CN117396050A - 经由有机蒸气喷射印刷(ovjp)输送有机材料的装备和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及经由有机蒸气喷射印刷OVJP来输送有机材料的装备和方法。所公开标的物的实施例提供一种装备，其具有设置于微制造流控裸片上的微喷嘴阵列的装置。所述装置可包括第一气体分布板和第二对置板，其中所述微制造流控裸片设置在所述第一气体分布板与所述第二对置板之间，其中所述第一气体分布板经由气密式密封不可逆地连接到所述微喷嘴阵列，并且其中所述第一气体分布板包括多个密封流动路径。歧管可以可逆地连接到所述第一气体分布板，其中所述微制造流控裸片和所述第一气体分布板和所述第二对置板设置在所述歧管之间。导热板可以具有至少一个窗口，所述窗口向相对于所述导热板在一定范围内移动的所述装置提供间隙配合。

Description

经由有机蒸气喷射印刷(OVJP)输送有机材料的装备和方法

相关申请的交叉参考

本申请是2021年11月11日提交的美国专利申请第17/224,240号的部分接续申请，所述美国专利申请要求2020年5月11日提交的美国专利申请第63,022,631号的优先权，所述美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及高温、低轮廓、可接合的气体分布板和对置板，其用于使喷射头与大型气体输送系统耦联以便经由有机蒸气喷射印刷(OVJP)输送有机材料；以及包括所述板的装置和技术。

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。

根据一个实施例，一种装备可包括微制造流控裸片上设有微喷嘴阵列的装置。所述装置可包括第一气体分布板和第二对置板，其中微制造流控裸片设置在第一气体分布板与第二对置板之间。第一气体分布板可以是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅，并且可以经由气密式密封不可逆地连接到微喷嘴阵列，其中第一气体分布板包括多个密封流动路径。可以使歧管可逆地连接到第一气体分布板，其中微制造流控裸片和第一气体分布板和第二对置板可以设置在歧管之间。所述装备可包括与主动冷却源处于热接触的导热板，其中所述导热板具有至少一个贯穿其整个厚度的窗口，第一气体分布板和第二对置板、微制造流控裸片的一部分以及装置的微喷嘴阵列穿过所述窗口伸出，以便窗口横截面的短轴向相对于导热板在一定范围内移动的装置提供间隙配合。所述装备可包括与第一气体分布板处于流体连通的一或多个热蒸发源，其中歧管可经由位于第一气体分布板内的多个密封流动路径与微喷嘴阵列达成流体连通。

装置的微喷嘴阵列可以设置于微制造流控裸片的边缘上。微喷嘴阵列可以设置于微型流控裸片的端面上。

装置的微制造流控裸片可包括硅、石英和/或金属中的至少一种。

装置中的第二对置板可以是第二气体分布板，其中歧管经由气密式密封连接到第一气体分布板。

装置的多个密封流动路径中的至少一个可以被配置成载运有机蒸气和惰性载气的混合物。

装置中的第一气体分布板可以在微喷嘴阵列附近具有供所有流动路径通过的区段，并且所述区段深度的纵横比不超过所述区段宽度或高度的10％。如通篇所用，所述深度可以是与微喷嘴阵列端面正交的方向。

装备中的导热板可以将微喷嘴阵列所作用的物体隔热，所述热由歧管和多个蒸发源产生。

装置的密封可以是垫片或接头。可以利用回焊温度大于350℃或大于500℃的玻璃料、陶瓷粘合剂、接合和/或锡焊或铜焊化合物使装置中的微喷嘴阵列不可逆地连接到第一气体分布板和第二对置板，从而形成密封。装置中的第一气体分布板可包括平均热膨胀系数在室温与锡焊的回焊温度之间小于4x10^-6 K^-1的材料。

装置中的第一气体分布板和第二对置板可由单晶硅、柱状硅和多晶硅中的至少一种制成。

所述装备可包括与微喷嘴阵列热耦联的加热器，其中所述加热器被配置成加热微喷嘴阵列。微喷嘴阵列可以将气体的对流射流导向衬底表面。

装备中的微喷嘴阵列和衬底可以被配置成相对于彼此移动。

装置中的微制造流控裸片和微喷嘴阵列可以包含硅，并且可以使微制造流控裸片与第一气体分布板接合。

导热板可以具有内衬有绝热材料的窗口。微喷嘴阵列和第一气体分布板可包含装置的至少一部分，所述至少一部分穿过导热板的窗口伸出，以便装置的法平面与第一气体分布板的深度维度平行。

装置中的第一气体分布板和第二对置板可包括电阻加热器。装置中的第一气体分布板和第二对置板可包括一或多种选自单晶硅、柱状硅和多晶硅的绝热材料。装置中的第一气体分布板和第二对置板中的至少一者可配置成让气体穿过其馈送。

所述装备可包括可变形金属垫片，其中使用可变形金属垫片将第一气体分布板密封到歧管。可变形金属垫片可以可逆地密封到所述装置。可变形金属垫片可包含与歧管一体化的材料。

装置中的第一气体分布板可包含多个蚀刻或研磨材料层，所述材料层利用成形温度大于用于使微喷嘴阵列与第一气体分布板连接的材料的回焊温度而接合在一起。

根据一个实施例，一种装备可包括具有微喷嘴阵列的装置。所述装置可包括第一气体分布板，所述第一气体分布板是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅并且经由气密式密封不可逆地连接到微喷嘴阵列，其中第一气体分布板包括多个密封流动路径。装置的一或多个热蒸发源可与第一气体分布板处于流体连通。所述装置可包括歧管，其中第一气体分布板可逆地连接到所述歧管。歧管可经由位于第一气体分布板内的多个密封流动路径与微喷嘴阵列达成流体连通。这些流动路径中的至少一个可载运有机蒸气和惰性载气的混合物。第一气体分布板在微喷嘴阵列附近可具有供所有流动路径通过的区段，且所述区段的深度不宽于微喷嘴阵列在其附接点处的深度，其中所述深度可以是与微喷嘴阵列端面正交的方向。所述装备可包括导热板，其中第一气体分布板和导热板与主动冷却源处于热接触。导热板可具有至少一个贯穿其整个厚度的窗口，所述装置可以穿过所述窗口伸出，以便窗口横截面的短轴的维度在所述装置相对于导热板移动的范围内向所述装置中的至少微喷嘴阵列提供至少间隙配合，使得导热板将微喷嘴阵列所作用的物体隔热，所述热由歧管和一或多个热蒸发源产生。

装置的密封可以是垫片或接头。装置中的微喷嘴阵列可以不可逆地连接且/或附接到装置，例如使用回焊温度可大于350℃或大于500℃的玻璃料、陶瓷粘合剂、接合和/或锡焊或铜焊化合物来实现所述连接和/或附接。第一气体分布板可包含平均热膨胀系数在室温与锡焊回焊温度之间小于4x10^-6 K^-1的材料。所述装置可包含钼、钨、科伐合金(kovar)、氮化铝、氮化硅、单晶硅、柱状硅和/或多晶硅中的至少一种。

所述装备可包括与微喷嘴阵列热耦联的加热器，其中所述加热器被配置成加热微喷嘴阵列。

装置中的微喷嘴阵列可以将气体的对流射流导向衬底表面。微喷嘴阵列和衬底被配置成相对于彼此移动。微喷嘴阵列可以包含硅。

装备中的导热板可包含内衬有绝热材料的窗口。

所述装置可包括可变形金属垫片，其中使用可变形金属垫片将第一气体分布板密封到歧管。可变形金属垫片可以可逆地密封到所述装置。在一些实施例中，可变形金属垫片包含与歧管一体化的材料。

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显示OVJP喷射头，其中微喷嘴阵列位于微制造裸片的边缘。

图4a显示OVJP喷射头，其中微喷嘴阵列位于与根据所公开标的物的一个实施例的气体分布板和对置板合并的微制造裸片的边缘。

图4b显示OVJP喷射头，其中微喷嘴阵列位于与气体分布板合并的微制造裸片的边缘，所述气体分布板中的供气和排气均与根据所公开标的物的实施例的组合件的同一侧垂直。

图5a显示OVJP喷射头，其中微喷嘴阵列位于包括气体分布板和对置板的微制造裸片的边缘，并且根据所公开标的物的实施例的冷板中的窗口被额外的绝热材料包围。

图5b显示OVJP喷射头，其中微喷嘴阵列位于包括气体分布板和对置板的微制造裸片的边缘，并且额外的绝热材料围绕根据所公开标的物的实施例的气体分布板和对置板产生护套。

图6显示根据所公开标的物的实施例的OVJP喷射头将热负荷置于衬底上。

图7显示OVJP喷射头的一个替代实施例，其中微喷嘴阵列位于微制造裸片的端面。

图8显示OVJP喷射头的一个替代实施例，其中微喷嘴阵列位于包括根据所公开标的物的实施例的气体分布板和对置板的微制造裸片的端面。

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。

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”可包括含有量子点或等效结构的有机发射材料和/或发射材料。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，但此类层可不视为如本文中所公开的“发射层”。通常，“发射层”或材料是发射初始光的材料，所述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，但可以基于发射层发射的初始光重新发射具有不同光谱含量的改变的光。

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的沉积、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。

所公开标的物的实施例提供高温、低轮廓、可接合的气体分布板和对置板，其用于使喷射头与大型气体输送系统耦联以便经由有机蒸气喷射印刷(OVJP)输送有机材料。接合的组合件允许将热材料高效地输送到衬底表面，同时将衬底的热负荷降到最小。

在图3所示的实例OVJP系统中，微制造裸片301沿着其下边缘含有微喷嘴阵列302。裸片301典型地由硅制成，但也可以使用其它材料。裸片301夹持于两个加热板303之间。夹板中的至少一个板连接到加热歧管304，所述加热歧管将惰性载气夹带的有机蒸气经由输送管路305馈入裸片，所述输送管路从歧管304延伸、穿过板303而到达裸片301端面上的一或多个通孔。夹板中的至少一个板303具有排气管路306，所述排气管路使裸片301上的一个通孔与低压储罐连接以将处理气体和剩余的有机蒸气从印刷区域抽回。加热器307可以连接到夹板中的一或多个板303以及歧管304。微制造裸片301和固持其且使其与加热歧管304连接的装置称为喷射头。

衬底的温度影响所沉积薄膜的形态。为了控制形态，重要的是控制表面上的热负荷。印刷头与衬底308之间放置温控板或冷板。冷板不仅具有允许热高效传导到冷却剂回路的厚部分309，而且在微喷嘴阵列附近具有较薄部分310。这个较薄部分310的隔热不如厚部分309有效，但夹板组合件的形状系数需要从冷板中去除那种材料以适应夹板，从而可以使微喷嘴阵列靠近衬底308。微喷嘴阵列必须保持热状态，因此裸片的尖端只能从夹板短距离伸出。热均一性、气密式密封和机械硬度的要求限制了夹板能够小型化的程度。冷板中的窗口必须足够宽才能容纳包围裸片301的夹板部分。因此，衬底308仅部分地与夹板隔开，并且衬底的被隔段只被比最优厚度薄的冷板部分隔开。

所公开标的物的实施例通过提供气体分布板而将OVJP机构置于衬底的热负荷降低，所述气体分布板允许在操作期间有尽可能多的组合件被厚冷板隔开。

所公开标的物的实施例提供了高温、低轮廓、可接合的气体分布板和对置板，其用于将由硅或其它材料制成的微流体装置与大型气体输送系统连接。气体分布板和对置板可以在深度方向上具有低轮廓，同时相对高且宽。这种布置能够使热喷射头面向衬底的横断面面积最小化，同时允许厚冷板包围气体分布板和对置板且将热OVJP组件的其余部分与衬底隔开而将衬底隔热。

当试图将两个部件的界面处的流体连通密封时，在高纯度真空环境内、在高温下操作可能存在挑战。常规聚合物密封的最高操作温度为约300℃，其中多种密封的最高操作温度比前述操作温度低得多。释气可能成问题，即使利用高温级的聚合物也是如此。尽管金属密封可以在高温下操作，但金属和聚合物密封通常使用额外的装配固定件，例如螺栓连接，这增加了气体分布板和对置板的实体尺寸。由于OVJP机构中的一些组件可能是热的，而其它组件可能对热敏感，因此可以控制OVJP机构内的热传递。固定件引起的额外尺寸增添了系统组件的热负荷，这是非所愿的。本文所公开的气体分布板和对置板可以充当穿通装置以将流体从一个热区域、经由冷板中的窗口移动到另一个区域，并且可以减少系统上的热负荷。由此允许将衬底最有效地隔热，所述热由蒸发源和连接的歧管产生。

本文所公开的气体分布板和对置板可以适用于有机蒸气喷射印刷(OVJP)。OVJP是一种系统，其中有机材料经由热载气传送到衬底，并且微喷嘴阵列需要与宏观组合件耦联以便加热材料且通过蒸气流夹带所述材料。蒸气流无法沿着其路径冷却，并且处理设备不会将过量的热传递到衬底。通过减小印刷头组合件的暴露于衬底的部分的尺寸和通过使用隔离或冷却的界面，能够更容易地管控热负荷。

图4a显示根据所公开标的物的实施例的装备。可与平面正交于孔口的微喷嘴阵列类似的微喷嘴阵列401可以具有一或多个输送孔，所述输送孔与惰性载气和有机蒸气流处于流体连通。输送孔可以在每一侧与排气孔侧接，所述排气孔与排气管路处于流体连通。微喷嘴阵列401可以设置于硅裸片402的边缘，所述硅裸片设置在板403之间。板403可包括第一气体分布板和第二对置板。第一气体分布板可以是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅。微喷嘴阵列401、硅裸片402和板403可以穿过冷板404伸出。微喷嘴阵列401可以靠近衬底410的将被靶向沉积之处。可以利用例如玻璃料、陶瓷粘合剂、接合、锡焊或铜焊等方法将裸片402不可逆地密封到气体分布板和对置板中的一或多者上。在一些实施例中，裸片402可以附接到气体分布板。板403中的气体分布板可以机械附接到界面歧管块405，并且可以利用压盖部件407中的高温密封将一或多个流体路径406密封。板403中的至少一个板具有通道408，所述通道可以将惰性载气中所夹带的有机蒸气从与一或多个有机蒸气升华源411连接的歧管馈入裸片402。板403中的至少一个板可包括排气管路409，所述排气管路使裸片402上的通孔与低压储罐412连接以将处理气体和剩余的有机蒸气从印刷区域抽回。

图4b显示图4a的一种替代布置，其中有机蒸气通道408和排气管路409可以绘制成穿过同一个板403。对置板403a和歧管块405a可不包括任何内部通道且因此在它们的界面处可以不使用气密式密封。

图5a显示图4a中所示的实施例的一种替代布置。图5a中所示的布置可包括绝热材料501，例如石英或硼硅酸盐玻璃，所述绝热材料可以附接到冷板404中的窗口的周缘。绝热材料501可用于维持一定的温度梯度，以便板403保持热状态而冷板404保持冷状态。也就是说，板403可以具有预定的高温，所述预定的高温大于冷板403的预定冷温度。图5b中显示了一个替代实施例，其中绝热片可以包覆且/或覆盖板403和微制造裸片组合件的外表面。在图5a到图5b所示的实施例中，可以优选图5a所示的实施例，因为这个实施例减小了靠近衬底410的热喷射头的横截面尺度。

板403可包括堆叠且接合的通道和/或孔穴。接合可以是真空铜焊、扩散接合、焊接、玻璃料、陶瓷粘合剂等等。接合可以允许内部存在复杂的几何结构，从而可以降低板403的轮廓。最终的接合部件可以具有多个防漏流体通道，各流体通道使入口与出口孔连接。如果使用锡焊、铜焊或焊接技术制造板403中的一或多个板，则成形温度可以大于使板403附接到裸片402所用的铜焊或锡焊，所述裸片包括微喷嘴阵列401。板403所用的材料可与硅的热膨胀系数(CTE)匹配，以免因所配对材料的膨胀差异而导致硅断裂。与硅CTE匹配的材料的一些实例可包括单晶硅、柱状硅和/或多晶硅等等。用于使微喷嘴阵列401锡焊或铜焊到气体分布板和对置板的材料在室温与液体之间的平均CTE可以低于4x10^-6 K^-1。通过使膨胀匹配，可以将硅裸片402与板403接合以消除另一个密封界面。

可允许的热膨胀失配可与铜焊或密封温度和附接到分布板(例如第一气体分布板)的硅裸片的尺寸有关。当研究和开发系统中使用较小OVJP硅MEMS裸片(长度小于30mm)时，2x10^-6 K^-1的热膨胀系数失配可以是可接受的。例如钨或钼等金属以及例如氮化铝等陶瓷可以落入此范围。已发现，当生产规模的OVJP系统中使用较大裸片(长度能够长达150mm)时，这些材料能够展现开裂、分裂和因高应力所致的其它损伤，所述高应力甚至起因于此相对较小的热膨胀失配。已发现，为了减轻或预防此损伤，在生产规模的系统中，热膨胀系数失配应小于0.25x10^-6 K^-1。通过将硅裸片与硅分布板接合，所述热失配得以排除。硅分布板可以由单晶硅、用于OVJP的材料、柱状硅或多晶硅制成。柱状硅和多晶硅第一气体分布板可以通过加工块状材料来制造，而单晶硅可以使用光刻和酸蚀刻来制造。

以类似于加热器307(其可以连接到图3所示的夹板中的一或多个板303)的方式，附接到夹持板的加热器可以间接加热包括微喷嘴阵列401的硅裸片402。表面到表面金属触点的热阻率可能大于锡焊的触点，因此，必须将夹板加热到比硅裸片402的尖端所需温度大得多的温度。所公开标的物的实施例可以通过将加热器调节到较高温度设定点来补偿。硅裸片402与板403之间接合的界面可以提供更高效的热传导且从而可以降低加热器温度。这可以进一步降低衬底410上的热负荷和OVJP工具的冷却需求。

可以利用安装于热组合件与衬底之间的温控板来限制热向衬底的传递。可以在温控板中切割出使得微喷嘴和其支撑结构能够穿过且更接近衬底而不会暴露所有热组件的区域。由于接合还去除了为了在其气体界面夹持且密封所述硅而必需的紧固件，因此可以减小这些结构的整体尺寸。因此，可以在所述板中制得较小的切割窗口，进一步减少衬底的热负荷。

图6显示常规安装的喷射头到衬底之间的热传递与利用图4a所示的本发明实施例的衬底的热传递的比较。喷射头的温度可在横轴601上以摄氏度指示，而热向距离喷射头尖端处的微喷嘴阵列50μm处定位的衬底传递的速率可用纵轴602以瓦特指示。灰色虚线603可以显示图3所示的标准结构的OVJP喷射头的热传递速率相对于温度，而灰色实线604可以显示利用图4a所示的所公开标的物的实施例的OVJP喷射头的热传递速率相对于温度。图4a中所示的装置可以将衬底上的热负荷相对于其操作包线减少约12％。这可以归因于板303的热质量和横截面均低于本发明的夹板且板403允许冷板404中的窗口更小，从而可以允许冷板404更好地将衬底410隔热，所述热由升华源和将其与板403连接的歧管产生。冷板404中缺乏为了容纳夹持硬件的研磨凹坑可以改进衬底与热OVJP组件之间的隔热。下文结合图8中所示的实施例论述图6中所示的线605和606。

如图7中所示，OVJP微喷嘴阵列可以在微制造裸片的端面而非边缘中切有孔口。所述孔口可以存在于裸片701的下表面上，所述裸片经由连接方式703连接到第一气体分布板702，所述连接方式可以是锡焊连接、铜焊连接、接合、玻璃料、陶瓷粘合剂或其它适合的连接方式。微喷嘴阵列的端面可以处于与其孔口正交的平面中，且可以具有与惰性载气和有机蒸气流处于流体连通的一或多个输送孔。输送孔可以在每一侧侧接排气孔，所述排气孔与排气管路处于流体连通。在一些实施方案中，微喷嘴阵列的端面可以具有输送孔与排气孔的不同布置。微喷嘴构型可包括边缘处的输送孔和排气孔。图7中所示的构型可包括面向衬底的横断面面积增加、从而可以提高热向衬底传递的速率的喷射头。更大的材料沉积速率可以补偿更大的热传递速率，使得单位面积的衬底上接收到的热剂量可以大致等同于或低于上文所论述的边上构型。可以利用锡焊或铜焊技术(例如美国专利第9,700,901号中所公开)将第一气体分布板702连接到微喷嘴阵列。第一气体分布板702可以将额外的表面区域暴露于衬底706用于热传递并且可能需要贯穿冷板707的很大窗口。

图8显示类似于图3所示的边上构型，但可以所述板不向衬底提供更多的用于热传递的横断面面积的方式制造图8中的构型。裸片801可以利用密封803直接连接到板802，所述密封可以是锡焊密封、铜焊密封、接合、玻璃料、陶瓷粘合剂密封或其它适合的密封。板802可包括第一气体分布板和第二对置板。第一气体分布板可以是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅。板802可以延伸穿过窗口，所述窗口经切割而贯穿冷板804的较厚部分，所述较厚部分能够更好地从蒸发源和第一气体分布板吸收热。所述板可包括一或多个输送管路805，所述输送管路将惰性载气中所夹带的有机蒸气从蒸发源传递到微喷嘴阵列。所述板还可以包括排气管路，所述排气管路就腔室而言处于减压且将裸片下方的气体抽回。与先前结构之一(例如图3所示)相比，紧凑的气体分布板和对置板可以显著减少传递到衬底的热量。

图6显示传输到衬底的热与喷射头温度的关系的图，其中深色虚线605为直接连接到图8中所示的板802的喷射头，而深色实线606为包括冷板804的构型的喷射头。图8的冷板804可以通过减少暴露于衬底的热横断面面积来降低衬底上的热负荷。所述构型可以允许更多地隔离微喷嘴阵列周围的热。可以预期总体热传递减少11％。

第一气体分布板和第二对置板可以向使用机械密封(例如金属o形环)密封所述板与配对部件或界面之间的流体路径提供稳固的表面。在裸硅上使用此类密封可能导致高应力集中并且很可能在密封能达到全部安放压力之前断裂。所公开标的物的一些实施例可包括可变形软金属单次用垫片材料，所述垫片材料在它们可拆卸的与OVJP歧管连接处与所述板熔接。

在一些印刷和涂布应用中，可能需要沉积器阵列与衬底的宽度匹配，以便可以单程完成全部覆盖。所述板(例如气体分布板和对置板)中的通道可以按照线性图案排成阵列，以产生长且薄的气体分布板和对置板，从而可以与一或多个微流体装置耦联。

利用COMSOL Multiphysics中的层流和热传递程序包将上文论述的印刷头(例如结合图6论述)建模。所有情况都采用氮气环境和室温热浴槽，并且微喷嘴阵列位于衬底上方50μm和评价类型的固定件下方1mm处。冷板和衬底压板还处于20℃并且压板承载0.7mm厚的玻璃衬底。冷板位于衬底上方1mm处。评价四种固定件。

所公开标的物的实施例可以提供一种装备，所述装备包括微制造流控裸片上设置有微喷嘴阵列的装置。所述装置中的微喷嘴阵列可以设置于微制造流控裸片的边缘上。微喷嘴阵列可以设置于微流控裸片的端面上。所述装置中的微制造流控裸片可包括硅、石英和/或金属中的至少一种。所述装置可包括第一气体分布板和第二对置板，其中微制造流控裸片设置在第一气体分布板与第二对置板之间。第一气体分布板可以是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅。可以利用气密式密封将第一气体分布板不可逆地连接到微喷嘴阵列，其中第一气体分布板包括多个密封流动路径。歧管可以可逆地连接到第一气体分布板，其中微制造流控裸片和第一气体分布板和第二对置板可以设置在歧管之间。所述装备可包括与主动冷却源处于热接触的导热板，其中导热板可以具有至少一个贯穿其整个厚度的窗口，第一气体分布板和第二对置板、微制造流控裸片的一部分和装置中的微喷嘴阵列穿过所述窗口伸出，以便窗口的横截面短轴向相对于导热板在一定范围内移动的所述装置提供间隙配合。所述装备可包括与第一气体分布板处于流体连通的一或多个热蒸发源，其中所述歧管可以经由位于第一气体分布板内的多个密封流动路径与微喷嘴阵列达成流体连通。

在一些实施例中，所述装置中的微喷嘴阵列可以设置于微制造流控裸片的边缘上。微喷嘴阵列可以设置于微流控裸片的端面上。所述装置中的微制造流控裸片可包括硅、石英和/或金属中的至少一种。所述装备中的微喷嘴阵列和衬底可以被配置成相对于彼此移动。所述装置中的微制造流控裸片和微喷嘴阵列可以包含硅，并且微制造流控裸片可以与第一气体分布板接合。

所述装置中的第二对置板可以是第二气体分布板。歧管可以经由气密式密封连接到第一气体分布板。

装置的多个密封流动路径中的至少一个可以被配置成载运有机蒸气和惰性载气的混合物。

所述装置中的第一气体分布板可以在微喷嘴阵列附近具有所有流动路径穿过其中的区段，并且所述区段的深度的纵横比不超过所述区段的宽度或高度的10％，其中所述深度可以定义为与微喷嘴阵列的端面正交的方向。

所述装备中的导热板可以将微喷嘴阵列所作用的物体隔热，所述热由歧管和多个蒸发源产生。导热板中的窗口可以内衬有绝热材料，例如石英、硼硅酸盐玻璃等等。微喷嘴阵列和第一气体分布板可包含所述装置的至少一部分，所述部分穿过导热板的窗口伸出，以便所述装置的法平面与第一气体分布板的深度维度平行。

所述装置的密封可以是垫片或接头。可以使用玻璃料、陶瓷粘合剂和/或回焊温度大于350℃或大于500℃的锡焊或铜焊化合物将所述装置中的微喷嘴阵列不可逆地连接到第一气体分布板和第二对置板以形成密封。也就是说，在一些实施例中，可使用非金属密封，例如高温玻璃料或陶瓷粘合剂。所述装置中的第一气体分布板可包括平均热膨胀系数在室温与锡焊回焊温度之间小于4x10^-6 K^-1的材料。

装置中的第一气体分布板和第二对置板可由单晶硅、柱状硅或多晶硅中的至少一种制成。

所述装备可包括与微喷嘴阵列热耦联的加热器，其中所述加热器被配置成加热微喷嘴阵列。微喷嘴阵列可以将气体的对流射流导向衬底表面。

所述装置中的第一气体分布板和第二对置板可包括电阻加热器。所述装置中的第一气体分布板和第二对置板可包括一或多种选自单晶硅、柱状硅和/或多晶硅的绝热材料。所述装置中的第一气体分布板和第二对置板中的至少一者可被配置成供气体穿过其中馈送。

所述装备可包括可变形金属垫片，其中使用可变形金属垫片将第一气体分布板密封到歧管。可变形金属垫片可以可逆地密封到所述装置。可变形金属垫片可以包含与歧管一体化的材料。

装置中的第一气体分布板可包含多个蚀刻或研磨材料层，所述材料层利用成形温度大于用于使微喷嘴阵列与第一气体分布板连接的材料的回焊温度而接合在一起。

所公开标的物的实施例可以提供一种装备，所述装备包括具有微喷嘴阵列的装置。所述装置可包括经由气密式密封与微喷嘴阵列不可逆连接的第一气体分布板，其中第一气体分布板包括多个密封流动路径。第一气体分布板可以是单晶硅、柱状硅和/或多晶硅。所述装置中的一或多个热蒸发源可以与第一气体分布板处于流体连通。所述装置可包括歧管，其中第一气体分布板可逆地连接到歧管。所述歧管可以经由位于第一气体分布板内的多个密封流动路径与微喷嘴阵列达成流体连通。这些流动路径中的至少一个可以载运有机蒸气和惰性载气的混合物。第一气体分布板可以在微喷嘴阵列附近具有所有流动路径穿过其中的区段并且所述区段的深度不比微喷嘴阵列在其附接点处的深度宽。所述装备可包括导热板，其中第一气体分布板和导热板与主动冷却源处于热接触。导热板可以具有至少一个穿过其整个厚度的窗口，所述装置可以穿过所述窗口伸出，以便窗口横截面的短轴的维度在所述装置相对于导热板移动的范围内向所述装置中的至少微喷嘴阵列提供至少间隙配合，使得导热板将微喷嘴阵列所作用的物体隔热，所述热由歧管和一或多个热蒸发源产生。

所述装置中的密封可以是垫片或接头。可以使用玻璃料或陶瓷粘合剂或回焊温度可以大于350℃或大于500℃的锡焊或铜焊化合物将所述装置中的微喷嘴阵列不可逆地连接到所述装置。第一气体分布板可包含平均热膨胀系数在室温与锡焊的回焊温度之间小于4x10^-6 K^-1的材料。所述装置可包含单晶硅、柱状硅或多晶硅中的至少一种。

所述装置可包括可变形金属垫片，其中使用可变形金属垫片将第一气体分布板密封到歧管。可变形金属垫片可以可逆地密封到所述装置。在一些实施例中，可变形金属垫片包含与歧管一体化的材料。

所述装备可包括与微喷嘴阵列热耦联的加热器，其中所述加热器被配置成加热微喷嘴阵列。

所述装置中的微喷嘴阵列可以将气体的对流射流导向衬底表面。微喷嘴阵列和衬底被配置成相对于彼此移动。微喷嘴阵列可以包含硅。

所述装备中的导热板可包含内衬有绝热材料(例如石英、硼硅酸盐玻璃等等)的窗口。

应理解，本文所述的各种实施例仅为了举例，而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，不希望关于本发明为何起作用的各种理论具有限制性。

Claims (15)

1.一种装备，其包含：

装置，其包含：

设置于微制造流控裸片上的微喷嘴阵列；

第一气体分布板和第二对置板，其中所述第一气体分布板包含选自由以下组成的群组中的至少一者：单晶硅、柱状硅和多晶硅，其中所述微制造流控裸片设置在所述第一气体分布板与所述第二对置板之间，其中所述第一气体分布板经由气密式密封不可逆地连接到所述微喷嘴阵列，且其中所述第一气体分布板包括多个密封流动路径；并且

歧管可逆地连接到所述第一气体分布板，其中所述微制造流控裸片和所述第一气体分布板和所述第二对置板可以设置在所述歧管之间；以及

与主动冷却源热接触的导热板，其中所述导热板具有至少一个贯穿其整个厚度的窗口，所述第一气体分布板和所述第二对置板、所述微制造流控裸片的一部分以及所述装置中的微喷嘴阵列穿过所述窗口伸出，以便所述窗口的横截面的短轴向相对于所述导热板在一定范围内移动的所述装置提供间隙配合；

与所述第一气体分布板流体连通的一或多个热蒸发源，

其中所述歧管经由位于所述第一气体分布板内的所述多个密封流动路径与所述微喷嘴阵列流体连通。

2.根据权利要求1所述的装备，其中所述微喷嘴阵列被设置在所述微制造流控裸片的边缘上。

3.根据权利要求1所述的装备，其中所述微喷嘴阵列被设置在所述微流控裸片的端面上。

4.根据权利要求1所述的装备，其中所述第二对置板是第二气体分布板，且其中所述歧管经由气密式密封连接到所述第一气体分布板。

5.根据权利要求1所述的装备，其中所述第一气体分布板包含在室温与锡焊的回焊温度之间平均热膨胀系数小于4x10^-6 K^-1的材料。

6.根据权利要求1所述的装备，其中所述第一气体分布板和第二对置板是由选自由以下组成的群组中的至少一者制成：单晶硅、柱状硅和多晶硅。

7.根据权利要求1所述的装备，其中所述微制造流控裸片和所述微喷嘴阵列包含硅，并且所述微制造流控裸片与所述第一气体分布板接合。

8.根据权利要求1所述的装备，其中所述导热板包含内衬有绝热材料的窗口。

9.根据权利要求1所述的装备，其中所述第一气体分布板和第二对置板包含一或多种选自由以下组成的群组的绝热材料：单晶硅、柱状硅和多晶硅。

10.根据权利要求1所述的装备，其进一步包含：

可变形金属垫片，

其中使用所述可变形金属垫片将所述第一气体分布板密封到所述歧管。

11.一种装备，其包含：

装置，其包含：

微喷嘴阵列；

经由气密式密封不可逆地连接到所述微喷嘴阵列的第一气体分布板，其中所述第一气体分布板包括多个密封流动路径，且其中所述第一气体分布板包含选自由以下组成的群组中的至少一者：单晶硅、柱状硅和多晶硅；

与所述第一气体分布板流体连通的一或多个热蒸发源；以及

歧管，其中所述第一气体分布板可逆地连接到所述歧管，

其中所述歧管经由位于所述第一气体分布板内的所述多个密封流动路径与所述微喷嘴阵列流体连通，

其中这些流动路径中的至少一个路径载运有机蒸气和惰性载气的混合物，并且其中所述第一气体分布板在所述微喷嘴阵列附近具有所有流动路径穿过其中的区段并且所述区段的深度不比所述微喷嘴阵列在其附接点处的深度宽，以及导热板，其中所述第一气体分布板和所述导热板与主动冷却源热接触，并且其中所述导热板具有至少一个贯穿其整个厚度的窗口，所述装置可以穿过所述窗口伸出，以便所述窗口的横截面的短轴的维度在所述装置相对于所述导热板移动的范围内向所述装置中的至少所述微喷嘴阵列至少提供间隙配合，使得所述导热板将所述微喷嘴阵列所作用的物体隔热，所述热由所述歧管和所述一或多个热蒸发源产生。

12.根据权利要求11所述的装备，其中所述第一气体分布板包含在室温与锡焊的回焊温度之间平均热膨胀系数小于4x10^-6 K^-1的材料。

13.根据权利要求11所述的装备，其中所述装置包含选自由以下组成的群组中的至少一者：钼、钨、科伐合金、氮化铝、氮化硅、单晶硅、柱状硅和多晶硅。

14.根据权利要求11所述的装备，所述微喷嘴阵列包含硅。

15.根据权利要求11所述的装备，其进一步包含：

可变形金属垫片，

其中使用所述可变形金属垫片将所述第一气体分布板密封到所述歧管。