CN111883691A - 喷墨打印装置及发光器件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷墨打印装置及发光器件的制备方法，喷墨打印装置包括载物台、喷墨打印头和墨滴充电机构，载物台用于承载待印刷基板，喷墨打印头与载物台间隔设置，且喷墨打印头上设有朝向载物台的喷墨打印喷嘴，墨滴充电机构用于对喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使墨滴带电荷，载物台上设有能够对带电荷的墨滴产生吸力的多个吸引电极，多个吸引电极分别与待印刷基板上的多个目标像素坑对应设置。本发明的喷墨打印装置和发光器件的制备方法，能够在现有的喷墨打印头技术下进一步提高墨滴的落点位置精度，避免像素混色的发生，从而有效提高了喷墨打印制备发光器件和显示面板的工艺稳定性和产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨打印技术领域，特别是涉及一种喷墨打印装置及发光器件的制备方法。
背景技术
OLED和QLED等发光器件因其色域广、对比度高、响应迅速、视角大、功耗低等优点，近年来作为下一代显示技术而倍受关注。发光器件的结构一般包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极等。其中，空穴注入层、空穴传输层、发光层等结构除了可以使用传统的蒸镀方法来制备外，还可以使用喷墨打印的方法来制备，即将有机材料溶解到有机溶剂中制成墨水，再用喷墨打印的方式准确沉积到目标像素坑内。沉积后，经过减压干燥使有机溶剂完全挥发，只留下有机材料，然后再对有机材料进行烘烤，便能完成一层功能层的制备。通过喷墨打印的方式制备高分辨率的显示面板时，由于像素密度较高，墨滴的落点位置容易发生偶然的偏移，从而直接落入相邻的像素坑内或者导致如图1所示的桥连缺陷，即相邻像素坑内的墨水融合在了一起。这两种情况均会导致像素混色的发生，严重影响了喷墨打印的工艺稳定性和产品良率。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高喷墨打印精度的喷墨打印装置。
一种喷墨打印装置，其特征在于，包括载物台、喷墨打印头和墨滴充电机构，所述载物台用于承载待印刷基板，所述喷墨打印头与所述载物台间隔设置，且所述喷墨打印头上设有朝向所述载物台的喷墨打印喷嘴，所述墨滴充电机构用于对所述喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使所述墨滴带电荷，所述载物台上设有能够对带电荷的所述墨滴产生吸力的多个吸引电极，所述多个吸引电极分别与所述待印刷基板上的多个目标像素坑对应设置。
在其中一个实施例中，所述载物台上还设有能够对带电荷的所述墨滴产生斥力的排斥电极，所述排斥电极与所述吸引电极相邻设置。
在其中一个实施例中，还包括电极充电机构，所述吸引电极和所述排斥电极分别与所述电极充电机构连接，所述电极充电机构用于对所述吸引电极进行充电以使所述吸引电极带有与所述墨滴所带电荷电性相反的电荷，以及用于对所述排斥电极进行充电以使所述排斥电极带有与所述墨滴所带电荷电性相同的电荷。
在其中一个实施例中，所述排斥电极的数量为多个，每相邻的两个所述吸引电极之间设置有至少一个所述排斥电极。
在其中一个实施例中，所述排斥电极的数量为多个，每个所述吸引电极由多个所述排斥电极围绕。
在其中一个实施例中，所述墨滴充电机构为环状的充电电极，所述充电电极设于所述喷墨打印头上并环绕所述喷墨打印喷嘴设置。
在其中一个实施例中，还包括基板运送装置，所述基板运送装置用于运送所述待印刷基板以使所述待印刷基板上的多个目标像素坑分别与所述载物台上的多个所述吸引电极位置对应。
在其中一个实施例中，还包括气体输送装置，所述载物台的承载面设有多个气孔，所述气体输送装置与所述气孔连接以用于使所述气孔排气，从而提供用于支撑所述待印刷基板的浮力。
本发明还提供了一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：
将待印刷基板置于载物台上，并使所述待印刷基板上的多个目标像素坑分别与载物台上的多个吸引电极位置对应；
通过所述喷墨打印喷嘴产生用于打印至待印刷基板上的多个目标像素坑的墨滴；
对所述喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使所述墨滴带电荷；
使所述吸引电极带有与所述墨滴所带电荷电性相反的电荷。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤：使与所述吸引电极相邻设置的排斥电极带有与所述墨滴所带电荷电性相同的电荷。
在其中一个实施例中，所述吸引电极带的电荷量大于或等于所述排斥电极带的电荷量，所述吸引电极带的电荷量为10-6C～10-7C。
在其中一个实施例中，所述墨滴中的溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜和甲酰胺中的一种或多种。
综上，本发明的喷墨打印装置在使用时，先将待印刷基板放置于载物台上，并使待印刷基板上的多个目标像素坑分别与载物台的多个吸引电极位置对应，然后在喷墨打印时通过墨滴充电机构对喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使墨滴带上与吸引电极电性相反的电荷。那么当墨滴被射出后，在朝目标像素坑运动的过程中可利用吸引电极的吸力(库仑力)作用，使原本偏离落点位置的墨滴的运动轨迹能够得到修正，最终准确地落入目标像素坑内。如此，本发明的喷墨打印装置利用吸引电极与墨滴之间的库伦力，对墨滴的落点位置进行进一步校准，从而确保墨滴能够落在各自对应的目标像素坑内，防止墨滴落入相邻的像素坑或者与相邻的像素坑发生桥连缺陷，进而有效地提高了墨滴落点的精度，避免了像素混色的发生，提高了喷墨打印制备发光器件及显示面板的工艺稳定性和产品良率。
附图说明
图1为喷墨打印时桥连缺陷的示意图；
图2为一实施例的喷墨打印装置的结构示意图；
图3为图2所示的喷墨打印装置在喷墨打印时墨滴的受力示意图；
图4为图2所示的喷墨打印装置的局部结构示意图；
图5为图2所示的喷墨打印装置的俯视结构示意图；
图6为图2所示的喷墨打印装置的另一状态的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2所示，本发明一实施例的喷墨打印装置100，包括载物台110、喷墨打印头120和墨滴充电机构130，载物台110用于承载待印刷基板200，喷墨打印头120与载物台110间隔设置，且喷墨打印头120上设有朝向载物台110的喷墨打印喷嘴，墨滴充电机构130用于对喷墨打印喷嘴产生的墨滴300进行充电以使墨滴300带电荷，载物台110上设有能够对带电荷的墨滴300产生吸力的多个吸引电极111，多个吸引电极111分别与待印刷基板200上的多个目标像素坑对应设置。可以理解，电荷可以是正电荷也可以是负电荷。
本实施例的喷墨打印装置100在使用时，先将待印刷基板200放置于载物台110上，并使待印刷基板200上的多个目标像素坑分别与载物台110的多个吸引电极111位置对应，即目标像素坑位于吸引电极111的正上方，然后在喷墨打印时通过墨滴充电机构130对喷墨打印喷嘴产生的墨滴300进行充电以使墨滴300带上与吸引电极111电性相反的电荷。那么当墨滴300被射出后，在朝目标像素坑运动的过程中可利用吸引电极111的吸力(库仑力)作用，使原本偏离落点位置的墨滴300的运动轨迹能够得到修正，最终准确地落入目标像素坑内。如此，本发明的喷墨打印装置100利用吸引电极111与墨滴300之间的库伦力，对墨滴300的落点位置进行进一步校准，从而确保墨滴300能够落在各自对应的目标像素坑内，防止墨滴300落入相邻的像素坑或者与相邻的像素坑发生桥连缺陷，进而有效地提高了墨滴落点的精度，避免了像素混色的发生，提高了喷墨打印制备发光器件及显示面板的工艺稳定性和产品良率。
在一个具体示例中，载物台110上还设有能够对带电荷的墨滴300产生斥力的排斥电极112，排斥电极112与吸引电极111相邻设置。如此，通过在吸引电极111的旁边设置排斥电极112，可以利用同性相斥的库仑力进一步对墨滴300的运动轨迹进行修正，能够更大限度地使原本偏离落点位置的墨滴300准确地落入对应的目标像素坑内，进一步提高了工艺稳定性和产品良率。
在一个具体实例中，喷墨打印装置100还包括电极充电机构(图未示)，吸引电极111和排斥电极112分别与电极充电机构连接，电极充电机构用于对吸引电极111进行充电以使吸引电极111带有与墨滴300所带电荷电性相反的电荷，以及用于对排斥电极112进行充电以使排斥电极112带有与墨滴300所带电荷电性相同的电荷。
在一个具体示例中，排斥电极112的数量为多个，每相邻的两个吸引电极111之间设置有至少一个排斥电极112。如此，如图3所示的受力示意图，通过在吸引电极111的邻侧均匀设置多个排斥电极112，利用多个不同方向的库仑力能够更好地对墨滴300的运动轨迹进行修正，使墨滴300的落点更准确。
在一个具体示例中，排斥电极112的数量为多个，每个吸引电极111由多个排斥电极112围绕。优选地，围绕每个吸引电极111的多个排斥电极112以所围绕的吸引电极111为中心均匀分布。如此，能够更好地对墨滴300的运动轨迹进行修正，使墨滴300的落点更准确。
在一个具体示例中，多个吸引电极111沿载物台110的承载面间隔阵列排布，可以理解，吸引电极111的排布方式可以根据需要进行设置，以便于分别与待印刷基板200的多个目标像素坑对应。
在一个具体示例中，墨滴充电机构130为环状的充电电极，充电电极设于喷墨打印头120上并环绕喷墨打印喷嘴设置。如此，如图4所示，利用静电感应的原理，当喷墨打印头120的压电材料121发生变形将墨滴300从喷墨打印喷嘴中挤出而墨滴300尾部未分离时，在墨滴充电机构130即充电电极自身电场的影响下，即将被射出的墨滴300内的电荷发生重新分布，使得墨滴300前端聚集有与充电电极电性相反的电荷。此时墨滴300尾部与喷墨打印喷嘴分离，墨滴300被射出后电荷被保留其中，而在喷墨打印头120喷墨腔内部的墨水，由于与之相连的墨水供应装置接地，墨水依旧维持电中性。单个墨滴所带的电荷Q＝-VC，其中V是充电电极的电压，优选为100V～150V，C为通过实验测得的单个墨滴的等效充电电容。可以理解，充电电极的形状不限于此，墨滴充电机构130的具体类型和设置方式也不限于此，只要能使墨滴带上电荷即可。
在一个具体示例中，如图5所示，喷墨打印装置100还包括基板运送装置140，基板运送装置130用于运送待印刷基板200以使待印刷基板200上的多个目标像素坑分别与载物台110上的多个吸引电极111位置对应。结合图2、图5和图6所示，通过基板运送装置130带动待印刷基板200沿载物台110水平横向运动(b方向)，喷墨打印头120则在喷墨控制装置的控制下进行水平纵向运动(a方向)以完成对待印刷基板200的喷墨打印。
在一个具体示例中，喷墨打印装置100还包括气体输送装置150，载物台110的承载面设有多个气孔113，气体输送装置150与气孔113连接以用于使气孔113排气，从而提供用于支撑待印刷基板200的浮力。如此，通过排气的浮力使待印刷基板200浮在载物台110上，则待印刷基板200在载物台110上运送时与载物台110之间无摩擦，避免了摩擦阻力和磨损并提高了稳定性。
本发明一实施例的发光器件的制备方法，包括以下步骤S1～S4：
S1、将待印刷基板置于载物台上，并使待印刷基板上的多个目标像素坑分别与载物台上的多个吸引电极位置对应；
S2、通过喷墨打印喷嘴产生用于打印至待印刷基板上的多个目标像素坑的墨滴。
S3、对喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使墨滴带电荷。
S4、使吸引电极带有与墨滴所带电荷电性相反的电荷。然后，将带电荷的墨滴在吸引电极的吸引力下打印至目标像素坑内即可。在本实施方式中，多个吸引电极在多个目标像素坑远离喷墨打印喷嘴的一侧设置。
在本实施例中，该制备方法利用上述喷墨打印装置100实现。
本实施例的发光器件的制备方法，通过对喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电，并使位于目标像素坑远离喷墨打印喷嘴的一侧的吸引电极带有与墨滴所带电荷电性相反的电荷，从而利用电极与墨滴之间的库伦力，对墨滴的落点位置进行进一步校准。如此，可以确保墨滴能够落在各自的目标像素坑内，防止墨滴落入相邻的像素坑或者与相邻的像素坑发生桥连缺陷，进而有效地避免了像素混色的发生，提高了喷墨打印制备发光器件及显示面板的工艺稳定性和产品良率。
在一个具体实例中，还包括以下步骤：使与吸引电极相邻设置的排斥电极带有与墨滴所带电荷电性相同的电荷。如此，通过排斥电极的斥力进一步对墨滴的运动轨迹进行修正，能够更大限度地使原本偏离落点位置的墨滴准确地落入对应的目标像素坑内。在本实施方式中，在带电荷的墨滴打印至目标像素坑内的步骤之前，使与吸引电极相邻设置的排斥电极带有与墨滴所带电荷电性相同的电荷。
在一个具体示例中，吸引电极带的电荷量大于或等于排斥电极带的电荷量。如此，多个方向的库仑力的合力对墨滴的运动轨迹的修正效果较好，避免排斥的库仑力过大对墨滴落入目标像素坑产生阻碍作用。优选地，吸引电极带的电荷量为10-6C～10-7C，排斥电极带的电荷量小于等于10-6C～10-7C。
在一个具体示例中，在同时对多个目标像素坑进行打印时，任意相邻两个目标像素坑之间至少间隔一个非目标像素坑。可以理解，非目标像素坑即本次打印不沉积墨滴的像素坑。如此，可以避免带电荷的墨滴之间的相互作用，从而提高了墨滴落点的精度，更好地避免了像素混色的发生。
在一个具体示例中，墨滴中的溶剂为极性较强的有机溶剂，优选为乙醇、异丙醇、甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜和甲酰胺中的一种或多种。如此，极性较强的有机溶剂能够提高静电感应的效率，以便于使墨滴带上电荷。进一步地，墨滴中还包括电解质如NaCl、KCl等，可进一步提高电导率。可以理解，墨滴可以是红色(R)墨水、蓝色(B)墨水或绿色(G)墨水的墨滴。
综上，本发明的喷墨打印装置和发光器件的制备方法，能够在现有的喷墨打印头技术下进一步提高墨滴的落点位置精度，避免像素混色的发生，从而有效提高了喷墨打印制备发光器件和显示面板的工艺稳定性和产品良率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种喷墨打印装置，其特征在于，包括载物台、喷墨打印头和墨滴充电机构，所述载物台用于承载待印刷基板，所述喷墨打印头与所述载物台间隔设置，且所述喷墨打印头上设有朝向所述载物台的喷墨打印喷嘴，所述墨滴充电机构用于对所述喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使所述墨滴带电荷，所述载物台上设有能够对带电荷的所述墨滴产生吸力的多个吸引电极，所述多个吸引电极分别与所述待印刷基板上的多个目标像素坑对应设置。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述载物台上还设有能够对带电荷的所述墨滴产生斥力的排斥电极，所述排斥电极与所述吸引电极相邻设置。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印装置，其特征在于，还包括电极充电机构，所述吸引电极和所述排斥电极分别与所述电极充电机构连接，所述电极充电机构用于对所述吸引电极进行充电以使所述吸引电极带有与所述墨滴所带电荷电性相反的电荷，以及用于对所述排斥电极进行充电以使所述排斥电极带有与所述墨滴所带电荷电性相同的电荷。
4.根据权利要求2所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述排斥电极的数量为多个，每相邻的两个所述吸引电极之间设置有至少一个所述排斥电极。
5.根据权利要求2所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述排斥电极的数量为多个，每个所述吸引电极由多个所述排斥电极围绕。
6.根据权利要求1～5任一项所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述墨滴充电机构为环状的充电电极，所述充电电极设于所述喷墨打印头上并环绕所述喷墨打印喷嘴设置。
7.根据权利要求1～5任一项所述的喷墨打印装置，其特征在于，还包括基板运送装置，所述基板运送装置用于运送所述待印刷基板以使所述待印刷基板上的多个目标像素坑分别与所述载物台上的多个所述吸引电极位置对应。
8.根据权利要求1～5任一项所述的喷墨打印装置，其特征在于，还包括气体输送装置，所述载物台的承载面设有多个气孔，所述气体输送装置与所述气孔连接以用于使所述气孔排气，从而提供用于支撑所述待印刷基板的浮力。
9.一种发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待印刷基板置于载物台上，并使所述待印刷基板上的多个目标像素坑分别与载物台上的多个吸引电极位置对应；
通过所述喷墨打印喷嘴产生用于打印至待印刷基板上的多个目标像素坑的墨滴；
对所述喷墨打印喷嘴产生的墨滴进行充电以使所述墨滴带电荷；
使所述吸引电极带有与所述墨滴所带电荷电性相反的电荷。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：使与所述吸引电极相邻设置的排斥电极带有与所述墨滴所带电荷电性相同的电荷。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述吸引电极带的电荷量大于或等于所述排斥电极带的电荷量，所述吸引电极带的电荷量为10-6C～10-7C。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述墨滴中的溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜和甲酰胺中的一种或多种。
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Patent Citations (3)
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