经验案例

喷墨打印OLED各个环节的难点(四)

发表日期:2022-02-21阅读量:379

上一期文章《喷墨打印OLED各个环节的难点(三)》中,介绍了喷墨打印OLED过程时墨水的调整方案和如何避免咖啡环效应,本次我们介绍一下墨滴定位偏差和控制。

 

喷墨打印机/打印头的重要技术指标包括液滴的定位精度、喷墨液滴体积、印刷可靠性和产量等。液滴下落的目标位置由显示屏的几何图案确定,液滴体积主要由打印头直径决定。由于显示屏的像素尺寸一般在微米量级,分辨率越高要求液滴的体积越小、定位越精确。比如在像素分辨率为100~150ppi(子像素大小约为85-55μm),35.56cm 的彩色显示基板上沉积1-2千万个直径约25μm液滴,液滴定位稍有偏差,就可能引起整个像素基板的印刷错误,所以要求打印头尺寸为10pL左右,液滴下落精度在±10μm内,才能获得印刷定位精确、高分辨率的器件。液滴定位偏差主要是由打印平台的机械偏移和液滴在打印头出口的偏移角度引起的。用于制造喷墨打印显示屏的设备一般都具备专业的高精度印刷平台(如气浮轴承平台),其可以达到机械位移精度的要求。

 

而液滴在打印头出口处的偏移角度受由打印头的设计和墨水的配方影响,因为用于生产显示屏的打印头都是经过专门设计制造的,对液滴偏移影响越来越小,液滴偏移角一般不超过10mrad。通过打印头的设计和墨水的优化,液滴偏移角度可达 ±2mrad,对应的印刷分辨率则可达到200ppi。此外,通过优化墨水的化学组成、调控基材表面的化学组成或物理结构等方法可以减少喷射墨滴的尺寸或者控制墨滴在基材表面的铺展润湿行为,也可以有效提高喷墨打印的分辨率。在制作OLED显示屏 中,这些提高印刷分辨率的方法都是非常重要的。另外基板的结构设计也是重要的影响因素。

 

基板结构设计
 

 

传统的无源有机发光显示屏(PMOLED)基板是由透明衬底①、电极②、绝缘层PI③、隔离柱RIB④依次层叠构成的(图A)。

图1传统的无源有机发光显示屏(PMOLED)基板(图A,B)和改进的基板(图C)的结构图

 

该基板结构虽然解决了使用蒸镀掩模板的高成本问题,但该基板用于全溶液加工技术制备显示屏面临以下3个问题:
 
1.隔离柱RIB④影响功能薄膜的质量;
2.功能薄膜的不均匀性容易引起阴极的断裂或气孔的出现,导致显示屏出现断路或短路;
3.电极②被刻蚀成条状,增大了透明电极的电阻,易引起器件电流注入困难和显示屏电流密度减小,导致显示屏驱动电压增大,发光亮度和发光效率降低。
 
新型的适合全印刷的点阵显示屏基板:在传统基板结构(图1A,B)的基础上,取消隔离柱RIB④,在经过简化的无隔离柱 RIB④的基板上,制备减少甚至无缺陷的全印刷有机电致发光点阵显示屏;从加大电极条②的宽度(图C)和发光区内引入高电导率导线(图C),从这两个方面优化基板结构,实现高亮度、高效率、长寿命、低成本的有机电致发光点阵显示屏。
 
参考资料:期刊《网印工业》2019年1月发表的《 OLED喷墨打印工艺介绍》

 

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