本申請要求于2011年8月9日提交美國臨時專利申請No.61/521,631和于2012年3月20日提交的美國臨時專利申請No.61/613,348的權(quán)益,這兩個美國申請的全部內(nèi)容通過引用合并于本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本教導(dǎo)涉及熱敏打印和噴墨打印系統(tǒng)、設(shè)備及制造諸如有機發(fā)光裝置的各種產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù):
對于被設(shè)計為用于在不與待沉積墨的表面接觸的情況下沉積墨的打印頭來說,在打印頭和襯底的打印表面之間保持嚴格受控的間隔是有益的。如果打印頭距襯底表面太遠,則打印內(nèi)容會過于分散。如果打印頭太靠近襯底表面,則打印內(nèi)容會過于集中成顆粒狀。當(dāng)太靠近時,打印頭甚至可以接觸襯底,導(dǎo)致?lián)p壞襯底和打印頭兩者。將襯底定位在水平平面中還可以影響打印質(zhì)量和效率。該水平定位由于需要在不干擾襯底的情況下向打印頭再次應(yīng)用墨而變得復(fù)雜。因此,需要控制襯底和打印頭之間的打印間隔以及控制襯底相對于打印頭陣列的水平位置,以優(yōu)化打印結(jié)果和打印過程。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供一種膜形成設(shè)備,所述膜形成設(shè)備包括打印陣列和被配置為支撐襯底的傳送/支撐設(shè)備,其中,襯底具有待在其上形成膜的表面并且該表面在打印期間面向下。所述設(shè)備可以包括定位系統(tǒng),該定位系統(tǒng)被配置為使得襯底在遠離打印陣列的第一位置和在打印陣列上方的第二位置之間移動。在一些實施例中,打印陣列包括噴墨陣列。在一些實施例中,打印陣列包括熱敏打印陣列,并且所述設(shè)備還包括適于將膜形成材料加載到熱敏打印陣列的噴墨陣列。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供一種膜形成設(shè)備,所述膜形成設(shè)備包括襯底支撐件,該襯底支撐件包括上表面和在該上表面中的至少一個開口。膜形成設(shè)備可以進一步包括氣體支承系統(tǒng),例如如下氣體支承系統(tǒng),該氣體支承系統(tǒng)包括在上表面中的多個第一孔口和從所述孔口延伸到襯底支撐件中的多個第一氣體通道。在一些實施例中,可以使用流體,但是為了簡明起見,本文描述的流體將被稱作氣體。本文描述的氣體通道可以更廣義地是流體通道,但是為了簡明起見,在本文將被稱作氣體通道。氣體通道可以與被配置為向氣體通道供應(yīng)加壓氣體的第一歧管連通。氣體支承系統(tǒng)還可以包括在上表面中的多個第二孔口和從多個第二孔口延伸到襯底支撐件中并且與第二歧管連通的多個第二氣體通道。多個第一孔口和多個第二孔口可以圍繞上表面中的至少一個開口,并且當(dāng)設(shè)置多個開口時可以單獨地圍繞多個開口中的每個。膜形成設(shè)備可以進一步包括位于每個開口中的各個打印陣列。氣體支承系統(tǒng)可以被配置為在打印陣列將膜形成材料傳遞到襯底的面向下的表面上時使襯底在所述上表面上方浮動。每個打印陣列可以位于各自的打印模塊組件中或可以包括各自的打印模塊組件的至少一部分。在一些實施例中,打印陣列包括噴墨打印陣列,并且每個噴墨打印陣列可以包括一個或多個面向上的噴墨噴嘴。在一些實施例中,打印陣列包括熱敏打印陣列,并且每個熱敏打印陣列可以包括一個或多個面向上的打印傳輸表面。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個方面,提供一種在襯底的表面上形成膜的方法。襯底可以被定位在被設(shè)定在氣體支承板系統(tǒng)中的面向上的打印陣列上方的第一位置。該配置可以被布置為使得襯底表面朝向噴墨打印陣列面向下??梢灾聞訃娔蛴£嚵校詫⒌谝荒ば纬刹牧蠌膰娔蛴£嚵袑?dǎo)引到襯底表面上。襯底還可以被布置在噴墨打印陣列上方的第二位置,并且可以致動噴墨打印陣列,以將第二膜形成材料從噴墨打印陣列引導(dǎo)到襯底表面上。本教導(dǎo)的任何方法都可以進一步包括使用真空熱蒸發(fā)(VTE),例如以形成一層或多層OLED。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供一種在襯底的表面上形成膜的方法。所述方法可以包括多個步驟??梢詫⒌谝荒ば纬刹牧霞虞d到熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)中。可以將襯底定位在熱敏打印陣列上方,從而使得襯底的表面取向成面向下??梢约訜釤崦舸蛴£嚵?,由此將第一膜形成材料從熱敏打印陣列導(dǎo)引到襯底的面向下取向的表面上。然后,襯底可以從熱敏打印陣列移開,可以將膜形成材料重新加載到熱敏打印陣列,并且可以將襯底定位成能夠在襯底的不同區(qū)域上進行打印。
附圖說明
通過參照附圖將更好地理解本教導(dǎo)的特征和優(yōu)點,附圖意在說明而非限制本教導(dǎo)。
圖1A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的包括處理腔的系統(tǒng)的平面圖。
圖1B是圖1A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,其中,噴墨陣列就位以將膜形成材料加載到熱敏打印陣列上。
圖1C是在已加載熱敏打印陣列之后圖1A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,并且示出被定位為從熱敏打印陣列接收膜形成材料的襯底。
圖1D是在襯底已經(jīng)完全經(jīng)過熱敏打印陣列并使得熱敏打印陣列通暢之后的圖1A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,并且其中,熱敏打印陣列被露出并能夠被重新加載以膜形成材料。
圖1E是圖1A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,其中,噴墨陣列再次被定位為將膜形成材料加載到熱敏打印陣列上。
圖2A是根據(jù)本教導(dǎo)的其它各個實施例的系統(tǒng)和處理腔的平面圖。
圖2B是圖2A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,其中,當(dāng)?shù)诙娔嚵屑虞d第二熱敏打印陣列時第一噴墨陣列保持與第一熱敏打印陣列分隔開并且處于縮回位置。
圖2C是圖2A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,其中,第一噴墨陣列被定位為在第二熱敏打印陣列在襯底上打印膜形成材料并且第二噴墨陣列縮回的同時加載第一熱敏打印陣列。
圖2D是圖2A所示的系統(tǒng)的配置的平面圖,其中,第一噴墨陣列縮回并且第二噴墨陣列在第一熱敏打印陣列將膜形成材料傳輸?shù)揭r底的同時加載第二熱敏打印陣列。
圖3是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底打印配置的平面圖,并且示出襯底相對于至少一個打印陣列的相對移動方向。
圖4是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底打印配置的平面圖,并且示出襯底相對于至少一個打印陣列的相對移動方向。
圖5是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底打印配置的平面圖,并且示出襯底相對于至少一個打印陣列的相對移動方向。
圖6是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的打印系統(tǒng)和襯底操縱系統(tǒng)的立體圖。
圖7是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底支撐和打印系統(tǒng)的立體圖,包括熱敏打印陣列布局。
圖8是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底打印系統(tǒng)的剖視立體圖,并且示出通過四個相應(yīng)打印模塊組件的四個不同剖面的剖視圖。
圖9是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例可以使用的氣體支承系統(tǒng)的剖視圖和示意圖。
圖10是根據(jù)本教導(dǎo)的另外的各個實施例的襯底打印系統(tǒng)的立體圖。
圖11是圖10所示的襯底打印系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖12是圖10所示的襯底打印系統(tǒng)的平面圖。
圖13是圖10所示的襯底打印系統(tǒng)的工作臺622的放大圖。
圖14A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的包括未干燥像素材料的打印襯底的剖視圖。
圖14B是圖14A所示的打印襯底的剖視圖,但是其中,像素材料已被干燥。
圖15A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的處于面向下取向并且包括未干燥像素材料的打印襯底的剖視圖。
圖15B是圖15A所示的打印襯底的剖視圖,但是其中,像素材料已被干燥。
圖16是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下打印系統(tǒng)的立體圖。
圖17是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下打印系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖18是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下打印系統(tǒng)的平面圖。
圖19是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的另一面向下打印系統(tǒng)的平面圖。
圖20是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的又一面向下打印系統(tǒng)的平面圖。
圖21是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的裝配有吸墨器的面向下打印系統(tǒng)的局部剖視側(cè)視圖。
圖22是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的裝配有吸墨器的另一面向下打印系統(tǒng)的剖視側(cè)視圖。
圖23是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的接合真空設(shè)備的面向下打印系統(tǒng)的剖視側(cè)視圖。
具體實施方式
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供膜形成設(shè)備,其包括打印陣列以及被配置為支撐并傳送襯底的襯底支撐和傳送設(shè)備。襯底具有待在其上形成膜的表面,并且襯底支撐和傳送設(shè)備被配置為使得該表面在膜形成操作期間面向下。襯底支撐和傳送設(shè)備可以包括定位系統(tǒng),其被配置為使得襯底在遠離打印陣列的第一位置和位于打印陣列上方并準(zhǔn)備好從打印陣列接收材料的第二位置之間移動。在一些實施例中,打印陣列包括噴墨陣列。在一些實施例中,打印陣列相反地包括熱敏打印陣列,并且設(shè)備還包括適于將膜形成材料加載到熱敏打印陣列的噴墨陣列。除非另外說明,本文描述的打印陣列可以是噴墨打印陣列和/或熱敏打印陣列。
在使用熱敏打印陣列的實施例中,膜形成設(shè)備可以被配置為使得,在第一位置,襯底被定位為遠離熱敏打印陣列以使其不阻礙噴墨打印陣列將膜形成材料加載到熱敏打印陣列。在第二位置,襯底可以被定位為使得面向下的表面在操作熱敏打印陣列期間接收膜形成材料。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,膜形成設(shè)備可以包括襯底支撐件,該襯底支撐件包括上表面和在該上表面中的至少一個開口。膜形成設(shè)備可以包括氣體支承系統(tǒng),并且該氣體支承系統(tǒng)可以包括在上表面中的多個第一孔口。多個第一氣體通道可以從多個第一孔口延伸到襯底支撐件中并與第一歧管連通。氣體支承系統(tǒng)還可以包括在上表面中的多個第二孔口以及多個第二氣體通道,所述第二氣體通道可以從多個第二孔口延伸到襯底支撐件中并與第二歧管連通。多個第一孔口和多個第二孔口可以圍繞上表面中的至少一個開口。膜形成設(shè)備可以包括多個打印陣列,例如,位于多個開口的每個開口中的不同打印陣列。氣體支承系統(tǒng)可以被配置為使得當(dāng)打印陣列將膜形成材料傳輸?shù)揭r底的面向下的表面上時襯底在所述上表面的上方浮動。在一些實施例中,打印陣列包括噴墨打印陣列并且每個噴墨打印陣列可以包括一個或多個面向上的噴墨噴嘴。在一些實施例中,打印陣列包括熱敏打印陣列,并且每個熱敏打印陣列可以包括一個或多個面向上的打印傳輸表面。
當(dāng)使用熱敏打印系統(tǒng)時,膜形成設(shè)備可以包括被配置為將膜形成材料加載到一個或多個熱敏打印陣列的一個或多個噴墨陣列。多個噴墨陣列可以與多個相應(yīng)熱敏打印陣列例如以一比一的比例或以任何其它比例相關(guān)聯(lián)。每個噴墨陣列可以包括一列或多列和/或多行墨打印頭。膜形成設(shè)備可以進一步包括被配置為將每個噴墨陣列從第一噴墨陣列位置傳送或平移到第二噴墨陣列位置的一個或多個相應(yīng)噴墨陣列致動器。第一位置可用于將膜形成材料加載到熱敏打印陣列,并且第二噴墨陣列位置可以包括其中噴墨陣列不阻礙襯底在第一和第二襯底位置之間的移動的取向。
可以提供傳送裝置,其被配置為使得襯底在未位于打印陣列之上的第一位置和位于打印陣列之上的第二位置之間移動。膜形成設(shè)備可以進一步包括在襯底支撐件之上的外殼,該外殼與襯底支撐件一起可以限定打印腔或處理腔,打印陣列在其中將膜形成材料打印到襯底上。第二噴墨位置可以位于處理腔之內(nèi)或之外。至少一個加載鎖定腔可以被設(shè)置為與打印腔可中斷地氣體連通并且與打印腔相鄰。一個或多個襯底可以從加載鎖定腔移動到處理腔,并且可選地返回加載鎖定腔??梢酝ㄟ^閥和/或門來實現(xiàn)襯底移動到加載鎖定腔或處理腔中或從中移出。在一些實施例中,整個系統(tǒng)或除加載鎖定腔之外的整個系統(tǒng)可以被封閉在惰性氣體封閉物中??梢蕴峁┯糜诔榭占虞d鎖定腔并使其充滿惰性氣體的系統(tǒng),例如,如在2011年12月22日提交的美國專利申請No.61/579,233中所描述的,該申請的全部內(nèi)容通過引用合并于本文。根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例可以采用的其它加載鎖定特征及其使用方法包括例如在美國專利申請公布No.US 2010/0201749 A1中描述的那些,該文獻的全部內(nèi)容通過引用合并于本文。
可以提供清潔和/或維護系統(tǒng),以用于從打印陣列去除過量或殘留的膜形成材料。例如,清潔系統(tǒng)可以包括吸墨器和/或真空腔。吸墨器的例子包括刮掃器和卷軸式織物,以用于接觸打印頭、傳輸表面和/或噴嘴。清潔系統(tǒng)和/或維護系統(tǒng)可以被配置為作為凈化程序的一部分進行操作,在此凈化程序期間,去除存在的墨并且將新的墨引入打印陣列。凈化程序還可以包括從打印陣列去除空氣,例如,包括去除氣泡。
氣體支承系統(tǒng)的第一歧管可以經(jīng)由第一端口與處理腔外的環(huán)境流體連通,并且第二歧管可以經(jīng)由第二端口與處理腔外的環(huán)境連通。在一些情形中,多個第一氣體通道可以與加壓氣體源(例如,包括惰性氣體源的加壓氣體源)連通。加壓氣體源可以包括氮氣源、氬氣源、稀有氣體源、潔凈的干燥空氣(CDA)源或其組合等。多個第二氣體通道可以與真空源流體連通。
多個第一和第二孔口中的孔口可以彼此分隔開任何期望的距離。例如,孔口可以彼此分隔開從約0.5mm至約50mm、從約1.0mm至約10mm、從約2.5mm至約7.5mm或從約3.0mm至約6.0mm的距離。多個第一和第二孔口中的各個孔口可以具有任何期望的直徑。例如,各個孔口可以各自具有從約0.001英寸至約0.1英寸、從約0.005英寸至約0.05英寸或從約0.01英寸至約0.025英寸的直徑。在一些實施例中,多個第一孔口可以各自具有從0.005英寸至約0.025英寸的直徑,并且多個第二孔口可以各自具有從約0.030英寸至約0.090英寸的直徑。
膜形成設(shè)備的襯底支撐件可以包括用于在第一位置支撐襯底的第一區(qū)域和在第二位置支撐襯底的第二區(qū)域。該設(shè)備可以進一步包括被配置為將襯底從第一位置傳送到第二位置的一個或多個襯底致動器。襯底支撐件可以具有一長度,并且襯底致動器可以包括沿襯底支撐件的長度布置的線性馬達。第一位置可以對應(yīng)于第一工作臺,并且第二位置可以對應(yīng)于第二工作臺。在一些實施例中,還可以沿襯底支撐件的長度布置第二線性馬達。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供在襯底表面上形成膜的方法。該方法可以包括多個步驟,包括將膜形成材料加載到熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)中的第一步驟。襯底可以被定位在熱敏打印陣列上方,從而使得襯底的表面面向下并且相當(dāng)接近于熱敏打印陣列,以用于接收從熱敏打印陣列打印或傳輸?shù)牟牧???梢约訜釤崦舸蛴£嚵校纱藢⒛ば纬刹牧蠌臒崦舸蛴£嚵幸龑?dǎo)到襯底的面向下表面上。在接收膜形成材料之后,襯底可以從熱敏打印陣列移開。
熱敏打印過程的加載、定位和加熱步驟可以被重復(fù)任意期望的次數(shù)。熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)可以被重新加載以相同的膜形成材料或不同的膜形成材料。在一些實施例中,重新加載包括將一個或多個噴墨陣列定位在鄰近熱敏打印陣列的第一噴墨位置,然后將膜形成材料從噴墨陣列噴射到熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)上。噴墨的膜形成材料可以是液體形式,例如,作為揮發(fā)性媒質(zhì)中的溶液或分散劑。在重新加載之后,所述方法可以進一步包括將噴墨陣列從第一噴墨位置移動到第二噴墨位置,在第二噴墨位置,噴墨陣列不阻礙襯底的移動和/或可以重新加載或重新填充噴墨陣列。第二噴墨位置可以在發(fā)生襯底打印的處理腔之內(nèi)或之外。熱敏打印陣列可以包括多個熱敏打印模塊組件并且所使用的噴墨陣列可以包括多個噴墨打印頭。
根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例,提供在襯底的表面上形成膜的方法,所述方法僅利用噴墨打印。襯底可以被取向或布置在被設(shè)置在氣體支承板系統(tǒng)中的面向上噴墨打印陣列上方的第一位置。該配置使得襯底的打印表面朝向噴墨打印陣列面向下??梢灾聞訃娔蛴£嚵?,以將第一膜形成材料從噴墨打印陣列引導(dǎo)或發(fā)射到襯底表面上。然后,襯底可以被定位在噴墨打印陣列上方的第二位置。之后可以致動噴墨打印陣列,以將第二膜形成材料從噴墨打印陣列引導(dǎo)或發(fā)射到襯底表面上。盡管以上描述提及襯底的定位,但是應(yīng)該理解,打印陣列可以相反地或也可以被移動或定位為實現(xiàn)襯底和打印陣列之間的相對定位。本教導(dǎo)的任何方法都可以進一步包括使用真空熱蒸發(fā)(VTE),例如以形成OLED的一個或多個附加層。
可以相對于噴墨打印陣列建立任何數(shù)量的不同的襯底位置。之前建立的位置可以在稍后被重新建立??梢酝ㄟ^任何合適的機構(gòu)執(zhí)行位置的建立。例如,定位可以包括移動噴墨陣列和移動襯底中的至少一個。在一些實施例中,利用氣體支承系統(tǒng)和與線性致動器可操作地相關(guān)的襯底支架中的至少一個來移動襯底。計算機或其它處理系統(tǒng)可以用于存儲、記憶、運行、修改或以其它方式操作或控制氣體支承系統(tǒng)、襯底支架和/或線性致動器。
可以使用任何數(shù)量的不同膜形成材料來進行打印。第一和第二膜形成材料可以相同或不同。相同的膜形成材料可以在不同位置處應(yīng)用于襯底表面或者不同的膜形成材料可以在不同位置處應(yīng)用于襯底表面。在一些實施例中,噴墨打印陣列包括三列打印模塊組件,從而使得三列打印模塊組件中的第一列被配置為打印至少一種紅墨,三列打印模塊組件中的第二列被配置為打印至少一種綠墨并且三列打印模塊組件中的第三列被配置為打印至少一種藍墨。
本教導(dǎo)的方法可以包括利用任何合適的技術(shù)和/或機構(gòu)來清潔打印陣列。例如,可以利用吸墨器和真空腔中的至少一個來執(zhí)行清潔。吸墨器可以應(yīng)用于打印頭、噴嘴和/或傳輸表面,以去除過量或殘留的墨。吸墨器可以具有任何合適的形式。例如,吸墨器可以包括刮掃器或織物,該織物可以卷繞以連續(xù)地或根據(jù)需要使得一段潔凈的織物可用。可以使用具有任何合適形式的真空腔。在一些實施例中,真空腔裝配有用于應(yīng)用真空的專用真空設(shè)備。在一些實施例中,真空腔與氣體支承系統(tǒng)形成緊密匹配的接合并且利用氣體支承系統(tǒng)所包括的真空孔口。所述方法可以包括凈化程序,在此程序期間,去除存在的墨,并且例如通過抽拉和/或推壓來自一個或多個噴嘴的墨或其它膜形成材料而將新的墨引入打印陣列。清潔可以使噴嘴板上不存在膜形成材料。該清潔還可以從噴嘴去除氣泡。
定位襯底可以包括利用氣體支承系統(tǒng)將襯底支撐在襯底支撐件上。可以使用任何類型的合適的襯底支撐件。例如,襯底支撐件可以包括上表面和在上表面中的至少一個開口,并且打印陣列或其打印模塊組件可以被定位在所述至少一個開口中。氣體支承系統(tǒng)可以包括在上表面中的多個第一孔口和在上表面中的多個第二孔口。多個第一氣體通道可以從多個第一孔口延伸到襯底支撐件中并且與第一歧管連通。氣體支承系統(tǒng)還可以包括從多個第二孔口延伸到襯底支撐件中并與第二歧管連通的多個第二氣體通道。多個第一孔口和多個第二孔口可以包圍上表面中的至少一個開口,并且在具有多個開口的情況下可以單獨地包圍每個開口。
在一些實施例中,第一歧管與加壓惰性氣體源氣體連通,并且第二歧管與真空源氣體連通,反之亦然。加壓氣體源可以維持在某一壓力下或壓力范圍內(nèi)或者在該壓力范圍內(nèi)變化,例如處于從約20psig至約200psig、從約30psig至約90psig或從約50psig至約75psig的壓力下。真空源可以施加、維持或改變真空,例如以維持從約-1.0psig至約-13.5psig、從約-5.0psig至約3.0psig或從約-8.0psig至約-10.0psig的壓力或壓力范圍。
在一些實施例中,將襯底從打印陣列移開可以包括:將襯底從第一位置傳送到不同的位置,以及將襯底定位在第二打印陣列上方,從而使得襯底的面向下表面面向第二打印陣列??梢灾聞拥诙蛴£嚵?,由此將第二膜形成材料從第二打印陣列引導(dǎo)到襯底的面向下表面上。在一些實施例中,第二膜形成材料與第一膜形成材料不同,而在其它實施例中它們是相同的膜形成材料。在一些實施例中,第二打印陣列是第二噴墨打印陣列。
在一些實施例中,第二打印陣列是第二熱敏打印陣列,其可被加熱以由此將第二膜形成材料從第二熱敏打印陣列導(dǎo)引到襯底的面向下表面上。襯底可以被定位在第二打印陣列上方,從而使得它不位于第一打印陣列上方并且第一打印陣列不受阻礙。當(dāng)不受阻礙時,有助于將第一膜形成材料重新加載到第一熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)中。在一些實施例中,所述方法進一步包括將第二噴墨陣列定位在第二熱敏打印陣列上方。將第二膜形成材料從第二噴墨陣列噴射到第二熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)上。
在一些實施例中,襯底的定位和移動包括利用連接到至少一個線性馬達的一個或多個附屬件來抓握襯底。在一些實施例中,氣體支承系統(tǒng)用于使襯底與致動器接觸,致動器為例如從襯底支撐件的上表面向上延伸的一個或多個旋轉(zhuǎn)輪??梢允褂玫氖纠灾聞悠骱?或支承系統(tǒng)包括在美國專利No.US 7,908,885 B2中描述的那些,該申請的全部內(nèi)容通過引用合并于本文。
打印陣列可以包括任何期望數(shù)量的列或行的打印模塊組件。在一些實施例中,陣列可以包括一至十列打印模塊組件。在一些實施例中,打印陣列包括三列打印模塊組件。三列打印模塊組件中的第一列可以被配置為傳輸或打印至少一種紅墨。三列打印模塊組件中的第二列可以被配置為傳輸或打印至少一種綠墨。三列打印模塊組件中的第三列可以被配置為傳輸或打印至少一種藍墨??梢愿淖儾誓蚱渌ば纬刹牧系捻樞?、類型和數(shù)量。在形成有機發(fā)光裝置的發(fā)射層時有用的有機材料可以用作膜形成材料或墨。
根據(jù)在襯底表面上形成膜的方法,熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)可以包括多個傳輸表面。可以使用任何數(shù)量的適當(dāng)?shù)膫鬏敱砻?。噴墨打印陣列可以包括多個噴嘴??梢允褂萌魏螖?shù)量的適當(dāng)?shù)膰娮臁K龇椒梢赃M一步包括通過利用至少一個氣體支承裝置在多個傳輸表面或噴嘴和襯底的面向下表面之間保持期望的距離。在一些實施例中,該距離在從約500μm至約3.0mm、從約50μm至約0.5mm、從約100μm至約250μm、從約15μm至約50μm或從約20μm至約40μm。
氣體支承系統(tǒng)可以采用任何氣體或氣體混合物。氣體支承系統(tǒng)可以使用相同或不同的氣體作為包含在處理腔中或圍繞的氣體封閉系統(tǒng)中的氣體。在一些實施例中,使用惰性氣體,例如,氮氣、一種或多種稀有氣體或其組合等,來實現(xiàn)氣體支承??蓮馁e夕法尼亞州Aston的New Way Machine Components有限公司購買的氣體支承系統(tǒng)以及相關(guān)的方法和系統(tǒng)可以用作本教導(dǎo)所描述的氣體支承系統(tǒng)或與其結(jié)合。與氣體支承系統(tǒng)相關(guān)并且可以結(jié)合本教導(dǎo)使用的裝置、系統(tǒng)、方法和應(yīng)用包括例如在美國專利No.US 7,908,885 B2描述的那些,該專利的全部內(nèi)容通過引用合并于本文??蓮囊陨械腨oqneam的Coreflow Scientific Solutions有限公司購買的氣體支承系統(tǒng)以及相關(guān)的方法和系統(tǒng)可以用作本教導(dǎo)所描述的氣體支承系統(tǒng)或與其結(jié)合。還可以使用導(dǎo)軌形式的氣體支承裝置。例如,可以使用可從紐約的Shirley的Anorad Corporation購買的超精密臺架式空氣支承導(dǎo)軌。與可以結(jié)合本教導(dǎo)使用的氣體支承系統(tǒng)相關(guān)的其它示例性裝置、系統(tǒng)、方法和應(yīng)用包括,例如,美國專利序列號US 7,883,832 B2、US 7,857,121 B2、US 7,604,439 B2、US 7,603,028 B2和US 7,530,778 B2、美國專利申請公布No.US 2009/0031579 A1以及美國專利申請No.61/521,604描述的那些,這些申請的全部內(nèi)容通過引用合并于本文。
在一些實施例中,本教導(dǎo)涉及通過利用打印設(shè)備將一種或多種膜形成材料打印到襯底上并且打印在襯底的面向下的表面上的設(shè)備和方法。因此,打印設(shè)備可以從襯底的下方或下面的位置進行打印??梢允褂玫暮线m的熱敏打印設(shè)備包括例如在美國專利申請公布序列號US 2008/0311307 A1、US 2008/0308037 A1、US 2006/0115585 A1、US 2010/0188457 A1、US 2011/0008541 A1、US 2010/0171780 A1和US 2010/0201749 A1所描述的那些,這些文獻的全部內(nèi)容通過引用合并于本文??梢允褂萌魏魏线m的噴墨打印設(shè)備。例如,噴墨打印設(shè)備可以包括SAMBA打印頭模塊(FUJIFILM Dimatix有限公司,Santa Clara,加利福尼亞)。
關(guān)于膜材料,通常以及根據(jù)各個實施例,膜材料可以以由純膜材料或膜材料和非膜(載體)材料構(gòu)成的固態(tài)墨、液態(tài)墨或氣態(tài)蒸汽墨形式被傳遞到打印陣列??梢允褂冒闹苿?,因為所述制劑連同一種或多種非膜形成材料將膜形成材料提供到打印陣列。非膜形成材料可以包括,例如,有助于在將膜形成材料沉積到襯底上之前處理所述膜形成材料的媒質(zhì)、載體和/或溶劑。膜形成材料可以包括OLED材料。膜材料可以包括多種材料的混合物。載體材料可以包括一種或多種材料,例如,載體可以包括多種材料的混合物。液態(tài)墨的一個例子是包括溶解或懸浮在載體流體或液體中的膜形成材料的液態(tài)墨。液態(tài)墨的另一個例子是處于液相的純膜形成材料,例如,保持處于升高溫度下從而使得膜形成材料形成液態(tài)熔融物的膜形成材料。固態(tài)墨的一個例子是包括膜形成材料的固態(tài)顆粒的固態(tài)墨。固態(tài)墨的另一個例子是分散在載體固體中的膜形成材料。氣態(tài)蒸汽墨的一個例子是蒸發(fā)的膜形成材料。氣態(tài)蒸汽墨的另一個例子是分散在載體氣體中的蒸發(fā)的膜形成材料。
墨可以在熱敏打印陣列上沉積為液體或固體,并且這種狀態(tài)可以與傳遞期間的墨的狀態(tài)相同或不同。在一個例子中,膜形成材料可以作為氣態(tài)蒸汽墨傳遞,但仍以固相沉積在熱敏打印陣列上。在另一例子中,膜形成材料可以作為液態(tài)墨傳遞,并且以液相沉積在熱敏打印陣列上。墨可以以下述方式沉積在熱敏打印陣列上,即,僅膜形成材料沉積,而載體材料不沉積或在沉積時或剛剛沉積之后就蒸發(fā)。墨還可以以下述方式沉積,即,膜形成材料及一種或多種媒質(zhì)材料沉積在熱敏打印陣列上。
在一些實施例中,膜形成材料可以作為包括蒸發(fā)的膜形成材料和載體氣體兩者的氣態(tài)蒸汽墨進行傳遞,并且僅膜形成材料沉積在熱敏打印陣列上。在一些實施例中,膜形成材料可以作為包括膜形成材料和載體流體的液態(tài)墨進行傳遞,并且膜形成材料和載體流體都沉積在熱敏打印陣列上或直接沉積在襯底上。在各個實施例中,膜形成材料傳遞機構(gòu)可以將膜形成材料以預(yù)定的圖案傳遞到熱敏打印陣列或襯底上。可以在熱敏打印陣列和傳遞機構(gòu)之間或噴墨打印陣列和襯底之間進行材料接觸或材料不接觸的情況下執(zhí)行膜形成材料的傳遞。
在遠離打印裝置的傳送裝置區(qū)域,僅采用壓力(例如處于壓力下的氮氣)來支撐襯底就足夠了。在接近熱敏打印陣列的區(qū)域,采用壓力(例如處于壓力下的氮氣)和真空兩者來完善地支撐襯底是有利的。一般而言,在打印陣列之上或附近的飛行高度為或接近25μm(+/-5.0μm)。在其它位置或遠離打印陣列的區(qū)域中,飛行高度可以在例如從約2.5μm至約2.5mm、從約5.0μm至約500μm、從約10μm至約300μm或從約25μm至約250μm的范圍內(nèi)。線性馬達的速度可以在例如從約25mm/s至約5.0m/s、從約50mm/s至約1.0cm/s、從約100mm/s至約500mm/s或為約300mm/s。在各個實施例中,速度為2.5m/s并且加速度不超過5.0m/s2。
關(guān)于過程定時,打印裝置的連續(xù)發(fā)射可以以例如從約0.050秒至約30秒、從約0.10秒至約15秒、從約1.0秒至約10秒、從約1.5秒至約5.0秒或以約2.0秒間隔開。與發(fā)射第一熱敏打印陣列同時地,將墨沉積在第一熱敏打印陣列上的相同或不同的噴墨打印陣列可以將墨沉積在第二熱敏打印陣列上,如果不同時,則也在一秒或兩秒內(nèi)進行。襯底從一個打印陣列到下一個打印陣列的移動可以花費例如小于一秒或從約一秒到約十秒的時間。在致動打印陣列以實現(xiàn)膜形成材料的傳遞期間,襯底通常靜止。
現(xiàn)在參照附圖,圖1A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的處理腔20的平面圖。處理腔20可以包括外殼22,并且外殼22可以包括側(cè)壁24和底部25。側(cè)壁24可以包括第一側(cè)面端26、第二側(cè)面端28、第一橫向側(cè)30和第二橫向側(cè)32。處理腔20可以進一步包括頂板,諸如透明頂板30。第一側(cè)面端26可以包括第一門閥34,并且第二側(cè)面端28可以包括第二門閥36。門閥34和36可以提供快門類型的可密封開口,以將新的襯底傳輸?shù)教幚砬?0中或從處理腔20中傳輸出經(jīng)打印的襯底。
處理腔20可以包括腔內(nèi)部38。第一襯底40可以位于腔內(nèi)部38內(nèi)。第二襯底42可以位于腔內(nèi)部38外并通過門閥34與內(nèi)部38分開。腔內(nèi)部38可以包括從第一側(cè)面端26朝向第二側(cè)面端28延伸的第一側(cè)面區(qū)域44。腔內(nèi)部38可以包括從第二側(cè)面端28朝向第一側(cè)面端26延伸的第二側(cè)面區(qū)域46。腔內(nèi)部38可以進一步包括位于第一側(cè)面區(qū)域44和第二側(cè)面區(qū)域46之間的中間區(qū)域48。中間區(qū)域48可以限定區(qū)域44和46的端部。第一側(cè)面區(qū)域44可以包括在底部25中的第一側(cè)面氣體支承系統(tǒng)50和第二側(cè)面氣體支承系統(tǒng)52。第二側(cè)面區(qū)域46可以包括在底部25中的第三側(cè)面氣體支承系統(tǒng)55和第四側(cè)面氣體支承系統(tǒng)56。中間區(qū)域48可包括在底部25中的中間氣體支承系統(tǒng)58。打印陣列60可以被安裝在底部25中位于中間氣體支承系統(tǒng)58內(nèi)。打印陣列60可以包括噴墨和/或熱敏打印陣列。打印陣列60可以包括第一打印模塊組件列62和第二打印模塊組件列64。在打印陣列60包括熱敏打印陣列的實施例中,包括多個墨打印頭68的噴墨陣列66可以與處理腔20在操作上相關(guān)聯(lián),并且在一些情形中可以被配置或被致動為移入或移出處理腔20。
利用襯底致動器70,第一襯底40可以在腔內(nèi)部38內(nèi)移動。襯底致動器70可以包括致動器軌道72、致動器滑車74和襯底支架76。致動器滑車74被配置為滑行在致動器軌道72上。襯底支架76連接到滑車74并且被配置為保持例如第一襯底40。襯底支架76可以包括例如真空夾具、一組夾持卡爪、吸盤、夾板或其組合。在打印陣列60包括熱敏打印陣列的實施例中,也可以設(shè)置專用的噴墨陣列致動器。噴墨陣列致動器可以用于將噴墨陣列66移入和移出腔內(nèi)部38。在圖1A中,噴墨陣列66位于腔內(nèi)部38外并且第一襯底40位于第二側(cè)面區(qū)域46中。當(dāng)打印陣列60包括噴墨打印陣列時,可以從所述系統(tǒng)省除噴墨陣列66。
圖1B是圖1A所示的系統(tǒng)和處理腔20的平面圖,但是其中噴墨陣列66在腔內(nèi)部38內(nèi)并且位于熱敏打印陣列60之上,以將墨應(yīng)用到打印陣列60。第一襯底40保持在第二側(cè)面區(qū)域46中,例如,保持附接到襯底致動器70。噴墨陣列66在中間區(qū)域48內(nèi)。當(dāng)噴墨陣列66的多個墨打印頭68將墨應(yīng)用于第一打印模塊組件列62和第二打印模塊組件列64時,噴墨陣列66可以架在中間氣體支承系統(tǒng)58上或者可以被單獨的不同的定位系統(tǒng)操縱,該定位系統(tǒng)可以包括或可以不包括氣體支承裝置。在一些實施例中,機器人組件用于相對于打印陣列60來定位噴墨陣列66。
圖1C是圖1A所示的系統(tǒng)和處理腔20的平面圖,但是其中噴墨陣列66再次在腔內(nèi)部38外。第一側(cè)面區(qū)域44是空的,然而,在圖1C的配置中,第一襯底40位于中間區(qū)域48內(nèi)的打印陣列60和中間氣體支承系統(tǒng)58的上方。隨著襯底打印過程的進行,于是第一襯底40的一部分會位于第二側(cè)面區(qū)域46內(nèi)。由襯底致動器70至少部分地提供第一襯底40的移動。
圖1D是如圖1A所示的系統(tǒng)和處理腔20的平面圖,但是其中噴墨陣列66保持在腔內(nèi)部38外并且第一襯底40已經(jīng)由襯底致動器70移動到第一側(cè)面區(qū)域44中。中間區(qū)域48內(nèi)的打印陣列60現(xiàn)在未被第一襯底40覆蓋并且沒有障礙。在所示位置,噴墨陣列66現(xiàn)在將更多膜形成材料重新加載到打印陣列60,當(dāng)襯底40從區(qū)域44移動回到區(qū)域46時,所述膜形成材料可以被沉積在襯底40上。
圖1E是圖1A所示的系統(tǒng)和處理腔20的平面圖,但是其中,第一襯底40保持在第一側(cè)面區(qū)域44中,并且噴墨陣列66已經(jīng)再次進入腔內(nèi)部38且位于打印陣列60之上。噴墨陣列66在打印陣列60上方架在中間氣體支承系統(tǒng)58上,并且將其他材料或墨應(yīng)用到第一打印模塊組件列62和第二打印模塊組件列64。
在例如如圖1所描繪的各個實施例中,襯底40(例如,包括玻璃)進入處理腔20。處理腔20可以包括例如受控環(huán)境,所述受控環(huán)境包括大氣壓力或稍微高于大氣壓力以及一種或多種惰性氣體(例如,氮氣)。惰性氣體可以基本不存在氧氣、水和其它反應(yīng)氣體,例如包含少于100ppm、少于10ppm、少于1.0ppm或少于0.1ppm的這類復(fù)合物??梢酝ㄟ^例如非接觸式氣體支承傳送和支撐設(shè)備來傳送并支撐襯底40。US 7,908,885 B2講授了非接觸式多孔空氣支承和玻璃壓平裝置的實施例,其全部內(nèi)容通過引用合并于本文。
如圖1B所示,噴墨陣列66已經(jīng)從圖1A所示的縮回位置移動,并且被示出橫過襯底支撐件并且以在每個方向上通過一次的方式將墨沉積在打印陣列60上。如圖1C所示,傳送/支撐設(shè)備的線性馬達(襯底致動器70)將襯底40定位在打印陣列60之上。在襯底移動期間,墨制劑的溶劑蒸發(fā),在熱敏打印陣列的微結(jié)構(gòu)(例如,孔或通道)中留下基本固態(tài)的膜形成材料。襯底40可以被定位成使其待被打印的表面在打印陣列60上方面向下,在該位置可以致動打印模塊組件。在利用熱敏打印陣列的實施例中,升華和/或蒸發(fā)致使膜形成材料(例如,OLED材料)凝結(jié)在襯底40上,由此在襯底上形成膜。
如在圖1D中可見的,襯底40移動到使得噴墨陣列66能夠?qū)⒏嗄练e在打印陣列60上的位置。如圖1E所示,可以重復(fù)噴墨過程。在每次致動打印陣列60之后可以重復(fù)噴墨過程,其中襯底移出而不成為障礙。每次將襯底40重新定位到之前未經(jīng)打印陣列60打印的區(qū)域,襯底40都可以在打印陣列60上方來回地移動。
通過執(zhí)行圖1A-1E所描繪的步驟順序,可以使襯底接收一個或多個膜形成材料的膜或?qū)?,并且同時幾乎不移動襯底。該步驟順序使得可以將材料同時傳輸?shù)揭r底上以及重新加載熱敏打印陣列。
圖2A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的包括處理腔120的系統(tǒng)的平面圖。處理腔120包括外殼122,外殼122繼而包括側(cè)壁124和底部125。側(cè)壁124可以包括第一側(cè)面端126、第二側(cè)面端128、第一橫向側(cè)130和第二橫向側(cè)132。處理腔120可以進一步包括頂板(未示出),或者除了下述加載鎖定腔之外可以完全封閉。處理腔120可以被封閉在例如惰性氣體封閉物和環(huán)境控制系統(tǒng)中。第一側(cè)面端126可以包括第一門閥134,并且第二側(cè)面端128可以包括第二門閥136。處理腔120可以包括腔內(nèi)部138。腔內(nèi)部138可以包含第一襯底140,而第二襯底142位于腔內(nèi)部138外。第一側(cè)面區(qū)域144可以從第一側(cè)面端126朝向第二側(cè)面端128延伸。第二側(cè)面區(qū)域146可以從第二側(cè)面端128朝向第一側(cè)面端126延伸。中間區(qū)域148可以位于第一中間區(qū)域150和第二中間區(qū)域152之間。第一中間區(qū)域150和第二中間區(qū)域152可以分別相鄰于第一側(cè)面區(qū)域144和第二側(cè)面區(qū)域146并且部分地限定第一側(cè)面區(qū)域144和第二側(cè)面區(qū)域146。第一側(cè)面氣體支承系統(tǒng)154和第二側(cè)面氣體支承系統(tǒng)156可以處于底部125中位于第一側(cè)面區(qū)域144內(nèi)。第三側(cè)面氣體支承系統(tǒng)158和第四側(cè)面氣體支承系統(tǒng)160可以處于底部125中位于第二側(cè)面區(qū)域146內(nèi)。第一中心氣體支承系統(tǒng)162和第二中心氣體支承系統(tǒng)164可以處于底部125中位于中心區(qū)域148內(nèi)。第一中間氣體支承系統(tǒng)166可以處于底部125中位于第一中間區(qū)域150內(nèi)。第二中間氣體支承系統(tǒng)168可以位于第二中間區(qū)域152中。
可以包括噴墨打印陣列和/或熱敏打印陣列的第一打印陣列170可以位于底部125中并且被第一中間氣體支承系統(tǒng)166包圍。第一打印陣列170可以包括第一打印模塊組件列172、第二打印模塊組件列174和第三打印模塊組件列176??梢园▏娔蛴£嚵泻?或熱敏打印陣列的第二打印陣列178可以位于底部125中并且被第二中間氣體支承系統(tǒng)168包圍。第二打印陣列178可以包括第四打印模塊組件列180、第五打印模塊組件列182和第六打印模塊組件列184。在利用熱敏打印陣列的實施例中,第一噴墨陣列186可以位于腔內(nèi)部138外,與第一打印陣列170相鄰且對齊。第一噴墨陣列186可以包括第一噴墨打印頭列188、第二噴墨打印頭列190和第三噴墨打印頭列192。第二噴墨陣列194可以位于腔內(nèi)部138外,與第二打印陣列178相鄰且對齊。第二噴墨陣列194可以包括第四噴墨打印頭列196、第五噴墨打印頭列198和第六噴墨打印頭列200。
第一加載鎖定腔202可以位于處理腔120的旁邊并且在第一側(cè)面端126處與處理腔120可操作地連通。第二加載鎖定腔204可以位于處理腔120的旁邊并且在第二側(cè)面端128處與處理腔120可操作地連通。第一加載鎖定腔202可以包括第三門閥206,并且第二加載鎖定腔204可以包括第四門閥208。第一加載鎖定腔202可以包括第一加載鎖定腔內(nèi)部210,并且第二加載鎖定腔204可以包括第二加載鎖定腔內(nèi)部212。在圖2A中,第二襯底142被容納在第一加載鎖定腔內(nèi)部210中。第一襯底140位于第二側(cè)面區(qū)域146中。第一噴墨陣列186和第二噴墨陣列194都在腔內(nèi)部138外。打印陣列170和178不受阻礙并且可以分別由噴墨陣列186和194加載以膜形成材料。
圖2B是圖2A所示的系統(tǒng)和處理腔120的平面圖,但是其中第二噴墨陣列194已經(jīng)進入腔內(nèi)部138并且就位以加載第二打印陣列178。在圖2B中,第一噴墨陣列186保持在腔內(nèi)部138外。墨或其它材料可以分別從第四噴墨打印頭列196應(yīng)用到第四打印模塊組件列180、從第五噴墨打印頭列198應(yīng)用到第五打印模塊組件列182以及從第六噴墨打印頭列200應(yīng)用到第六打印模塊組件列184。當(dāng)?shù)诙娔嚵?94在第二中間區(qū)域152中時,襯底可以位于第二側(cè)面區(qū)域146中。同時地,或之前或之后不久,噴墨陣列186可以被填充以膜形成材料,以加載打印陣列170。
圖2C是圖2A所示的系統(tǒng)和處理腔120的配置的平面圖,但是其中,第一噴墨陣列186在腔內(nèi)部138內(nèi)并且第二噴墨陣列194在腔內(nèi)部138外。襯底140位于第二打印陣列178上方,以使打印能夠發(fā)生,例如,將材料固態(tài)傳輸?shù)降谝灰r底140的下表面。襯底140還可以位于第二中間區(qū)域152和第二側(cè)面區(qū)域146內(nèi)。當(dāng)在襯底140上進行打印時,第一噴墨陣列186位于第一打印陣列170上方,以將墨傳輸?shù)狡渖?。在此定位情況下,墨可以從第一噴墨打印頭列188被傳輸?shù)降谝淮蛴∧K組件列172、從第二噴墨打印頭列190被傳輸?shù)降诙蛴∧K組件列174以及從第三噴墨打印頭列192被傳輸?shù)降谌蛴∧K組件列176。
圖2D是系統(tǒng)和處理腔120的配置的平面圖,如圖2D所示,但是其中第一噴墨陣列186已經(jīng)移動到腔內(nèi)部138外,并且第二噴墨陣列194已經(jīng)返回腔內(nèi)部138。第一襯底140位于第一中間區(qū)域150和中心區(qū)域148內(nèi),從而使得第一襯底140現(xiàn)在位于第一打印陣列170上方。此定位使得能夠通過第一打印陣列170在第一襯底140的下表面上進行打印。當(dāng)通過第一打印陣列170在第一襯底140上進行打印時,第二噴墨陣列194位于否則會成為阻礙的第二打印陣列178上方,以能夠為第二打印陣列178重新加墨。此外,第四噴墨打印頭列196被定位為用于將墨傳輸?shù)降谒拇蛴∧K組件列180,第五噴墨打印頭列198被定位為用于將墨傳輸?shù)降谖宕蛴∧K組件列182,并且第六噴墨打印頭列200被定位在第六打印模塊組件列184上方。
例如如圖2A-2D所描繪的各種實施例可以具有三色(例如,紅(R)、綠(G)、藍(B))雙陣列布置。參照圖2A,襯底140(例如,玻璃)進入處理腔120。處理腔120可以包括例如受控環(huán)境,所述受控環(huán)境包括大氣壓力或稍高于大氣壓力以及一種或多種惰性氣體??梢酝ㄟ^例如非接觸式氣體支承傳送和支撐設(shè)備來傳送并支撐襯底140。美國專利No.US 7,908,885 B2中講授了非接觸式多孔空氣支承和玻璃壓平裝置的實施例。
如圖2B所示,第二噴墨陣列194將墨沉積到第二打印陣列178上,在每個方向上通過一次,具體地,紅、綠和藍各自一行。圖2C描繪剛加載完的第二打印陣列將膜形成材料發(fā)射到襯底140上,同時,第一噴墨陣列將紅、綠和藍墨沉積到各自的第一熱敏打印陣列上。在第二打印陣列178發(fā)射之前,在襯底140移動期間,墨制劑的溶劑蒸發(fā),在第二打印陣列178內(nèi)的打印模塊組件的微結(jié)構(gòu)(例如,孔或通道)中留下基本固態(tài)的膜形成材料。襯底40可以被定位成使其待被打印的表面在打印陣列178上方面向下,并且當(dāng)?shù)谝淮蛴£嚵?70被加載以墨時,第二打印陣列178的打印模塊組件被致動并發(fā)射。升華和/或蒸發(fā)致使膜形成材料(例如,OLED材料)凝結(jié)在襯底140上,由此在襯底140上形成膜。
如圖2D所示,第一打印陣列170將膜形成材料沉積在襯底140的面向下的表面上,同時通過第二噴墨陣列194將墨重新加載到第二打印陣列178。可以重復(fù)圖2B、2C和2D的過程步驟,直到每平方英寸的襯底被覆蓋以通過打印陣列沉積的1平方英寸的膜材料。在各個實施例中,外周區(qū)域可以不存在沉積物并且被保留用以抓握和操作襯底。
圖3是襯底打印配置220的平面圖,其中,襯底222位于第一打印陣列224和第二打印陣列226之間。雙向箭頭示出了,襯底222可以從中心位置移動到第一打印陣列224或第二打印陣列226之上。一個陣列可以打印,同時可以加載或重新加載另一個陣列。
圖4是襯底打印配置240的平面圖。襯底242位于打印陣列244的左側(cè)。虛線示出了在經(jīng)過和移動到打印陣列244的右側(cè)時襯底242可以采取的定位。雙向箭頭示出了,襯底242可以移動到打印陣列244的任一側(cè)并使得打印陣列244通暢。
圖5是襯底打印配置260的平面圖,其中,襯底262位于第一打印陣列264上方并且位于第二打印陣列266的正左側(cè)。虛線示出第一打印陣列264在被襯底262覆蓋時的右邊緣。箭頭示出了,襯底262可以移動到第一打印陣列264或第二打印陣列266之上,同時使得另一打印陣列通暢。在一些實施例中,襯底打印配置260代表比襯底打印配置220或240中任何一個更有效的打印系統(tǒng),這是因為第一打印陣列264和第二打印陣列266彼此靠近并且間隔最小化了襯底262的運動,但是第一打印陣列264和第二打印陣列266并未彼此靠近成致使當(dāng)一個陣列發(fā)射時會阻止重新加載另一陣列。
圖6是襯底打印配置320的立體圖。襯底打印陣列320包括內(nèi)基板322和集成的中間氣體支承系統(tǒng)324。中間氣體支承系統(tǒng)324包括多個孔口326。打印陣列328位于中間氣體支承系統(tǒng)324內(nèi)。打印陣列328可以包括第一打印模塊組件列330和第二打印模塊組件列332。多個打印模塊組件333容納在第二打印模塊組件列332內(nèi)。襯底334附接到襯底致動器336,以將襯底334移動到內(nèi)基板322之上。襯底致動器336包括襯底致動器軌道338、襯底致動器滑車340和襯底夾具或支架342。可以設(shè)置馬達和驅(qū)動單元(未示出),以使得襯底致動器滑車340沿襯底致動器軌道338平移。盡管圖6示出了熱敏打印模塊組件,但是除了熱敏打印模塊組件之外或替代熱敏打印模塊組件,可以使用噴墨打印模塊組件。
圖7是包括氣體支承系統(tǒng)362的襯底打印系統(tǒng)360的立體圖。打印陣列364集成在氣體支承系統(tǒng)362內(nèi)。打印陣列364包括多個打印模塊組件366。每個打印模塊組件366連接到打印模塊組件連接器總成368。打印陣列364包括第一打印模塊組件列370、第二打印模塊組件列372、第三打印模塊組件列374和第四打印模塊組件列376。盡管圖7示出了熱敏打印模塊組件,但是除了熱敏打印模塊組件之外或替代熱敏打印模塊組件,可以使用噴墨打印模塊組件。
圖8是襯底打印系統(tǒng)420的立視剖視圖。襯底打印系統(tǒng)420可以包括熱敏打印陣列422,熱敏打印陣列422繼而可以包括第一打印模塊組件列424、第二打印模塊組件列426、第三打印模塊組件列428和第四打印模塊組件列430。熱敏打印陣列422包括多個打印模塊組件,例如,被包括在各個打印模塊組件列內(nèi)的第一打印模塊組件432、第二打印模塊組件434、第三打印模塊組件436和第四打印模塊組件438。第一打印模塊組件432位于第一打印模塊組件容納槽440內(nèi)。第二打印模塊組件434位于第二打印模塊組件容納槽442內(nèi)。第三打印模塊組件436位于第三打印模塊組件容納槽444內(nèi)。第四打印模塊組件438位于第四打印模塊組件容納槽446內(nèi)。第一打印模塊組件連接器總成448連接到第一打印模塊組件432,第二打印模塊組件連接器總成450連接到第二打印模塊組件434,第三打印模塊組件連接器總成452連接到第三打印模塊組件436,第四打印模塊組件連接器總成454連接到第四打印模塊組件438。盡管圖8示出了熱敏打印模塊組件,但是除了熱敏打印模塊組件之外或替代熱敏打印模塊組件,可以使用噴墨打印模塊組件。
圖9是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的氣體支承系統(tǒng)520的剖視示意圖。氣體支承系統(tǒng)520可以包括外殼522。外殼522可以包括側(cè)壁524。側(cè)壁524可以包括外表面526和內(nèi)表面528。內(nèi)表面528可以限定內(nèi)槽530。內(nèi)槽530可以通過槽口534來容納打印模塊組件532。端表面536可以位于外表面526和內(nèi)表面528之間。第二槽口538可以被定位為與槽口534相對。在端表面536內(nèi)可以設(shè)置第一孔口540和第二孔口542。第一氣體通道544可以從第一孔口540延伸到側(cè)壁524中。第二氣體通道546可以從第二孔口542延伸到側(cè)壁524中。第一氣體通道544和第二氣體通道546可以與第一歧管548氣體連通。端表面536可以進一步設(shè)置第三孔口550、第四孔口552、第五孔口554和第六孔口556。第三氣體通道558可以從第三孔口550延伸到側(cè)壁524中。第四氣體通道560可以從第四孔口552延伸到側(cè)壁524中。第五氣體通道562可以從第五孔口554延伸到側(cè)壁524中。第六氣體通道564可以從第六孔口556延伸到側(cè)壁524中。第三氣體通道558、第四氣體通道560、第五氣體通道562和第六氣體通道564可以與第二歧管566氣體連通。
在一些實施例中,第一歧管548可以與加壓氣體源568氣體連通,并且第二歧管566可以與真空源570氣體連通。打印模塊組件532可以包括至少一個傳輸表面572。可以將材料(例如,墨)從傳輸表面572傳輸?shù)揭r底576。在一些實施例中,傳輸表面572可以是噴墨噴嘴的一部分。因此,沉積材料574可以形成在襯底576的下表面578上。打印間隔580可以被定義為傳輸表面572和下表面578之間的距離。氣體支承系統(tǒng)間隔582可以被定義為端表面536和襯底表面578之間的距離。設(shè)定間隔可以被定義為打印間隔580和氣體支承系統(tǒng)間隔582之差。
圖10是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的襯底打印系統(tǒng)620的立體圖。圖11是圖10所示的襯底打印系統(tǒng)620的側(cè)視圖。圖12是圖10所示的襯底打印系統(tǒng)620的平面圖。圖13是圖10所示的第一工作臺622的放大部分,包括對第一打印陣列626的更詳細的顯示,第一打印陣列626可以包括噴墨打印陣列和/或熱敏打印陣列。在圖10-12中,襯底打印系統(tǒng)620可以包括第一工作臺622和第二工作臺624。第一工作臺622包括第一打印陣列626。第二工作臺624包括第二打印陣列628。第一噴墨陣列630被示出在第一打印陣列626之上并且被定位為將墨應(yīng)用于第一打印陣列626。第二噴墨陣列632被定位為與第二工作臺624相鄰并對齊,但是縮回且不成為障礙。在其中第一打印陣列626和第二打印陣列628不包括熱敏打印陣列的實施例中,可以省略第一噴墨打印陣列630和第二噴墨打印陣列632。第一襯底或工件634位于第二打印陣列628上方,以能夠打印到襯底634的下側(cè)上。第二襯底或工件636位于第一加載鎖定臺638中,以準(zhǔn)備加載到工作臺622和/或工作臺624中。第二加載鎖定臺640是空的,以準(zhǔn)備接收襯底634。通過任意合適的系統(tǒng)或裝置,例如,氣體支承系統(tǒng)、致動器、真空夾具、驅(qū)動輪或其組合,襯底634和636可以從一個工作臺移動到另一個,以及移動到加載鎖定臺或從加載鎖定臺移動。多個支撐件(例如,包括支撐件642)可以幫助支撐和保持襯底打印系統(tǒng)620的期望高度??梢允褂每烧{(diào)節(jié)的支撐件(例如,包括找平功能或精細找平調(diào)節(jié)能力),以確保襯底支撐件的水平或基本水平的平坦的上表面。
圖14A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的打印襯底650的剖視側(cè)視圖。圖14A示出處于直立配置的襯底652。襯底652已經(jīng)被預(yù)打印以像素庫654。在像素庫654內(nèi),已經(jīng)沉積有墨滴656或其它膜形成材料。圖14B是同一打印襯底650的剖視圖,但是其中墨或膜形成材料已經(jīng)在襯底652上在像素庫654內(nèi)形成了干膜658。
圖15A是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的打印襯底670的剖視側(cè)視圖。示出了呈面向下配置的襯底672。像素庫674已經(jīng)被預(yù)應(yīng)用到襯底672。膜形成材料676的墨滴已經(jīng)被沉積在襯底672上位于像素庫674內(nèi)。圖15B是圖15A所示的同一打印襯底670的剖視圖,但是其中墨或膜形成材料已經(jīng)在襯底672上在像素庫674之間和之內(nèi)形成了干膜678。由于通常在襯底玻璃面向下的情況下完成真空熱蒸發(fā)(VTE),因此也面向下地執(zhí)行噴墨過程可以是有利的。在一些實施例中,本教導(dǎo)涉及噴墨OLED打印,其中,可以像在VTE過程中那樣面向下地定位襯底。在各個實施例中,本教導(dǎo)涉及利用噴墨打印機步驟和真空熱蒸發(fā)步驟的噴墨OLED打印。在玻璃面向下的情況下打印可以不再需要在兩個不同的過程之間(諸如在噴墨打印和VTE打印之間或在熱敏打印和VTE打印之間)翻轉(zhuǎn)玻璃。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以面向下配置的打印可以在潤濕和干燥性能方面得到有益的結(jié)果。當(dāng)打印到由像素庫限定的像素小室時,墨可以通過表面張力在小室中擴散。像素庫可以由任意數(shù)量的不同材料(例如,疏水光刻膠材料)形成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)襯底面向下時,表面張力和毛細作用力可以與重力一起從玻璃襯底抽拉墨。這種配置可以產(chǎn)生用于在一個或多個像素庫的界限內(nèi)潤濕以及均勻地干燥像素形成材料的不同且更好的狀況。
圖16是包括位于打印設(shè)備704上方的襯底702的面向下的打印系統(tǒng)700的立體圖。打印設(shè)備704包含至少一個打印陣列706。打印陣列706繼而包括一個或多個打印頭列708。打印頭列708可以包括任意數(shù)量的打印頭,例如,兩個噴墨打印頭。打印頭列708和打印陣列706的其它打印頭列被設(shè)定在包括多個孔口712的氣體支承系統(tǒng)710中。面向下的打印系統(tǒng)700是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各種實施例中的示例性實施例。
圖17示出根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)720的側(cè)視圖。包括面向下的襯底表面724的襯底722懸置在氣體支承系統(tǒng)726上方。噴墨打印頭728被設(shè)定在氣體支承系統(tǒng)726中。所示的箭頭描繪墨滴730從噴墨打印頭728朝向襯底表面724的運動。對面向下的打印系統(tǒng)720的描繪是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖18示出根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)732的平面圖。襯底734懸置在打印設(shè)備736上方。打印設(shè)備736包括打印陣列738,打印陣列738繼而包括打印頭列740。打印頭列740可以包括任意數(shù)量和任意種類的打印模塊組件,例如,噴墨打印頭或熱敏打印頭。還可以采用多種類型打印頭的組合。示出打印陣列738被設(shè)定在包括多個孔口744的氣體支承系統(tǒng)742中。第一襯底支架746和第二襯底支架748可以保持襯底734。第一襯底支架746和第二襯底支架748附接到線性致動器750。線性致動器750可以例如沿y軸方向移動襯底。打印設(shè)備736還可以相對于襯底734沿x軸方向移動。面向下的打印系統(tǒng)732是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖19是根據(jù)本教導(dǎo)的其它各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)760的平面圖。襯底762懸置在包括至少一個打印陣列766的打印設(shè)備764上方。打印陣列766包括至少一個打印頭列768,打印頭列768繼而可以包括任意數(shù)量或類型的打印模塊組件。打印陣列766可以被設(shè)定在包括多個孔口772的氣體支承系統(tǒng)770中。第一襯底支架774和第二襯底支架776可以保持襯底762。第一襯底支架774和第二襯底支架776分別可以與線性致動器778可操作地相關(guān)。線性致動器778可以裝配有第一旋轉(zhuǎn)部件780和/或第二旋轉(zhuǎn)部件782。線性致動器778可以被配置為沿x軸方向和y軸方向兩者移動襯底762。線性致動器778借助于第一旋轉(zhuǎn)部件780和第二旋轉(zhuǎn)部件782可以沿θz方向旋轉(zhuǎn)襯底762,或者通過旋轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)襯底762的z軸運動。面向下的打印系統(tǒng)760是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖20是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的另一面向下的打印系統(tǒng)800的平面圖。襯底802懸置在可以包括一個或多個打印陣列806的打印設(shè)備804上方。打印陣列806可以包括至少一個打印頭列808,打印頭列808繼而可以包括任意數(shù)量或類型的打印模塊組件。打印陣列806被設(shè)定在氣體支承系統(tǒng)810中。氣體支承系統(tǒng)810可以包括多個孔口812。示出通過第一襯底支架814、第二襯底支架816、第三襯底支架820和第四襯底支架822保持襯底802。第一襯底支架814和第二襯底支架816可以與第一線性致動器818可操作地相關(guān),并且第三襯底支架820和第四襯底支架822可以與第二線性致動器824可操作地相關(guān)。第一線性致動器818和第二線性致動器824中的一者或兩者可以沿y軸方向、x軸方向和/或θz(或z軸)方向移動襯底802。面向下的打印系統(tǒng)800是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖21是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)840的局部剖視側(cè)視圖。噴墨打印頭844被設(shè)定在氣體支承系統(tǒng)842中。墨儲存器846與墨供應(yīng)管道848流體連通,墨供應(yīng)管道848繼而與噴墨打印頭844流體連通,它們被共同地構(gòu)造成將墨供應(yīng)到噴墨打印頭844。吸墨器852位于噴墨打印頭844上方并且所示箭頭描繪吸墨器852構(gòu)造成移動所處的移動方向,即,x、y平面方向和z軸方向。吸墨頭854位于吸墨器852的底部,以允許與噴墨打印頭844接觸。吸墨器852可以是例如刮掃器式吸墨器、連續(xù)編織物式吸墨器等。面向下的打印系統(tǒng)840是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖22是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)860的剖視側(cè)視圖。氣體支承系統(tǒng)862具有設(shè)置在其中的噴墨打印頭864。示出殘留的不需要的墨滴866靜置在噴墨打印頭864上。吸墨器868位于噴墨打印頭864上方。吸墨器868包括吸墨頭870,織物872可以沿箭頭所示的方向移動跨過吸墨頭870??椢?72可以從第一織物卷軸874移動到第二織物卷軸876,或相反地從第二織物卷軸876移動到第一織物卷軸874,或來回移動。第一織物卷軸874和/或第二織物卷軸876可以旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)織物872的移動。吸墨器868可以沿任何期望方向移動,從而允許與噴墨打印頭864接觸并因此能夠吸凈噴墨打印頭864和墨滴866。面向下的打印系統(tǒng)860是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
圖23是根據(jù)本教導(dǎo)的各個實施例的面向下的打印系統(tǒng)878的剖視側(cè)視圖。示出氣體支承系統(tǒng)880,其中打印頭882設(shè)置在其內(nèi)。真空設(shè)備884位于打印頭882上方并與氣體支承系統(tǒng)880接觸。真空設(shè)備884包括真空設(shè)備外殼886,其與氣體支承系統(tǒng)880一起形成真空腔888。真空閥890可以位于真空設(shè)備外殼886中,以允許向真空腔888施加真空。面向下的打印系統(tǒng)878是本教導(dǎo)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各個實施例中的示例性實施例。
在本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請的全部內(nèi)容都通過引用合并于本文,就像具體地和單獨地表明通過引用來合并每個單獨的出版物、專利和專利申請那樣。
盡管已經(jīng)在本文示出和描述了本公開的實施例,但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是,僅通過舉例方式提供這些實施例。在不偏離本公開的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多改型、改變和替換。應(yīng)該理解,在實踐本教導(dǎo)時可以采用在本文描述的教導(dǎo)的實施例的各種替代實施例。