專利名稱：運送粒狀材料到蒸發(fā)區(qū)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粒狀材料的物理蒸汽沉積領域。
背景技術：
OLED器件包括基材、陽極、由有機化合物制成的空穴遷移層、具有適當摻雜劑的有機發(fā)光層、有機電子遷移層和陰極。OLED器件之所以受到重視是因為，其驅動電壓低、亮度高、視角寬和能用于全色平板發(fā)射顯示器。Tang等人，在其美國專利4,769,292和4,885,211中描述了此種多層OLED器件。
在真空環(huán)境中的物理蒸汽沉積是沉積像用在小分子OLED器件這類中的薄有機材料薄膜的主要方式。此類方法是熟知的，例如Barr在美國專利2,447,789和Tanabe等在EP0982411中公開過。制造OLED器件中使用的有機材料，當在或接近所要求的速率-依賴性蒸發(fā)溫度下維持長時間時，常常發(fā)生降解。敏感有機材料在較高溫度中的暴露會導致分子結構的改變以及因此引起的材料性質的改變。
為克服這些材料的熱敏感性，在源中一向僅裝入少量有機材料并且盡可能少地加熱它們。以此種方式，材料在達到引起顯著降解的溫度暴露閾值之前就被消耗掉了。此種做法的局限性是，可選擇的蒸發(fā)速率非常低，由于加熱器溫度受限，以及源的操作時間非常短，因為源中存在的材料數(shù)量少。在現(xiàn)有技術中，必須放空沉積室，拆開并清潔蒸發(fā)源，重裝蒸發(fā)源，重新建立沉積室內(nèi)的真空并在幾個小時里給剛引入的有機材料脫氣，然后才能恢復操作。低沉積速率和經(jīng)常并且費時的與重裝蒸發(fā)源相聯(lián)系的過程制約著OLED制造設施的生產(chǎn)量。
將整個有機材料的裝料加熱到大致同一溫度的附帶后果是，無法實現(xiàn)附加有機材料如摻雜劑，與主體材料的混合，除非摻雜劑的蒸發(fā)特性和蒸氣壓非常接近主體材料。但通常情況并非如此，因此，現(xiàn)有技術的器件常常要求各自單獨的蒸發(fā)源來共-沉積主體和摻雜劑材料。
采用單一組分源的后果是，要求多種源才能生產(chǎn)出含有主體和多種摻雜劑的薄膜。這些源一個個排列，而外源則偏向中心一定角度以便接近某一共-沉積條件。實際上，共-沉積不同材料所采用的線性源數(shù)目局限于3個。該限制嚴重制約了OLED器件的結構，加大了真空沉積室所需要的尺寸和成本并降低了系統(tǒng)的可靠性。
另外，分立的源的采用在沉積薄膜內(nèi)造成梯度效應，其中離前進中的基材最近的源在緊鄰基材的初始薄膜內(nèi)表現(xiàn)得過多，而最后一個源中的材料則在最終薄膜表面中表現(xiàn)得過多。此種梯度共-沉積現(xiàn)象在現(xiàn)有技術中不可避免，因為單一材料是從多個源當中各自的那個源蒸發(fā)出來的。沉積好的薄膜中的梯度當兩端源中任何一個的貢獻比中心源多幾個百分點時表現(xiàn)得尤其明顯，例如，當采用共-主體時。

圖1顯示這樣一種現(xiàn)有技術蒸發(fā)裝置5的剖視圖，它包括3個單獨的源6、7和8，通常稱作“加熱舟血”，用于蒸發(fā)有機材料。雖然蒸汽熱流柱9優(yōu)選應均勻地含有來自不同源的材料，但是實際上從一側到另一側其組成是變化的，從而導致基材15上的涂層的不均一。
現(xiàn)有技術源的另一個限制是，隨著有機材料裝料的不斷消耗蒸汽歧管的幾何參數(shù)發(fā)生變化。此種變化要求改變加熱溫度以維持蒸發(fā)速率恒定并且據(jù)觀察，出小孔的整個蒸汽熱流柱的形狀也會隨著有機材料厚度和在源中分布的變化而變化，特別是當裝滿材料的源中到蒸汽流股中的電導率低到足以在源內(nèi)維持由于不均一蒸發(fā)造成的壓力梯度時。在此種情況下，隨著該裝料的消耗，電導率增加，同時壓力分布以及由此，總熱流柱形狀逐漸改善。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種將粒狀材料從容器轉移到蒸發(fā)區(qū)的有效方式。
這一目的由一種蒸發(fā)粒狀材料并讓它們凝結到表面上以形成層的方法實現(xiàn)，該方法包括(a)在具有開口的第一容器中提供一定數(shù)量的粒狀材料，其中開口的尺寸設計成容許粒狀材料自由流過該開口；(b)將此種粒狀材料經(jīng)過開口轉移到螺旋加料器(auger)中；和，(c)轉動至少一部分螺旋加料器以便將粒狀材料從第一容器沿著進料通道轉移到蒸發(fā)區(qū)，在這里，粒狀材料的至少一種組分部分被蒸發(fā)并運送到表面以形成層，其中螺旋加料器的尺寸被選擇為能促進粒狀材料經(jīng)過開口的自由流動。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，消除了現(xiàn)有技術裝置操作期間對物料的連續(xù)加熱，因為僅一小部分粒狀材料被短時間和以受控速率加熱。粒狀材料的本體維持在比要求的速率-依賴性蒸發(fā)溫度低多達300℃的溫度。這對蒸發(fā)有機材料特別有利。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，憑借連續(xù)添加的粒狀材料和穩(wěn)定的加熱器溫度，它能維持穩(wěn)定的蒸發(fā)速率。由此該裝置允許源長時間操作，顯著減少降解的危險，即便是對溫度高度敏感的有機材料。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，它允許蒸發(fā)速率和降解溫度閾值不同的材料在同一蒸發(fā)源中共-升華。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，通過控制體積計量速率或控制壓緊的粒狀材料的進料壓力，它能實現(xiàn)線性蒸發(fā)速率控制。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，通過控制粒狀材料的計量速率，它能迅速停止和重新開始蒸發(fā)和達到穩(wěn)定的蒸發(fā)速率，最大限度減少沉積室壁的污染和當未進行基材涂布時保存粒狀材料。
另一個優(yōu)點是，本裝置能達到比現(xiàn)有技術裝置高得多的蒸發(fā)速率，同時大大減少材料的降解。再者，不要求隨著源材料的消耗而改變加熱器溫度。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，它能以任何方向提供蒸汽源，這對于現(xiàn)有技術裝置來說常常是不可能的。
本發(fā)明的某些實施方案的另一個優(yōu)點是，由于通過裝置運送的材料數(shù)量少得多，故通過采用加熱和真空能從粒狀材料上除去吸附的氣體。
附圖簡述圖1是現(xiàn)有技術蒸發(fā)裝置的剖視圖；圖2是本發(fā)明用于蒸發(fā)有機粒狀材料并將它們凝結到表面上以形成層的設備的一種實施方案的三維視圖；圖3是用于按照本發(fā)明喂入粒狀材料的上述設備一部分的一種實施方案，包括用于本發(fā)明的攪拌裝置的一種實施方案的剖視圖；圖4是用于按照本發(fā)明喂入并蒸發(fā)粒狀材料的上述設備一部分的一種實施方案的剖視圖；圖5顯示兩種有機粒狀材料的蒸氣壓對溫度的圖；圖6a是顯示本發(fā)明使用的螺旋加料器結構的一種實施方案的剖視圖；圖6b是圖6a螺旋加料器結構的末端剖視圖；圖6c是顯示用于本發(fā)明的螺旋加料器結構另一種實施方案的浮雕視圖；圖6d是顯示用于本發(fā)明的螺旋加料器結構另一種實施方案的剖視圖；圖7是可用于本發(fā)明的攪拌裝置的另一實施方案的局部剖視圖；圖8是可用于本發(fā)明的攪拌裝置的另一實施方案的局部剖視圖；圖9是用于蒸發(fā)有機粒狀材料并將它們凝結到表面上以形成層的本發(fā)明設備，包括趕出吸附的氣體或雜質的設備的另一種實施方案的一部分的三維視圖；圖10是包括封裝有基材的沉積室的本發(fā)明裝置的剖視圖；以及圖11是可按照本發(fā)明制備的OLED器件結構的剖視圖。
發(fā)明詳述現(xiàn)在來看圖2，圖中畫出用于蒸發(fā)有機粒狀材料并將它們凝結到表面上以形成層的本發(fā)明設備一種實施方案的三維視圖。蒸發(fā)設備10包括歧管20和附屬加料設備40。加料設備40包括至少一個容器50和進料通道60，并且還可包括第二容器70。第一容器50裝有一定數(shù)量顆粒形式有機材料，例如，在一種實施方案中為粉末。第二容器70可接受有機粒狀材料并將它轉移到第一容器50，正如將要明白的那樣。歧管20包括一個或多個小孔30，通過它們蒸發(fā)的有機材料可流出到基材表面上。歧管20被畫成具有某一可借以在垂直取向的基材上形成層的取向，但不局限于此種取向。歧管20可水平取向，從而可在水平基材上形成層。歧管20曾由Long等人詳細描述在同一受讓人的、上面援引的美國專利申請序列號10/784,585中。加料設備40被畫成固定在歧管20的底部，小孔30的反面，但加料設備40也可以固定在歧管20的側面。加料設備40在歧管20上的安裝的特性將變得清楚。
現(xiàn)在來看圖3，其中畫出上面用于喂入粒狀材料的本發(fā)明蒸發(fā)設備一部分的一種實施方案的剖視圖，借此，有機材料得以高效地流化并轉移到螺旋加料器結構中。第一容器50裝有有機粒狀材料160，后者以精細分散的形式并優(yōu)選地具有均一粒度，被喂入到進料通道60中的螺旋加料器結構80中。螺旋加料器結構80貫穿第一容器50內(nèi)部并向上面描述的歧管(為清楚起見未畫出)中喂料。至少一部分螺旋加料器結構80被電機90轉動以便將有機粒狀材料以受控體積速率或壓力沿進料通道60轉移到蒸發(fā)區(qū)，在此，有機組分材料蒸發(fā)，隨后被運送到基材上形成層。進料通道60，以及因此在進料通道60中流動的有機粒狀材料160可維持在低于有機組分材料要求的蒸發(fā)溫度的溫度。為促進有機粒狀材料160到螺旋加料器結構80的移動，有機粒狀材料160可借助攪拌有機粒狀材料160來達到流化，而攪拌則可利用攪拌裝置，例如壓電結構130或機電振動器來實現(xiàn)。這種流化材料更易通過重力喂料被轉移到螺旋加料器結構80中。
為保存附加有機粒狀材料100而增設的任選第二容器70提供若干附加的優(yōu)點?？稍谠O備中裝入大量有機粒狀材料100，從而允許該裝置長時間連續(xù)運轉。通過感知第一容器50中有機粒狀材料160的數(shù)量，例如，通過測定有機粒狀材料160的圓柱體高度，能夠選擇性地計量從第二容器70轉移到第一容器50中的有機粒狀材料100的數(shù)量并向第一容器50提供基本恒定體積有機粒狀材料160，例如±5cm3。實際上，在第一容器50中裝入10cm3有機粒狀材料160。這里所描述的某些實施方案就在容器內(nèi)寬范圍材料高度上保持可靠有機粒狀材料160的喂入而言存在很大工藝寬容度，并能運轉到接近用光而不會出現(xiàn)有機粒狀材料160斷料的情況。然而，據(jù)信，如果在第一容器50內(nèi)建立并維持±10％范圍內(nèi)的最佳物料高度，將能達到多組分混合的均一性。這將最大限度減少進入進料通道60的有機粒狀材料160的計量速率波動。同樣，第二容器70也可安排成可再裝料而不影響第一容器50的操作，從而允許裝置連續(xù)運轉甚至更加長的時間。有機粒狀材料100在第二容器70中由例如篩網(wǎng)110和120維持著，其網(wǎng)眼尺寸應選擇為能防止粉末狀材料的自由流動。篩網(wǎng)110和120也可以是用于從第二容器70提供測定數(shù)量的有機粒狀材料100移動到第一容器50中的機構。篩網(wǎng)110和120可與攪拌裝置(未畫出)相接觸，后者一旦啟動將造成一定數(shù)量有機粒狀材料100漏過網(wǎng)眼。此種裝置包括導致篩網(wǎng)振動的那些裝置，或者緊靠篩網(wǎng)上或下方的可動臂，以便允許篩網(wǎng)110和120選擇地攪動篩網(wǎng)110和120。工業(yè)面粉篩就是能很好地適應本申請用途的此類裝置。在此種篩子中，采用3層篩網(wǎng)，每個篩網(wǎng)的頂面接觸從篩子中心沿徑向延伸的可動臂。這些臂具有V-形斷面，以便隨著臂的轉動迫使粉末狀有機粒狀材料100進入臂與篩網(wǎng)之間匯聚的空間從而迫使受控體積粉末狀有機粒狀材料100穿過篩網(wǎng)?；诘谝蝗萜?0的有機粒狀材料160高度(或基于從沉積速率和操作時間衍生的聯(lián)合信號)的檢測系統(tǒng)能伺服啟動裝置以攪動篩網(wǎng)110和120，以便使第一容器50內(nèi)的粉末狀有機粒狀材料160的體積維持近似恒定。攪拌裝置如壓電機構140能防止有機粒狀材料100在通往第一容器50的進料通道內(nèi)積聚。壓電結構可按照多種頻率振動，例如，一種汽笛效應，以防止有機粒狀材料100在振動節(jié)點處的積聚。
為使進料裝置40恰當運轉，重要的是維持有機粒狀材料160的均勻進料速率。有機粒狀材料160一般以粉末狀形式供應。使有機粒狀材料160自由流動的一項重要策略是防止架橋，一種粒狀材料如粉末之類可能發(fā)生的特有現(xiàn)象，此時粉末狀顆粒圍繞出口或小孔自斂集成為自承重結構，從而阻擋粉末經(jīng)開口流出。架橋效應可發(fā)生在例如當小孔的尺寸過小以致不能克服粒狀材料反抗流動的傾向時?？赡茉斐杉軜虻囊蛩乜砂ㄏ鄬τ谛】壮叽绲牧６?、濕度、顆粒之間的靜電引力、真空度和摩擦。為緩解此種問題，在第一容器50與進料通道60的界面處的開口230的尺寸，如圖3所示，必須足夠大，以便克服粉末狀材料的架橋特性。這一尺寸要求最好通過實驗確定，其中要考慮為以自由流動方式將特定有機粒狀材料160喂入到進料通道60中的最不利情況的條件。將第一容器50內(nèi)的有機粒狀材料160維持在近似恒定體積也有助于實現(xiàn)有機粒狀材料160以恒定速率喂入螺旋加料器結構80中。通過恰當設計230的孔徑和在第一容器50中維持足夠體積有機粒狀材料160，對于多種類型粉末狀有機粒狀材料160來說都可達到均一的進料速率，提供流化流動而不要求任何補充形式攪拌。
在開口230必須狹窄的情況下，進料速率的均一性可通過用攪拌裝置維持螺旋加料器進料部分附近有機粒狀材料160處于流化狀態(tài)來保證。這可這樣來達到慢慢攪拌緊靠螺旋加料器螺旋上方的有機粒狀材料160或誘導振動，例如利用壓電結構130，插入有機粒狀材料160中，將它調諧到誘導粉末狀有機粒狀材料160的液體樣行為，但力度又不大到導致氣體樣行為的地步。
現(xiàn)在來看圖4，其中進一步詳細展示以上用于喂入并蒸發(fā)本發(fā)明有機粒狀材料160設備一部分的一種實施方案的剖視圖。螺旋加料器結構80沿著進料通道60將粉末狀有機粒狀材料160轉移到歧管20和加熱元件170中。加熱元件170可以是例如加熱網(wǎng)并且以前曾由Long等人詳細描述過。歧管20包括蒸發(fā)區(qū)，它被定義為緊鄰加熱元件170的進料通道60的區(qū)域。粉末狀有機粒狀材料160的一個薄斷面通過接觸和熱傳導被加熱到依賴于所要求速率的溫度，也就是加熱元件170的溫度，借此，該粉末狀有機粒狀材料160的薄斷面蒸發(fā)而被運送到基材表面形成層。螺旋加料器結構80及其轉速控制著有機粒狀材料160喂入到加熱元件170中的速率。這就線性地控制著蒸發(fā)速率并因此控制著有機粒狀材料160以蒸汽狀態(tài)離開歧管的速率。于是，有機粒狀材料160進入螺旋加料器機構80和到蒸發(fā)區(qū)的喂入速率就控制著蒸發(fā)的有機粒狀材料160向要求的表面沉積的速率。
另外，可包括底板180。底板180是散熱結構，以防止大量來自加熱元件170的熱量橫穿進料通道60的長度，并借此將有機粒狀材料160的主體保持在溫度顯著低于它在緊鄰加熱元件170的蒸發(fā)區(qū)中所經(jīng)歷的條件。底板180的散熱手段曾由Long等人在同一受讓人、上面援引的美國專利申請序列號10/784,585中做了描述。由此造成的陡峭熱梯度保護除了立即蒸發(fā)的材料以外的所有材料免遭高溫的作用。蒸發(fā)的有機蒸汽迅速穿過加熱元件170并可進入到加熱的歧管20中。有機粒狀材料160在要求的蒸發(fā)溫度的停留時間非常短，因此，熱降解大大減少。有機粒狀材料160在高溫，即在速率-依賴的蒸發(fā)溫度下的停留時間小于現(xiàn)有技術裝置和方法幾個數(shù)量級(幾秒鐘，與現(xiàn)有技術中的數(shù)小時或數(shù)日相對照)，這樣就允許將有機粒狀材料160加熱到比現(xiàn)有技術更高的溫度。于是，本裝置和方法可達到高得多的蒸發(fā)速率，而不會引起有機粒狀材料160諸組分的顯著降解。
有機粒狀材料160可包括單一組分，或者可包括兩種或多種不同有機材料組分，每種具有不同的蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)溫度可通過各種不同方法確定。例如，圖5顯示兩種OLED裝置常用的組分有機材料的蒸氣壓對溫度的曲線圖。蒸發(fā)速率正比于蒸氣壓，因此對于要求的蒸發(fā)速率而言，圖5中的數(shù)據(jù)可用來規(guī)定對應于該要求蒸發(fā)速率的要求的加熱溫度。在有機粒狀材料160包括兩種或多種有機組分材料的情況下，加熱元件170的溫度應選擇為使蒸發(fā)是進料速率限制的過程，就是說，加熱元件溫度下的蒸氣壓大大高于那個組分在歧管中的要求分壓，致使每種有機材料組分都同時蒸發(fā)。
隨著蒸發(fā)的進行，在歧管20中產(chǎn)生壓力，蒸汽流股通過一系列小孔30從歧管20中流出，正如在圖2中所示。由于僅僅一小部分有機粒狀材料160，即停留在蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的這部分被加熱到速率-依賴的蒸發(fā)溫度，而材料的本體則保持在大大低于蒸發(fā)溫度的條件下，所以可以通過中斷在加熱元件170處的加熱來中斷蒸發(fā)，例如，停止螺旋加料器結構80的運動。當基材表面不進行涂布時就可這樣做，以便保存有機粒狀材料160和最大限度地減少相關設備的污染，例如，沉積室的壁，這將在下面描述。
由于加熱元件170可以是能防止粉末或壓實物料自由漏過的細篩網(wǎng)，故可采用任何取向的歧管。例如，圖2的歧管20可朝下取向，以便涂布放在其底下的基材。這是采用現(xiàn)有技術加熱舟血所沒有的優(yōu)點。
現(xiàn)在來看圖6a，其中畫出可用于本發(fā)明的螺旋加料器結構80的一種實施方案的剖視圖。螺旋加料器結構80包括由電機90轉動的螺旋加料器螺桿85。螺桿螺旋線螺紋之間的距離和螺紋高度應選擇得足夠大，使粉末狀有機粒狀材料160不趨于填塞在螺旋線內(nèi)并隨同旋轉，而是留在水平取向的螺旋加料器管的底部并借助螺旋加料器螺桿85與螺旋加料器管之間的運動沿直線輸送。例如，螺旋加料器螺桿85，具有2.5mm節(jié)距的螺紋線和0.8mm螺紋高度，據(jù)發(fā)現(xiàn)能有效地沿水平方向運輸和壓實粉末狀有機粒狀材料160。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，螺旋加料器的尺寸對于維持均一流率具有影響。類似于上面涉及開口230尺寸時提到的架橋效應，恰當?shù)穆菪恿掀鞒叽绾吐輻U螺紋節(jié)距最好通過實驗確定，其中要考慮有機粒狀材料160的具體組成的最不利條件。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，可對螺旋加料器螺桿螺紋進行優(yōu)化，以促使有機粒狀材料160沿進料通道60自由流動。雖然最佳螺桿螺紋角隨粉末狀有機粒狀材料160的具體組分材料之不同而可在一定范圍內(nèi)變化，但是現(xiàn)已確定，相對于螺旋加料器結構80的旋轉軸線而言，螺桿螺紋角若介于從不小于約4°到不大于約15°的范圍內(nèi)，將能獲得傳統(tǒng)上使用的有機材料160最佳流動條件。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，螺旋加料器軸的各種各樣材質和表面處理能促進螺旋加料器的操作，允許提高進料速率。雖然不銹鋼可提供可接受的表現(xiàn)，但附加的好處可通過表面處理獲得，例如，電拋光或涂層，例如，氮化鈦涂層。
雖然螺旋加料器以持續(xù)的速率連續(xù)旋轉可提供可接受水平的性能，但是附加的好處可通過使螺旋加料器脈動從而提供螺旋加料器軸以反復、增量的方式的旋轉來獲得。脈動作用通過降低螺旋加料器螺桿與粒狀材料之間的有效摩擦系數(shù)減少粉末狀有機粒狀材料160隨螺旋加料器螺桿旋轉的傾向。螺旋加料器結構80的粉末喂料效率將因此而得到改善。脈動行為在例如按一定間隔改變進料速率將變得有用的場合也是有利的。
在水平取向，有機粒狀材料160以滾混和彌散的形式沿螺旋加料器螺桿85底部前進。在螺旋加料器螺桿85的末端，可能逐步形成1MPa的粉末壓力，該壓力將使有機粒狀材料160的本體壓力提高到使它起到蒸汽密封作用的一點，從而防止在歧管內(nèi)壓力大于周圍真空水平的蒸發(fā)的物料沿螺旋加料器螺桿倒流至其源頭第一容器50。如圖6b所示，螺旋加料器螺桿85的末端被制成具有無螺紋部分135，在一小段長度上具有恒定圓形斷面，借以約束壓實、粉末狀有機粒狀材料160，使之形成狹窄環(huán)狀或管狀的形狀。此狹窄環(huán)狀的形狀大大改善溫度受控螺旋加料器螺桿85與溫度受控進料通道60之間的有機粒狀材料160內(nèi)各處的熱接觸和溫度均一性。此種構型另外還保證在給定橫向斷面相對于圓形斷面而言，有機粒狀材料160的良好溫度均一性，并大大增加螺旋加料器結構80與加熱元件170之間可達到的有機粒狀材料160的溫度梯度。粉末狀有機粒狀材料160被從螺旋加料器結構中以管狀擠出并壓實到足以保證它在離開螺旋加料器管支撐以后至少幾個毫米范圍內(nèi)維持該管狀擠出形狀的程度。此種堅實的形狀可防止因有機物料的蒸發(fā)導致蒸汽憋壓，防止倒流到螺旋加料器結構80中，并使粉末狀有機粒狀材料160得以跨越溫度受控螺旋加料器結構與加熱元件之間的短間隙。
針對具有此種環(huán)狀構型的粉末配給系統(tǒng)，其中加熱元件距螺旋加料器結構80有130μm間隙的情況的熱模擬指出，通過跨越加熱元件170與螺旋加料器結構80末端，此時二者之間溫差是270℃，的有機粒狀材料160可達到0.5℃/μm的平均軸向熱梯度。因此，穿過第一個200μm壓實粉末狀有機粒狀材料160存在著100℃的溫度降。這樣的梯度將防止揮發(fā)性較大的成分從混合-組分有機材料的本體中滲出并利用單一蒸發(fā)源就能共-沉積多組分有機材料。這樣大的梯度也有利于將有機粒狀材料160在螺旋加料器管的出口保持在壓實粉末形式，即便當采用蒸發(fā)前蒸發(fā)有機材料發(fā)生液化的組分有機材料時。
圖6a所示螺旋加料器結構80能有效地沿水平方向輸送粉末狀有機粒狀材料160，但沿沿垂直方向輸送粉末狀有機粒狀材料160則不是那樣有效，因為粉末狀有機粒狀材料160傾向于簡單地隨著螺桿旋轉，而不沿著結構的長度前進?，F(xiàn)在來看圖6c，圖中畫出另一種可用于本發(fā)明的螺旋加料器結構的實施方案的浮雕視圖。在此種實施方案中，螺旋加料器結構95包括兩個或多個螺旋加料器螺桿，例如螺旋加料器螺桿85a、85b和85c，具有相同的交錯螺旋線螺紋。所有這些螺旋加料器螺桿85a、85b和85c沿相同方向旋轉。填塞在一個螺旋加料器螺桿，例如85a的螺紋之間的有機材料隨著材料旋入到與第二旋轉著的螺旋加料器螺桿，例如85b的交錯螺紋線接觸狀態(tài)而被擠出，因為相鄰螺桿的相對部分將沿相反方向運動。于是，螺旋加料器結構95便克服了圖6a所示單螺桿螺旋加料器結構的取向局限性，同時又保留將粉末狀有機粒狀材料160壓實成為堅實形狀并形成蒸汽密封的能力。螺旋加料器結構95的出料部分將具有狹長的斷面，該斷面可沿著歧管的整個長度延伸從而沿其長度基本上均勻地注料。
現(xiàn)在來看圖6d，圖中給出了可用于本發(fā)明的另一種螺旋加料器結構實施方案的剖視圖。螺旋加料器結構105包括旋轉螺旋線螺紋115、靜止中心部分125和靜止外管，后者在本情況中是進料通道60。在該實施方案中，僅一部分螺旋加料器結構105，即包含螺旋線螺紋115的部分旋轉并且由電機90轉動。已展示過粉末狀有機粒狀材料160借助圓形斷面螺旋線螺紋加料。該螺紋由被成形為5mm外徑和2.5mm節(jié)距的螺旋線的0.7mm直徑鋼絲組成。其它材質的光滑金屬絲，例如鈦和不銹鋼也適合。金屬絲也可具有非圓斷面，其中矩形斷面特別有利，因為它在提供推動粉末狀有機粒狀材料160的同時還提供當遇到扭轉阻力時防止螺旋線螺紋改變尺寸的附加剛性。靜止中心部分125與進料通道60配合，基本上所有，除粉末狀有機粒狀材料160的一層薄膜之外，都隨螺旋加料器螺桿旋轉。螺旋加料器結構105不依靠重力來積累粉末狀有機粒狀材料160，能以任意取向操作。螺旋加料器結構105也將粉末狀有機粒狀材料160壓實成為薄圓環(huán)形狀，從而大大改善粉末狀有機粒狀材料160與溫度受控進料通道60和靜止中心部分125之間的熱接觸。這些特征對于實現(xiàn)混合組分有機材料以及在蒸發(fā)前發(fā)生液化的蒸發(fā)有機材料的受控蒸發(fā)很重要。因此，該實施方案克服了第一螺旋加料器結構的取向局限性，同時又保留將粉末狀有機粒狀材料160壓實成堅實形狀并形成蒸汽密封的能力。
本發(fā)明以上實施方案，主要基于圖2的蒸發(fā)設備10，對于大氣壓壓力和壓力降低至約一半大氣壓的情況有用。通過實驗觀察到，細粉末在低于一半大氣壓的部分真空中較難計量加入。粉末狀有機粒狀材料160隨著殘余空氣分子的被趕出而結團，并且減弱在大氣壓條件下通過粉末狀有機粒狀材料160有效地傳遞振動能的顆粒之間彈性偶聯(lián)。這一效應對螺旋加料器結構的粉末-加料均一性產(chǎn)生負面影響。因此，需要不同的攪拌裝置?，F(xiàn)在來看圖7，其中畫出可用于本發(fā)明的攪拌裝置的另一種實施方案的局部剖視圖，用于克服低壓狀態(tài)的局限性。該實施方案采用3個壓電結構作為攪拌裝置。壓電結構150和155傾斜一個陡峭的角度并且在第一容器50的底部構成料斗相對的兩個壁。這兩個壓電結構的底部190沒有支撐，而是直接通到螺旋加料器結構80的喂入部分。壓電結構150和155的未支撐部分具有高振幅并且能有效地使其表面附近的粉末狀有機粒狀材料160流化。第三壓電結構130安裝在螺旋加料80底下，能提供一種其振幅基本上垂直于其它兩個壓電結構150和155的振動的振動。壓電結構由掃頻電路推動。改變頻率有利于防止節(jié)點的形成并大大改進進料效率。螺旋加料器結構80可以是上面描述的螺旋加料器結構中的任何一種。
圖8是另一種可用于本發(fā)明的攪拌裝置的用于克服低壓狀態(tài)的局限性的實施方案的局部剖視。開口230代表上面描述的第一容器50的較低端。旋轉螺紋式裝置210包括圍繞共同軸沿左螺旋線和右螺旋線盤繞的金屬絲。旋轉螺紋式裝置210位于螺旋加料器結構的進料部分上方，所以金屬絲基本上與螺旋加料器結構80的螺紋相切。旋轉螺紋不應干擾螺旋加料器螺桿螺紋，而是它將持續(xù)以高達1mm間隙有效地操作。旋轉螺紋式裝置210通過齒輪驅動220，由同時也轉動螺旋加料器結構80的電機90帶動慢慢旋轉。實際上，旋轉螺紋式裝置210轉速能根據(jù)具體粉末狀有機粒狀材料160的粒度和性質來改變，但實施原則是旋轉螺紋的軸向轉換速率與螺旋加料器螺桿的螺紋的軸向轉換速率彼此匹配。旋轉螺紋式裝置210的金屬絲傾向于將粉末狀有機粒狀材料160推向開口230的中心，并防止粉末在螺旋加料器結構80上面架橋。螺旋加料器結構80可以是上面描述的螺旋加料器螺桿中的任何一種。此種攪拌裝置很好地適應混合組分有機材料的進料，因為它賦予粉末狀有機粒狀材料160的能量非常少，因此不大可能引起顆粒根據(jù)粒度或密度的分離。
現(xiàn)在來看圖9，其中畫出另一種本發(fā)明設備實施方案的局部三維視圖，用于蒸發(fā)粉末狀有機粒狀材料160并使它們凝結到表面上形成層，包括預處理有機粒狀材料160以便趕出吸附的氣體或雜質的設備。這些設備包括如上面描述的用于保存一定數(shù)量有機粒狀材料160的第一容器50。這些設備還包括第二容器70，用于保存保留數(shù)量可喂入到第一容器50中的有機粒狀材料100。這些設備還包括攪拌裝置如壓電結構140，以促使有機粒狀材料100從第二容器70移動到第一容器50。有機粒狀材料160被從第一容器50喂入到第一進料通道260中以便進行預處理。第一進料通道260包括與第一容器50相聯(lián)系的螺旋加料器結構，用于將有機粒狀材料160從第一容器50轉移到第一進料通道260中。該螺旋加料器結構的至少一部分被電機240轉動，沿著第一進料通道260供給粉末狀有機粒狀材料160。第一進料通道260包括真空暴露口270，它與部分真空的源連通。第一進料通道260可替代地加熱以便在粉末狀有機粒狀材料160暴露于部分真空期間加熱它，從而隨著有機粒狀材料160沿著進料通道260轉移至蒸發(fā)區(qū)成為預處理的有機粒狀材料160，趕出吸附的氣體或雜質。在典型沉積速率的條件下，該自由粉末狀有機粒狀材料160在即將被壓實并蒸發(fā)之前，在該預處理階段有幾分鐘的時間釋放其吸附的水蒸氣和氣體分子。隨后，預處理的粉末狀有機粒狀材料160轉移到由如上面描述的螺旋加料器結構規(guī)定的第二進料通道265中，在此它被壓實，就是說，它被壓緊并均勻地沿著螺旋加料器螺桿分布。粉末狀有機粒狀材料160由螺旋加料器結構沿著第二進料通道265喂入到歧管和蒸發(fā)區(qū)(未畫出)，正如上面所述，在此，有機材料蒸發(fā)隨后凝結到OLED基材表面上形成有機層。任選的第三容器250可接受來自第一進料通道260的(真空)暴露過的粉末狀有機粒狀材料160。在此種情況中，限定第二進料通道265的螺旋加料器結構也與第三容器250相聯(lián)系，以便將暴露過的粉末狀有機粒狀材料160喂入到第二進料通道265中，而此種螺旋加料器結構則貫穿第三容器250的內(nèi)部。該設備還包括使粉末狀有機粒狀材料160流化的裝置，正如上面所述。在替代的實施方案中，進料通道260包括真空暴露口270并直接供料給歧管而不需要使用第二進料通道。
實際上，這里所描述的設備是按如下所述操作的。向第二容器70中提供用于在OLED器件上成形層的粉末狀有機粒狀材料160。有機粒狀材料160以受控方式轉移到第一容器50中，原則是保持第一容器50中粉末狀有機粒狀材料160的體積基本上恒定。粉末狀有機粒狀材料160借助這里所描述的手段流化并借此轉移到螺旋加料器結構80中，后者將粉末狀有機粒狀材料160轉移到蒸發(fā)區(qū)，正如這里所描述的。有機粒狀材料160在蒸發(fā)區(qū)內(nèi)蒸發(fā)到歧管20中，歧管將蒸發(fā)的有機材料運送到OLED基材表面形成層，正如在下面將描述的。
正如上面所述，真空度可能往往使計量排出均一數(shù)量精細分散的粒狀有機材料160復雜化?；剡^來看圖2，可以看出，在進料通道60中維持著一個有機粒狀材料160的連續(xù)柱。在一種實施方案中，該有機粒狀材料160的柱，如果經(jīng)過恰當?shù)貕簩?，可用作某種類型真空密封，只要有機粒狀材料160的粒狀特性允許。憑借此種安排，對于加熱元件170處和在歧管20中的有機粒狀材料160來說可存在高真空度。于是，在第一容器50，可維持較低真空度，此處甚至可處于大氣壓壓力之下。即便是部分密封也是有利的。此種密封作用也可被用來隔離有機粒狀材料160在第一容器50中的貯存和/或有機粒狀材料100在第二容器70中的貯存所使用的環(huán)境氣體。對于某些材料，例如，有利的是將材料貯存在惰性氣體如氬或氦氣之中。
現(xiàn)在來看圖10，圖中畫出包括沉積室，室中有基材的本發(fā)明裝置的實施方案。沉積室280是允許給OLED基材285涂以從歧管20轉移的有機材料的密閉設備。通過如上所述進料通道60向歧管20供應有機材料。沉積室280保持在受控條件下，例如，由真空源300提供的小于或等于1托的壓力。沉積室280包括裝料鎖275，可用于裝入未涂布的OLED基材285，和卸下涂布的OLED基材。OLED基材285可被平移設備295移動以提供覆蓋整個OLED基材285表面的蒸發(fā)有機材料的均勻涂層。雖然蒸發(fā)設備被表示為由沉積室280部分地罩住，但應當理解，其它安排也可以，包括將整個蒸發(fā)設備，包括保存粉末狀有機粒狀材料160的任何一個或多個容器，都罩在沉積室內(nèi)的安排。
實施中，OLED基材285通過裝料鎖275被放入到沉積室280內(nèi)并由平移設備295或相聯(lián)系的設備夾緊。蒸發(fā)設備按照上面描述的那樣操作，平移設備295沿著垂直于有機材料蒸汽從歧管20中釋放出來的方向移動OLED基材285，從而將蒸發(fā)的有機材料運送到OLED基材285的表面，在該表面凝結并形成有機材料層。
現(xiàn)在來看圖11，圖中畫出一種可部分地按照本發(fā)明制備的發(fā)光二極管OLED器件310的像素的剖視圖。OLED器件310至少包括基材320、陰極390和陽極330，陽極與陰極390相隔一定間距，以及發(fā)光層350。OLED器件還可包括空穴注入層335、空穴遷移層340、電子遷移層355和電子注入層360。空穴注入層335、空穴遷移層340、發(fā)光層350、電子遷移層355和電子注入層360包括一系列沉積在陽極330與陰極390之間的有機層370。有機層370是有機材料層，最理想地由本發(fā)明的裝置和方法沉積。這些組分將進一步描述。
基材320可以是有機固體、無機固體或有機與無機固體的組合?；?20可以是剛性或者是柔性的并且可加工成分開的單個件，例如，片材或晶片，或作為連續(xù)卷材。典型的基材包括玻璃、塑料、金屬、陶瓷、半導體、金屬氧化物、半導體氧化物、半導體氮化物或其組合。基材320可以是材料的均質混合物，復合材料，或者是多層材料?；?20可以是OLED基材，這就是通常制備OLED器件使用的基材，例如，有源-矩陣低溫多晶硅或無定形-硅TFT基材?；?20可以是透光或不透光的，取決于預期發(fā)光方向。透光性對于透過基材觀看EL發(fā)射的情況是理想的。透明玻璃或塑料通常被用于此種情況。對于透過上電極觀看EL發(fā)射的場合，下底板的透光特性無關緊要，因此可以是透光、吸光或反光的。用于此種情況的基材包括但不限于玻璃、塑料、半導體材料、陶瓷和電路板材料，或任何OLED器件成形通常使用的其它材料，它可以是無源-矩陣器件或者是有源-矩陣器件。
電極成形在基材320上且最普遍制成陽極330的構造。當透過基材320觀看EL發(fā)射時，陽極330應對感興趣的發(fā)射透明或基本透明。用于本發(fā)明的常見透明陽極材料是銦-錫氧化物和氧化錫但其它金屬氧化物也行，包括但不限于鋁-或銦-摻雜的氧化鋅、鎂-銦氧化物和鎳-鎢氧化物。除了這些氧化物之外，金屬氮化物如氮化鎵，金屬硒化物如硒化鋅，以及金屬硫化物如硫化鋅，也可作為陽極材料。對于透過上電極觀看EL發(fā)射的場合，陽極的透射特性無關緊要，于是任何導電材料皆可使用，不論透明、不透明抑或反射的。用于這一領域的示例性導體包括但不限于金、銥、鉬、鈀和鉑。優(yōu)選的陽極材料，包括透明或不透明的，具有等于或大于4.1eV的逸出功。要求的陽極材料利用任何合適的手段如蒸發(fā)、濺射、化學蒸汽沉積或電化學手段進行沉積。陽極材料可采用熟知的照相制版方法制成圖案。
雖不總是必要，但常常有用的是，在有機發(fā)光顯示器中的陽極330上成形空穴注入層335。該空穴注入材料可起到改進隨后的有機層的成膜性能并促進向空穴遷移層中注入空穴。適合用于空穴注入層335的材料包括但不限于如美國專利4,720,432中描述的卟啉化合物，如美國專利6,208,075中描述的等離子沉積的碳氟聚合物，以及無機氧化物，包括氧化釩(VOx)、氧化鉬(MoOx)、氧化鎳(NiOx)等。據(jù)稱可用于有機EL器件的替代空穴注入材料描述在EP 0 891 121A1和EP 1 029 909 A1中。
雖不總是必要，但常常有用的是，在陽極330上形成和沉積空穴遷移層340。要求的空穴遷移材料可利用任何合適的手段如蒸發(fā)、濺射、化學蒸汽沉積或電化學手段、從給體材料的熱轉移，或激光熱轉移并可采用這里所描述的裝置和方法進行沉積。可用于空穴遷移層340中的空穴遷移材料是熟知的，包括諸如芳族叔胺之類的化合物，其中后者應理解為含有至少一個僅連接到碳原子上的三價氮原子，其中至少一個是芳環(huán)成員的化合物。在一種形式中，芳族叔胺可以是任何芳基胺，例如單芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合芳基胺。示例性單體三芳基胺列舉在Klupfel等人的美國專利3,180,730中。其它合適的取代上一個或多個乙烯基基團和/或包含至少一個含活性氫基團的三芳基胺公開在Brantley等人的美國專利3,567,450和3,658,520中。
更優(yōu)選的一類芳族叔胺是如在美國專利4,720,432和5,061,569中描述的包括至少2個芳族叔胺部分的那些。此類化合物包括由結構式A代表的那些。
其中Q1和Q2獨立地選自芳族叔胺部分；并且G是連接基，例如亞芳基、亞環(huán)烷基或碳碳鍵的亞烷基基團。
在一種實施方案中，Q1和Q2至少之一包含多環(huán)稠合環(huán)結構，例如萘。當G是芳基基團時，它方便地是亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基部分。
有用的一類滿足結構式A并且包含2個叔胺部分的三芳基胺由結構式B代表。
其中R1和R2各自獨立地代表氫原子、芳基基團或烷基基團，或者R1和R2合在一起代表湊成環(huán)烷基基團的原子；并且R3和R4各自獨立地代表芳基基團，其上又可取代上一個二芳基取代的氨基基團，正如結構式C所表示的。
其中R5和R6獨立地選自芳基基團。在一種實施方案中，R5或R6至少之一包含多環(huán)稠合環(huán)結構，例如，萘。
另一類芳族叔胺是四芳基二胺。理想的四芳基二胺包括2個二芳基氨基基團，例如，通過亞烷基基團連接的結構式C表示的。有用的四氨基二胺包括結構式D代表的那些。
其中每個Are是獨立地選擇的亞芳基基團，例如亞苯基或蒽部分；n是1～4的整數(shù)；并且Ar、R7、R8和R9是獨立地選擇的芳基基團。
在典型的實施方案中，Ar、R7、R8和R9至少之一是多環(huán)稠合環(huán)結構，例如萘。
以上結構式A、B、C、D的各種烷基、亞烷基、芳基和亞芳基部分每一個又可以是取代的。典型取代基包括烷基基團、烷氧基基團、芳基基團、芳氧基基團和鹵素如氟、氯和溴。各種烷基和亞烷基部分通常包含1～約6個碳原子。環(huán)烷基部分可包含3～約10個碳原子，但一般包含5、6或7個碳原子，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基環(huán)結構。芳基和亞芳基部分一般是苯基和亞苯基部分。
OLED器件中的空穴遷移層可由單一芳族叔胺化合物或其混合物成形。具體地說，可采用三芳基胺，例如滿足結構式B的三芳基胺，與四芳基胺，例如由結構式D表示的，二者的組合。當三芳基胺與四芳基二胺組合使用時，后者作為一個夾在三芳基胺與電子注入和運輸層之間的層。這里所描述的裝置和方法可用于沉積單-和多-組分層并且可用于順序地沉積多層。
另一類有用的空穴遷移材料包括在EP 1 009 041中描述的多環(huán)芳族化合物。另外，聚合物空穴遷移材料也可使用，例如聚(N-乙烯基卡唑)(PVK)、聚噻酚、聚吡咯、聚苯胺和共聚物，例如聚(3，4-亞乙基二氧基噻酚)/(4-苯乙烯磺酸酯)，亦稱作PEDOT/PSS。
發(fā)光層350響應空穴-電子復合而產(chǎn)生光。發(fā)光層350通常被沉積在空穴遷移層240上。要求的有機發(fā)光材料可利用合適的手段如蒸發(fā)、濺射、化學蒸汽沉積、電化學手段或從給體材料的輻射熱轉移進行沉積，并且可采用這里所描述的裝置和方法沉積。有用的有機發(fā)光材料是熟知的。正如更全面地描述在美國專利4,769,292和5,935,721中那樣，有機EL元件的發(fā)光層包括發(fā)光或熒光材料，其中電致發(fā)光由電子-空穴對在這一區(qū)域內(nèi)的復合而產(chǎn)生。發(fā)光層可包括單一材料，但更常見的是包括在一種主體材料中摻雜以客體化合物或摻雜劑，其中發(fā)光主要由摻雜劑產(chǎn)生。摻雜劑應選擇那些產(chǎn)生具有特定光譜的彩色光的。發(fā)光層中的主體材料可以是電子遷移材料，正如下面定義的，空穴遷移材料，正如上面定義的，或者其它支持空穴-電子復合的材料。摻雜劑一般選自高度熒光染料，但燐光化合物，例如過渡金屬絡合物，如在WO98/55561、WO00/18851、WO00/57676和WO00/70655中描述的，也可使用。摻雜劑一般以0.01～10wt％的數(shù)量涂布到主體材料中。這里所描述的裝置和方法可用于涂布多組分客體/主體層，而不需要多個蒸發(fā)源。
已知有用的主體和發(fā)射分子包括但不限于美國專利4,768,292；5,141,671；5,150,006；5,151,629；5,294,870；5,405,709；5,484,922；5,593,788；5,645,948；5,683,823；5,755,999；5,928,802；5,935,720；5,935,721；和6,020,078公開的那些。
8-羥基喹啉以及類似衍生物的金屬絡合物(式E)構成一類能支持電致發(fā)光的有用主體材料，特別是適合波長長于500nm的發(fā)光，例如，綠、黃、橙和紅色。
其中
M代表金屬；n是1～3的整數(shù)；以及Z每個獨立地代表湊成具有至少2個稠合環(huán)的分子的原子。
由上面清楚地看出，金屬可以是單價、二價或三價金屬。金屬可以例如是堿金屬，例如鋰、鈉或鉀；堿土金屬，例如鎂或鈣；或者土金屬，例如硼或鋁。一般而言，任何單價、二價或三價已知是有用螯合金屬的金屬都可使用。
Z完成一個包含至少兩個稠合芳環(huán)、其中至少一個是吡咯或吖嗪環(huán)的雜環(huán)核。附加的環(huán)包括脂族和芳族環(huán)。要求的話，可與這兩個要求的環(huán)稠合。為避免加大分子體積卻不改善功能，環(huán)原子數(shù)目一般維持在等于或小于18。
發(fā)光層350中的主體材料可以是在9和10位具有烴或取代烴作為取代基的蒽衍生物。例如，9，10-二-(2-萘基)蒽的衍生物構成一類能支持電致發(fā)光的有用主體材料，特別是適合波長長于400nm的發(fā)光，例如，藍、綠、黃、橙或紅。
2，3-苯并吡咯衍生物構成另一類能支持電致發(fā)光的有用主體材料，特別是適合波長長于400納米的發(fā)光，例如，藍、綠、黃、橙或紅。有用的苯并吡咯的例子是2，2′，2″-(1，3，5-亞苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
理想的熒光摻雜劑包括苝或苝的衍生物、蒽的衍生物、并四苯、呫噸、紅熒烯、香豆素、若單明、喹吖啶酮、二氰基亞甲基吡喃化合物、噻喃化合物、多次甲基化合物、pyrilium和thiapyurilium化合物、二苯乙烯基苯或二苯乙烯基聯(lián)苯的衍生物、雙(吖嗪基)甲烷硼絡合化合物和喹諾酮化合物。
其它有機發(fā)光材料可以是聚合物質，例如，聚亞苯基亞乙烯基衍生物、二烷氧基-聚亞苯基亞乙烯基、聚-對-亞苯基衍生物，和聚芴衍生物，例如，由Wolk等人在同一受讓人的美國專利6,194,119 B1及其中援引的參考文獻中公開的。
雖然不總是必要，但常常有用的是，OLED器件310包括沉積在發(fā)光層350上的電子遷移層355。要求的電子遷移材料可利用任何合適的手段，例如，蒸發(fā)、濺射、化學蒸汽沉積、從給體材料的電化學手段、熱轉移或激光熱轉移進行沉積，并且可采用這里所描述的裝置和方法沉積。優(yōu)選用于電子遷移層355中的電子遷移材料是金屬螯合的喔星化物(oxinoid)化合物，包括8-羥基喹啉本身(通常亦稱作8-喹啉醇或8-羥基喹啉)的螯合物。此類化合物有助于注入和運輸電子并且表現(xiàn)出高水平性能，容易制造成薄膜的形式。設想的喔星化物化合物的例子是滿足前面描述的結構式E的那些。
其它電子遷移材料包括各種丁二烯衍生物，如在美國專利4,356,429中公開的，以及各種雜環(huán)熒光增白劑，如在美國專利4,539,507中公開的。滿足結構式G的苯并吡咯也是有用的電子-運輸材料。
其它電子-運輸材料可以是聚合物質，例如，聚亞苯基亞乙烯基衍生物、聚-對-亞苯基衍生物、聚芴衍生物、聚噻酚、聚乙炔和其它導電聚合有機材料如在Handbook of Conductive Molecules andPolymers，Vols.1～4，H.S.Nalwa，ed.，John Wiley and Sons，Chichester(1997)中列出的那些。
電子-注入層360也可存在于陰極和電子-運輸層之間。電子-注入材料的例子包括堿金屬或堿土金屬、堿金屬鹵化物鹽，例如上面提到的LiF，或堿金屬或堿土金屬摻雜的有機層。
陰極390成形在電子-運輸層355上或在發(fā)光層350上，如果不使用電子-運輸層的話。當透過陽極330發(fā)光時，陰極材料可包括幾乎任何導電材料。理想的材料具有良好成膜性能以保證與下面的有機層的良好接觸，促使在低電壓的電子注入，并具有良好穩(wěn)定性。有用的陰極材料常常包含低逸出功金屬(＜3.0eV)或金屬合金。一種優(yōu)選的陰極材料由Mg:Ag合金組成，其中銀的百分率介于1～20％的范圍，正如在美國專利4,885,221中描述的。另一種陰極材料的合適類別包括由薄層低逸出功金屬和以較厚層導電金屬封罩的金屬鹽組成的雙層。一種此類陰極由薄層LiF，隨后是較厚層Al組成，正如在美國專利5,677,572中描述的。其它有用的陰極材料包括但不限于在美國專利5,059,861；5,059,862；和6,140,763中公開的那些。
當光發(fā)射是透過陰極390觀看時，它必須透明或近似透明。在此種場合，金屬必須薄，否則必須采用透明導電氧化物或者這些材料的組合。任選透明的陰極更詳細地描述在美國專利5,776,623中。陰極材料可通過蒸發(fā)、濺射或化學蒸汽沉積進行沉積。當需要時，圖案成形可通過多種熟知的方法實現(xiàn)，包括但不限于透過掩模沉積、如在美國專利5,276,380和EP 0 732 868中描述的整體陰影掩蔽，激光燒蝕和選擇性化學蒸汽沉積。
陰極材料可利用蒸發(fā)、濺射或化學蒸汽沉積進行沉積。當需要時，圖案成形可通過多種熟知的方法實現(xiàn)，包括但不限于透過掩模沉積、如在美國專利5,276,380和EP 0 732 868中描述的整體陰影掩蔽、激光燒蝕和選擇性化學蒸汽沉積。
本發(fā)明已具體地參考其某些優(yōu)選的實施方案，即用于運輸有機粒狀材料到蒸發(fā)區(qū)的，做了描述。然而，可以看出，本發(fā)明更廣義地適用于粒狀材料，包括有機和其它類型粒狀材料。術語“粒狀材料”可包括范圍寬廣的顆粒形式物質，包括但不限于晶體、納米管、粉末、針狀物、薄片和其它被劃歸，例如不連續(xù)的一類固體材料。而且，粒狀材料可以以包含一定數(shù)量的1或多種起組分材料的載體作用的惰性材料的混合物形式提供。惰性載體可包括其它類型固體材料，乃至糊料和液體，特別是具有較高粘度的液體材料。任何選擇的惰性材料必須與蒸發(fā)方法相容，以便在組分粒狀材料蒸發(fā)之前或期間能將惰性載體恰當?shù)貋G棄。例如，惰性載體可選自蒸發(fā)溫度比所要求的粒狀組分材料高得多的材料。僅作為一個例子，有機粒狀材料100(圖3)可以是包含沙子和準備蒸發(fā)的粒狀組分材料的混合物。此類惰性載體的使用，借助恰當?shù)幕旌霞夹g，將允許對微量蒸發(fā)粒狀材料如有機粒狀材料進行計量以便蒸發(fā)。
部件清單5蒸發(fā)裝置6源7源8源9蒸汽熱流柱10 蒸發(fā)設備15 基材20 歧管30 小孔40 料設備50 第一容器60 進料通道70 第二容器80 螺旋加料器結構85 螺旋加料器螺桿85a 螺旋加料器螺桿85b 螺旋加料器螺桿85c 螺旋加料器螺桿90 電機95 螺旋加料器結構100 有機粒狀材料105 螺旋加料器結構110 篩網(wǎng)115 螺旋線螺紋120 篩網(wǎng)125 中心部分130 壓電結構135 無螺紋部分140 壓電結構150 壓電結構155 電結構
160有機粒狀材料170加熱元件180底板190底部210旋轉螺紋式裝置220齒輪驅動器230開口240電機250第三容器260第一進料通道265第二進料通道270真空暴露開口275裝料鎖280沉積室285OLED基材295平移設備300真空源310OLED器件320基材330陽極335空穴注入層340空穴遷移層350發(fā)光層355電子遷移層360電子注入層370有機層390陰極
權利要求
1.一種蒸發(fā)粒狀材料并讓它們凝結到表面上以形成層的方法，包括(a)在具有開口的第一容器中提供一定數(shù)量的粒狀材料，其中開口的尺寸設計成容許粒狀材料自由流過該開口；(b)將此種粒狀材料經(jīng)過開口轉移到螺旋加料器中；以及，(c)轉動至少一部分螺旋加料器以便將粒狀材料從第一容器沿著進料通道轉移到蒸發(fā)區(qū)，在這里，粒狀材料的至少一種組分部分被蒸發(fā)并運送到表面以形成層，其中螺旋加料器的尺寸被選擇為能促進粒狀材料經(jīng)過開口的自由流動。
2.權利要求1的方法，其中粒狀材料包含有機粒狀材料。
3.權利要求1的方法，其中螺旋加料器包含螺旋線螺紋，相對于螺旋加料器的軸線，該螺紋具有4～15°的角。
4.權利要求1的方法，其中螺旋加料器的表面經(jīng)過處理。
5.權利要求4的方法，其中螺旋加料器的表面涂有氮化鈦。
6.權利要求4的方法，其中螺旋加料器的表面經(jīng)過電拋光。
7.權利要求1的方法，其中第一容器維持在低于大氣壓的壓力下。
8.權利要求1的方法，其中轉動螺旋加料器包含以反復增量的方式轉動螺旋加料器。
9.權利要求1的方法，其中蒸發(fā)區(qū)包括加熱元件。
10.權利要求1的方法，其中粒狀材料在進料通道內(nèi)的溫度維持在低于所要求的蒸發(fā)溫度的溫度。
11.權利要求1的方法，還包括以受控體積速率或壓力將粒狀材料計量加入到蒸發(fā)區(qū)中。
12.權利要求1的方法，還提供第二容器，用于接受粒狀材料和將粒狀材料從第二容器轉移到第一容器。
13.權利要求12的方法，還包括將一定數(shù)量的從第二容器轉移來的粒狀材料計量加入到第一容器中，以便在第一容器中提供基本上恒定體積的材料。
14.權利要求13的方法，還包括感知第一容器中的粒狀材料的數(shù)量。
15.權利要求1的方法，其中螺旋加料器結構貫穿第一容器的內(nèi)部。
16.權利要求1的方法，其中穿過開口轉移粒狀材料的步驟包括采用攪拌裝置攪拌粒狀材料。
17.權利要求16的方法，其中攪拌裝置包括壓電結構或旋轉螺紋式裝置。
18.權利要求1的方法，還包括加熱粒狀材料以趕出吸附的氣體或雜質的步驟。
19.權利要求18的方法，其中加熱步驟是在粒狀材料轉移到蒸發(fā)區(qū)時提供的。
20.權利要求19的方法，還包括壓實脫氣的粒狀材料。
21.權利要求1的方法，其中粒狀材料向蒸發(fā)區(qū)的進料速率控制蒸發(fā)的粒狀材料的沉積速率。
22.權利要求1的方法，其中粒狀材料包括兩種或多種不同的有機材料組分。
23.權利要求1的方法，其中粒狀材料包含惰性載體。
24.一種蒸發(fā)粒狀材料并讓它們凝結到表面上以形成層的方法，包括(a)在具有開口的第一容器中提供一定數(shù)量的粒狀材料，其中開口的尺寸設計成容許粒狀材料自由流過該開口；(b)將此種粒狀材料經(jīng)過開口轉移到第一進料通道中；(c)隨著粒狀材料沿著第一進料通道移動預處理在第一進料通道中的粒狀材料以趕出吸附的氣體或雜質；和(d)將預處理的粒狀材料從第一進料通道轉移并將它沿著第二進料通道喂入到蒸發(fā)區(qū)，在此，此種預處理的粒狀材料蒸發(fā)并凝結到表面上形成層。
25.權利要求24的方法，還包含提供第二容器用于接受粒狀材料，并將粒狀材料從第二容器轉移到第一容器。
26.權利要求25的方法，還包括將一定數(shù)量的從第二容器轉移來的粒狀材料計量加入到第一容器中，以便在第一容器中提供基本上恒定體積的材料。
27.權利要求24的方法，還包括提供與第一容器相聯(lián)系的螺旋加料器結構用于將粒狀材料從第一容器轉移到第一進料通道。
28.權利要求27的方法，其中螺旋加料器結構貫穿第一容器的內(nèi)部。
29.權利要求25的方法，還包括提供第三容器用于從第一進料通道接受預處理的粒狀材料并提供與第三容器相聯(lián)系的螺旋加料器結構用于將預處理的粒狀材料喂入到第二進料通道。
30.權利要求29的方法，其中第二進料通道由螺旋加料器結構限定。
31.權利要求29的方法，其中螺旋加料器結構貫穿第三容器的內(nèi)部。
32.權利要求24的方法，還包含采用攪拌裝置攪拌粒狀材料。
33.權利要求32的方法，其中攪拌裝置包括壓電結構或旋轉螺紋式裝置。
34.權利要求24的方法，其中粒狀材料向蒸發(fā)區(qū)的進料速率控制蒸發(fā)的粒狀材料的沉積速率。
35.權利要求24的方法，其中粒狀材料包括兩種或多種不同的有機材料組分。
36.權利要求24的方法，其中預處理粒狀材料的步驟包括將粒狀材料暴露于真空中的步驟。
37.權利要求36的方法，還包含加熱粒狀材料的步驟。
38.權利要求1的方法，其中由螺旋加料器轉移的粒狀材料在蒸發(fā)區(qū)與第一容器之間提供至少部分真空密封。
39.權利要求1的方法，其中第一容器中的粒狀材料保持在惰性氣體中。
40.權利要求24的方法，其中粒狀材料包含惰性載體。
41.權利要求24的方法，其中粒狀材料包含有機材料。
全文摘要
一種蒸發(fā)粒狀材料并讓它們凝結到表面上形成層的方法在具有其尺寸設計為允許粒狀材料經(jīng)其自由流動的開口的第一容器中提供一定數(shù)量的粒狀材料。粒狀材料經(jīng)過開口轉移到螺旋加料器中。轉動至少一部分螺旋加料器以便將粒狀材料從第一容器沿著進料通道轉移到蒸發(fā)區(qū)，在此，粒狀材料的至少一種組分部分被蒸發(fā)并運送到表面上形成層。螺旋加料器的尺寸選擇為能促使粒狀材料經(jīng)過開口的自由流動。
文檔編號B65G33/00GK101023196SQ200580031807
公開日2007年8月22日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權日2004年9月21日
發(fā)明者M·龍, J·M·格雷斯, B·E·科普 申請人:伊斯曼柯達公司