一种柔性可弯折OLED屏的一体化喷墨打印制作装置及方法与流程

一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置及方法
技术领域
[0001]
本发明属于oled喷墨打印技术领域，具体地，涉及一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置及方法。


背景技术：

[0002]
随着科技的不断进步，人们对显示器件的质量要求越来越高。oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)显示屏具有自发光、视角广、耗电低、反应速度快等优势，逐渐被大规模使用。目前oled主要的生产方式是蒸镀法，但该方法产能低，只适用于小尺寸。
[0003]
同时使用蒸镀法时，oled器件中的各功能层，如空穴传输层、有机发光层以及电子传输层等需要多次重复蒸镀才能成型，既浪费材料又浪费时间。
[0004]
喷墨打印(inkjetprint)是一种可直接进行图案化薄膜沉积的新型技术，可以将溶液精准的喷墨到子像素区中。具有成本低廉、成品寿命长、适用于大尺寸等特点。以喷墨打印的方法生产oled，比目前的蒸镀(evaporation)技术还要简单快捷，这种方法不会浪费原材料，相比之下传统的蒸镀法最终只能保留10％到40％的原材料。
[0005]
现有相关技术中的oled喷墨打印装置存在着结构复杂、适用范围小，成本高昂等问题，限制了其发展和使用。


技术实现要素：

[0006]
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置及方法。
[0007]
本发明采用的技术方案如下：
[0008]
一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置，包括底座1、基板2、x轴移动组件3、y轴移动组件4、z轴移动组件5、喷墨喷头组件6、单片机板块7、电源板块8以及外接墨盒；
[0009]
所述基板2包括底板15、电热丝14和传热板13，底板15与x轴移动组件2中的x轴丝杆螺母连接，电热丝14固定于底板15上方，传热板14位于电热丝13上方，通过x轴螺杆与底板15连接固定；
[0010]
所述x轴移动组件3包括x轴步进电机、x轴丝杆和x轴丝杆螺母，x轴丝杆固定于底座1上，底板15安装在x轴丝杆螺母上；x轴丝杆通过传动件与x轴步进电机连接，x轴步进电机驱动x轴丝杆转动，进而带动底座1实现x向移动；
[0011]
所述z轴移动组件5包括z轴步进电机、z轴丝杆、z轴丝杆螺母和z轴移动板块，z轴丝杆与底座1垂直放置，z轴丝杆通过传动件与z轴步进电机连接，z轴步进电机驱动z轴丝杆转动，进而带动z轴移动板块实现z向移动；
[0012]
所述y轴移动组件4包括y轴步进电机、y轴丝杆、y轴丝杆螺母和y轴移动板块，y轴丝杆固定于z轴移动板块上，y轴丝杆通过传动件与y轴步进电机连接，y轴步进电机驱动y轴
丝杆转动，进而带动y轴移动板块实现y向移动；
[0013]
所述喷墨喷头组件6与y轴移动板块连接，喷墨喷头组件6包括喷墨喷嘴9、基底10、压电陶瓷11和压电驱动器12；基底10内部分为四个独立互不干涉的墨水腔及流通通道，墨水腔顶部固定安装有压电陶瓷11，压电陶瓷11表面安装压电驱动器12，墨水腔通过流通通道与喷墨喷嘴9相连。
[0014]
所述压电陶瓷11采用薄片型压电材料制成。
[0015]
所述墨水腔顶部有墨水输入口，各墨水输入口通过输墨管与各独立的外接墨盒连接。
[0016]
所述单片机板块7分别与压电驱动器12，x轴步进电机、y轴步进电机、z轴步进电机、电热丝通过电路连接。
[0017]
所述电源板块8通过电路和单片机板块7，压电驱动器、x轴步进电机、y轴步进电机、z轴步进电机、电热丝通过电路连接供电。
[0018]
进一步，所述喷墨喷嘴9内直径在0.03mm-0.1mm之间。
[0019]
进一步，所述喷墨喷头组件7可拆卸进行更换，清洗。
[0020]
进一步，所述底座1用标准金属型材和连接件组装而成。
[0021]
进一步，所述底板15采用隔热材料硅酸铝纤维板覆盖，所述电热丝14采用铁铬铝合金，所述传热板13采用优质陶瓷材料。
[0022]
一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印方法，具体步骤如下：
[0023]
步骤1：采用刻蚀法在衬底上刻蚀出预设的电路轮廓，处理完毕后将柔性衬底放在底板15正中央。
[0024]
步骤2：通过单片机板块7对喷墨打印过程进行控制，控制过程如下：
[0025]
当需要打印时，所述单片机板块7对z轴步进电机进行控制，在z轴步进电机驱动下，z轴丝杆转动，从而带动z轴移动板块实现z向移动，达到合适高度。之后，所述单片机板块7对y轴步进电机进行控制，在y轴步进电机驱动下，y轴丝杆转动，从而带动y轴移动板块实现y向移动，同时所述单片机板块7对x轴步进电机进行控制，在x轴步进电机驱动下，x轴丝杆转动，从而带动底板15移动，最终将喷墨喷嘴9移动到合适的起始位置。
[0026]
步骤3：所述单片机板块7根据预设条件，向导电墨水对应墨水腔连接的压电驱动器12发送信号，压电驱动器12受电压影响，使压电陶瓷11产生瞬间形变，进而使墨水腔体积改变。因此，墨水腔中的墨水通过流通通道，最后通过喷墨喷嘴9打印在衬底上。
[0027]
步骤4：打印完毕后，喷墨喷嘴9复位，所述单片机板块7控制电热丝14加热至合适温度，待电路干燥后关闭电热丝14。
[0028]
步骤5：重复步骤2-4，依次用不同材料打印并干燥空穴传输层(htl)，发光层(ell)和电子传输层(etl)，使柔性oled屏成型。
[0029]
本发明的有益效果：
[0030]
1.本发明结构简单，便于加工，组装方便，可以满足客户需要。
[0031]
2.相较于传统的蒸镀法中需要分别对oled屏的各结构分别进行加工，本发明实现了oled屏的一体化喷墨打印，既节约了时间，又节省了材料，也保证了加工精度。
附图说明
[0032]
图1是本发明的柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置的结构示意图。
[0033]
图2是本发明的柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置的后侧示意图。
[0034]
图3是喷墨喷头组件结构示意图。
[0035]
图4为喷墨喷头组件剖视图。
[0036]
图5是基板结构示意图。
[0037]
图6是一种柔性oled屏的结构示意图。
[0038]
图中：1底座；2基板；3x轴移动组件；4y轴移动组件；5z轴移动组件；6喷墨喷头组件；7单片机板块；8电源板块；9喷墨喷嘴；10基底11压电陶瓷12压电驱动器；13传热板；14电热丝；15底板。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
[0040]
本发明提供一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置，结构示意图如图1所示。其组成包括1-底座、2-基板、3-x轴移动组件、4-y轴移动组件、5-z轴移动组件、6-喷墨喷头组件、7-单片机板块、8-电源板块。其中，所述底座1由金属制型材和连接件组成。所述基板2由底板、电热丝、传热板组成。所述底板采用隔热材料硅酸铝纤维板覆盖，所述电热丝采用铁铬铝合金，所述传热板采用优质陶瓷材料。
[0041]
所述x轴移动组件包括x轴步进电机，丝杆，丝杆螺母，丝杆连接在丝杆支座上，丝杆支座固定于底座上，基板安装在丝杆螺母上，丝杆通过传动件与x轴步进电机连接，x轴步进电机驱动丝杆转动，进而带动底座实现x向移动。
[0042]
z轴移动组件包括z轴步进电机，丝杆，丝杆螺母，z轴移动板块，丝杆与底座垂直放置，通过丝杆支座与底座连接，丝杆通过传动件与z轴步进电机连接，z轴移动板块安装在丝杆螺母上，z轴步进电机驱动丝杆转动，进而带动z轴移动板块实现z向移动。
[0043]
所述y轴移动组件包括y轴步进电机，丝杆，丝杆螺母，y轴移动板块，丝杆固定于z轴移动板块上，通过丝杆支座与z轴移动板块连接，丝杆通过传动件与y轴步进电机连接，y轴移动板块安装在丝杆螺母上，y轴步进电机驱动丝杆转动，进而带动y轴移动板块实现y向移动。
[0044]
所述喷墨喷头组件与y轴移动板块连接，喷墨喷头组件包括喷墨喷嘴，基底，压电驱动器，压电陶瓷。基底内部分为四个独立互不干涉的墨水腔及流通通道，墨水腔顶部固定安装有压电陶瓷，压电陶瓷表面安装压电驱动器，墨水腔通过流通通道与喷墨喷嘴相连。喷墨喷头组件可拆卸进行更换，清洗。所述喷墨喷嘴内直径在0.03mm-0.1mm之间。所述墨水腔顶部有墨水输入口，所述各墨水输入口通过输墨管与各独立的外接墨盒连接。
[0045]
所述单片机板块与各压电驱动器，x轴步进电机，y轴步进电机，z轴步进电机，电热丝通过电路连接。
[0046]
所述电源板块通过电路和单片机，各压电驱动器，x轴步进电机，y轴步进电机，z轴步进电机，电热丝通过电路连接供电。
[0047]
使用上述的柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置制备柔性oled屏，具体如下：
[0048]
实施例1：
[0049]
(1)选取pet/ito柔性衬底尺寸为5mm*5mm大小，使用激光刻蚀设备将pet/ito柔性衬底刻蚀出所需的阳极图案。将刻蚀好的带有图案的柔性衬底依次用酒精、去离子水超声清洗10min。最后，将清洗好的柔性衬底烘干待用。
[0050]
(2)选取修饰材料聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)溶液，空穴传输层材料聚(9-乙烯咔唑)，发光层材料对苯乙烯撑(ppv)溶液，电子传输层材料三(8-羟基喹啉)铝(alq3)。分别装于外接墨盒，通过软管与各独立墨水腔连接。
[0051]
(3)当需要打印时，所述单片机板块对z轴步进电机进行控制，在z轴步进电机驱动下，z轴丝杆转动，从而带动z轴移动板块实现z向移动，达到合适高度。之后，单片机板块对y轴步进电机进行控制，在y轴步进电机驱动下，y轴丝杆转动，从而带动y轴移动板块实现y向移动，同时所述单片机板块对x轴步进电机进行控制，在x轴步进电机驱动下，x轴丝杆转动，从而带动底板移动，最终将喷墨喷头移动到合适的起始位置。
[0052]
(4)所述单片机板块根据预设条件，向修饰层材料对应墨水腔连接的压电驱动器发送信号，压电驱动器受电压影响，使压电陶瓷产生瞬间形变，进而使墨水腔体积改变。因此，墨水腔中(pedot:pss)溶液通过流通通道，最后通过喷嘴打印在衬底上。
[0053]
(5)待(pedot:pss)溶液完全覆盖柔性衬底既打印完毕后，喷墨喷头复位，所述单片机板块控制电热丝加热至80℃，持续10min，溶液干燥。
[0054]
(6)重复步骤3-5，依次用聚(9-乙烯咔唑)打印空穴传输层(htl)并干燥10min，用对苯乙烯撑(ppv)溶液打印发光层(ell)并干燥12min，用三(8-羟基喹啉)铝(alq3)打印电子传输层(etl)并干燥10min.最后加装阴极材料al。使柔性oled屏初步成型。
[0055]
实施例2：
[0056]
(1)选取pen/ito柔性衬底尺寸为6mm*6mm大小，使用激光刻蚀设备将pen/ito柔性衬底刻蚀出所需的阳极图案。将刻蚀好的带有图案的柔性衬底依次用酒精、去离子水超声清洗10min。最后，将清洗好的柔性衬底烘干待用。
[0057]
(2)选取修饰材料聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)溶液，空穴传输层材料三氧化钼(moo3)，发光层材料三(5-甲基-8-喹啉醇合)铝(简称almq3)，电子传输层材料8-羟基喹啉-锂(liq)。分别装于外接墨盒，通过软管与各独立墨水腔连接。
[0058]
(3)当需要打印时，所述单片机板块对z轴步进电机进行控制，在z轴步进电机驱动下，z轴丝杆转动，从而带动z轴移动板块实现z向移动，达到合适高度。之后，单片机板块对y轴步进电机进行控制，在y轴步进电机驱动下，y轴丝杆转动，从而带动y轴移动板块实现y向移动，同时所述单片机板块对x轴步进电机进行控制，在x轴步进电机驱动下，x轴丝杆转动，从而带动底板移动，最终将喷墨喷头移动到合适的起始位置。
[0059]
(4)所述单片机板块根据预设条件，向修饰层材料对应墨水腔连接的压电驱动器发送信号，压电驱动器受电压影响，使压电陶瓷产生瞬间形变，进而使墨水腔体积改变。因此，墨水腔中(pedot:pss)溶液通过流通通道，最后通过喷嘴打印在衬底上。
[0060]
(5)待(pedot:pss)溶液完全覆盖柔性衬底既打印完毕后，喷墨喷头复位，所述单片机板块控制电热丝加热至80℃，持续10min，溶液干燥。
[0061]
(6)重复步骤3-5，依次用三氧化钼(moo3)打印空穴传输层(htl)并干燥8min，用三(5-甲基-8-喹啉醇合)铝(简称almq3)打印发光层(ell)并干燥10min，用8-羟基喹啉-锂
(liq)并干燥10min.最后加装阴极材料al。使柔性oled屏初步成型。
[0062]
由以上技术方案可以看出，本发明的一种柔性可弯折oled屏的一体化喷墨打印制作装置及方法实现了柔性oled屏的一体化喷墨打印，节约了时间和材料，保证了加工精度，可广泛应用于显示器等领域。