KR20220168572A - Ovjp 분사 블럭 - Google Patents

Abstract

프린트 다이와 외부 가스 소스 간의 접속을 계속해서 유지하면서 분사 블럭의 수직방향 이동을 가능하게 하고, 분사 블럭과 프린트 다이를 포함하는 증착 디바이스가 제공된다. 상기한 디바이스에 적합하고, 종래의 분사 블럭 디바이스에 비해 향상된 수직방향 동작 범위와 열지속성을 제공하는 분사 블럭도 또한 개시된다.

Description

OVJP 분사 블럭{OVJP INJECTION BLOCK}

본 출원은 2021년 6월 16일자로 출원된 미국 특허출원 제63/211,177호의 이익을 주장하며, 상기 미국 출원의 전체 내용은 참조에 의해 여기에 포함된다.

본 발명은 유기 발광 다이오드와 같은 유기 방출 디바이스를 제조하는 디바이스 및 기술과, 이를 포함하는 디바이스 및 기술에 관한 것이다.

유기 물질을 사용하는 광전자 디바이스는 여러 이유로 인하여 점차로 중요해지고 있다. 이와 같은 디바이스를 제조하는데 사용되는 다수의 물질들은 비교적 저렴하기 때문에, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비하여 비용 이점면에서 잠재성을 갖는다. 또한, 유기 물질의 고유한 특성, 예컨대 이의 가요성은 그 유기 물질이 가요성 기판 상에서의 제작과 같은 특정 적용예에 매우 적합하게 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 예로는 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 통상의 물질에 비하여 성능 면에서의 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트로 용이하게 조절될 수 있다.

OLED는 디바이스 전체에 걸쳐 전압을 인가할 때 광을 방출하는 유기 박막을 사용한다. OLED는 평면 패널 디스플레이, 조명 및 백라이팅(backlighting)과 같은 적용예의 용도에 있어 점차로 중요해지는 기술이다. 여러가지의 OLED 재료 및 구성은 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.

인광 방출 분자에 대한 하나의 적용예는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업적 기준은 "포화" 색상으로 지칭되는 특정 색상을 방출하도록 조정된 픽셀을 필요로 한다. 특히, 이러한 기준은 포화 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 필요로 한다. 대안적으로 OLED는 백색 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 통상적인 액정 디스플레이에서, 백색 백라이트에서 나온 방출이 흡수 필터를 사용하여 여과되어 적색, 녹색 및 청색 방출을 생성한다. 동일한 기법이 OLED에도 사용될 수 있다. 백색 OLED는 단일 EML 디바이스 또는 스택 구조일 수 있다. 색상은 당업계에 주지된 CIE 좌표를 사용하여 측정될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "유기"는 유기 광전자 디바이스를 제작하는 데 사용될 수 있는 중합체 물질뿐 아니라, 소분자 유기 물질도 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 지칭하며, "소분자"는 실제로 꽤 클 수도 있다. 소분자는 일부의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬기를 사용하는 것은 "소분자" 유형으로부터 분자를 제외시키지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 주쇄 상에서의 펜던트기로서 또는 주쇄의 일부로서 중합체에 포함될 수 있다. 소분자는 또한 코어 모이어티 상에 생성된 일련의 화학적 셸로 이루어진 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 이미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 여겨진다.

본원에서 사용한 바와 같이, "상단부"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어졌다는 것을 의미하며, "하단부"는 기판에 가장 근접하다는 것을 의미한다. 제1층이 제2층의 "상부에 배치되는" 것으로 기재되는 경우, 제1층은 기판으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제1층이 제2층과 "접촉되어 있는" 것으로 명시되지 않는다면 제1층과 제2층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드와 애노드의 사이에 다양한 유기층이 존재한다고 해도, 캐소드는 애노드의 "상부에 배치되는" 것으로 기재될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, "용액 가공성"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매질에 용해, 분산 또는 수송될 수 있고/있거나 액체 매질로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.

리간드가 방출 물질의 광활성 특성에 직접적으로 기여하는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "광활성"으로서 지칭될 수 있다. 보조적 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변경시킬 수 있을지라도, 리간드가 방출 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "보조적"인 것으로 지칭될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 근접하는 경우, 제1 "최고 점유 분자 궤도"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 궤도"(LUMO) 에너지 준위는 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대하여 음의 에너지로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절댓값을 갖는 IP(더 적게 음성인 IP)에 해당한다. 마찬가지로, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 절댓값이 더 작은 전자 친화도(EA)(더 적게 음성인 EA)에 해당한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일한 물질의 HOMO 에너지 준위보다 더 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 상기 다이아그램의 상단부에 더 근접하게 나타난다.

본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하는 바와 같이, 제1 일함수의 절댓값이 더 클 경우, 제1 일함수는 제2 일함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일함수는 일반적으로 진공 준위에 대하여 음의 수로서 측정되므로, 이는 "더 높은" 일함수가 더 음성임을 의미한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, "더 높은" 일함수는 진공 준위로부터 아래 방향으로 더 먼 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일함수와는 상이한 관례를 따른다.

층, 물질, 영역, 및 디바이스는 이들이 방출하는 광의 색상에 관하여 본원에서 기술될 수 있다. 일반적으로, 본원에 사용된 바와 같이, 광의 특정 색상을 생성하는 것으로 기술된 발광 영역은 스택에서 서로 위에 배치된 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, "적색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 580 내지 700 nm 범위의 광을 방출하거나 이 영역에서 발광 스펙트럼의 가장 높은 피크를 갖는 것을 지칭한다. 마찬가지로, "녹색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 500 내지 600 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "청색" 층, 물질, 또는 디바이스는 약 400 내지 500 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "황색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 540 내지 600 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 갖는 것을 지칭한다. 일부 배열에서, 별개의 영역, 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 별개의 "진청색" 및 "담청색" 광을 제공할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 별개의 "담청색" 및 "진청색"을 제공하는 배열에서, "진청색" 구성요소는 "담청색" 구성요소의 피크 발광 파장보다 약 4 nm 이상 더 작은 피크 발광 파장을 갖는 것을 지칭한다. 통상적으로, "담청색" 구성요소는 약 465 내지 500 nm 범위에서 피크 발광 파장을 가지며, "진청색" 구성요소는 약 400 내지 470 nm 범위에서 피크 발광 파장을 갖지만, 이들 범위는 일부 구성에 따라 달라질 수 있다. 마찬가지로, 색 변경층은 다른 색상의 광을 해당 색상에 지정된 파장을 갖는 광으로 변환하거나 변경하는 층을 지칭한다. 예를 들어, "적색" 컬러 필터는 약 580 내지 700 nm 범위에서 파장을 갖는 광을 생성하는 필터를 지칭한다. 일반적으로, 두 가지 부류의 색 변경층: 광의 원하지 않는 파장을 제거함으로써 스펙트럼을 변경하는 컬러 필터, 및 에너지가 높은 광자를 에너지가 낮은 광자로 전환하는 색 변경층이 존재한다. "색상의" 구성요소는, 활성화되거나 사용되는 경우, 앞서 기술된 특정 색상을 갖는 광을 생성하거나 방출하는 구성요소를 지칭한다. 예를 들어, "제1 색상의 제1 발광 영역" 및 "제1 색상과 상이한 제2 색상의 제2 발광 영역"은, 디바이스 내에서 활성화되는 경우, 앞서 기술된 두 가지 상이한 색상을 방출하는 2개의 발광 영역을 기술한다.

본원에 사용된 바와 같이, 발광 물질, 층, 및 영역은 동일한 또는 상이한 구조에 의해 최종적으로 방출되는 광과는 대조적인, 물질, 층 또는 영역에 의해 초기에 생성된 광에 기초하여 서로 및 다른 구조와 구별될 수 있다. 통상적으로 초기 광 생성은 광자의 방출을 유발하는 에너지 준위 변화의 결과이다. 예를 들어, 유기 발광 물질은 초기에 청색광을 생성할 수 있으며, 이는 컬러 필터, 양자점 또는 다른 구조에 의해 적색광 또는 녹색광으로 변환되어, 완전한 발광 스택 또는 서브픽셀이 적색광 또는 녹색광을 방출할 수 있다. 이러한 경우에 초기 발광 물질 또는 층은 "청색" 구성요소로 지칭될 수 있지만, 서브픽셀은 "적색" 또는 "녹색" 구성요소이다.

일부 경우에, 1931 CIE 좌표로 발광 영역, 서브픽셀, 색 변경층 등과 같은 구성요소의 색상을 기술하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 황색 발광 물질은 복수의 피크 발광 파장을 가질 수 있으며, 앞서 기술된 바와 같이 하나는 "녹색" 영역의 엣지에 또는 그 근처에 있고, 하나는 "적색" 영역의 엣지 내에 또는 그 근처에 있다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같이, 각각의 색상 용어는 또한 1931 CIE 좌표 색상 공간의 형태에 대응한다. 1931 CIE 색상 공간의 형태는 2개의 색상점과 임의의 추가 내부점 사이의 궤적을 따라 구성된다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 및 황색에 대한 내부 형태 파라미터는 이하에 나타낸 바와 같이 정의될 수 있다.

OLED에 대한 더욱 상세한 내용 및 전술한 정의는, 미국 특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있으며, 이의 전문은 본원에 참조로 포함되어 있다.

실시양태에 따르면, 유기 증기 제트 프린팅(Organic Vapor Jet Printing; OVJP) 디바이스는 프린트 다이; 및 내부 리세스 전체를 내부에 갖고 캐리어 가스 및/또는 진공을 프린트 다이에 분배하는 내부 가스 분배 매니폴드를 갖는 분사 블럭을 포함한다. 가요성 벨로우즈가 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되도록 분배치될 수 있고, 이로 인해 분사 블럭은, 프린트 다이와 분사 블럭 간의 유체 접속을 유지하면서 고정 위치 가스 분배 시스템에 대해 수직방향으로 적어도 150 μm, 300 μm, 또는 그 이상 이동 가능하다. 분사 블럭은 모놀리식(monolithic) 물질 블럭으로 형성될 수 있고, 내부 가스 분배 매니폴드는 모놀리식 재료 블럭에 기계 가공된 하나 이상의 채널로 형성된다. 내측 시일이 가요성 벨로우즈의 제1 단부 및 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되도록 리세스 위에 배치될 수 있다. 내부 리세스는 분사 블럭의 외면에 인접하게 배치될 수 있고, 내부 리세스를 외부 주위 환경으로부터 실링하기 위해 외측 시일을 더 포함할 수 있고, 내부 리세스 내에서 열을 유지할 수 있다. 입력 튜브가 벨로우즈 및 캐리어 가스 및/또는 유기 증기 물질의 소스에 접속되어 이들과 유체 연통될 수 있다. 입력 튜브는 상업적인 스케일의 작동을 허용할 만큼 충분히 클 수 있고, 예컨대 적어도 0.635 cm, 0.7 cm 또는 그 이상의 내경을 갖는다. 가열 요소는 분사 블럭 내의 온도를 2 ℃ 이하의 차이로 유지하는 데 사용될 수 있다. 프린트 다이도 또한 모놀리식 재료 블럭으로 형성될 수 있고, 이 모놀리식 재료 블럭에 에칭되고 분사 블럭의 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되는 채널을 포함할 수 있다.

실시양태에 따르면, 앞서 개시한 속성을 갖고, 작동 중에 2 ℃ 이하의 온도 차이를 유지하는 능력을 가지며, 기판에 대해 150 μm, 300 μm, 또는 그 이상 수직방향 이동 가능한 분사 블럭이 제공된다.

도 1은 여기에 개시한 디바이스와 기술을 사용하여 제조 가능한 유기 발광 디바이스 구조를 보여주는 도면.
도 2는 별도의 전자 수송층을 갖지 않는 역구조 유기 발광 디바이스의 예시적인 구조를 보여주는 도면.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 각각 여기에 개시된 분사 블럭의 개략적인 사시도, 개략적인 측면도 및 개략적인 평면도.
도 4는 여기에 개시된 분사 블럭 구성의 다른 예를 보여주는 도면.
도 5는 여기에 개시된 예시적인 OVJP 프린트 헤드를 보여주는 도면

일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 이에 전기 접속되는 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전류가 인가되면, 애노드는 유기층(들)에 정공을 주입하고, 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향하여 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자 상에 편재화될 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 편재화된 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 생성된다. 엑시톤이 광방출 메커니즘을 통해 이완될 경우 광이 방출된다. 일부 경우에서, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 편재화될 수 있다. 비-방사 메커니즘, 예컨대 열 이완이 또한 발생할 수 있으나, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 간주된다.

초기 OLED는 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 단일항 상태로부터 광("형광")을 방출하는 발광 분자를 사용하였으며, 상기 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임으로 발생한다.

보다 최근에는, 삼중항 상태로부터의 광("인광")을 방출하는 발광 물질을 갖는 OLED가 제시되었다. 문헌 [Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I")] 및 문헌 [Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II")]은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 인광은 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 5-6에 보다 구체적으로 기재되어 있다.

도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 나타낸다. 도면은 반드시 축척에 의하여 도시하지는 않았다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 수송층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 수송층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 배리어층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도층(162) 및 제2 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 이러한 다양한 층 뿐만 아니라, 예시 물질의 특성 및 기능은 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 6-10에 보다 구체적으로 기재되어 있다.

이들 층 각각에 대한 더 많은 예도 이용 가능하다. 예를 들면 가요성이고 투명한 기판-애노드 조합이 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. p-도핑된 정공 수송층의 한 예는 미국 특허출원 공개공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 50:1의 몰비로 m-MTDATA가 F₄-TCNQ로 도핑된 것이 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 발광 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이고, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 그 전문이 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호에는, 적층된 투명, 전기전도성 스퍼터 증착된 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단층의 이론 및 용도는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개공보 제2003/0230980호에 보다 구체적으로 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 주입층의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2004/0174116호에 제공되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 배리어층(170)은 단일층 또는 다층일 수 있고, 디바이스의 다른 층을 덮거나 둘러쌀 수 있다. 배리어층(170)은 또한 기판(110)을 둘러쌀 수 있고/있거나, 기판과 디바이스의 다른 층 사이에 배치될 수 있다. 배리어는 또한 캡슐재, 캡슐화층, 보호층 또는 침투 배리어라고도 할 수 있으며, 통상적으로 수분, 주위 공기 및 다른 유사 물질이 디바이스의 다른 층으로 침투하는 것을 방지한다. 배리어층 물질 및 구조의 예가 미국 특허 제6,537,688호, 제6,597,111호, 제6,664,137호, 제6,835,950호, 제6,888,305호, 제6,888,307호, 제6,897,474호, 제7,187,119호 및 제7,683,534호에서 개시되며, 이들 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다.

도 2는 역구조 OLED(200)를 나타낸다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 가장 흔한 OLED 구성이 애노드의 위에 캐소드가 배치되어 있는 것이고, 디바이스(200)는 애노드(230)의 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖고 있으므로, 디바이스(200)는 "역구조" OLED로 지칭될 수 있다. 디바이스(100)에 관하여 기재된 것과 유사한 물질이 디바이스(200)의 해당 층에 사용될 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.

도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조는 비제한적인 예로서 제공되며, 본 개시내용의 실시양태는 다양한 다른 구조와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 기재된 특정한 물질 및 구조는 사실상 예시를 위한 것이며, 다른 물질 및 구조가 사용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합하여 달성될 수 있거나, 또는 층은 디자인, 성능 및 비용 요인에 기초하여 전적으로 생략될 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 기타의 층도 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 물질과 다른 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 다수의 예가 단일 물질을 포함하는 것으로 다양한 층을 기재하기는 하나, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 보다 일반적으로 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 층은 다양한 하부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 제시된 명칭은 엄격하게 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송층(225)은 정공을 수송하고 정공을 발광층(220)에 주입하며, 정공 수송층 또는 정공 주입층으로 기재될 수 있다. 한 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 유기층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 또는 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바와 같은 상이한 유기 물질들의 복수의 층을 더 포함할 수 있다.

구체적으로 기재하지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 제5,247,190호(Friend 등)에 개시된 중합체 물질로 구성된 OLED(PLED)를 또한 사용할 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 추가의 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED는 예를 들면 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 미국 특허 제6,091,195호(Forrest 등)에 기재된 바와 같은 메사형(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic 등)에 기재된 피트형(pit) 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선시키기 위한 각진 반사면을 포함할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다.

본원에 개시된 일부 실시양태에서, 도 1-2에 도시된 발광층(135) 및 발광층(220)과 같은 발광층 또는 물질은 각각 양자점을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 "발광층" 또는 "발광 물질"은, 당업자의 이해에 따라 달리 명시적으로 또는 문맥으로 나타내지 않는 한, 유기 발광 물질 및/또는 양자점 또는 등가 구조를 포함하는 발광 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 발광층은 호스트 매트릭스 내에 발광 물질을 포함한다. 이러한 발광층은 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터에 의해 방출된 광을 변환하는 양자점 물질만을 포함할 수 있거나, 또는 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터를 또한 포함할 수 있거나, 또는 전류 인가로부터 직접 발광할 수 있다. 마찬가지로, 색 변경층, 컬러 필터, 상향 변환 또는 하향 변환 층 또는 구조는 양자점을 함유하는 물질을 포함할 수 있지만, 그러한 층은 본원에 개시된 바와 같이 "발광층"으로 간주되지 않을 수 있다. 일반적으로, "발광층" 또는 물질은 주입된 전하에 기초한 초기 광을 방출하는 물질이며, 이 초기 광은 컬러 필터 또는 디바이스 내에서 초기 광을 스스로 방출하지 않는 다른 색 변경층과 같은 다른 층에 의해 변경될 수 있지만, 발광층에 의해 방출된 초기 광의 흡수 및 저에너지 발광으로의 하향 변환에 기초하여 상이한 스펙트럼 함량의 변경된 광을 재방출할 수 있다. 여기에 개시한 몇몇 실시양태에서, 색 변경층, 컬러 필터, 하향 변환 및/또는 하향 변환 층은 OLED 디바이스의 전극 위 또는 아래와 같은, OLED 디바이스의 외측에 배치될 수 있다.

반대의 의미로 명시하지 않는 한, 다양한 실시양태의 임의의 층은 임의의 적합한 방법에 의하여 증착될 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법으로는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 열 증발, 잉크-제트, 미국 특허 제6,337,102호(Forrest 등)(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 기상 증착(OVPD) 및 미국 특허 제7,431,968호(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 증기 제트 프린팅(OVJP)에 의한 증착을 들 수 있다. 기타의 적합한 증착 방법은 스핀 코팅 및 기타의 용액계 공정을 포함한다. 용액계 공정은 질소 또는 불활성 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 기타의 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 증착, 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 냉간 용접 및 잉크-제트 및 OVJP와 같은 일부 증착 방법과 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법들도 사용될 수 있다. 증착시키고자 하는 물질은 특정한 증착 방법과 상용성을 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬기 및 아릴기와 같은 치환기는 소분자에 사용되어 이의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있으며, 3개 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 물질은 더 낮은 재결정화 경향성을 가질 수 있기 때문에, 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 물질보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있다. 덴드리머 치환기를 사용하여 소분자의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 배리어층을 임의로 더 포함할 수 있다. 배리어층의 한 목적은 전극 및 유기층이 수분, 증기 및/또는 기체 등을 포함하는 환경에서 유해한 종에 대한 노출로 인하여 손상되지 않도록 보호하는 것이다. 배리어층은 엣지를 포함하는 디바이스의 임의의 기타 부분의 위에서, 전극 또는, 기판의 위에서, 기판의 아래에서 또는 기판의 옆에서 증착될 수 있다. 배리어층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 배리어층은 다양한 공지의 화학 기상 증착 기법에 의하여 형성될 수 있으며 복수의 상을 갖는 조성물 뿐만 아니라 단일 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 배리어층에 사용할 수 있다. 배리어층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 바람직한 배리어층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 PCT/US2007/023098 및 PCT/US2009/042829에 기재된 중합체 물질 및 비중합체 물질의 혼합물을 포함하며, 이들 문헌은 본원에 그 전문이 참고로 포함된다. "혼합물"로 간주되기 위해, 배리어층을 포함하는 전술한 중합체 및 비중합체 물질은 동일한 반응 조건 하에서 및/또는 동시에 증착되어야 한다. 중합체 대 비중합체 물질의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위일 수 있다. 중합체 및 비중합체 물질은 동일한 전구체 물질로부터 생성될 수 있다. 한 예에서, 중합체 및 비중합체 물질의 혼합물은 실질적으로 중합체 규소 및 무기 규소로 이루어진다.

일부 실시양태에서, 애노드, 캐소드, 또는 유기 발광층 위에 배치된 새로운 층 중 적어도 하나는 강화층으로서 기능한다. 강화층은, 이미터 물질에 비방사적으로 결합하고 여기된 상태 에너지를 이미터 물질로부터 비방사 모드의 표면 플라즈몬 폴라리톤으로 전달하는 표면 플라즈몬 공명을 나타내는 플라즈몬 물질을 포함한다. 강화층은 유기 발광층으로부터 임계 거리 이내에 제공되며, 여기서 이미터 물질은 강화층의 존재로 인해 총 비방사성 붕괴 속도 상수와 총 방사성 붕괴 속도 상수를 가지며 임계 거리는 총 비방사성 붕괴 속도 상수가 총 방사성 붕괴 속도 상수와 동일한 곳이다. 일부 실시양태에서, OLED는 아웃커플링층을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 유기 발광층의 반대측의 강화층 위에 배치된다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 강화층으로부터 발광층의 반대측에 배치되지만 여전히 강화층의 표면 플라즈몬 모드로부터 에너지를 아웃커플링한다. 아웃커플링층은 표면 플라즈몬 폴라리톤으로부터의 에너지를 산란시킨다. 일부 실시양태에서 이 에너지는 광자로서 자유 공간에 산란된다. 다른 실시양태에서, 에너지는 표면 플라즈몬 모드로부터 비제한적으로 유기 도파 모드, 기판 모드, 또는 다른 도파 모드와 같은 디바이스의 다른 모드로 산란된다. 에너지가 OLED의 비자유 공간 모드로 산란되는 경우, 다른 아웃커플링 스킴을 통합하여 해당 에너지를 자유 공간으로 추출할 수 있다. 일부 실시양태에서, 강화층과 아웃커플링층 사이에 하나 이상의 개재층이 배치될 수 있다. 개재층(들)의 예는 유기, 무기, 페로브스카이트, 산화물을 포함한 유전체 물질일 수 있고, 이들 물질의 스택 및/또는 혼합물을 포함할 수 있다.

강화층은 이미터 물질이 존재하는 매체의 유효 특성을 변경하여, 하기 중 어느 것 또는 모두를 초래한다: 발광 속도 저하, 발광 라인 형상의 변경, 각도에 따른 발광 강도 변화, 이미터 물질의 안정성 변화, OLED의 효율 변화, 및 OLED 디바이스의 감소된 효율 롤-오프. 캐소드측, 애노드측, 또는 양측 모두에 강화층을 배치하면 앞서 언급한 효과 중 어느 것을 이용하는 OLED 디바이스가 생성된다. 본원에서 언급되고 도면에 도시된 각종 OLED 예에서 설명된 특정 기능성 층 외에도, 본 개시내용에 따른 OLED는 OLED에서 흔히 마련되는 임의의 다른 기능성 층을 포함할 수 있다.

강화층은 플라즈몬 물질, 광학 활성 메타물질, 또는 하이퍼볼릭 메타물질로 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 플라즈몬 물질은 전자기 스펙트럼의 가시 광선 또는 자외선 영역에서 유전 상수의 실수부가 0과 교차하는 물질이다. 일부 실시양태에서, 플라즈몬 물질은 적어도 하나의 금속을 포함한다. 이러한 실시양태에서 금속은 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 이들 물질의 합금 또는 혼합물, 및 이들 물질의 스택 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일반적으로, 메타물질은, 상이한 물질로 구성된 매체로서, 매체 전체가 그 물질 부분의 합과는 상이하게 작용하는 매체이다. 특히, 본 출원인은 광학 활성 메타물질을 음의 유전율과 음의 투과율을 모두 가진 물질로서 정의한다. 한편, 하이퍼볼릭 메타물질은 유전율 또는 투과율이 다른 공간 방향에 대해 다른 부호를 갖는 이방성 매체이다. 광학 활성 메타물질 및 하이퍼볼릭 메타물질은 매체가 빛의 파장 길이 규모에서 전파 방향으로 균일하게 나타나야 한다는 점에서 분산 브래그 반사경(Distributed Bragg Reflector, "DBR")과 같은 다른 많은 포토닉 구조와 엄격하게 구분된다. 당업자가 이해할 수 있는 용어를 사용하여: 전파 방향에서 메타물질의 유전 상수는 유효 매체 근사치로 설명될 수 있다. 플라즈몬 물질과 메타물질은 다양한 방식으로 OLED 성능을 향상시킬 수 있는 빛의 전파를 제어하는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 강화층은 평면층으로서 제공된다. 다른 실시양태에서, 강화층은, 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 사이즈의 피처, 또는 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 서브파장 사이즈의 피처를 갖는다. 일부 실시양태에서, 파장 사이즈의 피처 및 서브파장 사이즈의 피처는 샤프한 엣지를 갖는다.

일부 실시양태에서, 아웃커플링층은, 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 사이즈의 피처, 또는 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 서브파장 사이즈의 피처를 갖는다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 복수의 나노입자로 구성될 수 있으며 다른 실시양태에서 아웃커플링층은 물질 위에 배치된 복수의 나노입자로 구성된다. 이들 실시양태에서 아웃커플링은 복수의 나노입자의 사이즈를 변화시키는 것, 복수의 나노입자의 형상을 변화시키는 것, 복수의 나노입자의 물질을 변화시키는 것, 상기 물질의 두께를 조정하는 것, 복수의 나노입자 상에 배치된 상기 물질 또는 추가 층의 굴절률을 변화시키는 것, 강화층의 두께를 변화시키는 것, 및/또는 강화층의 물질을 변화시키는 것 중 적어도 하나에 의해 조정 가능할 수 있다. 디바이스의 복수의 나노입자는 금속, 유전체 물질, 반도체 물질, 금속의 합금, 유전체 물질의 혼합물, 하나 이상의 물질의 스택 또는 층, 및/또는 1종의 물질의 코어로서, 상이한 종류의 물질의 쉘로 코팅된 코어 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은, 금속이 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 이들 물질의 합금 또는 혼합물, 및 이들 물질의 스택으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 나노입자로 구성된다. 복수의 나노입자는 그 위에 배치되는 추가 층을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 발광의 편광은 아웃커플링층을 사용하여 조정될 수 있다. 아웃커플링층의 차원수 및 주기성을 변화시킴으로써 공기에 우선적으로 아웃커플링되는 편광의 유형을 선택할 수 있다. 일부 실시양태에서 아웃커플링층은 또한 디바이스의 전극으로서 작용한다.

형광 OLED의 내부 양자 효율(IQE)은 지연 형광을 통해 25% 스핀 통계 한계를 초과할 수 있다고 여겨진다. 본원에 사용된 바와 같이, 두 가지 유형의 지연 형광, 즉 P형 지연 형광 및 E형 지연 형광이 존재한다. P형 지연 형광은 삼중항-삼중항 소멸(TTA)로부터 생성된다.

반면, E형 지연 형광은 두 삼중항의 충돌에 의존하지 않지만, 삼중항 상태와 단일항 여기 상태 사이의 열 집단(thermal population)에 의존한다. E형 지연 형광을 생성할 수 있는 화합물은 매우 작은 단일항-삼중항 갭을 가져야 한다. 열에너지는 삼중항 상태에서 단일항 상태로의 전이를 활성화시킬 수 있다. 이러한 유형의 지연 형광은 열 활성화 지연 형광(TADF)으로도 알려져 있다. TADF의 뚜렷한 특징은 온도가 상승하면 열에너지의 증가로 인해 지연 성분이 증가한다는 것이다. 역 시스템간 교차 속도가 삼중항 상태에서 비방사 붕괴를 최소화할 만큼 충분히 빠른 경우, 다시 채워진(back populated) 단일항 여기 상태의 분율은 잠재적으로 75%에 도달할 수 있다. 총 단일항 분율은 100%일 수 있으며, 이는 전기적으로 생성된 엑시톤에 대한 스핀 통계 한계를 훨씬 초과하는 것이다.

E형 지연 형광 특성은 엑시플렉스 시스템 또는 단일 화합물에서 찾을 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, E형 지연 형광은 발광 물질이 작은 단일항-삼중항 에너지 갭(ΔES-T)을 가지는 것을 필요로 한다고 여겨진다. 유기, 비금속 함유 도너-억셉터 발광 물질은 이를 달성할 수 있다. 이러한 물질에서의 발광은 보통 도너-억셉터 전하 이동(CT) 유형 발광으로 특징지어진다. 이러한 도너-억셉터 유형 화합물에서 HOMO 및 LUMO의 공간적 분리는 보통 작은 ΔES-T를 유도한다. 이러한 상태는 CT 상태를 포함할 수 있다. 많은 경우에, 도너-억셉터 발광 물질은 아미노 또는 카르바졸 유도체와 같은 전자 도너 모이어티와 N 함유 6원 방향족 고리와 같은 전자 억셉터 모이어티를 연결함으로써 구성된다.

본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 다양한 전자 제품 또는 중간 부품 내에 포함될 수 있는 광범위하게 다양한 전자 부품 모듈(또는 유닛) 내에 포함될 수 있다. 이러한 전자 제품 또는 중간 부품의 예는 최종 소비자 제품 생산자에 의해 사용될 수 있는 디스플레이 스크린, 발광 디바이스, 예컨대 개별 광원 디바이스 또는 조명 패널 등을 포함한다. 이러한 전자 부품 모듈은 임의로 구동 전자 장치 및/또는 동력원(들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 하나 이상의 전자 부품 모듈(또는 유닛)을 그 안에 포함하는 광범위하게 다양한 소비자 제품 내에 포함될 수 있다. OLED 내 유기층에 본 개시내용의 화합물을 포함하는 OLED를 포함하는 소비자 제품이 개시된다. 이러한 소비자 제품은 하나 이상의 광원(들) 및/또는 하나 이상의 어떤 종류의 영상 디스플레이를 포함하는 임의 종류의 제품을 포함할 것이다. 이러한 소비자 제품의 몇몇 예로는 평면 패널 디스플레이, 곡면 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 롤러블 디스플레이, 폴더블 디스플레이, 스트레처블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 대각선이 2인치 미만인 마이크로 디스플레이, 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 및 간판이 있다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스를 비롯한 다양한 조절 메커니즘을 사용하여 본 발명에 따라 제작된 디바이스를 조절할 수 있다. 다수의 디바이스는 사람에게 안락감을 주는 온도 범위, 예컨대 18℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 실온(20℃ 내지 25℃)에서 사용하고자 하지만, 상기 온도 범위 밖의 온도, 예컨대 -40℃ 내지 +80℃에서도 사용될 수 있다.

본원에 기재된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 적용예를 가질 수 있다. 예를 들면, 기타의 광전자 디바이스, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 디바이스, 예컨대 유기 트랜지스터는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다.

일부 실시양태에서, OLED는 플렉시블, 롤러블, 폴더블, 스트레처블 및 곡면 특성으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 특성을 갖는다. 일부 실시양태에서, OLED는 투명 또는 반투명하다. 일부 실시양태에서, OLED는 탄소 나노튜브를 포함하는 층을 더 포함한다.

일부 실시양태에서, OLED는 지연 형광 이미터를 포함하는 층을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 RGB 픽셀 배열, 또는 화이트 플러스 컬러 필터 픽셀 배열을 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 모바일 디바이스, 핸드 헬드 디바이스, 또는 웨어러블 디바이스이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 미만이거나 면적이 50 제곱인치 미만인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 이상이거나 면적이 50 제곱인치 이상인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 조명 패널이다.

발광 영역의 일부 실시양태에서, 발광 영역은 호스트를 추가로 포함한다.

일부 실시양태에서, 상기 화합물은 발광 도펀트일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 화합물은 인광, 형광, 열 활성화 지연 형광, 즉, TADF(E형 지연 형광으로도 지칭됨), 삼중항-삼중항 소멸 또는 이들 과정의 조합을 통해 발광을 생성할 수 있다.

본원에 개시된 OLED는 소비자 제품, 전자 부품 모듈 및 조명 패널 중 하나 이상에 포함될 수 있다. 유기층은 발광층일 수 있고, 상기 화합물은 일부 실시양태에서 발광 도펀트일 수 있고, 한편 상기 화합물은 다른 실시양태에서 비발광 도펀트일 수 있다.

유기층은 호스트를 포함할 수도 있다. 일부 실시양태에서, 2개 이상의 호스트가 바람직하다. 일부 실시양태에서, 사용되는 호스트는 전하 수송에서 거의 역할을 하지 않는 a) 양극성, b) 전자 수송, c) 정공 수송 또는 d) 넓은 밴드 갭 물질일 수 있다. 일부 실시양태에서, 호스트는 금속 착물을 포함할 수 있다. 호스트는 무기 화합물일 수 있다.

기타 물질과의 조합

유기 발광 디바이스에서 특정 층에 대하여 유용한 것으로 본원에 기재된 물질은 디바이스에 존재하는 매우 다양한 기타 물질과의 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광 도펀트는 매우 다양한 호스트, 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타 층과 결합되어 사용될 수 있다. 이하에 기재되거나 언급된 물질은 본원에 개시된 화합물과의 조합에 유용할 수 있는 물질의 비제한적인 예시이며, 당업자는 조합에 유용할 수 있는 기타 물질을 식별하기 위해 문헌을 용이하게 참조할 수 있다.

본원에 개시된 다양한 발광층 및 비발광층 및 배열을 위해 다양한 물질이 사용될 수 있다. 적합한 물질의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2017/0229663호에 개시되어 있으며, 이의 전체 내용은 참고로 포함된다.

전도성 도펀트:

전하 수송층은 전도성 도펀트로 도핑되어 이의 전하 캐리어 밀도를 실질적으로 변화시킬 수 있고, 이는 결과적으로 이의 전도성을 변화시킬 것이다. 전도성은 매트릭스 물질에서 전하 캐리어를 생성시킴으로써 증가되며, 도펀트의 유형에 따라, 반도체의 페르미 준위에서의 변화가 달성될 수도 있다. 정공 수송층은 p형 전도성 도펀트로 도핑될 수 있고 n형 전도성 도펀트는 전자 수송층에 사용된다.

HIL/HTL:

본 발명에서 사용하고자 하는 정공 주입/수송 물질은 특정하게 제한되지 않으며, 화합물이 통상적으로 정공 주입/수송 물질로 사용되는 한 임의의 화합물을 사용할 수 있다.

EBL:

전자 차단층(EBL)은 발광층을 떠나는 전자 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 보다 더 삼중항 에너지를 갖는다. 한 양태에서, EBL에 사용되는 화합물은 이하에 기재된 호스트들 중 하나와 동일한 사용 분자 또는 작용기를 함유한다.

호스트:

본 발명의 유기 EL 디바이스의 발광층은 바람직하게는 발광 물질로서 적어도 금속 착물을 포함하며, 도펀트 물질로서 금속 착물을 사용하는 호스트 물질을 포함할 수 있다. 호스트 물질의 예는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 삼중항 에너지보다 더 크기만 하다면 사용될 수 있다. 삼중항 기준을 충족하는 한, 임의의 호스트 물질은 임의의 도펀트와 함께 사용될 수 있다.

HBL:

정공 차단층(HBL)은 발광층을 떠나는 정공 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다.

ETL:

전자 수송층(ETL)은 전자를 수송할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 전자 수송층은 고유하거나(도핑되지 않음) 또는 도핑될 수 있다. 도핑은 전도성을 향상시키는데 사용될 수 있다. ETL 물질의 예는 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 이들이 통상적으로 전자를 수송하는 데 사용되는 한 사용될 수 있다.

전하 생성층(CGL):

탠덤형(tandem) 또는 적층형 OLED에서, CGL은 성능 면에서 필수적인 역할을 수행하며, 이는 각각 전자와 정공을 주입하기 위한 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 구성된다. 전자와 정공은 CGL 및 전극으로부터 공급된다. CGL에서 소모된 전자와 정공은 각각 캐소드와 애노드로부터 주입된 전자와 정공에 의해 다시 채워지며; 그 후, 바이폴라 전류는 점차적으로 정상 상태에 도달한다. 통상의 CGL 물질은 수송층에서 사용되는 n 및 p 전도성 도펀트를 포함한다.

앞서 개시한 바와 같이, OVJP 시스템 및 기술은 OLED 및 유사 디바이스를 제조하는 데 사용될 수 있다. 다른 증착 기술과 달리, OVJP는 미세 금속 섀도우 마스크나 액체 용매를 사용하지 않고도 디스플레이 백플레인(backplane)과 같은 기판 상에 유기 물질의 미세 라인을 프린팅할 수 있다. 휴대용 디바이스 및 랩탑 디바이스에 사용되는 것과 같은 디스플레이를 생산하는 데 통상적으로 채용되는 다른 기술은 증착을 패터닝하기 위해 증발 소스와 미세 금속 마스크를 사용한다. 미세 금속 마스크는 새깅(sagging)을 방지하기 위해 충분한 힘으로도 연신될 수 없기 때문에 대형 디스플레이 제조에 사용하기에 부적합하다. 잉크 제트 프린팅이 OLED 디스플레이를 위한 가능한 패터닝 기술이지만, 잉크를 만들기 위해 용매를 사용하는 것이 발광 디바이스의 성능을 심각하게 악화시킨다. OVJP는 미세 금속 마스크를 사용하지 않고 픽셀 라인을 프린팅하는 것에 의해 이들 2가지 문제를 제거하고, 용매에 용해시키지 않고도 최신 기술의 OLED 물질을 사용한다.

OVJP에서, OLED 물질은 밀폐된 컨테이너 내에서 상승된 승화 온도로 가열되고, 불활성 캐리어 가스를 사용하여 고온 가스 라인을 통해 프린트 헤드로 이송된다. 프린트 헤드는 디스플레이의 픽셀 간격에 상응하는 간격을 지닌 분사 구멍을 포함한다. 예컨대, 분사 구멍은 MEMS 제조 기술을 이용하여 실리콘 웨이퍼에 형성될 수 있다. 기능적 OVJP 다이는 그 후 웨이퍼로부터 절단되고, 구멍은 다이의 하나의 페이스를 따라 위치한다. 증착 프로세스 동안, 승화된 물질은 백플레인 기판으로 지향되고, 과량의 유기 물질 및/또는 캐리어 가스는 프린트 다이 내로 삽입되는 진공 채널에 의해 프린팅 영역으로부터 제거될 수 있다.

OVJP 분사 블럭에 공급하는 캐리어 가스 및 배기 배관은 250 ℃ 내지 450 ℃로 가열된다; 이 온도는 프린팅되는 유기 물질의 승화 온도에 의해 결정된다. 분사 블럭 및 프린트 다이는 또한 이들 블럭 및 다이에서 유기 물질이 응결하는 것을 방지하기 위해 이들 온도로 가열된다. 기판 상에 미세 픽셀 폭 라인을 프린팅하기 위해, 프린트 다이는 기판 표면에 밀접하게 유지된다. 프린트 다이와 기판 사이의 거리는 통상 15 μm 내지 60 μm이고, 이 거리는 통상 허용 가능한 증착 프로파일을 달성하기 위해 설정 거리의 1 μm 이내로 제어되어야만 한다. 픽셀 열의 시작점 및 종결점에서 증착을 시작 및 정지하기 위해, 분사 블럭은 대기 위치로부터 하강 또는 상승되는데, 이 대기 위치는 기판 표면 위로 250 μm를 초과한다. 분사 블럭의 수직방향 동작은 블럭에 부착되는 가스 및 진공 배관에 가요성 요소를 요구하며, 가요성 요소는 응결을 방지하기 위해 가열되어야만 한다.

프린트 다이와 백플레인의 표면 사이의 간극은 이 간극을 실시간 측정하여 프린트 헤드를 백플레인 기판의 표면에 대해 및/또는 고정 위치 가스 분배 시스템에 대해 수직방향으로 이동시키는 것에 의해 정확하게 제어될 수 있다. 전술한 바와 같이, 유기 물질은 상승된 온도의 포화 가스 스트림으로 프린트 헤드에 공급되고, 과량의 유기 물질은 프린트 다이에 있는 진공 채널에 의해 제거된다. 프린트 다이에 대한 캐리어 가스 및 진공 접속부는 통상 금속 튜브로 형성된다. 실리콘 프린트 다이가 분사 블럭 - 캐리어 가스 및 진공을 프린트 다이에 분배하기 위해 내부 매니폴드를 포함함 - 에 부착된다. 외부 물질와 진공 소스로부터의 가스 및 진공 튜브는 밀폐식으로 분사 블럭에 부착된다. 상업적 생산 규모의 프린팅 시스템을 위해, 배관은 대량의 가스를 공급 및 배기하기에 충분한 용량을 가져야만 한다; 이는 통상 배관 직경이 ¼ 인치(0.635 cm)를 초과할 것을 요구한다. 이러한 직경의 배관은 가요성 요소의 추가 없이 분사 블럭과 프린트 다이가 기판의 표면을 따라 움직일 수 있을 만큼 충분히 유연하지는 않다. 이것은, 대형 프린트 헤드가 백플레인 기판에 대해 충분히 정확한 위치를 유지할 수 없기 때문에, 대규모 디스플레이 제조에서 종래의 OVJP 시스템을 사용하는 것을 방지하거나 복잡하게 한다. 더욱이, OVJP 시스템에서는, 시스템에 의해 이송되는 가스의 순도를 유지할 수 있도록 순금속 가스 이송 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 금속 배관과 벨로우즈는 유기 폴리머 호스처럼 가스 스트림에 오염물을 첨가하지 않는다. 고진공 챔버에서는, 폴리머 유기 물질이 불순물을 탈기하여 진공 분위기를 오염시킨다. 순금속, 통상 스테인리스강을 사용하면, 가스 라인 및 벨로우즈 오염이 제거될 수 있다.

가요성 성형 또는 용접 벨로우즈는 가스 및 진공 라인에 추가되어, 라인의 단부들 간의 이동을 가능하게 할 수 있다. 이는 라인들을 가열할 필요가 없는 경우에 간단할 것이다; 그러나, OVJP에서 가스 및 진공 라인은 분사 블럭으로 이송되는 승화된 유기 물질의 응결을 방지하기 위해 가열되어야만 한다. 벨로우즈와 유사 구조체는 2가지 주요 이유로 인해 가열하기가 어렵다: 첫번째로, 벨로우즈의 불규칙한 표면이 접촉식 히터 설계에서 복제하기 어렵다; 두번째로, 벨로우즈가 휠 때에 히터 및 벨로우즈 표면이 서로에 대해 마모될 시에 입자가 형성된다. 여기에 개시된 실시형태는 컨포멀(conformal) 히터에 대한 필요성과 시스템 내에서의 바람직하지 않은 입자의 형성을 줄이거나 제거한다.

가요성 금속 벨로우즈는, 어느 정도 배관의 가요성이 요구되는 고순도 배관 어플리케이션과, 폴리머 튜브가 진공 분위기의 순도를 악화시킬 수 있는 고진공 어플리케이션을 위해 사용된다. 튜브 내에서의 응결을 방지하기 위해 금속 배관을 가열해야만 하는 경우, 종래의 시스템은 벨로우즈에 도포되어 단열부 형태로 덮이는 히트랩(heat wrap)과 같은 저항 테이프를 사용한다. 이러한 접근법은 고정식 배관의 경우에는 충분하지만, 여기에 개시한 실시형태에서 사용되는 이동식 벨로우즈의 경우에는 작동하지 않는다. 벨로우즈는 가열 테이프로 덮기 어려운 불규칙한 표면을 갖고, 벨로우즈가 휠 때, 가열 테이프는 벨로우즈 표면과 접촉 분리되고, 종종 벨로우즈의 이동을 제한한다. 더욱이, 단열부가 벨로우즈의 열보유를 개선하지만, 이는 벨로우즈가 휠 때에 벨로우즈의 표면을 문지르고, OVJP 시스템에서 바람직하지 않은 입자를 형성한다. 대안의 기술은 배관의 외측부에 들어맞는 컨포멀 히트 자켓의 사용이다. 이러한 컨포멀 히터는 저항 히터 및 단열부를 포함한다. 이러한 기술도 또한 가요성 벨로우즈의 경우에는 양호하게 작용하지 않는데, 그 이유는 히트 테이프가 단단히 권취된 경우에는 벨로우즈 움직임을 방해하고, 벨로우즈와 히트 테이프가 서로에 대해 이동할 때에 입자를 형성하기 때문이다. 컨포멀 히트 자켓은 벨로우즈를 유연하지 않게 할 것이다. 벨로우즈가 단단히 둘러싸이지 않으면, 열이 벨로우즈에 효율적으로 전달되지 않고, 그 결과 벨로우즈가 벨로우즈에 부착된 배관보다 저온으로 된다. 히트 테이프 위에 단열부를 추가하는 것은 벨로우즈 동작을 더욱 방해한다.

따라서, 여기에 개시된 실시형태는 히트 테이프나 추가의 단열부를 필요로 하지 않고 가요성 벨로우즈를 가열하기 위해 OVJP 분사 블럭 내에 형성된 비접촉식 가열 리세스를 사용한다. 이러한 구성에서, 분사 블럭은 움직임을 방지하거나 입자를 형성하지 않고 벨로우즈를 균일하게 가열하는 오븐으로서 기능한다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 각각 리세스(302)가 밀링 가공된, 여기에 개시한 가열 분사 블럭(3010)의 일례의 개략적인 사시도, 측면도 및 평면도이다. 리세스(302)는 분사 블럭(301) 내에서 임의의 적절한 형상 및 치수일 수 있지만, 일반적으로 리세스(302)는 내부에 있는 리세스와 구성요소의 가열을 개선하기 위해 도 3b 및 도 4에 관하여 설명하는 피쳐를 포함하도록 필요 이상으로 크지 않은 것이 바람직하다. 예컨대, 상용 시스템에 있어서 리세스는 벨로우즈와 유사한 치수를 가질 수 있고, 이에 따라 벨로우즈의 벽이 벨로우즈 외측 에지의 2 mm 이하 내이다. 더욱이, 분사 블럭이 균일한 물질로 이루어진 모놀리식 블럭으로 형성될 수 있기 때문에, 리세스(302)와 분사 블럭(300)은 전체적으로 매우 일관된 온도로 유지될 수 있다. 예컨대, OVJP 증착과 같은 통상의 공정 중에, 분사 블럭은 2 ℃, 1.75 ℃, 1.5 ℃, 1.25 ℃, 1 ℃ 이하의 차이로 균일하고 일관된 온도로 유지될 수 있다. 온도는 하나 이상의 히터 및/또는 하나 이상의 온도 센서 - 이들은 시스템의 작동 중에 더 많거나 적은 열을 공급하기 위해 자동 제어되도록 구성될 수 있음 - 의 사용을 통해 유지될 수 있다. 히터와 온도 센서의 사용은 일반적으로 종래의 시스템에서 알려져 있지만, 그러한 시스템은 대체로 여기에 개시된 실시형태와 동일한 수직방향 동작 범위를 제공할 수 없거나, 가요성 배관이나 등가의 피쳐를 가열 및 단열해야 할 필요성으로 인한 센서 기반 제어 하에서도 훨씬 큰 온도 변화를 나타내며, 이로 인해 여기에 개시한 모놀리식 분사 블럭과 동일한 열지속성을 갖지 않는다.

도 3b 및 도 3c는 벨로우즈 개념과 리세스의 상세를 보여준다. 리세스(302)는 분사 블럭 내부 가스 분배망(308)과 유체 연통되는 실링면(307)에 의해 실링될 수 있다. 가요성 벨로우즈(303)는 짧은 튜브(304)와 회전식 시일 조립체(306)에 용접될 수 있다. 시일 페이스(305)는 분사 블럭 리세스(302)에 형성된 시일에 들어맞고, 예컨대 콘플라트(conflat), Swagelok사(社)로부터 입수 가능한 VCR 고순도 가스 접속부, C-시일 등과 같은 순금속 시일일 수 있다. 벨로우즈(303)의 대향 단부는 유기 소스(도시하지 않음)과 유체 연통되는 가열식 입력 튜브(310)에 용접될 수 있다. 2 부분 커버(309)가 분사 블럭에 볼트 결합되어 공동에서 열을 유지할 수 있다. 커버(309)에 있는 클리어런스 구멍으로 인해, 벨로우즈가 입자를 형성하지 않고 휠 수 있다. 입력 튜브(310), 벨로우즈(303) 및 다른 구성요소는 임의의 적절한 치수를 가질 수 있다. 그러나, 상업적 규모의 디바이스의 경우, 입력 튜브(310)는 분사 블럭을 통한 유기 물질을 함유하는 캐리어 가스 및 배기 가스의 충분한 체적 유량을 가능하게 하기 위해 적어도 0.635 cm (0.25 in), 0.7 cm 또는 그 이상의 내경을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

도 4는 여기에 개시한 예시적인 분사 블럭 벨로우즈 조립체의 상세도를 보여준다. 가열식 분사 블럭(300)은 앞서 개시한 바와 같은 리세스(301)를 포함한다. 실링면(408)이 분사 블럭에 있는 가스 분배망(308)과 유체 연통되는 하나의 표면 상에 형성된다. 벨로우즈 조립체는 앞서 개시한 바와 같은 실링 플레이트(307)를 포함하고, 리세스에 있는 실링면에 들어맞는 실링면을 갖는다. 실링 플레이트를 받아들이고 정렬시키는 리세스(406)를 포함하는 플랜지(405)가 리세스에 있는 나사형 구멍(413)에 볼트 결합될 수도 있고, 상기 나사형 구멍에 다른 방식으로 직접 결합될 수도 있다. 실링 플레이트(307)는 가요성 벨로우즈(303)에 용접된 짧은 튜브(404)에 용접될 수 있다, 벨로우즈의 대향 단부는 유기 증기의 소스와 유체 연통되는 가열식 입력 튜브(310)에 용접된다. 가열식 튜브는 열손실을 방지하기 위해 절연될 수 있다. 실링 플레이트(412)가, 입력 튜브(310)가 벨로우즈의 축과 동일한 방향으로 이동하게 할 수 있는 중앙 클리어런스 구멍을 갖는다. 실링 플레이트(412)는 분사 블럭에 있는 나사형 구멍(411)에 볼트 결합될 수도 있고, 상기 나사형 구멍에 다른 방식으로 직접 결합될 수도 있다. 실링 플레이트는 일체형일 수도 있고 설치를 보다 용이하게 하기 위해 분할될 수도 있다. 커버 플레이트는 벨로우즈를 균일하게 가열하기 위해 리세스 내의 열을 유지하는 기능을 한다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 실시형태의 벨로우즈(303)로 인해, 분사 블럭과 프린트 다이 사이 그리고 분사 블럭과 물질 함유 캐리어 가스 및/또는 진공의 외부 소스 사이의 가스 라인 연결을 유지하면서, 물질이 증착되는 기판에 대한 및/또는 분사 블럭이 접속되는 캐리어 가스 소스 및/또는 진공 소스에 대한 분사 블럭의 수직방향 이동이 가능하다. 상업적 규모의 디바이스에서, 벨로우즈로 인해, 이러한 연결을 유지하면서 적어도 150 μm, 200 μm, 250 μm, 또는 300 μm의 수직방향 이동이 가능하다. 더욱이, 벨로우즈가 분사 블럭 내에 배치되고, 분사 블럭이 하나 이상의 히터에 의해, 벨로우즈를 통해 이동하는 캐리어 가스에 혼입된 유기 물질의 응결을 방지하기에 충분한 온도로 균일하게 가열되기 때문에, 벨로우즈의 사용은 가요성 배관, 사행형 가스 라인 등 - 이들은 분사 블럭 외부에 배치되어, 앞서 개시한 바와 같은 추가의 가열 및 절연을 필요로 함 - 과 같은 종래의 대안을 사용하는 종래의 분사 블럭이나 시스템에 비해 응결 가능성을 증가시키지 않는다. 여기에 개시한 가요성 벨로우즈는 또한 종래의 대안과 비교하여 증착 시스템 내에서 더 작은 공간을 필요로 하여, 유기 물질의 유로 전반에 걸쳐 원하는 일관된 온도를 유지하는 능력을 향상시킨다.

도 3 및 도 4에 도시한 실시형태에서, 분사 블럭(301)은 유기물 함유 캐리어 가스와 진공 소스를 실리콘 MEMS-제조 프린트 다이로 라우팅하는 분배 매니폴드를 포함한다. 분사 블럭(301) 및/또는 프린트 다이는, 금속, 세라믹 또는 유리로 제조될 수 있다. 세라믹 또는 유리의 경우, 블럭에 있는 나사형 구멍은 관통 구멍으로 대체될 수 있고, 플랜지는 볼트 및 너트에 의해 부착될 수 있다. 실리콘 프린트 다이는 분쇄 가능한금속 시일 및 백킹 압력 플레이트, 금속 땜납, 프릿 본딩 또는 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 적절한 부착 기구를 사용하여 분사 블럭에 부착될 수 있다. 분사 블럭(301)은, 예컨대 원하는 가스 라인과 기타 피쳐가 가공되거나, 접합 이전에 다른 방식으로 형성된 실리콘 웨이퍼를 접합하는 것에 의해 균일한 물질로 이루어진 모놀리식 블럭으로 제조될 수 있다.

여기에 개시한 실시형태는 원자층 증착(ALD), 화학적 기상 증착(CVD)과 같은 다른 증착 기술과 달리 OVJP에 특히 적합할 수 있다. OVJP와 다른 기술의 한가지 차이는, 원하는 압력, 물질 상태, 가스 또는 기타 물질 흐름 등을 유지하기 위해 증착 시스템의 각 부분이 작동하는 온도이다. 예컨대, OVJP는 통상 소스 도가니와 소스 물질 컨테이너와 프린트 헤드 사이의 가스 이동 라인를 위해 200 내지 500 ℃의 온도를 이용하고, 물질이 증착되는 기판을 위해 0 내지 80 ℃의 온도를 이용한다. 이것은, 통상적으로 가열된 기판과, 증착 시스템 전반에 걸쳐 온도 및 압력 변화의 다른 조합을 사용하는 다른 증착 기술과 상당히 다르다. 예컨대, ALD 및 다양한 CVD 프로세스는 통상 25 내지 150 ℃의 가스 이동 라인을 사용한다. 이러한 온도에서 OVJP 물질은 가스 라인 내에서 높은 응결도를 나타낼 가능성이 있다. ALD와 CVD 기술의 변형도 또한 훨씬 높은 기판 온도, 통상적으로 ALD의 경우에는 25 내지 800 ℃ 그리고 종래의 CVD 프로세스의 경우에는 600 내지 1200 ℃를 이용한다. 반도체, 광전자 도는 유사 용도를 위해 산화물, 질화물 및 기타 물질을 증착할 때에 200 내지 400 ℃에서 작동할 수 있고, 비반도체 어플리케이션에 있어서는 25 내지 400 ℃에서 작동할 수 있는 플라즈마 증대 CVD(PECVD)와 같은 일부 CVD 기술은 약간 더 낮은 온도를 이용할 수 있다. 저압 CVD(LPCVD)는 통상적으로 반도체 및 광전자 소자의 경우에는 400 내지 900 ℃로 작동한다. CVD 기반 기술의 OVJP 프로세스에 허용 가능한 범위와 중첩될 수 있는 기판 온도를 사용할 수 있는 경우라도, 증착 시스템이 기판으로 열을 전달할 가능성 - 이는 기판 상의 유기 물질을 손상시키고/손상시키거나, 캐리어 가스에 혼압된 유기 물질의 적절한 증착을 방지함 - 으로 인해 해당 디바이스와 시스템은 OVJP 용도에는 부적합할 것이다. 따라서, 여기에서 사용되는 "OVJP 증착 시스템" 또는 "OVJP 시스템" 또는 기타 OVJP 구성요소는 ALD, CVD 또는 유사한 비-OVJP 프로세스와 함께 사용하도록 구성되거나 의도되는 디바이스 및 시스템을 배제한다. 더욱이, 전술한 바와 같이, OVJP 시스템은 통상적으로 가스 이송 라인과 기판에 대해서, 다른 프로세스에서 사용된 것과 상이한 온도 범위 및 온도 범위의 조합으로 작동한다. 따라서, 여기에 개시한 OVJP 시스템은, 시스템, 기판, 및 기판 상에 증착되는 물질을 손상시키지 않으면서 개시된 OVJP 온도 범위에서 작동하도록 구성되고, 이러한 작동을 가능하게 한다는 점에서 다른 증착 시스템과 구별될 수 있다.

여기에 개시한 실시형태는 또한 OVJP를 사용하여, 마스크의 사용 없이 기판 상에 직접 프린팅되는 픽셀당 25 μm에서 160 dpi 해상도를 달성할 수 있는 OLED 디스플레이를 제조하는 데 적합할 수 있다. 특정예로서, 4K 디스플레이의 경우, 공차가 0.5 μm인 공중 부양 높이(기판-프린트 다이 거리)가 이용될 수 있고, 이때 기판 상에 증착되는 인접한 서브 픽셀들 사이의 거리는 10 μm이다.

도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 분사 블럭(300)을 포함하는 예시적인 OVJP 프린트 헤드 디바이스가 OVJP 프린트 다이와 같은 프린트 다이(500)에 접속되어 있는 것을 보여준다. 혼입된 유기 물질 및 캐리어 가스 및/또는 배기 진공 소스는 앞서 개시한 바와 같은 고정 위치 가스 분배 시스템으로부터 분사 블럭에 제공될 수 있다. 분사 블럭은 이어서 유기 물질 및/또는 진공을 프린트 다이로 이송한다. 프린트 다이가 분사 블럭(300) 아래에 부착된 것으로 도시되어 있지만, 프린트 다이(500)는 또한 당업계에 알려진 임의의 구성으로 분사 블럭(300)의 일측부에 접속되고 위치 설정될 수 있다. 앞서 개시한 바와 같이, 분사 블럭(300)은 프린트 다이(300)에 기계 가공된 하나 이상의 이송 및/또는 배기 채널에 의해 캐리어 가스 및/또는 진공을 프린트 다이로 분배하는 내부 가스 분배 매니폴드(308)를 포함할 수 있는데, 도 3c 및 도 5에는 예시의 용이함을 위해 단 하나의 채널(308)만이 도시되어 있다. 내부 가스 분배 매니폴드(308)는 510으로 나타낸 프린트 다이 내의 하나 이상의 적절한 채널, 튜브 등에 접속될 수 있다. 예시의 용이함을 위해 하나의 채널(510)을 도시하지만, 당업계에 알려진 바와 같이 프린트 다이(500)에서는 임의의 개수의 이송 및/또는 배기 채널이 사용될 수 있다. 작동 중에, 캐리어 가스에 혼입된 유기 물질은 프린트 다이(500)로부터 이 프린트 다이 위 또는 아래에 위치 설정된 기판(525)을 향해 배출된다. 기판(525)은 물리적 파지기, 진공 파지기, 부동 테이블 등이나 이들의 조합과 같은 기판 홀더일 수 있는 구조체(530)에 의해 제위치에 유지될 수 있다. 기판(525)을 프린트 헤드에 대해 수직방향으로 이동시키려고 할 수 있는 다른 시스템과 비교하여, 여기에 개시한 실시형태는 프린트 다이 대 기판 거리를 보다 정밀하게 제어한다. 이것은, 통상적으로 균일한 거리 제어를 가능하게 하기에 충분히 평평하지 않은 대형 기판의 경우에 특히 해당된다. 예컨대, 기판과 프린트 다이의 최근접 에지 사이의 거리를 1.0 μm 이하의 공차로 25 내지 60 μm로 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 대형 기판을 프린트 다이에 대해 이동시키는 것은 기판 자체의 고유한 늘어짐 및 불균일성으로 인해 어려울 수 있다.

본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 본원에 기술된 다수의 물질 및 구조는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 따라서, 특허 청구된 본 발명은 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에 기술된 특정 실시양태 및 바람직한 실시양태로부터 유래하는 변형예를 포함할 수 있다. 본 발명이 왜 효과가 있는지에 관한 다양한 이론을 한정하려는 의도는 없음을 이해하여야 한다.

Claims (14)

1. 유기 증기 제트 프린팅(Organic Vapor Jet Printing; OVJP) 디바이스로서,
   프린트 다이; 및
   분사 블럭
   을 포함하고, 분사 블럭은
   전체적으로 분사 블럭 내에 있는 내부 리세스;
   프린트 다이에 캐리어 가스 및/또는 진공을 분배하는 내부 가스 분배 매니폴드; 및
   분사 블럭 내에 있는 내부 리세스 내에 배치되고, 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되어, 프린트 다이와 분사 블럭 간의 유체 접속을 유지하면서 분사 블럭을 고정 위치 가스 분배 시스템에 대해 수직방향으로 적어도 150 μm 이동시킬 수 있는 가요성 벨로우즈
   를 포함하는 것인 OVJP 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 분사 블럭은 모놀리식(monolithic) 물질 블럭을 포함하고, 내부 가스 분배 매니폴드는 모놀리식 재료 블럭에 기계 가공된 하나 이상의 채널을 포함하는 것인 OVJP 디바이스.
3. 제1항에 있어서, 가요성 벨로우즈는 프린트 다이와 분사 블럭 간의 유체 접속을 유지하면서, 분사 블럭이 수직방향으로 적어도 300 μm 이동하게 하는 것인 OVJP 디바이스.
4. 제1항에 있어서, 가요성 벨로우즈의 제1 단부 및 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되는 내측 시일을 더 포함하는 OVJP 디바이스.
5. 제4항에 있어서, 내부 리세스는 분사 블럭의 외면에 인접하게 배치되고, OVJP 디바이스는 외부 주위 환경으로부터 내부 리세스를 실링하고 내부 리세스 내에 열을 유지하기 위해 외측 시일을 더 포함하는 것인 OVJP 디바이스.
6. 제1항에 있어서, 벨로우즈 및 캐리어 가스 및/또는 유기 증기 물질의 소스와 유체 연통되는 입력 튜브를 더 포함하는 OVJP 디바이스.
7. 제6항에 있어서, 입력 튜브는 적어도 0.635 cm의 내경을 갖는 것인 OVJP 디바이스.
8. 제7항에 있어서, 입력 튜브는 적어도 0.7 cm의 내경을 갖는 것인 OVJP 디바이스.
9. 제1항에 있어서, 분사 블럭 내의 온도를 2 ℃ 이하의 차이로 유지하도록 구성된 가열 요소를 더 포함하는 OVJP 디바이스.
10. 제1항에 있어서, 프린트 다이는 모놀리식 블럭에 에칭된 채널을 포함하고, 이 채널은 분사 블럭의 내부 가스 분배 매니폴드와 유체 연통되는 것인 OVJP 디바이스.
11. 유기 증기 제트 프린팅(OVJP) 분사 블럭으로서,
    분사 블럭 내의 온도를 2 ℃ 이하의 차이로 유지하도록 구성된 가열 요소 및 온도 센서를 포함하는 OVJP 분사 블럭.
12. 제11항에 있어서, 분사 블럭은 고정 위치 가스 분배 시스템에 대해 수직방향으로 적어도 150 μm 범위에 걸쳐 이동 가능한 것인 OVJP 분사 블럭.
13. 제12항에 있어서, 분사 블럭은 고정 위치 가스 분배 시스템에 대해 수직방향으로 적어도 300 μm 범위에 걸쳐 이동 가능한 것인 OVJP 분사 블럭.
14. 제11항에 있어서, 분사 블럭은 모놀리식 재료 블럭을 포함하는 것인 OVJP 분사 블럭.
    
    

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