CN108963046B - 发光器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光器件及其制作方法。该发光器件的制作方法包括如下步骤:提供基板,在基板上形成第一电极层;在基板上形成像素坑;在像素坑内形成发光功能层;在像素界定层上和发光功能层上形成第二电极层;其中,第一电极层、第二电极层和发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤,喷墨打印,并在喷墨打印的同时对打印完的墨水进行步进式真空干燥处理;封装,即得。上述发光器件的制作方法有利于提高最终成膜的均匀性,并能够大大缩短整个印刷工艺过程,减少工艺流程数,并提高印刷生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置领域,特别是涉及一种发光器件及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的逐渐发展,OLED等发光器件因其优良的显示性能得到各方的关注。常规采用蒸镀方式制作OLED等发光器件面临材料利用率低、需要超精细掩膜等问题,造成生产成本较高。为进一步降低OLED等发光器件的生产成本,可采用印刷工艺制作OLED等发光器件。
采用印刷工艺制作OLED等发光器件的关键难题之一就是对喷墨打印功能性材料墨水后的干燥成膜过程,该干燥成膜过程直接影响发光器件的显示均匀性、寿命等。通常,印刷工艺中对一次性印刷完功能性材料墨水后再一次性通过真空干燥(Vacuum Dry,VD)技术进行干燥成膜。然而,该真空干燥过程存在以下问题:
(1)使整体的干燥工艺复杂,效率低下。这是因为多数发光器件需要进行多次不同功能性材料墨水的印刷过程,也就需要多次真空干燥与破真空的印刷过程,显然增加了制作流程数量。
(2)一次性印刷完毕后再一次性真空干燥的工艺在对中大型显示面板的制作上容易导致成膜不均现象。这是因为在大规模的印刷图案的上方容易存在较大的蒸汽压差异,从而导致图案边缘区域处像素成膜极度不均而形成mura(彩晕)的问题。这不仅导致发光器件的性能下降,同时亦使得产品竞争力不强。
发明内容
基于此,有必要针对提供一种能够提高成膜均匀性和生产效率的发光器件及其制作方法。
一种发光器件的制作方法,包括如下步骤:
提供基板;
在所述基板上形成第一电极层;
在所述基板上形成像素界定层,且所述像素界定层和所述第一电极层相配合形成像素坑;
在所述像素坑内形成发光功能层;
在所述像素界定层上和所述发光层上形成第二电极层;
其中,所述第一电极层、所述第二电极层和所述发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理;
封装,即得。
在其中一个实施例中,所述发光功能层至少包括发光层,所述发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理。
在其中一个实施例中,所述发光功能层还包括电子传输层,所述电子传输层和/或所述第二电极层采用蒸镀工艺形成。
在其中一个实施例中,在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤中,还包括向刚打印完的功能墨水所在的气流氛围中提供气流补偿的步骤。
在其中一个实施例中,在提供气流补偿的步骤中,所采用的气体为不与所述功能墨水反应的惰性气体。
在其中一个实施例中,所述发光器件的制作方法还包括对经喷墨打印和步进式真空干燥处理后的预干燥膜层进行热处理的步骤。
在其中一个实施例中,在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤中,打印头的移动速度与真空干燥机构的移动速度相同。
在其中一个实施例中,所述打印头的移动速度为V,0<V<100m/s。
在其中一个实施例中,所述封装的步骤包括在所述第二电极层层上依次形成无机阻挡层和有机阻挡层。
上述任一项实施例所述的发光器件的制作方法制作形成的发光器件。
上述发光器件的制作方法包括如下步骤:提供基板,并在基板上形成第一电极层、发光功能层以及第二电极层;其中第一电极层、第二电极层和发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理;封装,即得。由于第一电极层、第二电极层和发光功能层中的至少一层在形成过程中经边喷墨打印边步进式真空干燥处理,使得上述发光器件的制作方法具有如下的有益效果:
(1)由于真空干燥过程紧随喷墨打印过程步进式进行,使得上述发光器件的制作方法能够消除基板边缘部位与中心位置处的溶剂蒸汽浓度差,进而能够避免大尺寸基板等待加工件边缘成膜不均匀的现象,提高最终成膜的均匀性。
(2)与传统的一次性打印后再进行一次性真空干燥的方式相比,由于真空干燥过程紧随喷墨打印过程步进式进行,能够及时抽取大部分已打印墨水中的溶剂,减少溶剂挥发对环境的污染。
(3)与传统的一次性打印后再进行一次性真空干燥的方式相比,上述发光器件的制作方法能够大大缩短整个印刷工艺过程,减少工艺流程数,减少工艺复杂程度,降低生产成本,并提高印刷生产效率。
(4)尤其对于需要在基板上打印墨水量较多的情况,采用上述发光器件的制作方法在喷墨打印的同时进行步进式真空干燥的方式,能够有效缩减墨水体积,从而能够降低基板等待加工件整版表面上的蒸汽压差异,也同时能够减少墨水完全干燥前的流动性,进而有利于最终成膜的均匀性,减少mura的产生。
也就是在上述发光器件的制作方法中,在喷墨打印的同时通过对已经完成打印的墨水进行步进式真空干燥,即边打印边干燥,刚打印完的墨水被后续移动到此位的真空干燥机构进行同位的干燥处理。这样,在完成整个基板的喷墨打印后,几乎也也就同步完成了整个基板的预干燥过程,大大缩短整个印刷流程。这种步进式的打印干燥方式,能够减少打印溶剂挥发造成的污染,类似将大尺寸基板分解成多个小基板进行干燥,能够降低基板上不同部位的蒸汽压差,提高成膜的均匀性。同时,上述发光器件的制作方法能够实现基板不移动,依靠打印头、真空干燥机构的移动实现步进式干燥成膜的过程,打印完成后打印墨水基本干燥,再对打印完的基板进行转移及后续处理,这样也减少了后续移像素内墨水流动造成的mura,进一步提高最终成膜的均匀性。
附图说明
图1为一实施方式的印刷装置的一角度的结构示意图;
图2为图1中的印刷装置的另一角度的结构示意图;
图3为采用图1中的印刷装置进行发光器件制作时的过程状态示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中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“及/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。
一实施方式的发光器件的制作方法,包括如下步骤:
S1,提供具有第一电极层的基板。
S2,在基板上形成像素界定层,且像素界定层和第一电极层相配合形成像素坑。
S3,在像素坑内形成发光功能层。
S4,在像素界定层上和发光层上形成第二电极层。
其中,第一电极层、第二电极层和发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理。
S5,封装,即得。
本实施方式的发光器件的制作方法中,第一电极层、第二电极层和发光功能层中的至少一层经边喷墨打印边步进式真空干燥处理,整体上具有以下优势:
(1)真空干燥过程紧随喷墨打印过程步进式进行,能够消除基板边缘部位与中心位置处的溶剂蒸汽浓度差,进而能够避免大尺寸基板边缘成膜不均匀的现象,提高最终成膜的均匀性。
(2)与传统的一次性打印后再进行一次性真空干燥的方式相比,由于真空干燥过程紧随喷墨打印过程步进式进行,能够及时抽取大部分已打印墨水中的溶剂,减少溶剂挥发对环境的污染。
(3)与传统的一次性打印后再进行一次性真空干燥的方式相比,在喷墨打印的同时采用步进式真空干燥的方式能够大大缩短整个印刷工艺过程,减少工艺流程数,减少工艺复杂程度,降低生产成本,并提高印刷生产效率。
(4)尤其对于需要在基板上打印墨水量较多的情况,在喷墨打印的同时采用步进式真空干燥的方式,能够有效缩减墨水体积,从而能够降低基板整版表面上的蒸汽压差异,也同时能够减少墨水完全干燥前的流动性,进而有利于最终成膜的均匀性,减少mura的产生。
具体地,在步骤S1中,基板优选为具有驱动TFT阵列的基板。在本实施方式中,所制作的发光器件可以为底发射型显示器件,也可以为顶发射型显示器件。当发光器件为底发射型显示器件,基板需要由透明绝缘的材料制成,此时基板可以是刚性基底,也可以是柔性基底,例如可以是玻璃、透明树脂PET、透明树脂PEN等。而当发光器件为顶发射型显示器件时,就只需要基板为绝缘体即可。可以理解,基板的具体尺寸、性质可以按照需要设定。
第一电极层也可以称为阳极,呈图案化设置。第一电极层可在基板上以溅射等方法制备而成,然后采用光刻等技术对形成的阳极进行图案化。另外,还可以直接采用印刷的方式制备图案化的第一电极层。进一步地,第一电极层优选采用经喷墨打印和步进式真空干燥处理形成,可提高第一电极层薄膜的均匀性。
第一电极层可以为透明金属氧化物薄膜或者导电金属薄膜。具体的,第一电极层的材料可以为ITO(二氧化铟)、Ag(银)、NiO(氧化镍)、Al(铝)、石墨烯等高功函的透明或半透明导电材料。
当发光器件为底发射型显示器件时,第一电极层可以采用ITO(二氧化铟)、IZO(氧化铟锌)、Ag(银)、NiO(氧化镍)、Al(铝)、石墨烯等高功函的透明或半透明导电材料。当发光器件为顶发射型显示器件时,第一电极层的材料可以为具有发射特性的导电合金,例如可以为Ag-Pd-Cu合金、Ag-Ru-Au合金、Mo-Cr合金、Ni-Cr合金、Al-Nd合金等,或者直接为在Ag等反光性强的电极上直接形成的ITO、IZO薄膜。
具体地,在步骤S2中,所形成的像素界定层优选为呈倒梯形的双层像素界定层结构。像素界定层的高度范围可以为0.8~1.5μm,像素界定层与基板的夹角范围优选为30°~60°。在其他实施方式中,像素界定层的层数结构、高度以及倾斜角度可以根据需要调整,只要能够有效隔断子像素的发光干扰,且能够尽量避免功能墨水在像素界定层的侧壁上的残留即可。
优选地,双层像素界定层结构包括位于相邻的第一电极层之间的第一像素界定层和位于第一像素界定层上的第二像素界定层。进一步地,第一像素界定层呈亲水性或亲油性,对应地,第二像素界定层呈疏水性或疏油性。呈相反性质的第一像素界定层和第二像素界定层,不仅能够使打印在像素坑内的功能墨水均匀铺展,减少漏电流的发生,还能够使打印在像素坑外的墨水流淌入像素坑内,防止墨水溢出,提高打印分辨率。
优选地,形成像素界定层的材料可以为聚酰亚胺(PI)等绝缘透光性较差的树脂。进一步地,为了提高像素界定层上表面的疏水性,其材料可以优选为含氟树脂,或者采用CF4气体进行等离子处理以实现对像素界定层上表面的氟化处理。
具体地,在步骤S3中,优选地,发光功能层至少包括发光层,发光功能层中的至少一层在形成过程中经边喷墨打印边步进式真空干燥处理。
其中,发光功能层可以为有机电致发光层,也可以为量子点发光功能层,还可以为有机电致发光层和量子点发光功能层形成的混合发光功能层。
更优选地,发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。其中,空穴注入层、空穴传输层和发光层中的至少一层在形成过程中经边喷墨打印边步进式真空干燥处理处理,以提高整体的成膜均匀性,并减少印刷工序。
进一步地,发光功能层中的空穴注入层、空穴传输层、发光层的形成过程中均采用边喷墨打印边步进式真空干燥处理,提高发光功能层中各层的成膜均匀性,并能够提高印刷及干燥效率。
进一步地,电子传输层和电子注入层优选采用蒸镀法形成,能够进一步提高器件的发光性能。
在其他实施方式中,发光功能层还可以包括第一有机功能层和第二有机功能层,第一有机功能层位于第一电极层和发光层之间,第二有机功能层位于发光层和第二电极层之间。其中,第一有机功能为可以为一层,也可以为多层,包括但不限于空穴注入层以及空穴传输层。第二有机功能层为可以为一层,也可以为多层,包括但不限于电子传输层以及电子注入层。
具体地,喷墨打印和步进式真空干燥相配合的处理过程是在打印头后方安装随打印头移动的真空干燥机构实现的,其过程如下:在打印头的移动方向上,打印头在前端打印墨水,真空干燥机构随后对刚打印完的墨水进行步进式干燥。
喷墨打印的墨水由功能层材料溶解在对应的溶剂里得到。为了提高打印稳定性和像素内成膜混匀性,喷墨打印的墨水优选采用高低沸点良溶剂共混来制备。对于OLED显示器件来说,高沸点溶剂可以为:3,4-二甲基苯甲醚(3,4-Dimethylanisole,DMA),1,3-二甲基苯甲醚(DMB3),1,2,4-三甲氧基苯(1,2,4-Trimethoxybenzene,TMB),正十二烷(n-dodecane),异佛尔酮(Isophorone),苯基环己烷(Cyclohexylbenzene,CHB)等;低沸点溶剂可以为甲苯、对二甲苯(p-xy)、氯苯、苯甲醚、氮苯、均三甲苯、乙酸丁酯等。对于QLED显示器件来说,非极性的量子点可以溶解在非极性的有机溶剂中来提高量子点的分散均匀性和稳定性,可以选择高沸点的卤代芳香烃及其衍生物,如邻二氯苯、间二氯苯、邻溴甲苯等。为了优化量子点墨水的粘度和表面张力,可在打印墨水中添加粘度调节剂或表面张力调节剂,其可以为小分子量的极性溶剂,可以为醇、酯、醚类等,如甲醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇一丁基醚、二丙二醇一甲基醚等。
在喷墨打印的过程中进行步进式真空干燥是通过及时将原位上已打印墨水的溶剂抽取排除。
优选地,真空干燥机构与打印头的横向移动速度保持一致。实际上,打印头的横向移动速度V与打印安全避让距离、打印头的喷嘴喷墨速度成正比,与喷嘴与基板的距离成反比。更进一步地,打印头的移动速度可以为V,0<V<100m/s。在其他实施方式中,打印头的移动速度以及真空干燥机构的移动速度可以不同步,实际运行速度可以根据实际需要进行调整。
优选地,真空干燥的抽气流方向与基板所在的平面相垂直,以保证对像素坑内具有均匀的抽气速度。真空干燥的抽气速度不小于打印墨水的挥发速率。挥发速率主要取决于打印墨水的溶剂和沸点。墨水体积越大、沸点越低,溶剂的挥发速率越快,所需真空干燥的速度也就越大。
在本实施方式中,进一步地,在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤中,还包括向打印后的功能墨水所在的气流氛围中提供步进式气流补偿的步骤。这是由于打印过程中对前端已经打印的墨水进行及时真空干燥,去除打印墨水的溶剂会减小打印环境的气压,造成对后续打印稳定性的下降。故需要在真空干燥机构和打印头之间同步施加一定的风淋气流以平衡打印氛围的压强。
在本实施方式中,实现该气流补偿的机构可以为风淋机构,所采用的气体优选为不与所述功能墨水反应的惰性气体,不对打印的功能墨水造成二次污染。进一步的,惰性气体可以为洁净度等级小于等于100级的氮气。
优选地,施加风淋气流的速度和真空干燥机构的抽气速度相同。
在本实施方式中,进一步地,在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤之后,还包括对已进行步进式真空干燥处理后的预干燥膜层进行热处理的步骤,使预干燥膜层进一步交联固化。对预干燥的薄膜进行热处理的温度不高于打印功能材料的玻璃化温度。进一步的,热处理的温度范围可以根据材料的性质选择,例如选择120℃~250℃。对功能薄膜进行热处理时,应将待加热基板置于无打印溶剂氛围的环境内进行加热,加热台的温度精度在±2℃,以保证整个基板受热的均匀性。
具体地,在步骤S4中,优选地,第二电极层也可以称为阴极,采用蒸镀法形成。当发光器件为底发射型显示器件时,蒸镀形成的第二电极层只需为导电体即可,可以为钡(Ba)、氧化钡(BaO)、Al等。当发光器件为顶发射型显示器件时,蒸镀形成的第二电极层需要为透明的导电体,如ITO、IZO或ZnO等。
具体地,在步骤S5中,封装可以采用无机与有机薄膜相叠加的封装方式:先采用化学气象沉积(CVD)、溅射、原子力沉积(ALD)等方式在蒸镀完的第二电极层上形成无机材料阻挡层,例如无机材料可以为氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、硫化锌等具有水氧阻隔作用的材料;再利用喷涂、印刷等方式在无机材料阻挡层上形成有机阻挡层,有机材料可以聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯等中的至少一种。对蒸镀形成的第二电极层的发光器件进行封装,能够避免功能层或者电极受到水氧、热或者冲击等影响器件性能。
本实施方式的发光器件的制作方法通过采用对打印的墨水进行步进式的真空干燥代替传统的一次性真空干燥,能够在打印完成后几乎同步完成了整个基板的预干燥过程,大大缩短整个印刷流程,提高生产效率。该步进式的打印干燥方式,减少了打印溶剂挥发造成的污染,类似将大尺寸基板分解成多个小基板进行干燥,降低了中间与蒸汽压差,提高了成膜的均匀性。同时,在整个打印及真空干燥的过程中,待打印的基板则保持不动,打印完成后打印墨水基本干燥,再进行顶针、机械手、传送带等机构装置对打印完的基板进行转移及后续处理,这样也减少了后续移动像素内墨水流动造成的mura,进一步提高了印刷型器件的性能。
上述任意实施方式的发光器件的制作方法制作形成的发光器件。发光器件可以为OLED或者QLED等类型的显示器件,也可以为底发射型或者顶发射型器件的显示器件。
请结合图1和图2,本实施方式的发光器件的制作方法中同时进行喷墨打印及步进式真空干燥的过程可采用的印刷装置10进行。
印刷装置10包括工作台100、打印机构200、真空干燥机构300和风淋机构400。
在本实施方式中,工作台100用于放置待加工件。当待加工的产品为OLED、QLED等器件时,该待加工件可以为基板。
在本实施方式中,优选地,工作台100上设有真空吸。具体地,工作台100上用于放置基板的四周部分均设有真空吸,用于对基板进行固定,而且该种固定方式不受外界气流的影响,能够实现给基板的稳固固定。工作台100的形状可以不受限制,例如长方体形等。在其他实施方式中,对于基板等待加工件的固定也可以采用其他方式,例如卡接等方式。
在本实施方式中,进一步地,印刷装置10还包括能够驱动工作台100转动的旋转驱动装置(图中未画出)。该旋转驱动装置能够便于打印头210上的喷嘴精确对应基板上的像素坑。在其他实施方式中,当打印头210能够移动并实现精确对应基板上的像素坑时,该用于驱动工作台100转动旋转驱动装置可不设置。但从操作便利方面,设置用于驱动工作台100转动的旋转驱动装置装置更加有利于后续对基板的转移等其他操作。旋转驱动装置可以包括与工作台100连接的转轴和驱动转轴转动的电机等。
在本实施方式中,打印机构200包括打印头210和移动驱动装置。
具体地,打印头210具有喷嘴,打印头210的喷墨区211对应工作台100的置物面设置。打印头210设于工作台100的上方,打印头210与进墨管220连接以用于持续向打印210供应墨水。打印头210设在移动驱动装置上,并且打印头210能够由移动驱动装置驱动移动以实现对基板等加工件定点喷墨。
移动驱动装置包括移动支撑件250和驱动移动支撑件250移动的驱动装置(图中未画出)。打印头210设置在移动支撑件250上。
在本实施方式中,真空干燥机构300与移动支撑件250连接,真空干燥机构300用于抽气装置连接。真空干燥机构300能够由移动驱动装置驱动与打印头210同步移动以实现对打印的墨水进行步进式真空干燥,即边喷墨打印边真空预干燥。真空干燥机构300和打印头210均设置在移动支撑件250上,能够简化装置结构,节省空间,并且使操作方便。真空干燥机构300上设有多个抽气口和分别与多个抽气口相连通的抽气管路320,抽气管路320用于与抽气装置相连接。正如图1中的虚线箭头的指向,抽气口用于对打印过程中墨水挥发的溶剂的去除。实际上,抽气口的设置数量可以为一个、二十个、五十个、八十个及两百个等,只要能够满足对不同面积的墨水的预干燥或干燥的要求即可。
在其他实施方式中,当不需要真空干燥机构300与打印头210同步移动,可将针对真空干燥机构300单独设置移动驱动装置,实现分别对真空干燥机构300和打印头210的移动速度的单独调控。
在本实施方式中,优选地,真空干燥机构300的安装高度大于打印头210的喷嘴的安装高度。进一步地,真空干燥机构300的有效真空干燥区域的宽度为WVD,WVD大于打印头210的打印宽度WIJP。更进一步地,为了保证真空干燥效果,真空干燥机构300有效抽气范围宽度不小于1.5倍的打印头的宽度。真空干燥的长度LVD可略大于真空干燥的宽度,为了保证有效的真空干燥区域范围,可取3WVD≥LVD≥2WVD。
另外,进一步地,为了避免真空干燥机构300在抽气时对打印头210喷嘴喷墨角度的影响,真空干燥机构300需要与待加工件保持一定的距离。对于OLED器件,可调整真空干燥机构300离工作台100的高度为3cm。在其他实施方式中,也可根据实际情况进行调整。
进一步地,真空干燥机构300的抽气速度是可控的。其抽气速度的大小取决于打印的墨水的体积以及溶剂体系的性质。若打印墨水的体积越大、沸点越高,则将真空干燥机构300的抽气速度对应设置越大。
在本实施方式中,风淋机构400设于移动支撑件250上并位于打印头210和真空干燥机构300之间。风淋机构400用于与打印头210同步移动以补偿被真空干燥机构300抽走的气流。
进一步地,风淋机构400与真空干燥机构300的安装高度相同,即位于同一水平面上,且二者与工作台100之间的距离不小于打印头210的喷嘴与工作台100的距离。优选的,风淋机构400距离基板的高度范围为2~4mm。进一步地,风淋机构300稍偏向真空干燥机构300设置,进一步减小气流对打印头210喷墨稳定性的影响。
在本实施方式中,具体地,风淋机构400上设有多个进气口,多个进气口对应工作台100的置物面设置。风淋机构400用于通过供气管路420与供气源相连接,用于提供气流,补偿被真空干燥机构300抽走的溶剂气体,维持基板上方气氛环境平衡。气源优选为不与墨水发生反应的惰性气体,例如高纯度的氮气等。风淋机构400的气流大小可控。对于OLED材料体系,优选氮气作为风淋机构400的气源,有利于减小器件性能、寿命的衰减。进气口的数量也可以根据需要进行调整,例如一个、二十个、五十个、一百个等。在进行OLED等器件加工时,进气气流大小可调整至与真空干燥机构300的抽气速度相同。当产品的生产中无需对待加工件对应气流补偿的情况下依然能够具有良好的成膜均匀性时,该风淋机构400可省略设置。
可以理解,在其他实施方式中,为了使印刷过程中减少墨水中溶剂挥发对车间的污染,可将整个印刷装置10通过隔板围成可密封的体系,进而能够进一步提高产品的品质,并能够延长抽气装置等的使用寿命,并节省气源供应量,同时也能够避免对人体产生损害。
下面以打印头210采用Fujifilm Sapphire QS-256/10AAA喷头为例,对采用本实施方式的印刷装置10进行参数设置的过程进行说明。
Fujifilm Sapphire QS-256/10AAA喷头的喷嘴数为256,为了完全消除喷嘴之间的串扰影响(Cross talk),相邻喷嘴之间距离为254μm。该喷头有效印刷区域最宽为(256×254)/1000≈65mm。
出于安全性考虑,真空干燥机构300的干燥区域宽度不应小于130mm。真空干燥机构300的干燥区域长度应在130mm到195mm之间。真空干燥机构300和喷头之间的间隔可选为3cm。
假设印刷一个长:宽=4:3的32寸FHD的RGB SBS的OLED器件,其子像素尺寸不大于339μm×151μm(含BM和TFT区域)、喷墨速度为v=6m/s、喷头距离基板的距离为d,d=1.5mm,而安全避让距离为L=20μm。采用单一Fujifilm Sapphire QS-256/10AAA喷印。则喷头横向移动速度为:
则真空干燥机构300移动速度亦等于80mm/s。
则32寸单向印刷行程耗时为6.1s。假设复位与再定位时间与单向行程一致,且可以完成第二次印刷,则两次次行程总时间为12.2s。由于该喷头距离远远大于相邻两子像素间距,所以基板需要一定角度的旋转(Rotating Angle),实现喷嘴能位于像素坑的上方。此时假设每个喷嘴各对应一列像素,则喷头需要旋转的角度为:
且每次往复行程可以完成2次印刷,即256×2=512个子像素。为了印刷完整个屏幕,其需要走的行程数为:
因为行程为0.5的整数倍,所以其需要走11.5个行程。由此可见在采用单喷头印刷条件下完成整版印刷耗时为140.3s,约2分钟20s。可知在理想情况下,印刷HIL或HTL等功能层需要2分20s。
通常墨水喷射到像素坑内,在完全干燥之前液体内部流动时其流动的体积是变化的。此时不能用经典力学的公式去描述液体运动。若考虑液体不可压缩,液体内部的流动可以用Navier-Stoke流体力学公式来描述:
其中ρ为液体密度;v为流动速度;p为压力;代表液体的黏度;F代表其他力场对液体流动的作用。公式中等号左边为惯性力场的作用,其中代表不稳定加速度,而为对流加速度;公式中等号右边为应力力场与其余力场F的作用,在应力力场中又进一步分为压力梯度分量-和黏度分量
实际中Navier-Stoke公式计算复杂且很难求解,所以在此可对公式关键因素进行比例放大来研究影响液体流动的因素。将原始公式简化后可以有:
液体较薄时e可以代表液体厚度,所以可知流量Q与e3成正比,而与黏度η成反比。
则在快速挥发时,可以急速的提高液体粘度并降低厚度,从而避免了后续液体的横向移动问题,减小像素内成膜不均匀性。
采用该印刷装置10能够实现随着喷墨打印的进行对墨水进行步进式的干燥,实现对前端已打印的墨水进行及时原位的干燥。这样,在印刷过程中就将已打印的墨水的大部分溶剂及时去除,能有效避免挥发的溶剂对印刷环境的影响;同时也减小了大尺寸显示器件的边缘与中心处基板上方的溶剂浓度差异,能避免大尺寸印刷基板边缘成膜不均匀的现象。此外,对打印墨水的步进式干燥能有效缩减墨水的体积,从而减少了墨水横向流动速率Q(Q正比于墨水厚度的三次方),能够进一步增加成膜的均匀性。同时,该印刷装置能够减少对后段真空干燥机构的要求,因为对其真空度要求较低,则成本也较为低廉。
下面结合具体实施例对本发明的发光器件的制作方法做进一步地说明。
实施例1
本实施例提供一种印刷型显示器的制作方法,该包括如下步骤:
1),在图案化的阳极TFT基板1上制备像素界定层2,并形成像素坑3。
2),请进一步结合图3,采用印刷装置10,往像素坑3内喷墨打印功能墨水,并对打印的墨水进行步进式的真空干燥处理,得预干燥薄膜。
3),对预干燥薄膜进行热处理,使其完全交联固化,形成发光功能层。
其中,发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层,其中每一层的形成过程均采用边喷墨打印边步进式真空干燥处理。
4),蒸镀电子传输层和阴极,最后进行封装,即得。
本实施例提供一种印刷型显示器的制作方法,在打印完成后几乎同步完成了整个基板的预干燥过程,大大缩短了整个印刷流程,并能够避免功能层或者电极受到水氧、热或者冲击等影响器件性能。
本实施例制作的印刷型显示器中各功能层的成膜均匀性好,发光均匀性好,使用寿命长。
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 (10)
1.一种发光器件的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供基板;
在所述基板上形成第一电极层;
在所述基板上形成像素界定层,且所述像素界定层和所述第一电极层相配合形成像素坑;
在所述像素坑内形成发光功能层;
在所述像素界定层上和所述发光层上形成第二电极层;
其中,所述第一电极层、所述第二电极层和所述发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理;在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤中,还包括向刚打印完的功能墨水所在的气流氛围中提供气流补偿的步骤;所述向刚打印完的功能墨水所在的气流氛围中提供气流补偿是在用于进行步进式真空干燥处理的真空干燥机构和用于喷墨打印的打印头之间同步施加风淋气流,施加风淋气流的速度和所述真空干燥机构的抽气速度相同;
封装,即得。
2.根据权利要求1所述的发光器件的制作方法,其特征在于,所述发光功能层至少包括发光层,所述发光功能层中的至少一层的形成过程包括如下步骤:喷墨打印,并在喷墨打印的过程中对已打印完的墨水进行步进式真空干燥处理。
3.根据权利要求2所述的发光器件的制作方法,其特征在于,所述发光功能层还包括电子传输层,所述电子传输层和/或所述第二电极层采用蒸镀工艺形成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的发光器件的制作方法,其特征在于,所述制作方法采用印刷装置进行,所述印刷装置包括所述真空干燥机构和所述打印头,所述印刷装置还包括工作台和旋转驱动装置,所述工作台设于所述打印头的下方,所述工作台用于放置待加工件,所述工作台与所述旋转驱动装置连接,所述工作台能够由所述旋转驱动装置驱动转动。
5.根据权利要求4所述的发光器件的制作方法,其特征在于,在提供气流补偿的步骤中,所采用的气体为不与所述功能墨水反应的惰性气体。
6.根据权利要求1至3任一项所述的发光器件的制作方法,其特征在于,还包括对经喷墨打印和步进式真空干燥处理后的预干燥膜层进行热处理的步骤。
7.根据权利要求1至3任一项所述的发光器件的制作方法,其特征在于,在同时进行喷墨打印和步进式真空干燥处理的步骤中,打印头的移动速度与真空干燥机构的移动速度相同。
8.根据权利要求7所述的发光器件的制作方法,其特征在于,所述打印头的移动速度为V,0<V<100m/s。
9.根据权利要求1至3任一项所述的发光器件的制作方法,其特征在于,所述封装的步骤包括在所述第二电极层上依次形成无机阻挡层和有机阻挡层。
10.权利要求1至9任一项所述的发光器件的制作方法制作形成的发光器件。
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