TWI520854B - 用於有機蒸氣噴射印刷之噴嘴幾何形狀 - Google Patents

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Description

用於有機蒸氣噴射印刷之噴嘴幾何形狀
本發明係關於藉由一列印頭沈積有機材料。本申請案主張2009年3月25日申請之題目為Compact OVJP Print Head之序列號為61/211,002之美國臨時申請案之優先權及權益。
本發明係根據由能源部授予之DE-FC26-04NT42273在政府支援下做出的。政府對本發明具有一定權利。
所主張之發明係由、代表及/或接合一聯合大學協作研究協定(joint university corporation research agreement)的以下各方中之一方或多方所做出：密歇根大學校董會(Regents of the University of Michigan)、普林斯頓大學(Princeton University)、南加州大學(The University of Southern California)及通用顯示器公司(Universal Display Corporation)。該協定在做出所主張之發明之日期時及其之前有效，且所主張之發明係作為在該協定之範疇內所採取之活動的一結果而做出。
若干原因使得使用有機材料之光電裝置變得越來越理想。用於製成此等裝置之諸多材料價格相對低廉，因此有機光電裝置較無機裝置具有成本優勢之潛力。另外，有機材料之固有性質(例如其撓性)可使其十分適用於特定應用，例如於撓性基板上之製作。有機光電裝置之實例包含有機發光裝置(OLED)、有機光電晶體、有機光伏打電池及有機光偵測器。
關於OLED之更多細節可在第7,279,704號美國專利中找到，該美國專利以全文引用的方式併入本文中。
已知沈積用於製作有機裝置之有機材料之各種方式，例如真空熱蒸發、溶液處理、有機氣相沈積及有機蒸氣噴射印刷。
本發明之某些態樣係關於適用於有機蒸氣噴射印刷之一噴嘴幾何形狀。
在一個實施例中，提供一第一裝置。該裝置包含一列印頭。該列印頭進一步包含氣密密封至一第一氣體源之一第一噴嘴。該第一噴嘴具有一孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第一噴嘴中係該第一噴嘴之該孔口之該最小尺寸5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第一噴嘴之該孔口之該最小尺寸之至少兩倍。
該列印頭可包含氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴。
該列印頭可包含一第二噴嘴，其氣密密封至不同於該第一氣體源之一第二氣體源。該第二噴嘴具有一孔口，該孔口具有沿垂直於該第二噴嘴之一流動方向的一方向之一0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第二噴嘴中係該第二噴嘴之該孔口之該最小尺寸5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第二噴嘴之該孔口之該最小尺寸之至少兩倍。
該列印頭可包含一第三噴嘴，其氣密密封至不同於該第一氣體源及該第二氣體源之一第三氣體源。該第三噴嘴具有一孔口，該孔口具有沿垂直於該第三噴嘴之一流動方向的一方向之一0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第三噴嘴中係該第三噴嘴之該孔口之該最小尺寸5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第三噴嘴之該孔口之該最小尺寸之至少兩倍。
該列印頭可包括氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴、氣密密封至該第二氣體源之複數個第二噴嘴及/或氣密密封至該第三氣體源之複數個第三噴嘴。
存在一噴嘴可滿足上文所論述之幾何形狀考量之若干不同方式。第一噴嘴可自孔口至自孔口進入至該第一噴嘴中之一距離具有一恒定剖面，該距離係第一噴嘴之孔口之最小尺寸的2倍。對於處於第一噴嘴沿垂直於第一噴嘴之一流動方向的一方向之最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，第一噴嘴之孔口之最小尺寸可隨自第一噴嘴之孔口之距離連續地增加。對於處於第一噴嘴沿垂直於第一噴嘴之一流動方向的一方向之最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，第一噴嘴之孔口之最小尺寸可隨自第一噴嘴之孔口之距離線性地增加。
該噴嘴可係由各種材料形成。特定而言，矽係較佳的。金屬及陶瓷亦係較佳的。
第一噴嘴之孔口沿垂直於第一噴嘴之一流動方向的一方向之最小尺寸之較佳範圍包含100至500微米、20至100微米及0.5至20微米。
第一噴嘴之垂直於第一噴嘴之該流動方向之剖面之較佳形狀包含圓形及矩形。
第一裝置可與可攜載不同有機材料之多個氣體流一起使用。第一裝置較佳包含第一及第二氣體源以及設置於列印頭與該第一氣體源及該第二氣體源之間的一熱障壁。較佳地，為列印頭、第一氣體源及第二氣體源中之每一者提供可獨立控制熱源。
第一裝置可與可在每一氣體流中攜載多種有機材料之若干氣體流一起使用，其中可在具有獨立溫度控制之不同室中昇華不同有機材料。較佳地，第一氣體源包含一第一昇華室及一第二昇華室。第一氣體源可藉由設置於列印頭與第一氣體源之間的一熱障壁而與列印頭分離。可為列印頭、第一昇華室及第二昇華室中之每一者提供可獨立控制熱源。
第一裝置可用於自第一噴嘴以及其他噴嘴射出一氣體射流。
當第一裝置正用於自該等噴嘴射出若干氣體射流時，可在列印頭以及第一、第二及/或第三氣體源處維持不同且可獨立控制之溫度。在一個實施例中，第一氣體源所提供之氣體包含具有一第一昇華溫度之一第一有機材料，且第二氣體源所提供之氣體包含一第二有機材料，該第二有機材料具有與該第一有機材料之該昇華溫度相差至少攝氏10度之一第二昇華溫度。
本發明之某些態樣係關於適用於有機蒸氣噴射印刷之一微流體列印頭。
在一個實施例中，提供一第一裝置。該第一裝置包含一列印頭及氣密密封至該列印頭之一第一氣體源。該列印頭進一步包含一第一層，該第一層進一步包括複數個孔口，每一孔口具有一0.5至500微米之最小尺寸。一第二層接合至該第一層。該第二層包含與該第一氣體源及該等孔口中之至少一者流體連通之一第一通孔。該第二層係由一絕緣材料製成。
第一裝置之第一層可包含一通道，該通道在第一層內提供第二層之第一通孔與第一層之孔口之間的流體連通。第一裝置之第二層亦可(或替代地)包含一通道，該通道在第二層內提供第二層之第一通孔與第一層之孔口之間的流體連通。第一層及/或第二層可進一步包含一熱源。
第一裝置可包含設置於第一層與第二層之間且接合至第一層及第二層之一第三層。該第三層可包含一通道，該通道提供第二層之第一通孔與第一層之孔口之間的流體連通。該第三層可進一步包含一熱源。
複數個孔口可與第一氣體源流體連通。
第一裝置可進一步包含氣密密封至列印頭之一第二氣體源。第二層之第一通孔可與第一層之一第一群組孔口流體連通。第二層可進一步包含與該第二氣體源及第一層之一第二群組孔口流體連通之一第二通孔。第一裝置可進一步包含氣密密封至列印頭之一第三氣體源。第二層可進一步包含與該第三氣體源及第一層之一第三群組孔口流體連通之一第三通孔。
一氣體源(例如第一氣體源或任一其他氣體源)可包含多個有機源。連接至不同氣體源之多個通孔可與相同孔口流體連通，從而導致該孔口處之一氣體混合。舉例而言，第一通孔可與一第一有機源流體連通，而一第二通孔可與一第二有機源流體連通。第一通孔與第二通孔兩者皆可與第一層之一第一群組孔口流體連通。列印頭、第一有機源及第二有機源各自具有可獨立控制熱源。
第一裝置可進一步包含用於控制第一有機源之氣流之一第一閥及用於控制第二有機源之氣流之一第二閥。該第一及第二閥可與熱源熱絕緣。
第一層較佳係由矽形成。
第一層較佳係藉由使用選自由以下各項組成之群組的一接合而接合至第二層：一融合接合、冷焊、一陽極接合及一共晶接合。若列印頭中存在額外層(例如一第三層或其他層)，則較佳地使用此等類型之接合來接合該等額外層。在一個實施例中，較佳的係藉由使用一陽極接合來使第一層及第二層彼此接合。在另一實施例中，較佳的係將一第三層置於第一層與第二層之間，藉助一共晶接合或融合接合來接合第一層與第三層，且較佳地藉助一陽極接合來接合第三層與第二層。
列印頭可進一步包含一微機電開關，該微機電開關經調適以相依於該開關之狀態而阻擋或允許第一通孔與孔口中之至少一者之間的流體連通。
可在來自列印頭之一突出部中形成至少一個孔口。
列印頭之厚度較佳介於50微米與500微米之間。
一高清晰度顯示器之像素可由約30 μm寬之經圖案化紅色條帶、綠色條帶及藍色條帶組成。不同色彩條帶之邊緣可僅分離10 μm。對於有機像素，較佳的係圖案具有約5 μm之一銳度以避免因過噴所致的不合意材料重疊。此等尺寸亦可適用於其他有機裝置，例如有機電晶體或其他裝置。
一種沈積在一高清晰度顯示器或使用有機材料之其他裝置中使用之有機材料之方式係有機蒸氣噴射沈積(OVJP)。為成為一可行顯示器製造技術，較佳的係有機蒸氣噴射印刷能夠以5 μm銳度圖案化有機膜。亦較佳的係OVJP過程能夠同時沈積多個線。多個噴嘴係一種用以達成同時沈積多個線之方式。
使用直接模擬蒙特卡羅(DSMC)技術對用於30 μm尺度特徵之有機蒸氣噴射印刷過程建模已展示出，假定一噴嘴孔口寬度為20 μm，則需要<5 μm之一噴嘴孔口至基板間隔來達成所期望特徵銳度。此估計係由先前OVJP研究中所觀察到之一經驗法則支援：印刷解析度隨著噴嘴至基板間隔按比例縮放。
然而，先前技術可能不十分適於產生經設計以在5 μm之基板內操作之一20 μm噴嘴陣列。首先，具有符合一光學上平坦基板之高度公差之一噴嘴板對於跨越合理數目個同時沈積之線在此等尺寸下操作係合意的，以提供最佳可能高度公差。先前技術可能已不十分適於提供此一噴嘴板。對於一多個噴嘴陣列，較佳地在一相對大區域上維持平坦度。其次，較佳地在OVJP期間將噴嘴板保持為熱，因此在300℃以內仍維持其強度之材料係合意的。另外，熱膨脹可影響維持此等緊密公差，因此抵抗熱膨脹或不因熱膨脹而導致變形之材料係合意的。最後，噴嘴-基板系統之氣體動力學指示一三維結構係較佳的。
矽微機械加工或更一般而言半導體微機械加工提供滿足此等苛刻規範之一方式。可在高度拋光晶圓上執行製作步驟，從而消除高度變化。Si/SiO2系統跨越有機蒸氣沈積之適用溫度範圍係穩定的。矽亦具有比大多數金屬低得多的一熱膨脹係數。可使用各向異性蝕刻劑來製作錐形噴嘴且可使用絕緣體上矽晶圓及晶圓接合技術來製作多層結構。此等技術在微流體領域中已得到充分開發。微流體係微製作技術至液體及蒸氣輸送系統之應用且已用於噴墨印刷領域中。類似技術亦可應用於金屬及陶瓷。
將一微製作裝置與外部世界介接呈現出額外問題。在OVJP之情形下，在高於300℃之溫度下操作之期望提出諸多其他領域中不存在的甚至更多問題。一OVJP系統可具有一使用者可用蒸氣產生系統，此意味著將一有機材料儲存於既耐用又宏觀之一結構中。而此又意味著可使用相對大鏜孔金屬管將有機蒸氣輸送至列印頭。如本文中所闡述，藉由使用精選之中間材料；已證明，可在一金屬歧管與一矽噴嘴板之間提供一可烘烤氣密密封件。
本發明之某些態樣係關於一種適用於有機蒸氣噴射印刷之噴嘴幾何形狀。
在一個實施例中，提供一種第一裝置。該裝置包含一列印頭。該列印頭進一步包含氣密密封至一第一氣體源之一第一噴嘴。該第一噴嘴具有一孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第一噴嘴中係該第一噴嘴之該孔口之最小尺寸之5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第一噴嘴之該孔口之最小尺寸之至少兩倍。
圖1圖解說明先前照片中所涉及之尺寸以及滿足準則之某些幾何形狀。本申請案通篇中之圖未必按比例繪製。圖1顯示四個不同噴嘴幾何形狀之剖面，其中剖面係沿平行於噴嘴中之氣流之一方向且亦沿在噴嘴孔口處顯示一最小尺寸之一方向截取。在每一幾何形狀中，一孔口具有沿垂直於噴嘴之流動方向之一方向的一最小尺寸101。該「孔口」係由此最小尺寸達到一最小值所在的點界定，亦即，穿過該噴嘴之氣流在該點中受到最大收縮。每一噴嘴亦具有自該孔口進入至該噴嘴中係該孔口之最小尺寸之5倍的一距離102。每一噴嘴亦具有係在自該孔口進入至該第一噴嘴中之距離102處垂直於流動方向之最小尺寸之一尺寸103。如所圖解說明，尺寸103係尺寸101之至少兩倍。噴嘴110具有在該孔口處到達一點之傾斜側。噴嘴120在該噴嘴之一大部分內具有傾斜側，但該等側在該孔口處之一小距離內係垂直的。在此情形下，當沿該噴嘴之流動方向存在最小尺寸在其內達到一最小值之一有限距離時，該「孔口」係最靠近於基板之點，最小尺寸在該點處為最小值。噴嘴120可具有較好機械強度，其可因一致孔口大小而比噴嘴110更易於製作。噴嘴130具有到達一點但在到達噴嘴130之底部之前稍微向外加寬之傾斜側。噴嘴130圖解說明孔口未必係在該噴嘴之最靠近於基板之點處。噴嘴140具有垂直側，其中正當氣流噴出噴嘴時顯著變窄。其他噴嘴幾何形狀亦可滿足先前照片之準則。
圖2顯示沿垂直於氣流之一方向在孔口處所截取的四個不同噴嘴幾何形狀之剖面。圖2中截取其剖面之噴嘴未必對應於圖1之彼等噴嘴。每一孔口中之箭頭表示該孔口之「最小尺寸」。在數學術語中，於最小尺寸處，箭頭長度相對於整個箭頭沿垂直於箭頭之一方向之平移係在一局部最大值處(對於圓形、橢圓形及三角形)或係恒定的(對於矩形)，且在上述情形發生時，「最小」尺寸係最小局部最大值或恒定的。圖2顯示分別具有圓形、橢圓形、矩形及三角形剖面之孔口210、220、230及240之剖面。一矩形孔口係用於沈積線之最佳形狀，且亦係相對容易在以矽蝕刻之一噴嘴中獲得之一形狀。然而，可使用其他形狀。
該列印頭可包含氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴。
該列印頭可包含一第二噴嘴，其氣密密封至不同於該第一氣體源之一第二氣體源。該第二噴嘴具有一孔口，該孔口具有沿垂直於該第二噴嘴之一流動方向的一方向之一0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第二噴嘴中係該第二噴嘴之該孔口之最小尺寸之5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第二噴嘴之該孔口之最小尺寸之至少兩倍。
該列印頭可包含一第三噴嘴，其氣密密封至不同於該第一氣體源及該第二氣體源之一第三氣體源。該第三噴嘴具有一孔口，該孔口具有沿垂直於該第三噴嘴之一流動方向的一方向之一0.5至500微米之最小尺寸。在自該孔口進入至該第三噴嘴中係該第三噴嘴之該孔口之最小尺寸之5倍的一距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第三噴嘴之該孔口之最小尺寸之至少兩倍。
該列印頭可包括氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴、氣密密封至該第二氣體源之複數個第二噴嘴及/或氣密密封至該第三氣體源之複數個第三噴嘴。
存在一噴嘴可滿足上文所論述之幾何形狀考量之若干不同方式。第一噴嘴可自孔口至自孔口進入至該第一噴嘴中之一距離具有一恒定剖面，該距離係第一噴嘴之孔口之最小尺寸的2倍。對於處於第一噴嘴沿垂直於第一噴嘴之一流動方向的一方向之最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，第一噴嘴之孔口之最小尺寸可隨自第一噴嘴之孔口之距離連續地增加。對於處於第一噴嘴沿垂直於第一噴嘴之一流動方向的一方向之最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，第一噴嘴之孔口之最小尺寸可隨自第一噴嘴之孔口之距離線性地增加。
該噴嘴可係由各種材料形成。矽為較佳的。
第一噴嘴之孔口沿垂直於第一噴嘴流動方向的方向之最小尺寸的較佳範圍包含100至500微米、20至100微米及0.5至20微米。
第一噴嘴垂直於第一噴嘴流動方向之剖面之較佳形狀包含圓形及矩形。
第一裝置可與可攜載不同有機材料之多個氣體流一起使用。第一裝置較佳包含第一及第二氣體源以及設置於列印頭與第一及第二氣體源之間的一熱障壁。較佳地，為列印頭、第一氣體源及第二氣體源中之每一者提供可獨立控制熱源。
第一裝置可與可在每一氣體流中攜載多種有機材料之若干氣體流一起使用，其中可在具有獨立溫度控制之不同室中昇華不同有機材料。較佳地，第一氣體源包含一第一昇華室及一第二昇華室。第一氣體源可藉由設置於列印頭與第一氣體源之間的一熱障壁而與列印頭分離。可為列印頭、第一昇華室及第二昇華室中之每一者提供可獨立控制熱源。可使用各種熱源。舉例而言，可使用位於列印頭表面上之電阻板，或可將熱源併入至列印頭之層內，舉例而言作為嵌入於該列印頭之一個或多個層中之電阻元件。
第一裝置可用於自第一噴嘴以及其他噴嘴射出一氣體射流。
當第一裝置正用於自該等噴嘴射出若干氣體射流時，可在列印頭以及第一、第二及/或第三氣體源處維持不同且可獨立控制之溫度。在一個實施例中，第一氣體源所提供之氣體包含具有第一昇華溫度之第一有機材料，且第二氣體源所提供之氣體包含第二有機材料，該第二有機材料具有與該第一有機材料之昇華溫度相差至少攝氏10度之第二昇華溫度。昇華溫度之差異係本發明之實施例可比其他設計更容易適應但利用本發明之實施例之其他態樣並非必需之一特徵。舉例而言，單獨源允許混合連續變化之材料，不管昇華溫度類似還是不同。
本發明之某些態樣係關於一種適用於有機蒸氣噴射印刷之微流體列印頭。
第一裝置可進一步包含用於控制第一有機源之氣流之一第一閥及用於控制第二有機源之氣流之一第二閥。該第一及第二閥可與熱源熱絕緣。
第一層較佳係由矽形成。
第一層較佳係使用選自由以下各項組成之群組的一接合而接合至第二層：一融合接合、冷焊、一陽極接合及一共晶接合。若列印頭中存在額外層(例如一第三層或其他層)，則較佳地使用此等類型之接合來接合該等額外層。在一個實施例中，較佳的係使用一陽極接合來使第一層與第二層彼此接合。在另一實施例中，較佳的係將一第三層置於第一層與第二層之間，藉助一共晶接合或融合接合來接合第一層與第三層，且較佳地藉助一陽極接合來接合第三層與第二層。
列印頭可進一步包含一微機電開關，該微機電開關經調適以相依於該開關之狀態而阻擋或允許第一通孔與該等孔口中之至少一者之間的流體連通。
可在來自列印頭之一突出部中形成至少一個孔口。
列印頭之厚度較佳係介於50微米與500微米之間。列印頭之厚度包含自一第一層至且包含一第二層之所有層，該第一層包含噴嘴，該第二層包含通孔。
在一個實施例中，提供一有機蒸氣噴射沈積系統300。圖3顯示OVJP系統300(包含列印頭310及支架)之一透視圖。已實際製成並操作系統300。系統300包含一列印頭310，該列印頭含有在圖4至6中更詳細地圖解說明之流動通道及噴嘴陣列。六個有機蒸氣源320(亦稱為「氣體源」)焊接至一歧管330，該歧管然後氣密密封至該列印頭。圖17中更詳細地圖解說明一蒸氣源之一個結構。歧管330較佳係由在列印頭操作溫度下維持其形狀之一材料(例如科伐(Kovar)受控膨脹鋼)製作而成。列印頭310可係夾持至歧管330且使用一高溫全氟彈性體墊片來密封，以達成有機蒸氣源320與列印頭310之間的一氣密密封。亦可使用達成一氣密密封之其他方法，例如將列印頭陽極接合至一科伐背板。有機材料裝納於雷射焊接至科伐歧管之經加熱管內，此在圖17中可較佳地看到。有機蒸氣源320由包封有機源單元之經加熱管組成。此總成係附加至用作一結構部件及一氣體饋通裝置兩者之一8"英寸Conflat凸緣(歧管330)。蒸氣產生器經由經焊接不銹鋼波紋管340連接至歧管330上之埠。波紋管340充當膨脹接頭。由於有機蒸氣源320在被加熱時可膨脹，因此在歧管330與蒸氣產生器320之間需要一撓性耦合件以避免可傳輸至列印頭310且使其變形之熱應力。
蒸氣產生器320、波紋管340、歧管330及相關聯配件形成自歧管330之頂部伸展至列印頭310之一暢通0.3英寸內徑管道。有機材料係置於位於一玻璃棒之端處且插入至該管道中之一有排氣孔之囊中。當插入一棒時，使其所含納之有機材料處於經加熱蒸氣產生器內。然後使用一世偉洛克(Swagelok)納乇(Ultratorr)配件將管道之頂部密封至該玻璃棒之外徑。穿過該玻璃棒之內徑之一熱電偶提供蒸氣產生器內之溫度讀數。載體氣體係經由該饋通裝置與納乇配件之間的一貫通式T形配接器饋送至管道中。可在圖17中更清晰地看到此等特徵。
圖4顯示列印頭之一分解圖。該列印頭之一第一層410包含複數個孔口，該等孔口較佳具有相對於圖1及2所闡述之尺寸。第一層410較佳係由矽製成，其可易於藉助(例如)在半導體處理之背景中開發之習知技術來圖案化以包含所期望噴嘴幾何形狀。第一層410包含其中圖案化有若干孔口之複數個噴嘴415。第一層410接合至第二層420。較佳接合方法包含融合接合、陽極接合、冷焊及共晶接合。第二層420較佳由一絕緣材料製成，以限制自氣體源之熱傳導且使得能夠獨立於氣體源之溫度而控制第一層410之溫度。第二層420接合至第一層410。第二層420包含與噴嘴415流體連通之通孔422。如所圖解說明，蝕刻至第二層420中之通道424提供通孔422與噴嘴415之間的流體連通。在第一層410之前部上方蒸發歐姆觸點440以允許藉由一加熱電流定址噴嘴板。
在已實際製作且用作一沈積系統之一部分之一列印頭中，第一層410係一矽晶圓，第二層420係一硼矽酸鹽晶圓，且藉由陽極接合來接合該兩個層。圖5顯示已實際製作之一第一層510及一第二層520之照片。
替代或除第二層420中之通道以外，第一層410可包含在第一層內提供通孔422與噴嘴415之間的流體連通之通道。第一層410可進一步包含一熱源，例如加熱觸點440。
一第三層(未顯示)可設置於第一層410與第二層420之間，且接合至第一層410及第二層420。較佳接合方法如先前段落中所闡述。在此情形下，第一層410將被視為「接合至」第二層420。替代或除層410及/或420中之通道以外，該第三層可包含提供通孔422與噴嘴415之間的流體連通之一通道。該第三層可進一步包含一熱源。
如圖4中所圖解說明，複數個噴嘴415可與一單個氣體源(例如一第一氣體源)流體連通。一種達成此情形之方式係使一通道將一通孔連接至複數個噴嘴。
圖6顯示包含通道610及通孔620之一遮罩600之一校樣。舉例而言，圖6之結構可應用於一硼矽酸鹽晶圓且用作圖4之第二層420。避免銳角以減小應力。徑向定向通道610且賦予其平緩曲率以進一步減小應力集中。通道610形成三個流體線路。線路612允許將一共同主體材料中之兩種不同摻雜劑饋送至單獨噴嘴陣列中。線路614允許主體材料與摻雜劑材料在自一噴嘴陣列射出之前混合。線路616將來自一單個源之材料饋送至一噴嘴陣列。
如可自圖4中看到，多個氣體源可氣密密封至一列印頭。如可自圖6中看到，通道可用於以各種各樣之方式自多個源投送氣體。舉例而言，氣密密封至一列印頭之第一及第二氣體源或第一、第二及第三氣體源可各自與其本身的單獨噴嘴陣列流體連通。舉例而言，若調整圖6之結構以包含類似於線路616之三個線路，則此情形將發生。在此情形下，第一裝置可進一步包含氣密密封至列印頭之一第二氣體源。第二層之第一通孔可與第一層之一第一群組孔口流體連通。第二層可進一步包含與該第二氣體源及第一層之一第二群組孔口流體連通之一第二通孔。第一裝置可進一步包含氣密密封至列印頭之一第三氣體源。第二層可進一步包含與該第三氣體源及第一層之一第三群組孔口流體連通之一第三通孔。
連接至不同氣體源之多個通孔可與相同孔口流體連通，從而導致在該孔口處之一氣體混合。如線路612、614及616所圖解說明，可以此方式混合來自不同源之一種、兩種、三種或更多種氣體。舉例而言，第一通孔可與一第一有機源流體連通，而一第二通孔係與一第二有機源流體連通。該第一通孔與該第二通孔兩者皆可與第一層之一第一群組孔口流體連通。列印頭、第一有機源及第二有機源各自具有可獨立控制熱源。
除在列印頭之線路中混合來自不同源之氣體以外，一氣體源(例如第一氣體源或任一其他氣體源)亦可包含來自相同蒸發室或不同蒸發室之多種有機材料。然而，在列印頭中進行混合允許單獨控制其中昇華有機材料之每一室中之參數(例如溫度及氣流)方面之最大靈活性。舉例而言，此在兩種有機材料具有明顯不同之昇華溫度之情形下可係極為合意的。昇華速率可更易於控制。另外，在昇華溫度顯著不同之情形下，昇華一種材料所需要之一溫度可對一不同材料不利。
圖7顯示已實際製作之一矩形噴嘴740之一剖面700。噴嘴740係製作於由矽製成之一第一層710中。用於形成第一層710之矽晶圓開始時厚於50微米以考慮到突出部，但具有50微米之一最終厚度。噴嘴740具有一孔口730，該孔口位於來自第一層710之一突出部720中。孔口730具有一20微米之最小尺寸。突出部720自第一層710突出50微米。意欲在非常接近於一基板之處使用噴嘴740，以使得噴嘴-基板間隔距離係約5微米。突出部720允許自噴嘴排出之氣體無需行進穿過一5微米厚空間而一直逸散至第一層710之邊緣。噴嘴壁與第一層710之平面之間的角度係54.74度，其易於使用涉及藉由KOH來選擇性蝕刻Si之<100>平面之習知矽蝕刻技術來達成。圖7亦顯示影像750，其顯示在一掃描電子顯微鏡下所觀看到的蝕刻至Si中之噴嘴入口。
圖8顯示完成之列印頭之噴嘴側之一照片800。噴嘴陣列802係照片中心之高縱橫比矩形之陣列。凸塊804顯現為黑色正方形。較大凸塊較遠離噴嘴陣列而定位，而較小凸塊接近噴嘴陣列802而定位且與噴嘴陣列802散置。凸塊804有助於在沈積期間維持一所期望基板-噴嘴間隔。凸塊804適用於一實驗室背景中，但可或可不出現於一商用實施例中。亦顯示一位移感測器窗806。位移感測器窗806提供用以當噴嘴在使用中時看到基板及(舉例而言)量測基板/噴嘴間隔或基於一基板上之對準標記或其他特徵來定位噴嘴之一方式。圖8亦顯示噴嘴陣列802之一部分之一掃描電子顯微照片(SEM)820。圖8亦顯示噴嘴陣列802之一噴嘴孔口之一SEM。
已實際製作圖5至8中所圖解說明及所拍攝之結構。列印頭係由兩個接合晶圓(第一層及第二層)構成。最底部晶圓係100 μm厚矽之噴嘴板，其顯示於圖7及8中。總共128個噴嘴蝕刻至該板中。該等噴嘴具有尺寸為20 μm×200 μm之一底部孔口，其中長軸對應於基板行進方向以便產生窄線。此等孔口之最小尺寸係20 μm。該等噴嘴配置成四個排的32個噴嘴，該等排中之每一者與某一者相對於彼此偏移以允許多個並排條帶之印刷。該等排中之每一者可同時沈積不同有機蒸氣調配物。各向異性蝕刻產生比該出口寬得多的一噴嘴入口。對列印頭之底側(面向基板之側)進行回蝕以使得噴嘴尖端及其他特徵被抬高而超出晶圓表面。抬高之噴嘴尖端允許使噴嘴靠近於基板同時仍允許載體氣體容易在列印頭與基板之間的間隙中逸散。噴嘴周圍之一隆起凸塊網保護噴嘴尖端以免撞到基板上。給噴嘴板配備埠而具有光學窗以允許併入一光學位移感測器以量測相對於基板之位置。
圖5及6中所顯示之通道及絕緣體層(第二層)係由500 μm厚硼矽酸鹽玻璃製成。藉由蝕刻至面向噴嘴板之玻璃晶圓之側中之100至200 μm深流體通道為該等噴嘴饋送流體。經由延伸穿過晶圓之厚度的通孔為此等通道饋送流體。當接合通道層與絕緣體層時，形成一組三個流體獨立流體線路。蒸氣可經饋送穿過六個通孔中之任一者且將自噴嘴冒出，如由線路佈局所決定。
圖5至8中所圖解說明之列印頭係併入至圖3中所圖解說明之一有機蒸氣噴射印刷系統300中。如相對於圖3所闡述，列印頭擱置於一科伐歧管上。該列印頭係藉助一定制切割橡膠墊片密封至該歧管且藉助不銹鋼及因康鎳合金(Inconel)夾具固持於適當位置中。高溫橡膠(例如全氟醚(Kalrez)橡膠)可用於該墊片。可使用其他封裝策略，例如將列印頭陽極接合至一科伐背板。據信，一金屬背板將為列印頭提供一較強韌密封表面。
可對噴嘴及列印頭至基板間隙之效應進行數學建模。可使用對不可壓縮黏性流之潤滑近似對載體氣體穿過列印頭至基板間隙之流動進行建模。忽略所有非徑向流動分量。界定流動之特性長度係列印頭至基板間隙h。此長度上之壓力變化係可忽略不計，且可使用理想氣體定律來近似徑向尺寸上之氣體膨脹。藉由Eq.II.A.1給出蒸氣流動之平均速度。μ係黏度，P係壓力，T係溫度，R係理想氣體常數，r係半徑，且J係摩爾流率。
可將此表達為微分方程式Eq.II.A.2並求解。i及o下標指示輸入及輸出條件。
假定一外半徑為50 mm，且內半徑為10 mm，載體氣體黏度為2.5×10-5 kg/m*s，一摩爾流率等於2 sccm，且列印頭之外部邊緣處之壓力可忽略不計，則該圓盤之內部上之壓力係大約3500 Pa。
直觀地，最大壓力降將出現於噴嘴之下尖端與基板之間的間隙中之間。假定此間隙之下游端係處於3,500 Pa，則內部氣體分子將具有3.5 μm之一平均自由路徑。微粒對壁之碰撞在此狀況中將可能處於支配地位，因此可將其視為一克努森流(Knudsen flow)。使用Clausing,P J. Vac Sci.Tech 8 636-46之轉移概率方法，藉由eq.II.A.3給出兩個區域之間的分子流率，其中J係分子流率，T及P係溫度及壓力，m係載體氣體之分子質量，A係管之面積且w係一傳輸概率。Stanteler D. J.及D. Boeckman J. Vac Sci Tech.A 9(4) 8 Jul/Aug 1991針對具有4:1之一長度對高度比之一寬矩形管道計算出w=0.533。
藉由直接模擬蒙特卡羅技術對可能噴嘴設計之一研究表明，具有一內部錐形及外部錐形之一噴嘴設計產生用於高解析度沈積之最佳流型。流阻與上文之分析模型十分吻合，從而預測0.0021 sccm/Pa之流導。推薦剖面為20 μm×200 μm之一矩形噴嘴尖端。所推薦之噴嘴至基板間隔係3至5 μm。可使32個此種噴嘴或更多個此種噴嘴處於一陣列中。一大噴嘴陣列係有益的，此乃因其減小蒸氣產生器與基板之間的壓力差。預期所產生之沈積輪廓具有18 μm之一半峰全寬。預期沈積降低至其40 μm之中心線值之10%，從而使得其能夠準確地沈積在以30 μm為邊界之一30 μm像素內而不顯著強加於相鄰像素。對於具有20 μm寬孔口及5 μm尖端至基板間隙之一雙錐形噴嘴，所預期沈積輪廓在圖9中顯示為一實線。高度以任意單位皆可。具有等於像素寬度之輪廓平均值之高度的一理想像素填充沈積輪廓係以虛線顯示。
圖10顯示針對具有20 μm寬孔口及5 μm尖端至基板間隙之一經建模壓力輪廓1010及一經建模溫度輪廓1020。由噴嘴本體所形成之障壁係剖面中之黑暗區域。該等輪廓係對稱的，因此僅顯示噴嘴之一半即可捕獲相關資訊。
可在噴嘴上之一外部錐形不匹配噴嘴之內部錐形之情形下達成令人滿意的沈積輪廓，然而此由於經模擬噴嘴結構之傳導性降低五分之四而係較不佳的。一旦考量自噴嘴至列印頭之減小之氣體噴出路徑，該效應即變得更為明顯。產生一所期望流率所需之壓力稀釋蒸氣流中之有機物且增強列印頭與基板之間的熱傳遞。此導致一不理想操作狀況。然而，不具有底側錐形之列印頭已證明係有效沈積工具，且可由於其比具有一錐形底側之一列印頭更容易製作而加以使用。
若去除內部錐形，則操作壓力增加，但並不嚴重。然而，有趣地，沈積輪廓呈現一雙峰結構(顯示於圖9中)。可使內部錐形最佳化以產生一最佳化臺面狀沈積輪廓係可能的。可使用電漿蝕刻來製作各式各樣之幾何形狀。
亦可對穿過蒸氣產生器及通道陣列之流動進行數學建模。使用自不可壓縮納維耳‧史托克斯(Navier-Stokes)方程式導出之eq.II.B.I來計算具有短剖面尺寸h及較大剖面尺寸w之一矩形管道之體積流率。然後使用理想氣體定律將其轉換為一摩爾流率。μ係黏度且x係通道之軸向尺寸且沿下游方向為正。P、T係通道中之壓力及溫度。R係理想氣體常數。
可藉由將噴嘴陣列分成若干段且應用類似於基爾霍夫電流定律之推理來對其加以分析。穿過一噴嘴之一可壓縮層流通常根據Qmol~P2按比例縮放。然而，由於極小長度尺度，整個噴嘴本身隨著P線性地按比例縮放。已使用一直接模擬蒙特卡羅碼估計sec I.B.2中所禁止之幾何形狀之噴嘴的一損失因數C=5.4×10-11 mol/(Pa*s)。圖11顯示用於一噴嘴陣列之一線路分析中之一模型。已估計流阻且甚至已驗證陣列中蒸氣至所有噴嘴之分佈。
Q c ( n )=Q c ( n -1)-Q n ( n )　方程式II.B.2
Q n ( n )=Cf(P n ,P T )　方程式II.B.4
在32個段之後，預期有小於0.2%之一壓力改變。預期驅動流穿過該等噴嘴之壓力沿該陣列係恒定的。
可藉由eq II.B.5近似蒸氣產生速率，其中P係蒸氣產生單元之壓力，P*係單元中有機材料之平衡蒸氣壓力，q係載體氣體之流率及離開單元之有機材料量。γ係指示自產生器流出之蒸氣之飽和度之一效率參數。此對於一設計良好之系統接近於1。可根據先前OVJP工作估計OLED材料之蒸氣壓力。一先前系統使用在8托下之5 sccm之載體氣體將飽和CBP蒸氣朝向噴嘴掃出源單元。該儀器能夠達成一2000 /s沈積速率，此表明大約2×1014分子/s之一蒸氣產生速率及800微托之一CBP蒸氣壓力。
假定在40托之一操作壓力下穿過CBP蒸氣產生器之一載體氣體流動為4 sccm，則將產生大約3.3×1013分子/s。此在噴嘴孔口下方轉變為900 /s之一沈積速率。此又預測0.6 mm/s之一寫入速度。載體氣體流率已自此等所估計條件顯著減小，其中典型的係1 sccm之流動及低於10托之壓力。儘管發生此改變，但已觀察到約1 mm/s之相當寫入速度。
對蒸氣產生器中之有機物舟皿之建模假定有機物係儲存於一有排氣孔之囊中，且係藉由在排氣孔上方移動之載體氣體而對流離開。在此情形下，有機蒸氣與載體氣體混合物使蒸氣產生器處於一95%飽和狀態中。預期載體氣體之單獨稀釋流動並非係使有機材料向下游前進所必需的。此外，根據摩爾分數(~0.004%)有機蒸氣已係非常稀釋的。進一步稀釋可僅增加壓力降而不改良效能。
若允許穿過有機蒸氣源單元之流動停滯，則有機材料可藉由將向上游遷移至包封源單元的管之較冷區域而回流。假定將有機蒸氣源單元維持處於4 sccm、40托及300℃，則根據COMSOL中之建模一5 cm經加熱區足以防止有機材料回流。操作條件可與此等初始預測條件顯著不同，然而並未觀察到有機材料之嚴重回流。
亦可執行一熱分析以對整個有機蒸氣噴射沈積系統中之溫度建模。
可對列印頭之溫度建模。可藉由使用大面積觸點施加一歐姆加熱電流直接穿過該列印頭來達成均勻加熱。若需要，則可藉由施加至該列印頭底側之Ti或Ni之一額外薄層來補充其傳導性。Si係一良好熱導體，且硼矽酸鹽層幫助減小至金屬背板之熱傳遞。經驗已顯示，對於已實際製作之幾何形狀，列印頭需要約40至60 W之加熱以在非常接近於一經冷凍基板時達到300℃之一操作溫度。在多個點處對列印頭溫度之直接量測尚不可行，但在空氣中之較低功率量測表明跨越列印頭溫度係均勻的。藉由具有連續可變輸出之一經隔離DC電力供應源來驅動用於列印頭之加熱電流。此已證明對於消除由接通/關斷控制所導致的時域熱應力與因一未隔離電力供應源所致的電弧放電之危險兩者係合意的。
為進行良好近似，藉助Comsol之建模指示，亦預期沿著通道所對的區域中之剖面溫度係均勻的。
亦可對基板之溫度建模。發明人在實驗室中對一溫度受控基板卡盤上之OLED生長所做的先前未公開之研究顯示，可在約360K之溫度下生長膜而所產生之裝置中無嚴重效能損失。此可被視為用於基板表面之一近似最大合意溫度規範。基於建模，在圖12中顯示在一20 mm寬噴嘴附近之一基板上之熱傳遞輪廓。用於計算之噴嘴係具有20 μm寬孔口及5 μm尖端至基板間隙之一雙錐形噴嘴。距離係自噴嘴中心線開始。模型結果與分析估計十分吻合。
如可在圖12中看到，噴嘴本身產生具有40 W/cm2熱通量之熱點。此比得上15 W/cm2之一平均熱通量。由於此等熱點相對小，因此與周圍基板(其充當一散熱片)相比僅存在一適度溫度增加。COMSOL中之建模預測一熱點中僅約20K之一穩定狀態溫度增加。雖然此等個別熱點易於管理，但來自諸多此等熱點之總體熱負載係高的。液氮冷卻可係較佳以穿過一玻璃基板驅動足夠熱傳遞以保持該基板之表面低於360K。為此目的，OVJP系統已裝備有能夠將基板托架冷凍至150K及以下之一LN2饋送系統。藉助此配置達成之在低基板溫度下沈積有機材料具有減少材料遷移及改良特徵銳度之進一步優點。
亦可對蒸氣產生器中之熱傳遞建模。蒸氣產生器之熱傳遞建模具有固體分量與流體分量兩者。在載體氣體與產生器之基底處之有機源舟皿接觸之前，較佳將該載體氣體快速加熱至有機物昇華溫度。藉助Comsol之建模指示，此由於短特性長度與減小之壓力下氣體之相對高熱傳導性之組合而極快地發生。假定周圍環境與源單元之經加熱區域之間存在壁溫度之一銳轉變，則加熱氣體需要僅4 mm之一轉變長度。
熱傳遞問題之固體分量涉及量化此轉變之銳度。可將源單元管作為一維問題來建模。由於管具有薄壁，因此徑向溫度梯度係最小的。進一步假定該管之內含物具有最小熱質量，其係由載體氣體之短熱轉變長度支援之一假定。藉由eq.II.C.1給出用於此等假定且計及黑體輻射之熱方程式。
其中k係金屬管之熱傳導性，τ係管厚度，且Tc係室溫度。
假定30毫托之一室背景壓力，則源單元將具有一熱傳遞係數，其中殘餘室氣體為h=5.4 W/m2K。在線性化黑體輻射項之後，eq.II.C.1可變換成方程式eq.II.C.2。此方程式之特性長度係2 cm，且給出對蒸氣產生器管中經加熱區域與未加熱區域之間的溫度梯度之長度之一粗略估計。因此，在氣體流動經過一有機蒸氣源之前使該氣體升溫需要一最小長度之經加熱管。
亦可對一列印頭之機械變形建模。已識別列印頭變形之兩個可能原因。因不均勻加熱及熱膨脹之差異所致的熱誘發應力可致使列印頭翹曲。跨越形成通道基底的噴嘴板之部分可存在一相對大壓力差。正確地估計此等變形之長度且進行設計以使其等最小化係合意的以獲得在印刷期間保持平坦(此對於準確印刷又係合意的)之一列印頭。
據信，迄今為止，最顯著變形係因列印頭晶圓堆疊中之熱應力而產生。使用COMSOL中之MEMS熱-結構交互作用封裝來對因熱應力所致的垂直偏轉建模。以圓柱座標對晶圓堆疊建模。假定室溫下之完全平坦度，一旦啟動薄膜加熱器，則經計算晶圓堆疊向下彎曲以使得板之中心低於外部邊緣20 μm。在一Flexus薄膜應力量測設備上對一列印頭原型之量測展示翹曲以使得晶圓之中心高於外部邊緣10 μm。
圖13顯示隨溫度而變的一晶圓之中心相對於外部邊緣之高度的一曲線圖1310以及用於獲得資料之設置之一示意圖1320。一單個晶圓之資料係顯示為正方形，且一列印頭堆疊之資料係顯示為菱形。示意圖1320顯示一硼矽酸鹽層1324及一Si層1322。雖然大約10 μm之一位移相對於噴嘴間距係顯著的，但預期噴嘴陣列本身上之平坦度係約2 μm。較低數目係由於噴嘴在接近基板之中心處相對靠近在一起且當晶圓變形時作為一群組移動。由於噴嘴陣列將向下彎曲，因此板將不阻礙噴嘴定位，且可使噴嘴任意地靠近。可將噴嘴本身置於死點以最小化基板彎曲。一旦經適當校準，則一非接觸高度感測器可量測在操作溫度下噴嘴尖端與基板之間的相對距離。預期熱翹曲係最大誤差源，但係可保持於可管理水平下之一誤差源。
對於圖3中所顯示之系統，預期蒸氣產生器本身回應於加熱而延長多達200 μm。為防止此使列印頭扭曲，可藉由圖3中所圖解說明之波紋管將蒸氣產生器連接至凸緣。此防止凸緣推撞列印頭。
亦考量壓力差對晶圓變形之效應。藉由eq.II.D.2(其係基於Moore、J.H.、Davis、C.C.及M.A. Coplan之Building Scientific Apparatus(西方觀點出版社；第三版(2002))給出在短軸剖面中一膜片回應於一均勻分佈負載之最大折彎。此亦係雙調和應力方程式之一結果。如前所述，w係垂直位移，P係壓力負載，且E係楊氏模數，且t係板厚度。L係板之寬度。預期一50 μm厚、1 mm寬之Si膜片回應於10,000 Pa之一最壞情形跨膜片壓力差而向外彎曲40 nm。此亦非係一顯著變形，然而，變形對膜片厚度之立方反比相依性意味著膜片對於一較薄剛性噴嘴板可變形較大。但預期此等變形將亦係可管理的。
如上文所提及，一種解決列印頭變形之方式係量測噴嘴之位置，此乃因跨越一相對小噴嘴陣列之變形甚至在跨越列印頭之剩餘部分存在較大變形時亦可係小的。為此目的，獲得一Philtech RZ-25演示模型且對照一ITO玻璃目標對其進行測試。該感測器由一束光纖組成。某些纖維發射光而其他纖維接收光。藉由該束與一反射目標之間的距離來確定發射纖維與接收纖維之間的耦合程度。RZ串聯感測器之特徵係平行操作以對目標反射率之差異進行校正之兩個單獨束。
信號穩定至1 mV，且假設0.008 V/μm之一線性回應，則可獲得一250 nm之精度。廣告精度係200 nm。感測器之線性範圍明顯受ITO之透明度及來自遠表面之反射之強度限制。若ITO目標坐落於一反射表面上，則感測器並不正常工作。若ITO目標係安裝於一無光澤黑色表面上，則線性範圍延伸大約300 μm。此係廣告值的約一半。當自一不透明目標量測時可獲得全線性範圍。可使用其他量測技術來對此等問題進行補償。雖然感測器之範圍係有限的，但300 μm對於台抬高之精細控制係綽綽有餘。一非反射基板托架係較佳的。圖14顯示針對一ITO目標上之一PhilTech RZ-25位移感測器之校準的位移對電壓之一曲線圖。
圖15顯示用於針對微製作來製備矽及硼矽酸鹽晶圓之一製程流程。可自Ultrasil公司(加利福尼亞州海沃德市)獲得絕緣體上矽(SOI)晶圓1510。SOI晶圓1510可用於製成噴嘴板。在接收到時，晶圓係100 mm直徑，其中一100 μm厚Si裝置層1516藉由一1至3 μm SiO2氧化物層1514而與一315 μm厚Si處置層1512分離。自University Wafer(馬薩諸塞州坎布裏奇市)獲得雙側拋光(DSP)100 mm直徑、500 μm厚硼矽酸鹽玻璃晶圓1550。
使用LNF遮罩製造器及用於顯影鉻遮罩之SOP來產生用於所有四個光微影界定之圖案之遮罩。在開始光微影處理之前，在SOI晶圓上方於兩個側上生長一LPCVD Si3N4硬遮罩層1522，如晶圓1520所圖解說明。類似地，在硼矽酸鹽玻璃晶圓之每一側上沈積20 nm Cr/500 Au/20 nm Cr/500 nm Au之一硬遮罩層1562以為蝕刻作準備，如晶圓1560所圖解說明。
圖16顯示用於製作一列印頭之Si及硼矽酸鹽處理之步驟。
Si處理如下。藉助使用SPR 220光阻劑之噴嘴入口遮罩圖案化來自圖15之上覆於SOI晶圓之Si3N4層。然後藉助一150s深反應性離子蝕刻將噴嘴入口上方之Si3N4層蝕刻掉。然後在一85℃之50 wt% KOH溶液中蝕刻晶圓達100分鐘以形成噴嘴之內部錐形表面。此步驟之結果顯示於晶圓1630中。此時亦切割噴嘴板中用於位移感測及光學對準之窗(未顯示)。SOI晶圓之絕緣體層形成界定每一噴嘴之出口的一蝕刻停止件。然後藉助一反應性離子蝕刻或熱磷酸蝕刻來移除Si3N4層。此步驟之結果顯示於晶圓1640中。
硼矽酸鹽處理如下，且係改編自Ciprian Iliescu,F. E. H. Tay及J. Miao Sens. Act. A. 2(133),395-400(2007)。將來自圖15之金屬化硼矽酸鹽玻璃晶圓在兩個側上塗佈10 μm AZ-9260抗蝕劑且以光微影方式在一個側上圖案化通道圖案而在另一側上圖案化通孔圖案。然後藉助交替浸入Transene GE-8148金蝕刻劑達4分鐘及Cyantek CR-14鉻蝕刻劑達30秒將金屬硬遮罩蝕刻掉。此等步驟之結果顯示於晶圓1610中。藉助石蠟將晶圓之通孔側附加至一襯背晶圓以保護其免受蝕刻劑影響。曝露通道側。然後將晶圓浸沒於49% HF溶液中直至將通道蝕刻至100 μm為止。使用一觸針式輪廓測定儀來驗證蝕刻深度。在約15 min內達成所期望蝕刻量。晶圓係自其背部移除且藉助熱三氯乙烯清洗。然後藉助蠟將通道側附加至襯背晶圓且使用HF溶液來蝕刻通孔。此蝕刻穿過晶圓。在約一小時內達成所期望蝕刻量。然後藉助熱三氯乙烯清洗晶圓且藉助金及鉻蝕刻劑移除金屬遮罩。此等步驟之結果顯示於晶圓1620中。應瞭解，所圖解說明之剖面顯示在每一端處具有通孔之一通道，且存在其中無通道、通孔或其兩者的晶圓之其他區域。
使用陽極接合來結合列印頭之不同層。所闡述之接合次序因陽極接合過程之電化學性質而對於此特定實施例係較佳的。陽極接合可用於將一含鈉玻璃結合至一金屬或半導體。一旦被加熱至300℃至400℃，玻璃中之Na+即變成可移動的。將約1000 V之一電位自金屬層下方之一陽極施加至玻璃上方之一陰極。玻璃中之移動載體移動遠離介面從而留下一帶相反電荷之空乏區域。陽離子之運動使得玻璃中之懸空氧原子自由以氧化金屬介面，從而在兩種材料之間形成一化學接合。陽極接合闡述於K. M. Knowles等人之G. Wallis,Field Assisted Glass Sealing,2(1),Electrocomponent Science and Tech,1975、Anodic bonding,51(5),International Materials Rev.,2006中。
晶圓接合步驟如下。製備硼矽酸鹽及Si晶圓以用於藉助一Piranha清洗進行接合。隨後，將Si晶圓浸入稀釋HF中以移除表面氧化物。然後視覺對準晶圓且然後將其等置於一Suss SB-6接合器中。藉由施加1000 V之一電壓達20分鐘而在真空中於400℃之一溫度下接合該等晶圓。此步驟之結果顯示於晶圓堆疊1650中。將正電位施加至Si側。在一個實施例中，可使用陽極接合將硼矽酸鹽層之背側接合至一科伐背板。此可給列印頭提供一較強韌密封表面。
一旦接合，即移除Si晶圓之處置層。藉助石蠟將晶圓安裝至一鋁卡盤。然後將該等晶圓沉浸於90% HNO3、9.5% HF及0.5% CH3COOH儲備溶液之一三部曲蝕刻劑中。連續旋轉晶圓且用N2來使蝕刻槽通氣以確保一均勻蝕刻。在約50分鐘內達成所期望蝕刻量，且允許蝕刻繼續進行直至看得見SiO2蝕刻停止件為止。由於三部曲蝕刻劑對SiO2上方之Si的不良選擇性，較佳迅速停止蝕刻。自卡盤移除晶圓且藉助三氯乙烯溶解剩餘蠟。由於三部曲蝕刻劑對SiO2上方之Si不具有強烈選擇性，因此一更具選擇性之修整步驟係較佳的。藉助深反應性離子蝕刻(DRIE)來移除SiO2蝕刻停止件上之剩餘Si。DRIE並不用於移除所有Si，此乃因其顯著慢於三部曲蝕刻劑。
在處置層移除之後，用AZ-9260光阻劑塗佈晶圓之覆蓋有SiO2之底側且對其進行圖案化以使得用抗蝕劑覆蓋在過程結束時將隆起之區域。藉助一反應性離子蝕刻(RIE)來移除曝露之SiO2。此步驟之結果顯示於晶圓堆疊1660中。然後藉由DRIE蝕刻未隆起部分40至50 μm。藉由輪廓測定法來監控此蝕刻之完成。此步驟之結果顯示於晶圓堆疊1670中。
隨後，剝除光阻劑且藉助RIE移除剩餘SiO2硬遮罩。此步驟之結果顯示於晶圓堆疊1680中。將由800 nm Al、50 nm Pt及500 nm Au組成之歐姆觸點蒸發至晶圓之相對側上以允許藉由一加熱電流來定址晶圓。若原生Si不具有充足傳導性而達成良好加熱，則可在噴嘴板上方添加一額外薄毯覆式Ti塗層。最後，藉助高溫傳導性環氧樹脂將Cu箔引線附加至電極。
所製作之OVJP列印頭及蒸氣產生器之大體結構如下。有機源係儲存於插入至延伸至一真空室中且在其等遠端處被加熱之管中之玻璃杆之端處。此系統消除了為再填充材料而必須斷開一高溫密封件或拆開一複雜總成之問題。OVJP以比OVPD高得多的壓力及低得多的流率操作，此可導致一較高蒸氣滯留時間。有機蒸氣源與噴嘴陣列之間的體積保持盡可能短以消除不必要之體積。建模指示單獨源及稀釋流在此長度尺度下係無幫助的。因此，雖然可易於添加此等特徵，但並不明確提供該等特徵。
在一個實施例中，OVJP系統之形狀因數允許將其附接至一8"ConFlat埠。
藉由具有一Cotronics Resbond 919高溫陶瓷黏合劑之薄塗層之第一塗佈不銹鋼管製作熱保護罩。經塗佈區域係2英寸寬且自管之尖端0.125處開始。此塗層提供在其上纏繞撓性鎳鉻合金導線之一電阻表面。纏繞達50匝之一0.005"直徑導線將賦予加熱器220Ω之一電阻。在纏繞之後，藉助另一Resbond 919之塗層來密封加熱器並使其固化一夜。若期望減小發射率，則可給該等管鍍覆Ag。此等國產加熱器係緊密且強效的，且不像玻璃纖維絕緣熱帶那樣產生微粒。不同於商用熱帶，一旦固化，陶瓷即不會漏氣。
圖17顯示一OVJP饋通裝置之一分解圖。為便於圖解說明，圖解說明兩個有機蒸氣源，但可使用更大數目個源，例如圖3中所顯示之六個或甚至更多個。歧管1710充當一饋通裝置，氣體經由該饋通裝置行進至列印頭，且可在不斷開熱密封件之情形下經由該饋通裝置容易地且方便地移除並替換在沈積期間極靠近於列印頭定位之有機源舟皿。如圖3中所圖解說明，通向列印頭之管1720自歧管1710延伸。氣體饋送裝置1730可附接至管1720。氣體饋送裝置1730可包含用於氣體之埠以及允許源舟皿通過之埠。納乇配件1740附接至氣體饋送裝置1730，且提供源舟皿可穿過之一可容易斷開及替換之氣密密封件。有機源舟皿1750設置於杆1760上。杆1760可插入穿過納乇配件1740、氣體饋送裝置1730、管1720及歧管1710，且進一步延伸穿過(例如)圖3之波紋管340及相關管直至源舟皿1750非常接近於一列印頭為止。納乇配件1740提供一密封件。
用於製作一OVJP系統之具體非限制性材料及尺寸如下。來自歧管1710之0.375"鋼管1720端接有世偉洛克T形管配件(氣體饋送裝置1730)。世偉洛克納乇配件1740係夾持至T形配件之遠結合處中。在其尖端處含納一有機舟皿1750之一長玻璃杆1760插入穿過納乇配件1740。杆1760一直延伸至列印頭。載體氣體係自T形管配件之中間連接處饋送至蒸氣產生器中。
較佳地，提供一電動x-y運動台用以使基板相對於噴嘴陣列移動以使用OVJP繪製經圖案化有機膜。噴嘴陣列與基板之平面較佳保持盡可能接近於平行以使系統有效工作。為達成最佳結果，基板托架較佳具有大於每cm線性行程±1μm之一平坦度。基板托架移動所依靠的軸承較佳係置於該托架下面。最簡單配置將係將兩個完整堆疊線性致動器放入室內部。此等致動器可坐落於用於精細水平調整之一雙斜台之頂部上。此控制可係手動的，此乃因可在排空室之前進行對準。然而，z調整較佳係電動式以提供高度控制。由於室內部之空間極為珍貴，因此較佳將一z致動器與一真空線性定位器併入在一起且安裝於室外部。可類似地將一手動旋轉調整件安裝於室外部。
OVJP系統較佳配備有電動x-y運動台。可藉由一真空製備Aerotech ATS-50台提供平行於線定向之運動。可藉由藉助一定制致動器修改之一新港(Newport)光學台提供垂直於線定向之運動。
基板托架可係由鋁製成，其頂部上經陽極氧化拋光以與非接觸高度感測器相容。其坐落於一銅冷卻塊頂部上，經由撓性管為該銅冷卻塊饋送液氮冷卻劑。可經由一毗鄰手套箱移除該托架以允許在一非氧化環境中裝載及卸載樣本。可藉助SPI Apezon冷油脂之薄塗層來增強基板、托架及冷卻塊之熱接觸。
一PhilTech RZ-25光學位移感測器可經由列印頭中之一窗進行觀察以量測至基板之距離。該感測器由具有發射器纖維及接收器纖維之一光纖束組成。兩種纖維類型之間的耦合相依於束尖端與一反射表面之間的距離。藉由一光纖托架來固持感測器尖端，該光纖托架又附接至將列印頭連接至凸緣之極點中之一者。感測器信號係藉由一光纖束穿過一真空饋通裝置傳輸至該室外部之一感測器。
與基板上之焊盤標記(landmark)對準係達成定位以改寫基板上之特徵之一較佳方式。列印頭較佳具有允許光學對準之單獨窗。室可裝配有CCD相機、適當透鏡、照明設備及軟體以允許對準。當前設計中並不存在此等特徵，但此等特徵係眾所習知且可易於併入一OVJP系統。
圖18顯示裝設有對準光學裝置及高度感測器之一OVJP系統之一組態。該OVJP系統具有圖17中所圖解說明之相同特徵中之諸多特徵。另外，圖18之OVJP系統包含適用於光學對準之一相機系統。該相機系統包含一相機1810、投影透鏡1812及物鏡1814。可易於在歧管及列印頭中提供適當開口。圖18之OVJP系統亦包含一高度感測器1820。圖18之組態並未實際付諸實踐，但基於本文中之揭示內容可易於實踐。
該OVJP系統可操作如下。
可使噴嘴垂直於基板平面並校準高度感測器。在列印頭處於室溫下且室具有排氣孔之情形下使列印頭之平面與基板之平面重合。使用在基板台背部之一雷射水平儀及一鏡來執行前後對準。可使用一測隙規來使基板每一側上之列印頭至基板間隙相等而實施左右對準。
用匙將有機材料舀至一硼矽酸鹽玻璃杆之尖端處之一源舟皿中。將一熱電偶穿過該杆之內徑至將該杆與舟皿分離且上緊於適當位置中之結構。將該杆插入穿過沈積室頂部處之納乇配件。使該杆前進直至其尖端在列印頭之3 mm內為止。較佳地，預先量測停止位置以防止對列印頭之損壞。
將一基板置於有排氣孔之室中。使氣體饋送管線通向一旁路「歐斯塔奇(Eustachian)」管，其使列印頭通孔與室之間的壓力相等。將室排空，且將OVJP緩慢加熱至操作溫度。一旦OVJP處於高真空，即建立了至基板台之一LN2流。最後，自歐斯塔奇管密封氣體饋送管線。
在調平以後，降低該台以賦予噴嘴用以在列印頭加熱時向下移動之空間。然後使列印頭及蒸氣產生器達到操作溫度。可基於列印頭之熱負載之一突然增加或藉由當列印頭在使用中時有機源單元壓力之一突然增加來推斷列印頭與基板之間的硬接觸。現在可將高度感測器之讀數調零。
將約1 sccm之載體氣體饋送至每一沈積源中。應端視內部材料將有機蒸氣源加熱至200℃至300℃。將列印頭加熱至300℃。使噴嘴尖端到達距基板10 μm處。可將一精細z調整件與高度感測器(尚未併入)一起鎖定至一回饋迴路中。系統現在正在沈積，且圖案決定於x及y台馬達之運動。一旦印刷圖案，沈積即可終止載體氣體流且再開啟通向歐斯塔奇管之氣體饋送管線。
在沈積之後，降低基板使其遠離列印頭。緩慢地冷卻列印頭與有機源單元兩者。在使室排氣之前，所有此等裝置較佳低於100℃。亦使經冷凍台升溫至高於0℃。
較佳操作條件包含小於1毫托之一室壓力及冷凍至-100℃之一基板托架。藉由惰性氣體之1至50托之一壓力以每源通孔每分1標準立方公分之一流率將有機蒸氣壓送至列印頭中。可藉由與其他源之流動組合來混合或稀釋蒸氣。列印頭係維持距基板表面約10微米。基板在列印頭下面以0.5至2 mm/s之一速率移動。圖19中顯示35 nm厚叄(8-羥基喹啉)鋁線之光學顯微照片。在較佳操作條件下，列印頭可繪製約20 μm寬之連續有機材料線。圖19以兩個不同放大率顯示使用OVJP列印頭繪製之35 nm厚AlQ(叄(8-羥基喹啉)鋁)線之光學顯微照片(影像1910及1920)。此等線在每一側上係由經估計不大於10 μm寬之外來沈積區所環繞。此係藉由掃描電子顯微鏡(SEM)及原子力顯微鏡(AFM)影像支援。圖20以兩個不同放大率顯示使用OVJP列印頭繪製之35 nm厚AlQ線之SEM影像(影像2010及2020)。圖21顯示藉助OVJP繪製之35 nm厚AlQ線之原子力顯微照片，包含其中藉由灰階來顯示高度之一二維視圖(影像2110)及使用AFM顯示垂直於線之主軸之厚度的一軌跡(影像2120)。可根據剖面AFM軌跡來估計線之寬度與厚度兩者。
為提供多色彩OLED陣列之高解析度圖案化，OVJP較佳能夠將材料沈積成嚴格界定之線，而線之間具有最小色料滲出(bleeding)。已執行對線之間區域中之有機材料之過噴之間接量測。
在一個測試中，藉由使台在列印頭下面緩慢移動來生長極厚線。雖然此等特徵比用於實際電子裝置中之彼等特徵厚得多，但生長此等線允許將細微特徵(例如過噴拖尾)放大成足以可量測。然後藉由輪廓測定法來評估此等線之厚度剖面。在其中期望沈積之區域中沈積具有高達20000埃(2 nm)之一厚度的線。在所量測之20 μm線寬度以外，量測到看似延伸超出線邊緣達10 μm之100 nm或更小之過噴拖尾。此等特徵比將在OLED中發現之彼等特徵厚約100倍。假定過噴厚度與特徵厚度成比例，則此將暗示可預期在所繪製線附近有1 nm或更小過噴。圖22顯示此等線之影像，包含一光學顯微照片2210及一輪廓測定儀軌跡2220。
使用空間解析光致發光來探測薄膜線之間的區域中之過噴。在一專門構造之線掃描顯微鏡上進行厚度校準量測。此系統具有AlQ示蹤劑之約5 μm之一解析度及約2 nm之一偵測臨限值。一初始掃描展示出約5 nm之一背景過噴。有趣地，過噴之高度並不看似與自一線之距離或最近線之高度相關。此表明，過噴係在啟動時而非在實際印刷期間被減輕且可藉由改良啟動程序來最小化。對於有機材料源之更下游之噴嘴，線之厚度顯著降低。據信此係因製作具有較淺流體通道之一特定列印頭以改良抗裂性所致，且可藉由使用較大通道容易地消除該效應。線掃描資料顯示於圖23中。圖23顯示來自AlQ之OVJP繪製樣本之厚度校正線掃描資料。
使用密歇根大學(University of Michigan)之顯微鏡及影像分析實驗室之一Zeiss共焦落射螢光顯微鏡來以較高空間解析度探測過噴。此顯微鏡具有類似於線掃描儀之一偵測臨限值但在別的方面更具能力。圖24顯示使用此系統分析之OVJP沈積線之一區域。在線之間偵測到少量信號或未偵測到信號，從而表明3 nm或更小之一過噴厚度。雖然較佳藉助已知膜厚度之樣本校準來自此工具之輸出，但不存在來自線之間的區域之信號表明，少量(若有的話)材料沉澱於此等區域中。圖24顯示AlQ之OVJP繪製線之一共焦落射螢光顯微照片。影像2410係具有藉由灰階顯示之螢光強度之一二維影像。垂直箭頭顯示影像2420中所圖解說明之強度輪廓掃描之方向，影像2420顯示沿該線隨距離而變的螢光強度。
應瞭解，本文中所闡述之各種實施例僅用於舉例說明，且並不意欲限制本發明之範疇。舉例而言，本文中所闡述之諸多材料及結構可由其他材料及結構替代而並不背離本發明之精神。本文中所闡述之發明性噴嘴幾何形狀可用於除本文中所圖解說明之具體實施例以外的各種各樣的OVJP系統組態及列印頭中。類似地，本文中所闡述之發明性列印頭概念可用於除本文中所圖解說明之具體實施例以外的各種各樣的OVJP系統組態中。因此，如熟悉此項技術者將明瞭，所主張之本發明可包含本文中所闡述述之特定實例及較佳實施例之變型。應理解，關於本發明為何可行之各種理論及具體組態之建模並不意欲具有限制性。
110．．．噴嘴
120．．．噴嘴
130．．．噴嘴
140．．．噴嘴
210．．．孔口
220．．．孔口
230．．．孔口
240．．．孔口
300．．．有機蒸氣噴射沈積系統
310．．．列印頭
320．．．有機蒸氣源
330．．．歧管
340．．．波紋管
410．．．第一層
415．．．噴嘴
420．．．第二層
422．．．通孔
424．．．通道
440．．．歐姆觸點
510．．．第一層
520．．．第二層
610．．．通道
612．．．線路
614．．．線路
616．．．線路
620．．．通孔
700．．．剖面
710．．．第一層
720．．．突出部
730．．．孔口
740．．．噴嘴
800．．．照片
802．．．噴嘴陣列
804．．．凸塊
806．．．位移感測器窗
820．．．掃描電子顯微照片(SEM)
1322．．．Si層
1324．．．硼矽酸鹽層
1510．．．絕緣體上矽(SOI)晶圓
1512．．．Si處置層
1514．．．SiO2氧化物層
1516．．．Si裝置層
1520．．．晶圓
1522．．．LPCVD Si3N4硬遮罩層
1550．．．硼矽酸鹽玻璃晶圓
1560．．．晶圓
1562．．．硬遮罩層
1610．．．晶圓
1620．．．晶圓
1630．．．晶圓
1640．．．晶圓
1650．．．晶圓堆疊
1660．．．晶圓堆疊
1670．．．晶圓堆疊
1680．．．晶圓堆疊
1710．．．歧管
1720．．．管
1730．．．氣體饋送裝置
1740．．．納乇配件
1750．．．源舟皿
1760．．．杆
1810．．．相機
1812．．．投影透鏡
1814．．．物鏡
1910．．．影像
1920．．．影像
2010．．．影像
2020．．．影像
2110．．．影像
2120．．．影像
2410．．．影像
2420．．．影像
圖1顯示四個不同噴嘴幾何形狀之剖面。
圖2顯示沿垂直於氣流之一方向截取之四個不同噴嘴幾何形狀之剖面。
圖3顯示一OVJP列印頭及支架之一透視圖。
圖4顯示列印頭之一分解圖。
圖5顯示一列印頭之各部分之照片。
圖6顯示包含通道及通孔之一遮罩之一校樣。
圖7顯示已實際製作之一矩形噴嘴之一剖面以及蝕刻至Si中之噴嘴入口之一掃描電子顯微鏡照片。
圖8顯示完成之列印頭之噴嘴側之一照片以及噴嘴陣列802之一部分之一掃描電子顯微照片(SEM)及一噴嘴孔口之一SEM。
圖9顯示一經建模沈積輪廓。
圖10顯示經建模壓力及溫度輪廓。
圖11顯示用於一噴嘴陣列之一線路分析中之一模型。已估計流阻且甚至已驗證蒸氣至該陣列中之所有噴嘴之分佈。
圖12顯示一20 mm寬噴嘴附近之一經建模熱傳遞輪廓。
圖13顯示隨溫度而變的一晶圓之中心相對於外部邊緣之高度的一曲線圖以及用於獲得資料之設置之一示意圖。
圖14顯示針對一ITO目標上之一PhilTech RZ-25位移感測器之校準的位移對電壓之一曲線圖。
圖15顯示用於針對微製作來製備矽及硼矽酸鹽晶圓之製程流程。
圖16顯示用於製作一列印頭之Si及硼矽酸鹽處理之步驟。
圖17顯示一OVJP饋通裝置之一分解圖。
圖18顯示裝設有對準光學裝置及高度感測器之一OVJP系統之一組態。
圖19顯示使用OVJP列印頭繪製之35 nm厚AlQ(叄(8-羥基喹啉)鋁)線之光學顯微照片。
圖20顯示使用一OVJP列印頭繪製之35 nm厚AlQ線之SEM影像。
圖21顯示使用一OVJP列印頭繪製之35 nm厚AlQ線之原子力顯微照片影像。
圖22顯示使用一OVJP列印頭繪製之一厚材料線之光學顯微照片及輪廓測定儀影像。
圖23顯示來自使用一OVJP列印頭繪製之AlQ線之線掃描資料。
圖24顯示使用一OVJP列印頭繪製之線之一共焦落射螢光顯微照片。
110．．．噴嘴
120．．．噴嘴
130．．．噴嘴
140．．．噴嘴

Claims (22)

  1. 一種有機蒸氣噴射印刷裝置，其包括：列印頭，其包含平面噴嘴陣列、高度感測器及z調整件，該平面噴嘴陣列包括氣密密封至第一氣體源之第一噴嘴；其中該第一噴嘴具有孔口，該孔口在與該第一噴嘴之流動方向垂直的方向具有0.5微米至500微米之最小尺寸；其中，在自該孔口進入至該第一噴嘴內為該第一噴嘴孔口之最小尺寸的5倍之距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第一噴嘴孔口之最小尺寸的至少兩倍；且其中該z調整件能夠將該平面噴嘴陣列維持在高於一基板表面3微米至10微米的距離以回應該高度感測器的量測。
  2. 如請求項1之裝置，其中該平面噴嘴陣列包括氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴。
  3. 如請求項1之裝置，其中該平面噴嘴陣列進一步包括第二噴嘴，該第二噴嘴氣密密封至不同於該第一氣體源之第二氣體源，其中該第二噴嘴具有孔口，該孔口在與該第二噴嘴之流動方向垂直的方向具有0.5微米至500微米之最小尺寸；其中，在自該孔口進入至該第二噴嘴內為該第二噴嘴孔口之最小尺寸的5倍之距離處，垂直於該流動方向之 最小尺寸係該第二噴嘴孔口之最小尺寸的至少兩倍。
  4. 如請求項3之裝置，其中該平面噴嘴陣列進一步包括第三噴嘴，該第三噴嘴氣密密封至不同於該第一氣體源及該第二氣體源之第三氣體源，其中該第三噴嘴具有一孔口，該孔口在與該第三噴嘴之流動方向垂直的方向具有0.5微米至500微米之最小尺寸；其中，在自該孔口進入至該第三噴嘴內為該第三噴嘴孔口之最小尺寸的5倍之距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第三噴嘴孔口之最小尺寸的至少兩倍。
  5. 如請求項4之裝置，其中該平面噴嘴陣列包括氣密密封至該第一氣體源之複數個第一噴嘴、氣密密封至該第二氣體源之複數個第二噴嘴及氣密密封至該第三氣體源之複數個第三噴嘴。
  6. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴自該孔口至自該孔口進入至該第一噴嘴中之距離具有恒定剖面，該距離係該第一噴嘴之該孔口之該最小尺寸的2倍。
  7. 如請求項1之裝置，其中對於處於該第一噴嘴沿垂直於該第一噴嘴流動方向的方向之該最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，該第一噴嘴孔口之該最小尺寸隨自該第一噴嘴之該孔口之距離連續地增加。
  8. 如請求項1之裝置，其中對於處於該第一噴嘴與該第一噴嘴流動方向垂直的方向之該最小尺寸的0倍至2倍之範圍中之距離，該第一噴嘴之該孔口之該最小尺寸隨自該 第一噴嘴之該孔口之距離線性地增加。
  9. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴係由金屬形成。
  10. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴係由陶瓷或矽形成。
  11. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴具有孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有100微米至500微米之最小尺寸。
  12. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴具有孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有20微米至100微米之最小尺寸。
  13. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴具有孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有0.5微米至20微米之最小尺寸。
  14. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴垂直於該第一噴嘴流動方向之剖面係圓形。
  15. 如請求項1之裝置，其中該第一噴嘴垂直於該第一噴嘴流動方向之該剖面係矩形。
  16. 如請求項3之裝置，其中該有機蒸氣噴射印刷裝置進一步包括：該第一氣體源及該第二氣體源，熱障壁，其設置於該列印頭與該第一氣體源及該第二氣體源之間，及可獨立控制之熱源，其用於該列印頭、該第一氣體源及該第二氣體源中之每一者。
  17. 如請求項1之裝置，其中該有機蒸氣噴射印刷裝置進一步包括：該第一氣體源，該第一氣體源進一步包括第一昇華室及第二昇華室；熱障壁，其設置於該列印頭與該第一氣體源之間；可獨立控制熱源，其用於該列印頭、該第一昇華室及該第二昇華室中之每一者。
  18. 如請求項1之裝置，其中孔口係形成於來自該列印頭之一突出部中。
  19. 如請求項1之裝置，其中該列印頭具有約2μm的平坦度。
  20. 一種有機蒸氣噴射印刷方法，其包括：提供第一裝置，該第一裝置包括：列印頭，其包含平面噴嘴陣列、高度感測器及z調整件，該平面噴嘴陣列包括氣密密封至第一氣體源之第一噴嘴；其中該第一噴嘴具有孔口，該孔口在與該第一噴嘴流動方向垂直的方向具有0.5微米至500微米之最小尺寸；其中，在自該孔口進入至該第一噴嘴中係該第一噴嘴之該孔口之該最小尺寸5倍的距離處，垂直於該流動方向之最小尺寸係該第一噴嘴孔口之最小尺寸之至少兩倍；且其中該z調整件能夠將該平面噴嘴陣列維持在高於 一基板表面3微米至10微米的距離以回應該高度感測器的量測；及自該第一噴嘴射出一氣體射流。
  21. 如請求項20之方法，其中該平面噴嘴陣列進一步包括：第二噴嘴，其氣密密封至不同於該第一氣體源之第二氣體源，其中該第二噴嘴具有孔口，該孔口具有沿垂直於該第二噴嘴之流動方向的方向之0.5微米至500微米之最小尺寸；其中，在自該孔口進入至該第二噴嘴中係該第二噴嘴之該孔口之該最小尺寸5倍的距離處，垂直於該流動方向之該最小尺寸係該第二噴嘴之該孔口之該最小尺寸之至少兩倍；且其中該方法進一步包括在該列印頭、該第一氣體源及該第二氣體源處維持不同且可獨立控制之溫度。
  22. 如請求項21之方法，其中：由該第一氣體源提供之該氣體包含具有第一昇華溫度之第一有機材料；由該第二氣體源提供之該氣體包含第二有機材料，該第二有機材料具有與該第一有機材料之該昇華溫度相差至少攝氏10度之第二昇華溫度。
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