真空干燥系统的制作方法

1.本技术属于干燥设备技术领域，具体涉及一种真空干燥系统。


背景技术：

2.目前在显示行业的喷墨打印技术中，像素基板被设置在打印基台上，将溶解在溶剂中的各种材料(包括功能层材料以及红、绿、蓝三色发光材料)的溶液喷涂在该像素基板的像素坑中，形成红、绿、蓝三基色发光像素的膜层，再通过后续的干燥工艺去除膜层中的多余溶剂。其中，干燥工艺一般包括抽真空干燥工艺。现有工艺中，抽真空干燥通常是在一个干燥腔室中采用减压除湿法去除膜层中的溶剂，但干燥后的膜层形貌并不均匀，严重影响了器件的质量，且目前对于一些特殊性能墨水(如带磁性墨水、带电荷墨水)的适用性也不强。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本技术提供一种真空干燥系统，用于干燥像素基板，所述像素基板包括多个像素坑，所述像素坑中具有功能材料墨水，所述功能材料墨水包括磁性微球和/或带电荷微球，所述真空干燥系统包括：
4.干燥腔室，所述干燥腔室的腔壁上设有传输口，所述传输口具有开启状态和关闭状态，
5.主气流管道，所述主气流管道与所述干燥腔室连接，以及
6.发射装置，所述发射装置可拆卸设置于所述干燥腔室内部，
7.其中，所述发射装置设置于所述像素基板上方和/或下方，所述发射装置用于对所述像素基板发射磁场和/或电场，以使所述磁性微球和/或带电荷微球朝所述像素坑的底部方向移动。
8.优选地，所述磁性微球包括磁性粒子选自fe、fe3o4、fe2o3、feco、fecr、fe(co)5、正铁酸盐中的至少一种；
9.优选地，所述带电荷微球选自带负电荷微球、带正电荷微球中的一种。
10.进一步地，所述发射装置包括脉冲磁场发射器、电场发射器、磁场发射器中的一种或多种。
11.进一步地，还包括气流缓冲区，所述气流缓冲区设置于所述主气流管道和所述掩模板罩之间，所述气流缓冲区包括多个气流导管，所述气流导管与所述主气流管道连接。
12.进一步地，所述气流缓冲区还包括导流板，所述导流板位于所述气流导管和所述掩模板罩之间，所述导流板上设置多个导流孔。
13.进一步地，所述多个导流孔对应所述像素基板设置，所述导流孔的尺寸自所述像素基板在所述导流板上的投影区域的中心至边缘方向减少。
14.进一步地，所述发射装置包括掩膜罩，所述掩膜罩用于屏蔽所述像素坑的周边区域的磁场和/或电场，所述像素坑具有开口部，所述掩膜罩包括多个开孔，所述开孔与所述
开口部在竖直方向上对应设置。
15.进一步地，所述真空干燥系统还包括可移动式打印装置。
16.进一步地，所述可移动式打印装置包括传动机构、打印机构，所述传动机构用于传送所述打印机构。
17.进一步地，所述发射装置产生的是匀强磁场和/或匀强电场。
18.进一步地，所述真空干燥系统还包括承载台，所述承载台位于所述干燥腔室内部，用于放置所述像素基板。
19.有益效果：与现有的真空干燥系统相比，本实用新型提供的真空干燥系统中设置发射装置，用于在干燥过程中向像素基板发射磁场和/或电场，可针对性的处理像素基板中打印用带磁性微球和/或带电荷微球的功能材料墨水，使该墨水在干燥过程中，带磁性微球和/或带电荷微球朝像素坑底部运动，从而有效阻止功能材料在干燥时往像素坑周边移动，进而避免在干燥后，功能材料膜中出现咖啡环现象，提高了成膜均匀性，改善了器件发光性能。
附图说明
20.图1为本技术中一个实施方式的真空干燥系统的结构示意图；
21.图2为本技术中一个实施方式的掩膜罩遮挡像素坑的侧视示意图；
22.图3为本技术中另一个实施方式的真空干燥系统的结构示意图；
23.图4为本技术中又一个实施方式的真空干燥系统的结构示意图。
24.在附图中相同的部件使用了相同的附图标记。附图仅示意性地显示了本技术的实施方案。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施方式，对本技术实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部实施方式。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.正如背景技术所述，目前生产过程中，在将功能层材料溶液喷墨至像素基板子像素坑后，溶液是以很小的墨水形式分布在像素坑的像素区中(通常200*50μm，甚至更小)，在后续的真空干燥过程中，墨水的溶剂在像素坑边缘处挥发速度快，溶剂带动溶质从像素坑中间向边缘处运动，进而出现咖啡环现象(即墨水的溶质在像素坑边缘堆积)，导致器件发
光不均；另外，在抽真空干燥工艺中，真空设备的抽气端口通常设置在炉子的角落部位，容易导致气流的分布不均，从而使得各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同，以及当待处理的功能层材料墨水中含有磁性微球和/或带电荷微球时，现有的真空干燥装置也不能很好干燥处理该功能层材料墨水，造成干燥后的薄膜形貌不均匀，严重影响器件的质量。
30.基于此，本技术提供一种真空干燥系统，用于干燥像素基板，像素基板包括多个像素坑，所述像素坑中具有功能材料墨水，所述功能材料墨水包括磁性微球和/或带电荷微球，参见图1，真空干燥系统包括干燥腔室100，干燥腔室100的腔壁上设有传输口500，传输口500具有开启状态和关闭状态；主气流管道200，承载台300及发射装置400，主气流管道200与干燥腔室100连接，承载台300和发射装置400均位于干燥腔室100内部，承载台300用于放置像素基板800，像素基板800包括多个像素坑，发射装置400可拆卸设置于像素基板800上方，发射装置400用于对像素基板800发射磁场和/或电场，以使所述磁性微球和/或带电荷微球朝所述像素坑的底部方向移动，磁场的场强方向与像素基板底面垂直，电场的场强方向与像素基板底面垂直，只要能产生与像素基板底面垂直的场强方向的发射装置均可使用。
31.本技术的传输口500具有开启状态和关闭状态中，当传输口500为关闭状态时，可使用密封圈以保证干燥腔室的气密性，密封圈例如可以使用橡胶圈，橡胶圈的材料可选自天然橡胶、氟素橡胶、丙烯酸脂橡胶、氟硅橡胶、硅橡胶、聚氨脂橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶密封圈、丁腈橡胶密封圈、丁基橡胶或金属橡胶。
32.在本技术一实施方式中，像素基板包括功能材料墨水，功能材料墨水包括磁性微球和/或带电荷微球，磁性微球包括磁性粒子例如选自fe、fe3o4、fe2o3、feco、fecr、fe(co)5、正铁酸盐中的至少一种；带电荷微球选自带负电荷微球、带正电荷微球中的一种。
33.在本技术一实施方式中，本技术中发射装置400包括脉冲磁场发射器、电场发射器、磁场发射器中的一种或多种，发射装置400可以根据具体结构的不同而可拆卸设置于干燥腔室100内壁，或者设置于承载台300上。
34.在本技术一具体实施方式中，发射装置包括掩膜罩，掩膜罩与磁场发射器和/或电场发射器可以直接连接，如掩膜罩连接设置于磁场发射器和/或电场发射器的发射口，也可以间接连接，如掩膜罩设置于像素基板表面，掩膜罩用于屏蔽像素基板上像素坑以外区域免受磁场和/或电场干扰，从而使磁场和/或电场集中作用于像素坑区域，从而当在真空干燥系统中干燥带磁性微球和/或带电荷微球的功能材料墨水时，使带磁性微球和/或带电荷微球向像素坑底部移动，并进而阻挡量子点向像素坑周边移动，从而有效避免咖啡环现象。具体地，本技术的像素基板的像素坑具有开口部，掩膜罩包括多个开孔，开孔与开口部在竖直方向上对应设置，掩膜罩可以架设于像素基板上，也可以承托于像素基板下，当掩膜罩承托于像素基板下方时，承载台可以设置为内凹结构，发射装置、掩膜罩、像素基板自下而上依次放置于内凹结构中，掩膜罩可以贴合像素基板设置，从而使像素基板像素坑中的带磁性微球和/或带电荷微球的功能材料墨水处于磁场和/或电场中，而像素基板上像素坑以外的区域则不受到磁场和/或电场的干扰。可以理解的是，本技术的像素坑底部区域对应正常发光区域。当掩膜罩位于像素基板上方时，掩膜罩除了可以屏蔽磁场和/或电场，还可以遮挡所述像素坑的周边区域，降低像素坑边缘墨水溶剂的挥发速度，使得像素坑的中间区域与边缘区域的墨水溶剂挥发速率趋于一致，进而提高成膜均匀性，改善器件发光性能。
35.本技术一实施方式中，像素坑包括像素坑开口部81和像素坑底部82，如图2所示，掩膜罩401位于像素基板上方，掩膜罩401上的开孔40的面积等于像素坑底部82的面积，由于像素坑底部82一般是电极，电极对应的发光层为有效发光区域，像素坑底部82的面积大致等于开孔40的面积，有效降低像素坑中液滴边缘的挥发速率，当像素坑液滴含有磁性微球和/或带电荷微球，像素坑中液滴处于磁场和/或电场中时，可以控制磁性微球和/或带电荷微球朝向像素坑底部移动，从而有效制止干燥过程中，量子点向像素坑周边区域移动，缓解咖啡环现象，改善功能层薄膜的成膜均匀性。
36.本技术中，掩膜罩401可以为设置于像素坑上方的一整层结构，该整层结构可以连接干燥腔室100内壁，不仅可以屏蔽像素坑以外区域免受磁场和/或电场的干扰，并有利于降低像素坑边缘上方空气的流速，从而使像素坑中的功能材料墨水的挥发速率相对均衡，缓解咖啡环现象。掩膜罩401也可以为架设于承载台300上的结构，像素基板800位于掩膜罩401和承载台300之间，由于像素基板800位于一个较小容纳空间中，更方便控制像素坑的上方的气流流速，从而缓解干燥的功能材料的咖啡环现象，改善功能层薄膜成膜均匀性。
37.在一个具体实施方式中，如图3所示，真空干燥系统还包括气流缓冲区，气流缓冲区位于主气流管道200和掩膜罩401之间，用于缓解在抽真空时缓冲掩膜罩401和主气流管道200之间的瞬时气压差距引起的气流不均。气流缓冲区包括多个气流导管201，例如气流缓冲区包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、10个、15个气流导管201，本技术对此不进行限制，多个气流导管201与主气流管道200连接，多个气流导管201有效分散主气流管道200的气流，利于像素基板800上像素坑的周边区域与中间区域的液滴蒸发速率更均衡，使干燥后的功能层形貌趋于一致，每个气流导管201上可以开设一定数量的孔洞(未示出)，有利于调节气体流动性，缓解气流变化，从而提高腔室内不同位置的气流均匀性，促进像素基板800上的像素坑中的墨水均匀干燥成膜。气流导管201上孔洞的形状可以是圆孔，方孔或其它形状孔，只要满足调节气流的作用即可，本技术对此不做具体限定。一方面，设备在进行抽真空操作时，干燥腔室100内气压减小，不同位置处的瞬时气压不同，像素基板800中心与边缘处的干燥环境不同一致，影响干燥均匀性。气流导管201的设置，缓解了腔室抽真空过程中瞬时气压差距引起的气流不均。另一方面，在向干燥腔室100内抽气的过程中，如果气流变化剧烈，可能会破坏膜层。气流导管201的设置，也避免了腔室充气过程中气流变化对膜层的影响。气流导管201在干燥腔室100内部呈对称分布。气流导管201的数量可以根据实际干燥要求而定，不作具体限定。
38.在一个具体的实施方式中，气流导管201上孔洞410的数量及孔洞410的开孔大小可以调节，通过调节每个气流导管201的开孔数量与大小，可以根据实际像素基板800的情况具体选择气流导管201上孔洞的数量及孔洞的开孔大小，从而实现对气体流速的粗调控与微调控。
39.在另一具体实施方式中，继续如图3所示，气流缓冲区还包括导流板600，导流板600位于气流导管201和掩膜罩401之间，导流板600用于抽真空时气流从像素基板800处均匀被抽出时经过导流板600缓冲，从而使像素基板800上的像素坑受到的气流较均匀，利于墨水经干燥后形成形貌均匀的功能层。导流板600上设置多个导流孔，起到进一步调控和稳定干燥腔室100内气流的效果。
40.在本实施方式中，气流导板上的导流孔形状可以是圆孔、方孔或其他形状孔，只要
满足调节气流的作用即可，本技术对此不做具体限定。导流孔的分布可以根据实际需要进行设置，可以仅在像素基板800对应位置处进行设置，也可以在导流板600整面设置，导流孔的面积根据实际需要设置，在一实施例中，导流孔的面积自像素基板800在导流板600上的投影区域的中心至边缘方向减少。导流孔在导流板600上的密度可以自像素基板800中心至四周由疏至密设置，如此可提高像素基板800中心位置处的气体流速，降低像素基板800边缘处的气体流速，有利于平衡像素基板800各处的干燥速度，提高成膜均匀性。
41.在另一实施例中，导流孔在导流板上错位设置，从而使气体流速更合理，进一步提高处理后像素基板800的成膜均匀性。
42.在本技术一具体实施方式中，如图4所示，本技术的真空干燥系统还包括可移动式打印装置，可移动式打印装置在需要的时候可以通过传输口移动至干燥腔室中对待加工像素基板进行喷墨打印，打印完毕后，可移动式打印机构可通过传输口移出干燥腔室。进一步地，真空干燥系统还可以包括至少一个准备腔室1000，准备腔室1000可用于承载可移动式打印装置，可移动式打印装置包括打印机构900、传动机构700，打印机构900用于对所述待加工像素基板进行喷墨打印，打印机构900具有位于干燥腔室内的工作位以及位于工作腔室外的准备位，传动机构700用于将打印机构900从准备腔室1000至干燥腔室100的传输。
43.在另一实施方式中，真空干燥系统包括若干个承载台300，承载台300用于放置待干燥的像素基板800，承载台300上可以设置卡位，使像素基板800能根据实际位置或者面积需要设置于承载台300的卡位上。承载台300的温度可控，用于加热或冷却。承载台300的加热面积覆盖全部像素基板800，沿中心向边缘处的温度逐渐递减，温度可调。如上所述，在抽真空干燥过程中，像素基板800周边区域的干燥速率快于中心区域的干燥速率，容易导致膜层的内部形成湍流，而且像素基板800附近由于溶剂蒸发而产生较大温度变化，各处气流不稳定，会造成功能膜层厚度不均。通过承载台300对像素基板800进行温度控制，可以补偿干燥腔室100因真空快速变化而造成的温度变化，保证像素基板800附近区域的温度较为稳定，有利于稳定像素基板800附近区域的气流。承载台300可以为多个，便于一次性对多个像素基板800同时进行干燥，大大简化了工艺流程。
44.在本技术的一个实施例中，真空干燥系统还包括可移动式打印装置，可移动式打印装置可移动至真空腔室中对像素基板进行打印处理，从而可使实现像素基板的原位打印与干燥，减少对像素基板的动作处理，进一步保证打印墨水成膜均匀性，从而避免功能膜层出现咖啡环现象。
45.在一个具体实施方式中，如图4所示，可移动式打印装置包括传动机构900、打印机构600，传动机构900用于传送打印机构600进入真空腔室中，以实现对真空腔室中的待打印像素基板的打印处理。
46.在本技术一实施方式中，发射装置产生的是匀强磁场和/或匀强电场，磁感应强度方向和/或电场强度方向垂直于像素基板平面，从而有利于使像素坑中的功能材料墨水中的磁性微球和/或带电荷微球可以朝像素坑底部运动。
47.在本技术中，掩膜罩401的材料可以为无机材料，也可以为无机有机复合材料，例如可以为树脂金属复合材料，优选为合金材料，合金材料稳定性强、结构稳固，在真空环境下能保持良好形貌，从而利于精确控制开孔40的面积，进而使干燥后的功能层薄膜形貌更均匀。
48.在一实施方式中，像素基板800与掩膜罩401的距离不超过1cm，使掩膜罩401有效降低像素坑内周边墨水溶剂的挥发速率。像素基板800与掩膜罩401的距离优选为100～500μm。由于功能材料墨水滴入像素坑，墨水顶面可能会略高于像素坑开口部81，像素基板800与掩膜罩401的距离太小，可能会使掩膜罩401沾染墨水，影响干燥后功能膜层的形貌均匀性，而像素基板800与掩膜罩401的距离太大的话掩膜罩401对单个像素坑中的功能层材料墨水边缘的阻挡作用减弱从而不能有效降低墨水边缘挥发速率，同样会影响最终形成的功能层薄膜的形貌均匀性。
49.本实用新型的真空干燥系统可用于干燥各种功能材料墨水，如量子点墨水、有机发光材料墨水、空穴传输材料墨水、空穴注入材料墨水、电子传输材料墨水、电子注入材料墨水等，本技术对此不做具体限定。
50.尽管发明人已经对本技术的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本技术精神的实质，本技术中出现的术语用于对本技术技术方案的阐述和理解，并不能构成对本技术的限制。