CN110199050A - 材料沉积布置、真空沉积系统和其方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容描述了用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料的材料沉积布置(100)。所述材料沉积布置包括至少一个材料沉积源,所述至少一个材料沉积源具有:坩埚(110),所述坩埚(110)被配置成蒸发材料;分配组件(120),所述分配组件(120)连接至坩埚,其中分配组件被配置成向基板提供蒸发材料;和阀(130),所述阀(130)被配置成控制蒸发材料从坩埚(110)流动到分配组件(120)。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式具体地涉及用于在基板上沉积一个或多个层,具体地包括有机材料在其中的层的沉积设备。具体来说,本公开内容的实施方式涉及用于在真空沉积腔室中的基板上沉积蒸发材料的材料沉积布置、真空沉积系统和其方法,尤其是用于OLED制造。
背景技术
有机蒸发器是有机发光二极管(OLED)的生产工具。OLED为特殊类型的发光二极管,其中发光层包含某些有机化合物的薄膜。有机发光二极管(OLED)在用于显示信息的电视屏幕、电脑显示器、移动电话、其他手持装置(hand-held device)等的制造中使用。OLED也可以用于一般空间照明。OLED显示器的颜色、亮度和视角的范围大于传统LCD显示器的范围,因为OLED像素直接发光且并不包括背光。因此,OLED显示器的能量消耗比传统LCD显示器的能量消耗少很多。另外,OLED可在柔性基板上制造的事实产生了进一步的应用。
OLED的功能依赖于有机材料的涂层厚度。这个厚度必须在预定范围内。在生产OLED的过程中,为了获得高分辨率的OLED装置,蒸发材料的沉积存在技术挑战。
因此,对于提供改良的材料沉积布置、真空沉积系统和其方法、沉积速率控制系统、蒸发器和沉积设备具有持续不断的需要。
发明内容
鉴于以上内容,提供了根据独立权利要求的材料沉积布置、真空沉积系统和一种用于在基板上沉积材料的方法。本公开内容的其它方面、优点和特征在权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
根据本公开内容的一方面,提供了用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料的材料沉积布置。所述材料沉积布置包括至少一个材料沉积源,所述至少一个材料沉积源具有:被配置成蒸发材料的坩埚;分配组件,所述分配组件连接至坩埚,其中分配组件被配置成将蒸发材料提供至基板;和阀,所述阀被配置成控制蒸发材料从坩埚流动至分配组件。
根据本公开内容的另一方面,提供了用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料的材料沉积布置,所述材料沉积布置包括第一沉积源和第二沉积源。第一沉积源包括:第一坩埚,所述第一坩埚被配置成蒸发第一材料;第一分配组件,所述第一分配组件被配置成向基板提供第一蒸发材料;和第一阀,所述第一阀被配置成控制蒸发材料从第一坩埚流动至第一分配组件。第二沉积源包括:第二坩埚,所述第二坩埚被配置成蒸发第二材料;第二分配组件,所述第二分配组件被配置成向基板提供第二蒸发材料;和第二阀,所述第二阀被配置成控制蒸发材料从第二坩埚流动至第二分配组件。
根据本公开内容的又一方面,提供了一种真空沉积系统。真空沉积系统包括真空沉积腔室、在真空沉积腔室中的根据本文描述的实施方式的任一项所述的材料沉积布置和被配置成在材料沉积期间支撑基板的基板支撑件。
根据本公开内容的另一方面,提供了一种用于操作材料沉积布置的方法,所述材料沉积布置用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料。方法包括在连接至分配组件的坩埚中蒸发要沉积的材料,和向分配组件提供来自坩埚的蒸发材料,其中向分配组件提供来自坩埚的蒸发材料包括控制蒸发材料从坩埚流动至至少一个分配组件。
实施方式还涉及一种设备,所述设备用于执行所披露的方法,和包括用于执行每个所述方法方面的设备部分。这些方法方面可以通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其他方式来执行。另外,根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所述设备的方法。用于操作所述设备的方法包括用于执行所述设备的每个功能的方法方面。
附图说明
因此,可通过参照实施方式来详细理解本公开内容的上述特征以及以上简要概述的有关本公开内容更具体的描述。附图涉及本公开内容的实施方式并描述如下;
图1示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的示意性截面侧视图;
图2示出根据本文描述的另一实施方式的材料沉积布置的示意性截面侧视图;
图3A示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的上部的详细的示意性截面侧视图;
图3B示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的下部的详细的示意性截面侧视图;
图4示出根据本文描述的另一实施方式的材料沉积布置的上部的详细的示意性截面侧视图;
图5示出根据本文描述的实施方式的包括耦接布置的图4的部分;
图6A示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的下部的示意性等角截面图,其中阀处于关闭状态;
图6B示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的下部的示意性等角截面图,其中阀处于打开状态;
图7A示出根据本文描述的另一实施方式的材料沉积布置的示意性侧视图;
图7B示出根据本文描述的另一实施方式的材料沉积布置的更详细的示意性截面俯视图,如在图7A中示例性示出的;
图8示出根据本文描述的实施方式的真空沉积的示意图,其中阀处于打开状态;以及
图9示出图解用于操作根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细描述各种实施方式,其中一个或多个实例在每个附图中示出。每个实例以说明的方式而被提供且并不意味着作为本实施方式的限制。例如,作为一个实施方式的一部分示出或描述的特征可以用在任意其它实施方式中或与任意其他实施方式一起使用,以产生又一实施方式。希望本公开内容包括这样的修改和变化。
在附图的下列描述中,相同的参考数字表示相同或类似的部件。一般而言,仅描述了关于各个实施方式的差异。除非另有指定,否则一个实施方式中的部分或方面的描述也可应用于在另一实施方式中的对应部分或方面。
在更详细地描述本公开内容的各实施方式之前,将解释关于本文使用的一些术语和表述的一些方面。
在本公开内容中,“材料沉积布置”将理解为被配置成用于在如本文描述的基板上材料沉积的布置。具体来说,“材料沉积布置”可理解为被配置成用于在大面积基板上沉积有机材料,例如,用于OLED显示器制造的布置。例如,“大面积基板”可具有一主表面,所述主表面具有0.5m2或大于0.5m2,具体为1m2或大于1m2的面积。在一些实施方式中,大面积基板可为第4.5代(GEN 4.5),其对应于约0.67m2基板(0.73mx0.92m);第5代,其对应于约1.4m2基板(1.1mx1.3m);第7.5代,其对应于约4.29m2基板(1.95mx2.2m);第8.5代,其对应于约5.7m2基板(2.2mx2.5m);或者甚至第10代,其对应于约8.7m2基板(2.85mx3.05m)。可类似地实施诸如第11代和第12代的更大世代和对应的基板面积。
本文使用的术语“基板”可具体包含实质上非柔性(inflexible)的基板,例如晶片、诸如蓝宝石等等的透明晶体的部分,或玻璃板。然而,本公开内容不限于此,并且术语“基板”也可包含诸如腹板(web)或箔的柔性基板。术语“实质上非柔性”理解为区别于“柔性”。具体来说,实质上非柔性的基板可具有某种程度的柔性,例如具有0.5mm或小于0.5mm的厚度的玻璃板,其中相比于柔性基板,实质上非柔性的基板的柔性小。根据本文描述的实施方式,基板可由适于材料沉积的任意材料制成。例如,基板可由自以下所组成的组中选择的材料制成:玻璃(例如,钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料或可通过沉积工艺涂覆的任意其他材料或组合材料。
在本公开内容中,“真空沉积腔室”将理解为被配置成用于真空沉积的腔室。本文使用的术语“真空”可理解为小于例如10毫巴(mbar)的真空压力的技术真空。通常,如本文描述的真空腔室中的压力可在10-5毫巴与约10-8毫巴之间,更通常在10-5毫巴与10-7毫巴之间,和甚至更通常在约10-6毫巴与约10-7毫巴之间。根据一些实施方式,真空腔室中的压力可被认为是真空腔室内的蒸发材料的分压或者总压力(当仅有蒸发材料作为在真空腔室中要沉积的部分存在时其可大约为相同的)。在一些实施方式中,真空腔室中的总压力可从约10-4毫巴至约10-7毫巴的范围中变化,特别在除蒸发材料之外的第二部分存在于真空腔室中的情况下(诸如气体或类似物)。
在本公开内容中,“材料沉积源”可理解为被配置成用于提供要在基板上沉积的材料源的装置或组件。具体地说,“材料沉积源”可理解为具有坩埚和分配组件的装置或组件,所述坩埚被配置成蒸发要沉积的材料,所述分配组件被配置成向基板提供蒸发材料。表述“被配置成用于向基板提供蒸发材料的分配组件”可理解成分配组件被配置成用于在沉积方向上引导气态源材料,如通过穿过出口126的箭头在图1中示例性指示。因此,气态源材料,例如用于沉积OLED装置的薄膜的材料,在分配组件内被引导并通过一个或多个出口126离开分配组件。
在本公开内容中,“坩埚”可理解为一种装置,所述装置具有通过加热坩埚而蒸发材料的储槽。因此,“坩埚”可理解为源材料储槽,所述源材料储槽可被加热以通过源材料的蒸发和升华的至少一个来将源材料汽化成气体。通常,坩埚包括加热器以将坩埚中的源材料汽化成气态源材料。例如,最初要蒸发的材料可为粉末的形态。储槽可具有用于接收要蒸发的源材料,例如有机材料的内部容积。例如,坩埚的容积可在100m3与3000m3之间,具体在700cm3与1700cm3之间,更具体为1200cm3。具体来说,坩埚可包括加热单元,所述加热单元被配置成将提供在坩埚的内部容积中的源材料加热达到蒸发源材料的温度。例如,坩埚可为用于蒸发有机材料,例如具有约100℃至约600℃的蒸发温度的有机材料的坩埚。
在本公开内容中,“分配组件”可理解为被配置成向基板提供来自分配组件的蒸发材料(尤其蒸发材料的羽流(plume))。例如,分配组件可包括分配管,所述分配管可为细长立方体(cube)。例如,如本文描述的分配管可提供具有多个开口和/或喷嘴的线源,所述多个开口和/或喷嘴沿分配管的长度布置在至少一条线中。
因此,分配组件可为线性分配喷头,例如,其具有设置在其中的多个开口(或细长狭缝)。如本文理解的喷头可具有壳体、中空空间或管,其中蒸发材料可例如从蒸发坩埚被提供或引导至基板。根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,分配管的长度可至少对应于要沉积的基板的高度。具体地说,分配管的长度可大于要沉积的基板的高度,至少大于10%乃至20%。例如,分配管的长度可为1.3m或大于1.3m,例如为2.5m或大于2.5m。因此,可在基板的上端和/或在基板的下端上提供均匀的沉积。根据另一配置,分配组件可包括可沿垂直轴布置的一个或多个点源。
因此,如本文描述的“分配组件”可被配置成提供基本垂直延伸的线源。在本公开内容中,当参照基板取向时,术语“基本垂直”具体理解为允许偏离垂直方向10°或小于10°。可提供偏离,因为偏离垂直取向一些角度的基板支撑件可产生更稳定的基板位置。然而,在沉积有机材料的过程中,所述基板取向可认为是基本垂直的,所述基本垂直不同于水平基板取向。因此,基板表面可通常通过线源来涂覆,所述线源在对应于一个基板尺寸的一个方向上延伸和沿对应于另一基板尺寸的其他方向平移运动。
在本公开内容中,“被配置成控制蒸发材料的流动的阀”将理解为可受控以便可控制蒸发材料从如本文描述的坩埚流动至如本文描述的分配组件的阀。具体来说,本文描述的阀可被配置成提供关闭状态(例如,为阻止蒸发材料从坩埚流动至分配组件)和打开状态(例如,为向分配组件提供来自坩埚的蒸发材料)。例如,阀可被配置为开关,其打开和关闭通孔,例如本文描述的阀的开口135,所述开口135在双向上打开。或者,阀可被配置为在一个方向上(例如从坩埚至分配组件)打开通孔(例如如本文描述的阀的开口135),在其他方向上(例如,从分配组件至坩埚)关闭的开关。另外,如本文描述的阀可被配置成控制从坩埚至分配组件的材料流量(flow rate)。
图1示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置100的示意性截面图。具体来说,材料沉积布置被配置成用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料。如在图1中示例性示出的,材料沉积布置包括具有被配置成蒸发材料的坩埚110的至少一个材料沉积源。另外,材料沉积布置包括被配置成向基板提供蒸发材料的分配组件120。通常,分配组件120连接至坩埚110。例如,分配组件可直接连接至坩埚。具体地,分配组件和坩埚可具有至少一个接触表面,在所述至少一个接触表面处分配组件与坩埚接触。例如,分配组件的底部可与坩埚的顶部接触。如在图1中示例性示出的,至少一个沉积源的分配组件120可包括具有一个或多个出口126的分配管,所述一个或多个出口126沿分配管的长度设置。
如在图1中示例性示出的,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,材料沉积布置具有被配置成控制蒸发材料从坩埚110流动至分配组件120的阀130。具体来说,阀130可设置在分配组件120的底部,尤其底壁121处。因此,阀130可被配置成关闭设置在分配组件120的底部的开口135。例如,设置在分配组件120的底部的开口135可被布置和配置成允许与坩埚流体连通,例如通过设置在坩埚的上壁的开口连通。或者,阀130可被配置成关闭设置在坩埚,尤其在坩埚的上壁中的开口。通常,坩埚和分配组件被配置成彼此连接,以便坩埚与分配组件之间的流体连通被限制在相应开口的区域,例如设置在分配组件120的底部的开口135与设置在坩埚的上壁中的开口连接。
因此,有利地提供材料沉积布置,其中可控制蒸发材料从坩埚流动至至少一个材料沉积源的分配组件。提供具有控制蒸发材料从坩埚流动至分配组件的能力的材料沉积布置可在沉积过程开始期间尤其有益,例如用于调整在初始测试沉积过程中的预选的沉积速率。另外,在至少一个材料沉积源包括两个或更多个沉积源的情况下,每个单独的沉积源的沉积速率可通过控制蒸发材料从相应坩埚流动至相应分配组件而独立地调整和检查。因此,如本文描述的材料沉积布置的实施方式被配置成减少拥有成本,因为可例如在预选的沉积速率的调整期间或在维护期间减少源材料,尤其是昂贵的有机材料的损耗。
例如,对于根据本文描述的实施方式的材料沉积布置的维护,可在短期内很有效地阻止蒸发材料从坩埚流动至分配组件。相反,在传统的材料沉积系统中,只要坩埚继续蒸发要沉积的材料,蒸发材料就持续穿过分配组件的喷嘴。在这点上,应注意,由于要蒸发材料的热容量,起停蒸发为慢过程。因此,提供具有如本文描述的阀的材料沉积布置可有利于改进对沉积过程的可控性。
示例性地参考图2,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,阀130包括连接至致动器布置140的闸板(shutter)131。例如,闸板131可被配置成关闭设置在分配组件120的底壁121中的开口135。致动器布置140可被配置成致动闸板131。如在图2中示例性示出的,致动器布置140可至少部分地布置在分配组件120的内部空间125中。通常,分配组件120的内部空间125被配置成接收来自坩埚110的蒸发材料。
如在图2、图3A和图3B中示例性示出的,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,致动器布置140包括致动器141和活动元件142。如在图2、图3A和图3B中示例性示出的,活动元件142的第一端142A可连接至致动器141,以及活动元件142的第二端142B可连接至闸板131。另外,示例性地参照图2,活动元件142可被配置成延伸穿过分配组件120的内部空间125。
示例性地参照图2,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,致动器布置140的活动元件142可为细长元件。具体来说,活动元件142可为杆。如在图2、图3A和图3B中示例性示出的,活动元件142可设置在管143内部。例如,细长元件可延伸穿过分配组件的内部空间125从至少阀壳133至分配组件120的内部空间125的至少上壁151。因此,管143可从阀壳133延伸至分配组件120的内部空间125的上壁151,如在图3A和图3B中示例性示出的。例如,活动元件142和/或管143可由钛制成。
示例性地参照图3B、图6A和图6B,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,阀可包括包围活动元件142的第二端142B的波纹管134。通常,波纹管134被配置成阻止蒸发材料进入致动器布置140。例如,如在图6B中示例性示出的,波纹管可被配置成可变形的。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,活动元件142可经由耦接布置160耦接至致动器,如在图4和图5中示例性示出的。具体来说,耦接布置160可包括热绝缘元件161。例如,热绝缘元件161可由氧化锆制成。提供热绝缘元件161可有益于减少从活动元件至致动器的热传导,以便能够确保致动器的功能。
如在图5中示例性示出的,耦接布置160可包括设置在耦接元件165的接收部162内部的弹簧163。因此,耦接元件165可具有被配置成用于接收热绝缘元件161的接收部162。具体来说,如在图5中示出的,通常弹簧163布置在接收部162的第一邻接表面162A与热绝缘元件161的第二邻接表面161A之间。提供弹簧可有益于在阀座139处施加闸板131的恒压。阀座139在图6B中示例性地示出。另外,提供弹簧可有益于容纳致动器布置,尤其是活动元件142的位置变动。
图6A示出根据本文描述的实施方式的材料沉积布置100的下部的示意性等角截面图,示出阀130处于关闭状态。在图6B中,示出阀处于打开状态。为了说明目的,蒸发材料,例如气态有机材料从坩埚110流动至分配组件120的内部空间125通过虚线箭头示例性地示出。另外,从图6A和图6B的比较可看出,波纹管134可被配置为可变形的。波纹管可为金属波纹管。例如,波纹管可由不锈钢制成。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,分配管的一个或多个出口为沿蒸发方向延伸的喷嘴。通常,蒸发方向为基本水平的,例如水平方向可对应于在图1和图2中指示的x方向。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,致动器141可连接至分配组件120的外壳150的外表面,如在图3A中示例性示出的。例如,如在图4中示例性示出的,致动器141可为电致动器、气动致动器145,或任意其他合适的致动器。电致动器可具有优势在于,电致动器在端部位置提供自锁。气动致动器,即具有气压缸的致动器,如在图4中示例性示出的,可具有更具成本效益的优势。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,致动器141可被配置成提供100N的轴向力。另外,致动器141可被配置成提供阀直径的大约一半,具体阀的闸板直径的大约一半,或阀的开口135直径的大约一半的移距。例如,阀的直径D,尤其闸板的直径D和/或阀的开口135的直径,可从具有以下限制的范围中选出:D=10mm的下限,具体D=15mm的下限,更具体D=20的下限,和D=30mm的上限,具体D=40mm的上限,更具体D=50mm的上限。例如,阀的直径D,具体闸板的直径D可为D=26mm。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,将阀的直径D和致动器的移距(也称为致动器的行程(stroke))调整至在沉积源中的蒸发材料的流体传导率(fluid conductance)。例如,可将致动器的行程调整至阀的直径的大约一半,具体为阀的闸板的直径的大约一半,或为阀的开口135的直径的大约一半。因此,有利地可以优化沉积源中蒸发材料的流动,尤其是蒸发材料从坩埚至分配组件的流动,例如可避免流量的减少。
根据可与本文描述的其他实施方式结合的实施方式,至少一个材料沉积源可包括第一沉积源101和第二沉积源102。另外,可提供第三沉积源103,如在图7A中示例性示出的。第一沉积源101包括被配置成蒸发第一材料的第一坩埚110A、被配置成向基板提供第一蒸发材料的第一分配组件120A、和被配置成控制蒸发材料从第一坩埚110A流动至第一分配组件120A的第一阀130A。第二沉积源102包括被配置成蒸发第二材料的第二坩埚110B、被配置成向基板提供第二蒸发材料的第二分配组件120B、和被配置成控制蒸发材料从第二坩埚110B流动至第二分配组件120B的第二阀130B。第三沉积源103包括被配置成蒸发第三材料的第三坩埚110C、被配置成向基板提供第三蒸发材料的第三分配组件120C、和被配置成控制蒸发材料从第三坩埚110C流动至第三分配组件120C的第三阀130C。
图7B示出根据本文描述的另一实施方式的材料沉积布置的更详细的示意性截面俯视图,如在图7A中示例性示出的;具体来说,图7B示出包括第一沉积源101、第二沉积源102和第三沉积源的材料沉积布置的截面俯视图。
因此,参照图7A和图7B,应理解,三个分配组件,例如分配管,和对应的蒸发坩埚可彼此靠近地设置。因此,材料沉积布置可设置为蒸发源阵列,例如其中可同时蒸发不止一种材料。另外,具有被配置成蒸发有机材料的三个分配组件和对应的蒸发坩埚的蒸发源阵列亦可称作三重有机源。
具体来说,示例性地参照图7B,材料沉积布置100的至少一个材料沉积源可包括三个沉积源,例如第一沉积源101、第二沉积源102和第三沉积源103。通常,每个沉积源包括如本文描述的分配组件,如本文描述的坩埚和如本文描述的被配置成控制蒸发材料从坩埚流动至相应的分配组件的阀。例如,第一分配组件120A、第二分配组件120B和第三分配组件120C可被配置为如本文描述的分配管。
具体来说,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,至少一个沉积源的分配组件可被配置为分配管,所述分配管具有垂直于分配管的长度的非圆形截面。例如,垂直于分配管的长度的截面可为类似三角形的具有圆角和/或切角的三角形。例如,图7B示出具有垂直于分配管长度的实质上三角形截面的三个分配管。根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,每个分配组件与相应的蒸发坩埚流体连通。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,蒸发器控制壳体180可设置在至少一个材料沉积源附近,例如所述材料沉积源具有第一分配组件120A、第二分配组件120B和第三分配组件120C,如在图7B中示例性示出的。具体来说,蒸发器控制壳体可被配置成维持在其中的大气压并被配置成容纳从包括以下各者的组中选出的至少一个元件:开关、阀、控制器、冷却单元、冷却控制单元、加热控制单元、电源和测量装置。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,分配组件,具体为分配管,可通过设置在分配组件内部的加热元件而加热。加热元件可为电加热器,其可通过夹在或另外固定至内管的电热丝,例如涂层加热丝而提供。示例性地参照图7B,可提供冷却屏蔽件(cooling shield)138。冷却屏蔽件138可包括侧壁,其被布置以便提供U形冷却屏蔽件以减少朝向沉积区,即基板和/或掩模的热辐射。例如,可将冷却屏蔽件设置为具有用于冷却流体(诸如水)的导管的金属板,所述导管连接至金属板或设置在金属板中。另外地或替代性地,可提供热电冷却装置或其他冷却装置以冷却已冷却的屏蔽件。通常,可冷却包围分配管的内部中空空间的外屏蔽件,即最外面的屏蔽件。
在图7B中,为说明的目的,离开分配组件的出口的蒸发源材料通过箭头指示。由于分配组件的基本上三角形形状,来自三个分配组件的蒸发圆锥彼此紧密靠近,以便可改进来自不同分配组件的源材料的混合。具体来说,分配管的截面的形状允许将附近的分配管的出口或喷嘴彼此靠近地放置。根据可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式,第一分配组件的第一出口或喷嘴和第二分配组件的第二出口或喷嘴可具有50mm或小于50mm,例如30mm或小于30mm,或25mm或小于25mm,诸如从5mm到25mm的距离。更具体来说,第一出口或喷嘴至第二出口或喷嘴的距离可为10mm或小于10mm。
如在图7B中进一步示出的,可以提供屏蔽装置,具体是成形器屏蔽装置(shapershielding device)137,例如,所述成形器屏蔽装置137附接至冷却屏蔽件138或作为冷却屏蔽件的一部分。通过提供成形器屏蔽件,可以控制穿过出口离开分布管或管线的蒸汽的方向,即可以减小蒸汽发射的角度。根据一些实施方式,通过成形器屏蔽件阻断穿过出口或喷嘴提供的蒸发材料的至少一部分。因此,可控制发射角的宽度。
根据本公开内容的另一方面,提供真空沉积系统200,如在图8中示例性示出的。真空沉积系统包括真空沉积腔室210、在真空沉积腔室210中的根据本文描述的实施方式的任一项的材料沉积布置100、和被配置成在材料沉积期间支撑基板105的基板支撑件220。
具体来说,材料沉积布置100可设置在轨道或线性导轨222上,如在图8中示例性示出的。线性导轨222可被配置成用于材料沉积布置100的平移运动。另外,可提供用于提供材料沉积布置100的平移运动的驱动器。具体来说,用于材料沉积布置源的不接触输送的输送设备可设置在真空沉积腔室中。如在图8中示例性示出的,真空沉积腔室210可具有闸阀(gate valve)215,真空沉积腔室可通过闸阀215连接至附近的路由模块或附近的服务模块(service module)。通常,路由模块被配置成传送基板至另一真空沉积系统以用于进一步处理,并且服务模块被配置成用于维护材料沉积布置。具体来说,闸阀允许真空密封相邻的真空腔室,例如相邻的路由模块或相邻的服务模块,并且可以打开和关闭以将基板和/或掩模移进真空沉积系统200中或移出真空沉积系统200外。
示例性地参照图8,根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,两个基板,例如第一基板105A和第二基板105B可支撑在真空沉积腔室210内的相应的输送轨道上。另外,可提供用于在其上提供掩模333的两个轨道。特别地,用于输送基板载体和/或掩模载体的轨道可具备用于不接触输送载体的另一输送设备。
通常,基板的涂层可包括通过相应的掩模,例如通过边缘排除掩模(edgeexclusion mask)或阴影掩模而遮挡基板。根据典型的实施方式,掩模,例如对应于第一基板105A的第一掩模333A和对应于第二基板105B的第二掩模333B,设置在掩模框331中以将相应的掩模保持在预定位置中,如在图8中示例性示出的。
如在图8示出的,线性导轨522提供材料沉积布置100的平移运动的方向。在材料沉积布置100的双侧上,可提供掩模333,例如用于遮挡第一基板105A的第一掩模333A和用于遮挡第二基板105B的第二掩模333B。掩模可基本平行于材料沉积布置100的平移运动的方向而延伸。另外,在蒸发源的相对侧面处的基板也可基本平行于平移运动的方向延伸。
示例性的参照图8,可提供被配置成用于材料沉积布置100的沿线性导轨222平移运动的源支撑件231。通常,源支撑件231支撑坩埚110和设置在蒸发坩埚之上的分配组件120,如在图8中示例性示出的。因此,在蒸发坩埚中产生的蒸汽可向上移动并在所述分配组件的一个或更多个出口处移出。因此,如本文描述的,分配组件被配置成将蒸发材料,尤其蒸发的有机材料的羽流从分配组件120提供至基板105。应理解,图8仅示出材料沉积布置100的示意图,设置在真空沉积系统200的真空沉积腔室210中的材料沉积布置100可具有本文描述的实施方式的任意配置,如参照图1至图7B示例性描述的。
根据本公开内容的另一方面,提供用于操作材料沉积布置的方法300,所述材料沉积布置用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料。方法可包括使用材料沉积布置100(参见方框310),材料沉积布置100具有包括分配组件、坩埚110、分配组件120和阀130的至少一个沉积源,所述阀130被配置成控制蒸发材料从坩埚110流动至分配组件120。方法包括在连接至分配组件120的坩埚110中蒸发要沉积的材料(参见方框320)。另外,方法包括将来自坩埚110的蒸发材料提供至分配组件120(参见方框330),其中将来自坩埚110的蒸发材料提供至分配组件120包括控制蒸发材料从坩埚流动至至少一个分配组件。
具体来说,将来自坩埚110的蒸发材料提供至分配组件120可包括引导蒸发材料穿过阀130。更具体来说,引导蒸发材料穿过阀130可包括控制蒸发材料从坩埚110流动至分配组件120。例如,控制蒸发材料从坩埚110流动至分配组件120通常包括控制从坩埚提供至分配组件(例如第一沉积源的分配组件、第二沉积源的分配组件和/或第三沉积源的分配组件)的蒸发材料的量。
根据可与本文描述的任意其他实施方式结合的实施方式,方法可包括使用根据本文描述的实施方式的任一者的材料沉积布置100。
因此,鉴于本文描述的实施方式,应理解,提供改进的材料沉积布置、改进的真空沉积系统和用于操作材料沉积装置的改进方法,特别是用于OLED制造的改进方法。具体来说,将如本文描述的阀引进沉积源中,具体是在例如在坩埚和分配组件之间的蒸发路径中,提供了控制蒸发材料从坩埚到分配组件的流动的可能性。这在沉积过程开始时尤其有利,例如用于在初始测试沉积过程中调整预选的沉积速率。
另外,在至少一个材料沉积源包括两个或更多个沉积源的情况下,每个单独的沉积源的沉积速率可通过控制蒸发材料从相应坩埚流动至相应分配组件而独立地调整和检查。因此,如本文描述的材料沉积布置的实施方式被配置成减少拥有成本,因为可例如在预选的沉积速率的调整期间或维护期间减少源材料,尤其是昂贵的有机材料的浪费。相反,传统沉积系统不能够切断材料从坩埚流动至分配组件。具体来说,在传统系统中,只要坩埚在蒸发,则蒸发的有机材料将继续传到分配组件的出口。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式,但也可在不背离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他和进一步的实施方式,并且本公开内容的范围是由随附的权利要求确定的。
具体来说,本书面描述使用示例来披露本公开内容,包括最佳模式,并且还使得本领域的任何技术人员能够实践描述的主题,包括制作和使用任何装置或系统并执行任何并入的方法。虽然在前面已经披露了各种具体实施方式,但是上述实施方式的相互非排他的特征可以彼此组合。如果权利要求的结构要素与权利要求的文字语言没有不同,或者如果权利要求包括与权利要求的文字语言无实质差异的等同结构要素,则专利保护范围由权利要求书限定,并且其他示例也在权利要求书的范围内。
Claims (15)
1.一种用于在真空沉积腔室中的基板上沉积材料的材料沉积布置(100),所述材料沉积布置(100)包括具有以下各者的至少一个材料沉积源:
坩埚(110),所述坩埚(110)被配置成蒸发所述材料;
分配组件(120),所述分配组件(120)连接至所述坩埚,其中所述分配组件被配置成向所述基板提供所述蒸发材料;和
阀(130),所述阀(130)被配置成控制所述蒸发材料从所述坩埚(110)流动至所述分配组件(120)。
2.根据权利要求1所述的材料沉积布置(100),其中所述阀包括连接至致动器布置(140)的闸板(131),其中所述致动器布置至少部分地布置在所述分配组件(120)的内部空间(125)中。
3.根据权利要求2所述的材料沉积布置(100),其中所述致动器布置(140)包括致动器(141)和活动元件(142),其中所述活动元件(142)延伸穿过所述分配组件(120)的所述内部空间(125)。
4.根据权利要求3所述的材料沉积布置(100),其中所述活动元件(142)为细长元件,所述细长元件从至少阀壳(133)延伸至所述分配组件(120)的所述内部空间(125)的至少上壁(151)。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的材料沉积布置(100),其中所述阀包括波纹管(134),所述波纹管(134)被配置成阻止蒸发材料进入所述致动器布置(140)。
6.根据权利要求3至权利要求5的任一项所述的材料沉积布置(100),其中所述活动元件(142)经由耦接布置(160)耦接至所述致动器,所述耦接布置(160)包括热绝缘元件(161)。
7.根据权利要求6所述的材料沉积布置(100),其中所述耦接布置(160)包括弹簧(163),所述弹簧(163)设置在耦接元件(165)的接收部(162)内部。
8.根据权利要求1至权利要求7的任一项所述的材料沉积布置(100),其中所述分配组件(120)包括分配管,所述分配管具有沿所述分配管的长度设置的一个或多个出口(126)。
9.根据权利要求8所述的材料沉积布置(100),其中所述一个或多个出口为沿蒸发方向延伸的喷嘴,并且其中所述蒸发方向为基本水平的。
10.根据权利要求3至权利要求9所述的材料沉积布置(100),其中所述致动器(141)连接至所述分配组件(120)的壳体(150)的外表面。
11.根据权利要求1至权利要求10的任一项所述的材料沉积布置(100),其中所述至少一个材料沉积源包括第一沉积源(101)、第二沉积源(102)和第三沉积源(103)。
12.一种用于在真空腔室中的基板上沉积材料的材料沉积布置(100),所述材料沉积布置(100)包括:
第一沉积源(101),所述第一沉积源(101)具有:
第一坩埚(110A),所述第一坩埚(110A)被配置成蒸发第一材料;
第一分配组件(120A),所述第一分配组件(120A)被配置成向所述基板提供所述第一蒸发材料,和
第一阀(130A),所述第一阀(130A)被配置成控制所述蒸发材料从所述第一坩埚(110A)流动至所述第一分配组件(120A);和
第二沉积源(102),所述第二沉积源(102)具有:
第二坩埚(110B),所述第二坩埚(110B)被配置成蒸发第二材料;
第二分配组件(120B),所述第二分配组件(120B)被配置成向所述基板提供所述第二蒸发材料,和
第二阀(130B),所述第二阀(130B)被配置成控制所述蒸发材料从所述第二坩埚(110B)流动至所述第二分配组件(120B)。
13.一种真空沉积系统(200),所述真空沉积系统(200)包括:
真空沉积腔室(210);
在所述真空沉积腔室(210)中的根据权利要求1至权利要求12的任一项所述的材料沉积布置(100);和
基板支撑件(220),所述基板支撑件(220)被配置成在材料沉积期间支撑基板。
14.一种用于操作材料沉积布置的方法(300),所述材料沉积布置被配置成在真空沉积腔室中的基板上沉积材料,所述方法包括:
在连接至分配组件(120)的坩埚(110)中蒸发要沉积的材料;和
将来自所述坩埚(110)的蒸发材料提供至所述分配组件(120),其中将来自所述坩埚(110)的蒸发材料提供至所述分配组件(120)包括控制所述蒸发材料从所述坩埚流动至所述至少一个分配组件。
15.根据权利要求14所述的方法(300),其中所述方法进一步包括使用根据权利要求1至权利要求12的任一项所述的材料沉积布置(100)。
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