Organic vapor-jet printing (OVJP) is a promising organic thin-film deposition method that combines the advantages of field-proven vacuum thermal evaporation techniques for small molecules and mask-free, on-demand printing technologies. However, the excessive heat transfer from the OVJP nozzle to a substrate prevents use of plastic substrates, which typically have low glass transition temperature. Hence, this study aims at reducing the radiative heat transfer to an underlying medium and broadening the use of OVJP even to temperature-sensitive cases, especially to high-resolution flexible organic electronic device fabrication. To this end, we adopt low-emissivity coating on the nozzle by electrochemically plating gold on the surface. As a result, we have dropped the thermal radiation to one third of the radiation from the conventional stainless-steel-based nozzle, while maintaining temperature conditions and the substrate-to-nozzle distance. Using the low-emissivity coated nozzle, we have succeeded in fabricating a flexible tactile sensor array and a flexible organic light-emitting diode on polyimide and polyethylene terephthalate substrates. The reduction of heat transfer to the substrate has allowed plastic substrates to be used in OVJP, demonstrating a possibility for OVJP as a promising low-cost fabrication techniques for flexible devices.
유기 기상 젯프린팅(Organic vapor-jet printing; OVJP)은 유망한 유기 박막 증착 방식으로, 유기 저분자 증착에 가장 많이 쓰이는 진공 증착 기술과 직접 인쇄 기술의 장점을 결합한 방식이다. 하지만 OVJP 노즐에서 기판으로 전해지는 열 때문에 유리전이온도가 낮은 플라스틱 기판들을 사용하지 못한다는 단점이 있다. 이 연구는 OVJP 노즐 하부로의 복사 열 전달을 감소시켜, 특히 고해상도 유연 유기전자소자 제작과 같이 열에 민감한 공정까지 그 사용 범위를 늘리고자 하였다. 이를 위해 우리는 노즐 표면에 금을 전기 도금함으로서 저방사율 코팅을 도입하였다. 결과적으로 우리는 가열 조건과 기판에서 노즐까지의 거리를 유지하면서 기존의 스테인리스스틸 기반 노즐에 비해 복사 열 전달을 3분의 1로 감소시켰다. 우리는 저방사율 코팅 노즐을 사용하여 유연 촉각 센서 어레이와 유연 유기 발광 다이오드를 각각 폴리이미드 (PI) 기판과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 기판에 성공적으로 제작하였다. 기판으로의 열 전달 감소로 인해 OVJP에 플라스틱 기판을 사용할 수 있게 되어, 앞으로 저비용 유연 소자 제작 기술로서 OVJP의 가능성을 확인할 수 있다.
