CN117042561A - 有机蒸气喷射印刷系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及有机蒸气喷射印刷系统。提供了用于有机蒸气喷射印刷OVJP的方法、系统和装置，其需要显著少于常规OVJP沉积系统的印刷头。所公开的OVJP系统包括数目为常规系统的一半或更少的OVJP印刷头，并且提供衬底与印刷头的相对移动以允许在所述衬底的整个表面上的快速且全面材料沉积。

Description

有机蒸气喷射印刷系统

相关申请的交叉参考

本申请要求2022年5月9日提交的美国临时专利申请第63/339,940号的优先权权益，所述美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于执行有机蒸气喷射印刷(organic vapor jet printing，OVJP)的装置和技术，例如用于制造包括有机发光二极管的有机发射装置的装置和技术，以及包括所述有机发射装置的装置和技术。

背景技术

出于许多原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优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)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/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，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层发射光所处的波长通常可以用适当的掺杂剂容易地调节。

OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。若干OLED材料和配置描述于美国专利案第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中，其以全文引用的方式并入本文中。

磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。或者，OLED可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于OLED。白色OLED可以是单一EML装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的CIE坐标来测量颜色。

如本文中所用，术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料和小分子有机材料。“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。在某些情况下，小分子可能包括重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基不会将分子从“小分子”类别中移除。小分子也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。小分子也可以作为树枝状聚合物的核心部分，所述树枝状聚合物由一系列建立在核心部分上的化学壳组成。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”，并且认为当前在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”意指最靠近衬底。在第一层被描述为“安置于”第二层“上方”的情况下，第一层被安置于离基板较远处。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“安置于”阳极“上方”。

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、分散或传输和/或从液体介质沉积。

当认为配体直接促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“光敏性的”。当认为配体并不促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“辅助性的”，但辅助性配体可以改变光敏性配体的性质。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，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”(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)或“最低未占用分子轨道”(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，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(较不负(less negative)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)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级图上，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近这个图的顶部。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，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，所以这意指“较高”功函数是更负的(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，“较高”功函数经说明为在向下方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的定则。

本文可以参考层、材料、区和装置发射的光的颜色来对它们进行描述。一般来说，如本文所用，描述为产生特定颜色的光的发射区域可以包括一或多个呈堆叠方式安置在彼此上的发射层。

如本文所用，“红色”层、材料、区域或装置是指在约580-700nm的范围内发射光或其发射光谱在所述区域中具有最高峰的层、材料、区域或装置。类似地，“绿色”层、材料、区或装置是指发射或具有峰值波长在约500-600nm范围内的发射光谱的层、材料、区或装置；“蓝色”层、材料或装置是指发射或具有峰值波长在约400-500nm范围内的发射光谱的层、材料或装置；并且“黄色”层、材料、区或装置是指具有峰值波长在约540-600nm范围内的发射光谱的层、材料、区或装置。在一些布置中，单独区域、层、材料、区域或装置可以提供单独的“深蓝色”和“浅蓝色”光。如本文中所用，在提供单独的“浅蓝色”和“深蓝色”分量的布置中，“深蓝色”分量是指峰值发射波长比“浅蓝色”分量的峰值发射波长小至少约4nm的分量。通常，“浅蓝色”分量的峰值发射波长在约465nm到500nm范围内，且“深蓝色”分量的峰值发射波长在约400nm到470nm范围内，但是对于一些配置来说这些范围可以变化。类似地，颜色改变层是指将另一颜色的光转换或修改成具有指定用于所述颜色的波长的光的层。举例来说，“红色”滤色片是指形成具有在约580-700nm范围内的波长的光的滤色片。一般来说，存在两类颜色改变层：通过去除光的非所需波长修改光谱的滤色片，以及将较高能量的光子转换成较低能量的颜色改变层。“颜色的”分量是指在激活或使用时产生或以其它方式发射具有如先前所述的特定颜色的光的分量。举例来说，“第一颜色的第一发射区域”和“不同于第一颜色的第二颜色的第二发射区域”描述当在装置内激活时发射如先前所述的两种不同颜色的两个发射区域。

如本文所用，发射材料、层和区域可基于由所述材料、层或区域最初产生的光，而不是由相同或不同结构最终发射的光彼此区分开，并与其它结构区分开。初始光产生通常是导致光子发射的能级变化的结果。举例来说，有机发射材料可初始地产生蓝光，所述蓝光可通过滤色片、量子点或其它结构转换成红光或绿光，使得完整的发射堆叠或子像素发射红光或绿光。在此情况下，初始发射材料或层可被称为“蓝色”分量，即使子像素为“红色”或“绿色”分量。

在一些情况下，可优选地根据1931CIE坐标描述分量的颜色，如发射区域、子像素、颜色改变层等的颜色。举例来说，黄色发射材料可具有多个峰值发射波长，一个在“绿色”区域的边缘中或附近，且一个在“红色”区域的边缘内或附近，如先前所描述。因此，如本文中所用，每一颜色项还对应于1931CIE坐标颜色空间中的形状。1931CIE颜色空间中的形状是通过跟随两个颜色点与任何其它内部点之间的轨迹构造的。例如，可如下所示地定义红色、绿色、蓝色和黄色的内部形状参数：

关于OLED的更多细节和上文所述的定义可见于美国专利第7,279,704号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

发明内容

根据一个实施例，还提供一种有机发光二极管/装置(OLED)。OLED可以包括阳极、阴极和安置在阳极与阴极之间的有机层。根据一个实施例，所述有机发光装置并入一或多种选自消费型产品、电子组件模块和/或照明面板的装置中。

提供了一种有机蒸气喷射印刷(OVJP)系统，其包括：一或多个各包括一或多个OVJP印刷头的OVJP印刷杆，所述OVJP印刷头经配置以基本上沿着主垂直方向向衬底喷射材料，各OVJP印刷头具有多个孔口，所述孔口横跨水平距离W安置于面向衬底的印刷头表面上；以及浮动台，所述浮动台经配置以将衬底固持于一或多个OVJP印刷杆下方，其中浮动台能在系统的操作期间、在垂直于主垂直方向的平面中、在两个水平维度中的每一个维度上移动至少W的距离，或者浮动台能在系统的操作期间、在垂直于主垂直方向的平面中、在第一维度上移动，并且一或多个OVJP印刷杆能在垂直于第一维度且垂直于主垂直方向的第二维度上移动至少等于W的距离。OVJP印刷杆可水平固定就位且印刷头可在两个水平维度上移动不超过W的距离，且/或印刷杆可在两个水平维度上移动不超过W的距离。浮动台可在两个水平维度中的每一个维度上移动至少10W的距离。在衬底上沉积材料期间，当移动衬底穿过OVJP装置时，浮动台可在与移动方向平行的两个水平维度中的一个维度上移动等于衬底边缘尺寸至少两倍的距离。浮动台还可以在两个水平维度中的每一个维度上移动至少等于衬底边缘尺寸的距离。浮动台可包括压力-真空(PV)浮动台或任何其它适合的衬底支撑机构。多个OVJP印刷杆中的每一个印刷杆的高度可以是可调节的，且/或各印刷杆上的印刷头的高度可独立于安放其的印刷杆的高度调节。系统可包括总数足以使材料沉积于不超过50％的衬底上的OVJP印刷头。总数个印刷头可以安置于单个印刷杆上，或安置于所有印刷杆上的总数可足以覆盖不超过50％的衬底，或多个OVJP印刷杆中的每一个印刷杆可包括总数足以使材料沉积于不超过50％的衬底上的OVJP印刷头。印刷头相对于衬底的角度和各印刷头在与浮动台的主移动方向垂直的维度上的位置可以独立地加以控制。所述装置可包括一或多个传感器，所述传感器经布置且经配置以测定衬底在OVJP印刷杆下方的相对位置；和控制器，所述控制器经布置且经配置以基于传感器所得的数据调节各OVJP印刷头的位置和/或角度。各OVJP印刷头可与那个印刷头专用的材料源腔室一体式连接且/或流体连通。印刷头可包括冷却的颗粒过滤器，所述过滤器经布置且经配置以在经由一或多个排气口去除材料流之前，将一或多个OVJP印刷杆下方的材料流中的有机材料去除。OVJP印刷头可包括最小长度为2mm或更大的输送孔口。与印刷头气密式密封的歧管可以向一或多个OVJP印刷头提供源材料。

附图说明

图1展示了有机发光装置。

图2展示了不具有独立电子传输层的倒置式有机发光装置。

图3展示了常规的OVJP系统架构，其包括位于衬底的整个横向尺寸上方的填满印刷头的静态印刷头机架，所述衬底在PV工作台上正纵向移动。仅展示了用于一种颜色的印刷头。

图4展示了如本文所公开的OVJP系统，其包括静态印刷头和PV工作台，所述PV工作台经配置以使衬底在X和Y维度上移动。

图5A展示了如本文所公开的OVJP系统，其中印刷头在静态机架上横向移动且PV工作台可纵向移动。

图5B展示了如本文所公开的OVJP系统，其中印刷引擎在静态机架上独立地移动且PV工作台可纵向移动。

图6展示了如本文所公开的OVJP系统，其中印刷头可在纵向移动的机架上横向移动。

图7A展示了如本文所公开的侧向OVJP印刷裸片组合件的高阶结构。喷嘴长度受限于制成裸片的晶片厚度。图7B展示了如本文所公开的共平面OVJP印刷裸片组合件的高阶结构，其中可使得OVJP喷嘴比侧向情况下的OVJP喷嘴长得多。

图8展示了独立式配置站的一个实例，其用于在常规的OVJP系统架构中使印刷头彼此对齐且与印刷杆对齐。

图9展示了如本文所公开的OVJP印刷头的一个实例，所述印刷头的旋转位置和横向位置独立地调节。

图10展示了用于如本文所公开的OVJP系统的基于移动式光学距离传感器的系统的一个实例，其用于使印刷头彼此对齐。

图11展示了根据本文中所公开的实施例的使光学距离传感器对准的系统对准相机的一个实例。

图12A展示了使用常规OVJP系统架构的有机气体分配配置的一个实例，其需要外部大体积来源、长供应和排气管线以及具有许多分支的歧管。图12B展示了根据本文所公开的实施例的分配配置的一个实例，其中印刷头或印刷杆使用专门和/或一体化有机材料源。

图13A和13B展示了如本文所公开的固定式机架系统的实例，其使材料沉积于具有2种不同取向面板类型的MMG衬底布局上。这个实例展示了一组55"橫向面板和一组纵向65"面板。图13A展示了用于印刷55"面板的轨迹，其中PV工作台纵向来回扫描且横向步进。图13B展示了65"面板的轨迹，其中PV工作台横向来回扫描且纵向步进。

图14展示了根据本文所公开的实施例的共平面裸片，其中对应于个别线条的各组沉积孔与排气孔之间定位有额外的喷嘴。这些喷嘴供应额外的室压补充气体，以确保排气口的限制效应在扫描方向上均匀遍布于裸片上。侧向裸片可使用类似配置。图15展示了印刷头冷板(位于包围裸片的印刷头底部的主动冷却板)中建构的额外喷嘴(或射流)，其用于在印刷工艺期间控制衬底温度。如图14中所示，所示2个裸片沿X方向交错且裸片夹持或粘结到歧管。

图16A展示了根据本文所公开的实施例的整合于歧管组合件中的侧向印刷裸片，所述歧管组合件在一侧由歧管块形成且在另一侧由散热器形成。图16B展示了根据本文中所公开的实施例的附接到整体式歧管组合件的共平面裸片。

具体实施方式

一般来说，OLED包含至少一个有机层，其安置于阳极与阴极之间并且与阳极和阴极电连接。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。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可以定位于准分子(excimer)或激态复合物上。非辐射机制(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，其以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧内发生。

最近，已经展示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,“来自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,151-154,1998(“巴尔多-I”)；和巴尔多等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence)”,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3,4-6期(1999)(“巴尔多-II”)，所述文献以全文引用的方式并入。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光，所述专利以引用的方式并入。

图1展示有机发光装置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、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155、阴极160和阻挡层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可以通过按顺序沉积所述层来制造。这些各种层的性质和功能以及实例材料在US 7,279,704第6-10栏中更详细地描述，所述专利以引用的方式并入。

可以得到这些层中的每一者的更多实例。举例来说，柔性并且透明的衬底-阳极组合公开于美国专利第5,844,363号中，所述专利以全文引用的方式并入。经p掺杂的空穴传输层的实例是以50:1的摩尔比掺杂有F₄-TCNQ的m-MTDATA，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。发射和主体材料的实例公开于汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中，所述专利以全文引用的方式并入。经n掺杂的电子传输层的实例是以1:1的摩尔比掺杂有Li的BPhen，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述公开案以全文引用的方式并入。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，所述阴极包括具有含上覆的透明、导电、溅镀沉积的ITO层的金属(如Mg:Ag)薄层的复合阴极。阻挡层的理论和使用更详细地描述于美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开第2003/0230980号中，所述专利以全文引用的方式并入。注入层的实例提供于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。保护层的描述可以见于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。阻挡层170可以是单层或多层阻挡层并且可以覆盖或围绕装置的其它层。阻挡层170也可以围绕衬底110，和/或它可以布置在衬底和装置的其它层之间。阻挡层也可以称为封装物、封装层、保护层或渗透屏障，并且通常提供防止水分、环境空气和其它类似材料透过装置的其它层的保护。在美国专利第6,537,688、6,597,111、6,664,137、6,835,950、6,888,305、6,888,307、6,897,474、7,187,119和7,683,534号中提供了阻挡层材料和结构的实例，这些专利各自以全文引用的方式并入。

图2展示倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴传输层225和阳极230。装置200可以通过按顺序沉积所述层来制造。因为最常见OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，并且装置200具有安置于阳极230下的阴极215，所以装置200可以被称为“倒置式”OLED。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供如何可以从装置100的结构省去一些层的一个实例。

图1和2中所说明的简单分层结构借助于非限制性实例提供，并且应理解本发明的实施例可以与各种其它结构结合使用。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。可以通过以不同方式组合所述的各种层来获得功能性OLED，或可以基于设计、性能和成本因素完全省略各层。也可以包括未具体描述的其它层。可以使用除具体描述的材料以外的材料。尽管本文中所提供的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但应理解，可以使用材料的组合，如主体和掺杂剂的混合物，或更一般来说，混合物。此外，所述层可以具有各种子层。本文中给予各种层的名称并不意图具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴传输层225传输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传输层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。这一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)，例如弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。借助于另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如如在以全文引用的方式并入的福利斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述。OLED结构可以偏离图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)，例如如在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/或如在布尔维克(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。

在本文所公开的一些实施例中，发射层或材料(例如图1-2中分别所示的发射层135和发射层220)可包括量子点。除非明确指示相反或根据所属领域的技术人员的理解依照情形指示，如本文所公开的“发射层”或“发射材料”可包括有机发射材料和/或含有量子点或等效结构的发射材料。一般来说，发射层包括主体基质内的发射材料。此类发射层可以只包括转换单独发射材料或其它发射体所发射的光的量子点材料，或其还可以包括单独发射材料或其它发射体，或其可以通过施加电流而本身直接发射光。类似地，颜色改变层、滤色片、上转换或下转换层或结构可包括含有量子点的材料，但此类层不可视为如本文中所公开的“发射层”。通常，“发射层”或材料是基于注入的电荷发射初始光的材料，其中初始光可以被另一层改变，例如滤色片或其它颜色改变层，所述另一层在装置内本身不发射初始光，但可以基于吸收发射层发射的初始光和下转换为较低能量的光发射重新发射具有不同光谱含量的改变的光。在本文公开的一些实施例中，颜色改变层、滤色片、上转换和/或下转换层可以设置在OLED装置的外部，例如在OLED装置的电极之上或之下。

除非另外规定，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任一个。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨(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)(如以全文引用的方式并入的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(如以全文引用的方式并入的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适的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气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选的方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模沉积、冷焊(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的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。可以将待沉积的材料改性以使其与具体沉积方法相适合。举例来说，可以在小分子中使用支链或非支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基的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到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，因为不对称材料可能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。

根据本发明的实施例制造的装置可以进一步任选地包含阻挡层。阻挡层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包括水分、蒸气和/或气体等的环境中的有害物质的损害。阻挡层可以沉积在衬底、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。阻挡层可以包含单个层或多个层。阻挡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和具有多个相的组合物。任何合适的材料或材料组合都可以用于阻挡层。阻挡层可以并有有无机化合物或有机化合物或两者。优选的阻挡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”，构成阻挡层的前述聚合材料和非聚合材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合材料与非聚合材料的重量比可以在95:5到5:95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。

在一些实施例中，阳极、阴极或安置于有机发射层上方的新层中的至少一者用作增强层。增强层包含展现表面等离激元共振的等离激元材料，所述等离激元材料非辐射地耦合到发射体材料，并将激发态能量从发射体材料转移到表面等离极化激元的非辐射模式。增强层以不超过与有机发射层的阈值距离提供，其中由于增强层的存在，发射体材料具有总非辐射衰减速率常数和总辐射衰减速率常数，且阈值距离是总非辐射衰减速率常数等于总辐射衰减速率常数的距离。在一些实施例中，OLED进一步包含出耦层。在一些实施例中，出耦层安置于增强层上方在有机发射层的相对侧上。在一些实施例中，出耦层安置于发射层的与增强层相对的侧上，但仍使能量从增强层的表面等离激元模式出耦。出耦层散射来自表面等离极化激元的能量。在一些实施例中，此能量以光子形式散射至自由空间。在其它实施例中，能量从装置的表面等离激元模式散射到其它模式中，例如但不限于有机波导模式、衬底模式或另一波导模式。如果能量散射至OLED的非自由空间模式，则可并入其它出耦方案以将能量提取至自由空间。在一些实施例中，一或多个介入层可安置于增强层与出耦层之间。介入层的实例可为介电材料，包括有机物、无机物、钙钛矿、氧化物，且可包括这些材料的堆叠和/或混合物。

增强层修改其中驻留发射体材料的介质的有效特性，从而引起以下任一种或全部：降低的发射率、发射谱线形状的修改、发射强度与角度的变化、发射体材料的稳固性变化、OLED的效率变化，和OLED装置的效率衰减减少。在阴极侧、阳极侧或这两侧上放置增强层产生利用了上述任何效果的OLED装置。除了本文中提及以及图中展示的各种OLED实例中说明的特定功能层之外，根据本发明的OLED还可以包括通常可见于OLED中的其它功能层中的任一者。

增强层可以由等离激元材料、光学活性超材料或双曲线超材料构成。如本文中所使用，等离激元材料是在电磁波谱的可见或紫外区中介电常数的实数部分越过零的材料。在一些实施例中，等离激元材料包括至少一种金属。在这类实施例中，金属可包括以下至少一种：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，以及这些材料的堆叠。一般来说，超材料是由不同材料构成的介质，其中介质作为整体的作用不同于其材料部分的总和。具体来说，我们将光学活性超材料定义为具有负介电常数和负磁导率两者的材料。另一方面，双曲线超构材料是各向异性介质，其中对于不同的空间方向，电容率或磁导率具有不同的符号。光学活性超材料和双曲线超材料严格地区别于许多其它光子结构，例如分布式布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector，“DBR”)，因为介质在传播的方向上对于光的波长的长度尺度应呈现均匀。使用本领域技术人员可以理解的术语：超材料在传播的方向上的介电常数可以用有效介质近似描述。等离激元材料和超材料提供了可以多种方式增强OLED性能的控制光传播的方法。

在一些实施例中，增强层提供为平面层。在其它实施例中，增强层具有周期性地、准周期性地或随机地布置的波长大小的特征，或者具有周期性地、准周期性地或随机地布置的亚波长大小的特征。在一些实施例中，波长大小的特征和亚波长大小的特征具有锐利的边缘。

在一些实施例中，出耦层具有周期性地、准周期性地或随机地布置的波长大小的特征，或者具有周期性地、准周期性地或随机地布置的亚波长大小的特征。在一些实施例中，出耦层可由多个纳米粒子构成，且在其它实施例中，出耦层由安置于材料上的多个纳米粒子构成。在这些实施例中，出耦可通过以下至少一者来调谐：改变多个纳米粒子的大小、改变多个纳米粒子的形状、改变多个纳米粒子的材料、调节材料的厚度、改变材料或安置于多个纳米粒子上的额外层的折射率、改变增强层的厚度和/或改变增强层的材料。所述装置的多个纳米粒子可以由以下至少一者形成：金属、电介质材料、半导体材料、金属合金、电介质材料的混合物、一或多种材料的堆叠或分层、和/或一种类型的材料的核心，且所述核心涂布有不同类型的材料的壳层。在一些实施例中，出耦层由至少金属纳米粒子构成，其中所述金属选自由以下组成的群组：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，和这些材料的堆叠。多个纳米粒子可以具有安置在它们之上的附加层。在一些实施例中，发射的极化可使用出耦层来调谐。改变出耦层的维度和周期性可以选择一类优先出耦到空气的极化。在一些实施例中，出耦层也充当装置的电极。

据信，荧光OLED的内部量子效率(IQE)可以通过延迟荧光超过25％自旋统计限制。如本文所用，存在两种类型的延迟荧光，即P型延迟荧光和E型延迟荧光。P型延迟荧光由三重态-三重态湮灭(TTA)产生。

另一方面，E型延迟荧光不依赖于两个三重态的碰撞，而是依赖于三重态与单重态激发态之间的热布居数。需要能够产生E型延迟荧光的化合物以便具有极小的单重态-三重态间隙。热能可以激活由三重态跃迁回到单重态。这种类型的延迟荧光也称为热激活延迟荧光(TADF)。TADF的一个显著特征是，由于热能增加，延迟分量随着温度升高而增加。如果反向系间窜越速率足够快速以最小化由三重态的非辐射衰减，则回填充单重激发态的分率可能达到75％。总单重态分率可以是100％，远超过电产生的激子的自旋统计极限。

E型延迟荧光特征可以见于激发复合物系统或单一化合物中。不受理论束缚，据信，E型延迟荧光需要发光材料具有小的单重态-三重态能隙(ΔES-T)。有机的、不含金属的供体-受体发光材料可能能够实现这一点。这些材料的发射通常以供体-受体电荷转移(CT)型发射为特征。这些供体-受体型化合物中HOMO与LUMO的空间分离通常导致小的ΔES-T。这些状态可涉及CT状态。通常，通过将电子供体部分(例如氨基或咔唑衍生物)与电子受体部分(例如含N六元芳香族环)连接来构建供体-受体发光材料。

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。所述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。所述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制造的装置可以并入到多种多样的消费型产品中，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。公开一种包含OLED的消费型产品，所述OLED在OLED中的有机层中包括本公开的化合物。所述消费型产品应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个的任何种类的产品。所述消费型产品的一些实例包括平板显示器、曲面显示器、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、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕，和指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本发明制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵。意图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，如18℃到30℃，并且更优选在室温下(20-25℃)，但可以在这一温度范围外(例如-40℃到80℃)使用。

本文所述的材料和结构可以应用于除OLED以外的装置中。举例来说，如有机太阳能电池和有机光电检测器的其它光电装置可以采用所述材料和结构。更一般来说，如有机晶体管的有机装置可以采用所述材料和结构。

在一些实施例中，所述OLED具有一或多种选自由以下组成的群组的特征：柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸和弯曲。在一些实施例中，所述OLED是透明或半透明的。在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括碳纳米管的层。

在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括延迟荧光发射体的层。在一些实施例中，所述OLED包含RGB像素排列或白色加彩色滤光片像素排列。在一些实施例中，所述OLED是移动装置、手持式装置或可佩戴装置。在一些实施例中，所述OLED是对角线小于10英寸或面积小于50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是对角线为至少10英寸或面积为至少50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是照明面板。

在发射区域的一些实施例中，所述发射区域进一步包含主体。

在一些实施例中，所述化合物可以是发射掺杂剂。在一些实施例中，所述化合物可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即TADF，也称为E型延迟荧光)、三重态-三重态湮灭或这些过程的组合产生发射。

本文所公开的OLED可以并入到消费型产品、电子组件模块和照明面板中的一或多种中。有机层可以是发射层，并且化合物在一些实施例中可以是发射掺杂剂，而化合物在其它实施例中可以是非发射掺杂剂。

有机层还可以包括主体。在一些实施例中，两个或更多个主体是优选的。在一些实施例中，所用主体可以是在电荷传输中起很小作用的a)双极、b)电子传输、c)空穴传输或d)宽带隙材料。在一些实施例中，主体可以包括金属络合物。主体可以是无机化合物。

与其它材料的组合

本文中描述为适用于有机发光装置中的特定层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文所公开的发射掺杂剂可以与可能存在的广泛多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和其它层结合使用。下文描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。

本文中所公开的各种发射层和非发射层以及布置可以使用不同材料。合适材料的实例公开于美国专利申请公开第2017/0229663号中，所述公开以全文引用的方式并入。

导电性掺杂剂：

电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以大体上改变其电荷载体密度，这转而将改变其导电性。导电性通过在基质材料中生成电荷载体而增加，并且取决于掺杂剂的类型，还可以实现半导体的费米能级(Fermi level)的变化。空穴传输层可以掺杂有p型导电性掺杂剂，并且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。

HIL/HTL：

本发明中所用的空穴注入/传输材料不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作空穴注入/传输材料即可。

EBL：

电子阻挡层(EBL)可以用以减少离开发射层的电子和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，在装置中存在此类阻挡层可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近EBL界面的发射体相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近EBL界面的主体中的一或多种相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一个方面中，EBL中所用的化合物含有与下文所述的主体中的一个所用相同的分子或相同的官能团。

主体：

本发明的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属络合物作为发光材料，并且可以含有使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能量大于掺杂剂的三重态能量即可。任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用，只要满足三重态准则即可。

HBL：

空穴阻挡层(HBL)可以用以减少离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，此类阻挡层在装置中的存在可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近HBL界面的发射体相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近HBL界面的主体中的一或多种相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。

ETL：

电子传输层(ETL)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。可以使用掺杂来增强导电性。ETL材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要其通常用以传输电子即可。

电荷产生层(CGL)

在串联或堆叠OLED中，CGL对性能起基本作用，其由分别用于注入电子和空穴的经n掺杂的层和经p掺杂的层组成。电子和空穴由CGL和电极供应。CGL中消耗的电子和空穴由分别从阴极和阳极注入的电子和空穴再填充；随后，双极电流逐渐达到稳定状态。典型CGL材料包括传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。

用于制造OLED装置(例如显示面板)的常规系统和技术在一些应用(例如大面板有源矩阵TV)中可能效率低下且过度复杂。本文公开的实施例提供的系统和技术可以降低系统复杂度且改进OVJP沉积系统的可靠度和横向位置准确度，以及促进且实现多种TV型号的加工、显示面板尺寸等等，不论在各别衬底上或在单一衬底上，例如在多型号玻璃(MMG)布置中。

如先前公开，适于制造OLED面板和类似装置的OVJP工艺涉及将加热的气态混合物中的OLED材料经由印刷喷嘴(通常定义成Si裸片)分配到接收衬底上。衬底典型地是玻璃，但可以是或包括金属、塑料或其组合，或其它材料。衬底可包括预先存在的结构，例如无源或有源矩阵显示背板。一般使载气(例如H2、He、N2或Ar)通过含有OLED材料的升华/蒸发源来获得加热的气体混合物。OVJP不同于其它沉积技术，例如气相沉积、真空热蒸发(VTE)、原子层沉积(ALD)等，并且已知用于那些技术的沉积系统典型地不适合，且不能容易地适于OVJP技术和材料。举例来说，ALD需要至少两种各别前体，其中的每一种在衬底表面上形成自限制单层。所述前体交替地输送到衬底，在暴露于前体对之后，在所述表面上形成一层原子层。相比之下，OVJP是冷凝工艺，其中气态有机材料冷凝于相对更冷的衬底上。作为另一实例，OVJP不仅利用相对较高的温度来升华/蒸发和传输待沉积于衬底上的有机材料，而且利用相对冷却的衬底以防止对衬底上沉积的有机材料造成损伤。OVJP有机物升华源的温度典型地在200℃到450℃范围内，这比用于化学气相沉积(CVD)和类似技术的范围高得多。CVD还利用显著高于源材料温度的衬底温度以引起衬底表面上发生必需的化学反应。OVJP还利用OVJP沉积孔中的极小喷嘴宽度和相对极小的喷嘴至衬底间距，两者均有助于OVJP可达成精密的沉积轮廓，这些精密沉积轮廓是基于喷射或喷嘴的其它沉积技术典型地无法达成的。另外，与毯覆层沉积技术相比，OVJP允许材料极其精确地沉积且一般不用于大规模毯覆式沉积。OVJP工艺典型地利用10托与1Atm(760托)之间的压力且典型地在真空室内部执行。材料源可布置于真空室内或外部。

OVJP系统包括一或多个OVJP印刷头，所述印刷头将含有待沉积于衬底上的有机材料的热气体经由并入印刷头中的一或多个喷嘴传递到衬底上的离散位置(例如像素或子像素区域)。衬底典型地包括预先存在的结构，例如无源或有源矩阵背板组件。正如本文所示及所述，OVJP系统典型地包括多个OVJP印刷喷嘴，其典型地按照与显示背板的图案匹配的图案布置。在实践中，这意味着喷嘴布置与所得显示器上的像素具有相同的间距。喷嘴可由例如贯穿印刷裸片的一系列通道提供，所述通道中的每一个终止于在操作期间喷射材料的孔口。如本文所述的“印刷裸片”是指包括沉积和排气通道的组件，所述通道终止于界定喷嘴的孔口。印刷裸片典型地利用MEMS工艺制成，但可以使用其它技术，例如增材制造、激光钻孔或消融等等。所述喷嘴整合于称为“印刷头”的组合件中，所述组合件包括：分配到裸片的气体分配器和来自材料源的歧管、使印刷裸片相对于衬底保持恒定间隙(当其相对于彼此移动时)的飞行控制机构，且在一些实施例中，包括冷却组件。OVJP印刷头可包括一或多个印刷裸片。OVJP印刷头还可以包括印刷歧管，所述印刷歧管将材料分配到印刷裸片中的多个通道中且最终分配到位于印刷裸片和印刷头的底侧(即，面向衬底的一侧)的喷嘴。印刷歧管典型地是与印刷裸片附接的材料块，例如金属或硅。歧管还可以使印刷裸片连接到印刷头组合件。OVJP印刷引擎典型地包括印刷裸片、气体输送歧管和相关气体管线、z定位或飞行高度调节系统，且在一些情况下包括材料升华源，例如用于产生待沉积于衬底上的OLED材料的材料源。本文公开的一些布置使用如下文进一步详细描述的一体式升华源。类似地，“印刷杆”可以包括多个印刷头或印刷引擎。在操作期间，本文公开的实施例可以允许对个别印刷杆、印刷引擎和/或印刷头的定位进行独立调节，如不同实施例中所述和所示。一般来说，除非基于特殊布置而不可能，否则当本文公开的布置是指印刷头的布置或移动时，具有印刷头的单一可控单元中具有额外组件的印刷引擎可使用相同布置。

在OVJP系统中，通常需要分别从与有机蒸气源连接的系统气体管线气密式输送加热的气体和有机材料混合物且将其分配到与排气组合件连接的系统气体管线。因此，各印刷头中的印刷歧管可用于将气体从入口引导到印刷裸片以及从印刷裸片引导到出口。还需要将气体温度维持在适当的范围内以阻止冷凝(在低温下)或分解(在较高温度下)，且屏蔽敏感性系统组件和衬底以隔离印刷头歧管中所产生的热。

还需要将印刷裸片保持在与所需工艺条件对应的衬底垂直距离(“飞行高度”)内。OVJP飞行高度典型地在20到60μm范围内。在一些布置中，各印刷头上使用距离传感器和垂直致动器的闭合回路系统可用于保持衬底上方的所需飞行高度。

适合的印刷模具布置、制造技术等实例提供于美国专利第9,583,707号、第10,704,144号、第11,104,988号、第11,220,737号、第11,267,012号和第11,588,140号中，所述各美国专利的内容以全文引用的方式并入本文中；以及美国专利公开号2021/0280785，其内容以全文引用的方式并入本文中。尤其可适于结合本文所公开的实施例使用的印刷模具布置的绘示性实例描述于且展示于美国专利第11,267,012号的图4和相关文本中，以及美国专利第10,704,144号的图5至6和相关文本中，但是可以使用其它布置。举例来说，美国专利第11,267,012号的图4展示了喷嘴组合件400的横截面图，所述喷嘴组合件具有与一或多个排气通道402邻接或被所述排气通道包围的输送通道。传输待沉积的材料的输送气体从输送通道401的孔口喷射出来。未沉积于衬底上的材料305经由排气通道402去除。限制气体403可由来源(例如喷嘴、环境来源)、从喷嘴下方且与喷嘴和/或排气通道402邻近的位置、在与从喷嘴的输送通道孔口喷射的材料流相反的方向上提供。限制气体可以从沉积区外部向内流动并且将剩余材料导引到排气通道402中。排气通道402典型地连接到真空源。排气通道402可相对于输送通道401成角度以改进沉积材料在衬底上、在材料所沉积的限定区域内的均匀度。排气通道402可部分或完全地包围输送通道401。在一些配置中，喷嘴孔口可由喷嘴块的平坦边缘和喷嘴块内的通道界定，因此无需部分超出喷嘴块下表面的额外锥形或延长的实体。喷嘴孔口可分成两部分或以其它方式划分，例如利用输送通道分隔器404划分。作为另一实例，美国专利第10,704,144号的图5至6展示了“DEC”型印刷模具(“喷嘴块”)的视图，其使用一或多种保护气体围绕微喷嘴阵列流动。OVJP沉积室中的环境气体典型地相对停滞。流动的保护气体可使用纯化的保护气体，以使得沉积室中的水和O₂含量小于0.001ppm。在此布置中，安装于沉积喷嘴前方和/或后方的保护气体通道501产生纯化气体流，所述纯化气体流将喷嘴阵列与可能存在于腔室中的残余气体隔离开来。安装于喷嘴阵列之间的保护气体通道502提供限制气体来源以实现准确的图案化且阻止来自邻近阵列的蒸气扩散在一起。美国专利第10,704,144号的图6从图6中的衬底法线方向展示了印刷模具的视图。沉积器在整体式喷嘴块内部的通道末端含有单个孔口或多个孔口。输送孔口603输送惰性输送气体内所夹带的一或多种有机蒸气的混合物。排气孔口604与排气通道连通，从而将气体从沉积器与衬底之间的区域抽出。任选的限制通道605是由沉积器表面中的凹陷形成。这些通道为限制气体从喷嘴块的边缘向沉积器的中线流动提供低阻力路径，在沉积器中需要阻滞有机蒸气扩散。此布置中的限制流是由包围沉积器的气体环境供应，与腔室环境相反，所述气体环境来自保护气体流。或者，限制气体可经由一或多个限制孔606供应。

图3展示了OVJP系统架构，其包括固持衬底305的压力真空(PV)移动台315。图3的视图是自沉积系统上方观看，即，向下观看印刷头330，从此视图看，衬底305和PV台315安置于印刷头330的下方(所述印刷头的远侧)。静态机架320固持共用印刷杆340上所布置的OVJP印刷头330。衬底305和/或PV台315可在印刷头330下方、经由Y向平台轨道350或类似布置、沿Y方向310移动。举例来说，衬底可移动到印刷头330下方的第一位置以开始沉积，且沿Y方向移动，同时印刷头330将材料沉积于衬底上以形成一系列印刷线355。在此配置中，印刷头330仅在垂直方向上移动，即，朝向及远离衬底305，用于飞行控制和沉积开始以及停止。因此，垂直于移动方向300测量的衬底305的整个宽度必须被印刷头330覆盖，这要求相对较大数目的印刷头。

印刷裸片典型地具有约30至100mm的宽度，其中OVJP喷嘴典型地延伸所述长度的至多75％，就用于制造显示器的衬底的尺寸以及不同颜色的子像素(例如RGB布置中的红色、绿色和蓝色子像素)使用不同印刷头的事实来说，所述长度相对有限，此类架构典型地要求印刷头的数目大。举例来说，为了在55英寸对角线的Gen8.5显示面板上进行沉积，典型的OVJP系统将使用至少96个印刷头，其中裸片的数目与飞行控制机构的数目相等。各飞行控制机构继而典型地包括至少2个间隙传感器和各飞行控制机构的相关垂直致动器。控制此类数目较多的印刷头的飞行高度可能特别复杂，且因此，确保系统可靠度可因组件的数目而具挑战性。另外，由于常规的OVJP印刷头典型地不能相对于衬底侧向移动，因此其在整合到系统中之前，需在印刷杆水平面上与另一个印刷头极其准确地对齐。这需要各别的对准组合件，其包括能够在高精度平台上移动的精密位置测量仪，以及各印刷头的高精度调节部件。

另外，此型式的OVJP架构基本上专用于特殊的面板/衬底尺寸或相对较小范围的尺寸，限制了能制造的显示面板的类型和尺寸。将一种显示器尺寸改变成另一种尺寸(不论MMG布局中位于不同衬底或共用衬底上)典型地需要更换所有印刷头，原因在于不同的显示器尺寸具有不同的像素间距，且选择与显示器间距匹配的印刷头间距。在实践中，此举可通过更换预先配置于对准组合件上的整个印刷杆来完成。然而，此类改变典型地需要明显的系统停工时间来降低印刷头温度、将沉积室排气、安装和对准新印刷杆、将系统压力降至超高真空(UHV)压力以去除系统中的残余水蒸气和氧气，且最后将印刷头升回到工艺温度。当布局之间进行转换时，还可能需要旋转衬底。

常规OVJP沉积系统架构的另一潜在缺点是，为了将载气和有机材料蒸气输送到数目必需较大的印刷头，材料源应相对较大且因此，应定位于距印刷头某一距离处且典型地定位于真空室或类似罩壳的外部。材料源与印刷头之间的距离越大，则避免冷点、相关冷凝和其它非所需影响变得越来越具挑战性。均匀的气体和有机材料蒸气同时输送到多个印刷头也具有挑战性。

最后，作为裸片设计的结果，常规系统架构中使用的印刷裸片的喷嘴长度限于相对短的尺寸，这继而可限制系统可达成的输送量。

本文所公开的实施例解决了现有OVJP系统的这些和其它缺点。本公开所提供的特征包括：衬底和/或OVJP印刷头的双向相对运动；个别印刷头的独立对准和/或实时位置调节；促进型号改变和MMG处理的多裸片型印刷杆配置；各印刷头专用的近似来源；孔口较长的印刷裸片设计和布置；以及适应新印刷裸片配置的印刷头设计。

本文所公开的实施例可通过减少将像素和像素型结构沉积于衬底(对于类似的或相同尺寸的衬底)上而必需的印刷头数目来降低系统复杂度。达成此类降低的实施例可以包括采用一或多个个别印刷头或一或多个携载多个印刷头的印刷杆的实施例。印刷头数目的减少意味着印刷头与衬底的相对运动可以不再仅沿着一个方向进行，如图3中所示的常规架构，原因是印刷头不再跨越衬底的整个宽度延伸。在一些实施例中，印刷头可相对于衬底在两个维度中移动。如本文中所公开，相对运动可沿着图3中所示的移动方向330(在本文中称为扫描方向或Y方向(典型地平行于衬底面板的短边缘))和垂直于扫描方向(且典型地平行于衬底面板的长边缘)的X或“步进”方向提供。单一面板布局的平台运动图案于是可以是沿Y方向的扫描运动(如图3中所示的常规架构)和沿X方向的步进运动。另外，由于多次扫描典型地将用于印刷所有必需线条，因此负责Y运动的平台可具有显著高于常规架构的速度。尽管常规的扫描运动速度典型地为10至50mm/s，但两个100mm印刷头(每种颜色)系统将使用快16倍的扫描运动，即，在150至750mm/s范围内。

在本文所公开的实施例中，一或多个OVJP印刷杆(各包括一或多个OVJP印刷头或印刷引擎)布置于固持衬底的浮动台上，且两个印刷头可在两个水平维度中的每一个维度中彼此相对移动，即，在平行于衬底(当其位于印刷杆下方时)的一或多个平面内彼此相对移动。相对运动可如下实现：允许浮动台沿着两个垂直的水平方向移动，即，在与基板平面平行的平面内自由移动，同时将OVJP印刷杆水平固定就位或仅可水平移动以实现精细移动，从而实现与衬底的精确对准。或者，浮动台可沿着一个水平方向移动，同时印刷杆可沿着垂直于第一水平方向的第二水平方向、在整个运动范围内移动，其中两个水平方向界定与衬底平面平行的平面。一般来说，本文所公开的布置包括一或多个OVJP印刷杆，所述OVJP印刷杆包括一或多个OVJP印刷头。如同常规的OVJP沉积系统，OVJP印刷头被配置成将待沉积于衬底上的材料以射流形式垂向喷射到衬底(即，垂直于或基本上垂直于衬底)。PV工作台或“浮动台”可布置于OVJP印刷头下方以固持衬底。如本文所用，衬底和/或PV工作台如果放在OVJP印刷头喷射材料的射流路径中，则可被描述为布置于OVJP印刷头“下方”，不论其彼此相对的取向(相对于重力方向)。也就是说，印刷头可将材料向上喷射且相对于重力方向，衬底安置于印刷头“上方”。在此类布置中，衬底仍然被认为安置于OVJP印刷头“下方”，如本文所述。

图4展示了一个实施例，其中PV工作台在如图3中所示的固持多个印刷头的静态机架下方沿着X与Y方向移动。在此布置中，可移动PV工作台410固持衬底305，如关于图3所述。如关于图3所述，包括一或多个印刷头330的印刷杆安置在静态机架320上。PV工作台410可在印刷头330下方、经由Y向平台轨道450以及X向平台轨道475移动，两者合起来允许PV工作台410和衬底305在印刷头330下方的平面内移动。举例来说，衬底可沿第一方向310(其可称为“扫描”方向)移动到印刷头330下方的第一位置，以开始沉积。PV工作台可沿第一方向410移动设定的距离，随后PV工作台可沿第二方向412(称为“步进”方向)移动设定的距离，然后换向第一方向410。以这种方式，印刷头可保持在固定或基本上固定的位置，同时重复所述过程以在衬底上形成任何数目个任何按需沉积的平行线。

在此配置中，如在图3的布置中，印刷头330仅可垂向移动，即，在飞行控制和沉积开始时移向衬底305并且在飞行控制和沉积停止时远离所述衬底。在一些配置中，印刷杆和/或印刷头的位置可在相对较短的距离内调节以提供精密的对准控制，如下文进一步详细公开。精密对准可在沉积开始之前或在沉积期间执行，例如基于指示印刷头在沉积过程期间正脱离对准的对准反馈回路执行。在本文所公开的此配置和其它配置中，可基于每个印刷头或每个印刷杆来控制飞行高度。也就是说，各印刷杆上的各印刷头的高度可独立于同一印刷杆上的其它印刷头和其它印刷杆上的印刷头调节，且/或各印刷杆的高度可独立于各其它印刷杆的高度调节。为了适应PV工作台410的X向运动412，图4中所示的系统可显著宽于图3中所示的常规架构。举例来说，在双印刷头布置中，系统尺寸可以是图3中的相应布置的尺寸的约1.5倍。如上文所指出，此布置中的印刷头可纳入印刷引擎中，所述印刷引擎安设于PV工作台上方的静态机架上。

图5A展示了另一种布置，其中PV工作台510沿Y方向扫描，而印刷头沿X方向步进。此类布置可称为“分离轴”架构。此布置中的PV工作台510可使用图3中所示的相同Y向平台350。与图4的系统相比，PV工作台沿着单一的水平方向310移动，而印刷头530(或包括印刷头的印刷杆或印刷引擎，如先前所公开)位于沿着第二水平方向575移动的印刷头平台535上，从而允许印刷头530沿X方向步进。如同图3至4的布置，印刷头和/或印刷杆还可以经由如本文中所公开的飞行高度控制而纵向移向衬底。

图5B展示了另一布置实例的俯视图，其中PV工作台沿Y方向扫描且印刷引擎沿X方向步进，其中对各印刷引擎独立地进行旋转/θ控制。各印刷引擎可覆盖衬底沿X方向(页面上的纵向)的整个宽度。如图所示，可存在多个印刷引擎，所述印刷引擎在单个衬底面板上同时沉积以改进TACT。还可以存在如图所示沿着Y方向布置的多个静态印刷机架。各印刷引擎可以主动地控制印刷引擎在衬底上方、在垂直(z)方向上的垂直距离和/或θ-Y旋转定位。印刷裸片前方和后方的偏移飞行高度传感器可用于监测飞行高度。

图5A至5B中所示的系统与图3所示的系统具有大致相同的宽度，但在有机气体生成和/或分配系统方面需要存在明显的变化。因此，材料源可连同印刷头530一起移动，且/或用于转移待经由印刷头530沉积的材料的气体分配管适应印刷头相对于材料源的运动。此可借助于所属领域中已知的波纹管和其它结构完成，但避免冷凝和实现超高真空就此方法而言可具挑战性。在一些实施例中，可使用例如美国申请第_______号(档案编号UDC-OVJP-1005-US)中所公开的那些连接方式，所述美国申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

图6展示了一种布置，其中可并入如先前公开的印刷引擎中的印刷头530在位于相对静态PV工作台上方的沿Y方向610扫描的印刷机架625上沿X方向575步进。就系统的物理架构而言，此布置可最彻底地偏离图3的常规布置。对有机气体分配和扫描架构的挑战扩大而超过图5中所示的分离轴情况，原因是与图5中的分离轴情况形成对比，当机架横越整个衬底时，载气和排气管将移行衬底的长度和宽度，而在分离轴操作中，其仅需横越衬底的宽度。然而，由于PV工作台610上的衬底是静态的，因此系统的覆盖面积可以显著较小。

按照且相对于个别OVJP印刷头的维度，可以方便地描述图4至6中的印刷头和/或衬底的运动程度。由于印刷头与衬底之间进行相对运动可允许在衬底上沉积多组印刷线355，因此OVJP印刷头的维度提供适用的度量。OVJP印刷头典型地在印刷裸片的底表面上包括多个孔口，所述多个孔口允许材料、排气以及在一些情况下的限制材料流动。裸片典型地是Si或类似材料的整体块，然而其它布置是可能的。可以通过在多个材料层中蚀刻材料流通道、然后粘结以形成整体式裸片来制造裸片。图7A展示了侧向OVJP印刷裸片组合件的高阶结构的一个实例。图7B展示了共平面印刷裸片组合件的高阶结构。在此情况下，可使得喷嘴比侧向布置中的长得多，在侧向布置中，喷嘴长度受限于制成裸片的晶片的厚度。

图7A和7B展示包括三个OVJP印刷头的OVJP印刷裸片区段。各印刷头在任一侧均包括沉积孔或输送孔口720和排气孔口710。其它OVJP印刷头布置可以包括不同数目个孔口或孔口布置，和/或不同类型的孔口。举例来说，输送限制气流的限制孔可布置于排气孔口710的任一侧。作为另一实例，各对排气孔口710之间可布置多个偏移输送孔口720。各印刷头包括一组孔口，所述孔口一起发挥作用以印刷印刷线355之一，如先前所公开。也就是说，OVJP印刷头可由印刷裸片中的孔口界定，所述孔口协同作用以在衬底上沉积不同的印刷区域，典型地为材料岛或材料线。OVJP印刷头可用其宽度W表征，所述宽度W是从最外侧各孔口的最外侧各边缘、横越印刷头的孔口测量，如图7A至7B中所示。在图7A至7B所示的实例中，排气孔口710界定各印刷头的每一侧的最外侧边缘，这意味着W是从左排气孔口的左侧(最外侧)边缘到右侧排气孔口的右侧(最外侧)边缘测量。在OVJP印刷头中使用额外或不同孔口的情况下，W是从最左侧孔口的左侧最外侧边缘到最右侧孔口的右侧最外侧边缘测量。对于本文所述的OVJP印刷杆、印刷机架或PV工作台运动来说，移动组件可能需要在相关方向上、在至少W(优选至少2W、5W、10W或更大)的范围内移动。反之，在一个组件被描述为在特定水平方向上“固定”的情况下，所述组件在那个方向上不可移动或仅可移动微小的量，或其可移动小于W的距离，例如以实现精细的对准调节。举例来说，在图4所示的布置中，印刷杆或静态机架320可以固定就位，而OVJP印刷头330可在一或多个水平方向上移动不超过W的距离以实现精细的对准控制。印刷头(或在其它布置中，仅出于精密对准目的而可移动的类似组件)可调节的距离可能无需超过W，原因是W足以允许OVJP印刷头在对应于单个印刷头的“目标”区域的任何部分内定位。在例如图4的布置中，印刷头可在对应于PV工作台410的有效运动的方向310、412中的每一个方向上移动不超过W的距离。PV工作台本身可移动W、2W、5W、10W或更大的距离，以允许印刷头横越衬底的大部分执行沉积。在一些布置中，PV工作台可在各方向上移动一定的距离，所述距离对应于材料将沉积于其上的衬底的相同尺寸。也就是说，PV工作台沿Y方向310可移动的距离至少等于待处理的衬底的Y向尺寸且沿X方向412可移动的距离至少等于衬底的X向尺寸。典型地，PV工作台沿X方向412移动的距离无需超过衬底的X向尺寸，或沿X方向移动的距离略微大于衬底的X向尺寸，原因是印刷头330通常跨越衬底的整个宽度，但在一些布置中，PV工作台410可移动的距离为衬底X向尺寸的至多两倍。

作为另一实例，在图5A至5B所示的布置中，PV工作台可沿Y方向310移动至少W、2W、5W、10W的距离，或可移动的距离对应于衬底Y向尺寸，或衬底Y向尺寸的2倍、3倍、4倍、5倍或更大。印刷头平台535可沿X方向575移动至少W、2W、5W、10W的距离，从而允许印刷头530沿X方向移动。典型地，由于印刷头530通常将跨越衬底的整个宽度，因此印刷头平台可移动的距离无需超过衬底X向尺寸，或略微大于衬底X向尺寸。

作为另一实例，在图6的布置中，PV工作台可在两个水平维度575、610上仅移动至多W的距离以实现精密对准。印刷机架625或印刷头530可在一个维度575上移动W、2W、3W、4W、5W、10W的距离，且在另一水平方向610上移动至少等于衬底Y向尺寸或2倍Y向尺寸的距离。

在一些布置中，印刷杆或印刷杆机架可移动较大距离，例如W、2W、3W、4W、5W、10W或更大的距离，而印刷杆上的印刷头在一或两个水平方向上可移动不超过W的距离以便相对于衬底/PV工作台或彼此实现精细定位和对准。如本文中所公开，印刷头还可以是可旋转的，以实现精确对准。

更一般地说，独立于OVJP印刷头和/或PV工作台的总体粗略移动，OVJP印刷头还可以调节成额外地与衬底对准。在常规的OVJP架构中，在系统安设期间必须调节个别印刷头的旋转和X向位置。此调节典型地需要复杂、高精度对准程序和相应设备。执行此类对准的一种系统是配置站，包括其上安装有携载印刷头的印刷杆的机架、在印刷头下方移动且测量个别印刷裸片的位置和旋转的高分辨率传感器(例如数码相机)，以及用于各印刷头的高精度调节部件。图3展示了常规OVJP沉积架构中所用的此系统的一个实例。可利用来自位置传感器的数据作为反馈，人工地或自动地进行调节。对准之后，将印刷头的旋转和X向位置固定，且印刷头的相对位置和旋转的任何残余误差可用印刷线相对于显示器背板上的像素的位置反映。

本文所公开的实施例的好处是，印刷头数目的减少可避免此类复杂的对准流程，尤其是在个别控制的印刷头的情况下。在印刷杆中的多个印刷头作为一个单元控制的情况下，可在印刷杆总体上对准之前使各印刷杆中的印刷头彼此预对准。本文所公开的实施例中的对准可通过独立控制来执行，以便各印刷头实现X方向上的对准和角度θ的旋转控制，如图9中所示。增添的系统复杂度比常规系统架构已有的系统复杂度低得多。此类对准可以对应于如先前公开的精细对准控制。

印刷头与另一个印刷头的对准可以通过使用经配置可检测印刷裸片的基准点的传感器来实现。光学传感器，尤其是三角测量、干涉测量或光谱共焦传感器，可以是适于此目的的最佳传感器。传感器可以安装于沿X方向移动的平台上，印刷头沿着所述平台定向，如图10中所示。如本文中所公开，在图4的固定式机架/移动式PV工作台布置和图5A至5B的分离轴架构中，此轴本身可以安装于扫描台/Y轴上，而其在移动式机架/固定式台布置(例如图6所示)中可以是固定的。传感器沿着印刷头移动以检测基准点可允许测定裸片的X向位置，基于所述X向位置可完成进一步的对准调节。沿着Y方向移动跨越印刷头基准点可允许测定印刷头旋转，印刷头旋转可类似地加以调节。

在本文所公开的系统的操作中，印刷头的X向位置和旋转可基于衬底的位置和取向进行全域调节。后者可利用例如高分辨率对准相机检测衬底任一侧的基准点位置来检测。为了将印刷头(或总体上的印刷杆)的位置与衬底的位置关联，可利用对准相机将印刷头对准传感器成像，如图11中所示。在图4和5的移动台和分离轴架构中(其中对准相机典型地位于系统真空罩外部的固定位置)，此可通过将传感器移动到相机的X、Y向位置且捕捉传感器光斑位置来完成。为了记录图6的移动式机架架构中的印刷裸片传感器位置，相机可沿Y方向移动。移动式相机可位于OVJP系统操作于其中的真空室的外部，但此可能需要真空室中存在各别平台和较大检视孔。或者，相机可位于真空室内部且安装于例如机架上而随机架一起移动。然而，在此类布置中，此使得达到超高真空(UHV)条件可更具挑战性。

本文所公开的个别调节能力不仅允许在初始对准时利用全域衬底基准点使各印刷头和/或印刷杆和/或印刷引擎与衬底(或衬底上的部件，例如背板)对准，而且能够实时校正对准，例如利用衬底面板的边缘作为参照。后者允许补偿平台误差，例如笔直度，但这也可以利用基于度量衡学的查找表来完成。还可以利用高分辨率相机完成面板边缘的检测。另外，利用新系统架构的个别印刷头/印刷杆调节能力，可以在不限制真空的情况下对印刷头位置执行任何重新对准。

由于本文所公开的实施例可使用数目显著低于常规OVJP系统的印刷头，因此各独立控制的印刷头或印刷杆使用专用的升华源是切实可行的。此类来源可比常规OVJP系统架构中所用的来源致密得多，且由于专用源配置需要的分流更少或不需要分流，因此来源还可以更靠近印刷头定位且气体输送需要的弯管更少或不需要弯管。这继而减少盲区、冷点和/或其可能造成的冷凝/颗粒化的可能性。图12A和12B绘示了常规架构(图12A)与本文所公开的实施例可使用的专用源配置(图12B)在气体分配之间的差异。值得注意的是，不需要气体分配歧管，且各印刷头或印刷杆采用专门的材料源，所述材料源将待沉积的材料仅提供给与材料源连通的印刷头或印刷杆。如图12B中所示的致密升华源还更容易随同其供给的印刷头一起移动。因此，一些配置可利用在物理上与其各别印刷头一体化的来源，即，与印刷头存在于同一真空罩中且材料源与相关印刷头之间不需要管线、波纹管等等。如果来源不能定位于真空罩内部，则优选配置是基于静态来源的配置，尤其是用于在需要持续UHV环境的情况下进行沉积。(适应来源运动的气体导孔可能不能够满足此要求)。这还意味着将来源与印刷头连通的气体管线应具有挠性足以适应印刷头/印刷杆在罩壳的真空侧上运动的区段。也就是说，各气体管线应具有足以与相关印刷杆或印刷头的运动方向和最大距离对应的挠性。如先前所公开，此类运动可依据相关OVJP印刷头的宽度W和/或正处理的衬底的边缘尺寸来测量。在一些配置中，可使用个别波纹管，但避免所需长度上出现盲区和厄米性(hermicity)对于一些材料和工艺参数来说可具挑战性。如图4中所示的移动式机架/静态衬底配置可优选使用整合于印刷头/印刷杆中的来源。定位于真空罩中的移动源还应在载气供应管线的真空侧具有挠性，但这些管线的温度均一性并非关键。在两种情况下(一体式移动源定位于真空室中或静态源定位于外部的移动式印刷头)，挠性管线可置于不同泵抽的各别罩壳中，例如美国专利第10,566,534号中所述，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。

本文所公开的实施例还可以允许使用适于印刷多种显示器尺寸的印刷杆。由于常规OVJP布置中的喷嘴间距典型地与其上意欲沉积OLED印刷线的显示器背板的像素间距匹配，因此在常规系统架构中，不同单一面板尺寸布局之间的转换通常涉及更换系统中的所有印刷头。更具体地说，典型地需将携载具有一种印刷裸片类型的印刷头的整个印刷杆与携载具有另一种印刷裸片类型的印刷头的印刷杆交换。使用具有不同类型的印刷头的冗余机架可避免此发生，在此情况下，当改变布局时，气体供应必须从一种类型的印刷头转换到另一种类型的印刷头。面板取向不同(纵向对横向)的布局之间的转换还需要旋转玻璃衬底，因此必须设计适应两种玻璃取向的系统。

在本文所公开的实施例中，印刷机架可携载专用于不同面板尺寸的印刷头。共用源也可以从一种类型的印刷头转换到另一种类型的印刷头，但代价是时间延长。可提升非用于印刷的印刷头高于提离高度(即，高于间隙则不发生沉积；典型地约200μm)。提升的未用印刷头可随同有源印刷头一起以相同方式移动，如同其正被用于沉积一般。如上所提及，各印刷头可具有专用材料源。在另一布置中，通过使专用区域中的未用印刷头“停放”在机架的一或多侧，可使系统在不同类型的印刷头之间转换。与常规系统相比，取向不同的布局之间的转换不一定需要玻璃旋转。实际上，用于旋转布局和扫描方向的印刷头可简单地旋转90度。

多型号玻璃(MMG)布局，即，在共用衬底上使用多种面板类型的布局，旨在优化衬底利用率。MMG布局可根据本文所公开的实施例、以类似方式处理，如图13A至13B所示。在此实例中，材料沉积于具有两种不同取向面板类型的MMG衬底布局上。图13A至13B中的实例展示了一组55"橫向面板和一组65"纵向面板。图13A展示了用于印刷55"面板的轨迹，其中PV工作台纵向来回扫描且横向步进。图13B展示了65"面板的轨迹，其中如图所示，PV工作台横向来回扫描且纵向步进。其它衬底尺寸、布局和MMG布置可使用类似工艺。印刷机架可携载不同印刷头类型，其根据其上将沉积材料的相应面板取向来定向。不同面板类型典型地依序处理，未用的印刷头被提升而高于提离高度。在不同面板类型之间转变期间，在不同面板类型之间的空间内，用于第一种面板类型的印刷头原则上必须提升，而用于第二种面板类型的印刷头必须降低。举例来说，如果通过例如光刻法(遮蔽，随后选择性蚀刻)去除过量的印刷材料，则可避免此情况。可利用类似方法去除相同类型的面板之间的非所需印刷线，或在印刷扫描开始或结束时去除非所需印刷线。

使用本文所公开的实施例而非常规OVJP沉积系统时的一种挑战涉及输送量。为了维持高得多的平台扫描速度Vscan，例如16倍的常规扫描速度，应增加沉积喷嘴的生长速率R或长度Ldep，因为沉积线的高度Hline等于R*(Ldep/Vscan)。沉积速率主要取决于用于使所沉积的材料升华的温度，但此温度典型地不能增加到任意高的数值，原因是所述材料在超出某一阈值时将解离，导致沉积受损或以其它方式不可用。因此，适应增加的扫描速度而无需不现实的源温度的最有效方式是增加沉积喷嘴的长度，即，印刷头孔口的Y轴尺寸。举例来说，印刷头喷嘴孔可延长16倍以补偿。

本文所公开的实施例可使用多种OVJP印刷头喷嘴设计。其中，最常见的是侧向和共平面设计，例如关于图7A和7B所述的那些设计。侧向裸片是由多个粘结板的垂直定向堆叠制成，其中通向沿着裸片短边缘定位的孔口的气体分配通道被界定于裸片的平面中。此类布置典型地使用光刻法制成，但其它制造方法(例如激光消融)也可以。在侧向裸片中，喷嘴的长度由个别裸片的厚度决定；对于Si裸片来说，其厚度对应于制成其的晶片的厚度，所述厚度典型地是0.5mm。在常规OVJP系统中，典型地使用由两个个别裸片制成的裸片，总沉积喷嘴长度为约400μm。侧向裸片的喷嘴长度的大幅度增加导致堆叠中的个别裸片的数目相应增加，以保持与常规架构相同的生长速率和输送量，这会产生与裸片对准和粘结可靠度相关的问题。可使用包括3个个别裸片的侧向裸片组合件，但所述裸片组合件可提供的输送量改进空间有限(对于相同的来源条件来说，为常规的2裸片组合件侧向组合件的1.5倍)。

共平面裸片也由多个粘结的板组成，典型地由2至3个板组成，其中界定了气体分配通道。然而，与侧向裸片形成对比，堆叠是水平定向的且喷嘴由裸片表面中的孔口组成，如图7B中所示。这可使得长沉积喷嘴的制造更简单。举例来说，可使用光刻技术实现1、2、3、4、5或6mm长的输送孔口。

印刷头孔口较长的一个可能问题是，从腔室环境到典型地布置于沉积孔任一侧的排气孔口的气体供应沿着印刷头的宽度(短轴)可能不均匀。由于裸片的宽度相对较大，因此到达裸片中心(即，排气通道)的腔室气体(典型地为惰性气体，例如N2、Ar等等)较少。由于排出气体负责限制沉积，因此此不均匀性可能导致线宽出现非所需的增加。缓解此问题的一种方式是在相邻印刷头孔口群之间使用额外的限制(或“补充”)气体供应孔，如图14中所示。其展示了共平面裸片的布置，但侧向裸片可以使用类似布置。这些孔口供应的额外气流可恢复气流供应到排气喷嘴的均一性。在使用安置于印刷头孔口组之间的孔口的布置中，W仍然可以横越输送孔口和排气孔口测量，不包括居间限制/补充孔，原因是补充孔与唯一的单个沉积部件无关。也就是说，各补充孔影响两个输送孔口的形状和材料流。另外，补充孔的存在不影响个别印刷头或印刷杆为了实现精确对准而需移动的距离，因为当周围的印刷头孔口正确对准时，补充孔将正确地对准。

解决限制均一性问题的另一种方式是在“限制板”使用额外的补充气体射流，如图15中所示。限制板是具有主动冷却通道的板，其布置于印刷头的底部和印刷头的周围，从而能够控制衬底的温度。然而，与其中限制气体直接由腔室提供的其它配置(例如经由环境气体和压力配置)相反，不论使用哪种布置，额外的气体都将通过印刷头组合件且从而沿着路径被加热。因此，这会影响衬底的温度，在此情况下可优选的是包括在PV工作台或衬底固持器中进行额外的冷却或其它温度控制。

印刷裸片通常可以借助于印刷歧管整合于印刷头中。这些歧管以气密方式将有机气体在裸片与系统气体管线(一侧连接到升华源，而另一侧连接到排气组合件)之间输送和分配，且将气体温度保持在适当范围内以防止冷凝(在低端)或分解(在高端)。歧管因此典型地包括确保有机气体平均分配到裸片和从裸片平均分配的通道结构，以及可以高准确度加以控制的加热结构。歧管应由与500℃和更高的OVJP工艺温度兼容的材料制成，应具有高热导率，且应具有与裸片材料良好匹配的热膨胀系数。适用于本文所公开的实施例的材料包括W、Mo、AlN和(聚)Si。

侧向裸片组合件使用的歧管附接到裸片的两个表面，以便促进有机气体的均匀加热且确保适当的气体界面连接(如果输送入口和排气出口通孔位于印刷裸片的相对侧，如图16A中所示)。裸片气密式附接到歧管可以经由机械夹持和密封或粘结技术来实现，例如铜焊或玻璃料粘结。在共平面裸片的情况下，歧管仅附接到裸片的一侧，更具体地说，附接到裸片的顶面，如图16B中所示。在此情况下，由于夹钳会干扰印刷头以小间隙定位于衬底上方的能力，因此裸片夹持不可行，且附接因此将依赖于粘结技术。

如先前所公开，本文所公开的OVJP印刷杆和布置可使用比常规OVJP沉积系统更少的印刷头。举例来说，图4至6中所示的任一系统中使用的OVJP印刷杆或印刷杆组可使用数目足以在单程(即，不沿着步进方向移动)中将材料沉积于衬底的一半上的印刷杆。在整个衬底上需要印刷线的情况下，此类布置可通过执行两次扫描来完成，两次扫描之间的步进距离等于每次扫描所沉积的材料宽度。多个印刷杆上可布置特殊数目个印刷头，或各印刷杆可具有相同数目个足以在衬底的一半上进行沉积的印刷头。

本文所公开的实施例可以包括冷却式颗粒过滤器作为印刷引擎的一部分，所述颗粒过滤器在印刷引擎与真空源之间的排气管线之前去除有机材料。

应理解，本文所述的各种实施例仅借助于实例，并且不希望限制本发明的范围。举例来说，可以在不背离本发明的精神的情况下用其它材料和结构取代本文所述的许多材料和结构。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形式，如所属领域的技术人员将显而易见。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论不希望具有限制性。

Claims (15)

1.一种有机蒸气喷射印刷OVJP系统，其包含：

一或多个OVJP印刷杆，其各自包含一或多个经配置以基本上在主垂直方向上朝向衬底喷射材料的OVJP印刷头，各OVJP印刷头包含多个孔口，所述多个孔口在面向所述衬底的所述印刷头的表面上跨越水平距离W安置；以及

浮动台，其经配置以将所述衬底固持于所述一或多个OVJP印刷杆下方；

其中在所述系统的操作期间，所述浮动台在与所述主垂直方向垂直的平面中、在两个水平维度中的每一个维度上可移动至少W的距离。

2.根据权利要求1所述的OVJP系统，其中所述一或多个OVJP印刷杆水平固定就位。

3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的OVJP系统，其中所述一或多个OVJP印刷头可在所述两个水平维度上移动不超过W的距离。

4.根据权利要求1所述的OVJP系统，其中所述浮动台可在所述两个水平维度中的每一个维度上移动至少10W的距离。

5.根据权利要求4所述的OVJP系统，其中在所述衬底上沉积材料期间，当移动所述衬底穿过所述OVJP装置时，所述浮动台可在与移动方向平行的所述两个水平维度中的一个维度上移动等于所述衬底的边缘尺寸至少两倍的距离。

6.根据权利要求1所述的OVJP系统，其中所述浮动台可在所述两个水平维度中的每一个维度上移动至少等于所述衬底的边缘尺寸的距离。

7.一种有机蒸气喷射印刷OVJP系统，其包含：

一或多个OVJP印刷杆，其各自包含一或多个经配置以基本上在主垂直方向朝向衬底喷射材料的OVJP印刷头，各OVJP印刷头包含多个孔口，所述多个孔口在面向所述衬底的所述印刷头的表面上跨越水平距离W安置；以及

浮动台，其经配置以将所述衬底固持于所述一或多个OVJP印刷杆下方；

其中在所述系统的操作期间，所述浮动台可在垂直于所述主垂直方向的平面中、在第一维度上移动；以及

其中所述一或多个OVJP印刷杆可在垂直于所述第一维度且垂直于所述主垂直方向的第二维度上移动至少等于W的距离。

8.根据权利要求7所述的OVJP系统，其中所述第一维度平行于所述浮动台在所述OVJP印刷头下方的主移动方向。

9.根据权利要求7所述的OVJP系统，其中所述第一维度垂直于所述浮动台在所述OVJP印刷头下方的主移动方向。

10.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其中：

所述多个OVJP印刷杆中的每一个OVJP印刷杆的高度是可调节的，且/或

所述多个OVJP印刷杆中的各OVJP印刷杆上的所述一或多个OVJP印刷头的高度可独立于所述各OVJP印刷杆的高度调节。

11.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其中所述一或多个OVJP印刷杆包含总数足以使材料沉积于不超过50％的所述衬底上的OVJP印刷头。

12.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其进一步包含：

传感器，其经布置且经配置以测定所述衬底在所述OVJP印刷杆下方的相对位置；以及

控制器，其经布置且经配置以基于所述传感器获得的数据调节所述OVJP印刷头中的每一个OVJP印刷头的位置和/或角度。

13.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其中各OVJP印刷头包含与所述OVJP印刷头一体式连接的材料源腔室。

14.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其中各OVJP印刷头中的所述多个孔口中的至少一个孔口包含最小长度为2mm的输送孔口。

15.根据权利要求1和7中任一权利要求所述的OVJP系统，其进一步包含与所述一或多个OVJP印刷头气密式密封的歧管，以向所述一或多个OVJP印刷头提供源材料。