CN1230303C - 有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，包含一置放步骤、一降温步骤以及一喷墨步骤。其中，置放步骤将一基板置于一基座上；降温步骤将基座降温，使基板的温度低于预定温度；喷墨步骤利用一喷墨头将墨水朝基板的方向喷出。本发明的方法可以解决避免液膜成型太快，解决基板移动问题以及能够轻易除去墨滴的溶剂。

Description

有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，特别是一种用于有机发光元件，如有机电激发光二极管(Organic LightEmitting Diode，OLED)以及高分子有机电激发光二极管(Polymer LightEmitting Diode，PLED)面板的色墨喷墨温度控制方法。

背景技术

有机电激发光二极管与高分子电激发光二极管为目前热门的平面显示技术之一，但由于溶剂的使用问题，一般有机电激发光二极管使用真空蒸镀方式来进行成膜，而高分子电激发光二极管使用旋转涂布(spin-coating)方式进行成膜。其中，真空蒸镀必须进行繁复的制程步骤，并且需要使用光罩或是网版，同时亦需使用显影剂(developer)与去光阻剂(stripper)等有机溶剂；另外，旋转涂布方式有废液产生的问题，同时设备成本的花费亦高。基于上述原因，以喷墨印刷方式直接喷印形成有机电激发光二极管阵列便成为目前主流制程之一。

喷墨印刷直接于透明电极层上形成一有机电激发光层，其减少制程步骤、不需使用光罩或网板，进而降低了制造时间与成本。同时，不需利用显影剂与去光阻剂等有机溶剂，亦可减少制程中所产生的环保问题。

在一般的喷墨印刷制程中，将一透明电极基板设置于一基座上，基座内部有一加热器，用以将基板进行预烤(pre-bake)程序，其借助于加温蒸发，进而排出基板上的溶剂。接着，再利用一喷墨头(包含复数个喷嘴)将墨水喷到透明电极基板上，用以形成有机电激发光层。

在现有技术制程中，有下列几项缺点：第一、由于受到高温的影响，当墨滴在滴到基板上时，溶剂挥发的速度过快，使得液膜成型太快而不均匀。第二、滴落在基板的墨滴由于溶剂去除不易，使得墨滴的流动性极高，在受到基板移动的影响下，墨滴会在画素中产生流动，进而降低了墨滴的均匀性，更减低元件的发光效率。

发明内容

承上所述，本发明的目的在于提供一种避免液膜成型太快，解决基板移动问题以及能够轻易除去墨滴溶剂的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法。

本发明是利用色墨喷墨温度的控制原理来解决上述的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，包含一置放步骤、一降温步骤以及一喷墨步骤。其中，置放步骤将一基板置于一基座上；降温步骤将基座降温，使基板的温度低于预定温度；喷墨步骤利用一喷墨头将墨水朝基板的方向喷出。

另外，本发明的另一实施方案是：一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，包含一置放步骤以及一降温喷墨步骤。其中，置放步骤将一基板置于一基座上；降温喷墨步骤利用一喷墨头将墨水朝基板的方向喷出，同时将基座降温，使基板的温度低于预定温度。

为实现上述目的之有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，本发明涉及一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置，包含一喷墨室、一喷墨头以及一温度调节单元。其中，喷墨室具有一容置空间，且喷墨室连通设有一墨水槽，容置空间内设有一基座，基座为良导热体，且基座置放有一有机电激发光元件的一基板；喷墨头与基座相对而设，喷墨头与墨水槽连通，且喷墨头具有多数的喷墨孔，而可将墨水朝基座方向喷出；温度调节单元与基座连设，且提供一加热冷却源以调节基座的温度。

通过上述技术方案，本发明提供的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，利用温度调节单元调节基座的温度，藉以改变墨滴的流动性以及成膜的均一性。与现有技术相比，有下列几项优点：第一、可利用温度调节单元在墨滴接触基板之前降低基板的温度，使得墨滴与基板之间的接触角变小，进而让墨滴所形成的膜较为均匀。第二、当滴在基板上的墨滴平坦化后，可利用温度调节单元将基座温度升高，使得基板迅速升温，让溶剂快速挥发，降低墨滴的流动性，进而增加成膜的均一性，亦增加元件的发光效率。第三、基座上具有复数个定位件，能够将基板定位于一定位置，进而减少基板位移发生的情况，同时亦减少墨滴在画素中流动的问题。

附图说明

图1为本实施例中有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置的立体示意图；

图2为本实施例中有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置实施的立体示意图；

图3为另一实施例中有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法的方框图；

图4A为另一实施例中墨滴与基板的示意图；以及

图4B为另一实施例中墨滴与基板的示意图；

图5为又一实施例中有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法的方框图。

图中符号说明

1    色墨喷墨温度控制装置

11   喷墨室

111  基座

1111 定位件

1112 排管

12   喷墨头

121  喷墨孔

13   温度调节单元

131  加热降温器

132  温度控制器

14   抽真空单元

2    基板

3    墨滴

S01  置放步骤

S02  降温步骤

S03  喷墨步骤

S04  升温步骤

S11  置放步骤

S12  降温喷墨步骤

S13  升温步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明实施例的一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法。其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

如图1所示，本发明提供一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置1，色墨喷墨温度控制装置1包含一喷墨室11、一喷墨头12以及一温度调节单元13。其中，喷墨室11具有一容置空间，且喷墨室11连通设有一墨水槽(未显示于图中)，容置空间内设有一基座111，基座111为良导热体，且基座111设置放一有机电激发光元件的一基板2(显示于图2)；喷墨头12与基座111相对而设，喷墨头12与墨水槽(未显示于图中)连通，且喷墨头12具有多数的喷墨孔121，而可将墨水朝基座111方向喷出；温度调节单元13与基座111连设，且提供一加热冷却源以调节基座111的温度。

于本实施例中，基座111的表面上具有复数个定位件1111，该等定位件1111将基板2(显示于图2)定位于基座111上，以减少基板2(显示于图2)位移的可能性。其中，该等定位件1111为真空吸孔。

再请参考图1，本实施例更包含一抽真空单元14，与该等真空吸孔连通，以将基座111内的空气抽出，使得基座111的复数个真空吸孔具有吸力。

另外，如图2所示，基板2为一电极基板。其中，该电极基板选自氧化铟锡即ITO基板和氧化铝锌即AZO基板至少其中之一。当然，电极基板亦可为一表面形成有金属的基板。

本实施例的喷墨头12具有多数个喷墨孔121，且喷墨头12将墨水朝基座111的方向喷出，用以于基板2上形成一有机电激发光层，如电子注入层、电子传输层、有机发光层、电洞传输层以及电洞注入层等。

喷墨头12及其喷墨孔121的大小与其形状随着所需印刷的图案大小以及所填装的发光材料的性质，如溶液黏度、颗粒大小等有所不同。所使用的对准方式亦随着发光图案所需的精准度而改变，例如：机械对准其对准精准度在5微米以上，而光学对准其对准精准度在1微米以上。

再者，温度调节单元13与基座111连设，且提供一加热冷却源以调节基座111的温度。于本实施例中，温度调节单元13的调整温度范围约为-20℃至200℃。当然，温度调节单元13的调整温度范围亦可随需要而适当改变。同时，还可以另行控制喷墨室11内的湿度，使喷墨室11不会产生水气的结露。

在此，温度调节单元13包含一加热降温器131以及一温度控制器132。由于基座111中间设有至少一排管1112，加热降温器131输送一流体于排管1112中，用以改变基座111的温度。例如：流体可以是水，加热降温器131可利用输送不同温度的水于排管1112中，调节基座111的温度；此外，加热降温器131亦可以是一加热线圈，其将电能转换成热量的形式，以便提供温度的上升。

另外，温度控制器132为一热电偶(thermal couple)。热电偶以差动电压表示温度，当两组数据进行差动运算时，己将外部噪声干扰消除，因此稳定性比其它温度感测元件(如电阻温度计或是热阻器)佳。当然，温度控制器132亦可以其它温度感测元件代替。

如图3所示，本发明亦提供一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，包含一置放步骤(S01)、一降温步骤(S02)以及一喷墨步骤(S03)。其中，置放步骤(S01)将一基板2置于一基座上；降温步骤(S02)将基座降温，使基板2的温度低于预定温度；喷墨步骤(S03)利用一喷墨头将墨水朝基板2的方向喷出。

本实施例中的元件与有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置1的元件相同，其特征及功能皆相同，在此不再赘述。

于步骤S02中，将基座降温，以使基板2的温度低于预定温度。在此，预定温度为室温(约为25℃)。由于墨滴3中溶剂在室温下的挥发速度极快，所以在墨滴3滴到基板2之前先将基板2降温(＜25℃)，可使墨滴3在滴到基板2上时，降低溶剂挥发的速度，以使墨滴3所形成的膜更为平坦。

之后，再进行有机电激发光元件中另一电极的镀膜与封装等步骡。

举例而言，重量浓度为3wt％的poly(3，4)-ethylendioxythiophene(PEDOT)在温度为18℃时，其接触角为7.51°；当温度为28℃时，其接触角为9.22°；当温度为36℃时，其接触角为11.86°。由上述数据可知，当温度越高时，基板2与墨滴3之间的接触角越大；反之，基板2与墨滴3之间的接触角越小。

如图4A所示，当基板2的温度高于室温时，墨滴3与基板2的接触角θ较大，使得墨滴3所形成的膜较不均匀；另外，如图3B所示，当基板2的温度低于室温时，墨滴3与基板2的接触角θ较小，使得墨滴3所形成的膜较为均匀。在此，基板2的温度以及接触角θ的关系与墨滴3的材质有关。

本实施例更包含一升温步骤(S04)，待基板2上的墨水平坦化后，将基座升温，使基板2上的墨水迅速烤干。由于在一定时间内将溶剂蒸发，可减少墨滴3的流动性，使之较容易形成为粘度较高与浓度较高的墨滴膜。同时，亦可避免因基板2移动而影响墨滴3在画素中的流动性，进而增加成膜的均匀性。

另外，如图5所示，本发明亦提供一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，包含一置放步骤(S11)以及一降温喷墨步骤(S12)。其中，置放步骤(S11)将一基板2置于一基座上；降温喷墨步骤(S12)利用一喷墨头将墨水朝基板2的方向喷出，同时将基座降温，使基板2的温度低于预定温度。

本实施例更包含一升温步骤(S13)，其作动及原理与前述的步骤(S04)相同。

本实施例中的元件与有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制装置1的元件相同，其特征及功能皆相同，在此不再赘述。

于步骤S12中，利用一喷墨头将墨水朝基板2的方向喷出，同时将基座降温，使基板2的温度低于预定温度。亦即，喷墨动作可与降温动作一起实施，但需在基板2温度低于预定温度的前提下进行。

本发明的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法具有温度调节单元，其用以调节基座的温度，藉以改变墨滴于基板上的流动性以及成膜的均一性。与现有技术相比，在墨滴接触基板之前，利用温度调节单元降低基板的温度，使得墨滴在滴到基板上时，墨滴与基板之间的接触角变小，进而提高墨滴成膜的均匀性。另外，当滴在基板上的墨滴平坦化后，可利用温度调节单元将基座温度升高，使基板迅速升温，同时让溶剂快速挥发，降低墨滴的流动性，进而增加成膜的均一性，亦可增加元件的发光效率。再者，基座上具有复数个定位件，能够将基板定位于一定位置，以减少基板位移发生的情况，降低墨滴在画素中流动的情形。

上述仅为具体实施例，而并非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明权利要求所限定的范围中。

Claims (9)

1.一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：

一置放步骤，将一基板置于一基座上；

一降温步骤，将该基座降温，使该基板的温度低于预定温度；以及

一喷墨步骤，利用一喷墨头将墨头朝该基板的方向喷出。

2.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该方法更包含：

一升温步骤，待该基板上的墨水平坦化后，将该基座升温，使该基板上的墨水迅速烤干。

3.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该基座的表面上具有复数个定位件，该等定位件将该基板定位于该基座上。

4.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该等定位件为复数个真空吸孔。

5.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该基板为一电极基板，该电极基板选自氧化铟锡基板和氧化铝锌基板至少其中之一。

6.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该基板的温度范围为-20℃至200℃。

7.如权利要求1所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该预定温度为室温。

8.一种有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：

一置放步骤，将一基板置于一基座上；以及

一降温喷墨步骤，利用一喷墨头将墨水朝该基板的方向喷出，同时将该基座降温，使该基板的温度低于预定温度。

9.如权利要求8所述的有机电激发光元件的色墨喷墨温度控制方法，其特征在于，该方法更包含：

一升温步骤，待该基板上的墨水平坦化后，将该基座升温，使该基板上的墨水迅速烤干。

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