KR101626646B1 - 유기 증기 제트 인쇄 - Google Patents

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KR101626646B1
KR101626646B1 KR1020137003148A KR20137003148A KR101626646B1 KR 101626646 B1 KR101626646 B1 KR 101626646B1 KR 1020137003148 A KR1020137003148 A KR 1020137003148A KR 20137003148 A KR20137003148 A KR 20137003148A KR 101626646 B1 KR101626646 B1 KR 101626646B1
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폴 이 부로우스
시드하르스 하리크리쉬나 모한
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유니버셜 디스플레이 코포레이션
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition

Abstract

본 발명은 유기 물질을 증착하는 방법을 제공한다. 본 발명은 기판이 내부에 배치된 챔버를 제공한다. 기판으로 향하는 노즐(422, 462)로부터 제1 가스; 및 제1 가스가 운반하는 유기 물질의 증기를 분사함으로써 유기 물질을 기판 위에 증착시킨다. 유기 물질의 증착 동안, 챔버 내에 제2 가스를 제공한다. 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 5% 이상이다. 제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는다. 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍(424, 464)을 통해 챔버 내에 제2 가스를 제공한다.

Description

유기 증기 제트 인쇄{ORGANIC VAPOR JET PRINTING}
청구된 발명은 합동 대학 법인 연구 계약(joint university corporation research agreement)에 대한 미시간 주립 대학교(Regents of the University of Michigan), 프린스턴 대학교(Princeton University), 서던 캘리포니아 대학교(The University of Southern California), 및 유니버셜 디스플레이 코포레이션(Universal Display Corporation)의 당사자 중 하나 이상과 관련하여, 이에 의해, 및/또는 이를 대신하여 이루어졌다. 이 계약은 청구된 발명이 이루어진 날에 그리고 그 전에 발효되고, 청구된 발명은 이 계약의 범위 내에 수행된 활동의 결과로서 이루어진다.
기술분야
본 발명은 유기 증기 제트 인쇄(OVJP)에 관한 것이다.
유기 물질을 이용하는 광전자 디바이스는 다양한 이유로 점점 유용하게 되고 있다. 이러한 디바이스를 제조하는 데 사용된 많은 물질은 비교적 저렴하므로, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비해 원가 우위 가능성이 있다. 또한, 유기 물질의 고유 특성, 예컨대 이들의 가요성은 가요성 기판 위의 제조와 같은 특정 용도에 유기 물질이 잘 맞도록 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 일례는 유기 발광 디바이스(OLED), 유기 광 트랜지스터, 유기 광기전력 전지 및 유기 광 검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 종래의 물질에 비해 성능 우위성을 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 방출 층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트에 의해 쉽게 조정될 수 있다.
OLED는 전압이 디바이스에 인가될 때 광을 방출하는 유기 박막을 이용한다. OLED는 평판 디스플레이, 조명 및 역광 조명(backlighting)과 같은 용도에 사용하기 위해 관심이 점증하는 기술이 되고 있다. 일부 OLED 물질 및 구성이 본원에 그 전문이 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있다.
OLED 및 다른 유기 디바이스를 증착하기 위한 하나의 방식은 유기 증기 제트 인쇄(OVJP; ORGANIC VAPOR JET Printing)이다. OVJP의 일반적인 원칙은 미국 특허 제7,404,862호(2008년 7월 29일 등록), 미국 특허 제7,744,957호(2010년 6월 29일 등록), 미국 특허 제7,431,968호(2008년 10월 7일 등록), 미국 특허 제7,722,927호(2010년 5월 25일 등록), 및 미국 특허 출원 제12/034,683호(2008년 2월 21일 출원)(이들 모두 참조문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다.
본원에서 사용되는 "유기"라는 용어는 유기 광전자 디바이스를 제조하는 데 사용될 수 있는 소분자 유기 물질뿐 아니라 중합체 물질을 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 의미하고, "소분자"는 실제로 아주 클 수 있다. 소분자는 일부 환경에서 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬 기를 이용하면 "소분자" 부류에서 분자를 제거하지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 골격 상의 펜던트 기로서 또는 골격 일부로서 중합체에 도입될 수 있다. 소분자는 또한 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있으며, 덴드리머는 코어 모이어티 위에 지어진 일련의 화학 쉘로 이루어진다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 에미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머가 소분자인 것으로 알려져 있다.
본원에서 사용되는 "상부"는 기판에서 가장 멀리 떨어져 있는 것을 의미하며, "하부"는 기판에 가장 근접하여 있는 것을 의미한다. 제1 층이 제2 층 "위에 배치된" 것으로 기술되는 경우, 제1 층은 기판으로부터 더 멀리 배치되어 있다. 제1 층이 제2 층"과 접촉된" 것으로 기술되지 않는 한, 제1 층과 제2 층 사이에 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드는 다양한 유기 층이 사이에 존재하더라도, 애노드 "위에 배치된" 것으로 기술될 수 있다.
OLED에 대한 더 상세한 세부내용 및 상기에 설명한 정의는 본원에 그 전문이 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있다.
본 발명은 유기 물질을 증착하는 방법을 제공한다. 본 발명은 기판이 내부에 배치된 챔버를 제공한다. 기판으로 향하는 노즐로부터 제1 가스; 및 제1 가스가 운반하는 유기 물질의 증기를 분사함으로써 유기 물질을 기판 위에 증착시킨다. 유기 물질의 증착 동안, 챔버 내에 제2 가스를 제공한다. 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 5% 이상이다. 제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는다. 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버 내에 제2 가스를 제공한다.
바람직하게는, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 30% 이상이다. 더 바람직하게는, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 60% 이상이다.
바람직하게는, 유기 물질의 증착 동안, 진공 챔버 내의 전체 압력은 1 mTorr 내지 1 Torr이다.
제1 가스는 바람직하게는 N2이다. 제2 가스는 바람직하게는 Ar, Kr, 프레온, Xe, C02 및 WF6으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
제2 가스는 단일 물질일 수 있다. 제2 가스는 각각 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는 상이한 가스의 혼합물일 수 있다.
제2 가스는 바람직하게는 제1 가스의 분자량보다 100% 이상 큰 분자량을 갖는다. 제2 가스는 각각 제1 가스의 분자량보다 100% 이상 큰 분자량을 갖는 물질의 혼합물일 수 있다.
챔버는 진공 챔버일 수 있다.
본 발명은 유기 물질을 증착하는 방법을 제공한다. 본 발명은 기판이 내부에 배치된 챔버를 제공한다. 기판으로 향하는 노즐로부터 제1 가스; 및 제1 가스가 운반하는 유기 물질의 증기를 분사함으로써 유기 물질을 기판 위에 증착시킨다. 유기 물질의 증착 동안, 챔버 내에 제2 가스를 제공한다. 제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는다. 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버 내에 제2 가스를 제공한다. 노즐은 최소 치수를 갖는 구멍을 갖는다. 유기 물질을 구멍의 형상에 의해 획정된 형상을 갖는 패턴형성된 피쳐(feature)로서 기판 위에 증착시킨다. 유기 물질의 증착 동안 챔버 내의 제2 가스의 분압은, 제2 가스 없이 수행된 것 외에 동일한 증착과 비교하여, 패턴형성된 피쳐의 엣지로부터 한 최소 치수의 거리에서 증착되는 유기 물질의 양을 2 배로 감소시키기에 충분하다.
도 1은 유기 발광 디바이스를 보여준다.
도 2는 분리된 전자 수송 층을 갖지 않는 인버티드 유기 발광 디바이스를 보여준다.
도 3은 가스 흐름에 직각 방향으로 취한 4개의 상이한 노즐 기하구조의 단면도이다.
도 4는 1개의 챔버가 가벼운 주위 가스를 갖고 다른 챔버가 무거운 주위 가스를 갖는, 물질이 증착되는 2개의 챔버를 보여준다.
도 5는 얼마나 많은 과분무가 증착 동안 발생하지는지의 측정을 제공하는 증착 엣지로부터의 거리에 대한 방출 비율의 도면을 보여준다.
일반적으로, OLED는 사이에 배치되고 애노드와 캐소드에 전기적으로 접속되는 하나 이상의 유기 층을 포함한다. 전류가 인가될 때, 애노드는 유기 층에 정공을 주입하고 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공과 전자는 각각 반대로 하전된 전극으로 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자에 국재화될 때, 여기 에너지 상태를 갖는 국재화 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 형성된다. 엑시톤이 광전자 방출 메커니즘을 통해 이완될 때 광이 방출된다. 몇몇 경우에, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스(exciplex)에 국재화될 수 있다. 무방사 메커니즘, 예컨대 열 이완이 또한 일어날 수 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 생각된다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 보여준다. 이 도면은 반드시 크기 변경하여 작도될 필요는 없다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입 층(120), 정공 수송 층(125), 전자 차단 층(130), 발광 층(135), 정공 차단 층(140), 전자 수송 층(145), 전자 주입 층(150), 보호성 층(155), 및 캐소드(160)를 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도 층(162) 및 제2 전도 층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 기재된 층을 순서대로 증착함으로써 제작할 수 있다. 이러한 다양한 층의 특성 및 기능, 및 실시예 물질이 US 제7,279,704호 칼럼 6-10(이는 참조문헌으로 포함됨)에 더 자세히 기재되어 있다.
이러한 층의 각각에 대한 더 많은 예가 이용 가능하다. 예를 들면, 가요성 및 투명 기판-애노드 조합이 미국 특허 제5,844,363호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시되어 있다. p 도핑 정공 수송 층의 예는 미국 특허 출원 공보 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같이 50:1의 몰 비로 F4-TCNQ로 도핑된 m-MT데이터이다. 방출 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson et al)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시되어 있다. n 도핑 전자 수송 층의 예는 미국 특허 출원 공보 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같이 1:1의 몰 비로 Li로 도핑된 BPhen이다. 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)는 밑에 있는 투명, 전기 전도성, 스퍼터 증착 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예를 개시한다. 차단 층의 이론 및 사용은 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공보 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 더 자세히 기재되어 있다. 주입 층의 예는 미국 특허 출원 공보 제2004/0174116호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 제공된다. 보호성 층의 설명은 미국 특허 출원 공보 제2004/0174116호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에서 확인할 수 있다.
도 2는 인버티드 OLED(200)를 보여준다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광 층(220), 정공 수송 층(225), 및 애노드(230)을 포함한다. 기재된 층을 차례로 증착시킴으로써 디바이스(200)를 제조할 수 있다. 가장 일반적인 OLED 구성이 애노드 위에 배치된 캐소드를 갖고, 디바이스(200)가 애노드(230) 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖기 때문에, 디바이스(200)는 "인버티드" OLED라 칭할 수 있다. 디바이스(100)와 관련하여 기재된 것과 유사한 물질을 디바이스(200)의 상응하는 층에 사용할 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지에 대한 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 예시된 단순한 층상 구조는 비제한적인 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 실시양태는 폭 넓은 다양한 다른 구조와 관련하여 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 기술된 특정 물질 및 구조는 사실상 예시적인 것이며, 다른 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 기능성 OLED를 기술된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합함으로써 달성할 수 있거나, 디자인, 성능 및 비용 인자에 기초하여 층을 완전히 생략할 수 있다. 구체적으로 기술되지 않은 다른 층을 또한 포함할 수 있다. 구체적으로 기술된 것 이외의 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 예들 중 다수가 단일 물질을 포함하는 것으로서 다양한 층을 기술하고 있지만, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 더 일반적으로는 임의의 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층은 다양한 하위 층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 부여된 명칭은 엄격히 한정적인 것임을 의도한 것이 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송 층(225)은 발광 층(220)으로 정공을 수송하여 정공을 주입하고, 정공 수송 층 또는 정공 주입 층이라 기술할 수 있다. 하나의 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기 층"을 갖는 것으로 기술할 수 있다. 이 유기 층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 바와 같은 상이한 유기 물질의 복수 층을 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로 기술되지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 번호 제5,247,190호(Friend et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같은 중합체 물질(PLED)로 이루어진 OLED를 또한 사용할 수 있다. 추가의 예에 의하면, 단일 유기 층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED를, 예를 들면 미국 특허 번호 제5,707,745호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같이 적층할 수 있다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 예시된 단순 층상 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 아웃커플링(out-coupling)을 개선하기 위한 각이 있는 반사 표면, 예컨대 미국 특허 번호 제6,091,195호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같은 메사(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 번호 제5,834,893호(Bulovic et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같은 피트(pit) 구조를 포함할 수 있다.
달리 기재되지 않은 한, 다양한 실시양태의 층 중 임의의 층을 임의의 적절한 방법에 의해 증착할 수 있다. 유기 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증착(열 증발), 잉크 젯, 예컨대 미국 특허 번호 제6,013,982호 및 제6,087,196호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것, OVPD(ogranic vapor phase deposition), 예컨대 미국 특허 번호 제6,337,102호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것 및 OVJP(organic vapor jet printing)에 의한 증착, 예컨대 미국 특허 제7,431,968호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것을 포함한다. 다른 적절한 증착 방법은 스핀 코팅 및 다른 용액 기반 공정을 포함한다. 이 용액 기반 공정을 질소 또는 불활성 대기 중에서 수행하는 것이 바람직하다. 다른 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증착을 포함한다. 바람직한 패턴형성 방법은 마스크를 통한 증착, 냉간 용접, 예컨대 미국 특허 번호 제6,294,398호 및 제6,468,819호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것 및 잉크 젯 및 OVJD와 같은 증착 방법 중 일부와 관련된 패턴형성을 포함한다. 다른 방법을 또한 이용할 수 있다. 증착하고자 하는 물질을 그 물질이 특정 증착 방법과 상용성을 갖도록 개질할 수 있다. 예를 들면, 용액 가공(soultion processing)을 견딜 수 있는 성능을 향상시키기 위해 분지형 또는 비분지형이고, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 함유하는 알킬 및 아릴 기와 같은 치환기를 소분자 내에서 사용할 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있고, 3∼20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 것보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있는데, 왜냐하면 비대칭 물질이 보다 낮은 재결정화 경향을 가질 수 있기 때문이다. 용액 가공을 견딜 수 있는 소분자의 성능을 향상시키기 위해 덴드리머 치환기를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 디바이스는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 빌보드, 내부 또는 외부 조명 및/또는 신호전달(signalling)을 위한 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 운동장 스크린, 또는 간판을 비롯한 폭 넓은 다양한 소비자 제품에 도입될 수 있다. 수동 매트릭스 및 능동 매트릭스를 비롯한 다양한 제어 메커니즘을 본 발명에 따라 제조된 디바이스를 제어하기 위해 이용할 수 있다. 많은 디바이스가 18℃ 내지 30℃와 같은 인간에게 편안할 수 있는 온도 범위에서, 더 바람직하게는 실온(20-25℃)에서 사용하도록 의도된다.
본원에 기술된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 용도를 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 태양 전지 및 유기 광 검출기와 같은 다른 광전자 디바이스가 상기 물질 및 구조를 이용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 트랜지스터와 같은 유기 디바이스가 상기 물질 및 구조를 이용할 수 있다.
유기 증기 제트 인쇄(OVJP)는 많은 상황에서 유기 물질을 증착하기 위한 바람직한 방법이다. OVJP는 증착이 바람직하지 않은 기판의 일부의 차단 또는 은폐에 기초하는, 마스크, 포토레지스트, 또는 유사한 패턴형성 기술을 사용하지 않는, 제트가 형성되는 노즐에 의해 획정되는 형상 또는 패턴의 유기 분자의 증착을 허용할 수 있다.
일반적으로, OVJP 시스템의 노즐 또는 노즐들은 유기 분자의 공급원 및 캐리어 가스의 공급원과 유체 연통한다.
본원에 사용되는 "노즐"은 메커니즘을 벗어난 후 물질의 흐름을 지시하거나, 안내하거나, 달리 제어하는 메커니즘이다.
전부는 아니지만 몇몇 OVJP 시스템은 챔버에서의 증착을 포함한다. 많은 OVJP 시스템은 또한 노즐 밑의 기판을 지지하고, 노즐에 대해 이동하도록 조정된 기판 홀더를 포함한다. 노즐, 기판 홀더, 또는 둘 다를 이동할 수 있다. 챔버를 사용하는 경우, 노즐 및 기판 홀더는 챔버 내에 있을 수 있다. 챔버의 사용은 배경 압력, 가스 조성물, 및 온도와 같은 주위 조건의 더 우수한 제어를 허용한다. 본원에 사용되는 노즐 "밑의"는 노즐이 가리키는, 즉 노즐이 기판에서 가리키는 방향으로 배치됨을 의미한다. 노즐을 기판에서 임의의 수의 방향으로 배향시킬 수 있다.
노즐의 크기에 의해 결정되는 측면 치수를 갖는 박막을 만드는, 노즐에 매우 인접한 기판 위에 증착되는 노즐로부터 유기 증기를 이송하기 위해 단일 캐리어 가스(보통 질소)를 이용함으로써 OVJP가 실행상 입증된다. 증착된 박막의 폭이 노즐의 크기와 동일하다고 종종 단순히 언급하지만, 기판 위의 물리적 마스크 부재 하에, 노즐로부터 분사된 100% 미만의 유기 분자가 노즐 그 자체의 밑에 증착된다는 것이 더 복잡한 분석에서 인식된다. 노즐 면적의 외부에 증착하는 물질을 "과분무"라 칭한다. 오염에 대한 유기 디바이스의 감도(특히 더 낮은 엑시톤 에너지의 발광 분자의 존재에 대한 유기 발광 디바이스의 감도)를 고려하면, 소량(0.1% 미만)의 과분무가 문제가 될 것이다. 따라서, 과분무를 최소화하는 것이 바람직하다.
노즐 주의의 유기 유리 가스의 동축 스트림(공지된 "감시 흐름")의 첨가가 과분무를 감소시킬 수 있는 것으로 이미 공지되어 있고, 미국 제7,744,957호를 참조한다. 그러나, 동축 배치는 OVJP 노즐에 복잡성을 추가한다. 단순히 캐리어 가스보다 상당히 큰 원자 질량을 갖는 "블랭킷" 가스에 의해 증착 챔버로 도입함으로써 성취되는 과분무를 감소시키는 더 단순한 방법이 본원에 개시되어 있다.
도 3은 가스 흐름에 직각인 방향의 구멍에서 취한 4개의 상이한 노즐 기하구조의 단면을 보여준다. 각각의 구멍에서의 화살표는 구멍의 "최소 치수"를 나타낸다. 수학적인 면에서, 최소 치수에서, 화살표 길이는, 화살표에 직각인 방향의 전체 화살표의 병진과 관련하여, (원형, 타원형 및 삼각형의 경우) 국소적인 최대에 있거나 (직사각형의 경우) 일정하고, "가장 작은" 치수는 가장 작은 국소 최대에 있거나 일정하다(발생하는 경우). 도 3은 각각 원형, 타원형, 직사각형 및 삼각형 단면을 갖는 구멍(310, 320, 330 및 340)의 단면을 보여준다. 직사각형 구멍은 증착 라인에 대한 가장 바람직한 형상이고, 또한 실리콘에서 에칭된 노즐에서 얻기 비교적 쉬운 형상이다. 그러나, 다른 형상을 사용할 수 있다.
본 발명은 유기 물질을 증착하는 방법을 제공한다. 본 발명은 기판이 내부에 배치된 챔버를 제공한다. 기판으로 향하는 노즐로부터 제1 가스; 및 제1 가스가 운반하는 유기 물질의 증기를 분사함으로써 유기 물질을 기판 위에 증착시킨다. 유기 물질의 증착 동안, 챔버 내에 제2 가스를 제공한다. 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 5% 이상이다. 제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는다. 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버 내에 제2 가스를 제공한다.
바람직하게는, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 30% 이상이다. 더 바람직하게는, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 60% 이상이다.
(도 5 및 관련 토의 참조) "블랭킷" 가스라 칭할 수 있는 제2 가스의 존재가, 더 무거운 블랭킷 가스 대신에, 캐리어 가스만이 존재하는 방법에 비해 과분무를 감소시키는 것으로 입증되었다. 제2 가스의 하나의 특징은 이것이 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버로 도입된다는 것이다. 노즐로부터 "먼"이란, 블랭킷 가스가 도입되는 구멍이 노즐 구멍으로부터 노즐 구멍의 2 이상의 "최소 치수"에 있다는 것을 의미한다. 대부분의 실시양태에서, 블랭킷 가스가 도입되는 구멍이 훨씬 더 멀어질 것이다. 블랭킷 가스는, 이의 대부분의 통상의 실시양태에서, 캐리어 가스가 도입되는 노즐 주위의 환상형 고리를 통해 챔버로 도입되는 "감시 흐름"과 상이하고, 즉 감시 흐름이 도입되는 특정 위치가 노즐로부터 분사되는 가스의 유체 동역학에 중요하다. 이의 가장 순수한 의미에서, "블랭킷 가스"가 도입되는 특정 위치는 중요하지 않은데, 왜냐하면 챔버의 주위 가스에서의 블랭킷 가스의 존재는 노즐로부터 분사되는 가스의 유체 동역학에 영향을 미쳐, 더 좁은 제트 스프레드를 발생시키기 때문이다. 결과로서, 무거운 블랭킷 가스의 사용은 감시 흐름의 사용보다 실행하기 더 쉬울 수 있다.
본원에서 "무거운"이란 블랭킷(또는 제2) 가스가 캐리어(또는 제1) 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는다는 것을 의미한다. 20% 이상 큰 분자량이 도 5 및 관련 실험과 관련하여 입증된 바와 같은 효과를 갖는 것으로 기대되는데, 왜냐하면 Ar은 N2의 14의 분자량과 비교하여 18의 분자량을 갖기 때문이다. 제트 스프레드를 좁히는 견지로부터, 캐리어 가스에 비해 블랭킷 가스가 더 무거울수록 더 좋다. 캐리어 가스의 분자량보다 100% 이상 큰 블랭킷 가스에 대한 분자량이 바람직하다.
블랭킷 가스가 디바이스 성능의 면에서 불활성인 것이 바람직하다. 블랭킷 가스는 제조되는 디바이스에서의 물질과 반응하지 않아야 한다. 불활성이고 무거운 적합한 가스로는 Ar, Kr, 프레온, Xe, C02 및 WF6을 들 수 있다. N2가 불활성이고 가벼우므로 N2를 제1 가스로서 사용하기에 바람직하다. "더 무거운" 블랭킷 가스에 대한 새로운 가능성을 연 He를 캐리어 가스로서 또한 사용할 수 있다. 예를 들면, N2는 He보다 무겁고, He가 캐리어 가스일 때 N2를 블랭킷 가스로서 사용할 수 있다.
블랭킷 가스는 중량 기준을 만족시키는 단일 가스일 수 있거나, 이는 각각이 중량 기준을 만족시키는 가스의 혼합물일 수 있고, 캐리어 가스의 분자량보다 20% 또는 100% 초과이다. 이는 단일 가스를 사용하는 단순성으로 바람직하고, 블랭킷 가스는 캐리어 가스에 비해 무거운 분자로 이루어지므로 블랭킷 가스는 이의 원하는 효과를 갖고, 이 효과는 블랭킷 가스 분자의 모두가 동일하거나 동일하지 않든 발생해야 한다.
이는 캐리어 가스가 단일 가스, 바람직하게는 N2인 대부분의 실시양태에서 기대된다. 그러나, 본 발명의 실시양태를 다수의 가스 성분을 갖는 캐리어 가스로 실행할 수 있다. 이러한 상황에서, 캐리어 가스의 "분자량"은 몰 평균 분자량으로 생각되어야 한다.
바람직하게는, 유기 물질의 증착 동안, 진공 챔버 내의 전체 압력은 1 mTorr 내지 1 Torr이다. 이는 일반적으로 OVJP에 대한 압력의 바람직한 범위이다. 블랭킷 가스의 사용에 의한 OVJP를 비롯한 OVJP는 또한 더 높은 압력 및 더 낮은 압력에서 실행될 수 있다. 그러나, 상기 범위의 하한치보다 더 낮은 압력은 덜 바람직한데, 왜냐하면 성질상 OVJP는 증착 동안 가스를 챔버로 도입시켜, 더 낮은 진공 수준은 열 증발과 같은 다른 공정에서 유사한 진공 수준과 비교하여 가장 고가의 진공 장비를 요할 수 있기 때문이다. 더 높은 압력을 쉽게 이용할 수 있지만, 증착이 챔버 내의 제어된 평형에서 시간에 걸쳐 일어날 수 있도록 캐리어 가스가 일반적으로 제거되어야 하고, 1 Torr 압력을 얻는 것이 합리적으로 쉽다.
챔버는 바람직하게는 진공 챔버이다. 그러나, 대기 압력 또는 더 높은 압력에서 실행될 수 있는 OVJP의 실시양태가 있고, 블랭킷 가스의 사용이 이 실시양태에 적용 가능할 것이다.
챔버 내의 블랭킷 가스의 양을 정량화하는 하나의 방식은 유속에 의한다. 평형에서, 챔버로 도입되는 다양한 가스의 상대 유속이 가스가 도입되는 임의의 구멍으로부터 멀리 떨어진 위치에서의 가스, 즉 챔버 내의 "주위" 가스의 분압에 상응하는 것으로 기대된다. 그러나, 유속은 분압보다 제어하고 측정하기 훨씬 더 쉽다.
챔버 내의 블랭킷 가스의 양을 정량화하는 다른 방식은 과분무의 효과를 측정하는 것에 의한다. OLED와 관련하여 본 발명의 실시양태의 하나의 목표는 상이한 구조를 갖고, 보통 광의 상이한 색상을 방출하는 인접한 디바이스에서 불순물 분자의 양을 감소시키는 것이다. 불순물 분자가 불순물로 생각되는 디바이스에서 방출성인 경우, 디바이스의 방출을 측정함으로써 존재하는 불순물의 양을 정량화하는 것이 합리적으로 쉽다. 도 5의 실험은 블랭킷 가스의 보통의 양이 블랭킷 가스가 존재하지 않지만, 동일한 전체 압력이 동일한 (그리고 캐리어 가스의 존재로부터 생기는) 상황에 비해 불순물의 양을 합리적으로 감소시킬 수 있다는 것을 보여준다. 일반적으로, OVJP에 사용되는 노즐은 도 3과 관련하여 기재된 "최소 치수"를 갖는다. 블랭킷 가스가 원하는 효과를 갖기에 충분한 분압을 갖는지를 정량화하기 위한 하나의 방식은, 오직 캐리어 가스가 존재하는 동일한 전체 압력으로 실행되는 OVJP에 대해 블랭킷 가스의 사용에 의해 실행되는 OVJP를 비교하여, 단순한 실험을 수행하는 것이다. 이는 도 5와 관련하여 기재된 바대로 실행할 수 있다. 과분무의 효과를 패턴형성된 피쳐의 엣지로부터 한 최소 치수의 거리에서 측정할 수 있다. 유기 물질의 증착 동안 챔버 내의 제2 가스의 분압이 패턴형성된 피쳐의 엣지로부터 한 최소 치수의 거리에 증착된 유기 물질의 양을, 제2 가스 없이 수행된 것 외에 동일한 증착에 비해, 2 배로 감소시키기에 충분하고, 블랭킷 가스가 상당한 효과를 갖는 것으로 일컬어질 수 있다. 도 5와 관련하여 예시된 바대로, 이 효과는 보통의 양의 블랭킷 가스로 성취하기에 합리적으로 쉽다.
바람직하게는 OVJP는 비교적 빈약한 진공에서, 통상적으로 1 mTorr 내지 1 Torr에서 수행되지만, 더 높은 진공 수준으로부터 대기 압력 또는 더 높은 압력까지의 실시양태가 가능하다. 따라서, 유기 분자가 캐리어 가스에 의해 노즐을 통해 운반된 후 유기 분자에 의해 보이는 진공 챔버 내의 잔류 가스의 허용 가능한 분압이 있을 수 있다. 이러한 제한 내에, 압력 및 캐리어 가스 유속의 몇몇 조합은 최소량의 과분무를 발생시킨다.
본 발명의 실시양태는 캐리어 가스보다 더 무거운 가스의 분압을 증착 챔버 내로 의도적으로 도입하는 것에 의해 과분무를 추가로 감소시키는 것을 포함한다. 이 더 무거은 가스를 "블랭킷" 가스라 칭할 수 있다. 더 무거운 가스는 캐리어 가스보다 더 잘 노즐로부터 빠져나가는 유기 증기 및 캐리어 가스의 팽창을 제한한다. 특정한 예시적인 실시예에서, 캐리어 가스는 질소이고, 챔버는 아르곤의 분압으로 충전된다. 챔버가 아르곤을 포함하는 경우의 과분무는 챔버가 캐리어 가스에 의해 도입되는 질소만을 포함할 때의 과분무보다 어느 정도 적다.
N2만을 사용하여 최적 압력과 상이할 수 있는 Ar 블랭킷에 대한 최적 전체 압력이 있을 수 있고, 이 최적 전체 압력을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 상이한 전체 압력에서 일련의 증착을 수행하고 그 결과를 측정함으로써 최적 전체 압력을 쉽게 결정할 수 있다. 이는 블랭킷 가스 없이 규칙적인 OVJP에 대해 일상적으로 수행되고, 블랭킷 가스에 의한 OVJP에 대해 동등하게 일상적이어야 한다.
과분무를 감소시키는 것이 유일한 고려인 경우, 가장 무거운 가능한 블랭킷 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 인자가 블랭킷 가스를 선택함에 있어서 고려되어야 하고, 예컨대 비용, 독성 및 환경 효과가 또한 고려되어야 한다. 블랭킷 가스는 또한 불활성이어야 하고, 즉 유기 디바이스의 임의의 부분과 해롭게 상호작용하지 않아야 한다. 고분자량으로 인해 블랭킷 가스로서 사용하기에 바람직한 가스의 면에서, 바람직한 선택은 Kr, 복합 가스 분자, 예컨대 CF4, C2F6 및 더 높은 차수의 프레온, Xe, C02 및 WF6을 포함한다. 캐리어 가스만이 존재할 때의 동일한 전체 압력과 비교하여 무거운 블랭킷 가스가 존재할 때의 과분무가 감소할 것으로 기대된다. 그러나, 각각의 블랭킷/캐리어 가스 조합은 과분무가 최소화되는 상이한 분압을 가질 수 있는 것으로 기대되고, 이는 비교적 단순한 실험으로 결정될 수 있다.
블랭킷 OVJP 증착에 이국적인 가스를 사용하는 하나의 고려는 잠재적으로 고가이다. 새로운 블랭킷 가스를 바람직하게는 계속해서 도입하여 노즐로부터 나오는 캐리어 가스를 오프셋하고, 그렇지 않으면 증착 챔버를 결국 캐리어 가스로 충전한다. 이는, 시간이 지남에 따라, 상당한 용적의 블랭킷 가스를 사용할 수 있고, 비용 및/또는 처분이 고려되어야 한다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시양태를 매우 다양한 치수에 걸쳐 실행할 수 있다. 무거운 주위 가스의 사용은 OVJP 시스템에 바람직한 임의의 치수에서 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명의 실시양태의 단순한 단일 노즐 실행이 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 시스템(410 및 450)을 보여준다. 시스템(410)은 OVJP 노즐(422), 블랭킷 가스의 도입을 위한 구멍(424), 및 챔버(420)로부터 가스의 제거를 위한 구멍(426)을 갖는 챔버(420)를 포함한다. 진공 시스템이 구멍(426)에 부착될 수 있다. 노즐(422)은 가스가 공급원으로부터 챔버 밖으로 가는 가스(430)의 제트를 도입하는 것으로 추상적으로 예시되어 있다. OVJP에 노즐을 포함하는 임의의 다양한 공지된 시스템을 사용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 시스템(410)은 가벼운 주위 가스가 존재할 때 더 넓은 제트 스프레드를 보여준다.
시스템(450)은 OVJP 노즐(462), 블랭킷 가스의 도입을 위한 구멍(464), 및 챔버(460)로부터 가스의 제거를 위한 구멍(466)을 갖는 챔버(460)를 포함한다. 진공 시스템이 구멍(466)에 부착될 수 있다. 노즐(462)이 가스가 공급원으로부터 챔버 밖으로 가는 가스(470)의 제트를 도입하는 것으로 추상적으로 예시되어 있다. OVJP에 노즐을 포함하는 임의의 다양한 공지된 시스템을 사용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 시스템(450)은 무거운 주위 가스가 존재할 때 더 좁은 제트 스프레드를 보여준다.
노즐의 1차원 어레이(즉, 노즐의 라인)는 노즐 블록에 대한 바람직한 실시양태이다. 이러한 어레이는 노즐을 기판에 대해 이동시킴으로써 또는 그 반대로 노즐의 라인에 수직 방향으로 이동시킴으로써 고처리량(high throughput) 패턴형성을 허용한다. 2차원 어레이와 같은 다수의 노즐의 다른 배치를 또한 사용할 수 있다. 다양한 노즐 형상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 노즐은 연장될 수 있고, 예를 들면 직사각형이고, 바람직하게는 장축이 기판에 대해 어레이의 병진 방향이다.
본 발명의 실시양태를 일반적으로 OVJP 또는 개선 OVJP에 대한 다른 기술과 조합하여 실행할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시양태를 미국 특허 출원 제11/643,795호(참조문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같이 국소 진공을 생성시키는 노즐 블록에 위치한 배출가스와 조합하여 실행할 수 있다.
도 5는 방출 비율 대 증착 엣지로부터의 거리의 도면을 보여주고, 이는 증착 동안 얼마나 많은 과분무가 발생하는지의 측정을 제공한다. 상이한 증착 조건은 OVJP를 통한 증착에 대한 무거운 블랭킷 가스의 효과, 구체적으로 무거운 블랭킷 가스의 사용을 통한 과분무의 감소를 보여준다. NPD/TPBi 2층 디바이스를, 라인 사이의 0.5 mm 분리로, 1 mm 폭의 ITO 애노드로 패턴형성된 6" 유리 기판에 걸쳐 진공 열 증착(VTE)을 통해 성장시킨다. 이 디바이스는 전하 주입 및 수송 특성에서 매우 비대칭이어서 생성된 모든 엑시톤은 NPD/TPBi 계면에서 단단히 구속된다. 오염의 부재에서, 생성된 디바이스는 NPD로부터 청색 EL을 보여준다. NPD 및 TPBi의 블랭킷 VTE 증착 사이에 ITO 라인 중 하나를 따라 OVJP를 사용하여 적색 도펀트의 얇은 라인을 증착한다. 증착된 라인은 적색 염료로의 효과적인 엑시톤 수송으로 인해 적색 전계 발광을 보여준다. 증착된 ITO 스트립 뒤로의 적색 염료의 임의의 과분무는 또한 그 위치에서 증착된 적색 염료의 양에 따라 약간의 수준의 적색 방출을 보여준다. 적색 염료 및 디폴트 NPD 방출로 인한 전계 발광 스펙트럼에서의 피크가 명확히 분리 가능하고 적색 피크와 청색 피크의 비율은 존재하는 적색 염료의 양을 정량적으로 한정하고, 이를 시험 구조의 제어된 VTE 증착을 이용하여 보정한다. 유기 이종계면에서의 엑시톤의 효과적인 구속 및 하향 에너지 수송의 높은 효율 때문에, 그 구조는 물질의 0.25 Å 미만, 또는 단층의 약 1/10을 검출하기 위해 사용되는 과분무의 존재에 매우 민감하다.
실험 설정은 다소 제한된다. 도식적으로, 디바이스 제조의 OVJP 부분을 도 4에 도시된 것과 같은 챔버에서 수행한다. 챔버는 진공 챔버이지만, 진공은 가변 밸브를 갖지 않고, 즉, 진공은 사이에서의 설정 없이 온 또는 오프된다. 진공이 온일 때를 고려하면, 챔버 내의 전체 압력을 캐리어 가스 및 블랭킷 가스의 유속에 의해 결정한다. 챔버는 챔버 내의 전체 압력을 측정할 수 있는 단일 압력 측정 디바이스를 갖는다.
도 5의 상이한 도면은 하기를 나타낸다: 0.1 Torr에서의 N2는 캐리어 가스 유속이 특정한 양으로 설정될 때의 전체 압력(0.1 Torr)을 결정하기 위한 보정 실행을 보여주고, 챔버에 허용되는 유일한 가스는 노즐을 통한 캐리어 가스이다. 이 도면은 전체 압력이 더 낮으므로 더 적은 과분무를 보여주고, 주위 가스가 캐리어 가스와 동일한 지 또는 더 무거운 블랭킷 가스를 포함하는 지의 효과를 측정하기 위한 목적을 위한 다른 도면에 필적하지 않는다. 0.3 Torr, Ar 블랭킷에서의 N2에 대한 2개의 도면은 동일한 실험이고, 여기서 N2 캐리어 가스의 유속이 0.1 Torr에서의 N2에 대한 것과 동일하지만, Ar 가스가 또한 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버에 허용된다. Ar의 유속은 0.3 Torr의 전체 압력에 도달하기에 충분하다. 0.3 Torr, N2 블랭킷에서의 N2에 대한 2개의 도면은 동일한 실험이고, 이 실험은, Ar 가스 대신에 N2 가스가 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버로 허용되어 전체 압력이 0.3 Torr 이하가 되는 것을 제외하고는, Ar 블랭킷 실험과 동일한 방식으로 수행되는 동일한 실험이다. 데이터는 동일한 압력에서 디폴트 N2 블랭킷을 사용하는 것보다 0.3 Torr에서의 Ar 블랭킷을 사용하여 더 적은 과분무를 보여준다.
도 5에 도시된 가장 작은 양의 과분무는 블랭킷 가스 부재 하의 보정 실행에 대한 것이다. 블랭킷 가스를 갖는 결과 둘 다 디폴트 N2 블랭킷을 사용하는 0.1 Torr에서의 증착보다 더한 과분무를 보여준다. 그러나, 실험 장치의 제한된 성질로 인해, 0.1 Torr는 노즐을 통한 흐름을 갖는 최소 성취 가능한 압력이고, 임의의 블랭킷 가스는 압력을 추가하여, 제한된 장치로 0.1 Torr의 전체 압력에서 Ar 블랭킷에 의해 시험할 수 없다. 관련 비교는 0.3 Torr, Ar 블랭킷에서의 N2[이는 더 무거운 주위 가스(또는 더 정확히는, 적어도 상당한 분압이 무거운 가스로 인한 주위 가스)가 동일한 압력에서 더 가벼운 주위 가스에 비해 과분무를 감소시킨다는 것을 보여준다]와 비교되는 0.3 Torr, N2 블랭킷에서의 N2이다. 이는 무거운 가스의 존재가 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통한 챔버로의 도입을 통해 성취되는 진정한 경우이다.
본원에 기재된 다양한 실시양태는 오직 예의 방식으로 기재되어 있고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는 것으로 이해된다. 예를 들면, 본원에 기재된 많은 물질 및 구조는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 당업자에게 명확한 것처럼, 청구된 본 발명은 따라서 본원에 기재된 특정한 예 및 바람직한 실시양태로부터의 변형을 포함할 수 있다. 본 발명이 작동하는 방식에 대해 다양한 이론이 제한되도록 의도되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (12)

  1. 기판이 내부에 위치하는 챔버를 제공하는 단계;
    기판으로 향하는 노즐로부터
    제1 가스; 및
    제1 가스에 의해 운반되는 유기 물질의 증기
    를 분사함으로써 기판 위에 유기 물질을 증착시키는 단계:
    챔버 내에, 유기 물질의 증착 동안, 제2 가스를 제공하는 단계
    를 포함하는 방법으로서;
    제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 5% 이상이고;
    제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖고;
    제2 가스는 노즐로부터 멀리 떨어진 구멍을 통해 챔버 내에 제공되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 30% 이상인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 60% 이상인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 유기 물질의 증착 동안, 진공 챔버 내의 전체 압력은 1 mTorr 내지 1 Torr인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제1 가스는 N2인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제2 가스는 Ar, Kr, 프레온, Xe, C02 및 WF6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 제2 가스는 단일 물질인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 100% 이상 큰 분자량을 갖는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제2 가스는 각각 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖는 물질의 혼합물인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제2 가스는 각각 제1 가스의 분자량보다 100% 이상 큰 분자량을 갖는 물질의 혼합물인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 챔버는 진공 챔버인 방법.
  12. 기판이 내부에 위치하는 챔버를 제공하는 단계;
    기판으로 향하는 노즐로부터
    제1 가스; 및
    제1 가스에 의해 운반되는 유기 물질의 증기
    를 분사함으로써 기판 위에 유기 물질을 증착시키는 단계:
    챔버 내에, 유기 물질의 증착 동안, 제2 가스를 제공하는 단계
    를 포함하는 방법으로서;
    제2 가스는 제1 가스의 분자량보다 20% 이상 큰 분자량을 갖고;
    노즐은 최소 치수를 갖는 구멍을 갖고;
    유기 물질은 구멍의 형상에 의해 획정된 형상을 갖는 패턴형성된 피쳐(feature)로서 기판 위에 증착되고;
    유기 물질의 증착 동안, 제2 가스의 유속은 진공 챔버로 흐르는 모든 가스의 유속의 합의 5% 이상인 것인 방법.
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CN103972392A (zh) * 2013-02-01 2014-08-06 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 有机薄膜场效应晶体管的制备方法
CN105239038B (zh) * 2014-06-09 2017-12-05 华中科技大学 一种采用图形喷嘴的有机气相成膜装置及其成膜方法
US11201288B2 (en) * 2017-05-26 2021-12-14 Universal Display Corporation Generalized organic vapor jet depositor capable of high resolution printing and method for OVJP printing

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3468308A (en) 1966-01-17 1969-09-23 Howard R Bierman Pressure infusion device for ambulatory patients with pressure control means
GB8909011D0 (en) 1989-04-20 1989-06-07 Friend Richard H Electroluminescent devices
US5707745A (en) 1994-12-13 1998-01-13 The Trustees Of Princeton University Multicolor organic light emitting devices
US5703436A (en) 1994-12-13 1997-12-30 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices
US5844363A (en) 1997-01-23 1998-12-01 The Trustees Of Princeton Univ. Vacuum deposited, non-polymeric flexible organic light emitting devices
US5834893A (en) 1996-12-23 1998-11-10 The Trustees Of Princeton University High efficiency organic light emitting devices with light directing structures
US6013982A (en) 1996-12-23 2000-01-11 The Trustees Of Princeton University Multicolor display devices
US6091195A (en) 1997-02-03 2000-07-18 The Trustees Of Princeton University Displays having mesa pixel configuration
US6303238B1 (en) 1997-12-01 2001-10-16 The Trustees Of Princeton University OLEDs doped with phosphorescent compounds
US6337102B1 (en) 1997-11-17 2002-01-08 The Trustees Of Princeton University Low pressure vapor phase deposition of organic thin films
US6087196A (en) 1998-01-30 2000-07-11 The Trustees Of Princeton University Fabrication of organic semiconductor devices using ink jet printing
US6097147A (en) 1998-09-14 2000-08-01 The Trustees Of Princeton University Structure for high efficiency electroluminescent device
US6294398B1 (en) 1999-11-23 2001-09-25 The Trustees Of Princeton University Method for patterning devices
US7071615B2 (en) 2001-08-20 2006-07-04 Universal Display Corporation Transparent electrodes
US7404862B2 (en) 2001-09-04 2008-07-29 The Trustees Of Princeton University Device and method for organic vapor jet deposition
KR100998059B1 (ko) * 2001-09-04 2010-12-03 더 트러스티즈 오브 프린스턴 유니버시티 유기 필름을 제조하는 방법 및 디바이스
US7744957B2 (en) * 2003-10-23 2010-06-29 The Trustees Of Princeton University Method and apparatus for depositing material
US7431968B1 (en) 2001-09-04 2008-10-07 The Trustees Of Princeton University Process and apparatus for organic vapor jet deposition
US20030230980A1 (en) 2002-06-18 2003-12-18 Forrest Stephen R Very low voltage, high efficiency phosphorescent oled in a p-i-n structure
US7279704B2 (en) 2004-05-18 2007-10-09 The University Of Southern California Complexes with tridentate ligands
EP2064364B1 (en) * 2006-09-21 2014-02-12 Fujirebio Inc. Method and apparatus for producing small structures
US20110097495A1 (en) * 2009-09-03 2011-04-28 Universal Display Corporation Organic vapor jet printing with chiller plate
US20130273239A1 (en) * 2012-03-13 2013-10-17 Universal Display Corporation Nozzle design for organic vapor jet printing

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