[发明专利]用于有机蒸汽印刷的方法和设备

说明书

本申请要求2009年5月1日提交的美国临时申请No.61/174,943的优先权，该临时申请的公开内容完全合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于在目标印刷区上印刷大体均匀并具有轮廓化边缘的有机薄膜的方法和设备。更具体地，本公开涉及如下用于印刷有机薄膜(可交换地，层)的新颖方法和设备，其通过提供汽化材料、将该汽化材料分配到目标区域上并使该汽化材料凝结在该目标区域上而形成大体均匀薄膜。

背景技术

有机发光装置(OLED)的制造需要将一个或多个有机薄膜沉积在衬底上并将薄膜堆的顶部和底部联接到电极。薄膜厚度是首要的考虑因素。总层堆厚度为大约100nm，并且每层最好以比+/-2％高的精度均匀地沉积。薄膜纯度也是重要的。传统装置使用如下两种方法之一来形成薄膜堆：(1)有机材料在相对真空环境中的热蒸发以及随后有机蒸汽在衬底上的凝结；或者(2)有机材料溶解到溶剂中，利用所产生的溶液来涂覆衬底，和随后将溶剂移除。

在沉积OLED的有机薄膜中的另一考虑因素是将薄膜精确地放在期望的位置处。取决于薄膜沉积的方法，存在两个用于执行该任务的传统技术。对于热蒸发，使用荫罩来形成所需构造的OLED薄膜。荫罩技术需要将轮廓分明的物理罩放在衬底的区域上，随后将薄膜沉积在整个衬底区域上。一旦沉积完成，就将荫罩移除。通过该罩所暴露的区域限定沉积在衬底上的材料的图案。该过程是低效的，因为尽管仅通过荫罩所暴露的区域需要薄膜，但是必须涂覆整个衬底。此外，荫罩随着每次使用被越来越多地涂覆，最终必须被丢弃或清洗。最后，由于需要使用很薄的罩(以实现小的特征尺寸)，这使所述罩在结构上不稳定，所以荫罩在大面积上的使用变得困难。然而，蒸汽沉积技术生产出具有高度均匀性和纯度以及充分厚度控制的OLED薄膜。

对于溶剂沉积，喷墨印刷能够用于沉积OLED薄膜的图案。喷墨印刷需要将有机材料溶解到产生可印刷墨的溶剂中。此外，照惯例喷墨印刷限于一层或两层OLED薄膜堆的使用，与在蒸汽沉积装置中使用的四层或五层薄膜堆相比，喷墨印刷通常具有较低的性能。产生堆限制是因为印刷通常导致任意的位于下面的有机层的破坏性溶解。由此，人们必须对每层进行监督，使得它不被每个随后层的湿沉积损坏，而这大大地限制材料和堆的选择。最后，与蒸汽沉积薄膜相比，喷墨印刷具有非常差的厚度均匀性，除非首先准备带有限定区的衬底，所述限定区在薄膜将要被沉积的区域内包含墨，这是增加成本和过程复杂性的步骤。此外由于在干燥过程期间发生的材料的结构变化以及由于存在于墨中的材料杂质，材料质量通常较低。然而，喷墨印刷技术能够在非常大的区域上以良好的材料效率提供OLED薄膜的图案。

没有传统技术将喷墨印刷的大面积印刷图案的能力与利用有机薄膜的蒸汽沉积实现的高度均匀性、纯度和厚度控制相结合。因为对于广泛商业化而言，喷墨处理的OLED装置一直不具有足够的质量，并且热蒸发仍然太昂贵且对于扩展到大面积来说不切实际，所以OLED工业的主要技术挑战是开发能够既能够提供高薄膜质量又能够提供成本有效的大面积可扩展性的技术。

最后，制造OLED显示器可能还需要金属、无机半导体和/或无机绝缘体的薄膜的图案化沉积。传统上，已经使用蒸汽沉积和/或溅射来沉积这些层。使用现有的衬底预准备(例如，用绝缘体绘制带图案的涂层)，如上所述使用荫罩，来实现图案形成，而当采用新衬底或保护层时，图案使用传统的光刻法实现。与预期图案的直接沉积相比，这些方法中的每一种都是低效的，因为或者浪费材料或者需要另外的处理步骤。因而，存在对这些材料以及对一种用于沉积高质量、成本有效、大面积可扩展薄膜的方法和设备的需求。

发明内容

根据本公开的一个实施例的用于在衬底上印刷均匀厚度的薄膜的设备包括：喷嘴，用于传送汽化有机材料和载气流的混合物；多个微孔，所述多个微孔传送来自该喷嘴的混合物，所述多个微孔被布置为提供多个重叠支流；以及衬底，用于接纳多个重叠支流并将其凝结成薄膜。多个微孔能够是彼此独立的。多个微孔中的至少两个能够通过空腔彼此连接。