WO2019048367A1

WO2019048367A1 - Vorrichtung zum abscheiden einer strukturierten schicht auf einem substrat unter verwendung einer maske

Info

Publication number: WO2019048367A1
Application number: PCT/EP2018/073588
Authority: WO
Inventors: Dietmar Keiper
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: KR102699514B1; KR20200051641A; TW201920718A; DE102017120529A1; TWI774835B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von durch die Verwendung von Masken lateral strukturierten Schichten auf mindestens einem Substrat (20), insbesondere durch Einspeisen eines Dampfs in eine Depositionskammer (19) und Kondensation des Dampfs auf dem Substrat (20), aufweisend einen mittels Kühlmitteln (22) kühlbaren Substrathalter (21) zur Halterung des Substrates (20) und eine an einem Maskenrahmen (10) befestigte Maske (8) zur Auflage auf das Substrat (20). Es werden Maßnahmen angegeben, mit denen in reproduzierbarer Weise exakt strukturierte Schichten auf dem Substrat abgeschieden werden können. Der Maskenrahmen (10) ist von einem mittels Heizmitteln (18) beheizten Heizrahmen (25) umgeben. Zwischen Maskenrahmen (10) und Heizrahmen (25) sind thermische Isoliermittel vorgesehen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden von Schichten unter Verwendung der gattungsgemäßen Vorrichtung.

Description

Beschreibung

Vorrichtung zum Abscheiden einer strukturierten Schicht auf einem Substrat unter Verwendung einer Maske

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von durch die Verwendung von Masken lateral strukturierten Schichten auf mindestens ei- nem Substrat, insbesondere durch Einspeisen eines Dampfs in eine Depositi- onskammer und Kondensation des Dampfs auf dem Substrat, aufweisend einen mittels Kühlmitteln kühlbaren Substrathalter zur Halterung des Substrates und eine an einem Maskenrahmen befestigte Maske zur Auflage auf das Substrat.

Stand der Technik

[0002] Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 10 2013 101 586 AI beschrie- ben. Unter Verwendung eines Verdampfers, wie er beispielsweise in der

WO 2012/175128 AI beschrieben wird, wird ein Dampf aus einem organischen Material erzeugt, welcher durch ein aktiv beheiztes Gaseinlassorgan, wie es beispielsweise in der DE 10 2014 116 991 AI beschrieben wird, in eine Deposi- tionskammer einer Depositionsvorrichtung eingespeist wird. Vertikal unterhalb des Gaseinlassorgans befindet sich ein mittels Kühlmitteln auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes gekühlter Substrathalter, auf dem ein Substrat aufliegt, welches mit dem organischen Ausgangsmaterial beschichtet wird. Bei dem organischen Ausgangsmaterial handelt es sich um Moleküle, die im kondensierten Zustand durch Hindurchleiten eines Stromes leuchten. Derartige OLEDs werden zur Herstellung von Bildschirmen verwendet. Es werden zur Herstellung roter, grüner und blauer Pixel unterschiedliche organische Ausgangs Stoffe verwendet. Zur lateralen Strukturierung der auf das Substrat abgeschiedenen Schichten in Pixelraster werden Schattenmasken verwendet. Die Materialstärke einer derartigen Maske liegt zwischen 1 μιη und 100 μι . Typisch sind 40 μτη. Die Strukturgröße der maskierten Strukturen liegt bei wenigen μιτι. Die Flächen der Substrathalter bzw. die Flächen der Masken können im Quadratmeterbereich liegen.

[0003] Die US 2005/0037136 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Abscheiden organischer Schichten mit einer Maske, die unterhalb eines Maskenhalters befestigt ist. Der Maskenhalter besitzt Kühlmittel zum Kühlen der Maske und Heizmitteln zum Aufheizen der vom Kühlmittel wegweisenden Seite des Maskenhalters.

[0004] Die US 2013 / 0040054 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Schichten auf Substraten, die auf gekühlten Substrathaltern liegen, wobei eine Abschirmplatte zwischen dem Substrathalter und einem beheizten Gaseinlassorgan bringbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs gemäße Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden und insbesondere Maßnahmen anzugeben, mit denen in reproduzierbarer Weise exakt strukturierte Schichten auf dem Substrat abgeschieden werden können.

[0006] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen des Hauptanspruchs sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen. [0007] Die Erfindung bef asst sich mit einem Fertigungsverfahren zur Herstellung von selbstleuchtenden Displays, die mit organischen leuchtenden Dioden versehen sind. Die Abscheidung der OLEDs erfolgt in einer Prozesskammer eines Reaktors, in der sich ein Substrathalter befindet, auf dem das zu beschich- tende, großflächige Substrat aufliegt. Der Substrathalter wird gekühlt, damit der durch ein beheiztes Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeiste organische Ausgangsstoff auf der Oberfläche des Substrates kondensieren kann. Die Prozesskammer soll zur Durchführung des Verfahrens, bevorzugt aber nicht ausschließlich, derart eingerichtet werden, dass eine Deposition, insbesondere Kondensation des organischen Ausgangsstoffes nur auf dem Substrat bzw. auf der auf dem Substrat aufliegenden Maske erfolgt, nicht jedoch an anderen Stellen in der Prozesskammer. Eine Deposition des Ausgangsstoffes an anderen Stellen innerhalb der Prozesskammer könnte nämlich die Folge haben, dass das Deponat beim Abscheiden anderer Schichten unter Verwendung anderer organischer Ausgangsstoffe abdampft und zu einer ungewollten Verunreinigung des Dampfes führt.

[0008] Mittels eines den Maskenrahmen umgebenden Heizrahmens soll vermieden werden, dass der durch das Gaseinlassorgan eingespeiste Dampf an Stellen innerhalb der Depositionskammer deponiert, wo das Deponat eventuell wieder abdampfen kann. Mit einem sich zwischen Heizrahmen und Maskenrahmen erstreckenden thermischen Isoliermittel soll verhindert werden, dass der Maskenrahmen aufgeheizt wird oder dass der Heizrahmen in seinem an den Maskenrahmen angrenzenden Bereich unterhalb der Depositionstempera- tur gekühlt wird. Der Maskenrahmen kann auf einem mittels Kühlmitteln gekühlten Tragrahmen aufliegen. Der Tragrahmen umgibt den gekühlten Substrathalter. Durch eine wärmeleitende Auflage des Maskenrahmens auf dem Tragrahmen kann aber nicht ausreichend vermieden werden, dass sich der Maskenrahmen auf Temperaturen größer als beispielsweise 20°C oder 10°C aufheizt. Der Maskenrahmen ist das die Maske umgebende Mittel, mit dem die Maske transportiert und in einer Horizontallage gehalten wird. Bei der Maske handelt es sich um eine 1 bis 100 μιτι starke, durch rasterartig angeordnete Öffnung strukturierte Folie, die in Kontakt auf die Substratoberfläche gebracht wird. Jede der Öffnungen repräsentiert einen Pixel, wobei beispielsweise rote, blaue und grüne Pixel nebeneinanderliegen und in aufeinanderfolgenden Be- schichtungsschritten abgeschieden werden. Die lichtemittierenden, insbesondere OLED-Pixel sind aber nicht nur auf diese Farben oder Farbkombination beschränkt. Die Pixel können auch andere Farben oder Farbtöne aufweisen. Die Maske darf sich bei ihrer Verwendung lateral nicht verziehen, damit insbesondere am Rand die OLED-Pixel an den vorgeschriebenen Stellen abgeschieden werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Maske aus Invar gefertigt wird, einem Werkstoff, der in bestimmten Temperaturbereichen einen nahezu verschwindenden Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist. Gleichwohl muss wegen der geforderten Genauigkeit der Abscheidung die thermische Ausdehnung in dem Temperaturbereich bei der Verwendung der Maske geringer als 10 μπι, bevorzugt geringer als 1 μιτι sein. Mit der thermischen Trennung von Maskenrahmen und Heizrahmen soll erreicht werden, dass sich der Maskenrahmen nur geringfügig aufheizt und andererseits der Rand des Heizrahmens nur geringfügig abkühlt. Mit den zusätzlichen thermischen Isolier mittein soll erreicht werden, dass insbesondere eine Aufheizung durch Wärmestrahlung vom Heizrahmen vermieden wird. Die Isoliermittel können von einem Isolationskörper ausgebildet sein, der rahmenartig sich in einer Horizontalebene erstreckend den Maskenrahmen bzw. den vom Maskenrahmen eingerahmten Substrathalter umgibt. Der Isolationskörper kann ein oder mehrere Abschirmplatten aufweisen. Die Abschirmplatten besitzen voneinander wegweisende Oberflächen, die hochreflektierend sein können und insbesondere eine Emissionskoeffizienten von kleiner 0,04 aufweisen. Sie können hochglanzbeschichtet sein. Die Breitseitenflächen weisen einerseits in Richtung auf den Heizrahmen und andererseits in Richtung auf den Maskenrahmen. Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeleitfähigkeit der Abschirmplatten gering ist. Die Abschirmplatten können hierzu beispielsweise aus einem geschäumten Material, einem geschäumten Kunststoff oder einem geschäumten Metall gefertigt sein. Die Abschirmplatten können von einem Isolationskörper materialeinheit- lieh ausgebildet sein. Beispielsweise können in einen Isolationskörper Nuten eingeschnitten werden, so dass zwischen den Nuten verbleibende Rippen die Abschirmplatten bilden. Die Abschirmplatten ragen dann im Wesentlichen kammartig von einem Tragabschnitt des Isolationskörpers ab. Anstelle einer spanenden Herstellung eines derartigen Isolationskörpers kann der Isolations- körper aber auch gegossen werden. Besonders bevorzugt werden die Abschirmplatten aus Metall gefertigt und besitzen eine metallische Oberflächenbe- schichtung. Bei der Oberflächenbeschichtung kann es sich um eine Goldbe- schichtung handeln. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen verbunden ist, beispielsweise kann der Isolationskörper eine Abschirmplatte ausbilden, die durch Einbringen einer Nut vom Maskenrahmen gebildet ist. In ähnlicher Weise kann der Isolationskörper aber auch materialeinheitlich dem Heizrahmen zugeordnet sein. Ein System aus mehreren parallel zueinander angeordneten und voneinander beab- standeten Abschirmplatten kann den Maskenrahmen rahmenartig umgeben, wobei sich die Abschirmplatten in Vertikalebenen erstrecken. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Isolationskörper in einer Wärmeleitverbindung zum Tragrahmen steht, der wiederum mit einem Kühlmittel gekühlt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper vom Rand der Maske überfangen ist. Die thermische Trennung von Heizrahmen und Maskenrahmen kann aber auch durch einen Spalt zwischen Maskenrahmen und Heizrahmen verwirklicht sein. Die aufeinander zu weisenden Flächen des Heizrahmens und des Maskenrahmens können dann auch hochglänzend beschichtet und/ oder poliert sein, so dass sie einen minimalen Reflexionskoeffizienten aufweisen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass sich der äußere Rand der Maske zumindest teilweise über den Isolationskörper erstreckt. Die Maske kann sich bis an den äußeren Rand des Maskenrahmens erstrecken. Bei einer geeigneten Wahl der Mittel zur thermischen Trennung stellt sich auf dem äußeren Rand der Maskenanordnung, die insbesondere, aber nicht zwingend nach jedem Beschichtungs- schritt gewechselt wird, ein lateraler Temperaturgradient ein, wobei an den ra- dial äußeren Stellen die Temperatur der Maskenanordnung höher sein kann als die Kondensationstemperatur. Der Temperaturgradient ist aber ausreichend steil, so dass über die gesamte Maskenfläche die Oberflächentemperatur der Maske ausreichend unterhalb der Kondensationstemperatur liegt.

[0009] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Abscheiden von Schichten unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung, wobei der Maskenrahmen derart temperiert wird, dass seine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur liegt und der Heizrahmen derart temperiert wird, dass seine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Es bildet sich ein Temperaturgradient aus, bei dem der Ort der Kondensations temperatur im Bereich zwischen Maskenrahmen und Heizrahmen liegt. Bevorzugt liegt der Kondensationspunkt im Bereich des Isoliermittels, insbesondere im Bereich des Isolierkörpers.

[0010] Der Maskenrahmen erstreckt sich bevorzugt in einer Horizontalebene entlang einer Umfangslinie, die den Substrathalter umgibt, so dass der Substrat- halter vom Maskenrahmen eingerahmt ist. Die Ränder der Maske sind am Maskenrahmen befestigt. Der Maskenrahmen kann ein Rechteckrahmen sein, der von einem rechteckigen Heizrahmen umgeben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0011] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen grob schematisch und nicht maßstabsgerecht, ledig- lieh zur Verdeutlichung:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 eines Reaktors zum Abscheiden einer oder mehrerer OLED-Schichten, Fig. 2 vergrößert den Ausschnitt II in Figur 1 eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 den Schnitt gemäß der Linie IV - IV in Figur 1 betreffend das zweite Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines fünften Ausführungsbeispiels,

Fig. 7a den in Figur 7 mit Vlla bezeichneten Ausschnitt,

Fig. 8 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines sechsten Ausführungsbeispiels und

Fig. 9 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines siebten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0012] Das in der Figur 1 lediglich schematisch dargestellte Gehäuse besitzt gasdichte Wände, die so ausgestaltet sind, dass das Gehäuseinnere evakuierbar ist. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Gaseinlassorgan 2, welches eine Gasverteilkammer aufweist, die durch eine Dampfeinspeiseöffnung 3 gespeist wird. Durch die Dampfeinspeiseöffnung 3 wird ein von einem Trägergas, beispielsweise einem Edelgas oder H₂ oder N₂ transportierter organischer Dampf in das Gaseinlassorgan 2 eingespeist. Das Gaseinlassorgan 2 besitzt eine Bodenplatte, die eine Gasaustrittsfläche 4 ausbildet, die zu einer Prozesskammer 19 weist. Die Gasaustrittsfläche 4 besitzt eine Vielzahl von duschkopfartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen 5, durch die der Dampf aus dem Gaseinlassorgan 2 in die Prozesskammer 19 eintreten kann. Die die Gasaustrittsöffnungen 5 aufweisende Gasaustrittsplatte besitzt Temperierkanäle 6, durch die ein Temperiermittel strömen kann, um das Gaseinlassorgan 2 und insbesondere die zur Prozesskammer 19 weisende Gasaustrittsfläche 4 auf eine Temperatur aufzuheizen, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Als Temperiermittel kann auch elektrischer Strom verwendet werden, der durch einen Heizleiter hindurchströmt.

[0013] Um das Gasaustrittsorgan 2 ist darüber hinaus eine Heizzone 28 angeordnet. Es handelt sich hier um einen Heizrahmen, der mittels geeigneter Temperierungsmittel, beispielsweise ebenfalls einer Temperierflüssigkeit oder aber auch einer elektrischen Heizung auf eine Temperatur gehalten wird, die ober- halb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt.

[0014] Unterhalb des Gaseinlassorgans 2 befindet sich ein Substrathalter 21, der sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Gasaustrittsfläche 4 erstreckt. Die Größe einer Auflagefläche für ein Substrat 20, das auf dem Substrathalter 21 aufliegt, kann im Bereich eines Quadratmeters oder größer sein. Die Fläche kann aber auch kleiner als 1 m² liegen, beispielsweise im Bereich von 0,04 m². Der in die Prozesskammer 19 eingespeiste Dampf soll lateral strukturiert auf dem Substrat 20 abgeschieden werden. Dies erfolgt durch Kondensati- on, weshalb Kühlmittel 22 vorgesehen sind, mit denen die Auflagefläche für das Substrat 20 des Substrathalters 21 auf eine Temperatur unterhalb der Depo- sitionstemperatur des Dampfes gekühlt wird. Während die Temperatur des Gaseinlassorgans 2 bzw. der Heizzone 28 größer als 100°C, 150°C oder als 200°C ist, ist die Temperatur der Substratauflagefläche geringer als 0°C, 10°C oder 20°C. Die Temperatur der Substratauflagefläche kann auch geringer als 100°C sein. Typischerweise liegt die Temperatur der Substratauflagefläche bei 20°C.

[0015] Zur lateralen Strukturierung der auf das Substrat 20 abzuscheidenden Schicht ist eine Maskenanordnung 7 vorgesehen. Die Maskenanordnung 7 besteht aus einem Maskenrahmen 10, der den Substrathalter 21 umgibt. Der Maskenhalter 10 trägt die aus Invar gefertigte Maske, die eine Folie ist mit einer Materialstärke von 10 μιτι bis 100 μιτι. Die Maske besitzt eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten Maskenöffnungen 9 und wirkt als Schattenmaske. Ein Randbereich 8' der Maske 8 ist am Maskenrahmen 10 derart befestigt, dass die Maske 8 im vom Substrat 20 gelösten Zustand nur minimal durchhängt.

[0016] Der Maskenrahmen 10 wird von einem Tragrahmen 23 getragen. Der Tragrahmen 23 besitzt hierzu eine Auflagefläche, die zumindest einige Abschnitte aufweist, an denen Abschnitte des Maskenrahmens 10 flächig anliegen, so dass eine Wärmeübertragung stattfinden kann. Die Unterseite des Maskenrahmens 10, der massiv sein kann oder aber auch von einem Rohr gebildet sein kann, liegt somit zumindest bereichsweise flächig und wärmeübertragend auf dem Tragrahmen 23 auf. Der Tragrahmen 23 besitzt Temperiermittel, um den Tragrahmen 23 zu kühlen. In den Figuren ist hierzu ein Temperierkanal 24 dar- gestellt, durch den ein Temperiermittel fließen kann. Es kann sich um dasselbe Temperiermittel handeln, welches auch durch die Temperierkanäle 22 des Substrathalters 21 fließt. [0017] Die Maskenanordnung 7 ist von einem Heizrahmen 25 umgeben. Der Heizrahmen 25 ist mittels Temperiermitteln auf eine Temperatur aufheizbar, die oberhalb von 200° C liegt. Hierzu sind in den Figuren Heizmittel 18 in Form von Temperierkanälen dargestellt, durch die ein Heizmittel strömen kann. Es ist hier aber auch vorgesehen und insbesondere zur Beheizung der Gasaustrittsfläche 4, dass die Heizenergie elektrisch zugeführt ist, so dass die Temperiermittel Heizdrähte sind.

[0018] Erfindungsgemäß ist der die Maskenanordnung 7 umgebende Heizrahmen 25 thermisch vom Maskenrahmen 10 getrennt. Der Heizrahmen 25 liegt auf derselben vertikalen Höhe der sich in einer Horizontalebene erstreckenden Maskenanordnung 7. Eine Randfläche 25' des Heizrahmens 25 bildet eine Wand eines Abstandspaltes 26. Die gegenüberliegende Wand des Abstandspaltes 26 wird bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Seitenfläche des Maskenrahmens 10 ausgebildet. Der Spalt 26 bildet somit ein Isoliermittel. Die beiden aufeinander zu weisenden Spaltwände können insbesondere hochglänzend ausgeführt, beispielsweise goldbeschichtet und/ oder poliert sein. Der Emissionskoeffizient der Schicht kann, muss aber nicht kleiner als 0,04 sein.

[0019] In der Figur 3, die ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt, ist mit der Bezugsziffer 11 ein Isolationskörper schematisch dargestellt. Dieser Isolationskörper 11 kann verschiedene Ausgestaltungen aufweisen. Er dient zur thermischen Trennung von Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10. Der Isolationskörper 11 befindet sich zwischen Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10, so dass sich innerhalb des Isolationskörpers 11 ein Temperaturgradient ausbildet. Die Wärmeleitfähigkeit des Isolationskörpers 11 ist minimiert, so dass der Wärme- fluss vom Heizrahmen 25 zum Maskenrahmen 10 minimiert ist. [0020] Der äußere Rand 8' der Maske 8 kann vertikal oberhalb des Maskenrahmens 10 liegen. Der Rand 8' kann sich aber auch lediglich nur über den Maskenrahmen 10 erstrecken, so dass der Isolationskörper 11 nicht nur den Maskenrahmen 10, sondern auch die Maske 8 umgibt. Es ist aber auch vorgese- hen, und in der Figur 3 gestrichelt dargestellt, dass der Maskenrand 8' sich bis über den Isolationskörper 11 erstreckt. Er kann auch mit dem äußeren Rand des Isolationskörpers 11 zusammenfallen. Der Isolationskörper 11 kann somit zur Gänze von einem Randabschnitt der Maske 8 überdeckt sein.

[0021] Zwischen Isolationskörper 11 und Substrathalter 21 kann ein weiterer Abstandsspalt 27 vorhanden sein.

[0022] Die Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Isolationskörper 11 von einer Vielzahl sich in Vertikalebenen erstreckenden Abschirmplatten 12 ausgebildet ist. Die Abschirmplatten 12 werden von Distanzelementen 14 mit Abstand zueinander gehalten. Die voneinander wegwei- senden Oberflächen 12', 12" der Abschirmplatten sind bevorzugt hochreflektierend. Sie sind insbesondere metallbeschichtet und besonders bevorzugt goldbeschichtet, so dass deren Emissionskoeffizient bevorzugt kleiner als 0,04 ist.

[0023] Bei dem in der Figur 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel werden die Abschirmplatten 12 materialeinheitlich vom Maskenrahmen 10 ausge- bildet. Der Maskenrahmen 10 kann dabei aus einem massiven Metallkörper bestehen, in den Nuten eingefräst sind, so dass sich ein kammartiger Querschnitt ausbildet. Die Kammzinken werden dabei von den Abschirmplatten 12 ausgebildet. Auch hier können die aufeinander zu weisenden Oberflächen 12', 12" der Abschirmplatten hochglanzbeschichtet sein. Ein Verbindungssteg, der einen Abschirmplattentragabschnitt 16 ausbildet, liegt bei dem in der Figur 6 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel unten. [0024] Bei dem in der Figur 7 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel liegt der Abschirmplattentragabschnitt 16 oben und kann auch hier von der Maske 8 überfangen sein.

[0025] Bei dem in der Figur 8 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel ist der Raum zwischen den Abschirmplatten 12 mit einem Isoliermaterial ausgefüllt, welches einen geringen Wärmeleitkoeffizienten aufweist. Auch hier erstreckt sich der Rand 8' der Maske 8 bis an den äußersten Rand des Isolierkörpers 11.

[0026] Bei dem in der Figur 9 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel ist der Raum zwischen den Abschirmplatten 12 ebenfalls mit einem Isoliermittel 15 ausgefüllt. Hier erstreckt sich der Rand 8' der Maske 8 aber nicht über den Isolationskörper 11 sondern endet vertikal oberhalb des Maskenrahmens 10.

[0027] Die zuvor beschriebenen Abschirmplatten 12 liegen in einer Parallellage nebeneinander. Es sind zumindest bevorzugt 2, 3, 4 oder 5 Abschirmplat- ten 12 vorgesehen, die parallel, sich in Vertikalebenen erstreckend, nebeneinander angeordnet sind. Die Abschirmplatten 12 können aus Metall bestehen. Sie können eine minimale Materialstärke aufweisen und von hochglanzbeschichteten Metallfolien ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die Abschirmplatten 12 mit größeren Materialstärken zu fertigen, so dass sie eine ausreichende Formstabilität besitzen. Ferner ist vorgesehen, dass die beschichteten Abschirmplatten 12 von einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere einem schlecht wärmeleitenden Metall ausgebildet sind. Es kann sich hier auch um ein geschäumtes Metall handeln.

[0028] Befindet sich zwischen den Abschirmplatten 12 eine Isolierschicht 15, so kann die Isolierschicht 15 ebenfalls aus Metall, beispielsweise einem Metall- schäum bestehen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Isolierschicht 15 aus einem anderen Material, beispielsweise einem mineralischen Material oder aus Kunststoff besteht.

[0029] Mit den erfindungs gemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass sich die Temperatur der Maskenanordnung bei deren Verwendung in der zuvor beschriebenen Vorrichtung und bei einem Verfahren zum Abscheiden von OLEDs nur in einem eng begrenzten Temperaturbereich variiert. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Maske 8 über ihre gesamte Erstreckung nur minimal lateral ausdehnt. [0030] Die Mittel zur thermischen Trennung von Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10 können so angeordnet und ausgestaltet sein, dass das Beschich- tungs verfahren derart durchgeführt wird, dass der äußere Randbereich der Maskenanordnung eine Temperatur besitzt, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich bei dem Beschichtungsverfahren innerhalb des Isolationskörpers 11 ein Temperaturgradient einstellt, wobei die Temperatur am äußeren, vom Maskenrahmen 10 wegweisenden Rand des Isolationskörpers 11 höher ist als die Kondensationstemperatur des Dampfes und dass die Temperatur auf den Maskenrahmen 10 zuweisenden Rand des Isolationskörpers 11 unterhalb der Kondensa- tionstemperatur des Dampfes liegt. Sämtliche Bestandteile der unmittelbaren Umgebung des Substrates, die während des Abscheidens der OLED-Schicht eine Temperatur einnehmen, die unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt, sind somit der Maskenanordnung 7 zugeordnet und können nach dem Abscheiden einer Schicht oder mehrerer Schichten ausgetauscht werden. [0031] Das Maskenwechseln wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass weder der Maskenrahmen 10 noch der Isolationskörper 11 mit einem Kühlmittel gekühlt werden. Gleichwohl kann aber vorgesehen sein, dass Maskenrahmen 10 und/ oder der Isolationskörper 11 mit einem Temperiermittel gekühlt wird. [0032] Als Material für die Maske 8 wird bevorzugt Invar verwendet oder ein anderes Material, bei dem der thermische Ausdehnungskoeffizient insbesondere in einem Temperaturbereich von 0° C bis 120° C minimal ist oder zumindest bereichsweise verschwindet. Das Material, aus dem der Maskenrahmen hergestellt ist, kann entweder ein Bulk-Material, ein Schichtsystem, ein Compound, ein Fasermaterial mit Matrix, Carbon-Faser-Material oder andersartiges Materialsystem sein. Das faserverstärkte Material kann insbesondere ein anisotropes thermisches Ausdehnungsverhalten haben. Die thermische Ausdehnung in eine Raumrichtung kann geringer als 1 ppm sein. Die thermische Ausdehnung in eine andere, beispielsweise in die Vertikalrichtung kann eine höhere sein. [0033] Es ist ferner vorgesehen, dass der Isolationskörper 11 in der Maskenanordnung 7 integriert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper 11 von der Maske 8 abgedeckt ist. Der Maskenrahmen 10 kann durch die Verwendung des Isolationskörpers 11 aus einem Werkstoff gefertigt werden, der nicht Invar ist. Er kann insbesondere aus den oben genannten Materialien gefertigt werden, die ein anisotropes thermisches Ausdehnungsverhalten besitzen. Bei dem Isolationskörper 11 handelt es sich insbesondere um einen rah- menförmigen Körper, der ein um den Maskenrahmen 10 umlaufendes isolierendes Mittel ausbildet. Die Abschirmplatten 12 bilden eine Hitzeschildanordnung, die insbesondere am Maskenrahmen 10 befestigt ist. Die Hitzeschildan- Ordnung kann aber auch am Heizrahmen 25 befestigt sein. [0034] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0035] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Maskenrahmen 10 von einem mittels Heizmitteln 18 beheizten Heizrahmen 25 umgeben ist und vom Heizrahmen 25 thermisch getrennt ist.

[0036] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Mas- kenrahmen 10 und Heizrahmen 25 thermische Isoliermittel 11, 26 vorgesehen sind.

[0037] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Isoliermittel einen Isolationskörper 11, insbesondere einen rahmenförmigen Isolationskörper 11 aufweisen. [0038] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 Abschirmplatten 12 aufweist, die zum Heizrahmen 25 und/ oder zum Maskenrahmen 10 weisende Reflexionsflächen 12', 12" aufweisen.

[0039] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reflexionsflächen 12', 12" hochreflektierend sind und/ oder die Abschirmplatten 12 eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

[0040] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abschirmplatten 12 materialeinheitlich vom Isolationskörper 11 ausgebildet sind und insbesondere im Querschnitt kammartig von einem Abschirmplattentragab- schnitt abragen.

[0041] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, wobei sich die Schichten in einer Richtung quer zur Erstreckungsebene des Substrathalters 21 bzw. des Heizrahmens 25 erstrecken.

[0042] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen 10 und/ oder mit dem Heizrahmen 25 verbunden ist. [0043] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Maskenrahmen 10 auf einem mittels Kühlmitteln kühlbaren Tragrahmen 23 aufliegt.

[0044] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein von Heizmitteln beheizbares Gaseinlassorgan 2, welches vertikal oberhalb des Substrathalters 21 angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Substrat- halters 21 erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass um das Gaseinlassorgan 2 ein zweiter Heizrahmen 28 angeordnet ist.

[0045] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizmittel in der Lage sind, den den Maskenrahmen 10 umgebenden Heizrahmen 25 auf eine Temperatur von mindestens 100°C, 150°C oder 200°C aufzuheizen und/ oder dass das Kühlmittel in der Lage ist, den Maskenrahmen 10 auf eine Temperatur von maximal 0°C, 10°C, 20°C oder 100°C abzukühlen.

[0046] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die thermischen Isoliermittel am Maskenrahmen 10 befestigt sind und/ oder dass sich der Rand 8' der Maske 8 zumindest bereichsweise über das thermische Isoliermittel erstreckt.

[0047] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Heizrahmen 25 auf eine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes tem- periert wird und der Maskenrahmen 10 auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes kondensiert wird, wobei der Temperaturgradient zwischen Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10 derart durch das Isoliermittel 11, 26 verläuft, dass der Ort der Kondens ationstemperatur innerhalb des Isoliermittels 11, 26 liegt. [0048] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meidung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können. Liste der Bezugszeichen

1 Gehäuse 24 Temperierkanal

2 Gaseinlassorgan 25 Heizrahmen

3 Dampfeinspeiseöffnung 25' Randfläche

4 Gasaustrittsfläche 26 Isolationsspalt

5 Gasaustrittsöffnung 27 Abstandsraum

6 Temperierkanal 28 Heizzone

7 Maskenanordnung

8 Maske

8' Rand

9 Maskenöffnung

10 Maskenrahmen

11 Isolationskörper

12 Abschirmplatte

12' Reflexionsfläche

12" Reflexionsfläche

13 Zwischenraum

14 Distanzelement

15 Isolierschicht

16 Verbindungssteg

17

18 Heizmittel

19 Depositionskammer

20 Substrat

21 Substrathalter

22 Temperierkanal

23 Tragrahmen

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Abscheiden von durch die Verwendung von Masken lateral strukturierten Schichten auf mindestens einem Substrat (20), insbesondere durch Einspeisen eines Dampfs in eine Depositionskammer (19) und Kondensation des Dampfs auf dem Substrat (20), aufweisend einen mittels Kühlmitteln (22) kühlbaren Substrathalter (21) zur Halterung des Substrates (20), eine an einem Maskenrahmen (10) befestigte Maske (8) zur Auflage auf das Substrat (20) und mit einem mittels Heizmitteln (18) beheizten, vom Maskenrahmen (10) thermisch getrennten Heizrahmen (25), dadurch gekennzeichnet, dass der die Maske (8) umgebende Maskenrahmen (10) vom Heizrahmen (25) umgeben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Maskenrahmen (10) und Heizrahmen (25) thermische Isoliermittel (11, 26) vorgesehen sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliermittel einen Isolationskörper (11), insbesondere einen rahmenför- migen Isolationskörper (11) aufweisen.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) Abschirmplatten (12) aufweist, die zum Heizrahmen (25) und/ oder zum Maskenrahmen (10) weisende Reflexionsflächen (12', 12") aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsflächen (12', 12") hochreflektierend sind und/ oder die Abschirmplatten (12) eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmplatten (12) materialeinheitlich vom Isolationskörper (11) ausgebildet sind und insbesondere im Querschnitt kammartig von einem Abschirmplattentragabschnitt abragen.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, wobei sich die Schichten in einer Richtung quer zur Erstre- ckungsebene des Substrathalters (21) bzw. des Heizrahmens (25) erstrecken.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen (10) und/ oder mit dem Heizrahmen (25) verbunden ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenrahmen

(10) auf einem mittels Kühlmitteln kühlbaren Tragrahmen (23) aufliegt.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein von Heizmitteln beheizbares Gaseinlassorgan (2), welches vertikal oberhalb des Substrathalters (21) angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Substrathalters (21) erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass um das Gaseinlassorgan (2) ein zweiter Heizrahmen (28) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel in der Lage sind, den den Maskenrahmen (10) umgebenden Heizrahmen (25) auf eine Temperatur von mindes- tens 100°C, 150°C oder 200°C aufzuheizen und/ oder dass das Kühlmittel in der Lage ist, den Maskenrahmen (10) auf eine Temperatur von maximal 0°C, 10°C, 20° C oder 100°C abzukühlen.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Isoliermittel am Maskenrahmen (10) befestigt sind und/ oder dass sich der Rand (8') der Maske (8) zumindest bereichsweise über das thermische Isoliermittel erstreckt.

Verfahren zum Abscheiden von Schichten unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizrahmen (25) auf eine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes temperiert wird und der Maskenrahmen (10) auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes kondensiert wird, wobei der Temperaturgradient zwischen Heizrahmen (25) und Maskenrahmen (10) derart durch das Isoliermittel (11, 26) verläuft, dass der Ort der Kondensationstemperatur innerhalb des Isoliermittels (11, 26) liegt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Randbereich (8') der Maske (8) am Maskenrahmen (10) befestigt ist, welcher den Substrathalter (21) in einer Horizontalebene einrahmt.

Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.