专利名称：用于液体喷射打印的打印液体的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用于液体喷射打印的打印液体。本发明进一步涉及制造这样的打印液的方法，和使用打印液的液体喷射打印的方法。
背景技术：
液体喷射打印，更广为人知的是它的传统名字-喷墨打印，目前被用在很多以相对高精度将液体打印到基片上的应用中。这些应用之一就是制造聚合物发光二极管(Poly-LED)显示器。
聚合物发光二极管显示器包含大量的发光二极管，其中每个发光二极管(通常称为LED)包含一个像素中一叠溶解在溶剂中的独立层，其中，像素是具有预先指定大小的有限的区域。从打印头释放出的小墨滴用于为基片提供包含溶剂的所述层和层的材料。
通过喷墨打印结构(例如聚合物发光二极管显示器的像素)的干燥，所述溶剂被挥发，通常导致该结构的层厚发生变化。这些变化可以在小尺度(例如，在像素内)，以及更大的尺度(例如，基片上)上有所体现。
但是，这样的使用传统墨水完成的喷墨打印过程有一个非常小的过程窗口，因为，任何例如挥发速度的微小变化都将导致基片上局部层厚轮廓的变化。挥发速度中这样的变化很难避免，并且在实际中将经常出现。
在几乎所有电子设备中，在大尺度上要求层厚均匀。在小的尺度上，也通常要求层厚恒定。这表示在印刷结构内层厚必须恒定。但是，利用传统的印刷液，很难获得恒定的层厚。
发明内容
本发明的一个目的是提供适于液体喷射打印的打印液，其中打印层的厚度的均匀性得到提高。为此，依照权利要求1提供了适于液体喷射打印的打印液。
通过试验和数字仿真，发明者已证明通过使用包含具有两种粒子尺寸分布的粒子的打印液，可以打印出层厚更加均匀的层。
在导致挥发的干燥中发生质量的迁移，这可能导致印刷结构或线的层厚分布高度不均匀。质量迁移包含两个主要过程。第一过程是墨水向连接线的对流，由挥发导致(也被称为“咖啡环”效应)，其中连接线是定义为包含墨水的区域和外界不包含墨水的区域之间的边界线。第二过程是粒子远离连接线的扩散，在连接线处粒子的浓度最高。因此，存在两种干燥模式。
在第一种模式中，对流占主导，并且导致层厚轮廓在连接线附近有两个隆起。在第二种模式中，扩散占主导，并且层厚轮廓具有球形罩的形状。
当干燥过程在这两种模式之间时，可以获得平的并且有均匀厚度的层厚轮廓。但是，它的缺点是这样的过程有很小的过程窗口，因为，任何例如挥发速度的微小变化将导致基片上局部层厚轮廓的变化。
本发明解决了此问题，其中，提供了一种具有两种粒子尺寸分布的墨水。大粒子以对流主导模式干燥，而小粒子以扩散主导模式干燥。通过大小粒子合适的混合，得到均匀的厚度轮廓。
独立权利要求定义了本发明的这个方面和其他方面。
附属权利要求定义了本发明的有利实施例。
将参考下文描述的实施例阐明本发明的这些和其它方面。
在附图中，图1示出依照本发明作为打印液的体积分数V的函数的粒子尺寸。
图2示出使用依照本发明的打印液的层厚的数字仿真结果。
图3示出两种喷墨打印的表面的层厚分布的测量结果。
这些图没有按照尺寸进行绘制。通常，在图中相同部件用相同的参考数字示出。
具体实施例方式
图1示出依照本发明作为体积分数V的函数的打印液的粒子尺寸。打印液包含具有第一尺寸s1的第一粒子，该尺寸落入第一尺寸分布I中，并且包含具有第二尺寸s2的第二粒子，第二尺寸落入与所述第一尺寸分布I不同的第二尺寸分布II中。第一与第二粒子实际上是相同材料。所述粒子尺寸分布在大多数情况下是围绕一定平均值的正态(高斯)分布。在图1中，尺寸分布I和II的平均值分别以sm1和sm2表示。可以看出分布I的体积分数V大于分布II的体积分数。
图2示出从包含占重量80％的3nm直径(因此，sm1等于3nm)的粒子的打印液得到的厚度轮廓(用方块指示)和从包含占重量20％的30nm直径的粒子(因此，sm2等于30nm)的打印液得到的层厚(用三角指示)的仿真结果。为了简单起见，在仿真中假设为非高斯分布(因此，分布的宽度取0)。两个轴的度量单位表示为微米。这个混合物的层厚(在图中作为和，用菱形示出)是两种成分的层厚之和。
从进一步的数字仿真可以总结出，如果大粒子至少大于小粒子10倍以上，也就是如果关系式sm2≥10×sm1成立，则可以获得充分平整的层厚。
仿真还显示如果第一尺寸分布I具有的第一尺寸平均值sm1小于3nm，并且第二尺寸分布II具有的第二尺寸平均值sm2在30nm到100nm范围内时，可以获得好的平整的层厚轮廓。
此外，还总结出大粒子的质量分数应该占重量的10％到40％。小粒子尺寸应该为直径2nm或者更小，并且大粒子的直径应该为30nm或者更大。如果这些条件被满足，则打印的层厚具有充分平整的轮廓。
图3示出对两种喷墨打印线的层厚的测量结果，度量单位表示为微米。两条线是利用具有不同粒子混合物的打印液所打印。曲线1和2示出打印线的横截面，其基部已经相互定标以允许进行比较。
曲线1表示使用包含占重量80％的2nm直径的粒子和20％重量的30nm直径的粒子的打印液打印出的线的测定横截面。曲线2表示使用包含占重量100％的2nm直径的粒子的打印液打印的线的测定横截面。
从这些试验得出结论，将一小部分相当大的粒子加入到包含某种粒子的打印液中，可以得到打印层的厚度轮廓更加均匀的结果。这些测量结果证实了在图2中示出的数字仿真结果。
本发明尤其适用于包含导电金属粒子(例如，银)的打印液，并且还适用于包含(发光)聚合物的打印液。水是一种溶解粒子的合适的溶剂。
应该注意，上述实施例用于说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能在不偏离后附的权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求中，任何在括号之间的参考符号不应解释为对权利要求的限制。词“包含”不排除与权利要求中所列出的不同的其他元件和步骤的存在。在元件前面的词“一个”不排除存在多个这样的元件。
权利要求
1.一种适用于液体喷射打印的打印液体，此打印液体包含具有落入第一尺寸分布(I)的第一尺寸(s1)的第一粒子，和具有落入不同于第一尺寸分布(I)的第二尺寸分布(II)中的第二尺寸(s2)的第二粒子，所述第一和第二粒子实际上是相同的物质。
2.一种制造适用于液体喷射打印的打印液体的方法，此方法包含第一步，制造具有落入第一尺寸分布(I)的第一尺寸(s1)的第一粒子，和第二步，制造具有落入与第一尺寸分布(I)不同的第二尺寸分布(II)中的第二尺寸(s2)的第二粒子，所述第一和第二粒子实际上是相同的物质。
3.一种液体喷射打印的方法，该方法使用如权利要求1中要求的液体或者使用权利要求2的方法制造的液体。
4.一种依照权利要求3的方法制造出的产品。
5.依照权利要求1的液体，其中，第一尺寸分布具有第一尺寸平均值m1，并且第二尺寸分布具有第二尺寸平均值m2，并且满足关系式m2≥10×m1。
6.依照权利要求5的液体，其中，第一尺寸分布具有第一尺寸平均值m1，并且第二尺寸分布具有第二尺寸平均值m2，m1小于3nm，并且m2在30nm到100nm范围内。
7.依照权利要求1的液体，其中，第二粒子的质量分数在重量的10％到40％的范围之间。
全文摘要
本发明涉及适用于液体喷射打印的打印液体。此打印液体包含具有落入第一尺寸分布(I)的第一尺寸(s
文档编号C09D11/00GK1942537SQ200580012084
公开日2007年4月4日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年4月6日
发明者D·B·范达姆, M·A·弗舒伦, M·P·J·佩特斯, R·J·M·施罗德斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司