CN114619771B - 喷墨打印装置和喷墨打印方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种喷墨打印装置，包括：承载基台，用于承载待处理基板，包括：温控结构，温控结构用于对自身温度进行控制，以调节所述待处理基板的温度；打印喷头，用于打印墨水。本公开的技术方案能够有效的提高整个基板打印像素坑内墨水的整体成膜均匀度，降低打印缺陷，进而提高最终产品的性能。本公开实施例还提供了一种喷墨打印方法。

Description

喷墨打印装置和喷墨打印方法

技术领域

本公开涉及喷墨打印技术领域，特别涉及一种喷墨打印装置和喷墨打印方法。

背景技术

研究发现，喷墨打印过程中功能膜层的成膜均匀性是影响器件性能的关键因素。在相关技术中，通过喷墨打印工艺在基板上制备薄膜时，会出现不同区域的薄膜膜厚不一致，即成膜均匀性较差。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种喷墨打印装置和喷墨打印方法。

第一方面，本公开实施例提供了一种喷墨打印装置，包括：

承载基台，用于承载待处理基板，包括：温控结构，温控结构用于对自身温度进行控制，以调节所述待处理基板的温度；

打印喷头，用于打印墨水。

在一些实施例中，所述承载基台还包括：基台主体，具有第一承载面；

所述温控结构位于所述第一承载面上，所述温控结构背向所述第一承载面的一侧为第二承载面，所述第二承载面用于承载所述待处理基板。

在一些实施例中，所述温控结构包括：

导热流体管道，具有流体入口和流体出口，用于容纳热交换用流体；

加热制冷单元，至少与所述流体入口连通，用于对所述热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过所述流体入口向所述流体管道提供所述热交换用流体。

在一些实施例中，所述导热流体管道呈方波线形布置。

在一些实施例中，所述加热制冷单元还与所述流体出口连通。

在一些实施例中，所述热交换用流体包括：水或乙醇。

在一些实施例中，所述温控结构还包括：

导热盖板，位于所述导热流体管道背向所述第一承载面的一侧，其背向所述第一承载面的一侧表面为所述第二承载面，所述第二承载面为平面。

在一些实施例中，所述温控结构的数量为多个，多个所述温控结构在同一平面上均匀排布。

第二方面，本公开实施例提供了一种喷墨打印方法，基于上述第一方面提供的所述喷墨打印装置，所述喷墨打印方法包括：

承载基台承载待处理基板，承载基台内的温控结构对自身温度进行控制，以调节所述待处理基板的温度；

打印喷头在所述待处理基板上打印墨水。

在一些实施例中，温控结构对自身温度进行控制的步骤具体包括：

加热制冷单元对热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过所述流体入口向所述流体管道提供所述热交换用流体。

附图说明

图1为本公开实施例提供的喷墨打印装置的一种结构示意图；

图2为本公开实施例提供的喷墨打印装置的一种截面示意图；

图3为本公开实施例提供的一种温控结构的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的喷墨打印装置的另一种结构示意图；

图5为本公开实施例提供的一种喷墨打印方法的流程图；

图6为相关技术中喷墨打印工艺结束时待处理基板上不同区域的像素坑内墨水的示意图；

图7为本公开中喷墨打印工艺结束时待处理基板上不同区域的像素坑内墨水的示意图。

实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的一种喷墨打印装置和喷墨打印方法进行详细描述。

在相关技术中，由于喷墨打印装置中喷头的数目有限，无法通过一次打印而完成整个基板的打印，因此需要对基板进行分区打印，这样就会存在一个问题：由于基板上各个打印区域墨滴浓度和干燥氛围之间存在差异，导致墨滴干燥时的溶剂挥发速度不同，先打印区域的挥发速度快于后打印区域的挥发速度、打印边缘区域的快于内部区域的挥发速度，这就造成基板的不同打印分区的膜厚不均匀，形成打印缺陷。

为解决上述技术问题，本公开技术方案提供了相应的解决方案。图1为本公开实施例提供的喷墨打印装置的一种结构示意图，图2为本公开实施例提供的喷墨打印装置的一种截面示意图，如图1和图2所示，如图1和图2所示，该喷墨打印装置包括：承载基台1和打印喷头2；其中，承载基台1用于承载待处理基板3，承载基台1包括：温控结构101，温控结构101用于对自身温度进行控制以调节待处理基板3的温度；打印喷头2用于打印墨水。

在本公开实施例中，在进行喷墨打印作业前，可根据墨水的物理特性、化学特性、干燥成膜特性等因素，通过温控结构101来对待处理基板3的温度进行设置。打印墨水材料的主要组成部分是溶剂，溶剂在不同温度下的饱和蒸气压不同，而饱和蒸气压直接影响溶剂的挥发速率。不同墨水材料溶剂的沸点、饱和蒸气压、挥发性不同，因此喷墨打印作业前，可根据墨水的物理、化学、干燥成膜特性，设置合适的待处理基板3温度，调控墨水溶剂的挥发速率，优化打印工艺，提高打印墨水干燥成膜的均匀性。

示例性地，对于能够快速干燥且均匀成膜的墨水体系，通过温控结构101来提升待处理基板3的温度，实现边打印边干燥，省去后续干燥工艺，提高打印效率；对于通过慢速、适当真空度干燥工艺均匀成膜的墨水体系，通过温控结构101来降低待处理基板3的温度，从而使得待处理基板3上的墨滴溶剂挥发速率下降，保持整个待处理基板3上各像素坑内墨滴的均匀性，待打印完成后进行下一步干燥工艺，从而能保证干燥后膜厚的均匀性。本公开的技术方案能够有效的提高整个基板打印像素坑内墨水的整体成膜均匀度，降低打印缺陷，进而提高最终产品的性能。

继续参见图1所示，在一些实施例中，承载基台1还包括：基台主体102，基台主体102具有第一承载面，温控结构101位于第一承载面上，温控结构101背向第一承载面的一侧为第二承载面，第二承载面用于承载待处理基板3。此时，温控结构101直接与待处理基板3相接触，有利于对待处理基板3的温度进行快速调节。

图3为本公开实施例提供的一种温控结构的结构示意图，如图3所示，在一些实施例中，温控结构101包括：导热流体管道1012和加热制冷单元1011。其中，导热流体管道1012具有流体入口1013和流体出口1014，导热流体管道1012用于容纳热交换用流体；加热制冷单元1011至少与流体入口1013连通，加热制冷单元1011用于对热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过流体入口1013向流体管道1012提供热交换用流体。

通过加热制冷单元1011对于热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并将热交换用流体输送给导热流体管道1012，导热流体管道1012通过热交换的方式来对待处理基板3进行加热和降温，从而实现对待处理基板3的温度的控制。

在一些实施例中，导热流体管道1012呈方波线形布置；采用方波线形布置方式，能够实现对导热流体管道1012所覆盖区域的均匀调温。

在一些实施例中，加热制冷单元1011还与流体出口1014连通。即，从流体出口1014流出的热交换用流体能够再次输送到加热制冷单元1011进行处理，从而实现热交换用流体的循环利用。

在一些实施例中，热交换用流体包括：水或乙醇。水和乙醇为常见流体，其成本相对较低。另外，水和乙醇比热容相对较小，因此温度变化的速度较快，有利于温控结构101的快速温度调节。

在一些实施例中，温控结构101还包括：导热盖板（未示出），位于导热流体管道1012背向第一承载面的一侧，其背向第一承载面的一侧表面为第二承载面，第二承载面为平面。

在本公开实施例中，导热流体管道1012通和导热盖板可选用一些导热系数相对较大的材料来制备，以便于与待处理基板3快速的进行热交换，从而实现对待处理基板3的温度的快速调节。

另外，图3中所示温控结构仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制，本公开中的温控结构还可以采用其他结构。例如，温控结构采用通电加热/制冷方式实现控温，此处不再一一举例。

需要说明的是，在本公开实施例中，温控结构101也可以位于基台主体102的内部，即温控结构101位于第一承载面之下，此时第一承载面用于承载待处理基板3，此种情况也应属于本公开的保护范围。

图4为本公开实施例提供的喷墨打印装置的另一种结构示意图，如图4所示，在本公开实施例中，温控结构101的数量为多个，多个温控结构101在同一平面上均匀排布。示例性地，多个温控结构101均匀分布在基台主体102的第一承载面之上，或者多个温控结构101均匀分布在基台主体102的第一承载面之下。

在本实施例中，通过多个温控结构101可实现对待处理基板3上不同区域的分别调控，以满足不同应用场景需求。各温控结构101可采用前面实施例中所涉及的温控结构101，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种喷墨打印方法，下面结合具体示例进行详细描述。

图5为本公开实施例提供的一种喷墨打印方法的流程图，如图5所示，该喷墨打印方法基于前面实施例提供的喷墨打印装置，对于该喷墨打印装置的具体描述可参见前面实施例内容，此处不再赘述；该喷墨打印方法包括：

步骤S1、承载基台承载待处理基板，承载基台内的温控结构对自身温度进行控制，以调节待处理基板的温度。

在一些实施例中，在温控结构包括：导热流体管道和加热制冷单元时，步骤S1具体包括：加热制冷单元对热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过流体入口向流体管道提供热交换用流体。

步骤S2、打印喷头在待处理基板上打印墨水。

在本公开实施例中，在进行喷墨打印作业前，可根据墨水的物理特性、化学特性、干燥成膜特性等因素（不同墨水材料溶剂的沸点、挥发性不同），通过温控结构来对待处理基板的温度进行设置。对于能够快速干燥且均匀成膜的墨水体系，通过温控结构来提升待处理基板的温度，实现边打印边干燥，省去后续干燥工艺，提高打印效率；对于通过慢速、适当真空度干燥工艺均匀成膜的墨水体系，通过温控结构来降低待处理基板的温度，从而使得待处理基板上的墨滴溶剂挥发速率下降，保持整个待处理基板上各像素坑内墨滴的均匀性，待打印完成后进行下一步干燥工艺，从而能保证干燥后膜厚的均匀性。本公开的技术方案能够有效的提高整个基板打印像素坑内墨水的整体成膜均匀度，降低打印缺陷，进而提高最终产品的性能。

图6为相关技术中喷墨打印工艺结束时待处理基板上不同区域的像素坑内墨水的示意图，如图6所示，以打印醇类墨水为例，图6中（a）部分为喷墨打印工艺结束时待处理基板上第一个打印分区内像素坑内墨水4的情况，图6中（b）部分为喷墨打印工艺结束时待处理基板上最后一个打印分区内像素坑内墨水4的情况。通过图6可见，第一个打印分区内像素坑内墨水4挥发严重，最后一个打印分区内像素坑内墨水4保持饱满状态，不同打印分区内像素坑的墨水4状态不一致；在经过干燥处理后，不同打印分区内像素坑内所得到的薄膜形貌不一致。另外，先完成喷墨打印的打印分区内像素坑内的薄膜膜厚也不均匀，一般会呈现中间薄、边缘厚的形貌。

图7为本公开中喷墨打印工艺结束时待处理基板上不同区域的像素坑内墨水4的示意图，如图7所示，在本公开技术方案中，在进行喷墨打印工艺之前对待处理基板进行降温处理。以打印醇类墨水为例，图7中（a）部分为喷墨打印工艺结束时待处理基板上第一个打印分区内像素坑内墨水4的情况，图7中（b）部分为喷墨打印工艺结束时待处理基板上最后一个打印分区内像素坑内墨水4的情况。通过图7可见，由于对待处理基板进行降温处理，使得第一个打印分区内像素坑内墨水4基本无挥发，因而像素坑内墨水4保持饱满状态；与此同时，最后一个打印分区内像素坑内墨水4保持饱满状态，不同打印分区内像素坑的墨水4状态一致；在经过干燥处理后，不同打印分区内像素坑内所得到的薄膜形貌一致。通过上述对比可见，本公开的技术方案可有效提升整个基板打印像素坑内墨水的整体成膜均匀度，降低打印缺陷，进而提高最终产品的性能。

以基于本公开实施例喷墨打印方法来提供的制备量子点发光二极管为例，实施步骤如下：

1、将待处理基板进行清洗、干燥。

2、将清洗、干燥后的基板，装载入打印机。

3、根据空穴注入材料墨水的干燥特性设置待处理基本的温度，并通过温控结构进行温度控制。

4、待温度稳定后，喷墨打印空穴注入材料墨水。

5、空穴注入材料墨水干燥、膜层检查。

6、根据空穴传输材料墨水的干燥特性设置待处理基本的温度，并通过温控结构进行温度控制。

7、待温度稳定后，喷墨打印空穴传输材料墨水。

8、空穴传输材料墨水干燥、膜层检查。

9、根据量子点材料墨水的干燥特性设置待处理基本的温度，并通过温控结构进行温度控制。

10、待温度稳定后，喷墨打印量子点材料墨水。

11、量子点材料墨水干燥、膜层检查。

12、根据电子传输材料墨水的干燥特性设置待处理基本的温度，并通过温控结构进行温度控制。

13、待温度稳定后，喷墨打印电子传输材料墨水。

14、电子传输材料墨水干燥、膜层检查。

15、真空蒸镀功函匹配的阴极金属，例如Al、Ag等。

16、封装。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (7)

1.一种喷墨打印方法，其特征在于，基于喷墨打印装置，所述喷墨打印装置包括：

承载基台，用于承载待处理基板，包括：温控结构，温控结构用于对自身温度进行控制，以调节所述待处理基板的温度；

打印喷头，用于打印墨水；

所述喷墨打印方法包括：

承载基台承载待处理基板，承载基台内的温控结构对自身温度进行提升，以提升所述待处理基板的温度至墨水的干燥工艺所需温度；

打印喷头在所述待处理基板上打印墨水，位于待处理基板上的墨水能够随着打印过程同步进行干燥，以省去后续干燥工艺；

所述承载基台还包括：基台主体，具有第一承载面；

所述温控结构位于所述第一承载面上，所述温控结构背向所述第一承载面的一侧为第二承载面，所述第二承载面用于承载所述待处理基板；

所述温控结构还包括：导热流体管道、加热制冷单元和导热盖板，

所述导热盖板位于所述导热流体管道背向所述第一承载面的一侧，其背向所述第一承载面的一侧表面为所述第二承载面，所述第二承载面为平面。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述导热流体管道，具有流体入口和流体出口，用于容纳热交换用流体；

所述加热制冷单元，至少与所述流体入口连通，用于对所述热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过所述流体入口向所述流体管道提供所述热交换用流体。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述导热流体管道呈方波线形布置。

4.根据权利要求2所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述加热制冷单元还与所述流体出口连通。

5.根据权利要求2所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述热交换用流体包括：水或乙醇。

6.根据权利要求1-5中任一所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述温控结构的数量为多个，多个所述温控结构在同一平面上均匀排布。

7.根据权利要求2所述的喷墨打印方法，其特征在于，温控结构对自身温度进行控制的步骤具体包括：

加热制冷单元对热交换用流体进行加热处理或制冷处理，并通过所述流体入口向所述流体管道提供所述热交换用流体。