CN103872265A - 制造柔性有机电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种在柔性衬底上形成微电子系统的方法包含在所述柔性衬底的第一侧上沉积(通常循序地)至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上的至少一个薄膜包封层，其中沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之前，所述至少一个有机薄膜层或所述至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。

Description

制造柔性有机电子装置
所主张的本发明是由达成联合大学公司研究协议的以下各方中的一者或一者以上，以以下各方中的一者或一者以上的名义和/或结合以下各方中的一者或一者以上而作出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加州大学以及环宇显示器公司(Universal DisplayCorporation)。所述协议在作出所主张的本发明的日期当天和之前就生效，且所主张的本发明是因在所述协议的范围内进行的活动而作出。
技术领域
在若干实施例中，本发明的装置、系统和方法涉及有机电子装置，包含例如有机发光二极管装置及其制造。
背景技术
提供以下信息是为了辅助阅读者理解下文所揭示的技术以及此些技术通常可在其中使用的环境。本文所使用的术语无意限于任何特定狭义解释，除非此文献中另有明确陈述。本文所陈述的参考可促进理解所述技术或其背景。本文所陈述的所有参考的揭示内容以引用的方式并入本文中。
出于若干原因，利用有机材料的光学电子装置变得越来越受欢迎。用以制作此些装置的材料中的许多材料相对便宜，因此有机光学电子装置具有获得相对于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可使其非常适合特定应用，例如在柔性衬底上的制造。有机光学电子装置的实例包含有机发光装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可具有相对于常规材料的性能优点。举例来说，有机发光层发射光的波长通常可容易地用适当的掺杂剂来调整。
OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时发射光。OLED正变为用于例如平板显示器、照明和背光等应用中的越来越引人注目的技术。第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号美国专利中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
磷光性发光分子的一个应用是全色显示器。用于此类显示器的行业标准需要适于发射特定色彩(称为“饱和”色彩)的像素。明确地说，这些标准需要饱和的红色、绿色和蓝色像素。可使用此项技术中众所周知的国际照明委员会(CIE)坐标来测量色彩。
绿色发光分子的一个实例为三(2-苯基吡啶)铱、表示为Ir(ppy)3，其具有以下结构：
Figure BDA0000436136820000021
在此结构中，将从氮到金属(此处，Ir)的配价键描绘为直线。
如本文所使用，术语“有机”包含聚合材料以及小分子有机材料，其可用以制造有机光学电子装置。“小分子”指代不是聚合物的任何有机材料，且“小分子”可实际上相当大。在一些情况下，小分子可包含重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基不会将分子从“小分子”类别中去除。小分子还可并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子还可充当树枝状聚合物的核心半族，树枝状聚合物由建立在核心半族上的一系列化学壳层组成。树枝状聚合物的核心半族可为荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可为“小分子”，且据信当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物均为小分子。
如本文所使用，“顶部”意谓离衬底最远，而“底部”意谓离衬底最近。在将第一层描述为“安置”在第二层“上”的情况下，第一层被安置为距衬底较远。第一与第二层之间可存在其它层，除非指定第一层“与”第二层“接触”。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可将阴极描述为“安置在”阳极“上”。
如本文所使用，“溶液可处理”意谓能够以溶液或悬浮液的形式在液体媒介中溶解、分散或输送和/或从液体媒介沉积。
可在以全文引用的方式并入本文中的第7,279,704号美国专利中找到关于OLED以及上文所述的定义的更多细节。
大多数刚性OLED形成于玻璃衬底上，且用玻璃或金属板包封、用一滴粘合剂(例如，UV可固化环氧树脂)在边缘周围密封。已发表了关于用直接沉积在OLED之上的薄膜水分障壁包封的柔性显示器的一些著作。在那些情况下，所述障壁为无机薄膜或复合有机-无机多层堆叠。有机-无机堆叠特别善于覆盖OLED表面上的微粒缺陷(然而，是以较长的TAC时间和较复杂的材料结构为代价的)。
OLED可应用于某一范围的应用，包含例如显示器、招牌装饰照明、大面积柔性照明、汽车应用以及一般照明。一般来说，相信使用卷对卷处理可在OLED制造中实现显著的价格节省。在那方面，在此些工艺中，生产量相对较高。此外，可将相对较便宜的金属箔和塑料腹板用作衬底。
图1中陈述卷对卷制造工艺方法和系统10。在图1中，衬底20被从衬底馈送辊22解绕、馈送到滚动涂覆辊24，且经历使用线性离子源14的等离子体预处理。如图1中所说明，将十四个真空有机蒸发站40a到40n定位在滚动涂覆辊24周围。在有机蒸发站40a到40n后是用于溅镀的DC磁控管50以及用以沉积阴极的两个金属蒸发器，以在衬底20的装置侧或表面30上形成OLED。在如上文所述的在衬底20上的OLED沉积之后，将衬底20卷绕在取回辊82上。在卷动或在取回辊82上卷绕期间，衬底表面30由从辊72提供的保护性衬膜或中间衬层70包裹，以试图减少对敏感性有机层的表面损坏。
移动滚动转印盒(未图示)允许在惰性条件下取回辊82在系统10与层压单元(未图示)之间的滚动转印，以试图限制在转印期间的总体H2O和O2暴露。在惰性氛围下操作卷对卷包封单元，且卷对卷光学检查系统提供缺陷表征。
发明内容
在一个方面中，一种在柔性衬底上形成微电子系统的方法包含在所述柔性衬底的第一侧上沉积(例如，循序地)至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上的至少一个薄膜包封层，其中沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之前，所述至少一个有机薄膜层或所述至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。举例来说，在许多实施例中，在沉积至少一个薄膜包封层之前，不发生围绕辊的卷绕。所述微电子系统可例如为有机发光二极管系统。
沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层可例如在不破坏真空的情况下发生。柔性衬底可例如在沉积期间处于匀速运动中。所述微电子系统可例如为有机发光二极管系统。
在许多实施例中，沉积多个有机薄膜层。在沉积两个电极的实施例中，将多个有机薄膜层定位在两个电极之间。在许多实施例中，柔性衬底可包含预图案化的电极。
所述方法可例如进一步包含在沉积至少一个有机薄膜层之前应用表面处理。应用表面处理可例如包含烘烤或清洁。
在许多实施例中，在至少一个有机薄膜层之前沉积至少一个电极。在许多实施例中，可例如在至少一个有机薄膜层之前沉积至少一个障壁层。
在许多实施例中，在至少一个薄膜包封层的沉积之后，形成于柔性衬底上的微电子系统被卷绕在取回辊上。在沉积至少一个薄膜包封层之后，且在卷绕在取回辊上之前，可例如层压微电子系统的表面。在沉积中的第一者之前，可例如将柔性衬底从馈送辊解绕。在许多实施例中，在单个解绕和卷绕循环中将柔性衬底从馈送辊解绕，且将形成于柔性衬底上的微电子系统卷绕在取回辊上。
所述方法可例如进一步包含对形成于柔性衬底上的微电子系统的检查(例如，在至少一个薄膜包封层的沉积之后，且在卷绕在取回辊上之前)。所述方法可例如还包含对至少一个缺陷的处理(例如，在检查之后，且在卷绕在取回辊上之前)。
在许多实施例中，所述方法包含将柔性衬底从馈送辊解绕；以及在沉积至少一个薄膜包封层之后，将柔性衬底卷绕在取回辊上。在许多此类实施例中，沉积多个有机薄膜层，且所述多个有机薄膜层的沉积、所述至少一个电极的沉积以及所述至少一个薄膜包封层的沉积全部在不破坏真空的情况下发生。在许多此类实施例中，在从馈送辊解绕柔性衬底与卷绕在取回辊上之间，不发生围绕辊的卷绕。在许多实施例中，柔性衬底可仅在从馈送辊到取回辊的方向上行进。在其它实施例中，柔性衬底可在从馈送辊到取回辊的方向上且在从取回辊到馈送辊的方向上行进。可例如在至少一个有机薄膜层之前沉积至少一个障壁层。
所述方法可例如进一步包含当柔性衬底移动穿过多个区中的至少一者时，在支撑件上支撑所述柔性衬底，维持柔性衬底中的足够张力以维持柔性衬底与支撑件之间的直接接触，以及经由在多个区中的至少一者中支撑件与柔性衬底之间的热传导来冷却柔性衬底。
在另一方面中，用于在柔性衬底上形成微电子系统的制造系统包含：卷对卷衬底馈送和取回系统；至少一个用于在真空下沉积至少一个有机薄膜层的系统，衬底在卷对卷衬底馈送和取回系统上时穿过所述系统；至少一个用于在真空下沉积至少一个电极的系统，衬底在卷对卷衬底馈送和取回系统上时穿过所述系统；以及至少一个用于在真空下在至少一个有机薄膜层和至少一个电极上沉积至少一个薄膜包封层的系统。在许多实施例中，当衬底穿过(或经过)至少一个用于沉积至少一个有机薄膜层的系统，穿过(或经过)至少一个用于沉积至少一个电极的系统且穿过(或经过)至少一个用于沉积至少一个薄膜包封层的系统时，不破坏真空。在许多实施例中，微电子系统为有机发光二极管。
所述系统可例如进一步包含柔性衬底从其解绕的馈送辊，以及在沉积至少一个薄膜包封层之后柔性衬底卷绕在其上的取回辊，其中沉积多个有机薄膜层，且其中所述多个有机薄膜层的沉积、至少一个电极的沉积以及至少一个薄膜包封层的沉积均在不破坏真空的情况下发生。
在许多实施例中，在沉积至少一个薄膜包封层之前，多个有机薄膜层或至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。举例来说，在许多实施例中，在从馈送辊解绕柔性衬底和卷绕在取回辊上之间不发生围绕辊的卷绕。
所述系统可例如进一步包含用于检查形成于柔性衬底上的微电子系统(例如，在沉积至少一个薄膜包封层之后，且在卷绕在取回辊上之前)的系统。所述系统可进一步包含用于处理缺陷(例如，在检查之后，且在卷绕在取回辊上之前)的系统。
在另一方面中，通过在柔性衬底的第一侧上沉积至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在至少一个有机薄膜层和至少一个电极上的至少一个薄膜包封层来形成微电子系统。沉积至少一个有机薄膜层、沉积至少一个电极以及沉积至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且在沉积至少一个薄膜包封层之前，至少一个有机薄膜层或至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。
以上是概述，且因此可能含有细节的简化、一般化和省略；因此，所属领域的技术人员将了解，所述概述只是说明性的，且无意在任何方面具有限制性。
为了更好地理解实施例以及实施例的其它和进一步特征和优点，参考结合附图进行的以下描述。所主张的本发明的范围将在所附权利要求书中指出。
附图说明
图1示意性地说明包含卷绕单元、使用线性离子源的等离子体预处理、有机线性蒸发器、磁控管和金属蒸发器的卷对卷真空涂覆工艺的实施例。
图2示意性地说明有机发光装置的实施例。
图3示意性地说明不具有单独电子输送层的倒转有机发光装置的实施例。
图4示意性地说明用以在真空下循序地沉积有机电子装置(例如，OLED)和包封薄膜的工艺及其系统的实施例。
图5示意性地说明用以在真空下循序地沉积有机电子装置(例如，OLED)和包封薄膜的工艺及其系统的另一实施例。
图6示意性地说明用以在真空下沉积有机电子装置(例如，OLED)和包封薄膜且进一步包含预处理和障壁涂覆站/工艺的工艺及其系统的另一实施例。
图7示意性地说明用以在真空下沉积有机电子装置(例如，OLED)和包封薄膜且进一步包含检查和处理站/工艺的工艺及其系统的另一实施例。
图8说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的图5的工艺。
图9说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的图7的工艺。
图10示意性地说明用以沉积有机电子装置(例如，OLED)的工艺及其系统的另一实施例，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图11说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的图10的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图12示意性地说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的一者的周界的垂直投影与柔性衬底相交。
图13说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的图5的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图14A说明在大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的图7的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图14B说明图14A的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界以及其它设备或系统(包含区2中的预处理设备和/或系统以及区6中的检查/处理设备和/或系统)的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图15说明在两个大体上圆形滚动涂覆辊周围执行的工艺，其中用于形成有机电子装置的沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底相交。
图16示意性地说明用于在移动衬底的方向上沉积线(例如金属总线)的工艺。
图17A说明本发明的圆柱形掩模的实施例。
图17B说明本发明的处于适当位置以在移动衬底上沉积材料的两个圆柱形掩模，其中第一圆柱体包含单个开口或狭缝，且第二圆柱体包含多个开口或狭缝。
图18说明衬底上的总线的可重复网格图案的实例。
图19示意性地说明其中可使用圆柱形掩模来沉积有机材料的工艺和系统，其中虚线表示开放的掩模区域。
图20示意性地说明其中使用例如多个圆柱体在移动衬底上沉积包含平行线和垂直线两者的二维图案的工艺和系统。
图21示意性地说明其中使用单个圆柱体在移动衬底上沉积二维图案的工艺和系统。
图22示意性地说明其中使用单个圆柱体在移动衬底上沉积二维图案的另一工艺和系统。
具体实施方式
通常可结合有机电子装置使用本发明的方法、装置和系统。结合在连续的卷对卷工艺中形成的柔性OLED的代表性实施例论述本发明的若干代表性实施例。
一般来说，OLED包括安置在阳极与阴极之间且电连接到阳极和阴极的至少一个有机层。当施加电流时，阳极注入空穴且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴局限于同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能量状态的局部化电子-空穴对。当激子经由光电发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可局限于激元或激态复合物上。非辐射机制(例如热弛豫)也可发生，但通常被视为不合需要的。
早期的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发光分子，如例如第4,769,292号美国专利中所揭示，所述专利以全文引用的方式并入本文中。荧光发射通常在小于10纳秒的时间范围中发生。
最近，已论证了具有从三态发射光(“磷光”)的发光材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人的“从有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly Efficient Phosphorescent Emissionfrom Organic Electroluminescent Devices)”，自然(Nature)，第395卷，第151到154页，1998；(“巴尔多-I”)和巴尔多等人的“基于电致磷光的非常高效绿色有机发光装置(Veryhigh-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence)，应用物理学报，第75卷，第3期，第4到6页(1999)(巴尔多-II)，其以全文引用的方式并入本文中。”以引用的方式并入的第7,279,704号美国专利第5-6列中更详细地描述磷光。
图1说明有机发光装置100的实施例。各图是示意性地绘制，且不一定按比例绘制。装置100可包含衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴输送层125、电子阻挡层130、发光层135、空穴阻挡层140、电子输送层145、电子注入层150、保护层155、阴极160以及障壁层170。阴极160为具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可通过依序沉积所描述的层来制造。在以引用的方式并入的第7,279,704号美国专利的第6到10列中更详细地描述这些各种层以及实例材料的性质和功能。
这些层中的每一者有更多实例。举例来说，以全文引用的方式并入本文中的第5,844,363号美国专利中揭示柔性且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例为以50∶1的摩尔比率掺杂有F4-TCNQ的m-MTDATA，如以全文引用的方式并入本文中的第2003/0230980号美国专利申请公开案中所揭示。以全文引用的方式并入本文中的汤普森(Thompson)等人的第6,303,238号美国专利中揭示发光和基质材料的实例。经n掺杂电子输送层的实例为以1∶1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen，如以全文引用的方式并入本文中的第2003/0230980号美国专利申请公开案中所揭示。以全文引用的方式并入本文中的第5,703,436号和第5,707,745号美国专利揭示阴极的实例，其包含具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ITO层的复合阴极。以全文引用的方式并入本文中的第6,097,147号美国专利和第2003/0230980号美国专利申请公开案中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文引用的方式并入本文中的第2004/0174116号美国专利申请公开案中提供注入层的实例。可在以全文引用的方式并入本文中的第2004/0174116号美国专利申请公开案中找到保护层的描述。
图2说明倒转的OLED200的实施例。所述装置包含衬底210、阴极215、发光层220、空穴输送层225以及阳极230。可通过依序沉积所描述的层来制造装置200。因为最常见OLED配置具有安置在阳极上的阴极，而装置200具有安置在阳极230下的阴极215，因此装置200可称为“倒转”OLED。在装置200的对应层中，可使用与关于装置100所描述的材料类似的材料。图2提供可如何从装置100的结构省略一些层的一个实例。
图1和图2中所说明的简单分层结构是作为非限制实例而提供，且应理解，可结合各种各样的其它结构使用本发明的实施例。所描述的特定材料和结构本质上是示范性的，且可使用其它材料和结构。可基于设计、性能和成本因素，通过以不同方式组合所描述的各个层来实现功能性OLED，或可完全省略若干层。还可包含未具体描述的其它层。可使用不同于具体描述的材料的材料。尽管可将各种层描述为包含单一材料，但将理解，可使用材料的组合(例如基质与掺杂剂的混合物)或更一般来说，混合物。并且，所述层可具有各种子层。本文中给予各个层的名称不意欲为严格限制性的。举例来说，在装置200中，空穴输送层225输送空穴并将空穴注入到发光层220中，且可被描述为空穴输送层或空穴注入层。在一个实施例中，可将OLED描述为具有安置在阴极与阳极之间的“有机层”。此有机层可包括单个层，或可进一步包括如例如关于图1和图2所描述的不同有机材料的多个层。
还可使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的OLED(PLED)，例如以全文引用的方式并入本文中的弗兰德(Friend)等人的第5,247,190号美国专利中所揭示。作为另一实例，可使用具有单个有机层的OLED。OLED可堆叠，例如如以全文引用的方式并入本文中的福利斯特(Forrest)等人的第5,707,745号中所描述。OLED结构可脱离图1和图2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可包含有角度的反射表面以改进出耦(outcoupling)，例如如福利斯特等人的第6,091,195号美国专利中所述的台式结构，和/或如布利维克(Bulovic)等人的第5,834,893号美国专利中所描述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
除非另有指定，否则可通过任何合适方法来沉积各种实施例的层中的任一者。对于有机层，优选方法包含热蒸发、喷墨(例如以全文引用的方式并入本文中的第6,013,982号和第6,087,196号美国专利中所述)、有机气相沉积(OVPD)(例如以全文引用的方式并入本文中的福利斯特等人的第6,337,102号美国专利中所述)，以及通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(例如以全文引用的方式并入本文中的第7,431,968号美国专利中所述)。其它合适沉积方法包含旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮或惰性气氛中进行。对于其它层，优选方法包含热蒸发。优选的图案化方法包含通过掩模的沉积、冷焊(例如以全文引用的方式并入本文中的第6,294,398号和第6,468,819号美国专利中所述)，以及与例如喷墨和OVJD等沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可使用其它方法。可修改待沉积的材料，以使其与特定沉积方法兼容。举例来说，可在小分子中使用例如烷基和芳基(分支或未分支)等且优选含有至少3个碳原子的取代基，来增强其经受溶液处理的能力。可使用具有20个或20个以上碳原子的取代基，且3到20个碳原子为优选范围。具有不对称结构的材料可比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可具有较低的再结晶趋势。可使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。
OLED装置可进一步任选地包括障壁层。障壁层的一个用途是保护电极和有机层免于因暴露于环境中的有害物质(包含水分、蒸气和/或气体等)而受损。障壁层可沉积在衬底、电极上、沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何其它部分(包含边缘)上。障壁层可包括单个层或多个层。障壁层可通过各种已知化学气相沉积技术形成，且可包含具有单一相的合成物以及具有多个相的合成物。任何合适材料或材料组合均可用于障壁层。障壁层可并入有无机或有机化合物或两者。障壁层可例如包括聚合材料与非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的第7,968,146号美国专利、第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号PCT专利申请案中所描述。为了被视为“混合物”，组成障壁层的前述聚合和非聚合材料应在相同反应条件下和/或在同时沉积。聚合材料对非聚合材料的重量比率可例如在95∶5到5∶95的范围内。聚合材料和非聚合材料可由同一前驱材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物本质上由聚合硅和无机硅组成。
根据本发明的实施例而制造的装置可并入到各种各样的消费型产品中，包含平板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光印刷机、电话、手机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微显示器、运载工具、大面积墙壁、剧院或体育馆屏幕，或指示牌。可使用各种控制机制来控制根据本发明的方法而制造的装置，包含无源矩阵和有源矩阵。意欲将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的温度范围中，例如18摄氏度到30摄氏度，且更优选在室温下(20到25摄氏度)。
如上文所述，本文所述的材料和结构可应用于不同于OLED的装置(例如，有机电子装置)中。举例来说，例如有机太阳能电池和有机光电检测器等其它光电子装置可使用所述材料和结构。更一般来说，例如有机晶体管等有机装置可使用所述材料和结构。
术语卤基、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基、杂环基团、芳基、芳烃基和杂芳基是此项技术中已知的，且在以引用的方式并入本文中的第7,279,704号美国专利第31到32列中定义。
将容易理解，如本文概括描述且在图中说明，实施例的组件可以除所描述的实例实施例之外的各种各样的不同配置来布置且设计。因此，如图中所表示，实例实施例的以下更详细描述无意限制如所主张的实施例的范围，而是仅代表实例实施例。
本说明书中通篇对“一个实施例”或“一实施例”(或类似物)的参考意谓结合所述实施例而描述的特定特征、结构或特性包含在至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”或类似物在本说明书通篇各个地方的出现不一定全都指代同一实施例。
此外，所描述的特征、结构或特性可在一个或一个以上实施例中以任何合适方式组合。在以下描述中，提供大量具体细节以提供对实施例的全面理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，可在没有所述具体细节中的一者或一者以上的情况下，或使用其它方法、组件、材料等来实践各种实施例。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免混淆。
如本文以及所附权利要求书中所使用，单数形式“一”和“所述”包含复数参考物，除非上下文另有明确表示。因此，例如对“一层”的参考包含多个此类层以及所属领域的技术人员已知的其均等物，等等，且对“所述层”的参考是对一个或一个以上此类层以及所属领域的技术人员已知的其均等物等等的参考。
如上文所述，相信使用卷对卷处理，经由例如高生产量以及将相对较便宜的金属箔和聚合物腹板用作衬底，可在OLED制造中实现显著的价格节省。但是，如(例如)图1中所说明的当前卷对卷工艺存在许多问题。举例来说，所述工艺中的OLED的包封是通过将障壁膜层压在装置之上来进行的。然而，在层压膜与OLED之间，至少在周界中需要薄胶层。所述薄胶层可为水分和氧气提供捷径。为了减轻此问题，可沿两个膜的边缘使用具有较小水分渗透性质的胶。然而，这只能在某种程度上减缓水分/氧气渗透。并且，层压胶本身含有水分或可能损坏下面的装置的其它气体。
此外，在各种有机层、电极等沉积在衬底20的装置侧30上之后且在其包封之前，固体材料、表面或物体与所述各种有机层、电极等的接触可能损坏脆弱的OLED和其它有机电子装置。举例来说，将柔性衬底20卷绕到取回辊22中可导致对OLED和其它有机电子装置的显著损坏。在那方面，层因卷绕而与相邻层机械接触，这可容易导致对脆弱的OLED和其它有机电子装置的损坏。另外，一个微粒可能导致在每个其它层中的突出。并且，相邻层之间的相对移动也可容易导致对OLED的损坏。使用如结合图1所描述的中间层可减少与卷绕相关联的一些损坏，但不能消除损坏。此外，与图1的中间层70的表面的接触引入另一潜在损坏源。中间层70也可带入较大微粒，从而导致额外损坏。还可能例如经由与张力辊或在某些工艺中接触衬底20的装置侧30的其它定位、张力或其它装置接触而导致损坏。
例如图1中所说明的某些工艺的另一问题在于沉积台中的一些中的沉积系统定位在衬底上方，这显著增加了微粒落到沉积表面上的机会。如此项技术中已知，微粒可导致OLED装置中的缺陷，例如短路或亮点。对于OLED的腹板工艺，微粒因为两个额外原因而特别有害。在那方面，柔性OLED所需要的薄膜包封对微粒非常敏感。因这些微粒而导致的包封中的单个缺陷可导致整个装置的故障。此外，如上文所述，微粒可导致在所述微粒之上或下面的所有层上的突出(造成比仅仅微粒所位于的装置大得多的影响)。
在本发明的方法、装置以及系统的许多实施例中，通过在柔性衬底上沉积至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上的至少一个薄膜包封层来在柔性衬底上形成微电子系统。在许多实施例中，沉积有机薄膜层、沉积至少一个电极以及沉积至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且在其沉积期间或之间，不围绕辊卷绕。在许多实施例中，在沉积薄膜包封层之前，柔性衬底的装置侧(即，上面发生沉积的侧或表面)不与任何固体表面存在接触。图4说明系统300及其方法的简单代表性实例。系统300包含柔性衬底递送系统，其包含：馈送或源辊312，从其解绕柔性衬底310；以及取回辊322，在包封之后在其上卷绕柔性衬底310(包含例如在其装置侧或表面320上的OLED装置)。在图4的实施例中，存在两个基本沉积区，其均在真空下。在真空区2中，沉积OLED装置或其它有机电子装置的各个层，包含电极和有机层。在真空区3中，沉积薄膜包封。在衬底310已包含所沉积的第一电极(例如，氧化铟锡或ITO电极)的情况下，真空区2可例如为真空热蒸发(VTE)区，其中多个沉积源可被循序布置，以沉积包含以下各项的材料：例如空穴注入层(HIL)、空穴输送层(HTL)、发光层(EML)、电子输送层ETL、电子注入层(EIL)，以及作为第二电极的例如Al或Ag等薄金属以形成有机电子装置。在沉积OLED或其它有机电子装置材料之后，在真空区3中沉积薄膜，以在真空条件下包封装置。
在真空区2和3的每一者内，存在不同沉积源(或站)，如图4中所展示。因为卷对卷工艺的性质，线性源是合意的。每一沉积源的设置例如由衬底(例如，聚合物腹板)移动速度、沉积速率以及每一材料所需的厚度确定。如果某一材料需要的厚度无法通过单个源实现，那么可使用同一材料的多个源。在许多实施例中，柔性衬底可仅在从馈送辊到取回辊的方向上行进。在其它实施例中，衬底可在从馈送辊到取回辊的方向上且在从取回辊到馈送辊的方向上行进。
在许多实施例中，区1为真空区。区4可任选地为真空区，但如果区4为真空区，那么可获得较好结果。但是，只要区4为保护OLED免遭水分和氧气损害的受控环境，就不要求区4中为真空。图5说明本发明的方法和系统300a(包含系统300的组件)，其中在真空区2中的OLED沉积与真空区3中的薄膜包封之间未破坏真空。在图5中，OLED装置在被完全包封之前总是在真空下，这最小化了受水分和氧气影响的可能。
例如图1中所说明的系统要求在惰性环境中将所沉积的OLED装置移动到包封站。受到良好保养的手套箱中的水和氧含量例如约为1ppm。维持在1ppm湿度等级的具有N2环境的手套箱每106mol  N2含有1mol H2O。(1mol为6.023x1023个分子)。通过使用气体等式pV＝nRT，其中p为压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，且T为温度，可计算在室温下在1大气压下手套箱中N2的摩尔数(其中R为8.2x10-5 m3atm/K/mol)。通过使用气体等式，得到手套箱中每单位体积的N2的摩尔数为41mol/m3。这意谓在具有1ppm水分浓度的手套箱中H2O的摩尔数将为4.1x10-5mol/m3。另一方面，在维持在10-7托的真空腔中，每单位体积存在的气体的摩尔数为5.4x10-9mol/m3。可例如在大约10托到10-10托之间的压力下沉积材料。在许多实施例中，在大约10-3托到10-7托之间的压力下沉积材料。通常，此压力下的水分含量为约70％到80％，但为了简单，将假定存在的所有气体均为水蒸气。因此，每单位体积存在的H2O的摩尔数也为5.4x10-9mol/m3。此值比存在于具有1ppm水分浓度的手套箱中的值小四个数量级。用以估计在高真空条件下沉积水单层所花费的时间的计算显示，在10-7托下，水单层形成于表面上要花费约10秒。在手套箱中的水的浓度高的情况下，单层将花费比在高真空环境下少得多的时间在手套箱环境下形成。因此，在手套箱类型(惰性)环境下转移完成的但未包封的装置可能并不合适，即使手套箱维持在1ppm水分含量也是如此。
因为在制成且包封OLED之后卷绕衬底，因此解决了结合图1所述的系统的许多不利问题。在那方面，薄膜包封提供对OLED装置的完全覆盖，不给水分留下侵袭路径。如上文所陈述，包封可用作障壁层或涂层，以限制水蒸气和氧气以及其它物的渗透。所需的不可渗透程度可在不同应用中不同。举例来说，具有小于10-6g/m2/天的水蒸气传输速率和/或小于10-2g/m2/天或小于10-3g/m2/天的氧气传输速率的包封或障壁层可适合保护OLED。此外，包封膜为下面的OLED装置提供机械保护。另外，薄膜包封的OLED装置在水分/氧气暴露方面不再对随后的步骤或工艺敏感。
图6说明较复杂的系统300b，其包含系统300的组件以及额外功能性。在系统300b中，衬底310首先经历预处理工艺，其中衬底310可例如在区2中经清洁和烘烤以祛除水分。还可使用例如UV或等离子体处理的其它工艺。当从一个或一个以上聚合材料形成衬底310时，可例如在真空区3中涂覆障壁涂层，以保护OLED免遭来自衬底侧的水分/O2侵袭。在系统300b的真空区4中，可沉积OLED装置的OLED有机层以及一个或两个电极。在衬底310不包含预图案化的第一电极/阳极的情况下，对于常规底部发射装置，可首先沉积透明电极/阳极，例如ITO。在此情况下，用于电极沉积的溅镀工具将需要其自己的真空环境。在ITO沉积中，可循序地沉积各种有机层，接着沉积薄金属阴极。在区5中，沉积薄膜以包封OLED装置(经由薄膜沉积技术，例如第7,968,146号美国专利中所述)。在将具有经包封装置(在装置侧320上)的衬底310卷绕在取回辊322上之前，可将膜340层压在装置侧320上，以进一步保护OLED装置，且提供对卷绕过程期间导致的机械损坏的防护。层压膜340可具有其它功能性，包含例如偏光器、AR膜、光提取膜(例如扩散器或微透镜阵列膜)、涂有障壁的膜等等。在所说明的实施例中，所有沉积区3、4和5均在真空下，而其它区可任选地且甚至合意地在真空下。
图7说明包含系统300的组件和额外功能性的系统300c的另一配置。在那方面，系统300c在其区6中包含检查站或系统以及处理站或系统。可例如将一个或一个以上检查站添加到OLED工艺中的不同步骤或过程。在此实例中，在薄膜包封之后且在卷绕在取回辊322上之前，添加检查站。另外，可在检查之后并入处理步骤。举例来说，一旦检测到例如微粒等缺陷，就可应用某些处理来处理所述缺陷。此些处理包含例如：1)标记所述缺陷；2)去除所述缺陷(例如，通过激光)；3)去除所述区域(切割孔)；和/或其它方法。在许多实施例中，所有沉积区(3、4、5)均在真空下，而其它区也可合意地处于真空下。
图4到7说明其中大体上水平地且大体上线性地移动衬底310的工艺和系统。然而，可以如图8和9中所说明的弧形或圆形方式移动和支撑衬底310。图8说明在大体上圆形的滚动涂覆辊342周围执行的图5的工艺。图9说明在大体上圆形的滚动涂覆辊342周围执行的图7的工艺。
本发明的系统为OLED或其它有机电子装置的所有层提供大体上不受污染的界面。在不破坏真空的情况下发生(例如)OLED沉积和包封(和/或其它沉积)的实施例中，所述界面处存在最少污染，这在装置效率和寿命方面提供最佳可能的装置性能。因为薄膜包封直接围封OLED，因此装置的顶部表面和边缘都得到保护。因为所有工艺可连续执行且不破坏真空，因此可最小化对衬底/装置的处置。仅在包封工艺之后卷动或卷绕整个/完成的装置，从而增加处置中的安全性。在比较中，图1中所说明的方法要求在移动到包封工艺之前卷动装置，这可导致损坏(包含例如因微粒而导致的多个层中的划伤和突出)。
卷对卷工艺中衬底上的张力提供衬底与一个或一个以上支撑固定物(包含电极和固持件)之间的极好热接触。热接触的此提高与沉积方向(例如，向上或向下)无关。在许多实施例中，维持柔性衬底中的足够张力，以维持柔性衬底与其支撑件之间的直接接触，以在多个区中的至少一者中经由支撑件与衬底之间的热传导来促进热转移(例如，冷却)。连续卷对卷工艺不需要机械致动，且可显著简化对齐和对准。此外，无需平版印刷，从而显著减少处理时间(包含烘烤)，且提高装置性能(例如，通过消除湿溶液/水残留物)。如上文所述，在卷对卷工艺中容易地提供由腹板移动速度控制的高生产量。
在本发明的许多实施例中，用于形成有机电子装置的多个沉积源中的每一者的周界的垂直投影(在重力方向上)不与柔性衬底相交(其中，在经由如上文所述的卷对卷馈送和取回系统沉积多个层期间，柔性衬底处于运动中)。如本文所使用，术语“垂直”被界定为与重力方向(例如，如由铅垂线证明)对准的方向。如果平面在给定点垂直于重力场的梯度，那么所述平面在所述点处为“水平的”。换句话说，如果重力使铅垂在所述点处垂直于所述平面而悬挂，那么所述平面是水平的。图10说明减少或最小化使用卷对卷工艺生产OLED的微粒污染的新颖工艺/系统的代表性实施例。沉积源相对于上文所述的衬底的位置大大地降低了微粒从沉积源输送到衬底或沉积或以其它方式形成于衬底上的任何层的可能性。
图10说明非常简单的系统，其中所有沉积源均放置在衬底310的装置表面320下方。在所说明的系统中，在区2中，在真空条件下执行沉积。如上文所述，区1应至少在受控环境下，以防止装置被水分和氧气污染。再一次，区1也在真空下是合意的。在卷对卷工艺中衬底具有大体线性定向的情况下，衬底310的沉积或装置侧320可面朝下(例如，在衬底310的大体水平定向下)，以最小化微粒污染(例如，由于重力)。图4到7中的每一者的系统也是此定向的实例。
图11说明包含图10的系统的组件的系统，其中在大体圆形滚动涂覆辊342周围执行沉积。如上文所述，图11中的多个沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底310相交。举例来说，在图1、8和9的系统中不满足此条件。图12提供定位在大体上圆形的滚动涂覆辊342周围的沉积源350a到350h的示意性说明。沉积源350a和沉积源350b的周界的垂直投影由虚线箭头说明。在图12中，沉积源350a的周界的垂直投影与柔性衬底310相交，而沉积源350b到350h中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底310相交。图13说明类似于图8中所示布置的系统布置，其中沉积源被布置使得沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底310相交。图14A说明类似于图9中所示布置的系统布置，其中沉积源被布置使得沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底310相交。如图14B中所说明，在许多实施例中，其它设备和/或系统(例如区2中的预处理设备或系统，和区6中的检查/处理设备或系统)可被定位，使得其表面周界的垂直投影不与柔性衬底310相交(从而降低微粒从所述垂直投影输送到衬底或沉积或以其它方式形成于衬底上的任何层的可能性)。图15说明具有两个主要旋转圆柱体342a和342b的系统配置，其中沉积源经布置以使得沉积源中的每一者的周界的垂直投影不与柔性衬底310相交。
在本发明的装置、系统和方法的许多实施例中，在小于大气压下，通过将材料递送到至少一个圆柱体的内部中来将材料沉积到移动的腹板或衬底上(例如，在如上文所述的卷对卷工艺中)。所述圆柱体中包含至少一个开口，材料可穿过所述开口而离开圆柱体的内部。旋转所述圆柱体，使得材料穿过所述开口，以便以所确定的图案沉积在移动的腹板上。可例如在大约10托到10-8托的压力下沉积所述材料。在许多实施例中，在大约10-4托到10-7托的压力下沉积所述材料。
使用此圆柱形掩模来在移动衬底上沉积和图案化存在许多优点。举例来说，圆柱形掩模提供用于沉积垂直于衬底腹板方向的材料线的方法。所述线的宽度可例如由圆柱体中的开口或狭缝的宽度、圆柱体旋转的速度、圆柱体旋转的方向以及衬底腹板的速度的组合来控制。线之间的间距可例如由圆柱体中的开口的数目/间距以及旋转速度来控制。还可沉积不垂直于腹板方向的线和/或图案。举例来说，通过使用一个以上同心圆柱体且控制其速度和其它参数，在衬底上不仅可沉积直线，而且可沉积类似设计的图案。圆柱形掩模的使用提供了用于沉积线(例如，总线)的非接触方法，从而与接触方法相比减少微粒污染。正被沉积的所有材料可包含在圆柱体内，从而减少或消除遮蔽。此外，图案化特征/特性可易于编程。
如上文所述，OLED和其它有机电子装置包含若干材料层。这些层可包含底部电极(阳极)、有机堆叠和顶部电极(阴极)。通常，多个OLED装置形成于衬底上，其可布置在平行和垂直于衬底的运动方向的方向上。此制造工艺要求对包含电极和有机层的OLED的图案化。OLED中的另一特征为金属总线路。对于底部发射OLED照明面板来说，可例如使用例如ITO等透明导体来制作阳极。然而，当将透明导体用于大面积照明面板时，面板通常看起来不均匀。此效果是透明导体的片电阻显著高于金属导体的结果。为了减少不均匀性，在透明导体上使用导电总线(通常为金属)来提高底部电极的导电性。
可使用若干不同方法来在移动衬底310的方向上沉积金属总线350(见图16)。一种方法是在所编程的时间，在狭缝或孔420下闪蒸金属材料400，以在移动衬底的方向上产生均匀线，如图16中所说明。另一方法将为经由孔或狭缝进行连续蒸发，以在衬底上形成连续金属线。可使用多个孔或狭缝来在衬底上形成总线阵列。可通过使用附接到衬底的可去除材料来实现所述线的中断，所述可去除材料用以在不需要金属的地方掩蔽金属以防被沉积。
垂直于移动衬底腹板沉积总线可例如通过如上文所论述将导电材料(金属)穿过圆柱形掩模闪蒸或连续蒸发到衬底上来进行。举例来说，如图17A中所说明，圆柱形掩模可例如包含圆柱体500，其中具有一个或一个以上窄的狭缝510，且例如在圆柱体500的内部具有蒸发源400。圆柱体500围绕蒸发源400旋转。当狭缝510在圆柱体500的旋转期间到达特定位置时，材料穿过狭缝510到衬底腹板310(见图17B)上。用于沉积的狭缝位置可例如在源400的正上方，但可使用其它位置。可使用遮蔽物来限制所蒸发的源材料，使得其只能前往某一方向(例如向上)。如上文所述，可使用狭缝510的宽度、圆柱体旋转的速度、圆柱体旋转的方向以及衬底腹板的速度来确定例如总线的宽度。狭缝或开口510的长度可例如从衬底的一个边缘到另一边缘，或如果需要较短总线(或其它)线，那么可存在若干中断。在圆柱体500a的圆周周围可存在多个狭缝510a(见图17B)，以降低圆柱体500a的旋转速度，如图17B中所示。圆柱体旋转速度可易于编程，以提供例如总线之间的所需距离。
另外，可形成圆柱形掩模中的狭缝，使其平行于移动衬底的方向，以在腹板的方向上提供图案化线。平行于移动衬底的狭缝可例如提供用于阻止在不合意区域中(例如，在照明面板之间)的沉积的方法。当使用平行和垂直总线两者的图案化方法时，可对于每一照明面板沉积总线的可重复网格图案，例如图18中所说明。
另一选择是在圆柱体中具有狭缝或孔图案。衬底上的图案可例如具有双重功能。举例来说，第一功能可为用以提高照明面板的均匀性的总线。第二功能可为对照明面板的装饰特征(图案)。上文所述的方法还可用于有机沉积，例如图19中所示。在此应用中，圆柱体600可例如包含供圆柱体600内的有机材料沉积的较大开放区域610，以及用以防止有机材料沉积到不合意区域(例如接点或每一照明面板之间)上的较小被阻挡区域620。此系统和方法降低了对于在沉积工艺之前直接对衬底310施加掩蔽的要求。
提供包含衬底上的二维矩阵的所确定图案可例如以不同方式实现。在第一方法中，衬底可例如以平行图案(移动衬底的方向上的一系列线)开始。平行图案可例如使用第一圆柱形掩模来沉积。衬底接着可经过圆柱体，其中沉积垂直图案(例如，垂直于移动衬底的线)，从而形成如图20中所说明的二维矩阵。在另一方法中，一次穿过单个圆柱体沉积二维矩阵(就是说，圆柱体中的开口的图案形成二维矩阵)。当圆柱体中仅存在一个垂直开口或仅一个水平开口时，这相对简单，如图21中所说明。当需要一个以上垂直线和一个以上水平线时，将需要从圆柱体的内侧支撑圆柱体中的垂直与水平开口之间的区域。圆柱体壁无法独自支撑此区域，因为圆柱体中的开口完全围绕所述区域(见图22)。
已出于说明和描述的目的呈现了本发明，但本发明无意为详尽或限制性的。所属领域的一般技术人员将明白许多修改和变化。选择并描述所述实例实施例是为了阐释原理和实际应用，且为了使所属领域的一般技术人员能够理解具有适合所预期的特定用途的各种修改的各种实施例的揭示内容。
因此，尽管本文已参考附图描述了说明性实例实施例，但将理解，此描述不是限制性的，且所属领域的技术人员可在不脱离本发明的范围或精神的情况下，实现各种其它改变和修改。

Claims (15)

1.一种在柔性衬底上形成微电子系统的方法，其包括：
在所述柔性衬底的第一侧上沉积至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上的至少一个薄膜包封层，其中沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之前，所述至少一个有机薄膜层或所述至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述柔性衬底在所述沉积期间处于匀速运动中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层在不破坏真空的情况下发生。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述至少一个有机薄膜层之前沉积至少一个障壁层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之后，将所述柔性衬底上形成的所述微电子系统卷绕在取回辊上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在卷绕在所述取回辊上之前，层压所述微电子系统的表面。
7.根据权利要求5所述的方法，其中在所述沉积中的第一次沉积之前，将所述柔性衬底从馈送辊解绕。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在单个解绕和卷绕循环中将所述柔性衬底从所述馈送辊解绕，且将所述柔性衬底上形成的所述微电子系统卷绕在所述取回辊上。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述柔性衬底包括预图案化的电极。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述微电子系统为有机发光二极管系统。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
将所述柔性衬底从馈送辊解绕；以及
在沉积所述至少一个薄膜包封层之后，将所述柔性衬底卷绕在取回辊上，其中沉积多个有机薄膜层，且其中所述多个有机薄膜层的沉积、所述至少一个电极的沉积以及所述至少一个薄膜包封层的沉积全部在不破坏真空的情况下发生。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之前，不发生围绕辊的卷绕。
13.一种用于在柔性衬底上形成微电子系统的制造系统，其包括：
卷对卷衬底馈送和取回系统；
至少一个用于在真空下沉积至少一个有机薄膜层的系统，所述衬底在所述卷对卷衬底馈送和取回系统上时穿过所述系统，
至少一个用于在真空下沉积至少一个电极的系统，所述衬底在所述卷对卷衬底馈送和取回系统上时穿过所述系统，以及
至少一个用于在真空下在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上沉积至少一个薄膜包封层的系统。
14.根据权利要求13所述的制造系统，其中当所述衬底穿过所述至少一个用于沉积至少一个有机薄膜层的系统，穿过所述至少一个用于沉积至少一个电极的系统且穿过所述至少一个用于沉积至少一个薄膜包封层的系统时，不破坏真空。
15.一种微电子系统，其是通过在柔性衬底的第一侧上沉积至少一个有机薄膜层、至少一个电极，及在所述至少一个有机薄膜层和所述至少一个电极上的至少一个薄膜包封层来形成，其中沉积所述至少一个有机薄膜层、沉积所述至少一个电极以及沉积所述至少一个薄膜包封层各自在真空下发生，且其中在沉积所述至少一个薄膜包封层之前，所述至少一个有机薄膜层或所述至少一个电极与另一固体材料不发生物理接触。
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