层上方,至少部分小液滴进入待干燥膜层,由于该第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂,待干燥膜层中的溶质会随着第一溶剂的挥发,而重新溶解在第二溶剂中,从而相对于的现有技术来说,避免了待干燥膜层的部分提前干燥的现象出现,减缓了待干燥膜层的干燥成膜的速率,增加了溶剂的挥发均匀性,并且采用超声振动处理第二溶剂,分散的第二溶剂小液滴进入待干燥膜层后可以带动溶质铺展均匀,进而有效地提高了喷墨打印制作的膜层的均匀性,解决了现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明所提供的一种可选的膜层处理方法的流程图;
图2示出了本发明所提供的一种可选的膜层处理装置的示意图;
图3示出了本发明所提供的一种可选的膜层处理装置的实物图;以及
图4示出了本发明所提供的另一种可选的膜层处理系统的实物图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、超声波震荡器;2、喷射装置;21、溶剂入口;23、喷头;3、红外光照射装置;4、真空吸附平台;5、移动单元;11、膜层处理装置;12、低压腔室;13、机械手臂。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中采用喷墨打印方法制备发光器件的膜层时,易出现各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。本申请的发明人针对上述问题进行研究,提出了一种膜层处理方法,如图1所示,该处理方法包括如下步骤:
步骤S1,将墨水设置在基底上,形成待干燥膜层,其中,墨水包括第一溶剂和溶质;
步骤S3,在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴,其中,小液滴为第二溶剂经过超声振动形成,第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂对溶质的溶解性,至少部分小液滴进入待干燥膜层。
应用本发明,先将含有溶质和第一溶剂的墨水设置在基底上,以形成待干燥膜层,然后将第二溶剂的小液滴设置在上述待干燥膜层上方,至少部分上述小液滴进入待干燥膜层,由于该第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂,待干燥膜层中的溶质会随着第一溶剂的挥发,而重新溶解在第二溶剂中,从而相对于的现有技术来说,避免了待干燥膜层的部分提前干燥的现象出现,减缓了待干燥膜层的干燥成膜的速率,增加了溶剂的挥发均匀性,并且采用超声振动处理第二溶剂,分散的第二溶剂小液滴进入待干燥膜层后可以带动溶质铺展均匀,进而有效地提高了喷墨打印制作的膜层的均匀性,解决了现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
在一个优选的实施例中,上述处理方法还适用于具有像素区域的基底上的膜层,上述基底上可以设置有多个像素隔离结构,这些像素隔离结构形成多个相互隔离的像素区域,此时,上述步骤S1可以包括:将墨水设置在基底上的至少一个像素区域中,形成待干燥膜层。
在本申请的处理方法中,采用两次喷墨打印的方法,先将含有第一溶剂与溶质的墨水打印在基底之后,再单独打印第二溶剂,这样每次选用对应的喷头进行喷墨打印即可,相比于现有的将两种溶解性不同的溶剂直接与溶质混合形成墨水,并进行喷墨打印的方案来说,不用考虑两种溶剂混合之后的总体性能对喷墨打印设备的影响,避免了因墨水中溶剂种类较多、墨水成分较复杂而与喷墨打印设备不匹配的情况的出现,由于第一溶剂、第二溶剂各自的性质(粘度、表面张力、pH值及与基板的疏水亲水性能)已经确定,很容易选择到与之匹配的喷墨打印设备,降低了对于喷墨打印设备和打印墨水的溶剂种类的选择难度,并且采用本申请上述处理方法,不会因打印墨水含有多种不同的溶剂而产生不易控制的“马兰戈尼对流”现象,本申请方法对干燥程度和操作进程的控制的准确度较高。
上述实施例中的溶质可以为量子点、有机发光材料或功能材料,功能材料包括用于电子传输、电子注入、空穴传输、空穴注入或导电的材料,如溶质为量子点时,那么溶质和第一溶剂的墨水也即为量子点墨水,再如,当溶质为用于电子传输的功能材料(如,ZnO)时,含有溶质和第一溶剂的墨水可以是用于制作发光器件中电子传输层的墨水;上述实施例中的第一溶剂和第二溶剂可以分别独立地选自苯、甲苯、氯苯、对二甲苯、丙酮、已烷、环已烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、长链烷基酸、烷基胺或长链醇。第一溶剂和第二溶剂可以是种类不同的溶剂,也可以是相同种类、浓度或配比不同的溶剂,但都满足如下条件,即第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂对溶质的溶解性。在一个优选的实施例中,以溶质为量子点为例,第一溶剂适用于量子点打印,第二溶剂适用于量子点层的干燥,第二溶剂对于量子点的溶解度大于第一溶剂,且第二溶剂易于喷射。通过上述实施例,可以通过选择不同的溶质、第一溶剂和第二溶剂,来制作出具有相应功能的膜层,可以用在发光器件的各个膜层的制作中。在一个可选的实施例中,上述实施例中的步骤S3包括:对第二溶剂进行超声振动处理;将经处理后的第二溶剂通过喷墨打印或喷涂的方式,在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴。通过将第二溶剂超声振动之后,小液滴被喷射在待干燥膜层上方,这样可以使待干燥膜层均匀润湿,对基底上形成的各个子像素的待干燥膜层均能够得到同样的处理,进一步提高了第二溶剂分布均匀性。
在上述步骤S3中,在第二溶剂设置之后,相对于基底来说,上述像素区域中的待干燥膜层和第二溶剂的总高度小于等于上述像素隔离结构的高度为宜,这样可以避免第二溶剂用量过多造成不必要浪费,并且可以防止待干燥膜层之间通过第二溶剂进行材料混合,而污染待干燥膜层,优选地,设置了第二溶剂之后,第二溶剂和待干燥膜层相对于基底的总高度在1μm至5μm之间为佳。需要指出的是,上述总高度的计算包括第二溶剂沿着像素隔离结构流入像素区域内的第二溶剂形成的高度,第二溶剂小液滴直接喷射在像素区域中形成的高度,与待干燥膜层的高度。进一步可选地,在步骤S3中,还包括:对进入待干燥膜层中的第二溶剂和/或待干燥膜层进行超声振动处理。由于超声波不仅可以通过设备传播,也可以通过气体等介质进行传播,对第二溶剂进行超声振动的同时,也可以对待干燥膜层进行超声振动处理,在超声振动的作用下,待干燥膜层中的溶质能够更好的溶解于第二溶剂中,并且分散的均匀程度更高,从而提高了最终膜层的质量。
在一个优选的实施例中,上述的超声振动的方向选取平行基底的方向为佳。经过平行于基底的振动方向的超声振动之后,第二溶剂的小液滴在平行于基板方向具有一定的动能,更易分散开,且小液滴中分子也处于较活跃状态,这样当小液滴进入待干燥膜层内部之后,更有助于对溶质复溶。
上述各个实施例中采用的超声振动来处理第二溶剂和待干燥膜层(或墨水),会产生如下作用:结构影响、空化作用以及其他作用,具体地:
结构影响为,当溶质和第一溶剂(或第二溶剂)形成的墨水受到超声波溶剂震荡时,反复受到压缩和拉伸作用,使墨水不断收缩和膨胀,形成预干燥海绵状结构,当这种结构效应产生的力大于墨水内溶质吸附溶剂的表面附着力时,溶剂很容易通过微小管道转移出来,上述溶剂指第一溶剂或第二溶剂。
空化作用为,在超声波(即超声振动)压力场内,空化溶剂气泡的形成以致渗入墨水内部,增长和剧烈破裂以及由此引发的一系列理化效应,有助于除去与溶质(如量子点)结合紧密的溶剂。
其他作用为,如改变液滴或墨水的形变,促进形成微细通道,减小传热表面层的厚度,增加对流传质速度。
通过上述的各个作用的影响,可以使超声振动作用后的第二溶剂和待干燥膜层(或墨水)能够分散均匀,最终提高成膜的均匀性。
为了能够让溶质能够更好的分散,以提高成膜的均匀性,上述方法在步骤S1将墨水设置在基底上,形成待干燥膜层之后,该方法还包括步骤S2,将待干燥膜层放置在一个腔室的预设环境中,其中,预设环境为腔室中分散着第二溶剂的蒸汽,且预设环境的气压小于标准大气压强。
在一个可选的实施例中,可以在将包括溶质和第一溶剂的墨水设置在基底上形成待干燥膜层之后,可以在基底上的待干燥膜层的四周、基底的边缘区域设置一定量的第二溶剂小液滴,以打印量子点墨水为例,在将量子点墨水设置在基板的子像素区域形成待干燥膜层之后,再在基板上的围绕待干燥膜层的非显示区域设置溶解性更好的第二溶剂,并将这个基底放入一个密闭的低压腔室中,在第二溶剂挥发一段时间后,腔室内分散着第二溶剂的蒸汽,且内部预设环境的气压小于标准大气压强,然后再进行步骤S3,在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴。通过在喷射分散的第二溶剂小液滴之前,先将待干燥膜层放入第二溶剂的蒸汽氛围中,可以使待干燥膜层先润干,同时降低了第一溶剂的挥发速率,延长了墨水在像素坑中铺展的时间,有利于后续喷射第二溶剂的步骤的有效实施。
需要指出的是,上述的基底可以为基板,如用于制作发光器件的玻璃基板、ITO基板或者TFT基板,基底的一个表面设置有像素隔离结构,像素隔离结构形成多个相互隔离的子像素区域(或,像素坑),可以通过在子像素区域内设置电极层、功能层(包括电子传输层、电子注入层、空穴传输层或空穴注入层)和发光层(如,量子点层)等,然后用盖板将上述结构进行封装,从而形成一个完整的发光器件。在上述发光器件中,处于子像素区域的部分为用于发光的部分,可以称之为显示区域,而像素隔离结构所在区域或者基板上的其他非子像素区域的部分,可以称之为非显示区域。
在一个优选的实施例中,上述预设环境的气压为第二溶剂的饱和蒸气压,也即在基底上设置包括第一溶剂和溶质的墨水之后,直接将基底放置于充满第二溶剂的饱和蒸气压的低压密封腔体中。由于充满了饱和第二溶剂蒸汽压,从而腔室中形成了动态平衡,这样可以使腔室中的环境相对稳定,从而使得操作简单且易于控制。
在上述实施例中,第一溶剂在步骤S3在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴之前,部分挥发或者完全挥发,并且在挥发的过程中不进行加热处理。若第一溶剂在设置到基底上一段时间后便完全挥发,待干燥膜层变干燥,此时仅剩下溶质,那么在喷射第二溶剂后,溶质又重新溶解于第二溶剂中,从而溶质又可以在第二溶剂中铺展开;或者,若第一溶剂在设置到基底上一段时间之后,没有完全挥发,待干燥膜层中包括溶质和小部分第一溶剂,此时喷射第二溶剂,第二溶剂小液滴在进入待干燥膜层之后,由于第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂对溶质的溶解性,那么溶质更容易溶解于第二溶剂中,并且第二溶剂小液滴是第二溶剂经过超声振动形成的(第二溶剂在超声振动作用下经过喷墨打印装置或喷涂装置形成第二溶剂小液滴),超声振动的作用更加促进了溶质在第二溶剂中的均匀铺展,从而可以达到将待干燥膜层重新润湿并使溶质铺展均匀效果。
进一步地,第二溶剂的沸点大于第一溶剂的沸点,这样可以保证第一溶剂较第二溶剂更易挥发,从而使最后的待干燥膜层中剩下第二溶剂和溶质,并且第二溶剂的沸点较高,在常温下挥发速度缓慢,并且在超声振动的作用下,可以得到较均匀的膜层。
在另一个可选的实施例中,在步骤S3之后,也即在待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴之后,该方法还包括步骤S4,采用红外光照射基底远离待干燥膜层的一侧表面,以使待干燥膜层干燥,其中,照射方式包括整面照射或扫描照射。
通过红外光照射扫描的方式,第二溶剂能够被快速去除,且保证待干燥膜层的各个区域的干燥速度趋于一致,从而提高了成膜的均匀性。
在一个具体的实施例中,在一定低压的腔室内,充满第二溶剂的饱合蒸气压,然后利用打印或喷印带超声波的热第二溶剂蒸汽,使打印的RGB量子点墨水(即溶质和第一溶剂形成的墨水)内部组成发生影响,均匀的预干燥,然后用扫描式的红外照射完成主干燥,以达到液滴均匀干燥的效果。
下面以量子点溶质为例,详细介绍本发明工艺步骤:
步骤S01,量子点用第一溶剂配好,得到适用于打印设备的墨水,并在外部环境下利用墨水打印好RGB量子点层。
具体地,上述溶质为量子点,量子和第一溶剂混合得到配好的量子点墨水,然后在适于量子点墨水喷墨打印的外部环境下打印墨水于基底上,得到打印好的红绿蓝RGB量子点层,相当于打印到基底上相互间隔的各个子像素区域中。
步骤S02,通过机械手臂把打印有量子点层的基底,放入低压充满饱合第二溶剂环境的腔室内,通过超声喷涂或打印工艺喷涂专门为量子点干燥用的溶剂于量子层上,使量子点膜层发生变化,第一溶剂挥发,量子点溶质重新溶于第二溶剂内,并受到超声波震荡均匀分布,完成预干燥。
步骤S03,用扫描式的红外扫描(IR)进行主干燥,以使膜层均匀干燥。
通过上述具体的实施例,第一、解决了打印过程中溶剂选择性要考虑溶剂打印和干燥的问题,降低了第一溶剂和第二溶剂的选择难度;第二、解决了打印过程中由于溶剂挥发不平衡而引起的像素(墨水)干燥不均匀的问题,提高了形成的膜层(如,量子点层)的均匀性;第三、解决了打印程序后墨水在传递时暴露时间过长,墨水已成型从而不易干燥均匀的问题,将打印后的墨水放在饱和第二溶剂的腔室中减缓了墨水干燥的速率;第四、改善了像素中微观膜层的均匀性,以使同色像素发光均匀。
本申请相对于将两种溶液(相当于打印溶液与干燥溶液)与量子点墨水混合,然后一起打印的现有技术来说,具有如下好处:
1)、如果第二溶剂与第一溶剂混合使用,则要考虑打印机设备的性能,溶剂本身的粘度,表面张力,溶剂的PH值,与基板的疏水亲水性能,打印到基底(的子像素区域)后产生的“马兰戈尼对流”现象等复杂的因素,不易控制,采用本申请上述实施例,打印时将第一溶剂和第二溶剂分开打印,工艺实现简单,溶剂的选择性普遍,易受控制。第一溶剂只用选择与打印机匹配的溶剂,第二溶剂用来使已打印好的液滴重新均匀干燥。
2)、若采用全打印工艺来制作各个膜层,以形成发光器件,也即形成的发光器件中的每个膜层结构都是喷墨打印制成的,此时,制备过程应是每一膜层对应的墨水打印后都要进行干燥固化,选择的第二溶剂应与上层膜层的溶剂不产生反应的为宜,例如,在阳极表面喷墨打印一层空穴传输层墨水后,对其进行干燥形成空穴传输层,然后再进行下一层量子点墨水的喷墨打印,干燥后形成空穴传输层上面的量子点层,其中,形成空穴传输层的原料墨水中的溶剂与量子点层不发生反应,通过采用本申请上述实施例,可以避免上述的各膜层溶剂反应的情况出现,从而提高了形成各个膜层的质量和对应发光器件的寿命。
3)、第二溶剂与第一溶剂如第1)条中描述的功能不同,作用也不同,第二溶剂考虑是易超声振动,比第一溶剂有更好的溶解度,且不易挥发,有较好的流动性,适合红外照射的方式干燥。采用本申请上述实施例,可以对第一溶剂和第二溶剂分别进行合理地选择,提高了该膜层处理方法的实用性。
根据本发明的另一方面,提供了一种膜层,该膜层由上述各个实施例中的膜层处理方法制备而成。
采用本发明上述处理方法制备而成的膜层,适用于各种湿法成膜而形成的膜层,该膜层由于采用上述处理方法,具有较好的均匀性,解决了现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
根据本发明的又一方面,提供了一种发光器件,该发光器件中包括上述实施例中的膜层。
上述发光器件由于采用上述膜层,从而具有较高的发光效率和使用寿命。
根据本发明的第四方面,提供了一种膜层处理装置,用于处理待干燥膜层,其中,形成待干燥膜层的墨水包括第一溶剂和溶质,如图2和图3所示,该处理装置包括超声波震荡器1和喷射装置2,其中:
超声波震荡器1,用于超声振动第二溶剂和待干燥膜层,其中,第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂对溶质的溶解性;
喷射装置2,与超声波震荡器1连接,包括溶剂入口21和喷头23,用于喷射第二溶剂,得到分散的第二溶剂小液滴,并使第二溶剂小液滴设置在待干燥膜层所在平面上方。
应用本发明的技术方案,先将含有溶质和第一溶剂的墨水设置在基底上,以形成待干燥膜层,然后将第二溶剂的小液滴设置在上述待干燥膜层上方,至少部分上述小液滴进入待干燥膜层,由于该第二溶剂对溶质的溶解性大于第一溶剂,待干燥膜层中的溶质会随着第一溶剂的挥发,而重新溶解在第二溶剂中,从而相对于的现有技术来说,避免了待干燥膜层的部分提前干燥的现象出现,减缓了待干燥膜层的干燥成膜的速率,增加了溶剂的挥发均匀性,并且采用超声振动处理第二溶剂,分散的第二溶剂小液滴进入待干燥膜层后可以带动溶质铺展均匀,进而有效地提高了喷墨打印制作的膜层的均匀性,解决了现有技术中各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同或太快而导致薄膜的形貌不均匀的问题。
在一个可选的实施例中,如图2所示,上述装置还可以包括:红外光照射装置3,设置在喷射装置的喷头23相对侧,用于红外光照射基底的远离待干燥膜层的表面,以干燥待干燥膜层,其中,照射的方式包括整面照射或扫描照射。
通过红外光照射扫描的方式,第二溶剂能够被快速去除,且保证待干燥膜层的各个区域的干燥速度趋于一致,从而提高了成膜的均匀性。
在另一个可选的实施例中,如图3所示,上述装置还包括:真空吸附平台4,设置在喷射装置2的喷头23相对侧,用于吸附基底。通过真空吸附平台可以牢牢吸附住待设置膜层的基底,同时还提高了喷射装置喷射基底的准确性。
为了提高上述装置的可操作性和灵活性,如图3所示,上述装置还可以包括:移动单元5,配置成使喷射装置2的喷头或真空吸附平台4中的至少之一相对于另一个移动,从而可以准确控制喷头相对于真空吸附平台自由移动。
根据本发明的第五方面,提供了一种膜层处理系统,如图4所示,该系统包括上述各实施例中的膜层处理装置11、低压腔室12以及机械手臂13,其中,低压腔室12,具有可放置膜层处理装置11的内部空间、腔室门、以及用于连接真空泵的接口;机械手臂13,用于将待干燥膜层移放至膜层处理装置的喷射装置下方。
通过采用上述膜层处理系统,可以实现自动化批量处理膜层,提高了系统的膜层处理质量和效率。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、解决了打印过程中溶剂选择性要考虑溶剂打印和干燥的问题,降低了第一溶剂和第二溶剂的选择难度。
2、解决了打印过程中由于溶剂挥发不平衡而引起的待干燥膜层干燥不均匀的问题,提高了形成的膜层的均匀性。
3、解决了打印程序后墨水在传递时暴露时间过长,待干燥膜层已成型从而不易干燥均匀的问题,将打印后的墨水放在饱和第二溶剂的腔室中减缓了墨水干燥的速率。
4、改善了像素中微观膜层的均匀性,以使同色像素发光均匀。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种膜层处理方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
S1,将墨水设置在基底上,形成待干燥膜层,其中,所述墨水包括第一溶剂和溶质;
S3,在所述待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴,其中,所述小液滴为第二溶剂经过超声振动形成,所述第二溶剂对所述溶质的溶解性大于所述第一溶剂对所述溶质的溶解性,至少部分所述小液滴进入所述待干燥膜层。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
将墨水设置在基底上的至少一个像素区域中,形成待干燥膜层,其中,所述基底上设置多个像素隔离结构,所述像素隔离结构形成多个相互隔离的像素区域。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S1之后,所述方法还包括步骤:S2,将所述待干燥膜层放置在一个腔室的预设环境中,其中,所述预设环境为所述腔室中分散着所述第二溶剂的蒸汽,且所述预设环境的气压小于标准大气压强。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述预设环境的气压为所述第二溶剂的饱和蒸气压。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述步骤S3之后,所述方法还包括步骤:
S4,采用红外光照射所述基底远离所述待干燥膜层的一侧表面,以使所述待干燥膜层干燥,其中,所述照射方式包括整面照射或扫描照射。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超声振动的方向为平行所述基底的方向。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述溶质为量子点、有机发光材料或功能材料,所述功能材料包括用于电子传输、电子注入、空穴传输、空穴注入或导电的材料,所述第一溶剂和所述第二溶剂分别独立地选自苯、甲苯、氯苯、对二甲苯、丙酮、已烷、环已烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、长链烷基酸、烷基胺或长链醇。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二溶剂的沸点大于所述第一溶剂的沸点。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S3包括:
对所述第二溶剂进行超声振动处理;
将经所述处理后的第二溶剂通过喷墨打印或喷涂的方式,在所述待干燥膜层所在平面的上方形成分散的第二溶剂小液滴。
10.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述步骤S3中,相对于所述基底,所述像素区域中的待干燥膜层和所述第二溶剂的总高度小于等于所述像素隔离结构的高度。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述像素区域中的待干燥膜层和所述第二溶剂的所述总高度在1μm至5μm之间。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S3中,还包括:对进入待干燥膜层中的所述第二溶剂和所述待干燥膜层的一者或两者进行超声振动处理。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一溶剂在所述步骤S3之前部分挥发或者完全挥发。
14.一种膜层,其特征在于,所述膜层由权利要求1至13中任一项所述的膜层处理方法制备而成。
15.一种发光器件,其特征在于,所述发光器件中包括权利要求14中所述的膜层。
16.一种膜层处理装置,用于处理待干燥膜层,其中,形成所述待干燥膜层的墨水包括第一溶剂和溶质,所述墨水设置在基底上,其特征在于,所述装置包括:
超声波震荡器(1),用于超声振动第二溶剂和所述待干燥膜层,其中,所述第二溶剂对所述溶质的溶解性大于所述第一溶剂对所述溶质的溶解性;
喷射装置(2),与所述超声波震荡器(1)连接,包括溶剂入口(21)和喷头(23),用于喷射所述第二溶剂,得到分散的第二溶剂小液滴,并使所述第二溶剂小液滴设置在所述待干燥膜层所在平面上方。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
红外光照射装置(3),设置在所述喷射装置(2)的所述喷头(23)相对侧,用于红外光照射所述基底的远离所述待干燥膜层的表面,以干燥所述待干燥膜层,其中,所述照射的方式包括整面照射或扫描照射。
18.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
真空吸附平台(4),设置在所述喷射装置(2)的所述喷头(23)相对侧,用于吸附所述基底。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
移动单元(5),配置成使所述喷射装置(2)的喷头或所述真空吸附平台(4)中的至少之一相对于另一个移动。
20.一种膜层处理系统,其特征在于,包括:
如权利要求16至19中任一项所述的膜层处理装置(11);
低压腔室(12),具有可放置所述膜层处理装置(11)的内部空间、腔室门、以及用于连接真空泵的接口;
机械手臂(13),用于将待干燥膜层移放至所述膜层处理装置的喷射装置下方。
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