[0001] 本申请涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种打印装置。

[0002] 电流体动力(Electro‑hydro Dynamics，EHD)喷射打印技术是利用液滴在电场下呈现锥形的理论原理，可实现微米、亚微米级别的高精度喷墨打印。EHD喷射打印技术对材料的选择性更广，喷嘴不宜堵塞，被广泛利用在柔性电子加工领域以及显示面板加工领域。

[0003] 相关技术中，EHD喷射打印技术是通过在针状喷水与基板之间形成电场，利用电场驱动喷嘴中的墨滴喷出至基板上，以形成所需要的打印图案。而为了提高打印效率，需要设置多个喷嘴同时进行喷印。

[0004] 然而，多个喷嘴的针状结构之间的电荷会相互影响，所形成的电场会因为同种电荷相互排斥的原因使电场出现异常，导致喷嘴在出料的过程中无法稳定地打印至基板表面。

[0052] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0053] 首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

[0054] 其次，需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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申请的限制。

[0055] 此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0056] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0057] 自液滴在电场下呈现锥形的理论模型提出后，EHD喷射打印技术飞速发展，EHD喷射打印技术具有对材料的选择性更广，喷嘴不宜堵塞，可实现微米、亚微米级别的高精度加工等优点。近年来，在柔性电子加工领域以及显示面板加工领域得到了运用。

[0058] 目前，由于喷嘴的针尖和基板之间形成的电场在单喷嘴应用上较为稳定，但实际量产对打印效率有着比较严苛的要求，提升打印效率便需要增加打印喷嘴的数量，但由于在多喷嘴结构中存在于喷嘴之间的电荷会相互影响，所形成的电场会因为同种电荷相互排斥的原因，造成电场出现异常，导致在出料的过程中不能使材料稳定的打印至基板表面。而为了保持打印的稳定性，则需要限制EHD打印的喷嘴数量，导致打印效率较低。

[0059] 鉴于以上问题，本申请提供一种打印装置，通过在喷嘴的针尖下方设置导电环，使得导电环内部在喷嘴与待打印的基板之间形成稳定电场，从而喷嘴喷出的打印材料在下落过程中穿过导电环，这样过程中受到导电环内电场驱动力的影响，而避免受到外部喷嘴之间的电荷影响，进而保证了打印材料下落位置的准确性，提高了多喷嘴结构下打印装置的打印精度。

[0060] 下面首先对本申请实施例提供的打印装置的应用场景进行示例性说明。

[0061] 在显示面板领域，Mini‑LED技术日渐成熟，大尺寸、高饱和、能独立控制发光的板上封装(Chip On Glass，COG)拼接屏受到市场认可，目前大尺寸拼接屏仍然存在拼缝处外观明显的问题，用户体验不佳。在拼缝处添加遮光黑色油墨可以有效改善拼接处痕迹明显的问题，但由于COG显示面板生产工艺流程的限制，添加遮光油墨时已到模组端，传统工艺类似丝网印刷、光刻等方案由于会影响模组上各类电子器件，已不适用制作遮光油墨。本申请实施例提供的打印装置通过EHD打印方式，在打印遮光油墨时不受模组上电子器件影响，能有效解决拼缝问题。

[0062] 此外，在显示面板领域，市场对屏幕厚度的需求越来越薄，手表、手机等智能终端产品的外框及前置摄像头均有遮光需求，需要设置遮光油墨层，丝网印刷等传统的制作方式中，遮光油墨层的膜厚较薄时，不能保持膜厚的均匀稳定，且对于每款产品均需重新开模，成本较高。本申请实施例提供的打印装置通过EHD打印的方式，能降低遮光油墨层的厚度，并保持膜厚的稳定，例如，可以将遮光油墨层的厚度控制在0.6μm，极大的降低了生产成本及提升制作效果。

[0063] 图1为本申请实施例提供的打印装置中喷嘴组件的结构示意图，图2为本申请实施例提供的打印装置的正视图，图3为本申请实施例提供的打印装置的俯视图。

[0064] 如图1至图3所示，本申请实施例提供一种打印装置10，该打印装置10包括打印平台100、喷嘴组件200和电源300，打印平台100用于放置待打印基板400，喷嘴组件200位于打印平台100上方，且喷嘴组件200与打印平台100相对。

[0065] 其中，打印平台100的上表面用于承载待打印基板400，喷嘴组件200在打印平台100上方与待打印基板400之间具有间距，喷嘴组件200可以向下喷出打印材料，打印材料向下落在待打印基板400的表面形成打印图案。

[0066] 在一些实施例中，喷嘴组件200包括多个喷嘴210和多个导电环220，多个喷嘴210间隔分布，每个喷嘴210与打印平台100之间设置有至少一个导电环220。电源300与喷嘴210、导电环220、待打印基板400电连接，并在喷嘴210和待打印基板400之间形成电场。喷嘴
210被配置为喷出打印材料，以使打印材料穿过导电环220打印至待打印基板400。

[0067] 可以理解的是，喷嘴210与电源300连接，使得喷嘴210与待打印基板400之间形成的电场产生的电驱动力可以驱动打印材料从喷嘴210内部下方喷出，而当打印材料从喷嘴210喷出并进入导电环220内部，导电环220内部的电场可以驱动打印材料下落，并控制打印材料的运动轨迹。进入导电环220内的打印材料可以被导电环220隔离，而避免受到其他喷嘴210的电场以及外部电荷的影响。

[0068] 示例性的，喷嘴210可以为倒置的锥状结构，喷嘴210的开口朝下，当喷嘴210与电源300电连接，且具有电压时，液态的打印材料会在电场力的作用下在喷嘴210的开口处形成泰勒锥。其中，泰勒锥是指液体在电场作用下形成的尖锐形态。

[0069] 需要说明的是，本申请实施例提供的打印装置10中，多个喷嘴210可以相互配合工作，同时或者部分喷出打印材料，而每个喷嘴210与待打印基板400之间均设置导电环220，使得每个喷嘴210喷出的打印材料均只收到各自对应的导电环220内的电场影响，从而调整喷嘴210与待打印基板400之间的电场方向，使得喷嘴210喷出的打印材料可以从导电环220穿过后再打印至待打印基板400的表面，导电环220可以实现电场的均匀性，进而准确控制喷嘴210打印过程中打印材料的落点位置，提高打印装置10的打印精度。

[0070] 下面对导电环220的具体结构以及电场方向进行详细说明。

[0071] 请继续参照图1至图3，在一些实施例中，导电环220的两端贯通，且导电环220的第一端朝向喷嘴210，导电环220的第二端朝向打印平台100，从而在打印材料下落过程中，导电环220形成的电场可以驱动打印材料从导电环220的第一端移动至导电环220的第二端，防止打印材料的下落轨迹产生偏差。

[0072] 可以理解的是，导电环220的第一端为导电环220的顶端，导电环220的第一端的端面可以与喷嘴210的下端开口的端面齐平，或者喷嘴210的下端开口的端面可以插入导电环220的第一端的内部一定距离，本申请实施例对此不做具体限定。导电环220的第二端为导电环220的底端，导电环220的第二端的端面可以尽量靠近待打印基板400的表面，示例性的，导电环220的第二端的端面与待打印基板400的表面的间距可以为30μm至50μm之间，包括但不限于30μm、31μm、40μm、49μm、50μm等，本申请实施例对导电环220的第二端的端面与待打印基板400的表面的间距不做具体限定。

[0073] 示例性的，导电环220可以为圆环，喷嘴210朝向打印平台100的一端与导电环220的中心相对。喷嘴210中的打印材料在电场力的驱动下喷出后，可以顺着导电环220的中轴线下落，使得打印材料的下落轨迹可控。

[0074] 需要说明的是，不同喷嘴210与待打印基板400之间的电场方向相互平行，可以保持各个喷嘴210所喷出的打印材料的落点位置的准确性，防止不同喷嘴210之间的电场产生相互影响。例如，多个喷嘴210与待打印基板400之间的电场与其各自的导电环220的电场叠加后，形成的电场方向由喷嘴210竖直指向待打印基板400表面。

[0075] 下面对喷嘴210以及导电环220形成电场的具体方式进行详细说明。

[0076] 请继续参照图1至图3，在一些实施例中，电源300可以包括第一电源310和第二电源320，第一电源310和第二电源320的负极均与待打印基板400电连接，第一电源310的正极与喷嘴210电连接，第二电源320的正极与导电环220电连接；第一电源310的电压高于第二电源320的电压，从而可以消除喷嘴210与打印平台100之间由于高度较高而引起的喷雾状态，稳定打印材料喷出后的射流状态。

[0077] 其中，第二电源320的正极与导电环220的外壁电连接，导电环220的周向内壁的不同位置与导电环220的中心的电势差相等，在打印材料从喷嘴210喷出后经过导电环220时，可以避免电场畸变导致落点不可控。

[0078] 可以理解的是，导电环220可以为金属材质，包括但不限于铁、铝、铜、钛等金属或合金。从导电环220的内壁至导电环220的中心，导电环220内的电势可以均匀变小，且由于导电环220的内壁为圆环形内壁，导电环220的中心与导电环220的内壁的各个位置的距离相等，因此，导电环220的内壁的各个位置至导电环220的中心的电势变化趋势相同，这样，使得打印材料在从喷嘴210喷出后经过导电环220时，不会由于电场畸变而导致落点不可控。

[0079] 图4为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图一，图5为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图二，图6a为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图三，图6b为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图四，图7a为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图五，图7b为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图六，图8a为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图七，图8b为本申请实施例提供的打印装置中导电环的结构示意图八。

[0080] 需要说明的是，本申请实施例提供的打印装置10中，每个喷嘴210下方可以设置有一个导电环220或者可以设置多个导电环220。请参照图4，当设置一个导电环220时，导电环220为圆筒状结构。请参照图5至图8，当设置多个导电环220时，多个导电环220可以自上而下依次间隔排布。下面对每个喷嘴210下方设置多个导电环220的具体示例进行详细说明。

[0081] 在一些实施例中，每个喷嘴210与打印平台100之间均设置有多个导电环220，并形成导电环组，每个导电环组的多个导电环220从喷嘴210向打印平台100依次排布；每个导电环组的多个导电环220的电压从喷嘴210至打印平台100逐渐降低，从而可以进一步稳定打印材料喷出后的射流状态，保证打印材料落点的准确性。

[0082] 其中，相邻的导电环220可以在竖直方向上具有间隙，即轴向上具有间隙，相邻的导电环220之间可以为空气间隙，或者相邻的导电环220之间可以设置绝缘环，例如陶瓷环等，以保证相互之间绝缘。或者，相邻的导电环220可以在竖直方向上层叠设置，且相邻导的导电环220的直径不同，使得相邻的导电环220在水平方向上具有间隙，即径向上具有间隙，以保证相互之间绝缘。

[0083] 可以理解的是，每个喷嘴210下方的导电环组中的导电环220的数量可以为两个、三个、四个、五个或者更多个，本申请实施例对导电环220的具体数量不做限定。此外，每个导电环220可以分别与不同电压的电源300的正极电连接，从而使得导电环组形成的电场具有电压梯度。

[0084] 请参照图5，示例性的，每个导电环组的多个导电环220的直径从喷嘴210至打印平台100保持相等。每个导电环组中的所有导电环220可以同轴设置，以保证稳定的射流状态。

[0085] 请参照图6a和图6b，示例性的，每个导电环组的多个导电环220的直径从喷嘴210至打印平台100逐渐增大。导电环组中，靠近喷嘴210的一端的导电环220的直径最小，而靠近待打印基板400一端的导电环220的直径最大，且所有导电环220可以同轴设置。相邻的导电环220之间可以间隔一定距离设置，或者，相邻的导电环220之间自上而下，下方的导电环的内径大于上方的导电环220的外径，从而多个导电环220自上而下堆叠设置，且相互之间并不接触。

[0086] 请参照图7a和图7b，示例性的，每个导电环组的多个导电环220的直径从喷嘴210至打印平台100逐渐减小。导电环组中，靠近喷嘴210的一端的导电环220的直径最大，而靠近待打印基板400一端的导电环220的直径最小，且所有导电环220可以同轴设置。相邻的导电环220之间可以间隔一定距离设置，或者，相邻的导电环220之间自上而下，上方的导电环的内径大于下方的导电环220的外径，从而多个导电环220自上而下堆叠设置，且相互之间并不接触。

[0087] 请参照图8a和图8b，示例性的，每个导电环组的多个导电环220的直径从喷嘴210至打印平台100先减小后增大。导电环组中，靠近喷嘴210的一端的导电环220和靠近待打印基板400一端的导电环220的直径相等，导电环组中间位置的导电环220的直径最小，且所有导电环220可以同轴设置。相邻的导电环220之间可以间隔一定距离设置，或者，相邻的导电环220之间，直径较大的导电环220的内径可以大于直径较小的导电环220的外径，从而多个导电环220自上而下堆叠设置，且相互之间并不接触。

[0088] 需要说明的是，不同的导电环组中的导电环220可以采用上述的一种或者多种的导电环220的直径设置方式，以适应不同场景下对导电环组内的电场电压梯度的需求。

[0089] 以每个导电环组包括五个导电环220为例，基板处的电压可以为0V，喷嘴210处的电压可以为2KV，每个导电环组中，从喷嘴210至待打印基板400，五个导电环220的电压依次为1.7KV、1.3KV、0.9KV、0.5KV、0.1KV，从而喷嘴210喷出的打印材料依次穿过的导电环220的电压逐渐降低，以消除喷嘴210高度过高情况下的喷雾状态，稳定打印材料射流状态。

[0090] 请继续参照图1至图3，在一些实施例中，打印装置10还可以包括绝缘支架，导电环220安装于绝缘支架，绝缘支架与喷嘴210连接，可以保持喷嘴210在打印过程中导电环220相对于喷嘴210位置的准确性。

[0091] 此外，打印装置10还可以包括设备主体500和移动门架600，移动门架600与设备主体500移动连接；打印平台100设置于设备主体500，喷嘴组件200可以与移动门架600连接，从而可以根据产品需求在待打印基板400表面打印相应的图案。

[0092] 其中，喷嘴组件200可以通过夹具640固定在移动门架600上，移动门架600上还可以设置紫外固化灯610、垂直相机620、倾斜相机630、位移计650。紫外固化灯610用于固化喷射在待打印基板400上的打印材料。垂直相机620和倾斜相机630用于检测喷嘴组件200相对于待打印基板400的位置。位移计650可以为同轴位移计，用于调整喷嘴组件200相对于待打印基板400的位置。

[0093] 设备主体500上可以设置有控制器510、信号发生器520和信号放大器530，用于控制打印装置10的运行，以及发送和接收控制信号，此外，设备主体500上的打印平台100上可以设置真空吸盘，中空吸盘用于吸附固定放置在打印平台100上的待打印基板400。打印平台100可以通过角位移机构540与设备主体500连接，角位移机构540可以通过音圈电机550驱动，从而准确控制打印平台100相对于喷嘴210的角度。

[0094] 本申请实施例提供一种打印装置10，该打印装置10包括打印平台100、喷嘴组件200和电源300，打印平台100用于放置待打印基板400，喷嘴组件200位于打印平台100上方，且喷嘴组件200与打印平台100相对，喷嘴组件200包括多个喷嘴210和多个导电环220，多个喷嘴210间隔分布，每个喷嘴210与打印平台100之间设置有至少一个导电环220；电源300与喷嘴210、导电环220、待打印基板400电连接，并在喷嘴210和待打印基板400之间形成电场；
喷嘴210被配置为喷出打印材料，以使打印材料穿过导电环220打印至待打印基板400，导电环220可以实现电场的均匀性，从而准确控制喷嘴210打印过程中打印材料的落点位置。

[0095] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。