TW201742897A - 基於聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之高度展開有機薄膜的油墨組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明教示內容係關於一種油墨組成物之各種具體實例,該油墨組成物一旦在諸如(但不限於)OLED裝置基板之基板上印刷及固化即形成有機薄膜。該油墨組成物之各種具體實例包括聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯以及充當受控制展開改質劑之烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯單體。
Description
本發明教示內容係關於一種油墨組成物之各種具體實例,及形成於諸如(但不限於)OLED裝置基板之基板上的聚合薄膜。油墨組成物之各種具體實例可使用可容納在氣體罩殼中之工業噴墨印刷系統印刷,該氣體罩殼界定內部,該內部具有經維持為惰性且實質上低粒子處理環境之受控環境。
對有機發光二極體(OLED)顯示器技術之潛能的關注一直受到OLED顯示器技術屬性之推動,該等顯示器技術屬性包括具有高度飽和色彩、高對比度、超薄、快速應答且節能的顯示面板的展示。另外,可在製造OLED顯示器技術中使用多種基板材料,包括可撓性聚合材料。儘管顯示器對於小螢幕應用(主要針對手機)之示範已幫助強調該技術之潛能,但高良率放大量製造遍及一定範圍的基板幅面仍存在挑戰。
關於幅面的放大,Gen 5.5基板具有約130cm×150cm之尺寸且可產生約八個26"平板顯示器。相比而言,較大幅面基板可包括使用Gen 7.5及Gen 8.5母玻璃基板大小。Gen 7.5母玻璃具有約195cm×225cm之尺
寸,且可切割成八個42"或六個47"平板顯示器/基板。Gen 8.5中所用之母玻璃為約220cm×250cm,且可切割成六個55"或八個46"平板顯示器/基板。將OLED顯示器製造放大幅面仍存在挑戰的一個跡象為,在大於Gen 5.5基板之基板上以高良率放大量製造OLED顯示器已被證實為實質上具有挑戰性。
原則上,OLED裝置可藉由使用OLED印刷系統在基板上印刷各種有機薄膜以及其他材料來製造。除將OLED堆疊之各個層印刷至複數個離散像素位置中之外,亦可使用工業噴墨系統進行圖案化區域印刷。舉例而言,在OLED裝置製造期間,可噴墨印刷各個封裝層。
提供具有展開特性之油墨組成物,該等展開特性使該等油墨組成物適合於印刷OLED應用。亦提供使用油墨組成物在OLED裝置基板上形成聚合薄膜層之方法。
油墨組成物之一些具體實例包含:30-50wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體、聚乙二醇二丙烯酸酯單體或其組合,其中聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及聚乙二醇二丙烯酸酯單體之數目平均分子量在約230g/mol至約430g/mol範圍內;4-10wt.%之多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合;及40-60wt.%之展開改質劑,該展開改質劑包含烷氧基化脂族二丙烯酸酯單體、烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯單體或其組合,且在22℃下之黏度在約14cp至約18cp範圍內,且在22℃下之表面張力在約35達因/公分至約39達因/公分範圍內。
在一些此類具體實例中,展開改質劑在22℃下之黏度在約14cp至約16cp範圍內,且在22℃下之表面張力在約35達因/公分至約38
達因/公分範圍內。
在一些此類具體實例中,油墨組成物之特性在於:噴墨印刷至矽基板上之一滴油墨組成物在23℃之溫度下的展開速率為至少0.5μm/sec,包括至少0.65μm/sec,以藉由在印刷後40秒與印刷後180秒之間的階段期間,該墨滴直徑之增加量所量測。
在一些此類具體實例中,多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合包含季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯或其組合。
在一些此類具體實例中,油墨組成物進一步包含0.1wt.%至10wt.%之交聯光誘發劑。光誘發劑可為2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦。該等誘發劑可獲自BASF且以商品名稱Irgacure® TPO及Irgacure® TPO-L出售。其他適合之誘發劑包括α酮誘發劑,包括α胺基酮及α羥基酮。該等誘發劑可獲自BASF且以商品名稱Irgacure® 907及Irgacure® 184出售。交聯光誘發劑可例如以油墨組成物之約3wt.%至約6wt.%範圍內之量存在。此包括交聯光誘發劑以油墨組成物之約3.75wt.%至約4.25wt.%範圍內之量存在的具體實例。
在一些此類具體實例中,油墨組成物包含40-50wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及40-50wt.%之展開改質劑,其中聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體之數目平均分子量為約330g/mol。
油墨組成物之其他具體實例包含:50-75wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體、聚乙二醇二丙烯酸酯單體或其組合,其中聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及聚乙二醇二丙烯酸酯單體之數目平均分子量在約230
g/mol至約430g/mol範圍內;4-10wt.%之多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合;及15-40wt.%之展開改質劑,該展開改質劑包含烷氧基化脂族二丙烯酸酯單體、烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯單體或其組合,且在22℃下之黏度在約14cp至約18cp範圍內,且在22℃下之表面張力在約35達因/公分至約39達因/公分範圍內。
在一些此類具體實例中,展開改質劑在22℃下之黏度在約14cp至約16cp範圍內,且在22℃下之表面張力在約35達因/公分至約38達因/公分範圍內。
在一些此類具體實例中,油墨組成物之特性在於噴墨印刷至矽基板上之一滴油墨組成物在23℃之溫度下的展開速率為至少0.1μm/sec,以藉由在印刷後40秒與印刷後180秒之間的階段期間,該墨滴直徑之增加量所量測。此包括油墨組成物之如下具體實例:其特徵在於噴墨印刷至矽基板上之一滴油墨組成物在23℃之溫度下的展開速率為至少0.14μm/sec,展開速率為至少0.30μm/sec或展開速率為至少0.40μm/sec,以藉由在印刷後40秒與印刷後180秒之間的階段期間,該墨滴直徑之增加量所量測。
在一些此類具體實例中,多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合包含季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯或其組合。
在一些此類具體實例中,油墨組成物進一步包含0.1wt.%至10wt.%之交聯光誘發劑。光誘發劑可為2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦。該等誘發劑可獲自BASF且以商品名稱Irgacure® TPO及Irgacure® TPO-L出售。其他適合之誘發劑包括α酮誘發劑,包括α胺基酮及α羥基酮。
該等誘發劑可獲自BASF且以商品名稱Irgacure® 907及Irgacure® 184出售。交聯光誘發劑可例如以油墨組成物之約3wt.%至約6wt.%範圍內之量存在。此包括交聯光誘發劑以油墨組成物之約3.75wt.%至約4.25wt.%範圍內之量存在的具體實例。
在一些此類具體實例中,組成物包含55-70wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及20-35wt.%之展開改質劑,其中聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體之數目平均分子量為約330g/mol。
在基板上形成聚合薄膜層之方法的一些具體實例包含:提供惰性處理環境;提供上面形成有無機薄膜之OLED裝置基板;提供本文所述類型之油墨組成物;在包括無機薄膜之基板之界定區域上印刷一層油墨組成物;及固化該層經印刷油墨,其中有機聚合薄膜形成於無機薄膜上方。
在一些此類方法中,該層經固化印刷油墨具有不超過2μm之厚度,包括不超過1μm之厚度。
在一些此類方法中,在基板之界定區域上印刷該層油墨組成物包含噴墨印刷複數滴油墨組成物至基板上,藉此該等墨滴在基板上展開且聚結,形成該層油墨組成物。
在一些此類方法中,多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合包含季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯或其組合。
在提供OLED裝置基板之步驟之前,一些此類方法進一步包含:提供容納在氣體罩殼內部內之工業印刷系統,其中工業印刷系統包含:包含至少一個印刷頭之印刷頭總成;用於支撐基板之基板支撐系統;用於
基板相對於印刷頭總成之精確定位的運動系統;及UV固化模組,其中在基板之界定區域上印刷該層油墨組成物包含使用印刷頭總成在基板之界定區域上印刷該層油墨組成物。惰性處理環境可使用例如選自氮氣、任何稀有氣體及其組合之惰性氣體提供。
50‧‧‧裝置
52‧‧‧基板
54‧‧‧主動區
56‧‧‧電極部分
60A‧‧‧無機層
60B‧‧‧第二無機層
62A‧‧‧有機層
62B‧‧‧第二有機層
100‧‧‧製程
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
130‧‧‧步驟
140‧‧‧步驟
150‧‧‧步驟
500‧‧‧氣體罩殼系統
2000‧‧‧OLED印刷系統
2001‧‧‧印刷系統
2050‧‧‧基板
2050A‧‧‧第一基板
2050B‧‧‧第二基板
2050N‧‧‧基板
2100‧‧‧印刷系統基座
2120‧‧‧第一升管
2122‧‧‧第二升管
2130‧‧‧跨越橋
2200‧‧‧基板浮動台
2201‧‧‧第一區
2202‧‧‧印刷區
2203‧‧‧第二區
2220‧‧‧基板浮動台基座
2250‧‧‧基板支撐設備
2300A‧‧‧第一X軸托架總成
2300B‧‧‧第二X軸托架總成
2301‧‧‧第一X軸托架總成
2302‧‧‧第二X軸托架總成
2310‧‧‧第一Z軸移動板
2310A‧‧‧第一Z軸移動板
2310B‧‧‧第二Z軸移動板
2312‧‧‧第二Z軸移動板
2351‧‧‧第一Y軸導軌
2352‧‧‧第二Y軸導軌
2355‧‧‧Y軸定位系統
2360‧‧‧軌道系統
2400‧‧‧配套設施外殼排出系統
2410‧‧‧配套設施外殼
2500‧‧‧印刷頭總成
2501‧‧‧第一印刷頭總成
2502‧‧‧第二印刷頭總成
2505‧‧‧印刷頭裝置
2550‧‧‧攝影機總成
2552‧‧‧攝影機
2554‧‧‧攝影機安裝總成
2556‧‧‧透鏡總成/攝影機安裝總成
2701‧‧‧第一印刷頭管理系統
2702‧‧‧第二印刷頭管理系統
2707‧‧‧第一印刷頭管理系統設備
2709‧‧‧第一印刷頭管理系統設備
2711‧‧‧第一印刷頭管理系統設備
3000‧‧‧加壓惰性氣體再循環系統
3130‧‧‧氣體純化迴路
3131‧‧‧出口管線
3132‧‧‧溶劑移除組件
3133‧‧‧入口管線
3134‧‧‧氣體純化系統
3140‧‧‧熱調節系統
3141‧‧‧流體出口管線
3142‧‧‧流體冷卻器
3143‧‧‧流體入口管線
4000‧‧‧OLED印刷工具
4400‧‧‧第一模組
4402‧‧‧觀察窗
4404‧‧‧觀察窗
4406‧‧‧觀察窗
4410‧‧‧第一轉印腔室
4412‧‧‧閘
4450‧‧‧第一加載鎖定腔室
4452‧‧‧第一閘
4454‧‧‧第一支撐結構
4460‧‧‧第一緩衝腔室
4500‧‧‧印刷模組
4510‧‧‧流體連通氣體罩殼
4520‧‧‧第一面板總成
4540‧‧‧印刷系統罩殼總成
4560‧‧‧第二面板總成
4600‧‧‧第二模組
4602‧‧‧觀察窗
4604‧‧‧觀察窗
4610‧‧‧第二轉印腔室
4612‧‧‧閘
4614‧‧‧工作台
4616‧‧‧閘
4650‧‧‧第二加載鎖定腔室
4652‧‧‧第二閘
4654‧‧‧第二支撐結構
4660‧‧‧腔室
4661A‧‧‧第一UV固化腔室
4661B‧‧‧第二UV固化腔室
4661N‧‧‧「第N」UV固化腔室
4662A‧‧‧第一組輻射源
4662B‧‧‧第二組輻射源
4663‧‧‧窗
4664‧‧‧浮動夾盤
4666‧‧‧頂桿
4668‧‧‧機械止動件
5201‧‧‧管道
5202‧‧‧扇形過濾器單元
P‧‧‧加壓氣體
參見隨附圖式將獲得對本發明之特徵及優點之較好理解,該等隨附圖式意欲說明而非限制本發明教示內容。
圖1為光電裝置之示意性截面視圖,其說明製造物之各種態樣。
圖2為噴墨印刷在矽基板上之聚合薄膜的膜概況。
圖3為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後40秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。
圖4A為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後40秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4B為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後60秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4C為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後90秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4D為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後120秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4E為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後150秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4F為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後180秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4G為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後300秒時
之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4H為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後600秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。圖4I為顯示油墨組成物之墨滴在印刷至矽基板上後900秒時之直徑隨油墨組成物之展開改質劑濃度而變的圖。
圖5A為表14之比較性油墨組成物2之噴墨印刷墨滴在印刷於矽基板上後180秒時之影像。圖5B為表14之油墨組成物9之噴墨印刷墨滴在印刷於矽基板上後180秒時之影像。圖5C為表14之油墨組成物11之噴墨印刷墨滴在印刷於矽基板上後180秒時之影像。圖5D為圖5A之線圖。圖5E為圖5B之線圖。圖5F為圖5C之線圖。
圖6A為顯示在0mJ/cm2至500mJ/cm2之劑量範圍內,表14之比較性油墨組成物2及油墨組成物11之噴墨印刷薄膜之固化度隨紫外線劑量而變的圖。圖6B為顯示在0mJ/cm2至3000mJ/cm2之劑量範圍內,表14之比較性油墨組成物2及油墨組成物11之噴墨印刷薄膜之固化度隨紫外線劑量而變的圖。
圖7A為自表14之油墨組成物9噴墨印刷之8μm厚的固化膜之膜邊緣的影像。圖7B為自表14之油墨組成物11噴墨印刷之8μm厚的固化膜之膜邊緣的影像。圖7C為圖7A之線圖。圖7D為圖13B之線圖。
圖8為根據本發明教示內容之組成物、系統及方法之各種具體實例,描繪用於在基板上形成聚合薄膜之方法的流程圖。
圖9為根據本發明教示內容之各種具體實例之印刷系統工具的視圖之正面透視圖。
圖10為可用於製造發光裝置之UV固化模組之示意性描繪。
圖11描繪根據本發明教示內容之各種具體實例之印刷系統的展開的等角透視圖(iso perspective view)。
圖12為根據本發明教示內容之各種具體實例之印刷系統的等角透視圖。
圖13為本發明教示內容之氣體罩殼總成及相關系統組件之各種具體實例的示意圖。
本發明教示內容係關於一種油墨組成物之各種具體實例,該油墨組成物一旦在諸如(但不限於)OLED裝置基板之基板上印刷及固化即形成聚合薄膜。油墨組成物之各種具體實例可使用可容納在氣體罩殼中之工業噴墨印刷系統印刷,該氣體罩殼界定內部,該內部具有經維持為惰性且實質上低粒子處理環境之受控環境。在此類受控環境中在例如(但不限於)OLED裝置基板之基板上圖案化印刷有機薄膜可確保多種OLED裝置之大量、高產率製程。
預期廣泛多種油墨調配物可在本發明教示內容之氣體罩殼系統之各種具體實例的惰性、實質上低粒子環境內印刷。在OLED顯示器之製造期間,可形成OLED像素以包括OLED膜堆疊,其可在施加電壓時發射特定峰值波長之光。陽極與陰極之間的OLED膜堆疊結構可包括電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、發光層(EL)、電子傳輸層(ETL)及電子注入層(EIL)。在OLED膜堆疊結構之一些具體實例中,電子傳輸層(ETL)可與電子注入層(EIL)組合形成ETL/EIL層。根據本發明教示內容,可使用噴墨印刷來印刷用於OLED膜堆疊之各種色彩像素EL膜之EL
的各種油墨調配物。另外,舉例說明而非限制,HIL、HTL、EML及ETL/EIL層可具有可使用噴墨印刷印刷之油墨調配物。
如將在本文中隨後更詳細地論述,進一步預期可使用噴墨印刷在OLED面板上印刷有機封裝層。封裝油墨可包含聚合物或聚合物組分,例如(但不限於)各種聚乙二醇單體材料、丙烯酸酯(諸如單牙或多牙丙烯酸酯)、甲基丙烯酸酯(諸如單牙或多牙甲基丙烯酸酯)或其他材料以及其共聚物及混合物,其可使用熱處理(例如烘烤)、UV曝露及其組合來固化。如本文所用,聚合物及共聚物可包括任何形式的可調配成油墨且在基板上固化形成有機封裝層之聚合物組分。該等聚合組分可包括聚合物及共聚物,以及其前驅體,例如(但不限於)單體、寡聚物及樹脂。根據本發明教示內容,噴墨印刷可提供若干優點。首先,可免除一系列真空處理操作,因為此基於噴墨之製造可在大氣壓下執行。另外,在噴墨印刷製程期間,有機封裝層可經局部化以覆蓋在主動區上方及接近於主動區的OLED基板部分,以有效地封裝主動區,包括主動區之側向邊緣。使用噴墨印刷進行目標圖案化促使免除材料浪費以及免除達成有機層之圖案化典型地所需之額外處理。
有機薄膜油墨組成物及方法
本發明教示內容之有機薄層油墨組成物之各種具體實例可印刷在例如(但不限於)諸如多種OLED裝置之光電裝置上,形成有機封裝層。根據組成物及方法之各種具體實例,一旦固化,所得聚合薄膜即可提供流體障壁,以及提供對先前製造的無機封裝層之平坦化,且另外提供有機封裝層所需可撓性。該等流體障壁可防止或減少例如水及/或氧氣滲透
至OLED裝置中。
如圖1之示意性截面視圖中所描繪,對於光電裝置50,可提供基板52。基板之各種具體實例可包括一或多塊基於二氧化矽之薄玻璃,以及任何數目之可撓性聚合材料。舉例而言,基板52可為透明的,諸如供用於底發光光電裝置組態中。可在基板上沉積、噴墨印刷或以其他方式形成與OLED堆疊相關聯之一或多個層,諸如各種有機或其他材料,得到主動區54,諸如得到電致發光區。應注意,圖1中之主動區54示意性地以單個區塊說明,但其可詳細地進一步包括具有複雜拓撲(topology)之區域或具有多個離散裝置及膜層之結構。在一實例中,50可包括耦合至陽極電極及陰極電極之OLED裝置,諸如包含發光層或其他層。片語「主動(active)」無需暗示任何放大電能或電晶體活動之需要,且可通常指可發生光電活動(例如發光)之區域。因此,可以主動矩陣OLED或被動矩陣OLED裝置之一部分的形式包括主動區54。
包括於OLED裝置中,諸如主動區54中之各別層可為約數十或數百奈米(nm)厚或小於數十或數百奈米厚。可包括在OLED裝置之光電作用中不起作用之額外有機層,且該等層可為約數微米厚,或小於數微米厚。陽極電極或陰極電極可耦合至電極部分56或可包括電極部分56,電極部分56自主動區54沿著基板52側向偏移。如將在本文中更詳細地論述,裝置50之主動區54可包括在長期曝露於各種反應性物質氣態物質(諸如(但不限於)水、氧氣以及來自裝置處理之各種溶劑蒸氣)之情況下降解的材料。該降解會影響穩定性及可靠性。
如圖1中所描繪,可為裝置50提供無機層60A,諸如沉積
或以其他方式形成於主動區54上。舉例而言,可將無機層覆面(blanket)塗佈(例如,沉積)在整個或實質上整個基板表面52上,包括主動區54。適用於製造無機層60A之無機材料之實例可包括各種氧化物,諸如Al2O3、TiO2、HfO2、SiOXNY或一或多種其他材料中之一或多者。有機層62A可使用例如噴墨印刷來印刷。舉例而言,如本文中先前大體論述,有機層62A可使用有機薄層油墨來印刷,該有機薄層油墨可包括各種可使用熱(例如,烘烤)或紫外線曝露技術中之一或多者固化的聚合物材料,且一旦固化即可形成聚合薄膜,諸如有機層62A。有機層62A可充當平坦化層中之一或多者以平坦化及機械保護主動區54,或充當封裝堆疊之一部分,該封裝堆疊共同地用以抑制或阻止水分或氣體滲透至主動區54中。圖1大體上說明封裝材料層之多層組態,其具有諸如包括氧化物之無機層60A,及諸如包括可用於阻止或抑制主動區54曝露於反應性氣體(諸如(但不限於)水分或大氣氣體)之聚合物的有機層62A。如圖1中所描繪,可重複該多層組態以包括第二無機層60B及第二有機層62B。可創建封裝層之各種額外具體實例以提供光電裝置所需的機械及密封特性。舉例而言,可逆轉各層之製造次序以使得首先製造有機封裝層,接著製造無機層。另外,可提供更多或更少數目之層。舉例而言,可製造具有如所示之無機層60A及無機層60B,及單個有機封裝層62A之結構。
本發明油墨組成物之各種具體實例可在諸如玻璃、矽及/或氮化矽之基板上噴墨印刷成連續且具有輪廊分明的邊緣,但厚度不超過約3μm的薄膜。此包括可印刷成具有輪廊分明的邊緣,且厚度不超過約2μm之連續薄膜的油墨組成物之具體實例,且進一步包括可印刷成具有輪廊分
明的邊緣,且厚度不超過約1μm之連續薄膜的油墨組成物之具體實例。這點很重要,因為雖然高度展開的油墨可為形成薄膜之良好候選者,但其高度展開性質典型地導致不受控的非均勻展開,導致由其印刷之薄膜具有不良的邊緣清晰度。至少部分地出於此原因,在油墨組成物中通常存在有限量的用於增大油墨組成物之展開的濕潤劑作為次要組分或添加劑。本發明油墨組成物藉由使用烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯單體作為基於聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之油墨組成物中之受控制展開改質劑而克服此挑戰。當在油墨組成物中存在高濃度展開改質劑時,噴墨印刷至基板上之油墨組成物之墨滴能夠展開且融合成連續的超薄膜。值得注意地,墨滴展開係以受控制的方式發生,使得印刷超薄膜之邊緣輪廊分明。因此,油墨組成物適用於印刷用於OLED應用之有機層,包括用以平坦化及機械保護主動區或提供封裝堆疊之一部分的有機平坦化層,該封裝堆疊共同地用以抑制或阻止水分或氣體滲透至主動區中。
有機薄層油墨組成物包含一或多種聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體、多官能交聯劑及包含一或多種烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯單體之展開改質劑。如本文所用,片語「(甲基)丙烯酸酯單體((meth)acrylate monomer)」表示所述單體可為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。油墨組成物之一些具體實例進一步包括交聯光誘發劑。
不希望或不意欲受本文所揭示之任何發明之任何特定理論的限制,咸信聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體具有充當限制油墨組成物在OLED裝置中所見之各種基板材料(包括玻璃基板、矽基板及氮化矽基板)上之展開能力的釘紮劑(pinning agent)的傾向,且包含烷氧基化脂族二(甲
基)丙烯酸酯單體之展開改質劑若以足夠高的濃度存在,則能夠減弱此釘紮效應(pinning effect),且不會導致不受控的墨滴展開。即使展開改質劑以顯著高於典型地用於OLED應用之基於丙烯酸酯之噴墨油墨中之濕潤劑的濃度的高濃度存在,情況依然如此。這一點與下文較詳細論述之觀察結果一致,亦即,在相對較低之濃度(例如,介於約2wt.%與約10wt.%之間)下,增加展開改質劑濃度,油墨組成物之展開行為差別較小,但超過約15wt.%、30wt.%且最顯著40wt.%之臨限濃度,油墨組成物之展延性顯著上升。
油墨組成物之一些具體實例包含約30wt.%至約50wt.%聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體。此包括包含約40wt.%至約50wt.%聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體之油墨組成物,且進一步包括包含約45wt.%至約50wt.%聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體之油墨組成物。油墨組成物之此等具體實例包含約40wt.%至約60wt.%展開改質劑。此包括包含約40wt.%至約50wt.%展開改質劑之油墨組成物,且進一步包括包含約40wt.%至約45wt.%展開改質劑之油墨組成物。油墨組成物亦可藉由其重量比特性化。因此,油墨組成物之一些具體實例的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約1:2至5:4範圍內。此包括聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約4:5至5:4範圍內之油墨組成物,且亦包括聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約1:1至5:4範圍內之油墨組成物。
已發現,在以上所述之重量百分比範圍及重量比內,噴墨印刷在常用於OLED中之無機基板(包括OLED阻擋層)上之油墨組成物之墨滴具有出乎意料地高的墨滴展開速率。墨滴展開速率可按墨滴展開早
期,噴墨印刷墨滴之直徑的增加量來量測。舉例而言,墨滴展開速率可在23℃之印刷溫度下,按自墨滴印刷至基板上後40秒(印刷後40秒)至墨滴印刷至基板上後180秒(印刷後180秒)之時間段內,墨滴直徑之增加量來量測。以說明之方式,如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間其墨滴直徑之增加量所量測,油墨組成物之一些具體實例之展開速率為至少0.5μm/s。此包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.65μm/s之油墨組成物之具體實例;進一步包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間,其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.7μm/s之油墨組成物之具體實例;且又進一步包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間,其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.8μm/s之油墨組成物之具體實例。此等高展開速率使得印刷墨滴有可能展開且融合成平均厚度不超過約1μm之連續超薄膜(但亦可使用油墨組成物印刷較厚的膜)。然而,因為展開得以控制,所以膜保留輪廓分明的邊緣及均勻的厚度。
油墨組成物之其他具體實例提供仍異常快,但略降低之展開速率。此等油墨組成物適合於不需要或不想要超薄膜之應用。舉例而言,此等展開較慢之油墨組成物可在矽基板上提供連續的噴墨印刷膜,其中該等膜之厚度在約2μm至約4μm範圍內且具有輪廓分明的邊緣。此包括在矽基板上提供連續的噴墨印刷膜之油墨組成物,其中該等膜之厚度在約2μm至約3μm範圍內且具有輪廓分明的邊緣。此等油墨組成物包含約50wt.%至約75wt.%之聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體。此包括包含約55wt.%至約
70wt.%聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體之油墨組成物,且進一步包括包含約55wt.%至約60wt.%聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體之油墨組成物。油墨組成物包含約15wt.%至約40wt.%展開改質劑。此包括包含約20wt.%至約35wt.%展開改質劑之油墨組成物,且進一步包括包含約30wt.%至約35wt.%展開改質劑之油墨組成物。油墨組成物亦可藉由其重量比特性化。因此,油墨組成物之一些具體實例的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約5:4至約5:1範圍內。此包括聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約11:7至約7:2範圍內之油墨組成物,且亦包括聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比在約11:7至約2:1範圍內之油墨組成物。
以說明之方式,如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間其墨滴直徑之增加量所量測,此等展開不太迅速之油墨組成物的一些具體實例的展開速率為至少0.1μm/s。此包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間,其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.14μm/s之油墨組成物之具體實例;進一步包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間,其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.2μm/s之油墨組成物之具體實例;且又進一步包括如藉由在23℃下,在噴墨印刷在矽基板上後40秒與180秒之間,其墨滴直徑之增加量所量測,展開速率為至少0.3μm/s之油墨組成物之具體實例。此等高展開速率使得印刷墨滴有可能展開且融合成平均厚度不超過約3μm之連續超薄膜(但亦可使用油墨組成物印刷較厚的膜)。然而,因為展開得以控制,所以膜保留輪廓分明的邊緣及均勻的覆蓋率及厚度。
根據本發明教示內容,有機薄層油墨組成物之各種組成可包括數目平均分子量在約230公克/莫耳至約440公克/莫耳範圍內之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯,及/或聚乙二醇二丙烯酸酯作為聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體。舉例而言,有機薄層油墨可包括聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯及/或聚乙二醇200二丙烯酸酯,其數目平均分子量為約330公克/莫耳,且具有如下所示之一般化結構:
其中n平均為4,且R獨立地選自H及甲基。
用於調節有機薄層油墨組成物之各種具體實例之展開特徵的展開改質劑包含烷氧基化脂族二丙烯酸酯、烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯或其組合。烷氧基化脂族二丙烯酸酯之化學式可如下表示:
其中n可在3至12之間。烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯之化學式可如下表示:
其中n可在3至12之間。烷氧基化脂族二丙烯酸酯展開改質劑在22℃
下之黏度宜在約10cp至約20cp範圍內,包括在22℃下約14cp至約18cp,且在22℃下之表面張力宜在約35達因/公分至39達因/公分範圍內。此包括在22℃下之黏度在約14cp至約16cp範圍內,且在22℃下之表面張力在約35達因/公分至38達因/公分範圍內的展開改質劑之具體實例。用於量測黏度及表面張力之方法為熟知的且包括使用市售流變儀(例如DV-I Prime Brookfield流變儀)及張力計(例如SITA氣泡壓力張力計)。
各種烷氧基化脂族二丙烯酸酯材料可在市面上購得。舉例而言,可由Sartomer公司提供烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯材料。舉例而言,候選Sartomer產品包括Sartomer產品編號SR-238B,其為在22℃下之表面張力為約35達因/公分之1,6-己二醇二丙烯酸酯,以及Sartomer產品編號SR-9209A,其描述為專有烷氧基化脂族二丙烯酸酯,且在22℃下之表面張力為約35達因/公分,且在22℃下之黏度為約15cp。對於有機薄層油墨組成物之各種具體實例,烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯組分之脂族部分可為3至12個重複亞甲基單元。對於有機薄層油墨組成物之各種具體實例,烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯組分之脂族部分可為4至6個重複亞甲基單元。
基於(甲基)丙烯酸酯之展開改質劑之使用可為有利的,因為其通常與油墨組成物之基於聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體及(甲基)丙烯酸酯的多官能交聯劑相容。因而,其使用將不導致其他基於丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的組分自溶液沉澱。此外,基於丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之展開改質劑可參與聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之交聯。亦即,展開改質劑可經由類似化學方法併入至聚合物中,以免在UV固化之後以污染物形式殘留。
多官能(甲基)丙烯酸酯交聯劑宜具有至少三個反應性(甲基)丙烯酸酯基。因此,多官能(甲基)丙烯酸酯交聯劑可為例如三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯及/或更高官能度之(甲基)丙烯酸酯。季戊四醇四丙烯酸酯或季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯及二(三羥甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯為可用作主要交聯劑之多官能(甲基)丙烯酸酯的實例。術語『主要(primary)』在此用於指示油墨組成物之其他組分亦可參與交聯,但交聯並非該等其他組分之主要功能目的。關於有機薄層油墨組成物之各種具體實例,多官能(甲基)丙烯酸酯交聯劑可佔油墨組成物之約4wt.%至約10wt.%之間。季戊四醇四丙烯酸酯或季戊四醇四甲基丙烯酸酯之一般化結構顯示如下。
其中R獨立地選自H及甲基。
二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯或二(三羥甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯之一般性結構顯示如下。
其中R'獨立地選自H及甲基。
關於聚合製程之誘發,本發明教示內容之有機薄層油墨組成物之各種具體實例可利用多種類型之光誘發劑來誘發聚合製程。在各種具體實例中,光誘發劑係以在約0.1wt.%至約10wt.%、例如約0.1wt.%至約8wt.%範圍內之量存在。此包括光誘發劑係以在約1wt.%至約6wt.%範圍內之量存在的具體實例,進一步包括光誘發劑係以在約3wt.%至約6wt.%範圍內之量存在的具體實例,且又進一步包括光誘發劑係以在約3.75wt.%至約4.25wt.%範圍內之量存在的具體實例。然而,亦可使用在此等範圍外之量。光誘發劑可為I型或II型光誘發劑。I型光誘發劑經歷輻射誘導之裂解以產生兩種自由基,其中一者為反應性的且誘發聚合。II型光誘發劑經歷輻射誘導轉換成激發三重態。激發三重態分子隨後與基態分子反應,產生誘發聚合之基團。
用於給定油墨組成物之特定光誘發劑經過恰當選擇,使得其在不損害OLED材料之波長下進行活化。出於此原因,油墨組成物之各種具體實例包括主要吸光度峰在約368nm至約420nm範圍內之光誘發劑。用於活化光誘發劑且誘發油墨組成物之固化的光源經過恰當選擇,使得光誘
發劑之吸光度範圍與光源之輸出匹配或重疊,從而吸收光產生誘發聚合之自由基。適合光源可包括汞弧燈及UV發光二極體。
可使用氧化醯基膦光誘發劑,但應理解可使用廣泛多種光誘發劑。舉例而言而非限制,亦可考慮來自α-羥基酮、苯基乙醛酸及α-胺基酮類光誘發劑之光誘發劑。對於誘發基於自由基之聚合,各種類別之光誘發劑可具有在約200nm至約400nm之間的吸收曲線。關於本文所揭示之油墨組成物及印刷方法之各種具體實例,2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦(TPO)及亞膦酸2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯酯具有所要特性。關於本發明教示內容之油墨組成物及印刷方法之各種具體實例,氧化醯基膦光誘發劑可為調配物之約0.1-5wt.%。醯基膦光誘發劑之實例包括:用於UV固化之Irgacure® TPO(以前亦可以商品名稱Lucirin® TPO獲得)誘發劑,其以商品名稱Irgacure® TPO出售,為I型溶血性誘發劑,在380nm下吸收;Irgacure® TPO-L,在380nm下吸收之I型光誘發劑;及Irgacure® 819,在370nm下吸收。以說明之方式,可使用在350nm至395nm範圍內之標稱波長下發射的光源以高達1.5J/cm2之輻射能密度固化包含TPO光誘發劑之油墨組成物。使用適當的能源,可達成高水準之固化。舉例而言,固化膜之一些具體實例具有90%或大於90%之固化度,以藉由傅立葉變換紅外光(FTIR)光譜儀所量測。
包括於給定油墨組成物中之光誘發劑的適當量將視所選光誘發劑、交聯劑及展開改質劑之性質而定。然而,光誘發劑之量經過恰當選擇,以使自印刷油墨組成物時至油墨組成物固化成固體膜時發生的體積改變最小化。用於量測在固化期間發生的油墨組成物之體積改變,且允許
準確測定應包括於給定油墨組成物中之光誘發劑之適當量,以便使體積改變最小化的精確測試可如下進行。將已知體積之油墨組成物小心地分配至具有已知體積標記的容器(例如容量瓶)底部中。隨後使容器中之油墨組成物曝露於輻射源,該輻射源誘發交聯且使油墨組成物固化成固體膜。隨後將對應於由容器上之體積標記所指示之體積的等體積去離子(DI)水分配至具有固化膜之容器中。隨後自容器抽出高於體積標記之去離子水部分且稱重以測定固化膜之體積。以說明之方式,該測試可在實驗室中如下進行。將5mL玻璃容量瓶連同UV可固化油墨組成物及手持式紫外(UV)燈一起置放至手套工作箱中。使用艾本德(Eppendorf)移液管及適當吸頭,小心地在吸頭不接觸側壁的情況下將500μL油墨組成物分配至容量瓶中,使得所有油墨組成物均分配至容量瓶底部中。將容量瓶置放在UV燈上方且打開該燈至適當波長設置(例如,365nm),持續足以完全固化油墨組成物之時間(例如,約180秒)。注意:操作者應佩戴UV防護眼鏡。在油墨組成物已固化成固體膜之後,關閉該燈且在容量瓶上置放塞子。將具有固化膜之已加塞子之容量瓶取出手套工作箱。將容量瓶置放在稱重天平上(不帶玻璃塞子)且量測其皮重。使用巴斯德(Pasteur)移液管,將正好5公克去離子水小心地分配(避開側壁)至容量瓶中。隨後將容量瓶自天平移開,將空的乾燥小瓶置放在天平上且量測其皮重。使用全新乾燥的巴斯德移液管小心地自容量瓶抽出高於5mL標記之去離子水部分。在提取終點處,水之彎液面之低點必須與5mL標記對準,以藉由目視檢查來判定。將全部量之所抽出之去離子水轉移至空小瓶中且量測其重量(w1)。由所分配油墨組成物之固化導致的體積改變百分比(例如體積減小)可使用以下方
程式計算:體積改變%=100-((w1公克/0.5公克)×100)。
一般而言,對於適用於噴墨印刷應用之油墨組成物,應調節油墨組成物之表面張力、黏度及潤濕特性,以允許組成物在用於印刷之溫度(例如,室溫;約22℃)下經由噴墨印刷噴嘴分配,且不會在噴嘴上乾燥或堵塞噴嘴。一旦調配好,有機薄層油墨組成物之各種具體實例在22℃下之黏度可在約10cp與約25cp之間(包括例如在約17cp與約21cp之間),且在22℃下之表面張力可在約32達因/公分與約45達因/公分之間(包括例如在約38達因/公分與約41達因/公分之間)。由於噴射溫度可在約22℃至約40℃之間,所以在該溫度範圍內,有機薄層油墨調配物之各種具體實例在印刷頭之溫度範圍中之黏度可為約7-25cp之間(包括例如在約9cp與約19cp之間),且表面張力在約30達因/公分與約45達因/公分之間。
鑒於聚合之誘發可由光誘發,可製備油墨以防止曝光。關於本發明教示內容之有機薄層油墨組成物之製備,為確保各種組成之穩定性,可在黑暗或非常昏暗的室內、或在控制照明以排除將誘發聚合之波長的設施中製備組成物。此類波長通常包括低於約500nm之波長。舉例而言,關於以保護直接曝露於光之方式製備有機薄膜油墨調配物之具體實例,可移除潔淨的琥珀色小瓶(例如Flacons,VWR trace clean)之蓋,且隨後可將其置放於天平上且稱皮重。首先,可將所需量之光誘發劑稱至小瓶中。隨後,在添加展開改質劑組分之後,可將聚乙烯二(甲基)丙烯酸酯稱至小瓶中。隨後,可將交聯劑稱至小瓶中。(前述說明展示用於將各種組分依序併入至油墨組成物中之一個方法。可使用其他方法。)關於混合以提供組分
之均勻濃度,可將塗有Teflon®之磁力攪拌棒***至小瓶中且蓋緊小瓶之蓋子。隨後可在室溫至50℃範圍內之溫度及600-1000rpm下攪拌溶液例如30分鐘。其後,可例如經由0.1μm或0.45μm PTFE針筒過濾器或真空或壓力過濾器過濾油墨組成物,接著在環境溫度下音波處理30分鐘。油墨組成物如此即已準備好使用,且應遠離光儲存在例如壓縮乾空氣手套工作箱中。如所描述之有機薄膜油墨製劑之各種具體實例在22℃下之黏度可在約17cp與約19cp之間,且在22℃下之表面張力可在約37達因/公分與約41達因/公分之間。
在製備好油墨組成物後,可藉由在分子篩珠粒存在下混合一天或大於一天之時間段將其脫水且隨後儲存在乾燥、惰性氛圍(諸如壓縮乾空氣氛圍)下。油墨組成物應儲存在琥珀色光中,或在暗處以便避免或最小化提前聚合。舉例而言,油墨組成物可儲存在琥珀色小瓶中。乾燥且儲存在乾燥、惰性氛圍中可保持油墨組成物之水含量低於約400ppm(包括例如,低於約200ppm)(其為噴墨印刷所需的),直至組成物準備使用為止。為降低油墨組成物之水含量,可進行脫水製程,其中向組成物中添加分子篩珠粒(例如,3埃;10% w/w),且將組成物置放在滾筒上以提供溫和的攪拌,持續一段時間(例如,5天),之後可過濾油墨組成物且將其轉移至乾燥氛圍中,諸如壓縮乾空氣氛圍,且等分至琥珀色小瓶中,接著給小瓶蓋上蓋子,從而在小瓶中提供乾空氣頂部空間。相同程序可用於產生具有壓縮乾空氣頂部空間之相同結果。油墨組成物,尤其儲存在乾空氣氛圍下室溫(22℃)下之油墨組成物,可穩定較長時間段,以藉由在目視檢查下不存在沉澱或分離,及其室溫黏度及表面張力之穩定性來確定。
油墨組成物可使用印刷系統印刷,諸如在以全文併入本文中之US 8,714,719中所述之印刷系統。可在惰性氮氣環境中使用UV輻射使膜固化。固化膜展現高透明度以及均勻厚度。以說明之方式,固化膜之一些具體實例可具有5%或小於5%之膜厚度差異。膜厚度均勻性可使用表面輪廓儀工具,諸如Veeco Dektak表面輪廓儀工具量測。為進行厚度量測,可使用例如鋒利的針在基板上於膜上製成刮痕。隨後可將基板置放於工具上以量測刮痕槽之高度,該高度表示印刷在基板上之膜之厚度。用本發明油墨組成物製成之固化膜之一些具體實例在550nm及高於550nm之波長下的透射率為90%或大於90%。此包括在550nm及高於550nm之波長下透射率為99%或大於99%、及99.5%或大於99.5%之固化膜。
油墨組成物應設計成藉由噴墨印刷塗覆,且因此藉由噴射性特性化,其中可噴射的油墨組成物當經由印刷頭之噴嘴連續噴射時,隨時間推移展現恆定或實質上恆定的墨滴速度、墨滴體積及墨滴軌跡。此外,油墨組成物宜藉由良好的延遲時間特性進行特性化,其中延遲時間係指在效能顯著降低,例如墨滴速度或體積降低及/或將顯著影響影像品質之軌跡變化之前,噴嘴可保持不加蓋及空閒的時間。
例示性油墨組成物
表1-13顯示包含聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯及烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯單體之各種油墨組成物的配方。表1-5之配方係出於比較目的而提供。表6-13之配方代表以高展開速率為特徵之油墨組成物,其中表11-13之配方代表較適用於印刷連續超薄噴墨印刷膜之展開速率最高的油墨組成物。
比較性油墨組成物1在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為18.2cp,且表面張力為39.6達因/公分。
比較性油墨組成物2在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為18.8cp,且表面張力為40.1達因/公分。
比較性油墨組成物3在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19cp,且表面張力為40.4達因/公分。
比較性油墨組成物4在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為18.9cp,且表面張力為39.7達因/公分。
比較性油墨組成物5在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.3cp,且表面張力為39.7達因/公分。
油墨組成物6在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.3cp,且表面張力為39.7達因/公分。
油墨組成物7在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.3cp,且表面張力為39.6達因/公分。
油墨組成物8在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.4cp,且表面張力為39.5達因/公分。
油墨組成物9在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.2cp,且表面張力為39.5達因/公分。
油墨組成物10在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.2cp,且表面張力為38.8達因/公分。
油墨組成物11在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.3cp,且表面張力為39.1達因/公分。
油墨組成物12在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為19.3cp,且表面張力為38.7達因/公分。
油墨組成物13在自23℃至25℃範圍內之溫度下的黏度為18.7cp,且表面張力為38.7達因/公分。
各油墨組成物之墨滴之展開速率藉由在約23℃之溫度下,將一滴油墨噴墨印刷至矽晶圓表面上來量測。關於各測試,製備10公克各油墨組成物且將2公克注射至Dimatix DMP 2831印表機之印刷盒中。隨後將油墨組成物之墨滴以約6m/s之發射速度印刷至矽基板表面上。矽基板為1" Si晶圓,使用Ultra T清潔系統對其進行清潔,接著在225℃下烘烤且於紫外線臭氧(UVO)中曝露15分鐘。Ultra T清潔為可自Ultra T Equipment公司,Fremont,Ca獲得的精密清潔技術。Ultra T清潔系統使用高壓去離子水噴霧自Si晶圓移除所有類型之微粒。
在印刷後40秒開始,隨著墨滴在矽上展開,以有規律的時間間隔獲取墨滴圖像且自圖像量測印刷墨滴之直徑。對各油墨組成物執行多個測試。結果呈現在表14中。在印刷後40秒時,各油墨組成物之墨滴直徑顯示於圖3中。
如圖3中所說明,增加比較性油墨組成物中之展開改質劑之量對其展開特性之影響不大。實際上,使展開改質劑之量自2wt.%(比較性油墨組成物1)加倍至4wt.%(比較性油墨組成物2)對印刷後40秒時印
刷墨滴之大小並無顯著影響。此外,使展開改質劑之量自2wt.%(比較性油墨組成物1)增加五倍至10wt.%(比較性油墨組成物5)引起不到4%之墨滴直徑增加。因此,比較性油墨組成物之墨滴展開趨勢為隨著展開改質劑濃度增加(亦即,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比降低)而急劇遞減恢復中之一者。比較性油墨組成物之相應墨滴展開速率亦非常適當且隨展開改質劑含量增加僅略有改變,自包含2wt.%展開改質劑之油墨組成物的約0.06μm/s至包含多達五倍展開改質劑之油墨組成物的約0.08μm/s間變化。
然而,超過10wt.%之展開改質劑濃度(亦即,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體與展開改質劑之重量比約8:1或高於8:1),增加油墨組成物之展開改質劑含量造成油墨組成物之墨滴展開速率多個階梯式增加。因此,與比較性油墨組成物形成鮮明對比,表14中最高度展開之油墨組成物(組成物11-13)具有約1.5:1或小於1.5:1之聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體:展開改質劑重量比,隨著展開改質劑濃度增加,其墨滴大小及展開速率顯著增加。舉例而言,藉由使展開改質劑之濃度自10wt.%(比較實施例5)增加四倍至40wt.%(組成物11),40秒時墨滴大小增加超過兩倍且展開速率增加超過一個數量級。如圖3中所示,在較高濃度下,展開改質劑濃度之影響甚至更顯著。
自40秒至900秒之不同印刷後時間間隔,展開改質劑濃度對墨滴大小之影響示出在圖4A至圖4I之圖中。如此等圖中所示,隨著時間流逝,直至至少900秒,展開改質劑濃度對墨滴直徑之影響變得較為顯著。圖3及圖4A至圖4I之圖進一步揭示,不太明顯但仍顯著階梯式上升
之展開速率亦可在約15wt.%至約35wt.%範圍內(聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體:展開改質劑重量比在約5:1至約1.5:1範圍內),且更尤其在約30wt.%至約35wt.%範圍內(聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體:展開改質劑重量比在約2:1至約1.5:1範圍內)之展開改質劑濃度下達成。展開改質劑含量對墨滴展開之影響直觀地顯示於圖5A、5B及5C中,該等圖分別為比較性油墨組成物2、油墨組成物9及油墨組成物11在印刷後180秒之噴墨印刷墨滴的像片。(圖5D、5E及5F中之影像分別以線圖形式再現圖5A、5B及5C之影像。)如此等圖中所示,圖5A及5C之油墨組成物形成墨點,該等墨點隨著其展開變得愈加薄且最後融合成連續薄膜。
值得注意地,儘管油墨組成物6-13具有高展開改質劑濃度,但自其印刷之薄膜為連續的且具有良好的邊緣清晰度,證明烷氧基化脂族二(甲基)丙烯酸酯單體當與聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯組合使用時能夠提供受控制的展開。
為測試油墨組成物印刷連續薄膜之能力,將目標厚度在1μm至8μm範圍內之比較性油墨組成物2、油墨組成物9、油墨組成物10及油墨組成物11之膜印刷至矽基板及裸玻璃(Corning Eagle)基板上且固化。使用Dimatix DMP 2831印表機將膜印刷在1cm2之區域上且在紫外線(UV;395nm)LED下固化。關於比較性油墨組成物2及油墨組成物11之薄膜,隨UV劑量而變之膜固化程度示出在圖6A及圖6B中。兩種油墨組成物均具有適用於印刷OLED應用之固化速率。
在固化之後,目視觀察膜之連續性且經由輪廓量測術量測其厚度。結果呈現在表15中。使用上文所述之Ultra T清潔系統清潔玻璃。
如上表中所示,油墨組成物11能夠在矽基板及玻璃基板上提供具有小於1μm之厚度的連續的噴墨印刷膜,且油墨組成物9及11能夠提供具有在矽上低至2μm、且在玻璃上低至1μm之厚度的連續噴墨印刷膜。40wt.%展開改質劑油墨組成物亦能夠在氮化矽基板上印刷具有1μm之厚度的連續薄膜。
本文所提及之膜厚度係指自邊緣至邊緣量測之固化膜的平均厚度。以說明之方式,平均厚度小於1μm之薄膜的膜概況顯示於圖2中。使用油墨組成物11印刷的平均厚度在約1μm至約4μm範圍內之膜的膜邊緣厚度數據顯示於表16-19中。數據包括印刷至玻璃基板上之三個膜及印刷至矽基板上之一個膜的量測結果。值得注意地,除提供超薄連續固化膜之外,資料亦揭示,油墨組成物能夠提供良好的膜厚度均勻性。
連續薄膜在其周邊周圍具有實質上線形輪廓分明的邊緣,而非以不受控展開為特徵之不規則成形的邊緣。輪廓分明的邊緣之實例示出在圖7A及7B中,其分別為自油墨組成物9及11噴墨印刷之已固化的8μm厚的膜的膜邊緣之影像。圖7C及7D分別為圖7A及7B之影像的線圖表示。
用於在基板上形成有機薄膜之系統及方法
如本文中先前所論述,在多種基板上製造各種OLED裝置可在惰性、實質上無粒子環境中進行以確保高良率製造。
針對關於可用於各種OLED裝置之製造中之基板大小的更清晰觀點,自約1990年代早期起,數代母玻璃基板大小一直在針對藉由除OLED以外之印刷製造之平板顯示器演進。第一代母玻璃基板(表示為Gen 1)為約30cm×40cm,且因此可產生15"面板。在1990年代中期左右,用於生產平板顯示器之現有技術已演進至Gen 3.5之母玻璃基板大小,其具有約60cm×72cm之尺寸。相比而言,Gen 5.5基板具有約130cm×150cm之尺寸。
隨著已發展出數代,Gen 7.5及Gen 8.5之母玻璃大小已投入生產用於除OLED以外之印刷製造製程。Gen 7.5母玻璃具有約195cm×225cm之尺寸,且可切割成八個42"或六個47"平板/基板。Gen 8.5中所用之母玻璃為約220×250cm,且可切割成六個55"或八個46"平板/基板。OLED平板顯示器之品質(諸如較真色彩、較高對比度、薄度、可撓性、透明度及節省能源)之前景已經實現,同時OLED製造實際上限於G3.5及小於G3.5。目前,咸信OLED印刷為打破此侷限性,且使得OLED面板製造不僅適用於Gen 3.5及小於Gen 3.5之母玻璃大小,且亦適用於諸如Gen 5.5、Gen 7.5及Gen 8.5之最大母玻璃大小的最佳製造技術。OLED面板顯示器技術之特徵中之一者包括可使用多種基板材料,例如(但不限於)多種玻璃基板材料以及多種聚合基板材料。就此而言,自起因於基於玻璃之基板之使用的術語所列舉的大小可應用於適用於OLED印刷之任何材料的基板。
下表20將世代基板名稱與大小相關聯,該等大小如常常可
發現於與用於各種OLED裝置之世代基板相關的各種來源中之大小。下表9概述如目前在與世代大小已設定的基板相關的各種來源中可用的一些已知世代大小已設定的基板之縱橫比及面積。應理解的是縱橫比之變化,並可因此在不同製造商跟製造商之間了解其尺寸。另外,鑒於行業之演進,表9中所提供之資訊應該可發生變化。就此而言,對於多種世代大小已設定的基板中之任一者,可獲得特定的世代大小的基板之更新的轉換因數以及以平方公尺計的面積。
原則上可允許印刷包括大幅面基板大小之多種基板大小的製造工具可能需要用於容納此等OLED製造工具的相當大之設施。因此,將整個大型設施維持在惰性氛圍下提出了工程設計挑戰,諸如大體積惰性氣體之連續純化。氣體罩殼系統之各種具體實例可具有在氣體罩殼總成內部的循環及過濾系統以及在氣體罩殼外部之氣體純化系統,其可一起提供
具有實質上低含量之反應性物質的實質上低微粒惰性氣體,在整個氣體罩殼系統內的連續循環。根據本發明教示內容,惰性氣體可為任何不會不利地改變在所限定的一組條件下製造的產物的氣體。用於加工OLED裝置之各種具體實例的惰性氣體之一些常用非限制性實例可包括氮氣、任何惰性氣體及其任何組合。本發明教示內容之系統及方法可提供基本上經氣密密封的大型設施以防止各種反應性大氣氣體(諸如水蒸汽及氧氣)以及由各種印刷製程產生之有機溶劑蒸氣之污染。根據本發明教示內容,OLED印刷設施會將各種反應性物質(包括諸如水蒸汽及氧氣之各種反應性大氣氣體,以及有機溶劑蒸氣)中之每一物質之含量維持在100ppm或低於100ppm,例如10ppm或低於10ppm,或1.0ppm或低於1.0ppm,或0.1ppm或低於0.1ppm。
可用表21中所概述之資訊說明在設施(對於其中之任一反應性物質的等級而言,應維持在目標中的低含量)裡列印OLED面板之必要。表21中所概述之數據來自於測試每一個試樣,其包含以多像素、旋塗裝置形式所組建之用於紅色、綠色及藍色中任一者的有機薄膜組成物。對迅速評估各種調配物及製程之目的而言,此試樣實質上更容易製造與測試,雖然不應將試樣測試與經列印面板之壽命測試加以混淆,但其對於各種調配物與製程對面板壽命之影響是具有指標性的。下表中所示之結果代表試樣製造之製程步驟變化,其中僅旋塗環境會隨著在氮氣環境(跟在空氣而非氮氣環境中以類似方式所製造的試樣相比,在這裡面的反應性物質小於1ppm)中所製造之試樣而變化。
經由檢查下文表21中針對在不同加工環境下(尤其在紅色
及藍色之情況下)製造之試樣所示之數據,顯而易見,在可有效減少有機薄膜組成物曝露於反應性物質的環境中印刷可對各種EL之穩定性、且因此對壽命有實質性影響。壽命規格對於OLED面板技術尤其重要,此係因為此與顯示器產品耐久性直接相關;顯示器產品耐久性為所有面板技術之產品規格,對OLED面板技術而言一直為一種有待滿足之挑戰。為提供滿足必需壽命規格之面板,就本發明教示內容之氣體罩殼系統之各種具體實例而言,反應性物質(諸如水蒸汽、氧氣以及有機溶劑蒸氣)中之每一者之含量可維持在100ppm或低於100ppm,例如10ppm或低於10ppm、1.0ppm或低於1.0ppm或0.1ppm或低於0.1ppm。
除提供惰性環境外,為OLED印刷維持實質上低粒子環境尤其重要,此係因為即使極小之粒子仍可在OLED面板上造成可見缺陷。氣體罩殼系統中之粒子控制會面臨可例如在開放空氣的大氣條件下、在高流動層流過濾防護罩下進行之製程並未面臨的顯著挑戰。
舉例而言,製造設施會需要相當大長度的各種配套設施,其在操作上可和各種系統與總成連結,提供操作例如(但不限於)印刷系統
所需的光學、電、機械及流體連接。在印刷系統之操作中所用,且位於接近用於印刷之已定位基板的該等配套設施可為微粒物質之持續來源。另外,印刷系統中所使用之組件(諸如,使用摩擦軸承之風扇或線性運動系統)可為粒子產生組件。本發明教示內容之氣體循環及過濾系統之各種具體實例可結合粒子控制組件使用以容納及排出微粒物質。另外,藉由使用多種本質上低粒子產生的氣動操作組件,諸如(但不限於)基板浮動台、空氣軸承及氣動操作機器人及其類似物,可為氣體罩殼系統之各種具體實例維持低粒子環境。關於維持實質上低粒子環境,氣體循環及過濾系統之各種具體實例可設計成用於提供滿足國際標準組織標準(ISO)14644-1:1999之標準,「Cleanrooms and associated controlled environments-Part 1:Classification of air cleanliness」(如第1類至第5類所規定)的針對空浮微粒之低粒子惰性氣體環境。
如圖8中所描繪,用於在基板上印刷有機薄膜油墨,且隨後使該油墨固化之製程100可包括自製造工具轉移基板之步驟110,其中例如,使用氣相沉積製程在OLED基板裝置上製造無機封裝層。如本文隨後將更詳細地論述,可將基板自無機封裝製造工具轉移至印刷工具之印刷模組。有關各種可利用圖案化區域印刷之方法,可存在諸多噴墨印刷優點。首先,可免除一系列真空處理操作,因為此基於噴墨之製造可在大氣壓下執行。另外,在噴墨印刷製程期間,有機封裝層可經局部化以覆蓋在主動區上方及接近於主動區的OLED基板部分,以有效地封裝主動區,包括主動區之側向邊緣。使用噴墨印刷進行目標圖案化促成免除材料浪費,以及免除達成有機層之圖案化典型地所需之額外加工,該額外加工會導致增強
的粒子污染。舉例而言,光罩法為用於圖案化膜沉積之熟知技術,然而,光罩技術可產生實質性粒子污染。
在步驟120中,使用根據本發明教示內容之有機薄層油墨之各種具體實例,印刷工具可用於在目標印刷區域上印刷有機薄膜層。在加工技術中,總平均循環時間或TACT可為特定製程循環之時間單位的表達。對於本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例,對於印刷有機薄膜油墨之步驟,TACT可在約30秒至約120秒之間。隨後,如步驟130所指示,可將基板自印刷工具之印刷模組轉移至固化模組。關於固化步驟,如步驟140所指示,根據本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例,在起始固化之前,可進行允許所印刷之有機薄膜油墨達至均勻厚度之膜層的步驟。在各種具體實例中,此類調平步驟可視為個別步驟。在系統及方法之各種具體實例中,調平可在專用腔室中,例如在固定腔室中進行,且隨後可將基板轉移至固化腔室。對於本發明教示內容之各種具體實例,如將在本文中更詳細地論述,調平步驟可在與固化步驟相同的腔室中進行。根據本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例,調平步驟之TACT可在約170秒至約210秒之間,而根據一些具體實例之固化步驟之TACT可在約15秒至60秒之間,而對於其他具體實例,可在約25秒至約35秒之間。在固化步驟140之後,可將基板自UV固化模組轉移至另一加工腔室,諸如輸出加載鎖定腔室,如由製程100之製程步驟150所指示。
為完成圖8之製程100,可使用可提供惰性、實質上無粒子環境的本發明教示內容之製造工具之各種具體實例,例如如圖9中所示。圖9描繪根據本發明教示內容之各種具體實例的OLED印刷工具4000之透
視圖,其可包括第一模組4400、印刷模組4500及第二模組4600。各種模組(諸如第一模組4400)可具有第一轉印腔室4410,其可具有用於第一轉印腔室4410之各側的閘(諸如閘4412)以容納各種具有指定功能之腔室。如圖9中所描繪,第一轉印腔室4410可具有用於整合第一加載鎖定腔室4450與第一轉印腔室4410之加載鎖定閘(圖中未示出),以及用於整合第一緩衝腔室4460與第一轉印腔室4410之緩衝閘(圖中未示出)。第一轉印腔室4410之閘4412可用於可為可移動的腔室或單元,諸如(但不限於)加載鎖定腔室。觀察窗(諸如,第一轉印腔室4410之觀察窗4402及4404,以及第一緩衝腔室4460之觀察窗4406)可針對終端使用者提供以例如監視製程。印刷模組4500可包括氣體罩殼4510,其可具有第一面板總成4520、印刷系統罩殼總成4540及第二面板總成4560。氣體罩殼4510可容納印刷系統之各種具體實例。
氣體罩殼之各種具體實例可環繞印刷系統基座,基板支撐設備可安裝在該印刷系統基座上。此外,氣體罩殼可環繞用於托架總成之X軸移動之橋結構。作為非限制性實例,根據本發明教示內容之波狀氣體罩殼之各種具體實例可具有在約6m3至約95m3之間的氣體罩殼容積以容納能夠印刷大小為Gen 3.5至Gen 10之基板的印刷系統之各種具體實例。以另一非限制性實例說明,根據本發明教示內容之波狀氣體罩殼之各種具體實例可具有在約15m3至約30m3之間的氣體罩殼容積以容納能夠印刷例如Gen 5.5至Gen 8.5基板大小之印刷系統之各種具體實例。相比於寬度、長度及高度具有非環繞狀尺寸的非環繞罩殼,環繞氣體罩殼之此等具體實例可在容積上節省約30%至約70%之間。
圖9之第二模組4600可包括第二轉印腔室4610,其可具有用於第二轉印腔室4610之各側的閘(諸如閘4612)以容納各種具有指定功能之腔室。如圖9中所描繪,第二轉印腔室4610可具有用於整合第二加載鎖定腔室4650與第二轉印腔室4610之加載鎖定閘(圖中未示),以及用於整合第二腔室4660與第二轉印腔室4610之閘(圖中未示)。第二轉印腔室4610之閘4612可用於可為可移動的腔室或單元,諸如(但不限於)加載鎖定腔室。觀察窗(諸如,第二轉印腔室4610之觀察窗4602及4604)可為終端使用者提供以例如監視製程。根據本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例,圖9之腔室4660可為UV固化模組。舉例而言,圖9之腔室4660可為如圖10中所描繪的UV固化模組。
第一加載鎖定腔室4450及第二加載鎖定腔室4650可分別以可貼附方式與第一轉印腔室4410及第二轉印腔室4610相連結,或可諸如在輪子或在導軌總成上移動,以使得其可容易地定位成接近腔室使用。根據本發明教示內容,加載鎖定腔室可安裝至支撐結構且可具有至少兩個閘。舉例而言,第一加載鎖定腔室4450可由第一支撐結構4454支撐,且可具有第一閘4452以及可允許與第一轉印模組4410流體連通之第二閘(圖中未示)。類似地,第二加載鎖定腔室4650可由第二支撐結構4654支撐,且可具有第二閘4652以及可允許與第二轉印模組4610流體連通之第一閘(圖中未示)。
圖10大體說明可用於製造發光裝置的紫外線(UV固化)模組之實例。可包括處理系統作為本文所描述的其他系統或技術之一部分。舉例而言,如圖10中所指示,UV固化模組4660可為圖9之OLED印
刷工具4000之腔室4660。該系統可包括各種區域,諸如供用作固化腔室,或供用作固化與固定組合腔室。對於固化腔室之各種具體實例,可使用紫外線發射源以便處理沉積在所製造的基板上之一或多個層。舉例而言,紫外線發射可用於聚合或以其他方式處理沉積在基板上之有機層,諸如供用於一或多個關於製造平板顯示器總成(諸如包括OLED顯示器總成)之製程。
根據本發明教示內容,UV固化模組可包括一或多個封閉的UV固化腔室,諸如第一UV固化腔室4661A、第二UV固化腔室4661B及「第N」UV固化腔室4661N。舉例而言,可包括三個區域,且在另一實例中,可包括其他數目之區域。該等區域可以「堆疊」組態沿著系統之縱軸定向,諸如在圖10中說明性地顯示。可使用其他組態,諸如自中央腔室向外延伸的腔室之徑向組態。舉例而言,圖5之轉印腔室4610可為圖9之第二轉印腔室4610。
在說明性實例中,諸如在將有機層沉積於基板上之後,可進行調平操作。如本文中先前所論述,調平操作之持續時間可通常大於紫外線處理操作之持續時間。因此,在一種方法中,可使用各別固定區域或「緩衝單元」,諸如呈各區域經配置以容納基板之堆疊組態。在此方法中,調平操作可在不限制獲取或不以其他方式阻礙另一紫外線處理區域的情況下進行。然而,可使用多個紫外線源,其包括使用較低成本光源。以此方式,對於固定操作(例如,緩衝或調平)以及對於紫外線處理操作兩者,皆無須排除使用同一UV固化腔室(例如:4661A至4661N)而造成紫外光源閒置對產量的影響,因為多個區域可經配置以提供紫外線處理。此類方法亦
可提供紫外線光源之冗餘以使得即使特定紫外線源失效或處於維護中,加工仍可繼續。
舉例而言,第一輻射源4662A(例如,發射紫外線之LED陣列)可提供紫外線輻射,在10圖中描繪為複數個箭頭。UV設備可包括UV單光源、線性陣列或UV源之二維陣列。所選類型之光源對第一基板2050A可具有特定波長範圍。如圖10中所描繪,描繪第一組輻射光源4662A。儘管使用術語「UV」,但應理解,輻射光源具有與誘發聚合反應所需的能量相關聯的光之波長。就此而言,由於自由基誘發可經由熱分解以及光解發生,所以輻射源可包括任何可有效經由各種機制誘發聚合反應之輻射光源。電磁輻射發光可諸如經由窗4663(例如,石英窗或總成,諸如包括標準化濾光片,或其他濾光片或塗層)耦合至第一UV腔室4661A之封閉區域之內部。根據本發明教示內容之各種具體實例,UV固化腔室4661A內之環境可為惰性的,且可與含有第一組輻射源4662A之外殼隔開。根據各種系統及方法,例如,在UV腔室4661B之第二封閉區域中,可固定第二基板2050B特定持續時間以諸如用於調平或用於等待其他製程。在特定固定持續時間期間,可停用第二組輻射光源4662B。
關於基板之支撐,諸如圖10之2050A及2050B,本發明人已尤其認識到,對於一些操作或材料系統,諸如關於調平所沉積的有機層,當以非均勻方式支撐基板時,可能在基板之顯示器區域中導致可見缺陷。舉例而言,與基板接觸之頂桿、支撐框架、回縮的起模頂桿或真空孔口會在成品裝置中導致可見缺陷。
在不受理論束縛的情況下,咸信該等缺陷主要由熱導率之局
部變化引起,該等變化可在例如調平操作期間使基板溫度產生局部梯度。在一實例中,可在基板之局部區域中維持特定溫度均勻性,例如,以使得鄰近於該局部區域或在該局部區域內的溫度偏差受到限制。舉例而言,可容許遍及基板之顯著溫度變化,但該變化可具有有限梯度以使得溫度在沿著基板之小距離內不顯著變化。以此方式,可避免成品顯示器之可見特徵之急劇變化,且該等逐漸變化較不可能被注意到或甚至偵測到。
在一種方法中,在基板之發光或顯示器區域外部之區域可用於支撐在基板之主動裝置區域外部的基板。然而,由於基板之大部分可包括發光區域或實際顯示區域部分,所以僅在該等區域之邊緣處支撐基板可能不切實際,因為此類支撐在基板上其他地方導致不可接受之機械力或應力,其可使基板變形或破裂。另外,本發明人亦已認識到,粒子產生跟其他設備與基板之間接觸之多種情形或位置之間可能存在相關性。
因此,本發明人已認識到,諸如圖10之基板2050A及2050B之基板可藉由夾盤(例如第一UV腔室4661A之夾盤4664)支撐,諸如在紫外線處理操作期間,諸如至少部分地使用加壓氣體「P」來提供氣墊。根據各種實例,基板4000A可僅僅藉由加壓氣體「P」之受控制配置支撐,諸如使基板2050A浮動。在另一實例中,基板2050A可部分地諸如在周邊由一或多個頂桿(例如,頂桿4666)或支撐框架機械支撐,且基板2050A之重量可在基板2050A之中心區域中由加壓氣體「P」支撐。在另一方法中,基板2050A可藉由衝擊在基板2050A之第一表面上的加壓氣體「P」支撐,且可諸如藉由與基板2050A之相對面接觸的機械止動件4668來提供反作用力。儘管第一UV腔室4661A係出於說明的目的使用,但應理解,此等教
示內容適用於圖10中所示的所有UV腔室。儘管圖10之教示內容顯示著壓力,但如參考圖11之浮動台後所更詳細地論述,亦可利用使用壓力及真空之夾盤。在基板2050A僅僅藉由氣墊支撐的此類實例中,可經由端口之配置來施加正氣壓與真空之組合。具有壓力與真空控制兩者之此類區域可有效地提供浮動夾盤4664與基板2050A之間的流體彈簧。
圖10之轉印模組4610可為如針對圖9之第二轉印模組4610所描述之轉印模組。關於基板之浮動,可容納在轉印模組4610中之抬升處置器4612亦可在轉印製程期間利用基板浮動。抬升處置器4612可包括含加壓氣體「P」之工作台4614(或對應的末端執行器)以支撐至少部分地使用加壓氣體之基板。可使用輸送機或其他設備經由閘4616自例如印刷模組(諸如圖9之印刷模組4550)傳輸基板。此類傳輸手段亦可包括此類加壓氣體配置,使得基板可沿著如所示水平箭頭所指示之路徑輸送,將基板2050N引導至UV固化腔室4661N。
在圖10之說明性實例中,封閉轉印模組4610可容納抬升處置器4612及工作台4614。可在封閉轉印模組4610內建立具有指定氣體純度及指定微粒含量之惰性環境,如相對於本文其他實例廣泛論述。舉例而言,可將一或多個扇形過濾器單元(FFU),諸如扇形過濾器單元5202耦合至轉印模組4610。管道5201可提供惰性氣體之回流,其待使用FFU 5202再循環。氣體純化系統3130可耦合至封閉轉印模組4610。儘管圖10中說明垂直流動取向,但可使用其他組態,諸如側向流動組態。區域4661A至4661N中之每一者可共用一或多個氣體純化迴路或具有個別氣體純化迴路。類似地,在區域4661A至4661N中之每一者中,可定位一或多個FFU以提供平
行於基板表面之層流氣流。在封閉轉印模組4610內或在系統之其他部分內之溫度可如在本文其他實例中所廣泛描述地來控制,諸如使用溫度控制器3140。如將在本文中關於圖13在教示內容中更詳細地描述,溫度控制器3140可例如經由熱交換器耦合至FFU 5202或在別處之一或多個FFU。
區域4661A至4661N可各自包括閥門或閘,以便使各封閉區域4661A至4661N之惰性環境與轉印模組4610或彼此隔開。因此,諸如在維護期間,可使用閥門或閘使特定區域之惰性環境與封閉區域之其餘部分隔開。
諸如圖11之OLED印刷系統2000的OLED噴墨印刷系統可容納在圖9之印刷模組4500之氣體罩殼4510中。圖11之印刷系統之各種具體實例可由若干裝置及設備組成,其允許將墨滴可靠地置放至基板上之特定位置上。印刷需要印刷頭總成與基板之間的相對運動。此可藉由運動系統實現,該運動系統典型地為台架式或分軸式XYZ系統。在分軸式組態之情況下,印刷頭總成可在靜止基板(台架式)上方移動,或印刷頭與基板兩者均可移動。在另一具體實例中,印刷頭總成可實質上靜止;例如,在X軸及Y軸上,且基板可相對於印刷頭在X軸及Y軸上移動,其中Z軸運動係由基板支撐設備或由與印刷頭總成相關聯之Z軸運動系統提供。當印刷頭相對於基板移動時,在恰當時間噴射墨滴以沉積在基板上之所要位置中。可使用基板加載及卸載系統將基板***印表機及自印表機移出。視印表機組態而定,此可利用機械輸送機、具有輸送總成之基板浮動台或具有末端執行器之基板轉移機器人來實現。對於本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例,Y軸運動系統可基於空氣軸承夾持系統。
OLED噴墨印刷系統,諸如圖11之OLED印刷系統2000,可由若干裝置及設備組成,其允許將墨滴可靠地置放至基板上之特定位置上。此等裝置及設備可包括(但不限於)印刷頭總成、油墨傳遞系統、用於提供印刷頭總成與基板之間的相對運動之運動系統、基板支撐設備、基板加載及卸載系統及印刷頭管理系統。
印刷頭總成可包括至少一個噴墨頭,噴墨頭具有至少一個能夠以受控制的速率、速度及大小噴射墨滴的噴孔。噴墨頭藉由向噴墨頭提供油墨之油墨供應系統饋入。如圖11之展開視圖中所示,OLED噴墨印刷系統2000可具有諸如基板2050之基板,其可由基板支撐設備支撐,基板支撐設備諸如夾盤,例如(但不限於)真空夾盤、具有壓力口之基板浮動夾盤及具有真空口及壓力口之基板浮動夾盤。在本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例中,基板支撐設備可為基板浮動台。如本文中隨後將更詳細地論述,圖11之基板浮動台2200可用於支撐基板2050,且結合Y軸運動系統,可為基板輸送系統之一部分,提供基板2050之無摩擦輸送。本發明教示內容之Y軸運動系統可包括第一Y軸導軌2351及第二Y軸導軌2352,其可包括用於固定基板之夾持系統(圖中未示出)。Y軸運動可由線性空氣軸承或線性機械系統提供。圖11中所示的OLED噴墨印刷系統2000之基板浮動台2200可限定基板2050在印刷製程期間經過圖1A之氣體罩殼總成1000之途徑。
圖11大體上說明用於可包括基板之浮動輸送之印刷系統2000的基板浮動台2200之實例,其可具有多孔介質以提供浮動。在圖11之實例中,可使用處置器或其他輸送來將基板2050定位在基板浮動台2200
之第一區2201中,諸位位於輸送機上。輸送器可諸如使用任一機械接觸(例如,使用頂桿陣列、托盤或支撐框架組態)或使用氣墊以使基板2050可控地浮動(例如,「空氣軸承」台組態)而將基板2050定位於印刷系統內之指定位置處。基板浮動台2200之印刷區2202可用以在製造期間使一或多個層可控地沉積在基板2050上。印刷區2202亦可耦合至基板浮動台2200之第二區2203。輸送器可沿著基板浮動台2200之第一區2201、印刷區2202及第二區2203延伸,且基板2050可針對各種沉積任務或在單一沉積操作期間視需要重新定位。第一區2201、印刷區2202及第二區2203附近之受控制環境可為通常共用的。根據圖11之印刷系統2000之各種具體實例,第一區2201可為輸入區,且第二區2203可為輸出區。對於圖11之印刷系統2000之各種具體實例,第一區2201可為輸入區及輸出區兩者。此外,結合區域2201、2202及2203提及之功能(諸如輸入、印刷及輸出)僅用於說明。此等區域可用於其他處理步驟,諸如輸送基板或支撐基板,諸如在基板於一或多個其他模組中之固定、乾燥或熱處理中之一或多者期間。
圖11之印刷系統2000可包括一或多個印刷頭裝置2505,各印刷頭裝置具有一或多個印刷頭;例如噴嘴印刷、熱噴射或噴墨型。一或多個印刷頭裝置2505可耦合至或以其他方式橫穿頂置式托架(諸如第一X軸托架總成2301)。對於本發明教示內容之印刷系統2000之各種具體實例,一或多個印刷頭裝置2505之一或多個印刷頭可經配置以基板2050之「面向上」組態在基板2050上沉積一或多個圖案化有機層。該等層可包括例如電子注入層或傳輸層、電洞注入或傳輸層、阻擋層或發射層中之一或多者。該等材料可提供一或多個電性功能層。
根據圖11中所示的浮動方案,在基板2050僅僅由氣墊支撐的實例中,可經由端口之配置或使用分散式多孔介質來施加正氣壓與真空之組合。此類具有壓力及真空控制兩者之區域可有效地提供輸送機與基板之間的流體彈簧。正壓力與真空控制之組合可提供具有雙向硬度之流體彈簧。存在於基板(例如,基板2050)與表面之間的間隙可稱作「飛行高度(fly height)」,且此高度可藉由控制正壓力及真空口狀態來控制或以其他方式建立。以此方式,可小心地控制例如印刷區2202中之基板Z軸高度。在一些具體實例中,諸如頂桿或框架之機械保持技術可用於在藉由氣墊支撐基板時限制基板之側向平移。此等保持技術可包括使用彈簧負載結構,以便在保持基板時減小基板側面所附帶之瞬時力;此可為有益的,因為側向平移之基板與保持不動之構件之間的高力衝擊會造成基板碎裂或甚至嚴重斷裂。
在別處,如圖11中大體上說明,諸如在無需精確控制飛行高度的情況下,可提供僅壓力浮動區域,諸如沿著輸送機在第一區2201或第二區2203中或在別處。可提供「過渡」浮動區域,諸如在壓力與真空噴嘴之比率逐漸增加或減小之情況下。在一說明性實例中,在壓力-真空區域、過渡區域與僅壓力區域之間可存在基本上均勻的高度,以使得在公差內,三個區域可基本上處於一個平面中。基板在僅壓力區域上方某處的飛行高度可大於基板在壓力-真空區域上方的飛行高度,諸如以便允許足夠高度,使得基板在僅壓力區域中將不會與浮動台碰撞。在一說明性實例中,OLED面板基板在僅壓力區域上方的飛行高度可在約150微米(μ)至約300μ之間,且在壓力-真空區域上方的飛行高度則在約30μ至約50μ之間。在一
說明性實例中,基板浮動台2200或其他製造設備之一或多個部分可包括由NewWay® Air Bearings(Aston,Pennsylvania,United States of America)提供之「空氣軸承」總成。
可使用多孔介質建立分散式加壓氣墊,以用於在印刷、緩衝、乾燥或熱處理中之一或多者期間浮動輸送或支撐基板2050。舉例而言,諸如耦合至輸送機或作為輸送機之一部分而包括的多孔介質「板」可提供「分散式」壓力而以類似於個別氣體口之使用的方式支撐基板2050。使用分散式加壓氣墊而不使用大氣體孔口可在一些情況下進一步改良均勻性,且使斑或其他可見缺陷之形成減少或降至最少,儘管使用了氣墊,在使用相對較大之氣體口來建立氣墊的情況下將導致非均勻性。
多孔介質可諸如自Nano TEM公司(Niigata,Japan)獲得,諸如具有特定佔據整個基板2050或基板之指定區域(諸如顯示區或顯示區之外的區域)的實體尺寸。此類多孔介質可包括特定孔隙大小以提供流過特定區域上方之所需加壓氣體,同時減少或消除斑或其他可見缺陷形成。
印刷需要印刷頭總成與基板之間的相對運動。此可藉由運動系統實現,該運動系統典型地為台架式或分軸式XYZ系統。在分軸式組態之情況下,印刷頭總成可在靜止基板(台架式)上方移動,或印刷頭與基板兩者均可移動。在另一具體實例中,印刷頭總成可實質上靜止;例如,在X軸及Y軸上,且基板可相對於印刷頭在X軸及Y軸上移動,其中Z軸運動係由基板支撐設備或由與印刷頭總成相關聯之Z軸運動系統提供。當印刷頭相對於基板移動時,在恰當時間噴射墨滴以沉積在基板上之所要位置中。可使用基板加載及卸載系統將基板***印表機及自印表機移出。視
印表機組態而定,此可利用機械輸送機、具有輸送總成之基板浮動台或具有末端執行器之基板轉移機器人來實現。
關於圖11,印刷系統基座2100可包括第一升管2120及第二升管2122,上面安裝有橋2130。對於OLED印刷系統2000之各種具體實例,橋2130可支撐第一X軸托架總成2301及第二X軸托架總成2302,其可分別控制橋2130兩端的第一印刷頭總成2501及第二印刷頭總成2502之移動。對於印刷系統2000之各種具體實例,第一X軸托架總成2301及第二X軸托架總成2302可利用本質上為低粒子產生的線性空氣軸承運動系統。根據本發明教示內容之印刷系統之各種具體實例,X軸托架可具有安裝於其上之Z軸移動板。在圖11中,第一X軸托架總成2301描繪為具有第一Z軸移動板2310,而第二X軸托架總成2302描繪為具有第二Z軸移動板2312。儘管圖11描繪兩個托架總成及兩個印刷頭總成,但對於OLED噴墨印刷系統2000之各種具體實例,可存在單個托架總成及單個印刷頭總成。舉例而言,第一印刷頭總成2501及第二印刷頭總成2502中之任一者可安裝於X、Z軸托架總成上,而用於檢查基板2050之特徵的攝影機系統可安裝於第二X、Z軸托架總成上。
在圖11中,各印刷頭總成(諸如,圖11之第一印刷頭總成2501及第二印刷頭總成2502)可具有複數個安裝於至少一個印刷頭裝置中的印刷頭,如第一印刷頭總成2501之局部視圖中所描繪,其描繪複數個印刷頭裝置2505。印刷頭裝置可包括例如(但不限於)與至少一個印刷頭之流體連接及電性連接;各印刷頭具有複數個能夠以受控制的速率、速度及大小噴射油墨的噴嘴或噴孔。針對印刷系統2000之各種具體實例,印刷頭總
成可包括介於約1個至約60個之間的印刷頭裝置,其中各印刷頭裝置在各印刷頭裝置中可具有介於約1個至約30個之間的印刷頭。印刷頭(例如,工業噴墨頭)可具有在約16個至約2048個之間的噴嘴,該等噴嘴可射出在約0.1pL至約200pL之間的墨滴體積。
根據本發明教示內容之氣體罩殼系統之各種具體實例,在給定印刷頭裝置及印刷頭之絕對數目的情況下,第一印刷頭管理系統2701及第二印刷頭管理系統2702可容納於輔助罩殼中,該輔助罩殼可在印刷製程期間與印刷系統罩殼隔開以便執行各種量測及維護任務而幾乎不中斷或不中斷印刷製程。如圖11中可見,可看到第一印刷頭總成2501相對於第一印刷頭管理系統2701定位以便於執行可藉由第一印刷頭管理系統設備2707、2709及2711執行之各種量測及維護程序。設備2707、2709及2011可為用於執行各種印刷頭管理功能之多個子系統或模組中之任一者。舉例而言,設備2707、2709及2011可為墨滴量測模組、印刷頭更換模組、淨化盆模組及吸墨紙模組中之任一者。
對於圖11之OLED印刷系統2000,印刷系統之各種具體實例可包括基板浮動台2200,其由基板浮動台基座2220支撐。基板浮動台基座2220可安裝於印刷系統基座2100上。OLED印刷系統之基板浮動台2200可支撐基板2050,以及界定在OLED基板之印刷期間基板2050可在該基板浮動台上方移動經過氣體罩殼總成1000的途徑。本發明教示內容之Y軸運動系統可包括第一Y軸導軌2351及第二Y軸導軌2352,其可包括用於固定基板之夾持系統(圖中未示出)。Y軸運動可由線性空氣軸承或線性機械系統提供。就此而言,結合運動系統(如圖11中所描繪,Y軸運動系統),基
板浮動台2200可提供基板2050經過印刷系統之無摩擦輸送。
參見圖12,印刷系統2001可具有先前針對圖11之印刷系統2000所描述的所有元件。舉例說明而非限制,圖12之印刷系統2001可具有用於容納及排出由配套設施產生之粒子的配套設施外殼排出系統2400。印刷系統2001之配套設施外殼排出系統2400可包括可容納配套設施之配套設施外殼2410。根據本發明教示內容,配套設施在操作上可和列印系統連結,提供所要求之光、電、機械及流體連結以在氣體封裝系統中操作各種裝置及設備,例如(但不限於)與印刷系統相關之各種裝置及設備。圖12之印刷系統2001可具有用於支撐基板2050之基板支撐設備2250,其可使用Y軸定位系統2355在Y軸方向上精確地定位。基板支撐設備2250與Y軸定位系統2355兩者均由印刷系統基座2101支撐。基板支撐設備2250可安裝於Y軸運動總成2355上,且可使用例如(但不限於)線性軸承系統(其利用機械軸承或空氣軸承)在軌道系統2360上移動。對於氣體罩殼系統之各種具體實例,空氣軸承運動系統幫助促進置放於基板支撐設備2250上之基板在Y軸方向上之無摩擦輸送。Y軸運動系統2355亦可視情況使用同樣由線性空氣軸承運動系統或線性機械軸承運動系統提供的雙軌道運動。
關於支撐本發明教示內容之各種托架總成之運動系統,諸如圖11之印刷系統2000及圖12之印刷系統2001可具有可用於安裝印刷頭總成之第一X軸托架及可用於安裝多個各類總成(諸如攝影機總成)之第二托架總成。舉例而言,在圖12中,定向系統2001可具有描繪為上面安裝有印刷頭總成2500之總成2300A,及描繪為上面安裝有攝影機總成2550之第二X軸托架總成2300B。在基板支撐設備2250上之基板2050在印刷製程期
間可位於接近於例如橋2130之各個位置中。基板支撐設備2250可安裝於印刷系統基座2101上。在圖12中,印刷系統2001可具有安裝於橋2130上之第一X軸托架總成2300A及第二X軸托架總成2300B。第一X軸托架總成2300A亦可包括用於印刷頭總成2500之Z軸定位的第一Z軸移動板2310A,而第二X軸托架總成2300B可具有用於攝影機總成2550之Z軸定位的第二Z軸移動板2310B。就此而言,托架總成2300A及2300B之各種具體實例可提供關於定位於基板支撐件2250上之基板,分別針對印刷頭總成2500及攝影機總成2550的精確X、Z定位。針對印刷系統2001之各種具體實例,第一X軸托架總成2300A及第二X軸托架總成2300B可利用本質上為低粒子產生之線性空氣軸承運動系統。
攝影機總成2550可包括攝影機2552、攝影機安裝總成2554及透鏡總成2556。攝影機總成2550可經由攝影機安裝總成2556安裝至Z軸移動板2310B上之運動系統2300B。攝影機2552可為任何將光學影像轉換成電子信號之影像感測器裝置,諸如(以非限制性實例說明)電荷耦合裝置(CCD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置或N型金屬氧化物半導體(NMOS)裝置。各種影像感測器裝置可經配置為用於區域掃描攝影機之感測器陣列或單列用於線掃描攝影機之感測器。攝影機總成2550可連接至影像處理系統,其可包括例如用於儲存、處理及提供結果之電腦。如本文中先前針對圖12之印刷系統2001所論述,Z軸移動板2310B可以可控方式調節攝影機總成2550相對於基板2050之Z軸位置。在各種製程(諸如印刷及資料收集)期間,基板2050可使用X軸運動系統2300B及Y軸運動系統2355以可控方式相對於攝影機總成2550定位。
各種攝影機總成可利用具有不同能力之攝影機。在各種具體實例中,圖12之攝影機總成2550可為高速、高解析度攝影機。在本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例中,可使用具有約8192個像素、約190mm之工作高度,且能夠以約34KHz進行掃描的線掃描攝影機。在本發明教示內容之系統及方法之各種具體實例中,一個以上攝影機可安裝於用於印刷系統基板攝影機總成之各種具體實例之X軸托架總成上,其中各攝影機就視野及解析度而言可具有不同的規格。舉例而言,一個攝影機可為用於現場粒子檢查之線掃描攝影機,而第二攝影機可用於氣體罩殼系統中之基板的固定巡視(regular navigation)。此類適用於固定巡視之攝影機可為具有在約5.4mm×4mm(放大率為約0.9X)至約10.6mm×8mm(放大率為約0.45X)範圍內之視野的區域掃描攝影機。在另外其他具體實例中,一個攝影機可為用於現場粒子檢查之線掃描攝影機,而第二攝影機可用於氣體罩殼系統中之基板之精確巡視,例如用於基板對準。此類攝影機可用於精確巡視,可為具有約0.7mm×0.5mm(放大率為約7.2X)之視野的區域掃描攝影機。出於例如檢查可印刷在光電裝置上之各種薄膜層之目的,根據本發明教示內容之印刷系統之各種具體實例可具有一或多個安裝至X軸托架總成之攝影機,如先前針對圖1所描述。
圖13為顯示氣體罩殼系統500之示意圖。根據本發明教示內容之氣體罩殼系統500之各種具體實例可包含例如圖9之用於如針對圖10所描述之各種模組及腔室的氣體罩殼4510。出於說明之目的,圖13將提及圖9之用於容納印刷系統的氣體罩殼4510,但應理解此等教示內容適用於大量本發明教示內容之罩殼、模組及腔室。
氣體純化迴路3130可與氣體罩殼4510及至少一個熱調節系統3140流體連通。另外,氣體罩殼系統500之各種具體實例可具有加壓惰性氣體再循環系統3000,其可供應惰性氣體以操作各種裝置,諸如OLED印刷系統之基板浮動台。加壓惰性氣體再循環系統3000之各種具體實例可利用壓縮器、鼓風機及兩者之組合作為加壓惰性氣體再循環系統3000之各種具體實例的來源,如本文中隨後將更詳細論述。另外,氣體罩殼系統500可具有在氣體罩殼系統500內部之循環及過濾系統(圖中未示出)。
如圖13中所描繪,對於根據本發明教示內容之氣體罩殼總成之各種具體實例,過濾系統之設計可將循環經過氣體純化迴路3130之惰性氣體與針對氣體罩殼總成之各種具體實例而言內部連續過濾及循環之惰性氣體分離。氣體純化迴路3130包括自圖9之氣體罩殼4510至溶劑移除組件3132,且隨後至氣體純化系統3134之出口管線3131。經純化掉溶劑及其他反應性氣體物質(諸如氧氣及水蒸汽)之惰性氣體隨後經由入口管線3133返回至氣體罩殼4510。氣體純化迴路3130亦可包括適當管道及連接件以及感測器,例如氧氣、水蒸汽及溶劑蒸氣感測器。氣體循環單元(諸如風扇、鼓風機或馬達及其類似物)可獨立地提供或例如整合在氣體純化系統3134中,以使氣體循環經過氣體純化迴路3130。根據氣體罩殼總成之各種具體實例,雖然溶劑移除系統3132及氣體純化系統3134在圖13中所示之示意圖中顯示為各別單元,但溶劑移除系統3132及氣體純化系統3134可作為單一純化單元一起容納。
圖13之氣體純化迴路3130可具有置放在氣體純化系統3134上游之溶劑移除系統3132,使得自圖9之氣體罩殼4510循環之惰性氣體經
由出口管線3131通過溶劑移除系統3132。根據各種具體實例,溶劑移除系統3132可為溶劑截留系統,其基於吸附來自通過圖13之溶劑移除系統3132之惰性氣體的溶劑蒸氣。吸附劑床(例如(但不限於)諸如活性碳、分子篩及其類似者)可有效地移除廣泛多種有機溶劑蒸氣。對於氣體罩殼系統之各種具體實例,可在溶劑移除系統3132中採用冷阱技術移除溶劑蒸氣。如本文中先前所論述,對於根據本發明教示內容之氣體罩殼系統之各種具體實例,感測器(諸如氧氣、水蒸汽及溶劑蒸氣感測器)可用於監測該等物質自連續循環經過氣體罩殼系統(諸如圖13之氣體罩殼系統500)之惰性氣體的有效移除。溶劑移除系統之各種具體實例可指示何時吸附劑(諸如活性碳、分子篩及其類似物)已達到容量,使得可再生或更換吸附劑床。分子篩之再生可涉及加熱分子篩、使分子篩與形成氣體接觸、其組合及類似處理。經配置以截獲各種物質(包括氧氣、水蒸汽及溶劑)之分子篩可藉由加熱及曝露於包含氫氣之形成氣體再生,該形成氣體例如包含約96%氮氣及4%氫氣之形成氣體,其中該等百分比以體積計或以重量計。活性碳之物理再生可使用在惰性環境下加熱之類似程序進行。
任何適合的氣體純化系統均可用於圖13之氣體純化迴路3130之氣體純化系統3134。可自例如Statham,New Hampshire之MBRAUN公司或Amesbury,Massachusetts之Innovative Technology得到的氣體純化系統可適用於整合成根據本發明教示內容之氣體罩殼總成之各種具體實例。氣體純化系統3134可用以純化氣體罩殼系統500中之一或多種惰性氣體,例如純化氣體罩殼總成內之整個氣體氛圍。如本文中先前所論述,為使氣體循環經過氣體純化迴路3130,氣體純化系統3134可具有氣體循環單元,諸
如風扇、鼓風機或馬達及其類似物。就此而言,氣體純化系統可視罩殼之體積來選擇,其可限定惰性氣體移動通過氣體純化系統之體積流動速率。針對具有體積高達約4m3之氣體罩殼總成之氣體罩殼系統的各種具體實例,可使用可移動約84m3/h的氣體純化系統。針對具有體積高達約10m3之氣體罩殼總成之氣體罩殼系統的各種具體實例,可使用可移動約155m3/h的氣體純化系統。針對體積在約52-114m3之間的氣體罩殼總成之各種具體實例,可使用一個以上氣體純化系統。
任何適合的氣體過濾器或純化裝置均可包括於本發明教示內容之氣體純化系統3134中。在一些具體實例中,氣體純化系統可包含兩個平行的純化裝置,使得該等裝置中之一者可離線維護,而另一裝置可用以不中斷地繼續系統操作。在一些具體實例中,舉例而言,氣體純化系統可包含一或多個分子篩。在一些具體實例中,氣體純化系統可至少包含第一分子篩及第二分子篩,使得當該等分子篩中之一者經雜質飽和或另外視為不能充分有效地操作時,系統可切換至另一分子篩,同時再生已飽和或非有效的分子篩。可提供控制單元用於測定各分子篩之操作效率、用於在不同分子篩之操作之間切換、用於再生一或多個分子篩或用於其組合。如本文中先前所論述,分子篩可經再生及再使用。
圖13之熱調節系統3140可包括至少一個冷卻器3142,其可具有用於將冷卻劑循環至氣體罩殼總成中之流體出口管線3141,及用於將冷卻劑返回至冷卻器之流體入口管線3143。可提供至少一個流體冷卻器3142以用於冷卻氣體罩殼系統500內之氣體氛圍。對於本發明教示內容之氣體罩殼系統之各種具體實例,流體冷卻器3142將經冷卻流體傳遞至罩殼
內之熱交換器,其中惰性氣體通過罩殼內部之過濾系統。亦可隨氣體罩殼系統500提供至少一個流體冷卻器以冷卻自封閉於氣體罩殼系統500內之設備放出的熱。舉例而言而非限制,亦可為氣體罩殼系統500提供至少一個流體冷卻器以冷卻自OLED印刷系統放出的熱。熱調節系統3140可包含熱交換或帕爾貼(Peltier)裝置,且可具有各種冷卻容量。舉例而言,針對氣體罩殼系統之各種具體實例,冷卻器可提供在約2kW至約20kW之間的冷卻容量。氣體罩殼系統之各種具體實例可具有複數個可冷卻一或多個流體的流體冷卻器。在一些具體實例中,流體冷卻器可利用多種流體作為冷卻劑,例如(但不限於)水、防凍劑、製冷劑及其組合作為熱交換流體。適當之無洩漏鎖定連接件可用於連接相關的管道及系統組件。
本發明教示內容意欲為說明性而非限制性的。提供發明摘要以符合37 C.F.R.§1.72(b),從而允許讀者快速地確定技術揭示內容之本質。該摘要在具有以下理解的情況下提交:其不應用以解釋或限制申請專利範圍之範圍或意義。此外,在以上【實施方式】中,可將各種特徵分組在一起以簡化揭示內容。此不應解釋為期望未主張之揭示特徵對任何技術方案而言為必需的。確切而言,本發明標的物之特徵可比特定經揭示之具體實例少。因此,據此將以下申請專利範圍作為實施例或具體實例併入【實施方式】中,其中各請求項作為一個單獨具體實例而獨立存在,且預期該等具體實例可以各種組合或排列形式彼此組合。應參考所附申請專利範圍,並連同該等申請專利範圍所賦予的等效物之全部範圍來判定本發明之範圍。
50‧‧‧裝置
52‧‧‧基板
54‧‧‧主動區
56‧‧‧電極部分
60A‧‧‧無機層
60B‧‧‧第二無機層
62A‧‧‧有機層
62B‧‧‧第二有機層
Claims (18)
- 一種油墨組成物,其包含:30wt.%至50wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體、聚乙二醇二丙烯酸酯單體或其組合,其中該聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及該聚乙二醇二丙烯酸酯單體之數目平均分子量在230g/mol至430g/mol範圍內;4wt.%至10wt.%之多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合;及40wt.%至60wt.%之展開改質劑,其包含烷氧基化脂族二丙烯酸酯單體、烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯單體或其組合,且在22℃下之黏度在14cp至18cp範圍內,且在22℃下之表面張力在35達因/公分至39達因/公分範圍內。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其中該展開改質劑在22℃下之黏度在14cp至16cp範圍內,且在22℃下之表面張力在35達因/公分至38達因/公分範圍內。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其特徵在於噴墨印刷至矽基板上之一滴該油墨組成物在23℃之溫度下的展開速率為至少0.5μm/sec,以藉由在印刷後40秒與印刷後180秒之間的階段期間,該墨滴直徑之增加量所量測。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其特徵在於噴墨印刷至矽基板上之一滴該油墨組成物在23℃之溫度下的展開速率為至少0.65μm/sec,以藉由在印刷後40秒與印刷後180秒之間的階段期間,該墨滴直徑之增加量所量測。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其中該多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合包含季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯或其組合。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其進一步包含0.1wt.%至10wt.%之交聯光誘發劑。
- 如申請專利範圍第6項之油墨組成物,其中該光誘發劑為2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦。
- 如申請專利範圍第7項之油墨組成物,其中該2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦以該油墨組成物之3wt.%至6wt.%範圍內之量存在。
- 如申請專利範圍第3項之油墨組成物,其進一步包含0.1wt.%至10wt.%之2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦作為交聯光誘發劑。
- 如申請專利範圍第1項之油墨組成物,其包含40wt.%至50wt.%之該聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及40wt.%至50wt.%之該展開改質劑,其中該聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體的數目平均分子量為330g/mol。
- 一種在基板上形成聚合薄膜層之方法,該方法包含:提供惰性處理環境;提供上面形成有無機薄膜之OLED裝置基板;提供包含以下各者之油墨組成物:30wt.%至50wt.%之聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體、聚乙二醇二丙烯酸酯單體或其組合,其中該聚乙二醇二甲基丙烯酸酯單體及該聚乙二醇二丙烯酸酯單體之數目平均分子量在230g/mol至430g/mol範圍內;4wt.%至10wt.%之多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑 或其組合;及40wt.%至60wt.%之展開改質劑,其包含烷氧基化脂族二丙烯酸酯單體、烷氧基化脂族二甲基丙烯酸酯單體或其組合,且在22℃下之黏度在14cp至18cp範圍內,且在22℃下之表面張力在35達因/公分至39達因/公分範圍內,在該基板之包括該無機薄膜之界定區域上印刷一層該油墨組成物,及固化該層經印刷油墨,其中有機聚合薄膜形成於該無機薄膜上方。
- 如申請專利範圍第11項之方法,其中該層經固化印刷油墨之厚度不超過2μm。
- 如申請專利範圍第12項之方法,其中在該基板之界定區域上印刷該層油墨組成物,其包含噴墨印刷複數滴該油墨組成物至該基板上,藉此該等墨滴在該基板上展開且聚結,形成該層油墨組成物。
- 如申請專利範圍第11項之方法,其中該多官能丙烯酸酯交聯劑、多官能甲基丙烯酸酯交聯劑或其組合包含季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯或其組合。
- 如申請專利範圍第11項之方法,其中該油墨組成物進一步包含0.1wt.%至10wt.%之交聯光誘發劑。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該光誘發劑為2,4,6-三甲基苯甲醯基-氧化二苯基膦。
- 如申請專利範圍第11項之方法,其在提供OLED裝置基板之步驟之前進一步包含:提供容納在氣體罩殼內部內之工業印刷系統,其中該工業印刷系統包 含:包含至少一個印刷頭之印刷頭總成;用於支撐該基板之基板支撐系統;用於該基板相對於該印刷頭總成之精確定位的運動系統;及UV固化模組,且此外其中在該基板之界定區域上印刷該層油墨組成物,其包含使用該印刷頭總成在該基板之界定區域上印刷該層油墨組成物。
- 如申請專利範圍第17項之方法,其中該惰性處理環境係使用選自氮氣、任何稀有氣體及其組合之惰性氣體提供。
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