CN102473861A - 使用旋转源来沉积薄膜的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及一种用于将大致固体的薄膜沉积到基板上的方法和设备。该固体薄膜能够是有机发光二极管(“OLED”)。在一个实施例中，本公开涉及使用：材料供应源；旋转或移动机构，该旋转或移动机构具有至少一个转印表面，该至少一个转印表面沿着一个定向被供应有薄膜材料并且以第二定向将薄膜材料供给到基板，使得被供给到基板的薄膜材料大致以固体的形式沉积。能够在转印表面不与基板形成材料接触的情况下执行向基板的供给。该薄膜材料能够以固体形式或者以液体形式沉积在转印表面上(例如，作为载体液体以及溶解或悬浮薄膜材料的混合物)。

Description

使用旋转源来沉积薄膜的方法和设备

本申请要求2009年11月27日提交的临时申请No.61/283,011以及2008年6月13日提交的申请系列No.12/139,404的优先权，该申请No.12/139,404要求2007年6月14日提交的临时申请No.60/944,000的优先权。上述申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于将大致固体的薄膜沉积到基板上的方法和设备。更具体地，本公开涉及一种新颖的、使用旋转源来印刷有机发光二极管(“OLED”)薄膜的方法。

背景技术

在印刷电子薄膜时，重要的是：将干燥薄膜沉积到表面上，使得正被沉积的材料在与基板接触时形成大致固体的薄膜。这与湿润墨水被沉积到表面上并且墨水然后变干以形成固体薄膜的墨水印刷相反。因为上墨过程会沉积湿润薄膜，所以它通常被称为湿式印刷法。

湿式印刷法具有两个显著的缺点。第一，当墨水变干时，墨水的固体含物可能未均匀沉积在沉积区域上。即，当溶剂蒸发时，薄膜均匀性和厚度大大改变。对于要求精确的均匀性和薄膜厚度的应用而言，均匀性和厚度的这种变化是不可接受的。第二，湿润墨水可能与下面的基板互相作用。当下面的基板倍预涂布有脆弱的薄膜时，该互相作用特别容易引起问题。其中，这两个问题均很严重的一种应用是有机发光二极管(“OLED”)薄膜的沉积。

湿式印刷所具有的问题能够通过使用干法转印技术而部分地得以解决。通常在转印技术中，要沉积的材料首先被涂布到转印片材上，然后该片材与材料要被转印到其上的表面形成接触。这是染料热升华印刷所基于的原理，在染料热升华印刷中，染料从与材料将被转印到其上的表面接触的墨带上升华。这也是复写纸所基于的原理。然而，该干法印刷方案引入了新的问题。因为要求在转印片材和目标表面之间的接触，所以如果目标表面很脆弱，则它可能由于接触而受到损坏。此外，在转印片材或目标表面上存在的少量颗粒可能不利地影响转印。这种颗粒将形成妨碍转印的不良接触区域。

在转印区域由通常在诸如平板电视的大面积电子设备的加工过程中采用的较大面积组成的情形中，颗粒问题是特别尖锐的。另外，传统的干法转印技术仅仅利用了转印介质上的材料的一部分，从而导致低的材料利用率和相当大的浪费。当薄膜材料非常昂贵时，薄膜材料的利用率是非常重要的。同样，所有这些问题均特别显著的一种应用是OLED薄膜沉积。

因此，存在着对于如下这种方法和设备的需要：该方法和设备尤其用于提供克服了这些及其它缺点和不足的、用于沉积OLED薄膜的一种非接触式干法转印技术。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及使用一种材料供应源、具有至少一个转印表面的旋转或移动机构，该转印表面被沿着一个定向供应有薄膜材料并且以第二定向将薄膜材料供给基板，从而该薄膜材料大致以固相沉积在基板上。

在一个实施例中，一个或多个转印表面与旋转或移动机构相组合，使得转印表面在第一定向和第二定向之间旋转，这些转印表面沿第一定向从供应源接收薄膜材料，这些转印表面沿第二定向将薄膜材料供给到基板上。该旋转(或移动)机构能够在执行其它过程步骤的同时、沿着其它定向放置该一个或多个转印表面。这种过程步骤可以包括：清洁该转印表面，或者在薄膜材料转印到基板之前调节该薄膜材料。这种调节步骤可以包括从墨水中移除载体材料的步骤。

在另一实施例中，制备了带有至少一个转印表面的旋转机构，这个转印表面的至少一部分具有微图案结构，该微图案结构可以包括微孔、微柱、微通道或者其它微图案结构，并且可以还包括这种结构的阵列(或者称为“微阵列”)。例如通过升华或通过熔化和随后的汽化，薄膜材料可以被汽化以便能够从转印表面转印到基板上。该汽化可以是热激发的，在此情形中，激发机制包括热蒸发。

在再一个实施例中，本公开涉及一种用于在无接触的情况下将薄膜材料转印到基板上的设备，该设备包括：转印表面；薄膜材料供给机构，该薄膜材料供给机构用于将一定量的薄膜材料供应到转印表面的至少一部分上；其中，该转印表面在第一平面处从薄膜材料供给机构接收所述一定量的薄膜材料，并在第二平面处、在转印表面和基板之间无材料接触的情况下将所述一定量的薄膜材料沉积到基板上。如在此使用并且不限制本公开内容的，“材料接触”是指(转印表面和基板之间)无直接接触，或者无间接接触(通过由包含在转印表面与基板之间的间隙中的材料形成的固体桥或液体桥而进行的接触)。该薄膜材料还可以大致以固相沉积在基板上。

该薄膜材料还能够以固体墨水、液体墨水或气态蒸汽墨水的形式被供给到转印表面。该薄膜材料能够以包括薄膜材料和载体流体的液体墨水的形式倍供给。该薄膜材料在从转印表面转印到基板上之前可以是干燥的。

在再一个实施例中，本公开涉及一种无材料接触的薄膜沉积设备，包括：薄膜材料供给机构，该薄膜材料供给机构用于供应不同量的多种液体墨水，该液体墨水包括含有薄膜材料的载体流体；转印表面，该转印表面用于从墨水供给机构接收所述不同量的多种液体墨水；以及基板。在无材料接触的情况下、在每一种载体流体均已基本上从所述不同量的多种液体墨水的每一种中蒸发掉之后，该基板从转印表面接收该液体墨水中包含的薄膜材料，由此在转印表面上形成干燥的薄膜材料。

在另一实施例中，本公开涉及一种用于在无材料接触的情况下、以预定图案将薄膜材料转印到基板上的设备。该设备能够包括：转印表面，此转印表面的至少一部分具有微图案结构，该微图案结构可以包括微孔、微柱或其它微图案结构；薄膜材料供给机构，该薄膜材料供给机构用于将一定量的薄膜材料供应到转印表面的至少一部分上；以及轴线，转印表面能够围绕该轴线从薄膜材料供给机构接收所述一定量的薄膜材料并在无材料接触的情况下将薄膜材料沉积到基板上之前围绕该轴线旋转。

在又一个实施例中，本公开涉及一种用于在基板上沉积薄膜的无材料接触式系统，该系统包括：转印表面；薄膜材料供给机构，该薄膜材料供给机构用于将一定量的薄膜材料供应到转印表面的至少一部分上；与控制器电路通信的存储器电路，该存储器电路包含指令，所述指令指示控制器电路进行如下动作：将所述一定量的薄膜材料以规定图案提供到转印表面上；将转印表面定位并对准为与基板邻近但不与其接触，以将所述一定量的薄膜材料转印到基板上；以及，定位并对准该转印表面以从薄膜材料供给机构接收另外量的薄膜材料。

在又一个实施例中，本公开涉及一种用于在基板上沉积薄膜使得该薄膜材料大致以固相沉积的方法，该方法包括：提供一定量的薄膜材料；将所述一定量的薄膜材料以规定图案供应到转印表面；可选地调节该薄膜材料；使转印表面围绕轴线旋转，以将转印表面定位并对准为邻近所述基板；以及，将薄膜材料从转印表面转印到基板上，使得该薄膜材料大致以固相沉积在基板上。沉积到基板上的薄膜材料能够具有图案化形状或者能够是沉积区域上的均匀涂层，并且能够对此进行控制的方式之一是通过当将所述一定量的薄膜材料供应到转印表面上时使用的图案。薄膜材料能够以包含薄膜材料和载体流体的液体墨水的形式倍供给转印表面，并且在将薄膜材料转印到基板之前，载体流体能够基本上被移除以在转印表面上形成干燥的薄膜材料。

在另一实施例中，本公开涉及一种用于将薄膜沉积到基板上使得该薄膜材料大致以固相沉积的方法，这通过如下方式来进行：提供第一量的薄膜材料和第二量的薄膜材料；将第一量的薄膜材料供应到第一转印表面；可选地调节该第一量的薄膜材料；将第二量的薄膜材料供应到第二转印表面；以及，将第一量的薄膜材料从第一转印表面转印到基板上使得该薄膜材料大致以固相沉积；其中，第一转印表面和第二转印表面分别限定第一平面和第二平面。该薄膜材料能够以包含薄膜材料和载体流体的液体墨水的形式被供给转印表面。在薄膜材料转印到基板上之前，载体流体能够被移除，以在转印表面上形成基本干燥的薄膜材料。

在另一实施例中，本公开涉及一种用于印刷OLED薄膜的方法，该方法包括：将一定量的液体墨水提供到转印表面，该液体墨水由包含溶解或悬浮的薄膜材料的载体流体限定；借助于微图案结构在转印表面上将液体墨水组织成规定的图案，该微图案结构可以包含微孔、微柱、微通道、微阵列或者其它微图案结构；激发该转印表面以基本蒸发掉所述载体流体，以在转印表面上形成干燥的薄膜材料；以及，将薄膜材料从转印表面转印到基板上，使得该薄膜材料大致以固相沉积。沉积到基板上的薄膜材料能够具有图案化形状或者能够是整个沉积区域上的均匀涂层。

在又一个实施例中，本公开涉及一种用于在无材料接触的情况下将薄膜材料沉积在基板上使得该薄膜材料大致以固相沉积的设备，该设备包括：转印表面；薄膜材料供给机构，该薄膜材料供给机构用于将一定量的薄膜材料供应到转印表面的至少一部分上；转印表面激发机构，该转印表面激发机构用于将转印表面上的薄膜材料转印到基板上使得该薄膜材料大致以固相沉积在基板上。转印表面在第一平面处从薄膜材料供给机构接收所述一定量的薄膜材料，并且在第二平面处、在转印表面不与基板形成材料接触的情况下将所述一定量的薄膜材料转印到基板上。

在再一个实施例中，本公开涉及一种用于在无材料接触的情况下将薄膜材料转印到基板上使得该薄膜材料大致以固相沉积的方法，该方法包括：将一定量的薄膜材料在第一平面内提供到转印表面上；激发转印表面激发机构，以将所述一定量的薄膜材料从转印表面转印到基板上使得该薄膜材料以大致固体的形式沉积到基板上。多个转印表面可以共存于同一平面内，从而形成例如被安装到基础板上的更小转印表面的阵列，该基础板能够作为一个单元而被构造到能够从一个平面到另一个平面地通过空间地移动该转印平面的机构上。该移动机构尤其能够是叶片(被定义为如下结构：其包括在从旋转轴线延伸的臂的端部处能够联结到转印表面的表面)、鼓、小平面式鼓或者传送带。

本公开不限于将湿润的薄膜材料供给到转印表面。在另一实施例中，干燥的薄膜材料被供给转印表面以沉积到基板上。在薄膜材料以液体形式被供给转印表面的情形中，能够利用不同的墨水供给机制，包括：喷墨打印头(或者喷墨头)、狭缝或狭槽涂布(带有或不带有刮墨刀或气刀)、湿印(wet stamping)、凹版印刷和任何其它湿法转印机制。在干燥的薄膜材料被供给到转印表面的情形中，能够利用不同的材料供给机制。干燥材料的供给机制可以包括真空热蒸发、溅射、电子束蒸发、化学气相沉积、其它类型的气相沉积(例如，有机气相沉积、干印(dry stamping)和任何其它固体材料转印机制)。

附图说明

将参考以下示例性而非限制性的示图来讨论本公开的这些及其它实施例，在这些图中，相同的元件被赋予相同的附图标记，其中：

图1概略地示意了根据本公开的一个实施例的旋转鼓(drum)沉积系统；

图2概略地示意了根据本公开的另一实施例的小平面式(facetted)沉积系统；

图3是旋转、平面式沉积系统的概略示图；

图4A和4B是示出了由控制器实现的一般步骤的示例性流程图；

图5A示出了沉积系统的示例性旋转鼓构件；

图5B是图5A的旋转鼓的外表面的平面示图；

图5C是图5B的旋转鼓表面的某一区域的分解视图；

图6A示出了沉积系统的示例性旋转、小平面式构件；

图6B是图6A的沉积系统的小平面之一上的转印表面的表面示图；

图6C是图6B的转印表面的微图案区域的分解视图；

图7A示出了具有加热单元和微图案区域的示例性转印表面单元；

图7B示出了根据本公开的一个实施例的示例性六边形旋转鼓沉积系统；

图7C示出了用于以图7B的基本共面的构造来安装多个转印表面单元的示例性基础板的详细视图；

图8A-8D示出了根据本公开的一个实施例的示例性微图案表面；并且

图9A-9C示意了用于在转印表面上沉积薄膜材料的示例性涂布技术。

具体实施方式

图1概略地示意了根据本公开的一个实施例的旋转鼓沉积系统。在图1中，薄膜材料供给机构122计量出薄膜材料。所计量出的薄膜材料124能够作为一个或多个小滴或作为细流来进行计量供应。

该薄膜材料能够以由纯薄膜材料构成或者由薄膜材料与非薄膜材料(或者称为“载体材料”)组成的固体墨水、液体墨水或气态蒸汽墨水的形式供给到转印表面。使用墨水是有益的，因为它能将薄膜材料提供给带有一种或多种非薄膜材料的转印表面，以便在薄膜材料沉积到基板上之前处理该薄膜材料。该薄膜材料可以由OLED材料组成。该薄膜材料可以包括多种材料的混合物。所述载体材料也可以包括多种材料的混合物。

液体墨水的一个实例是溶解或悬浮在载体流体中的薄膜材料。液体墨水的另一实例是处于液相的纯薄膜材料，例如在系统环境温度下是液体的薄膜材料，或者是维持在升高的温度下从而该薄膜材料形成液态熔融物的薄膜材料。固体墨水的一个实例是薄膜材料的固体颗粒。固体墨水的另一实例是散布在载体固体中的薄膜材料。气态蒸汽墨水的一个实例是汽化薄膜材料。气态蒸汽墨水的另一实例是散布在载体气体中的汽化薄膜材料。墨水能够作为液体或固体沉积在转印表面上，并且这种相可以与供给期间的墨水的态相同或不同。在一个实例中，薄膜材料能够作为气态蒸汽墨水被供给并以固相沉积在转印表面上。在另一个实例中，薄膜材料能够作为液体墨水被供给并以液相沉积在转印表面上。墨水能以如下方式沉积在转印表面上：即，仅薄膜材料发生沉积，而载体材料并不沉积。该墨水还能以如下方式沉积：即，薄膜材料以及一种或多种载体材料发生沉积。

在一个实例中，薄膜材料能够作为包括汽化薄膜材料和载体气体这两者的气态蒸汽墨水被供给，并且仅薄膜材料沉积在转印表面上。在另一个实例中，薄膜材料能够作为包括薄膜材料和载体流体的液体墨水被供给，并且薄膜材料和载体流体这两者均沉积在转印表面上。薄膜材料供给机构还能够将薄膜材料以规定的图案供给到转印表面上。可以在转印表面与该基板之间有材料接触或无材料接触的情况下执行薄膜材料向基板的供给。

再次参考图1，所计量供应的薄膜材料124被引导至旋转鼓114。该薄膜材料能够通过重力进给而被引导至旋转鼓114。可替代地，引导薄膜材料供给系统能够将所计量供应的薄膜材料124对准到旋转鼓114的规定部分上。在一个实例中，薄膜材料供给机构122是将液体墨水124的小滴供给到鼓114上的喷墨打印头。

在图1的实施例中，旋转鼓114具有形成一个或多个转印表面的弯曲表面。该转印表面能够用来沿着第一定向接收所计量供应的薄膜材料124，并然后沿着第二定向将该薄膜材料124转印到沉积表面上。沿着第一定向被接收在旋转鼓114的表面上的所计量供应的薄膜材料124由于所述鼓的如箭头126所示的旋转而朝向基板110移动，并且移动到第二构造中。旋转鼓114可以具有在鼓114的周边处形成连续带状表面的单一转印表面，或者它能够形成多个离散的、独立的或者不连续的表面。

薄膜材料124能够以第一规定图案供给到转印表面上。沿着第一、第二定向或其它中间定向(或者平面)，薄膜材料124可以在转印表面上被组织成第二规定图案。沿着该第二定向(或第二平面)，薄膜材料124被转印到所述基板上，并且该薄膜材料能够以第三规定图案沉积在所述基板上。第二规定图案和第三规定图案可以基本相同，或者它们可以基本不同。第一规定图案和第三规定图案可以基本相同，或者它们可以基本不同。第一规定图案和第二规定图案可以基本相同，或者它们可以基本不同。第三图案可以包括在沉积区域之上的铺面涂层(blanket coating)。第三图案能够包括在沉积区域之上的微型图案特征。第三图案能够包括在沉积区域之上的铺面涂层。第一规定图案可以包括第二规定图案的大致不准确或不精确的样式。第一规定图案可以包括在转印表面之上的铺面涂层。第一规定图案可以与第二规定图案基本相同。第三规定图案可以包括第二规定图案的加宽的、圆状和/或平滑的样式。

每个转印表面还可以包含微图案特征，例如微孔、微通道、微柱、或者其它微图案或纳米图案结构，并且还可以包括这些结构的阵列(或者称为“微阵列”)。该微图案结构能够通过保持由供给机构供给的图案来组织所述薄膜材料。它还能够通过将薄膜材料重新布置成新的图案来组织该薄膜材料。因此，能够使用该微图案、通过保持图案和/或改变材料图案来组织所述薄膜材料，从而实现所期望的图案。一旦被接收在转印表面上，该微图案就能有助于组织所计量供应的薄膜材料124。可以利用该微图案结构与沉积在转印表面上的材料之间作用的毛细作用或其它作用力来进行这种组织。在转印表面具有微图案结构的情形中，这种微图案结构可有助于在转印表面上组织该薄膜材料124，并且在进行这种组织之后，薄膜材料124可以基本处于带有微图案结构的区域上、基本处于不带微图案结构的区域上，或者基本处于这两种区域上。

能够以与所供给薄膜材料的图案相协调的方式利用该微图案结构，以在薄膜材料转印到基板之前、在转印表面上实现该薄膜材料的期望图案，从而有助于在基板上沉积出该薄膜材料的期望图案。在协调供给具有一定图案的薄膜材料和利用微图案结构的一个实例中，薄膜材料能够供给到转印表面上，使得它相对于微图案结构以一种图案形成固体沉积物并然后熔融，从而薄膜材料借助于该微图案结构而流动成第二图案。在协调供给具有一定图案的薄膜材料和利用微图案结构的另一个实例中，薄膜材料能够相对于该微图案结构以一种图案作为包含薄膜材料和载体流体的液体墨水供给到转印表面上，从而液体墨水然后借助于该微图案结构而流动成第二图案。在薄膜材料124供给到鼓114上之后，可以调节该薄膜材料以使其准备转印到基板110上。在薄膜材料124以包括薄膜材料和载体材料的墨水的形式供给到转印表面上的情形中，该调节步骤可以包括从墨水中移除载体材料的步骤。在另一个实例中，薄膜材料124以包含薄膜材料和载体液体的液体墨水的形式供给到转印表面上，并且这种调节步骤可以包括加热或引入吹扫气体，以基本上移除液体载体流体，从而使转印表面上的薄膜材料124基本不含有载体流体(或者称为“干燥的”)。干燥的薄膜材料能够包括如下的薄膜材料：其载体流体浓度在从简单少量(即，按照重量计算少于50％)到小于1％或甚至痕量级的范围内。在另一个实例中，这种调节步骤可以包括加热该薄膜材料124(或者含有薄膜材料124的墨水)以熔化薄膜材料124(或者含有薄膜材料124的墨水的至少一部分)，从而改变该薄膜材料(或墨水)的组成、转印表面上的图案或微结构。在另一个实例中，薄膜材料124被以包括薄膜材料和载体流体的液体墨水的形式供给，该载体流体被从墨水中移除以形成干燥、基本固体的薄膜材料124，并且这种调节步骤然后还可以包括加热薄膜材料124并由此熔化薄膜材料124，从而改变该薄膜材料的组成、转印表面上的图案或微结构。在一个实施例中，固体薄膜材料包括按照重量计算至少50％的、处于固相的材料。这包括如下薄膜材料：该薄膜材料包括固相材料和气相材料的组合，或者固相材料和液相材料的组合。

这种调节能够以第一定向、第二定向、以中间定向或者以这些定向的组合而发生。这种调节甚至可以完全或部分地在该系统从一种定向过渡到另一种定向时发生。另外，这种调节可以包括或可以不包括一个或多个另外的调节设备(或者称为“调节单元”)。在一个实例中，通过提供足够的时间以用于载体流体的自然蒸发，可以被动地将包括薄膜材料和载体流体的液体墨水变干。这种调节不必需要清楚的第三定向(例如，在第一定向和第二定向之间过渡期间可能发生的那样)或者任何另外的调节设备。在另一个实例中，例如，通过加热所述转印表面和/或通过利用气体来吹扫所述转印表面周围的区域，可以主动地将类似的液体墨水变干。通过使用能够从外部供应热量的调节设备和/或气体源，能够实现这种加热和/或吹扫。该加热和/或吹扫也能够以清楚的第三定向来实现。通过激发外部辐射源并将该辐射引导到转印打印头上以加热转印表面，能够实现这种外部加热调节。替代地，还能够通过利用一体形成于转印表面自身中的调节单元、例如一体式加热器来实现这种加热调节，在此情形中，不需要任何外部调节设备。该调节单元(或者处于外部或者一体形成于转印表面中)还可以服务于该沉积系统内的其它非调节功能。

可选的调节单元116位于旋转鼓114的外表面附近。该调节单元还可以位于所述鼓的内侧。调节单元116能够传递辐射、对流或传导加热，或者引入引导气流以在将薄膜材料从转印表面转印到基板110之前先调节所计量供应的薄膜材料。在一个实施例中，所计量供应的薄膜材料124包括一定量的液体墨水，该液体墨水包括薄膜材料和载体流体，并且调节单元116用作烘干单元以基本上蒸发所述载体流体，从而在旋转鼓114的转印表面上形成基本干燥的薄膜材料层。

在鼓114旋转到第二定向之后，薄膜材料124从转印表面转印到基板110上。薄膜材料的转印过程可以在转印表面与基板之间无材料接触的情况下发生。对于在对颗粒不敏感的情况下提供高质量、准确而精确的薄膜形成而言，非接触式转印是理想的，当在接触式转印的过程中使用时，颗粒可能会阻碍薄膜转印。非接触式转印过程的其它优点包括：更大的可重复性、更高的材料利用率、以及对转印表面或沉积表面的更小的损坏。在非接触式转印的实例中，薄膜材料可以被汽化，以便能够在无材料接触的情况下从转印表面转印到基板上，例如通过升华或者通过熔化并随后汽化。这种汽化可以是热激发的，在此情形中，其激发机制包括热蒸发。在另一非接触式转印的实例中，通过以机械方式搅动所述转印表面使得薄膜材料移开并且一旦移开便被转印到基板上，可以转印该薄膜材料。能够利用这种机械激发而从转印表面上移开固相材料和液相材料，并且能够利用转印表面上的或者以其它方式附接到转印表面上的压电元件来实现。薄膜材料的转印过程还可以在转印表面与基板之间具有材料接触的情况下发生。在一个这样的实施例中，可以将转印表面挤压到基板上并且通过施加压力使得薄膜材料从转印表面释放并转印到基板上来实现转印。薄膜材料能够大致以固相被沉积到基板上。在固相沉积的一个实例中，转印表面使薄膜材料汽化，并且薄膜材料蒸汽在其温度比薄膜材料的熔化温度低的基板上冷凝，从而该薄膜材料蒸汽冷凝而形成大致固体的材料。替代地，薄膜材料也能大致以液相被沉积到基板上。在这种液相沉积的一个实例中，转印表面使薄膜材料汽化，并且薄膜材料蒸汽转印到其温度比薄膜材料的熔化温度高的基板上，从而该材料作为大致液态的熔融物而冷凝到基板上。

薄膜材料能够以液相沉积在基板上。例如，转印表面上的薄膜材料可以在转印时处于液相，并且通过搅动使该液体薄膜材料从转印表面释放，从而使该液相材料直接地但在转印表面与基板之间无材料接触的情况下转印。在液相沉积的又一个实例中，转印表面上的薄膜材料可以在转印时处于液相，并且液体薄膜材料与基板形成物理接触，使得液体然后从转印表面释放并沉积到基板上。在薄膜材料以液相沉积的情形中，通过对所沉积的薄膜材料的被动处理或主动处理，所沉积的薄膜材料在沉积为固相之后能够然后经历相变。例如，如果薄膜材料被作为熔融物沉积并且基板然后被冷却，则所沉积的薄膜材料熔融物能够固化并形成固相沉积物。

光源118和光学路径119被构造成激发该转印表面上的区域120。区域120包含薄膜材料124，该转印表面之前已经在第一构造中接收了薄膜材料124，现在被旋转到第二构造中。通过激发该转印表面，薄膜材料从转印表面到基板上的转印得以执行。光源118能够是与光学系统(透镜、滤光器等)连通的激光源，以允许能量集中在旋转鼓114的一个或多个离散区域上。光源118能够通过传热或通过辐射加热来激发该转印表面的区域120。使用该光源118是可选的，并且，用于激发该转印表面以实现薄膜材料转印到沉积表面上的其它装置也同样在本公开的范围内。在一个实施例中，转印表面包含一体式加热器(未示出)，例如电阻加热器，并且此加热器的致动例如通过热蒸发所述薄膜材料来实现薄膜材料到基板上的转印。在另一实施例中，转印表面包含一体式压电材料(未示出)，该一体式压电材料(未示出)能够被激活，以例如通过搅动并由此将薄膜材料从转印表面移开来帮助该薄膜材料转印到沉积表面上。在又一个实施例中，设置有外部机构以将振动或压力波引导到转印表面上，以例如通过搅动并由此将薄膜材料从转印表面移开来帮助该薄膜材料转印到沉积表面上。

当薄膜材料被从旋转鼓114转印时，它沉积到基板110上以形成层(或者称为“薄膜”)112。在一个示例性实施例中，薄膜材料124被以包括薄膜材料和载体流体的液体墨水的形式供给到转印表面，并且相应的沉积层112基本不含有作为液体墨水的一部分的载体流体(或者称为“干燥”)。

供给到转印表面上的一部分薄膜材料可以不沉积到基板上。在进行激活以转印该薄膜材料之后，一部分薄膜材料仍然可能残留在转印表面上。这种材料可能会污染转印表面，并且需要通过清洁操作而从转印表面上定期移除。一部分薄膜材料可能脱离转印表面但不沉积在基板上。在一个实例中，如果汽化薄膜材料的一部分未附着到基板而是相反朝着另一表面行进并冷凝在该另一表面上，则当转印表面利用热蒸发将薄膜材料转印到基板上时，可以产生这种损失的薄膜材料。在调节步骤期间，可能在将薄膜材料转印到基板上之前产生损失的薄膜材料。例如，能够在从液体墨水中移除载体流体的同时将薄膜材料从转印表面移除。结果，如此设想了在此描述的沉积设备和沉积方法：即，它们可以把供给到转印表面上的所有薄膜材料或者仅一部分薄膜材料沉积到基板上。

所述鼓能够连续旋转或者以开始-停止的模式旋转。在连续模式中，上墨、薄膜沉积和其它定向能够包括连续定向。在该开始-停止模式中，上墨、薄膜沉积和其它定向包括离散定向。

应该注意，旋转鼓114是本公开的非限制性示例实施例，并且能够利用不完全包括或部分包括所述鼓的外表面的转印表面来满足所公开的原理的实现。例如，转印表面可以包括具有卵形或球形截面的物体的外表面，或者包括具有离散的基本平面的小平面的、物体的外表面。

图2概略地示意了根据本公开的另一实施例的沉积系统。在图2中，使用六边形传送器式(或者称为“小平面式鼓”)沉积系统214来将薄膜材料沉积在基板上。所有的其它周边部件均与图1中的类似并具有相同的附图标记。图2的沉积系统214具有六个分离的独立小平面，每个小平面的至少一部分均包含转印表面。每个转印表面均能够沿着一个定向而从材料供给机构122接收薄膜材料，并把所接收的薄膜材料沿着另一个定向供给到基板110。

图3是旋转小平面式沉积系统的另一概略示意。在图3中，小平面式鼓314具有被编号为表面1至6的六个离散的表面。每个表面均能够包含单一转印表面或者包括多个独立、非连续的转印表面。在一个示例性实施例中，每个小平面均包含基础板，该基础板进一步包含多个独立、非连续的转印表面，该基础板提供一种装置，该装置用于：(1)在基本同一平面内将一个或多个离散的转印表面安装到基础板上，和(2)将一个或多个转印表面的组合作为一个单位而安装到小平面上。每个转印表面均可以包含一个或多个微图案区域，该一个或多个微图案区域布置成以规定的图案在转印表面上组织该薄膜材料，以在沉积表面上形成所沉积的薄膜材料的特定图案。转印表面接收所计量供应的薄膜材料324，该薄膜材料324能够包括液体墨水，该液体墨水包含溶解或悬浮在载体流体中的薄膜材料。

小平面式鼓314的旋转方向由箭头326示出。薄膜材料供给机构322将薄膜材料324计量供应到位于小平面式鼓314的小平面1上的一个或多个转印表面。在一个实施例中，薄膜材料供给机构322包括用于以液体墨水的形式来计量供应薄膜材料的喷墨打印头。随着小平面式鼓314沿着箭头326的方向旋转，小平面1上的一个或多个转印表面经过可选的调节单元316。该可选的调节单元316可以包括加热器，并且，在所计量供应的薄膜材料包括液体墨水的一个实施例中，加热器316能够有助于从小平面1上的该一个或多个转印表面上蒸发掉载体流体，从而薄膜材料在转印表面上形成干燥的沉积物。通常，该一个或多个转印表面可以具有微图案结构，该微图案结构用于在转印表面上组织所述薄膜材料。

当小平面1到达基板310时，小平面1上的该一个或多个转印表面上的薄膜材料将变干。在小平面1上的该一个或多个转印表面与基板310之间无材料接触的情况下，该干燥的薄膜材料然后从小平面1上的该一个或多个转印表面转印到基板310。

薄膜材料从小平面到基板的转印可以利用重力来进给或者它能够利用外部能量源加以补充。例如，小平面1上的该一个或多个转印表面可以配备有压电致动器，该压电致动器能够将薄膜材料从转印表面移开并将薄膜材料转印到沉积表面上。替代地，小平面1上的转印表面可以配备有热致动器，该热致动器能够向薄膜材料传递热能，并由此例如通过热蒸发或汽化该薄膜材料而将薄膜材料转印到沉积表面上。图3的系统还可以配备有光学装置(例如关于图1讨论的光学装置)，以帮助将薄膜材料从转印表面转印到沉积表面。

薄膜材料大致以固相沉积在基板310上，以形成薄膜312。薄膜312的形状(和形貌)部分地由转印到基板之前的该薄膜材料在转印表面上的位置和布置结构来决定，这是当将薄膜材料计量供应到转印表面上时、由薄膜供给机构利用的空间图案而决定的。薄膜材料在转印表面上的布置结构能够进一步部分地根据转印表面上微图案结构(未示出)的存在而决定。在图3中，薄膜材料被布置在小平面1上的一个或多个转印表面上，以便在基板上提供所沉积的薄膜材料的三个离散、非连续的区域。因此，薄膜312反映了这三个离散、非连续的区域。

图3的系统还可以包括用于监视并控制该沉积过程的控制器。该控制器能够包括与存储器电路、薄膜供给机构及一个或多个致动器通信的处理器电路。该处理器电路能够包括一个或多个微处理器。该存储器电路包含指令，这些指令被传送到控制器电路和致动器，以便例如(i)在与薄膜材料供给机构邻近或接近的第一小平面上定位一个或多个转印表面；(ii)将一定量的薄膜材料计量供应到第一小平面上的一个或多个转印表面上；(ii)加热第一小平面上的转印表面以调节该薄膜材料，例如，如果所计量供应的薄膜材料是液体墨水，则基本蒸发掉载体流体；(iii)将转印表面靠近基板定位，以将薄膜材料从转印表面转印到基板上；(iv)加热第一小平面上的转印表面(一个或多个)，以例如通过热蒸发或汽化该薄膜材料而将薄膜材料转印到基板上；以及(v)对于第二小平面上的一个或多个转印表面重复该过程。

图4A和4B是示出了由示例性控制器实现的一般步骤的示例性流程图。参考图4A，在步骤410中，控制器对转印表面进行定位，以接收薄膜材料。如上文所述，该薄膜材料能够具有任何物理相态。在图4A的示例性实施例中，该薄膜材料是液体墨水。在步骤420中，该控制器使得一定量的液体墨水被计量供应到转印表面的区域上。从一个转印表面到下一个转印表面，该量可以是一致的。替代地，处理器也可使得不同量的墨水被计量供应到转印表面的、不同或随后的区域上。在一个实施例中，转印表面包括多个小平面，每个小平面均具有一个或多个微图案表面(见图5)，所述控制器能够协调基本相同(或不同)量的墨水材料到每个表面的计量供应。

在步骤430中，可选地，墨水被调节以形成基本干燥的薄膜材料。该干燥的薄膜材料能够居于转印表面上并且还可以包括大致固体的薄膜材料。请注意，这种步骤是可选的，特别是在墨水可以无需任何另外的调节步骤就能变干和/或形成固体的情形中。在步骤440中，使转印表面移动到靠近或接近于基板。应该注意，图4A和4B的步骤不必依次实现，而是也可以同时实现。例如，步骤430和440能够同时执行。在步骤450中，将薄膜材料从转印表面转印到基板上。能够利用包括光、热、电、机械或其组合的一种激发能量源来辅助这个步骤。该能量源能够处于转印表面的外部，或者它能够一体形成于转印表面中或上。由于步骤430中的调节，该薄膜材料不含有液体，而是处于基本干燥/固体的状态。

在一个实施例中，从转印表面到基板上的转印通过热蒸发来进行。即，该材料从转印表面的表面蒸发并且蒸汽在基板上形成基本固体的薄膜。能够实施可选的步骤460，以准备并调节该转印表面以接收所计量供应的另一量的薄膜材料，从而例如清洁该转印表面。尤其能够通过加热该转印表面、真空处理该转印表面或者清洗该转印表面来完成这种调节。参考图3和图4，在小平面4上的转印表面将薄膜材料转印到基板上的同时，能够在小平面5和6上包含的转印表面上实现示例性清洁步骤。该调节步骤还可以包括：使用机电技术和/或化学技术从转印表面上移除残余材料。

在图4B的步骤415中，将转印表面放置成接近于薄膜供给机构，以接收薄膜材料。转印表面可以包含用于在转印表面上接收并组织该薄膜材料的微图案表面。在步骤425中，把所期望量的薄膜材料计量供应到转印表面上。能够从喷墨头、狭缝或狭槽涂布器、湿印模或者从能够以指定的图案计量供应所期望量的任何其它液体墨水供给机构以液体墨水的形式提供薄膜材料。如果使用喷墨头作为薄膜供给机构，则喷墨打印头能够构造有一个或多个致动器(例如，压电元件或热元件)，以便能够计量该薄膜材料的量。还可以从热蒸发、溅射、电子束蒸发或者从能够以所期图案计量供应所期望量的任何其它气体蒸汽供给机构、以由气相薄膜材料和可选的一种或多种载体气体的混合物限定的气体蒸汽的形式来提供薄膜材料。

在可选的步骤435中，转印表面被加热或者以其它方式被激发，从而调节该薄膜材料。当所计量供应的薄膜材料包括液体墨水时，这种加热或其它激发能够蒸发掉载体流体，以在转印表面上形成基本干燥的薄膜材料沉积物。该激发(无论是热激发还是其它方式的激发)均能够被计算，以移除全部或部分载体流体。在一个实施例中，在将薄膜材料从转印表面转印到基板上之前，载体流体被基本移除。在一个实例中，就在薄膜材料从转印表面转印到基板上之前，沉积在转印表面上的薄膜材料可以包含按重量计算为40％的载体流体。在另一个实例中，就在薄膜材料从转印表面转印到基板上之前，沉积在转印表面上的薄膜材料可以包含按重量计算小于1％的载体流体。当转印表面具有微图案表面时，该微图案表面能够有助于在这种调节期间将薄膜材料重新组织成规定的图案。图4B的步骤440、450、460类似于关于图4A描述的步骤440、450、460，为了简洁起见，在此将不再重复。

应该注意，虽然图1-4的示例性实施例涉及无材料接触的印刷(即，转印表面和其下的支撑表面这两者都不通过直接物理接触或通过所计量供应的薄膜材料的居间液体或固体媒介来接触基板)，但本发明的原理不限于无材料接触的印刷。实际上，在某些示例性实施例中，在不偏离所公开原理的情况下，沉积表面能够与基板形成材料接触。

图5A示出了根据本公开的一个实施例的沉积系统的示例性旋转鼓构件。旋转鼓510具有如图所示的内表面和外表面。该旋转鼓能够由金属、合金、聚合物、半导体或者由可以制备成用作转印表面的任何其它适当的材料制成，该转印表面能够包括微图案表面结构。该旋转鼓的外表面能够构造成具有一个或多个转印表面。该转印表面能够围绕所述鼓形成连续的带，或者能够在所述鼓上形成离散、非连续的区域。转印表面其能够具有一个或多个微图案区域。该微图案表面结构能够包括微孔、微通道、微柱或任何其它微图案结构。微图案区域可以形成特定构造，该特定构造被设计成有助于把供给到转印表面上的薄膜材料组织成规定的或所期望的图案。所述鼓的尺寸和长度能够得到调整，以适应不同尺寸的印刷基板。所述旋转鼓还可构造成能够从允许其旋转和移动的机构上拆下。

对于具有弯曲表面的鼓，转印表面能够由具有与鼓表面的曲率相匹配的曲线的、基本刚性的材料构成，或者可以是能够成形为鼓表面的柔性材料。这种材料的实例包括薄硅板或玻璃板。对于具有小平面式表面的鼓来说，转印表面能够包括基本平坦的板，这些板附接到该鼓的支撑框架的小平面上的、相应的平坦区域。

该系统还能够包括与上文关于图3介绍的那些类似的一个或多个基础板。这种基础板能够提供用于将一个或多个离散的转印表面安装到基础板上并然后将该转印表面的组合作为一个单位安装到移动机构上的装置，这种移动机构例如包括鼓或小平面式鼓。在基础板联结到小平面式鼓的小平面的情形中，该基础板还能够将一个或多个转印表面安装在基本同一个平面内。该基础板能够具有各种结构。在一个实施例中，转印表面被直接地一体形成到基础板上。在另一实施例中，每一个转印表面均包括独立地安装到基础板上的离散的单元。该离散的转印表面单元能够各自包括由金属、合金、聚合物、半导体或者由能够制备成用作转印表面的任何其它适当的材料制成的转印表面小片以及用于使这种小片以可移除方式与基础板以热、电和机械方式交互的封装。

转印表面可以包括带有多层结构的、离散的单元。例如，转印表面可以具有三层结构，该三层结构具有薄硅外表面、埋置氧化物层和厚硅层(称为“手柄(handle)”)，在该薄硅外表面上可以形成有可选的微图案表面。在该实施例中，所述微图案表面可以包括通过薄硅延伸到埋置氧化物层的微孔、微通道、微柱或其它微图案结构。所述厚硅可以具有限定如下区域的图案化结构：在该区域中，薄硅和埋置氧化物层形成厚硅支撑件之间悬置的隔膜。这种悬置的隔膜可以处于所述微图案区域中，其中厚硅支撑件可以构造成处于微图案区域之间。转印表面单元还可以布置成使得仅仅该单元的一部分被构造成用于接收并转印薄膜材料，而该单元的另一部分用于支撑转印部分，并且这两个部分通过支撑梁而连接。替代地，转印表面单元可以包括不带有埋置氧化物层的、与上述基本相同的结构，由此包括单个硅层，该单个硅层否则将包含带有埋置氧化物层的、转印表面单元的基本相同的特征。

转印表面单元还可以包括两层结构，该两层结构具有薄硅外表面和玻璃层(例如，Pyrex)，该薄硅外表面上可以形成有可选的微图案表面。该玻璃层可以具有图案化结构，该图案化结构限定如下区域：其中，上述薄硅形成了在玻璃支撑件之间悬置的隔膜。

通常，转印表面单元能够并且可选地通过另外的中间封装被联结到旋转式或传送器式沉积系统(例如，根据在此公开的其它示例性实施例，鼓或小平面式鼓或者传送带)或者其上的基础板。转印表面单元还能够联结到散热件，这些散热件然后联结到旋转式沉积系统的支撑框架，并且这种散热件能够一体形成于这种中间封装或基础板中。这种散热件可以包括能够维持基本恒定温度的热传导材料。温度控制机构能够是主动式的(例如，水冷却)或者被动式的(例如，辐射和/或传导)。

图5B是图5A的旋转鼓510的外表面的平面表示。图5B示出了表面510上的表现为直线的微图案区域512。每一条直线均能够被微加工在表面510上，以产生所期望的表面结构。根据所期望的应用，每一条直线(即，微图案区域)均可以包括相同或不同的布局。上述鼓上的微图案特征的图案能够对应于要沉积到沉积表面上的薄膜材料的图案。液体墨水能够由薄膜材料供给机构以空间方式限定的图案或者均匀地供给在所述鼓的区域上。

在一个示例性实施例中，能够关于该微图案结构来限定以空间方式限定的液体墨水的供给图案，从而液体墨水被供给到转印表面上并且该微图案结构有助于进一步将薄膜材料组织成规定图案。根据该微图案的类型和墨水性质，墨水可以供给到转印表面的、仅仅包含特定类型的微图案的区段上，但不供给到转印表面的、包含其它类型的微图案的区段上。此外，同样根据该微图案的类型和墨水性质，墨水可以供给到转印表面的、不具有任何微图案的区段上或者仅仅供给到具有微图案的区段上。该微图案结构可以具有将墨水从周围区域抽吸到微图案区域中的性质，从而当在微孔区域外侧的区域中分配墨水时，墨水能够被抽吸到微孔区域中。替代地，该微图案结构可以具有从微图案区域排斥出墨水或者阻断墨水越过微图案区域流动的性质，从而当在不具有任何微图案的区域中分配墨水时，墨水能够被包含在这种区域内，并且，供给到微图案区域中的杂散墨水(stray ink)能够被排斥到不具有任何微图案的那些区域中。

供给到鼓表面的墨水也可以不被微图案表面抽吸到适当的区域中，并且可能希望在将薄膜材料转印到基板上之前移除这种所谓的杂散墨水。这可以通过如下方式来完成：即，利用能够吸收墨水的表面结构和刮墨刀(被越过所述鼓表面地抽拉的机械刀片)来从转印表面上移除未被吸收到表面结构中的墨水，并使其进入收集单元中。还能够以相同的方式使用气刀来移除杂散墨水或过量墨水。气刀是扫过所述表面以从表面上移走杂散墨水的惰性气体的局部加压区域。

图5C是图5B的旋转鼓表面的区域的分解视图。在图5C中，微图案区域520包括布置成多行和多列的微孔522。图5C的示例性实施例示出了被组织成三列的微孔，每一列均具有由成对微孔形成的重复性竖直图案。如上所述，微孔522能够被微加工到旋转鼓510的表面中，以提供该鼓的转印表面。在另一个实施例中，微图案区域被形成为分离的转印表面单元，然后直接地或者通过中间基础板和/或封装而联结或附着到下面的旋转机构或传送机构。

在另一个示例性实施例中，转印表面上的微图案结构限定了如下图案：该图案不对应于将沉积在该表面上的材料图案。这里，薄膜材料通过以空间方式限定的图案被供给到鼓表面，并且，转印表面上的微图案结构主要用于维持所供给的此图案。所供给的薄膜材料的以空间方式限定的图案一旦被供给到微图案区域，该图案便可以对应于将沉积在该沉积表面上的特征的图案。在该实施例中，薄膜供给机构执行图案化功能。在这种构造的一个示例性实施例中，所计量供应的薄膜材料包括液体墨水，并且所述微图案结构在将被上墨的整个转印表面区域之上包括连续的多微孔区域，并且液体墨水以一定的图案被供给到该多微孔表面，从而，即使在可选的、用于移除所述载体流体的调节步骤之后，墨水也被多微孔表面吸收并且维持基本相同的图案。通常，根据需要，薄膜供给机构和转印表面的微图案结构能够一起将转印表面上的薄膜材料组织成规定图案，以在基板上提供所期图案的薄膜材料沉积。

微图案转印表面可以包括具有从转印表面单元的外表面贯穿延伸至转印表面单元的内表面的气孔或通道特征的微孔或微通道区域，并且这种转印表面单元可以安装到旋转式沉积系统上使得转印表面单元的内表面基本不被覆盖。所述微图案区域可以比周围材料更薄，从而周围材料为更薄的微图案区域提供机械支撑。

薄膜材料供给机构可以基本位于该旋转式沉积系统内并将薄膜材料供给到安装于旋转式沉积系统上的转印表面单元的内表面上，从而薄膜材料被供给到在支撑材料之间悬置的较薄微图案区域的内表面上，并且，在随后调节该薄膜材料并激发转印表面时，该薄膜材料的至少一部分从转印表面供给到沉积表面，在该沉积表面处，它作为大致固体的薄膜沉积在基板上。在本实施例中，该薄膜材料供给机构可以包括位于所述鼓中的喷墨打印头。

示例性转印表面的微图案区域可以包括具有如下结构的材料区域：即，以一定深度延伸到转印表面中，但不贯穿该转印表面单元。与先前段落中描述的、既朝向转印表面单元的后表面或内表面敞开又朝向其前表面或外表面敞开的微图案结构相反，这种微图案结构仅在前表面或外表面上敞开。通过将薄膜材料供给到前表面或外表面上，薄膜材料能够被计量供应到这种转印表面，并且在随后激发该转印表面时，薄膜材料从转印表面供给到沉积表面上，在该沉积表面处，它沉积成大致固体的薄膜。这种构造是有利的，因为在激发该转印表面时，供给到转印表面上的全部薄膜材料均被朝向沉积表面引导。相反，在利用从外表面延伸到内表面的微图案结构的构造中，薄膜材料的一部分可能泄漏或者通过转印表面的内表面被引导出去(并由此离开沉积表面)，并且，这种薄膜材料将被浪费并且可能形成该旋转式沉积系统内的碎屑或污染源。

图6A示出了根据本公开的一个实施例的沉积系统的示例性旋转、小平面式部件。在图6A的示例性实施例中，使用六边形小平面式鼓(或传送器式)沉积系统610将薄膜材料沉积在基板上。图6B是在图6A的沉积系统的小平面之一上的转印表面的表面示图。更具体地，图6B是旋转小平面式鼓610的小平面之一的外表面的平面表示。图6C是图6B的旋转小平面式鼓的区域的分解视图。所有的其它周边部件均与图5的类似，并且被赋予相同的附图标记。

图7A示出了根据本公开的一个实施例的、具有激发单元和微图案区域的示例性转印表面单元。图7A的转印表面单元包括转印表面710、激发元件720(其可以与所述单元一体形成)、支撑结构730以及微图案表面结构740。激发元件720可以包括加热元件，例如电阻式加热元件，该加热元件能够用来加热所述转印表面，以为了转印而调节该薄膜材料并且/或将薄膜材料转印到基板上。激发元件720还可以包括压电元件，该压电元件能够用于将薄膜材料转印到基板上。

图7B示出了根据本公开的一个实施例的示例性六边形旋转鼓式沉积系统。具体地，图7B示出了根据本公开的一个实施例的沉积系统的旋转、小平面式部件，该沉积系统在每一个小平面上均具有基础板，以将转印表面单元形式的一个或多个离散的、基本共面的转印表面安装到一起。该六边形鼓的每一个面均具有用于安装一个或多个转印表面单元的小平面表面基础板715。每个基础板715均能够联接到各自的小平面。

图7C示出了具有在共面表面中安装一起的六个转印表面单元的示例性基础板715。这些转印表面单元可以相同或不同。每一个转印表面单元均可以包括在图7A中描述过的元件。另外，尺寸W₁和H₁分别限定了基本相同的每一个转印表面单元的转印表面的宽度和高度。尺寸W₂和H₂分别限定了由于在基础板715上安装这些转印表面单元而在转印表面之间形成的宽度间隔距离和高度间隔距离。在一个实施例中，W₁等于W₂并且H₁等于H₂。在另一实施例中，W₂等于W₁的除了一倍之外的整数倍。在又一个实施例中，H₂等于H₁的除了一倍之外的整数倍。

图7A-7C共同示出了多个基础板一体形成于多个转印表面上。在一个实施例中，形成了一种一体式系统，其中，每一个小平面(或转印表面)均支撑在具有六个小平面的小平面式鼓上的十二个离散的转印表面。

图8A-8D示出了根据本公开的一个实施例的示例性微图案表面。如上文所述，这些微图案表面结构能够形成在转印表面上。这些微图案表面服务于不同的功用。例如，能够使用微图案表面来形成具有所期形状和织构的薄膜。还能够使用微图案表面来控制薄膜厚度、薄膜材料在转印表面上的流动和表面构造。

在图8A中，转印表面区域820包括具有微图案结构的矩形区域830的栅格。在图8B中，转印表面区域820包括具有微图案结构的一系列直线831。在图8C中，转印表面区域820包含矩形微图案区域830和直线状微图案区域831的组合。图8D示出了限定能够单独地或者相组合地在图案中使用以填充更大的微图案区域、例如具有830和831类型的区域的、离散的矩形区域的各个微图案特征的实例。即，微图案特征832包括离散的线性微通道序列，微图案特征833包括微柱的阵列，微图案特征834包括连续的蛇形微通道，而微通道特征835包括微孔的阵列。

存在有能够应用于上述方法和设备的很多不同的方式，以计量出薄膜材料并将薄膜材料供给转印表面。上文已经描述了这些方法中的某些方法。例如，在材料被以液体墨水的形式供给的情形中，能够使用喷墨印刷技术来供给液体墨水。其它示例性的液体墨水供给机制包括喷嘴印刷、凹版印刷、狭槽或狭缝涂布、喷涂和湿印。在材料以气态蒸汽墨水的形式供给的情形中，能够使用热蒸发过程来供给气体蒸汽。其它示例性气体蒸汽供给机制可以包括物理或化学气相沉积系统，包括电子束蒸发、溅射、原子层沉积、分子束外延和分子有机化学气相沉积。能够在环境压力、降低的压力或者升高的压力下执行气体蒸汽供给。在薄膜材料以固体墨水的形式供给的情形中，能够使用接触压力转印来供给固体墨水，其中，固体墨水材料被涂布到与转印表面接触的中间片材上，压力被施加到该中间片材，并且该中间片材然后被移除，从而当施加压力时，固体墨水材料转印到转印表面上并在中间片材被移除之后保留下来。其它示例性的固相供给机制包括接触激光转印(类似于接触压力转印，但此时使用激光能量代替压力来实现转印)、接触热转印(类似于接触压力转印，但此时使用热能代替压力来实现转印)和固体颗粒喷涂，其中，固体墨水颗粒流被引导到转印表面上，从而固体墨水颗粒的至少一部分附着到转印表面。

图9A-9C示意了用于将薄膜材料沉积在转印表面上的三种示例性湿法涂布技术。图9A示出了用于将能够是液体墨水的薄膜材料940供给到鼓900的小平面表面上的狭缝涂布技术。狭缝涂布单元910从小平面的一端到另一端地越过所述鼓的小平面之一移动，以供给液体墨水涂层940。图9B示出了一示例性实施例，其中，使用通过刮墨刀的狭缝涂布技术将墨水供给到小平面式鼓900的小平面上。这里，狭缝涂布单元910从小平面的一端以连续的方式越过鼓小平面之一移动，并且刮墨刀920越过该小平面表面地跟随所述狭缝涂布单元910，以移除过量墨水。替代该刮墨刀920或另外，还可以利用气刀(未示出)来实现相同的目的。

图9C示出了另一个实施例，其中，使用辊子单元930将薄膜材料供给小平面式鼓900的液体墨水涂层940的小平面。这里，墨水被供给到辊子单元930中的辊子的表面上，然后辊子930通过从辊子的表面到鼓的小平面的表面地湿润该墨水并且越过小平面地滚动而供给墨水。辊子能够以一定图案向小平面表面提供液体墨水并由此提供一种图案化的墨水供给机构。具有图案功能的辊子的一个实例是凹版印刷鼓。在另一个示例性实施例中(未示出)，使用凹版印刷板来用于墨水供给。该凹版印刷板首先涂布有墨水，该板通过湿润在该板的表面上的墨水而向所述鼓小平面的表面供给墨水。在所有这些实施例中，旋转式转印表面组件(例如，所述鼓或小平面式鼓)和墨水供给机构均能够是静止的，或者能够相对于彼此移动。能够利用该相对运动(通过转印表面组件的旋转、墨水供给机构的运动或者通过这两种)来改进对墨水供给的空间控制。

虽然已经关于在此示出的示例性实施例示意了本公开的原理，但本公开的原理不限于此，而是包括其任何修改、变化或置换。

Claims (103)

1.一种用于将薄膜材料转印到基板上的设备，所述设备包括：

转印表面，所述转印表面上具有多个微图案结构，用于组织一定量的薄膜材料；

供给机构，所述供给机构用于将所述一定量的薄膜材料供应到所述转印表面；以及

轴线，所述转印表面能够围绕所述轴线从所述供给机构接收所述一定量的薄膜材料，并且所述转印表面能够在分配所述一定量的薄膜材料的至少一部分之前围绕所述轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括调节单元，所述调节单元用于调节由所述转印表面接收到的薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括能量源，所述能量源用于将所述薄膜材料从所述转印表面转印到基板上。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述转印表面上转印。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述转印表面包括鼓或者平面式鼓的外表面的至少一部分。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个微图案结构在整个所述转印表面上连续。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个微图案结构中的每一个均限定了所述转印表面的一个离散区域。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述微图案结构选自由如下项组成的组：微孔、微柱、微通道和微阵列。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述微图案结构以第一布置结构来组织所接收到的薄膜材料，从而所述转印表面能够基本上以所述第一布置结构将所述薄膜材料转印到所述基板上。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述微图案结构以第一布置结构来组织所接收到的薄膜材料，从而所述转印表面能够以第二布置结构将所述薄膜材料转印到所述基板上。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述薄膜材料以液体墨水、固体墨水和气态蒸汽墨水的形式被供给到所述转印表面。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述液体墨水还包括具有溶解或悬浮的薄膜材料的载体流体。

13.根据权利要求12所述的设备，还包括调节单元，所述调节单元用于从所述转印表面上的液体墨水中基本蒸发掉载体流体。

14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述液体墨水还包括熔融的墨水材料。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述薄膜材料以基本液相或基本固相中的一种方式沉积到所述转印表面上。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述供给机构选自由如下项组成的组：喷墨头、狭槽涂布器、刮墨刀、气刀、湿印模和凹版印刷机构。

17.根据权利要求1所述的设备，还包括第一转印表面和第二转印表面，其中，所述第一转印表面包括第一微图案结构，而所述第二转印表面包括第二微图案结构。

18.根据权利要求1所述的设备，还包括清洁源，所述清洁源用于在所述薄膜材料被分配之后清洁所述转印表面。

19.一种非接触式薄膜沉积设备，包括：

供给机构，所述供给机构用于供应一定量的薄膜材料；

转印表面，所述转印表面用于从所述供给机构接收所述一定量的薄膜材料，并且在不与基板形成材料接触的情况下将所述一定量的薄膜材料的至少一部分以第二图案转印到基板上；以及

微图案结构，所述微图案结构位于所述转印表面上，所述微图案结构以第一图案来组织所接收到的薄膜材料。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述第一图案和所述第二图案基本相同。

21.根据权利要求19所述的设备，其中，所述转印表面在第一平面接收所述一定量的薄膜材料，并在第二平面将所述薄膜材料转印在所述基板上。

22.根据权利要求19所述的设备，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述转印表面上转印。

23.根据权利要求19所述的设备，其中，所述薄膜材料大致以固相沉积到所述基板上。

24.根据权利要求19所述的设备，其中，所述转印表面在第一平面内接收一定量的薄膜材料，并在第二平面内将所述一定量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板。

25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述第一平面和所述第二平面彼此正交或平行。

26.根据权利要求19所述的设备，还包括调节单元，所述调节单元用于调节由所述转印表面接收到的所述薄膜材料。

27.根据权利要求19所述的设备，其中，所述微图案结构选自由如下项组成的组：微孔、微柱、微通道和微阵列。

28.根据权利要求19所述的设备，其中，所述转印表面包括鼓或者平面式鼓的外表面的至少一部分。

29.根据权利要求19所述的设备，其中，所述供给机构选自由如下项组成的组：喷墨头、狭槽涂布器、刮墨刀、气刀、湿印模和凹版印刷机构。

30.根据权利要求19所述的设备，其中，所述薄膜材料以液体墨水、固体墨水或气态蒸汽墨水的形式被供给到所述转印表面。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，所述液体墨水还包括具有溶解或悬浮的薄膜材料的载体流体。

32.根据权利要求31所述的设备，还包括调节单元，所述调节单元用于从所述转印表面上的液体墨水中基本蒸发掉载体流体。

33.根据权利要求19所述的设备，其中，所述薄膜材料包含OLED材料。

34.一种薄膜沉积设备，包括：

供给机构，所述供给机构用于供应一定量的液体墨水，所述液体墨水具有溶解或悬浮在载体流体中的薄膜材料；

第一转印表面，所述第一转印表面用于在第一平面内从所述供给机构接收所述一定量的液体墨水，并在第二平面内供给基本不含有所述载体流体的薄膜材料；

能量源，所述能量源用于将所述薄膜材料的至少一部分从所述第一转印表面转印到基板上；以及

激发源，所述激发源用于在所述第一平面和所述第二平面之间移动所述第一转印表面。

35.根据权利要求34所述的设备，还包括调节单元，所述调节单元用于从所述第一转印表面上移除所述载体流体，以形成基本不含有所述载体流体的薄膜材料。

36.根据权利要求34所述的设备，其中，所述供给机构选自由如下项组成的组：喷墨头、狭槽涂布器、刮墨刀、气刀、湿印模和凹版印刷机构。

37.根据权利要求34所述的设备，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述第一转印表面上转印。

38.根据权利要求34所述的设备，其中，所述第一转印表面还包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域分别从所述供给机构接收第一量的液体墨水和第二量的液体墨水。

39.根据权利要求38所述的设备，其中，所述第一区域和所述第二区域基本同时接收所述第一量和所述第二量的墨水。

40.根据权利要求38所述的设备，其中，所述第一区域和所述第二区域依次接收所述第一量和所述第二量的墨水。

41.根据权利要求38所述的设备，其中，所述第一区域和所述第二区域位于不同的平坦表面上。

42.根据权利要求38所述的设备，其中，所述第一区域和所述第二区域沿着不同的定向接收所述第一量和所述第二量的墨水。

43.根据权利要求34所述的设备，其中，将所述薄膜材料从所述第一转印表面转印到所述基板上的步骤在所述转印表面不与所述基板形成材料接触的情况下进行。

44.根据权利要求43所述的设备，其中，所述激发源包括用于将所述薄膜材料从所述第一转印表面转印到所述基板上的能量源。

45.根据权利要求43所述的设备，其中，所述激发源包括热能量源或压电能量源。

46.根据权利要求34所述的设备，其中，所述第一转印表面以第一定向来组织从所述供给机构接收到的所述一定量的液体墨水，并且沿着第二定向将基本不含有所述载体流体的所述薄膜材料转印到所述基板上。

47.根据权利要求34所述的设备，还包括第二转印表面，所述第一转印表面和所述第二转印表面分别从所述供给机构接收第一量的液体墨水和第二量的液体墨水。

48.根据权利要求47所述的设备，其中，所述第一转印表面和所述第二转印表面基本同时接收所述第一量和所述第二量的墨水。

49.根据权利要求47所述的设备，其中，所述第一转印表面和所述第二转印表面依次接收所述第一量和所述第二量的墨水。

50.根据权利要求47所述的设备，其中，所述第一转印表面和所述第二转印表面位于不同的平坦表面上。

51.根据权利要求47所述的设备，其中，所述第一转印表面和所述第二转印表面沿着不同的定向来接收所述第一量和所述第二量的墨水。

52.一种用于将薄膜沉积在基板上的系统，所述系统包括：

供给机构，所述供给机构用于供应一定量的薄膜材料；

第一转印表面，所述第一转印表面适于接收一定量的薄膜材料，并且将所述一定量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上，使得所述薄膜材料作为大致固体的薄膜沉积在所述基板上；

旋转机构，所述旋转机构用于使所述第一转印表面围绕轴线在不同的平面之间移动；以及

与控制器电路通信的存储器电路，所述存储器电路包括指令，所述指令指示所述控制器电路进行如下动作：

在第一平面内定位所述第一转印表面，以从所述供给机构接收第一量的薄膜材料；

在所述平面内以第一图案向所述第一转印表面提供所述第一量的薄膜材料；

在邻近于所述基板的第二平面内定位所述第一转印表面，以将所述第一量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上；

在所述第二平面内激发所述第一转印表面，以将所述第一量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上，使得所述薄膜材料以第二图案、作为大致固体的薄膜沉积在所述基板上。

53.根据权利要求52所述的系统，其中，所述第一图案和所述第二图案基本类似。

54.根据权利要求52所述的系统，其中，所述存储器电路还包括如下指令：该指令用于在所述第一转印表面定位成与所述基板邻近但不与所述基板形成材料接触以将所述第一量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上的同时、定位所述第二转印表面，以从所述供给机构接收第二量的薄膜材料。

55.根据权利要求54所述的系统，其中，所述存储器电路还包括用于在所述第一区域将所述第一量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上的同时、向所述第二区域提供所述第二量的薄膜材料的指令。

56.根据权利要求52所述的系统，其中，供给到所述第一转印表面的所述一定量的薄膜材料包括液体墨水，所述液体墨水具有溶解或悬浮在载体流体中的薄膜材料。

57.根据权利要求56所述的系统，还包括调节系统，所述调节系统用于从由所述第一转印表面接收到的所述第一量的液体墨水中移除所述载体流体，以在第二平面内提供基本不含有所述载体流体的薄膜材料。

58.根据权利要求52所述的系统，还包括能量源，所述能量源用于在所述薄膜材料不与所述基板形成材料接触的情况下，将所述薄膜材料的至少一部分从所述第一转印表面转印到所述基板上。

59.根据权利要求52所述的系统，其中，所述第一转印表面的至少一部分包括具有微图案结构的区域，所述微图案结构选自由如下项组成的组：微孔、微柱、微通道和微阵列。

60.根据权利要求52所述的系统，其中，所述薄膜材料包含OLED材料。

61.根据权利要求52所述的系统，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述第一转印表面转印到所述基板上。

62.一种用于将大致固体的薄膜印刷在基板上的方法，包括：

提供第一转印表面；

在第一平面将一定量的薄膜材料供给到所述第一转印表面，所述第一转印表面上具有多个微图案结构；

通过所述多个微图案结构，在所述第一转印表面上对所述一定量的薄膜材料进行组织；

使所述第一转印表面围绕轴线旋转，以在第二平面定位所述第一转印表面；以及

在第二平面内将所述一定量的薄膜材料的至少一部分从所述第一转印表面转印到所述基板上，使得所述薄膜材料大致以固相沉积在所述基板上。

63.根据权利要求62所述的方法，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述第一转印表面转印。

64.根据权利要求62所述的方法，还包括：在将所述薄膜材料从所述第一转印表面转印到所述基板上之前，调节所述第一转印表面上接收到的所述薄膜材料。

65.根据权利要求62所述的方法，其中，将一定量的薄膜材料供给到所述第一转印表面的步骤还包括：供给一定量的液体墨水，所述液体墨水包括溶解或悬浮在载体流体中的薄膜材料。

66.根据权利要求65所述的方法，还包括：在将所述薄膜材料从所述第一转印表面转印到所述基板上之前，从所述一定量的液体墨水中移除所述载体流体，以提供基本不含有所述载体流体的薄膜材料。

67.根据权利要求62所述的方法，还包括：以第一图案在所述第一转印表面上组织所述薄膜材料，并且以第二图案在所述基板上形成大致固体的薄膜。

68.根据权利要求67所述的方法，其中，所述第一图案和所述第二图案基本不同。

69.根据权利要求67所述的方法，其中，所述第一图案和所述第二图案基本类似。

70.根据权利要求67所述的方法，其中，所述第一图案反映了所述转印表面上的所述微图案结构。

71.根据权利要求62所述的方法，还包括：激发所述第一转印表面，以分配所述薄膜材料。

72.根据权利要求71所述的方法，其中，激发所述第一转印表面的步骤包括：加热或搅动所述第一转印表面上的所述薄膜材料的至少一部分。

73.根据权利要求62所述的方法，还包括：在将所述一定量的薄膜材料转印到所述基板上之前，调节所述第一转印表面上的所述薄膜材料。

74.根据权利要求62所述的方法，其中，将所述一定量的薄膜材料供给到所述转印表面的步骤还包括：提供喷墨头、狭槽涂布器、刮墨刀、气刀、湿印模和凹版印刷机构之一，以供给所述薄膜材料。

75.根据权利要求62所述的方法，还包括：提供第二转印表面；同时或依次地将第一量的薄膜材料供给到所述第一转印表面上以及将第二量的薄膜材料供给到所述第二转印表面上；以及，同时或依次地将所述第一量和所述第二量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上。

76.根据权利要求62所述的方法，还包括：在所述转印表面上提供第一区域和第二区域；同时或依次地将第一量的薄膜材料供给到所述第一区域上以及将第二量的薄膜材料供给到所述第二区域上；以及，同时或依次地将所述第一量和所述第二量的薄膜材料的至少一部分从所述第一区域和所述第二区域转印到所述基板上。

77.一种用于将大致固体的薄膜印刷在基板上的方法，包括：

提供在载体流体中具有溶解或悬浮的薄膜材料的、第一量的液体墨水以及在载体流体中具有溶解或悬浮的薄膜材料的、第二量的液体墨水；

将所述第一量的液体墨水在第一平面内供应到转印表面上的第一区域；

从所述第一量的墨水中移除所述载体流体，以形成基本不含有所述载体流体的、第一量的薄膜材料；

将所述第二量的液体墨水在第二平面内供应到转印表面上的第二区域；

在第三平面内将所述第一量的薄膜材料的至少一部分从所述第一区域转印到基板上；

从所述第二量的薄膜材料中移除所述载体流体，以形成基本不含有所述载体流体的、第二量的薄膜材料；

在第四平面内将所述第二量的薄膜材料的至少一部分从所述第二区域转印到基板上；以及

在所述基板上接收所转印的薄膜材料，使得所述薄膜材料以基本不含有所述载体流体的方式沉积。

78.根据权利要求77所述的方法，其中，所述第一平面和所述第二平面基本相同。

79.根据权利要求77所述的方法，其中，所述薄膜材料包含OLED材料。

80.根据权利要求77所述的方法，其中，所述第三平面和所述第四平面基本相同。

81.根据权利要求77所述的方法，还包括：使所述转印表面的区域在所述第一平面、第二平面、第三平面和第四平面之间移动。

82.根据权利要求77所述的方法，其中，基本在所述第二转印区域位于所述第四平面内的同时，所述第一转印区域位于所述第一平面中。

83.根据权利要求77所述的方法，其中，基本在所述第二转印区域位于所述第二平面内的同时，所述第一转印区域位于所述第三平面中。

84.根据权利要求77所述的方法，其中，所述第一转印区域和所述第二转印区域位于不同的转印表面上。

85.根据权利要求77所述的方法，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述转印表面上转印。

86.根据权利要求77所述的方法，还包括：在所述转印表面不与所述基板形成材料接触的情况下，将所述第一量的薄膜材料的至少一部分从所述第一转印表面转印到所述基板上。

87.根据权利要求77所述的方法，还包括：在将所述第一量的薄膜材料的至少一部分从所述第一区域转印到所述基板上的同时，将所述第二量的薄膜材料供应到所述第二区域。

88.根据权利要求77所述的方法，还包括：在使所述第一区域上的所述第一量的薄膜材料变干的同时，将所述第二量的薄膜材料供应到所述第二区域。

89.根据权利要求77所述的方法，还包括：在所述第一区域上提供微图案表面，并在所述微图案表面上对所述第一量的薄膜材料进行组织。

90.根据权利要求77所述的方法，还包括：激发所述第二区域，以将所述第二量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上。

91.根据权利要求77所述的方法，还包括：在将所述第一量的薄膜材料的至少一部分转印到所述基板上之后，清洁所述第一区域。

92.一种用于薄膜沉积的非接触式方法，包括：

提供转印表面，所述转印表面上具有一定量的薄膜材料；

将所述转印表面移动到一定位置，以将所述一定量的薄膜材料转印到基板上；以及

在所述转印表面不与所述基板形成材料接触的情况下，将第一量的薄膜材料的至少一部分从第一转印表面转印到所述基板上；

其中，在所述薄膜材料供给到所述转印表面上之后但在转印到所述基板上之前的至少一部分时间内，所述转印表面上的所述薄膜材料基本为固体。

93.根据权利要求92所述的方法，其中，所述薄膜材料包含OLED材料。

94.根据权利要求92所述的方法，其中，所述薄膜材料大致以固相沉积在所述基板上。

95.根据权利要求92所述的方法，其中，通过热蒸发所述薄膜材料，所述薄膜材料被从所述转印表面上转印。

96.根据权利要求92所述的方法，其中，所述转印表面在第一平面处接收所述一定量的薄膜材料并在第二平面处将所述薄膜材料转印到所述基板上。

97.根据权利要求96所述的方法，其中，所述第一平面和所述第二平面彼此正交或平行。

98.根据权利要求92所述的方法，还包括：调节所述转印表面上的所述薄膜材料。

99.根据权利要求92所述的方法，还包括：在所述转印表面上提供微图案结构，在将所述薄膜材料转印到所述基板上之前，所述微图案结构在所述转印表面上将所述薄膜材料组织成第一图案。

100.根据权利要求99所述的方法，其中，所述微图案结构选自由如下项组成的组：微孔、微柱、微通道和微阵列。

101.根据权利要求92所述的方法，其中，所述薄膜材料以与所述第一图案基本相同的第二图案沉积在所述基板上。

102.根据权利要求92所述的方法，其中，所述转印表面包括鼓或者小平面式鼓的外表面的至少一部分。

103.根据权利要求92所述的方法，其中，所述薄膜材料以基本液相或者基本固相之一沉积到所述转印表面上。

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