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CN106299116A - 面向下的打印设备和方法 - Google Patents

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CN106299116A
CN106299116A CN201610621627.8A CN201610621627A CN106299116A CN 106299116 A CN106299116 A CN 106299116A CN 201610621627 A CN201610621627 A CN 201610621627A CN 106299116 A CN106299116 A CN 106299116A
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E.弗伦斯基
C.F.马迪根
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Kateeva Inc
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Abstract

本发明提供膜形成设备、系统和方法。所述设备可以包括衬底定位系统和包括喷墨打印阵列和/或热敏打印阵列的打印阵列。该定位系统可以是气体支承板系统。定位系统可以被配置为使得衬底在远离打印阵列的第一位置和位于打印阵列上方的第二位置之间移动。所述设备、系统和方法可以用于制造有机发光装置(OLED)，例如，平板显示器。

Description

面向下的打印设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年8月9日提交美国临时专利申请No.61/521,631和于2012年3月20日提交的美国临时专利申请No.61/613,348的权益，这两个美国申请的全部内容通过引用合并于本文。
技术领域
本教导涉及热敏打印和喷墨打印系统、设备及制造诸如有机发光装置的各种产品的方法。
背景技术
对于被设计为用于在不与待沉积墨的表面接触的情况下沉积墨的打印头来说，在打印头和衬底的打印表面之间保持严格受控的间隔是有益的。如果打印头距衬底表面太远，则打印内容会过于分散。如果打印头太靠近衬底表面，则打印内容会过于集中成颗粒状。当太靠近时，打印头甚至可以接触衬底，导致损坏衬底和打印头两者。将衬底定位在水平平面中还可以影响打印质量和效率。该水平定位由于需要在不干扰衬底的情况下向打印头再次应用墨而变得复杂。因此，需要控制衬底和打印头之间的打印间隔以及控制衬底相对于打印头阵列的水平位置，以优化打印结果和打印过程。
发明内容
根据本教导的各个实施例，提供一种膜形成设备，所述膜形成设备包括打印阵列和被配置为支撑衬底的传送/支撑设备，其中，衬底具有待在其上形成膜的表面并且该表面在打印期间面向下。所述设备可以包括定位系统，该定位系统被配置为使得衬底在远离打印阵列的第一位置和在打印阵列上方的第二位置之间移动。在一些实施例中，打印阵列包括喷墨阵列。在一些实施例中，打印阵列包括热敏打印阵列，并且所述设备还包括适于将膜形成材料加载到热敏打印阵列的喷墨阵列。
根据本教导的各个实施例，提供一种膜形成设备，所述膜形成设备包括衬底支撑件，该衬底支撑件包括上表面和在该上表面中的至少一个开口。膜形成设备可以进一步包括气体支承系统，例如如下气体支承系统，该气体支承系统包括在上表面中的多个第一孔口和从所述孔口延伸到衬底支撑件中的多个第一气体通道。在一些实施例中，可以使用流体，但是为了简明起见，本文描述的流体将被称作气体。本文描述的气体通道可以更广义地是流体通道，但是为了简明起见，在本文将被称作气体通道。气体通道可以与被配置为向气体通道供应加压气体的第一歧管连通。气体支承系统还可以包括在上表面中的多个第二孔口和从多个第二孔口延伸到衬底支撑件中并且与第二歧管连通的多个第二气体通道。多个第一孔口和多个第二孔口可以围绕上表面中的至少一个开口，并且当设置多个开口时可以单独地围绕多个开口中的每个。膜形成设备可以进一步包括位于每个开口中的各个打印阵列。气体支承系统可以被配置为在打印阵列将膜形成材料传递到衬底的面向下的表面上时使衬底在所述上表面上方浮动。每个打印阵列可以位于各自的打印模块组件中或可以包括各自的打印模块组件的至少一部分。在一些实施例中，打印阵列包括喷墨打印阵列，并且每个喷墨打印阵列可以包括一个或多个面向上的喷墨喷嘴。在一些实施例中，打印阵列包括热敏打印阵列，并且每个热敏打印阵列可以包括一个或多个面向上的打印传输表面。
根据本教导的各个方面，提供一种在衬底的表面上形成膜的方法。衬底可以被定位在被设定在气体支承板系统中的面向上的打印阵列上方的第一位置。该配置可以被布置为使得衬底表面朝向喷墨打印阵列面向下。可以致动喷墨打印阵列，以将第一膜形成材料从喷墨打印阵列导引到衬底表面上。衬底还可以被布置在喷墨打印阵列上方的第二位置，并且可以致动喷墨打印阵列，以将第二膜形成材料从喷墨打印阵列引导到衬底表面上。本教导的任何方法都可以进一步包括使用真空热蒸发(VTE)，例如以形成一层或多层OLED。
根据本教导的各个实施例，提供一种在衬底的表面上形成膜的方法。所述方法可以包括多个步骤。可以将第一膜形成材料加载到热敏打印阵列的微结构中。可以将衬底定位在热敏打印阵列上方，从而使得衬底的表面取向成面向下。可以加热热敏打印阵列，由此将第一膜形成材料从热敏打印阵列导引到衬底的面向下取向的表面上。然后，衬底可以从热敏打印阵列移开，可以将膜形成材料重新加载到热敏打印阵列，并且可以将衬底定位成能够在衬底的不同区域上进行打印。
附图说明
通过参照附图将更好地理解本教导的特征和优点，附图意在说明而非限制本教导。
图1A是根据本教导的各个实施例的包括处理腔的系统的平面图。
图1B是图1A所示的系统的配置的平面图，其中，喷墨阵列就位以将膜形成材料加载到热敏打印阵列上。
图1C是在已加载热敏打印阵列之后图1A所示的系统的配置的平面图，并且示出被定位为从热敏打印阵列接收膜形成材料的衬底。
图1D是在衬底已经完全经过热敏打印阵列并使得热敏打印阵列通畅之后的图1A所示的系统的配置的平面图，并且其中，热敏打印阵列被露出并能够被重新加载以膜形成材料。
图1E是图1A所示的系统的配置的平面图，其中，喷墨阵列再次被定位为将膜形成材料加载到热敏打印阵列上。
图2A是根据本教导的其它各个实施例的系统和处理腔的平面图。
图2B是图2A所示的系统的配置的平面图，其中，当第二喷墨阵列加载第二热敏打印阵列时第一喷墨阵列保持与第一热敏打印阵列分隔开并且处于缩回位置。
图2C是图2A所示的系统的配置的平面图，其中，第一喷墨阵列被定位为在第二热敏打印阵列在衬底上打印膜形成材料并且第二喷墨阵列缩回的同时加载第一热敏打印阵列。
图2D是图2A所示的系统的配置的平面图，其中，第一喷墨阵列缩回并且第二喷墨阵列在第一热敏打印阵列将膜形成材料传输到衬底的同时加载第二热敏打印阵列。
图3是根据本教导的各个实施例的衬底打印配置的平面图，并且示出衬底相对于至少一个打印阵列的相对移动方向。
图4是根据本教导的各个实施例的衬底打印配置的平面图，并且示出衬底相对于至少一个打印阵列的相对移动方向。
图5是根据本教导的各个实施例的衬底打印配置的平面图，并且示出衬底相对于至少一个打印阵列的相对移动方向。
图6是根据本教导的各个实施例的打印系统和衬底操纵系统的立体图。
图7是根据本教导的各个实施例的衬底支撑和打印系统的立体图，包括热敏打印阵列布局。
图8是根据本教导的各个实施例的衬底打印系统的剖视立体图，并且示出通过四个相应打印模块组件的四个不同剖面的剖视图。
图9是根据本教导的各个实施例可以使用的气体支承系统的剖视图和示意图。
图10是根据本教导的另外的各个实施例的衬底打印系统的立体图。
图11是图10所示的衬底打印系统的侧视图。
图12是图10所示的衬底打印系统的平面图。
图13是图10所示的衬底打印系统的工作台622的放大图。
图14A是根据本教导的各个实施例的包括未干燥像素材料的打印衬底的剖视图。
图14B是图14A所示的打印衬底的剖视图，但是其中，像素材料已被干燥。
图15A是根据本教导的各个实施例的处于面向下取向并且包括未干燥像素材料的打印衬底的剖视图。
图15B是图15A所示的打印衬底的剖视图，但是其中，像素材料已被干燥。
图16是根据本教导的各个实施例的面向下打印系统的立体图。
图17是根据本教导的各个实施例的面向下打印系统的侧视图。
图18是根据本教导的各个实施例的面向下打印系统的平面图。
图19是根据本教导的各个实施例的另一面向下打印系统的平面图。
图20是根据本教导的各个实施例的又一面向下打印系统的平面图。
图21是根据本教导的各个实施例的装配有吸墨器的面向下打印系统的局部剖视侧视图。
图22是根据本教导的各个实施例的装配有吸墨器的另一面向下打印系统的剖视侧视图。
图23是根据本教导的各个实施例的接合真空设备的面向下打印系统的剖视侧视图。
具体实施方式
根据本教导的各个实施例，提供膜形成设备，其包括打印阵列以及被配置为支撑并传送衬底的衬底支撑和传送设备。衬底具有待在其上形成膜的表面，并且衬底支撑和传送设备被配置为使得该表面在膜形成操作期间面向下。衬底支撑和传送设备可以包括定位系统，其被配置为使得衬底在远离打印阵列的第一位置和位于打印阵列上方并准备好从打印阵列接收材料的第二位置之间移动。在一些实施例中，打印阵列包括喷墨阵列。在一些实施例中，打印阵列相反地包括热敏打印阵列，并且设备还包括适于将膜形成材料加载到热敏打印阵列的喷墨阵列。除非另外说明，本文描述的打印阵列可以是喷墨打印阵列和/或热敏打印阵列。
在使用热敏打印阵列的实施例中，膜形成设备可以被配置为使得，在第一位置，衬底被定位为远离热敏打印阵列以使其不阻碍喷墨打印阵列将膜形成材料加载到热敏打印阵列。在第二位置，衬底可以被定位为使得面向下的表面在操作热敏打印阵列期间接收膜形成材料。
根据本教导的各个实施例，膜形成设备可以包括衬底支撑件，该衬底支撑件包括上表面和在该上表面中的至少一个开口。膜形成设备可以包括气体支承系统，并且该气体支承系统可以包括在上表面中的多个第一孔口。多个第一气体通道可以从多个第一孔口延伸到衬底支撑件中并与第一歧管连通。气体支承系统还可以包括在上表面中的多个第二孔口以及多个第二气体通道，所述第二气体通道可以从多个第二孔口延伸到衬底支撑件中并与第二歧管连通。多个第一孔口和多个第二孔口可以围绕上表面中的至少一个开口。膜形成设备可以包括多个打印阵列，例如，位于多个开口的每个开口中的不同打印阵列。气体支承系统可以被配置为使得当打印阵列将膜形成材料传输到衬底的面向下的表面上时衬底在所述上表面的上方浮动。在一些实施例中，打印阵列包括喷墨打印阵列并且每个喷墨打印阵列可以包括一个或多个面向上的喷墨喷嘴。在一些实施例中，打印阵列包括热敏打印阵列，并且每个热敏打印阵列可以包括一个或多个面向上的打印传输表面。
当使用热敏打印系统时，膜形成设备可以包括被配置为将膜形成材料加载到一个或多个热敏打印阵列的一个或多个喷墨阵列。多个喷墨阵列可以与多个相应热敏打印阵列例如以一比一的比例或以任何其它比例相关联。每个喷墨阵列可以包括一列或多列和/或多行墨打印头。膜形成设备可以进一步包括被配置为将每个喷墨阵列从第一喷墨阵列位置传送或平移到第二喷墨阵列位置的一个或多个相应喷墨阵列致动器。第一位置可用于将膜形成材料加载到热敏打印阵列，并且第二喷墨阵列位置可以包括其中喷墨阵列不阻碍衬底在第一和第二衬底位置之间的移动的取向。
可以提供传送装置，其被配置为使得衬底在未位于打印阵列之上的第一位置和位于打印阵列之上的第二位置之间移动。膜形成设备可以进一步包括在衬底支撑件之上的外壳，该外壳与衬底支撑件一起可以限定打印腔或处理腔，打印阵列在其中将膜形成材料打印到衬底上。第二喷墨位置可以位于处理腔之内或之外。至少一个加载锁定腔可以被设置为与打印腔可中断地气体连通并且与打印腔相邻。一个或多个衬底可以从加载锁定腔移动到处理腔，并且可选地返回加载锁定腔。可以通过阀和/或门来实现衬底移动到加载锁定腔或处理腔中或从中移出。在一些实施例中，整个系统或除加载锁定腔之外的整个系统可以被封闭在惰性气体封闭物中。可以提供用于抽空加载锁定腔并使其充满惰性气体的系统，例如，如在2011年12月22日提交的美国专利申请No.61/579,233中所描述的，该申请的全部内容通过引用合并于本文。根据本教导的各个实施例可以采用的其它加载锁定特征及其使用方法包括例如在美国专利申请公布No.US 2010/0201749 A1中描述的那些，该文献的全部内容通过引用合并于本文。
可以提供清洁和/或维护系统，以用于从打印阵列去除过量或残留的膜形成材料。例如，清洁系统可以包括吸墨器和/或真空腔。吸墨器的例子包括刮扫器和卷轴式织物，以用于接触打印头、传输表面和/或喷嘴。清洁系统和/或维护系统可以被配置为作为净化程序的一部分进行操作，在此净化程序期间，去除存在的墨并且将新的墨引入打印阵列。净化程序还可以包括从打印阵列去除空气，例如，包括去除气泡。
气体支承系统的第一歧管可以经由第一端口与处理腔外的环境流体连通，并且第二歧管可以经由第二端口与处理腔外的环境连通。在一些情形中，多个第一气体通道可以与加压气体源(例如，包括惰性气体源的加压气体源)连通。加压气体源可以包括氮气源、氩气源、稀有气体源、洁净的干燥空气(CDA)源或其组合等。多个第二气体通道可以与真空源流体连通。
多个第一和第二孔口中的孔口可以彼此分隔开任何期望的距离。例如，孔口可以彼此分隔开从约0.5mm至约50mm、从约1.0mm至约10mm、从约2.5mm至约7.5mm或从约3.0mm至约6.0mm的距离。多个第一和第二孔口中的各个孔口可以具有任何期望的直径。例如，各个孔口可以各自具有从约0.001英寸至约0.1英寸、从约0.005英寸至约0.05英寸或从约0.01英寸至约0.025英寸的直径。在一些实施例中，多个第一孔口可以各自具有从0.005英寸至约0.025英寸的直径，并且多个第二孔口可以各自具有从约0.030英寸至约0.090英寸的直径。
膜形成设备的衬底支撑件可以包括用于在第一位置支撑衬底的第一区域和在第二位置支撑衬底的第二区域。该设备可以进一步包括被配置为将衬底从第一位置传送到第二位置的一个或多个衬底致动器。衬底支撑件可以具有一长度，并且衬底致动器可以包括沿衬底支撑件的长度布置的线性马达。第一位置可以对应于第一工作台，并且第二位置可以对应于第二工作台。在一些实施例中，还可以沿衬底支撑件的长度布置第二线性马达。
根据本教导的各个实施例，提供在衬底表面上形成膜的方法。该方法可以包括多个步骤，包括将膜形成材料加载到热敏打印阵列的微结构中的第一步骤。衬底可以被定位在热敏打印阵列上方，从而使得衬底的表面面向下并且相当接近于热敏打印阵列，以用于接收从热敏打印阵列打印或传输的材料。可以加热热敏打印阵列，由此将膜形成材料从热敏打印阵列引导到衬底的面向下表面上。在接收膜形成材料之后，衬底可以从热敏打印阵列移开。
热敏打印过程的加载、定位和加热步骤可以被重复任意期望的次数。热敏打印阵列的微结构可以被重新加载以相同的膜形成材料或不同的膜形成材料。在一些实施例中，重新加载包括将一个或多个喷墨阵列定位在邻近热敏打印阵列的第一喷墨位置，然后将膜形成材料从喷墨阵列喷射到热敏打印阵列的微结构上。喷墨的膜形成材料可以是液体形式，例如，作为挥发性媒质中的溶液或分散剂。在重新加载之后，所述方法可以进一步包括将喷墨阵列从第一喷墨位置移动到第二喷墨位置，在第二喷墨位置，喷墨阵列不阻碍衬底的移动和/或可以重新加载或重新填充喷墨阵列。第二喷墨位置可以在发生衬底打印的处理腔之内或之外。热敏打印阵列可以包括多个热敏打印模块组件并且所使用的喷墨阵列可以包括多个喷墨打印头。
根据本教导的各个实施例，提供在衬底的表面上形成膜的方法，所述方法仅利用喷墨打印。衬底可以被取向或布置在被设置在气体支承板系统中的面向上喷墨打印阵列上方的第一位置。该配置使得衬底的打印表面朝向喷墨打印阵列面向下。可以致动喷墨打印阵列，以将第一膜形成材料从喷墨打印阵列引导或发射到衬底表面上。然后，衬底可以被定位在喷墨打印阵列上方的第二位置。之后可以致动喷墨打印阵列，以将第二膜形成材料从喷墨打印阵列引导或发射到衬底表面上。尽管以上描述提及衬底的定位，但是应该理解，打印阵列可以相反地或也可以被移动或定位为实现衬底和打印阵列之间的相对定位。本教导的任何方法都可以进一步包括使用真空热蒸发(VTE)，例如以形成OLED的一个或多个附加层。
可以相对于喷墨打印阵列建立任何数量的不同的衬底位置。之前建立的位置可以在稍后被重新建立。可以通过任何合适的机构执行位置的建立。例如，定位可以包括移动喷墨阵列和移动衬底中的至少一个。在一些实施例中，利用气体支承系统和与线性致动器可操作地相关的衬底支架中的至少一个来移动衬底。计算机或其它处理系统可以用于存储、记忆、运行、修改或以其它方式操作或控制气体支承系统、衬底支架和/或线性致动器。
可以使用任何数量的不同膜形成材料来进行打印。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处应用于衬底表面或者不同的膜形成材料可以在不同位置处应用于衬底表面。在一些实施例中，喷墨打印阵列包括三列打印模块组件，从而使得三列打印模块组件中的第一列被配置为打印至少一种红墨，三列打印模块组件中的第二列被配置为打印至少一种绿墨并且三列打印模块组件中的第三列被配置为打印至少一种蓝墨。
本教导的方法可以包括利用任何合适的技术和/或机构来清洁打印阵列。例如，可以利用吸墨器和真空腔中的至少一个来执行清洁。吸墨器可以应用于打印头、喷嘴和/或传输表面，以去除过量或残留的墨。吸墨器可以具有任何合适的形式。例如，吸墨器可以包括刮扫器或织物，该织物可以卷绕以连续地或根据需要使得一段洁净的织物可用。可以使用具有任何合适形式的真空腔。在一些实施例中，真空腔装配有用于应用真空的专用真空设备。在一些实施例中，真空腔与气体支承系统形成紧密匹配的接合并且利用气体支承系统所包括的真空孔口。所述方法可以包括净化程序，在此程序期间，去除存在的墨，并且例如通过抽拉和/或推压来自一个或多个喷嘴的墨或其它膜形成材料而将新的墨引入打印阵列。清洁可以使喷嘴板上不存在膜形成材料。该清洁还可以从喷嘴去除气泡。
定位衬底可以包括利用气体支承系统将衬底支撑在衬底支撑件上。可以使用任何类型的合适的衬底支撑件。例如，衬底支撑件可以包括上表面和在上表面中的至少一个开口，并且打印阵列或其打印模块组件可以被定位在所述至少一个开口中。气体支承系统可以包括在上表面中的多个第一孔口和在上表面中的多个第二孔口。多个第一气体通道可以从多个第一孔口延伸到衬底支撑件中并且与第一歧管连通。气体支承系统还可以包括从多个第二孔口延伸到衬底支撑件中并与第二歧管连通的多个第二气体通道。多个第一孔口和多个第二孔口可以包围上表面中的至少一个开口，并且在具有多个开口的情况下可以单独地包围每个开口。
在一些实施例中，第一歧管与加压惰性气体源气体连通，并且第二歧管与真空源气体连通，反之亦然。加压气体源可以维持在某一压力下或压力范围内或者在该压力范围内变化，例如处于从约20psig至约200psig、从约30psig至约90psig或从约50psig至约75psig的压力下。真空源可以施加、维持或改变真空，例如以维持从约-1.0psig至约-13.5psig、从约-5.0psig至约3.0psig或从约-8.0psig至约-10.0psig的压力或压力范围。
在一些实施例中，将衬底从打印阵列移开可以包括：将衬底从第一位置传送到不同的位置，以及将衬底定位在第二打印阵列上方，从而使得衬底的面向下表面面向第二打印阵列。可以致动第二打印阵列，由此将第二膜形成材料从第二打印阵列引导到衬底的面向下表面上。在一些实施例中，第二膜形成材料与第一膜形成材料不同，而在其它实施例中它们是相同的膜形成材料。在一些实施例中，第二打印阵列是第二喷墨打印阵列。
在一些实施例中，第二打印阵列是第二热敏打印阵列，其可被加热以由此将第二膜形成材料从第二热敏打印阵列导引到衬底的面向下表面上。衬底可以被定位在第二打印阵列上方，从而使得它不位于第一打印阵列上方并且第一打印阵列不受阻碍。当不受阻碍时，有助于将第一膜形成材料重新加载到第一热敏打印阵列的微结构中。在一些实施例中，所述方法进一步包括将第二喷墨阵列定位在第二热敏打印阵列上方。将第二膜形成材料从第二喷墨阵列喷射到第二热敏打印阵列的微结构上。
在一些实施例中，衬底的定位和移动包括利用连接到至少一个线性马达的一个或多个附属件来抓握衬底。在一些实施例中，气体支承系统用于使衬底与致动器接触，致动器为例如从衬底支撑件的上表面向上延伸的一个或多个旋转轮。可以使用的示例性致动器和/或支承系统包括在美国专利No.US 7,908,885 B2中描述的那些，该申请的全部内容通过引用合并于本文。
打印阵列可以包括任何期望数量的列或行的打印模块组件。在一些实施例中，阵列可以包括一至十列打印模块组件。在一些实施例中，打印阵列包括三列打印模块组件。三列打印模块组件中的第一列可以被配置为传输或打印至少一种红墨。三列打印模块组件中的第二列可以被配置为传输或打印至少一种绿墨。三列打印模块组件中的第三列可以被配置为传输或打印至少一种蓝墨。可以改变彩墨或其它膜形成材料的顺序、类型和数量。在形成有机发光装置的发射层时有用的有机材料可以用作膜形成材料或墨。
根据在衬底表面上形成膜的方法，热敏打印阵列的微结构可以包括多个传输表面。可以使用任何数量的适当的传输表面。喷墨打印阵列可以包括多个喷嘴。可以使用任何数量的适当的喷嘴。所述方法可以进一步包括通过利用至少一个气体支承装置在多个传输表面或喷嘴和衬底的面向下表面之间保持期望的距离。在一些实施例中，该距离在从约500μm至约3.0mm、从约50μm至约0.5mm、从约100μm至约250μm、从约15μm至约50μm或从约20μm至约40μm。
气体支承系统可以采用任何气体或气体混合物。气体支承系统可以使用相同或不同的气体作为包含在处理腔中或围绕的气体封闭系统中的气体。在一些实施例中，使用惰性气体，例如，氮气、一种或多种稀有气体或其组合等，来实现气体支承。可从宾夕法尼亚州Aston的New Way Machine Components有限公司购买的气体支承系统以及相关的方法和系统可以用作本教导所描述的气体支承系统或与其结合。与气体支承系统相关并且可以结合本教导使用的装置、系统、方法和应用包括例如在美国专利No.US 7,908,885 B2描述的那些，该专利的全部内容通过引用合并于本文。可从以色列的Yoqneam的CoreflowScientific Solutions有限公司购买的气体支承系统以及相关的方法和系统可以用作本教导所描述的气体支承系统或与其结合。还可以使用导轨形式的气体支承装置。例如，可以使用可从纽约的Shirley的Anorad Corporation购买的超精密台架式空气支承导轨。与可以结合本教导使用的气体支承系统相关的其它示例性装置、系统、方法和应用包括，例如，美国专利序列号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、美国专利申请公布No.US 2009/0031579 A1以及美国专利申请No.61/521,604描述的那些，这些申请的全部内容通过引用合并于本文。
在一些实施例中，本教导涉及通过利用打印设备将一种或多种膜形成材料打印到衬底上并且打印在衬底的面向下的表面上的设备和方法。因此，打印设备可以从衬底的下方或下面的位置进行打印。可以使用的合适的热敏打印设备包括例如在美国专利申请公布序列号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，这些文献的全部内容通过引用合并于本文。可以使用任何合适的喷墨打印设备。例如，喷墨打印设备可以包括SAMBA打印头模块(FUJIFILM Dimatix有限公司，Santa Clara，加利福尼亚)。
关于膜材料，通常以及根据各个实施例，膜材料可以以由纯膜材料或膜材料和非膜(载体)材料构成的固态墨、液态墨或气态蒸汽墨形式被传递到打印阵列。可以使用包括墨的制剂，因为所述制剂连同一种或多种非膜形成材料将膜形成材料提供到打印阵列。非膜形成材料可以包括，例如，有助于在将膜形成材料沉积到衬底上之前处理所述膜形成材料的媒质、载体和/或溶剂。膜形成材料可以包括OLED材料。膜材料可以包括多种材料的混合物。载体材料可以包括一种或多种材料，例如，载体可以包括多种材料的混合物。液态墨的一个例子是包括溶解或悬浮在载体流体或液体中的膜形成材料的液态墨。液态墨的另一个例子是处于液相的纯膜形成材料，例如，保持处于升高温度下从而使得膜形成材料形成液态熔融物的膜形成材料。固态墨的一个例子是包括膜形成材料的固态颗粒的固态墨。固态墨的另一个例子是分散在载体固体中的膜形成材料。气态蒸汽墨的一个例子是蒸发的膜形成材料。气态蒸汽墨的另一个例子是分散在载体气体中的蒸发的膜形成材料。
墨可以在热敏打印阵列上沉积为液体或固体，并且这种状态可以与传递期间的墨的状态相同或不同。在一个例子中，膜形成材料可以作为气态蒸汽墨传递，但仍以固相沉积在热敏打印阵列上。在另一例子中，膜形成材料可以作为液态墨传递，并且以液相沉积在热敏打印阵列上。墨可以以下述方式沉积在热敏打印阵列上，即，仅膜形成材料沉积，而载体材料不沉积或在沉积时或刚刚沉积之后就蒸发。墨还可以以下述方式沉积，即，膜形成材料及一种或多种媒质材料沉积在热敏打印阵列上。
在一些实施例中，膜形成材料可以作为包括蒸发的膜形成材料和载体气体两者的气态蒸汽墨进行传递，并且仅膜形成材料沉积在热敏打印阵列上。在一些实施例中，膜形成材料可以作为包括膜形成材料和载体流体的液态墨进行传递，并且膜形成材料和载体流体都沉积在热敏打印阵列上或直接沉积在衬底上。在各个实施例中，膜形成材料传递机构可以将膜形成材料以预定的图案传递到热敏打印阵列或衬底上。可以在热敏打印阵列和传递机构之间或喷墨打印阵列和衬底之间进行材料接触或材料不接触的情况下执行膜形成材料的传递。
在远离打印装置的传送装置区域，仅采用压力(例如处于压力下的氮气)来支撑衬底就足够了。在接近热敏打印阵列的区域，采用压力(例如处于压力下的氮气)和真空两者来完善地支撑衬底是有利的。一般而言，在打印阵列之上或附近的飞行高度为或接近25μm(+/-5.0μm)。在其它位置或远离打印阵列的区域中，飞行高度可以在例如从约2.5μm至约2.5mm、从约5.0μm至约500μm、从约10μm至约300μm或从约25μm至约250μm的范围内。线性马达的速度可以在例如从约25mm/s至约5.0m/s、从约50mm/s至约1.0cm/s、从约100mm/s至约500mm/s或为约300mm/s。在各个实施例中，速度为2.5m/s并且加速度不超过5.0m/s2。
关于过程定时，打印装置的连续发射可以以例如从约0.050秒至约30秒、从约0.10秒至约15秒、从约1.0秒至约10秒、从约1.5秒至约5.0秒或以约2.0秒间隔开。与发射第一热敏打印阵列同时地，将墨沉积在第一热敏打印阵列上的相同或不同的喷墨打印阵列可以将墨沉积在第二热敏打印阵列上，如果不同时，则也在一秒或两秒内进行。衬底从一个打印阵列到下一个打印阵列的移动可以花费例如小于一秒或从约一秒到约十秒的时间。在致动打印阵列以实现膜形成材料的传递期间，衬底通常静止。
现在参照附图，图1A是根据本教导的各个实施例的处理腔20的平面图。处理腔20可以包括外壳22，并且外壳22可以包括侧壁24和底部25。侧壁24可以包括第一侧面端26、第二侧面端28、第一横向侧30和第二横向侧32。处理腔20可以进一步包括顶板，诸如透明顶板30。第一侧面端26可以包括第一门阀34，并且第二侧面端28可以包括第二门阀36。门阀34和36可以提供快门类型的可密封开口，以将新的衬底传输到处理腔20中或从处理腔20中传输出经打印的衬底。
处理腔20可以包括腔内部38。第一衬底40可以位于腔内部38内。第二衬底42可以位于腔内部38外并通过门阀34与内部38分开。腔内部38可以包括从第一侧面端26朝向第二侧面端28延伸的第一侧面区域44。腔内部38可以包括从第二侧面端28朝向第一侧面端26延伸的第二侧面区域46。腔内部38可以进一步包括位于第一侧面区域44和第二侧面区域46之间的中间区域48。中间区域48可以限定区域44和46的端部。第一侧面区域44可以包括在底部25中的第一侧面气体支承系统50和第二侧面气体支承系统52。第二侧面区域46可以包括在底部25中的第三侧面气体支承系统55和第四侧面气体支承系统56。中间区域48可包括在底部25中的中间气体支承系统58。打印阵列60可以被安装在底部25中位于中间气体支承系统58内。打印阵列60可以包括喷墨和/或热敏打印阵列。打印阵列60可以包括第一打印模块组件列62和第二打印模块组件列64。在打印阵列60包括热敏打印阵列的实施例中，包括多个墨打印头68的喷墨阵列66可以与处理腔20在操作上相关联，并且在一些情形中可以被配置或被致动为移入或移出处理腔20。
利用衬底致动器70，第一衬底40可以在腔内部38内移动。衬底致动器70可以包括致动器轨道72、致动器滑车74和衬底支架76。致动器滑车74被配置为滑行在致动器轨道72上。衬底支架76连接到滑车74并且被配置为保持例如第一衬底40。衬底支架76可以包括例如真空夹具、一组夹持卡爪、吸盘、夹板或其组合。在打印阵列60包括热敏打印阵列的实施例中，也可以设置专用的喷墨阵列致动器。喷墨阵列致动器可以用于将喷墨阵列66移入和移出腔内部38。在图1A中，喷墨阵列66位于腔内部38外并且第一衬底40位于第二侧面区域46中。当打印阵列60包括喷墨打印阵列时，可以从所述系统省除喷墨阵列66。
图1B是图1A所示的系统和处理腔20的平面图，但是其中喷墨阵列66在腔内部38内并且位于热敏打印阵列60之上，以将墨应用到打印阵列60。第一衬底40保持在第二侧面区域46中，例如，保持附接到衬底致动器70。喷墨阵列66在中间区域48内。当喷墨阵列66的多个墨打印头68将墨应用于第一打印模块组件列62和第二打印模块组件列64时，喷墨阵列66可以架在中间气体支承系统58上或者可以被单独的不同的定位系统操纵，该定位系统可以包括或可以不包括气体支承装置。在一些实施例中，机器人组件用于相对于打印阵列60来定位喷墨阵列66。
图1C是图1A所示的系统和处理腔20的平面图，但是其中喷墨阵列66再次在腔内部38外。第一侧面区域44是空的，然而，在图1C的配置中，第一衬底40位于中间区域48内的打印阵列60和中间气体支承系统58的上方。随着衬底打印过程的进行，于是第一衬底40的一部分会位于第二侧面区域46内。由衬底致动器70至少部分地提供第一衬底40的移动。
图1D是如图1A所示的系统和处理腔20的平面图，但是其中喷墨阵列66保持在腔内部38外并且第一衬底40已经由衬底致动器70移动到第一侧面区域44中。中间区域48内的打印阵列60现在未被第一衬底40覆盖并且没有障碍。在所示位置，喷墨阵列66现在将更多膜形成材料重新加载到打印阵列60，当衬底40从区域44移动回到区域46时，所述膜形成材料可以被沉积在衬底40上。
图1E是图1A所示的系统和处理腔20的平面图，但是其中，第一衬底40保持在第一侧面区域44中，并且喷墨阵列66已经再次进入腔内部38且位于打印阵列60之上。喷墨阵列66在打印阵列60上方架在中间气体支承系统58上，并且将其他材料或墨应用到第一打印模块组件列62和第二打印模块组件列64。
在例如如图1所描绘的各个实施例中，衬底40(例如，包括玻璃)进入处理腔20。处理腔20可以包括例如受控环境，所述受控环境包括大气压力或稍微高于大气压力以及一种或多种惰性气体(例如，氮气)。惰性气体可以基本不存在氧气、水和其它反应气体，例如包含少于100ppm、少于10ppm、少于1.0ppm或少于0.1ppm的这类复合物。可以通过例如非接触式气体支承传送和支撑设备来传送并支撑衬底40。US 7,908,885 B2讲授了非接触式多孔空气支承和玻璃压平装置的实施例，其全部内容通过引用合并于本文。
如图1B所示，喷墨阵列66已经从图1A所示的缩回位置移动，并且被示出横过衬底支撑件并且以在每个方向上通过一次的方式将墨沉积在打印阵列60上。如图1C所示，传送/支撑设备的线性马达(衬底致动器70)将衬底40定位在打印阵列60之上。在衬底移动期间，墨制剂的溶剂蒸发，在热敏打印阵列的微结构(例如，孔或通道)中留下基本固态的膜形成材料。衬底40可以被定位成使其待被打印的表面在打印阵列60上方面向下，在该位置可以致动打印模块组件。在利用热敏打印阵列的实施例中，升华和/或蒸发致使膜形成材料(例如，OLED材料)凝结在衬底40上，由此在衬底上形成膜。
如在图1D中可见的，衬底40移动到使得喷墨阵列66能够将更多墨沉积在打印阵列60上的位置。如图1E所示，可以重复喷墨过程。在每次致动打印阵列60之后可以重复喷墨过程，其中衬底移出而不成为障碍。每次将衬底40重新定位到之前未经打印阵列60打印的区域，衬底40都可以在打印阵列60上方来回地移动。
通过执行图1A-1E所描绘的步骤顺序，可以使衬底接收一个或多个膜形成材料的膜或层，并且同时几乎不移动衬底。该步骤顺序使得可以将材料同时传输到衬底上以及重新加载热敏打印阵列。
图2A是根据本教导的各个实施例的包括处理腔120的系统的平面图。处理腔120包括外壳122，外壳122继而包括侧壁124和底部125。侧壁124可以包括第一侧面端126、第二侧面端128、第一横向侧130和第二横向侧132。处理腔120可以进一步包括顶板(未示出)，或者除了下述加载锁定腔之外可以完全封闭。处理腔120可以被封闭在例如惰性气体封闭物和环境控制系统中。第一侧面端126可以包括第一门阀134，并且第二侧面端128可以包括第二门阀136。处理腔120可以包括腔内部138。腔内部138可以包含第一衬底140，而第二衬底142位于腔内部138外。第一侧面区域144可以从第一侧面端126朝向第二侧面端128延伸。第二侧面区域146可以从第二侧面端128朝向第一侧面端126延伸。中间区域148可以位于第一中间区域150和第二中间区域152之间。第一中间区域150和第二中间区域152可以分别相邻于第一侧面区域144和第二侧面区域146并且部分地限定第一侧面区域144和第二侧面区域146。第一侧面气体支承系统154和第二侧面气体支承系统156可以处于底部125中位于第一侧面区域144内。第三侧面气体支承系统158和第四侧面气体支承系统160可以处于底部125中位于第二侧面区域146内。第一中心气体支承系统162和第二中心气体支承系统164可以处于底部125中位于中心区域148内。第一中间气体支承系统166可以处于底部125中位于第一中间区域150内。第二中间气体支承系统168可以位于第二中间区域152中。
可以包括喷墨打印阵列和/或热敏打印阵列的第一打印阵列170可以位于底部125中并且被第一中间气体支承系统166包围。第一打印阵列170可以包括第一打印模块组件列172、第二打印模块组件列174和第三打印模块组件列176。可以包括喷墨打印阵列和/或热敏打印阵列的第二打印阵列178可以位于底部125中并且被第二中间气体支承系统168包围。第二打印阵列178可以包括第四打印模块组件列180、第五打印模块组件列182和第六打印模块组件列184。在利用热敏打印阵列的实施例中，第一喷墨阵列186可以位于腔内部138外，与第一打印阵列170相邻且对齐。第一喷墨阵列186可以包括第一喷墨打印头列188、第二喷墨打印头列190和第三喷墨打印头列192。第二喷墨阵列194可以位于腔内部138外，与第二打印阵列178相邻且对齐。第二喷墨阵列194可以包括第四喷墨打印头列196、第五喷墨打印头列198和第六喷墨打印头列200。
第一加载锁定腔202可以位于处理腔120的旁边并且在第一侧面端126处与处理腔120可操作地连通。第二加载锁定腔204可以位于处理腔120的旁边并且在第二侧面端128处与处理腔120可操作地连通。第一加载锁定腔202可以包括第三门阀206，并且第二加载锁定腔204可以包括第四门阀208。第一加载锁定腔202可以包括第一加载锁定腔内部210，并且第二加载锁定腔204可以包括第二加载锁定腔内部212。在图2A中，第二衬底142被容纳在第一加载锁定腔内部210中。第一衬底140位于第二侧面区域146中。第一喷墨阵列186和第二喷墨阵列194都在腔内部138外。打印阵列170和178不受阻碍并且可以分别由喷墨阵列186和194加载以膜形成材料。
图2B是图2A所示的系统和处理腔120的平面图，但是其中第二喷墨阵列194已经进入腔内部138并且就位以加载第二打印阵列178。在图2B中，第一喷墨阵列186保持在腔内部138外。墨或其它材料可以分别从第四喷墨打印头列196应用到第四打印模块组件列180、从第五喷墨打印头列198应用到第五打印模块组件列182以及从第六喷墨打印头列200应用到第六打印模块组件列184。当第二喷墨阵列194在第二中间区域152中时，衬底可以位于第二侧面区域146中。同时地，或之前或之后不久，喷墨阵列186可以被填充以膜形成材料，以加载打印阵列170。
图2C是图2A所示的系统和处理腔120的配置的平面图，但是其中，第一喷墨阵列186在腔内部138内并且第二喷墨阵列194在腔内部138外。衬底140位于第二打印阵列178上方，以使打印能够发生，例如，将材料固态传输到第一衬底140的下表面。衬底140还可以位于第二中间区域152和第二侧面区域146内。当在衬底140上进行打印时，第一喷墨阵列186位于第一打印阵列170上方，以将墨传输到其上。在此定位情况下，墨可以从第一喷墨打印头列188被传输到第一打印模块组件列172、从第二喷墨打印头列190被传输到第二打印模块组件列174以及从第三喷墨打印头列192被传输到第三打印模块组件列176。
图2D是系统和处理腔120的配置的平面图，如图2D所示，但是其中第一喷墨阵列186已经移动到腔内部138外，并且第二喷墨阵列194已经返回腔内部138。第一衬底140位于第一中间区域150和中心区域148内，从而使得第一衬底140现在位于第一打印阵列170上方。此定位使得能够通过第一打印阵列170在第一衬底140的下表面上进行打印。当通过第一打印阵列170在第一衬底140上进行打印时，第二喷墨阵列194位于否则会成为阻碍的第二打印阵列178上方，以能够为第二打印阵列178重新加墨。此外，第四喷墨打印头列196被定位为用于将墨传输到第四打印模块组件列180，第五喷墨打印头列198被定位为用于将墨传输到第五打印模块组件列182，并且第六喷墨打印头列200被定位在第六打印模块组件列184上方。
例如如图2A-2D所描绘的各种实施例可以具有三色(例如，红(R)、绿(G)、蓝(B))双阵列布置。参照图2A，衬底140(例如，玻璃)进入处理腔120。处理腔120可以包括例如受控环境，所述受控环境包括大气压力或稍高于大气压力以及一种或多种惰性气体。可以通过例如非接触式气体支承传送和支撑设备来传送并支撑衬底140。美国专利No.US 7,908,885B2中讲授了非接触式多孔空气支承和玻璃压平装置的实施例。
如图2B所示，第二喷墨阵列194将墨沉积到第二打印阵列178上，在每个方向上通过一次，具体地，红、绿和蓝各自一行。图2C描绘刚加载完的第二打印阵列将膜形成材料发射到衬底140上，同时，第一喷墨阵列将红、绿和蓝墨沉积到各自的第一热敏打印阵列上。在第二打印阵列178发射之前，在衬底140移动期间，墨制剂的溶剂蒸发，在第二打印阵列178内的打印模块组件的微结构(例如，孔或通道)中留下基本固态的膜形成材料。衬底40可以被定位成使其待被打印的表面在打印阵列178上方面向下，并且当第一打印阵列170被加载以墨时，第二打印阵列178的打印模块组件被致动并发射。升华和/或蒸发致使膜形成材料(例如，OLED材料)凝结在衬底140上，由此在衬底140上形成膜。
如图2D所示，第一打印阵列170将膜形成材料沉积在衬底140的面向下的表面上，同时通过第二喷墨阵列194将墨重新加载到第二打印阵列178。可以重复图2B、2C和2D的过程步骤，直到每平方英寸的衬底被覆盖以通过打印阵列沉积的1平方英寸的膜材料。在各个实施例中，外周区域可以不存在沉积物并且被保留用以抓握和操作衬底。
图3是衬底打印配置220的平面图，其中，衬底222位于第一打印阵列224和第二打印阵列226之间。双向箭头示出了，衬底222可以从中心位置移动到第一打印阵列224或第二打印阵列226之上。一个阵列可以打印，同时可以加载或重新加载另一个阵列。
图4是衬底打印配置240的平面图。衬底242位于打印阵列244的左侧。虚线示出了在经过和移动到打印阵列244的右侧时衬底242可以采取的定位。双向箭头示出了，衬底242可以移动到打印阵列244的任一侧并使得打印阵列244通畅。
图5是衬底打印配置260的平面图，其中，衬底262位于第一打印阵列264上方并且位于第二打印阵列266的正左侧。虚线示出第一打印阵列264在被衬底262覆盖时的右边缘。箭头示出了，衬底262可以移动到第一打印阵列264或第二打印阵列266之上，同时使得另一打印阵列通畅。在一些实施例中，衬底打印配置260代表比衬底打印配置220或240中任何一个更有效的打印系统，这是因为第一打印阵列264和第二打印阵列266彼此靠近并且间隔最小化了衬底262的运动，但是第一打印阵列264和第二打印阵列266并未彼此靠近成致使当一个阵列发射时会阻止重新加载另一阵列。
图6是衬底打印配置320的立体图。衬底打印阵列320包括内基板322和集成的中间气体支承系统324。中间气体支承系统324包括多个孔口326。打印阵列328位于中间气体支承系统324内。打印阵列328可以包括第一打印模块组件列330和第二打印模块组件列332。多个打印模块组件333容纳在第二打印模块组件列332内。衬底334附接到衬底致动器336，以将衬底334移动到内基板322之上。衬底致动器336包括衬底致动器轨道338、衬底致动器滑车340和衬底夹具或支架342。可以设置马达和驱动单元(未示出)，以使得衬底致动器滑车340沿衬底致动器轨道338平移。尽管图6示出了热敏打印模块组件，但是除了热敏打印模块组件之外或替代热敏打印模块组件，可以使用喷墨打印模块组件。
图7是包括气体支承系统362的衬底打印系统360的立体图。打印阵列364集成在气体支承系统362内。打印阵列364包括多个打印模块组件366。每个打印模块组件366连接到打印模块组件连接器总成368。打印阵列364包括第一打印模块组件列370、第二打印模块组件列372、第三打印模块组件列374和第四打印模块组件列376。尽管图7示出了热敏打印模块组件，但是除了热敏打印模块组件之外或替代热敏打印模块组件，可以使用喷墨打印模块组件。
图8是衬底打印系统420的立视剖视图。衬底打印系统420可以包括热敏打印阵列422，热敏打印阵列422继而可以包括第一打印模块组件列424、第二打印模块组件列426、第三打印模块组件列428和第四打印模块组件列430。热敏打印阵列422包括多个打印模块组件，例如，被包括在各个打印模块组件列内的第一打印模块组件432、第二打印模块组件434、第三打印模块组件436和第四打印模块组件438。第一打印模块组件432位于第一打印模块组件容纳槽440内。第二打印模块组件434位于第二打印模块组件容纳槽442内。第三打印模块组件436位于第三打印模块组件容纳槽444内。第四打印模块组件438位于第四打印模块组件容纳槽446内。第一打印模块组件连接器总成448连接到第一打印模块组件432，第二打印模块组件连接器总成450连接到第二打印模块组件434，第三打印模块组件连接器总成452连接到第三打印模块组件436，第四打印模块组件连接器总成454连接到第四打印模块组件438。尽管图8示出了热敏打印模块组件，但是除了热敏打印模块组件之外或替代热敏打印模块组件，可以使用喷墨打印模块组件。
图9是根据本教导的各个实施例的气体支承系统520的剖视示意图。气体支承系统520可以包括外壳522。外壳522可以包括侧壁524。侧壁524可以包括外表面526和内表面528。内表面528可以限定内槽530。内槽530可以通过槽口534来容纳打印模块组件532。端表面536可以位于外表面526和内表面528之间。第二槽口538可以被定位为与槽口534相对。在端表面536内可以设置第一孔口540和第二孔口542。第一气体通道544可以从第一孔口540延伸到侧壁524中。第二气体通道546可以从第二孔口542延伸到侧壁524中。第一气体通道544和第二气体通道546可以与第一歧管548气体连通。端表面536可以进一步设置第三孔口550、第四孔口552、第五孔口554和第六孔口556。第三气体通道558可以从第三孔口550延伸到侧壁524中。第四气体通道560可以从第四孔口552延伸到侧壁524中。第五气体通道562可以从第五孔口554延伸到侧壁524中。第六气体通道564可以从第六孔口556延伸到侧壁524中。第三气体通道558、第四气体通道560、第五气体通道562和第六气体通道564可以与第二歧管566气体连通。
在一些实施例中，第一歧管548可以与加压气体源568气体连通，并且第二歧管566可以与真空源570气体连通。打印模块组件532可以包括至少一个传输表面572。可以将材料(例如，墨)从传输表面572传输到衬底576。在一些实施例中，传输表面572可以是喷墨喷嘴的一部分。因此，沉积材料574可以形成在衬底576的下表面578上。打印间隔580可以被定义为传输表面572和下表面578之间的距离。气体支承系统间隔582可以被定义为端表面536和衬底表面578之间的距离。设定间隔可以被定义为打印间隔580和气体支承系统间隔582之差。
图10是根据本教导的各个实施例的衬底打印系统620的立体图。图11是图10所示的衬底打印系统620的侧视图。图12是图10所示的衬底打印系统620的平面图。图13是图10所示的第一工作台622的放大部分，包括对第一打印阵列626的更详细的显示，第一打印阵列626可以包括喷墨打印阵列和/或热敏打印阵列。在图10-12中，衬底打印系统620可以包括第一工作台622和第二工作台624。第一工作台622包括第一打印阵列626。第二工作台624包括第二打印阵列628。第一喷墨阵列630被示出在第一打印阵列626之上并且被定位为将墨应用于第一打印阵列626。第二喷墨阵列632被定位为与第二工作台624相邻并对齐，但是缩回且不成为障碍。在其中第一打印阵列626和第二打印阵列628不包括热敏打印阵列的实施例中，可以省略第一喷墨打印阵列630和第二喷墨打印阵列632。第一衬底或工件634位于第二打印阵列628上方，以能够打印到衬底634的下侧上。第二衬底或工件636位于第一加载锁定台638中，以准备加载到工作台622和/或工作台624中。第二加载锁定台640是空的，以准备接收衬底634。通过任意合适的系统或装置，例如，气体支承系统、致动器、真空夹具、驱动轮或其组合，衬底634和636可以从一个工作台移动到另一个，以及移动到加载锁定台或从加载锁定台移动。多个支撑件(例如，包括支撑件642)可以帮助支撑和保持衬底打印系统620的期望高度。可以使用可调节的支撑件(例如，包括找平功能或精细找平调节能力)，以确保衬底支撑件的水平或基本水平的平坦的上表面。
图14A是根据本教导的各个实施例的打印衬底650的剖视侧视图。图14A示出处于直立配置的衬底652。衬底652已经被预打印以像素库654。在像素库654内，已经沉积有墨滴656或其它膜形成材料。图14B是同一打印衬底650的剖视图，但是其中墨或膜形成材料已经在衬底652上在像素库654内形成了干膜658。
图15A是根据本教导的各个实施例的打印衬底670的剖视侧视图。示出了呈面向下配置的衬底672。像素库674已经被预应用到衬底672。膜形成材料676的墨滴已经被沉积在衬底672上位于像素库674内。图15B是图15A所示的同一打印衬底670的剖视图，但是其中墨或膜形成材料已经在衬底672上在像素库674之间和之内形成了干膜678。由于通常在衬底玻璃面向下的情况下完成真空热蒸发(VTE)，因此也面向下地执行喷墨过程可以是有利的。在一些实施例中，本教导涉及喷墨OLED打印，其中，可以像在VTE过程中那样面向下地定位衬底。在各个实施例中，本教导涉及利用喷墨打印机步骤和真空热蒸发步骤的喷墨OLED打印。在玻璃面向下的情况下打印可以不再需要在两个不同的过程之间(诸如在喷墨打印和VTE打印之间或在热敏打印和VTE打印之间)翻转玻璃。已经发现以面向下配置的打印可以在润湿和干燥性能方面得到有益的结果。当打印到由像素库限定的像素小室时，墨可以通过表面张力在小室中扩散。像素库可以由任意数量的不同材料(例如，疏水光刻胶材料)形成。已经发现，当衬底面向下时，表面张力和毛细作用力可以与重力一起从玻璃衬底抽拉墨。这种配置可以产生用于在一个或多个像素库的界限内润湿以及均匀地干燥像素形成材料的不同且更好的状况。
图16是包括位于打印设备704上方的衬底702的面向下的打印系统700的立体图。打印设备704包含至少一个打印阵列706。打印阵列706继而包括一个或多个打印头列708。打印头列708可以包括任意数量的打印头，例如，两个喷墨打印头。打印头列708和打印阵列706的其它打印头列被设定在包括多个孔口712的气体支承系统710中。面向下的打印系统700是本教导的设备、系统和方法的各种实施例中的示例性实施例。
图17示出根据本教导的各个实施例的面向下的打印系统720的侧视图。包括面向下的衬底表面724的衬底722悬置在气体支承系统726上方。喷墨打印头728被设定在气体支承系统726中。所示的箭头描绘墨滴730从喷墨打印头728朝向衬底表面724的运动。对面向下的打印系统720的描绘是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图18示出根据本教导的各个实施例的面向下的打印系统732的平面图。衬底734悬置在打印设备736上方。打印设备736包括打印阵列738，打印阵列738继而包括打印头列740。打印头列740可以包括任意数量和任意种类的打印模块组件，例如，喷墨打印头或热敏打印头。还可以采用多种类型打印头的组合。示出打印阵列738被设定在包括多个孔口744的气体支承系统742中。第一衬底支架746和第二衬底支架748可以保持衬底734。第一衬底支架746和第二衬底支架748附接到线性致动器750。线性致动器750可以例如沿y轴方向移动衬底。打印设备736还可以相对于衬底734沿x轴方向移动。面向下的打印系统732是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图19是根据本教导的其它各个实施例的面向下的打印系统760的平面图。衬底762悬置在包括至少一个打印阵列766的打印设备764上方。打印阵列766包括至少一个打印头列768，打印头列768继而可以包括任意数量或类型的打印模块组件。打印阵列766可以被设定在包括多个孔口772的气体支承系统770中。第一衬底支架774和第二衬底支架776可以保持衬底762。第一衬底支架774和第二衬底支架776分别可以与线性致动器778可操作地相关。线性致动器778可以装配有第一旋转部件780和/或第二旋转部件782。线性致动器778可以被配置为沿x轴方向和y轴方向两者移动衬底762。线性致动器778借助于第一旋转部件780和第二旋转部件782可以沿θz方向旋转衬底762，或者通过旋转可以实现衬底762的z轴运动。面向下的打印系统760是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图20是根据本教导的各个实施例的另一面向下的打印系统800的平面图。衬底802悬置在可以包括一个或多个打印阵列806的打印设备804上方。打印阵列806可以包括至少一个打印头列808，打印头列808继而可以包括任意数量或类型的打印模块组件。打印阵列806被设定在气体支承系统810中。气体支承系统810可以包括多个孔口812。示出通过第一衬底支架814、第二衬底支架816、第三衬底支架820和第四衬底支架822保持衬底802。第一衬底支架814和第二衬底支架816可以与第一线性致动器818可操作地相关，并且第三衬底支架820和第四衬底支架822可以与第二线性致动器824可操作地相关。第一线性致动器818和第二线性致动器824中的一者或两者可以沿y轴方向、x轴方向和/或θz(或z轴)方向移动衬底802。面向下的打印系统800是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图21是根据本教导的各个实施例的面向下的打印系统840的局部剖视侧视图。喷墨打印头844被设定在气体支承系统842中。墨储存器846与墨供应管道848流体连通，墨供应管道848继而与喷墨打印头844流体连通，它们被共同地构造成将墨供应到喷墨打印头844。吸墨器852位于喷墨打印头844上方并且所示箭头描绘吸墨器852构造成移动所处的移动方向，即，x、y平面方向和z轴方向。吸墨头854位于吸墨器852的底部，以允许与喷墨打印头844接触。吸墨器852可以是例如刮扫器式吸墨器、连续编织物式吸墨器等。面向下的打印系统840是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图22是根据本教导的各个实施例的面向下的打印系统860的剖视侧视图。气体支承系统862具有设置在其中的喷墨打印头864。示出残留的不需要的墨滴866静置在喷墨打印头864上。吸墨器868位于喷墨打印头864上方。吸墨器868包括吸墨头870，织物872可以沿箭头所示的方向移动跨过吸墨头870。织物872可以从第一织物卷轴874移动到第二织物卷轴876，或相反地从第二织物卷轴876移动到第一织物卷轴874，或来回移动。第一织物卷轴874和/或第二织物卷轴876可以旋转以实现织物872的移动。吸墨器868可以沿任何期望方向移动，从而允许与喷墨打印头864接触并因此能够吸净喷墨打印头864和墨滴866。面向下的打印系统860是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
图23是根据本教导的各个实施例的面向下的打印系统878的剖视侧视图。示出气体支承系统880，其中打印头882设置在其内。真空设备884位于打印头882上方并与气体支承系统880接触。真空设备884包括真空设备外壳886，其与气体支承系统880一起形成真空腔888。真空阀890可以位于真空设备外壳886中，以允许向真空腔888施加真空。面向下的打印系统878是本教导的设备、系统和方法的各个实施例中的示例性实施例。
在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请的全部内容都通过引用合并于本文，就像具体地和单独地表明通过引用来合并每个单独的出版物、专利和专利申请那样。
尽管已经在本文示出和描述了本公开的实施例，但是对于本领域技术人员来说显然的是，仅通过举例方式提供这些实施例。在不偏离本公开的情况下，本领域技术人员将想到许多改型、改变和替换。应该理解，在实践本教导时可以采用在本文描述的教导的实施例的各种替代实施例。

Claims (37)

1.一种气体承载系统，包括：
外壳，其包括侧壁，所述侧壁具有外表面和内表面，并限定了内部空腔，其配置成接收打印模块组件，所述内表面终止于通向所述内部空腔的开口上，所述侧壁还具有位于所述外表面和所述内表面之间的端面，所述端面包括第一多个孔和第二多个孔，所述侧壁还包括从所述第一多个孔延伸到所述侧壁中并与第一歧管连通的第一多个流体通道，以及从所述第二多个孔延伸到所述侧壁中并与第二歧管连通的第二多个流体通道，其中所述第一歧管通过第一端口与所述外壳的外部的环境处于流体连通，所述第二歧管通过第二端口与所述外壳的外部的环境处于流体连通，并且所述第一多个孔和所述第二多个孔包围通向所述内部空腔的所述开口。
2.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述端面还包括第三多个流体通道，其延伸到所述侧壁中并与第三歧管连通，所述第三歧管不同于所述第一歧管和所述第二歧管。
3.根据权利要求2所述的气体承载系统，其特征在于，所述第三歧管通过第三端口与所述外壳的外部的环境处于流体连通。
4.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述第一多个孔和所述第二多个孔的各个孔彼此间隔开大约1.0mm至大约10mm的平均距离。
5.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述第一多个孔和所述第二多个孔的孔具有大约0.001英寸至大约0.1英寸的平均直径。
6.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述第一多个孔具有大约0.005英寸至大约0.025英寸的平均直径，并且所述第二多个孔具有大约0.030英寸至大约0.090英寸的平均直径。
7.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述第一多个流体通道与加压气体源处于流体连通，并且所述第二多个流体通道与真空源处于流体连通。
8.根据权利要求7所述的气体承载系统，其特征在于，所述加压气体源包括加压的惰性气体源。
9.根据权利要求8所述的气体承载系统，其特征在于，所述加压的惰性气体源包括氮气源、稀有气体源或其组合。
10.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，所述外壳包括基板、安装在所述基板上的歧管室和安装在所述歧管上的面板，所述面板包括端面。
11.根据权利要求10所述的气体承载系统，其特征在于，所述基板包括所述第一端口和所述第二端口，并且所述歧管室包括所述第一歧管和所述第二歧管。
12.根据权利要求3所述的气体承载系统，其特征在于，所述外壳包括基板、安装在所述基板上的歧管室和安装在所述歧管上的面板，所述面板包括端面。
13.根据权利要求12所述的气体承载系统，其特征在于，所述基板包括所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口，并且所述歧管室包括所述第一歧管、所述第二歧管和所述第三歧管。
14.根据权利要求10所述的气体承载系统，其特征在于，还包括连接器凸缘，其连接在所述基板上，并配置成连接到支架和促动器的其中至少一个上。
15.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，还包括通向所述内部空腔的第二开口，所述第二开口定位在与所述第一开口相反的位置，使得所述内部空腔包括穿过所述外壳的通孔。
16.根据权利要求1所述的气体承载系统，其特征在于，还包括至少一个安装在所述内部空腔中的打印模块组件。
17.根据权利要求16所述的气体承载系统，其特征在于，所述至少一个打印模块组件包括至少一个热打印头和至少一个加热器，所述至少一个热打印头具有至少一个转移表面，并且所述至少一个加热器与所述至少一个转移表面处于热连通。
18.根据权利要求16所述的气体承载系统，其特征在于，所述至少一个打印模块组件包括至少一个喷墨打印头。
19.一种打印间隙控制系统，包括：
根据权利要求18所述的气体承载系统；和
衬底；
其中所述端面位于第一平面中，所述至少一个喷墨打印头位于第二平面中，并且所述衬底的第一平坦表面位于第三平面中，所述第一平面、所述第二平面和所述第三平面是彼此基本平行的，气体承载间隙由所述第一平面和所述第三平面之间的距离来限定，并且打印间隙由所述第二平面和所述第三平面之间的距离来限定，并且所述端面、所述喷墨打印头和所述衬底的第一平坦表面的其中至少一个是可调整的，从而控制所述打印间隙的尺寸。
20.根据权利要求19所述的打印间隙控制系统，其特征在于，还包括面向所述第一气体承载系统的第二气体承载系统，其中所述衬底定位在所述第一气体承载系统和所述第二气体承载系统之间。
21.根据权利要求20所述的打印间隙控制系统，其特征在于，所述第二气体承载包括多个加压气体通道和可选的多个真空通道。
22.根据权利要求19所述的打印间隙控制系统，其特征在于，所述气体承载系统定位在所述衬底的上面。
23.根据权利要求19所述的打印间隙控制系统，其特征在于，所述气体承载系统定位在所述衬底的下面。
24.一种方法，包括：
利用包括外壳的气体承载系统使打印模块组件相对于第一平坦衬底表面定位，所述外壳包括侧壁，其具有外表面和内表面，并限定了内部空腔，其配置成接收打印模块组件，所述内表面终止于通向所述内部空腔的开口上，所述侧壁还具有位于所述外表面和所述内表面之间的端面，所述端面包括第一多个孔和第二多个孔，所述侧壁还包括从所述第一多个孔延伸到所述侧壁中并与第一歧管连通的第一多个流体通道，以及从所述第二多个孔延伸到所述侧壁中并与第二歧管连通的第二多个流体通道，其中所述第一歧管通过第一端口而与所述外壳的外部的环境处于流体连通，并且所述第二歧管通过第二端口而与所述外壳的外部的环境处于流体连通；且
利用所述打印模块组件将材料打印到所述第一平坦衬底表面上。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一多个孔和所述第二多个孔包围了通向所述内部空腔的开口。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述打印包括固体转移打印。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述打印包括喷墨打印。
28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述定位包括保持从所述第一歧管并穿过所述第一多个流体通道的流体的正流量，以及保持流入所述第二多个流体通道并穿过所述第二歧管的流体的负流量。
29.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述打印模块组件包括打印头转移表面或喷墨喷孔，所述打印头转移表面或所述喷墨喷孔面向所述第一平坦衬底表面，并通过打印间隙而彼此间隔开，并且所述定位包括通过控制穿过所述第一歧管和所述第二歧管的其中至少一个的流体流量从而控制所述打印间隙的尺寸。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述打印间隙具有大约5μm至大约100μm的距离。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述打印间隙具有大约20μm至大约30μm的距离。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述打印间隙具有大约25μm的距离。
33.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在大约30psig至大约90psig的压力下使惰性气体流过所述第一多个流体通道。
34.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在大约-5.0psig至大约-13psig的负压下通过所述第二多个流体通道抽成真空。
35.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：
使第二气体承载系统定位在第二平坦衬底表面附近，并与所述第一气体承载系统相反的位置，所述第二气体承载系统配置成使所述第一平坦衬底表面定位，并保持所需的打印间隙。
36.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述气体承载系统定位在所述衬底的上面。
37.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述气体承载系统定位在所述衬底的下面。
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