KR20180129690A - 고해상도 인쇄가 가능한 범용 유기 기상 젯 증착기 및 ovjp 인쇄 방법 - Google Patents

고해상도 인쇄가 가능한 범용 유기 기상 젯 증착기 및 ovjp 인쇄 방법 Download PDF

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KR20180129690A
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Abstract

본 발명은 OVJP 증착기 및 이를 사용하는 기술을 제공하며, 여기서 전달 및 제한 흐름의 기재면내 속도(in-substrate plane velocity)는 둘 다 0이 아니고, 둘 사이의 경계를 가로 질러 서로 평행하다. 이러한 구성은 허용 가능한 인쇄 해상도 및 피처 균일도를 달성하면서, 향상된 재료 이용 효율 및 완화된 플라이 높이 공차를 제공한다.

Description

고해상도 인쇄가 가능한 범용 유기 기상 젯 증착기 및 OVJP 인쇄 방법{GENERALIZED ORGANIC VAPOR JET DEPOSITOR CAPABLE OF HIGH RESOLUTION PRINTING AND METHOD FOR OVJP PRINTING}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 정규 출원이고, 2017년 5월 26일에 제출된 미국 가특허 출원 제62/511,730호를 우선권으로 주장하며, 상기 가특허 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.
분야
본 발명은 OVJP 기술을 이용하여 디바이스를 제조하기 위한 디바이스 및 기술, 그리고 이를 이용하여 제조된 디바이스에 관한 것이다.
유기 물질을 사용하는 광전자 디바이스는 여러 이유로 인하여 점차로 중요해지고 있다. 이와 같은 디바이스를 제조하는데 사용되는 다수의 물질들은 비교적 저렴하기 때문에, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비하여 비용 잇점면에서 잠재성을 갖는다. 또한, 유기 물질의 고유한 특성, 예컨대 이의 가요성은 그 유기 물질이 가요성 기판 상에서의 제작과 같은 특정 적용예에 매우 적합하게 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 예로는 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 통상의 물질에 비하여 성능 면에서의 잇점을 가질 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트로 용이하게 조절될 수 있다.
OLED는 디바이스를 가로질러 전압을 인가할 때 광을 방출하는 유기 박막을 사용한다. OLED는 평면 패널 디스플레이, 조명 및 백라이팅과 같은 적용예의 용도에 있어 점차로 중요해지는 기술이다. 여러가지의 OLED 재료 및 구성은 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
인광 방출 분자에 대한 하나의 적용예는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업적 기준은 "포화" 색상으로 지칭되는 특정 색상을 방출하도록 조정된 픽셀을 필요로 한다. 특히, 이러한 기준은 포화 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 필요로 한다. 대안적으로 OLED는 백색 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 통상적인 액정 디스플레이에서, 백색 백라이트에서 나온 방출이 흡수 필터를 사용하여 여과되어 적색, 녹색 및 청색 방출을 생성한다. 동일한 기법이 또한 OLED에도 사용될 수 있다. 백색 OLED는 단일 EML 디바이스 또는 스택 구조일 수 있다. 색상은 당업계에 주지된 CIE 좌표를 사용하여 측정될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "유기"는 유기 광전자 디바이스를 제작하는 데 사용될 수 있는 중합체 물질뿐 아니라, 소분자 유기 물질도 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 지칭하며, "소분자"는 실제로 꽤 클 수도 있다. 소분자는 일부의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬기를 사용하는 것은 "소분자" 유형으로부터 분자를 제외시키지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 주쇄 상에서의 펜던트 기로서 또는 주쇄의 일부로서 중합체에 혼입될 수 있다. 소분자는 또한 코어 모이어티 상에 생성된 일련의 화학적 셸로 이루어진 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 이미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 여겨진다.
본원에서 사용한 바와 같이, "상단부"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어졌다는 것을 의미하며, "하단부"는 기판에 가장 근접하다는 것을 의미한다. 제1층이 제2층의 "상부에 배치되는" 것으로 기재되는 경우, 제1층은 기판으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제1층이 제2층과 "접촉되어 있는" 것으로 명시되지 않는다면 제1층과 제2층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드와 애노드의 사이에 다양한 유기층이 존재한다고 해도, 캐소드는 애노드의 "상부에 배치되는" 것으로 기재될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, "용액 가공성"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매체에 용해, 분산 또는 수송될 수 있고/있거나 액체 매체로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 방출 물질의 광활성 특성에 직접적으로 기여하는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "광활성"으로서 지칭될 수 있다. 보조적 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변경시킬 수 있을지라도, 리간드가 방출 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "보조적"인 것으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 근접하는 경우, 제1 "최고 점유 분자 궤도"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 궤도"(LUMO) 에너지 준위는 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대하여 음의 에너지로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절댓값을 갖는 IP(더 적게 음성인 IP)에 해당한다. 마찬가지로, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 절댓값이 더 작은 전자 친화도(EA)(더 적게 음성인 EA)에 해당한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일한 물질의 HOMO 에너지 준위보다 더 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 상기 다이아그램의 상단부에 더 근접하게 나타난다.
본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하는 바와 같이, 제1 일함수의 절댓값이 더 클 경우, 제1 일함수는 제2 일함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일함수는 일반적으로 진공 준위에 대하여 음의 수로서 측정되므로, 이는 "더 높은" 일함수가 더 음성임을 의미한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, "더 높은" 일함수는 진공 준위로부터 아래 방향으로 더 먼 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일함수와는 상이한 관례를 따른다.
OLED에 대한 더욱 상세한 내용 및 전술한 정의는, 미국 특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있으며, 이의 전문은 본원에 참고로 포함된다.
한 실시양태에 따르면, 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED)가 또한 제공된다. OLED는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함할 수 있다. 한 실시양태에 따르면, 유기 발광 디바이스는 소비자 제품, 전자 부품 모듈, 및/또는 조명 패널로부터 선택된 하나 이상의 디바이스 내에 포함된다.
한 실시양태에 따르면, OVJP 증착기로서, 캐리어 가스 및 기재 상에 증착될 유기 재료의 공급원과 유체 연통하는 전달 개구부, 전달 개구부 앞에 배치된 제1 배기 개구부, 전달 개구부 뒤에 배치된 제2 배기 개구부, 전달 개구부에 측 방향으로 인접하여 배치된 제1 제한(confinement) 가스 개구부, 및 전달 개구부에 측 방향으로 인접하고 제1 제한 가스 개구부에 대해 제1 제한 가스 개구부와 대향하여 배치된 제2 제한 가스 개구부를 포함하는 OVJP 증착기가 제공된다. 전달 개구부, 제1 및 제2 배기 개구부, 그리고 제1 및 제2 제한 가스 개구부는, 증착기가 기재 상에 유기 재료를 증착하도록 작동될 때, 전달 개구부로부터 제1 및 제2 배기 개구부 중 1 이상으로의 재료의 제1 흐름이, 제1 및 제2 제한 가스 개구부 중 1 이상으로부터의 재료의 제2 흐름과 평행하도록, 증착기의 표면 상에 배열될 수 있다. 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 증착기와 기재의 상대 운동의 방향에 평행한 전달 개구부의 치수가, 제2 배기 개구부에 가장 가까운 전달 개구부의 엣지와 전달 개구부로부터 가장 먼 제2 배기 개구부의 엣지 사이의 거리보다 짧을 수 있다. 제1 배기 개구부는, 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 기재 상에 인쇄될 피처(feature)의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 배기 개구부는 50 ㎛ 이하의 폭을 가질 수 있다. 배기 개구부 및/또는 제한 가스 개구부는 타원형, 원형, 직사각형일 수 있다. 전달 개구부 및/또는 제한 가스 개구부는 곧은 측벽 또는 모따기형(chamfered) 측벽을 가질 수 있다. 증착기는 다양한 개구부들 사이에서 다양한 상대적 기하학 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 증착기의 전달 개구부와 배기 개구부 사이의 간격(DE)은 400 ㎛ 이하일 수 있다. 다른 예로서, 증착기의 전달 개구부와 제한 개구부 사이의 간격(DC)은 130 ㎛ 이하일 수 있다. 제1 및 제2 배기 개구부의 폭은 전달 개구부의 폭보다 클 수 있다. 제1 및 제2 배기 개구부 각각은 500 ㎛ 이하의 최대 폭을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 및 제2 배기 개구부 각각은 100∼500 ㎛ 범위의 최대 폭을 가질 수 있다.
한 실시양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 복수의 OVJP 증착기를 포함하는 OVJP 노즐 블록이 제공된다. 각각의 증착기는 별개의 전달, 배기 및 제한 개구부를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 개구부는 복수의 증착기 구성들 사이에서 및 그들을 가로 질러 공유될 수 있으며, 예컨대 배기 개구부가 복수의 전달 개구부에 의해 공유되는 경우가 있다.
본원에 개시된 증착기를 작동하는 실시양태가 또한 제공된다. 예를 들어, 본원에 개시된 바와 같은 OVJP 증착기를 작동하는 실시양태는, OVJP 증착기 내의 전달 개구부로부터 기재 상에 증착될 유기 재료를 함유하는 전달 가스를 제공하는 단계, 전달 개구부에 측 방향으로 인접하여 배치된 제1 제한 가스 개구부, 및 전달 개구부에 측 방향으로 인접하고 제1 제한 가스 개구부에 대해 제1 제한 가스 개구부와 대향하여 배치된 제2 제한 가스 개구부를 통해, OVJP 증착기와 기재 사이의 영역에 제한 가스를 제공하는 단계, 및 전달 개구부 앞에 배치된 제1 배기 개구부 및 전달 개구부 뒤에 배치된 제2 배기 개구부를 통해, OVJP 증착기와 기재 사이의 영역으로부터 재료를 회수하는 단계를 포함한다. 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 제1 및 제2 배기 개구부를 통한 불활성 가스의 전체 몰 유량(molar flow)이, 전달 개구부를 통한 불활성 가스의 몰 유량보다 클 수 있다.
도 1은 본원에 개시된 PDC 증착기 및 기술의 실시양태를 이용하여 제조될 수 있는 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 2는 본원에 개시된 PDC 증착기 및 기술의 실시양태를 이용하여 제조될 수 있는, 별도의 전자 수송층을 갖지 않는 역전된 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 3은 단일 증착기의 확대도를 포함한, DEC 증착기 어레이의 개략도를 도시한다.
도 4는 단일 DEC 증착기의 단면도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 2개의 상이한 DEC 증착기의 단면을 통과하는 흐름의 모의된 유선의 예시를 도시한다.
도 6은 본원에 개시된 실시양태에 따른 기재의 면에서 바라 본 PDC 증착기의 일례의 개략도를 도시한다.
도 7a는 기재의 면으로 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기를 통과하는 흐름의 모의된 유선을 도시한다.
도 7b는 인쇄 방향을 따라 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기를 통과하는 흐름의 모의된 유선의 단면도를 도시한다.
도 8은 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기를 이용하여 인쇄된 피처의 모의된 두께 프로필을 도시한다.
도 9는 DE 스페이서 길이의 함수로서의, 상이한 전달 유량으로 작동되는 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기의 모의된 정규화 증착 속도를 도시한다.
도 10은 DE 스페이서 길이의 함수로서의, 상이한 전달 유량으로 작동되는 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기의 모의된 재료 이용 효율을 도시한다.
도 11a는 본원에 개시된 실시양태에 따른 다양한 DC 분리를 갖는 PDC 증착기에 의해 인쇄된 피처의 크기를 도시한다.
도 11b는 본원에 개시된 실시양태에 따른 DE 스페이서 길이의 함수로서의, 상이한 전달 유량으로 작동될 때의 PDC 증착기에 의해 인쇄된 피처의 크기를 도시한다.
도 12a는 본원에 개시된 실시양태에 따른 플라이(fly) 높이의 함수로서의, DEC 노즐과 PDC 노즐 모두에 대한 증착 속도를 도시한다.
도 12b는 본원에 개시된 실시양태에 따른 플라이 높이의 함수로서의, DEC 노즐과 PDC 노즐 모두에 대한 인쇄된 피처 크기를 도시한다.
도 13a 및 13b는 곧은 개구부 및 모따기형 개구부 각각으로의 인쇄 방향에 수직인 단면을 따라서 바라 본, 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기에 의해 생성된 흐름의 유선을 도시한다.
도 14a 및 14b는 본원에 개시된 실시양태에 따른, 기재 위에서 바라 본, 모따기형 개구부가 존재하는 증착기와 모따기형 개구부가 부재하는 증착기 각각에 의해 생성된 기재 상으로의 유기 플럭스 필드를 도시한다.
도 15는 어떻게 불균일 두께를 갖는 인쇄된 2개의 피처가 중첩되어, 본원에 개시된 실시양태에 따른 복합 피처를 생성하는지를 도시한다.
도 16은 본원에 개시된 실시양태에 따른 중첩 증착을 이용하여 단일 패스로, 고도로 균일한 복합 피처를 증착하는 예시적 PDC 증착기 구성의 개략도를 도시한다.
도 17은 본원에 개시된 실시양태에 따라 단일 패스로 PDC 노즐에 의해 인쇄된 피처의 두께 프로필을 도시한다.
도 18은 본원에 개시된 실시양태에 따른 직사각형의 전달, 제한 및 배기 개구부를 갖는 예시적 PDC 증착기 구성의 개략도를 도시한다.
도 19는 본원에 개시된 실시양태에 따라 단일 패스로 직사각형 개구부 PDC 증착기에 의해 인쇄된 피처의 두께 프로필을 도시한다.
도 20은 본원에 개시된 실시양태에 따른 별개의 배기 개구부를 갖는 마이크로노즐 어레이 내의 PDC 증착기들의 배열의 개략도를 도시한다.
도 21은 본원에 개시된 실시양태에 따른 증착기들 사이에서 연속적인 배기 개구부들을 갖는 마이크로노즐 어레이 내의 PDC 증착기의 배열의 개략도를 도시한다.
도 22a는 본원에 개시된 실시양태에 따른, 도 21에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 PDC 증착기에 의해 생성된 흐름의 패턴을 도시한다.
도 22b는 본원에 개시된 실시양태에 따른, 도 21에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 PDC 증착기에 의해 인쇄된 피처의 피처 프로필을 도시한다.
도 23은 뒷받침판 및 주입 블록에 부착되는, 본원에 개시된 실시양태에 따른 PDC 증착기를 갖는 마이크로노즐 어레이의 예시를 도시한다.
일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 이에 전기 접속되는 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전류가 인가되면, 애노드는 유기층(들)에 정공을 주입하고, 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향하여 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자상에 편재화될 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 편재화된 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 생성된다. 엑시톤이 광방출 메카니즘을 통해 이완될 경우 광이 방출된다. 일부의 경우에서, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 편재화될 수 있다. 비-방사 메카니즘, 예컨대 열 이완이 또한 발생할 수 있으나, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 간주된다.
초기 OLED는 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 바와 같은 단일항 상태로부터 광("형광")을 방출하는 방출 분자를 사용하였으며, 상기 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임으로 발생한다.
보다 최근에는, 삼중항 상태로부터의 광("인광")을 방출하는 방출 물질을 갖는 OLED가 제시되었다. 문헌[Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I")] 및 문헌[Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II")]은 그 전문이 참고로 포함된다. 인광은 참고로 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 5-6에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 나타낸다. 도면은 반드시 축척에 의하여 도시하지는 않았다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 수송층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 수송층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 배리어층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도층(162) 및 제2 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 이들 다양한 층뿐 아니라, 예시 물질의 특성 및 기능은 참고로 포함되는 US 제7,279,704호의 컬럼 6-10에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
이들 층 각각에 대한 더 많은 예도 이용 가능하다. 예를 들면 가요성이고 투명한 기판-애노드 조합은 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. p-도핑된 정공 수송층의 한 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 50:1의 몰비로 F4-TCNQ로 도핑된 m-MTDATA이며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 방출 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이고, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 그 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호에는, 적층된 투명, 전기전도성 스퍼터-증착된 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단층의 이론 및 용도는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 보다 구체적으로 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 주입층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에 제공되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 보호층의 설명은 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에서 찾아볼 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다.
도 2는 역전된 OLED(200)를 나타낸다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 가장 흔한 OLED 구성이 애노드의 위에 캐소드가 배치되어 있는 것이고, 디바이스(200)는 애노드(230)의 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖고 있으므로, 디바이스(200)는 "역전된" OLED로 지칭될 수 있다. 디바이스(100)에 관하여 기재된 것과 유사한 물질이 디바이스(200)의 해당 층에 사용될 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조는 비제한적인 예로서 제공되며, 본 발명의 실시양태는 다양한 기타의 구조와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 기재된 특정한 물질 및 구조는 사실상 예시를 위한 것이며, 기타의 물질 및 구조도 사용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합하여 달성될 수 있거나, 또는 층은 디자인, 성능 및 비용 요인에 기초하여 전적으로 생략될 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 기타의 층도 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 물질과 다른 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 다수의 예가 단일 물질을 포함하는 것으로 다양한 층을 기재하기는 하나, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 보다 일반적으로 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 층은 다양한 하부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 제시된 명칭은 엄격하게 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송층(225)은 정공을 수송하고 정공을 발광층(220)에 주입하며, 정공 수송층 또는 정공 주입층으로서 기재될 수 있다. 한 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 유기층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 또는 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바와 같은 상이한 유기 물질들의 복수의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 기재하지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 제5,247,190호(Friend 등)에 개시된 바와 같은 중합체 물질을 포함하는 OLED(PLED)를 또한 사용할 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 추가의 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED는 예를 들면 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 미국 특허 제6,091,195호(Forrest 등)에 기재된 바와 같은 메사형(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic 등)에 기재된 피트형(pit) 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선시키기 위한 각진 반사면을 포함할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
반대의 의미로 명시하지 않는 한, 다양한 실시양태의 임의의 층은 임의의 적합한 방법에 의하여 증착될 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법으로는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 열 증발, 잉크-젯, 미국 특허 제6,337,102호(Forrest 등)(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 기상 증착(OVPD) 및 미국 특허 제7,431,968호(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 기상 젯 프린팅(organic vapor jet printing: OVJP)에 의한 증착을 들 수 있다. 기타의 적합한 증착 방법은 스핀 코팅 및 기타의 용액계 공정을 포함한다. 용액계 공정은 질소 또는 불활성 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 기타의 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 증착, 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 냉간 용접 및 잉크-젯 및 OVJP와 같은 일부 증착 방법과 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법들도 또한 사용될 수 있다. 증착시키고자 하는 물질은 특정한 증착 방법과 상용성을 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬 및 아릴기와 같은 치환기는 소분자에 사용되어 이의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있으며, 3개 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 물질은 더 낮은 재결정화 경향성을 가질 수 있기 때문에, 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 물질보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있다. 덴드리머 치환기를 사용하여 소분자의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 배리어층을 임의로 더 포함할 수 있다. 배리어층의 한 목적은 전극 및 유기층이 수분, 증기 및/또는 기체 등을 포함하는 환경에서 유해한 종에 대한 노출로 인하여 손상되지 않도록 보호하는 것이다. 배리어층은 엣지를 포함하는 디바이스의 임의의 기타 부분의 위에서, 전극 또는, 기판의 위에서, 기판의 아래에서 또는 기판의 옆에서 증착될 수 있다. 배리어층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 배리어층은 다양한 공지의 화학 기상 증착 기법에 의하여 형성될 수 있으며 복수의 상을 갖는 조성물뿐 아니라 단일 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 배리어층에 사용할 수 있다. 배리어층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 바람직한 배리어층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 번호 PCT/US2007/023098 및 PCT/US2009/042829에 기재된 바와 같은 중합체 물질 및 비-중합체 물질의 혼합물을 포함하며, 이들 문헌은 본원에 그 전문이 참고로 포함된다. "혼합물"로 간주되기 위해, 배리어층을 포함하는 전술한 중합체 및 비-중합체 물질은 동일한 반응 조건 하에서 및/또는 동일한 시간에 증착되어야만 한다. 중합체 대 비-중합체 물질의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위 내일 수 있다. 중합체 및 비-중합체 물질은 동일한 전구체 물질로부터 생성될 수 있다. 한 예에서, 중합체 및 비-중합체 물질의 혼합물은 본질적으로 중합체 규소 및 무기 규소로 이루어진다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 다양한 전자 제품 또는 중간 부품 내에 포함될 수 있는 광범위하게 다양한 전자 부품 모듈(또는 유닛) 내에 포함될 수 있다. OLED 내의 유기층에 본 개시내용의 화합물을 포함하는 OLED를 포함하는 소비자 제품이 개시된다. 이러한 전자 제품 또는 중간 부품의 예는 디스플레이 스크린, 발광 디바이스, 예컨대 개별 광원 디바이스 또는 최종 소비자 제품, 생산자에 의해 사용될 수 있는 조명 패널 등을 포함한다. 이러한 전자 부품 모듈은 임의로 구동 전자 장치 및/또는 동력원(들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 하나 이상의 전자 부품 모듈(또는 유닛)을 그 안에 포함하는 광범위하게 다양한 소비자 제품 내에 포함될 수 있다. OLED 내 유기층에 본 개시내용의 화합물을 포함하는 OLED를 포함하는 소비자 제품이 개시된다. 이러한 소비자 제품은 하나 이상의 광원(들) 및/또는 하나 이상의 어떤 종류의 영상 디스플레이를 포함하는 임의 종류의 제품을 포함할 것이다. 이러한 소비자 제품의 몇몇 예로는 평면 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로 디스플레이(대각선이 2인치 미만인 디스플레이), 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된(tiled) 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 및 간판이 있다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스를 비롯한 다양한 조절 메카니즘을 사용하여 본 발명에 따라 제작된 디바이스를 조절할 수 있다. 다수의 디바이스는 사람에게 안락감을 주는 온도 범위, 예컨대 18℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 실온(20℃ 내지 25℃)에서 사용하고자 하지만, 상기 온도 범위 밖의 온도, 예컨대 -40℃ 내지 +80℃에서도 사용될 수 있다.
본원에 기재된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 적용예를 가질 수 있다. 예를 들면, 기타의 광전자 디바이스, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 디바이스, 예컨대 유기 트랜지스터는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다.
일부 실시양태에서, OLED는 플렉시블, 롤러블(rollable), 폴더블(foldable), 스트레처블(stretchable) 및 만곡(curved) 특성으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 특성을 갖는다. 일부 실시양태에서, OLED는 투명 또는 반투명하다. 일부 실시양태에서, OLED는 탄소 나노튜브를 포함하는 층을 더 포함한다.
일부 실시양태에서, OLED는 지연 형광 이미터를 포함하는 층을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 RGB 픽셀 배열, 또는 화이트 플러스 컬러 필터 픽셀 배열을 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 모바일 디바이스, 핸드 헬드 디바이스, 또는 웨어러블 디바이스이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 미만이거나 면적이 50 제곱인치 미만인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 이상이거나 면적이 50 제곱인치 이상인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 조명 패널이다.
발광 영역의 일부 실시양태에서, 발광 영역은 호스트를 더 포함한다.
일부 실시양태에서, 화합물은 발광 도펀트일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 화합물은 인광, 형광, 열 활성화 지연 형광, 즉 TADF(E형 지연 형광으로도 지칭됨), 삼중항-삼중항 소멸, 또는 이들 과정의 조합을 통해 방출을 생성할 수 있다.
본원에 개시된 OLED는 소비자 제품, 전자 부품 모듈 및 조명 패널 중 하나 이상 내에 포함될 수 있다. 일부 실시양태에서 유기층은 발광층일 수 있고 화합물은 발광 도펀트일 수 있으며, 한편 다른 실시양태에서 화합물은 비발광 도펀트일 수 있다.
유기층은 또한 호스트를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 2 이상의 호스트가 바람직하다. 일부 실시양태에서, 호스트는 a) 바이폴라, b) 전자 수송, c) 정공 수송 또는 d) 전하 수송에서의 역할이 거의 없는 와이드 밴드 갭 물질일 수 있다. 일부 실시양태에서, 호스트는 금속 착물을 포함할 수 있다. 호스트는 무기 화합물일 수 있다.
기타 물질과의 조합
유기 발광 디바이스에서 특정 층에 대하여 유용한 것으로 본원에 기재된 물질은 디바이스에 존재하는 매우 다양한 기타 물질과의 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광 도펀트는 매우 다양한 호스트, 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타 층과 결합되어 사용될 수 있다. 하기에 기재되거나 또는 참조된 물질은 본원에 개시된 화합물과의 조합에 유용할 수 있는 물질의 비제한적인 예시이며, 당업자는 조합에 유용할 수 있는 기타 물질을 식별하기 위해 문헌을 용이하게 참조할 수 있다.
본원에 개시된 다양한 발광 및 비발광 층과 배열에 다양한 재료가 사용될 수 있다. 적합한 재료의 예로는 본원에 그 전체가 참조로 인용되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2017/0229663호에 개시된 것이 있다.
전도성 도펀트:
전하 수송층은 전도성 도펀트로 도핑되어 이의 전하 캐리어 밀도를 실질적으로 변화시킬 수 있고, 이는 결과적으로 이의 전도성을 변화시킬 것이다. 전도성은 매트릭스 물질에서 전하 캐리어를 생성시킴으로써 증가되며, 도펀트의 유형에 따라, 반도체의 페르미 준위에서의 변화가 또한 달성될 수 있다. 정공 수송층은 p형 전도성 도펀트로 도핑될 수 있고 n형 전도성 도펀트는 전자 수송층에서 사용된다.
HIL/HTL:
본 발명에서 사용하고자 하는 정공 주입/수송 물질은 특정하게 제한되지 않으며, 화합물이 통상적으로 정공 주입/수송 물질로서 사용되는 한 임의의 화합물을 사용할 수 있다.
EBL:
전자 차단층(EBL)은 발광층을 떠나는 전자 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 보다 더 삼중항 에너지를 갖는다. 한 양태에서, EBL에 사용되는 화합물은 이하에 기재된 호스트들 중 하나와 동일한 사용 분자 또는 작용기를 함유한다.
호스트:
본 발명의 유기 EL 디바이스의 발광층은 바람직하게는 발광 물질로서 적어도 금속 착물을 포함하며, 도펀트 물질로서 금속 착물을 사용하는 호스트 물질을 포함할 수 있다. 호스트 물질의 예는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 삼중항 에너지보다 더 크기만 하다면 사용될 수 있다. 삼중항 기준을 충족하는 한, 임의의 호스트 물질은 임의의 도펀트와 함께 사용될 수 있다.
HBL:
정공 차단층(HBL)은 발광층을 떠나는 정공 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다.
ETL:
전자 수송층(ETL)은 전자를 수송할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 전자 수송층은 고유하거나(도핑되지 않음) 또는 도핑될 수 있다. 도핑은 전도성을 향상시키는데 사용될 수 있다. ETL 물질의 예는 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 이들이 통상적으로 전자를 수송하는데 사용되는 한 사용될 수 있다.
전하 생성층(CGL):
탠덤형(tandem) 또는 적층형 OLED에서, CGL은 성능 면에서 필수적인 역할을 수행하며, 이는 각각 전자와 정공을 주입하기 위한 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 이루어진다. 전자와 정공은 CGL 및 전극으로부터 공급된다. CGL에서 소모된 전자와 정공은 각가 캐소드와 애노드로부터 주입된 전자와 정공에 의해 다시 채워지며; 이후, 바이폴라 전류는 점차적으로 정상 상태에 도달한다. 통상의 CGL 물질은 수송층에서 사용되는 n 및 p 전도성 도펀트를 포함한다.
앞서 개시된 바와 같이, 유기 기상 젯 인쇄(OVJP)는 OLED의 층들을 증착하는 기술의 한 유형이다. OVJP 기술은 캐리어 가스를 이용하여, 유기 재료를 가열된 공급원 용기로부터 기재에 매우 근접한 인쇄 노즐 어셈블리로 이송한다. OVJP 기술은 일반적으로, 기재 표면에 인터레이스되어 다색 OLED 디스플레이를 생성할 수 있는 잘 획정된 라인의 어레이로 발광 재료를 증착할 수 있다. 인쇄 노즐 어셈블리의 디자인 및 증착 조건은 인쇄된 라인의 특성을 결정한다. 초기에 OVJP 인쇄 노즐은 일반적으로, 대략 50 ㎛의 라인 폭으로 인쇄된 라인을 생성할 수 있었다. 그러나, 그 라인은 허용 불가능한 과분무를 가졌으며, 인쇄가 시작될 수 없고 급속히 중지될 수 있었다. 최신 OVJP 기술, 예컨대 증착-배기-제한(Deposition-Exhaust-Confinement: DEC) 기술은, 전달 개구부와 배기 개구부 및 가스 제한 흐름의 조합을 이용하여 라인 폭 및 과분무를 한정할 수 있다. DEC 증착기는, 예를 들어 특정 크기의 피처 및 피처 프로필을 생성하기 위해서, 매우 다양한 형상의 개구부들을 가질 수 있다. 구체적인 DEC 디자인 및 기술의 예는 미국 공보 제2015/0376787호, 미국 공보 제2015/0380648호 및 국제 공보 제WO/2018/023046호에 더 상세히 기술되어 있으며, 이 공보들 각각의 개시내용은 그 전체가 참조로 인용되어 있다.
가스 제한 기술은 일반적으로 고진공 환경이 아닌 50∼300 Torr 범위 챔버 압력을 사용한다는 점에서 이전 OVJP 개념을 벗어났다. 과분무는 제한 가스의 흐름을 이용하여 원하는 증착 영역으로부터의 유기 재료의 확산 및 이동을 방지함으로써 제거될 수 있다. DEC 증착기 디자인의 예는 도 3의 기재의 관점에서 도시되어 있다. 증착기는 하나 이상의 직사각형 전달 개구부(302)를 포함하는 평면형 표면(301)을 포함한다. 전달 개구부는 배기 개구부(303)에 인접하게 배치되거나, 일부 실시양태에서는 그들 사이에 또는 그들에 의해 둘러싸여 배치될 수 있다. 도 3의 예시적 배열에서, 전달 개구부(302)는 배기 개구부(303) 쌍들 사이에 배치되지만, 다른 배열도 사용될 수 있다. 증착기의 작동 동안에, 전달 개구부(302)를 통한 재료의 흐름은 불활성 전달 가스에 비말동반된 유기 기상을 함유한다. 배기 개구부(303)는 증착기 아래의 영역으로부터, 전달 유량보다 높은 질량 유량으로 가스를 배출한다. 즉, 배기 개구부(들)를 통한 재료의 질량 유량은 전달 개구부를 통한 재료의 질량 유량보다 높다. 따라서, 배기구는 전달 흐름, 전달 흐름 내에서 비말동반된 과잉 유기 기상, 및 증착기를 감싸는 주변으로부터 배출될 수 있는 제한 가스의 잔량을 제거한다. 전달 및 배기 개구부(302, 303)는 전달-배기("DE") 스페이서(304)에 의해 분리될 수 있다. 이 예에서, 장축이 인쇄 방향(305)에 평행하도록 개구부가 배열되지만, 다른 배열도 사용될 수 있다.
DEC 배열에서, 증착기는 마이크로노즐 어레이(306) 상에서 선형으로 배열되어, 각각의 증착기가 1 이상의 측 경계(307) 상에 또 다른 경계를 이룬다. 증착기의 상단 및 하단 엣지(308, 309)는 마이크로노즐 어레이의 엣지에 의해 획정될 수 있다. 증착기의 하부면으로 에칭된 분산 트렌치(310)는, 제한 가스 흐름이 각각의 증착기의 측 경계에 걸쳐 균일하게 분산되도록, 제한 가스에 낮은 임피던스 경로를 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로 제한 가스는, 특히 이들 채널이 생략되는 경우에, 증착기의 엣지로부터 유입될 수 있다. 어레이는 증착기들 사이의 크로스토크를 최소화하도록 설계되어. 다중 인쇄된 피처들이 증착기 어레이의 폭을 가로 질러 가능한 한 거의 동일하도록 한다. 예를 들어 엣지 효과를 최소화 하기 위해서, 추가의 배기 개구부가 어레이의 말단에 배치될 수 있다. 따라서 마이크로노즐 어레이 아래의 유동장은 주기적 대칭을 갖는다.
인쇄된 필름의 평균 두께 t는 t = ηjτ/ρ로 주어지며, 여기서 j는 기재 상의 유기 기상의 질량 플럭스이고, τ는 기재 상의 주어진 지점이 개구부 아래에 있는 시간이며, ρ는 응축된 유기 재료의 밀도이다. 이용 효율 η는 기재 상에서 응축되는 증착기 유래의 유기 기상의 분율이다. τ = l/v(여기서, l은 증착기와 및 기재의 상대적 이동 방향에서의 개구부의 길이이고, v는 프린트 헤드와 기재 간의 상대 속도임)이기 때문에, 더 긴 전달 개구부는, 기재 표면 상의 주어진 지점이 소정의 인쇄 속도에서 더 긴 시간 동안 개구부 아래에 남아있게 함으로써, 보다 급속한 인쇄를 가능하게 한다. 따라서, DEC 증착기의 개구부는 흔히 제조 기술이 허용하는 한 길게 제조될 수 있다.
DEC 증착기의 예는 도 4에서 인쇄 방향에 수직인 라인의 단면으로 도시된다. 전달 개구부(401)의 폭은 D이다. 전달 개구부를 통한 전달 가스의 질량 유량은 QD로 주어진다. 전달 및 배기 개구부 사이의 DE 스페이서는 폭 DE(402)를 가지며, 배기 개구부는 폭 E(403)를 갖는다. 증착기의 배기 개구부를 통한 가스의 질량 유량은 QE이다. 증착기 및 기재는 플라이 높이 갭 g(405)에 의해 분리된다. 제한 가스는 증착기(406)의 엣지로부터 증착기 내로 속도 QC로 공급된다. 제한 가스의 흐름은 유기 기상의 외부 확산을 억제하고, 앞서 개시된 바와 같이 과잉 유기 기상이 증착 구역으로부터 배출 개구부를 통해 배출되도록 유도한다.
다수의 경우에서, DEC 증착기의 재료 이용 효율은, 고해상도 피처를 인쇄할 때에 비교적 부족할 수 있다. DE 스페이서(501)는, 전달 개구부(502)로부터의 유기 증기가 풍부한 흐름을, 그것이 배기 개구부(504)에 의해 포착되기 전에 기재(503)와 접촉하도록 유도할 수 있다. 도 5a는, 기재(505) 근처의 전달 흐름의 유선이 희박하도록(이는 정체를 의미함) DE 스페이서가 보다 짧은 구성을 도시한다. 전달 흐름(506)의 대부분은 기재와 상당히 접촉하게 되는 일 없이 배기 개구부로 직접 이동한다. 대조적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이 보다 넓은 DE 스페이서를 갖는 증착기에 있어서, 흐름의 유선은 기재(507)에 보다 가깝게 이동된다. 따라서, 유기 기상의 더 높은 부분이 기재와 접촉하게 된다.
보다 큰 값의 DE 치수는 유기 기상이 효율적으로 이용될 수 있도록 하지만, 이는 보다 넓은 피처를 인쇄한다. 이는, 수평 방향의 속도가 0인 유동장의 정체 면(508)들 사이에 위치한 기재의 영역 상에 유기 기상이 증착되기 때문이다. 전달 개구부로부터의 유기 기상은 정체 면을 향해 외측으로 확산되지만, 더 멀리 확산되지는 않는데, 제한(509) 흐름이 보다 큰 확산을 제한하고 과잉 유기 기상을 배기 개구부로 인도하기 때문이다. 정체 면들 사이의 폭은 DE와 함께 선형적으로 증가하므로, DEC 증착기로 보다 작은 피처를 인쇄하기 위해서는 보다 좁은 DE 스페이서가 필요할 수 있다. 따라서 η와 피처 크기 사이에는 상충 관계가 있다. 일부 구성에서, 디스플레이 크기의 피처를 구현하기 위해서 η가 5% 이하일 수 있다.
본원에 개시된 실시양태에서, 앞서 기술한 바와 같은 DE 스페이서는 효율과 피처 크기 사이의 예상되는 상충을 부분적으로 완화시키기 위해서 인쇄 방향으로 정렬될 수 있다. 이러한 구성의 예가 도 6에 도시되어 있다. 이 배열에서, 전달 가스는 앞서 개시된 바와 같이 중앙 전달 개구부(601)를 통해 토출되고 다른 DEC형 배열과 일치한다. 예를 들어 3개의 모든 개구부가 인쇄 방향(603)에 평행하거나 실질적으로 평행한 라인에 놓이도록, 전달 개구부는 한 쌍의 배기 개구부(602)에 의해 둘러싸일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 증착기의 피처들은, 인쇄의 방향을 참조하여 서로에 대한 피처들의 위치를 언급할 때, 다른 피처의 "앞" 또는 "뒤"에 배열되는 것으로서 기술될 수 있다. 예를 들어, 배기 개구부(602)는 도 6에서 전달 개구부(601)의 앞 또는 뒤에 배치된다. 마찬가지로, 한 배기구가 다른 하나의 앞 또는 뒤에 배치된다. 일반적으로, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는, 단일 축을 따라 기재를 가로 질러 증착기를 이동시킴으로써 작동될 수 있으나, 증착기와 기재의 상대 운동은 단일 축을 따라 어느 방향으로도 있을 수 있다. 따라서, 디바이스가 축을 따라 순방향으로 작동할 때의 다른 피처의 "앞"에 있는 피처는, 디바이스가 축을 따라 후방향으로 작동될 때의 피처 "뒤"에 있을 것이다. 보다 일반적으로, 2개의 피처의 각각의 적어도 일부에서 중첩되는, 상대 운동의 방향에 평행한 직선이 존재하는 경우, 2개의 피처는 상대 운동의 방향을 따라 "정렬된" 것으로 기술될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 전달 및 배기 개구부(601, 602)는, 각각의 개구부의 적어도 일부와 중첩되는 직선이 있도록 정렬된다. 특정 예로서, 전달 및 배기 개구부는, 개구의 중심이 직선 상에 놓이도록 정렬될 수 있다. 다른 예로서, 개구부는, 각각의 개구부의 중심이 모든 개구부와 중첩되는 직선의 임계 거리 이내, 예컨대 개구부의 최대 폭의 5% 이내에 놓이도록 정렬될 수 있다. 개구부는 인쇄 방향에 평행한 공통의 축을 따라 중심에 놓이는 것이 바람직할 수 있다.
2 이상의 제한 가스 개구부(604)는 인쇄 방향(603)에 대해 전달 개구부의 측면에 위치할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 증착기 피처는, 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때에 증착기와 기재의 상대 운동에 직각인 직선이 존재하여, 2개의 "축 방향으로 인접한" 피처들 각각이 직선과 적어도 부분적으로 중첩되는 경우, 서로 "측 방향으로 인접한" 것으로 기술될 수 있다.
유사하지만 상이한 배열이 미국 공보 제2015/0376787호에 기술되어 있다. 전달, 제한 및 배기 개구부의 개별적 작동은 상기 공보와 본원에서 유사하긴 하지만, 특정 배열 및 생성된 가스 흐름은 현저히 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 공보는 일반적으로는 배기 개구부가 전달 개구부와 제한 가스 공급원 사이에 배열되는 구성을 기술한다. 즉, DEC형 증착기는 일반적으로, 배기 개구부가 도 6의 제한 가스 개구부(604)의 위치에 배치되고, 제한 개구부가 배기 개구부의 외부에(즉, 배기 개구부에 대해 증착기 노즐 블록의 가장 가까운 외측 엣지를 향해) 위치하는 구성을 이용한다. 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는 도시된 바와 같이 제한 개구부(604) 및 배기 개구부(602)를 배열한다.
이러한 DEC 증착기와는 더 대조적으로, 본원에 개시된 실시양태는 전달 및 제한 흐름으로서, 둘 다 0이 아니고 둘 사이의 경계를 가로 질러 서로 평행한 전달 및 제한 흐름을 제공한다. 이 평행한 전달 및 제한(PDC) 증착기는, 전달 및 제한 흐름의 면내 운동이 평행보다는 그들의 계면에서 서로 반대되는 DEC 구성 증착기의 작동 및 배열과 대비될 수 있다. 본원에서 보다 상세하게 개시되는 바와 같이, PDC 구성은 허용 가능한 인쇄 해상도 및 피처 두께 균일도를 유지하면서, 재료 이용 효율 및 완화된 플라이 높이 공차의 이점을 제공할 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는 3가지 일반적인 기하학적 특성에 의해 적절하게 기술되고 정의될 수 있다. 첫 번째는, 증착기(605)의 중심을 통과하는 공선 세그먼트들이 존재하여, 제1 세그먼트(606)가 전달 개구부의 외측 엣지에서 시작 및 종결되고, 제2 세그먼트(607)가 배기 개구부의 외측 엣지에서 시작 및 종결되도록 해야한다는 것이다. 또한, 제2 세그먼트(607)가 제1 세그먼트(606)보다 긴 것이 바람직할 수 있다. 증착기의 배기 개구부 시스템의 규모는 일반적으로 전달 개구부 시스템의 규모보다 크다. 전달 개구부(601)의 모든 섹션은 증착기 표면의 고형 섹션에 의해 제한 개구부(604)의 가장 가까운 섹션으로부터 분리되는 것이 바람직하다.
본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기의 두 번째 기하학적 특성은, 외측 엣지로부터 외측 엣지로의 배기 개구부 시스템(608)의 최대 폭이, 인쇄된 피처의 의도 된 크기보다 작다는 것이다. 예를 들어, 50 제곱 ㎛의 피처를 인쇄하기 위해서, 배기 개구부(608)의 폭은 50 ㎛ 이하여야 한다. 이러한 기하학 구조와 관련하여 본원에서 사용된 바와 같이, "폭"은 인쇄 방향 및 기재 법선 모두에 직교하는 방향에서의 피처의 거리를 가리킨다. 도 6에 도시된 관점에서, 인쇄 방향(603)은 페이지의 상부 또는 하부를 향하고, 기재 법선은 인쇄 방향과 직교하는 방향으로 페이지 밖에 있다. 따라서, 배기 개구부(608)의 "폭"은 페이지를 좌측에서 우측으로 가로지르는 거리를 가리킨다.
본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착 장치의 세 번째 기하학적 특성은, 전달 개구부 시스템(609)의 최대 폭이 또한 인쇄된 피처의 의도된 크기 보다 작다는 것이다. 다시 본원에서 사용된 바와 같은 전달 개구부 시스템(609)의 "폭"은, 배기 개구부(608)에 대해 전술한 바와 같은 의미를 갖는다.
본원에 개시된 PDC 증착기의 실시양태는, DEC형 증착기보다 덜 예리한 제한을 나타낼 수 있다. 그러나, 전달 흐름은, 그것이 기원하는 전달 개구부와, 증착기와 기재 사이의 영역으로부터 미사용된 재료 및 캐리어 가스를 제거하는 배기 개구부와의 사이에서 보다 긴 경로를 따라갈 수 있다. 이는 전달 흐름 내의 유기 재료가 기재 상에 증착할 수 있는 시간이 더 많아서, 유기 재료의 보다 효율적인 이용이 이루어짐을 의미한다.
또한, 도 7a는 도 6과 관련하여 기술된 바와 같은 증착기에 의해 생성될 수 있는 흐름 패턴의 예를 도시한다. 수평축(701)은 x 방향으로(즉, 인쇄 방향에 직각이고 기재에 평행하게) 마이크론 단위로 변위를 제공하고, 수직축(702)은 y 방향으로(즉, 인쇄 방향과 평행하게) 전달 개구부(703)의 중심에 대해 마이크론 단위로 변위를 제공한다. 전달 흐름(704)은 전달 개구부로부터 배기 개구부(705)로 이동한다.
앞서 개시된 바와 같이, 전달 흐름(704)은 제한 개구부(707)로부터 배기 개구브(705)로 이동하는 제한 흐름(706)에 의해 둘러싸일 수 있다. 특히, 캐리어 가스에 비말동반된 대부분의 유기 재료는 전달 흐름(704)의 유선과 함께 잔류하여, 전달과 제한 흐름(704, 706)의 교차점에 의해 한정되는 포켓(708)에 그것을 국한시킨다. 이 교차점에서의 속도 분포는 일정하며 0이 아니다. 따라서, 전달 및 제한 흐름(704, 706)은 흐름 계면에서 서로 평행하게 유동한다. 이것은, 앞서 개시한 바와 같이, 그리고 예를 들어 흐름이 역평행한 미국 공보 제2015/0376787호에 기술 된 바와 같이, DEC 증착기에서의 흐름과 대조될 수 있다.
제한 흐름(709)의 보조 스트림은 증착기 엣지에 유입되거나 그 엣지로부터 제공될 수 있다. 제한 흐름(709)은, 예컨대 제한 흐름(706)이 제공되는 것과 유사하게 제한 가스의 공급원을 통해서, 능동적으로 제공되거나, 흐름(709)을 위한 별도의 생성 또는 전달 메커니즘 없이 챔버 주변의 조건으로부터 생성될 수 있다. 제한 흐름(709)은, 전달 흐름(704)이 개구부(705)의 먼 쪽으로 당겨지는 것을 방지하는 배기 개구부(705)의 적어도 일부분 주위에서 대체로 원호 형상인 영역(710)을 생성함으로써, 증착 영역을 확장시킬 수 있다. 즉, 추가의 제한 흐름(709)은 유기 기상을 이동시켜서, 그것이 전달 개구부를 대면하는 측 상의 배기 개구부로만 유입되게 하고, 배기의 대류 작용이 유기 기상 플룸을 확대시키는 것을 방지한다. 이는 바람직하지 않은 과분무, 또는 확대되고/되거나 덜 양호하게 획정된 피처를 방지할 수 있다.
도 7b는 인쇄 방향에 평행 한 단면을 따른, 도 7a와 동일한 흐름 패턴의 개략도를 도시한다. 앞서 개시된 바와 같이, 전달 흐름(704)(도 7a)은 인쇄 방향에 평행한 DE 스페이서(713)의 길이를 가로 질러 기재(712)와 접촉하게 된다. 증착기의 엣지로부터 공급된 추가의 제한 흐름은, 앞서 개시한 바와 같이 인쇄 방향을 따라 전달 흐름의 확산을 한정하는 정체면(714)을 생성한다. 이는, 제한 흐름이 인쇄 방향에 수직으로 확산되는 것을 방지하는 미국 공보 제2015/0376787호에 개시된 것과 같은 DEC형 배열과 유사하다.
도 6 및 7a∼7b에 도시된 바와 같은 PDC 증착기로 인쇄된 피처들에 대한 단면 두께 프로필의 예가 도 8에 도시되어 있다. 수평축(801)은 x 방향에서(즉, 증착 기와 기재의 상대 운동에 수직인 기재를 가로 질러) 증착기 중심선으로부터의 상대적인 변위를 나타낸다. 수직축은 임의 단위로 나타낸 그 위치에서의 유기 기상 j의 국소 플럭스를 나타낸다. 따라서 곡선의 형상은 증착기로 인쇄된 피처의 두께 프로필과 동일하다. 4개의 라인 클러스터는 100 ㎛(803), 200 ㎛(804), 300 ㎛(805) 및 400 ㎛(806)의 DE 간격을 갖는 증착기로 성장된 피처를 나타낸다. 이 결과로부터, 이 구성에서의 PDC 증착기에 있어서 최대 피처 두께와 피처 크기 모두의 주요 결정 요인은 DE라는 것을 알 수 있다. 이 예에서 사용된 바로는 "피처 크기"는 그의 최대 값(FW5M)의 5%에서의 프로필의 전체 폭을 가리키며, 그의 예는 DE = 200 ㎛의 경우에 있어 807로 표시되어 있다. 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기에 대해 제시된 유선, 인쇄된 피처 두께 프로필, 효율 추정치 및 다른 성능 데이터는 전산 유체 역학 소프트웨어를 사용하여 본원에 개시된 다양한 실시양태의 모의시험에 의해 얻었다.
앞서 개시된 바와 같이, 유기 재료의, 전달 흐름으로부터 기재 바로 위의 비교적 정체된 가스 층으로의 확산은, 기재 상의 유기 재료의 증착을 허용한다. 그러나, 전달과 제한 흐름 사이의 유기 재료의 확산은 일반적으로, 증착기에 의해 인쇄 된 피처들의 확장을 야기한다. 증착과 배기 개구부 사이의 간격이 넓어짐에 따라 두 공정 모두에서 이용되는 시간이 증가한다. 즉, 보다 높은 DE 간격은 일반적으로, 유기 재료의 증착 효율 및/또는 증착되는 재료의 양 모두의 증가뿐만 아니라 인쇄된 피처의 바람직하지 않은 확장도 초래한다. DEC 증착기와 같이, η과 인쇄된 피처 크기 사이에 상충이 존재한다. 그러나, 도 8에 도시된 결과에 의해 나타난 바와 같이, DEC 증착기 및 다른 OVJP 증착기 배열과 비교할 때, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 기하학 구조에 있어서는 덜 심각할 수 있다.
계속 도 8을 참조하면, 각 클러스터(803, 804, 805, 806)의 개별 프로필은 상이한 전달 개구부와 제한 개구부(DC) 사이의 간격을 갖는 PDC 증착기에 의해 생성된 프로필을 반영한다. 50 ㎛(807), 80 ㎛(808), 110 ㎛(809) 및 130 ㎛(810)의 DC 간격에 대한 프로필이 도시된다. 도 8에 나타난 바와 같이, 보다 큰 DC 간격을 PDC 증착기는 중심에서 덜 예리한 피크가 있는 보다 균일한 증착 프로필을 갖는 피쳐를 인쇄하는 경향이 있다. 예를 들어, 810에서 130 ㎛의 DC 간격에 대한 프로필은 50 ㎛ DC 간격(807)에 대한 프로필보다 더 넓은 중심 피크 및 더 균일한 폭을 지닌 프로필을 갖는다.
DE 간격이 약 300 ㎛ 미만인 경우, FW5M은 DC가 증가함에 따라 약간 증가하는 것으로 보인다. 그러나, DE 간격이 약 300 ㎛ 이상인 경우, FW5M은 DC가 증가함에 따라 약간 감소하는 것으로 보인다. 보다 큰 DC 간격은, 제한 가스가 배기 개구부에 도달하기 전에 x 축을 따라 더 안쪽으로 유동하여 전달 흐름 중 유기 기상의 외부 확산을 감소시키는 것을 필요로 할 것이다. 806에서 400 ㎛의 DE 간격에 대한 피처 프로필은 811에서 서로 교차하는데, 더 큰 DC 간격은 더 넓은 중심과 더 좁은 외측 엣지 테일을 갖는 피처를 생성하는 반면, 더 작은 DC 간격은 더 좁은 중심 및 더 넓은 테일을 갖는 프로파일을 생성하기 때문이다. 더 넓은 DC 간격은 또한 DE의 비교적 작은 값에 대해 η를 향상시키는데, 더 넓은 간격은 초기에 유기 기상이 기재 위의 보다 넓은 영역에 확산되게 하지만 DE 간격을 증가시키면 효과가 덜 현저해지기 때문이다.
도 9는, 901에서 마이크론 단위로 증착기의 DE 간격의 함수로서 정규화된 전체 증착 속도 J(902)를 플롯하는, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같은 증착기의 증착 속도를 도시한다. 902에 나타낸 전체 유기 플럭스 J는, 증착된 피쳐의 폭에 걸쳐 집적된, 앞서 개시된 바와 같은 j이다. DE 간격이 클수록 각각의 유량(2, 4 및 6 sccm)에 대해 전체 증착 속도가 높아짐을 알 수 있다.
또한, 도 10은 증착기 DE 간격(901)의 함수로서의 동일한 증착기 구성에 대한 재료 이용 효율 η(1001)을 도시한다. 보다 큰 DE 간격은, 유기 기상이 전달 흐름으로부터 확산되어 기재에 부착되는 데 이용되는 시간을 증가시키고, 이로써 앞서 개시된 바와 같이 J 및 η 모두의 증가를 야기함을 알 수 있다. 특히, J는 약 200 ㎛ 미만의 DE 간격에 대해 QD로부터 거의 독립적이다. 이러한 구성에서, DE 간격은 확산 경계층이 기재 위에 전개되기에 충분하지 않다. 또한, 2 sccm(1002) 및 4 sccm(1003)의 전달 개구부를 통한 질량 유량(QD)을 갖는 증착기들 사이의 증착 속도의 차이가 특히 약 200 ㎛ 초과의 DE에 있어서 증가한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 4 sccm(1003)과 6 sccm(1004)의 질량 유량들 사이의 J의 차이는 관찰된 DE의 범위에 걸쳐 비교적 현저하지 않은 채로 있다.
보다 높은 QD 값으로 전달 개구부로부터 토출된 추가 재료는 배기 개구부를 통해 추출되기 전에 기재에 침투하지 않을 수 있기 때문에, 이러한 결과가 부분적으로 설명될 수 있다. 따라서, 재료 이용은 덜 효율적이게 되고, η 및 QD는 약 200 ㎛ 이하의 DE 간격에 대해 거의 비례 관계를 가질 수 있다. η과 QD 사이의 관계는 보다 높은 DE 값에서는 덜 민감해지지만, 일반적으로 QD가 증가함에 따라 η이 여전히 감소한다.
도 6∼7에 도시된 바와 같은 증착기 구성을 이용한 도 8에 도시된 피처들에 대한 피처 크기의 경향은 도 11a에 도시되며, 도 11a는 인쇄된 피처의 FW5M(최대 폭 내지 최대 프로필의 5%)을, 마이크론 단위로 증착기의 DE 간격의 함수로서 도시한다. 이 플롯이 도시하는 바와 같이, 증착기 DE 간격의 길이는 피처 크기에 가장 뚜렷한 영향을 주며, 이때 피쳐 크기는 DE 크기에 따라 선형적으로 또는 거의 선형적으로 증가함이 확인된다.
피처 크기에 대해 다음으로 가장 중요한 영향은 증착기의 DC 간격의 값에 의존한다. 증착기에 의해 인쇄된 피처 크기는, 20 ㎛(실선 1103으로 연결되어 있는 채워진 도트 1102), 80 ㎛(파선 1105에 의해 연결되어 있는 빈 도트 1104), 110 ㎛(점선 1107에 의해 연결되어 있는 Xs 1106) 및 130 ㎛(쇄선 1109에 의해 연결되어 있는 채워진 삼각형 1108)의 DC 간격에 대해 나타낸다. 앞서 언급한 바와 같이, DC 거리를 증가 시키면 DE 거리가 약 300㎛ 미만일 때에는 생성된 피처의 FW5M이 증가하고, 그 외에는 FW5M이 감소한다는 것을 알 수 있다. 특정 예로서, 300 ㎛의 DE를 갖는 도 6∼7에 도시된 바와 같은 PDC 증착기 의해 인쇄된 피처의 FW5M은, DC 분리가 80 ㎛에서 110 ㎛로 증가함에 따라 169 ㎛에서 151 ㎛로 감소한다.
마찬가지로, 도 11b는 2 sccm의 QD 유량에서의 100 ㎛(1109), 200 ㎛(1110), 300 ㎛(1111) 및 400 ㎛(1112)의 DE 거리에 대한 증착기의 DC 거리에 대해 마이크론 단위로 나타낸 증착기의 DC 거리의 함수로서, 마이크론 단위로 나타낸 인쇄된 피처 폭을 도시한다. 도시된 바와 같이, 보다 큰 DC 거리가 전달 개구부 아래의 초기 증착 구역의 폭을 증가시키기 때문에, 상대적으로 짧은 DE 길이에서 DC와 함께 피처 크기가 증가하는 것으로 밝혀졌다. 반대로, DE 거리가 보다 클 경우, 인쇄된 피처 폭은 보다 높은 DC 거리에서 감소한다. 이는, 보다 넓게 이격된 제한 개구부로부터 중심 배치된 배기로 향하는 캐리어 가스의 내부 대류가, 전달 흐름에서의 유기 기상의 외부 확산을 저해하기 때문이다.
총 증착 질량 유량(QD)은 인쇄된 피처 크기에 대해 비교적 적거나 미미한 효과를 갖는데, 증착기에 대한 QE 및 QD의 값은 비례하여 조정되는 것으로 추정된다. 도 11a의 DE 및 DC 조건들의 각각의 세트에 대해 플롯된 3개의 별개의 점들은 QD = 2, 4 및 6 sccm에 대한 FW5M 값을 나타낸다. 도 8∼11을 참조하여 논의된 다른 모든 예들에 있어서, QE/QD = 4이고 QC/QD = 1.5이다. 인쇄된 피처 크기는 상이한 가스 유량에도 불구하고 함께 군집화되는 것이 확인되었다.
피처 크기가 유량에 의존하지 않는다는 결과는 예상치 못한 것이다. 이러한 결과는 반직관적인 것인데, 전달 가스와 제한 가스의 근접한 흐름들 간의 확산이, 인쇄된 피처의 확장을 야기하는 것이 일반적이기 때문이다. 따라서 확장은 유기 기상이 증착기 아래에 남아 있는 총 시간, 따라서 가스 속도에 의존하는 것으로 예상된다. 이 명백한 모순은, 가장 근접한 유체 라미나로부터의 유기 기상만이 높은 전달 유량에서 기재에 도달할 수 있음을 언급함으로써 설명될 수 있다. 이들 라미나의 속도는 벌크의 속도보다 훨씬 느리다. 기재 근처의 전달 가스의 운동은 전체 유량에 의해 크게 영향을 받지 않으므로, 피처 크기도 그러하다.
DE 스페이서의 길이는 DEC 증착기 아래의 유동장의 특징적인 길이를 한정한다. 따라서, 전달 젯은 일반적으로, 기재 상에 유기 기상을 증착하기기 위해 DE 거리의 약 2∼3배 초과인, 기재와 증착기 하부 표면 사이의 플라이 높이 갭(g)을 가로 지르지를 수 없다. 그러므로 DEC 증착기의 성능은 보다 큰 플리이 높이에서 현저히 감소할 수 있다. 대조적으로, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기 구성에서의 보다 큰 DE 간격은, 보다 큰 플라이 높이에서 PDC 증착기가 작동되도록 하여, 제조 조건 하에서 증착기와 기재 간의 충돌 위험을 감소시킨다.
또한, 도 12a는 DEC 증착기 및 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기에 대한 플라이 높이(g)의 함수로서 재료 이용 효율(η)의 플롯을 도시한다. 두 증착 디자인 모두에 있어서 플라이 높이가 증가하면 재료 이용 효율이 감소한다. 그러나, PDC 증착기 디자인이, 연구된 플라이 높이의 범위에 걸쳐 비교가 되는 DEC 증착기의 3배의 효율을 가질 수 있다는 것이 밝혀졌다. PDC 증착기에 대한 효율 곡선은 실선(1202)으로 나타내고, DEC 증착기에 대한 곡선은 파선(1203)으로 나타낸다. PDC 증착기는 g = 100 ㎛에서 η = 0.1로 작동될 수 있는 반면, 비교가 되는 DEC 증착기는 일반적으로, 필적하는 성능을 성취하기 위해서 g = 30 ㎛ 내에 유지되어야 한다.
또한, 도 12b는 DEC 증착기(1205)와 비교하여 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기(1204)로 인쇄된 피처로부터 기대되는 FW5M의 플롯을 도시한다. 피처 크기는 DEC 증착기보다 PDC 증착기에 대한 플라이 높이의 범위에 걸쳐 보다 안정적임을 알 수 있다. 예를 들어, 최대 허용 피처 크기가 140 ㎛인 경우, PDC 증착기는 100 ㎛의 플리이 높이(g)에서 작동될 수 있는 반면, 비교가 되는 DEC 증착기는 75 ㎛ 이하의 플라이 높이를 필요로 할 수 있다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는, 증착기가 요구되는 재료 이용 효율 또는 피처 사양에 부합할 수 있는 플리이 높이의 범위를 확장시킨다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같은 곧은 측벽을 갖는 원형 개구부는 보다 높은 QD 값에서 전달 및 제한 흐름 사이에 바람직하지 않은 혼합을 일으킬 수 있는 와류를 생성할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기의 일부 실시양태는 개구부를 둘러싸는 모따기형 측벽을 사용함으로써 그러한 와류를 방지 또는 억제한다. 모따기형이 아닌 측벽 PDC 증착기 및 모따기형 증착기에 의해 생성된 유동장의 예가 각각 13a 및 13b에 도시된다. 도 13a에서, 전달 흐름은 곧은 벽의 전달 개구부(1301) 및 제한 개구부(1302)를 통해 증착기 단면에 분사된다. 도 13b는 전달 및 제한 개구부가 모따기형 측벽(1303)을 갖는 유사한 구성을 도시한다. 곧은 개구부는 전달 및 제한 개구부들(1301, 1302) 사이에 재순환 셀(1304)을 생성할 수 있고, 제한 개구부(1302)의 외부에 더 강한 재순환 셀(1305)를 생성할 수 있다. 전달 개구부와 제한 개구부 사이의 재순환 셀은 모따기형 측벽을 위해 사라지고, 외부 재순환 셀은 크게 최소화된다.
모따기형 배열에는 이러한 재순환 구역이 없어서, 전달 흐름과 제한 흐름 사이의 대류 혼합이 상당히 감소되거나 제거된다. 이는 곧은 측벽 및 모따기형 측벽 경우에 대해 각각 도 14a 및 14b에 플롯된 유기 플럭스 윤곽으로부터 알 수 있다. 도 14a의 곧은 측벽 배열은, 인쇄 방향을 따라 외측으로 연장되는 증착의 로브(1402)를 갖는, 중앙 부근의 높은 유기 플럭스(1401)의 구역을 나타낸다. 추가의 증착 로브(1403)는 인쇄 방향에 직각으로 중심으로부터 외측의 측 방향으로 연장된다. 이러한 증착 영역은 인쇄된 피처를 확장시키지만, 이것은 도 13b에 도시된 바와 같이 전달 및 제한 개구부가 모따기형인 경우에 감소되거나 제거될 수 있다.
일부 실시양태에서, 바람직한 인쇄된 피처 기하학적 구조 또는 배열을 달성하기 위해서 기재 위에 증착기의 다중 패스를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 챔버 압력에서 2 sccm의 N2 전달 흐름의 총 질량 유량 QD에 대해, 최적의 DE 스페이서 길이는 250 ㎛이다. 50 ㎛의 DC 거리 및 50 ㎛의 플라이 높이 g로, 120 ㎛의 FW5M을 갖는 피처를, 직경 20 ㎛의 전달 및 제한 개구부 및 직경 35 ㎛의 배기 개구부를 갖는 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기를 사용하여 인쇄할 수 있다. 이러한 디바이스의 재료 이용 효율은 약 20%이며, 이는 비교가 되는 DEC 증착기로 달성할 수 있다고 생각되는 효율의 약 2배이다. 그러나, PDC 증착기로부터의 피처 균일도는 도 1∼2에 대하여 기술된 바와 같은 OLED에서의 사용을 위한 것과 같은, 전기적으로 유용한 박막을 단일 패스로 인쇄하도록 하기에 불충분할 수 있다. 따라서, 일부 실시양태에서 피처는 2 이상의 패스로 인쇄될 수 있다. 도 15는 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기에 의한 2회 패스로 생성된 증착 프로필을 도시한다. 별도의 패스들로 증착되는 2개의 동일한 피처들(1501)은 거리(1502)만큼 서로 오프셋될 수 있고, 이로써 피처 중심 주위에 원하는 폭에 걸쳐 요구되는 두께 균일도를 갖는 복합 피처(1503)를 생성하도록 중첩을 유발할 수 있다. 분리 거리(1502)는 도 8∼12를 참조하여 기술된 바와 같이 계산되거나 측정된 피처 프로필 및/또는 폭에 기초하여 결정될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 매우 균일한 피처는 도 16에 도시된 종류의 증착기를 사용하여 달성될 수 있다. 이 배열에서, 제1 전달 개구부(1601)는 제2 전달 개구부(1602)로부터, 인쇄 방향(603)에 수직으로 측정된 거리 Δ(1603)만큼 오프셋될 수 있다. 앞서 개시된 바와 같이, 2 이상의 배기 개구부(1604)는 인쇄 방향에 평행한, 증착기의 중심선을 따라 등거리 지점에 위치될 수 있다. 앞서 개시된 바와 같은 제한 개구부(1605)는 각각의 전달 개구부의 각각의 외측에 배치될 수 있다.
전달, 배기 및 제한 개구부는 앞서 개시된 바와 같이 원형, 타원형, 직사각형 또는 임의의 다른 바람직한 형상일 수 있다. 예를 들어, 이 구성에서 배기 개구부(1604)는 인쇄된 피처의 두께 균일도를 개선하기 위해 정사각형일 수 있다. 원형 배기 개구부(1604)는 증착기의 폭을 따라 전달 흐름을 위한 상이한 경로 길이를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이것은 증착기의 중심선을 향해 전달 흐름의 유선을 배향시켜, 보다 예리한 피크가 있는 증착 프로필을 생성하고, 분산된 전달 개구부의 이점을 감소시킨다.
도 17은 전달 개구부 분리 거리(Δ)의 범위에 대해 도 16에 도시된 증착기 구성에 의해 생성된 피처에 대한 증착 프로필을 도시한다. 피처의 스케일 및 위치는 도 8에서 사용된 것과 동일하다. 오직 단일 전달 개구부를 갖는 증착기에 의해 생성된 비교가 되는 피처는 1701에 참조로 도시된다. 40 ㎛(1702), 80 ㎛(1703), 120 ㎛(1704) 및 160 ㎛(1704)의 전달 개구부 분리를 위한 피처 프로필이 도시된다. 154 ㎛의 FW5M으로, 40 ㎛의 분리 거리 Δ에 대해 91%의 바람직한 균일도를 얻을 수 있음이 밝혀졌다.
앞서 개시된 바와 같이, 다양한 형상이 전달, 제한 및 배기 개구부에 사용될 수 있다. 도 18은 증착기의 폭을 가로 질러 유기 기상의 보다 균일한 분산을 제공하도록, 전달 및 제한 개구부가 직사각형인 실시양태를 도시한다. 앞서 도시되고 기술된 바와 같은 원형 전달 개구부 구성은 대부분의 전달 흐름을 각각의 개구부의 중심을 향하도록 배향시킬 수 있다. 대조적으로, 전달 개구부(1801)와 같은 직사각형 슬릿 개구부는 유기 기상을 원하는 증착 구역에 걸쳐 보다 균일하게 확산시킬 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 직사각형 제한 개구부(1802)는, 일부 실시양태에서 전달 흐름과 제한 흐름 사이에 보다 신속한 전이를 제공함으로써 원형 개구부보다 더 효과적일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 직사각형 배기 개구부(1803)는 도 17에 대하여 기술된 전달 가스의 유선에 균일한 경로 길이를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 전달 개구부(1801)와 제한 개구부(1804) 사이의 칸막이는, 전달 및 제한 흐름이 순조로운 스트림으로서 증착기와 기재 사이의 갭으로 유입되도록, 증착기 중 포켓 내에서 함몰될 수 있다.
도 19는 다음의 구성, 즉 1901에서 (g = 50 ㎛, DE = 200), 1902에서 (g = 50 ㎛, DE = 300), 1903에서 (g = 100 ㎛, DE = 200), 및 1904에서 (g = 100 ㎛, DE = 300)의 구성을 위한 정사각형 개구부 증착기에 의해 증착된 피처들의 두께 프로필을 도시한다. 최적의 성능은 100 ㎛의 플라이 높이(g)와 310 ㎛의 DE 거리에서 얻어질 수 있음을 발견하였다. 증착기에 의해 생성된 피처는 93.4%의 두께 균일도 및 150 ㎛(1907)의 FW5M을 갖는다. 이것은 η = 0.090의 재료 이용 효율로 작동한다.
일부 실시양태에서, 증착기는 반복적인 어레이로 배열된 다중 PDC 증착기 유닛을 포함할 수 있으며, 따라서 다중 피처가 동시에 증착될 수 있다. 예를 들어, 도 20은 단일 노즐 블록에서 선형 어레이(2002)로 배열되어 있는, 도 18에 도시된 바와 같은 복수 증착기 구성(2001)을 포함하는 배열을 도시한다. 노즐 블록의 증착기 면은 기재의 면에 평행하며, 인쇄 방향은 305로 나타낸다. 이 구성은 도 3에 도시된 DEC 노즐 어레이의 구성과 유사하다. 개별 증착기는 서로 간섭하지 않도록 설계 및 배치될 수 있으며, 따라서 각각의 증착기의 성능은 전체 어레이 크기와 무관하다. 어레이 아래의 유동장의 주기는 추정될 수 있으나, 이는 어레이의 말단 근처에서 덜 정확할 수 있다. 일부 실시양태에서, 증착기 상의 그러한 엣지 효과를 감소시키거나 최소화하기 위해서, 오직 배기 및 제한 개구부만을 갖는 하나 이상의 비증착 유닛(2003)이 어레이의 말단에 배치될 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같은 복수 증착기의 어레이를 포함하는 노즐 블록은, RGB OLED 디스플레이의 발광층과 같은 적용을 위해 균일하게 이격된 라인들의 어레이를 인쇄하는 데 사용될 수 있다. 이러한 적용에서 증착기는 바람직한 인쇄된 라인 어레이와 동일한 피치로 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 이것이 가능하지 않을 경우, 라인 어레이가 다중 패스로 인쇄될 수 있도록, 증착기가 2004에서 복수의 라인 피치로 분리될 수 있다. 증착기 레이아웃의 간격은 또한. 증착되는 재료에 대한 작동 온도에서 예상되는 어레이의 열 팽창을 고려하여 선택될 수 있다. 도 20은, 제한 개구부가 단일 증착기에 제한 가스를 제공할 수 있는 배열을 도시한다. 이러한 배열은, 증착기가 이것이 인쇄하는 피처의 크기에 비해 상대적으로 넓은 피치로 이격되어 있는 마이크로어레이 디자인에 적합할 수 있다. 어레이는 증착기들 간의 분리 공간(2005)과 같은, 제한 흐름이 필요하거나 요구되지 않는 영역을 포함 할 수 있으며, 따라서 이들 영역에서의 가스 흐름은 정체 상태로 유지될 수 있다. 그러나, 전달 흐름 레인의 양 측이 제한 흐름으로 감싸지는 것이 바람직할 수 있다.
대안적으로, 단일 제한 개구부는 복수 증착기 배열에 제한 흐름을 제공하는 데 사용될 수 있다. 도 21은, 제한 개구부(2101)가 2개의 인접 증착기(2102)에 제한 가스를 제공할 수 있는 노즐 블록을 도시한다. 이 구성은 피처 크기가 증착기 피치(2103)에 비해 상대적으로 넓은 마이크로어레이 디자인에 유용할 수 있다. 이것은, 증착기가 보다 근접하게 이격되는 것을 허용하면서 개구부의 수를 최소화함으로써 노즐 블록의 복잡성을 줄일 수 있다. 제한 흐름의 폭은 전달 흐름의 폭과 거의 동일하며, 따라서 인쇄된 피처의 원하는 FW5M이 증착기 피치의 30% 초과일 경우, 인접 증착기들의 제한 흐름 개구부를 분리하는 데에 이점이 없다.
예를 들어, 120 ㎛의 FW5M 및 320 ㎛의 피치를 갖는 라인들의 어레이가 바람직한 경우, 320 ㎛의 피치 또는 이의 복수를 갖는 증착기 어레이가 사용될 수 있다. 320 ㎛의 피치를 갖는 증착기 어레이는 단일 패스로 라인들을 인쇄할 수 있다. 이러한 디바이스는, 예를 들어 각각의 제한 개구부가 2개의 인접한 증착기들에 제한 가스를 제공하도록 설계될 수 있다. 다른 예로서, 960 ㎛의 피치를 갖는 증착기 어레이는 라인들을 인쇄하기 위해 3회의 패스를 필요로 할 수 있고, 각각의 제한 개구부가 오직 하나의 증착기에만 제한 가스를 제공하도록 구성될 가능성이 있다.
도 21에 도시된 배기 개구부(2104)는 인접 증착기를 유연하게 연장시키는 연속 슬릿일 수 있다. 이는 노즐 어레이의 설계 및 제조를 간소화한다. 전달 및 제한 개구부 사이의 칸막이는 흐름을 다소 교란시키지만, x 방향으로의 유동장의 유입구 및 유출구 조건에는 최소한의 변화가 있다. 전달 및 제한 가스 스트림이 비슷한 점도를 갖는 경우, 이들은 조성의 차이만으로 규정되고, 유동장은 효과적으로 2차원이 된다. 이러한 디자인은, 예를 들어, 개별 유닛의 단순성이 요구되는 조밀하게 패킹된 증착기들의 어레이와 함께 사용하기에 유리할 수 있다. 도 8과 관련하여 개시된 바와 같이, 배기에 근접한 전달 흐름 중 기상의 확산성 퍼짐을 상쇄시키기 위해 x축을 따른 유동장의 변화가 이용될 수 있기 때문에, 상기 디자인은 별개의 배기 개구부들의 어레이와 비교하여 불리할 수 있다.
도 22a는 도 21에 도시된 것과 같은 증착기 구성에 의해 생성된 가스 흐름의 유선을 도시한다. 이 예시에서, 전달 개구부(2201)는 폭이 100 ㎛이고, 10 ㎛의 격막(2202)에 의해 인접한 제한 개구부로부터 분리된다. 전달 개구부들 사이의 제한 개구부(2203)는 317 ㎛의 증착기 피치를 위해 폭이 207 ㎛이다. 전달 유량(2204)은 증착기당 4 sccm이고 제한 유량(2205)은 증착기당 8.3 sccm이다. 이러한 유량은, 예를 들어, 증착기의 중간선으로부터 배기 개구부(2206)로의 흐름이 그의 폭을 가로 질러 일정하도록 선택될 수 있다. 배기 개구부를 통한 흐름은 조합된 전달 흐름과 제한 흐름의 약 2배일 수 있다. 그 차이는 증착기 면의 엣지(2208)로부터 배기 개구부로 유동하는 어레이 주위의 가스 분위기로부터 유래된 제2 제한 흐름(2207)에 의해 이루어진다.
이 증착기 배열로 인쇄된 피처에 대한 증착 프로필은, 도 8에서 사용된 것과 동일한 스케일 및 위치를 이용하여 도 22b에 도시되며, 이때 수직축은 인쇄된 피처의 최대 두께로 정규화된다. 도시된 바와 같이, 그 피처는 100 ㎛의 플라이 높이(g)에서 107 ㎛의 FW5M, 69%의 균일도 및 5.8%의 재료 이용 효율을 갖는 것으로 밝혀졌다. 피처가 60 ㎛까지 오프셋된 증착기에 의해 2회 패스로 증착되는 경우, 96%의 균일도를 달성할 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는 중간 크기의 피처의 OVJP 인쇄에 특히 적합할 수 있다. 이러한 피처는 여전히 개별적으로 1 밀리미터 이하의 크기이지만, 25∼50 ㎛ 범위의 측벽 높이는 필요하지 않을 수 있다. 이 스케일에서, 인접한 피쳐들 사이의 전이는 증착의 전체 효율보다 덜 중요할 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기 및 기술은, 약 250∼300 ㎛보다 크지 않은 피처, 즉, 약 250∼300 ㎛ 이하의 기재를 가로 질러 평행한 방향으로 최대 주축 치수를 갖는 피처에 특히 적합할 수 있다.
앞서 개시된 바와 같이, 원하는 피처 크기 및 해상도에 따라, 본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기 구성 부재 및 노즐 블록을 위해 다양한 치수가 선택되고 사용될 수 있다. 일반적으로, 배기 개구부(들)가 전달 개구부(들)보다 넓어서, 적어도 부분적으로는, 배기 개구부를 통해 회수되는 재료의 총 질량 유동이 전달 개구부를 통해 제공되는 총 질량 유동보다 크도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 노즐 블록 또는 PDC 증착기 내의 배기 개구부(들)를 통해 회수된 불활성 가스의 몰 유량은, 앞서 개시된 바와 같이, 노즐 블록 또는 증착기 내의 전달 개구부(들)에 의해 제공된 불활성 가스의 총 몰 유량보다 큰 것이 바람직할 수 있다. 또한, 배기 개구부(들)는 본원에서 앞서 정의된 바와 같이 원하는 피처 크기 이하의 최대 폭을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 노즐 블록 또는 PDC 증착기 내의 배기 개구부(들)의 최대 폭은 100, 200, 300, 400 또는 500 ㎛이거나, 보다 일반적으로는 약 100∼500 ㎛ 범위의 임의의 폭일 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 PDC 증착기는 표준 MEM 가공 기술을 이용하여 전달, 제한 및 배기 개구부의 원하는 구성으로 실리콘 막을 에칭함으로써 물리적으로 구현될 수 있다. 도 23은 실리콘 막으로 제조된, 본원에 개시된 바와 같은 노즐 어레이(2301)의 예를 도시한다. 심도 반응성 이온 에칭 또는 KOH 습식 에칭과 같은 기술을 이용하여 원하는 측벽 프로파일을 갖는 웨이퍼 관통 개구부를 제조할 수 있다. 막 뒤에 Si의 다중층을 부가함으로써 개구부에 라우팅 채널을 제공할 수 있다. 이들 층은 융착과 같은 공정을 이용하여 막에 부착될 수 있다. 막 자체는, 더 이상 필요하지 않을 때 용해 웨이퍼 공정에 의해 제거되는 핸들 층에 의해 지지되는, 실리콘-온-산화물(SOI) 웨이퍼의 디바이스 층일 수 있다. 막은 Kovar 또는 Si와 유사한 열 팽창 특성을 갖는 다른 재료로 제조된 연마 된 금속 뒷받침판(2302) 상에 납땜될 수 있다. 이 공정의 일례가 미국 특허 제8,944,309호에 기술되어 있으며, 이 특허의 개시내용은 그 전체가 참고로 인용된다. 상기 뒷받침판은 앞서 개시된 바와 같은 DEC 증착기와 유사하게. 승화 소스 및 마이크로노즐 어레이로의 유체 흐름 또는 그로부터의 유체 흐름을 제공하는 채널의 네트워크를 포함하는 가열된 주입 블록(2303)에 연결될 수 있다. 주입 블록은 이들 채널을 뒷받침판에 연결하는 하나 이상의 포트(2304)를 가질 수 있다. 포트 및/또는 뒷받침판의 뒷면에 있는 그의 메이트는, 금속 또는 고온 엘라스토머 개스킷(2305)에 필요한 눌림쇠로 둘러싸일 수 있다. 이 개스킷에 대한 압박은 뒷받침판을 주입 블록에 유지시키는 볼트(2306)에 의해 제공된다.
본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 본원에 기술된 다수의 물질 및 구조는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 따라서, 특허 청구된 본 발명은 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에 기술된 특정 실시예 및 바람직한 실시양태로부터 유래하는 변형예를 포함할 수도 있다. 본 발명이 왜 효과가 있는지에 관한 다양한 이론을 한정하려는 의도는 없음을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 캐리어 가스 및 기재 상에 증착될 유기 재료의 공급원과 유체 연통하는 전달 개구부;
    전달 개구부 앞에 배치된 제1 배기 개구부;
    전달 개구부 뒤에 배치된 제2 배기 개구부;
    전달 개구부에 측 방향으로 인접하여 배치된 제1 제한(confinement) 가스 개구부; 및
    전달 개구부에 측 방향으로 인접하고 제1 제한 가스 개구부에 대해 제1 제한 가스 개구부와 대향하여 배치된 제2 제한 가스 개구부
    를 포함하는 유기 기상 젯 인쇄(organic vapor jet printing: OVJP) 증착기.
  2. 제1항에 있어서, 전달 개구부, 제1 및 제2 배기 개구부, 그리고 제1 및 제2 제한 가스 개구부는, 증착기가 기재 상에 유기 재료를 증착하도록 작동될 때, 전달 개구부로부터 제1 및 제2 배기 개구부 중 1 이상으로의 재료의 제1 흐름이, 제1 및 제2 제한 가스 개구부 중 1 이상으로부터의 재료의 제2 흐름과 평행하도록 증착기의 표면 상에 배열되는 것인 증착기.
  3. 제1항에 있어서, 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 증착기와 기재의 상대 운동의 방향에 평행한 전달 개구부의 치수가, 제2 배기 개구부에 가장 가까운 전달 개구부의 엣지와 전달 개구부로부터 가장 먼 제2 배기 개구부의 엣지 사이의 거리보다 짧은 것인 증착기.
  4. 제1항에 있어서, 제1 배기 개구부는, 증착기가 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 기재 상에 인쇄될 피처(feature)의 폭보다 작은 폭을 갖는 것인 증착기.
  5. 제1항에 있어서, 제1 배기 개구부가 50 ㎛ 이하의 폭을 갖는 것인 증착기.
  6. 제1항에 있어서, 제1 배기 개구부 및 제2 배기 개구부가 타원형 또는 원형인 증착기.
  7. 제1항에 있어서, 제1 배기 개구부 및 제2 배기 개구부가 직사각형인 증착기.
  8. 제7항에 있어서, 제1 및 제2 제한 가스 개구부가 직사각형인 증착기.
  9. 제7항에 있어서, 전달 개구부가 직사각형인 증착기.
  10. 제1항에 있어서, 전달 개구부가 모따기형(chamfered) 측벽을 갖는 것인 증착기.
  11. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 제한 개구부가 모따기형 측벽을 갖는 것인 증착기.
  12. 제1항에 있어서, 증착기의 전달 개구부와 배기 개구부 사이의 간격(DE)이 400 ㎛ 이하인 증착기.
  13. 제1항에 있어서, 증착기의 전달 개구부와 제한 개구부 사이의 간격(DC)이 130 ㎛ 이하인 증착기.
  14. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 배기 개구부의 폭이 전달 개구부의 폭보다 큰 것인 증착기.
  15. 제1항에 있어서, 기재 상에 재료를 증착하도록 작동될 때, 제1 및 제2 배기 개구부를 통한 불활성 가스의 전체 몰 유량(molar flow)이, 전달 개구부를 통한 불활성 가스의 몰 유량보다 큰 것인 증착기.
  16. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 배기 개구부 각각이 500 ㎛ 이하의 최대 폭을 갖는 것인 증착기.
  17. 제16항에 있어서, 제1 및 제2 배기 개구부 각각이 100∼500 ㎛ 범위의 최대 폭을 갖는 것인 증착기.
  18. 선형 어레이로 배열되어 있는 제1항에 기재된 복수의 증착기를 포함하는 OVJP 노즐 블록.
  19. OVJP 증착기를 작동하는 방법으로서,
    OVJP 증착기 내의 전달 개구부로부터 기재 상에 증착될 유기 재료를 함유하는 전달 가스를 제공하는 단계;
    전달 개구부에 측 방향으로 인접하여 배치된 제1 제한 가스 개구부, 및 전달 개구부에 측 방향으로 인접하고 제1 제한 가스 개구부에 대해 제1 제한 가스 개구부와 대향하여 배치된 제2 제한 가스 개구부를 통해, OVJP 증착기와 기재 사이의 영역에 제한 가스를 제공하는 단계; 및
    전달 개구부 앞에 배치된 제1 배기 개구부 및 전달 개구부 뒤에 배치된 제2 배기 개구부를 통해, OVJP 증착기와 기재 사이의 영역으로부터 재료를 회수하는 단계
    를 포함하는, OVJP 증착기를 작동하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제1 및 제2 배기 개구부를 통한 불활성 가스의 전체 몰 유량이, 전달 개구부를 통한 불활성 가스의 몰 유량보다 큰 것인 방법.
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