TW201716611A - 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 - Google Patents
多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201716611A TW201716611A TW105140046A TW105140046A TW201716611A TW 201716611 A TW201716611 A TW 201716611A TW 105140046 A TW105140046 A TW 105140046A TW 105140046 A TW105140046 A TW 105140046A TW 201716611 A TW201716611 A TW 201716611A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- nozzles
- nozzle
- different
- substrate
- relatively
- Prior art date
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 41
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 67
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 33
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 28
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 8
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 8
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 6
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 4
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 4
- VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 2-phenylpyridine Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 4-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n-bis[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]-4-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- ANYCDYKKVZQRMR-UHFFFAOYSA-N lithium;quinoline Chemical compound [Li].N1=CC=CC2=CC=CC=C21 ANYCDYKKVZQRMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
- B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
- B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/12—Organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
- H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
- H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本發明提供用於沈積材料之經圖案化薄膜之系統及方法,其中藉由具有不同幾何形狀之兩個或兩個以上噴嘴來沈積該經圖案化膜的個別元件。該等不同噴嘴幾何形狀可包括不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距基板的不同排出口距離以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向的不同前邊緣中之一或多者。將所述薄膜沈積在一基板上之所揭示方法可包括以下一或多個步驟:在使複數個噴嘴或該基板相對於彼此移動的同時,自該等噴嘴噴射一載氣及一材料;以及將該材料沈積在該基板上成包括複數個橫向間隔元件的一圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。該等橫向間隔元件中之至少一者可包括一第一寬度,且沈積該元件的該噴嘴群組中之該等噴嘴中之至少一者可組態以用小於該第一寬度之一第二寬度在該基板上沈積該材料。
Description
本發明係關於經由複數個噴嘴來沈積有機材料,其中該等噴嘴中之至少兩者包括不同幾何形狀。本發明之標的物可在利用有機材料之光學電子裝置及其類似者之製造中找到特定適用性。
出於若干原因,利用有機材料之光學電子裝置變得愈來愈合意。用以製作此等裝置的材料中之許多材料相對便宜,因此有機光學電子裝置具有優於無機裝置的成本優勢潛力。另外,有機材料之固有特性(諸如其可撓性)可使其非常適合特定應用,諸如在可撓性基板上之製造。有機光學電子裝置之實例包括有機發光裝置(OLED)、有機光電電晶體、有機光伏電池及有機光電偵測器。對於OLED,有機材料可具有優於習知材料之效能優點。舉例而言,有機發光層發射光的波長通常可用適當的摻雜劑來容易地調諧。
OLED利用較薄的有機膜,其在電壓施加於裝置上時發射光。OLED正變為用於諸如平板顯示器、照明及背光之應用中之愈來愈有吸引力的技術。美國專利第5,844,363號、第6,303,238號及第5,707,745號中描述若干OLED材料及組態,該等專利以全文引用之方式併入本文中。
有機蒸氣噴射印刷(OVJP)藉由在載氣中輸送有機蒸氣且經由噴嘴將其噴射至基板上來沈積經圖案化的有機薄膜,而無需遮蔽罩。
OVJP的目的已為在實質上限於噴嘴的寬度的基板上形成有機薄膜圖案。然而,已知,對於某些噴嘴幾何形狀,在OVJP期間可發生過噴。將過噴界定為沈積在基板的其他部分上之所沈積線之厚度的百分比。舉例而言,使用OVJP印刷的三色顯示器可含有紅色、藍色及綠色像素,其各自需要自一或多個噴嘴沈積之單獨材料。舉例而言,重要的是,自一個噴嘴沈積之紅色發光材料不會黏至基板的與自不同噴嘴沈積之藍色發光材料相同的區。
磷光性發光分子之一個應用是全色顯示器。用於此顯示器的工業標準需要適於發射特定色彩(稱為「飽和」色彩)的像素。詳言之,此等標準需要飽和的紅色、綠色及藍色像素。可使用此項技術中眾所周知的CIE座標來量測色彩。
綠色發光分子之一個實例為3(2-苯基吡啶)銥,表示為Ir(ppy)3,其具有以下結構:
在此圖以及本文後面的圖中,將自氮至金屬(此處,Ir)的配價鍵描繪為直線。
如本文所使用,術語「有機」包括聚合材料以及小分子有機材料,其可用以製造有機光學電子裝置。「小分子」指代不是聚合物的任何有機材料,且「小分子」可實際上相當大。在一些情況下,小分子可包括重複單元。舉例而言,使用長鏈烷基作為取代基不會將分子自「小分子」類別中去除。小分子亦可併入至聚合物中,例如作為聚合物主鏈上之側基或作為主鏈的一部分。小分子亦可充當樹狀體之核心半族,樹狀體由建立在核心半族上之一系列化學殼組成。樹狀體之核心半族可為螢光或磷光小分子發射器。樹狀體可為「小分子」,且
咸信OLED領域中當前使用之所有樹狀體均為小分子。
如本文所使用,「頂部」表示離基板最遠,而「底部」表示離基板最近。在將第一層描述為「沈積在」第二層「上」的情況下,第一層沈積為進一步遠離基板。第一與第二層之間可存在其他層,除非指定第一層與第二層「接觸」。舉例而言,可將陰極描述為「安置在」陽極「上」,但之間存在各種有機層。
如本文所使用,「溶液可處理」表示能夠以溶液或懸浮液的形式在液體介質中溶解、分散或輸送且/或自液體介質沈積。
當咸信配位體直接促成發光材料之光敏特性時,配位體可稱為「光敏性的」。當咸信配位體並不促成發光材料之光敏特性時,配位體可稱為「輔助性的」,但輔助性的配位體可更改光敏配位體之特性。
如本文所使用,且如熟習此項技術者一般將理解,第一「最高佔用分子軌道」(HOMO)或「最低未佔用分子軌道」(LUMO)能量位準「大於」或「高於」第二HOMO或LUMO能量位準,若第一能量位準較接近真空能量位準的話。由於將電離電位(IP)量測為相對於真空位準之負能量,因此較高HOMO能量位準對應於具有較小絕對值之IP(負得較少的IP)。類似地,較高LUMO能量位準對應於具有較小絕對值之電子親和性(EA)(負得較少的EA)。在習知能量位準圖上,真空位準在頂部,材料之LUMO能量位準高於同一材料之HOMO能量位準。「較高」HOMO或LUMO能量位準表現為比「較低」HOMO或LUMO能量位準更靠近此圖的頂部。
如本文所使用,且如熟習此項技術者一般將理解,若第一功函數具有較高絕對值,則第一功函數「大於」或「高於」第二功函數。因為通常將功函數量測為相對於真空位準的負數,因此這意味著「較高」功函數較負。在習知能量位準圖上,真空位準在頂部,將「較
高」功函數說明為在向下方向上較遠離真空位準。因此,HOMO及LUMO能量位準的定義遵循與功函數不同的慣例。
關於OLED以及上文所述之定義的更多細節可在以全文引用之方式併入本文中之美國專利第7,279,704號中找到。
本發明之標的物大體上係針對用於沈積經圖案化材料膜之系統及方法。詳言之,可使用具有不同幾何形狀之多個噴嘴來沈積經圖案化膜的單一元件。已發現本發明之態樣在改良經圖案化元件之解析度及/或減少原本可能增加經圖案化元件的寬度之不合意「過噴」時有效。
根據本發明之第一態樣,將一薄膜沈積在一基板上之方法可包括一或多個步驟:在使複數個噴嘴或基板相對於彼此移動的同時,自該等噴嘴噴射一載氣及一材料,其中將該材料自該等噴嘴中之至少兩者沈積在該基板上,該等噴嘴中之該至少兩者包括不同幾何形狀。
在實施例中,該等不同幾何形狀可包括不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距該基板的不同排出口距離(高度)以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向的不同前邊緣中之至少一者。
在實施例中,該至少兩個噴嘴可包括兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴。在實施例中,該等相對較小的噴嘴可安置為鄰近於該相對較大的噴嘴。
在該至少兩個噴嘴包括不同孔角,具有兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴之實施例中,該等相對較小的噴嘴可定角度為相對於該相對較大的噴嘴而聚攏。
在該至少兩個噴嘴包括距基板的不同排出口距離,例如具有兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴之實施例中,相
對較小的噴嘴可安置為比該相對較大的噴嘴更靠近該基板。或者,相對較小的噴嘴可安置為比該相對較大的噴嘴更遠離該基板。
在實施例中,該至少兩個噴嘴距基板的排出口距離可例如相差約300Å或更多。
在實施例中,該等噴嘴中之該至少兩者可包括相對於該等噴嘴或該基板的行進方向之一交錯配置。
在實施例中,該至少兩個噴嘴可包括一相對較小的噴嘴及一相對較大的噴嘴,該相對較小的噴嘴及相對較大的噴嘴安置成不垂直於或平行於該等噴嘴或該基板的該行進方向之一配置。
在實施例中,該載氣及材料可以不同流動速率自該等噴嘴中之該至少兩者噴射。
在實施例中,該等噴嘴中之該至少兩者可連接至不同載氣源。
在實施例中,該複數個噴嘴可包括在一噴嘴區塊中。
在實施例中,該材料可由該等噴嘴中之該至少兩者沈積成一至少部分重疊的圖案。
在實施例中,該薄膜可沈積成包括複數個橫向間隔元件的圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。
在實施例中,自該等噴嘴中之該至少兩者沈積該材料可提供比藉由用單一噴嘴沈積該圖案將實現的圖案更尖銳的邊緣圖案。
根據本發明之進一步態樣,可提供一種用於將一材料薄膜沈積在一基板上之設備,其包括:複數個噴嘴,其與一載氣及一待沈積之材料流體連通;以及一平移機構,其經組態以在沈積製程期間,使該基板及該複數個噴嘴中之至少一者相對於彼此移動。在實施例中,該等噴嘴中之至少兩者可包括不同幾何形狀。
在實施例中,該等不同幾何形狀可包括不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距該基板的不
同排出口距離以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向之不同前邊緣中之至少一者。
在實施例中,該設備可包括一或多個有機材料供應以及一或多個載氣供應。在實施例中,該設備可經組態以使得該載氣及該有機材料之一蒸氣混合物可穿過複數個噴嘴,且該有機材料在退出出口之後沈積在一基板上。
在實施例中,該至少兩個噴嘴可包括兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴,該等相對較小的噴嘴安置為鄰近於該相對較大的噴嘴。
在該至少兩個噴嘴包括不同孔角,例如具有兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴之實施例中,該等相對較小的噴嘴可定角度為相對於該相對較大的噴嘴而聚攏。
在該至少兩個噴嘴包括距基板的不同排出口距離,例如具有兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴之實施例中,該等相對較小的噴嘴可安置為比該相對較大的噴嘴更靠近該基板。或者,該等相對較小的噴嘴可安置為比該相對較大的噴嘴更遠離該基板。
在實施例中,該至少兩個噴嘴距基板的排出口距離可例如相差約300Å或更多。
在實施例中,該等噴嘴中之該至少兩者可包括相對於該等噴嘴或該基板的行進方向之一交錯配置。
在實施例中,該至少兩個噴嘴可包括一相對較小的噴嘴及一相對較大的噴嘴,該相對較小的噴嘴及相對較大的噴嘴安置成不垂直於或平行於該等噴嘴或該基板的該行進方向之一配置。
在實施例中,該設備可經組態以使得該載氣及材料以不同流動速率自該等噴嘴中之該至少兩者噴射。
在實施例中,該等噴嘴中之該至少兩者可連接至不同載氣源。
在實施例中,該複數個噴嘴可包括在一噴嘴區塊中。在實施例中,該複數個噴嘴中之每一者可經組態以沈積一有機發光材料。在實施例中,含有不同有機發光材料之至少三個不同有機材料供應可連接至不同噴嘴群組。
在實施例中,該等噴嘴中之至少兩者可配置為使得該材料自該等噴嘴中之該至少兩者沈積成一至少部分重疊的圖案。
在實施例中,該複數個噴嘴可配置為一條線。
在實施例中,該複數個噴嘴可配置為二維陣列。
在實施例中,該設備可經組態以使得該薄膜沈積成包括複數個橫向間隔元件的一圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。
根據本發明之另外態樣,將一薄膜沈積在一基板上之方法可包括一或多個步驟:在使複數個噴嘴或基板相對於彼此移動的同時,自該等噴嘴噴射一載氣及一材料;以及在該基板上沈積該材料成包括複數個橫向間隔元件的一圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。在實施例中,該等橫向間隔元件中之至少一者包括一第一寬度,且沈積該等橫向間隔元件中之該至少一者的該噴嘴群組中之該等噴嘴中之至少一者經組態以用小於該第一寬度的一第二寬度在該基板上沈積該材料。
在實施例中,單一噴嘴群組中之至少兩個噴嘴可具有不同沈積寬度。
在實施例中,單一噴嘴群組中之至少兩個噴嘴可具有實質上相等的沈積寬度。
在實施例中,單一噴嘴群組中之至少兩個噴嘴可具有不同沈積寬度,且該單一噴嘴群組中之至少兩個噴嘴可具有實質上相等的沈積
寬度。
在實施例中,可在不使用一遮蔽罩的情況下沈積材料。
本發明之額外特徵、優點及實施例可在以下詳細描述、圖式及申請專利範圍中陳述或自以下詳細描述、圖式及申請專利範圍中顯而易見。此外,將理解,本發明之前面的概述以及後面的詳細描述均為例示性的,且意在提供進一步闡釋,而不限制如所主張的本發明之範疇。
101‧‧‧有機材料供應
102‧‧‧載氣供應
103‧‧‧噴嘴群組
104‧‧‧噴嘴
105‧‧‧噴嘴
106‧‧‧噴嘴
107‧‧‧稀釋氣體
113‧‧‧噴嘴群組
123‧‧‧噴嘴群組
203‧‧‧材料
213‧‧‧材料
220‧‧‧方向
223‧‧‧材料
230‧‧‧間隙
231‧‧‧間隙
310‧‧‧噴嘴群組
312‧‧‧複合輪廓
320‧‧‧噴嘴群組
322‧‧‧配置
324‧‧‧噴嘴配置
330‧‧‧三噴嘴-噴嘴群組
332‧‧‧配置
334‧‧‧配置
340‧‧‧噴嘴配置
341‧‧‧中心噴嘴
342‧‧‧噴嘴
350‧‧‧噴嘴配置
351‧‧‧中心噴嘴
352‧‧‧噴嘴
353‧‧‧噴嘴
360‧‧‧噴嘴配置
361‧‧‧中心噴嘴
362‧‧‧噴嘴
363‧‧‧噴嘴
410‧‧‧噴嘴群組
412‧‧‧總和分佈輪廓
500‧‧‧噴嘴
502‧‧‧入口
504‧‧‧出口/排出口
506‧‧‧節流閥部分
720‧‧‧OLED裝置堆疊
722‧‧‧材料層/玻璃基板
724‧‧‧材料層/陽極
726‧‧‧材料層/電洞注射層
728‧‧‧材料層/電洞輸送層
730‧‧‧材料層/第一發光層
732‧‧‧材料層/第二發光層
734‧‧‧材料層/阻擋層
736‧‧‧材料層
738‧‧‧陰極
D1‧‧‧直徑
D2‧‧‧直徑
D3‧‧‧直徑
L1‧‧‧軸向距離/軸向長度
L2‧‧‧軸向長度
L3‧‧‧軸向長度
包括隨附圖式以提供對本發明之進一步理解,且隨附圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分;隨附圖式說明本發明之實施例,且連同詳細描述一起用以闡釋本發明之原理。並不試圖以比對於本發明以及可實踐本發明之各種方式的基本理解來說必要的細節多的細節來展示本發明之結構細節。
圖1為假想的高解析度大螢幕電視的子像素結構,其說明均勻塗佈紅色像素而不污染綠色或藍色像素的挑戰。
圖2為來自噴嘴的薄膜沈積之模型,包括來自簡單的圓柱形噴嘴之高斯尾部及無意過噴。
圖3展示將有機薄膜塗佈在接觸墊上之相關技術方法,展示歸因於薄膜輪廓的高斯尾部之污染。
圖4A展示使用具有比接觸墊小得多的直徑之噴嘴在整個接觸墊上建立均勻薄膜的對高斯尾部問題之相關解決方案。
圖4B為關於噴嘴之多次通過(每一通過之間具有小偏移)可如何建立均勻薄膜但不能產生比個別通過之輪廓尖銳的邊緣輪廓之示意性說明。
圖5展示可用以印刷具有平坦頂部及尖銳側部的線的較小噴嘴陣列。
圖6為根據本發明之態樣的例示性沈積系統之示意性說明。
圖7為根據本發明之態樣的包括多組噴嘴的另一例示性沈積系統之示意性說明,展示單獨的沈積圖案。
圖8為來自沈積自1mm噴嘴及340μm噴嘴之線的至實際實驗資料之高斯擬合,展示較小噴嘴給出較窄且較尖銳的線輪廓。
圖9為包括具有不同幾何形狀及所得沈積輪廓的噴嘴的本發明之實施例之示意性說明。
圖10為歸因於以法線入射全部直接指向基板之一個1mm噴嘴及兩個340μm噴嘴的總和線輪廓之模型。
圖11為根據本發明之進一步態樣的例示性三噴嘴配置的側視圖及俯視圖。
圖12展示根據本發明之進一步態樣的例示性三噴嘴配置的額外實施例。
圖13A、圖13B及圖13C展示根據本發明之進一步態樣的包括三個以上噴嘴的例示性多噴嘴配置之額外實施例。
圖14A及14B為展示具有不同角度之噴嘴的比較之示意性說明,其說明用以計算因傾斜噴嘴使其遠離基板的法線而引起的峰移及不對稱性之模型。
圖15展示三角量測模型之結果,三角量測模型展示以與基板法線成0、10、20及30度自噴嘴預期之厚度輪廓,展示預期所得的峰移及不對稱加寬。
圖16為展示傾斜的噴嘴可如何用以產生具有平坦頂部及尖銳側部的總和輪廓之示意性說明。
圖17為展示可根據本發明之態樣而變化的例示性噴嘴尺寸之示意性說明。
圖18為展示可根據本發明之態樣而變化的另一例示性噴嘴及尺
寸之示意性說明。
圖19為可至少部分地根據本發明之態樣而形成的例示性有機發光堆疊的示意圖。
應理解,如熟習此項技術者將認識到,本發明不限於本文所述之特定實施例,因為此等實施例可變化。亦應理解,本文中所使用之術語是僅用於描述特定實施例的目的,且無意限制本發明之範疇。亦應注意,如本文所使用且在所附申請專利範圍中,單數形式「一」及「該」包括複數參考,除非上下文清楚指示另外的情形。因此,例如,對「一噴嘴」的參考是對一或多個噴嘴以及熟習此項技術者已知的其等效物之參考。
除非另有定義,否則本文所使用之所有技術術語均具有與本發明的一般熟習此項技術者通常所理解之意義相同的意義。參考非限制實施例更全面地闡釋且/或在隨附圖式中說明且在以下描述中詳述本發明之實施例以及其各種特徵及優點。應注意,圖中所說明之特徵不一定按比例繪製,且如熟習此項技術者將認識到,一個實施例之特徵可結合其他實施例來使用,即使本文未明確陳述這一點。
本文所陳述之任何數值包括以一個單位為增量的自下限值至上限值之所有值,前提是任一較低值與任一較高值之間存在至少兩個單位的分離。作為實例,若陳述組份之濃度或製程之值(例如大小、角度大小、壓力、時間及其類似者)係自1至100、自1至50或自5至20變化,則希望本文所包括之值在本說明書中明確枚舉。對於小於一的值,酌情將一個單位考慮為0.0001、0.001、0.01或0.1。此等情況僅係指定想要之實例,且所枚舉之最低值與最高值之間的數值之所有可能組合均將被視為以類似方式在本申請案中明確陳述。
如本文所使用,不同描述的入口、出口及其他噴嘴部分之「半
徑」不限於圓形橫截面,且可廣泛理解為包括自局部橫截面的幾何中心或形心延伸至該橫截面的周長上之點的區段。特定半徑可進一步指定為(例如)橫截面形狀之最大或最小半徑。
如本文所使用,不同描述的入口、出口及其他噴嘴部分之「直徑」不限於圓形橫截面,且可廣泛理解為包括穿過局部橫截面之幾何中心或形心(包括例如橫跨圓形及非圓形形狀之距離)的區段。直徑之使用可進一步指定為(例如)橫截面形狀之最大或最小直徑。
如本文所使用,「排出口距離」(有時稱為噴嘴高度)通常指代噴嘴排出口與基板之間的距離,如自基板垂直量測。這通常將自噴嘴排出口之中心量測,但在某些情況下,亦可自排出口之最靠近基板的邊緣量測。
典型的OLED裝置包含具有各種功能之薄膜(諸如陽極、有機電荷輸送層、有機發光層及陰極)的堆疊。在幾乎所有功能裝置中,此等層中之至少一者必須橫向圖案化。對於諸如顯示器之多色裝置,有機發光層自身必須圖案化。在諸如燈之其他裝置中,需要紅色、藍色及綠色發光層的圖案化,以產生總體高品質白光。有時,圖案化電荷輸送或其他層也可為有益的。對於諸如高解析度顯示器之應用,不同有機薄膜成分必須經橫向圖案化為線或像素,像素之間具有非常少的暗空間。燈或顯示器之作為其總面積的一部分的發光面積被稱為孔徑比,且幾乎總是需要藉由最小化子像素之間的暗空間來最大化孔徑比。為了實現此目的,例如,在高解析度大面積電視中,可能需要其間僅具有30μm之暗空間的150μm子像素之圖案化,如圖1中所說明。小顯示器可能需要更加高解析度之圖案化。
因此,存在對用以將橫向圖案化的OLED沈積在不僅具有不同成分之EML層(例如,R、G、B發射器)而且具有不同厚度之電荷輸送或惰性層的基板上之可製造方法之需要。術語「可製造」意在暗示低成
本且高輸送量製程。製造大的高解析度顯示器需要至多兩分鐘之TAC時間。
可使用OVJP藉由將有機蒸氣自噴嘴噴射至基板上來圖案化此等線及像素,而不使用遮蔽罩。見例如美國專利第7,431,968號。對於較小的圓柱形噴嘴,可將所得的薄膜模型化為具有高斯輪廓,或較小的鐘形輪廓,取決於確切噴嘴形狀及離基板的距離。亦即,雖然所沈積膜之半高全寬(FWHM)可與噴嘴之直徑有關,但如圖2中所說明,在距噴嘴某一橫向距離處,存在薄膜之顯著沈積。即使在理想條件下,一些膜沈積也可落在噴嘴之直徑外,在圖2中標記為「高斯尾部」之區域中。注意,高斯分佈僅為不應對本發明限制的沈積形狀之模型,且「高斯尾部」之確切形狀可取決於噴嘴形狀、溫度及載氣流動速率,以及噴嘴與基板的接近性。此沈積尾部之存在已記錄在文獻中,例如Michael S.Arnold等人在應用物理快報(Applied Physics Letters)92,053301(2008)中公佈的「Direct vapor jet printing of three color segment organic light emitting devices for white light illumination」。
如本文所使用,應將OVJP理解為沈積製程,其通常包括以下步驟:1)在坩堝中加熱有機材料,致使其蒸發,2)在熱有機材料上方通過諸如氮氣之惰性載氣,藉此在載氣內挾帶有機蒸氣,以及3)使具有有機蒸氣之載氣沿管道流動,其中其經由噴嘴噴射至基板上,以形成薄且經橫向圖案化之有機膜。在實施例中,可冷卻基板以輔助膜之沈積。
OVJP之實施例通常涉及自噴嘴噴射之氣體「噴射」,與其他技術不同,諸如OVPD(有機氣相沈積),其中可使用載氣,但不存在「噴射」。當穿過噴嘴之流動速度足夠大以導致相對於停滯氣體中之分子的各向同性速度分佈之顯著各向異性速度分佈時,「噴射」發生。界
定噴射何時發生之一種方式是當載氣之流動速度為載氣分子的熱速度的至少10%時。
OVJP之一個獨特態樣是有機物質可由輕得多的載氣流加速至超熱速度。這可產生較緻密且較有序的薄膜,其可能加寬用於裝置應用的高品質薄膜之超快速生長的處理窗。此加速亦可允許OVJP之瞬時局部沈積速率超過替代的廣區域沈積方法之速率,從而產生大規模電子裝置的快速印刷中之優點。
因為OVJP不使用液體溶劑,所以其可允許基板材料及形狀的選擇中比諸如噴墨印刷之其他製程大的寬容度,藉此准許沈積較寬種類之有機半導體及結構。用於有機裝置之分子通常具有多達若干毫巴的蒸氣壓力,從而允許較高的實際沈積速率。OVJP較佳用以沈積小分子有機材料,因為其通常在合理的溫度下具有充足的蒸氣壓力,以允許高沈積速率。然而,OVJP可應用於其他材料,諸如聚合物。
因此圖3及4中說明有時與高解析度顯示器之OVJP圖案化相關聯的問題。在圖3中,使用具有大約等於顯示器像素之寬度的直徑之圓柱形OVJP噴嘴來沈積有機薄膜。然而,由於厚度分佈之高斯尾部,少量的材料不可避免地沈積在鄰近子像素上。舉例而言,這在正沈積發射器材料時尤其不合需要,因為無意中沈積在藍色或綠色子像素上之非常少量的紅色發光材料將導致光輸出歸因於向較低能量摻雜劑的福斯特(Forster)或德克斯特(Dexter)轉移而發生之實質淬滅。其他圖案化挑戰可類似地受影響,諸如在太陽能電池之印刷期間,污染與n型材料之p-n光伏接面的p層。圖4A及4B中展示對此問題之一個潛在解決方案,其中使用具有比子像素之寬度小得多的直徑之噴嘴來沈積有機薄膜。藉由使用較小的噴嘴,厚度輪廓上尖銳得多的邊緣可實現,使得子像素之邊緣可用薄膜覆蓋,而不污染鄰近子像素。然而,在此情況下,將要求噴嘴在基板上之多次通過(每次通過之前具有較小的
橫向偏移),以便用實質上均勻的薄膜覆蓋子像素。偏移將必須顯著小於噴嘴之寬度,以便為OLED應用或其他對有機薄膜厚度具有極端敏感性的裝置產生充分均勻的薄膜。舉例而言,直徑為子像素之直徑的五分之一的噴嘴可能需要10至20次通過來產生可接受地均勻的薄膜。
圖4B示意性地說明嘗試以上解決方案將是什麼結果,其中在一區域上方三次掃描噴嘴,每次掃描之間具有較小的橫向偏移。藉由調整橫向偏移之大小,有可能產生具有頂部(圖4B,底部)幾乎平坦的橫截面輪廓之經圖案化薄膜。然而,圖案邊緣之斜率或其銳度將受來自噴嘴的高斯尾部之斜率限制,且不能比此尖銳。
或者,可使用緊密間隔的大小類似的噴嘴之線性陣列(間距遠小於噴嘴之寬度/直徑)來實現單次通過中之印刷。然而,這將導致鄰近間隔的噴嘴之間的噴射相互作用,藉此影響膜的均勻性。若噴嘴充分隔開,則具有增加之間距的大小類似的噴嘴之2D陣列/交錯可防止此等噴射相互作用;但此技術仍導致較長的TAC時間,如圖5中所示。TAC時間顯著增加至(例如)經濟製造為不可能的點。
根據本發明之態樣,提供可使用多個噴嘴來克服此等問題之系統及方法,從而在噴嘴陣列之單次通過中實現由OVJP圖案化之具有尖銳邊緣的有機薄膜之沈積。
在本發明之標的物中,可實施噴嘴組態,以例如改良解析度及/或減少所沈積材料之過噴。如圖6中示意性地展示,例示性有機材料沈積裝置可通常包括一或多個有機材料供應101、一或多個載氣供應102以及噴嘴群組103,或其他噴嘴結構,包括與有機材料供應及載氣供應流體連通之複數個噴嘴104至106。亦可任選地提供稀釋氣體107。如熟習此項技術者已知,此等連接之細節以及相關架構可變化,且此處不詳細描述。
如本文所使用,可將噴嘴「群組」理解為經組態以沈積通常與其他元件橫向分離之經圖案化元件的兩個或兩個以上噴嘴。在實施例中,複數個噴嘴104至106可經組態以沈積(例如)有機發光材料,或本文所述且熟習此項技術者已知的其他材料。噴嘴104至106中之至少兩者可具有不同幾何形狀,其如本文進一步描述,可包括一或多個不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距基板的不同排出口距離,以及相對於噴嘴或基板之移動方向之不同前邊緣。舉例而言,與噴嘴105相比,噴嘴104及106可具有不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距基板的不同排出口距離,以及相對於噴嘴或基板之移動方向之不同前邊緣。
可將噴嘴群組103與額外噴嘴及/或噴嘴群組組合於噴嘴區塊或其他結構中,該等額外噴嘴及/或噴嘴群組可(例如)與含有不同有機發光材料之不同有機材料供應101連接。舉例而言,在形成具有不同色彩發光像素或區的顯示器或照明面板時,此類型之配置可為較佳的。然而,亦可希望將噴嘴群組限於待沈積之相同材料,例如第一有機材料,使得在某些條件下,可一致地沈積複數行第一材料。此後,可使用第二組噴嘴來在不同條件下沈積不同材料。
噴嘴群組103可包括於噴嘴區塊或其他結構中,包括配置成行及/或配置成二維陣列之複數個噴嘴。在實施例中,噴嘴可包括於印刷頭中。印刷頭可具有在例如5mm至25mm的範圍內之厚度。
印刷頭可包含與第一氣體源流體連通之複數個第一噴嘴、與第二氣體源流體連通之複數個第二噴嘴,及/或與第三氣體源流體連通之複數個第三噴嘴。
包括於噴嘴群組103中之噴嘴可由多種材料形成,例如矽、金屬、陶瓷及其組合。在實施例中,噴嘴的入口、出口及/或部分可由
彼此不同之材料層製造。
源,諸如有機材料供應101,可包括多個有機源。連接至不同氣體源之多個通孔可與同一噴嘴流體連通,從而在噴嘴中產生氣體混合。參看圖7描述關於多個噴嘴群組的例示性使用之進一步細節。
如圖7之示意性自頂向下視圖中所示,複數個噴嘴群組103、113及123可各自包括複數個噴嘴(在此情況下,各自包括三個)。噴嘴群組103、113及123中之每一者可經組態以沈積相同或不同材料。噴嘴群組103、113及123可在方向220上移動,及/或下伏的基板可在相反方向上移動。在實施例中,噴嘴群組103、113及123可經組態以一起移動,諸如噴嘴區塊總成之部分,或可獨立移動,諸如當在不同條件下分別沈積不同有機材料時。
隨著噴嘴相對於基板移動,材料203、213及223之橫向分離圖案可經由通過噴嘴的材料之OVJP形成於基板上。因此,如圖7中可見,每一噴嘴群組形成離散的經圖案化元件,其由實質上無膜沈積之間隙230及231分離。諸如230及231之間隙的尺寸可取決於若干因素,包括正製造的裝置之類型。舉例而言,對於可具有諸如圖1中所示之像素組態的大面積HDTV,150μm子像素可由30μm間隙隔開。已展示此大小的尺寸與OVJP相容,且可根據本發明之態樣來實施。相反,較小的裝置(諸如頭戴式微顯示器)可能具有顯著較小的子像素,例如大約5μm,其間具有對應較小的空間(例如,大約1μm或更小)。在實施例中,噴嘴群組中之至少一個噴嘴的直徑及/或沈積寬度可小於經圖案化區域之間的所要間距,例如等於所要間距的0.1至0.99、所要間距的0.1至0.5或其他適當尺寸的直徑,視處理參數而定。
應注意,儘管為了便於描繪,圖7中所示之實施例包括明顯不同大小之噴嘴,在行進方向上具有不同前邊緣,但本發明並不僅限於不同大小之噴嘴,且因此,示意性地展示之噴嘴104、105及106以及噴
嘴群組103、113及123可表示本文所論述之幾何形狀的不同組合中之任一者。下文論述關於例示性組態及沈積圖案之進一步細節。
在實驗工作中,發明者已研究了藉由經由例如直徑為1.0mm及0.34mm的圓形噴嘴噴射有機蒸氣而產生之經圖案化薄膜。此等輪廓已經量測且擬合於高斯函數,且在圖8中展示。來自0.34mm直徑噴嘴之輪廓顯著比來自1.0mm直徑噴嘴之輪廓尖銳。注意,為了產生此等結果,在基板上方約一個噴嘴直徑掃描每一噴嘴。亦即,在基板上方1.0mm掃描1.0mm噴嘴,且距基板約340μm掃描340μm噴嘴。
圖9展示本發明之包括噴嘴群組310之實施例。此處,兩個300μm噴嘴與1.0mm噴嘴橫向間隔。由每一噴嘴產生之薄膜橫截面的輪廓在噴嘴下面展示。圖9亦示意性地展示此等輪廓的總和在基板上看起來的樣子。在此情況下,藉由對來自如圖9中所示間隔之一個寬噴嘴及兩個較窄噴嘴的輪廓進行求和,具有比單一噴嘴平坦的頂部且尖銳的側部之複合輪廓312可在單次通過中產生。
在圖9中所示之實施例中,安置較小噴嘴,使得噴嘴的排出口/出口比較大噴嘴的排出口/出口更靠近基板。然而,在其他實施例中,較小噴嘴(或具有不同幾何形狀之噴嘴)的排出口/出口可與較大/中央噴嘴齊平,或比較大/中央噴嘴遠離基板。在噴嘴中之至少兩者包括距基板的不同排出口距離之實施例中,不同排出口距離可(例如)相差大約300Å或更多。
圖10展示說明此實施例之實驗資料。所示之資料為與在實驗OVJP系統中沈積且使用針尖表面光度儀量測的線輪廓之高斯擬合。將主要的1.0mm噴嘴界定為在位置x=0處,且將兩個340μm噴嘴界定為在距較大噴嘴之中心線的位置-500μm及+500μm處。注意,此模型僅表示一種變化,而下文進一步描述之其他實施例可實現類似結果,例如即使每一噴嘴具有有限的壁厚度也是如此。又,在圖10中所
示之模型中,在約一個噴嘴直徑之較佳高度處掃描每一噴嘴,但這不應被視為限制本發明之範疇。為了獲得圖10中之資料,以載氣流與溫度組合來操作340μm噴嘴,以便給出在尖峰處厚度僅為來自1.0mm噴嘴之尖峰厚度的60%的沈積物。
若特定裝置應用需要較平坦的輪廓頂部,如對於OLED來說可能的情況,則這可以各種方式來實現,例如藉由添加較多噴嘴來填充在谷中,或藉由使兩組噴嘴行進偏移一個峰谷距離,或藉由使用單組噴嘴的兩次通過,其中第二次通過與第一次通過偏移一個峰谷距離。此等方法中之任一者將得出比單獨使用窄噴嘴之多次通過可獲得之TAC時間快的TAC時間。
圖11及12展示多噴嘴設計之一系列潛在實施方案。在圖11中,展示一組噴嘴320具有三個噴嘴之緊密有效橫向間距,即使噴嘴相隔相對較遠,這也可實現。舉例而言,基於噴嘴壁厚度或其他因素,將此等噴嘴配置為如配置322中那樣緊密可為困難的,且亦可導致沈積之某些問題,諸如噴射與過噴之間的干擾。因此,可藉由使噴嘴在x方向上交錯來實現y方向上之一種緊密噴嘴配置,噴嘴群組可在x方向或y方向上移動(相對地),如噴嘴配置324中所示。應注意,若外部噴嘴相等地間隔且交錯,則這也可允許噴嘴群組320在x方向及y方向兩者上相對移動,具有相對類似之結果。此配置可稱為「交錯幾何形狀」。若(例如)要求較小噴嘴比較大噴嘴靠近基板,則這可為較佳實施例,因為在此情況下,可能存在較小噴嘴在來自大噴嘴的沈積上投下陰影之問題。交錯幾何形狀亦准許三個噴嘴與原本由於噴嘴大小及有限壁厚度將可實現之情況相比,垂直於行進方向有效地更靠近。
圖12展示三噴嘴-噴嘴群組330之其他可能實施例,包括配置332,其中兩個輔助噴嘴配置在主要噴嘴後面的線中;以及配置334,其包括主要噴嘴與輔助噴嘴之間的排出埠。交錯配置之一個優點因此
可在配置334中看到,因為其允許排出埠放置在噴嘴之間,這可減輕載氣壓力在噴嘴之間的累積。排出埠可連接至負壓泵或吸力泵,或連接至具有比沈積腔低的環境壓力之空間,且將不與連接至材料源及載氣源的沈積噴嘴之排出口混淆。
此外,交錯幾何形狀可較好地實現冷凝板之使用,其可藉由提供噴嘴群組之噴嘴之間的額外表面積而併入至噴嘴群組外殼或噴嘴區塊中。關於用於OVJP沈積之冷凝板的組態及實施方案之進一步細節在美國專利公開案第2011/0097495號中描述,其內容以引用之方式併入本文中。因此,在實施例中,冷凝板可包括於噴嘴群組外殼或噴嘴區塊之在噴嘴排出口之間的區域中,如本文所述。
亦應注意,配置332可反轉,使得輔助噴嘴在行進方向上在主要噴嘴之前。舉例而言,這在沈積主要噴嘴之過噴受限的谷時可為有益的。另外,儘管圖9、11及12中展示之實施例包括單一主要噴嘴,但本發明不限於僅一個此噴嘴。舉例而言,具有相同或不同幾何形狀之複數個主要噴嘴可與一或多個輔助噴嘴配置在單一噴嘴群組中。
亦有可能的是,在每一噴嘴群組中將使用三個以上噴嘴。較多噴嘴之一個優點是其可提供對所沈積線/元件輪廓之形狀的較多控制,且較佳地減少TAC時間。
各種替代配置將被理解為由本發明廣泛包括,其中之一些的態樣在圖13A至13C中展示。圖13A展示噴嘴配置340,其包括安置在中心噴嘴341周圍的四個噴嘴342,其中四個噴嘴342中之至少一者具有與中心噴嘴341不同的幾何形狀。亦有可能的是,噴嘴342中之兩者或兩者以上可具有彼此不同的幾何形狀。舉例而言,主導噴嘴可經組態以沈積谷來供噴嘴341填充,且尾隨噴嘴可經組態以進一步經由不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角及/或距基板的不同排出口距離來界定尖銳側壁。
圖13B展示噴嘴配置350,其包括安置在中心噴嘴351周圍的四個噴嘴352,其中四個噴嘴352中之至少一者具有與中心噴嘴351不同的幾何形狀。亦包括一組額外的噴嘴353,其可具有與中心噴嘴351及噴嘴352兩者不同的幾何形狀。在此實例中,噴嘴352可經組態以沈積谷來供噴嘴341填充,且噴嘴353可經組態以進一步經由不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角及/或距基板的不同排出口距離來界定尖銳側壁。
圖13C展示噴嘴配置360,其包括安置在兩個中心噴嘴361外部的兩個噴嘴362,以及噴嘴361之間的一個噴嘴363,其中噴嘴362或363中之至少一者具有與中心噴嘴361中之至少一者不同的幾何形狀。亦有可能的是,噴嘴362(或噴嘴361)可具有彼此不同的幾何形狀。在噴嘴361之間可使用噴嘴363,以使沈積輪廓平整或平坦。使用多個中心噴嘴361可(例如)有利於減少主要噴嘴的過噴特性的量,這原本將必須多達噴嘴361的直徑的兩倍。
在實施例中,噴嘴中之一或多者可相對於另一噴嘴傾斜,以調諧沈積圖案。這可在包括類似形狀及大小之噴嘴的噴嘴群組或包括具有不同形狀及/或大小之噴嘴的噴嘴群組中實施。發明者已使用幾何分析估計了噴嘴傾斜之影響。如圖14A、14B及15中所示,距基板高度h處之噴嘴在一角度範圍θ內產生蒸氣輸出,這產生具有由某一函數T(x)界定之厚度分佈的薄膜。發明者已大體將T(x)擬合於單一高斯函數,但其他函數或函數組合可為適當的,取決於噴嘴之形狀(橫截面)以及諸如噴嘴孔口處的壓降之其他系統參數的影響。在基板上之任一位置處,可使用關係θ=tan -1 (x/h)來計算θ。當噴嘴相對於基板以角度傾斜時,這假定分佈T(θ)不改變。將此判定為有用近似,同時認識到這不可完全表示在噴嘴與基板之間存在相互作用的情況或噴嘴的傾斜導致h在噴嘴直徑上之變化的情況下之確切分佈。但將理解,藉由
以θ來參數化厚度及距離且設定在位置x'=htan(θ+ )處之厚度T(θ)來允許的各種值下厚度輪廓之視覺化。對於=0、10、20及30度的此計算之結果在圖15中展示。隨著傾斜角度增加,厚度分佈之尖峰移向右邊,該分佈之前邊緣存在輕微銳化,且分佈尾部變得顯著較淺。
至少存在兩個為何傾斜噴嘴將在本發明中有利地使用之潛在原因。第一,此係移動外部噴嘴之尖峰使其較靠近中心尖峰而不使噴嘴自身一起擠至其將彼此干擾的點的第二方式。第二,厚度分佈之所得形狀可能較適合合計為具有平坦頂部及尖銳邊緣之總分佈。圖16中說明展示聚攏在中心噴嘴上之兩個噴嘴之例示性實施例。
如圖16中所示,噴嘴群組410可包括中心噴嘴以及兩個或兩個以上聚攏噴嘴,且可產生具有相對較平坦的頂部及尖銳邊緣之總和分佈輪廓412。應注意,圖16中所示之噴嘴中之每一者具有不同幾何形狀,因為其全部具有不同孔角(如由每一噴嘴中之虛線所指示),以及不同壁角。另外,外部噴嘴可包括與中心噴嘴不同的節流閥直徑、不同的橫截面形狀及/或不同的排出口直徑,以調諧外部噴嘴之所要沈積輪廓。
在其他實施例中,諸如圖13C中所示之多個中心噴嘴可包括於噴嘴群組中,或可省略中心噴嘴。
各種噴嘴幾何形狀以及產生不同沈積圖案的變化應被視為在本發明之範疇內,包括(例如)如圖中大體展示之圓柱形噴嘴,以及藉由以某些角度鑽通固體區塊而製作的噴嘴。噴嘴可由不鏽鋼或其他金屬製成,或蝕刻至矽或另一經得起蝕刻的材料中,或由玻璃、石英或其他陶瓷材料(例如熱解氮化硼)形成。噴嘴在基板上方之距離可相同,或一些噴嘴可比其他噴嘴較靠近基板,但為了製造之簡單性,通常噴嘴群組之所有噴嘴相對於基板步伐一致地一起移動。較佳的是,可將較小噴嘴安置成使得噴嘴排出口定位成比較大噴嘴之排出口靠近基
板。經過每一噴嘴之載氣流可不同,以便控制每一各別噴嘴對總厚度輪廓之貢獻。或者,可藉由用以控制貢獻之另一方法(諸如溫度),在所有噴嘴中使用相同流。每一個別噴嘴可為圓柱形、漸細或縮擴噴嘴,諸如拉瓦爾(Laval)噴嘴。
圖17中展示例示性縮擴噴嘴之進一步細節,其展示例示性噴嘴500可包括入口502,以及在噴嘴之遠端的出口/排出口504。噴嘴500可例如包括在一裝置中,該裝置經組態以使得載氣與有機材料之蒸氣混合物可穿過噴嘴500,且有機材料在退出出口504之後沈積在基板(未圖示)上。
噴嘴之出口504可包括橫截面面積A1(未圖示)及直徑D1。噴嘴500可包括位於入口502與出口504之間在距出口504軸向距離L1處的部分506,其可稱為「節流閥」。節流閥部分506可包括橫截面面積A2(未圖示)及直徑D2。
如上文所提到,不同描述之入口、出口及其他噴嘴部分之「直徑」不限於圓形橫截面,且可廣泛理解為包括穿過局部橫截面之幾何中心或形心的區段。在圖17中所示之實施例中,D1表示出口之最大直徑,且D2表示部分506之最小直徑。出口504亦可包括半徑R1,其為D1的一半,且節流閥部分506可包括半徑R2,其為D2的一半。
相對於節流閥部分506及出口504,各種橫截面形狀是可能的。
在諸如圖17中所示之實施例中,噴嘴之節流閥部分506可包括軸向長度L2,其具有實質上恆定的橫截面面積。L2可例如小於1mm、小於5mm,或在1mm至5mm的範圍內。然而,節流閥部分亦可能包括最小或最低減讓L2,或具有變化的橫截面面積之長度。在此等情形中,可例如自出口至最小節流閥橫截面量測L1。
入口502可採取各種形式,且可包括具有直徑D3(或等於D3的一半的R3)及/或軸向長度L3的有界區域,或入口管/腔之直徑及/或長度
大大超過個別節流閥之比例的相對無界區域。在某些實施例中,L2/R3可在大約1至10的範圍內。
在實施例中,出口可包括軸向長度L1。在實施例中,出口沿L1的至少一部分、大部分或全部可包括實質上恆定的橫截面面積。在實施例中,L1可例如大於1mm、大於5mm、在1mm至10mm的範圍內、在5mm至10mm的範圍內、在1mm至20mm的範圍內,或在5mm至20mm的範圍內。
圖18中展示類似設計,其描繪貫穿長度L1具有實質上均勻的橫截面之出口,以及相對無界的入口。按照慣例,可例如藉由將類似或不同材料之板(包括單獨形成之孔隙)接合在一起來形成此等組態。圖5及6展示額外的替代設計。
因此,如考慮圖17及18以及本文所述之其他噴嘴群組時將瞭解,可調整圖17及18中所示之各種尺寸以獲得具有不同幾何形狀之噴嘴,諸如改變A1、A2、A3、D1、D2、D3、L1、L2及/或L3中之一或多者。另外,入口502、節流閥506及/或出口504之間的孔角、側壁角及/或過渡角。
已基於沈積及量測來自1.0mm噴嘴及340μm噴嘴的薄膜線,以及驗證線寬度及銳度如圖8中所示變化來提供實驗驗證。複合線形狀因此基於線性疊加模型及傾斜噴嘴之三角量測模型。然而,應注意,本發明不限於所使用之特定模型。
如先前所提到,本發明之態樣可在有機發光及/或偵測裝置之OVJP沈積領域找到特定相關性。一般而言,OLED包含沈積在陽極與陰極之間且電連接至陽極及陰極之至少一個有機層。當施加電流時,陽極注射電洞且陰極注射電子至有機層中。所注射之電洞及電子各自朝帶相反電荷之電極遷移。當電子及電洞局部化在同一分子上時,形成「激子」,其為具有激發能量狀態的局部化電子-電洞對。當激子經
由光電發射機制鬆弛時,發射光。在一些情況下,激子可局部化在準分子或激發複合物上。非輻射機制(諸如熱鬆弛)也可發生,但通常被視為不合需要的。
自其單態(「螢光」)發射光之初始OLED所使用之發射分子如例如美國專利第4,769,292號中所揭示,該專利以全文引用之方式併入本文中。螢光發射通常在小於10奈秒的時間框中發生。
最近,已展示了具有自三態(「磷光」)發射光的發光材料之OLED。Baldo等人的「Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices」,自然(Nature),第395卷,第151至154頁,1998;(「Baldo-I」)及Baldo等人的「Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence」,應用物理學報,第75卷,第3期,第4至6頁(1999)(「Baldo-II」),其以全文引用之方式併入本文中。以引用之方式併入的美國專利第7,279,704號第5至6欄中更詳細地描述磷光。
OLED可包括(例如)基板、陽極、電洞注射層、電洞輸送層、電子阻擋層、發光層、電洞阻擋層、電子輸送層、電子注射層、保護層及陰極。可藉由依序沈積所描述之層來製造此等OLED。此等各種層以及實例材料之特性及功能在以引用之方式併入的專利第US 7,279,704號的第6至10欄中更詳細地描述。
根據實施例,照明面板、顯示器及/或偵測器可具備OLED堆疊。如圖19中所示,例示性OLED裝置堆疊720可包括複數個材料層722至736。OLED可製造於玻璃基板722上,且依序包括陽極724(1200Å厚的ITO)、電洞注射層726(100Å厚的LG101,可自韓國的LG化學購得)、電洞輸送層728(450Å厚的NPD)、第一發光層730(200Å厚的主體B,其摻雜有30%的綠色摻雜劑A及0.6%的紅色摻雜劑A)、第二發光層732(75Å厚的藍色主體A,其摻雜有25%的藍色摻雜劑A)、阻擋
層734(50Å厚的藍色主體A)、層736(40% LG201(可自韓國的LG化學購得)及60%的LiQ之250Å厚的層),以及陰極738(10Å厚的LiQ(鋰喹啉)層及1000Å厚的Al層)。前述材料及尺寸僅作為實例提供,且不應被解釋為限制本發明之範疇。亦預期且熟習此項技術者將瞭解OLED之其他組態。
下文展示可用以形成裝置堆疊720之OLED材料之一些實例。
諸如圖19中所示之OLED裝置可併入在OLED面板中,或以較小比例併入在OLED顯示器中。
根據本發明之態樣,使用本文所述之技術來沈積有機層中之一或多者以獲得包括一或多條所沈積材料之經圖案化層(諸如在噴嘴及/或基板相對於彼此移動時)可為合乎需要的。如先前所提到,可使用複數個噴嘴,每一噴嘴沈積不同有機材料,以形成多條不同有機發射器。
此等層中之每一者的更多實例係可用的。舉例而言,以全文引用之方式併入本文中之美國專利第5,844,363號中揭示靈活且透明的基板-陽極組合。經p摻雜之電洞輸送層之實例為以50:1的莫耳比摻雜有
F.sub.4-TCNQ的m-MTDATA,如以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示。以全文引用之方式併入本文中之Thompson等人的美國專利第6,303,238號中揭示發光及主體材料之實例。經n摻雜電子輸送層之實例為以1:1之莫耳比摻雜有Li的BPhen,如以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示。以全文引用之方式併入本文中之美國專利第5,703,436號及第5,707,745號揭示陰極之實例,包括具有諸如Mg:Ag之金屬薄層與下伏的透明、導電、經濺鍍沈積之ITO層的複合陰極。以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,097,147號及美國專利申請公開案第2003/0230980號中更詳細地描述阻擋層之理論及使用。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第2004/0174116號中提供注射層之實例。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請公開案第2004/0174116號中可找到保護層的描述。
上文所論述之簡單分層結構是作為非限制實例而提供,且應理解,本發明之實施例可結合各種各樣的其他結構使用。所描述之特定材料及結構本質上是例示性的,且可使用其他材料及結構。可基於設計、效能及成本因素,藉由以不同方式組合所描述之各個層來實現功能性OLED,或可整個省略若干層。亦可包括未具體描述的其他層。可使用不同於具體描述的材料之材料。儘管本文所提供之實例中之許多實例將各種層描述為包含單一材料,但將理解,可使用材料之組合,諸如主體與摻雜劑的混合物,或更一般地說,混合物。又,該等層可具有各種子層。本文中給予各個層之名稱無意為嚴格限制的。舉例而言,電洞輸送層可輸送電洞,且將電洞注射至發光層中,且可描述為電洞輸送層或電洞注射層。在實施例中,可將OLED描述為具有安置在陰極與陽極之間的「有機層」。此有機層可包含單一層,或可進一步包含不同有機材料之多個層。
亦可使用未具體描述之結構及材料,諸如由聚合材料(PLED)組成的OLED,諸如以全文引用之方式併入本文中之Friend等人的美國專利第5,247,190號中所揭示。作為另一實例,可使用具有單一有機層之OLED。OLED可堆疊,例如,如以全文引用之方式併入本文中之Forrest等人的美國專利第5,707,745號中所描述。OLED結構可偏離圖19中所說明之簡單分層結構。舉例而言,基板可包括有角度的反射表面以改良外部耦接,諸如,如Forrest等人的美國專利第6,091,195號中所述之台式結構,及/或如Bulovic等人的美國專利第5,834,893號中所描述之基坑結構,以上專利以全文引用之方式併入本文中。
除非另有指定,否則可藉由任何合適方法來沈積各種實施例的層中之任一者。對於有機層,較佳方法包括熱蒸發、噴墨(諸如以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,013,982號及第6,087,196號中所述)、有機氣相沈積(OVPD)(諸如以全文引用之方式併入本文中之Forrest等人的美國專利第6,337,102號中所述),以及藉由有機蒸氣噴射印刷(OVJP)之沈積(諸如以全文引用之方式併入本文中之美國專利第7,431,968號及第7,744,957號中所述)。其他合適沈積方法包括旋塗及其他基於溶液之製程。基於溶液之製程較佳在氮氣或惰性氣氛中進行。對於其他層,較佳方法包括熱蒸發。較佳的圖案化方法包括經由遮罩之沈積、冷焊(諸如以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,294,398號及第6,468,819號中所述),以及與諸如噴墨及OVJD之沈積方法中之一些相關聯的圖案化。亦可使用其他方法。可修改待沈積之材料,以使其與特定沈積方法相容。舉例而言,諸如烷基及芳基(分支或未分支)且較佳含有至少3個碳之取代基可在小分子中使用,來增強其經歷溶液處理之能力。可使用具有20個碳或20個碳以上之取代基,且3至20個碳為較佳範圍。具有不對稱結構之材料可具有比具有對稱結構之材料好的溶液可處理性,因為不對稱材料可具有較低的再
結晶趨勢。可使用樹狀體取代基來增強小分子經歷溶液處理之能力。
根據本發明之實施例而製造之裝置可併入至各種各樣的消費者產品中,包括平板顯示器、電腦監視器、醫療監視器、電視、告示牌、用於內部或外部照明及/或發信號的燈、抬頭顯示器、全透明顯示器、可撓性顯示器、雷射打印機、電話、手機、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、數位攝影機、攝錄影機、取景器、微顯示器、交通工具、大面積牆壁、劇院或體育館螢幕,或指示牌。可使用各種控制機制來控制根據本發明而製造之裝置,包括被動式矩陣及主動式矩陣。該等裝置中之許多裝置意欲在對人類來說舒適之溫度範圍中使用,諸如攝氏18度至攝氏30度,且更佳在室溫下(攝氏20至25度)。
本文所述之材料及結構可應用於不同於OLED之裝置中。舉例而言,諸如有機太陽能電池及有機光電偵測器之其他光電子裝置可使用該等材料及結構。更一般而言,諸如有機電晶體之有機裝置可使用該等材料及結構。
術語鹵基、鹵素、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳烷基、雜環基團、芳基、芳烴基及雜芳基係此項技術中已知的,且在以引用之方式併入本文中之專利第US 7,279,704號第31至32欄中界定。
應理解,本文所述之各種實施例僅作為實例,且無意限制本發明之範疇。舉例而言,本文所述之材料及結構中之許多可用其他材料及結構來取代,而不脫離本發明之精神。如所主張之本發明因此可包括與本文所述之特定實例及較佳實施例的變化,如熟習此項技術者將顯而易見。應理解,關於本發明為何起作用之各種理論無意為限制性的。
101‧‧‧有機材料供應
102‧‧‧載氣供應
103‧‧‧噴嘴群組
104‧‧‧噴嘴
105‧‧‧噴嘴
106‧‧‧噴嘴
107‧‧‧稀釋氣體
Claims (20)
- 一種將一薄膜沈積在一基板上之方法,其包含:在使複數個噴嘴或該基板相對於彼此移動的同時,自該等噴嘴噴射一載氣及一材料,其中將該材料自該等噴嘴中之至少兩者沈積在該基板上,該等噴嘴中之該至少兩者包括不同幾何形狀;其中該等不同幾何形狀包括不同節流閥直徑、不同孔角、距該基板的不同排出口距離以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向之不同前邊緣中之至少一者;其中該至少兩個噴嘴包括兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴,該等相對較小的噴嘴安置為鄰近於該相對較大的噴嘴;及其中該兩個或兩個以上相對較小的噴嘴安置於該相對較大的噴嘴之相對側。
- 如請求項1之方法,其中該等不同幾何形狀包括不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁角、距該基板的不同排出口距離以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向之不同前邊緣中之至少一者。
- 如請求項1之方法,其中該等相對較小的噴嘴定角度為相對於該相對較大的噴嘴而聚攏。
- 如請求項1之方法,其中該等相對較小的噴嘴比該相對較大的噴嘴靠近該基板。
- 如請求項1之方法,其中該等相對較小的噴嘴安置為比該相對較大的噴嘴更遠離該基板。
- 如請求項1之方法,其中該至少兩個噴嘴距該基板的該等排出口 距離相差約300A或更多。
- 如請求項1之方法,其中該等噴嘴中之該至少兩者包括相對於該等噴嘴或該基板的行進方向之一交錯配置。
- 如請求項1之方法,其中該等相對較小的噴嘴與該相對較大的噴嘴安置成不垂直於或平行於該等噴嘴或該基板的該行進方向之一配置。
- 如請求項1之方法,其中該材料自該等噴嘴中之該至少兩者沈積成一至少部分重疊之圖案。
- 如請求項1之方法,其中該薄膜沈積成包括複數個橫向間隔元件的一圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。
- 如請求項1之方法,其中自該等噴嘴中之該至少兩者沈積該材料可提供比藉由用單一噴嘴沈積該圖案將實現的圖案一更尖銳的邊緣圖案。
- 一種用於將一材料薄膜沈積在一基板上之設備,其包含:複數個噴嘴,其與一載氣及一待沈積之材料流體連通;以及一平移機構,其經組態以在一沈積製程期間,使該基板及該複數個噴嘴中之至少一者相對於彼此移動,其中該等噴嘴中之至少兩者包括不同幾何形狀;其中該至少兩個噴嘴包括兩個或兩個以上相對較小的噴嘴以及一相對較大的噴嘴,該等相對較小的噴嘴安置為鄰近於該相對較大的噴嘴;及其中該兩個或兩個以上相對較小的噴嘴安置於該相對較大的噴嘴之相對側。
- 如請求項12之設備,其中該等不同幾何形狀包括不同節流閥直徑、不同排出口直徑、不同橫截面形狀、不同孔角、不同壁 角、距該基板的不同排出口距離以及相對於該等噴嘴或該基板之移動方向之不同前邊緣中之至少一者。
- 如請求項12之設備,其中該等相對較小的噴嘴定角度為相對於該相對較大的噴嘴而聚攏。
- 如請求項12之設備,其中該等相對較小的噴嘴比該相對較大的噴嘴靠近該基板。
- 如請求項12之設備,其中該至少兩個噴嘴距該基板的該等排出口距離相差約300A或更多。
- 如請求項12之設備,其中該等噴嘴中之該至少兩者包括相對於該等噴嘴或該基板的行進方向之一交錯配置。
- 如請求項12之設備,其中該等相對較小的噴嘴與該相對較大的噴嘴安置成不垂直於或平行於該等噴嘴或該基板的該行進方向之一配置。
- 如請求項12之設備,其中該等噴嘴中之該至少兩者經配置以使得該材料自該等噴嘴中之該至少兩者沈積成一至少部分重疊之圖案。
- 如請求項12之設備,其中該設備經組態以使得該薄膜沈積成包括複數個橫向間隔元件的一圖案,該等元件中之每一者藉由該複數個噴嘴的一單獨噴嘴群組沈積。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/595,160 US8728858B2 (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Multi-nozzle organic vapor jet printing |
US13/595,160 | 2012-08-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201716611A true TW201716611A (zh) | 2017-05-16 |
TWI616546B TWI616546B (zh) | 2018-03-01 |
Family
ID=50148333
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102130503A TWI568867B (zh) | 2012-08-27 | 2013-08-26 | 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 |
TW105140046A TWI616546B (zh) | 2012-08-27 | 2013-08-26 | 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102130503A TWI568867B (zh) | 2012-08-27 | 2013-08-26 | 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8728858B2 (zh) |
KR (2) | KR102079273B1 (zh) |
CN (2) | CN103633258B (zh) |
TW (2) | TWI568867B (zh) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8931431B2 (en) * | 2009-03-25 | 2015-01-13 | The Regents Of The University Of Michigan | Nozzle geometry for organic vapor jet printing |
EP2960059B1 (en) | 2014-06-25 | 2018-10-24 | Universal Display Corporation | Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials |
US11267012B2 (en) | 2014-06-25 | 2022-03-08 | Universal Display Corporation | Spatial control of vapor condensation using convection |
US11220737B2 (en) | 2014-06-25 | 2022-01-11 | Universal Display Corporation | Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials |
US9583707B2 (en) | 2014-09-19 | 2017-02-28 | Universal Display Corporation | Micro-nozzle and micro-nozzle array for OVJP and method of manufacturing the same |
US10704144B2 (en) * | 2015-10-12 | 2020-07-07 | Universal Display Corporation | Apparatus and method for printing multilayer organic thin films from vapor phase in an ultra-pure gas ambient |
US10566534B2 (en) | 2015-10-12 | 2020-02-18 | Universal Display Corporation | Apparatus and method to deliver organic material via organic vapor-jet printing (OVJP) |
US10170701B2 (en) | 2016-03-04 | 2019-01-01 | Universal Display Corporation | Controlled deposition of materials using a differential pressure regime |
US11014386B2 (en) * | 2016-04-11 | 2021-05-25 | Universal Display Corporation | Actuation mechanism for accurately controlling distance in OVJP printing |
US11168391B2 (en) * | 2016-04-11 | 2021-11-09 | Universal Display Corporation | Nozzle exit contours for pattern composition |
KR102369676B1 (ko) | 2017-04-10 | 2022-03-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 |
US10818840B2 (en) * | 2017-05-05 | 2020-10-27 | Universal Display Corporation | Segmented print bar for large-area OVJP deposition |
US20190386256A1 (en) | 2018-06-18 | 2019-12-19 | Universal Display Corporation | Sequential material sources for thermally challenged OLED materials |
US20190386257A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-19 | Universal Display Corporation | Depositor and print head for depositing a non-emissive layer of graded thickness |
CN109823051B (zh) * | 2018-12-29 | 2019-12-24 | 华中科技大学 | 一种液滴喷射融合全过程体积控制方法、系统及打印机 |
CN114231948B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-05-10 | 南京原磊纳米材料有限公司 | 一种用于ald设备的喷射装置 |
US20230357918A1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-09 | Universal Display Corporation | Organic vapor jet printing system |
Family Cites Families (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4325986A (en) | 1979-05-29 | 1982-04-20 | University Of Delaware | Method for continuous deposition by vacuum evaporation |
US4769292A (en) | 1987-03-02 | 1988-09-06 | Eastman Kodak Company | Electroluminescent device with modified thin film luminescent zone |
GB8909011D0 (en) | 1989-04-20 | 1989-06-07 | Friend Richard H | Electroluminescent devices |
US5707745A (en) | 1994-12-13 | 1998-01-13 | The Trustees Of Princeton University | Multicolor organic light emitting devices |
US5703436A (en) | 1994-12-13 | 1997-12-30 | The Trustees Of Princeton University | Transparent contacts for organic devices |
US5932293A (en) * | 1996-03-29 | 1999-08-03 | Metalspray U.S.A., Inc. | Thermal spray systems |
US5844363A (en) | 1997-01-23 | 1998-12-01 | The Trustees Of Princeton Univ. | Vacuum deposited, non-polymeric flexible organic light emitting devices |
US6013982A (en) | 1996-12-23 | 2000-01-11 | The Trustees Of Princeton University | Multicolor display devices |
US6091195A (en) | 1997-02-03 | 2000-07-18 | The Trustees Of Princeton University | Displays having mesa pixel configuration |
US5834893A (en) | 1996-12-23 | 1998-11-10 | The Trustees Of Princeton University | High efficiency organic light emitting devices with light directing structures |
US6303238B1 (en) | 1997-12-01 | 2001-10-16 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
US6337102B1 (en) | 1997-11-17 | 2002-01-08 | The Trustees Of Princeton University | Low pressure vapor phase deposition of organic thin films |
US6087196A (en) | 1998-01-30 | 2000-07-11 | The Trustees Of Princeton University | Fabrication of organic semiconductor devices using ink jet printing |
US6097147A (en) | 1998-09-14 | 2000-08-01 | The Trustees Of Princeton University | Structure for high efficiency electroluminescent device |
US6294398B1 (en) | 1999-11-23 | 2001-09-25 | The Trustees Of Princeton University | Method for patterning devices |
US7194197B1 (en) | 2000-03-16 | 2007-03-20 | Global Solar Energy, Inc. | Nozzle-based, vapor-phase, plume delivery structure for use in production of thin-film deposition layer |
JP4307000B2 (ja) | 2001-03-08 | 2009-08-05 | キヤノン株式会社 | 金属配位化合物、電界発光素子及び表示装置 |
US7071615B2 (en) | 2001-08-20 | 2006-07-04 | Universal Display Corporation | Transparent electrodes |
US7744957B2 (en) | 2003-10-23 | 2010-06-29 | The Trustees Of Princeton University | Method and apparatus for depositing material |
US7431968B1 (en) | 2001-09-04 | 2008-10-07 | The Trustees Of Princeton University | Process and apparatus for organic vapor jet deposition |
US20030230980A1 (en) | 2002-06-18 | 2003-12-18 | Forrest Stephen R | Very low voltage, high efficiency phosphorescent oled in a p-i-n structure |
WO2004111066A1 (ja) | 2003-06-09 | 2004-12-23 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 金属配位化合物、ポリマー組成物、およびこれらを用いた有機エレクトロルミネセンス素子 |
US7279704B2 (en) | 2004-05-18 | 2007-10-09 | The University Of Southern California | Complexes with tridentate ligands |
JP4238803B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2009-03-18 | ソニー株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
WO2008044723A1 (fr) | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Matériau de dispositif électroluminescent organique, dispositif électroluminescent organique, dispositif d'affichage et d'éclairage |
US20080102223A1 (en) | 2006-11-01 | 2008-05-01 | Sigurd Wagner | Hybrid layers for use in coatings on electronic devices or other articles |
US7968146B2 (en) | 2006-11-01 | 2011-06-28 | The Trustees Of Princeton University | Hybrid layers for use in coatings on electronic devices or other articles |
US7879401B2 (en) * | 2006-12-22 | 2011-02-01 | The Regents Of The University Of Michigan | Organic vapor jet deposition using an exhaust |
US20090214782A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Forrest Stephen R | Organic vapor jet printing system |
KR101563763B1 (ko) | 2008-05-07 | 2015-10-27 | 더 트러스티즈 오브 프린스턴 유니버시티 | 전자 장치들 또는 다른 물품들 위의 코팅들에 사용하기 위한 혼성 층들 |
KR101037037B1 (ko) * | 2008-05-29 | 2011-05-25 | 파나소닉 주식회사 | 유기 el 디스플레이 및 그 제조 방법 |
JP2010046903A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
JP2010076394A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
JP5707665B2 (ja) | 2008-12-03 | 2015-04-30 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置 |
JP2010208121A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
US8709615B2 (en) | 2011-07-28 | 2014-04-29 | Universal Display Corporation | Heteroleptic iridium complexes as dopants |
US8722205B2 (en) | 2009-03-23 | 2014-05-13 | Universal Display Corporation | Heteroleptic iridium complex |
US8613496B2 (en) * | 2009-03-25 | 2013-12-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Compact organic vapor jet printing print head |
US8931431B2 (en) | 2009-03-25 | 2015-01-13 | The Regents Of The University Of Michigan | Nozzle geometry for organic vapor jet printing |
US20110097495A1 (en) | 2009-09-03 | 2011-04-28 | Universal Display Corporation | Organic vapor jet printing with chiller plate |
GB2476835B (en) * | 2010-01-12 | 2012-02-01 | Rolls Royce Plc | Spray nozzle |
KR20120012638A (ko) | 2010-08-02 | 2012-02-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 형성 장치 |
US9193745B2 (en) | 2011-11-15 | 2015-11-24 | Universal Display Corporation | Heteroleptic iridium complex |
-
2012
- 2012-08-27 US US13/595,160 patent/US8728858B2/en active Active
-
2013
- 2013-08-23 KR KR1020130100268A patent/KR102079273B1/ko active IP Right Grant
- 2013-08-26 TW TW102130503A patent/TWI568867B/zh active
- 2013-08-26 TW TW105140046A patent/TWI616546B/zh active
- 2013-08-27 CN CN201310379261.4A patent/CN103633258B/zh active Active
- 2013-08-27 CN CN201710683144.5A patent/CN107574407B/zh active Active
-
2014
- 2014-04-07 US US14/246,737 patent/US8962383B2/en active Active
-
2020
- 2020-02-11 KR KR1020200016247A patent/KR102202520B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140027884A (ko) | 2014-03-07 |
US20140057390A1 (en) | 2014-02-27 |
US8962383B2 (en) | 2015-02-24 |
TWI568867B (zh) | 2017-02-01 |
US20140295615A1 (en) | 2014-10-02 |
KR102202520B1 (ko) | 2021-01-13 |
CN107574407B (zh) | 2020-04-07 |
CN103633258B (zh) | 2017-09-05 |
CN103633258A (zh) | 2014-03-12 |
KR20200019921A (ko) | 2020-02-25 |
US8728858B2 (en) | 2014-05-20 |
KR102079273B1 (ko) | 2020-02-19 |
CN107574407A (zh) | 2018-01-12 |
TWI616546B (zh) | 2018-03-01 |
TW201418491A (zh) | 2014-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI568867B (zh) | 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷 | |
US20230183852A1 (en) | Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials | |
US20220143642A1 (en) | Spatial control of vapor condensation using convection | |
KR102362600B1 (ko) | 증착 노즐 | |
US11591686B2 (en) | Methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials | |
KR20190101303A (ko) | 모듈식 한정형 유기 프린트 헤드 및 시스템 | |
KR20180129690A (ko) | 고해상도 인쇄가 가능한 범용 유기 기상 젯 증착기 및 ovjp 인쇄 방법 | |
US20220042165A1 (en) | Nozzle exit contours for pattern composition | |
McGraw et al. | Vapor‐Phase Microprinting of Multicolor Phosphorescent Organic Light Emitting Device Arrays | |
US20210167291A1 (en) | Vapor Jet Printing |