CN105679968B - 制造oled的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于制造OLED的系统和方法，其包括：将衬底材料施配到衬底载体上，所述衬底载体通过一或多个滚筒旋转；使所述衬底材料固化以形成衬底；将至少一个OLED沉积到所述衬底上；和将所述衬底从所述衬底载体分离。

Description

制造OLED的系统和方法
联合研究协议的各方
所要求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或多者，以以下各方中的一或多者的名义和/或结合以下各方中的一或多者而作出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加州大学和环宇显示器公司(Universal Display Corporation)。所述协议在作出所要求的本发明的日期当天和之前就生效，并且所要求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
本发明涉及通过将衬底材料施配到可移动衬底载体上来制造装置，如有机发光二极管和其它装置；和根据此类技术制造的装置。
背景技术
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。用以制造这样的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)可以使其非常适合具体应用，例如在柔性衬底上的制造。有机光学电子装置的实例包括有机发光装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏打电池和有机光检测器。对于OLED，有机材料可以具有相对于常规材料的性能优点。举例来说，有机发射层发射光的波长通常可以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、照明和背光应用中的越来越引人注目的技术。美国专利第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
磷光性发射分子的一个应用是全色显示器。用于这种显示器的行业标准需要适于发射具体色彩(称为“饱和”色彩)的像素。具体地说，这些标准需要饱和的红色、绿色和蓝色像素。可以使用本领域中所熟知的CIE坐标来测量色彩。
绿色发射分子的一个实例是三(2-苯基吡啶)铱、表示为Ir(ppy)3，其具有以下结构：
在此图和本文后面的图中，将从氮到金属(此处，Ir)的配价键描绘为直线。
如本文所用，术语“有机”包括聚合材料以及小分子有机材料，其可以用以制造有机光学电子装置。“小分子”是指不是聚合物的任何有机材料，并且“小分子”可能实际上相当大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。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。小分子还可以并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状聚合物的核心部分，所述树枝状聚合物由建立在核心部分上的一系列化学壳层组成。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且据信当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。
如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指离衬底最近。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。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“安置在”阳极“上”。
如本文所用，“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或输送和/或从液体介质沉积。
当据信配位体直接促成发射材料的光敏性质时，配位体可以称为“光敏性的”。当据信配位体并不促成发射材料的光敏性质时，配位体可以称为“辅助性的”，但辅助性的配位体可以改变光敏性的配位体的性质。
如本文所用，并且如本领域技术人员一般将理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(HOMO)或“最低未占用分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(负得较少的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(负得较少的EA)。在常规能级图上，真空能级在顶部，材料的LUMO能级高于同一材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级靠近这个图的顶部。
如本文所用，并且如本领域技术人员一般将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，因此这意指“较高”功函数负得较多。在常规能级图上，真空能级在顶部，将“较高”功函数说明为在向下方向上距真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的惯例。
可以在以全文引用的方式并入本文中的美国专利第7,279,704号中找到关于OLED和上文所述的定义的更多细节。
发明内容
根据一个实施例，一种制造OLED的方法可以包括将衬底材料施配到衬底载体上，其中所述衬底载体通过一或多个滚筒旋转；使所述衬底材料固化以形成衬底；将至少一个OLED沉积到所述衬底上；和将所述衬底从所述衬底载体分离。
所述衬底材料可以连续施配到所述衬底载体上。
所述衬底材料可以按离散部分施配到所述衬底载体上。
所述方法可以进一步包括清洁所述衬底载体的表面。
所述方法可以进一步包括将脱模剂沉积于所述衬底载体的表面上以促进所述衬底从所述衬底载体的分离。
所述衬底材料可以呈液体形式。
所述衬底材料可以使用例如狭缝式涂布、喷涂、刮刀涂布、挤压涂布或喷墨印刷来施配。
所述衬底可以使用例如温度烘烤、紫外(UV)固化或其组合固化。
所述方法可以进一步包括在将所述OLED沉积到所述衬底材料上之前，将衬底屏障沉积到所述衬底上。
所述衬底屏障可以例如使用闪蒸、溅射、PECVD、喷墨印刷或ALD沉积。
所述衬底屏障可以是如下材料，如金属、氧化物、有机材料、氮化物、聚合材料与非聚合材料的混合物、有机材料与无机材料的混合物和复合材料。
所述方法可以进一步包括将覆盖膜沉积到所述OLED上。
所述衬底载体可以是如下材料，例如金属、玻璃、聚合物或复合材料。
所述衬底载体可以包括模制所述衬底的表面以在所述衬底上形成表面特征的表面特征。
所述表面特征可以直接在所述衬底载体中形成。
所述表面特征可以在涂覆到所述衬底载体的单独材料中形成。
所述模制的表面特征可以包括多种特征，例如微透镜、微稜镜、凹槽、气凝胶或其它形状的突出物。
沉积所述OLED可以包括将第一电极层沉积到所述衬底屏障上，将一或多个OLED层沉积到所述第一电极层上，和将第二电极层沉积到所述一或多个OLED层上。
所述方法可以进一步包括将薄膜封装层沉积到所述第二电极层上。
所述第一电极可以由透明导电氧化物形成。
所述方法可以进一步包括在沉积所述透明导电氧化物期间使所述第一电极层图案化。
所述一或多个OLED层可以包括空穴输送层、电子阻挡层、发射层、空穴阻挡层、电子输送层和电子注入层。
所述一或多个OLED层可以包括如下一或多个层，如空穴输送层、电子阻挡层、发射层、空穴阻挡层、电子输送层和电子注入层。
所述方法进一步包括将所述衬底和所述OLED从所述衬底载体分离。
所述方法可以进一步包括在将所述衬底从所述衬底载体分离之后，将一或多个材料层沉积于所述衬底的与所述衬底材料的上面沉积有所述OLED的表面相对的表面上。
所述衬底材料可以保持与所述衬底载体接触直到所述衬底材料从所述衬底载体分离，并且所述衬底载体可以与所述滚筒中的至少一者热接触。
所述方法可以进一步包括冷却与所述衬底载体热接触的所述一或多个滚筒。
所述方法可以进一步包括将多个OLED沉积到所述衬底上，和将所述多个OLED从彼此分离。
将所述OLED从彼此分离的步骤可以在将所述多个OLED从所述衬底载体分离之后进行。
所述衬底可以是透明的。
所述衬底可以是柔性的。
所述衬底的折射率可以是至少1.6。
所述衬底的玻璃转变温度可以高于200℃。
所述衬底载体表面可以是连续的。
根据一个实施例，一种制造OLED的系统包括衬底载体；用以将衬底材料施配到所述衬底载体上的施配装置；用以使所述衬底材料固化以形成衬底的固化装置；用以将OLED沉积到所述衬底上的沉积装置；和与所述衬底载体物理连通并且经配置以使所述衬底载体移动通过所述施配装置、所述固化装置和所述沉积装置中的每一者的一或多个可旋转滚筒。
所述施配装置可以将所述衬底材料连续施配到所述衬底上。
所述施配装置可以按离散部分将所述衬底材料施配到所述衬底上。
所述系统可以包括用以清洁所述衬底载体的清洁装置。
所述系统可以包括用以将覆盖膜施加到所述OLED上的层压装置。
所述系统可以包括用以卷绕具有来自所述衬底载体的所述沉积的OLED的所述衬底的卷鼓。
所述一或多个可旋转滚筒可以包括具有充当所述衬底载体的第一表面的单一可旋转滚筒。
所述施配装置、所述固化装置和所述沉积装置可以围绕所述单一可旋转滚筒配置。
所述施配装置、所述固化装置和所述沉积装置可以安置于所述衬底载体下方。
所述施配装置可以是例如喷墨印刷装置。
所述衬底载体可以包括模制所述衬底的表面以在所述衬底上形成表面特征的表面特征。
所述模制的表面特征可以包括多种特征，例如微透镜、微稜镜、凹槽或其它形状的突出物。
所述系统可以包括用以在将所述衬底从所述衬底载体分离之后，将一或多个材料层沉积于所述衬底的与上面沉积有所述OLED的表面相对的表面上的次要施配装置。
所述一或多个材料层可以是例如阻挡层、光学层或层压层中的任一者。
所述系统可以进一步包括用以冷却所述一或多个滚筒的冷却单元。
根据一个实施例，一种制造OLED的系统包括可旋转滚筒；用以将衬底材料施配到所述可旋转滚筒上的施配装置；用以使所述施配的衬底材料固化以形成衬底的固化装置；和用以将OLED沉积到所述衬底上的沉积装置。
所述可旋转滚筒的表面可以包括模制所述衬底材料的表面以在所述衬底材料上形成表面特征的表面特征。
所述模制的表面特征可以包括多种表面特征，如微透镜、微稜镜、凹槽或其它形状的突出物。
附图说明
图1展示了有机发光装置。
图2展示了不具有单独电子输送层的倒转的有机发光装置。
图3展示了用以制造OLED的传送带型的系统。
图4展示了根据本发明的通过将衬底材料浇铸到衬底载体上来制造OLED的系统。
图5展示了制造OLED的方法的流程图。
图6展示了根据本发明的通过将衬底材料浇铸到衬底载体上来制造OLED的系统的另一个实施例。
图7展示了根据本发明的将衬底材料浇铸于充当衬底载体的单一滚筒表面上的系统的一个实施例。
图8展示了根据本发明的系统的一个实施例，所述系统包括具有用以改进OLED装置的光提取的表面特征的衬底载体表面。
图9展示了根据本发明的系统的一个实施例，所述系统包括在衬底载体上具有表面特征的单一滚筒配置。
具体实施方式
一般来说，OLED包含安置在阳极与阴极之间并且电连接到阳极和阴极的至少一个有机层。当施加电流时，阳极注入空穴并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。当电子和空穴局部化于同一分子上时，形成“激子”，其为具有所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，激子可以局部化于激元或激基复合物上。非辐射机制(例如热弛豫)也可能发生，但通常被视为不合需要的。
最初的OLED使用从其单态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如美国专利第4,769,292号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧中发生。
最近，已经论证了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的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 EfficientPhosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”，自然(Nature)，第395卷，第151-154页，1998；(“巴尔多-I”)和巴尔多等人的“基于电致磷光的非常高效的绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emittingdevices based on electrophosphorescence)”，应用物理学报(Appl.Phys.Lett.)，第75卷，第3期，第4-6页(1999)(“巴尔多-II”)，其以全文引用的方式并入。在以引用的方式并入的美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光。
图1展示了有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴输送层125、电子阻挡层130、发射层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和势垒层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过依序沉积所描述的层来制造。在以引用的方式并入的US 7,279,704的第6-10栏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的美国专利第5,844,363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例是以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的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的颁予汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中公开发射材料和主体材料的实例。经n掺杂的电子输送层的实例是以1:1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen，如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例，其包括具有例如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的美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开案第2003/0230980号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的美国专利申请公开案第2004/0174116号中提供注入层的实例。可以在以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中找到保护层的描述。
图2展示了倒转的OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴输送层225和阳极230。装置200可以通过依序沉积所描述的层来制造。因为最常见OLED配置具有安置在阳极上的阴极，并且装置200具有安置在阳极230下的阴极215，所以装置200可以称为“倒转”OLED。在装置200的对应层中，可以使用与关于装置100所描述的材料类似的材料。图2提供了可以如何从装置100的结构省略一些层的一个实例。
图1和2中所说明的简单分层结构是作为非限制实例而提供，并且应理解，可以结合各种各样的其它结构使用本发明的实施例。所描述的具体材料和结构本质上是示范性的，并且可以使用其它材料和结构。可以基于设计、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，或可以完全省略若干层。还可以包括未具体描述的其它层。可以使用不同于具体描述的材料的材料。尽管本文所提供的实例中的许多实例将各种层描述为包含单一材料，但应理解，可以使用材料的组合(例如主体与掺杂剂的混合物)或更一般来说，混合物。并且，所述层可以具有各种子层。本文中给予各个层的名称不意欲具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴输送层225输送空穴并且将空穴注入到发射层220中，并且可以被描述为空穴输送层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置在阴极与阳极之间的“有机层”。此有机层可以包含单个层，或可以进一步包含如例如关于图1和2所描述的不同有机材料的多个层。
还可以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的颁予弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开。作为另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如如以全文引用的方式并入的颁予福利斯特(Forrest)等人的第5,707,745号中所描述。OLED结构可以脱离图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可以包括有角度的反射表面以改进出耦(out-coupling)，例如如颁予福利斯特等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如颁予布利维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入。
除非另外规定，否则可以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，优选方法包括热蒸发、喷墨(例如以全文引用的方式并入的美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述)、有机气相沉积(OVPD)(例如以全文引用的方式并入的颁予福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述)和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的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适沉积方法包括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，优选方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模的沉积、冷焊(例如以全文引用的方式并入的美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述)和与例如喷墨和OVJD等沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以修改待沉积的材料，以使其与具体沉积方法相容。举例来说，可以在小分子中使用具支链或无支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基等取代基，来增强其经受溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，并且3-20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可以具有更低的再结晶倾向性。可以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。
根据本发明实施例制造的装置可以进一步任选地包含屏障层。屏障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(包括水分、蒸气和/或气体等)而受损。屏障层可以沉积在衬底、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(包括边缘)上。屏障层可以包含单个层或多个层。屏障层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包括具有单一相的组合物以及具有多个相的组合物。任何合适材料或材料组合都可以用于屏障层。屏障层可以并入有无机化合物或有机化合物或两者。优选的屏障层包含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美国专利第7,968,146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为“混合物”，构成屏障层的前述聚合材料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以在95:5到5:95的范围内。聚合材料和非聚合材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。
根据本发明的实施例制造的装置可以并入到多种多样的电子组件模块(或单元)中，所述电子组件模块可以并入到多种电子产品或中间组件中。此类电子产品或中间组件的实例包括可以为终端用户产品制造商所利用的显示屏、照明装置(如离散光源装置或照明面板)等。此类电子组件模块可以任选地包括驱动电子装置和/或电源。根据本发明的实施例而制造的装置可以并入到各种各样的消费型产品中，所述消费型产品具有一或多个电子组件模块(或单元)并入于其中。此类消费型产品将包括含一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多者的任何种类的产品。此类消费型产品的一些实例包括平板显示器、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、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、激光印刷机、电话、手机、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微型显示器、3-D显示器、交通工具、大面积墙壁、剧院或体育馆屏幕，或指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本发明而制造的装置，包括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，并且更优选在室温下(20-25摄氏度)，但可以在此温度范围外(例如-40摄氏度到+80摄氏度)使用。
平板显示器可以使用单片连续式工艺制造，其中一或多个装置在单片玻璃上制造。每个玻璃衬底停止于不同处理站。在每个站，在进行所述过程后，玻璃衬底移动出来并且接着玻璃衬底移动到处理站中。当OLED构建于柔性衬底(如聚合物膜)上时，所述过程可以经发展以配合基于坚硬玻璃的单片连续式工艺。一种方法可以是通过粘合层将塑料膜连接到载体玻璃。在制造装置之后，塑料膜可以从载体玻璃释放。此方法需要足够粘以固定塑料但粘性不会太大以致塑料衬底不能释放的粘合材料。此方法的主要挑战之一是开发具有良好热和表面质量的聚合物膜。不同方法可以通过将聚合物膜直接浇铸于载体玻璃上并且使用单片连续式工艺在浇铸的膜上构建OLED来实行。
OLED可以使用卷轴式工艺直接制造于聚合物膜上。然而，聚合物膜极难以处理，尤其在卷轴式工艺期间对膜的对齐和对准。此外，表面质量仍是此方法中的挑战性问题。
一种制造柔性OLED的技术使用经涂布的材料，如聚合物涂层，涂覆于具有非均匀表面的模具上。聚合物涂层充当供OLED构建于上面的衬底。紧挨着模具的侧面形成微透镜突出物以改进光提取。当使用具有一定图案的多个微透镜时，其形成微透镜阵列(MLA)。衬底的顶部表面可以用于构建OLED。此方法可以用于单片连续式工艺和传送带工艺两者。在传送带工艺中，柔性模具连接到传送带，如图3中所示。
参考图3，在模具310随传送带300移动时，随着模具310移动通过站点320、330、340和350，不同材料可以沉积于模具310上。在所述过程结束时，经处理的模具360可以围绕辊弯曲，并且当衬底-模具接合是最弱的接合时，衬底和OLED的组装件将从经处理的模具360剥离。在所述实施例中，相应设备可以包括传送带300，用以移动传送带300的机构370，其可以是任何常规传送带驱动构件；和安置于传送带300上的柔性模具310，其中柔性模具310具有表面特征。设备还可以沿着传送带的路径以相继次序包括以下：连接到衬底材料源的施配器320；适于处理衬底材料以形成衬底的能量源330；连接到用于涂覆构成OLED的组件的材料的来源的多个施配器340、350；和适于从安置于传送带300上的经处理的模具360拆卸衬底和OLED的组装件的机构。
本文提供了用以在柔性衬底上制造OLED装置的方法和系统。衬底材料可以浇铸于具有连续表面的衬底载体上，与于离散载体衬底上相对。衬底材料可以经固化以形成衬底。OLED装置然后构建于衬底的顶部上。在所述过程结束时，衬底与OLED装置一起从衬底载体分离。
参考图4，说明了衬底载体系统400。衬底载体410可以依序沿着不同处理站移动。衬底载体410可以围绕两个旋转滚筒420、425循环。衬底载体410可以由坚固但柔性的材料(例如不锈钢箔)构造。滚筒420、425中的至少一者可以例如通过施加适当力到不锈钢箔在张力下驱动衬底载体410的移动。额外支撑辊(未说明)可以用以支撑衬底载体410。
施配单元430可以将衬底材料440施配到衬底载体410上。不同于图3中说明的'194系统，在系统400中，施配单元430可以将衬底材料440以连续流直接施配到衬底载体410上。
固化单元450使施配的衬底材料440在其通过衬底载体410被携载通过固化单元450时固化。一或多个OLED层沉积单元460将OLED层沉积于固化的衬底材料440上。例如当经处理的衬底材料440到达滚筒425时，形成的OLED装置可以从衬底载体410分离。系统400的例示性操作的其它细节将在下文提供。
系统400不同于常规卷轴式系统，其基本上经配置以用塑料层卷开始操作并且继续进行以展开所述塑料卷，施加OLED层，然后再次卷起经处理的塑料。相比之下，系统400不使用初始材料卷，而是替代地经配置以将衬底材料440直接施配到衬底载体410上。系统400可以避免卷轴式技术内在的几个问题。
举例来说，存储于卷轴式系统的初始卷中的材料可以一起叠加按压于所述卷内。归因于表面接触，材料可能会彼此损坏。实际上，通过卷轴式工艺得到的典型膜的表面质量归因于制造工艺和处置而极差。此外，当其展开时材料通常必须经清洁，添加了其它步骤和费用。另外，当被滚动时材料可能会偏移，这可能会导致对衬底或沉积于衬底上的材料的额外损坏。系统400提供了对衬底载体410和衬底材料440的改进的位置和环境控制。衬底载体410可以维持于原始环境中，并且衬底材料440经直接施配和处理而不是已经存储于卷中，如此其可以具有原始表面质量。
参考图4和5，流程图500说明了系统400的操作的例示性过程。在操作510，施配单元430将衬底材料440施配到衬底载体410上。施配单元430可以经配置以将衬底材料440浇铸到衬底载体410上以形成均一涂层。施配单元430可以经配置以使用各种技术中的任一者浇铸衬底材料440，所述技术例如狭缝式涂布、喷涂、喷墨印刷、刮刀涂布、挤压涂布或其它印刷技术。
在操作520，固化单元450使衬底材料440固化以形成衬底。衬底材料440涂层可以通过固化单元450处理以实现一或多种所要性质。固化单元450可以经配置以应用各种固化技术中的任一者，包括例如高温烘烤、UV固化或其它技术。
在操作530，OLED通过经配置以将至少一个OLED沉积到衬底上的一或多个OLED层沉积单元460制造。OLED制造可以包括多个步骤，如衬底屏障沉积、底部电极沉积、各种OLED层沉积、顶部电极沉积和薄膜层封装。这些步骤中的每一者将描述如下，然而，本领域中的一般技术者应理解，OLED制造操作530的步骤和步骤次序可以变化。一或多个OLED层沉积单元460可以经配置以在不落于本发明的范围的情况下应用其它步骤和/或省略或置换一些所述步骤。
在一个例示性实施例中，OLED制造可以从衬底屏障沉积步骤开始，其中衬底阻挡层可以使用包括以下的技术沉积，例如溅射、等离子体增强德化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)和其它技术。衬底阻挡层可以作用以防止湿气和氧气到达、污染或侵袭OLED装置。屏障材料可以选自金属、氧化物、有机材料、氮化物、复合材料或具有屏障性质的其它材料。
底部电极可以在底部电极沉积步骤中沉积于衬底阻挡层上。底部电极材料可以是例如透明导电氧化物(TCO)，如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。在许多情况下，此底部电极层需要图案化。图案化可以在沉积电极材料期间通过例如光刻或使用蔽荫遮罩进行。底部电极还可以使用任何适合印刷技术而印刷得具有所要图案。
OLED层沉积步骤可以包括沉积多个层以形成OLED。例示性层可以包括空穴注入层(HIL)、空穴输送层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、发射层(EML)、空穴阻挡层(EBL)、电子输送层(ETL)、电子注入层(EIL)和已知或适用于OLED的任何其它层。层可以例如使用真空热沉积(VTE)、喷墨印刷或其它印刷技术沉积。
顶部电极可以沉积于OLED层上。顶部电极可以使用金属形成。
薄膜封装层可以沉积于顶部电极上以充当阻挡层以防止湿气和氧气到达或侵袭OLED装置。其还可以在后续加工步骤期间提供机械保护。
返回参考图5，在操作540，浇铸的衬底440从衬底载体410分离。此过程可以在衬底载体410围绕第二滚筒425移动之前或之时进行，如图4中所说明。
除了流程图500中列出的操作之外，系统400可以经配置以执行其它操作。非限制性地，此类其它操作可以包括清洁操作、预处理操作、其它涂布操作、层压操作、裁切操作、卷绕操作和检查操作。
图6说明了经配置以执行系统400的操作以及其它操作的例示性实施例系统600。衬底载体610、施配单元630、固化单元650和滚筒620、625类似于系统400中的对应元件并且此处将不作进一步描述。除了这些元件之外，系统600的实施例包括清洁单元670、层压单元675、裁切单元680、卷绕辊685和检查单元690。
清洁单元670可以在沉积衬底材料640之前清洁衬底载体610的表面。OLED沉积单元660可以包括预处理单元，例如以将脱模剂涂覆到衬底材料640以促进衬底从衬底载体610的分离。举例来说，衬底载体610的表面可以经物理或化学工艺处理以适应粘合或脱模目的。表面改性可以取决于衬底/模具粘合和脱模的需求而在指定区域上图案化。此外，OLED沉积单元660可以经配置以涂覆其它功能性涂层，例如平面化涂层、出耦涂层和/或介电镜涂层。为了促进施加各种层，包括OLED沉积单元660的单元可以视需要安置于更上游或下游。
此外，在衬底从衬底载体610分离之后，另一个施配装置(未说明)可以将一或多个材料层沉积于衬底的与上面沉积有OLED的表面相对的表面上。一或多个材料层可以包括例如阻挡层、光学层和/或层压层。
层压单元675可以在OLED装置于衬底上制造之后但在其从衬底载体610分离之前应用层压。举例来说，覆盖膜可以粘合到OLED装置以获得机械保护。覆盖膜可以使用例如金属箔、聚合物膜或经屏障涂布的聚合物膜形成。另一个层压层(未展示)可以在衬底从衬底载体分离之后施加到衬底的另一侧。
裁切单元680可以切割加工的衬底。举例来说，如果宽腹板用以沿着横向方向制造多个装置，那么装置可以在衬底从衬底载体610分离之后通过裁切衬底而彼此分离。
检查单元690可以在需要质量控制时沿着装置移动的路径放置。卷绕辊685可以任选地在成品装置的情况下卷绕衬底。
图7展示了使用单一滚筒的如本文中所公开的例示性系统。在系统700中，系统400和600的传送带型的配置可以经单一旋转滚筒720置换。滚筒720的表面可以充当衬底载体。类似于上文关于系统400和600所述的相应单元，施配单元730、固化单元750和OLED沉积单元760可以围绕滚筒720配置。此配置的一种优势是相对小的覆盖区。
滚筒720可以由单一材料或多种材料制成。举例来说，滚筒720可以经构造以具有底座滚筒和然后围绕底座滚筒的层压顶层。此顶层可以包括表面特征，以便在其沉积于滚筒的表面上时在衬底上形成出耦特征或其它结构，例如如相对于图9所描述；或其可以是平面的。此外，此顶层在损坏、磨损或为了改变沉积的衬底中产生的表面特征的情况下可以容易置换。
图8说明了具有传送带配置的系统800的实施例。系统800的类似于上文所述的系统400和600的方面此处将不作进一步描述。在系统800中，衬底载体810可以具有表面特征(模具)，如图8中所示。因此，衬底材料840的表面将形成将有助于从装置提取光的表面特征，例如微透镜、微稜镜、凹槽、气凝胶或其它形状的突出物。表面特征可以直接于衬底载体810上制造，或其可以于单独材料上制造并且然后施加于基底材料的顶部上。在后一种情况下，衬底载体810可以具有两个材料层：用于支撑的基底材料和用以提供表面特征的顶层。
类似地，图9说明了在衬底载体910上具有表面特征的单一滚筒实施例系统900。
在公开的任一实施例中，浇铸的衬底材料可以选自聚合物、无机材料(如玻璃)、复合材料或可以浇铸的任何其它材料。举例来说，聚合物可以溶解于溶剂中并且然后浇铸到衬底载体上。在溶剂蒸发之后，聚合物形成均一膜。另一个实例是以液体形式涂布单体，然后使用热能或UV使单体聚合以形成膜。无机材料可以通过溶胶-凝胶方法浇铸。形成的衬底可以具有高玻璃转变温度，例如以支撑加工温度高于150℃、200℃、250℃、300℃或更高。衬底的折射率可以是至少1.6。
在制造过程期间，衬底载体的移动可以是稳定的或衬底载体可以偶尔或定期停止。在后一种情况下，衬底停止于每个用于处理或沉积的单元或台站处。在所述过程结束之后，衬底移动到下一个单元或台站。此配置可能在施配过程中需要更精确控制。
如所公开的实施例中所描述的直接沉积的衬底材料提供了几个优势。分离过程可以比卷轴式或单片连续式工艺更容易执行。成品装置可以在较低成本工艺中按相对高速卷绕到辊中。另外，在系统700和900的实施例中，衬底载体可以保持与滚筒热接触。因此，衬底载体可以比卷轴式或单片连续式系统更佳地促进系统冷却。其它冷却装置(如冷却单元或一或多个风扇)可以用以有效地冷却滚筒。
尽管为便于解释，所描述的单元或处理站说明为在衬底表面上方，但单元和/或处理站可以安置于衬底表面的上方、下面、侧面。举例来说，为了减少衬底上的粒子沉积，处理站可以安置在衬底材料下面。
应理解，本文所述的各种实施例仅作为实例，并且无意限制本发明的范围。举例来说，本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代，而不脱离本发明的精神。如所要求的本发明因此可以包括本文所述的具体实例和优选实施例的变化，如本领域技术人员将明白。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。

Claims (20)

1.一种用于制造有机发光二极管OLED的方法，其包含：
将衬底材料施配到衬底载体上，所述衬底载体通过一或多个滚筒移动；
使所述衬底材料固化以形成衬底；
将至少一个OLED沉积到所述衬底上；和
在将所述至少一个OLED沉积到所述衬底上之后，将所述衬底从所述衬底载体分离，以使所述衬底和所述至少一个OLED从所述衬底载体分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底材料连续施配到所述衬底载体上。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
在将所述OLED沉积到所述衬底上之前，将衬底屏障沉积到所述衬底上。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将覆盖膜沉积到所述OLED上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底载体包括模制所述衬底的表面以在所述衬底上形成表面特征的表面特征。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述模制表面特征包含有助于从装置提取光的多个特征。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述模制表面特征包含选自由以下组成的群组的多个特征：微透镜、微稜镜、气凝胶和凹槽。
8.根据权利要求3所述的方法，其中沉积所述OLED包含：
将第一电极层沉积到所述衬底屏障上；
将一或多个OLED层沉积到所述第一电极层上；和
将第二电极层沉积到所述一或多个OLED层上。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含将薄膜封装层沉积在所述第二电极层上。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在将所述衬底从所述衬底载体分离之后，将一或多个材料层沉积于所述衬底的与所述衬底的上面沉积有所述OLED的表面相对的表面上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底保持与所述衬底载体接触直到所述衬底从所述衬底载体分离，并且其中所述衬底载体与所述滚筒中的至少一个热接触。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底载体表面是连续的。
13.一种用于制造OLED的系统，其包含：
衬底载体；
施配装置,其将衬底材料施配到所述衬底载体上；
固化装置,其使所述衬底材料固化以形成衬底；
沉积装置，其将OLED沉积到所述衬底上；和
单一可旋转滚筒，其与所述衬底载体物理连通并且经配置以使所述衬底载体移动通过所述施配装置、所述固化装置和所述沉积装置之中的每一个。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述施配装置将所述衬底材料连续施配到所述衬底载体上。
15.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含将覆盖膜施用到所述OLED上的层压装置。
16.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含卷绕滚筒，所述卷绕滚筒卷绕来自所述衬底载体的具有所述沉积的OLED的所述衬底。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述单一可旋转滚筒具有第一表面从而起所述衬底载体的作用。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述施配装置、所述固化装置和所述沉积装置围绕所述单一可旋转滚筒配置。
19.根据权利要求13所述的系统，其中所述衬底载体包括模制所述衬底的表面以在所述衬底上形成表面特征的表面特征。
20.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含在将所述衬底从所述衬底载体分离之后，将一或多个材料层沉积于所述衬底的与上面沉积有所述OLED的表面相对的表面上的次要施配装置。
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