在oled基底上形成图案化涂层的装置和方法
【专利说明】在OLED基底上形成图案化涂层的装置和方法
[0001] 本申请是申请号为201080040420. 2 (国际申请号为PCT/US2010/045246)、申请日 为2010年8月12号、发明名称为"在0L邸基底上形成图案化涂层的装置和方法"的发明 专利申请的分案申请。
【背景技术】
[0002] 在0L邸装置中，电子和空穴分别从阴极和阳极注入，在发射层中结合产生单重态 和Ξ重态激子，其能够福射衰变产生光或非福射衰变产生热。对于大多数有机分子，来自Ξ 重态的光发射是自旋-禁阻过程，其不能与非福射模式的衰变充分竞争，因此Ξ重态激子 不是非常发射性的。过渡金属配合物由于自旋-轨道禪合，能够具有与非福射方式竞争的 有效的福射性衰变。当运些配合物并入0L邸装置时，可能达到接近100 %的内部量子效率， 因为在装置中产生的单重态和Ξ重态激子都能发射光。
[0003] 如果在柔性塑料膜上卷对卷（rolltoroll,R2R)制作有机发光二极管（0LED) 装置，则可总称为0L邸层的有机层，例如空穴注入层化IL)、空穴传输层（HTL)、发射材料 层（EML)和电子传输层巧化)，可W高通过量低成本地通过印刷方法例如狭缝型模头挤压 式（slotdie)或凹版印刷涂布来连续涂布，和通过溶液辅助擦拭方法扣S20050129977A1) 连续地图案化。但是无机电子注入层巧IL)和金属阴极（图案化侣）层仅能够采用起停 (stop-and-go)间歇过程通过真空荫罩蒸发来放置。
[0004] 间歇荫罩蒸发过程是一种起停过程，其中具有0L邸层的基底（0L邸基底）首先移 至位置，停止移动，并且将平面金属荫罩推至0L邸基底表面。随后通过荫罩将EIL材料（例 如NaF、KF，等）和金属（例如侣、巧、领，等）蒸发到基底上。该起停操作造成低通过量过 程，其限制了 0LED生产线的速度。 阳00引发明简述
[0006] 本发明的目的在于，在基于蒸发（vapor)的沉积系统中使用选择性掩蔽，在连续 移动的0LED基底上直接产生预先确定的涂层巷道（lane)。
[0007] 在一方面，本发明设及一种用于在基于卷对卷蒸发的沉积过程中在0L邸基底上 施加图案化涂层的装置，包括：蒸发沉积源，能够在0L邸基底上沉积涂层；处理滚筒，能够 放置用于通过蒸发沉积源涂布的0L邸基底；驱动漉，能够将0L邸基底从送料漉传输至卷取 漉和控制处理滚筒上0LED基底的张力；和紧密（close)接近处理滚筒的荫罩，其中荫罩的 弧度与处理滚筒的弧度匹配。荫罩包括一个或多个与0L邸基底移动方向平行的掩蔽线特 征和一个或多个与0LED基底移动方向垂直的束特征，其中掩蔽线特征选择性地防止涂层 沉积在0L邸基底上，W在涂布带之间形成巷道，其中束特征提供线特征的机械支撑。
[0008] 在另一个方面，本发明设及一种在基于卷对卷蒸发的沉积过程中在0L邸基底上 施加图案化涂层的方法。该方法包括：提供0LED基底，提供驱动漉W允许0LED基底从送 料漉连续移动至卷取漉，提供放置在送料漉和卷取漉之间的处理滚筒和荫罩，提供放置在 荫罩下方的蒸发沉积源，在送料漉和卷取漉上放置0L邸基底，使得0L邸基底卷绕在处理 滚筒上并紧密接近荫罩，使用驱动漉将0L邸基底从送料漉传输至卷取漉，并且由蒸发沉积 在OL邸基底上沉积涂层。该荫罩紧密接近处理滚筒并且匹配处理滚筒的弧度，并且包括： 一个或多个与驱动漉移动方向平行的掩蔽线特征，其中掩蔽线特征选择性地防止涂层沉积 在0L邸基底上，W在涂布带之间形成巷道；和一个或多个与0L邸基底移动方向垂直的束特 征，其中束特征提供线特征的机械支撑。
[0009] 附图
[0010] 当参考附图阅读W下详述时，本发明的运些和其它特征、方面和优点将变得更好 理解，其中在整个附图中相同的符号代表相同的元件。
[0011] 图1是在0L邸基底上施加图案化涂层的典型装置。
[0012] 图2是显示线和束特征的典型荫罩。
[0013] 图3显示了相对处理滚筒放置的荫罩。
[0014] 图4a显示了大面积0L邸发光装置，W及阴极涂层带的准直（alignment)。
[0015] 图4b显示了在每层中未涂布区域之间具有偏距的层状0L邸结构。
[0016] 图5是具有凹进区域的典型处理滚筒。
[0017] 图6显示了具有单一沉积源的双滚筒系统的多个视图。
[0018] 图7是一种在0LED基底上施加图案化涂层的方法的流程图。
[0019] 发明详述
[0020] 在最简单的情况下，光电子装置包括阳极层和相应的阴极层，W及设置在阳极和 阴极之间的电致发光层。当跨电极施加偏压时，电子由阴极注入电致发光层，同时电子由阳 极从电致发光层移出（或者"空穴""注"入）。对于有机发光装置（0LED)，当空穴和电子 在电致发光层内结合W形成单重态或Ξ重态激子时产生光发射，当单重态和/或Ξ重态激 子通过福射衰变衰变至它们的基态时产生光发射。对于光伏（PV)装置，光吸收导致电流流 动。
[0021] 除阳极、阴极和光发射材料之外，可在光电子装置中存在的其它部件包括空穴注 入层、电子注入层和电子传输层。电子传输层不需要与阴极直接接触，并且通常电子传输层 也起空穴阻挡层作用，W防止空穴迁移至阴极。可在有机发光装置中存在的附加部件包括 空穴传输层、空穴传输发射（发射）层和电子传输发射（发射）层。
[0022] 有机电致发光层，即发射层，是在有机发光装置中的层，当工作时，其包含相当大 浓度的电子和空穴二者，并提供激子形成和光发射的位置。空穴注入层是与阳极接触的层， 其促进空穴从阳极注入0LED内部层；和电子注入层是与阴极接触的层，其促进电子从阴极 注入0LED;电子传输层是促进电子从阴极和/或电子注入层传导至电荷再结合位置的层。 在包含电子传输层的有机发光装置工作过程中，存在于电子传输层中的大多数电荷载体 (即空穴和电子）为电子，并且通过存在于发射层中的空穴和电子的再结合能够产生光发 射。空穴传输层是当0L邸工作时促使空穴从阳极和/或空穴注入层传导至电荷再结合位 置的层，并且其不需要与阳极直接接触。空穴传输发射层是当0L邸工作时促使空穴传导至 电荷再结合位置的层，并且其中大多数电荷载体是空穴，且其中发射不仅通过与剩余电子 的再结合产生，还通过来自装置中其他电荷再结合区域的能量转移产生。电子传输发射层 是当0L邸工作时促使电子传导至电荷再结合位置的层，并且其中大多数电荷载体是电子， 且其中发射不仅通过与剩余空穴的再结合产生，还通过来自装置中其他电荷再结合区域的 能量转移产生。
[0023] 阴极可包括通常的导电层。通常的导电体包括但不限于金属，其能够将负电荷载 体（电子）注入至0L邸的内部层。也可W使用金属氧化物例如IT0。适合用作阴极的金 属包括K、Li、化、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、A1、Ag、Au、In、Sn、Zn、Zr、Sc、Y、铜系元素、其合金和 其混合物。用作阴极层的合适的合金材料包括Ag-Mg、Al-Li、In-Mg、化和Al-Au合金。 层状非合金结构也可W用于阴极中，例如金属（如Ca)或金属氣化物（如Li巧的薄层，其 被较厚金属（如A1或银）层覆盖。
[0024] 在某些实施方案中，0LED基底可为连续的聚合物薄片，包括聚（3,4-乙撑二氧 嚷吩）（P邸0T)、聚化4-丙撑二氧嚷吩）（PProDOT)、聚苯乙締横酸盐（PSS)、聚乙締巧挫 (PVK)、其组合等中的至少一种。
[00巧]在一个实施方案中，提供一种用于在基于连续卷对卷蒸发的沉积过程中在0L邸 基底上施加图案化涂层的装置。该装置大体上在图1中示出，并且包括至少一个驱动漉 (20)，其可用于允许0L邸基底（30)从送料漉（40)连续移动至卷取漉巧0)。在送料漉和卷 取漉之间放置处理滚筒化0)，其中0L邸基底与处理滚筒的外围部分相接触。处理滚筒在涂 布过程中设定为旋转。驱动漉可用于对移动基底施加定量张力，W使其在工作中与处理滚 筒保持均匀接触并防止与荫罩（70)接触。处理滚筒也可W包括溫度调节器（未示出）W 控制基底的溫度。
[00%] 荫罩（70)紧密接近处理滚筒并且匹配处理滚筒的弧度。荫罩包括与0L邸基底移 动方向平行放置的掩蔽线特征。掩蔽线特征选择性地防止涂层在0L邸基底上沉积，W在涂 布带之间形成巷道。
[0027] 如图2中所示，掩蔽线特征（80)阻挡沉积介质涂布"线"特征和基底之间的区域， 形成非涂布区域，通常称为涂布带之间的"道（street)"。掩蔽线特征的宽度决定了涂布带 之间的道宽度。在一个实施方案中，掩蔽线特征可具有横跨基底移动方向调节其位置的能 力，运能够提供改变涂布带宽度的灵活性。荫罩还包括一个或多个束特征巧0)，其与0LED 基底移动方向垂直放置，并且提供线特征的机械支撑和可防止掩蔽线特征由于热或机械压 力而变形。束特征也可W包括主动（active)溫度调节器。在某些实施方案中，溫度调节器 可包括在束特征中央的流动冷却剂，其中束特征由中空金属管形成。
[0028] 荫罩紧密接近处理滚筒W产生均一的间隙，在沉积过程中0L邸基底穿过该间隙。 在沉积过程中荫罩和基底之间的距离应当足够小，W防止阴影效应。阴影效应定义为一种 情形，此时沉积介质扩散至掩蔽线特征和基底之间的区域并且涂布不该涂布的"道"区域。 类似地，荫罩和基底之间的间隙必须足够大，运样荫罩将不会物理擦划基底。在某些实施方 案中，荫罩和处理滚筒之间的间隙宽度从1微米到2000微米，并且优选从1微米到200微 米。
[0029] 荫罩可由低热膨胀合金构成，例如INVAR? (ArcelorMittal)，W防止荫罩在升 高的溫度下变形。在某些实施方案中，如图3中所示，荫罩也可具有在任一侧或两侧放置的 固体金属盘（110)，W提供机械支撑和把它连接到中屯、处理滚筒轴或沉积腔室。
[0030] 再次参考图1，蒸发沉积源（100)放置在荫罩下方。沉积源可为蒸发源，例如热蒸 发源或电子束蒸发源，离子束辅助蒸发源，等离子体辅助蒸发源，瓣射源如DC瓣射、DC磁控 瓣射、AC瓣射、脉冲