[发明专利]一种应用于印刷墨滴的压电喷墨系统及其优化方法

说明书

本发明公开了一种应用于印刷墨滴的压电喷墨系统，包括中央控制系统、压电喷墨子系统和墨滴优化系统，压电喷墨子系统和墨滴优化系统均分别与中央控制系统连接；压电喷墨子系统包括压电驱动模块、压电喷头和供墨组件，压电驱动模块与中央控制系统连接，压电喷头包括多个喷嘴，压电喷头与压电驱动模块连接，供墨组件与压电喷头连接；墨滴优化系统包括多通道升温装置和温控调节装置，多通道升温装置内设置多个与压电喷头上的喷嘴相应的加热通道，温控调节装置用于对中各加热通道的温度进行调节。还提供了相应的优化方法。主墨滴与卫星滴共同进入多通道升温装置，经加热后将卫星滴完全挥发，主墨滴进一步缩小，克服了喷头尺寸对超高精度印刷的限制。

技术领域

本发明涉及印刷电子领域，更具体地说，涉及一种应用于印刷墨滴的压电喷墨系统及其优化方法。

背景技术

喷墨印刷技术作为一种无接触、无压力、无掩模的印刷技术，可以将很小的液滴（体积为皮升或者飞升）精确喷涂在所需的位置，溶剂挥发干燥固化后形成薄膜。喷墨印刷工艺具有低成本、大面积、绿色环保等优势，使该技术逐渐成为湿法制备微电子器件，如有机电致发光OLED器件（特别是有机全彩显示屏）、LCD中的彩色滤光片、有机薄膜场效应晶体管、LED封装和可穿戴电子器件等，受到学术界和产业界越来越广泛的关注。

然而目前在超高精度印刷领域存在着很多的生产工艺局限性，技术上的难点一直制约着喷墨印刷制备高质量膜层和超精度显示器件的发展。例如，若采用喷墨印刷的技术工艺制备超高分辨率的显示屏幕，首先必须要采用直径极小的喷墨头，现在采用的喷头直径最小都在微米级，喷头的制造技术要求极高，价格昂贵，工作过程中容易出现故障，且制备出的屏幕与蒸镀技术相比仍存在不小的差距；除此之外，喷墨印刷的工艺稳定性较差，在印刷的过程中极易出现墨滴拖尾现象，使得最终沉积在基板上的主墨滴周围产生杂乱的卫星滴，严重影响器件的显示效果，传统的解决办法是采用高品质的专用印刷墨水或适当改变温度来减少卫星滴的产生，不过这些办法并不能完全杜绝卫星滴的产生，且专用墨水价格昂贵，极大地限制了多品种墨水的研发。

针对喷墨打印过程中的墨滴优化及反馈调节，现有专利中已经有部分针对该方面的相关技术方案，例如CN106808798B等早期专利。然而，进一步研究表明，现有专利中涉及的技术仍存在以下不足：一是他们大部分都是对多喷嘴喷头进行统一调节或者对单喷嘴喷头进行单一调节，在多喷嘴喷头喷射过程中并不是所有的喷嘴都会产生卫星滴，仅能同一调节或单一调节显然不能进行有效的控制；二是他们大多是通过调节外加驱动电压或者对墨水的温度进行调控来减少卫星滴的产生，但喷射出的主墨滴尺寸基本不受影响，主墨滴的尺寸依然受到喷嘴直径的制约，且卫星滴只能减少而不能完全消除，同时少量的卫星滴还会造成材料浪费和环境污染。相应地，本领域亟需提出更为妥善的解决方式，以满足目前日益提高的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于克服目前喷墨印刷技术中喷嘴尺寸无法进一步做小的局限性所造成的对制备超精度印刷显示器件的限制，以及喷墨印刷过程始终存在的卫星墨滴导致最终印刷质量低下的不足，提供了一种应用于印刷墨滴的压电喷墨系统及其优化方法。采用本发明的技术方案能够不受印刷喷头的尺寸限制，将喷射出的主墨滴进一步缩小，达到更高精度印刷显示的需求；同时，采用本发明设计的系统及优化方法能够无视下落过程中的卫星墨滴，无需采用专用的印刷墨水，无需调控最佳的墨水温度，即可自动消除卫星滴，并回收卫星滴中存在的少量溶质微粒做二次利用，极大地降低了印刷成本。

为了实现前述发明目的，本发明提供一种应用于印刷墨滴的压电喷墨系统，包括中央控制系统、压电喷墨子系统和墨滴优化系统，压电喷墨子系统和墨滴优化系统均分别与中央控制系统连接；

压电喷墨子系统包括压电驱动模块、压电喷头和供墨组件，压电驱动模块与中央控制系统连接，压电喷头包括多个喷嘴，压电喷头与压电驱动模块连接，供墨组件与压电喷头连接；

墨滴优化系统包括多通道升温装置和温控调节装置，多通道升温装置内设置有多个与压电喷头上的喷嘴相应的加热通道，温控调节装置用于对多通道升温装置中各加热通道的温度进行调节。