喷墨打印成膜方法

摘要

本公开提供一种喷墨打印成膜方法。所述方法包括：喷墨打印步骤：在基板上通过喷墨打印形成墨水的液滴；和旋转干燥步骤：在使基板旋转的同时，干燥基板上的墨水的液滴，从而使墨水的液滴形成膜。所述方法可提高喷墨打印器件性能，提高整个基板的成膜均匀性。

权利要求

1.一种喷墨打印成膜方法，所述方法包括：

喷墨打印步骤：在基板上通过喷墨打印形成墨水的液滴；和真空旋转干燥步骤：在使基板旋转的同时，真空干燥基板上的墨水的液滴，从而使墨水的液滴形成膜，其中在所述真空旋转干燥步骤中，使所述基板以150至800转/分钟的速度旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述喷墨打印步骤和所述真空旋转干燥步骤之间的预干燥步骤：将墨水的液滴预干燥，以除去液滴中的部分溶剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述真空旋转干燥的真空度是2至100pa。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述真空旋转干燥进行1至30分钟。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述预干燥选自真空预干燥和加热预干燥中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述预干燥是真空预干燥，并且所述真空预干燥的真空度是1000至20000pa。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述真空预干燥进行1至5分钟。

8.根据权利要求2所述的方法，其中所述预干燥步骤和所述真空旋转干燥步骤在同一真空干燥腔中进行，其中所述真空干燥腔具有用于放置所述基板的基板放置机台，其中所述基板放置机台具有旋转的功能。

9.根据权利要求2所述的方法，其中所述预干燥步骤是在25至50℃加热1至10分钟的预干燥步骤，并且所述真空旋转干燥步骤是在25至50℃加热1至15分钟的真空旋转干燥步骤。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述喷墨打印步骤中，形成的墨水的液滴的大小是1至30pl。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板是用于发光显示中的彩色滤光片、有机薄膜晶体管、金属电极或三维隔离墙的基板。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板是用于发光器件的基板，其中形成的膜包括空穴注入层、空穴传输层和发光层中的一种或多种。

说明书

喷墨打印成膜方法

技术领域

[0001] 本公开涉及喷墨打印成膜方法。

背景技术

[0002] 在各种成膜技术中，溶液成膜技术越来越受到人们的重视。所谓溶液成膜，即把所需材料经过处理，例如分散成纳米级的微小颗粒，然后溶解在相应的溶剂中，再利用其他设备将该溶液淀积在基板表面，待溶剂蒸发后，即可在基板表面形成所需薄膜。

[0003] 喷墨打印是溶液成膜技术中较为重要的一种，并因其具有操作简单、成本低廉、工艺简单、及易于实现大尺寸等优点，而被广泛应用于制备发光显示中的彩色滤光片、有机薄膜晶体管、金属电极以及三维隔离墙等，以及用于制备发光器件，都取得了很好的成果。尤其是在有机发光器件(OLED)等自发光器件的加工生产中，喷墨打印因其成本低、效率高等多重优势备受瞩目。

[0004] 申请人在实践中发现，尽管喷墨打印具有诸多的技术优势，但喷墨打印的成膜在性能上相对传统的蒸镀等有所不足，因此本领域，尤其是在在基板上形成阵列式的打印图案形式的薄膜等具体应用中，依旧存在改进喷墨打印技术的需要。。

[0005] 另外，在喷墨打印后的真空干燥的过程中，由于真空干燥抽气口的位置固定，致使整块基板的不同位置成膜均匀性不一致。

发明内容

[0006] 因此，需要提供一种喷墨打印成膜方法，所述方法可以使喷墨打印具有良好的成膜状态，从而提高喷墨打印器件性能。

[0007] 另外，还需要提供一种喷墨打印成膜方法，所述方法可以提高整个基板的成膜均匀性，不会由于真空干燥抽气口的位置固定，致使整块基板的不同位置成膜均匀性不一致。

[0008] 因此，在本公开的一个方面，提供一种喷墨打印成膜方法，所述方法包括：

[0009] 喷墨打印步骤：在基板上通过喷墨打印形成墨水的液滴；和，

[0010] 旋转干燥步骤：在使基板旋转的同时，干燥基板上的墨水的液滴，从而使墨水的液滴形成膜。

[0011] 根据本公开的一个实施方案，所述方法还包括：在喷墨打印步骤和旋转干燥步骤之间的预干燥步骤：将墨水的液滴预干燥，以除去液滴中的一部分溶剂。

[0012] 根据本公开的另一个实施方案，在所述旋转干燥步骤中，使所述基板以50至1000转/分钟或者100至800转/分钟的速度旋转。

[0013] 根据本公开的另一个实施方案，所述旋转干燥选自真空旋转干燥和加热旋转干燥中的至少一种。

[0014] 根据本公开的另一个实施方案，所述旋转干燥是真空旋转干燥，并且所述真空旋转干燥的真空度是2至100pa。

[0015] 根据本公开的另一个实施方案，所述真空旋转干燥进行1至30分钟。

[0016] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥选自真空预干燥和加热预干燥中的至少一种。

[0017] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥是真空预干燥，并且所述真空预干燥的真空度是1000至20000pa。

[0018] 根据本公开的另一个实施方案，所述真空预干燥进行1至5分钟。

[0019] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤和所述旋转干燥步骤在同一真空干燥腔中进行，其中所述真空干燥腔具有用于放置所述基板的基板放置机台，其中所述基板放置机台具有旋转的功能。

[0020] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤是在25至50℃加热1至10分钟的预干燥步骤，并且所述旋转干燥步骤是在25至50℃加热1至15分钟的旋转干燥步骤。

[0021] 根据本公开的另一个实施方案，在所述喷墨打印步骤中，形成的墨水的液滴的大小是1至30pl。

[0022] 根据本公开的另一个实施方案，所述基板是用于发光显示中的彩色滤光片、有机薄膜晶体管、金属电极或三维隔离墙的基板。

[0023] 根据本公开的另一个实施方案，所述基板是用于发光器件的基板，其中形成的膜包括空穴注入层、空穴传输层和发光层中的一种或多种。

[0024] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤和所述旋转干燥步骤在相同或不同的设备中进行。

[0025] 通过本公开的方法，可以使喷墨打印成膜状态良好，从而提高喷墨打印器件性能，提高整个基板的成膜均匀性，不会由于真空干燥抽气口的位置固定，致使整块基板的不同位置成膜均匀性不一致。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的示例性实施例，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获得其他的附图。

[0027] 图1是根据本公开的一个方面的喷墨打印成膜方法的流程图。

[0028] 图2是根据本公开的一个实施方案的用于实施本公开的方法的真空干燥腔的示意图。

[0029] 图3是根据本公开的一个实施方案喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴在预干燥之前的示意图。

[0030] 图4是根据本公开的一个实施方案喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴在预干燥之后的示意图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本公开的具体实施方案，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方案和/或实施例仅仅是本公开一部分实施方案和/或实施例，而不是全部的实施方案和/或实施例。基于本公开中的实施方案和/或实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案和/或所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

[0032] 本公开的发明人发现：通过在喷墨打印干燥成膜过程中，加入旋转工艺，喷墨打印成膜界面性能良好，其成膜的发光器件的效率接近传统的旋涂等技术。因此，本公开的发明人提出了一种用于解决上述问题的方法，具体为在喷墨打印干燥成膜过程中，加入旋转步骤，以便基板边旋转，边进行干燥，使得喷墨打印成膜状态良好，从而提高喷墨打印器件的效能。同时由于旋转步骤的加入，提高整个基板的成膜均匀性，进一步提高器件效能。

[0033] 在本文中，如果没有另外指出，膜和层可以互换地使用。

[0034] 如图1所示，在本公开的一个方面，提供一种喷墨打印成膜方法。所述方法包括：

[0035] 喷墨打印步骤S10：在基板上通过喷墨打印形成墨水的液滴；和，

[0036] 旋转干燥步骤S30：在使基板旋转的同时，干燥基板上的墨水的液滴，从而使墨水的液滴形成膜。

[0037] 上述工艺可以使喷墨打印成膜状态好，提高喷墨打印器件性能；并且可以提高整个基板的成膜均匀性。

[0038] 根据本公开的一个实施方案，所述方法还可以包括：在喷墨打印步骤S10和旋转干燥步骤S30之间的预干燥步骤S20：将墨水的液滴预干燥，以除去液滴中的一部分溶剂。

[0039] 在基板上，可以具体用于限定像素的像素界定层，例如像素界定层可以为梯形形状。在像素界定层内，通过喷墨打印形成墨水的液滴。在预干燥之后，喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴低于所需形状的像素界定层的顶部。此时进行旋转干燥，可以有利于使墨水的液滴在所需形状的像素界定层内形成膜。

[0040] 根据本公开的另一个实施方案，在所述旋转干燥步骤S30中，可以使所述基板以50至1000转/分钟或者100至800转/分钟的速度旋转。旋转速度的下限可以例如为60转/分钟，70转/分钟，80转/分钟，90转/分钟，100转/分钟，150转/分钟或者200转/分钟。旋转速度的上限可以例如为950转/分钟，900转/分钟，850转/分钟，750转/分钟，600转/分钟，500转/分钟或者400转/分钟。

[0041] 根据本公开的另一个实施方案，所述旋转干燥可以选自真空旋转干燥和加热旋转干燥中的至少一种。

[0042] 根据本公开的另一个实施方案，所述旋转干燥可以是真空旋转干燥，并且所述真空旋转干燥的真空度可以是2至100pa。真空度的下限可以例如为3pa，4pa，5pa，6pa，7pa，8pa，9pa或10pa。真空度的上限可以例如为95pa，90pa，80pa，75pa，70pa，65pa，60pa或55pa。

[0043] 根据本公开的另一个实施方案，所述真空旋转干燥可以进行1至30分钟，例如2至25分钟，或者2至20分钟。

[0044] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥可以选自真空预干燥和加热预干燥中的至少一种。

[0045] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥可以是真空预干燥，并且所述真空预干燥的真空度可以是1000至20000pa。真空度的下限可以例如为1500pa，2000pa，2500pa，3000pa，3500pa，4000pa，4500pa或5000pa。真空度的上限可以例如为18000pa，16000pa，
14000pa，12000pa，10000pa，9000pa，8000pa或7000pa。

[0046] 根据本公开的另一个实施方案，所述真空预干燥可以进行1至5分钟，例如2至4分钟，或者约3分钟。

[0047] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤S20和所述旋转干燥步骤S30可以在同一真空干燥腔中进行，其中所述真空干燥腔可以具有用于放置所述基板的基板放置机台，其中所述基板放置机台具有旋转功能，例如可以具有以0至25000转/分旋转的功能。所述真空干燥腔还可以具有加热装置，使得所述预干燥步骤S20和所述旋转干燥步骤S30可以采用旋转真空干燥、旋转加热干燥，以及旋转加热真空干燥的方式进行。

[0048] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤S20可以是在25至50℃加热1至10分钟的预干燥步骤S20，例如在25至45℃加热2至8分钟的预干燥步骤S20；并且所述旋转干燥步骤S30可以是在25至50℃加热1至15分钟的旋转干燥步骤S30，例如在25至45℃加热2至12分钟的旋转干燥步骤S30。

[0049] 根据本公开的另一个实施方案，在所述喷墨打印步骤S10中，形成的墨水的液滴的大小可以是1至30pl，例如2至20pl。

[0050] 根据本公开的另一个实施方案，所述基板可以是用于发光显示中的彩色滤光片、有机薄膜晶体管、金属电极或三维隔离墙的基板。

[0051] 根据本公开的另一个实施方案，所述基板是用于发光器件的基板，其中形成的膜包括空穴注入层、空穴传输层和发光层中的一种或多种。

[0052] 根据本公开的另一个实施方案，所述预干燥步骤S20和所述旋转干燥步骤S30可以在相同或不同的设备中进行。

[0053] 在本公开的另一个方面，还可以提供一种用于形成包括空穴注入层、空穴传输层和发光层的发光器件的方法，所述方法包括：由上面所述的喷墨打印成膜方法形成空穴注入层、空穴传输层和发光层中的任何一层或多层。

[0054] 根据本公开的另一个实施方案，可以提供由上面所述的用于形成包括空穴注入层、空穴传输层和发光层的发光器件的方法形成的发光器件。

[0055] 作为用于的喷墨打印发光器件的空穴注入层、空穴传输层和发光层的墨水，是OLED打印领域广泛研发和使用的材料，例如可以使用可商购自Merck公司的 系列墨水和可商购自Dupont的Lux 系列墨水，也可自行研发配制。本申请的喷墨打印工艺不局限于此。

[0056] 在本公开的另一个方面，还可以提供一种用于形成OLED等发光器件的方法，这类发光器件通常为自发光器件。本领域技术人员公知，此类自发光器件包括发光层，还包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子输送层等中的一层或多层，所述方法包括：由上面所述的喷墨打印成膜方法形成自发光器件结构中的任何一层或多层，例如空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层、电子输送层等。

[0057] 根据本公开的另一个实施方案，可以提供由上面所述的用于形成OLED等发光器件的的方法形成的发光器件。

[0058] 图2是根据本公开的一个实施方案的用于实施本公开的方法的真空干燥腔的示意图。如图2中所示，所述真空干燥腔10具有用于放置所述基板30的基板放置机台20，其中所述基板放置机台20具有旋转的功能。在真空干燥步骤中，可以将喷墨打印后的基板30放置在真空干燥腔10的基板放置机台20上，在使基板放置机台20旋转的同时，真空干燥基板30中的墨水的液滴。

[0059] 图3是根据本公开的一个实施方案喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴在预干燥之前的示意图，以梯形形状的像素界定层为例。如图3中所示，在预干燥之前，喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴40超出梯形形状的像素界定层50。此时，进行预干燥，将像素界定层50内的墨水的液滴40的溶剂先除去一部分，从而使得喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴40低于梯形形状的像素界定层50的顶部。

[0060] 图4是根据本公开的一个实施方案喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴在预干燥之后的示意图，以梯形形状的像素界定层为例。如图4中所示，在预干燥之后，喷墨打印到基板上的像素界定层内的墨水的液滴低于梯形形状的像素界定层50的顶部。此时进行旋转干燥，可以有利于使墨水的液滴在梯形形状的像素界定层50内形成膜。

[0061] 通过本公开的方法，可以使喷墨打印成膜状态良好，从而提高喷墨打印器件性能，可以提高整个基板的成膜均匀性，不会由于真空干燥抽气口的位置固定，致使整块基板的不同位置成膜均匀性不一致。

[0062] 实验例：

[0063] 在如下中，如果没有具体表明，所述的份以及比例都按重量计。实施例用于举例说明的目的，而不应当认为限制其本公开的范围。

[0064] 下面的实施例是描述用于制备有机发光器件(OLED)的方法以用于说明本公开技术方案的应用效果。应当理解，所述方法也可用于制备有机薄膜晶体管、金属电极或三维隔离墙，而没有任何限制。

[0065] 实施例中所用到的装置和材料如下：

[0066] 旋转真空设备：图2所示的设备

[0067] 喷墨打印基板，以如下规格为例：

[0068] 分辨率：80PPI

[0069] 有效显示区(AA区)大小：10053.12μm*10053.12μm

[0070] AA区像素个数：32*32个

[0071] 像素大小：314.16μm*314.16μm

[0072] 开口率：32.83％

[0073] 墨水：以商购自Merck公司的 墨水为例。

[0074] 实施例1：

[0075] 在上面所述的基板上通过气相沉积形成厚度为 的氧化锡铟(ITO)透明导电膜。

[0076] 在形成有ITO透明导电膜的基板上通过蚀刻形成32*32个的像素限定区(层)，大小为314.16μm*314.16μm。

[0077] 在蚀刻形成的像素限定层内，使用喷墨打印机打印 系列墨水中的用于空穴注入层的墨水，从而在像素限定层内形成墨水的液滴，使得成膜后的用于空穴注入层的膜厚度为 将打印过的基板放置在图2所示的真空干燥腔中的基板放置机台上，在6000pa的真空下预干燥3分钟。此时，像素界定层内的墨水的液滴低于像素界定层的顶部。
然后，在使基板放置机台以500转/分钟的速度旋转的同时，使预干燥后的基板在50pa的真空下干燥10分钟成膜，从而形成空穴注入层。然后，在手套箱中，将成膜后的基板放置在热板上，在230℃的温度烘焙。

[0078] 然后，在空穴注入层上，使用喷墨打印机打印 系列墨水中的用于空穴传输层的墨水，从而在像素限定层内的空穴注入层上形成墨水的液滴，使得成膜后的用于空穴传输层的膜厚度为 将打印过的基板放置在图2所示的真空干燥腔中的基板放置机台上，在6000pa的真空下预干燥3分钟。此时，像素界定层内的墨水的液滴低于像素界定层的顶部。然后，在使基板放置机台以500转/分钟的速度旋转的同时，使预干燥后的基板在50pa的真空下干燥10分钟成膜，从而形成空穴传输层。然后，在手套箱中，将成膜后的基板放置在热板上，在180℃的温度烘焙。

[0079] 然后，在空穴传输层上，使用喷墨打印机打印 系列墨水中的用于发光层的墨水，从而在像素限定层内的空穴传输层上形成墨水的液滴，使得成膜后的用于发光层的膜厚度为 将打印过的基板放置在图2所示的真空干燥腔中的基板放置机台上，在6000pa的真空下预干燥3分钟。此时，像素界定层内的墨水的液滴低于像素界定层的顶部。
然后，在使基板放置机台以500转/分钟的速度旋转的同时，使预干燥后的基板在50pa的真空下干燥3分钟成膜，从而形成发光层。然后，在手套箱中，将成膜后的基板放置在热板上，在150℃的温度烘焙。

[0080] 然后，在蒸镀机台上，蒸镀氟化钠和铝分别作为电极，其中氟化钠的厚度为而铝的厚度为

[0081] 比较例1

[0082] 除了在形成空穴注入层、空穴传输层和发光层的过程中，在基板放置机台不旋转的情况下将预干燥后的基板进行真空干燥步骤之外，以与实施例1相同的方式进行。

[0083] 实施例1和比较例1的条件如表1中所示。

[0084] 表1

[0085]

[0086] 采用电流-电压-亮度(IVL)量测系统，测量实施例1和比较例1得到的器件的性能。测量结果如表2中所示。

[0087] 表2

[0088]

[0089] 由表2的数据可以看出，实施例1得到的器件的效能比比较例1得到的器件的效率(cd/A)@1kcd/m2和外量子效率(％)@1kcd/m2均高出44％左右，从而表明：在喷墨打印干燥成膜过程中，加入旋转步骤，以便基板边旋转，边进行真空干燥，使得喷墨打印成膜状态更接近旋涂的成膜状态，能够提高喷墨打印器件的效能。

[0090] 尽管上述实施例以OLED发光器件结构为例说明了本发明所公开的工艺具有的良好性能，对于其它可喷墨成膜的器件，申请人在工艺实践中发现适用于本公开的技术方案同样具有良好的成膜性能。

[0091] 显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。