(57)【要約】本教示は、印刷および硬化されると、限定されないがＯＬＥＤデバイス基板等の基板上に有機薄膜を形成するインク組成物の様々な実施形態に関する。インク組成物の様々な実施形態は、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマー、モノ（メタ）アクリレートモノマー、および多官能性架橋剤を含む。上記組成物は、２２℃で約３２ダイン／ｃｍから約４５ダイン／ｃｍの間の表面張力を有し得、さらに展着改質剤を含んでいてもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０ｗｔ．％から６０ｗｔ．％のポリエチレングリコールジメタクリレートモノマー、ポリエチレングリコールジアクリレートモノマー、またはそれらの組合せであって、前記ポリエチレングリコールジメタクリレートモノマーおよび前記ポリエチレングリコールジアクリレートモノマーは、約２３０ｇ／モルから約４３０ｇ／モルの範囲内の数平均分子量を有する、ポリエチレングリコールジメタクリレートモノマー、ポリエチレングリコールジアクリレートモノマー、またはそれらの組合せと；
２２℃で約１０ｃｐｓから約２７ｃｐｓの範囲内の粘度を有する、２５ｗｔ．％から５０ｗｔ．％のモノアクリレートモノマー、モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せと；
４ｗｔ．％から１０ｗｔ．％の多官能性アクリレート架橋剤、多官能性メタクリレート架橋剤、またはそれらの組合せと；
０．１ｗｔ．％から１０ｗｔ．％の架橋光開始剤と
を含むインク組成物であって、
２２℃で約３２ダイン／ｃｍから約４５ダイン／ｃｍの間の表面張力を有するインク組成物。
【請求項２】
２２℃で約１０ｃｐｓから約２０ｃｐｓの範囲内の粘度、および２２℃で約３５ダイン／ｃｍから約３９ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する、１ｗｔ．％から１５ｗｔ．％の展着改質剤をさらに含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項３】
前記展着改質剤が、アルコキシ化脂肪族ジアクリレートモノマー、アルコキシ化脂肪族ジメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せを含む、請求項２に記載のインク組成物。
【請求項４】
４５ｗｔ．％から５７ｗｔ．％のポリエチレングリコールジメタクリレートモノマー、ポリエチレングリコールジアクリレートモノマー、またはそれらの組合せと、２２℃で約１０ｃｐｓから約２７ｃｐｓの範囲内の粘度を有する、３０ｗｔ．％から４０ｗｔ．％のモノアクリレートモノマー、モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せとを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項５】
前記架橋光開始剤が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレート、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項６】
前記架橋光開始剤が、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシドを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項７】
前記モノアクリレートモノマー、モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せが、環式モノアクリレートモノマー、環式モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項８】
前記環式モノアクリレートモノマー、環式モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せが、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、またはそれらの組合せを含む、請求項７に記載のインク組成物。
【請求項９】
前記環式モノアクリレートモノマー、環式モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せが、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、またはそれらの組合せをさらに含む、請求項８に記載のインク組成物。
【請求項１０】
前記イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、またはそれらの組合せが、前記インク組成物の１０ｗｔ．％未満を構成する、請求項９に記載のインク組成物。
【請求項１１】
前記モノアクリレートモノマー、モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せが、脂肪族モノアクリレートモノマー、脂肪族モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項１２】
前記脂肪族モノアクリレートモノマー、脂肪族モノメタクリレートモノマー、またはそれらの組合せが、ｎ−オクタデシルアクリレート、ｎ−オクタデシルメタクリレート、またはそれらの組合せを含む、請求項１１に記載のインク組成物。
【請求項１３】
２９ｗｔ．％から４０ｗｔ．％の前記ｎ−オクタデシルアクリレート、ｎ−オクタデシルメタクリレート、またはそれらの組合せを含む、請求項１２に記載のインク組成物。
【請求項１４】
ポリマー薄膜層を基板上に形成する方法であって、
不活性プロセス環境を用意するステップと；
その上に形成された無機薄膜を有するＯＬＥＤデバイス基板を用意するステップと；
請求項１に記載のインク組成物を用意するステップと、
前記無機薄膜を含む前記基板の画定されたエリア上に、前記インク組成物の層を印刷するステップと、
印刷されたインクの前記層を硬化させるステップであって、前記無機薄膜上に有機ポリマー薄膜が形成されるステップと
を含む方法。
【請求項１５】
ＯＬＥＤデバイス基板を用意する前記ステップの前に、
ガス封入部の内部に格納された工業印刷システムを用意するステップをさらに含み、前記工業印刷システムは、
少なくとも１つの印刷ヘッドを備える印刷ヘッドアセンブリと；
基板を支持するための基板支持システムと；
前記印刷ヘッドアセンブリと相対的な前記基板の正確な位置付けのためのモーションシステムと；
ＵＶ硬化モジュールと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記不活性プロセス環境が、窒素、希ガスのいずれか、およびそれらの組合せから選択される不活性ガスを使用して用意される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記不活性プロセス環境が、それぞれ１００ｐｐｍ未満の水蒸気含量および酸素含量を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
印刷されたインクの前記硬化された層が、６μｍ以下の厚さを有する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１５年８月３１日に出願された米国仮特許出願番号第６２／２１２，３３８号に基づく優先権を主張しており、この仮特許出願の全体の内容は本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（分野）
本教示は、インク組成物、および限定されないがＯＬＥＤデバイス基板等の基板上に形成されたポリマー薄膜の様々な実施形態に関する。インクの様々な実施形態は、ガス封入部内に格納され得る工業インクジェット印刷システムを使用して印刷することができ、そのガス封入部は、不活性で、かつ実質的に低粒子のプロセス環境として維持される制御環境を有する内部を画定する。
【背景技術】
【０００３】
（総説）
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ技術の可能性に対する関心は、高飽和色を有し、高コントラスト、超薄型、高速応答性、および高エネルギー効率であるディスプレイパネルの実証を含むＯＬＥＤディスプレイ技術特性によって高まっている。さらに、可撓性ポリマー材料を含む様々な基板材料が、ＯＬＥＤディスプレイ技術の製作において使用され得る。主に携帯電話用の小型画面用途のディスプレイの実証は、この技術の可能性を強調するのに役立っているが、広範囲の基板フォーマットにわたる高収率大量製造への拡張には、課題が残されている。
【０００４】
フォーマットの拡張に関して、Ｇｅｎ５．５基板は、約１３０ｃｍ×１５０ｃｍの寸法を有し、約８個の２６インチフラットパネルディスプレイを作製することができる。それと比較して、より大きなフォーマットの基板は、Ｇｅｎ７．５およびＧｅｎ８．５マザーガラス基板サイズの使用を含み得る。Ｇｅｎ７．５マザーガラスは、約１９５ｃｍ×２２５ｃｍの寸法を有し、基板当たり８個の４２インチまたは６個の４７インチフラットパネルディスプレイに切り出すことができる。Ｇｅｎ８．５において使用されるマザーガラスは、約２２０ｃｍ×２５０ｃｍであり、基板当たり６個の５５インチまたは８個の４６インチフラットパネルディスプレイに切り出すことができる。より大きなフォーマットへのＯＬＥＤディスプレイ製造の拡張において残されている課題の１つとして示されているのは、Ｇｅｎ５．５基板より大きい基板上でのＯＬＥＤディスプレイの高収率大量製造が実質的に困難であることが明らかとなっていることである。
【０００５】
原則として、ＯＬＥＤデバイスは、ＯＬＥＤ印刷システムを使用した、基板上への様々な有機薄膜および他の材料の印刷により製造され得る。そのような有機材料は、酸化および他の化学プロセスにより損傷を受けやすい可能性がある。したがって、不活性環境内での様々な有機スタック層の印刷が示唆されている。さらに、高収率製造プロセスを実現するために、実質的に粒子を含まない環境の必要性が示唆されている。複数の個別の画素の場所にＯＬＥＤスタックの様々な層を印刷することに加え、工業インクジェットシステムを使用したパターンエリア印刷を行うことができる。例えば、ＯＬＥＤデバイスの製作中、様々なカプセル化層のインクジェット印刷を行うことができる。酸化および他の化学プロセス、ならびに材料の印刷薄層内の微粒子状物質に起因する欠陥により損傷され得るＯＬＥＤスタックの様々な有機材料の感度を考慮すると、不活性で実質的に粒子を含まない環境内でのカプセル化層のパターン印刷もまた示唆される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、様々な基板サイズに拡張され得、不活性で実質的に低粒子の印刷環境内で実行され得る様式でのＯＬＥＤ印刷システムの格納は、様々な工学的課題を呈し得る。例えばＧｅｎ７．５およびＧｅｎ８．５基板の印刷等のハイスループットの大型フォーマット基板印刷のための製造ツールは、実質的に大きな設備を必要とする。したがって、大きな設備を不活性雰囲気下で維持すること、水蒸気および酸素だけでなく有機溶媒蒸気等の反応性雰囲気種を除去するためにガス清浄化が必要であること、ならびに実質的に低粒子の印刷環境を維持することは、著しく困難であることが明らかとなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このように、広範囲の基板フォーマットにわたるＯＬＥＤディスプレイ技術の高収率大量製造への拡張には、課題が残されている。したがって、不活性で実質的に低粒子の環境内にＯＬＥＤ印刷システムを格納することができ、様々な基板サイズおよび基板材料に対するＯＬＥＤパネルの製作を提供するように容易に拡張され得る、本教示のガス封入システムの様々な実施形態が必要とされている。さらに、本教示の様々なガス封入システムは、プロセスの間に外部からのＯＬＥＤ印刷システムへの容易なアクセス、および最小限の停止時間でのメンテナンスのための内部への容易なアクセスを提供し得る。
【０００８】
本開示の特徴および利点のより良い理解は、本教示を限定せずに例示することを意図した添付の図面を参照することにより得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、製作の様々な態様を例示する、光電子デバイスの概略断面図である。
【００１０】
【図２Ａ】図２Ａおよび図２Ｂは、本教示の組成物、システムおよび方法の様々な実施形態による、基板上に形成されたポリマー薄膜の膜プロファイルである。図２Ａは、エッジ補償を組み込まずに印刷された厚さ８μｍの膜を示す。図２Ｂは、エッジ補償を使用して印刷された厚さ１６μｍの膜である。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂは、本教示の組成物、システムおよび方法の様々な実施形態による、基板上に形成されたポリマー薄膜の膜プロファイルである。図２Ａは、エッジ補償を組み込まずに印刷された厚さ８μｍの膜を示す。図２Ｂは、エッジ補償を使用して印刷された厚さ１６μｍの膜である。
【００１１】
【図３】図３は、本教示の組成物、システムおよび方法の様々な実施形態による、基板上にポリマー薄膜を形成するためのプロセスを示すフロー図である。
【００１２】
【図４】図４は、本教示の様々な実施形態による印刷システムツールの前面斜視図である。
【００１３】
【図５】図５は、発光デバイスの製造に使用され得るＵＶ硬化モジュールの概略図である。
【００１４】
【図６】図６は、本教示の様々な実施形態による印刷システムの拡大等角斜視図である。
【００１５】
【図７】図７は、本教示の様々な実施形態による印刷システムの等角斜視図である。
【００１６】
【図８】図８は、本教示のガス封入アセンブリおよび関連システム構成要素の様々な実施形態の概略図である。
【００１７】
【図９Ａ】図９Ａは、展着改質剤の２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下体積のグラフである。
【００１８】
【図９Ｂ】図９Ｂは、展着改質剤の２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下速度のグラフである。
【００１９】
【図９Ｃ】図９Ｃは、展着改質剤の２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下軌道のグラフである。
【００２０】
【図１０Ａ】図１０Ａは、展着改質剤の２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下体積変動のグラフである。
【００２１】
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、展着改質剤の２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下速度変動のグラフである。
【００２２】
【図１１Ａ】図１１Ａは、印刷から４０秒後のインク組成物調合物３の液滴の画像である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの画像を再現した線図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、印刷から１５分後の図１１Ａの液滴を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１１Ｃの画像を再現した線図である。
【００２３】
【図１２Ａ】図１２Ａは、印刷から４０秒後のインク組成物調合物３の印刷エッジの画像である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの画像を再現した線図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、印刷から１０分後の図１２Ａの印刷エッジを示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ｃの画像を再現した線図である。
【００２４】
【図１３Ａ】図１３Ａは、印刷から３分後のインク組成物調合物５の液滴の画像である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの画像を再現した線図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、印刷から１０分後の図１３Ａの液滴を示す図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ｃを再現した線図である。
【００２５】
【図１４Ａ】図１４Ａは、印刷から３分後のインク組成物調合物５の印刷エッジの画像である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａを再現した線図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、印刷から１０分後の図１４Ａの印刷エッジを示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１４Ｃを再現した線図である。
【００２６】
【図１５Ａ】図１５Ａは、印刷から２分後のインク組成物調合物６の印刷エッジの画像である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａを表す線図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、印刷から３分後の図１５Ａの印刷エッジを示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ｃを再現した線図である。
【００２７】
【図１６】図１６は、ｎ−オクタデシルメタクリレートモノマーを含むインク組成物を使用して印刷された２μｍ膜の表面プロファイルを示す形状測定グラフである。
【００２８】
【図１７】図１７は、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレートモノマーを含むインク組成物を使用して印刷された６μｍ膜の表面プロファイルを示す形状測定グラフである。
【００２９】
【図１８】図１８は、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートモノマーの混合物を含むインク組成物を使用して印刷された４μｍ膜の表面プロファイルを示す形状測定グラフである。
【００３０】
【図１９Ａ】図１９Ａは、印刷から３０秒後のインク組成物調合物７の液滴の画像である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａを表す線図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、印刷から１０分後の図１９Ａの液滴を示す図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ｃを表す線図である。
【００３１】
【図２０Ａ】図２０Ａは、印刷から６０秒後のインク組成物調合物７の印刷エッジの画像である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａを表す線図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、印刷から１０分後の図２０Ａの印刷エッジを示す図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図２０Ｃを表す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（開示の詳細な説明）
本教示は、一旦、印刷および硬化されると、限定されないがＯＬＥＤデバイス基板等の基板上にポリマー薄膜を形成するインク組成物の様々な実施形態に関する。インクの様々な実施形態は、ガス封入部内に格納され得る工業インクジェット印刷システムを使用して印刷することができ、ガス封入部は、不活性で実質的に低粒子のプロセス環境として維持される制御環境を有する内部を画定する。そのような制御環境内での、例えば、限定されないがＯＬＥＤデバイス基板等の基板上への有機薄膜のパターン印刷は、様々なＯＬＥＤデバイスの大量高収率プロセスを確実にし得る。
【００３３】
本教示のガス封入システムの様々な実施形態の、不活性で実質的に低粒子の環境内で、広範なインク調合物が印刷され得ることが企図される。ＯＬＥＤディスプレイの製造中、ＯＬＥＤ画素は、電圧が印加されると特定ピーク波長の光を放出し得るＯＬＥＤ膜スタックを含むように形成され得る。アノードとカソードとの間のＯＬＥＤ膜スタック構造は、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）および電子注入層（ＥＩＬ）を含み得る。ＯＬＥＤ膜スタック構造の一部の実施形態において、電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子注入層（ＥＩＬ）と組み合わされて、ＥＴＬ／ＥＩＬ層を形成し得る。本教示によれば、ＯＬＥＤ膜スタックの様々な色画素ＥＬ膜のＥＬのための様々なインク調合物が、インクジェット印刷を使用して印刷され得る。さらに、例えば、限定されないが、ＨＩＬ、ＨＴＬ、ＥＭＬ、およびＥＴＬ／ＥＩＬ層は、インクジェット印刷を使用して印刷され得るインク調合物を有し得る。
【００３４】
本明細書において後により詳細に議論されるように、有機カプセル化層がインクジェット印刷を使用してＯＬＥＤパネル上に印刷され得ることがさらに企図される。カプセル化インクは、熱プロセス（例えば焼成）、ＵＶ曝露、およびそれらの組合せを使用して硬化され得る、ポリマーまたはポリマー成分、例えば、限定されないが、様々なポリエチレングリコールモノマー材料、単座もしくは多座アクリレート等のアクリレート、単座もしくは多座メタクリレート等のメタクリレート、または他の材料、ならびにそれらのコポリマーおよび混合物を含み得る。本明細書において使用される場合、ポリマーおよびコポリマーは、インク中に調合され得、また基板上で硬化されて有機カプセル化層を形成し得る任意の形態のポリマー成分を含み得る。そのようなポリマー成分は、ポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらの前駆体、例えば、限定されないが、モノマー、オリゴマー、および樹脂を含み得る。本教示によれば、インクジェット印刷は、いくつかの利点を提供し得る。まず第一に、そのようなインクジェットベースの製作は大気圧下で行うことができるため、様々な減圧プロセス操作が排除され得る。さらに、インクジェット印刷プロセスの間に、有機カプセル化層は、活性領域の側方縁部を含めた活性領域を効果的にカプセル化するために、活性領域の上、およびその近位のＯＬＥＤ基板の一部をカバーするように局在化され得る。インクジェット印刷を使用した標的化パターニングにより、材料浪費が排除され、また有機層のパターニングを達成するために典型的に必要とされる追加的なプロセスが排除される。
【００３５】
（有機薄膜インク組成物および方法）
【００３６】
本教示の有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、例えば、限定されないが、広範な数のＯＬＥＤデバイス等の光電子デバイス上に印刷されて、有機カプセル化層を形成し得る。組成物および方法の様々な実施形態によれば、一旦、硬化すると、得られるポリマー薄膜は、流体バリアを提供し得ると共に、先に製作された無機カプセル化層の平坦化を提供し、また有機カプセル化層に求められる可撓性をさらに示し得る。流体バリアは、例えば水および／または酸素のＯＬＥＤデバイス内への浸透を防止または低減し得る。
【００３７】
図１の概略断面図に示されるように、光電子デバイス５０に対して、基板５２が提供され得る。基板の様々な実施形態は、薄いシリカ系ガラス、およびいくつかの可撓性ポリマー材料のいずれかの１つまたは複数を含んでもよい。例えば、基板５２は、例えば底面発光光電子デバイス構成における使用のために、透明であり得る。活性領域５４を提供するために、例えば電子発光領域を提供するために、ＯＬＥＤスタックに関連する１つまたは複数の層、例えば、様々な有機または他の材料が基板上に堆積、インクジェット印刷、または別様に形成され得る。図１における活性領域５４は、単一ブロックとして概略的に例示されているが、詳細には、複数の個別デバイスおよび膜層を有する複雑なトポロジーまたは構造を有する領域をさらに含んでもよいことに留意されたい。例において、５０は、例えば、アノード電極およびカソード電極に結合された発光層または他の層を備える、ＯＬＥＤデバイスを含んでもよい。「活性」という語句は、必ずしも、電気エネルギーまたはトランジスター活性の増幅のいかなる必要性も暗示するものではなく、一般に光電気活性（例えば発光）が生じ得る領域を示し得る。したがって、活性領域５４は、アクティブマトリックスＯＬＥＤまたはパッシブマトリックスＯＬＥＤデバイスの一部として含めることができる。
【００３８】
ＯＬＥＤデバイス内、例えば活性領域５４内に含まれる各層は、数十もしくは数百ナノメートル（ｎｍ）のオーダー、またはそれ未満の厚さであってもよい。ＯＬＥＤデバイスの光電子作用において活性でない追加的な有機層が含まれてもよく、そのような層は、ミクロンのオーダーまたはそれ未満の厚さであってもよい。アノード電極またはカソード電極は、活性領域５４から基板５２に沿って側方にオフセットされている電極部分５６に結合されてもよく、またはそれを含んでもよい。本明細書においてより詳細に議論されるように、デバイス５０の活性領域５４は、限定されないが、水、酸素、およびデバイスプロセスからの様々な溶媒蒸気等の様々な反応種ガス状種への長期曝露の存在下で分解する材料を含み得る。そのような分解は、安定性および信頼性に影響し得る。
【００３９】
図１に示されるように、無機層６０Ａがデバイス５０に提供されてもよく、例えば活性領域５４上に堆積または別様に形成されてもよい。例えば、無機層は、活性領域５４を含む基板５２の表面の全体に、または実質的に全体にブランケットコーティング（例えば堆積）されてもよい。無機層６０Ａを製作するために有用な無機材料の例は、様々な酸化物、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＯＸＮＹまたは１種もしくは複数種の他の材料の１つまたは複数を含み得る。有機層６２Ａは、例えばインクジェット印刷を使用して印刷されてもよい。例えば、本明細書において先に概説されたように、有機層６２Ａは、熱（例えば焼成）または紫外線曝露技術の１つまたは複数を使用して硬化可能である様々なポリマー材料を含んでもよく、また一旦硬化すると有機層６２Ａ等のポリマー薄膜を形成し得る有機薄層インクを使用して印刷されてもよい。有機層６２Ａは、活性領域５４を平坦化および機械的に保護するための平坦化層の１つもしくは複数として、または集合的に活性領域５４への水分もしくはガス浸透を抑制もしくは阻止するように機能するカプセル化スタックの一部として機能し得る。図１は、一般に、例えば酸化物を含む無機層６０Ａ、および、例えば、これに限定されないが、水分または大気ガス等の反応性ガスに対する活性領域５４の曝露を阻止または抑制するために使用され得るポリマーを含む有機層６２Ａを有する、カプセル化材料層の多層構成を例示する。図１に示されるように、多層構成は、第２の無機層６０Ｂおよび第２の有機層６２Ｂを含むように繰り返されてもよい。光電子デバイスに求められる機械的および封止特性を提供するために、カプセル化層の様々な追加的実施形態が創出され得る。例えば、有機カプセル化層がまず製作され、続いて無機層が製作されるように、層の製作の順番が反対となってもよい。さらに、より多い、またはより少ない数の層が提供されてもよい。例えば、示されるような無機層６０Ａおよび６０Ｂ、ならびに単一の有機カプセル化層６２Ａを有する構造が製作されてもよい。
【００４０】
有機薄層インク組成物は、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマー、モノ（メタ）アクリレートモノマー、および多官能性架橋剤を含む。本明細書において使用される場合、「（メタ）アクリレートモノマー」という語句は、列挙されたモノマーがアクリレートおよび／またはメタクリレートであってもよいことを示す。インク組成物の一部の実施形態は、架橋光開始剤および／または展着改質剤をさらに含む。インク組成物のいくつかは、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレーモノマー、モノ（メタ）アクリレートモノマー、多官能性架橋剤のみ、ならびに任意選択で架橋光開始剤および／または展着改質剤からなるか、またはそれらから本質的になる。
【００４１】
インク組成物の一部の実施形態は、約６０ｗｔ．％未満のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマー、または約５５ｗｔ．％未満のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含む。例えば、インク組成物の一部の実施形態は、約４０〜６０ｗｔ．％のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含む。これは、約４０ｗｔ．％から５７ｗｔ．％のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含むインク組成物を含み、さらに、約４５ｗｔ．％から５７ｗｔ．％のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含むインク組成物を含み、またさらに、約５０ｗｔ．％から５５ｗｔ．％のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含むインク組成物を含む。
【００４２】
本教示によれば、有機薄層インク組成物の様々な組成物は、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーとして、約２３０ｇｍ／モルから約４４０ｇｍ／モルの範囲内の数平均分子量を有するポリエチレングリコールジメタクリレートおよび／またはポリエチレングリコールジアクリレートを含んでもよい。例えば、有機薄層インクは、約３３０ｇｍ／モルの数平均分子量を有し、以下に示されるような一般化構造を有するポリエチレングリコール２００ジメタクリレートおよび／またはポリエチレングリコール２００ジアクリレートを含んでもよい。
【化１】
2018532823.tif 000003
式中、ｎは、平均して４であり、Ｒは、Ｈおよびメチル基から独立して選択される。
【００４３】
本教示の有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、ポリエチレングリコール２００ジメタクリレートは、インク組成物の約５０ｗｔ．％から約５７ｗｔ．％の間を構成する主成分であってもよい。
【００４４】
モノ（メタ）アクリレートモノマーは、主にポリマー鎖に末端基を提供することにより、インク組成物から作成された硬化膜の重合に関与する。インク組成物の一部の実施形態は、少なくとも約２５ｗｔ．％のモノ（メタ）アクリレートモノマー、または少なくとも約３０ｗｔ．％のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含む。例えば、インク組成物の一部の実施形態は、約２５ｗｔ．％から５０ｗｔ．％のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含む。これは、約３０ｗｔ．％から５０ｗｔ．％のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含むインク組成物を含み、さらに、約３０ｗｔ．％から４０ｗｔ．％のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含むインク組成物を含む。
【００４５】
モノ（メタ）アクリレートモノマーは、それら自体が組成物に可溶であり、溶液からの他のアクリレートまたはメタクリレート系成分の沈殿をもたらさないように、それらがインク組成物中の他のモノマーと混和性となるように選択されるべきである。好適なモノ（メタ）アクリレートモノマーの例は、以下の構造を有する環式（メタ）アクリレートを含む。
【化２】
2018532823.tif 000004
式中、Ｒ基は、芳香環または非芳香環であってもよい１つまたは複数の環式基を含み、Ｒ’は、Ｈ原子またはメチル基である。環式基は、例えば、２つの縮合環を含む二環式基であってもよい。環式モノ（メタ）アクリレートモノマーの具体例は、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート（ＤＣＰＯＥＡ）およびイソボルニルアクリレート（ＩＳＯＢＡ）を含み、これらの構造は、以下に示される。
【化３】
2018532823.tif 000005
ＤＣＰＯＥＡ（粘度：２３℃で２０ｃｐｓ）；
【化４】
2018532823.tif 000006
ＩＳＯＢＡ（粘度：２５℃で９ｃｐｓ）。
他の例は、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート（ＤＣＰＯＥＭＡ）およびイソボルニルメタクリレート（ＩＳＯＢＭＡ）を含む。環上のメチル基の１つまたは複数が水素で置き換えられたＩＳＯＢＡおよびＩＳＯＢＭＡのホモログ（集合的に「ＩＳＯＢ（Ｍ）Ａ」ホモログ）もまた使用され得る。しかしながら、インク組成物中のＩＳＯＢ（Ｍ）Ａホモログの最適濃度は、ホモログを含有するインク組成物の展着特性および／または粘度の最終的な変化により影響され得る。
【００４６】
好適な脂肪族モノ（メタ）アクリレートの例は、以下の構造を有するものを含む。
【化５】
2018532823.tif 000007
式中、Ｒは、直鎖炭素鎖、例えばＣ１２からＣ１８炭素鎖、例えばＣ１６からＣ１８炭素鎖を表し、Ｒ’は、Ｈ原子またはメチル基である。ここに示されるＮ−オクタデシルメタクリレート（ＯｃｔａＭ）は、インク組成物中に含まれ得るモノメタクリレートの具体例である。
【化６】
2018532823.tif 000008
ＯｃｔａＭ（粘度：２５℃で１１ｃｐｓ）
Ｎ−オクタデシルアクリレートは、別の例である。インク組成物の一部の実施形態は、約２９ｗｔ．％から約４５ｗｔ．％のｎ−オクタデシル（メタ）アクリレートを含み、約２９ｗｔ．％から約４０ｗｔ．％のｎ−オクタデシル（メタ）アクリレートを含む実施形態を含む。
【００４７】
モノ（メタ）アクリレートモノマーの選択は、少なくとも部分的に、以下でより詳細に議論されるように、インク組成物の所望の展着特性に依存し得る。単なる例示として、インク組成物の様々な実施形態のインクジェット印刷液滴は、印刷後４０秒から印刷後１５分の期間でのシリコン（Ｓｉ）基板上に印刷された液滴の直径の変化により測定されるように、約１５分の期間にわたり、２３℃の温度で４０％またはそれ未満の液滴展着を生じる。これは、印刷後４０秒から印刷後１５分の期間でのＳｉ基板上に印刷された液滴の直径の変化により測定されるように、約１５分の期間にわたり２３℃の温度で２０％またはそれ未満の液滴展着を生じるインクジェット印刷液滴を含み、さらに、約１５分の期間にわたり２３℃の温度で５％またはそれ未満の液滴展着を生じるインクジェット印刷液滴を含む。
【００４８】
インク組成物のモノ（メタ）アクリレートモノマー成分は、インク組成物のインクジェット印刷特性を最適化するために、２種またはそれよりも多くのモノ（メタ）アクリレートモノマーのブレンドを含んでもよい。例えば、良好な吐出および膜形成特性を提供するが、不十分な展着を生じるインク組成物は、第２のより高展着性のモノ（メタ）アクリレートモノマーの添加から恩恵を受けることができる。例示として、インク組成物の一部の実施家形態は、２種の環式モノ（メタ）アクリレートモノマー、例えばＤＣＰＯＥ（Ｍ）ＡおよびＩＳＯＢ（Ｍ）Ａのブレンドを含む。第１および第２のモノ（メタ）アクリレートモノマーのブレンドを含むインク組成物の様々な実施形態では、モノ（メタ）アクリレートモノマーブレンドは、約１５ｗｔ．％から約８５ｗｔ．％の第１のモノ（メタ）アクリレートモノマーおよび約８５ｗｔ．％から約１５ｗｔ．％の第２のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含む。これは、約４０ｗｔ．％から約６０ｗｔ．％の第１のモノ（メタ）アクリレートモノマーおよび約６０ｗｔ．％から約４０ｗｔ．％の第２のモノ（メタ）アクリレートモノマーを含む、モノ（メタ）アクリレートモノマーブレンドの実施形態を含む。インク組成物のモノ（メタ）アクリレートモノマー成分の様々な実施形態は、環式モノ（メタ）アクリレートモノマー、脂肪族モノ（メタ）アクリレートモノマー、またはそれらの組合せのみからなってもよいか、またはそれらから本質的になってもよい。ＩＳＯＢＡは、高展着性モノマーであり、したがって、バランスのとれた展着特性を提供するために、インク組成物の液滴を基板表面に固定する傾向を有するＤＣＰＯＥＡ等のモノ（メタ）アクリレートモノマーと組み合わされてもよい。しかしながら、ＩＳＯＢＡは非常に高展着性であるため、ＩＳＯＢＡと１種または複数種の追加的なモノ（メタ）アクリレートモノマーとの混合物を含むインク組成物の実施形態は、典型的には、約１０ｗｔ．％以下のＩＳＯＢＡを含む。
【００４９】
多官能性（メタ）アクリレート架橋剤は、望ましくは、少なくとも３つの反応性（メタ）アクリレート基を有する。したがって、多官能性（メタ）アクリレート架橋剤は、例えば、トリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレートおよび／またはより高い官能性の（メタ）アクリレートであってもよい。ペンタエリスリトールテトラアクリレートまたはペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレートおよびジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレートは、主架橋剤として使用され得る多官能性（メタ）アクリレートの例である。「主」という用語は、本明細書において、インク組成物の他の成分も架橋に関与し得るが、それはそれらの主要な機能的目的ではないことを示すために使用される。有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、多官能性（メタ）アクリレート架橋剤は、インク組成物の約４〜１０ｗｔ．％の間を構成し得る。ペンタエリスリトールテトラアクリレートまたはペンタエリスリトールテトラメタクリレートの一般化構造を以下に示す。
【化７】
2018532823.tif 000009
式中、Ｒは、Ｈおよびメチル基から独立して選択される。
【００５０】
ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレートまたはジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレートの一般化構造を以下に示す。
【化８】
2018532823.tif 000010
式中、Ｒ’は、Ｈおよびメチル基から独立して選択される。
【００５１】
本教示によれば、展着改質剤は、任意選択で、有機薄層インク組成物の様々な実施形態の展着特性を調整するために使用され得る。しかしながら、インク組成物の一部の実施形態では、モノ（メタ）アクリレートモノマーは、適正な展着を提供し、したがって、追加的な展着改質剤は必要ない。展着改質剤は、印刷温度でインク組成物のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートより低い表面張力を有する液体である。例示として、インク組成物の様々な実施形態は、２２℃で約１４ｃｐｓから約１８ｃｐｓを含む、２２℃で約１０ｃｐｓから約２０ｃｐｓの範囲内の粘度、および２２℃で約３５ダイン／ｃｍから約３９ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する展着改質剤を含む。これは、２２℃で約１４ｃｐｓから約１６ｃｐｓの範囲内の粘度、および２２℃で約３５ダイン／ｃｍから約３８ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する展着改質剤を含むインク組成物の実施形態を含む。粘度および表面張力を測定するための方法は周知であり、市販のレオメーター（例えばＤＶ−Ｉ  Ｐｒｉｍｅ  Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄレオメーター）および張力計（例えばＳＩＴＡ泡圧張力計）の使用を含む。インク組成物の一部の実施形態では、展着改質剤は、多官能性、例えば二官能性アクリレートモノマーもしくはオリゴマーまたはメタクリレートモノマーもしくはオリゴマーを含む。アクリレートおよびメタクリレート系展着改質剤は、一般に、インク組成物のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマー、モノ（メタ）アクリレートモノマー、および（メタ）アクリレート系多官能性架橋剤と適合するため、有利となり得る。したがって、それらの使用は、溶液からの他のアクリレートまたはメタクリレート系成分の沈殿をもたらさない。さらに、アクリレートおよびメタクリレート系展着改質剤は、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートの架橋に関与し得る。すなわち、展着改質剤（単数または複数）は、ＵＶ硬化後に汚染物質として残留しないように、同様の化学的性質によりポリマー中に組み込まれ得る。有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、約１５ｗｔ．％までの量で展着改質剤を含む。これは、約１ｗｔ．％から約１５ｗｔ．％の範囲内の量で展着改質剤を含む有機薄層インク組成物の実施形態を含む。
【００５２】
インク組成物の一部の実施形態では、展着改質剤は、アルコキシ化脂肪族ジアクリレートを含む。アルコキシ化脂肪族ジアクリレートの式は、以下のように表すことができる。
【化９】
2018532823.tif 000011
式中、ｎは、３から１２の間であってもよい。
【００５３】
有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、基板上のインク調合物の展着特性を調整するために、様々なアルコキシ化脂肪族ジアクリレート材料を利用し得るため、本教示の有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、調合物中に約１５ｗｔ．％までのアルコキシ化脂肪族ジアクリレート成分を有してもよい。様々なアルコキシ化脂肪族ジアクリレート材料は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより提供され得る。例えば、候補となるＳａｒｔｏｍｅｒ製品は、２２℃で約３５ダイン／ｃｍの表面張力を有する１，６ヘキサンジオールジアクリレートであるＳａｒｔｏｍｅｒ製品番号ＳＲ−２３８Ｂ、ならびに、独自のアルコキシ化脂肪族ジアクリレートとして説明され、２２℃で約３５ダイン／ｃｍの表面張力および２２℃で約１５ｃｐｓの粘度を有するＳａｒｔｏｍｅｒ製品番号ＳＲ−９２０９Ａを含み得る。有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、アルコキシ化脂肪族ジアクリレート成分の脂肪族部分は、３から１２の間の反復メチレン単位であってもよい。有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、アルコキシ化脂肪族ジアクリレート成分の脂肪族部分は、４から６の間の反復メチレン単位であってもよい。
【００５４】
様々なアルコキシ化脂肪族ジアクリレート成分に加えて、有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、様々な調合物の展着特性を調整するために、アルコキシ化脂肪族ジメタクリレート成分を使用してもよい。本教示の有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、調合物中に約１５ｗｔ．％までのアルコキシ化脂肪族ジメタクリレート成分を有してもよい。有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、アルコキシ化脂肪族ジメタクリレート成分の脂肪族部分は、３から１２の間の反復メチレン単位であってもよい。有機薄層インク組成物の様々な実施形態では、アルコキシ化脂肪族ジメタクリレート成分の脂肪族部分は、４から６の間の反復メチレン単位であってもよい。アルコキシ化脂肪族ジメタクリレートの式は、以下のように表すことができる。
【化１０】
2018532823.tif 000012
式中、ｎは、３から１２の間であってもよい。
【００５５】
重合プロセスの開始に関して、本教示の有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、重合プロセスを開始するために、多くの種類の光開始剤を利用し得る。様々な実施形態において、光開始剤は、約０．１ｗｔ．％から約１０ｗｔ．％、例えば約０．１ｗｔ．％から約８ｗｔ．％の範囲内の量で存在する。これは、光開始剤が約１ｗｔ．％から約６ｗｔ．％の範囲内の量で存在する実施形態を含み、さらに、光開始剤が約３ｗｔ．％から約６ｗｔ．％の範囲内の量で存在する実施形態を含み、またさらに、光開始剤が約３．７５ｗｔ．％から約４．２５ｗｔ．％の範囲内の量で存在する実施形態を含む。しかしながら、これらの範囲外の量もまた使用され得る。光開始剤は、Ｉ型またはＩＩ型光開始剤であってもよい。Ｉ型光開始剤は、放射線誘導開裂を受けて２つのフリーラジカルを生成し、その１つは反応性で重合を開始する。ＩＩ型光開始剤は、励起三重項状態への放射線誘発変換を受ける。励起三重項状態の分子は、次いで基底状態の分子と反応して、重合開始ラジカルを生産する。
【００５６】
所与のインク組成物に使用される特定の光開始剤は、望ましくは、ＯＬＥＤ材料を損傷しない波長でそれらが活性化されるように選択される。このために、インク組成物の様々な実施形態は、約３６８から約４２０ｎｍの範囲内にピークを有する主要な吸収を有する光開始剤を含む。光開始剤を活性化し、インク組成物の硬化を誘発するために使用される光源は、望ましくは、光開始剤の吸収範囲が光源の出力に一致または重複し、それにより光の吸収が重合を開始するフリーラジカルを創出するように選択される。好適な光源は、水銀灯およびＵＶ光発光ダイオードを含み得る。
【００５７】
アシルホスフィンオキシド光開始剤が使用されてもよいが、広範な光開始剤が使用され得ることを理解されたい。例えば、限定されないが、α−ヒドロキシケトン、フェニルグリオキシレート、およびα−アミノケトンクラスの光開始剤からの光開始剤もまた考慮され得る。フリーラジカルに基づく重合を開始するために、様々なクラスの光開始剤は、約２００ｎｍから約４００ｎｍの間の吸収プロファイルを有し得る。本明細書において開示されるインク組成物および印刷する方法の様々な実施形態において、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）および２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィネートが望ましい特性を有する。本教示のインク組成物および印刷方法の様々な実施形態において、アシルホスフィンオキシド光開始剤は、調合物の約０．１〜５ｗｔ．％であってもよい。アシルホスフィン光開始剤の例は、３８０ｎｍに吸収を有するＩ型溶血性開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）ＴＰＯ；３８０ｎｍに吸収を有するＩ型光開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）ＴＰＯ−Ｌ；および３７０ｎｍに吸収を有するＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）８１９の商品名で販売されている、ＵＶ硬化用のＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）ＴＰＯ（以前はＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）ＴＰＯの商品名でも入手可能であった）開始剤を含む。例示として、ＴＰＯ光開始剤を含むインク組成物を硬化させるために、１．５Ｊ／ｃｍ２までの放射エネルギー密度で３５０ｎｍから３９５ｎｍの範囲内の公称波長で発光する光源が使用され得る。適切なエネルギー源を使用して、高レベルの硬化が達成され得る。例えば、硬化膜の一部の実施形態は、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法により測定される、９０％またはそれよりも高い硬化度を有する。
【００５８】
所与のインク組成物に含める光開始剤の適切な量は、選択される光開始剤、架橋剤、および存在する場合には展着改質剤の性質に依存する。しかしながら、光開始剤の量は、望ましくは、インク組成物が印刷されたときからインク組成物が固体膜に硬化されたときまでに生じる体積変化を最小限にするように選択される。硬化の間に生じるインク組成物の体積変化を測定するための、および、その体積変化を最小限にするために所与のインク組成物に含まれる光開始剤の適切な量を正確に決定することができる精密な試験は、以下のように行うことができる。既知の体積目盛りを有する容器（例えばメスフラスコ）の底に、既知の体積のインク組成物を慎重に分注する。次いで、容器内のインク組成物を、架橋を誘発してインク組成物を固体膜に硬化させる放射線源に曝露する。次いで、容器上の体積目盛りにより示される体積に対応する体積の脱イオン（ＤＩ）水を、硬化膜を有する容器内に分注する。次いで、体積目盛りより上のＤＩ水の部分を容器から取り出し、秤量して、硬化膜の体積を決定する。例示として、試験は、実験室内で以下のように行うことができる。５ｍＬのガラス製メスフラスコを、ＵＶ硬化性インク組成物および手持ち式の紫外線（ＵＶ）ランプと共にグローブボックス内に置く。エッペンドルフ型ピペットおよび適切なチップを使用して、インク組成物の全てがフラスコの底に分注されるように、チップを側壁に接触させずに５００μＬのインク組成物をメスフラスコ内に慎重に分注する。メスフラスコをＵＶランプの上方に置き、適切な波長設定（例えば３６５ｎｍ）まで、インク組成物を完全に硬化させるのに十分な期間（例えば約１８０秒）ランプを点灯する。注：操作者は、ＵＶ保護眼鏡を着用すべきである。インク組成物が固体膜に硬化した後、ランプを消灯し、フラスコに栓をする。硬化膜を有する栓をしたフラスコを、グローブボックスから取り出す。ガラスの栓をとってフラスコを計量秤の上に置き、その空重を測定する。パスツールピペットを使用して、正確に５グラムのＤＩ水をメスフラスコ内に慎重に分注する（側壁を避けて）。次いで、秤からフラスコを下ろし、秤の上に空の乾燥バイアルを置き、その空重を測定する。新たに乾燥させたパスツールピペットを使用して、メスフラスコから５ｍＬ目盛りの上のＤＩ水の部分を慎重に取り出す。取り出しの終了時、水のメニスカスの底部は、視覚的検査により決定されるように、５ｍＬ目盛りに整合しなければならない。取り出されたＤＩ水の全量を、空のバイアル内に移し、その重量（ｗ１）を測定する。分注されたインク組成物の硬化から生じたパーセント体積変化（例えば体積減少）は、以下の式を使用して計算され得る。
体積変化％＝１００−（（ｗ１グラム／０．５グラム）×１００）
【００５９】
一般に、インクジェット印刷用途に有用なインク組成物のためには、インク組成物の表面張力、粘度および湿潤特性は、組成物が、印刷に使用される温度（例えば室温；約２２℃）においてインクジェット印刷ノズルに乾燥付着する、またはノズルを詰まらせることなく、ノズルを通して分注され得るように調整されるべきである。調合されたら、有機薄層インク組成物の様々な実施形態は、２２℃で約１０ｃｐｓから約２５ｃｐｓの間（例えば約１７ｃｐｓから約２１ｃｐｓの間を含む）の粘度、および２２℃で約３２ダイン／ｃｍから約４５ダイン／ｃｍの間（例えば約３８ダイン／ｃｍから約４１ダイン／ｃｍの間を含む）の表面張力を有し得る。吐出温度は約２２℃から約４０℃の間となり得るため、そのような温度範囲にわたって、有機薄層インク調合物の様々な実施形態は、印刷ヘッドの温度範囲内で、約７〜２５ｃｐｓの間（例えば約９ｃｐｓから約１９ｃｐｓの間を含む）の粘度、および約３０ダイン／ｃｍから約４５ダイン／ｃｍの間の表面張力を有し得る。
【００６０】
重合の開始は光により誘発され得ることを考慮して、インクは、光への曝露を防ぐように調製され得る。本教示の有機薄層インク組成物の調製に関して、様々な組成物の安定性を確実とするために、組成物は、暗い、もしくは非常に薄暗い室内で、または、重合を誘発する波長を除くように照明が制御された施設内で調製され得る。そのような波長は、一般に、約５００ｎｍ未満の波長を含む。例えば、光への直接曝露から保護する様式での有機薄膜インク調合物の実施形態の調製のために、清浄なアンバーバイアル（例えばＦａｌｃｏｎｓ、ＶＷＲトレースクリーン）の蓋が取り外され得、次いで秤の上に置かれ、空重が測定され得る。まず、所望量の光開始剤がバイアル内に秤量され得る。次いで、展着改質剤成分の添加後に、ポリエチレンジ（メタ）アクリレートがバイアル内に秤量され得る。次に、モノ（メタ）アクリレートモノマーがバイアル内に秤量され得る。最後に、架橋剤がバイアル内に秤量され得る。（上記説明は、様々な成分をインク組成物に逐次組み込むための１つのプロトコールを解説したものである。他のプロトコールが使用されてもよい。）均一濃度の成分を提供するための混合に関して、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティング磁気撹拌棒をバイアル内に挿入して、バイアルの蓋をしっかりと閉めることができる。次いで溶液は、例えば、室温から５０℃までの範囲内の温度および６００〜１０００ｒｐｍで３０分間撹拌され得る。その後、インク組成物は、例えば、０．１μｍまたは０．４５μｍのＰＴＦＥシリンジフィルターまたは真空もしくは加圧フィルターにより濾過され得、続いて周囲温度で３０分間超音波処理され得る。これでインク組成物は使用可能な状態であるが、例えば圧縮乾燥空気グローブボックス内で光から遠ざけて保存されるべきである。説明されるような有機薄膜インク調製物の様々な実施形態は、２２℃で約１７ｃｐｓから約２１ｃｐｓの間の粘度、および２２℃で約３４ダイン／ｃｍから約４１ダイン／ｃｍの間の表面張力を有し得る。
【００６１】
インク組成物が調製されたら、分子篩ビーズの存在下で１日またはそれよりも多くの期間混合することにより脱水され、次いで乾燥不活性雰囲気、例えば圧縮乾燥空気雰囲気下で保存され得る。インク組成物は、早期重合を回避または最小限にするために、暗室灯下または暗所で保存されるべきである。例えば、インク組成物は、アンバーバイアル内で保存され得る。乾燥処理および乾燥不活性雰囲気内での保存は、インク組成物の含水量を、組成物が使用可能な状態となるまで、インクジェット印刷に望ましい約４００ｐｐｍ未満（例えば約２００ｐｐｍ未満を含む）に維持することができる。インク組成物の含水量を低減するために、脱水プロセスが行われてもよく、分子篩ビーズ（例えば３オングストローム；１０％ｗ／ｗ）を組成物に添加し、組成物を、ローラー上に置いて、ある期間（例えば５日間）穏やかにかき混ぜ、その後、インク組成物を、濾過して、圧縮乾燥空気雰囲気等の乾燥雰囲気中に移し、アンバーバイアル内に等分し、続いてバイアルに蓋をして、バイアル内に乾燥空気ヘッドスペースが提供され得る。同じ手順を使用して、圧縮乾燥空気ヘッドスペースについて同じ結果をもたらすことができる。
【００６２】
インク組成物、特に室温（２２℃）で乾燥不活性雰囲気下で保存されたものは、視覚的検査下で沈殿または分離が見られないこと、ならびにその室温粘度および表面張力における安定性により決定されるように、長期間安定となり得る。インク組成物の粘度および表面張力に大きな変化は記録されなかったが、暗所での圧縮乾燥空気雰囲気下での室温における少なくとも１６０日間は、いかなる変化も測定誤差の範囲内とみなされる。
【００６３】
インク組成物は、本明細書にその全体が組み込まれる米国特許第８，７１４，７１９号に記載のもの等の印刷システムを使用して印刷され得る。膜は、ＵＶ放射線を使用して、不活性窒素環境内で硬化され得る。硬化膜は、高い透明度および均一な厚さを示す。
【００６４】
本発明のインク組成物の様々な実施形態は、ガラス、シリコン、および／または窒化ケイ素等の基板上に、連続的で明確なエッジを有する薄膜としてインクジェット印刷され得る。これは、明確なエッジおよび約６μｍ以下の厚さを有する連続薄膜として印刷され得るインク組成物の実施形態を含み、さらに、明確なエッジおよび約４μｍ以下の厚さを有する連続薄膜として印刷され得るインク組成物の実施形態を含み、さらに、明確なエッジおよび約２μｍ以下の厚さを有する連続薄膜として印刷され得るインク組成物の実施形態を含み、またさらに、明確なエッジおよび約１μｍ以下の厚さを有する連続薄膜として印刷され得るインク組成物の実施形態を含む。例えば、インク組成物は、約２μｍから約８μｍの範囲内の厚さを有する薄膜を含む、約１μｍから約１０μｍの範囲内、またはより厚い厚さを有する薄膜を印刷するために使用され得る。これらの薄膜は、例えば５％またはそれ未満の膜厚変動を伴って達成され得る。非常に薄い膜（例えば２μｍまたはそれ未満の厚さを有する膜）が望ましい、または必要とされる用途においては、より高展着性のインク組成物が使用されるべきである。一般に、これらのインク組成物は、高展着性モノ（メタ）アクリレート、例えばｎ−オクタデシル（メタ）アクリレートまたはＩＳＯＢＡを含む。より厚いフィルムが好適である用途においては、インク組成物は、インク組成物を基板表面に固定する傾向がより高いモノ（メタ）アクリレート、例えばＤＣＰＯＥＡを含んでもよい。
【００６５】
以下で議論されるように、インク組成物の主要な特性は吐出性であり、これはインク組成物の全体的粘度に依存する。モノ（メタ）アクリレートモノマーは、インク組成物の実質的な部分を構成するため、それらのモノマーは、インク組成物の他の成分と組み合わされた場合に吐出可能なインク組成物を提供する粘度を有するべきである。典型的には、好適なモノ（メタ）アクリレートモノマーは、２２℃で約１０ｃｐｓから約２７ｃｐｓの範囲内の粘度を有する。モノ（メタ）アクリレートモノマーの混合物が使用される場合、これは、２２℃で約１０ｃｐｓから約２７ｃｐｓの範囲内の粘度を有する混合物である。したがって、モノ（メタ）アクリレートモノマーの組合せは、それに含有されるモノ（メタ）アクリレートモノマーの１つが２２℃で１０ｃｐｓ未満、または２２℃で２７ｃｐｓよりも高い粘度を有する場合であっても、２２℃で約１０ｃｐｓから約２７ｃｐｓの範囲内の粘度を有し得る。
【００６６】
以下の考慮点は、所望の展着特性（例えば高展着性または低展着性）を有するインク組成物を達成するための好適な構造または特性を有するモノ（メタ）アクリレートモノマーの選択におけるいくつかの追加的な一般指針を提供し得る。しかしながら、これらの指針は、厳正な要件を提供することを意図せず、本発明のインク組成物における使用に好適なモノ（メタ）アクリレートモノマーは、本明細書において提供される指針から逸脱する展着特性を示してもよい。高展着性であるモノ（メタ）アクリレートモノマーの一部の実施形態は、高い炭素含量、および存在する場合にはわずかなヘテロ原子（例えば酸素原子）を有する直鎖炭素鎖を含み、一方、インク組成物の液滴を表面に固定し、展着に抵抗する傾向を有するモノ（メタ）アクリレートモノマーは、比較的高いヘテロ原子含量、および／または存在する場合にはわずかな直鎖炭素鎖を特徴とし得る。例示として、いかなるヘテロ原子も含まない炭素に富む長鎖を有するＯｃｔａＭは、高展着性のインク組成物を形成するために使用され得る。さらに、インクに均一な展着性を付与するモノ（メタ）アクリレートの傾向は、組成物中の他の主要ポリマーに対するその構造的類似性により影響され得る。したがって、実質的な量の２種またはそれよりも多くのモノ（メタ）アクリレートモノマーが組み合わされる場合、環式基等の共通した構造的特徴を有するモノ（メタ）アクリレートモノマーを使用することが有利となり得る。例示として、ＤＣＰＯＥＡ含有インク組成物の展着性を増加させるために、ＩＳＯＢＡがＤＣＰＯＥＡと組み合わされてもよく、これらは共に二環式構造を有する。
【００６７】
膜厚および均一性は、Ｖｅｅｃｏ  Ｄｅｋｔａｋ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒツール等の表面形状測定装置ツールを使用して測定され得る。厚さ測定を実行するために、基板上で、例えば鋭い針を使用して膜上に傷を付けることができる。次いで、基板をツールの上に置き、傷穴の高さを測定することができるが、これは、基板上に印刷された膜の厚さを表す。膜均一性の概念を例示するために、図２Ａは、エッジ補償を組み込まずに印刷された厚さ８μｍの膜を示し、予測通り膜のエッジ部を除いて均一性を示している。図２Ｂは、エッジ補償を使用して印刷された厚さ１６μｍの膜であり、予測通り均一性を示している。印刷された膜に対してエッジ補償を行うための方法は、２０１５年３月３１日に発行された、Ｉｎｋ−Ｂａｓｅｄ  Ｌａｙｅｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ  ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓという名称の米国特許第８，９９５，０２２号に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。さらに例示として、本発明のインク組成物を用いて作成された硬化膜の一部の実施形態は、５５０ｎｍおよびそれよりも高い波長で、９０％またはそれよりも高い透過率を有し得る。これは、５５０ｎｍおよびそれよりも高い波長で９９％またはそれよりも高い、および９９．５％またはそれよりも高い透過率を有する硬化膜を含む。
【００６８】
インク組成物は、インクジェット印刷により塗布されるように設計され、したがって吐出性を特徴とし、吐出可能なインク組成物は、印刷ヘッドのノズルを通して連続的に吐出された場合、経時的に一定の、または実質的に一定の落下速度、落下体積および落下軌道を示す。さらに、インク組成物は、望ましくは、良好なレイテンシー特性を特徴とし、レイテンシーとは、性能の顕著な低減、例えば画質に著しく影響する落下速度もしくは体積の低減および／または軌道の変化が現れるまで、ノズルがカバーなしで放置され待機し得る時間を指す。本発明のインク組成物の様々な実施形態は、少なくとも１５分の期間の安定な吐出、および少なくとも１５分のレイテンシー時間を特徴とする。
【００６９】
インク組成物のインクジェット印刷用途への好適性は、インクジェット印刷ヘッドのノズルを通したその最大安定吐出周波数によりさらに測定され得る。安定な吐出を示すインク組成物は、吐出周波数の範囲にわたり、一定の、または実質的に一定の落下速度、落下体積および落下軌道を有する。しかしながら、インク組成物の安定吐出周波数範囲を超えると、その落下速度、落下体積および／または落下軌道は、吐出周波数の増加と共に不規則となる。安定な吐出周波数を有するインク組成物を提供するためには、それ自体が良好な吐出特性を有する成分からインク組成物を調合することが望ましい。したがって、インク組成物の一部の実施形態では、展着改質剤は、高い吐出安定性を特徴とするように選択される。本発明のインク組成物の様々な実施形態は、２２℃で少なくとも２３ｋＨｚの最大安定吐出周波数を有する展着改質剤を含む。これは、２２℃で少なくとも２４ｋＨｚの最大安定吐出周波数を有する展着改質剤を含むインク組成物の実施形態を含み、またさらに、２２℃で少なくとも２５ｋＨｚの最大安定吐出周波数を有する展着改質剤を含むインク組成物の実施形態を含む。
【００７０】
インクジェットノズルを通した安定な吐出を、図９（Ａ）、９（Ｂ）および９（Ｃ）に例示するが、これらは、それぞれ、２２℃で約２４ｋＨｚの吐出周波数まで、および２５℃で約２６ｋＨｚの吐出周波数まで安定な吐出を示す展着改質剤ＳＲ−９２０９Ａの、落下体積、落下速度および落下軌道（角度）に対する増加した吐出周波数の効果を示している。図９（Ａ）から９（Ｃ）に示される周波数応答は、ＳＲ−９２０９Ａを、落下測定機器に結合された印刷ヘッドに投入することにより測定された。安定な吐出範囲を確立するために、発射のための波形が形成され、パルス時間および電圧が調整および最適化される。例えば、インクジェット試験を行って、２２℃および２５℃における落下体積、落下速度および落下軌道に対する周波数の変化の効果を検査することにより、展着改質剤の印刷性能を評価することができる。パルス時間および電圧を最適化した後のこの種の周波数応答試験からの結果の例が図９（Ａ）から９（Ｃ）のグラフに例示されているが、これらは、それぞれＳＲ−９２０９Ａの落下体積、速度および軌道の周波数応答を示している。試験は、Ｄｉｍａｔｉｘ（商標）ＳＸ３印刷ヘッド、および落下測定機器としてＩｍａｇｅＸｐｅｒｔ（登録商標）によるＪｅｔＸｐｅｒｔシャドウグラフ機構を使用して行った。
【００７１】
展着改質剤等の所与の組成物の吐出周波数応答は、吐出周波数が増加すると共に（ただし、不安定な吐出を特徴付ける不規則な吐出周波数応答の発生前）、落下体積および落下速度においていくらかの上下変動を示し得る。組成物は、組成物の安定吐出周波数範囲の上限周波数端であっても均一で再現性のある堆積を提供するために、これらの落下体積および速度変動の程度を最小限にすることが望ましい。本発明のインク組成物の様々な実施形態は、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１５％以下の落下体積変動を生じる展着改質剤を含む。これは、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１２％以下の落下体積変動を生じる展着改質剤を含むインク組成物を含み、またさらに、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１０％以下の落下体積変動を生じる展着改質剤を含むインク組成物を含む。本発明のインク組成物の様々な実施形態は、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１５％以下の落下速度変動を生じる展着改質剤を含む。これは、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１２％以下の落下速度変動を生じる展着改質剤を含むインク組成物を含み、またさらに、２２℃でのその最大安定吐出周波数まで、約１０％以下の落下速度変動を生じる展着改質剤を含むインク組成物を含む。
【００７２】
２２℃および２５℃における吐出周波数の関数としての落下体積および速度変動を、図１０（Ａ）および１０（Ｂ）に例示するが、これらは、それぞれ、図９（Ａ）〜９（Ｃ）のＳＲ−９２０９Ａの落下体積および落下速度変動を示す。ＳＲ−９２０９Ａは、２５℃での最大安定吐出周波数まで、約１０％以下の落下体積変動および約１２％以下の落下速度変動を有する。また、調合されたインク組成物は、室温において、またさらにより高い吐出温度において、高い周波数で安定に吐出することができる。
【００７３】
例示的インク組成物
【００７４】
レイテンシー時間は、吐出の終了から、不適切な液滴発射をもたらす蓋をされていないノズル内のインク組成物の乾燥の開始までの間の時間である。レイテンシー試験は、全てのノズルが発射していることを確認すること；１５分間吐出を停止すること；ノズルを呼び水処理することなく吐出を再開すること；および吐出が停止される前と同様に全てのノズルが発射していることを確認することにより行うことができる。
【００７５】
表１〜３は、モノメタクリレートモノマーであるｎ−オクタデシルメタクリレート（ＯｃｔａＭ）を含む、ＯｃｔａＭ−１、ＯｃｔａＭ−２およびＯｃｔａＭ−３で指定されるインク組成物を示す。これらのインク組成物はそれぞれ、少なくとも１５分のレイテンシー時間を有し、ＯＬＥＤデバイス用のポリマー薄膜カプセル化層の印刷における使用に好適な液滴展着特性および印刷エッジを有していた。これらの、および以下で議論される他のインク組成物は、印刷直後に直線的な印刷エッジを提供したが、印刷されたインクが硬化した後に非直線性を補正するためにレーザー切断等の後続の処理ステップが使用される限り、非直線的な印刷エッジを提供するインク組成物が使用されてもよい。
【００７６】
【表１】
2018532823.tif 000013
【００７７】
調合物１は、２０．３℃で１７．２ｃｐｓの粘度、および２０．３℃で３４．２ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００７８】
【表２】
2018532823.tif 000014
【００７９】
調合物２は、１８．８℃で１８．６ｃｐｓの粘度、および１８．８℃で３４．３ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００８０】
【表３】
2018532823.tif 000015
【００８１】
調合物３は、１８．５℃で１７．２ｃｐｓの粘度、および１８．５℃で３４．３ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００８２】
調合物３の液滴展着および印刷エッジ品質を、それぞれ図１１および図１２の画像に示す。図１１Ａは、印刷から４０秒後のインク組成物の液滴を示し、図１１Ｃは、１５分後の同じ液滴を示す。（図１１Ｂおよび１１Ｄは、それぞれ図１１Ａおよび１１Ｃの画像を再現した線図である。）図１１Ａおよび１１Ｂにおける液滴の近似的直径は、それぞれ１６０μｍおよび２２０μｍである。図１２Ａは、印刷から４０秒後の印刷エッジを示し、図１２Ｃは、印刷から１０分後の同じ印刷エッジを示す。（図１２Ｂおよび１２Ｄは、それぞれ図１２Ａおよび１２Ｃの画像を再現した線図である。）展着挙動を評価するためには、インク組成物の液滴をＸ，Ｙ座標に沿って印刷し、それらの寸法を経時的に観察および／または画像化する。印刷エッジ品質および展着を評価するためには、インク組成物の連続的な正方形膜を印刷し、経時的に観察および／または画像化する。
【００８３】
表４および５は、モノアクリレートモノマーであるＤＣＰＯＥＡを含む、調合物４および調合物５で指定されるインク組成物を示す。これらのインク組成物は共に、少なくとも１５分のレイテンシー時間を有し、ＯＬＥＤデバイス用のポリマー薄膜カプセル化層の印刷における使用に好適な液滴展着特性および印刷エッジを有していた。
【００８４】
【表４】
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【００８５】
調合物４は、２２．４℃で２０．１ｃｐｓの粘度、および２２．４℃で３９．２ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００８６】
【表５】
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【００８７】
調合物５は、２３．６℃で１８．５ｃｐｓの粘度、および２３．６℃で３９．３ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００８８】
調合物５の液滴展着および印刷エッジ品質を、それぞれ図１３および図１４の画像に示す。図１３Ａは、印刷から３分後のインク組成物の液滴を示し、図１３Ｃは、印刷から１０分後の同じ液滴を示す。（図１３Ｂおよび１３Ｄは、それぞれ図１３Ａおよび１３Ｃの画像を再現した線図である。）図１３Ａおよび１３Ｃにおける液滴の直径は、約９０μｍから約１００μｍの範囲内であり、印刷から１０分後でも液滴直径が実質的に不変であることを例示している。図１４Ａは、印刷から３分後の印刷エッジを示し、図１４Ｃは、印刷から１０分後の同じ印刷エッジを示す。（図１４Ｂおよび１４Ｄは、それぞれ図１４Ａおよび１４Ｃの画像を再現した線図である。）図１３に示されるように、ＤＣＰＯＥＡ系インク組成物は、液滴展着がほとんどないことが望ましい用途に使用され得る。
【００８９】
表６および７は、調合物６および調合物７で指定されるインク組成物を示す。これらのインク組成物は、ＤＣＰＯＥＡおよびＩＳＯＢＡモノマーの混合物を含む。ＩＳＯＢＡモノマーは、印刷されたインク液滴の展着を、唯一のモノ（メタ）アクリレートモノマーとしてＤＣＰＯＥＡを含むインク組成物に比べて約１５％増加させるために使用される。これらのインク組成物は、少なくとも１５分のレイテンシー時間を有し、ＯＬＥＤデバイス用のポリマー薄膜カプセル化層の印刷における使用に好適な液滴展着特性および印刷エッジを有していた。
【００９０】
【表６】
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【００９１】
調合物６は、２２．８℃で１７．６ｃｐｓの粘度、および２２．８℃で３７．５ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００９２】
【表７】
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【００９３】
調合物７は、２７．７℃で１６．１ｃｐｓの粘度、および２７．７℃で３８．１ダイン／ｃｍの表面張力を有していた。
【００９４】
インク組成物調合物６の印刷エッジ品質を、図１５の画像に示す。図１５Ａは、印刷から２分後の印刷エッジを示し、図１５Ｃは、印刷から３分後の同じ印刷エッジを示す。（図１５Ｂおよび１５Ｄは、それぞれ図１５Ａおよび１５Ｃの画像を再現した線図である。）
【００９５】
調合物７の液滴展着および印刷エッジ品質を、それぞれ図１９および図２０の画像に示す。図１９Ａは、印刷から３０秒後のインク組成物の液滴を示し、図１９Ｂは、印刷から１０分後の同じ液滴を示す。図２０Ａは、印刷から１分後の印刷エッジを示し、図２０Ｂは、印刷から１０分後の同じ印刷エッジを示す。（図１９Ｂおよび１９Ｄは、それぞれ図１９Ａおよび１９Ｃの画像を再現した線図である。図２０Ｂおよび２０Ｄは、それぞれ図２０Ａおよび２０Ｃの画像を再現した線図である。）
【００９６】
硬化後、調合物３、５、および７を使用してシリコンウエハーの表面上にインクジェット印刷された１ｃｍ２の面積を有する膜の連続性を視覚的に観察し、その厚さを形状測定により測定した。調合物３を使用して、２μｍ、４μｍ、６μｍ、および８μｍの厚さを有する連続膜の印刷に成功し；調合物５を使用して、６μｍおよび８μｍの厚さを有する連続膜の印刷に成功し；調合物７を使用して、４μｍ、６μｍ、および８μｍの厚さを有する連続膜の印刷に成功した。調合物３を使用して印刷された２μｍ膜；調合物５を使用して印刷された６μｍ膜；および調合物７を使用して印刷された４μｍ膜の表面形状測定グラフを、それぞれ図１６、図１７、および図１８に示す。本明細書において挙げられた膜厚は、エッジ補償が適用されたものと仮定して、すなわち図１６、１７、および１８の形状測定グラフにおいて示される最外エッジでの急激な厚さ変動を含まない、エッジからエッジまで測定された硬化膜の平均厚を指す。
【００９７】
（基板上の有機薄膜形成のためのシステムおよび方法）
【００９８】
本明細書において以前に議論されたように、様々な基板上の様々なＯＬＥＤデバイスの製造は、高収率製造を確実とするために、不活性で実質的に粒子を含まない環境内で行うことができる。
【００９９】
様々なＯＬＥＤデバイスの製造において使用され得る基板サイズに関するより明確な観点のために、１９９０年代の始め頃から、ＯＬＥＤ印刷以外で製作されるフラットパネルディスプレイ用に、マザーガラス基板サイズの世代が進化を遂げている。Ｇｅｎ１として指定されるマザーガラス基板の第１世代は、約３０ｃｍ×４０ｃｍであり、したがって１５インチパネルを生産することができる。１９９０年代中頃に、フラットパネルディスプレイを生産するための既存の技術は、約６０ｃｍ×７２ｃｍの寸法を有するＧｅｎ３．５のマザーガラス基板サイズまで進化した。それと比較して、Ｇｅｎ５．５基板は、約１３０ｃｍ×１５０ｃｍの寸法を有する。
【０１００】
世代が進むにつれて、Ｇｅｎ７．５およびＧｅｎ８．５のマザーガラスサイズは、ＯＬＥＤ印刷以外の製作プロセス用に生産されている。Ｇｅｎ７．５マザーガラスは、約１９５ｃｍ×２２５ｃｍの寸法を有し、基板当たり８個の４２インチまたは６個の４７インチフラットパネルに切り出すことができる。Ｇｅｎ８．５において使用されるマザーガラスは、約２２０ｃｍ×２５０ｃｍであり、基板当たり６個の５５インチまたは８個の４６インチフラットパネルに切り出すことができる。より真の色、より高いコントラスト、薄さ、柔軟性、透明性、およびエネルギー効率等の品質のためのＯＬＥＤフラットパネルディスプレイの有望性は実現されているが、同時にＯＬＥＤ製造は実際にはＧ３．５およびそれ未満に制限されている。現在、ＯＬＥＤ印刷は、この制限を打ち破り、Ｇｅｎ３．５およびそれ未満のマザーガラスサイズだけでなく、Ｇｅｎ５．５、Ｇｅｎ７．５、およびＧｅｎ８．５等の最大マザーガラスサイズでのＯＬＥＤパネル製造を可能にするための最適な製造技術であると考えられている。ＯＬＥＤパネルディスプレイ技術の特徴の１つは、様々な基板材料、例えば、限定されないが、様々なガラス基板材料、および様々なポリマー基板材料が使用され得るという点である。その点で、ガラスベース基板の使用から派生する用語から挙げられるサイズは、ＯＬＥＤ印刷における使用に好適な任意の材料の基板に適用され得る。
【０１０１】
下の表８は、様々なＯＬＥＤデバイス用の世代基板に関係する様々な情報源においてしばしば見ることができるように、世代基板の指定をサイズに関係付けている。下の表９は、世代サイズ基板に関係する様々な情報源において現在利用可能ないくつかの公知の世代サイズ基板のアスペクト比および面積を要約したものである。製造者間で、アスペクト比、ひいてはサイズの変動が認められ得ることを理解されたい。さらに、表９に提供される情報は、産業の進化を考慮して変化し得ることを理解されたい。その点で、特定の世代サイズ基板、および平方メートルの面積に対する更新された変換率を、様々な世代サイズ基板のいずれかに対して得ることができる。
【表８】
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【０１０２】
原則的に大型フォーマット基板サイズを含む様々な基板サイズの印刷を可能にし得る製造ツールは、そのようなＯＬＥＤ製造ツールを格納するために、実質的に大きな設備を必要とし得る。したがって、大きな設備全体を不活性雰囲気下に維持することは、大量の不活性ガスの連続的清浄化等の工学的課題を呈する。ガス封入システムの様々な実施形態は、ガス封入部の外側のガス清浄化システムと併せて、ガス封入アセンブリ内に循環および濾過システムを有してもよく、それらは一緒になって、ガス封入システム全体にわたり実質的に低いレベルの反応種を有する実質的に低微粒子の不活性ガスの連続的循環を提供し得る。本教示によれば、不活性ガスは、定義された組の条件下で製作されている生成物を悪い方向に改変しない任意のガスであってもよい。ＯＬＥＤデバイスの様々な実施形態のプロセスのための不活性ガスのいくつかの一般的に使用される限定されない例は、窒素、希ガスのいずれか、およびそれらの任意の組合せを含み得る。本教示のシステムおよび方法は、水蒸気および酸素、ならびに様々な印刷プロセスから生成された有機溶媒蒸気等の様々な反応性大気ガスの汚染を防止するために、本質的に密封される大きな設備を提供し得る。本教示によれば、ＯＬＥＤ印刷設備は、水蒸気および酸素、ならびに有機溶媒蒸気等の様々な反応性大気ガスを含む様々な反応種のそれぞれの種のレベルを、１００ｐｐｍまたはそれ未満、例えば１０ｐｐｍもしくはそれ未満、１．０ｐｐｍもしくはそれ未満、または０．１ｐｐｍもしくはそれ未満に維持する。
【０１０３】
反応種のそれぞれのレベルが目標となる低いレベルに維持されるべき設備内でＯＬＥＤパネルを印刷する必要性は、表９において要約される情報を勘案して例示され得る。表９において要約されるデータは、大画素スピンコーティングデバイスフォーマットで製作された、赤、緑、および青のそれぞれの有機薄膜組成物を含む試験クーポンのそれぞれの試験から得られた。そのような試験クーポンは、様々な調合物およびプロセスの迅速な評価を目的とした製作および試験が実質的により容易である。試験クーポン試験は、印刷パネルの寿命試験と混同されるべきでないが、様々な調合物およびプロセスの寿命に対する影響を示し得る。下の表に示される結果は、試験クーポンの製作におけるプロセスステップの変動を表すが、窒素環境内で製作された試験クーポンに対してスピンコーティング環境のみが変動し、反応種は、同様ではあるが窒素環境の代わりに空気中で製作された試験クーポンと比較して、１ｐｐｍ未満であった。
【０１０４】
異なるプロセス環境下で製作された試験クーポンに対する、下に示される表９中のデータを検査すれば、特に赤および青の場合において、反応種に対する有機薄膜組成物の曝露を効果的に低減する環境内での印刷が、様々なＥＬの安定性、ひいては寿命に対する実質的な影響を有し得ることが明らかである。寿命の仕様は、全てのパネル技術における製品仕様であるディスプレイ製品の長寿命に直接相関するため、ＯＬＥＤパネル技術において特に重要であるが、ＯＬＥＤパネル技術がこれを達成するのは困難であった。必要な寿命の仕様を達成するパネルを提供するために、水蒸気、酸素、および有機溶媒蒸気等の反応種のそれぞれのレベルは、本教示のガス封入システムの様々な実施形態により、１００ｐｐｍまたはそれ未満、例えば１０ｐｐｍもしくはそれ未満、１．０ｐｐｍもしくはそれ未満、または０．１ｐｐｍもしくはそれ未満に維持され得る。
【表９】
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【０１０５】
極めて微細な粒子であってもＯＬＥＤパネル上に視認され得る欠陥をもたらし得るため、不活性環境を提供することに加えて、ＯＬＥＤ印刷には実質的に低粒子の環境を維持することが特に重要である。ガス封入システム内の粒子制御は、例えば開放空気高流量層流濾過フード下の大気条件において実行され得るプロセスでは示されなかった大きな課題を呈し得る。
【０１０６】
例として、製造設備は、例えば限定されないが印刷システムを操作するために必要な、光学的、電気的、機械的および流体的接続を提供するために、様々なシステムおよびアセンブリから動作可能に接続され得る実質的な長さの様々なサービスバンドルを必要とし得る。印刷システムの操作において使用され、印刷のために位置付けられた基板の近位に位置するそのようなサービスバンドルは、微粒子状物質の継続的な源となり得る。さらに、印刷システムにおいて使用される構成要素、例えば摩擦軸受を使用するファンまたは直線モーションシステムは、粒子生成性の構成要素となり得る。本教示のガス循環および濾過システムの様々な実施形態は、微粒子状物質を含有および排出するために、粒子制御構成要素と併せて使用され得る。さらに、様々な本来低粒子生成性の空気圧動作構成要素、例えば、限定されないが、基板浮上テーブル、空気軸受、および空気圧動作ロボット、ならびに同様のものを使用することにより、ガス封入システムの様々な実施形態のための低粒子環境が維持され得る。実質的に低粒子の環境の維持に関して、ガス循環および濾過システムの様々な実施形態が、クラス１からクラス５により指定される、国際標準化機構標準（ＩＳＯ）１４６４４−１：１９９９、「Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ  ａｎｄ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １：Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｉｒ  ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ」の標準に適合する、浮遊微粒子の低粒子不活性ガス環境を提供するように設計され得る。
【０１０７】
図３に示されるように、基板上に有機薄膜インクを印刷し、次いでインクを硬化させるプロセス１００は、製造ツールから基板を移すステップ１１０を含んでもよく、例えば、気相堆積プロセスを使用して無機カプセル化層がＯＬＥＤ基板デバイス上に製作された。本明細書において後により詳細に議論されるように、基板は、無機カプセル化製作ツールから印刷ツールの印刷モジュールに移されてもよい。パターン（ｐａｔｔｅｒｅｄ）エリア印刷を利用し得る様々なプロセスに対してインクジェット印刷の多くの利点が存在し得る。まず、そのようなインクジェットベースの製作は大気圧下で行うことができるため、様々な減圧プロセス操作が排除され得る。さらに、インクジェット印刷プロセス中、有機カプセル化層は、活性領域の側方縁部を含めた活性領域を効果的にカプセル化するために、活性領域の上、およびその近位のＯＬＥＤ基板の一部をカバーするように局在化され得る。インクジェット印刷を使用した標的化パターニングにより、材料浪費が排除され、また、粒子汚染の増加をもたらし得る、有機層のパターニングを達成するために典型的に必要とされる追加的プロセスが排除される。例えば、マスキングは、パターン膜堆積に使用される周知の技術であるが、マスキング技術は、実質的な粒子汚染を創出し得る。
【０１０８】
ステップ１２０において、本教示による有機薄層インクの様々な実施形態を使用して、標的印刷エリア上に有機薄膜層を印刷するために印刷ツールを使用することができる。プロセスの技術分野において、全平均サイクル時間またはＴＡＣＴが、特定のプロセスサイクルの時間の単位の表現となり得る。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態において、有機薄膜インクを印刷するステップのために、ＴＡＣＴは、約３０秒から約１２０秒の間であってもよい。その後、ステップ１３０により示されるように、基板は、印刷ツールの印刷モジュールから硬化モジュールに移されてもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態によれば、ステップ１４０により示されるような硬化させるステップに関して、硬化が開始される前に、印刷された有機薄膜インクを、均一な厚さの膜層に到達させるステップが行われてもよい。様々な実施形態において、そのような平滑化ステップは、別個のステップとみなすことができる。システムおよび方法の様々な実施形態において、平滑化は、専用チャンバー内、例えば保持チャンバー内で行われてもよく、次いで、基板は、硬化チャンバーに移されてもよい。本教示の様々な実施形態において、本明細書でより詳細に議論されるように、平滑化するステップは、硬化するステップと同じチャンバー内で行われてもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態によれば、平滑化するステップのＴＡＣＴは、約１７０秒から約２１０秒の間であってもよく、一部の実施形態による硬化ステップのＴＡＣＴは、約１５秒から６０秒の間であってもよく、他の実施形態においては約２５秒から約３５秒の間であってもよい。硬化ステップ１４０の後、基板は、プロセス１００のプロセスステップ１５０により示されるように、ＵＶ硬化モジュールから、出力側ロードロックチャンバー等の別のプロセスチャンバーに移されてもよい。
【０１０９】
図３のプロセス１００を達成するために、不活性で実質的に粒子を含まない環境を提供し得る本教示の製造ツールの様々な実施形態が、例えば図４に示されるように使用され得る。図４は、第１のモジュール４４００、印刷モジュール４５００、および第２のモジュール４６００を含んでもよい、本教示の様々な実施形態によるＯＬＥＤ印刷ツール４０００の斜視図を示す。第１のモジュール４４００等の様々なモジュールが、第１の移送チャンバー４４１０を有してもよく、これは、指定された機能を有する様々なチャンバーに対応するために、第１の移送チャンバー４４１０の各側にゲート４４１２等のゲートを有してもよい。図４に示されるように、第１の移送チャンバー４４１０は、第１のロードロックチャンバー４４５０の第１の移送チャンバー４４１０との統合のためのロードロックゲート（図示せず）、および、第１の緩衝チャンバー４４６０の第１の移送チャンバー４４１０との統合のための緩衝ゲート（図示せず）を有してもよい。第１の移送チャンバー４４１０のゲート４４１２は、移動可能であってもよいチャンバーまたはユニット、例えば、限定されないがロードロックチャンバー用に使用され得る。エンドユーザーが例えばプロセスを監視するために、第１の移送チャンバー４４１０の観察窓４４０２および４４０４、ならびに第１の緩衝チャンバー４４６０の観察窓４４０６等の観察窓が提供されてもよい。印刷モジュール４５００は、第１のパネルアセンブリ４５２０、印刷システム封入アセンブリ４５４０、および第２のパネルアセンブリ４５６０を有してもよいガス封入部４５１０を含んでもよい。ガス封入部４５１０は、印刷システムの様々な実施形態を格納し得る。
【０１１０】
ガス封入部の様々な実施形態は、基板支持装置が装着され得る印刷システムベースの輪郭に沿っていてもよい。さらに、ガス封入部は、キャリッジアセンブリのＸ軸移動に使用されるブリッジ構造の輪郭に沿っていてもよい。限定されない例として、本教示による輪郭に沿ったガス封入部の様々な実施形態は、Ｇｅｎ３．５からＧｅｎ１０の基板サイズを印刷することができる印刷システムの様々な実施形態を格納するために、約６ｍ３から約９５ｍ３の間のガス封入体積を有してもよい。さらなる限定されない例として、本教示による輪郭に沿ったガス封入部の様々な実施形態は、例えばＧｅｎ５．５からＧｅｎ８．５の基板サイズを印刷することができる印刷システムの様々な実施形態を格納するために、約１５ｍ３から約３０ｍ３の間のガス封入体積を有してもよい。輪郭に沿ったガス封入部のそのような実施形態は、幅、長さおよび高さの輪郭に沿っていない寸法を有する輪郭に沿っていない封入部と比較して、約３０％から約７０％の間の体積節約を提供することができる。
【０１１１】
図４の第２のモジュール４６００は、第２の移送チャンバー４６１０を含んでもよく、これは、指定された機能を有する様々なチャンバーに対応するために、第２の移送チャンバー４６１０の各側にゲート４６１２等のゲートを有してもよい。図４に示されるように、第２の移送チャンバー４６１０は、第２のロードロックチャンバー４６５０の第２の移送チャンバー４６１０との統合のためのロードロックゲート（図示せず）、および、第２のチャンバー４６６０の第２の移送チャンバー４６１０との統合のためのゲート（図示せず）を有してもよい。第２の移送チャンバー４６１０のゲート４６１２は、移動可能であってもよいチャンバーまたはユニット、例えば限定されないがロードロックチャンバー用に使用され得る。エンドユーザーが例えばプロセスを監視するために、第２の移送チャンバー４６１０の観察窓４６０２および４６０４等の観察窓が提供されてもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態によれば、図４のチャンバー４６６０は、ＵＶ硬化モジュールであってもよい。例えば、図４のチャンバー４６６０は、図５に示されるようなＵＶ硬化モジュールであってもよい。
【０１１２】
第１のロードロックチャンバー４４５０および第２のロードロックチャンバー４６５０は、それぞれ第１の移送チャンバー４４１０および第２の移送チャンバー４６１０と貼付け可能に関連してもよく、または、チャンバーの近位での使用のために容易に位置付けられ得るように、車輪もしくはトラックアセンブリ上等で移動可能であってもよい。本教示によれば、ロードロックチャンバーは、支持構造に装着されてもよく、少なくとも２つのゲートを有してもよい。例えば、第１のロードロックチャンバー４４５０は、第１の支持構造４４５４により支持されてもよく、また、第１のゲート４４５２、および第１の移送モジュール４４１０との流体連通を可能にし得る第２のゲート（図示せず）を有してもよい。同様に、第２のロードロックチャンバー４６５０は、第２の支持構造４６５４により支持されてもよく、また、第２のゲート４６５２、および第２の移送モジュール４６１０との流体連通を可能にし得る第１のゲート（図示せず）を有してもよい。
【０１１３】
図５は、概して、発光デバイスの製造に使用され得る紫外線（ＵＶ硬化）モジュールの例を例示する。処理システムは、本明細書に記載の他のシステムまたは技術の一部として含まれてもよい。例えば、図５に示されるように、ＵＶ硬化モジュール４６６０は、図４のＯＬＥＤ印刷ツール４０００のチャンバー４６６０であってもよい。システムは、例えば硬化チャンバーとしての使用のための、または硬化および保持を組み合わせたチャンバーとしての使用のための様々な領域を含んでもよい。硬化チャンバーの様々な実施形態において、紫外線発光源を使用して、例えば製作されている基板上に堆積された１つまたは複数の層が処理されてもよい。例えば、紫外線発光を使用して、例えばＯＬＥＤディスプレイアセンブリを含むフラットパネルディスプレイアセンブリの製造に関係した１つまたは複数のプロセスにおける使用のため等に、基板上に堆積された有機層が重合または別様に処理されてもよい。
【０１１４】
本教示によれば、ＵＶ硬化モジュールは、第１のＵＶ硬化チャンバー４６６１Ａ、第２のＵＶ硬化チャンバー４６６１Ｂ、および「第Ｎ」のＵＶ硬化チャンバー４６６１Ｎ等の１つまたは複数の封入ＵＶ硬化チャンバーを含んでもよい。例えば、３つの領域が含まれてもよく、別の例では、他の数の領域が含まれてもよい。領域は、図５に例示的に示されるように、システムの垂直軸に沿って「スタック」構成で配向してもよい。他の構成、例えば中央チャンバーから外方向に延在するチャンバーの放射状構成が使用されてもよい。例えば、図５の移送チャンバー４６１０は、図４の第２の移送チャンバー４６１０であってもよい。
【０１１５】
実例において、例えば基板上の有機層の堆積後、平滑化操作が行われてもよい。本明細書において以前に議論されたように、平滑化操作の期間は、概して、紫外線処理操作の期間より長くてもよい。したがって、１つの手法において、各領域が基板を格納するように構成されたスタック構成等で、各保持領域または「緩衝セル」が使用されてもよい。この手法において、平滑化操作は、別個の紫外線処理領域へのアクセスを制限またはそれを別様に拘束することなく進行することができる。しかしながら、複数の紫外線源が使用されてもよく、そのようなものはユーザーのより低コストの源を含む。このようにして、複数の領域が紫外線処理を提供するように構成され得るため、紫外線源待機のスループットの影響は、必ずしも、保持操作（例えば緩衝または平滑化）および紫外線処理操作の両方のために同じＵＶ硬化チャンバー（例えば４６６１Ａから４６６１Ｎ）を使用することを不可能にすることはない。そのような手法はまた、特定の紫外線源が故障またはメンテナンスを受けている場合であってもプロセスが継続し得るように、紫外線源の冗長性を提供し得る。
【０１１６】
例えば、第１の放射線源４６６２Ａ（例えば、紫外線発光ＬＥＤアレイ）が、図５において複数の矢印として示される紫外線発光を提供してもよい。ＵＶ装置は、ＵＶ単一源、ＵＶ源の直線アレイ、または二次元アレイを含み得る。選択される源の種類は、第１の基板２０５０Ａへの指定された範囲の波長を有し得る。図５に示されるように、放射線源の第１のセット４６６２Ａが描かれている。「ＵＶ」という用語が使用されているが、源は、重合反応を開始させるために必要なエネルギーに関連する光の波長を有することが理解されるべきである。その点で、熱分解および光分解によりフリーラジカル開始が生じ得るため、放射線源は、様々なメカニズムによる重合反応の開始に効果的な任意の源を含み得る。電磁放射線放出は、例えば窓４６６３（例えば、正規化フィルター、または他のフィルターもしくはコーティング等を含む、石英窓またはアセンブリ）を通して、第１のＵＶチャンバー４６６１Ａの封入領域の内部に結合され得る。本教示の様々な実施形態によれば、ＵＶ硬化チャンバー４６６１Ａ内の環境は、不活性であってもよく、放射線源の第１のセット４６６２Ａを含有する筐体から隔離されてもよい。様々なシステムおよび方法によれば、ＵＶチャンバー４６６１Ｂの第２の封入領域において、例えば、第２の基板２０５０Ｂは、例えば平滑化のため、または他のプロセスの利用可能性を待つために、指定された期間保持されてもよい。指定された保持期間の間、放射線源の第２のセット４６６２Ｂが無効化されてもよい。
【０１１７】
図５の２０５０Ａおよび２０５０Ｂ等の基板の支持に関して、本発明者らは、中でも、例えば堆積された有機層の平滑化に関係するいくつかの操作または材料系に関して、基板が不均一に支持された場合、基板のディスプレイ領域に視認され得る欠陥が誘発され得ることを認識している。例えば、基板に接触したピン、支持枠、収納されたリフトピン、または減圧開口部は、最終的なデバイスに視認され得る欠陥を誘発し得る。
【０１１８】
理論に束縛されないが、そのような欠陥は、主に、例えば平滑化操作の間基板の温度に局所勾配を創出し得る熱伝導率の局所的な変動から生じると考えられる。一例において、例えば、局所領域の隣接部またはその中での温度の偏差が制限されるように、基板の局所領域において指定された温度均一性が維持され得る。例えば、基板にわたる大きな温度変動が許容され得るが、そのような変動は、基板に沿った短い距離にわたって温度が極めて大きく変動しないように、制限された勾配を有し得る。このようにして、最終的なディスプレイの視認され得る特性の急激な変化が回避され得、そのような段階的な変化は、認められにくい、またはさらに検出されにくい。
【０１１９】
１つの手法において、基板の発光またはディスプレイ領域の外側の領域を使用して、基板の活性デバイスエリアの外側の基板が支持されてもよい。しかしながら、基板の大部分が発光領域または実際のディスプレイ領域の部分を含み得ることから、そのような領域の周縁部でのみ基板を支持するのは非実用的となり得るが、これは、そのような支持が、基板のその他の箇所に、基板を歪ませるまたは破砕し得る許容されない機械的な力または応力を誘発するためである。さらに、本発明者らはまた、粒子生成と、他の装置と基板との間の接触のいくつかの発生または場所との間に相関が存在し得ることを認識している。
【０１２０】
したがって、本発明者らは、例えば紫外線処理操作の間、例えばガスクッションを提供するために少なくとも部分的に加圧ガス「Ｐ」を使用して、図５の基板２０５０Ａおよび２０５０Ｂ等の基板が、チャック、例えばＵＶチャンバー４６６１Ａのチャック４６６４により支持され得ることを認識している。様々な例によれば、基板４０００Ａは、例えば基板２０５０Ａを浮上させるように、加圧ガス「Ｐ」の制御された配置によってのみ支持されてもよい。別の例では、基板２０５０Ａは、部分的に、例えば周縁部において、１つまたは複数のピン（例えばピン４６６６）または支持枠により機械的に支持されてもよく、基板２０５０Ａの重量は、加圧ガス「Ｐ」により基板２０５０Ａの中央領域において支持され得る。別の手法において、基板２０５０Ａは、基板２０５０Ａの第１の表面上に衝突する加圧ガス「Ｐ」により支持されてもよく、例えば基板２０５０Ａの反対の面に接触する機械的停止部４６６８により、反対の力が提供されてもよい。第１のＵＶチャンバー４６６１Ａは、例示を目的として使用されているが、これらの教示は、図５に示される全てのＵＶチャンバーに適用されることが理解されるべきである。図５の教示に圧力が示されているが、図６の浮上テーブルを参照してより詳細に議論されるように、圧力および減圧を使用したチャックもまた利用され得る。基板２０５０Ａがガスクッションによってのみ支持されるそのような例において、正ガス圧および減圧の組合せが、ポートの配置により適用されてもよい。圧力および減圧制御の両方を有するそのようなゾーンは、浮上チャック４６６４と基板２０５０Ａとの間の流体ばねを効果的に提供し得る。
【０１２１】
図５の移送モジュール４６１０は、図４の第２の移送モジュール４６１０に関して説明されたような移送モジュールであってもよい。基板の浮上に関して、移送モジュール４６１０内に格納され得る昇降ハンドラー４６１２が、移送プロセスの間基板浮上に利用されてもよい。昇降ハンドラー４６１２は、加圧ガスを少なくとも部分的に使用して基板を支持するために、加圧ガス「Ｐ」を含むテーブル４６１４（または対応するエンドエフェクター）を含んでもよい。例えば、図４の印刷モジュール４５５０等の印刷モジュールからゲート４６１６を通して基板を運搬するために、搬送機または他の装置が使用されてもよい。そのような搬送手段もまた、基板２０５０ＮをＵＶ硬化チャンバー４６６１Ｎに方向付けるように示される水平矢印により示されるような経路に沿って基板が搬送され得るように、そのような加圧ガス配置を含んでもよい。
【０１２２】
図５の実例において、封入移送モジュール４６１０は、昇降ハンドラー４６１２およびテーブル４６１４を格納してもよい。指定されたガス純度および指定された微粒子レベルを有する不活性環境が、本明細書において他の例に関係して幅広く議論されたように、封入移送モジュール４６１０内に確立されてもよい。例えば、ファンフィルターユニット５２０２等の１つまたは複数のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）が、移送モジュール４６１０に結合されてもよい。ダクト５２０１は、ＦＦＵ５２０２を使用して再循環される不活性ガスの返流を提供してもよい。ガス清浄化システム３１３０は、封入移送モジュール４６１０に結合されてもよい。図５において垂直の流動配向が例示されているが、側方流動構成等の他の構成が使用されてもよい。領域４６６１Ａから４６６１Ｎのそれぞれは、１つまたは複数のガス清浄化ループを共有してもよく、または、各々がそれぞれのガス清浄化ループに対応されてもよい。同様に、領域４６６１Ａから４６６１Ｎのそれぞれにおいて、基板の表面に平行な空気層流を提供するために、１つまたは複数のＦＦＵが位置してもよい。封入移送モジュール４６１０内またはシステムの他の部分内の温度は、本明細書で他の例において幅広く説明されたように、例えば温度コントローラー３１４０を使用して制御され得る。本明細書において図８に関する教示でより詳細に説明されるように、温度コントローラー３１４０は、例えば、熱交換器を介してＦＦＵ５２０２に、または別の箇所で１つもしくは複数のＦＦＵに結合されてもよい。
【０１２３】
領域４６６１Ａから４６６１Ｎは、例えば各封入領域４６６１Ａから４６６１Ｎの不活性環境を移送モジュール４６１０から、または互いから隔離するために、それぞれ弁またはゲートを含んでもよい。したがって、例えばメンテナンスの間、特定の領域は、弁またはゲートを使用して封入領域の残りから隔離されたその不活性環境を有し得る。
【０１２４】
図６のＯＬＥＤ印刷システム２０００等のＯＬＥＤインクジェット印刷システムは、図４の印刷モジュール４５００のガス封入部４５１０内に格納されてもよい。図６の印刷システムの様々な実施形態は、基板上の特定の場所にインク液滴を確実に滴下することができるいくつかのデバイスおよび装置を含んでもよい。印刷には、印刷ヘッドアセンブリと基板との間の相対的なモーションが必要である。これは、モーションシステム、典型的にはガントリーまたは分割軸ＸＹＺシステムにより達成され得る。印刷ヘッドアセンブリが静止基板上を移動してもよく（ガントリー型）、または、分割軸構成の場合、印刷ヘッドおよび基板の両方が移動してもよい。別の実施形態では、印刷ヘッドアセンブリは、例えばＸおよびＹ軸方向に実質的に静止していてもよく、基板が印刷ヘッドと相対的にＸおよびＹ軸方向に移動してもよく、Ｚ軸モーションは、基板支持装置により、または印刷ヘッドアセンブリに関連するＺ軸モーションシステムにより提供されてもよい。印刷ヘッドが基板と相対的に移動すると、インクの液滴が的確な時点で射出され、基板上の所望の場所に堆積される。基板は、基板投入および取出システムを使用して、プリンターに挿入およびそこから除去され得る。これは、プリンター構成に依存して、機械的搬送機、搬送アセンブリを有する基板浮上テーブル、またはエンドエフェクターを有する基板移送ロボットにより達成され得る。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態において、Ｙ軸モーションシステムは、空気軸受把持システムに基づいてもよい。
【０１２５】
図６のＯＬＥＤ印刷システム２０００等のＯＬＥＤインクジェット印刷システムは、基板上の特定の場所にインク液滴を確実に滴下することができるいくつかのデバイスおよび装置を含んでもよい。これらのデバイスおよび装置は、限定されないが、印刷ヘッドアセンブリ、インク送達システム、印刷ヘッドアセンブリと基板との間の相対的なモーションを提供するためのモーションシステム、基板支持装置、基板投入および取出システム、ならびに印刷ヘッド管理システムを含み得る。
【０１２６】
印刷ヘッドアセンブリは、少なくとも１つのインクジェットヘッドを含んでもよく、少なくとも１つのオリフィスは、制御された割合、速度およびサイズでインクの液滴を射出することができる。インクジェットヘッドには、インクをインクジェットヘッドに提供するインク供給システムにより供給が行われる。図６の拡大図に示されるように、ＯＬＥＤインクジェット印刷システム２０００は、チャック、例えば限定されないが減圧チャック、圧力ポートを有する基板浮上チャック、ならびに減圧および圧力ポートを有する基板浮上チャック等の基板支持装置により支持され得る、基板２０５０等の基板を有してもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態において、基板支持装置は、基板浮上テーブルであってもよい。本明細書において後により詳細に議論されるように、図６の基板浮上テーブル２２００は、基板２０５０を支持するために使用されてもよく、Ｙ軸モーションシステムと併せて、基板２０５０の無摩擦搬送を提供する基板搬送システムの一部であってもよい。本教示のＹ軸モーションシステムは、基板を保持するための把持システム（図示せず）を含んでもよい、第１のＹ軸トラック２３５１および第２のＹ軸トラック２３５２を含んでもよい。Ｙ軸モーションは、直線空気軸受または直線機械システムにより提供され得る。図６に示されるＯＬＥＤインクジェット印刷システム２０００の基板浮上テーブル２２００は、印刷プロセスの間、図１Ａのガス封入アセンブリ１０００を通る基板２０５０の移動距離を画定し得る。
【０１２７】
図６は、概して、浮上を提供するための多孔質媒体を有してもよい、基板の浮上搬送を含み得る印刷システム２０００用の基板浮上テーブル２２００の例を例示する。図６の例において、例えば搬送機上に位置する、基板浮上テーブル２２００の第１の領域２２０１に基板２０５０を位置付けるために、ハンドラーまたは他の搬送が使用され得る。搬送機は、例えば機械的接触を使用して（例えば、ピンのアレイ、トレイ、もしくは支持枠構成を使用して）、または基板２０５０を制御可能に浮上させるためのガスクッション（例えば、「空気軸受」テーブル構成）を使用して、印刷システム内の指定された場所に基板２０５０を位置付けることができる。基板浮上テーブル２２００の印刷領域２２０２は、製作中に基板２０５０上に１つまたは複数の層を制御可能に堆積させるために使用され得る。印刷領域２２０２はまた、基板浮上テーブル２２００の第２の領域２２０３に結合されてもよい。搬送機は、基板浮上テーブル２２００の第１の領域２２０１、印刷領域２２０２、および第２の領域２２０３に沿って延在してもよく、基板２０５０は、様々な堆積作業に望ましいように、または単一の堆積操作中に再び位置付けられてもよい。第１の領域２２０１、印刷領域２２０２、および第２の領域２２０３の近くの制御された環境は、一般的に、共有されてもよい。図６の印刷システム２０００の様々な実施形態によれば、第１の領域２２０１は、入力領域であってもよく、第２の領域２２０３は、出力領域であってもよい。図６の印刷システム２０００の様々な実施形態において、第１の領域２２０１は、入力および出力領域の両方であってもよい。さらに、領域２２０１、２２０２、および２２０３に関連して言及される機能、例えば入力、印刷、および出力は、例示のみを目的とする。そのような領域は、他のプロセスステップ、例えば基板の搬送、または、例えば１つもしくは複数の他のモジュールにおける基板の保持、乾燥、もしくは熱処理の１つもしくは複数の間の基板の支持に使用されてもよい。
【０１２８】
図６の印刷システム２０００は、１つまたは複数の印刷ヘッドデバイス２５０５を含んでもよく、各印刷ヘッドデバイスは、１つまたは複数の印刷ヘッド、例えばノズル印刷、熱ジェットまたはインクジェット型を有する。１つまたは複数の印刷ヘッドデバイス２５０５は、オーバーヘッドキャリッジ、例えば第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１に結合されてもよく、または別様にそれを横切ってもよい。本教示の印刷システム２０００の様々な実施形態において、１つまたは複数の印刷ヘッドデバイス２５０５の１つまたは複数の印刷ヘッドは、基板２０５０の「表向き」構成において、基板２０５０上に１つまたは複数のパターニングされた有機層を堆積するように構成され得る。そのような層は、例えば、電子注入もしくは輸送層、正孔注入もしくは輸送層、遮断層、または発光層の１つまたは複数を含んでもよい。そのような材料は、１つまたは複数の電気機能層を提供してもよい。
【０１２９】
図６に示される浮上スキームによれば、基板２０５０がガスクッションによってのみ支持される例において、正ガス圧および減圧の組合せが、ポートの配置により、または分配された多孔質媒体を使用して適用されてもよい。圧力および減圧制御の両方を有するそのようなゾーンは、搬送機と基板との間の流体ばねを効果的に提供し得る。正圧および減圧制御の組合せは、二方向の剛性を有する流体ばねを提供し得る。基板（例えば基板２０５０）と表面との間に存在するギャップは、「飛高」と呼ぶことができ、そのような高さは、正圧および減圧ポート状態を制御することにより制御または別様に確立され得る。このようにして、基板Ｚ軸高さは、例えば印刷領域２２０２において慎重に制御され得る。一部の実施形態では、基板がガスクッションにより支持される間、基板の側方平行移動を制限するために、ピンまたは枠等の機械的係止技術が使用されてもよい。そのような係止技術は、例えば基板が係止されている間に基板の側部に生じる瞬間的な力を低減するためのばね仕掛け構造の使用を含み得るが、これは、側方に平行移動する基板と係止手段との間の高い衝撃力が、基板の欠け、またはさらには壊滅的な破壊を引き起こし得るため、有益となり得る。
【０１３０】
概して図６に例示されるように、例えば飛高が正確に制御される必要がない他の箇所では、圧力のみによる浮上ゾーンが、例えば搬送機に沿って第１もしくは第２の領域２２０１もしくは２２０３、または他の箇所に提供されてもよい。例えば、減圧ノズルに対する圧力ノズルの比率が徐々に増加または減少する「遷移」浮上ゾーンが提供されてもよい。実例において、許容範囲内で圧力−減圧ゾーン、遷移ゾーン、および圧力のみのゾーンが本質的に１つの面内に存在し得るように、３つのゾーンの間に本質的に均一の高さが存在してもよい。例えば基板が圧力のみのゾーン内で浮上テーブルとぶつからないような十分な高さを可能とするために、他の箇所の圧力のみのゾーンの上の基板の飛高は、圧力−減圧ゾーンの上の基板の飛高より大きくてもよい。実例において、ＯＬＥＤパネル基板は、圧力のみのゾーンの上に約１５０マイクロメートル（μ）から約３００μの間の飛高を有してもよく、次いで圧力−減圧ゾーンの上に約３０μから約５０μの間の飛高を有してもよい。実例において、基板浮上テーブル２２００または他の製作装置の１つまたは複数の部分は、ＮｅｗＷａｙ（登録商標）Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇｓ（Ａｓｔｏｎ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）により提供される「空気軸受」アセンブリを含んでもよい。
【０１３１】
印刷、緩衝、乾燥、または熱処理の１つまたは複数の間、基板２０５０の浮上搬送または支持のために分配された加圧ガスクッションを確立するために、多孔質媒体が使用されてもよい。例として、例えば搬送機に結合またはその一部として含まれる多孔質媒体の「プレート」が、個々のガスポートの使用と同様の様式で、基板２０５０を支持するための「分配された」圧力を提供してもよい。大型のガスポート開口部を用いない分配された加圧ガスクッションの使用は、いくつかの場合において、例えば、ガスクッションを形成するための比較的大型のガスポートの使用が、ガスクッションの使用にもかかわらず不均一性を創出する場合において、さらに均一性を改善し、ムラまたは他の視認され得る欠陥の形成を低減または最小限化することができる。
【０１３２】
多孔質媒体は、例えばＮａｎｏ  ＴＥＭ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（新潟、日本）から入手することができ、例えば、基板２０５０の全体、またはディスプレイ領域もしくはディスプレイ領域外の領域等の基板の指定された領域を占有するように指定された物理的寸法を有する。そのような多孔質媒体は、ムラまたは他の視認され得る欠陥形成を低減または排除しながら、指定されたエリア上に所望の加圧ガス流を提供するように指定された細孔サイズを含んでもよい。
【０１３３】
印刷には、印刷ヘッドアセンブリと基板との間の相対的なモーションが必要である。これは、モーションシステム、典型的にはガントリーまたは分割軸ＸＹＺシステムにより達成され得る。印刷ヘッドアセンブリが静止基板上を移動してもよく（ガントリー型）、または、分割軸構成の場合、印刷ヘッドおよび基板の両方が移動してもよい。別の実施形態では、印刷ヘッドアセンブリは、例えばＸおよびＹ軸方向に実質的に静止していてもよく、基板が印刷ヘッドと相対的にＸおよびＹ軸方向に移動してもよく、Ｚ軸モーションは、基板支持装置により、または印刷ヘッドアセンブリに関連するＺ軸モーションシステムにより提供されてもよい。印刷ヘッドが基板と相対的に移動すると、インクの液滴が的確な時点で射出され、基板上の所望の場所に堆積される。基板は、基板投入および取出システムを使用して、プリンターに挿入およびそこから除去され得る。これは、プリンター構成に依存して、機械的搬送機、搬送アセンブリを有する基板浮上テーブル、またはエンドエフェクターを有する基板移送ロボットにより達成され得る。
【０１３４】
図６に関して、印刷システムベース２１００は、第１のライザ２１２０および第２のライザ２１２２を含んでもよく、その上にブリッジ２１３０が装着されている。ＯＬＥＤ印刷システム２０００の様々な実施形態において、ブリッジ２１３０は、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２を支持してもよく、これらはそれぞれ、ブリッジ２１３０にわたる第１の印刷ヘッドアセンブリ２５０１および第２の印刷ヘッドアセンブリ２５０２の移動を制御し得る。印刷システム２０００の様々な実施形態において、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、本来低粒子生成性である直線空気軸受モーションシステムを利用してもよい。本教示の印刷システムの様々な実施形態によれば、Ｘ軸キャリッジは、その上に装着されたＺ軸移動プレートを有してもよい。図６において、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１は、第１のＺ軸移動プレート２３１０と共に示されており、一方第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、第２のＺ軸移動プレート２３１２と共に示されている。図６は、２つのキャリッジアセンブリおよび２つの印刷ヘッドアセンブリを示しているが、ＯＬＥＤインクジェット印刷システム２０００の様々な実施形態において、単一のキャリッジアセンブリおよび単一の印刷ヘッドアセンブリが存在してもよい。例えば、第１の印刷ヘッドアセンブリ２５０１および第２の印刷ヘッドアセンブリ２５０２のいずれかが、Ｘ，Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に装着されてもよく、一方、基板２０５０のフィーチャを検査するためのカメラシステムが、第２のＸ，Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に装着されてもよい。
【０１３５】
図６において、各印刷ヘッドアセンブリ、例えば図６の第１の印刷ヘッドアセンブリ２５０１および第２の印刷ヘッドアセンブリ２５０２は、第１の印刷ヘッドアセンブリ２５０１の部分図に示されるように、少なくとも１つの印刷ヘッドデバイスに装着された複数の印刷ヘッドを有してもよく、部分図は、複数の印刷ヘッドデバイス２５０５を示している。印刷ヘッドデバイスは、例えば、限定されないが、少なくとも１つの印刷ヘッドへの流体的および電子的接続を含んでもよく、各印刷ヘッドは、制御された割合、速度およびサイズでインクを射出することができる複数のノズルまたはオリフィスを有する。印刷システム２０００の様々な実施形態において、印刷ヘッドアセンブリは、約１個から約６０個の間の印刷ヘッドデバイスを含んでもよく、各印刷ヘッドデバイスは、各印刷ヘッドデバイスに約１個から約３０個の間の印刷ヘッドを有してもよい。印刷ヘッド、例えば工業用インクジェットヘッドは、約０．１ｐＬから約２００ｐＬの間の液滴体積を押し出すことができる、約１６個から約２０４８個の間のノズルを有してもよい。
【０１３６】
本教示のガス封入システムの様々な実施形態によれば、印刷ヘッドデバイスおよび印刷ヘッドの多くの数を考慮して、第１の印刷ヘッド管理システム２７０１および第２の印刷ヘッド管理システム２７０２が補助的封入部内に格納されてもよく、これは、印刷プロセスをほとんど、または全く中断させることなく様々な測定およびメンテナンス作業を実行するために、印刷プロセスの間印刷システム封入部から隔離され得る。図６においてわかるように、第１の印刷ヘッドアセンブリ２５０１は、第１の印刷ヘッド管理システム装置２７０７、２７０９および２７１１により実行され得る様々な測定およびメンテナンス手順の容易な実行のために、第１の印刷ヘッド管理システム２７０１と相対的に位置付けられているのがわかる。装置２７０７、２７０９、および２０１１は、様々な印刷ヘッド管理機能を実行するための様々なサブシステムまたはモジュールのいずれであってもよい。例えば、装置２７０７、２７０９、および２０１１は、落下測定モジュール、印刷ヘッド交換モジュール、パージ槽モジュール、およびブロッターモジュールのいずれかであってもよい。
【０１３７】
図６のＯＬＥＤ印刷システム２０００において、印刷システムの様々な実施形態は、基板浮上テーブルベース２２２０により支持された基板浮上テーブル２２００を含んでもよい。基板浮上テーブルベース２２２０は、印刷システムベース２１００上に装着されてもよい。ＯＬＥＤ印刷システムの基板浮上テーブル２２００は、基板２０５０を支持すると共に、ＯＬＥＤ基板の印刷中に基板２０５０がガス封入アセンブリ１０００を通って移動し得る移動距離を画定し得る。本教示のＹ軸モーションシステムは、基板を保持するための把持システム（図示せず）を含んでもよい、第１のＹ軸トラック２３５１および第２のＹ軸トラック２３５２を含んでもよい。Ｙ軸モーションは、直線空気軸受または直線機械システムにより提供され得る。その点で、図６に示されるＹ軸モーションシステム等のモーションシステムと併せて、基板浮上テーブル２２００は、印刷システムを通した基板２０５０の無摩擦搬送を提供し得る。
【０１３８】
図７を参照すると、印刷システム２００１は、図６の印刷システム２０００に関して以前に説明された要素の全てを有してもよい。例えば、限定されないが、図７の印刷システム２００１は、サービスバンドルから生成された粒子を含有および排出するためのサービスバンドル格納排出システム２４００を有してもよい。印刷システム２００１のサービスバンドル格納排出システム２４００は、サービスバンドルを格納し得るサービスバンドル筐体２４１０を含んでもよい。本教示によれば、サービスバンドルは、印刷システムに動作可能に接続されて、ガス封入システム内の様々なデバイスおよび装置、例えば、限定されないが、印刷システムに関連する様々なデバイスおよび装置を操作するために必要な、様々な光学的、電気的、機械的および流体的接続を提供し得る。図７の印刷システム２００１は、Ｙ軸位置付けシステム２３５５を使用してＹ軸方向に正確に位置付けられ得る、基板２０５０を支持するための基板支持装置２２５０を有してもよい。基板支持装置２２５０およびＹ軸位置付けシステム２３５５は両方とも、印刷システムベース２１０１により支持される。基板支持装置２２５０は、Ｙ軸モーションアセンブリ２３５５上に装着されてもよく、例えば、限定されないが、機械的軸受または空気軸受を利用する直線軸受システムを使用して、レールシステム２３６０上で移動されてもよい。ガス封入システムの様々な実施形態において、空気軸受モーションシステムは、基板支持装置２２５０上に設置された基板のＹ軸方向の無摩擦搬送の容易化を補助する。Ｙ軸モーションシステム２３５５はまた、任意選択で、同様に、直線空気軸受モーションシステムまたは直線機械的軸受モーションシステムにより提供される二重レールモーションを使用してもよい。
【０１３９】
本教示の様々なキャリッジアセンブリを支持するモーションシステムに関して、図６の印刷システム２０００および図７の印刷システム２００１等は、印刷ヘッドアセンブリを装着するために使用され得る第１のＸ軸キャリッジ、およびカメラアセンブリ等の様々な各種アセンブリを装着するために使用され得る第２のキャリッジアセンブリを有してもよい。例えば、図７において、配向システム２００１は、その上に装着された印刷ヘッドアセンブリ２５００を有するように示されたアセンブリ２３００Ａ、およびその上に装着されたカメラアセンブリ２５５０を有するように示された第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ｂを有してもよい。基板支持装置２２５０上にある基板２０５０は、例えば印刷プロセス中に、ブリッジ２１３０の近位の様々な位置に位置してもよい。基板支持装置２２５０は、印刷システムベース２１０１上に装着されてもよい。図７において、印刷システム２００１は、ブリッジ２１３０上に装着された第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ａおよび第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ｂを有してもよい。第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ａはまた、印刷ヘッドアセンブリ２５００のＺ軸の位置付けのための第１のＺ軸移動プレート２３１０Ａを含んでもよく、一方第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ｂは、カメラアセンブリ２５５０のＺ軸の位置付けのための第２のＺ軸移動プレート２３１０Ｂを有してもよい。その点で、キャリッジアセンブリ２３００Ａおよび２３００Ｂの様々な実施形態は、それぞれ、印刷ヘッドアセンブリ２５００およびカメラアセンブリ２５５０に、基板支持部２２５０上に位置付けられた基板に対する正確なＸ，Ｚ位置付けを提供し得る。印刷システム２００１の様々な実施形態において、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ａおよび第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３００Ｂは、本来低粒子生成性である直線空気軸受モーションシステムを利用してもよい。
【０１４０】
カメラアセンブリ２５５０は、カメラ２５５２、カメラ装着アセンブリ２５５４およびレンズアセンブリ２５５６を含んでもよい。カメラアセンブリ２５５０は、カメラ装着アセンブリ２５５６を介して、Ｚ軸移動プレート２３１０Ｂ上でモーションシステム２３００Ｂに装着されてもよい。カメラ２５５２は、光学画像を電子信号に変換する任意の画像センサーデバイス、例えば限定されない例として電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子またはＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）素子であってもよい。様々な画像センサーデバイスは、エリアスキャンカメラ用のセンサーのアレイとして、またはラインスキャンカメラ用の単一行のセンサーとして構成され得る。カメラアセンブリ２５５０は、例えば結果を保存、処理および提供するためのコンピューターを含み得る画像処理システムに接続されてもよい。本明細書において図７の印刷システム２００１に関して以前に議論されたように、Ｚ軸移動プレート２３１０Ｂは、基板２０５０と相対的なカメラアセンブリ２５５０のＺ軸位置を制御可能に調整してもよい。例えば印刷およびデータ収集等の様々なプロセスの間、基板２０５０は、Ｘ軸モーションシステム２３００ＢおよびＹ軸モーションシステム２３５５を使用して、カメラアセンブリ２５５０と相対的に制御可能に位置付けられてもよい。
【０１４１】
様々なカメラアセンブリは、異なる機能を有するカメラを利用してもよい。様々な実施形態において、図７のカメラアセンブリ２５５０は、高速高解像度カメラであってもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態において、作用高さが約１９０ｍｍで約８１９２画素を有し、約３４ｋＨｚでのスキャンが可能なラインスキャンカメラが使用されてもよい。本教示のシステムおよび方法の様々な実施形態において、印刷システム基板カメラアセンブリの様々な実施形態のＸ軸キャリッジアセンブリ上に１つ超のカメラが装着されてもよく、各カメラは、視野および解像度に関して異なる仕様を有してもよい。例えば、１つのカメラはｉｎ  ｓｉｔｕ粒子検査のためのラインスキャンカメラであってもよく、一方第２のカメラは、ガス封入システム内の基板の通常の誘導のためのものであってもよい。通常の誘導に有用なそのようなカメラは、約０．９倍の倍率で約５．４ｍｍ×４ｍｍから、約０．４５倍の倍率で約１０．６ｍｍ×８ｍｍまでの範囲内の視野を有するエリアスキャンカメラであってもよい。さらに他の実施形態では、１つのカメラはｉｎ  ｓｉｔｕ粒子検査のためのラインスキャンカメラであってもよく、一方第２のカメラは、例えば基板整列のためのガス封入システム内の基板の正確な誘導のためのものであってもよい。正確な誘導に有用となり得るそのようなカメラは、約７．２倍の倍率で約０．７ｍｍ×０．５ｍｍの視野を有するエリアスキャンカメラであってもよい。本教示による印刷システムの様々な実施形態は、例えば、図１に関して以前に説明されたように、光電子デバイス上に印刷され得る様々な薄膜層の検査のために、Ｘ軸キャリッジアセンブリに装着された１つまたは複数のカメラを有してもよい。
【０１４２】
図８は、ガス封入システム５００を示す概略図である。本教示によるガス封入システム５００の様々な実施形態は、例えば、図５に関して説明されたような様々なモジュールおよびチャンバーに対して、図４のガス封入部４５１０を備えてもよい。例示を目的として、図８は、印刷システムを格納するための図４のガス封入部４５１０を示すが、これらの教示は、幅広い数の本教示の封入部、モジュールおよびチャンバーに適用されることが理解されるべきである。
【０１４３】
ガス清浄化ループ３１３０は、ガス封入部４５１０および少なくとも１つの熱調節システム３１４０と流体連通していてもよい。さらに、ガス封入システム５００の様々な実施形態は、ＯＬＥＤ印刷システム用の基板浮上テーブル等の様々なデバイスを操作するために不活性ガスを供給することができる、加圧不活性ガス再循環システム３０００を有してもよい。加圧不活性ガス再循環システム３０００の様々な実施形態は、本明細書において後により詳細に議論されるように、加圧不活性ガス再循環システム３０００の様々な実施形態の源として、圧縮機、ブロワーおよびその２つの組合せを利用してもよい。さらに、ガス封入システム５００は、ガス封入システム５００の内部に循環および濾過システムを有してもよい（図示せず）。
【０１４４】
図８に示されるように、本教示によるガス封入アセンブリの様々な実施形態において、濾過システムの設計は、ガス清浄化ループ３１３０を通して循環される不活性ガスを、ガス封入アセンブリの様々な実施形態のために内部で連続的に濾過および循環される不活性ガスから分離してもよい。ガス清浄化ループ３１３０は、図４のガス封入部４５１０から溶媒除去構成要素３１３２への、次いでガス清浄化システム３１３４への出口ライン３１３１を含む。溶媒および他の反応性ガス種、例えば酸素および水蒸気が清浄化された不活性ガスは、次いで、入口ライン３１３３を通してガス封入部４５１０に返送される。ガス清浄化ループ３１３０はまた、適切な導管および接続、ならびにセンサー、例えば、酸素、水蒸気および溶媒蒸気センサーを含んでもよい。ガス清浄化ループ３１３０を通してガスを循環させるために、ガス循環ユニット、例えばファン、ブロワーまたはモーター、および同様のものが、例えばガス清浄化システム３１３４内に別個に提供または統合されてもよい。ガス封入アセンブリの様々な実施形態によれば、溶媒除去システム３１３２およびガス清浄化システム３１３４は、図８に示される概略図において別個のユニットとして示されているが、溶媒除去システム３１３２およびガス清浄化システム３１３４は、単一清浄化ユニットとして一緒に格納されてもよい。
【０１４５】
図８のガス清浄化ループ３１３０は、図４のガス封入部４５１０から循環された不活性ガスが、出口ライン３１３１を介して溶媒除去システム３１３２を通過するように、ガス清浄化システム３１３４の上流側に設置された溶媒除去システム３１３２を有してもよい。様々な実施形態によれば、溶媒除去システム３１３２は、図８の溶媒除去システム３１３２を通過する不活性ガスからの溶媒蒸気の吸着に基づく溶媒捕捉システムであってもよい。例えば、限定されないが、活性炭、分子篩および同様のもの等の吸着剤の床（複数可）が、広範な有機溶媒蒸気を効果的に除去し得る。ガス封入システムの様々な実施形態において、溶媒除去システム３１３２内で溶媒蒸気を除去するために、冷トラップ技術が使用されてもよい。本明細書において以前に議論されたように、本教示によるガス封入システムの様々な実施形態において、酸素、水蒸気および溶媒蒸気センサー等のセンサーを使用して、図８のガス封入システム５００等のガス封入システムを通って連続的に循環する不活性ガスからのそのような種の効果的な除去が監視されてもよい。溶媒除去システムの様々な実施形態は、吸着剤の床（複数可）が再生または交換され得るように、活性炭、分子篩、および同様のもの等の吸着剤がいつ容量に達したかを示してもよい。分子篩の再生は、分子篩を加熱すること、分子篩をフォーミングガスと接触させること、それらの組合せ、および同様のことを含んでもよい。酸素、水蒸気、および溶媒を含む様々な種を捕捉するように構成された分子篩は、加熱、ならびに水素を含むフォーミングガス、例えば約９６％の窒素および４％の水素を含むフォーミングガス（前記パーセンテージは体積または重量パーセンテージである）への曝露により再生することができる。活性炭の物理的再生は、不活性環境下で加熱する同様の手順を使用して行うことができる。
【０１４６】
任意の好適なガス清浄化システムが、図８のガス清浄化ループ３１３０のガス清浄化システム３１３４に使用され得る。例えば、Ｓｔａｔｈａｍ、Ｎｅｗ  ＨａｍｐｓｈｉｒｅのＭＢＲＡＵＮ  Ｉｎｃ．、またはＡｍｅｓｂｕｒｙ、ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能なガス清浄化システムが、本教示によるガス封入アセンブリの様々な実施形態への統合に有用となり得る。ガス清浄化システム３１３４は、ガス封入システム５００内の１種または複数種の不活性ガスを清浄化するために、例えば、ガス封入アセンブリ内の全ガス雰囲気を清浄化するために使用され得る。本明細書において以前に議論されたように、ガス清浄化ループ３１３０を通してガスを循環させるために、ガス清浄化システム３１３４は、ガス循環ユニット、例えばファン、ブロワーまたはモーター、および同様のものを有してもよい。その点で、ガス清浄化システムは、ガス清浄化システムを通して不活性ガスを移動させるための体積流速を画定し得る、封入部の体積に依存して選択され得る。約４ｍ３までの体積を有するガス封入アセンブリを有するガス封入システムの様々な実施形態において、約８４ｍ３／時間で移動することができるガス清浄化システムが使用され得る。約１０ｍ３までの体積を有するガス封入アセンブリを有するガス封入システムの様々な実施形態において、約１５５ｍ３／時間で移動することができるガス清浄化システムが使用され得る。約５２〜１１４ｍ３の間の体積を有するガス封入アセンブリの様々な実施形態において、１つ以上のガス清浄化システムが使用され得る。
【０１４７】
任意の好適なガスフィルターまたは清浄化デバイスが、本教示のガス清浄化システム３１３４に含まれてもよい。一部の実施形態では、ガス清浄化システムは、デバイスの１つがメンテナンスのためにオフラインにされ得、他方のデバイスが中断することなくシステム動作を継続するために使用され得るように、２つの並列した清浄化デバイスを備えてもよい。一部の実施形態では、例えば、ガス清浄化システムは、１つまたは複数の分子篩を備えてもよい。一部の実施形態では、ガス清浄化システムは、分子篩の１つが不純物で飽和した場合、または別様に十分効率的に動作していないとみなされる場合、システムが他の分子篩に切り替える一方で、飽和した、または非効率的な分子篩を再生し得るように、少なくとも第１の分子篩および第２の分子篩を備えてもよい。各分子篩の動作効率を決定するため、異なる分子篩の動作を切り替えるため、１つもしくは複数の分子篩を再生するため、またはそれらの組合せのために、制御ユニットが提供されてもよい。本明細書において以前に議論されたように、分子篩は、再生および再利用されてもよい。
【０１４８】
図８の熱調節システム３１４０は、少なくとも１つの冷却器３１４２を含んでもよく、冷却器は、ガス封入アセンブリ内に冷却剤を循環させるための流体出口ライン３１４１、および冷却剤を冷却器に返送するための流体入口ライン３１４３を有してもよい。少なくとも１つの流体冷却器３１４２は、ガス封入システム５００内のガス雰囲気を冷却するために提供されてもよい。本教示のガス封入システムの様々な実施形態において、流体冷却器３１４２は、冷却された流体を封入部内の熱交換器に送達し、不活性ガスが封入部内の濾過システムに通される。また、少なくとも１つの流体冷却器には、ガス封入システム５００内に封入された装置から発生する熱を冷却するために、ガス封入システム５００が提供されてもよい。例えば、限定されないが、少なくとも１つの流体冷却器は、ＯＬＥＤ印刷システムから発生する熱を冷却するために、ガス封入システム５００に提供されてもよい。熱調節システム３１４０は、熱交換またはペルチェ素子を備えてもよく、また様々な冷却能力を有してもよい。例えば、ガス封入システムの様々な実施形態において、冷却器は、約２ｋＷから約２０ｋＷの間の冷却能力を提供し得る。ガス封入システムの様々な実施形態は、１つまたは複数の流体を冷やすことができる複数の流体冷却器を有してもよい。一部の実施形態では、流体冷却器は、冷却剤としてのいくつかの流体、例えば、限定されないが、水、不凍液、冷媒、およびそれらの組合せを、熱交換流体として利用してもよい。関連する導管およびシステム構成要素の接続に、適切な漏れのない固定接続が使用されてもよい。
【０１４９】
本教示は、例示的であることを意図し、限定的であることを意図しない。読者が技術的開示の性質を即座に確認できるように、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に準拠するように要約が提供される。要約は、特許請求の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという理解のもとで提出される。また、上記の発明を実施するための形態において、本開示を合理化するために、様々な特徴をまとめることができる。これは、請求されていない開示された特徴が、いずれの請求項にも必須であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、具体的な開示された実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在し得る。したがって、以下の特許請求の範囲は、例または実施形態として発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、それ自体を別個の実施形態として主張し、そのような実施形態は、様々な組合せまたは並べ替えで互いに組み合わされてもよいことが企図される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲の対象となる均等物の全範囲と共に参照して決定されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【国際調査報告】
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