本发明涉及显示器制备技术领域，尤其涉及到一种印刷显示器件的制备方法。
背景技术：
溶液加工技术由于不需要昂贵的真空设备，可实现oled以及qled显示器低价格、大面积、规模化、高效率的生产而具有良好的发展前景。其中，喷墨打印技术通过将功能墨水有选择的沉积在对应像素内，不仅在无掩膜的情况下实现显示屏的彩色化，而且大大提高了材料的利用率，被认为是最能推动大面积柔性全彩显示屏产业化的图案化成膜技术。但喷墨打印制膜需要一个去溶剂干燥成膜过程，而这一过程决定了薄膜质量。通常情况下，液滴干燥过程常常会伴随“咖啡环现象”的发生，即干燥过程中液滴边缘接触线处溶剂挥发速度较快而形成由内向外的毛细流动，从而把溶质带到接触线处沉淀而形成薄膜周围厚中间薄的现象，如图1所示。同时，喷墨打印显示器时，基板上方溶液挥发的实际情况如图2所示，基板中心处的溶剂浓度大于边缘处，靠近边缘处溶剂挥发越容易，墨水干燥速率快；基板中心处溶剂挥发相对难，墨水干燥速率慢，造成墨水干燥过程中溶质向边缘移动，造成不同区域像素内薄膜形貌差异。对于光电显示器件而言，功能薄膜的不均匀性不仅会降低显示器发光均匀性，而且会严重影响其寿命。因此，调控墨水的干燥过程来提高打印薄膜的均匀性对于溶液加工的显示器尤为关键。
在实际喷墨打印制备显示器的过程中，液滴是在像素坑中沉积干燥成膜的。通常为了避免液滴的飞溅以及相邻像素点之间墨水的融合，像素界定层上半部分需要与液滴呈现疏液性质来保证打印分辨率；为了保证液滴在像素内的均匀铺展，需要将像素界定层下半部分进行亲水处理，提高液滴在像素内的浸润性，降低器件的漏电流。但这种具有分区域亲疏水特性的像素界定层的实现往往需要对多种材料进行反复多次对位、曝光、显影和刻蚀工艺，生产制作难度大，工艺复杂，制备成本居高不下。同时，对像素界定层底部的亲水处理也会增大液滴干燥过程中接触线在像素界定层边缘的钉扎效应，加剧“咖啡环”的形成，像素内薄膜的均匀性难以得到保证。而为了解决大面积上不同区域内像素的均匀性差异，常通过增加有效发光区域周边的试打印区来平衡边缘和中心处的溶剂氛围。虽然能提高像素均匀性但是增加了显示屏的变宽宽度，难以实现窄边框需求。这些问题在一定程度上限制了喷墨打印制备显示器的产业化进展。因此，现有技术有待改进和发展。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有技术中成膜工艺复杂、成本高，膜均匀性难以保证等问题，本发明的首要目的是提供一种简单易行、功能墨水成膜均匀性好、降低漏电流的印刷显示器件的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的目的在于提供一种印刷显示器件的制备方法，包括如下步骤：
s1、于衬底上沉积第一电极层；
s2、于所述第一电极层上制备像素界定层并形成bank结构及像素坑；
s3、于所述像素坑内喷墨打印功能层墨水，于所述bank结构的顶表面喷墨打印第二溶剂，于密封容器中蒸发所述第二溶剂，用所得第二溶剂的蒸汽对所述功能层墨水进行蒸汽处理，所述功能层墨水包括功能层材料和第一溶剂；
将蒸汽处理后的器件置于室温条件，空气环境或氮气环境下自然干燥；
然后再进行热处理，形成功能层；
s4、于所述功能层上沉积电子传输层以及第二电极层，封装后即得所述印刷显示器件。
在其中一些实施例中，所述第一溶剂的沸点不低于200℃。
在其中一些实施例中，所述第二溶剂的沸点不高于100℃。
在其中一些实施例中，所述第一溶剂的表面张力大于所述第二溶剂的表面张力。
在其中一些实施例中，所述蒸汽处理中，功能层墨水上方的所述第二溶剂的蒸汽的厚度为1-3cm。
在其中一些实施例中，所述空气环境包括：空气湿度为50-60％，压强为标准大气压106pa；所述氮气环境包括：水、氧气含量均小于1ppm，氮气压强为200-500pa。
在其中一些实施例中，所述墨水中的功能材料包括空穴注入材料、空穴传输材料或发光材料；所述印刷显示器件为oled或qled。
在其中一些实施例中，所述热处理的温度大于所述第一溶剂的沸点。
本发明的另一目的在于提供一种印刷显示器件，采用上述的制备方法而制造。
本发明的另一目的在于提供一种电子机器，搭载了上述的印刷显示器件。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明于像素坑内喷墨含有第一溶剂的打印功能层墨水，于bank结构的顶表面喷墨打印第二溶剂，于密封容器中蒸发第二溶剂，用所得第二溶剂的蒸汽对功能层墨水进行蒸汽处理，通过bank结构顶表面第二溶剂挥发，降低显示基板不同区域像素坑内的墨水上方溶剂浓度差异，保证了不同区域像素bank内相同的薄膜形貌。此外，bank结构的顶表面的低沸点溶剂向像素坑内功能墨水的扩散，减缓功能墨水在像素界定层内壁上接触线的钉扎以及在墨水内部形成由外向内的马兰哥尼流，抑制了干燥过程中“咖啡环”的形成，提高像素界定层功能薄膜的均匀性。同时，扩散的第二蒸汽降低了像素边缘处功能墨水的表面张力，在不需要对像素界定层下半部分进行亲液处理的前提下提高了墨水在像素内的铺展性，有效降低器件的漏电流。
进一步地，本发明还存在优选方案：
本申请还进一步限定第一溶剂的沸点不低于200℃，第二溶剂的沸点不高于100℃；第一溶剂的沸点不低于200℃能够保证喷墨打印过程的稳定性，并使其具备较低的挥发速率，保证了蒸汽干燥过程中第二溶剂对功能墨水的充分扩散，在一定程度上调整功能墨水物理成分而起到改善成膜均匀性的作用；第二溶剂的沸点不高于100℃使其具备较快的挥发速率能保证在功能墨水开始干燥前形成第二溶剂蒸汽将像素坑内功能墨水笼罩，并且实现向功能墨水的扩散；
本申请还对墨水上方的第二溶剂的蒸汽的厚度为1-3cm，能够大大减小墨水上方蒸汽差异，保证成膜均匀性。
附图说明
图1为“咖啡环”现象的过程原理示意图；
图2为现有技术中打印后基板上方溶剂挥发示意图；
图3为基于本发明实施例中印刷显示器件制备方法流程图；
图4为本发明实施例中含有第一溶剂的功能墨水和第二溶剂喷墨分布示意图；
图5为本发明实施例中功能墨水滴落在像素界定层的像素坑内的截面示意图；
图6为本发明实施例中含有第一溶剂的功能墨水在第二溶剂蒸汽氛围中进行蒸汽处理及墨水流向示意图；其中直线箭头代表第一溶剂的流向，弯曲线箭头代表第二溶剂的流向；
图7为本发明墨水干燥方式下蒸汽处理后像素内墨水自然干燥过程中溶质流向的示意图；
图8为本发明实施例中功能墨水完全干燥后形成功能层的形貌示意图；
图9为本发明实施例中制备的显示屏器件结构示意图；
附图标记说明：1是tft背板(衬层)、2是ito阳极(第一电极层)、3是像素界定层(bank)、4是功能墨水、5是第二溶剂、6是密闭容器、7是第二溶剂蒸汽、8是空穴注入层/空穴传输层(hil/htl)、9是发光层(eml)、10是电子传输层、11是阴极(第二电极)、12是封装层。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的墨水成膜方法及有机电致发光装置制作方法作进一步详细的说明。
实施例
请参见图3，本实施例一种印刷显示器件的制备方法，包括如下步骤：
s1、于衬底上沉积第一电极层；
s2、于所述第一电极层上制备像素界定层并形成bank结构及像素坑；本实施例的像素界定层具有疏液特性，不需要像素界定层的结构进行亲水处理就可以保证像素内成膜均匀性；
s3、于所述像素坑内喷墨打印功能层墨水，于所述bank结构顶表面喷墨打印第二溶剂，于密封容器中蒸发所述第二溶剂，用所得第二溶剂的蒸汽对所述功能层墨水进行蒸汽处理，所述功能层墨水包括功能层材料和第一溶剂；
将蒸汽处理后的器件置于室温条件，空气环境或氮气环境下自然干燥；
然后再进行热处理，形成功能层，热处理的温度应高于第一溶剂的沸点，以将所得薄膜中残余的溶剂去除干净；
s4、于所述功能层上沉积电子传输层以及第二电极层，封装后即得所述印刷显示器件。
在一些实施例中，所述第一溶剂的沸点不低于200℃。
在一些实施例中，所述第二溶剂的沸点不高于100℃。
在一些实施例中，所述第一溶剂的表面张力大于所述第二溶剂的表面张力。在本发明的实施例中，功能层墨水的表面张力控制在25-40mn/m，在该表面张力范围内满足所述第一溶剂的表面张力大于所述第二表溶剂的表面张力即可实现本发明的效果。
在一些实施例中，所述蒸汽处理中，功能层墨水上方的所述第二溶剂的蒸汽的厚度为1-3cm。蒸汽处理的时间一般随第一溶剂沸点的增加而增加，在本发明实施例中，第一溶剂的沸点不低于200℃时，蒸汽处理的时间一般不少于30min。
在一些实施例中，所述空气环境包括：空气湿度为50-60％，压强为标准大气压106pa；所述氮气环境包括：水、氧气含量均小于1ppm，氮气压强为200-500pa。
在一些实施例中，所述墨水中的功能材料包括空穴注入材料、空穴传输材料或发光材料；所述印刷显示器件为oled或qled。
在一些实施例中，所述热处理的温度大于所述第一溶剂的沸点。
本发明的另一目的在于提供一种印刷显示器件，采用上述的制备方法而制造。
本发明的另一目的在于提供一种电子机器，搭载了上述的印刷显示器件。
为了使得上述实施例内容更加详细、具体、便于理解，现对印刷显示器件的制备方法举例如下：
s1、于衬底(tft背板)上沉积第一电极层(ito阳极)；
s2、于所述第一电极层上制备像素界定层并形成bank结构及像素坑；
s3、控制第一喷头在像素坑内喷墨打印含有第一溶剂的功能墨水(如图4，图5所示)；控制第二喷头在bank结构的顶表面喷墨打印第二溶剂(如图4，图5所示)；于密闭静置条件下蒸发bank结构的顶表面的第二溶剂并用其蒸汽对像素坑内的功能墨水进行蒸汽处理(如图6所示)；
将蒸汽处理充分的器件置于室温条件下自然干燥，得到薄膜(如图7所示)；
热处理自然干燥的薄膜，使其完全交联固化形成功能层(如图8、图9所示)。
s4、于所述功能层上沉积电子传输层以及第二电极层，封装后即得所述印刷显示器件(如图8、图9所示)。
步骤s3中，为了保证喷墨打印过程的稳定性，在本实施案例中要求第一溶剂具有不低于200℃的沸点。第一溶剂的挥发速率也保证了干燥过程中第二溶剂对墨水的充分扩散，在一定程度上调整功能墨水物理成分而起到改善成膜均匀性的作用。
步骤s3中，第二溶剂首先为待干燥功能墨水所含功能材料的良性溶剂，这样第二溶剂蒸汽扩散过程中不会造成溶质的析出而加速接触线的钉扎；其次第二溶剂需要具有较低的沸点，在本实施案例中要求第二溶剂具有不高于100℃的沸点，进一步的，所述第二溶剂的表面张力必须低于功能墨水第一溶剂的表面张力，在干燥过程中第二溶剂向功能墨水扩散容易在功能墨水内部形成由外向内的表面张力，有利于功能材料的均匀沉积。
步骤s3中，所述喷墨打印完成后的具有像素界定层的衬底需置于密封装置中静置，要求密封装置长宽与基板尺寸相同，高度在1-3cm范围内。这样，低沸点的第二溶剂快速挥发，使得密闭容器内充满第二溶剂的蒸汽。在第二溶剂的蒸汽氛围内，像素坑内功能墨水上方第二溶剂氛围差异大大减小，保证了不同区像素bank内形成薄膜的均匀性；继续静置第二溶剂蒸汽向像素bank内的功能墨水扩散，改变像素bank内的功能墨水性质。为了确保第二溶剂在功能墨水中较高的扩散浓度，一般蒸汽处理的时间随着第一溶剂的沸点增高而增加，在本实施案例中，在将喷墨打印完的器件置于密闭装置中静置的第一阶段，由于bank结构顶表面第二溶剂沸点低挥发很快，在密封装置内形成第二溶剂的蒸汽氛围。使得整个器件像素区域具有大致相同的气氛浓度，整个器件像素坑内的溶剂挥发速度大致相同，从而避免了由于器件上方溶剂氛围不同造成的像素不均匀。继续静置，bank结构顶表面的第二溶剂蒸汽开始向像素坑内的功能墨水扩散，开始蒸汽处理作用。如图6所示，墨水在疏水像素坑内的功能墨水液面向外凸，在像素边缘处的功能墨水边缘曲率半径r大于像素中心处。根据开尔文公式
步骤s3中，将密闭容器内蒸汽处理后的基板置于空气或者氮气下室温自然干燥。通常空穴注入材料墨水需置于空气中室温自然干燥，而空穴传输材料、发光材料等需置于氮气环境下室温自然干燥。为了保证自然干燥中溶剂挥发的均匀性，需要调控干燥环境的温度、湿度、气压保持稳定。在本实施案例中，干燥温度为25℃：空气湿度为50-60％，压强为标准大气压106pa。
步骤s3中，将自然干燥所得薄膜置于加热板上进行热处理。其中，热处理的温度需高于选用第一溶剂的沸点，确保将薄膜中残留的溶剂去除干净，得到完全交联固化的薄膜。
重复步骤s1-s5，在像素坑内喷墨打印制备空穴注入层(hil)和/或空穴传输层(htl)8、发光层(eml)9(如图8)，最后进行所述步骤s6，在喷墨打印的有机功能层上依次蒸镀电子传输层10和阴极11，形成oled器件并进行封装(封装层为图9中12)，完成显示屏的制备(如图9)。
在本实施例方案中，喷墨打印设备包含第一喷头和第二喷头，通过第一喷头在像素坑内喷墨打印含有第一溶剂的功能墨水，并通过第二喷头在bank结构顶表面喷墨打印低沸点低表面能的第二溶剂。在干燥过程中，低沸点第二溶剂挥发较快，一方面能平衡像素界定层上方由于像素坑内功能墨水溶剂挥发造成的边缘和中心处的溶剂氛围差异，改善素界定层不同区域成膜的均匀性；另一方面，bank结构顶表面低沸点低表面张力的第二溶剂会向像素坑内的墨水扩散，墨滴边缘处的蒸汽扩散速率大于墨滴中心，从而在墨滴表面形成表面张力差，形成由边缘向中心的马兰哥尼流，有效抑制像素内“咖啡环”的形成；同时，随着溶剂蒸汽的扩散，功能墨水墨滴的表面张力降低，能提高功能墨水与像素坑底部的浸润性，使得功能墨水在整个像素区域的均匀成膜，有效抑制漏电流的产生。本发明方法操作简单易行，在不需要优化像素界定层以及墨水配方的前提下，无需在显示屏有效发光区域增加试打印区，通过干燥环境的控制来提高了整个器件像素内的成膜均匀性，有效的提高了显示器的性能，同时实现了窄边框显示器的制备。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。