CN117396629A - 用于材料沉积源的分配器的喷嘴、材料沉积源、真空沉积系统以及用于将材料沉积的方法 - Google Patents

用于材料沉积源的分配器的喷嘴、材料沉积源、真空沉积系统以及用于将材料沉积的方法 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于蒸镀材料分配器的喷嘴。所述喷嘴包括：喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；喷嘴出口；以及喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。

Description

用于材料沉积源的分配器的喷嘴、材料沉积源、真空沉积系统 以及用于将材料沉积的方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及一种用于材料沉积源的喷嘴、一种材料分配器、一种真空沉积系统以及一种用于将材料沉积在基板上的方法。本公开内容的实施方式特别地涉及一种用于将蒸镀材料引导到真空沉积系统的真空腔室的喷嘴、一种包括用于将蒸镀材料引导到真空腔室的喷嘴的材料沉积源以及一种用于在真空腔室中将材料沉积在基板上的方法。
背景
有机物蒸镀器是用于生产有机发光二极管(OLED)的工具。OLED是特殊类型的发光二极管，其中发射层包括某些有机化合物的薄膜。有机发光二极管(OLED)用于电视机屏幕、计算机监视器、移动电话、其他手持式器件等的制造以用于显示信息。OLED也可用于一般空间照明。OLED显示器的色彩、亮度和视角的可能范围比传统的LCD显示器的色彩、亮度和视角的可能范围更大，因为OLED像素直接地发射光而不使用背光。因此，OLED显示器的能量消耗远低于传统的LCD显示器的能量消耗。另外，OLED可被制造到柔性基板上这一事实产生进一步应用。典型的OLED显示器例如可包括安置在两个电极之间的有机材料层，这些有机材料层以使得形成具有可单独地激励的像素的矩阵显示面板的方式沉积在基板上。OLED一般放在两个玻璃面板之间，并且这些玻璃面板的边缘被密封以将OLED封装在其中。
在此类显示器件的制造中遇到许多挑战。OLED显示器或OLED光照应用包括例如在真空中蒸镀的若干有机材料的堆叠。有机材料在后续方式中通过阴影掩模沉积。为了高效地制造OLED堆叠，两种或更多种材料(例如，主体和掺杂剂)共沉积或共蒸镀以产生混合/掺杂层是有益的。另外，必须考虑用于很敏感的有机材料的蒸镀的若干工艺条件。
为了将材料蒸镀和沉积在基板上，将材料加热直至材料蒸镀。管道通过出口或喷嘴将蒸镀材料引导到基板。在过去几年中，已经提高沉积工艺的精度，例如，以用于能够提供越来越小的像素大小。在一些工艺中，掩模用于当蒸镀材料经过掩模开口时限定像素。然而，掩模的阴影效应、蒸镀材料的扩散等使得难以进一步提高蒸镀工艺的精度和可预测性。
例如，文献US2016/0201195描述了一种喷嘴，该喷嘴具有第二注入部，该第二注入部与第一注入部耦接，并且被配置为校正在第一注入部的出口处漫反射的颗粒的方向性。注入的沉积材料通过使用通过分别地控制第一注入部的内表面的表面粗糙度和第二注入部的内表面的表面粗糙度来进行的分别地从第一注入部的内表面和第二注入部的内表面处漫反射的材料的方向性变化而具有改善的方向性。文献JP2004079541示出了具有多种不同形状的喷嘴。喷嘴被定位成允许制剂的定向递送和调整制剂的流率。文献WO 2018/054472描述了一种喷嘴，其中可减少因设置在基板前面的掩模引起的阴影效应。孔径角持续地增大直至喷嘴出口。在喷嘴出口处的孔径角α被称为出口孔径角αE并被描述为特别是αE＞40°。通过喷嘴改善蒸镀材料的角分布的先前尝试集中于从喷嘴的表面释放的颗粒的方向上。蒸镀材料的角分布的进一步改善是有益的。
鉴于上文，本文所述的实施方式提供了一种改善的喷嘴、一种改善的材料沉积源、一种改善的真空沉积系统以及一种用于将材料沉积在基板上的改善的方法。
概述
鉴于上文，提供了一种喷嘴、一种材料沉积源、一种真空沉积系统以及一种用于将材料沉积在基板上的方法。另外的优点、特征、方面和细节从从属权利要求、说明书和附图中清楚。
根据一个实施方式，提供了一种用于蒸镀材料分配器的喷嘴。所述喷嘴包括：喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；喷嘴出口；以及喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
根据一个实施方式，提供了一种用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上的材料沉积源。所述材料沉积源包括：分配器，所述分配器与材料源流体连通；以及根据本文所述的实施方式中任一者所述的至少一个喷嘴。特别地，所述喷嘴包括：喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；喷嘴出口；以及喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
根据一个实施方式，提供了一种真空沉积系统。所述系统包括：真空沉积腔室；以及根据本文所述的实施方式中任一者所述的材料沉积源。特别地，所述材料沉积源包括：分配器，所述分配器与材料源流体连通；以及根据本文所述的实施方式中任一者所述的至少一个喷嘴。特别地，所述喷嘴包括：喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；喷嘴出口；以及喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
根据一个实施方式，提供了一种用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上的方法。所述方法包括：将待沉积材料蒸镀；将所述蒸镀材料引导到分配器；以及引导所述蒸镀材料通过根据本文所述的实施方式中任一者所述的多个喷嘴。特别地，所述喷嘴包括：喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；喷嘴出口；以及喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
附图简要说明
为了可详细地理解本公开内容的上文陈述的特征，可参考实施方式来得到上文简要地概述的本公开内容的更特别的描述。附图涉及本公开内容的实施方式并描述如下：实施方式在附图中进行描绘并在如下描述中进行详述。
图1示出了根据本文所述的实施方式的喷嘴的示意性截面图，该喷嘴连接到用于将蒸镀材料从材料源引导到真空腔室中的分配器；
图2示出了比较根据本公开内容的实施方式的喷嘴和其他喷嘴的角分布的曲线图；
图3示出了根据本文所述的另外的实施方式的材料沉积源的示意性侧视图；
图4示出了根据本文所述的实施方式的真空沉积系统；
图5A和图5B示出了根据本文所述的实施方式的具有喷嘴的分配器的示意图；并且
图6示出了根据本文所述的实施方式的用于将材料沉积在基板上的方法的流程图。
实施方式的具体描述
现在将详细地参考各个实施方式，每个附图中例示了这些实施方式的一个或多个示例。每个示例以解释方式提供而不意在作为限制。例如，被例示或描述为一个实施方式的部分的特征可在任何其他实施方式上或与任何其他实施方式结合来使用以产生又另外的实施方式。预期本公开内容包括此类修改和变化。
在附图的以下描述内，相同附图标记是指相同或相似部件。一般来讲，仅描述相对于各别实施方式的差异。除非另有指明，否则一个实施方式中的部分或方面的描述适用于另一个实施方式中的对应部分或方面。
在本公开内容中，“材料源”或“材料沉积源”(该术语可在本文中同义地使用)可被理解为提供待沉积在基板上的材料的组件。特别地，材料沉积源可被配置为在真空腔室(诸如真空沉积系统的真空沉积腔室)中将材料沉积在基板上。根据一些实施方式，材料沉积源可以是蒸镀源。例如，材料沉积源可包括：蒸镀器或坩埚，该蒸镀器或坩埚蒸镀待沉积在基板上的材料；以及分配器，例如，分配管道或一个或多个点源，该分配器可沿竖直轴线布置。分配器被配置为在朝向基板的方向上释放蒸镀材料，例如通过本文所述的一个或多个出口或一个或多个喷嘴释放。坩埚可被理解为提供或容纳待蒸镀材料的器件或贮存器。坩埚可与分配器流体连通。在一个示例中，坩埚可以是用于将有机材料(例如，蒸镀温度为约100℃至约600℃的有机材料)蒸镀的坩埚。
根据本文所述的一些实施方式，“分配器”可被理解为用于引导和分配蒸镀材料的分配管道。特别地，分配管道可将蒸镀材料从蒸镀器引导到分配管道中的一个或多个出口(诸如喷嘴或开口)。例如，分配管道可以是在第一方向、尤其是纵向方向上延伸的线性分配管道。在一些实施方式中，线性分配管道包括具有圆柱体形状的管道，其中圆柱体可具有圆形、三角形或类正方形底部形状或任何其他合适的底部形状。
在本公开内容中，如本文所指的“喷嘴”可被理解为用于导引流体、尤其是用于控制流体的方向或特性(诸如从喷嘴喷出流体的流率、速度、形状和/或压力)的器件。根据本文所述的一些实施方式，喷嘴可以是用于引导或导引蒸气诸如待沉积在基板上的蒸镀材料的蒸气的器件。根据一些实施方式，喷嘴可以是分配器的部分，例如，分配管。附加地或替代地，本文所述的喷嘴可能连接到或被连接到提供蒸镀材料的分配器并可接收来自分配器的蒸镀材料。
图1示出了根据本文所述的实施方式的喷嘴100的示例，该喷嘴连接到用于将蒸镀材料从材料源引导到真空腔室中的分配器。喷嘴100包括喷嘴入口110、喷嘴出口120以及在喷嘴入口110与喷嘴出口120之间的喷嘴通路130。根据一些实施方式，来自材料源(诸如坩埚)的蒸镀材料被引导到如本文所述的分配器中并通过喷嘴入口110进入喷嘴。然后，蒸镀材料通过喷嘴通路130并在喷嘴出口120处离开喷嘴。蒸镀材料的流动方向111可被描述为从喷嘴入口110到喷嘴出口120。参考图1，根据本文所述的喷嘴的实施方式，喷嘴通路130包括第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分。喷嘴部分按该次序设置，使得第二喷嘴部分在第一喷嘴部分与第三喷嘴部分之间。第一喷嘴部分在喷嘴入口处，并且第三喷嘴部分在喷嘴出口处。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种用于蒸镀材料分配器的喷嘴。喷嘴包括喷嘴入口和喷嘴出口，该喷嘴入口用于接收蒸镀材料。喷嘴包括在喷嘴入口与喷嘴出口之间延伸的喷嘴通路，该喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，该第二通路部分具有在从喷嘴入口110到喷嘴出口120的方向上连续地增大的孔径角，并且第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
本公开内容的实施方式提供了待蒸镀材料的改善的方向性，如图2所示。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，图1所示的喷嘴可具有旋转对称形状。如在背景技术小节中所述的先前喷嘴设计强调对在注入部的出口处漫反射的颗粒的方向性的校正。发明人已经发现，附加地，喷嘴的内表面的接收特性具有比先前预期的更强的影响。因此，实施方式提供了第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分以在考虑粘附到内表面的颗粒的发射特性以及喷嘴通路的内表面的接收特性的同时提供待蒸镀材料的改善的方向性。接收特性在本文中被理解为喷嘴将偏离蒸镀材料的有益的方向性的颗粒吸附或接收在喷嘴的内表面上的能力。
因此，除了在从喷嘴入口110到喷嘴出口120的方向上连续地增大的第二通路部分131之外，还提供具有基本上恒定的孔径角的第三通路部分132。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，第一喷嘴通路具有基本上0°的孔径角。另外，喷嘴通路的孔径角在第二通路部分中连续地增大直至＞25°的角度α。这通过图1中的角度α1和α2例示，其中孔径角增大直至孔径角α3。特别是，孔径角增大直至α＜40°的孔径角。更特别体地，根据可与本公开内容的其他实施方式结合的一些实施方式，孔径角增大直至a＜36°的孔径角。
根据本公开内容的实施方式，孔径角α在第三通路部分中是基本上恒定的。本文所述的基本上恒定被理解为具有与恒定状况的偏差为+-3°的恒定孔径角。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，第三通路部分的添加将喷嘴通路的长度L增大到25mm或以上。
根据一些实施方式，第二通路部分和第三通路部分沿从喷嘴入口到喷嘴出口的方向的长度比为1:2至2:1。如本文所指的喷嘴的方向被理解为喷嘴的主方向或流动方向，并且例如沿第一通路部分的轴线、即第一通路部分的中心轴线延伸。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，喷嘴通路包括在第二通路部分与第三通路部分之间的切向结点。附加地或替代地，在第一通路部分与第二通路部分之间设置切向结点。切向结点被理解为孔径角沿喷嘴通路的方向的连续函数。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，第一通路部分的内径D1为12mm或以下。附加地或替代地，第一通路部分的内径D1可以是3mm或以上。
本公开内容的实施方式涉及例如用于OLED显示器制造的掩蔽沉积或用于OLED显示器制造的材料(诸如主体和掺杂剂)的共蒸镀。喷嘴可包括适于温度在约100℃与约600℃之间的蒸镀有机材料的材料。
根据本公开内容的实施方式，如本文所述的喷嘴可用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上、特别是用于生产有机发光二极管。
图2示出了各种喷嘴设计的角分布。曲线210示出了作为标准喷嘴的角度的函数的积分强度。曲线220示出了作为喷嘴的角度的函数的积分强度，如例如文献WO 2018/054472中所述。曲线230示出了作为具有第一通路部分的第一内径D1的根据本公开内容的实施方式的喷嘴的角度的函数的积分强度。曲线240示出了作为具有第一通路部分的第二内径D1的根据本公开内容的实施方式的喷嘴的角度的函数的积分强度，其中第二内径小于第一内径。
可看出，对于给定角分布值，积分强度增大。例如，对于具有曲线240的喷嘴，40°焦点的积分强度可高于79％。
因此，通过利用或提供根据本文所述的实施方式的用于将蒸镀材料沉积到基板上的喷嘴，可减少因设置在基板前面的掩模造成的阴影效应，这将参考以上图2更详细地描述。另外，对于共蒸镀，例如，当利用通用金属掩模(CMM)或另一种沉积工艺时，可改善在基板上的材料混合。
本公开内容的实施方式可涉及掩蔽沉积。精细金属掩模(FMM)可用于在显示器制造期间的一些工艺，其中掩模包括限定显示器的像素的图案。对于在器件制造期间的一些工艺，可使用CMM，即具有用于显示器的大开口的掩模。根据可与本文所述的其他实施方式结合的又另外具体实施，共蒸镀可用于CMM工艺和用于FMM工艺。对于共蒸镀，不同材料沉积在基板上并特别是同时地沉积在基板上。例如，材料沉积源可包括靠近彼此的两个或更多个(例如，三个)材料沉积源。例如，一个沉积源可沉积主体材料，并且一个沉积源可同时地沉积掺杂剂材料。材料混合在基板上或在材料到达基板前不久发生。改善的方向性基于减少的阴影效应来增强材料混合和/或增强像素分辨率。
例如，如果掩模用于将材料沉积在基板上(诸如在OLED生产系统中)，则掩模可以是具有像素开口的像素掩模，该像素开口的大小为约50μm×50μm或甚至以下，诸如像素开口的横截面尺寸(例如，最小横截面尺寸)为约30μm或更小或约20μm。在一个示例中，像素掩模可具有约40μm的厚度。在考虑掩模的厚度和像素开口的大小的情况下，可能出现阴影效应，其中掩模中的像素开口的壁遮蔽像素开口。根据本文所述的实施方式的喷嘴可有助于减少阴影效应，使得可生产具有高像素密度(dpi)的显示器、特别是超高清(UHD)显示器(例如，UHD-OLED显示器)。
根据本文所述的实施方式，喷嘴通路130包括包围通路通道的通路壁。通通路包围喷嘴通路或通路通道，即在通路通道的圆周上包围通路通道。因此，通路壁使喷嘴通路130在两端、即喷嘴入口110和喷嘴出口120处敞开。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，孔径角(α)在第二通路部分内在流动方向上连续地增大，使得喷嘴通路130的出口部分的直径在第二通路部分中在流动方向上以类圆弓形方式连续地增大。孔径角(α)在第三通路部分中是基本上恒定的。因此，蒸镀材料可能更有可能粘附在第三通路部分中并将以改善的角分布释放。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，喷嘴被配置用于将温度在约100℃与约600℃之间的蒸镀有机材料引导到真空腔室。另外，喷嘴可被配置用于小于0.5sccm的质量流量。例如，根据本文所述的实施方式的喷嘴内的质量流量可特别地仅为0.8sccm并更特别是低于0.25sccm的分数量。在一个示例中，根据本文所述的实施方式的喷嘴中的质量流量可小于0.1sccm，诸如小于0.05sccm，特别是小于0.03sccm，更特别是小于0.02sccm。
附加地或替代地，喷嘴通路具有最小尺寸，例如，第一通路部分的直径D1小于12mm。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式，喷嘴可包括具有不同长度的区段的喷嘴通路。例如，图1示出了喷嘴100，该喷嘴包括具有第一长度L1的第一通路部分、具有第二长度L2的第二通路部分和具有第二宽度L3的第三通路部分。特别地，通路部分的长度应但当被理解为喷嘴区段沿喷嘴的长度方向或沿在喷嘴中蒸镀材料的主流动方向(即图1中示例性地示出的流动方向111)的尺寸。喷嘴的第一通路部分提供第一直径，例如入口直径。喷嘴的第二通路部分提供连续地增大的直径，该直径从第一直径到第二直径连续地增大。第三通路部分具有基本上恒定的孔径角(＞10°)，其中直径增大直至例如出口直径D2。换句话说，根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，喷嘴的第一通路部分可包括喷嘴入口，并且喷嘴的第三通路部分可包括喷嘴出口。第二通路部分在第一通路部分与第三通路部分之间。
另外，可通过使用根据本文所述的实施方式的喷嘴来实现的高方向性带来蒸镀材料的利用率的提高，因为更多的蒸镀材料实际上到达基板。
示例性地参考图3，描述了用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上的材料沉积源200。材料沉积源200典型地包括分配器，例如两个或更多个分配组件，诸如第一分配器206a和第二分配器206b，例如分配管道。每个分配器可与向分配器提供材料的材料源(例如，蒸镀器或坩埚)流体连通。材料沉积源还包括根据本文所述的实施方式的多个喷嘴。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，分配管道的喷嘴可适于在与分配管道的长度的方向不同的方向上(诸如在基本上垂直于分配管道的长度的方向的方向上)释放蒸镀材料。根据一些实施方式，喷嘴被布置为具有水平+-20°的主蒸镀方向(在图1中也称为流动方向111)。根据一些具体实施方式，蒸镀方向可略微地向上取向为例如在从水平至向上15°(诸如向上3°至7°)的范围内。相应地，基板可略微地倾斜以基本上垂直于蒸镀方向。可减少不期望的颗粒生成。然而，根据本文所述的实施方式的喷嘴和材料沉积源也可用于真空沉积系统中，该真空沉积系统被配置用于将材料沉积在水平取向的基板上。
在一些具体实施中，分配管道的长度至少对应于要在沉积系统中沉积的基板的高度。分配管道的长度将比要沉积的基板的高度长至少10％或甚至20％。可提供在基板的上端和/或基板的下端处的均匀沉积。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，分配管道的长度可以是1.3m或以上，例如，2.5m或以上。根据配置，如图3所示，材料源诸如第一蒸镀器202a和第二蒸镀器202b可设置在分配管道的下端处。替代地，材料源可基本上设置在沿长度方向的中心处。有机材料在蒸镀坩埚中进行蒸镀。有机材料的蒸气进入分配管道并被基本上侧向地引导而通过分配管道中的多个喷嘴，例如朝向基本上竖直的基板。
如本文所述，分配器可以是具有中空圆柱体的分配管道。术语“圆柱体”可被理解为具有圆形底部形状、圆形上部形状以及连接上部圆形和稍低的下部圆形的弯曲表面区域或壳。根据可与本文所述的其他实施方式结合的另外的附加或替代实施方式，术语圆柱体可进一步在数学意义上被理解为具有任意底部形状、相同上部形状以及连接上部形状和下部形状的弯曲表面区域或壳。圆柱柱体不一定需要具有圆形横截面。相反，底表面和上表面可具有不同于圆形的形状。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，横截面可以是三角形的，例如具有倒圆边缘。因此，用于共蒸镀的相邻管道的喷嘴可更靠近在一起，例如70mm或以下。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，至少一个喷嘴100与线性分配管道流体连通。另外，坩埚可与分配管道流体连通，并且分配管道与至少一个喷嘴流体连通。
示例性地参考图4，描述了真空沉积系统300的实施方式。根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，真空沉积系统300包括真空沉积腔室310和材料沉积源200，如上文参考图3示例性地所述。真空沉积系统还包括基板支撑件以用于在沉积期间支撑基板。
特别地，图4示出了真空沉积系统300，其中可使用根据本文所述的实施方式的喷嘴100和材料沉积源200。真空沉积系统300包括在真空沉积腔室310中的位置的材料沉积源200。材料沉积源200可被配置用于围绕轴线、特别是基本上竖直的轴线进行平移移动和旋转。材料沉积源200具有一个或多个材料源204、特别是一个或多个蒸镀坩埚和一个或多个分配组件206、特别是一个或多个分配管道。例如，在图4中，示出了两个蒸镀坩埚和两个分配管道。另外，真空沉积腔室310中设置了两个基板170。典型地，用于掩蔽在基板上的层沉积的掩模160可设置在基板与材料沉积源200之间。
根据本文所述的实施方式，基板在基本上竖直的位置涂覆有有机材料。图4所示的视图是包括材料沉积源200的系统的顶视图。典型地，分配器被配置为具有蒸气分配喷头、特别是线性蒸气分配喷头的分配管道。分配管道提供基本上竖直地延伸的线源。根据可与本文所述的其他实施方式结合的本文所述的实施方式，基本上竖直地被理解为特别是在涉及基板取向时允许与竖直方向的20°或以下(例如，10°或以下)的偏差。偏差可例如由于与竖直取向有某种偏差的基板支撑件可能会带来更稳定的基板位置而提供。基板的表面典型地由在对应于一个基板尺寸(例如，竖直基板尺寸)的一个方向上延伸的线源和沿对应于另一基板尺寸(例如，水平基板尺寸)的另一方向的平移移动来涂覆。根据其他实施方式，沉积系统可以是用于将材料沉积在基本上水平的取向的基板上的沉积系统。例如，可在向上或向下方向上执行在沉积系统中基板的涂覆。
示例性地参考图4，材料沉积源200可被配置为在真空沉积腔室310内可移动，诸如通过旋转或平移移动进行移动。例如，图4的示例所示的材料源布置在轨道330(例如，环形轨道或线性引导件)上。典型地，轨道或线性引导件被配置用于材料沉积源的平移移动。根据可与本文所述的其他实施方式结合的不同实施方式，可在真空腔室内的材料沉积源或它们的组合中提供用于平移或旋转移动的驱动器。另外，在图4的示例性实施方式中，示出了阀305，例如闸阀。阀305可允许对相邻真空腔室(图4中未示出)的真空密封。阀可打开以将基板170或掩模160运输到真空沉积腔室310中或从真空沉积腔室310运输出。
如图4示例性地所示，根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，两个基板170可被支撑在真空腔室内的相应运输轨道上。另外，可提供用于在其上提供掩模160的两条轨道。因此，在涂覆期间，可通过相应掩模来掩蔽基板。根据一些实施方式，掩模160(即对应于第一基板的第一掩模和对应于第二基板的第二掩模)设置在掩模框架161中以将掩模160保持在预定位置。例如，第一掩模和第二掩模可以是像素掩模。
应当理解，所述的材料沉积源和真空沉积系统可用于各种应用，包括用于OLED器件制造(包括其中同时地蒸镀两种或更多种有机材料的处理方法)的应用。因此，例如如图4所示，两个或更多个分配管道和对应蒸镀坩埚可靠近彼此设置。虽然图4所示的实施方式提供具有可移动源的沉积系统，但是技术人员可理解，上述的实施方式也可应用于其中在处理期间移动基板的沉积系统。例如，可沿固定材料沉积源引导和驱动要涂覆的基板。
根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的一些实施方式，真空沉积系统被配置用于大面积基板或支撑一个或多个基板的基板载体。例如，大面积基板可用于显示器制造并可以是玻璃或塑料基板。具体地，本文所述的基板应当涵盖典型地用于LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)、OLED显示器等的基板。例如，“大面积基板”可具有面积为0.5m2或更大、特别是1m2或更大的主表面。在一些实施方式中，大面积基板可以是第4.5代(其对应于约0.67m2基板(0.73m×0.92m))、第5代(其对应于约1.4m2基板(1.1m×1.3m))、第7.5代(其对应于约4.29m2基板(1.95m×2.2m))、第8.5代(其对应于约5.7m2基板(2.2m×2.5m))或甚至第10代(其对应于约8.7m2基板(2.85m×3.05m))。甚至可相似地实施更高代(诸如第11代和第12代)和对应的基板面积。
如本文所用的术语"基板"应当特别地涵盖非柔性基板，例如玻璃板和金属板。然而，本公开内容不限于此，并且术语“基板”还能(够)涵盖柔性基板(诸如卷材或箔)。根据一些实施方式，基板可由适于材料沉积的任何材料制成。例如，基板可由选自由以下项组成的组中的材料制成：玻璃(例如，钙钠玻璃、硼硅玻璃等)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料、云母或可通过沉积工艺涂覆的任何其他材料或材料组合。例如，基板的厚度可以是0.1mm至1.8mm，诸如0.7mm、0.5mm或0.3mm。在一些具体实施中，基板的厚度可以是50μm或更大和/或700μm或更小。处理厚度为几微米(例如，8μm或更大和50μm或更小)的薄基板可为有挑战性的。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，本文所述材料源、蒸镀器或坩埚可被配置为接收待蒸镀有机材料并将有机材料蒸镀。根据一些实施方案，待蒸镀材料可包括ITO、NPD、Alq3、喹吖啶酮、Mg/AG、星爆材料等中的至少一种。如本文所述，喷嘴可被配置用于将蒸镀有机材料引导到真空腔室。例如，喷嘴的材料可适于温度为约100℃至约600℃的蒸镀有机材料。例如，在一些实施方式中，喷嘴可包括热导率大于21W/mK的材料和/或对蒸镀有机材料有化学惰性的材料。根据一些实施方式，喷嘴可包括Cu、Ta、Ti、Nb、DLC和石墨中的至少一种，或者可包括通路壁的具有提到的材料中的一者的涂层。
在一个示例中，分配器、特别是分配管道中的压力可在约10-2毫巴至约10-5毫巴之间，或者在约10-2毫巴至10-3毫巴之间。根据一些实施方式，真空腔室可提供约10-5至约10-7毫巴的压力。
示例性地参考图5A，根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，材料沉积源的分配管道可具有基本上三角形的横截面。分配管道508具有包围内部中空空间510的壁522、526和524。壁522设置在分配管道的出口侧，在该出口侧设置有喷嘴100或多个喷嘴。喷嘴可以是如关于图1所述的喷嘴。另外，并且不限于图5A所示的实施方式，喷嘴可能连接(诸如可旋拧)到分配管道或可一体地形成在分配管道中。分配管道的横截面可被描述为基本上三角形。分配管道的三角形形状可使相邻分配管道的出口(例如，喷嘴)尽可能彼此靠近。这允许实现来自不同分配管道的不同材料的改善的混合，例如在两种、三种或甚至更多种不同材料的共蒸镀的情况下。
分配管道的出口侧的宽度，例如图5A所示的横截面中的壁522的尺寸，由箭头552指示。另外，分配管道508的横截面的其他尺寸由箭头554和箭头555指示。根据本文所述的实施方式，分配管道的出口侧的宽度是由箭头555指示的尺寸中的更大尺寸的横截面的最大尺寸(例如，30％)的30％或更小。根据分配管道的尺寸和形状，相邻分配管道的喷嘴100可设置在更小距离处。更小距离改善靠近彼此蒸镀的有机材料的混合。
图5B示出了两个分配管道靠近彼此设置的实施方式。因此，如图5B所示，具有两个分配管道的材料沉积源可将靠近彼此的两种有机材料蒸镀。如图5B所示，分配管道的横截面形状允许将相邻分配管道的喷嘴靠近彼此放置。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，第一分配管道的第一喷嘴和第二分配管道的第二喷嘴可具有70mm或以下诸如从5mm至60mm的距离。根据一些实施方式，三个分配管道可靠近彼此设置。
鉴于上文，应当理解，本文的材料沉积源的实施方式和真空沉积系统的实施方式特别有益于有机材料的沉积，例如用于在大面积基板上制造OLED显示器。
示例性地参考图6中的流程图，描述了用于在真空沉积腔室310中将材料沉积在基板170上的方法600的实施方式。特别地，方法600包括将待沉积在坩埚中的材料蒸镀610。特别地，在坩埚中加热材料。例如，待沉积材料可以是用于形成OLED器件的有机材料。可根据材料的蒸镀温度加热坩埚。在一些示例中，材料被加热到600℃，例如加热到约100℃与600℃之间的温度。根据一些实施方式，坩埚与分配管道流体连通。
另外，方法600包括将蒸镀材料提供620到与坩埚流体连通的分配器。在一些实施方案中，分配管道处于第一压力水平，其中第一压力水平可例如典型地在约10-2毫巴至10-5毫巴、更典型地在约10-2毫巴与10-3毫巴之间。根据一些实施方式，真空沉积腔室处于第二压力水平，其例如可在约10-5至10-7毫巴之间。在一些实施方式中，材料沉积源被配置为在真空中使用蒸镀材料的蒸气压力来移动蒸镀材料，即蒸镀材料仅通过蒸镀压力(例如，通过源自材料蒸镀的压力)被驱动到分配管道(和/或通过分配管道)。例如，不使用另外元件(诸如风扇、泵等)来驱动蒸镀材料到达并通过分配管道。
附加地，方法600包括引导630蒸镀材料通过具有从喷嘴入口延伸到喷嘴出口的喷嘴通路且根据本公开内容的实施方式的喷嘴。典型地，引导630蒸镀材料通过喷嘴还包括引导蒸镀材料通过具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分的喷嘴通路的出口区段，第二通路部分具有在从喷嘴入口110到喷嘴出口120的方向上连续地增大的孔径角，并且第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。特别地，引导630蒸镀材料通过喷嘴通路可包括引导蒸镀材料通过根据本文所述的实施方式的喷嘴的喷嘴通路，例如如参考图1所述。
因此，鉴于上文，喷嘴的实施方式、材料沉积源的实施方式、真空沉积系统的实施方式以及用于将材料沉积在基板上的方法的实施方式提供了改善的高分辨率、特别是超高分辨率的显示器制造，例如OLED显示器，并且/或者可在共蒸镀期间提供改善的材料混合。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，根据本公开内容的实施方式的用于沉积的方法可被包括在制造器件(诸如显示器件或半导体器件)的方法中。显示器件可特别是OLED显示器件。
本书面描述使用示例来公开本公开内容，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践所述的主题，包括制作和使用任何器件或系统和执行任何并入方法。尽管已经在前述内容中公开各个具体的实施方式，但是上文所述的实施方式的不互斥特征可彼此组合。专利保护范围由权利要求书定义，并且预期其他示例在权利要求书的范围内，只要权利要求具有与权利要求的字面语言无不同的结构要素即可，或者只要权利要求包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构要素即可。

Claims (13)

1.一种用于蒸镀材料分配器的喷嘴，所述喷嘴包括：
喷嘴入口，所述喷嘴入口用于接收蒸镀材料；
喷嘴出口；和
喷嘴通路，所述喷嘴通路在所述喷嘴入口与所述喷嘴出口之间延伸，所述喷嘴通路具有第一通路部分、第二通路部分和第三通路部分，所述第二通路部分具有在从所述喷嘴入口(110)到所述喷嘴出口(120)的方向上连续地增大的孔径角，并且所述第三通路部分具有基本上恒定的孔径角。
2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述第一通路部分具有基本上0°的孔径角。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的喷嘴，其中所述孔径角在所述第二通路部分中连续地增大直至α＞25°的角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴，其中所述孔径角在所述第二通路部分中连续地增大直至α＜40°的角度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷嘴，其中沿在所述第二通路部分与所述第三通路部分之间的方向的长度比是1:2至2:1。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的喷嘴，其中所述喷嘴通路包括在所述第二通路部分与所述第三通路部分之间的切向结点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷嘴，其中所述第一通路部分的内径是10mm或以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的喷嘴，其中所述喷嘴包括适于温度在约100℃与约600℃之间的蒸镀有机材料的材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的喷嘴用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上、特别是用于生产有机发光二极管的用途。
10.一种用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上的材料沉积源，包括：
分配器，所述分配器与材料源流体连通；和
根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个喷嘴。
11.根据权利要求10所述的材料沉积源，其中所述材料源是用于将材料蒸镀的坩埚，并且其中所述分配器包括线性分配管。
12.一种真空沉积系统，包括：
真空沉积腔室；和
根据权利要求10至11中任一项所述的材料沉积源，所述材料沉积源在所述真空沉积腔室中。
13.一种用于在真空沉积腔室中将材料沉积在基板上的方法，包括：
将待沉积材料蒸镀；
将所述蒸镀材料引导到分配器；和
引导所述蒸镀材料通过根据权利要求1至8中任一项所述的多个喷嘴。
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