[发明专利]用于有机蒸汽喷射印刷的喷嘴几何形状

说明书

本发明要求对于如下申请的优先权和其好处：美国临时申请No.61/211,002，标题为Compact OVJP Print Head，在2009年3月25日提交；和美国非临时申请No.12/729448，标题为Nozzle Geometry for Organic Vapor Jet Printing，在2010年3月23日提交。

本发明在由能源部授予的DE-FC26-04NT42273下借助于政府支持而形成。政府在本发明中具有一定权利。

要求保护的发明通过以对于联合大学合作研究协议的如下各方的一方或多方的名义、和/或与其一方或多方一道而形成：Regents of the University of Michigan、Princeton University、The University of Southern California、及the Universal Display Corporation。协议在形成要求保护的发明的日期和之前生效，并且要求保护的发明作为在协议范围内承担的活动的结果而形成。

技术领域

本发明涉及有机材料通过打印头的沉积。

背景技术

利用有机材料的光电器件由于多个原因正在日益成为所希望的。为制成这样的器件使用的多种材料比较便宜，所以有机光电器件因为优于无机器件的成本优点而具有潜力。另外，有机材料的固有性质，如它们的柔软性，可以使它们良好地适于一些具体用途，如在柔性基片上的构造。有机光电器件的例子包括有机发光器件(OLED)、有机光电晶体管、有机光生伏打电池、及有机光电探测器。

关于OLED的更多细节可在美国专利No.7,279,704中找到，该美国专利通过参考全部包括在这里。

为构造有机器件使用的沉积有机材料的各种方式是已知的，如真空热蒸发、溶液处理、有机蒸汽相沉积、及有机蒸汽喷射印刷。

发明内容

本发明的某些方面涉及对于有机蒸汽喷射印刷有用的喷嘴几何形状。

在一个实施例中，提供第一器件。该器件包括打印头。该打印头还包括第一喷嘴，该第一喷嘴气密地密封到第一气体源上。第一喷嘴具有孔眼，该孔眼在与第一喷嘴的流动方向相垂直的方向上，具有0.5至500微米的最小尺寸。在从孔眼到第一喷嘴中的一定距离处——该一定距离是第一喷嘴的孔眼的最小尺寸的5倍，与流动方向相垂直的最小尺寸是第一喷嘴的孔眼的最小尺寸的至少两倍。

打印头可以包括多个第一喷嘴，这些第一喷嘴气密地密封到第一气体源上。

打印头可以包括第二喷嘴，该第二喷嘴气密地密封到第二气体源上，该第二气体源与第一气体源不同。第二喷嘴具有孔眼，该孔眼在与第二喷嘴的流动方向相垂直的方向上，具有0.5至500微米的最小尺寸。在从孔眼到第二喷嘴中的一定距离处——该一定距离是第二喷嘴的孔眼的最小尺寸的5倍，与流动方向相垂直的最小尺寸是第二喷嘴的孔眼的最小尺寸的至少两倍。

打印头可以包括第三喷嘴，该第三喷嘴气密地密封到第三气体源上，该第三气体源与第一和第二气体源不同。第三喷嘴具有孔眼，该孔眼在与第三喷嘴的流动方向相垂直的方向上，具有0.5至500微米的最小尺寸。在从孔眼到第三喷嘴中的一定距离处——该一定距离是第三喷嘴的孔眼的最小尺寸的5倍，与流动方向相垂直的最小尺寸是第三喷嘴的孔眼的最小尺寸的至少两倍。

打印头可以包括：多个第一喷嘴，所述多个第一喷嘴气密地密封到第一气体源上；多个第二喷嘴，所述多个第二喷嘴气密地密封到第二气体源上；及/或多个第三喷嘴，所述多个第三喷嘴气密地密封到第三气体源上。

有多种不同方式使得喷嘴可以符合上文中论述的几何考虑。第一喷嘴从孔眼到自该孔眼到第一喷嘴中延伸一段距离处可以具有恒定横截面，该一段距离是第一喷嘴的孔眼的最小尺寸的2倍。对于在第一喷嘴的孔眼的最小尺寸的零至2倍的范围中的各个距离，在与第一喷嘴的流动方向相垂直的方向上的第一喷嘴的最小尺寸可以随着离第一喷嘴的孔眼的距离增大而连续地增大。对于在第一喷嘴的孔眼的最小尺寸的零至2倍的范围中的各个距离，在与第一喷嘴的流动方向相垂直的方向上的第一喷嘴的最小尺寸可以随着离第一喷嘴的孔眼的距离增大而线性地增大。

喷嘴可以由各种材料形成。硅是特别优选的。金属和陶瓷也是优选的。

对于第一喷嘴的孔眼在与第一喷嘴的流动方向相垂直的方向上的最小尺寸的优选范围，包括100至500微米、20至100微米，以及0.5至20微米。

用于与第一喷嘴的流动方向相垂直的第一喷嘴横截面的优选形状包括圆形和矩形。