像素打印结构及其制作方法、显示装置和喷墨打印方法与流程

本发明一般涉及显示技术领域。更特别地，本发明涉及一种像素打印结构、包括这样的像素打印结构的显示装置、这样的像素打印结构的制作方法，以及使用这样的像素打印结构的喷墨打印方法。

背景技术：

有机发光二极管（OLED）显示技术是一种利用有机功能材料在电流的驱动下产生的可逆变色来实现显示的技术。OLED显示器具有超轻、超薄、高亮度、大视角、低电压、低功耗、快响应、高清晰度、抗震、可弯曲、低成本、工艺简单、使用原材料少、发光效率高和温度范围宽等优点，被认为是最有发展前景的新一代显示技术。

目前，制作OLED显示装置中的有机功能材料层的常见方法包括两种，一种采用蒸镀的方式，另一种采用喷墨打印的方式。蒸镀方式可以实现OLED显示装置的全彩样品的制作，且能够实现极高的产品分辨率。但是，蒸镀方式对材料的利用率极低，导致OLED显示装置的成本居高不下，因而影响和制约了OLED显示装置的发展。

另一方面，采用喷墨打印方式来制作OLED显示装置的设备和工艺日趋成熟，逐步走向量产的边缘。喷墨打印方式对材料的利用率高，能够用于制作大尺寸全彩样品。但是，受限于现有喷墨打印设备的结构和性能参数，喷墨打印方式不容易实现中小尺寸显示装置的高分辨率打印。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种改进的像素打印结构、包括这样的像素打印结构的显示装置、这样的像素打印结构的制作方法，以及使用这样的像素打印结构的喷墨打印方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种像素打印结构。像素打印结构包括基板、位于基板上的第一侧壁和第二侧壁，以及位于第一侧壁与第二侧壁之间的中间部。第一侧壁与中间部限定第一区，并且第二侧壁与中间部限定第二区。

如本发明中所使用的，“像素打印结构”是指在显示装置中与像素单元一一对应并且用于将墨（例如，OLED显示装置的有机功能材料）保持在对应的像素单元的第一电极上方的结构。所述墨在干燥后，形成显示装置中的功能层。

在本发明所提供的像素打印结构中，通过对像素打印结构进行划分，使其包括第一区和第二区，并且根据喷墨打印设备参数和要制作的显示装置的分辨率来适配第一区和第二区的划分，可以在不改变现有喷墨打印设备的基础上实现高分辨率产品的制作。

在一些实施例中，第一区为墨打印区，并且第二区为墨存储区。

在这样的像素打印结构中，注入到墨打印区中的墨用于形成单个像素单元的功能层，而喷嘴单次喷射的多余墨可以存储在墨存储区中。因此，通过使用本发明实施例提供的像素打印结构，可以在不改变现有喷墨打印设备的基础上实现高分辨率产品的制作。

在一些实施例中，第一区和第二区均为墨打印区。

在一些实施例中，中间部的高度低于第一侧壁和第二侧壁的高度。

在这样的像素打印结构中，由于中间部的高度低于第一侧壁和第二侧壁的高度，因此注入到第一侧壁与第二侧壁之间的墨的液面可以高于中间部的高度，从而使得墨在墨打印区和墨存储区之间适当分配。通过适当设置中间部与第一侧壁和第二侧壁之间的间距，可以调节分配在墨打印区中的墨的量，从而实现所期望的显示装置分辨率。在一些实施例中，像素打印结构还包括形成在基板上的抵靠第一侧壁的面向第二侧壁的表面的第一抵靠部；形成在基板上的抵靠第二侧壁的面向第一侧壁的表面的第二抵靠部；以及形成在中间部与基板之间的中间底部。

在这样的实施例中，当注入到像素打印结构中的墨的溶剂是亲水性的时，第一侧壁、第二侧壁和中间部的表面可以是疏水性的，并且第一抵靠部、第二抵靠部和中间底部的表面是亲水性的。相反，当注入到像素打印结构中的墨的溶剂是疏水性的时，第一侧壁、第二侧壁和中间部的表面可以是亲水性的，并且第一抵靠部、第二抵靠部和中间底部的表面是疏水性的。

在这样的像素打印结构中，具有与墨的溶剂的亲疏水性质相反的亲疏水性质的第一侧壁、第二侧壁和中间部能够抗住墨，使墨具有某种“形状”，从而减少或甚至消除分配后的墨的进一步流动。

进一步地，在这样的像素打印结构中，具有与墨的溶剂的亲疏水性质相同的亲疏水性质的第一抵靠部、第二抵靠部和中间底部布置能够使分配在墨打印区和墨存储区中的墨在干燥后在基板上均匀成膜，从而提高显示装置的显示质量。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，包括阵列基板、布置在阵列基板上的多个上述像素打印结构，以及在各个像素打印结构中成膜的墨。像素打印结构与阵列基板的像素单元一一对应。

在一些实施例中，第一区为墨打印区，并且第二区为墨存储区，像素打印结构的墨打印区与对应像素单元的第一电极区对应。

在一些实施例中，第一区和第二区均为墨打印区，像素打印结构与对应像素单元的第一电极区对应。

在本发明所提供的显示装置中，通过对像素打印结构进行划分，使其包括第一区和第二区，可以在不改变现有喷墨打印设备的基础上实现高分辨率。

在一些实施例中，阵列基板充当各个像素打印结构的基板。

在这样的显示装置中，将阵列基板复用为像素打印结构的基板，可以减小显示装置的总体厚度，简化工艺流程，并且降低制造成本。

根据本发明的又一方面，提供了一种像素打印结构的制作方法。该方法包括在基板上形成第一侧壁和第二侧壁，以及第一侧壁与第二侧壁之间的中间部。第一侧壁与中间部限定第一区，并且第二侧壁与中间部限定第二区。

在一些实施例中，第一区为墨打印区，并且第二区为墨存储区。

在一些实施例中，第一区和第二区均为墨打印区。

在一些实施例中，采用半阶调掩模同时制作第一侧壁、第二侧壁和中间部，并且中间部的高度低于第一侧壁和第二侧壁的高度。

在这样的方法中，采用半阶调掩模同时制作第一侧壁、第二侧壁和中间部可以简化工艺流程，从而降低制造成本。

在一些实施例中，第一侧壁、第二侧壁和中间部由光致抗蚀剂制成。

在一些实施例中，上述方法还包括在形成第一侧壁、第二侧壁以及中间部之前，在基板上形成第一抵靠部、第二抵靠部和中间底部。第一抵靠部抵靠第一侧壁的面向第二侧壁的表面，第二抵靠部抵靠第二侧壁的面向第一侧壁的表面，并且中间底部夹在中间部与基板之间。

根据本发明的再一方面，提供了一种喷墨打印方法。该喷墨打印方法使用上述像素打印结构，以用于形成显示装置中的功能层。该方法包括：将墨注入到第一侧壁和第二侧壁之间；干燥墨，使墨分别流入第一区和第二区；继续干燥墨，使墨在基板上成膜。

应当指出的是，本发明的所有方面具有类似或相同的示例实现和益处，在此不再赘述。

本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见并且将参照以下描述的实施例加以阐述。

附图说明

图1示意性地图示了根据本发明的实施例的像素打印结构的截面视图。

图2示意性地图示了根据本发明的实施例的像素打印结构的截面视图。

图3示意性地图示了根据本发明的实施例的像素打印结构与像素单元的关系。

图4（a）-4（c）示意性地图示了根据本发明的实施例的喷墨打印方法的各步骤。

具体实施方式

以下将结合附图详细描述本发明的示例性实施例。附图是示意性的，并未按比例绘制，且只是为了说明本发明的实施例而并不意图限制本发明的保护范围。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。为了使本发明的技术方案更加清楚，本领域熟知的工艺步骤及器件结构在此省略。

下面，参照附图通过举例的方式来说明根据本公开实施例的触摸面板、显示装置以及触摸面板的制造方法的具体实例。附图是示意性的，并未按比例绘制，且只是为了说明本公开的实施例而并不意图限制本公开的保护范围。

为便于描述，此处可以使用诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等等空间相对性术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个元件或部件之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外的使用或操作中的器件的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或部件“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或部件的“上方”。这样，示例性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向（旋转90度或在其他取向），此处所用的空间相对性描述符做相应解释。

应当指出的是，尽管以下实施例以OLED显示装置为例来说明本发明，但是如本领域技术人员将领会到的，本发明可以应用于任何能够采用喷墨打印方法制作功能层的显示装置，而不限于OLED显示装置。

目前已知的具有高分辨率的显示装置被称为视网膜显示装置。所谓视网膜显示装置是指，当显示装置的分辨率达到300ppi时，人眼难以分辨出显示屏中的单个像素单元。因此，以300ppi分辨率为例来对本发明所提供的像素打印结构进行理论分析。已知在300ppi分辨率的条件下，像素单元的典型尺寸为70×25μm。在OLED显示装置中，典型的开口率为像素单元面积的40%。假设在干燥墨后形成的有机功能层的厚度为300Å，所使用的墨水的浓度为1%，并且考虑到墨在注入过程中的攀爬问题，则形成单个像素单元的有机功能层所需要的墨体积近似为4pL。

然而，现有喷墨打印设备的比较成熟的喷嘴的最小单次喷射量为10pL，其大幅大于单个像素单元所需墨的体积。显然，在不进行改进的情况下，现有喷墨打印设备无法实现高分辨率的OLED显示装置的制作。

发明人还认识到，10pL墨在落到表面上时的面积为1200μm²，而单个像素单元的面积为70×25μm=1750μm²。由此可见，尽管10pL喷嘴无法用于喷射出单个像素单元的有机功能层所需要的墨，但是单个像素单元能够容纳10pL喷嘴单次所喷射的全部墨。

因此，提出了一种像素打印结构。如图1所示，像素打印结构包括基板100、位于基板100上的第一侧壁102和第二侧壁104，以及位于第一侧壁102与第二侧壁104之间的中间部106。第一侧壁102与中间部106限定第一区，并且第二侧壁104与中间部106限定第二区。

第一区和第二区的划分和作用取决于喷嘴所喷射的墨量与像素单元所需墨量之间的关系。当喷嘴所喷射的墨量大于像素单元所需墨量时，第一区为墨打印区，第二区为墨存储区；当喷嘴所喷射的墨量等于像素单元所需墨量时，第一区和第二区均为墨打印区。

当本发明所提供的像素打印结构包括墨打印区和墨存储区时，注入到墨打印区中的墨（例如，4pL）用于形成单个像素单元的有机功能层，而喷嘴单次喷射的多余墨（例如，6pL）可以存储在墨存储区中。因此，通过使用本发明实施例提供的像素打印结构，可以在不改变现有喷墨打印设备的基础上实现高分辨率产品的制作。

可选地，如图1所示，中间部106的高度低于第一侧壁102和第二侧壁104的高度。由于中间部106的高度低于第一侧壁102和第二侧壁104的高度，因此注入到第一侧壁102与第二侧壁104之间的墨的液面可以高于中间部106的高度，从而使得墨在墨打印区和墨存储区之间适当分配。通过适当设置中间部106与第一侧壁102和第二侧壁104之间的间距，可以调节分配在墨打印区中的墨的量，从而实现所期望的显示装置分辨率。

图2示意性地图示了根据本发明的另一实施例的像素打印结构的截面视图。如图2所示，除基板200、位于基板200上的第一侧壁202和第二侧壁204，以及位于第一侧壁202与第二侧壁204之间的中间部206之外，像素打印结构还包括形成在基板200上的抵靠第一侧壁202的面向第二侧壁204的表面的第一抵靠部208；形成在基板200上的抵靠第二侧壁204的面向第一侧壁202的表面的第二抵靠部210；以及形成在中间部206与基板200之间的中间底部212。

在这样的实施例中，当注入到像素打印结构中的墨的溶剂是亲水性的时，第一侧壁202、第二侧壁204和中间部206的表面是疏水性的，并且第一抵靠部208、第二抵靠部210和中间底部212的表面是亲水性的。相反，当注入到像素打印结构中的墨的溶剂是疏水性的时，第一侧壁202、第二侧壁204和中间部206的表面是亲水性的，并且第一抵靠部208、第二抵靠部210和中间底部212的表面是疏水性的。

具有与墨的溶剂的亲疏水性质相反的亲疏水性质的第一侧壁202、第二侧壁204和中间部206能够抗住墨，使墨具有某种“形状”，从而减少或甚至消除分配后的墨的进一步流动。

具有与墨的溶剂的亲疏水性质相同的亲疏水性质的第一抵靠部208、第二抵靠部210和中间底部212布置能够使分配在墨打印区和墨存储区中的墨在干燥后在基板上均匀成膜，从而提高显示装置的显示质量。

本发明还提供了一种显示装置，包括阵列基板、布置在阵列基板上的多个上述像素打印结构，以及在各个像素打印结构中成膜的墨。图3示意性地图示了根据本发明的实施例的像素打印结构与像素单元的关系。如图3所示，像素打印结构与像素单元对应，并且像素打印结构的墨打印区与像素单元的第一电极区对应。

可选地，阵列基板充当各个像素打印结构的基板。在这样的显示装置中，将阵列基板复用为像素打印结构的基板，可以减小显示装置的总体厚度，简化工艺流程，并且降低制造成本。

另外，本发明提供了一种像素打印结构的制作方法。该方法包括在基板上形成第一侧壁和第二侧壁，以及第一侧壁与第二侧壁之间的中间部。第一侧壁与中间部限定墨打印区，并且第二侧壁与中间部限定墨存储区。

在一些实施例中，采用半阶调掩模同时制作第一侧壁、第二侧壁和中间部，并且中间部的高度低于第一侧壁和第二侧壁的高度。例如，第一侧壁、第二侧壁和中间部由光致抗蚀剂制成。在这样的方法中，采用半阶调掩模同时制作第一侧壁、第二侧壁和中间部可以简化工艺流程，从而降低制造成本。

在一些实施例中，上述方法还包括在形成第一侧壁、第二侧壁以及中间部之前，在基板上形成第一抵靠部、第二抵靠部和中间底部。第一抵靠部抵靠第一侧壁的面向第二侧壁的表面，第二抵靠部抵靠第二侧壁的面向第一侧壁的表面，并且中间底部夹在中间部与基板之间。

进一步地，本发明提供了一种喷墨打印方法。该喷墨打印方法使用上述像素打印结构，以用于形成显示装置中的功能层。

图4（a）-4（c）示意性地图示了该方法的各步骤。首先，如图4（a）所示，将墨300注入到第一侧壁202和第二侧壁204之间。然后，如图4（b）所示，干燥墨，使墨分别流入第一区和第二区。最后，如图4（c）所示，继续干燥墨，使墨在基板200上成膜。

应当指出的是，尽管图4（a）-4（c）以图2中所示的像素打印结构为例图示了根据本发明实施例的喷墨打印方法，但是如本领域技术人员将领会到的，喷墨打印方法可以使用任一种如本发明实施例所提供的像素打印结构。

本发明的概念可以广泛应用于任何具有显示功能的系统，包括台式计算机、膝上型计算机、移动电话、平板电脑等。另外，尽管上文已经详细描述了几个实施例，但是其它修改是可能的。例如，可以将组件添加到所描述的系统或者从所描述的系统移除。其它实施例可以在本发明的范围内。本领域技术人员鉴于本发明的教导，可以实现众多变型和修改而不脱离于本发明的精神和范围。