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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung eines Substrats, indem ein zu verdampfendes Material durch einen Energieeintrag mittels einer Strahlungseinrichtung verdampft und auf dem Substrat in einem Beschichtungsbereich lokal differenziert abgeschieden wird.
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Die Erfindung betrifft insbesondere strukturierte Beschichtungen von organischen Materialien.
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Organische Leuchtdioden (OLED) können als Displays in verschiedenen Gebrauchselektronikprodukten verwendet werden. In der Regel umfasst ein OLED Bauelement einen Funktionsstapel aus einer oder mehreren organischen Funktionsschichten zwischen einer transparenten leitenden Schicht und einer leitenden Schicht. Zur Herstellung von OLED Bauelementen werden verschiedene Strukturierungstechniken verwendet.
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Beispielsweise bei fotolithografischer Strukturierung wird eine sogenannte Fotomaske verwendet, die üblicherweise aus hochreinem Quarzglas besteht und auf einer Seite mit einer dünnen strukturierten Chromschicht versehen ist. Unter Verwendung von Fotomaske, Fotolack und Nass- oder Trockenätzen werden die gewünschten Strukturen auf dem beschichteten Substrat erzeugt. Dabei werden oft Chemikalien verwendet, die jedoch die organischen Funktionsschichten beschädigen können.
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Zum Vermeiden der Verwendung von Chemikalien kann die strukturierte Beschichtung von organischen Materialien mittels einer Schattenmaske erfolgen. Aus der
US 2009 0104721 A1 ist ein Strukturierungsverfahren zur Herstellung von organischen Bauelementen bekannt, indem die organischen Materialien mit Hilfe von Schattenmaske und Laser auf dem Substrat selektiv abgeschieden werden. Dabei liegt die Schattenmaske direkt gegenüber dem Substrat und ein Träger an der dem Substrat abgewandten Seite der Schattenmaske. Auf dem Träger wird das zu verdampfende Material abgeschieden. An der dem Substrat abgewandten Seite des Trägers befindet sich eine Lasereinrichtung für Bestrahlung. Die Schattenmaske wird üblicherweise aus Metall mit Öffnungen ausgeführt, die den abzuscheidenden Strukturen entsprechen. Mittels des Lasers wird das organische Material vom Träger verdampft und durch die Öffnungen der Schattenmaske auf das Substrat übertragen. Bei der Schattenmaskentechnik ist es schwierig, hohe Auflösungen, z.B. Abstand zwischen zwei Bauelementen von kleiner als 50 µm, zu erzielen, da der Abstand zwischen Bauelementen durch die Abmessungen zwischen Öffnungen der Schattenmaske begrenzt ist.
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Die Strukturierung von organischen Schichten kann alternativ mittels LITI-Verfahren (Laser Induced Thermal Imaging) erfolgen. Aus der
US 2011 0129779 A1 ist ein LITI-Verfahren zur Herstellung von OLED Bauelementen bekannt, indem eine LTHC-Schicht (Light-to-Heat Conversion Layer) und darüber eine organische Schicht auf einem Träger abgeschieden werden. Dabei wird Licht vom Laser emittiert und in der LTHC-Schicht absorbiert, wodurch das Licht in thermische Energie umgewandelt wird, so dass aufgrund der durch Wärme verursachten Ausdehnung die organische Schicht vom Träger abgelöst und auf das Substrat übertragen werden kann. Hierbei wird die LHTC-Schicht punktweise mittels des Lasers erwärmt und damit ist die Auflösung durch Spotgröße des Lasers begrenzt.
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Aus der
US 2009 0075214 A1 ist ein Verfahren zur lokalen Verdampfung von organischen Materialien mittels eines Hilfssubstrats bekannt. Dabei weist das Hilfssubstrat auf einem transparenten Träger strahlungsreflektierende und strahlungsabsorbierende Bereiche in einer erforderlichen Struktur auf. Zur lokalen Verdampfung wird zuerst ein Beschichtungsmaterial vollflächig direkt auf dem Hilfssubstrat abgeschieden. Bei Verwendung einer Strahlungsquelle und des Hilfssubstrats wird die Strahlung aus der Strahlungsquelle in den strahlungsabsorbierenden Bereichen absorbiert und in den anderen Bereichen reflektiert. Durch die Bestrahlung wird das Beschichtungsmaterial nur an den strahlungsabsorbierenden Bereichen verdampft, an denen das Beschichtungsmaterial ausreichend Energie aufnimmt, und anschließend auf dem Substrat abgeschieden.
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Das Hilfssubstrat besteht typischerweise aus einem transparenten Grundkörper mit einer strukturierten Reflektorschicht und einer, gegebenenfalls ebenfalls strukturierten, Absorberschicht. Die Herstellung von Hilfssubstraten ist üblicherweise analog zur Fotomasken. Die strukturierte Schicht auf dem Hilfssubstrat kann beispielsweise durch Abscheidung, Fotolithografie und Nass- oder Trockenätzen erzeugt werden. Diese Herstellung ermöglicht ein Hilfssubstrat mit einer verkleinerten Struktur, beispielswiese mit einer Strukturgröße von 10 µm × 10 µm. Somit ist es möglich hohe Auflösungen zu erzielen, im Vergleich zur Schattenmaskentechnik oder dem LITI-Verfahren.
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Die Substrate, auf denen organische Schichten in Produktionsanlagen abgeschieden werden, sind zunehmend größer und dünner. Mittelweile kommen Substrate der achten Generation mit einer Fläche von ca. 2,2 × 2,4 m2 und eine Dicke von ungefähr 0,5 mm in der Displayproduktion zum Einsatz. Zur strukturierten Beschichtung von großen Substraten müssen die oben genannten Hilfssubstrate auch entsprechend vergrößert und dicker werden, da dies ein Kompromiss aus einer möglichst geringen Durchbiegung der Hilfssubstrate bei gleichzeitig größtmöglicher Apertur ist. Hierbei wird die Apertur als freie Fläche der Hilfssubstrate verstanden, die von der Strahlungsquelle bestrahlt wird.
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Sie entspricht damit auch dem Beschichtungsbereich einer Beschichtungsvorrichtung. Als Beschichtungsbereich wird allgemein jener Bereich einer Beschichtungsvorrichtung bezeichnet, in welchem der Dampf des Beschichtungsmaterials entsteht, sich zum Substrat ausbreitet, dort auftrifft und sich niederschlägt. Er wird im Allgemeinen durch Einbauten wie Blenden und/oder die abzuscheidende Struktur abbildende Masken oder, wie im vorliegenden Fall, durch das Hilfssubstrat begrenzt. Abseits des Beschichtungsbereichs wird die Abscheidung von Beschichtungsmaterial meist gezielt vermieden, um definierte Beschichtungsbedingungen zu gewährleisten.
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Für große Substrate kann die Dicke der Hilfssubstrate weit mehr als 15-fachen der Dicke des zu beschichtenden Substrats betragen, um die mechanische Stabilität zu gewährleisten. Dies führt aber zu einer sehr hohen Masse und stellt damit auch hohe Anforderungen an die Handling-Einrichtung für die Hilfssubstrate, welche zur Halterung und Positionierung der Hilfssubstrate in einer Prozesskammer nötig ist. Bereits ab der fünften Generation von Substratgrößen, deren Maße bei ca. 1 × 1,2 m2 liegen, sind solche Dicken der Hilfssubstrate erforderlich, dass die beschriebenen Nachteile nicht mehr akzeptabel sind.
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Zur Herstellung von organischen Bauelementen mittels eines Hilfssubstrats, das beispielsweise mit einer Absorberschicht und einer Reflektorschicht strukturiert wird, wird das Hilfssubstrat erst mit dem abzuscheidenden organischen Material vollflächig beschichtet und das organische Material anschließend durch Bestrahlung auf das Substrat übertragen. Bei der Herstellung organischer Bauelemente für RGB-Displays (Red-Green-Blue-Displays) werden in der Regel mindestens drei organische Materialien von Hilfssubstraten auf das Substrat übertragen. Dies kann beispielsweise durch drei Hilfssubstrate mit je einer organischen Schicht erfolgen. Dabei stellt sich oft die Frage, ob es erforderlich ist, die benutzten Hilfssubstrate nach jedem Bestrahlungsvorgang zu reinigen, um die auf den Reflektorbereichen der Hilfssubstrate verbliebene organische Schicht vor der nächsten Beschichtung zu entfernen. Sollte dies der Fall sein, führt dies aber zu einem nicht unerheblichen Aufwand des Handlings für die großen und schweren Hilfssubstrate. Weiterhin führt dies unweigerlich zu einer höheren Vorratsspeicherung an strukturierten Hilfssubstraten um die Produktion wirtschaftlich und die Taktzeiten effizient zu gestalten. Wenn die benutzen Hilfssubstrate zur Reinigung transportiert werden, müssen für das nächste Substrat gereinigte und mit organischem Material beschichtete Hilfssubstrate der Prozesskammer zur Verfügung gestellt werden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, strukturierte Beschichtungen verfahrens- und vorrichtungsseitig derart zu gestalten, dass für mehrere strukturierte Beschichtungen die Hilfsmittel zur Übertragung der Strukturen auf das Substrat nach jedem Bestrahlungsvorgang nicht mehr gereinigt werden muss und damit der Aufwand des Handlings reduziert werden kann, insbesondere für großen Substrate.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zur strukturierten Beschichtung eines Substrats in einer Beschichtungskammer einer Beschichtungsanlage wird ein zu verdampfendes Material durch einen Energieeintrag mittels einer Strahlungseinrichtung verdampft und auf dem Substrat mittels einer Maske lokal differenziert abgeschieden. Bekannt ist, dass die Strahlungseinrichtung dem Substrat gegenüberliegend angeordnet ist. In diesem Verfahren können organische oder anorganische Materialien für Beschichtungen verwendet werden, beispielsweise organische Materialien als Funktionsschichten der OLED Bauelemente oder metallische Materialien als Elektroden. Die Abscheidung kann durch Sublimation oder Verdampfen erfolgen, je nach Abscheidungsbedingungen, wie z.B. Materialieneigenschaften, Prozessdruck, Temperatur, usw. Damit soll der Begriff „Verdampfen“ im Sinne der Anmeldung auch die Sublimation vom Festkörper einschließen.
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Zur Strukturierung der abzuscheidenden Schicht ist die Maske zwischen dem Substrat und der Strahlungseinrichtung angeordnet und umfasst zumindest einen transparenten Grundkörper und eine strukturierte Reflektorschicht aus einem strahlungsreflektierenden Material, so dass die Strahlung aus der Strahlungseinrichtung nur lokal die Maske passiert. D.h. die Strahlung kann nur Bereiche der Maske passieren, in welchen kein strahlungsreflektierendes Material angeordnet ist. Als Grundkörper kann beispielsweise Glas, Quarz oder transparenter Kunststoff verwendet werden. Die Reflektorschicht besteht typischerweise aus Metallen oder Legierungen, die einen hohen Reflexionsgrad für die verwendete Strahlung aufweist.
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Erfindungsgemäß wird eine Verdampfungsschicht aus dem zu verdampfenden Material im Unterschied zum Stand der Technik zuerst auf einem separaten Zwischenträger vollflächig aufgebracht und anschließend durch den Energieeintrag dort lokal verdampft und vom Zwischenträger auf das Substrat selektiv übertragen. Als Verdampfungsschicht kann eine einzelne Schicht oder auch mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien auf dem Zwischenträger abgeschieden werden. Der erfindungsgemäße Zwischenträger ist im Beschichtungsbereich zwischen dem Substrat und der Maske angeordnet und die Verdampfungsschicht liegt dabei auf der dem Substrat zugewandten Seite des Zwischenträgers.
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Der maximale Beschichtungsbereich wird durch die Größe der verwendeten Maske und/oder durch die Strahlungseinrichtung beschränkt, mit der eine Energiedichte innerhalb eines akzeptablen Toleranzbandes realisierbar ist. Durch die letztgenannte Bedingung, durch den Zwischenträger, das Substrat selbst oder anderen anlagentechnischen Gründen kann es auch sinnvoll sein, den Beschichtungsbereich durch ergänzende Blenden zu definieren.
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Die lokale Verdampfung wird so verstanden, dass die Verdampfungsschicht nur an den Bereichen verdampft oder sublimiert wird, an denen sie ausreichend Energie aufnimmt. Anschließend wird die verdampfte Verdampfungsschicht selektiv vom Zwischenträger, d.h. nur von den besagten Bereichen des Zwischenträgers, auf das Substrat übertragen. Die Verdampfungsschicht verbleibt in den anderen Bereichen, in denen sie keine oder nahezu keine Energie aufnimmt, nach dem Bestrahlungsvorgang auf dem Zwischenträger.
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Da das zu verdampfende Material nicht direkt auf der Maske aufgetragen ist, sondern auf dem separaten Zwischenträger, kommt die Maske nicht mehr in direktem Kontakt mit dem zu verdampfenden Material. Somit muss die Maske nicht mehr nach jeder Bestrahlung bzw. Beschichtung gereinigt werden. Weiterhin kann die Maske für mehrere Beschichtungen bis zu einem vorgegebenen Wechselzyklus in der Beschichtungskammer verbleiben und damit ist das Handling vermindert und bei großen und schweren Masken deutlich erleichtert.
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Dickere Masken mit großen Aperturen werden praktikabel und eine entsprechend der Ausgestaltung von Verfahren und Vorrichtung eventuell mögliche Durchbiegung des Zwischenträgers ist im Vergleich zur Maske weniger kritisch.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich für Substrate ab der fünften Generation, insbesondere ab der achten Generation, als besonders vorteilhaft erwiesen. Derart große Substrate können ohne großen Aufwand beschichtet werden, da die Maske zwischen Bestrahlungsvorgängen in der Beschichtungskammer verbleiben kann und nur der Zwischenträger zur Aufnahme neuer Schichten ein- und ausgeschleust werden muss. Selbstverständlich ist das Verfahren und die dazu verwendete Vorrichtung auch für kleinere und zukünftige noch größere Substrate geeignet, solange Maske und Zwischenträger noch so zu beherrschen sind, dass die Strukturgrößen erzeugt werden können.
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Der erfindungsgemäße Zwischenträger umfasst zumindest strahlungsabsorbierendes Material zum Absorbieren der durch die Maske lokal passierenden Strahlung, um die darauf angeordnete Verdampfungsschicht ausreichend Energie aufzunehmen und anschließend zu verdampfen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Zwischenträger aus einem transparenten Trägermaterial ausgebildet, auf den eine Absorberschicht aus einem strahlungsabsorbierenden Material und darüber die Verdampfungsschicht aufgebracht werden. Beispielsweise kann auf ein sehr dünnes transparentes Trägermaterial eine Absorberschicht vollflächig aufgebracht werden. Auf die Absorberschicht wird anschließend die Verdampfungsschicht aufgedampft.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Zwischenträger aus einem strahlungsabsorbierenden Material ausgebildet, auf den die Verdampfungsschicht aufgebracht wird. In diesem Fall wird der Zwischenträger zugleich als Absorberschicht angesehen. Dabei kann beispielsweise eine dünne Molybdänfolie als Zwischenträger verwendet werden. Die Materialwahl des Absorbers und damit dessen Eignung auch als Trägermaterial hängt wesentlich von der erforderlichen Verdampfungstemperatur und den zu erzeugenden Strukturbreiten der abzuscheidenden Schicht ab.
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Der Zwischenträger kann als Einzelobjekt in den ungefähren Abmaßen des Substrats dem Prozess zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt kann ein flexibler bandförmiger Zwischenträger, beispielsweise flexibles Glas, verwendet werden. Dabei kann der Zwischenträger als Rollen dem Prozess zur Verfügung gestellt werden, insbesondere wenn auch das Substrat bandförmig und flexible ist. Ein derartiger Endloszwischenträger ist ebenso für diskrete Substrate verwendbar und umgekehrt.
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Die Anordnung des Zwischenträgers mit dem Substrat und der Maske kann verschieden ausgestaltet sein. Während des Energieeintrags kann die Maske mit dem Zwischenträger und über diesen auch mit dem Substrat in Kontakt gebracht werden, um hohe Auflösungen zu gewährleisten. Dies ist besonders für die Herstellung von kleinen Strukturen, beispielsweise Strukturgröße von 10 µm, mittels großer Masken vorteilhaft. Der Zwischenträger kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem Verdampfungsmaterial und der Substratgröße, aber auch nur mit der Maske oder nur mit dem Substrat in Kontakt gebracht werden. Im ersten Fall unterstützt die Maske den Zwischenträger. Im zweiten Fall können kleinere Strukturen und eine höhere Auflösung der abgeschiedenen Schicht erzeugt werden. Sofern entsprechend einer unten näher beschriebenen Ausgestaltung der Maske die Strukturen der Reflektorschicht, die in diesem Fall mit dem Zwischenträger in Kontakt stehen, beispielsweise mit einem Antireflexionsmaterial ausgefüllt sind, kann der Zwischenträger vollflächig von der Maske unterstützt werden.
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Typischerweise eignen sich sogenannte RTP-Verfahren (Rapid Thermal Processing) zum Energieeintrag mittels Strahlungseinrichtungen, bei denen besonders hohe Temperaturanstiegs- bzw. abkühlungsraten erreicht werden können. Um diese hohen Temperaturanstiegs- und Abkühlungsraten zu erreichen, werden Hochenergielampen, wie z.B. Halogenlampen oder Blitzlampen, zum Einsatz gebracht. Durch die Verwendung von Hochenergielampen ergibt sich der Vorteil gegenüber Lasern, dass unterschiedliche Bereiche der Maske zur gleichen Zeit bestrahlt werden können, insbesondere eine zur gleichen Zeit großflächige Bestrahlung mittels langen Hochenergielampen. Bevorzugt wird der Energieeintrag durch eine Blitzlampe oder mehrere Blitzlampen erzeugt, so dass die Strahlung absorbierende Bereiche stark, z.B. mehrere hundert bis über tausend Grad Celsius, erhitzt werden und dabei darunter liegende Bereiche nur bis in eine Tiefe von wenigen Mikrometern erwärmt werden. Üblich sind Blitzlampen mit Schaltzeiten mit einer Dauer von wenigen Sekunden oder kürzer, bevorzugt in der Größenordnung von 100 Millisekunde oder kleiner, bevorzugt kleiner 10 ms, weiter bevorzugt kleiner 1 ms.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung von Substraten geht von einer Beschichtungsanlage aus, in der sich im Beschichtungsbereich, in welchem zwangsläufig auch mindestens eine Substrataufnahmefläche zur Aufnahme eines Substrats angeordnet ist, eine Maske zur Strukturierung, eine Strahlungseinrichtung zur Bestrahlung bzw. zum Energieeintrag in die Maske, und ein Zwischenträger zur Aufnahme einer Verdampfungsschicht aus einem zu verdampfenden Material befinden. Als Substrataufnahmefläche ist hier jene, ebene oder gewölbte, Fläche in der Vorrichtung bezeichnet, in welcher ein Substrat mit geeigneten Halte- und/oder Transportmitteln während der Beschichtung anzuordnen ist, um die Schicht abzuscheiden.
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Die Maske umfasst zumindest einen transparenten Grundkörper und eine strukturierte Reflektorschicht aus einem strahlungsreflektierenden Material und ist derart zwischen der Strahlungseinrichtung und der Substrataufnahmefläche angeordnet, dass Strahlung der Strahlungseinrichtung die Maske passiert und zwar nur lokal in jenen Abschnitten, in welchen die Maske keine strahlungsreflektierendes Material aufweist.
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Der Zwischenträger ist zwischen der Maske und der Substrataufnahmefläche angeordnet, so dass die aus der Strahlungseinrichtung austretende Strahlung zuerst die Maske passiert und danach auf den Zwischenträger trifft. Letzterer weist auf der der Maske abgewandten Seite die Verdampfungsschicht aufweist, so dass sie durch den lokal differenzierten Energieeintrag lokal verdampfbar und vom Zwischenträger auf das Substrat selektiv übertragbar ist.
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Im Vergleich zu üblichen Hilfssubstraten, welche in der Regel eine Absorberschicht aufweisen müssen, wird die erfindungsmäße Maske nur noch mit einer Reflektorschicht beschichtet und strukturiert. Die Reflektorschicht kann auf den Grundkörper, dem Substrat oder der Strahlungseinrichtung zugewendet, aufgebracht oder im Grundkörper eingebettet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Maske zumindest in jenen Abschnitten, in welchen kein strahlungsreflektierendes Material angeordnet ist, eine Antireflexionsschicht umfassen. Auf einfache Weise kann nach der Strukturierung der Reflektorschicht eine Antireflexionsschicht, wie z.B. Silizium oder ein anderes bekanntes Antireflexionsmaterial, vollflächig aufgebracht werden und somit werden die besagten Abschnitte mit dieser Antireflexionsschicht gefüllt. Alternativ kann die Antireflexionsschicht auch durch ein mechanisches oder mechanisch-chemisches Polieren oder eine Verwendung der Fotolithografie und Ätzen strukturiert werden, so dass die Antireflexionsschicht nicht vollflächig sondern nur in den besagten Abschnitten gefüllt werden.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
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1a, 1b Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Zwischenträgers mit einer Verdampfungsschicht,
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2a–2d einen Ablauf der strukturierten Beschichtung mittels eines Zwischenträgers gemäß der 1b.
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In 1a ist ein Zwischenträger 6 dargestellt, der aus einem sehr dünnen transparenten Trägermaterial 8 besteht, beispielsweise flexiblem Glas. Auf dem Zwischenträger 6 wird eine Absorberschicht 7, beispielsweise Molybdän, vollflächig abgeschieden. Anschließend wird eine Verdampfungsschicht 5, beispielsweise eine organische Schicht, auf der Absorberschicht 7 aufgedampft.
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In 1b ist ein alternativer Zwischenträger 6 dargestellt, der direkt aus einem strahlungsabsorbierenden Material besteht, beispielsweise einer dünnen Molybdänfolie. Dabei dient der Zwischenträger 6 zugleich als Absorberschicht. Die Verdampfungsschicht 5 wird direkt auf der Absorberschicht 7 aufgedampft und dem Prozess zur Verfügung gestellt.
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In 2a ist die Anordnung der Maske 2 mit dem Zwischenträger 6 gemäß der 1b dargestellt. Die Maske 2 besteht aus einem transparenten Grundkörper 3, beispielsweise Glas, mit einer strukturierten Reflektorschicht 4.
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Das zu beschichtende Substrat 1 wird in eine nicht dargestellte Beschichtungskammer transportiert und an der Substrataufnahmefläche 10 oder darüber, sofern noch eine Zustellbewegung des Substrats 1 zur Dampfquelle erfolgt (2a), angeordnet. Zur strukturierten Beschichtung des Substrats 1 wird auch die Maske 2 in die Beschichtungskammer transportiert und über oder wie dargestellt unter dem Substrat 1 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist der Beschichtungsbereich gleich der Maske 2. Die dargestellte Substrataufnahmefläche 10 ist lediglich beispielhaft mittig im Substrat 1 dargestellt. Auch eine andere Höhe mit Bezug auf das Substrat 1 wäre möglich, insbesondere bei abweichenden Substratformen, um die Positionen von Substrat 1, Zwischenträger 6 und Maske 2 in einer Vorrichtung relativ zueinander eindeutig zu definieren.
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Zur Herstellung kleiner Strukturen mittels einer großen Maske stehen sich die mit der Reflektorschicht 4 versehende Seite der Maske 2 und die zu bedampfende Seite des Substrats 1 gegenüber. Anschließend erfolgt die Ausrichtung der Maske 2 und des Substrats 1 zueinander über ein geeignetes Ausrichtungssystem und eine optische Messvorrichtung. Wenn die Maske 2 und das Substrat 1 ausgerichtet sind, wird der Zwischenträger 6 zwischen die Maske 2 und das Substrat 1 eingebracht und positioniert.
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Das Substrat 1 und die Maske 2 werden dann derart zueinander gefahren, dass der dazwischen angeordnete Zwischenträger 6 zusammen mit der Maske 2 und dem Substrat 1 in Kontakt steht, wie in 2b dargestellt. Alternativ kann auch ein kleiner Abstand a zwischen dem Substrat 1 und dem Zwischenträger 6 entstehen, wie in 2b´ dargestellt. Die Anordnung in 2b wird in der Praxis häufig verwendet, um hohe Auflösungen zu erzielen.
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Die Maske 2 wird dann in 2c mittels einer flächigen Strahlungseinrichtung 9, beispielsweise einer Blitzlampe, bestrahlt. Hierbei ist das Substrat 1 mit einem kleinen Abstand zum Zwischenträger 6 dargestellt. Die Strahlung kann nur die Bereiche der Maske 2 passieren, an denen keine Reflektorschicht 4 angeordnet ist. In den anderen Bereichen wird die Strahlung reflektiert. Die die Maske 2 passierende Strahlung gelangt in die Absorberschicht 7 und wird dort absorbiert, so dass die darauf angeordnete Verdampfungsschicht 5 dann verdampft und auf das gegenüberliegende Substrat 1 übertragen wird. 2d zeigt das beschichtete Substrat 1 zusammen mit dem Zwischenträger 6 und der Maske 2 nach dem Bestrahlungs- und Verdampfungsvorgang.
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Nach der Beschichtung wird der Zwischenträger, beziehungsweise bei bandförmigem Zwischenträger der soeben bestrahlte Abschnitt, aus dem Beschichtungsbereich transportiert. Die Maske kann aber für die nächste Beschichtung dort verbleiben. Die nächste Beschichtung erfolgt durch Einschieben eines weiteren Zwischenträgers bzw. Zwischenträgerabschnitts mit einer neuen Verdampfungsschicht und den gleichen Prozessablauf wie oben beschrieben. Alternativ kann die nächste Beschichtung für Durchlaufanlagen durch Einschieben eines weiteren Zwischenträgers und eines weiteren Substrats erfolgen, je nach Schichtenfolge in einem Stapel oder nebeneinander.
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Beispielsweise bei der Herstellung von OLED Displays werden meist für jede der drei Farben (Rot, Grün, Blau) separate Masken mit voneinander abweichenden Strukturen verwendet. Dabei wird das Substrat hintereinander in drei Beschichtungskammern mit jeweils einer Maske transportiert, sodass drei verschiedene Verdampfungsschichten jeweils in einer Beschichtungskammer auf dem Substrat abgeschieden werden.
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Durch die Trennung von Maske und Verdampfungsschicht mittels eines separaten Zwischenträgers muss die Maske nicht mehr gereinigt werden, da kein verbliebener Rest der Verdampfungsschicht direkt auf der Maske liegt. Die Maske kann dann in der Beschichtungskammer bis zu einem vorgegebenen Wechselzyklus, beispielsweise bei einem Wechsel der Struktur, verbleiben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substrat
- 2
- Maske
- 3
- Grundkörper
- 4
- Reflektorschicht
- 5
- Verdampfungsschicht
- 6
- Zwischenträger
- 7
- Absorberschicht
- 8
- Trägermaterial
- 9
- Strahlungseinrichtung, Blitzlampe
- 10
- Substrataufnahmefläche
- a
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20090104721 A1 [0005]
- US 20110129779 A1 [0006]
- US 20090075214 A1 [0007]
