具有正交输送和排气通道的有机蒸气喷射印刷头

本申请是申请日为2019年1月31日，申请号为201910101146.8，发明名称为“具有正交输送和排气通道的有机蒸气喷射印刷头”的申请的分案申请。

本申请要求2018年1月31日提交的美国专利申请第62/624,184号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种有机蒸气喷射印刷头，其具有彼此正交的输送通道和排气通道。

背景技术

出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层发射光的波长通常可以容易地用适当的掺杂剂来调节。

OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。美国专利第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。或者，OLED可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于OLED。白色OLED可以是单EML装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的CIE坐标来测量色彩。

如本文所用，术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料和小分子有机材料。“小分子”是指并非聚合物的任何有机材料，并且“小分子”可能实际上相当大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基并不会将某一分子从“小分子”类别中去除。小分子还可以并入聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧接基团或作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状聚合物的核心部分，所述树枝状聚合物由一系列构建在核心部分上的化学壳层组成。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且认为当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。

如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指最靠近衬底。在第一层被描述为“安置于”第二层“上方”的情况下，第一层被安置于离基板较远处。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“安置于”阳极“上方”。

如本文所用，“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或传输和/或从液体介质沉积。

当认为配体直接促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“光敏性的”。当认为配体并不促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“辅助性的”，但辅助性配体可以改变光敏性配体的性质。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)或“最低未占用分子轨道”(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(较不负(less negative)的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级图上，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近这个图的顶部。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，所以这意指“较高”功函数是更负的(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，“较高”功函数经说明为在向下方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的定则。

关于OLED和上文所述的定义的更多细节可以见于美国专利第7,279,704号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

发明内容

根据一个实施例，还提供了一种有机发光二极管/装置(OLED)。所述OLED可包括阳极、阴极以及安置在所述阳极与所述阴极之间的有机层。根据一个实施例，所述有机发光装置结合到一或多种选自消费型产品、电子组件模块和/或照明面板的装置中。

根据一个实施例，一种装置可以具有第一沉积器，所述第一沉积器包括由一或多个排气孔围绕的一或多个输送孔，其中所述一或多个输送孔和所述一或多个排气孔封闭在凸台的周边内，所述凸台从一或多个输送孔的面向衬底的一侧突出。用于所述一或多个输送孔的输送通道和用于所述一或多个排气孔的排气通道可以彼此正交地布线。所述一或多个输送孔可以配置成允许输送气体射流穿过所述第一沉积器的下表面。所述第一沉积器的所述下表面可包括所述一或多个排气孔，从而从输送区域去除多余的蒸气。

所述装置的所述一或多个排气孔可以是单个椭圆形排气孔。可以使用本文公开的绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)溶解晶片工艺来形成所述单个椭圆形排气孔。所述装置可以包括第二沉积器，其中所述第一沉积器和所述第二沉积器中的每一个被封闭在其自己的凸台内或者布置在共同的凸台上。所述第一沉积器和所述第二沉积器可以布置在不同的横列中，并且印刷间距可以由与所述第一沉积器与所述第二沉积器的中心之间的印刷方向正交的最短距离限定。

所述装置的所述排气通道可以位于所述一或多个输送孔的平面中，并且所述输送通道可以封闭在垂直于延伸通过所述排气通道层的所述一或多个输送孔的平面的支柱内。所述输送通道可以接收输送气体以提供给所述一或多个输送孔，并且所述输送通道可以包括穿过所述第一沉积器的下表面的多个子通道，每个所述子通道供给所述一或多个输送孔的不同输送孔。至少一个输送通孔可以安置在所述输送通道的与所述一或多个输送孔相对的一端，其中所述至少一个输送通孔可以接收所述第一沉积器的输送气体。

处理气体可以通过所述一或多个排气孔抽出并通过所述装置的所述排气通道排出。限制气体可以通过邻近所述第一沉积器的所述凸台安置的凹槽分配。所述装置的所述排气通道可以形成由壁分开的连续腔。所述排气通道的布置可以平行于印刷方向，和/或可以具有环形环布置。所述一或多个输送孔的形状可以是圆形孔或狭缝孔。当被撞击在衬底上或者在正交方向上发散时，来自所述圆形孔的射流在衬底平面中的所有方向上发散，而来自所述狭缝孔的射流在与衬底法线和所述狭缝孔的狭缝的主轴正交的方向上发散。

所述装置可以包括具有平行于衬底平面的平面的限制孔，其中所述限制孔定位在所述沉积凸台上。所述装置的限制通道可与所述排气通道相互交叉。所述第一沉积器和其它沉积器可以布置在仓(bank)中，其中每个仓沉积不同的发射层组合物以产生有机发光装置的不同颜色。仓可以通过每种颜色的子像素分离沿着印刷方向彼此偏移。

根据一个实施例，一种形成印刷头的方法可以包括在双面抛光(DSP)硅晶片的第一侧上形成微喷嘴阵列的上部，用光刻图案化掩模覆盖所述DSP硅晶片的第一表面，使用深反应离子蚀刻(DRIE)将盲孔蚀刻到所述DSP硅晶片的第一表面中以形成所述微喷嘴阵列的输送通孔和输送通道，并使用经光刻图案化的嵌套掩模蚀刻所述DSP硅晶片的第二侧以形成排气通道和内部支柱。所述硅晶片的厚度可为约500μm。

所述输送通道的上游部分可以形成为比所述输送通道的下游部分宽。可以使用嵌套掩模和两阶段蚀刻来形成所述输送通道的上游部分和下游部分。用于输送通孔和输送通道的两阶段蚀刻的总蚀刻深度可以是400-450μm。可以在两个阶段中执行对DSP硅晶片的第二侧的蚀刻，其包括将下表面蚀刻至200-300μm的深度以限定微喷嘴阵列的排气通道和内部支柱，其中每个支柱围绕一个输送通道并将其与周围的排气通道分开，并蚀刻内部支柱的一个面上的开口，以形成用于输送通道的通孔。微喷嘴阵列的下部部分可以限定在绝缘体上硅(SOI)晶片上。所述SOI晶片可以具有100μm的厚度。

所述方法可以包括掩蔽装置层以及用光刻图案化装置层，用DRIE蚀刻装置层达到大约其厚度的三分之二以形成椭圆形沟槽以形成排气通道的一部分，并使中心矩形沟槽形成为输送通道的一部分。所述方法可以包括通过氧化物层将处理物连接到装置层，其中所述处理物在处理期间为装置层提供机械支撑。所述方法可以包括接合DSP和SOI晶片，其中接合部将DSP晶片上的支柱的面连接到SOI晶片的脊上，从而形成将输送通道和排气通道分成不同的流动路径的密封。所述方法可以包括移除处理层，使用光刻在装置层的下侧上图案化嵌套蚀刻掩模，以及蚀刻晶片的下侧。所述蚀刻可以包括蚀刻以在微喷嘴阵列和排气孔的下侧上限定凸起区域，并且通过去除覆盖通向输送通道的中央沟槽的硅膜的部分来蚀刻以限定和打开输送孔。可以通过直接光刻图案化，然后通过浅膜蚀刻来限定输送孔。

所述方法可以包括通过折线(dogleg)结构将排气孔连接到排气通道，其中所述折线的上部部分由蚀刻在SOI晶片上的椭圆形沟槽形成，并且所述折线的下部部分通过SOI装置层的下侧上的嵌套蚀刻形成。所述方法可以包括在蚀刻之后金属化DSP硅晶片面的暴露部分，形成包括粘附层、扩散阻挡层和覆盖层的膜堆叠，以及通过切割DSP硅晶片来分离微喷嘴阵列。所述方法可以包括在微喷嘴阵列和歧管之间形成密封，其中歧管可以为微喷嘴阵列提供具有有机蒸气的输送气体，并且从排气通道中抽出排气流。所述方法可以包括在DSP硅晶片与承载板的一个面之间形成接合部，其中DSP硅晶片上的输送通孔和排气通孔与承载板的端口匹配并在承载板与歧管之间形成接合部。

附图说明

图1展示一种有机发光装置。

图2展示不具有独立电子传输层的倒置式有机发光装置。

图3A展示根据所公开主题的实施例的平面内微喷嘴阵列芯片块上的沉积器。

图3B展示根据所公开主题的实施例的平面内微喷嘴阵列芯片块上的多沉积器仓。

图4展示根据所公开主题的实施例的平面内微喷嘴阵列芯片块上的沉积器的内部横截面。

图5A展示根据所公开主题的实施例的来自平面内微喷嘴阵列芯片块的沉积器侧的排气通道布局。

图5B展示根据所公开主题的实施例的来自平面内微喷嘴阵列芯片块的通孔侧的排气通道布局。

图6展示根据所公开主题的实施例的与OVJP相容的RGB像素设计的实施例。

图7A展示根据所公开主题的实施例的用于具有25μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器的输送和排气孔配置。

图7B展示根据所公开主题的实施例的用于具有50μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器的输送和排气孔配置。

图8A展示根据所公开主题的实施例的由用于具有25μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器印刷的线的厚度横截面。

图8B展示根据所公开主题的实施例的由针对具有50μm宽的有效区域的印刷装置优化的沉积器印刷的线的厚度横截面。

图9A-9B展示根据所公开主题的实施例的用于将通道和通孔蚀刻到用于组装微喷嘴阵列的双面抛光Si晶片中的操作。

图10A-10C展示根据所公开的主题的实施例的用于蚀刻SOI晶片、将其接合到DSP晶片以及完成微喷嘴阵列的操作。

图11A展示根据所公开主题的实施例的含有微喷嘴阵列的芯片块通过承载板附接到处理气体歧管。

图11B展示根据所公开主题的实施例的承载板。

图12A展示根据所公开主题的实施例的沉积器，其中通过限制孔将限制气体供给到沉积区域。

图12B展示根据所公开主题的实施例的微喷嘴阵列的通道配置，其中通过限制孔将限制气体供给到每个沉积器的沉积区域。

图13展示根据所公开主题的实施例的具有三个沉积器仓以允许同时沉积发光层(EML)的三种颜色的微喷嘴阵列的通道配置。

图14展示根据所公开主题的实施例的尺寸布置输送孔。

具体实施方式

一般来说，OLED包含至少一个有机层，其安置于阳极与阴极之间并且与阳极和阴极电连接。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可以定位于准分子(excimer)或激态复合物上。非辐射机制(如热弛豫)也可能发生，但通常被视为不合需要的。

最初的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如美国专利第4,769,292号中所公开，其以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧内发生。

最近，已经展示了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人,“来自有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”,自然(Nature),第395卷,151-154,1998(“巴尔多-I”)；和巴尔多等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence)”,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3,4-6期(1999)(“巴尔多-II”)，所述文献以全文引用的方式并入。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光，所述专利以引用的方式并入。

图1展示有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155、阴极160和阻挡层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过按顺序沉积所述层来制造。这些各种层和实例材料的性质和功能在US 7,279,704第6-10栏中更详细地描述，所述专利以引用的方式并入。

可以得到这些层中的每一个的更多实例。举例来说，柔性并且透明的衬底-阳极组合公开于美国专利第5,844,363号中，所述专利以全文引用的方式并入。经p掺杂的空穴传输层的实例是以50:1的摩尔比掺杂有F

图2展示倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴传输层225和阳极230。装置200可以通过按顺序沉积所述层来制造。因为最常见OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，并且装置200具有安置于阳极230下的阴极215，所以装置200可以被称为“倒置式”OLED。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供如何可以从装置100的结构省去一些层的一个实例。

图1和2中所说明的简单分层结构借助于非限制性实例提供，并且应理解本发明的实施例可以与各种其它结构结合使用。所描述的具体材料和结构本质上是示范性的，并且可以使用其它材料和结构。可以通过以不同方式组合所述的各种层来获得功能性OLED，或可以基于设计、性能和成本因素完全省略各层。也可以包括未具体描述的其它层。可以使用除具体描述的材料以外的材料。尽管本文中所提供的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但应理解，可以使用材料的组合，如主体和掺杂剂的混合物，或更一般来说，混合物。此外，所述层可以具有各种子层。本文中给予各种层的名称并不意图具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴传输层225传输空穴并且将空穴注入到发射层220中，并且可以被描述为空穴传输层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。这一有机层可以包含单个层，或可以进一步包含如例如关于图1和2所述的不同有机材料的多个层。

还可以使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的OLED(PLED)，例如弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。借助于另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如如在以全文引用的方式并入的福利斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述。OLED结构可以偏离图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可以包括有角度的反射表面以改进出耦(out-coupling)，例如如在福利斯特等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如在布尔维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入。

除非另外规定，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任一个。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述)、有机气相沉积(OVPD)(如以全文引用的方式并入的福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述)和通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(如以全文引用的方式并入的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选的方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模的沉积、冷焊(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述)和与例如喷墨和OVJD的沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以将待沉积的材料改性以使其与具体沉积方法相适合。举例来说，可以在小分子中使用支链或非支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基的取代基来增强其经受溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，并且3到20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可能具有更低的再结晶倾向性。可以使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。

根据本发明实施例制造的装置可以进一步任选地包含阻挡层。阻挡层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包括水分、蒸气和/或气体等的环境中的有害物质的损害。阻挡层可以沉积在衬底、电极上，沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何其它部分(包括边缘)上。阻挡层可以包含单个层或多个层。阻挡层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包括具有单一相的组合物和具有多个相的组合物。任何合适的材料或材料组合都可以用于阻挡层。阻挡层可以并有有无机化合物或有机化合物或两者。优选的阻挡层包含聚合材料与非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的美国专利第7,968,146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为“混合物”，构成阻挡层的前述聚合材料和非聚合材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合材料与非聚合材料的重量比可以在95:5到5:95范围内。聚合材料和非聚合材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。

根据本发明的实施例而制造的装置可以并入到多种多样的电子组件模块(或单元)中，所述电子组件模块可以并入到多种电子产品或中间组件中。所述电子产品或中间组件的实例包括可以为终端用户产品制造商所利用的显示屏、照明装置(如离散光源装置或照明面板)等。所述电子组件模块可以任选地包括驱动电子装置和/或电源。根据本发明的实施例而制造的装置可以并入到多种多样的消费型产品中，所述消费型产品具有一或多个电子组件模块(或单元)并入于其中。公开一种包含OLED的消费型产品，所述OLED在OLED中的有机层中包括本公开的化合物。所述消费型产品应包括含一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多个的任何种类的产品。所述消费型产品的一些实例包括平板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、微型显示器(对角线小于2英寸的显示器)、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕，和指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本发明而制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵。意图将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的温度范围中，例如18℃到30℃，并且更优选在室温下(20-25℃)，但可以在这一温度范围外(例如-40℃到80℃)使用。

本文所述的材料和结构可以应用于除OLED以外的装置中。举例来说，如有机太阳能电池和有机光电检测器的其它光电装置可以采用所述材料和结构。更一般来说，如有机晶体管的有机装置可以采用所述材料和结构。

在一些实施例中，所述OLED具有一或多种选自由以下组成的群组的特征：柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸和弯曲。在一些实施例中，所述OLED是透明或半透明的。在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括碳纳米管的层。

在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括延迟荧光发射体的层。在一些实施例中，所述OLED包含RGB像素排列或白色加彩色滤光片像素排列。在一些实施例中，所述OLED是移动装置、手持式装置或可佩戴装置。在一些实施例中，所述OLED是对角线小于10英寸或面积小于50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是对角线为至少10英寸或面积为至少50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是照明面板。

在发射区域的一些实施例中，所述发射区域进一步包含主体。

在一些实施例中，所述化合物可以是发射掺杂剂。在一些实施例中，所述化合物可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即TADF，也称为E型延迟荧光)、三重态-三重态消灭或这些工艺的组合产生发射。

本文所公开的OLED可以并入到消费型产品、电子组件模块和照明面板中的一或多种中。有机层可以是发射层，并且化合物在一些实施例中可以是发射掺杂剂，而化合物在其它实施例中可以是非发射掺杂剂。

所述有机层还可以包括主体。在一些实施例中，两种或更多种主体是优选的。在一些实施例中，所用的主体可以是在电荷传输中起极小作用的a)双极，b)电子传输，c)空穴传输，或d)宽带隙材料。在一些实施例中，主体可以包括金属络合物。主体可以是无机化合物。

与其它材料的组合

本文中描述为适用于有机发光装置中的特定层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文所公开的发射掺杂剂可以与可能存在的广泛多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和其它层结合使用。下文描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。

各种材料可用于本文公开的各种发射层和非发射层和布置。合适材料的实例公开在美国专利申请公开第2017/0229663号中，所述公开的全部内容以引用的方式并入。

导电性掺杂剂：

电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以大体上改变其电荷载体密度，这转而将改变其导电性。导电性通过在基质材料中生成电荷载体而增加，并且取决于掺杂剂的类型，还可以实现半导体的费米能级(Fermi level)的变化。空穴传输层可以掺杂有p型导电性掺杂剂，并且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。

HIL/HTL：

本发明中所用的空穴注入/传输材料不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作空穴注入/传输材料即可。

EBL：

电子阻挡层(EBL)可以用以减少离开发射层的电子和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，在装置中存在此类阻挡层可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近EBL界面的发射体相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近EBL界面的主体中的一或多种相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一个方面中，EBL中所用的化合物含有与下文所述的主体中的一个所用相同的分子或相同的官能团。

主体：

本发明的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属络合物作为发光材料，并且可以含有使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能量大于掺杂剂的三重态能量即可。任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用，只要满足三重态准则即可。

HBL：

空穴阻挡层(HBL)可以用以减少离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，此类阻挡层在装置中的存在可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近HBL界面的发射体相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近HBL界面的主体中的一或多种相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。

ETL：

电子传输层(ETL)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。可以使用掺杂来增强导电性。ETL材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要其通常用以传输电子即可。

电荷产生层(CGL)

在串联或堆叠OLED中，CGL对性能起基本作用，其由分别用于注入电子和空穴的经n掺杂的层和经p掺杂的层组成。电子和空穴由CGL和电极供应。CGL中消耗的电子和空穴由分别从阴极和阳极注入的电子和空穴再填充；随后，双极电流逐渐达到稳定状态。典型CGL材料包括传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。

所公开的主题的实施例提供有机蒸气喷射印刷(OVJP)工具中的沉积器的架构，其利用输送、排气、限制(delivery,exhaust,confinement，DEC)方法来控制印刷特征的形状。输送孔和排气孔可以在芯片块的平面中而不是在其边缘上。侧立(edge-on)微喷嘴阵列的许多限制可能来自可能不通过光刻直接限定孔的制造工艺。平面内微喷嘴阵列系统可以通过这样的一种方法制造：其中通过光刻直接限定孔以满足亚微米形状公差。另外，平面内印刷头可以具有邻接输送孔和排气孔的通道，这些通道可以相对较短以保持均匀的流动阻力。

平面内印刷头可以提供更高线密度的沉积器，并且可以允许以更高的公差和更复杂的设计制造孔。输送通道和排气通道可以彼此正交地安置，以将处理气体供应到每个沉积器的紧密耦合的微结构并从中取出。所公开的主题的实施例还提供了用于制造这些沉积器的阵列并将它们包装以供使用的方法。

图3A展示根据所公开主题的实施例的平面内微喷嘴阵列芯片块上的沉积器。平面内沉积器包括由一或多个排气孔302围绕的输送孔阵列301。可以使用单个椭圆形排气孔。可以使用本文公开的SOI溶解晶片工艺形成单个椭圆形排气孔。输送孔和排气孔可以封闭在凸台303的周边内，所述凸台从微喷嘴阵列的面向衬底的侧面304突出。

多个沉积器305可以布置成阵列，如图3B所示。输送和排气通道用于服务每个沉积器305的布线可以具有比所需的印刷特征间距更大的宽度。沉积器305可以布置在多个横列中从而以更精细的间距印刷。尽管图3B中展示第一306、第二307和第三308横列，但可能存在更多或更少的沉积器横列。印刷间距可以由与两个沉积器305的中心之间的印刷方向正交的最短距离309限定。每个沉积器305可以在其自己的凸台上，或者多个沉积器可以布置在共同的凸台310上，如图3B所示。

输送孔和排气孔都可以蚀刻到薄膜中。这产生了要解决两组孔分布在膜上方且两组通道在膜后面的挑战。这可以通过将输送和排气通道彼此正交地布线来解决。排气通道可以位于微喷嘴阵列的平面内，而输送通道可以封闭在垂直于延伸通过排气通道层的微喷嘴阵列的平面的支柱内。

图4展示根据所公开主题的实施例的平面内微喷嘴阵列芯片块上的沉积器的内部横截面。输送孔401可允许输送气体射流穿过形成沉积器下表面的膜402。可以将椭圆形排气孔403切入膜402中以从输送区域去除多余的蒸气。输送孔与排气孔404之间的膜402的区域可以起到与DEC OVJP的侧立实施例中的DE间隔物类似的功能。输送孔与排气孔404之间的膜402的区域可以在输送孔和其最近的排气孔之间提供限制的流动路径，其使输送射流与衬底405紧密接触。围绕排气孔403的膜的环406可以与整篇描述的EC间隔物类似地起作用，其中EC间隔物可以是排气孔和限制孔之间的距离。膜的环406可以使限制气体流准直，以更好地阻止输送气体扩散到排气孔之外。

输送气体可以通过输送通道407提供给输送孔401。其最窄部分可以包括穿过膜402的多个子通道408，每个子通道408供给不同的输送孔401。在输送通道407的相对端，可以是输送孔409，用于沉积器的输送气体供给到所述输送孔409中。通道下游端的受限几何形状可具有小特征，而较大特征可提供低阻抗流动路径。输送通道407可以开始宽，并且可以基于可用空间量而变窄。通过排气孔403抽入的处理气体可以通过排气通道410离开。与输送通道407一样，排气通道410可以在孔403附近变窄并且与它们距离远时变宽。排气通道410的宽部分连接到排气通孔(未示出)。排气通道410的宽部分可以通过折线411连接到排气孔403。限制气体可以通过蚀刻到沉积器凸台之间的微喷嘴阵列的下侧中的凹槽412分配在沉积器之间。

图5A展示根据所公开主题的实施例的来自平面内微喷嘴阵列芯片块的沉积器侧的排气通道布局，而图5B展示来自平面内微喷嘴阵列芯片块的通孔侧的排气通道布局。

也就是说，图5A展示从衬底看到的下侧，而图5B展示连接到输送气体源和排气槽的通孔。排气通道可以在阵列的前部501与后部502之间延伸。排气通道可以在沉积器后面延伸，并且可以足够宽以均匀地提供排气抽排。通常，沉积器503可以位于排气通道的平面内范围内。排气通道可以利用实心壁分开，或者它们可以形成利用由实心支柱形成的不连续壁支撑的连续腔。通道之间的壁可以由虚线504表示。排气通道可以与印刷方向平行，或者它们可以成角度(如图5B所示)以容纳多个横列的沉积器。排气通道可以在位于微喷嘴阵列的前边缘501和后边缘502附近的排气通孔505之间延伸。从通道的两端抽出排气可以改进排气传导性和对共用排气通道上的沉积器的排气服务的均匀性。输送通孔506可以对应于相对侧上的沉积器503。输送通道可以从每个输送通孔向下延伸，并且可以正交地穿过排气孔以连接到沉积器。取决于沉积器布置，输送通孔可以单独布置或排列成簇(如图5A所示)。

呈现在图3A-5B中的布置可以是优选实施例，但是替代配置也是可能的，只要排气孔处于捕获在操作条件下从输送孔排出的所有气流流线的位置即可。圆形孔相对于狭缝喷嘴可以提高材料利用效率。来自圆形孔的射流在其撞击衬底时可在衬底平面中的所有方向上发散。这可以使来自射流的更大比例的有机蒸气装载气体与衬底接触。来自狭缝喷嘴的射流可以在与衬底法线和狭缝的主轴正交的方向上发散。沉积器通常可能比它们的宽度长得多。长阵列的输送孔可以呈现垂直于印刷方向的窄部分，同时使印刷区域上的输送孔面积最大化。这可以优化印刷速度而不会增加特征尺寸。

图6展示根据所公开主题的实施例的与OVJP相容的RGB像素设计的实施例。像素601可以包括三个单独的电极，其限定蓝色602、绿色603和红色604子像素的有效区域。子像素可以由边缘605分开，所述边缘605用绝缘栅极材料掩蔽。由OVJP沉积的薄膜特征可以在子像素的有效区域内具有均匀的厚度，并且它可以不延伸到相邻子像素的有效区域中。印刷特征可以不宽于子像素宽度加上边缘宽度的两倍，定位公差更小。8K显示器中的典型像素的特征尺寸对于蓝色像素可小于110μm，而对于红色和绿色像素可小于85μm。受控厚度均匀性的区域可以是子像素的宽度加上定位公差，并且均匀性可以大于95％以印刷有用的子像素。宽度w的均匀性可以在以下等式1中定义。对于蓝色子像素，均匀区域通常可以是至少50μm宽，而对于红色和绿色子像素，均匀区域可以是25μm宽。

这种沉积器类型的两种变化形式示于图7A-7B中。图7A展示根据所公开主题的实施例的用于具有25μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器的输送和排气孔配置。图7A的沉积器可以配置为印刷红色和绿色装置。圆形输送孔701可以布置成与印刷方向正交的四个一行。如图7A的实例中所示，孔之间的间隔可以是等距的，但是行稍微向一侧偏移。相邻行702可以是镜像，偏移到另一侧。通过镜像产生的孔的横向抖动可以使输送射流更均匀地分配在印刷区域上。孔的横向抖动还可以允许孔更密集地堆积。单个椭圆形排气孔703可围绕输送孔阵列。输送孔和排气孔可以位于凸起的凸台704上，凸起的凸台704可以被凹槽705包围，以允许限制气体在沉积器之间自由流动。

比例尺706表示50μm的宽度。图7B展示根据所公开主题的实施例的用于具有50μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器的输送和排气孔配置。图7B的较宽沉积器可以配置为印刷蓝色装置。输送孔可以布置成较宽的五个一行707，但是所述设计在其它方面类似于图7A中所示的设计。对于均匀性和侧壁锐度，多个输送孔可以优于较少的输送孔，而较宽的孔可以提高利用效率。孔密度可以与个别孔的尺寸相平衡。

由图7A-7B中的沉积器印刷的特征的沉积厚度特征曲线绘制在图8A-8B中，其中图8A展示根据所公开主题的实施例的由用于具有25μm宽的有效区域的印刷装置的沉积器印刷的线的厚度横截面，而图8B展示由针对具有50μm宽的有效区域的印刷装置优化的沉积器印刷的线的厚度横截面。图8A-8B中所示的水平轴801可以给出距与印刷方向垂直的沉积器中心的距离，以微米为单位。图8A-8B中所示的垂直轴802可以指示厚度，以任意单位为单位。

图8A中绘制的曲线803可以指示由图7A中的沉积器印刷的特征的横截面厚度特征曲线。图8A中所示的最外侧竖直线804指示所印刷特征的总允许宽度。特征的特征曲线可以不延伸超出线804。特征宽度可以在规格下，且FW5M＝60.8μm。内部竖直线805可以指示可以控制均匀性的25μm宽度。这可以对应于印刷装置的有效区域的宽度。所述对水平线806可以指示此区域的最大和最小厚度。特征曲线可以位于由水平线806和内部竖直线805形成的矩形内，指示厚度均匀性在规格内。在这种情况下，在上面的等式(1)中当w＝25时，U

图8B中绘制的曲线807可以指示由图7B中的沉积器印刷的特征的横截面厚度特征曲线。可以允许这一特征比图7A的特征更宽。外部竖直线808可指示110μm的最大允许特征宽度。实际FW5M＝90.0μm可以在特征宽度规格内。内部竖直线809可指示可以控制均匀性的50μm宽度。由水平线810和内部竖直线809界定的区域可表示95％厚度均匀性的窗口。其可以包围特征曲线，并且在上面的等式(1)中当w＝50时，U

平面内印刷头的实施例可以通过以下工艺制造。其它工艺可能产生类似的结构，并且这种结构的处理可能与所呈现的工艺流程有很大不同。图9A-9B展示根据所公开主题的实施例的用于将通道和通孔蚀刻到用于组装微喷嘴阵列的双面抛光Si晶片中的操作。

微喷嘴阵列的上部部分可以由厚度约为500μm的双面抛光(DSP)Si晶片形成。其顶部表面可以用光刻图案化的掩模覆盖。可以利用深反应离子蚀刻(DRIE)将盲孔蚀刻到晶片面中。图9A展示在蚀刻晶片的顶表面之后的晶片。蚀刻可以形成微喷嘴阵列的输送通孔901和输送通道。输送通道的上游部分可以比下游部分宽，以减小输送流的阻抗。这可以使用嵌套掩模和两阶段蚀刻来实现。总蚀刻深度可以是400-450μm。Si膜902可以安置在蚀刻的底板与晶片的下侧之间。

可以将晶片的相对侧蚀刻成图9B中所示的配置。可以用光刻法对晶片下表面上的嵌套掩模进行图案化。蚀刻可以分两个阶段进行。可以首先将下表面蚀刻至200-300μm的深度，以限定微喷嘴阵列的排气通道903和内部支柱904。每个支柱可以围绕一个输送通道并且可以将其与周围的排气通道分开。支柱可具有椭圆形横截面。蚀刻的第二阶段可以在支柱的表面上打开Si膜以形成用于输送通道的通孔905。

图10A-10C展示根据所公开的主题的实施例的用于蚀刻SOI晶片、将其接合到DSP晶片以及完成微喷嘴阵列的操作。微喷嘴阵列的下部部分可以限定在具有100μm的相对厚的装置层1001的SOI晶片中，如图10A所示。SOI晶片可以允许在接合之前在装置层1001中制造薄的和/或精细的结构。可以用光刻法对装置层1001进行掩蔽和图案化。可以利用DRIE将装置层1001蚀刻到大约其厚度的三分之二，从而形成将成为排气通道的一部分的椭圆形沟槽1002。在同一步骤中制造的中心矩形沟槽1003可以成为输送通道1001的一部分。椭圆形和矩形沟槽可以利用对应于DSP晶片上的支柱的椭圆形脊1004分开。当两个晶片接合时，这个脊1004可以接合到支柱并且将输送和排气通道彼此密封。处理层1005可以通过氧化物层1006接合到装置层1001。处理层1005可以在处理期间为装置层1001提供机械支撑。

DSP和SOI晶片可以如图10B所示接合。接合部1007可以将DSP晶片接合处的支柱的面连接到SOI晶片上的脊。这可以形成密封，将输送和排气通道分成不同的流动路径。DSP晶片上的蚀刻的排气通道沟槽之间的壁(未示出)可以接合到SOI晶片的表面。可以移除处理层1005以产生图10C中的结构。可以使用光刻法在装置层的下侧上图案化嵌套蚀刻掩模。掩埋氧化物层可以构成嵌套掩模的一部分。

可以分两步蚀刻晶片的下侧。第一次更深的蚀刻可以用于限定微喷嘴阵列下侧的凸起区域1007和排气孔1008。第二次蚀刻可以通过去除覆盖通向输送通道1010的中央沟槽的Si膜的部分来限定和打开输送孔1009。输送孔1009可以通过直接光刻图案化然后蚀刻通过浅膜来限定。这可以允许输送孔1009和输送通道1010的远端部分以极紧的公差制造并且可以确保均匀的阵列。

排气孔1008可以通过插图中所示的折线结构连接到排气通道。折线排气通道延伸穿过装置层膜。折线的上部部分1011可以由在SOI晶片上的第一蚀刻步骤中蚀刻的椭圆形沟槽1002形成。可以通过在SOI装置层1001的下侧上的嵌套蚀刻来形成折线的下部部分1012。两个蚀刻的未掩蔽区域在晶片的平面中部分地重叠。这一重叠区域的宽度1013在图10C的插图中示出。每个蚀刻区域的一小部分面积与另一个区域重叠。当蚀刻时，上沟槽和下沟槽可以连接以形成穿过膜的通道。沟槽彼此开放的重叠部分1014的高度可以从SOI面中的椭圆形沟槽1015的底板延伸到蚀刻到装置层下侧的排气孔沟槽的底板1016。排气孔宽度1017可以通过光刻直接限定。沉积器的表现可能较少依赖于折线的内部尺寸。在输送孔和排气孔之间的间隔1019可能非常小的情况下，折线可以在脊上为DSP晶片上的支柱提供足够宽的接合表面1018。可以使用小的输送到排气孔间距来印刷精细特征。

在蚀刻完成之后，暴露的DSP晶片面可以被金属化以便于焊接到承载板。膜堆叠1020可以包括粘附层、扩散阻挡层和覆盖层。钛、铂和金可以在这些相应的应用中很好地工作。可以通过切割晶片来分离微喷嘴阵列。每个所得芯片块可包括微喷嘴阵列。

图11A展示根据所公开主题的实施例的含有微喷嘴阵列的芯片块通过承载板附接到处理气体歧管。微喷嘴阵列1101可以与OVJP工具的沉积室内的歧管1102形成气密密封。歧管1102可以为微喷嘴阵列提供包括有机蒸气的加热的输送气体的供给，并且可以从排气通道中抽出排气流。工艺气体可以通过歧管1102内的运行线1103输送。芯片块和歧管系统的配置在图11A中示出。芯片块可以附接到承载板1104以便于附接到歧管。在优选实施例中，芯片块和承载板1104可以焊接或钎焊在一起。可以使用其它芯片块附接方法，如阳极接合或扩散焊接。附接操作可以在芯片块的DSP晶片侧与承载板1104的一个面之间形成永久接合部1105。芯片块上的输送和排气通孔1106可以与承载板1104上的端口1107匹配。接合部1105可以在这些端口和通孔周围形成气密密封。第二接合部1108可以将承载板密封到歧管。可以拆卸第二接合部1108以便在印刷头上进行维护操作。芯片块和承载板1104可以形成印刷头的可复制组件，而歧管1102可以是永久组件。垫圈1109(如金属c形环)可以密封芯片块与承载板1104之间的接合部。芯片块可以不直接密封到歧管1102，因为金属承载板1104可以在垫圈1109上提供足够的压力。可以将用于安置垫圈1109的密封管1110铣削到歧管1102到仅承载板1104中。承载板1104与歧管1102之间的金属垫圈密封的压力可以由螺栓1111提供。

承载板1104可以由金属制成。钼可以优选用于钎焊和/或焊料附接，因为其从室温到相对高熔点焊料如Au/In合金的回流温度很好地匹配Si的热膨胀系数(CTE)。OVJP工具可以在高达350℃或更高的温度下操作，因此CTE可以在很宽的温度范围内匹配，以实现可靠的接合。可以对承载板1104进行铣削、磨削、研磨和抛光，以在一侧提供与微喷嘴阵列1101相容的接合表面，而在另一侧提供金属垫圈密封表面。承载板1104可以用额外的金属层电镀并用金覆盖以改进焊料的润湿。微喷嘴阵列1101和承载板1104可在压力下在高温下对准和接合。接合可以在室内空气或真空、惰性或还原气氛中进行。

图11B以顶视图(左)和底视图(右)展示承载板的实施例。包括微喷嘴阵列的芯片块可以接合到板上的凸起的精加工表面1112上。表面1112可以与狭槽1113一起移动，所述狭槽1113覆盖芯片块上含有输送通孔的表面区域。这可以将芯片块上的输送通孔连接到歧管1102中的输送气体运行线1103。可以有两个排气端口1114，在输送气体端口的每一侧上有一个。较短、较深的狭槽将输送1115和排气1116狭槽连接到延伸通过承载板的输送和排气端口。承载板1104可以通过四个螺栓孔1117螺栓连接到歧管。另外的盲孔1118可以允许定位销的安装以使芯片块在抛光表面上对准。承载板1104的反面可以为承载板1104与歧管1102之间的垫圈1109提供完成的密封表面1119。表面上的一个端口1120可以将输送气体运送到承载板1104前面的狭槽上。另一个端口1121可以从其相应的狭槽抽取排气。

平面内沉积器的实施例可以包括具有平行于衬底平面的平面的限制孔。图12A展示根据所公开主题的实施例的沉积器，其中通过限制孔将限制气体供给到沉积区域。限制孔1201可以定位在沉积器凸台上，如图12A中所示。限制孔1201可以沿着每个凸台的长边布置成一条线。除了安置在沉积器凸台上之外，或者代替安置在沉积器凸台上，限制孔1201可以定位在凸台之间的凹槽1202中。或者，如果微喷嘴阵列的下侧结合有足够的限制孔以促进均匀的限制流动，则微喷嘴阵列的下侧可以是平坦的。限制气体可以通过位于沉积器之间的通道相对于沉积区以正压供给。

图12B展示根据所公开主题的实施例的微喷嘴阵列的通道配置，其中通过限制孔将限制气体供给到每个沉积器的沉积区域。限制通道1203可以与排气通道1204相互交叉，如图12B所示。限制通道1203和排气通道1204可以利用竖直侧壁1205分开，垂直侧壁1205为芯片块提供结构支撑，同时还将限制和排气通道组彼此密封。限制通道可以从芯片块1206的一侧上的通孔供给，而排气通道连接到另一侧的通孔1207。

另一个实施例可以包括来自单个芯片块的多色印刷。图13展示根据所公开主题的实施例的具有三个沉积器仓以允许同时沉积发光层(EML)的三种颜色的微喷嘴阵列的通道配置。虽然图13展示限制孔的使用，但一些实施例可以不包括限制孔。沉积器可以布置在三个不同的仓中，使得每个仓沉积不同的发射层组合物以产生OLED的不同颜色。第一仓1301可以沉积用于蓝色EML的材料，而第二仓1302可以沉积用于绿色EML的材料，而第三仓1303可以沉积用于红色EML的材料。通过适合于每种颜色的子像素间隔，仓可以沿着印刷方向彼此偏移。每个沉积器仓的正确输送气体混合物通过其输送通道向其供给。

可以保持排气和限制通道的相互交叉布置。服务蓝色沉积器的排气通道可以连接到阵列顶部的排气通孔1304。限制和排气通孔可以在可能的情况下对两个沉积器仓(每侧一个)进行处理。可以通过两组沉积器之间的公共通道1305将限制气体供给到蓝色和绿色沉积器仓。可以通过那两组沉积器之间的公共通孔1306从红色和绿色沉积器仓中抽取排气。用于红色沉积器仓的限制气体可以从其远侧的通孔1307供给。

实验

图14展示根据所公开主题的实施例的沉积器的尺寸参数化。个别输送孔的直径可以是AD 1401。阵列中的输送孔可以具有与图14中所示的那些不同的形状或尺寸。DE1402可以是排气孔与最近的输送孔的中心之间的间隔。此孔可以被认为是外孔。输送孔可以布置在与印刷方向垂直的行中。它们中心到中心的间隔距离可以是DD。孔不需要均匀间隔，如图14所示。外孔与其近邻之间的距离可以是DD1 1403，下一对近邻之间的距离可以是DD21404，依此类推。行可沿印刷方向相隔距离ΔY 1405。每行可以是其近邻的镜像，使得外孔与最近的排气孔距离DE的一侧交替。在排气孔的内边缘之间含有输送孔的膜的总宽度可以是TD 1406。最后，排气孔的宽度可以是Ewd 1407。两个沉积器的输送孔阵列的印刷方向上的总长度可以是400μm。含有输送孔的膜与衬底之间的间隔由飞行高度g给出。

表1：模拟沉积器尺寸

沉积器周围的气体环境是200托的氩气。可以将沉积器加热至600K并将衬底冷却至293K。氦气输送气体可以3sccm供给到沉积器。以14sccm/沉积器的速率取出氦气/氩气排气混合物。所有运输性质均根据动力学理论计算(参见例如，迪恩(Deen)等人,运输现象(Transport Phenomena),第14-20页)。将有机蒸气模拟为气体混合物的稀释组分，分子量为500g/mol，且分子直径为1nm。使用COMSOL Multiphysics 5.3a有限元建模软件进行模拟。

应理解，本文所述的各种实施例仅借助于实例，并且并不意图限制本发明的范围。举例来说，可以在不背离本发明的精神的情况下用其它材料和结构取代本文所述的许多材料和结构。如所要求的本发明因此可以包括本文所述的具体实例和优选实施例的变化形式，如所属领域的技术人员将显而易见。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论并不意图是限制性的。