OLED制备工艺报告

1激光热转印
激光热转印(Laser Induced Thermal Imaging,LITI)技术是一种全彩AMOLED像素图形制造技术。LITI技术有很多独特的优点,如精度高、可靠性好、转印的薄膜厚度均匀、具有多层薄膜叠加转移能力、分辨率高以及易于在大尺寸基板上生产等。LITI方法既可以使用热蒸发小分子材料也可以使用可溶性旋涂材料,是制造高分辨率、大尺寸全彩AMOLED的理想方法。激光感应热成像(即激光热转印)方法是利用一套供体胶片、一组高精度的激光曝光系统和一副衬底来完成的。激光成像系统由激光器、光波调节器、校准与光束扩张光学组件、衰减器、电流计和f-θ扫描透镜组成。盖形螺母
滚装码头
LITI过程描述如下:首先,将热转印的供体压在基质上,供体与受体表面必须紧密接触。然后,用激光束对供体的成像模板进行曝光,结果成像图案从供体接触面向传输层(光发射材料)释放,并附着在传输层的受体接触面上。最后,将使用过的供体剥离,这样在曝光区内的高分辨率条纹就被转印了。为了形成全彩的显示,顺序使用红、绿、兰3种供体胶片。LITI转印是一种具有独特优势的激光寻址高分辨率图形处理方法,例如,转印胶片的厚度极其均匀,多层叠的转印能力及具有可扩展性的大尺寸母板玻璃等等。由于这是一种干法工艺,
所以LITI转印不受转印层可溶性物质的影响。因此,我们能够提出衬层的可溶性空穴传输层的解决办法,并提高OLED的性能。LITI成像方法提供了具有极好的厚度均匀性的平直、光滑和均匀的成像条纹。光发射材料能够通过旋涂、丝网涂敷、或真空喷镀等方法涂敷到供体胶片之上。LITI成像精度高于±2.5μm,这种特殊的精度是LITI转印技术的一个与众不同的优点。采用LITI技术,能够获得超过200ppi的极高分辨率图像。与传统的精密掩膜板方法(极限分辨率为150ppi)相比,这是一个显著的性能特点。
1.1激光热转印方法:
LITI工作原理如图1所示
施主薄膜(Donor film)的结构可分为3层:聚合物基板、光热转换层和OLED材料层。OLED材料层的制作可采用常规的热蒸镀方法或溶解在溶剂中旋涂成膜。在激光转印过程中.光热转换层(Light-to-Heat Conversion,LTHC)吸收激光能量,转化为热能。使激光照射部位的OLED材料层脱离施主薄膜,转印到基板上。LITI的工作机制主要是黏附/脱离,其间也有很弱的烧蚀作用产生,在施主薄膜内部产生轻微的膨胀。
1.2 LITI OLED显示器的性能
AMOLED和AMPLED都可以采用LITI方法制作。就显示性能而言。采用热蒸镀成膜的小分子OLED要好于溶液成膜的高分子PLED。LITIOLED的器件结构与常规的OLED结构相同。虽然LITI工艺是在大气环境下进行的,但LITI OLED器件的效率和纯度完全可以和真空蒸镀的器件媲美。经过LITI工艺转印的OLED材料与热蒸镀的材料相比.在电性能方面有些微的不同。LITI工艺对OLED材料的电子迁移率、陷阱态密度和本征载流子密度有一定影响.但使用任何常用的分析仪器,包括透射电子显微镜的断层扫描。都未能发现二者在界面和膜层厚度上有明显差别。研究人员发现吗,在N2或惰性气体保护氛围下,LITI工艺制作的OLED器件的可靠性有所提高。
1.3 采用LITI工艺的主要厂商
三星SDI的LITIOLED中试生产线可以使用尺寸为730 mm×920mm的第4代玻璃基板。中试生产线主要由以下设备组成:l条玻璃清洗线;1台预处理设备;1台金属蒸镀设备;2台OLED材料蒸镀设备;l台施主薄膜处理设备;1个激光转印系统和1个封装系统。中试生产线的设备性能与常规的热蒸镀工艺基本相同,最主要的差别是中试生产线的OLED材料热蒸镀设备可以在柔性基板上镀膜。
1.4 LIPS工艺饲料加工工艺
SONY开发LIPS(Laser Induced Pattern wise Sablimation)激光转印技术,它是在将激光照射在已经涂布发光材料的玻璃表面所构成寄生体(donor)基板使发光材料升华,接着再转印到设置在对向位置的TFT基板表面,此时若对长膜部位照射选择性激光,可以获得无光罩的图案。为实现1920×1080分辨率,SONY采用了LIPS激光转印法来制备红、绿、蓝发光材料薄膜。由于不再使用荫罩,LIPS能够防止此前一直妨碍大型面板制造的荫罩变形所导致的图案精度降低。SONY表示,激光工艺是一种趋于成熟的、可靠性高的方法。另外,
通过采用并排多束激光结构,还可加快薄膜制备的速度,提高生产效率。此次SONY新工艺的意义在于从制造方法方面为大尺寸定下了目标。另外,还着眼于生产效率的提高,确定了开发的重心。
2 喷墨打印
喷墨打印(ink-jet printing, IJP)是通过微米级的打印喷头将空穴传输材料,以及红、绿、蓝三发光材料的溶液分别喷涂在预先已经图案化了的ITO衬底上的子像素坑中,形成红绿蓝三基发光像素单元。膜层的厚度由打印在像素内的溶质数量决定,通过调整溶剂的挥发性可得到厚度均匀的膜层。这种非接触式打印方式避免了对功能溶液的接触性污染。由于这种方法能极大地节省昂贵的发光材料, 而且通过使用有多个喷射口的喷头打印以大幅缩短制膜时间, 因此, 喷墨打印彩图案化技术在PLED制造领域已被确认为向产业化发展的主流技术,设备、原材料和器件制造工艺等在近几年都取得了很大的进展。喷墨打印技术不仅在PLED制造领域有所应用, 现在也是LCD彩滤光膜的新一代制造技术,与现有技术相比,在节约原料、降低成本方面优势显著。实时调试
喷墨打印技术需要准确的定位系统才能提高像素分辨率,对设备的精度要求较高。另外,
如何配制可打印的高效率发光材料溶液,实现厚度均匀的聚合物膜层是这种技术的关键。
Structure of full color PLED by ink-jet printing
喷墨打印制备的PLED结构简单,不需要如制备LCD所需的复杂的背光源和滤片,加上使用喷墨打印技术能够显著节省材料,因此用喷墨打印技术制备的PLED成本将有较大的下降空间。
2.1 喷墨打印技术工艺
一般来说,各喷射口喷出的液滴容量均衡性及喷射口喷出液滴运动轨迹与垂直方向的偏差度是衡量打印针头质量的关键因素。前者决定像素内薄膜的厚度及均匀性,后者则关系到液滴的定位准确性。
风门执行器使用喷墨打印技术制备高性能PLED显示屏必须具备3个条件, 即高精度喷墨打印设备、 高性能可溶性聚合物发光材料和打印墨水的配制。
2.1.1聚合物溶液
一般打印设备只能打印粘度在(1~20)×10-3Pa·s的溶液,因此需要调节聚合物溶液的浓度等参数以提高溶液的可打印性。通过选择不同的溶剂可以调整溶液的可打印性。由于聚合物链较长, 聚合物链间的相互缠绕也会影响溶液的可打印性。超声不会适使聚合物链断裂,超声可以打散链间的相互缠绕而提高了溶液的可打印性
2.1.2精确的定位
在喷墨打印PLED技术中,如何将喷射口准确定位在待打印像素点上使液滴能够准确落入相应位置,是制备PLED器件的关键。使液滴准确喷涂在像素点位置取决于两个条件:: 一是液滴离开喷射口时的运行轨迹与理想的喷射方向的误差,这与喷嘴的垂直偏差度及液滴的稳定性有关;二是因打印平台位移误差引起的喷射口的实际位置与理想位置的偏差。两者结合在一起造成液滴的定位偏差。
图4中,当喷射口的位置偏差(Δr)及液滴的运行轨迹不变时,只要把衬底从位置1调至位置2 ,即喷射口与衬底的间距减少了Δh,喷射偏差就减少了Δd。可见,在其它条件不变时,减少打印喷射口与衬底的距离可以有效抑制由于液滴的运行轨迹导致的偏差,提高液滴定位精度。
Influence of the distances between jet-nozzle and substrate on the drop site
对于高分辨率的PLED器件,单个红、绿、蓝子像素点的径度短至50μm,这样容量10pL、直径约30μm的液滴允许的定位误差仅为±10μm,而现有仪器的位移误差在5~10μm,喷头的垂直度偏差稍大或液滴下落轨迹稍有偏差,就会有部分液滴落在子像素范围外,甚至落入相邻的子像素单元内。减少喷嘴孔径至5pL的溶液量可以放宽定位
偏差。此外,用氟代烃处理衬底可以使像素坑沿对聚合物材料同时具有疏水疏油性而不影响ITO衬底的亲水性,这样可以促使因打印方向略有偏离而落到坑沿的聚合物液滴在表面排斥力的作用下自动滑入像素坑中。
使用压电 DOD喷头打印时,液滴的运动由喷射时离开喷嘴的速度决定,在空气阻力的作用下其运行轨迹会有所偏离, 也会影响定位的精确性。静电喷墨打印弥补了这个缺陷。在静电喷墨打印时,离开喷嘴的液滴受到来自喷嘴与衬底之间电场的加速,可以减少空气阻力的干扰,这样能更精确定位,实现高分辨率的PLED器件。
2.1.3薄膜厚度均匀性
喷墨打印成膜过程需要经历喷射、飞行、碰撞及铺展成膜几个环节(图5)。液滴离开喷嘴后飞行下落碰撞到衬底时,动能的作用使液滴自发铺开至最大,而液滴的表面张力又促使液滴回弹,这样的过程经过几次来回最后达到平衡状态形成稳定的薄膜。其中,溶液的粘度、溶液与衬底的接触角及衬底的表面能决定了溶液在衬底上的铺展性。为了制备点阵显示屏,既要使液滴准确落入预定位置,还要减少溶液与衬底的接触角,使溶液能铺满整个像素,因为液滴铺展的范围由接触角决定。
文具盒生产过程Processes of fikm formation in ink-jet deposition
实验表明:在没有做UV处理的ITO表面直接打印PEDOT溶液,溶液不能铺满整个像素单元。在UV处理15min后,ITO表面的油性物质被紫外光分解而使表面呈亲水性,使薄膜均匀并铺满整个像素。

本文发布于:2024-09-22 07:06:37,感谢您对本站的认可!

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