[發明專利]用于制造OLED發光裝置的設備和方法

有效

• 申請號: 201480004259.1
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN104956509B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 約翰·W·哈默爾;邁克爾·L·保羅森
• 申請（專利權）人: OLED沃克斯有限責任公司
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司11204
• 代理人: 王達佐,劉錚

相關申請的交叉引用

本申請是于2013年1月8日提交的第13/736,870號申請的部分繼續申請。

技術領域

本公開涉及有機發光裝置(OLED)領域以及其用于照明的用途，并且具體地涉及用于制備這種裝置的設備和方法。更具體地，本公開涉及用于在襯底表面的不同區域沉積多種材料層以制備OLED的可移除掩模和設備，及其使用方法。

背景技術

OLED裝置領域近年來已經吸引了廣泛關注。這種裝置預示著OLED可以用于清晰和生動的顯示，例如在電視、智能手機以及其他以顯示器為中心的裝置中。OLED具有潛力的另一領域是照明設備領域。OLED面板可用于替代大面積照明設備，例如天花板照明設備。這種OLED照明設備的優勢在于面板可以相對低的電力需求和較少的作為副產物的發熱來產生光，從而減少了用電。這種面板還可具有較長的使用壽命，減少了以固定間隔更換燈具的需要。OLED照明設備還可以制造為可調節的，以使得發光等級可以根據需要改變。

目前制造高性能OLED的最成功的方法是通過使用真空熱蒸發來沉積有機層和陰極。需要至少兩個陰影掩模，一個用于一個或多個有機層，一個用于陰極。如果在不同的襯底區域上沉積不同的有機配方，則需要額外的有機層掩模，例如為了制造不同顏色的子像素以制成RGB或RGBW顯示器。由于陰極必須在一個或多個有機層之后沉積，但又必須與已經在任何有機OLED層之前沉積在襯底上的軌跡連接，所以需要單獨的陰極掩模。因此有機層必須從這些陰極接觸區域中排除，而陰極層必須隨后沉積在這些連接區域上。使用用于有機層和陰極的至少兩個掩模的要求有許多缺點：1)其打斷了制造流程。2)需要額外的設備移除一個掩模并替換該掩模。這通常通過將襯底從一個(具有有機層掩模的)掩模框架移動到具有陰極掩模的另一掩模框架上實現。3)需要襯底對新的掩模的二次對準過程，這可能需要昂貴而精密的設備以實現精確對準。4)增加了掩模轉移過程中產生顆粒的可能性，并且這種顆粒可導致短路。對于顯示裝置，例如那些用于計算機的顯示裝置，制造正確定位的RGB像素的必要性以及其中使用顯示器的裝置(例如電視、智能手機)的費用會導致復雜而昂貴的制造方法。OLED照明裝置必須與完善的和相對便宜的照明解決方案競爭，例如白熾燈和熒光燈。復雜而昂貴的制造方法成為了將OLED用于照明的障礙。

發明內容

本教導提供了用于在襯底上制備有機發光裝置的設備和方法，并且具體提供了可用于照明的有機發光裝置。這種裝置不同于常見的OLED顯示器，該裝置不需要小型單獨像素，該小型單獨像素通常為RGB像素的混合并且每個都由單獨電路控制。相反，OLED照明裝置可具有相對大的面積，可能幾平方英寸或者甚至更大，其中整個面積發射相同顏色的光并通過單個電路控制。本發明提供了用于制造這種OLED照明裝置的設備和方法，該方法和設備通過陰影掩模和氣相沉積設備改善了制造簡易性并降低了制造費用。陰影掩模和氣相沉積設備的具體特征將變得明顯。這種設備允許單個陰影掩模抵靠襯底放置以用于在襯底的第一區域上沉積有機層，并且在不移動掩模的情況下將導電層沉積在襯底的第二區域上，其中，為了照明裝置的正常工作，襯底的第一區域和第二區域部分地而不完全地重疊。

在本文中所用的術語“掩模”和“陰影掩模”指的是最通常包括材料薄片(最常用的為金屬)的掩模結構，其中該材料薄片包括具有開放區域和非開放區域的選定圖案，其中開放區域和非開放區域允許材料沉積在選定區域中的襯底上。該限定可包括這樣的情況，其中兩片或更多片這種材料一起用作單個陰影掩模(例如第一或下部掩模和第二或上部掩模)以提供某些期望的性質，這些將變得明顯。術語“可移除掩模”指的是與襯底分離并且可相對于襯底設置以允許選定區域的涂覆然后當涂覆或沉積操作完成時可容易地移除而不需附加的化學處理或物理處理的掩模。因此，可移除掩模可用于在多個襯底上沉積材料。術語“OLED”和“有機發光裝置”以本領域中最熟知的含義使用，即包括陰極，陽極、以及位于陰極和陽極之間的多種中間層的裝置，其中中間層包括具有一種或多種有機材料的至少一個發光層。

Codama在于2000年7月18日公布的第6,091,196號美國專利中教導了一種利用可移除掩模形成有機層和電極層的方法，其中電極層比有機層覆蓋更大的區域，并且從而形成電極層與位于有機層區域外的電接觸器之間的電連接。'196專利教導了利用用于沉積一個或多個有機層的具有差固有側向散布的第一沉積過程(例如真空蒸發)來實現該方法。然后電極層通過具有更好固有側向散布的第二過程(例如濺射)沉積。