201033400 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於氣相沈積源、系統、及相關的沈積方法。 更特定言之，本發明係關於氣相沈積源，其係使用於難以 控制或以不穩定方式蒸發或昇華之材料。舉例而言，本發 明尤其可應用於沈積諸如有機發光裝置（OLED)中所使用 之有機材料。 本申請案主張2008年12月18曰申請之美國臨時申請案第 籲 61/138,682號之權利’其題為「用於有機材料之沈積之非 真空沈積源、系統、及相關的方法」，該案之全文以引用 的方式併入本文中以用於所有的目的。 【先前技術】 有機發光裝置（亦被稱為有機電致發光裝置）通常係藉由 將二個或更多個有機層夾置於第一與第二電極之間而構 成。在具有習知結構之被動矩陣有機發光裝置中，在諸如 • 玻璃基板之透光基板上形成例如銦錫氧化物陽極之複數個 橫向間隔的透光陽極作為第一電極。隨後在保持於通常小 ’藉由來自各個源之各個
於一微米汞柱之減壓下的腔室内 有機材料之氣相沈積，相繼形出 施加一電位（亦被稱為— 驅動電壓）在適當的行（陽極）及
145406.doc 201033400 置。當一陰極相對於一陽極負偏壓時，光從由該陰極及該 陽極之重疊區域所界定之像素發射出，且所發射之光通過 該陽極及該基板到達一觀察者。 在一主動矩陣有機發光裝置中，藉由薄膜電晶體提供陽 極陣列作為第一電極’該等薄膜電晶體係連接至各自的透 光部分。藉由實質相當於上述該被動矩陣裝置之結構的方 式之氣相沈積相繼形成二個或更多個有機層。於該等有機 層之最上層上沈積一共用陰極作為第二電極。美國專利第 5,550,066號中描述一例示性主動矩陣有機發光裝置之結構鬱 與功能，其全部揭示内容以引用的方式併入本文中以用於 所有的目的。 可用於構造有機發光裝置的有機材料、氣相沈積有機層 之厚度、及層組態描述在諸如美國專利第4 356 429號第 4,539,507號、第 4,720,432號、及第 4,769,292號中，其全 部揭示内容以引用的方式併入本文中以用於所有的目的。 用於OLED之一例示性的有機材料被稱為蝴3(三（8羥基 喹啉)鋁)。此材料及與其相似的其他材料之特徵通常為具© 有較差的導熱&，此使得難以均句地力α熱該材料使其蒸 發。此外’此等有機材料通常係以粉末或顆粒形式提供， 其亦使得難以均句地加熱該材料。在室溫或沈積溫度或二 者下，此等材料亦可呈液態。該種材料之非均勻性加熱導-致該材料之非均句的汽化（經由昇華）。朝向—基板或結構 之此非均句的蒸氣通量將促使—有機層形成於其上，該有 機層將具有與該非均句蒸氣通量相符的-非均句層厚度。 145406.doc -4- 201033400 用於在製造有機發光裝置之結構上熱物理氣相沈積有機 層之來源描述於Spahn之美國專利第6,237,529號中。用於 沈積有機層之另一種來源描述於Klug等人之美國專利第 6,837,939號。用於沈積有機層之該等等人之 來源代表此技術之現狀。此等來源試圖藉由利用代替該材 料之顆粒形式之固冑或塊狀材料來對抗在沈積此等材料中 所經受的非均勻性。該Spahn來源係使用擋板及穿孔板之 _ ㉟置以f助最小化微粒，該等微粒可藉由該來源材料而喷 射，但是無法解決該上述均勻性問題。該Klug等人之來源 使用可將沈積材料之壓縮球粒推進入一加&區及播板與穿 孔板之配置中之機構以對抗該均勻性問題。然而，該κι叫 等人之來源複雜且不能調節及/或計量該被蒸發的材料。 【發明内容】 本發明由此提供氣相沈積源及沈積方法，其提供非均勻 地或以一不穩定的方式蒸發或昇華的材料之穩定的且可控 • 制的通量。此等材料之特徵通常為具有較低或較弱導熱 性、粒狀、片狀、或粉狀稠度中之一或多項及一或多種無 機組份。此外，此等材料通常以一不穩定的或難以調節的 方式從固態昇華而非從液態（熔融態）蒸發。昇華之材料亦 對熱處理敏感，其可在窄幅溫度範圍内理想地昇華，但是 非理想地分解。此等材料並非必要呈固態，可在室溫或沈 積溫度或兩溫度下呈液態。 根據本發明之沈積源及方法因此提供以一種方式來可控 制地加熱沈積材料的能力，該方式使蒸發或昇華最優化且 145406.doc 201033400 使非均勻加熱、沈積材料在坩堝中不期望部分的加熱、及 沈積材料被加熱至蒸發或昇華時不期望產生之分解減至最 〇 本發明之沈積源及方法尤其適合於沈積有機材料，用以 在有機發光裝置中形成一個或更多個層。 在本發明之一態樣中，提供一真空沈積源。該真空沈積 源包括一封入體，其經組態而置於一真空沈積系統之一真 空腔至内。該封入體包括一個或更多個可彼此分離的部 为，一閥，至少部分位於該封入體内，該閥具有一輸入側 _ 及一輸出側；一坩堝’其包括一封蓋板，其中該封蓋板與 該閥之該輸入侧連通；—喷嘴，其包括至少一個出口孔， 該噴嘴至少部分位於該封人體内且與該閥之該輸出侧連 通；-加熱裝置’其至少部分圍繞該閥；及一閥致動機 構，可操作地連接至該閥且經組態以在真空中操作。 *在本發明之另-個態樣中，提供一真空沈積系統。該真 工沈積系統包括-真空腔室；一封入體’其經組態而置於 :真空沈積系統之-真空腔室内，該封入體包括一個或更❹ 多個可彼此分離的部分；一閱’其至少部分位於該封入體 内該閥具有一輸入側及一輸出側；一掛塌，其包括一封 蓋板其中該封蓋板與該閥之該輸入侧連通；一噴嘴，其 包括至少一個出口孔，該喷嘴至少部分位於該封入體内且 與該閥之該輸出側i表補. . 糊35側連通，一加熱裝置，其至少部分圍繞該 閥，及一閥致動機構，其操作性地連接至該閥且經組態以 在真空中操作提供於該甜财的-沈積材料；及一基板， 1454D6.doc -6- 201033400 其位於該真空腔室中且與該真空沈積源之喷嘴相對應。 在本發明之又一個態樣中，提供一真空沈積源。該真空 沈積源包括—封入體，其經組態而置於一真空沈積系統之 一真空腔室内，該封入體包括一個或更多個可彼此分離的 部分’一閥，其至少部分位於該封入體内，該閥具有一輸 入側及輪出側；一掛禍，其包括一封蓋板，其中該封蓋 板與該閥之該輸入側連通；一噴嘴，其至少部分位於該封 Φ 入體内且與該閥之該輸出侧連通，該噴嘴包括複數個輸出 孔及一通量監控喷口，其與該複數個輸出孔不同，其中該 通量監控嘴口發射出與該複數個輸出孔之該輸出通量成比 例的一通量；一加熱裝置’其至少部分圍繞該閥；及一閥 致動機構，其係操作性地連接至該閥且經組態以在真空中 操作。 【實施方式】 併入及組成本揭示之一部分之該等附圖繪示本發明之某 φ .些態樣且連同該等例示性實施例之描述用來解釋本發明之 原理。該等圖示之一簡要描述如下。 在本文中所描述之本發明例示性的實施例並非意指為詳 盡性或將本發明限制於在下文中詳細描述之該等精確形 式。而是選擇或描述本發明所述之例示性的實施例，使得 熟習此項技術者可瞭解及理解本發明之原理及實作規範。 最初參照圖1-3，說明根據本發明例示性氣相沈積源 10。在圖1中，出示沈積源10之透視圖。在圖2中，出示沈 積源10之示意性橫截面視圖。圖3顯示沿與圖2不同的截面 145406.doc 201033400 線之局部示意性的橫截面透視圖。 圖1 -3所續·示之該例示性的沈積源丨〇係設計用於真空沈 積及如闡示其大體上包含：安裝凸緣12’其用於將沈積源 10附於一沈積系統（未顯示）中；主體14，其被附於凸緣 12 ;閥16 ;坩堝18 ’其包括内部空間20 ;喷嘴22 ;及加熱 器總成24，其用於提供（較佳地為輻射）熱以使處於坩堝i 8 中的材料蒸發或昇華及防止此材料沈積於非理想表面（例 如’閥16及喷嘴22)。閥16包括閥門部分17及閥體19。如 所示’沈積源10亦較佳地包括用於冷卻之水套23及25、用 於提供電力至加熱器總成24之電力饋通1、及用於一熱電 偶或相同的感測器之饋通26。 如所示，例示性的沈積源1 〇之主體14包括附於安裝凸緣 12之第一主體部分28及附於第一主體部分28之第二主體部 分30。主體14較佳地包括已為吾人所熟知之用於真空沈積 組件之不銹鋼。主體14較佳地被設計使得坩堝18可進接及/ 或移除以用於保持、置換，因此沈積材料可按需要而被添 加/移除。特別地，第一主體部分28包含凸緣29，其可移 除地連接至第二主體部分30之凸緣31。在所闡示實施例 中’第二主體部分30可與第一主體部分28分離以進入坩堝 18 ° 如所示，坩堝18藉由板32之凸緣33及坩堝18之凸緣35而 被附於板32。在坩堝18與板32之間的該連接較佳地係真空 緊密的且可重新密封的。舉例而言，可使用Conflat®型密 封’此密封包括嵌入諸如銅或鈮墊等之軟金屬密封墊片中 145406.doc 201033400 的具有刀口之凸緣。替代地’可使用位於抛光凸緣表面之 間的諸如撓性石墨墊片材料之石墨密封材料。此石墨材料 可得自Lakewood，OH之GrafTech高級能源技術公司。 如所示’板32焊接於閥體19以在坩堝18與閥16之間提供 真二緊密的封入體。在所闡示設計中，舉例而言，第二主 體部分30可與第一主體部分28分離以進入坩堝18且坩堝18 可與板32分離以置換坩堝18，添加/移除源材料。 如所示，板32如所示般地經由管34附於閥體19，閥體19 附於噴嘴22。板32、閥體19、及管34較佳地彼此焊接在一 起’但是其他的連接技術可被用於總成36之該等組件之一 個或更多個之永久連接（例如，銅焊）或可重新密封的連接 (例如，使用墊）。坩堝18、板32、閥體19、及管34較佳地 包括諸如鈦及不銹鋼等之真空相容材料。較佳地，如闡 示，包括坩堝18、板32、閥體19、管34、及喷嘴22之總成 3 6與沈積源1〇之主體14熱隔離。在所闡示設計中，藉由支 撑或懸掛來自第一主體部分28之總成36來實現此隔離。如 所示，較佳地，使用連接到第一主體部分28且連接到板32 之支腳38。 較佳地，如闡示，坩堝18、板32、閥體19、及閥門部分 17界定第一真空區40 ’其與藉由該閥體19、閥門部分17、 管34、及噴嘴22界定之第二真空區42不同。在各個第一與 第一真空區40及42之間的連通由閥1 6控制。一第三獨立的 真空區44藉由在各個第一與第二主體部分28及3〇、及坩塌 18、板32、閥體19、管34、及喷嘴22之間的空間而界定。 145406.doc 201033400 當該沈積源ίο被附於一真空腔室時，第三真空區44與此真 空腔室（未顯示）連通。在使用中，第三獨立的真空區44較 佳地維持於一真空階，其可最小化在各個第一與第二主體 部分28及30、及坩堝18、板32、閥體19、管34、及喷嘴22 之間的對流熱傳。舉例而言，將第三真空區料保持於約5〇 微米汞柱以下可幫助最小化此對流熱傳。 沈積源10包含加熱器總成24以用於提供熱能，其作用為 使位於掛塌18中的材料蒸發或昇華。掛禍a或其一（多個） 理想的部分可被輻射地（間接地）加熱或可藉由電阻地或傳 導地加熱坩堝18或坩堝18之一（多個）理想的部分而被直接 地加熱。可使用間接的、直接的、輻射的、電阻的、傳導 的加熱等之組合。在所闡示實施例，示意性地顯示加熱器 位於第一主體部分28中的部分46。可使用複數個獨立的加 熱器。較佳地，此一加熱器包括一個或更多個燈絲，其可 被電阻地加熱以提供輻射熱能。於此，加熱器部分46輻射 地加熱噴嘴22、管34、閥16、及板32。此加熱可為直接 的、間接的、或其組合。可使用一個或更多個加熱器，其 與待加熱之組件間隔及/或接觸。加熱此等組件之功能為 防止材料沈積於此等組件（特別係閥體19及閥門部分17)之 上’可能引發不必要的材料積聚。坩堝18藉由在閥16、板 32與掛竭18之間的傳導以及來自板32及閥體19之輻射而部 分加熱。在此設計中’當在板32與坩堝18之間的該傳導加 熱為最小時，坩堝丨8内部空間2〇中的沈積材料主要從上方 加熱°亦即，來自板32及閥體19之輻射熱係用於坩堝18及 145406.doc 201033400 尤其提供於掛禍18中的沈積材料之主要加熱源。 帛二主體部分3G可包含—個或更多個可選的加熱器48以 :直接地或間接地加熱坩堝18。此加熱器可與坩堝Μ間 • 2及/或接觸。較佳地’用於第二主體部分3〇之加熱器部 刀48與第主體部分28之加熱器部分46不同，因此加熱器 部分46及加熱器部分48可彼此獨立地操作。舉例而言第 主體部刀30疋否包含一個或更多個加熱器以加熱坩堝 φ 係取決於諸如特定的沈積材料、理想的通量均一性、理想 的通量率、坩堝設計、沈積源幾何形態、及其組合之因 素。沈積源10可設計將複數個（相同或不同類型之）加熱器 包含於各個第一與第二主體部分28及30之任一個中或該等 真空區之任一個中。由此，依據該特定的沈積材料，可使 用任何單一加熱器或其組合。舉例而言，沈積源1 〇之何部 分被加熱、不被加熱、或冷卻、及如何進行大體上至少部 分取決於所使用之具體沈積材料之特徵且可憑經驗而決定 φ 以獲得理想的性能目的’諸如沈積均一性、通量率、通量 穩疋性、材料用法效率、及閥組件之塗層之最小化中之一 或多項。 閥16設計於真空使用且可較佳地在沈積源1〇之使用期間 經受加熱。閥16較佳地包含一驅動器或致動器21(參見圖i) 以提供閥16之電腦（基於信號）控制》—例示性的致動器係 從St. Paul，MN之Veeco化合物半導體公司得到的第SMC_n 號零件。依據該沈積材料及/或沈積製程，舉例而言，闕 16可提供例如調節、計量、通/斷功能、其組合。較佳 145406.doc -11- 201033400 地，閥16能夠在各個第一與第二真空區扣及“之間產生— 壓差，諸如用於在第一真空區4〇中提供一背壓。如所示， 閥門部分17沿一軸（其識別參考數字5〇)移動該軸”與材 料從坩堝18蒸發及/或昇華之該轴（其識別參考數字52)不 同。在一替代設計中，閥門部分17可沿該材料蒸發軸移 動，該材料蒸發轴示意性地繪示在圖5中且描述在下文 中。具有用於氣相沈積背景之閥的瀉流槽係描述於 Colombo等人之美國專利第6,〇3〇 458號，舉例而言，其全 部揭示内容以引用的方式被併入本文中以用於其全部技術 揭示（包含但不限於此閥之該揭示）及用於所有的目的。 如所示，沈積源10包含喷嘴22»噴嘴22被較佳地設計以 提供理想的沈積性能。通常，喷嘴22包含一個或更多個開 口（孔）用於向一預定方向及/或以一預定速率發射及/或指 引沈積材料。喷嘴孔被較佳地配置以提供一寬基板兩端之 最佳的均勻性。通常，在該喷嘴之兩端存在一組均勻的 孔’在該噴嘴之該等端附近具有一更高的濃度以補償於該 噴嘴之該端所流失的該通量。如闡示，噴嘴22包括複數個 出口孔27 ’但是可使用單一出口孔。用於設計該喷嘴之因 素包含沈積材料、沈積均一性、沈積速率、沈積系統幾何 及沈積基板之數目、類型及大小。此等噴嘴可利用經驗數 據、資料、及/或技術加以設計。可使用於本發明沈積源 之噴嘴可得自St. Paul，MN之Veeco化合物半導體公司且描 述於下文。 —替代噴嘴54被繪示於圖4且設計以藉由該發射的氣相 1454〇6.doc -12- 201033400 沈積通量來提供提高的區域覆蓋。如所示，噴嘴54包括管 56及具有複數個出口孔60之主體部分58。管％發揮將主體 部分58與沈積源10之凸緣12隔開的作用。此間隔取決於使 用沈積源ίο之該具體的沈積施加。如所示，主體部分58相 對於管56線性地及直角地延伸。主體部分58可於相對於管 56之任一理想的角度而被提供。如所示，主體部分58包括 一管（柱體）’但是亦可包括諸如一立方、矩形、或圓盤之 _ 一平面結構或可包括諸如一球面或相同的弧狀表面等之一 弧狀結構。主體部分58可包括許多出口孔（其包含一單一 出口孔）。此等出口孔可包括任一形狀(例如，圓形、橢圓 形正方形、矩形）或此等形狀之組合。喷嘴54不需為對 稱的且此等出口孔之該密度可在喷嘴54之區域之間變化。 某些施加不需要一喷嘴且一單一孔係足夠的。亦即，在缺 乏喷嘴22及噴嘴54的情況下管34亦發揮一噴嘴的作用。 替代噴嘴112繪示於圖6。如所示，噴嘴112包括管113 • 及具有複數個出口孔116之主體部分114。管113發揮將主 體部们14與沈積源12〇之凸緣118隔開的作用。管113亦發 揮遮罩用於噴嘴112之熱電偶饋通122及電力饋通I?#的作 用。喷嘴112亦包括連接至電力饋通124之加熱元件126， 其溫度可藉由來自熱電偶饋通122之回饋而控制。顯示複 數個加熱兀件，但是可僅使用單一元件可被使用。加熱元 件被颂示於噴嘴112之一外表面上，但是亦可提供於喷 嘴之内。卩。如所示，主體部分114相對於管113線性地 直角地延伸。主體部分114可於相對於管u3提供於任一 I45406.doc •13- 201033400 理想角度。如所示’主體部分丨14包括一管（柱體），但是亦 可包括諸如一立方、矩形、或圓盤之一平面結構或可包括 諸如一球面或相同的弧狀表面等之一弧狀結構。主體部分 114了包括許多出口孔（其包含一單一出口孔）。此等出口孔 可包括任一形狀（例如，圓形、橢圓形、正方形、矩形）或 此等形狀之組合。喷嘴112不需為對稱的且此等出口孔之 該密度可在喷嘴112之區域之間變化。 由於沈積源10需依據該特定的沈積材料及/或沈積製程 而定’故沈積源1 〇亦較佳地包含其他的組件及/或設計態 樣。舉例而言’所闡示的沈積源10包含用於溫度測量之一 熱電偶62且用於控制沈積通量。熱電偶62較佳地設計為與 閥體19接觸。K型及J型熱電偶係較佳的，但是可使用任一 溫度測量裝置。可使用複數個熱電偶或溫度感測器或控制 系統。所闡示沈積源1〇亦併入冷卻外管25，較佳地係冷卻 水套（可使用任一流體，包括氣體），其用於管理及/或冷卻 沈積源10之理想部分。 根據本發明之另一個例示性的沈積源94係繪示於圖5。 沈積源94包含第一主體部分96、第二主體部分％、坩堝 100、閥102、閥致動機構104、及喷嘴口 1〇6。沈積源94類 似於圖1及2所示之沈積源1 〇，但是沈積源μ具有不同的閥 取向。亦即，閥102包括驅動轴1〇8，其沿材料從坩堝1〇〇 中蒸發及/或昇華之該方向而定向。在本文中描述之任一 坩堝皆可使用於沈積源94。 圖7 -12顯示根據本發明之另一個例示性沈積源13 〇。所 145406.doc •14- 201033400 闡不之沈積源130係經較佳地設計及組態以使其至少部分 位於一真空沈積腔室（未顯示）内。在一較佳的實施例中， 沈積源130係經較佳地設計及組態以使其實質或全部位於 一真空沈積腔室（未顯示）内。有利地，該整個沈積源或至 少該沈積源之一實質部分在真空中，此允許該沈積源相對 於一位於該真空腔室内的基板而移動。舉例而言，沈積源 130可置於一自動控制裝置等上，其允許沈積源相對於一 φ 基板而移動。一例示性的應用（其中尤其可使用真空中沈 積源）係用於在有機發光裝置製造中在一基板上形成有機 材料之層。 除了圖1 -6之沈積源1 〇被設計為安裝在該沈積腔室之一 凸緣上而位於一沈積腔室外侧之外，圖7_12之沈積源13() 類似於如上所述及圖1 _6所示之沈積源丨〇。設計一可整個 放置於真空中的沈積源畐有挑戰性，且有許多障礙仍需解 決。此外，設計用於在有機發光裝置中使用之有機材料沈 馨積之此一沈積源係尤其富有挑戰性。該沈積源之許多熱態 樣需要小心控制。舉例而言，從該頂部對有機沈積材料進 行加熱以加熱該沈積材料之曝露表面且使該沈積材料其他 部分之加熱減至最少係理想的。此大體上係歸因於此有機 材料之一性質，其導致某些材料在接近理想沉積溫度的溫 度下容易地降解。的確’某些有機材料在與該用於沈積之 理想的溫度範圍重疊的一溫度範圍内降解。此外，將從該 沈積源輻射至該基板之熱最小化亦係理想的。 大體上參照圖7-13，沈積源130包括封入體132，其包含 145406.doc •15· 201033400 較佳地可彼此分離的坩堝134及封蓋板136 ^封蓋板136藉 由複數個支腳140而被較佳地附於安裳板138上。安裝板 138可被用於將沈積源130安裝在一真空沈積腔室（未顯示） 中。如闡示’坩堝134較佳係設計以保持沈積材料之一理 想數1且可包含任意數目的腔室或包含單一内部腔室之構 件。可被使用之例示性的坩堝亦描述於申請者之申請中的 名為「氣相沈積源及方法」之美國專利申請案中，其序號 為12/002,526且代理檔案號為VII0004/US，其全部揭示内 容被併入本文中以用於所有的目的。 諸如圖10及11所緣示，掛禍134較佳係設計成可自封蓋 板136拆卸。較佳地於坩堝134及封蓋板136之間提供適當 之密封。一例示性較佳密封包括一石墨墊片，其夾在掛場 134之一平面（諸如凸緣135)與封蓋板136之一平面之間。如 所示，使用螺釘137以於凸緣135與封蓋板136之間提供壓 縮力。亦可使用包含金屬塾片及具有一刀口之凸緣之密 封。 如所示’封蓋板136包含閥總成142。閥總成142包含閱 體144(其具有輸入與輸出區域146及148)、閥座150、閱 152、及閥致動機構154。閥致動機構154包含馬達156、驅 動軸158、及安裝板160。圖13顯示可被使用的一例示性的 閥162。如所示，閥162包括複數個間隔開的錐形臂164。 臂164之間的間隔經組態以在閥162打開時提供一逐漸增大 的通量，由此減小壓力之最初的爆發或釋放。 如所示，閥總成142之輸入側146附接於封蓋板136，且 145406.doc -16- 201033400 閥1 52之輸出側148經組態而附接於一喷嘴（未顯示）。可使 用之例示性的喷嘴描述於下文。在此組態中，來自沈積材 料（其提供於坩堝134中）之蒸汽藉由閥152之控制於閥體144 之輸入側146進入閥體144，且於閥體144之輸出側148離開 閥體144。 沈積源130較佳地設計，而以一控制方式加熱提供於坩 堝134中的沈積材料。特別地，當該沈積材料包括諸如用 φ 於有機發光裝置之製造争的有機材料時，該沈積材料較佳 係從上方加熱。亦即，較佳係提供輻射熱至提供於坩堝 134甲的沈積材料之頂部（曝露）表面。此外，較佳的係僅對 該沈積材料所期望蒸發之部分進行加熱。以此方式加熱該 材料提供均一、更易控制的通量，此乃由於此等有機材料 具有較差的導熱性且在某些加熱條件下會非理想地降解。 如果該材料在其頂面下方（諸如於一側面或在該材料之本 體中）加熱，那麼該材料會不一致地蒸發及/或以一更難控 • 制的方式降解。 圖9-13所示之沈積源13〇因此設計成謹慎地控制該整個 沈積源之該熱分布，以提供該等理想的加熱特性。特別 地，封蓋板136較佳地設計以從表面139輻射熱，以致在坩 堝134中沈積材料之曝露表面的至少一部分被均勻地加 T。亦即，在坩堝134中的沈積材料之曝露表面被加熱以 提供該沈積材料之可控制的蒸發，該沈積材料具有最小的 降解或不發生降解。請注意表面139本身不需均句地轄射 熱能。舉例而言，在一例示性的實施例中，表面139被加 145406.doc -17· 201033400 熱使得表面139之一外部區域比表面139之一内部區域更 熱’其中此等區域大體上係同心的。設計封蓋板丨3 6所需 考慮之參數較佳地至少包含加熱元件166之設計、熱遮罩 168之設計、及冷卻循環回路221之設計。亦即，封蓋板 136、加熱元件160、熱遮罩168、及冷卻循環回路221與沈 積源130之其他態樣（其影響表面139如何輕射熱至提供於 堆禍134中的沈積材料）較佳地設計以使表面I”之輻射特 性最佳化。 如所示’加熱元件166較佳地提供於閥體144周圍且橫越 ® 封蓋板136。可使用單一元件或複數個元件。複數個元件 可分成一組或多組一起控制或單獨地控制。可使用諸如此 等可得自Watlow之加熱元件。一例示性的加熱器提供丨〇〇_ 1〇〇〇瓦的功率。熱遮罩168如所示般提供於加熱元件166周 圍，且較佳地包括諸如不錄鋼、難熔金屬等之適當的材料 之一個或更多個層。該熱遮罩較佳地設計以：丨）幫助輻射 熱重新定向至該等期望加熱之區域，2)防止輻射熱衝擊該 閥致動機構或其他的組件，及3)防止過度輻射熱衝擊該基〇 板。 圖7 13所示之沈積源丨3 〇亦較佳地設計以最小化及控制 傳導熱。特別地，坩堝134與封蓋板136之間的接觸區域較 佳地最小化。此外，利用根據該本發明的一石墨墊片亦可 發揮提供-熱截斷或中斷至傳導熱以免非理想地加熱掛堝 134之作用。 圖7-13所示之沈積源130亦較佳地包括一合適的電源接 145406.doc •18· 201033400 頭170以用於提供雷Λ 5 _ 力熱το件1 66。沈積源1 3〇亦較佳 地包含-個或更多個諸如熱電偶m等之温度感測器及一 I田的連接器174。-溫度感測器（諸如_熱電偶）較佳地使 用以藉由-習知的控制系統（未顯示）提供用於加熱元件166 之控制之回饋。在—例示性的組態中，將-熱電偶置於該 閥體144上。可於坩堝134之底部放置可選的熱電偶。
圖14-21顯示根據該本發明之另一個例示性的沈積源 176如所不，沈積源176與上述沈積源13〇類似地設計及 組態。沈積源176較佳地設計及組態以使其至少部分置於 根據本發明的真空沈積腔室（未顯示）内。在一較佳的實 施例中，沈積源176較佳地設計及組態以使其實質或全部 被置於一真空沈積腔室（未顯示）内。 大體上參照圖14-21 ’沈積源176包括封入體178，其包 含可彼此分離的坩堝180及封蓋板182。封蓋板182可藉由 複數個支腳186而附接於安裝板184。安裝板184可用於將 沈積源176安裝在一真空沈積腔室（未顯示）内。如闡示，坩 堝180設計以保持沈積材料之理想數量且可包含任意數 目的腔室或包含單一内部腔室之構件。可使用之例示性的 坩堝亦描述於申請者之申請中的名為「氣相沈積源及方 法」之美國專利申請案中，其序號為12/〇〇2,526及代理檔 案號為VII0004/US，其全部揭示内容被併入本文中以用於 所有的目的。 諸如圖15所繪示，坩堝18〇設計以便其可自封蓋板182拆 钟。較佳地將適當的密封提供於坩堝18〇及封蓋板182之 145406.doc •19· 201033400 間。一例示性較佳的密封包括一石墨墊片，其夾在坩堝 180之一平面與封蓋板182之一平面之間。亦可使用包含金 屬墊片及具有一刀口之凸緣之密封。 如閣示，沈積源176包括位於安裝板184之下方的第一罩 殼188及位於安裝板184之上方的第二罩殼19(^如所示， 第一罩殼188大體上圍繞坩堝ι8〇且包括兩個半圓部分。可 使用任意數目的遮罩部分。熱遮罩192附接於第一罩殼 188。如所示’第二罩殼19〇亦包括二個半圓部分，但是可 使用任意數目的遮罩部分。 封蓋板182包含閥總成194。如上所述，閥總成194包含 閥體196(其具有輸入與輸出區域，198及2〇〇)、各個閥座 202、閥204、及閥致動機構2〇6。閥致動機構206包含馬達 208、驅動轴210、及安裝板212。可使用的例示性閥162係 顯示於圖13及在上文中說明。可使用於驅動閥204之一個 較佳的驅動裝置包括一音圈。可使用之一例示性的音圈裝 置係可付自巴倫西亞CA之H2W Technologies之第VCS-10-005-E號模型。 特別參照圖20 ’閥204附接於適配器205。適配器205附 接於驅動軸210 ’其附屬於撓性接頭224。適配器205亦被 連接至撓性波紋管209，其被連接至適配器211。適配器 211被連接至管213，其連接至閥體196。驅動轴210穿過在 適配器211中的開口 215，且係可動以操作閥204。 如所示，閥體196之輸入側198附接於封蓋板182及閥體 196之輸出側200經組態而附接於一噴嘴（未顯示）。如圖16 145406.doc -20- 201033400 及17所示，舉例而言，噴嘴座架214可使用於將一噴嘴（未 顯示）附接於閥體196之輸出侧200。可使用之例示性的嘴 嘴描述於下文。在此組態中，來自沈積材料（其被提供於 掛禍180中）之蒸汽藉由閥2〇4之控制於閥體196之輸入側 198進入閥體196，且於閥體196之輸出側200離開閥體 196 ° 如以上說明’沈積源176較佳地設計從而以一控制方式 φ 加熱提供於坩堝18〇中的沈積材料。特別地，沈積源176較 佳地設計，因此封蓋板182之表面181以一可引發此沈積材 料之均一加熱方式將熱輻射至被提供於坩堝180中的沈積 材料。特別地，當該沈積材料包括諸如被用於有機發光裝 置之製造中的有機材料時，該沈積材料較佳地從上方加 熱。亦即，較佳的係提供輻射熱至提供於坩堝丨8〇中的沈 積材料之頂面。以此方法加熱該材料提供均勻的、更簡單 控制的通量，此乃由於此等有機材料具有較弱的導熱性。 φ 如果該材料在其頂面以下（諸如於一側面或在該材料之本 體中）被加熱’那麼該材料會不一致地且以一更難控制的 方式蒸發。 圖13-21所示之例示性的沈積源176由此設計以謹慎地控 制整個沈積源之熱分布’而提供理想的加熱特性。如所 示，加熱元件216係提供在該閥體196周圍。可使用單一元 件或複數個元件。複數個元件可分一組或多組一起控制或 個別地控制。可使用諸如該等可得自Watl〇w之加熱元件。 如所示將熱遮罩218提供於加熱元件216周圍，其較佳地包 145406.doc -21- 201033400 括諸如難熔金屬等之適當材料之一個或更多個層。熱遮罩 218較佳經設計以：Ο幫助將輻射熱重新定向至該等期望 加熱之區域，2)防止輻射熱衝擊閥致動機構2〇6或其他的 組件，及3)防止過量輻射熱衝擊基板。 如圖17所示，舉例而言，封蓋板182包含複數個可選的 同心熱分配翼片22〇。翼片220係經設計以幫助散佈熱，由 此使封蓋板182之溫度更均一及/或更可控制。封蓋板182 之表面181面向在坩堝18〇中的該沈積材料及將熱輻射至該 沈積材料之頂面。可選的加熱翼片22〇提供根據本發明的 該沈積材料之頂面之更可控制的加熱。舉例而言，如果使 用，則加熱翼片220可為弧狀、線狀、或其組合。可使用 任一具有此夠使封蓋板182均勻加熱之幾何形態、材料、 及/或形狀之結構。 圖14 - 21所示之沈積源丨7 6亦較佳經設計以最小化及控制 傳導熱。坩堝180與封蓋板182之間的接觸面積較佳經最小 化。此外，利用根據本發明的石墨墊片亦可發揮對傳導熱 供熱截斷或中斷以免非理想地加熱堆瑪之作用。 沈積源176亦較佳經設計以最小化到達閥致動機構2〇6的 熱。舉例而言，如圖15所示，冷卻循環回路221較佳地包 含管222，該管較佳經安置成與安裴板184接觸以幫助最小 化安裝板184之加熱，其可引發閥致動機構2〇6之加熱。亦 可較佳地使用適當的熱遮罩。冷卻循環回路221可包括任 一冷卻系統，其發揮提供諸如包含液體、及/或氣體冷卻 流體之系統之理想的冷卻之作用。同樣地，撓性接頭224 145406.doc •22- 201033400 較佳地用於連接桿226，其被連接至閥204及閥致動機構 206。可使用之一例示性的撓性接頭224被顯示於圖21且包 含主體225、銷227、及央具229。撓性接頭224亦提供一熱 截斷，其可藉由傳導熱來幫助最小化閥致動機構206之加 熱。 圖14-21所示之沈積源126亦較佳地包括一合適的電源接 頭228，以用於提供電力至加熱元件216。真空源176亦較 佳地包含諸如一熱電偶172等之一個或更多個溫度感測器 及一適當的連接器。一溫度感測器（諸如一熱電偶）較佳地-使用以藉由一習知的控制系統（未顯示）提供用於加熱元件 2 16之控制之回饋。在一例示性的組態，一熱電偶被置於 鄰接閥體196。舉例而言’可選的熱電偶可依照要求而被 置於諸如與坩堝180接觸。 任一合適的材料可使用於在本文中被描述之等沈積源。 作為一實例’根據本發明之一沈積源之一實施例可使用銘 用於安裝板及結構，及鈦用於該閥體、閥封蓋板、及坩 渦。不錢鋼可被用於熱遮罩。 在圖22-28中’繪示根據本發明之例示性的喷嘴總成 230。在圖22-25中，喷嘴總成230繪示為可操作地附接於 圖14-21所示之沈積源176且如上所述。在圖26-28中，喷嘴 總成230獨立於沈積源176而被顯示。 大體上參照圖22-28 ’如所示’噴嘴總成230包含具有傳 導區域234之管232、具有孔238之噴嘴板236、加熱元件 240、熱遮罩242、冷卻盤管244、冷卻封入體246、通量監 145406.doc -23- 201033400 控喷口 248、及安裝凸緣250。 特別參照圖23，喷嘴總成230及沈積源176之一橫截面視 圖被顯示。喷嘴總成230藉由安裝凸緣177而被可操作地連 接到沈積源1 76。較佳地，一包括撓性石墨之墊被使用。 任一理想的安裝及/或連接技術可使用，其包含螺紋接 合、扣件、夾具等。 安裝凸緣177被連接至第一管252，其提供被蒸發的沈積 材料至第二管254之傳導。如所示，第一管252被連接至第 二管254，因此第二管254與第一管252大體上約成九十 度。第二管254包含喷嘴板236，其包含複數個孔238，該 等孔用於將被蒸發的沈積材料引導至一位於一真空腔室 (未顯示）内的基板。孔23 8之任一配置可使用，其包含一單 一孔之使用。舉例而言，該沈積腔室之幾何形狀、沈積材 料、及基板在確定孔238之配置及孔238之各個位置中較佳 地考慮。 現參照圖27及28，顯示喷嘴總成230，其中冷卻封入體 246及冷卻盤管244被移除。如所示，各個第一與第二加熱 元件247及249、熱遮罩242、及熱遮罩封入體243係置於第 二管254周圍。例示性的熱遮罩242較佳地包括滚花不銹鋼 材料之複數個層。各個第一與第二加熱元件247及249較佳 地包括能夠實質上加熱第二管254以最小化於第二管254之 沈積材料之凝結之加熱元件。對於連同典型的有機光導入 裝置而被使用之有機材料，各個第一與第二加熱元件247 及249係較佳地能夠加熱第二管254至約500-700攝氏度。 145406.doc -24- 201033400 舉例而言，來自Watlow之加熱器可使用。一例示性的加熱 器可提供200-2000瓦的功率。 現參照圖23，顯示冷卻封入體246，其包含被置於熱遮 罩242周圍的冷卻盤管244及熱遮罩封入體243。舉例而 言，如圖25所示，冷卻封入體246附接於熱遮罩封入體 243，其藉由沿熱遮罩封入體243之侧壁而被設置之支架 245。冷卻盤管244被設計以幫助移除來自喷嘴總成230之 過量熱從而最小化從喷嘴總成230到一基板之熱輻射。較 參 佳地，冷卻盤管244設計成連同水一起使用。冷卻盤管244 較佳地功能性整合於該沈積源之冷卻水循環回路。 如圖24及25之最佳所示，例示性的喷嘴總成230亦較佳 地包括一個或更多個通量監控喷口。如所示，喷嘴總成 230包括於喷嘴總成230之第一端256的第一通量監控喷口 248及於喷嘴總成230之第二端260的第二可選通量監控喷 口 258。如所示，第二通量監控喷口 25 8被塞緊，但是如果 φ 需要的話可使用。通量監控喷口 248較佳地包括圓柱形管 262，其具有：第一端264，其與第二管254之傳導區域234 進行流體連通；及第二端266，其能夠將被蒸發的沈積材 料提供至一定位以藉由一能夠測定蒸氣通量及/或壓力之 儀器而用於測量。舉例而言，諸如一石英晶體感測器之一 束通量監視器（未顯示）可使用。圓柱形管262較佳地包括具 有一第一内徑之第一部分268及具有一第二内徑之第二鄰 接部分270，該第二内徑小於第一部分268之第一内徑。該 直徑之減少量被設計以藉由已知因素使該通量與該等喷嘴 145406.doc -25- 201033400 孔238之通量相比而被減小。以此方法，可測定於監控噴 口 248之通量並使其與該等喷嘴孔238之通量相關聯。有利 地，此允許在遠距離測定通量且可減少由該測量儀器測定 之通量。尤其當使用石英晶體感測器時，以此方法減少該 通量可使該通量監控儀器之壽命延長。此外，該通量監控 儀器可位於該沈積區之外。 任一合適的材料皆可使用於在本文中被描述之等喷嘴。 作為一實例，根據本發明之一喷嘴之一實施例可包含一鈦 内管、不銹鋼熱遮罩、不銹鋼水位線、及一鋁封入體。 圖29及30示意性地繪示根據本發明之用於沈積源及噴嘴 之一例不性的組態》如所示，三個沈積源272、274、及 276分別包含喷嘴278、28〇、及282,其分別經組態以提供 一系列的沈積源和喷嘴。如此，如果需要的話，可將不同 的沈積材料提供於各個沈積源。可使用任意數目的沈積 源。 現已參考其某些例示性的實施例描述本發明。在本文中 識別之任一專利或專利申請案之全部揭示内容以引用的方 式被併入本文中以用於所有的目的。該先前的揭示内容已 被提供用於熟習此項真空沈積技術者之理解之清晰。該先 前的揭示内容不應產生不必要的限制。對熟習此項技術者 來說明顯的係可對在本文中被描述之等例示性的實施例作 出改變而不偏離本發明之範圍。由此，本發明之範圍將不 會限於在本文中被描述之等例示性的結構與方法，但是僅 限於申請專利範圍之表述中描述的該等結構與方法及此等 145406.doc -26· 201033400 被聲明之結構與方法之等價物。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明的一例示性氣相沈積源之一遷視圖。 圖2係圖1之氣相沈積源之一示意性的橫截面視圖。 圖3係圖1之沈積源沿一與圖2不同的橫截面線所截取之 一示意性透視局部橫截面視圖。 圖4係與圖1所示之源相似且具有一不同的例示性噴嘴之 氣相沈積源的示意性橫截面視圖。 9 圖5係根據本發明之另一個例示性的沈積源’其特別顯 示一替代的閥取向。 圖6係與圖1所示之源相似且具有一不同的例示性噴嘴之 氣相沈積源之示意圖，其中該喷嘴包括加熱裝置。 圖7-13顯示根據本發明經組態而在真空中使用之例示性 氣相沈積源之示意圖。 圖14-21顯示根據本發明經組態而在真空中使用之另一 • 個例示性氣相沈積源之示意圖。 圖22-28顯示根據本發明之一沈積噴嘴之示意圖。 圖29-30顯示根據本發明之一系列複數個沈積源及噴嘴 之示意圖。 【主要元件符號說明】 10 沈積源 12 安裝凸緣 14 主體 16 閥 145406.doc •27· 201033400 17 閥門部分 18 坩堝 19 閥體 20 内部空間 22 喷嘴 23 水套 24 加熱器總成 25 水套 26 饋通 27 出口孔 28 第一主體部分 29 凸緣 30 第二主體部分 31 凸緣 32 板 33 凸緣 34 管 35 凸緣 36 總成 38 支腳 40 第一真空區 42 第二真空區 44 第三真空區 46 加熱器部分 145406.doc -28 201033400
48 加熱器部分 50 轴 52 軸 54 喷嘴 56 管 58 主體部分 60 出口孔 62 熱電偶 94 沈積源 96 第一主體部分 98 第二主體部分 100 坩堝 102 閥 104 閥致動機構 106 喷嘴口 108 驅動軸 112 喷嘴 113 管 114 主體部分 116 出口孔 118 凸緣 120 沈積源 122 電偶饋通 124 電力饋通 145406.doc -29- 201033400 126 加熱元件 130 沈積源 132 封入體 134 坩堝 135 凸緣 136 封蓋板 137 螺釘 138 安裝板 139 表面 140 支腳 142 閥總成 144 閥體 146 輸入區域 148 輸出區域 150 閥座 152 閥 154 閥致動機構 156 馬達 158 驅動軸 160 安裝板 162 閥 164 錐形臂 166 加熱元件 168 熱遮罩 145406.doc 201033400
170 電源接頭 172 熱電偶 174 連接器 176 沈積源 177 安裝凸緣 178 封入體 180 坩堝 181 表面 182 封蓋板 184 安裝板 186 支腳 188 第一罩殼 190 第二罩殼 192 熱遮罩 194 閥總成 196 閥體 198 輸入區域 200 輸出區域 202 閥座 204 閥 205 適配器 206 閥致動機構 208 馬達 209 撓性波紋管 145406.doc •31 201033400 210 驅動軸 211 適配器 212 安裝板 213 管 215 開口 216 加熱元件 218 熱遮罩 220 翼片 221 冷卻循環回路 222 管 224 撓性接頭 225 主體 226 連接桿 227 銷 228 電源接頭 229 夾具 230 噴嘴總成 232 管 234 傳導區域 236 噴嘴板 238 孔 240 加熱元件 242 熱遮罩 243 熱遮罩封入體 -32- 145406.doc 201033400 244 冷卻盤管 246 冷卻封入體 247 第一加熱元件 248 第一通量監控喷口 249 第二加熱元件 250 安裝凸緣 252 第一管 254 第二管 256 第一端 258 第二通量監控喷口 260 第二端 262 圓柱形管 264 第一端 266 第二端 268 第一部分 • 270 第二部分 272 沈積源 274 沈積源 • 276 沈積源 278 喷嘴 280 喷嘴 282 喷嘴 145406.doc -33-