一种喷墨打印方法、喷墨打印装置及显示器件与流程
本文涉及显示技术领域，尤指一种喷墨打印方法、喷墨打印装置及显示器件。
背景技术：
有机电致发光器件(oled，organiclight-emittingdiode)属于电激发光器件，具有自发光、高发光效率、低工作电压、轻薄、可柔性化以及制程工艺简单等特点，在显示照明等领域应用广泛。
在制备oled的有机发光膜层工艺中，主要有以蒸镀工艺为代表的干法成膜工艺和以打印工艺为代表的湿法成膜工艺。其中，由于蒸镀工艺需要使用掩膜板(mask)，而掩膜板在蒸镀过程中会发生下坠，因而成膜效果不佳，无法进行大尺寸oled器件制备；此外，蒸镀工艺的材料利用率低，导致成本高昂。而如上所述的蒸镀工艺的缺点正好是喷墨打印技术的优势所在。然而，喷墨打印技术在对oled显示面板的像素分辨率提升方面存在一定限制，主要体现在如下方面：其一、墨滴本身尺寸大小限制，例如1皮升(pl)墨滴的直径通常在13微米(um)左右，5pl墨滴的直径在21um左右，10pl墨滴的直径在27um以上，当墨滴在基底上铺展之后通常会更大；其二、墨滴的下落精度误差，具体表现为墨滴从喷嘴飞出下落的精度分布，加上机台(包括喷头或基板)的移动误差，两者会造成墨滴下落到基板上存在7至10um的误差。如上两方面的限制，使得子像素开口的尺寸和相邻子像素开口之间的距离均有一个最小阈值限制，即oled显示面板的最大分辨率受到限制，从而导致具有更高像素分辨率的oled显示面板的有机发光膜层难以通过喷墨打印方式进行制备。
技术实现要素：
本申请提供了一种喷墨打印方法、喷墨打印装置及显示器件，可以支持通过喷墨打印方式制备高像素分辨率的显示器件。
一方面，本申请提供了一种喷墨打印方法，包括：通过喷头喷设墨滴，所述墨滴含有以下至少一项：磁性材料、导电材料；对滴落的墨滴施加与重力方向相反的作用力，以调整墨滴的形状。
另一方面，本申请提供一种显示器件，包括：依次叠设的阳极层、有机功能层以及阴极层；其中，所述有机功能层使用如上所述的喷墨打印方法制备形成。
另一方面，本申请提供一种喷墨打印装置，包括：喷头、作用力产生元件以及控制元件；其中，所述喷头用于在所述控制元件的控制下，喷设含有磁性材料和导电材料中至少一项的墨滴；所述作用力产生元件，用于产生与重力方向相反的作用力，以调整从喷头滴落的墨滴的形状。
本申请提供的喷墨打印方法，通过对滴落的墨滴施加与重力方向相反的作用力，来调整墨滴的形状，从而支持通过喷墨打印方式制备高像素分辨率的显示器件。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
图1为相关技术中喷墨打印方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的喷墨打印方法的流程图；
图3为本申请第一实施例提供的喷墨打印方法的示意图；
图4为本申请第三实施例形成阳极层和像素界定层后的示意图；
图5为本申请第三实施例形成电子传输层后的示意图；
图6为本申请第三实施例形成阴极层后的示意图；
图7为本申请第四实施例提供的喷墨打印装置的示例图；
图8为本申请第四实施例中磁场发生器的一种示例图。
附图标记说明：
10，20-基板；21-阳极层；12，22-像素界定层；23-空穴注入层；24-空穴传输层；25-发光层；26-电子传输层；27-阴极层；18，28-墨滴；19，29-喷头；k-开口区域；304-第一磁极；305-第二磁极。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
图1为相关技术中喷墨打印方法的示意图。以制备oled显示器件的有机功能层为例进行说明。如图1所示，在制备oled显示器件的过程中，在形成有阳极层和像素界定层12的基板10上，可以采用喷墨打印方式在像素界定层12的开口区域形成有机功能层(比如，空穴注入层、空穴传输层、发光层等)。
以160ppi(pixelsperinch，像素密度)的显示器件为例，其中，子像素长边距离(pich)为158.7um(包括子像素长边长度以及相邻子像素在长边方向上的间距)，子像素短边距离(pich)为52.9um(包括子像素短边长度以及相邻子像素在短边方向上的间距)，子像素长边长度为117.8um，子像素短边长度为35.9um。换言之，在子像素长边方向上，相邻子像素之间的间距为40.9um，在子像素短边方向上，相邻子像素之间的间距为17um。
如图1所示，使用10pl的喷头19进行喷墨打印，10pl的喷头19喷出的墨滴体积约为5pl左右，由于喷出墨滴18的形状为球体，因此根据球体的体积计算公式
针对通过喷墨打印方式制备的显示器件的像素分辨率受到限制的问题，本申请实施例提供一种喷墨打印方法、喷墨打印装置及显示器件。
图2为本申请实施例提供的喷墨打印方法的流程图。如图2所示，本实施例提供的喷墨打印方法，包括：
s1、通过喷头喷设含有磁性材料和导电材料中至少一项的墨滴；
s2、对滴落的墨滴施加与重力方向相反的作用力，以调整墨滴的形状。
在一示例性实施方式中，当墨滴含有磁性材料，s2可以包括：对滴落的墨滴施加与重力方向相反的磁力；当墨滴含有导电材料，s2可以包括：对滴落的墨滴施加与重力方向相反的电场力。需要说明的是，当墨滴含有磁性材料和导电材料，则s2可以包括：对滴落的墨滴施加与重力方向相反的电场力，磁力，或者，电场力和磁力。然而，本申请对此并不限定。
在一示例性实施方式中，墨滴中磁性材料和导电材料的总含量可以小于墨滴总量的5％。其中，当墨滴含有磁性材料不含导电材料，则墨滴中磁性材料的含量可以小于墨滴总量的5％；当墨滴含有导电材料不含磁性材料，则墨滴中导电材料的含量可以小于墨滴总量的5％；当墨滴同时含有导电材料和磁性材料，则墨滴中导电材料和磁性材料的总量可以小于墨滴总量的5％。
本申请实施例提供的喷墨打印方法，通过在墨滴中加入磁性材料和导电材料中至少一项，并对滴落的墨滴施加与重力方向相反的作用力，以调整墨滴的形状，减小墨滴的直径，从而减少子像素的最小容忍宽度，支持提高通过喷墨打印方式制备的显示器件的像素分辨率。
第一实施例
本实施例提供的喷墨打印方法，包括：通过喷头喷设含有磁性材料的墨滴；对滴落的墨滴施加与重力方向相反的磁力，以调整墨滴的形状。
在本实施例中，磁性材料可以包括以下至少之一：磁性纳米颗粒材料、磁性离子液体材料。比如，磁性材料可以是磁性纳米颗粒材料，或者，可以是磁性离子液体材料，或者，可以是磁性纳米颗粒材料和磁性离子液体材料形成的组合物。
在本实施例中，磁性纳米颗粒材料的粒径小于30纳米(nm)，磁性纳米颗粒材料可以具有超顺磁特性，即磁滞特性消失，不存在剩磁，进而不会对喷墨打印溶液和所制备的显示器件造成影响。比如，磁性纳米颗粒材料可以包括γ-fe2o3纳米颗粒；γ-fe2o3纳米颗粒的粒径小于30nm时会呈现超顺磁特性。在一示例中，γ-fe2o3纳米颗粒的粒径可以为20nm。然而，本申请对此并不限定。
在本实施例中，墨滴中的磁性材料的总量可以小于墨滴总量的5％，以避免影响墨水的基本性能，避免对所制备的显示器件造成影响。
图3为本申请第一实施例提供的喷墨打印方法的示意图。以制备oled显示器件的有机功能层为例进行说明。如图3所示，在制备oled显示器件的过程中，在形成有阳极层和像素界定层22的基板20上，可以采用喷墨打印方式在像素界定层22的开口区域形成有机功能层。
如图3所示，在采用喷头29进行喷墨打印时，由于墨滴28含有磁性材料，则墨滴28具备磁性；在墨滴28下落的过程中，可以对滴落的墨滴28施加磁力，比如，在喷头29的附近放置磁场发生器，使得墨滴28受到向上的磁力，同时墨滴28还受到向下的重力，且向上的磁力小于或等于墨滴28自身的重力。在墨滴28的表面张力和粘度作用下，墨滴28保持凝聚状态，但是墨滴28在向上的磁力和向下的重力的共同作用下会改变形状，比如被拉成竖直方向长的柱体或竖直方向长的椭圆体。如此一来，墨滴28的横向也就是宽度就会变窄，虽然墨滴28下落过程中的偏差w不变，但是子像素的最小容忍宽度会变小，从而支持提高通过喷墨打印方式制备的显示器件的像素分辨率。
参照图1和图3，在一示例中，墨滴28在向上的磁力和向下的重力的共同作用下被拉成长度是原来墨滴18的长度2倍的柱体，也就是此时柱体的墨滴28的高度h是原来球体的墨滴18的直径2r的2倍，即h＝4r＝42.6um。根据柱体的体积计算公式v＝πr2h，且柱体和球体的体积相同，因此，
在本实施例中，通过调整竖直向上的磁力的大小，可以调节墨滴的宽度。通过减小墨滴的宽度，即将墨滴变窄，可以减小墨滴对应的子像素的最小容忍宽度，从而支持提高通过喷墨打印方式制备的显示器件的像素分辨率。
第二实施例
本实施例提供的喷墨打印方法，包括：通过喷头喷设含有导电材料的墨滴；对滴落的墨滴施加与重力方向相反的电场力，以调整墨滴的形状。
在一示例性实施方式中，导电材料可以包括以下至少之一：吸附阳离子的胶体微粒、吸附阴离子的胶体微粒。比如，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。然而，本申请对此并不限定。
在一示例性实施方式中，墨滴中的导电材料的总量可以小于墨滴总量的5％，以避免影响墨水的基本性能，避免对所制备的显示器件造成影响。然而，本申请对此并不限定。在一些示例中，形成有机功能层的材料可以为导电材料，比如，空穴注入层的材料可以包括pedot:pss，pedot是edot(3，4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物，pss是聚苯乙烯磺酸盐；用于形成oled显示器件的空穴注入层的溶液为pedot:pss在水中形成的分散液，溶液呈现负电极性。
在本实施例中，在采用喷头进行喷墨打印时，在墨滴下落的过程中，可以对滴落的墨滴施加电场力，比如，在喷头的附近放置电场发生器，使得墨滴受到向上的电场力，同时墨滴还受到向下的重力，且向上的电场力小于或等于墨滴自身的重力。在墨滴的表面张力和粘度作用下，墨滴保持凝聚状态，但是墨滴在向上的电场力和向下的重力的共同作用下会改变形状，比如，被拉成竖直方向长的柱体或竖直方向长的椭圆体。如此一来，墨滴的横向也就是宽度就会变窄，虽然墨滴下落过程中的偏差w不变，但是子像素的最小容忍宽度会变小，从而支持提高通过喷墨打印方式制备的显示器件的像素分辨率。
第三实施例
基于本申请实施例的技术构思，本申请实施例还提供了一种显示器件，包括：依次叠设的阳极层、有机功能层和阴极层；其中，有机功能层使用如上述实施例所述的喷墨打印方法制备形成。其中，有机功能层可以包括以下一种或多种：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层。
下面通过本实施例的显示器件的制备过程进一步说明本实施例的技术方案。其中，本实施例中所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，是相关技术中成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺，涂覆可采用已知的涂覆工艺，刻蚀可采用已知的方法，在此不做具体的限定。
本实施例提供的显示器件的制备过程包括：
步骤一、在基板上形成阳极层和像素界定层。在基板上形成阳极层和像素界定层包括：在基板20上沉积导电薄膜，通过构图工艺对导电薄膜进行构图，在基板20上形成阳极层21图案；在形成有前述图案的基板20上沉积像素界定薄膜，通过掩模曝光、显影，形成像素界定层22的图案，如图4所示。
其中，基板20可以为阵列基板。在形成阳极层和像素界定层之前，可以先在基底上依次形成像素电路层以及设置有过孔的平坦层，像素电路层可以包括每个子像素区域对应的像素电路。子像素区域指基底上待形成的一个子像素结构所在的区域，例如，红色子像素(即发出红光的子像素)所在的区域、绿色子像素(即发出绿光的子像素)所在的区域、或蓝色子像素(即发出蓝光的子像素)所在的区域。
其中，阳极层21包括位于每个子像素区域内的阳极，每个子像素区域内的阳极可以通过子像素区域内的过孔与该子像素区域对应的像素电路连接。像素界定层22可以形成有多个阵列排布的开口区域k，每个开口区域k露出一个子像素区域内的阳极。其中，阳极的表面和露出该阳极的像素界定层22中的开口区域k可以形成一个凹槽，在每个凹槽形成一个子像素结构。
其中，导电薄膜可以采用金属材料，如银(ag)、铜(cu)、铝(al)、钼(mo)等，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(alnd)、钼铌合金(monb)等，可以是多层金属，如mo/cu/mo等，也可以是金属和透明导电材料形成的堆栈结构，如ito/ag/ito等。
其中，像素界定薄膜可以采用混有含氟元素的聚酰亚胺材料。然而，本申请对此并不限定。
步骤二、形成有机功能层。形成有机功能层包括：在形成有前述图案的基板20上，采用如第一实施例或第二实施例所述的喷墨打印方法在像素界定层22的开口区域k依次形成空穴注入层23、空穴传输层24和发光层25，如图5所示；采用蒸镀制程(比如，真空蒸镀工艺)形成电子传输层26或电子注入层(图未示)，如图6所示。
步骤三、形成阴极层。形成阴极层包括：采用蒸镀制程(比如，真空蒸镀工艺)在电子传输层26和像素界定层22上形成阴极层27，如图6所示。
其中，阴极层27的材料可以为镁(mg)、银(ag)、铝(al)等。
后续还可以在阴极层上形成出光增加层(cpl，cappinglayer)，用于提高发光器件的出光率。其中，出光增加层的制备方式与相关技术相同，故于此不再赘述。
在本实施例中，由于使用上述喷墨打印方法支持制备最小容忍宽度较小的子像素，因此可以提高显示器件的像素分辨率，从而提高显示器件的显示效果。
第四实施例
基于本申请实施例的技术构思，本申请实施例还提供了一种喷墨打印装置，包括：喷头、作用力产生元件以及控制元件；其中，喷头用于在控制元件的控制下，喷设含有磁性材料和导电材料中至少一项的墨滴；作用力产生元件，用于产生与重力方向相反的作用力，以调整从喷头滴落的墨滴的形状。
图7为本申请第四实施例提供的喷墨打印装置的一种示例图。如图7所示，本实施例提供的喷墨打印装置，包括：喷头301、作用力产生元件303以及控制元件302；其中，控制元件302分别与喷头301和作用力产生元件303连接，喷头301用于在控制元件302的控制下，喷设含有磁性材料和导电材料中至少一项的墨滴；作用力产生元件303，用于在控制元件302的控制下，产生与重力方向相反的作用力，以调整从喷头301滴落的墨滴的形状。
在一示例性实施方式中，作用力产生元件可以包括以下至少之一：磁场发生器、电场发生器。比如，作用力产生元件可以包括磁场发生器，当喷头喷设的墨滴含有磁性材料，磁场发生器可以在墨滴下落过程中，产生与重力方向相反的磁力，改变墨滴的形状，调节墨滴宽度。作用力产生元件可以包括电场发生器，当喷头喷设的墨滴含有导电材料，电场发生器可以在墨滴下落过程中，产生与重力方向相反的电场力，改变墨滴的形状，调节墨滴宽度。
图8为本申请第四实施例中磁场发生器的一种示例图。如图8所示，磁场发生器可以包括：呈板状且异名的第一磁极304和第二磁极305，第一磁极304和第二磁极305平行且相对设置，第一磁极304位于喷头29的上方，第二磁极305位于承载滴落的墨滴28的基板20的下方。在本示例中，第一磁极304和第二磁极305之间可以产生从基板到喷头方向的均强磁场，从而对滴落的墨滴28产生向上的磁力。为了保证墨滴的下落状态和形状变化，向上的磁力小于或等于墨滴自身的重力。
在另一示例中，磁场发生器可以包括至少一个线圈，线圈通电时产生均强磁场，喷头和承载滴落的墨滴的基板位于线圈的中间区域。在本示例中，线圈可以为亥姆霍兹线圈。当磁场发生器包括一个线圈，喷头和基板可以置于该线圈内。当磁场发生器包括两个线圈，两个线圈平行且相对设置，当两个线圈通电时，两个线圈内可以产生均强磁场，喷头和基板可以位于两个线圈的中间区域。在本示例中，控制元件可以用于控制是否给线圈供电，从而控制均强磁场的产生。在本示例中，由于喷头和基板均位于均强磁场范围内，可以保证给滴落的墨滴提供向上的磁力。
需要说明的是，本申请并不限定磁场发生器的结构。在其他实现方式中，磁场发生器可以仅包括位于喷头上方的第一磁极，或者，仅包括位于基板下方的第二磁极，只要能向墨滴施加与重力方向相反的磁力即可。
在一示例性实施方式中，电场发生器可以包括：带有异种电荷的第一金属板和第二金属板，第一金属板和第二金属板平行且相对设置，第一金属板位于喷头的上方，第二金属板位于承载滴落的墨滴的基板的下方。在本示例中，控制元件可以用于控制对第一金属板和第二金属板的供电。其中，当滴落的墨滴带正电荷时，在控制元件的控制下，第一金属板与电源负极连接，第二金属板与电源正极连接，从而对滴落的墨滴产生向上的电场力；当滴落的墨滴带负电荷时，在控制元件的控制下，第一金属板与电源正极连接，第二金属板与电源负极连接，从而对滴落的墨滴产生向上的电场力。本实施例通过两个平行且相对的金属板可以产生均强电场，从而保证给滴落的墨滴提供向上的电场力。
需要说明的是，本申请并不限定电场发生器的结构。在其他实现方式中，电场发生器可以仅包括位于喷头上方的金属板，或者，仅包括位于基板下方的金属板，只要能在控制元件的控制下向墨滴施加与重力方向相反的电场力即可。
本实施例提供的喷墨打印装置可以用于实施如上所述的喷墨打印方法。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！