[发明专利]狭槽式模具涂布方法、设备和基底

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于在基底上制造图案化涂布层的狭槽式模具涂布方法和设备。本公开进一步涉及由这种方法制造的基底。

背景技术

有机涂布层一般作为液体溶液被施加在基底上，例如，用于制造有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或有机太阳能电池(Organic Photovoltage，OPV)器件。对于许多应用例如光敏层和/或发光层的制造，可能需要在基底上提供一个或更多个均匀涂布层，即，具有均匀的层厚度。一种用于制造均匀涂布层的技术可以被称为“狭槽式模具涂布”。这种技术一般包括提供布置在基底表面上方的狭槽式模具涂布头。上述狭槽式模具涂布头包括形成了狭缝的流出开口，狭缝沿狭缝方向布置在上述基底表面上方。例如由涂布流体供应部供给的涂布流体通过上述流出开口流到上述基底表面上。上述流出开口与基底表面之间的相对运动被沿着涂布方向进行控制。上述涂布方向一般为横向，即，具有垂直于上述狭缝方向的分量。用这种方式，均匀的层就可以沿上述狭缝的宽度方向制造在上述基底表面上。

除具有均匀的涂布层之外，可能需要在上述基底表面上提供涂布的图案，例如，其中图案化的涂布包括在上述基底表面上的被未涂布区域分隔开的涂布区域。例如，对于光敏层和/或发光层的制造，可能需要在基底上提供分隔开的活性区域，例如用于构建光电池的阵列。用来提供图案化涂布层的很多不同的方法是已知的，例如印刷或压印技术，诸如喷墨印刷、旋转丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、柔版印刷。可惜的是，在实践中这些工艺并不总是能提供需要的涂布层的均匀性和/或对于大规模生产的适用性，例如，在卷对卷(roll-to-roll)制程中。使用可与狭槽式模具涂布工艺相结合的图案形成技术可能因此是有利的。

使用狭槽式模具涂布制造图案化的涂布的第一选择可能是被称为“原位构图”(in-situ patterning)或“活动构图”(active patterning)，其中上述狭槽式模具涂布头被活动地使用，来将涂层选择性地施加在基底的特定区域上。在一个实例中，上述涂布流体从狭槽式模具涂布头到基底表面之上的间歇性传输是被控制的，例如通过开关在上述狭槽式模具涂布头和涂布流体供应部之间的阀门，和/或通过选择性地将上述狭槽式模具涂布头从基底移开。通过这种方式，被涂布的区域可以被设为具有横向于上述涂布方向的边界。可惜的是，上述供应部的间歇性开关和/或上述涂布头的移开及重新施用被发现可能导致边缘效应，其中涂层不再是均匀的，例如，由于涂布材料在涂布头上的累积。

比如，US7041336和US5536313描述了边缘效应的问题，并对喷嘴提出了适应性改进，以在流动被中断时更好地控制流出喷嘴的流量。US6475282提出了通过监测被导引到上述表面和远离上述表面的挤出材料的量以使得流动状况能够精确控制，来克服上述导致边缘异常的问题。不利的是，这些解决方案可能会造成复杂化的喷嘴设计。此外上述流量的适应性改进可能不会解决特殊的边缘效应，例如，由附着在上述涂布头末端的过量的涂布流体引起的边缘效应和/或由上述涂布头在基底上的提升和落下引起的边缘效应。

替代活动构图，在狭槽式模具涂布工艺中制造图案化的涂布的第二选择可能是被称为“预构图”，其中上述基底的表面能量被根据特定的图案通过预处理而局部地改变。有利的是，上述涂布流体可以以跟无图案化的狭槽式模具涂布相同的方式被涂布在上述基底上，即，上述狭槽式模具涂布头不需要任何的适应性改进，例如复杂化的喷嘴设计或用来替代上述涂布头的装置。相反，由于在上述基底上的预构图，上述涂布流体可以自动地不浸渍(dewet)具有相对低表面能量的区域，例如疏水的或疏液的部分，并前往具有相对高表面能量的附近的区域，比如亲水的或亲液的部分。以这种方式，需要的图案可以通过自组装被创建出来。例如，US2008/0075837描述了在卷对卷(roll-to-roll)制程中在柔性基底上创建疏液的或亲液的表面图案。可惜的是，预构图技术也可能会受到“边缘效应”的影响，其中涂层不再均匀，例如由从上述低能量区域到高能量区域的边缘所累积的涂层引起的边缘效应。