TW577239B - Ink-jet-printing temperature controlling device for an organic light-emitting device and method thereof - Google Patents

Description

577239 五、發明說明（l) 【發明領域】 本發明係關於一種有機電激發光元件之色墨噴墨溫度 控制裝置及其方法，特別是一種用於有機發光元件，如有 機電激發光一極體（〇rganic Light Emitting Diode， OLED)以及高分子有機電激發光二極體（p〇iymer Light Emitting Diode，PLED)面板的色墨喷墨溫度控制裝置及 其方法。 【習知技術】 二有機電激發光二極體與高分子電激發光二極體係為目 刖熱門的平面顯示技術之一，但由於溶劑使用的問題，一 般有機電激發光二極體係使用真空蒸鍍方法來進行成膜， 而高分子電激發光二極體係使用旋轉塗佈（spin_c〇ating )方法進行成膜。其中，真空蒸鍍必須進行繁複的製程步 驟，並且需要使用光罩或是網版，同時亦需使用顯影劑 (de'el0per)與去光阻劑（stripper)等有機溶劑；另 外，^轉塗佈方法有廢液產生的問題，同時設備成本的花 =亦鬲。基於上述原因，以噴墨印刷方式直接喷印形成有 機電激發光二極體陣列便成為目前主流製程之一。 噴墨印刷係直接於透明電極層上形成一有機電激發光 ^制其係減少製程步驟、不需使用光罩或網板，進而降低 I 1造時間與成本。同時，不需利用顯影劑與去光阻劑等 有機溶劑，亦可減少製程中所產生的環保問題。 在一般的噴墨印刷製程中，係將一透明電極基板設置

577239 五、發明說明（2) 於一基座上 (pre-bake 的溶劑。接 水喷到透明 在習知 溫的影響， 快，使得液 滴由於溶劑 板移動的影 墨滴的均勻 發明人 以解決上述 制裝置及其 之創作。 ’基座 )程序 著，再 電極基 製程中 當墨滴 膜成型 去除不 響下， 性，更 爰因於 問題之 方法』 内部有一 ’其係藉 利用一喷 板上，用 ’有下列 在滴到基 太快而不 易，使得 墨滴會在 減低元件 此，本於 「有機電 ，幾經研 加熱器，用以將基板進行預烤 由加溫蒸發，進而排出基板上 墨頭（包含複數個喷嘴）將墨 以形成有機電激發光層。 成項缺點：第一、由於受到高 板上時，溶劑揮發的速度過 均句。第二、滴落在基板的墨 墨滴的流動性極高，在受到基 晝素t產生流動，進而降低了 的發光效率。 積極創作之精神，亟思一種可 激發光元件之色墨喷墨溫度控 究貫驗終至完成此項嘉惠世人 【發明概要】 ^是以，承上所述，本發明之目的係提供一種避免液膜 成型太快、解決基板移動問題以及能夠輕易除去黑嘀溶劑 的有機電激發光元件之色墨噴墨溫度控制裝置及ς方法。 述的=題本發明係利用色墨噴墨溫度的控制原理來解決上 為達上述目的，本發明係提供一種有 之色墨喷墨溫度控制裝置，包含一喰黑官电激I光兀件 —、、四择$伙。。-甘士 ^ 噴墨至、〜噴墨頭以及 /皿度调即早兀。Λ中，噴墨室具有一容

第8頁 577239 五、發明說明（3) ------- 至連通設有一墨水槽，容置空間内設有一基座，基座係為 熱之良導體，且基座係供置放一有機電激發光元件之一基 板；噴墨頭係與基座相對而設，喷墨頭與墨水槽連通，^ 喷墨頭具有多數之喷墨孔，而可將墨水朝基座方向噴出； 服度凋節單元係與基座連設，且提供一加熱冷卻源以調節 基座之溫度。本發明亦提供一種有機電激發光元件之色墨 喷土 /皿度控制方法，包含一置放步驟、一降溫步驟以及一 嘴墨步驟。其中，置放步驟係將一基板置於一基座上；降 溫步驟係將基座降溫，俾使基板的溫度低於預定溫度；噴 墨步驟係利用一喷墨頭將墨水朝基板的方向喷出。另外，、 本發明亦提供一種有機電激發光元件之色墨噴墨溫度控制 方法，包含一置放步驟以及一降溫喷墨步驟。其中，置放 步驟係將一基板置於一基座上；降溫喷墨步驟係利用一噴 墨頭將墨水朝基板的方向喷出，同時將基座降溫，俾使基 板的溫度低於預定溫度。 緣是’本發明係提供一種有機電激發光元件之色墨喷 墨溫度控制裝置及其方法，係利用溫度調節單元調節基座 的溫度，藉以改變墨滴的流動性以及成膜的均一性。與習 知技術相比，有下列幾項優點：第一、可利用溫度調節單 元在墨滴接觸基板之前降低基板的溫度，使得墨滴與基板 之間的接觸角嬈小，進而讓墨滴所形成的膜較為均勻。第 二、當滴在基板上的墨滴平坦化後，可利用溫度調節單元 將基座溫度升南，使得基板迅速升溫，讓溶劑快速揮發， 降低墨滴的流動性，進而增加成膜的均一性，亦增加元件

577239 五、發明說明（4) f發光效率。第三、基座上具有 板定位於一定位置，逸而、、成，丨、# 1 什此夠將基 亦減/> $ 4 + ΐ減基板位移發生的情況，同時 Τ減少墨滴在畫素中流動的問題。 卞 【較佳實施例之詳細說明】 右-:了將參照相關圖4 ’說明依據本發明實施例之-種 激發光元件之色墨嘴墨溫度控制裝置及其方：，； 中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。 、 λ ® ί圖1所示本發明係提供一種有機電激發光元件之 ㈡制褒置i，色墨嘴墨溫度控制裝= 件之一 Γ二有：=;;;以：：溫度調節單元『其中，喷 .^ 置王間，且喷墨室11連通設有一墨水槽 (未顯示於圖中），定晉允鬥 泉埶夕*道触 谷置二間内扠有一基座111，基座111係 ^二其义 ，且基座111係供置放一有機電激發光元件 之一 ί板2(顯示於圖2);噴墨頭12係與基座⑴相對而 设，喷墨頭12與墨水槽（未顯示於圖中）連通，i喷墨頭12 具有多數之喷墨孔121 ’而可將墨水朝基座111方向噴出； 溫度=節單元13係與基座lu連設，且提供一加熱冷卻源 以δ周卽基座1 1 1之溫度。 於本二=例中，基座111之表面上具有複數個定位件 ’該等定位件1111將基板2 (顯示於圖2 )定位於基座 1 1 1上以減少基板2 (顯示於圖2 )位移的可能性。其中， 該等定位件1111係為真空吸孔。 ’、 再請參考圖1，本實施例更包含一抽真空單元1 4，係

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=真之=連真通空:孔將具=^ 另外，如 電極基板係為 UZO )基板 的基板。 圖2—所不，基板2係為一電極基板。其中，該 一氧化銦錫（I TO )基板或是一氧化鋁辞 當然，電極基板亦可為一表面形成有金屬 =實施例之喷墨頭12係具有多數個喷墨孔121，且噴 Z 係將墨水朝基座111的方向噴出，用以於基板2上形 ί:!機電激發光層，#電子注入層、電子傳輸層、有機 毛光層、電洞傳輸層以及電洞注入層等。 、墨頭1 2及其噴墨孔丨2 1的大小與其形狀係隨著所需 P刷之圖案大小以及所填裝之發光材料的性質，如溶液黏 J ?員粒大小等有所不同。所使用的對準方式亦隨著發光 案所需的精準度而改變，例如：機械對準其對準精準度 在5微米以上，而光學對準其對準精準度在丨微米以上。 再者’溫度調節單元1 3係與基座1丨1連設，且提供一 加熱冷卻源以調節基座ln之溫度。&本實施例中，溫度 调，早元13的調整溫度範圍約為—。當然，溫 度調節單元1 3的調整溫度範圍亦可隨需要而適當改變。同 時，還可以另行控制喷墨室丨丨内的濕度，使噴墨室丨丨不會 產生水氣的結露。 、在此度调節單元1 3係包含一加熱降溫器1 3 1以及 一溫度控制器1 3 2。由於基座1 1】中間係設有至少一排管 1112加熱降溫器1 3 1係輸送一流體於排管111 2中，用以

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改變基座1 1 1之溫度。例如··流體可以是水，加熱降溫器 1 3 1可利用輸送不同溫度的水於排管i i丨2中，調節基座u i 的溫度；此外，加熱降溫器丨3 ；[亦可以是一加熱線圈，其 係將電能轉換成熱量的形式，以便提供溫度的上升。 另外，溫度控制器132係為一熱電偶（thermal couple )。熱電偶係以差動電壓表示溫度，當兩組資料進 行差動運算時，已將外部雜訊干擾消除，因此穩定性比其 7溫度感測元件（如電阻溫度計或是熱阻器）佳。當然， 溫度控制器1 32亦可以其他溫度感測元件代替。 如圖3所示，本發明亦提供一種有機電激發光元件之 色墨喷墨溫度控制方法，包含一置放步驟（s 〇 1 )、一降 溫步驟（S02 )以及一喷墨步驟（s〇3 )。其中，置放步驟 (S 0 1 )係將一基板2置於一基座上；降溫步驟（$ 〇 2 )係 將基座降溫，俾使基板2的溫度低於預定溫度；喷墨步驟 (S03 )+係利用一喷墨頭將墨水朝基板2的方向喷出。 本貝施例中之元件與有機電激發光元件之色墨喷墨溫 度控制裝置1之相同元件，其特徵及功能皆相同，在此不 再贅述。 —於步驟S02中，係將基座降溫，俾使基板2的溫度低於 預定溫度。在此，預定溫度係為室溫（約為25。〇)。由於 墨滴3中溶劑在室溫下的揮發速度極快，所以在墨滴3滴 基板2之前先將基板2降溫（<25t )，可使墨滴3在滴到基 反上時，降低溶劑揮發的速度，俾使墨滴3所形成的膜更

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577239 五、發明說明（8) 喷墨頭將墨水朝基板2的方向噴出，同時將基座降溫，俾 使基板2的溫度低於預定溫度。 本實施例更包含一升溫步驟（S1 3 )，其作動及原理 係與前述之步驟（S〇4 )相同。 本實施例中之元件與有機電激發光元件之色墨喷墨溫 度控制裝置1之相同元件，其特徵及功能皆相同，在此不 再贅述。 於步驟S12中，係利用_嘴墨頭將墨水朝基板2的方向 :出，同時將基座降溫’俾使基板2的溫度低於預定溫 度。亦即，喷墨動作可與降溫動作一起實施，但需 2溫度低於預定溫度的前提下。 ::明之有機電激發光元件之色墨噴墨溫度控制裝置 j:、：法=有溫度調節單元，其係用以調節基座的溫 :習πν文墨滴於基板上的流動性以及成膜的均-性。 單：“ ί :目k匕’在墨滴接觸基板之前，係利用溫度調節 早兀降低基板的溫度，使得黑、、奋/ ^ θ0 使仔墨滴在滴到基板上時，墨滴盥

基板之間的接觸角變小，；;隹&垣A m J 外，本。Γ 提南墨滴成膜的均勻性。另 外’备滴在基板上的墨滴平土斤 技盆广π A , ^ 同十k化後’可利用溫度調節單元 將基座溫度升高，俾使美拓視3 4、 又U丨早兀 發，卩夂供里难沾A 土 連升溫’同時讓溶劑快速揮 p牛低墨滴的流動性抱而 ,-从从&山 進而增加成膜的均一性，亦可辩 加兀件的發光效率。再者 其 曰 ^ ^ ^ 基座上具有複數個定位件，能 夠將基板疋位於一定位置，ώ 月匕 降柄黑、备产金I 士— 以減）基板位移發生的情況， 降低墨滴在晝素中流動的情形。 上述僅為舉例性，而非為ΡΡ ' 、制性者。任何未脫離本發 第14頁 577239

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577239 圖式簡單說明 【圖式之簡單說明】 圖1係本實施例中有機電激發光元件之色墨喷墨溫度 控制裝置的立體示意圖； 圖2係本實施例中有機電激發光元件之色墨喷墨溫度 控制裝置實施的立體示意圖； 圖3係另一實施例中有機電激發光元件之色墨喷墨溫 度控制方法的方塊圖； 圖4A係另一實施例中墨滴與基板的示意圖； 圖4B係另一實施例中墨滴與基板的示意圖；以及 圖5係又一實施例中有機電激發光元件之色墨喷墨溫 度控制方法的方塊圖。 【圖式符號說明】 1 色墨喷墨溫度控制裝置 11 喷墨室 111 基座 1111 定位件 1112 排管 12 喷墨頭 121 喷墨孔 13 溫度調節單元 131 加熱降溫器 132 溫度控制器 14 抽真空單元

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Claims (1)

1. 577239 六、申請專利範圍 1 · 一種有機電激發光元件之色墨喷墨溫度控制裝置，該色 墨嘴墨溫度控制裝置包含： 一嘴墨室（chamber)，該喷墨室具有一容置空間，且該喷 墨室連通設有一墨水槽，該容置空間内設有一基座，該 基座係為熱之良導體，且該基座係供置放一有機電激發 光元件之一基板（substrate);

   一噴墨頭，係與該基座相對而設，該喷墨頭與該墨水槽連 通，且該喷墨頭具有多數之喷墨孔，可將墨水朝該基座 方向噴出；以及 一溫度調節單元，係與該基座連設，且提供一加熱冷卻源 以調節該基座之溫度。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件之色墨 噴墨溫度控制裝置，其中該基座之表面上具有複數個定位 件，該等定位件係將該基板定位於該基座上。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光元件之色墨

   喷墨溫度控制裝置，其中該等定位件係為複數個真空吸 子L 。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，更包含： 一抽真空單元，該抽真空單元係與該等真空吸孔連通，以 將該基座内之空氣抽出，使得該基座之該等真空吸孔具

   第18頁 577239 六、申請專利範圍 有吸力 5·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該溫度調節單元係包含一加熱降 溫器以及一溫度控制器。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光元件之色墨 嘴墨溫度控制裝置，其中該基座中間係設有至少一排管， 該加熱降溫器係輸送一流體於該排管，用以改變該基座之 溫度。 7·如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光元件之色墨 噴墨溫度控制裝置，其中該加熱降溫器係具有一加熱線 圈，用以升高該基座之溫度。 8 ·如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該溫度控制器係為一熱電偶。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該基板係為一電極基板。 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該電極基板係選自氧化銦錫基板 和氧化鋁鋅基板至少其中之一。

   577239 六、申請專利範圍 1 1 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該溫度調節單元之調整溫度範圍 為約-2 0 °C 至 2 0 〇 X：。 1 2 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件之色墨 喷墨溫度控制裝置，其中該噴墨頭係用以於該基板上形成 一有機電激發光層，該有機電激發光層係包含一電子注入 層、一電洞注入層與一有機發光層。 1 3 · —種有機電激發光元件之色墨喷墨溫度控制方法，包 含下列步驟： 一置放步驟，將一基板置於一基座上； 降μ步驟，將該基座降溫，俾使該基板的溫度低於預定 溫度；以及 一喷墨步驟1用_喷墨頭將墨水朝該基板的方向喷出。 之有機電激發光元件之色 14.如申請專利範圍第13項所述 墨噴墨溫度控制方法，更包含： 升溫步驟’係待該其把卜夕里 ^ ^ 成暴扳上之墨水平坦化後，將該基座升 >皿，使該基板上之墨水迅速烤乾。

   第20頁 577239 ^'申請專利範圍 位件’該等定位件將該基板定位於該基座上。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之有機電激發光元件之色 墨噴墨溫度控制方法，其中該等定位件係為複數個真空吸 子L 。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光元件之色 墨喷墨溫度控制方法，其中該基板係為一電極基板。 1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之有機電激發光元件之色 墨喷墨溫度控制方法，其中該電極基板係選自氧化銦錫基 板和氧化鋁辞基板至少其中之一。 1 9 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光元件之色 墨喷墨溫度控制方法，其中該基板之溫度範圍為約—2〇 t 至 2 〇 〇 °C。 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光元件之色 墨喷墨溫度控制方法，其中該預定溫度係為室溫。 2 1 · 一種有機電激發光元件之色墨噴墨溫度控制方法，包 含下列步驟： /置放步驟，將一基板置於，基座上；以及 /降溫噴墨步驟，利用一喷墨頭將墨水朝該基板的方向喷

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