基于原位分区温控的喷墨打印装置和加热方法与流程

[0001]
本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种基于原位分区温控的喷墨打印装置和加热方法。


背景技术：

[0002]
这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。
[0003]
采用溶液加工制作有机发光器件(oled)以及量子点发光器件(qled)的方法，由于其成本低、高产能、易于实现大尺寸等优点，是未来显示技术发展的重要方向。其中，喷墨印刷技术被认为是实现oled、qled低成本和大面积全彩显示的最有效途径。喷墨打印技术是一种可直接图案化沉积薄膜的工艺，能在柔性以及大面积衬底上实现高效图案化加工。喷墨打印技术还具有分辨率高、自动化程度高、成本低、制程简单、材料利用率高、对环境污染小、适合大尺寸屏幕制作等优点。然而，包括喷墨打印装置、打印墨水和打印工艺在内的印刷技术尚有许多技术难题需要克服。
[0004]
发明人发现现有的喷墨打印技术中至少存在如下问题：
[0005]
一般用于印刷工艺的墨水材料通常会配合印刷装置进行相应优化，例如通常会在材料的溶剂中增加一定比例的高沸点溶剂，从而有效地防止喷墨打印装置(inkjet printer)的喷嘴(nozzle)因材料溶剂挥发太快而造成喷嘴堵塞。而这种高沸点的溶剂在喷墨打印结束之后就会比较难处理，通常的喷墨打印装置是使用专门的真空干燥以及加热烘烤装置来使溶剂充分地挥发。而在打印墨水进行干燥和加热处理之前，打印一块显示基板需要依次打印若干列像素，整个过程可能花费超过一个小时，这样就可能造成部分先打印的墨水不稳定，溶剂先挥发而有相成分析出，导致最终成膜的不均匀。同时，从墨水打印到基板上到基板被转移到真空干燥和加热装置的这个过程也需要一定时间。另外，在利用传送装置将打印后的基板转移到真空干燥装置的过程中，因为像素内薄膜还处于液态具有流动性的时候就被顶针(ping)顶起进、被机械手等传动装置进行转移，很容易因为顶针、机械手臂等与基板的温度差异造成接触时薄膜受热不均匀而产生咖啡环(mura)，导致最终成膜不均匀。
[0006]
如何进一步如何提高像素内成膜的均匀度，将具有重要意义。


技术实现要素：

[0007]
本发明的第一个目的在于提供一种基于原位分区温控的喷墨打印装置，以解决像素内成膜不均匀的缺陷。
[0008]
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种基于原位分区温控的喷墨打印装置，包括传动机构、喷头模组、基板承载台和加热台；
[0009]
所述传动机构与所述喷头模组相连，所述基板承载台设于喷头模组下方，所述传动机构带动所述喷头模组在基板承载台上方区域运动，所述基板承载台用于基板放置，所述加热台设于基板承载台中；
[0010]
所述加热台内部设有一条以上长条形的加热单元，所述加热单元之间平行设置，所述加热单元的长边与所述喷头模组打印时的前进方向垂直，所述加热单元与基板像素组成的每条像素列对应设置。
[0011]
进一步地，还包括工作腔，所述传动机构、喷头模组、基板承载台和加热台设于所述工作腔内。
[0012]
进一步地，所述喷头模组打印一列像素列时，对应该像素列的加热单元启动加热。
[0013]
进一步地，所述加热单元为加热管阵列。
[0014]
进一步地，所述加热台能够与基板真空吸附装置集成使用。
[0015]
上述喷墨打印机将加热装置与基板承载台结合，避免了打印基板转移时液态薄膜的相分离以及传动装置与基板的接触点的受热不均匀等造成的薄膜不均匀现象。
[0016]
本发明第二个目的在于提供一种上述的喷墨打印装置的加热方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0017]
将基板像素列与每条加热单元一一对应；
[0018]
喷墨打印机工作后，判断喷头模组打印的像素列是否打印完成；
[0019]
若打印完成，则启动与该像素列对应的加热单元对像素列进行加热；
[0020]
判断像素列是否形成平整干燥薄膜；
[0021]
若形成平整干燥薄膜，则对应该像素列的加热单元停止加热。
[0022]
进一步地，所述加热温度和升温方式根据打印材料的材质确定。
[0023]
进一步地，所述升温方式为阶梯升温方式，具体包括设定第一预定时间升温至第一预定温度，并在温度达到第一预定温度后保持第二预定时间，时间满足第二预定时间时，设定第三预定时间升温至第二预定温度，并在温度达到第二预定温度后保持第四预定时间。
[0024]
进一步地，所述升温至第一预定温度过程为匀速升温，所述升温至第二预定温度过程为匀速升温。
[0025]
进一步地，所述第一预定温度用于墨滴中溶剂的挥发，所述第二预定温度用于像素列中墨滴高温成膜。
[0026]
上述方法能够分区域进行加热，打印完就能够进行加热，保证了墨水成膜的均匀。
[0027]
本发明的有益效果：
[0028]
本发明提供的喷墨打印装置和加热方法，通过将基板承载台与加热台结合，基板像素打印后可以直接进行加热，不需要将基板转移到真空干燥和其他加热装置中进行加热，避免了像素经过长时间打印造成的溶剂挥发不均匀现象，以及打印基板转移过程中液态薄膜的相分离，传动装置与基板的接触点的受热不均匀等造成的薄膜不均匀现象。除此之外，加热台可以分区加热，只对打印后的基板区域进行加热，避免整块基板加热造成未被打印区域温度过高，影响打印效果。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0030]
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；
[0031]
图2是本发明的实施例的俯视图；
[0032]
图3是本发明的加热方法流程图；
[0033]
图4是本发明的升温方式流程图。
[0034]
附图标记：
[0035]
100-喷头模组；
[0036]
200-加热台；201-加热单元；
[0037]
300-传动机构；
[0038]
400-基板承载台；401-基板；402-像素墨水；
[0039]
500-工作腔。
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0042]
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0043]
另外，在本发明中涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0044]
图1-2为本发明提供的一种喷墨打印机的实施例。
[0045]
请参考图1-2，该喷墨打印机包括喷头模组100、加热台200、传动机构300、基板承载台400和工作腔500。
[0046]
其中喷头模组100、加热台200、传动机构300、基板承载台400置于工作腔500中，工作腔500根据实际需要调整内部环境。传动机构300与喷头模组100连接，传动机构300带动喷头模组100在基板承载台400上方区域运动，基板承载台400位于喷头模组100下方，基板承载台400用于基板401的放置，其承载基板401的作用，基板401上具有打印过的像素墨水402。
[0047]
基板承载台400中设有加热台200，加热台200与基板承载台400集成为一体，加热台200产生的热量能够传递给基板承载台400上承载的基板401。这种加热台200和基板承载
台400的集成设计，能够使基板像素打印后直接进行加热，不需要将基板转移到真空干燥和其他加热装置中进行加热，避免像素经过长时间打印造成的溶剂挥发不均匀现象，以及打印基板转移过程中液态薄膜的相分离，并且也不会产生传动装置与基板的接触点的受热不均匀等造成的薄膜不均匀现象。
[0048]
加热台200内部设有多条长条形的加热单元201，在另一实施例中，加热单元201采用加热管阵列。
[0049]
加热单元201之间平行设置，并且加热单元201的长边与喷头模组100打印时的前进方向垂直，每条加热单元201与基板401上像素组成的每条像素列一一对应设置。这种一一对应的设计，可以使每条加热单元201加热其对应的像素列，实现对打印完成的像素列进行加热，对打印没有完成的像素列不进行加热，从而实现分区加热。这种分区加热的设计，能够使打印完的像素列得到及时加热，同时避免对整块基板加热造成未被打印区域温度过高，影响打印效果。
[0050]
在另一实施例中，加热台200能够与基板真空吸附装置集成使用。
[0051]
图3为本发明提供的一种喷墨打印装置的加热方法流程图。
[0052]
请参考图3，该加热方法包括以下步骤：
[0053]
10、将基板像素列与加热单元一一对应
[0054]
基板像素列与每条加热单元，使加热单元对应加热基板像素列，像素列之间的加热不会相互影响；
[0055]
20、检测像素列是否打印完成
[0056]
喷墨打印机启动工作后对基板像素列进行打印，根据喷头模组的工作情况来判断像素列是否打印完成；
[0057]
30、进行加热
[0058]
若像素列打印完成，则启动与该像素列对应的加热单元对像素列进行加热，其中加热温度和升温方式根据打印材料的材质确定。
[0059]
40、停止加热
[0060]
通过传感器判断像素列是否形成平整干燥薄膜，若形成平整干燥薄膜，则对应该像素列的加热单元停止加热。
[0061]
这种加热方法以像素列打印完成为加热启动条件，以像素列形成平整干燥薄膜为停止加热的条件，实现了对不同像素列的分区加热。
[0062]
具体地，喷墨模组每打印完一竖列的像素后，运动控制系统检测到打印头横向移动打印下一列像素列前，通过软件控制开启该列像素下方对应的加热单元，并控制加热过程和关闭时间，保持每列像素点打印后下方的加热管的升温方式和加热总时间一致。
[0063]
在另一实施例中，上述方法中的加热升温方式为阶梯升温方式，如图4所示，具体包括以下步骤：
[0064]
31、第一次升温
[0065]
设定第一预定时间升温至第一预定温度，在温度达到第一预定温度后保持第二预定时间；
[0066]
32、第二次升温
[0067]
时间满足第二预定时间时，设定第三预定时间升温至第二预定温度，在温度达到
第二预定温度后保持第四预定时间。
[0068]
上述阶梯式升温方法中的预定温度和预定时间根据打印墨水中不同溶剂和溶质设定，并且升温过程为匀速升温，避免温度变化大对像素列的墨滴造成影响，太早高温加热会使得像素墨水发泡。并且第一升温为一个较低温度，是为了让像素列墨滴中的溶剂挥发，第二次升温为高温，是为了让像素列墨滴高温成膜。
[0069]
例如，设定10分钟匀速升温至80摄氏度，并在80摄氏度保持30分钟，保持30分钟后，让像素墨水中的溶剂挥发，再设定30分钟匀速升温至200摄氏度，并在200摄氏度保持60分钟，让像素墨水高温成膜。
[0070]
除此之外，升温次数不限定为两次升温，根据实际需要还可以进行二次以上的升温。
[0071]
综上所述，本发明提供的实施例，通过将基板承载台与加热台结合，基板像素打印后可以直接进行加热，避免了像素经过长时间打印造成的溶剂挥发不均匀现象，以及后续转移过程中造成的薄膜不均匀现象，除此之外，加热台可以分区加热，只对打印后的基板区域进行加热，避免整块基板加热造成未被打印区域温度过高，影响打印效果。本发明提供的加热方法，采用分区控制，升温方式为阶段升温，提高像素内成膜的均匀度，得到的喷墨打印产品成膜效果好。
[0072]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。