JP2018538429A - 堆積速度を測定するための測定アセンブリ、蒸発源、堆積装置及びそのための方法 - Google Patents
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Abstract
蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ(100)が記載される。測定アセンブリ(100)は、堆積速度を測定するための第1の発振水晶(110)と、堆積速度を測定するための第2の発振水晶(120)と、可動シャッター(140)とを含む。可動シャッター(140)は、蒸発材料を第1の発振水晶(110)に提供するように方向付けられた第1の測定出口(151)から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。更に、可動シャッター(140)は、蒸発材料を第2の発振水晶(120)に提供するように方向付けられた第2の測定出口(152)から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。
【選択図】図1A
【選択図】図1A
Description
本開示は、蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ、材料蒸発のための蒸発源、材料を基板に塗布するための堆積装置、及び蒸発材料の堆積速度を測定するための方法に関する。本開示は、特に、蒸発有機材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ及びそのための方法に関する。更に、本開示は、とりわけ、その内部に有機材料を含む装置、例えば、蒸発源及び有機材料のための堆積装置に関する。
有機蒸発器は、有機発光ダイオード(OLED)製造のためのツールである。OLEDは、特殊な発光ダイオードであり、その中で発光層がある有機化合物の薄膜を含んでいる。有機発光ダイオード(OLED)は、情報を表示するためのテレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、その他の携帯型デバイスなどの製造時に使用される。OLEDは、一般的な空間照明にも使用することができる。OLEDディスプレイで可能な色、輝度、及び視野角の範囲は、OLEDピクセルが直接発光し、バックライトを含んでいないので、従来のLCDディスプレイの範囲よりも大きい。したがって、OLEDディスプレイのエネルギー消費は、従来のLCDディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。更に、実際、OLEDは、フレキシブル基板上に製造することができ、更なる用途がもたらされる。
OLEDの機能性は、有機材料のコーティング厚さ次第で決まる。この厚さは、所定範囲内でなければならない。OLEDの製造において、有機材料によるコーティングが影響を受ける堆積速度は、所定の許容範囲内にあるように制御される。換言すれば、有機蒸発器の堆積速度は、製造プロセスにおいて完全に制御されなければならない。
したがって、OLED用途だけでなく、他の蒸発処理についても、比較的長い時間にわたって高精度の堆積速度が必要とされる。利用可能な蒸発器の堆積速度を測定するための複数の測定システムがある。しかし、これらの測定システムは、所望の期間にわたって不十分な精度及び/又は不十分な安定性のいずれかを被る。
したがって、改良された堆積速度測定システム、堆積速度測定方法、蒸発器及び堆積装置の提供に対する継続的な需要がある。
上記に鑑み、独立請求項による蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ、蒸発源、堆積装置及び蒸発材料の堆積速度を測定するための方法が提供される。
本開示の1つの態様によれば、蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリが提供される。測定アセンブリは、堆積速度を測定するための第1の発振水晶と、堆積速度を測定するための第2の発振水晶と、可動シャッターとを含む。可動シャッターは、蒸発材料を第1の発振水晶に提供するように方向付けられた第1の測定出口から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。更に、可動シャッターは、蒸発材料を第2の発振水晶に提供するように方向付けられた第2の測定出口から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。
本開示の別の態様によれば、材料蒸発のための蒸発源が提供される。蒸発源は、材料を蒸発させるように構成されている蒸発るつぼと、蒸発材料を提供するための一又は複数の出口を有する分配アセンブリとを含む。分配アセンブリは、蒸発るつぼと流体連通している。更に、蒸発源は、本明細書に記載の任意の実施形態による測定アセンブリを含む。
本開示の更に別の態様によれば、堆積速度で真空チャンバの中の基板に材料を塗布するための堆積装置が提供される。堆積装置は、本明細書に記載の任意の実施形態による少なくとも1つの蒸発源を含む。
本開示の別の態様によれば、蒸発材料の堆積速度を測定するための方法が提供される。方法は、材料を蒸発させることと、蒸発材料の第1の部分を基板に塗布することと、蒸発材料の第2の部分を第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶に転向させることと、本明細書に記載の任意の実施形態による測定アセンブリを使用することによって堆積速度を測定することとを含む。
更なる利点、特徴、態様、及び細部は、従属請求項、本明細書、及び図面から明らかである。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関連し、以下で説明される。
ここから、本開示の種々の実施形態が詳細に参照されることになり、そのうちの一又は複数の例が図示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。下記において、個々の実施形態に関する違いのみが説明される。各実施例は、本開示の説明のために提供されているが、本開示を限定することが意図されているわけではない。更に、1つの実施形態の一部として図示及び説明されている特徴は、更に別の実施形態を得るために、他の実施形態で用いられてもよく、又は他の実施形態と併用されてもよい。本説明は、このような修正及び改変を含むことが意図されている。
本開示の様々な実施形態を更に詳細に説明する前に、本書で使用する幾つかの用語に対する幾つかの態様を説明する。
本開示において、「堆積速度を測定するための発振水晶は、発振水晶共振器の周波数における変化を測定することにより、単位面積当たりの発振水晶上の堆積材料の質量変化を測定するための発振水晶と理解され得る。特に、本開示において、発振水晶は、石英水晶共振器と理解され得る。より具体的には、「堆積速度を測定するための発振水晶」は、石英水晶マイクロバランス(QCM)と理解され得る。
本開示において、「可動シャッター」は、測定アセンブリと、蒸発材料を測定アセンブリに提供するための測定出口との間に配置される可動要素と理解され得る。特に、「可動シャッター」は、測定アセンブリと測定出口との間の空間を移動するように構成されている要素と理解され得る。例えば、可動シャッターは、横方向に沿って移動可能であるように構成され得る。別の例によれば、可動シャッターは、回転可能に構成され得る。典型的には、可動シャッターは、可動シャッターの第1の状態において、測定出口を通して提供される蒸発材料の流れを遮断するだけではなく、可動シャッターの第2の状態において、測定出口を通して提供される蒸発材料の流れを遮断解除するようにも構成される。したがって、可動シャッターは、蒸発材料の測定アセンブリへのアクセスを制御するように構成される。
本開示において、「材料蒸発のための蒸発源」は、基板上に堆積する材料を提供するように構成された装置と理解され得る。特に、材料源は、真空堆積装置の真空堆積チャンバなどの真空チャンバの中で基板上に堆積する材料を提供するように構成され得る。幾つかの実施形態によれば、蒸発源は、基板上に堆積する材料を蒸発させる蒸発器又はるつぼと、分配アセンブリ、例えば、分配管又は垂直軸に沿って配置することができる一又は複数の点源とを含み得る。例えば、分配アセンブリは、例えば出口又はノズルを通して、基板に向かう方向に蒸発材料を放出するように構成することができる。
本開示では、「るつぼ」は、堆積する材料を提供又は含有する装置又はリザーバと理解され得る。典型的には、るつぼは、基板上で堆積する材料を蒸発させるために加熱され得る。るつぼは、るつぼにより蒸発させる材料が分配され得る分配アセンブリと流体連通した状態であってもよい。1つの実施例では、るつぼは、有機材料、例えば約100℃から約600℃までの蒸発温度を有する有機材料などを蒸発させるためのるつぼであってもよい。
本開示では、「流体連通」という用語は、流体連通している2つの要素が、接合を介して流体を交換することができ、それにより流体が2つの要素間を流れることができることと理解され得る。1つの実施例では、流体連通している要素とは、流体が流通し得る中空構造体を含み得る。幾つかの実施形態によると、流体連通している要素のうちの少なくとも1つは、管のような要素であり得る。
本開示において、「分配アセンブリ」は、蒸発材料を案内及び分配するための分配管、又は垂直軸に沿って配置することができる一又は複数の点源と理解され得る。特に、分配管又は一又は複数の点源は、蒸発器から分配管又は一又は複数の点源の出口(ノズル又は開孔など)に蒸発材料を提供するように構成され得る。例えば、分配アセンブリが分配管の形態である場合、分配管は、長手方向に延びる直線的分配管とすることができる。例えば、分配管は、円筒形状を有する管を含んでおり、円筒は、円形、三角形又は正方形のような底部形状、又は任意の他の適した底部形状を有し得る。
図1Aから図1Cを例示的に参照すると、本明細書に記載の実施形態による蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ100は、堆積速度を測定するための第1の発振水晶110と、堆積速度を測定するための第2の発振水晶120と、可動シャッター140とを含む。可動シャッター140は、蒸発材料を第1の発振水晶110に提供するように第1の測定出口151から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。特に、第1の測定出口151は、蒸発材料を第1の発振水晶110に提供するように方向付けられている。更に、可動シャッター140は、第2の測定出口152から提供された蒸発材料を遮断するように構成されている。特に、第2の測定出口152は、蒸発材料を第2の発振水晶120に提供するように方向付けられている。
特に、図1Aは、第2の測定出口152を通って第2の発振水晶120に提供される蒸発材料のアクセスが遮断されるように、第2の測定出口152が可動シャッター140によって遮断される第1の状態における測定アセンブリを示す。更に、図1Aに例示的に示されるように、第1の測定出口151を通って第1の発振水晶110に提供される蒸発材料のアクセスが提供される一方で、第2の測定出口152が遮断されるように、測定アセンブリは構成され得る。したがって、第2の発振水晶120が洗浄される間に、堆積速度が、第1の発振水晶110によって測定され得る。例えば、第2の発振水晶120は、加熱によって、特に、第2の発振水晶120上に堆積する蒸発材料の蒸発温度に対応する加熱温度を提供することによって、洗浄することができる。例えば、加熱温度は、可動シャッター140に提供される加熱要素及び/又は第2の発振水晶120のホルダに提供される加熱要素によって、提供することができる。
図1Bは、第1の発振水晶110と第2の発振水晶120との両方への蒸発材料のアクセスを提供するために、第1の測定出口151だけではなく第2の測定出口152も開放されている位置に可動シャッター140が移動した測定アセンブリの第2の状態を示す。したがって、第1の発振水晶110及び第2の発振水晶120は、堆積速度を測定するために用いられ、重複した測定(redundant measurement)を実行することができる。
図1Cでは、第1の測定出口151を通って第1の発振水晶110まで提供される蒸発材料のアクセスが遮断される位置まで可動シャッター140が移動した際の測定アセンブリの第3の状態が示される。したがって、図1Cに例示的に示されるように、第1の発振水晶110が洗浄される間に、堆積速度が、第2の発振水晶120によって測定され得る。例えば、第1の発振水晶110は、加熱によって、特に、第1の発振水晶110上に堆積する蒸発材料の蒸発温度に対応する加熱温度を提供することによって、洗浄することができる。例えば、加熱温度は、可動シャッター140に提供される加熱要素及び/又は第1の発振水晶110のホルダに提供される加熱要素によって、提供することができる。
本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、可動シャッターは、図1A及び図1Cの可動シャッター140において矢印で例示的に示されている、可動シャッターの並進運動を提供するように構成されているドライバ、例えばリニアドライバに結合され得る。特に、ドライバは、第1の測定出口が遮断されている状態と、第2の測定出口が遮断されている第2の状態との間で、可動シャッターを移動させるように構成され得る。したがって、図1Aから図1Cを例示的に参照すると、ドライバは、第1の測定出口及び第2の測定出口を遮断/遮断解除するための直線的横断交互運動のために構成することができると理解されよう。
したがって、本明細書に記載の測定アセンブリは、蒸発材料の堆積速度を連続的に測定する可能性を提供する。特に、第2の発振水晶を洗浄することができる間に、堆積速度を第1の発振水晶によって測定することができる測定アセンブリを提供することによって、改良された測定アセンブリが提供される。例えば、堆積速度測定の精度に対する堆積材料のマイナス効果は、第1の発振水晶及び第2の発振水晶が交互に洗浄され得るため、低減する又は除外することさえできる。更に、本明細書に記載の測定アセンブリは、重複した堆積速度測定を行う可能性を提供する。例えば、第1の測定出口及び第2の測定出口が開放されている測定アセンブリの状態、即ち、第1の測定出口及び第2の測定出口を通して提供される蒸発材料のアクセスが、第1の発振水晶だけではなく第2の発振水晶にも提供される状態において、両発振水晶は、測定精度を高めるのに有利である堆積速度測定に使用され得る。
図2Aから図2Dを例示的に参照すると、更なる実施形態による蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ100が記載される。本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、可動シャッター140は、少なくとも1つの開孔160を有する回転可能な要素であり得る。少なくとも1つの開孔160は、図2Aに例示的に示されるように、回転可能な要素が第1の状態にあるとき、第1の測定出口から第1の発振水晶110まで提供される蒸発材料に対するアクセスを提供するように構成することができる。例えば、回転可能な要素は、図2Aから図2Dに例示的に示されるように、実質的に円形を有する回転可能なディスクであり得る。代替的には、回転可能な要素は、楕円形、長方形又は任意の他の適した形状を有する回転可能なプレートであってもよい。
例えば、回転可能な要素は、図2Aから図2Dに例示的に示されるように、回転可能な要素の回転軸周囲で回転移動を提供するように構成されているドライバに結合され得る。
本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、少なくとも1つの開孔160は、回転可能な要素が第2の状態にあるときに、第2の測定出口から第2の発振水晶120まで提供された蒸発材料へのアクセスを提供するように構成されている。例えば、第2の測定出口から第2の発振水晶120まで提供される蒸発材料のアクセスは、少なくとも1つの開孔を有する回転可能な要素が、図2Aに例示的に示されるように、第1の状態から第2の状態まで180°回転するときに提供することができる。
図2Aから図2Dを例示的に参照すると、本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、少なくとも1つの開孔160は、互いに直径方向に対向して配置されている第1の開孔161及び第2の開孔162を含み得る。そのような構成は、重複した位置測定を実行できるように、第1の発振水晶及び第2の発振水晶への蒸発材料の同時のアクセスを提供するのに特に有利である。
更に、本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、少なくとも1つの開孔160は、第3の開孔163及び第4の開孔164を含み得、これらは、図2Aから図2Cに例示的に示されるように、第1の開孔161の対向する側に配置することができる。追加的に又は代替的には、第3の開孔163及び第4の開孔164は、第2の開孔(162)の対向する側(明確に図示されず)に配置することができる。特に、第3の開孔163及び第4の開孔164は、第1の開孔161の半径方向の位置及び/又は第2の開孔162の半径方向の位置に実質的に対応する半径方向の位置に配置することができる。少なくとも1つの開孔の半径方向の位置、例えば、第1の開孔161、第2の開孔162、第3の開孔163及び第4の開孔164の半径方向の位置は、矢印R及び点線の円によって図2Aから図2Dに例示的に示されている。
例えば、図2Cに例示的に示されるように、第3の開孔163及び第4の開孔164は、第1の開孔161の位置に対してα=45°の角度αで提供することができる。明確に図示されていないが、追加的に又は代替的には、第3の開孔163及び第4の開孔164は、第2の開孔162の位置に対してα=45°の角度αで提供することができる。したがって、図2Aから図2Dから理解できるように、4つの異なる状態:図2Aに例示的に示されるように、第1の測定出口を通って提供される蒸発材料のアクセスが第1の発振水晶110に提供される一方で、第2の測定出口を通って第2の発振水晶120に提供される蒸発材料のアクセスが遮断される、第1の状態;図2Bに例示的に示されるように、第1の測定出口及び第2の測定出口が遮断される、第2の状態;図2Cに例示的に示されるように、第2の測定出口を通って第2の発振水晶120に提供される蒸発材料のアクセスが提供される一方で、第1の測定出口を通って第1の発振水晶110に提供される蒸発材料のアクセスが遮断される、第3の状態;並びに第2の測定出口を通って第2の発振水晶120に提供される蒸発材料のアクセス、及び第1の測定出口を通って第1の発振水晶110に提供される蒸発材料のアクセスが提供される第4の状態を実現できる可動シャッターを提供することができる。
したがって、本明細書に記載の測定アセンブリの可動シャッターは、第1の測定出口から第1の発振水晶に提供される蒸発材料の遮断/遮断解除だけではなく、第2の測定出口から第2の発振水晶に提供される蒸発材料の遮断/遮断解除のためにも構成される。この結果、第一の測定出口が遮断される一方で、同時に堆積速度測定が第2の発振水晶で実行できるとき、又はその逆のときも、第1の発振水晶は、例えば加熱によって、洗浄することができる。したがって、継続的な堆積速度測定を実行することができる改良された測定アセンブリが提供される。更に、本明細書に記載の実施形態による測定アセンブリは、測定に使用される発振水晶のインシトゥ洗浄の可能性を提供する。
図2Aから図2Dに例示的に示されるように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第1の発振水晶110及び第2の発振水晶120は、ホルダ150に固定することができる。図2Cを例示的に参照すると、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、ホルダ150は、シャッター上に堆積した材料、特にホルダに面しているシャッター側に堆積した材料を、熱を加えることによって蒸発させることができるように構成及び配置されている少なくとも1つの加熱要素170を含み得る。したがって、シャッターは、シャッター上に堆積した材料を洗浄することができる。例えば、図2Cに例示的に示されるように、少なくとも1つの加熱要素170は、第1の加熱要素171及び/又は第2の加熱要素172及び/又は第3の加熱要素173及び/又は第4の加熱要素174及び/又は第5の加熱要素175及び/又は第6の加熱要素176を含み得る。特に、加熱要素は、円形状にホルダ150において、例えば、少なくとも1つの開孔160が可動シャッター140内に設けられる際の半径Rに実質的に対応する半径Rを有する円において、配置され得る。例示的実施態様によれば、加熱要素は、図2Cに例示的に示されるように、例えば隣接する加熱要素の間を45°の角度で、互いに等しく間隔を空けて配置される。代替的には、図2Dに例示的に示されるように、少なくとも1つの加熱要素170は、図2Dに例示的に示されるように、少なくとも1つの開孔160の少なくとも孔に対応する幅を有するリングセグメント要素として構成され得る。例えば、第1のリングセグメント加熱要素177及び第2のリングセグメント加熱要素178が提供され得る。更に、少なくとも1つの加熱要素170が、任意の適した形状又は構成を有し得ると理解されよう。
図3を例示的に参照すると、本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、測定アセンブリは、第1の発振水晶110及び/又は第2の発振水晶120の上に堆積した材料が蒸発できるように、第1の発振水晶110及び/又は第2の発振水晶120に熱を印加するように構成されたヒータ114を含み得る。例えば、ヒータ114は、第1の発振水晶110及び/又は第2の発振水晶120が配置され得るホルダ150内に提供され得る。ホルダ150は、測定孔122を含み、これは、蒸発材料が、蒸発材料の堆積速度を測定するために第1の発振水晶110及び/又は第2の発振水晶120の上に堆積するように構成及び配置することができる。追加的に又は代替的には、図3に例示的に示されるように、更なるヒータ115が可動シャッター140、例えば、図1Aから図1Cを参照して記載された可動シャッター、又は図2Aから図2Dを参照して記載された可動シャッターなどの中に提供され得る。特に、可動シャッター140内に設けられる更なるヒータ115は、可動シャッター上に堆積した材料が蒸発できるように、熱を可動シャッターに印加するために構成される。典型的には、ヒータ114及び/又は更なるヒータ115は、発振水晶及び/又はシャッターの上に堆積した材料の少なくとも蒸発温度に対応する加熱温度を提供するように構成される。したがって、発振水晶は、本明細書に記載されるような加熱によって洗浄され得る。更に、またシャッターは、シャッターを加熱することによって洗浄され得る。
図3を例示的に参照すると、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、可動シャッター140は、熱保護シールド116を含み得る。図3に例示的に示されるように、熱保護シールド116は、測定出口、例えば第1の測定出口151又は第2の測定出口152などに面している可動シャッター140側に配置され得る。特に、熱保護シールド116は、測定出口を通って供給される蒸発材料によって供給される熱エネルギーを反射するように構成され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、熱保護シールド116は、プレート、例えばシート金属であり得る。代替的には、熱保護シールド116は、例えば0.1mm以上の間隙によって、互いに対して間隔が空いている、2以上のプレート、例えばシート金属を含み得る。例えば、シート金属は、0.1mmから3.0mmの厚さを有していてもよい。とりわけ、熱保護シールドは、鉄材料又は非鉄材料、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銅合金、アルミニウム合金、黄銅、鉄、チタン(Ti)、セラミック及び他の適した材料から成る群から選択された少なくとも1つを含む。
本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、可動シャッター140の更なるヒータ115が、発振水晶、例えば、第1の発振水晶110又は第2の発振水晶120に面する可動シャッター140の側に提供され得る。したがって、本明細書に記載のヒータを例えばホルダ又はシャッター内に設けることによって、本明細書に記載の測定アセンブリの発振水晶は、ヒータで熱を印加することによって、発振水晶上の堆積材料を蒸発させることによりインシトゥで洗浄され得る。これは、発振水晶の寿命全体及び達成可能な測定精度に有益であり得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、測定アセンブリ100は、熱交換器132を含み得る。とりわけ、熱交換器は、例えば、発振水晶に隣接又は近接して及び/又はヒータ114に隣接又は近接して、ホルダの中に配置され得る。熱交換器132は、発振水晶と及び/又はホルダ150と及び/又はヒータ114と熱を交換するように構成され得る。例えば、熱交換器は、冷却流体がそれを通って供給されるチューブを含み得る。冷却流体は、水などの液体、又は空気などの気体であり得る。追加的に又は代替的には、熱交換器は、一又は複数のペルチェ素子を含み得る。典型的には、熱交換器は、発振水晶の測定中に用いられ、ヒータにより発振水晶を加熱することによって行われる洗浄手順中には、電源が切られる。したがって、測定アセンブリに熱交換器132を設けることによって、堆積速度測定の質、精度及び安定性への高温のマイナス効果は、低減され又は排除さえされ得る。とりわけ、測定アセンブリに熱交換器を設けることは、堆積速度測定デバイスから堆積材料を蒸発させるために、測定デバイスが加熱によって洗浄された後に測定デバイスを冷却するのに有益であり得る。
図3を例示的に参照すると、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、測定アセンブリ100は、発振水晶及び/又はホルダ150の温度を測定するための温度センサ117を含み得る。測定アセンブリ100に温度センサ117を設けることによって、測定アセンブリの温度についての情報が得られ、発振水晶が不正確に測定されるような臨界温度が検出され得る。したがって、発振水晶の臨界温度が温度センサによって検出される場合、例えば、熱交換器を用いることによる冷却が開始されるなどの適切な反応が開始され得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、とりわけ堆積速度を測定するための測定アセンブリ100は、発振水晶の温度及び/又はホルダの温度を制御するための温度制御システムを含み得る。とりわけ、温度制御システムは、一又は複数の温度センサ117、熱交換器132、ヒータ144及びセンサコントローラ133を含み得る。図7Bに例示的に示されるように、センサコントローラ133は、温度センサ117によって測定されたデータを受信するために温度センサ117に結合され得る。更に、センサコントローラ133は、ホルダ150及び/又は発振水晶の温度を制御するために熱交換器132に結合され得る。更に、センサコントローラ133は、例えば、前述の洗浄中に、ホルダ150及び/又は発振水晶の加熱温度を制御するために、ヒータ144及び/又は更なるヒータ115に結合され得る。
図4A及び図4Bは、本明細書に記載の実施形態による蒸発源200の概略側面図を示す。実施形態によれば、蒸発源200は、材料、例えば有機材料を蒸発させるように構成されている蒸発るつぼ210を含む。更に、蒸発源200は、分配管、例えば、図4Bに典型的に示されるように、蒸発材料を提供するための分配アセンブリの長さに沿って設けられた一又は複数の出口222を有する分配管220を含む。実施形態によれば、分配管220は、例えば蒸気導管を介して、蒸発るつぼ210と流体連通している。蒸気導管は、分配管の下端に設けることができる。更に、本明細書に記載の実施形態による蒸発源200は、例えば図1Aから図3までを参照して説明されるように、本明細書に記載の実施形態による測定アセンブリ100を含む。
図4A及び図4Bに例示的に示されるように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸発源200は、測定アセンブリ100及び蒸発源200に結合されたコントローラ250を含み得る。本明細書に記載されるように、コントローラ250は、堆積速度を調節するために、第1の制御信号251を蒸発源200に、特に蒸発るつぼ210に提供し得る。典型的には、コントローラ250は、測定アセンブリ100によって得られた測定データを受信及び分析するように構成される。更に、コントローラ250は、例えば堆積速度測定アセンブリのシャッターの位置を制御するために、第2の制御信号252を堆積速度測定アセンブリに提供し得る。例えば、シャッターの位置は、蒸発材料を第1の発振水晶に提供するための第1の測定出口をシャッターによって遮断でき、及び/又は蒸発材料を第2の発振水晶に提供するための第2の測定出口をシャッターによって遮断できるように、制御され得る。したがって、測定アセンブリの第1の発振水晶及び第2の発振水晶のうちの1つは、もう1つの発振水晶を堆積速度測定に使用する間に、洗浄することができる。
図4Aに例示的に示されるように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、分配アセンブリは、加熱要素215を含む細長いチューブ、例えば分配管であり得る。蒸発るつぼ210は、材料、例えば、有機材料を、るつぼ加熱ユニット225で蒸発させるためのリザーバとすることができる。例えば、るつぼ加熱ユニット225は、蒸発るつぼ210の筐体内に設けられ得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、分配アセンブリ、特に分配管220は、線源を提供し得る。例えば、図4Bに例示的に示されるように、ノズルなどの複数の出口222は、少なくとも1つの線に沿って配置することができる。代替的実施形態(図示されず)によれば、少なくとも1つの線に沿って延びるスリットなどの1つの細長い孔が設けられ得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、線源は、本質的に垂直に延び得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、分配管の長さは、堆積装置において材料が堆積する基板の高さに対応し得る。代替的には、分配管の長さは、材料が堆積する基板の高さよりも長く、例えば少なくとも10%又は20%さえ長いことがある。これにより、基板の上端及び/又は基板の下端における均一な堆積を提供することができる。例えば、分配管の長さは、1.3m以上、例えば2.5m以上であってよい。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸発るつぼ210は、図4Aに例示的に示されるように、分配管の下端に設けられ得る。例えば有機材料などの材料は、蒸発るつぼ210で蒸発させることができる。蒸発材料は、分配管の底部で分配管に侵入し、分配管220の複数の出口222を通して本質的に横向きに、例えば、本質的に垂直な基板に向かって、案内され得る。図2Bを例示的に参照すると、本明細書に記載の実施形態による測定アセンブリ100は、分配管220の上部分、例えば分配管220の上端に設けられ得る。
図4Bに例示的に示されるように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第1の測定出口151及び第2の測定出口152は、分配アセンブリの壁、例えば分配管の裏側224Aの壁、特に裏側224Aにおける壁の上部分に設けられ得る。明確に示されていないが、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第1の測定出口151及び第2の測定出口152は、分配アセンブリの上壁224C、特に分配アセンブリの上部水平上壁に設けられ得る。図4Bの矢印によって例示されるように、蒸発材料は、分配管220の内側から測定出口151及び/又は測定出口152を通って測定アセンブリ100まで提供され得る。したがって、第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152は、蒸発材料を第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶に提供できるように配置され、方向付けられる。例えば、測定アセンブリ100は、分配アセンブリの裏側224A、特に分配管220などの分配アセンブリの上端部分の裏側224Aに配置することができる。典型的には、分配アセンブリの端部の裏側は、堆積方向と反対方向に面している。幾つかの実施形態によれば、測定アセンブリ100は、分配アセンブリ、特に分配管220の上端部分の裏側224Aに装着することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152は、0.5mmから4mmまでの孔を有し得る。更に、第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152は、ノズルを含み得る。例えば、ノズルは、測定アセンブリ100に提供される蒸発材料の流れを調節するための調節可能な孔を含み得る。とりわけ、ノズルは、蒸発源によって提供される全流量の1/70の下限、特に蒸発源によって提供される全流量の1/60の下限、更に具体的には蒸発源によって提供される全流量の1/50の下限から、蒸発源によって提供される全流量の1/40の上限、特に蒸発源によって提供される全流量の1/30の上限、更に具体的には蒸発源によって提供される全流量の1/25の上限までの範囲から選択される測定流量を提供するように構成され得る。例えば、ノズルは、蒸発源によって提供される全流量の1/54の測定流量を提供するように構成され得る。
図5は、本明細書に記載の実施形態による蒸発源200の斜視図を示す。図5に典型的に示されるように、分配管220は、三角形状に設計され得る。上記のように、三角形状の分配管220は、2以上の分配管が互いに隣合わせに配置される場合に有利であり得る。特に、三角形状の分配管220により、隣接する分配管の出口は、互いにできるだけ接近させることが可能になる。これにより、例えば、2つ、3つ又は更に多い異なる材料の同時蒸発の場合など、異なる分配管からの異なる材料の混合が改良可能となる。更に、図5に示される実施形態は、典型的には、蒸発材料を測定アセンブリ100の第1の発振水晶に提供するための第1の測定出口151、及び蒸発材料を測定アセンブリ100の第2の発振水晶に提供するための第2の測定出口152が、例えば、図4A及び図4Bを参照して例示的に記載される分配管の上端に提供されることを示している。
図5を例示的に参照すると、分配管220は、壁、例えば側壁224B及び分配管の裏側224Aの壁を含み得る。図5に例示的に示されるように、第1の測定出口151及び第2の測定出口152は、分配管220の裏側224Aの壁に設けられ得る。更に、側壁224B及び裏側224Aの壁は、加熱要素215によって加熱することができる。例えば、加熱要素215は、図5に例示的に示されるように、分配管220の壁に装着され得る又は取り付けられ得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、蒸発源200は、シールド204を含み得る。シールド204は、堆積エリアの方への熱放射を低減し得る。更に、シールド204は、冷却要素216によって冷却され得る。例えば、冷却要素216は、シールド204に装着され、流体を冷却するための導管を含み得る。
図6は、本明細書に記載の実施形態による真空チャンバ310の中の基板333に材料を塗布するための堆積装置300の概略上面図を示す。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、堆積装置300は、本明細書に記載の蒸発源200を含む。特に、蒸発源200は、堆積装置300の真空チャンバ310に、例えば、線形ガイド320又はループ状軌道などの軌道上に提供され得る。線形ガイド320の軌道が、蒸発源200の並進運動のために構成されてもよい。したがって、並進運動のためのドライバは、真空チャンバ310内の軌道及び/又は線形ガイド320において、蒸発源200に提供することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、隣接する真空チャンバ(図6には示されず)への真空密閉を可能にする、第1のバルブ305、例えばゲートバルブが設けられてもよい。第1のバルブは、基板333又はマスク332の真空チャンバ310内への又は真空チャンバ310から外への搬送のために開放することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、保守真空チャンバ311などの更なる真空チャンバが、図6に典型的に示されるように、真空チャンバ310に隣接して設けられてもよい。したがって、真空チャンバ310及び保守真空チャンバ311は、第2のバルブ307に結合され得る。第2のバルブ307は、真空チャンバ310と保守真空チャンバ311との間の真空密閉を開閉するように構成され得る。蒸発源200は、第2のバルブ307が開放状態にある間、保守真空チャンバ311に移送することができる。その後、第2のバルブ307は、真空チャンバ310と保守真空チャンバ311との間に真空密閉を設けるよう閉じることができる。第2のバルブ307が閉じられる場合、保守真空チャンバ311は、真空チャンバ310の中の真空を破壊せずに、蒸発源200保守のために換気及び開放することができる。
図6に典型的に示されるように、2つの基板は、真空チャンバ310内のそれぞれの搬送軌道上で支持され得る。更に、その上にマスクを提供するための2つの軌道を設けることができる。したがって、コーティング中に、基板333は、それぞれのマスクによってマスキングすることができる。例えば、マスクは、マスク332を所定の位置に保持するために、マスクフレーム331に設けられ得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、基板333は、位置合わせユニット312に結合させることができる基板支持体326によって支持され得る。位置合わせユニット312は、マスク332に対する基板333の位置を調節し得る。図6に典型的に示されるように、基板支持体326は、位置合わせユニット312に結合され得る。したがって、基板は、材料の堆積中に、基板とマスクとの間で正確な位置合わせを行うために、マスク332に対して移動するのだが、これは高品質なディスプレイ製造に有益であり得る。代替的に又は追加的に、マスク332及び/又はマスク332を保持するマスクフレーム331は、位置合わせユニット312に結合することができる。したがって、マスク332を基板333に対して位置付けることができるか、マスク332及び基板333の双方を互いに対して位置付けることができるかのどちらかである。
図6に示されるように、線形ガイド320は、蒸発源200の並進運動の方向を提供し得る。蒸発源200の両側に、マスク332が提供されてもよい。マスクは、並進運動の方向に実質的に平行に延び得る。更に、蒸発源200の対向面の基板はまた、並進運動の方向に本質的に平行に延びることができる。図6に典型的に示されるように、堆積装置300の真空チャンバ310に設けられた蒸発源200は、線形ガイド320に沿った並進運動のために構成され得る支持体202を含み得る。例えば、支持体202は、2つの蒸発るつぼ、及びそれぞれの蒸発るつぼの上に設けられた2つの分配管220を支持し得る。幾つかの実施形態によれば、支持体202は、3つの蒸発るつぼ、及びそれぞれの蒸発るつぼの上に設けられた3つの分配管220を支持し得る。これにより、蒸発るつぼで生成された蒸気は、上に向かって、分配管の一又は複数の排出口から移動することができる。蒸発源の蒸発管は、実質的に三角形の断面を有し得る。三角形状の分配管により、基板上に蒸発材料を堆積させるための、隣接する分配管の出口、例えばノズルを、互いにできるだけ接近させることが可能になる。これにより、例えば、2つ、3つ又は更に多い異なる材料の同時蒸発の場合など、異なる分配管からの異なる材料の混合が改良可能となる。
したがって、本明細書に記載の堆積装置は、改善された品質のディスプレイ製造、特にOLED製造を提供する。
図7A及び図7Bに示されたブロック図を例示的に参照すると、蒸発材料の堆積速度を測定するための方法の実施形態が説明される。本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸発材料の堆積速度を測定するための方法400は、材料、例えば有機材料を蒸発させること410と;蒸発材料の第1の部分を基板に塗布すること420と;蒸発材料の第2の部分を第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶に転向させること430と;本明細書に記載の任意の実施形態による測定アセンブリ100を使用することによって堆積速度を測定すること440とを含む。
したがって、本明細書に記載の実施形態による蒸発材料の堆積速度を測定するための方法を用いることによって、堆積速度は、非常に高い精度で測定され得る。特に、本明細書に記載される蒸発材料の堆積速度を測定するための方法を用いることによって、測定精度を下げる可能性のある発振水晶への熱的効果が低減され得る。特に、堆積速度測定の質、精度及び安定性への高温のマイナス効果は、低減され又は排除さえされ得る。更に、本明細書に記載の実施形態による蒸発材料の堆積速度を測定するための方法は、堆積速度を重複して測定することを提供し、測定結果の質及び精度を更に高め得る。更に、本明細書に記載の蒸発材料の堆積速度を測定するための方法は、第1の発振水晶及び第2の発振水晶のうちの1つを、もう1つの発振水晶が堆積速度測定に使用されている間に洗浄できる可能性を提供する。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、材料を蒸発させること410は、本明細書に記載されるような蒸発るつぼ210を使用することを含む。更に、蒸発材料の第1の部分を基板に塗布すること420は、本明細書に記載の実施形態による蒸発源200を使用することを含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸発材料の第2の部分を第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶に転向させること430は、本明細書に記載の第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152を使用することを含み得る。とりわけ、蒸発材料の第2の部分を第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152に転向させること430は、蒸発源によって提供される全流量の1/70の下限、特に蒸発源によって提供される全流量の1/60の下限、更に具体的には蒸発源によって提供される全流量の1/50の下限から、蒸発源によって提供される全流量の1/40の上限、特に蒸発源によって提供される全流量の1/30の上限、更に具体的には蒸発源によって提供される全流量の1/25の上限までの範囲から選択される測定流量を提供することを含み得る。例えば、蒸発材料の第2の部分を第1の測定出口151及び/又は第2の測定出口152に転向させること430は、蒸発源によって提供される全流量の1/54の測定流量を提供することを含み得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、堆積速度を測定すること440は、本明細書に記載の温度制御システムによって、測定アセンブリ100、特に、第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶と熱を交換することを含み得る。したがって、本明細書に記載の測定アセンブリ、特に第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶と熱を交換することによって、堆積速度測定の質、精度及び安定性への高温のマイナス効果は、低減され又は排除さえされ得る。とりわけ、本明細書に記載の測定アセンブリと熱を交換することによって、第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶の熱変動は、低減され又は排除さえされ得、このことは、堆積速度測定精度に有利であり得る。したがって、本明細書に記載の堆積速度を測定するための方法を用いることは、高品質なディスプレイ製造、特にOLED製造に有利であり得る。
図7Bを例示的に参照すると、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸発材料の堆積速度を測定するための方法400は、蒸発材料の第1の発振水晶へのアクセスが、本明細書に記載の実施形態による可動シャッターによって遮断されるとき、第1の発振水晶に熱を印加することによって第1の発振水晶を洗浄すること450を更に含み得る。したがって、蒸発材料の堆積速度を測定するための方法400は、蒸発材料の第2の発振水晶へのアクセスが、本明細書に記載の実施形態による可動シャッターによって遮断されるとき、第2の発振水晶に熱を印加することによって第2の発振水晶を洗浄すること450を含み得る。
上記に鑑み、本明細書に記載されるような蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリの実施形態、蒸発源の実施形態、堆積装置の実施形態及び堆積速度を測定するための方法の実施形態は、堆積速度を重複して測定する可能性だけではなく、第1の発振水晶及び第2の発振水晶のうちの1つを、もう1つの発振水晶が堆積速度測定に使用されている間に洗浄する可能性も提供する。したがって、高品質ディスプレイの製造、例えば、高品質OLEDの製造などのための改良された堆積速度測定を提供することができる。
Claims (15)
- 蒸発材料の堆積速度を測定するための測定アセンブリ(100)であって、
前記堆積速度を測定するための第1の発振水晶(110)と、
前記堆積速度を測定するための第2の発振水晶(120)と、
可動シャッター(140)であって、前記蒸発材料を前記第1の発振水晶(110)に提供するように方向付けられた第1の測定出口(151)から提供された前記蒸発材料を遮断するように構成されており、
前記蒸発材料を前記第2の発振水晶(120)に提供するように方向付けられた第2の測定出口(152)から提供された前記蒸発材料を遮断するように構成されている可動シャッター(140)と
を備える、測定アセンブリ(100)。 - 前記可動シャッターが、少なくとも1つの開孔(160)を有する回転可能な要素、特に回転可能なディスクであり、前記少なくとも1つの開孔(160)は、前記回転可能な要素が第1の状態にあるときに、前記第1の測定出口(151)から前記第1の発振水晶(110)まで提供された前記蒸発材料へのアクセスを提供するように構成されている、請求項1に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記少なくとも1つの開孔(160)は、前記回転可能な要素が第2の状態にあるときに、前記第2の測定出口(152)から前記第2の発振水晶(120)まで提供された前記蒸発材料へのアクセスを提供するように構成されている、請求項2に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記少なくとも1つの開孔(160)が、互いに直径方向に対向して配置されている第1の開孔(161)及び第2の開孔(162)を含む、請求項2又は3に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記少なくとも1つの開孔(160)が、前記第1の開孔(161)及び/又は前記第2の開孔(162)の対向する側に配置されている、第3の開孔(163)及び第4の開孔(164)を含み、前記第3の開孔(163)及び前記第4の開孔(164)が、前記第1の開孔(161)の半径方向の位置及び/又は前記第2の開孔(162)の半径方向の位置に実質的に対応する半径方向の位置に配置されている、請求項4に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記第1の発振水晶(110)及び/又は前記第2の発振水晶(120)の上に堆積した材料が蒸発できるように、前記第1の発振水晶(110)及び/又は前記第2の発振水晶(120)に熱を印加するように構成されたヒータ(114)を更に備える、請求項1から5の何れか一項に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記可動シャッター上に堆積した材料が蒸発できるように、前記可動シャッター(140)に熱を印加するように構成された前記可動シャッター(140)の中に設けられた更なるヒータ(115)を更に備える、請求項1から6の何れか一項に記載の測定アセンブリ(100)。
- 前記ヒータが、前記第1の発振水晶(110)の第1のホルダ及び前記第2の発振水晶(120)の第2のホルダの中に設けられる、請求項6に記載の測定アセンブリ(100)。
- 材料蒸発のための蒸発源(200)であって、
材料を蒸発させるように構成されている蒸発るつぼ(210)と、
蒸発材料を堆積方向に提供するための一又は複数の出口(222)を有する分配アセンブリであって、前記蒸発るつぼと流体連通している分配アセンブリと、
請求項1から8の何れか一項に記載の測定アセンブリと
を備える蒸発源(200)。 - 前記蒸発材料を前記測定アセンブリ(100)の前記第1の発振水晶(110)に提供するための第1の測定出口(151)と、前記蒸発材料を前記測定アセンブリ(100)の前記第2の発振水晶(120)に提供するための第2の測定出口(152)とを更に備える、請求項9に記載の蒸発源(200)。
- 前記第1の測定出口(151)及び/又は前記第2の測定出口(152)が、前記蒸発源によって提供された全流量の1/70から前記蒸発源によって提供された前記全流量の1/25までの測定流を提供するように構成されている、請求項10に記載の蒸発源(200)。
- 前記第1の測定出口(151)及び前記第2の測定出口(152)が、前記分配アセンブリの端部の裏側に提供され、前記測定アセンブリ(100)が、前記分配アセンブリの前記端部の前記裏側に配置され、前記分配アセンブリの前記端部の前記裏側が、前記堆積方向と反対方向に面する、請求項11に記載の蒸発源(200)。
- 請求項9から12の何れか一項に記載の少なくとも1つの蒸発源(200)を備える、堆積速度で真空チャンバ(310)の中の基板に材料を塗布するための堆積装置(300)。
- 蒸発材料の堆積速度を測定するための方法(400)であって、
材料を蒸発させること(410)と、
蒸発した前記材料の第1の部分を基板に塗布すること(420)と、
前記蒸発材料の第2の部分を第1の発振水晶及び/又は第2の発振水晶に転向させること(430)と、
請求項1から9の何れか一項に記載の測定アセンブリを使用することによって、前記堆積速度を測定すること(440)と
を含む方法(400)。 - 前記蒸発材料の前記第1の発振水晶及び/又は前記第2の発振水晶へのアクセスが、前記可動シャッターによって遮断されるときに、前記第1の発振水晶及び/又は前記第2の発振水晶に熱を印加することによって、前記第1の発振水晶及び/又は前記第2の発振水晶を洗浄すること(450)を更に含む、請求項14に記載の方法(400)。
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