CN110416411B - 一种喷墨打印对位基板和喷墨打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷墨打印对位基板和喷墨打印装置，实现了喷头和子像素坑的准确对位。该喷墨打印对位基板包括：磁性元件层，包括呈阵列排布的多个磁性元件；感测元件层，与磁性元件层层叠设置，感测元件层包括呈阵列排布的多个压力感测元件，压力感测元件具有压力检测方向，用于检测磁性元件施加在感测元件上的力。

Description

一种喷墨打印对位基板和喷墨打印装置

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，具体涉及一种喷墨打印对位基板和喷墨打印装置。

背景技术

在制备有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏时，常采用喷墨打印装置将有机发光材料喷涂到子像素坑内，所喷涂的有机发光材料经过固化后形成OLED子像素。为了确保从喷墨打印装置的喷头喷出的墨滴精确地落入子像素坑内，需要在喷墨打印开始之前将喷头和子像素坑准确对位。然而，由于对于一块OLED显示屏而言，其子像素坑的尺寸非常小，像素单元的总数量又非常巨大，例如，智能手机包括480×800个像素单元，子像素坑的尺寸仅为26微米，喷头与子像素坑的对位很容易发生偏差，导致某些子像素坑内未被喷涂有机发光材料，影响OLED显示屏的显示均匀性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种喷墨打印对位基板和喷墨打印装置，以解决现有技术中喷头与子像素坑的对位很容易发生偏差的问题。

本发明第一方面提供了一种喷墨打印对位基板，包括：磁性元件层，包括呈阵列排布的多个磁性元件；感测元件层，与磁性元件层层叠设置，感测元件层包括呈阵列排布的多个压力感测元件，压力感测元件具有压力检测方向，用于检测磁性元件施加在感测元件上的力。

在一个实施例中，至少一个磁性元件为电磁体。

在一个实施例中，磁性元件包括极性相反的第一磁极和第二磁极，第一磁极和第二磁极在竖直方向对齐。

在一个实施例中，磁性元件为阵列排布的多个金属块和顺次连接多个金属块的导线。

在一个实施例中，每个磁性元件的第一磁极的磁场强度相同。

在一个实施例中，压力感测元件和磁性元件一一对应，各个压力感测元件与位于该压力感测元件的检测方向上的磁性元件的距离相同。

在一个实施例中，感测元件层为电子感压垫。

本发明第二方面提供了一种喷墨打印装置，包括：上述任一实施例提供的喷墨打印对位基板；和与喷墨打印对位基板配合使用的喷头，喷头可受磁场力作用，喷头底部形成有喷嘴，喷嘴朝向喷墨打印对位基板。

在一个实施例中，喷头还包括金属线，设置于喷嘴外壁上，当有电流通过的时候金属线温度下降。

在一个实施例中，金属线为红铜线。

根据本发明提供的喷墨打印对位基板和喷墨打印装置，通过设置压力感测元件和磁性元件，压力感测元件具有压力检测方向，用于检测磁性元件在检测方向上施加的力，使得将压力感测元件作为喷头和子像素坑之间的桥梁，利用喷头和压力感测元件是否对齐来衡量喷头和子像素坑是否对齐，从而实现了利用压力感测元件辅助喷头和子像素坑对位的技术效果。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例提供的喷墨打印对位基板的结构示意图。

图2所示为本发明第一实施例提供的喷墨打印对位基板的主视剖面图。

图3a为本发明第一实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图3b所示为本发明第二实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图3c所示为本发明第三实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图3d所示为本发明第四实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图4所示为本发明第二实施例提供的喷墨打印对位基板的主视剖面图。

图5a所示为本发明第一实施例提供的图4所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图5b所示为本发明第二实施例提供的图4所示喷墨打印对位基板的俯视图。

图6所示为本发明一实施例提供的喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明第一实施例提供的喷墨打印对位基板的结构示意图。如图1所示，该喷墨打印对位基板10包括相互叠置的感测元件层11和磁性元件层12。感测元件层11包括至少一个压力感测元件110，磁性元件层12包括至少一个磁性元件120，每一个磁性元件120用于产生恒定磁场H，每一个磁性元件120产生的恒定磁场H至少覆盖至少一个压力感测元件110的正上方预定区域，即每一个磁性元件120产生的恒定磁场H必定覆盖至少一个压力感测元件110的正上方预定区域，除此之外还可以覆盖至少一个压力感测元件110的正下方区域或左右两侧区域。恒定磁场H覆盖的预定区域的范围大小由磁性元件层12的自身属性决定，例如恒定磁场H的磁场强度越大，预定区域的范围越大。

例如，图2所示为本发明第一实施例提供的喷墨打印对位基板的主视剖面图，如图2所示，磁性元件层12包括呈阵列排布的多个磁性元件130，感测元件层11与磁性元件层12层叠设置，感测元件层11包括呈阵列排布的多个压力感测元件110，压力感测元件110具有压力检测方向，用于检测磁性元件130施加在压力感测元件110上的力。

具体地，感测元件层11与磁性元件层12的相对位置可以互换，只要感测元件层11的压力感测元件110能够检测到磁性元件130施加在压力感测元件检测方向的力即可。该喷墨打印对位基板10在使用时，每一个压力感测元件110对应OLED阵列基板20上的一个子像素坑21，压力感测元件110的感压面的中心线穿过子像素坑21的中心。在一个实施例中，压力感测元件110在OLED阵列基板20上的正投影与子像素坑21重合。感测元件层11中至少一个压力感测元件110的排布方式取决于OLED阵列基板20上子像素坑阵列的排布方式。在一个实施例中，感测元件层11为电子感压垫，例如美国SPI公司的Tactilus电子感压垫。

磁性元件130可以是自身具有磁性属性的元件，例如磁铁；也可以是借助外部作用力后才产生磁性的元件，例如，电磁体，即通电后产生磁场的元件。相比于磁铁而言，电磁体的磁场强度可控，物理尺寸一定的前提下，更容易获得较大的磁场强度，同时与像素坑对应的小尺寸磁性元件阵列更容易制备。

恒定磁场H是指不随时间变化的磁场，喷墨打印的喷头30可以受磁场力作用，该喷头30可以包括电磁控制结构，也可以包括金属结构，只要能对磁性元件130产生的磁场做出反应即可，这样喷头30与磁性元件130之间便能产生相互吸引或排斥的力，与磁性元件130层叠设置的感测元件层11中的感测元件110也会显示不同的数值变化。

当喷头30包括金属机构且位于子像素坑21的正上方时，喷头30会受到一个大小恒定的磁力F₁，该磁力F₁的反作用力F₂作用在子像素坑21正下方的磁性元件120上，并被磁性元件120正下方的压力感测元件110感知。因此，可以通过预先设定喷头30与子像素坑21对齐时，压力感测元件110的输出值，后续通过将对位过程中压力感测元件110的检测值和该预先设定的输出值进行匹配，根据二者是否相等来判断喷头30和子像素坑21是否对齐。

根据本实施例提供的喷墨打印对位基板10，将压力感测元件110作为喷头30和子像素坑21之间的桥梁，利用喷头30和压力感测元件110是否对齐来衡量喷头30和子像素坑21是否对齐，从而实现了利用压力感测元件110辅助喷头30和子像素坑21对位的技术效果。与此同时，由于每一个子像素坑21对应一个压力感测元件110，从而可以准确识别未对齐的一组喷嘴30和子像素坑21，进而利于有针对性地进行校正。

在一个实施例中，如图2所示，压力感测元件110和磁性元件130一一对应，各个压力感测元件110与位于该压力感测元件110的检测方向上的磁性元件130的距离相同。便于工业实施。应当理解，压力感测元件110和磁性元件130的对应关系也可以是多对一。

在一个实施例中，磁性元件130包括极性相反的第一磁极和第二磁极，第一磁极和第二磁极在竖直方向对齐。这样可以产生竖直方向上的恒定磁场，确保压力检测值更准确。且磁性元件130第一磁极和第二磁极的极性和大小可调，能够与喷墨打印装置的喷头30产生不同的力的相互作用。

进一步地，可以设置每个磁性元件130的第一磁极的磁场强度相同，从而确保磁性元件层12上方同一水平位置处的磁场强度相同，那么喷嘴30和子像素坑21对齐时，各个喷嘴30受到的磁场力相同，在显示仪器上显示的检测值为一条直线，便于观测。

在一个实施例中，感测元件层11包括封装结构，用于屏蔽恒定磁场H。该封装结构由铁磁性材料制成，例如波莫合金、硅钢片、软铁等高导磁率的材料。该封装结构可以针对整个感测元件层11设置，也可以针对每一个压力感测元件110单独设置。这样，可以避免恒定磁场H对压力感测元件110的检测精度造成影响。

感测元件层11可以位于磁性元件层12的上方或下方，区别仅在于预设的喷嘴30和子像素坑21对齐时压力感测元件110的输出值不同，而不会影响对位效果。在一个实施例中，如图1所示，感测元件层11位于磁性元件层12的下方，即喷墨打印对位基板10在使用过程中，磁性元件层12位于感测元件层11和OLED阵列基板20之间。这样，可以避免感测元件层11的封装结构对磁场造成遮挡。

图3a为本发明第一实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。如图3a所示，磁性元件层12包括阵列排布的多个金属块131和顺次连接多个金属块131的导线132，多个金属块131呈阵列排布。

金属块131的材质包括铁、铜、银等金属，金属块131的形状包括矩形、圆形、菱形、三角形等任意规则或不规则图形。多个金属块131的大小相同或不同，具体取决于OLED阵列基板20上的子像素坑21的大小分布。

在一个实施例中，金属块131为矩形金属块，压力感测元件110包括矩形感压面，金属块131在感测元件层11上的正投影与压力感测元件110的感压面重合。进一步地，可以设置压力感测元件110在OLED阵列基板20上的正投影与子像素坑21重合。这样，可以采用同一块掩膜板制备OLED阵列基板中的子像素坑阵列、压力感测元件层11和磁性元件层12，简化制备工艺。

根据本实施例提供的喷墨打印对位基板，当对导线132通入直流电时，根据电磁效应原理，每个金属块131的周围会产生恒定磁场H，在忽略金属块131内阻和导线132内阻的前提下，多个金属块131产生的磁场强度相等。这种情况下，当多个喷头30和多个子像素坑21一一对齐时，多个压力感测元件110的检测值相等，在监控画面中显示为一条直线，从而便于观察。同时这种多个金属块131和导线132的组合形式便于工业制备。

图3b所示为本发明第二实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。该喷墨打印对位基板和图3a所示喷墨打印对位基板的区别仅在于，如图3b所示，多个金属块131排成一列，磁性元件层12包括至少一列金属块131。这种情况下，相比于图3a所示喷墨打印对位基板而言，通过一条导线132连接的金属块131的数量较少，当某一个金属块131故障时，不至于对其他导线132连接的金属块131造成影响，提高设备可靠性。

当单次打印的多个喷头30之间位置相对固定时，即多个喷头30相当于一个同步运动的整体，则喷嘴30和子像素坑21之间的对齐相当于两个平面之间的对齐，这种情况下，可以采用简化的喷墨打印对位基板实现对位。

例如，图3c所示为本发明第三实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。如图3c所示，磁性元件层12只包括两个金属块131，该两个金属块131通过一条导线132连接。该磁性元件层12只包括两个金属块131的喷墨打印对位基板适用于单次打印一排子像素坑21的情况，依据两点确定一条直线原理，当该一排子像素坑21中有两个子像素坑21和喷头30对齐时，则表明该一排子像素坑21均与喷头30对齐。

又例如，图3d所示为本发明第四实施例提供的图2所示喷墨打印对位基板的俯视图。如图3d所示，磁性元件层12包括三个金属块131，该三个金属块131不共线，三个金属块131通过一条导线132顺次连接。该磁性元件层12包括三个金属块131的喷墨打印对位基板适用于单次打印一个子像素坑阵列的情况，依据三点确定一个平面原理，当该子像素坑阵列中有三个子像素坑21和喷头30对齐时，则表面该子像素坑阵列均与喷头30对齐。

图4所示为本发明第二实施例提供的喷墨打印对位基板的主视剖面图。如图4所示，该喷墨打印对位基板和图2所示喷墨打印对位基板的区别在于至少一个磁性元件140和至少一个压力感测元件110不是一一对应的关系，而是一个磁性元件140对应多个压力感测元件110，每一个磁性元件140产生的恒定磁场至少覆盖与之对应的多个压力感测元件110的正上方预定区域。

磁性元件140可以是自身具有磁性属性的元件，例如磁铁；也可以是借助外部作用力后才产生磁性的元件，例如，电磁体，即通电后产生磁场的元件。在一个实施例中，磁性元件140为条形磁铁，这种情况下，条形磁铁产生的位于多个压力感测元件110正上方的磁场强度可能不等，但这并不影响确定喷头30和子像素坑21是否对齐，只是多个压力感测元件110的检测值不再是一条直线。

在一个实施例中，如图5a所示为本发明第一实施例提供的图4所示喷墨打印对位基板的俯视图，磁性元件层12包括多个条形磁铁，该多个磁性元件依次平行排布。这种情况下，每一个条形磁铁对应一列压力感测元件110，该一列压力感测元件110在磁性元件层12上的正投影落入一个条形磁铁上。

在一个实施例中，如图5b所示为本发明第二实施例提供的图4所示喷墨打印对位基板的俯视图，磁性元件层12包括一个条形磁铁，该一个条形磁铁对应整个OLED阵列基板20中的子像素坑阵列。

根据本实施例提供的喷墨打印对位基板，采用条形磁铁形成恒定磁场，无需外力，节省成本。

本发明还提供了一种喷墨打印装置，如图1所示，该喷墨打印装置100除了包括上述任一实施例提供的喷墨打印对位基板10，还包括用于承载喷墨打印对位基板10的载台40，以及与喷墨打印对位基板10配合使用的喷头30，喷头30可受磁场力作用，具体可以为磁体或金属，喷头30包括喷嘴，喷嘴朝向喷墨打印对位基板10。该喷墨打印装置100利用喷头30位于子像素坑21正上方预定位置时，压力感测元件110输出值的不变性，实现了辅助喷头30和子像素坑21对位的技术效果。

具体地，当喷头30为磁体时，磁体可以是电磁体或永磁体，喷头30可产生方向和大小可控的磁场a，磁性单元层12的磁性元件140可产生方向和大小可控的磁场b，通过调整磁场a和b的大小和方向，喷头30和磁性元件140可产生相互吸引或排斥的力。由于磁性元件层12与感测元件层11层叠设置，当磁性元件140感受到吸引力或排斥力时，压力感测元件110可感受到力的变化，从而输出不同的感测值，通过与预设的标准值相比较可以判断出磁性元件140与喷头30的相对位置是否发生了偏移，因此能够判断喷头30喷出的打印墨水是否准确的与子像素21坑对位。当压力感测元件输出数值偏移了标准数值，可调整喷头的位置直至输出数值与标准数值相同。

图6所示为本发明一实施例提供的喷嘴的结构示意图。如图6所示，喷头30包括喷嘴31和设置于喷嘴31外壁上的金属线311，金属线可以缠绕在喷嘴外壁，也可以贴附在外壁上，本申请对金属线的具体贴合方式和贴合形状不做限制，只要二者相接触即可。金属线311是指通电后温度下降的金属导线，例如红铜导线。这种情况下，该喷头30一方面可以与喷墨打印对位基板10配合，以实现喷头30和子像素坑21的对位，另一方面可以对喷嘴31处的打印墨汁进行冷却，以防止因打印墨汁中溶剂挥发过快导致喷嘴堵塞。

在一个实施例中，喷头30还包括位于喷嘴31上方的储液单元32，储液单元32包括和喷嘴31连通的腔体和形成腔体的外壁。外壁是一种复合层级结构，包括由外向内逐层包覆的外层321、中间层322和内层323，外层321和内层323的材料为金属，中间层322的材料为绝缘材料，以形成电容结构。这种情况下，当对外层321接通正电压时，可以在内层323感应出负电荷，内层323上的负电荷有利于将带正电的打印液滴吸入储液单元32内；当对外层321接通负电压，可以在内层323感应出正电荷，内层323上的正电荷有利于将带正电的打印液滴排出储液单元32。因此，通过控制外层321带不同电荷的周期与打印周期保持一致，可以防止打印间隙漏液。进一步地，可以设置储液单元32的腔体与单次打印墨汁的体积相等，从而确保打印精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷墨打印对位基板，其特征在于，包括：

磁性元件层，包括呈阵列排布的多个磁性元件；

感测元件层，与所述磁性元件层层叠设置，所述感测元件层包括呈阵列排布的多个压力感测元件，其中每个所述压力感测元件对应OLED阵列基板上的一个子像素坑；

所述压力感测元件具有压力检测方向，用于检测喷墨打印装置的喷头与所述磁性元件之间的相互作用力，并输出值，

若所述输出值和预设输出值匹配，则所述喷头和所述子像素坑对齐，所述预设输出值取决于所述喷头、所述压力感测元件、所述子像素坑依次对齐时，所述压力感测元件检测到的压力值。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，所述至少一个磁性元件为电磁体。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，所述磁性元件包括极性相反的第一磁极和第二磁极，所述第一磁极和第二磁极在竖直方向对齐。

4.根据权利要求3所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，所述磁性元件为阵列排布的多个金属块和顺次连接所述多个金属块的导线。

5.根据权利要求3所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，每个所述磁性元件的第一磁极的磁场强度相同。

6.根据权利要求1所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，所述压力感测元件和所述磁性元件一一对应，各个所述压力感测元件与位于该压力感测元件的检测方向上的磁性元件的距离相同。

7.根据权利要求1所述的喷墨打印对位基板，其特征在于，所述感测元件层为电子感压垫。

8.一种喷墨打印装置，其特征在于，包括：

权利要求1-7中任一所述的喷墨打印对位基板；和

与所述喷墨打印对位基板配合使用的喷头，所述喷头可受磁场力作用，所述喷头底部包括有喷嘴，所述喷嘴朝向所述喷墨打印对位基板。

9.根据权利要求8所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述喷头还包括：

金属线，设置于所述喷嘴外壁上，当有电流通过的时候所述金属线温度下降。

10.根据权利要求9所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述金属线为红铜导线。

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