ここで、様々な実施形態について詳細に参照する。各図には、実施形態の1つ以上の例が示されている。各例は、説明用として提示されており、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として例示または記載されている特徴は、他の任意の実施形態で使用するか、または他の任意の実施形態と組み合わせて使用して、さらに別の実施形態を生み出すことが可能である。本開示は、こうした修正形態及び変形形態を含むことが意図されている。
図面に関する以下の説明中、同じ参照番号は、同一または同様の構成要素を指している。概して、個々の実施形態に関しては、相違点のみが説明される。別様に明記されていない限り、一実施形態の部分または態様の説明は、別の実施形態中の相当する部分または態様にも適用することができる。
図1は、本明細書に記載の実施形態で利用することができる、材料堆積装置100の概略断面図を示す。具体的には、材料堆積装置は、真空堆積チャンバ内で基板に材料を堆積させるように構成されている。図1に例示的に示すように、材料堆積装置は、材料を蒸発させるように構成されたるつぼ110を有する、少なくとも1つの材料堆積源105を含む。材料堆積装置はさらに、分配アセンブリ120、例えば分配管を含む。分配アセンブリは、蒸発させた材料を基板に供給するように構成されている。図1に例示的に示すように、少なくとも1つの堆積源の分配アセンブリ120は、分配管の長さに沿って設けられた1つ以上の排出口または開口126が付いた分配管を含んでいてよい。典型的には、分配アセンブリ120は、るつぼ110に接続されている。
具体的には、分配アセンブリ120の底部に、開口113が設けられていてよい。例えば、分配アセンブリ120の底部に設けられた開口113は、例えば、るつぼの頂壁に設けられた開口を介して、るつぼ110との流体連通が可能であるようにして、配設及び構成されていることができる。
るつぼ110は、分配アセンブリと流体連通している。蒸発させた材料は、分配アセンブリ内で、基板に向けて誘導される。例えば、分配アセンブリ120は、蒸発させた材料を、開口126を通して基板(図1には図示せず)上に向かわせる。本開示の実施形態によると、材料堆積装置は、線形源を含み得る。複数の開口126が、一列に配列されていることができる。分配アセンブリ120によって、線形の蒸気のプルームが生成される。線形源は、例えば線の方向と垂直に、移動することができる。線形源を移動することによって、蒸発させた材料を長方形の基板上に堆積することが可能になる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るさらなる実施形態によると、本明細書記載の実施形態によるシャッターまたはシャッターアセンブリには、点源が設けられていてもよい。
図2Aは、本明細書に記載のさらなる実施形態による、材料堆積装置の、より詳細な概略上面断面図を示す。具体的には、図2Aは、第1の堆積源105A、第2の堆積源105B、及び第3の堆積源105Cを含む、材料堆積装置の上面断面図を示す。3つの分配アセンブリ、例えば分配管と、それに対応する蒸発るつぼは、互いに隣接して設けられていることができる。その結果、材料堆積装置が、例えば2種類以上の材料を同時に蒸発させることができる蒸発源アレイとして設けられていてもよい。例えばOLEDディスプレイの製造中に材料層を堆積するために、共蒸着を使用することができる。材料堆積装置は、2つ以上の堆積源105を含むことができる。
材料堆積装置、即ち堆積源は、材料堆積用の処理条件を提供するために、コンディショニングされる。材料堆積装置の複数の堆積源は、互いに独立してコンディショニングするのが有益である。例えば、堆積源の材料蒸発の均一性は、材料堆積装置の堆積源のそれぞれに関して、独立して検討される。堆積源の均一性は、例えば、開口126の列に沿った均一性であると考えることができる。均一性は、線形源の列に沿って評価、及び/または調整することができる。
図2Aに示すように、 堆積源は、本明細書に記載の分配アセンブリ、及び本明細書に記載のるつぼを含んでいてよい。例えば、第1の分配アセンブリ120A、第2の分配アセンブリ120B、及び第3の分配アセンブリ120Cは、本明細書に記載の分配管として構成されることができる。
図2Bに示すように、本開示の実施形態によると、1つ以上のシャッター210は、ある角度212で動かすことができる。ある角度でシャッターを動かすこと、例えば軸211の周囲でシャッターを回転することによって、シャッターを第1の分配アセンブリの1つ以上の開口126の前に位置決めすることが可能になる。代わりに、シャッターを、第2の分配アセンブリの1つ以上の開口126の前に、または第3の分配アセンブリの1つ以上の開口の前に位置決めすることも、可能である。さらに、シャッターは、パーク位置に位置決めすることが可能である。パーク位置では、材料堆積装置の開口は、シャッターによって覆われていない。シャッターは、材料堆積装置のあらゆる分配アセンブリの、基板に向けられる材料の誘導を遮断しない。
1つの分配アセンブリの1つ以上の開口、即ち1つの堆積源の1つ以上の開口の前にシャッターを位置決めすることによって、複数の堆積源の個別のコンディショニングが可能になる。さらに、パーク位置にすることで、材料堆積装置が、2つ以上の堆積源の共蒸着によって基板上に材料を堆積することが可能になる。
本開示において、「材料堆積源」とは、基板上に堆積する材料の供給源を提供するように構成された、装置またはアセンブリであるとして理解することができる。具体的には、「材料堆積源」とは、堆積する材料を蒸発させるように構成されたるつぼ、及び蒸発させた材料を基板に供給するように構成された分配アセンブリを有する装置またはアセンブリであるとして理解することができる。「蒸発させた材料を基板に供給するように構成された分配アセンブリ」という表現は、分配アセンブリが、排出口または開口126を通る矢印によって図1に例示的に示す堆積方向に、気体の原材料を誘導するように構成されている、として理解することができる。その結果、気体の原材料、例えばOLED装置の薄膜を堆積するための材料は、分配アセンブリ内に誘導され、1つ以上の排出口または開口126を通って、分配アセンブリから排出される。例えば、分配アセンブリ、例えば分配管の1つ以上の排出口は、蒸発方向に沿って延びるノズルであることができる。典型的には、蒸発方向は基本的に水平であることができる。水平方向は、例えば図1に示すx方向に相当していてよい。典型的な実施形態によると、基板の配向が垂直からわずかに乖離しているのを許容するために、蒸発方向は、7°未満といった、例えば15°未満の水平方向からのわずかな乖離を有していることが有益であり得る。
本開示において「るつぼ」とは、るつぼを加熱することによって蒸発させる材料用のリザーバを有する器具であるとして理解することができる。したがって、「るつぼ」とは、原材料の蒸発及び昇華のうちの少なくとも一方によって原料を蒸発させて気体にするために加熱することができる、原材料リザーバであるとして理解することができる。典型的には、るつぼは、るつぼ内の原材料を蒸発させて気体の原材料にするための、ヒータを含む。例えば、蒸発させる材料は最初、粉末の形態であってよい。リザーバは、蒸発させる原材料、例えば有機材料を受容するための容積を有していることができる。
本開示において、「分配アセンブリ」とは、分配アセンブリから蒸発させた材料、具体的には蒸発させた材料のプルームを、基板に供給するように構成されたアセンブリであるとして理解することができる。例えば、分配アセンブリは、細長い形状であり得る分配管を含んでいてよい。例えば、本明細書に記載の分配管は、分配管の長さに沿って少なくとも1つの列に配列された複数の開口及び/またはノズルを有する、線形源を提供し得る。その結果、分配アセンブリは、例えば中に配置された複数の開口(または細長いスリット)を有する、線形の分配シャワーヘッドであることができる。本明細書中では、シャワーヘッドは、例えば、蒸発るつぼから基板へ、蒸発させた材料を供給または誘導することができる、筐体、空洞、または管を有し得るとして理解される。シャワーヘッドは、その中空の空間内の圧力が、空間の外側と比べて一桁以上高圧であることができる。
本明細書に記載の他のいずれの実施形態とも組み合わせ得る実施形態によると、分配管の長さは、少なくとも堆積を行う基板の高さに相当していてよい。具体的には、分配管の長さは、堆積を行う基板の高さよりも、少なくとも10%長くてよく、20%長くてさえよい。例えば、分配管の長さは、1.3m以上であってよく、例えば2.5m以上であってよい。これによって、基板の上端及び/または基板の下端における、均一な堆積を提供することができる。代替構成によれば、分配アセンブリは、垂直軸に沿って配列されていることができる、1つ以上の点源を含んでいてよい。
図2Aに示すとおり、本明細書に記載の他のいずれの実施形態とも組み合わせ得る実施形態によると、少なくとも1つの堆積源の分配アセンブリは、分配管の長さに対して垂直な非円形断面を有する分配管として構成されていることができる。例えば、分配管の長さに対して垂直な断面は、丸い角を有する三角形、及び/または角が切り取られた三角形であることができる。例えば、図2Aは、分配管の長さに対して垂直なほぼ三角形の断面を有する3つの分配管を示す。本明細書に記載の他のいずれの実施形態とも組み合わせ得る実施形態によると、各分配アセンブリは、それぞれの蒸発るつぼと流体連通している。
例えば図1、図2A、及び図2Bに関連して記載されているように、少なくとも1つの堆積源105の特徴に関する記載が、2つ以上の堆積源105を有する材料堆積装置100の他の堆積源にも適用され得ることは、理解されるべきである。
本明細書に記載の他いずれの実施形態とも組み合わせ得るある実施形態によると、また図2Aに例示的に示されているとおり、少なくとも1つの材料堆積源に隣接して、蒸発器制御ハウジング180が設けられていてよい。具体的には、蒸発器制御ハウジングは、内部に大気圧を維持するように構成されていることができ、かつスイッチ、バルブ、コントローラ、冷却ユニット、冷却制御ユニット、加熱制御ユニット、電源、及び測定装置から成る群から選択された、少なくとも1つの要素を収容するように構成されている。
本明細書に記載の他のいずれの実施形態とも組み合わせ得る実施形態によると、分配アセンブリ、具体的には分配管は、分配アセンブリ内部に設けられている加熱要素によって加熱され得る。加熱要素は、チューブに留められたまたは別な方法で固定された、例えば、コーティングされた加熱ワイヤなどの加熱ワイヤによって設けられ得る、電気ヒータであることができる。図2Aを例として参照すると、冷却シールド138が設けられていることができる。冷却シールド138は、堆積エリア、即ち、基板及び/またはマスクに向かう熱放射を低減するためのU字型の冷却シールドが設けられるようにして配設された、側壁を含んでいてよい。例えば、冷却シールドは、水などの冷却流体用の導管が取り付けられているか、または内部に設置されている、金属板として設けられることができる。さらにまたは代わりに、冷却シールドを冷却するために、熱電冷却装置または他の冷却装置を設けることができる。典型的には、外側シールド、即ち、分配管の内部空洞を取り囲む最も外側のシールドを、冷却することができる。
図2Aに、例示目的で、分配アセンブリの排出口から出ている、蒸発させた原材料を矢印で示す。分配アセンブリの形状が基本的に三角形であるため、3つの分配アセンブリから生じた蒸発円錐は、互いに近接している。それによって、別々の分配アセンブリからの原材料の混合が改善され得る。具体的には、分配管の断面形状によって、隣接する分配管の排出口またはノズルを、互いに接近して設置することが可能になっている。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、第1の分配管の第1の排出口またはノズルと、第2の分配管の第2の排出口またはノズルとは、75mm以下、例えば50mm以下、または35mm以下の距離を有することができる。
図2Aにさらに示すように、シールド装置、具体的にはシェーパーシールド装置137が、例えば、冷却シールド138に取り付けられて、または冷却シールドの一部として、設けられていることができる。シェーパーシールドを設けることによって、排出口を通って分配管(単数または複数)を出る蒸気の方向を制御することができる。即ち、蒸気放出の角度を小さくすることができる。ある実施形態によると、排出口またはノズルを通って供給される蒸発した材料の少なくとも一部は、シェーパーシールドによって遮断される。その結果、放出角度の幅を制御することができる。
図3Aから図7に関連してより詳細に示されているように、シャッターまたはシャッターアセンブリが、シェーパーシールド装置137において設けられ、及び/またはシェーパーシールド装置137に接続されていることができる。
図3Aは、材料堆積装置100の一部を示す。堆積源の開口126、及びシェーパーシールド装置137が示されている。図3Aの断面図には、シェーパーシールド装置137の側部317が示されている。2つのシャッター210が設けられている。シャッター210は、ある角度で動かすことができ、例えば軸211の周囲を回転することができる。図3Aは、左側の開口126と、中央の開口126と、右側の開口126を示している。これらの開口は、それぞれの蒸発源に対応している。ある実施形態によると、蒸発源は、それぞれの開口126を有する複数の点源であることができる。他の実施形態によると、蒸発源は線形源であることができ、各開口126は、図3Aから図3Cの紙面に対して垂直な線に沿って延びる、複数の開口のうちの1つである。
本開示によると、本明細書に記載の実施形態は、2つ以上の材料を共蒸着させる材料堆積装置の点源として使用することができるが、本明細書に記載の実施形態によるシャッター装置は、線形源に対しても有益に利用することができる。例えば、シャッター装置は、垂直に、または基本的に垂直に配向された線形源に対して使用することができる。ある角度で、例えば軸の周囲を動かされる1つ以上のシャッターを有するシャッター装置は、1つ以上の列の開口126を効果的に遮断することができる。さらに、図4、図5、及び図6に関連してより詳細に記載されるように、シャッター装置はパーク位置にすることができる。
図3Aは、第1のシャッター及び第2のシャッターの位置決めを示す。中央の開口126及び右の開口126が、シャッターによって遮断されている。左の開口126または左の開口の列は、遮断されていない。蒸発させた材料は、左の開口126、即ち、左の開口126または左の開口の列126に対応する分配アセンブリから、基板上に誘導することができる。左の分配アセンブリまたは1つ以上の左の開口にそれぞれ対応する左側の堆積源がコンディショニングされ得るが、その間、中央の蒸発源及び右の蒸発源は、基板上への層の堆積に貢献しない。
図3Bは、第1のシャッター及び第2のシャッターの位置決めを示す。ここでは中央の開口126が遮断されていない。左の蒸発源と右の蒸発源の間にある蒸発源がコンディショニングされ得るが、その間、左の蒸発源と右の蒸発源は、基板上への層の堆積に貢献しない。図3Cは、第1のシャッター及び第2のシャッターの位置決めを示す。ここでは右の開口126が遮断されていない。右の蒸発源がコンディショニングされ得る。例えば図3Aから図3C(任意の順)によるシャッターの位置決めに続く、蒸発源のコンディショニング後、第1のシャッター及び第2のシャッターをパーク位置に動かすことができ、左の堆積源、右の堆積源、及び左の堆積源と右の堆積源の間の堆積源の共蒸着によって、例えば有機層である層の堆積が設けられ得る。
図4は、シェーパーシールド装置137の斜視図を示す。シェーパーシールド装置137の一部が切り取られ、本明細書に記載の実施形態によるシャッター装置のシャッター210が示されている。図4は、シェーパーシールド装置137の側部317と、例えばシェーパーシールド装置の頂部417を示す。シャッター210は、図4に示す開口126によって設けられた、線形源の線に沿って延びている。線形源の線に沿って延びる開口126(4つの開口が示されている)を覆うため、シャッター210を移動することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、シェーパーシールド装置は、側部317、頂部417、及び底部を含み得る。シェーパーシールド装置は、シェーパーボックスを形成する。シェーパーシールド装置は、開口または開口の列126から基板の方向に延びる、フレームを含んでいることができる。フレームは、開口または開口の列を取り囲んでいることができる。開口または開口の列126は、2つ以上の堆積源の共蒸着用に使用することができる。
例えば、シェーパーシールド装置、即ちシェーパーボックスに、1つ以上のシャッター210を含むシャッター装置を装着することができる。シェーパーシールド装置にシャッター装置を装着するのは、有益である。なぜなら、どちらの構成要素も、例えば定期的に洗浄といった整備を受けるからである。その結果、シェーパーシールド装置にシャッター装置を装着することによって、シャッター装置をシェーパーシールド装置と一緒に分解することが可能になる。さらに、図7に関連してより詳細に説明されるように、シャッター装置を簡便な分解のために堆積源装置に装着し、それによってシャッター装置、例えば第1のシャッター及び第2のシャッターを、短時間で取り外すことができる。これによって、整備を迅速に実施することができる。
図5は、さらなる実施形態による、材料堆積装置の一部を示す。図5は、側部317を有するシェーパーシールド装置137を示す。さらに、頂部417の端部が、図5に示されている。頂部417の端部は完全に直線ではないかもしれないが、シェーパーボックスは、断面が基本的に長方形である、及び/または基本的に直方体であるとみなされてよい。
図5は、材料堆積装置の一部を示す。ここでは、第1の堆積源の1つ以上のノズル526によって1つ以上の開口126が設けられ、第2の堆積源の1つ以上のノズル526によって1つ以上の開口126が設けられ、第3の堆積源の1つ以上のノズル526によって1つ以上の開口126が設けられている。本書に記載の実施形態によると、材料堆積装置には、2つ以上の堆積源が設けられており、この2つ以上の堆積源は、別々の材料を共蒸着して基板上に1つの層を形成するように構成されている。
シェーパーシールド装置137は、図5に示すとおり、冷却シールド138に接続されていることができる。その結果、シェーパーシールド装置137は、冷却シールド138によって受動的に冷却され得る。冷却シールド138は、能動的冷却を行うことができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、基板上に材料層を堆積するための材料堆積装置であって、材料堆積装置と基板との間にパターンマスク、例えばファインメタルマスク(FMM)が設けられている、材料堆積装置を設けることができる。例えばFMMといったパターンマスクが、ディスプレイのピクセル解像度を規定することができる。その結果、パターンマスク内の開口は、2〜3ミクロンの寸法を有することができ、2〜3ミクロンの許容誤差で配置されている。本開示の実施形態によると、ある角度で動かすことができる、例えば軸211の周囲を回転することができる、1つ以上のシャッターがついたシャッター装置を、線形源に対して、具体的には基本的に垂直に配向された垂直基板の堆積用の線形源に対して、有益に利用することができる。線形源の開口の列に沿って延びる、回転または搖動するシャッターが付いたシャッター装置は、容易に列の前に位置決めすることができ、例えば図5及び図6に示すようにパーク位置にすることができ、整備のために容易に取り外すことができる。複数の線形源を個別のコンディショニングすることは、垂直基板の処理にとって有益である。垂直基板の処理においては、垂直基板の配向、及びパターンマスクの垂直の配向をマイクロメートル領域で行うことは、大面積基板用にとって、非常に困難である。
図5は、ノズル526に接続されたシェーパー536を示す。シェーパー536は、個別に設けることができる。即ち、複数のノズル526または開口126に対しては、ノズルまたは開口1つにつき、1つのシェーパー536が設けられる。シェーパー536の断面は、円形、卵形、二次式形状(quadratic)、長方形などであることができる。シェーパー536は、ノズル526または開口126から基板に向かって延びている。シェーパー536は、ノズルまたは開口の蒸発プルームの角度を限定する。放出された蒸気の角度が限定されていることは、パターンマスク、例えばFMMの2〜3ミクロンの領域の正確性を可能にするために、有益である。シェーパー536は、例えば、例えば基本的に垂直に配向された基板の場合、基本的に水平であるメインの蒸発方向に関して、水平及び垂直の方向に蒸発が除外される角度(evaporation omission angle)を限定するシェーパーといった、2次元シェーパーであることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、シェーパー536は、開口126またはノズル526用の個別のシェーパーである。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るさらなる実施形態によれば、シェーパー536は加熱され得る。シェーパー536を加熱することは、蒸発させた材料のシェーパーへの付着を減らすために有益であり得る。
図5に示す円511は、右側の軸211の周囲を回転する、右側のシャッター210の回転を例示的に示す。シャッター210のシャッタープレート510の動きは、円または弧に沿って与えられ得る。円511と1つ以上のシェーパー536の表面との間に、間隙513が設けられている。その結果、シャッタープレート510と、1つ以上のシェーパーの表面との間に、間隙が設けられる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、間隙は、5mm以下であることができる。さらにまたは代わりに、ギャップは0.5mm以上であることができる。例えば、間隙は、2mmから4mmであることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、シャッター210のシャッタープレート510は、凹形の形状を有し得る。シャッタープレートは、軸211に向かって内向きに曲げることができる。これによって、シャッター210が開口126の前に移動したときの、蒸発させた材料の遮断が向上され得る。
シャッター210、即ち第1のシャッター及び第2のシャッターが、図5にパーク位置で示されている。シャッターのパーク位置は、シールド装置またはシェーパーシールド装置137の1つ以上の側部317に近接していることができる。図4及び図7に関連して理解され得るように、単にシャッタープレート510が、開口126の前に設けられている。図5(及び他の図面)に示す、軸211とシャッタープレートとの接続部分は、蒸発させた材料の基板への到達を遮断しない。本書に記載の実施形態によると、パーク位置は、シールド装置またはシェーパーシールド装置137を規定しているフレームの、側部、例えば図5の左側部または右側部にあることができる。パーク位置は、共蒸着に使用する開口126または開口の列126に対して、例えばどちらの側であれ、外側寄りに設けられていることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、シェーパーシールド装置137は、1つ以上のさらなる壁517を含むことができる。例えばシート状の材料によって設けられ得るさらなる壁517が、シールドプレート510用の筐体または囲いを生成することができる。筐体は、さらなる壁、即ち材料のシートまたは表面と、シールド装置137の側部317との間に設けられていることができる。筐体または囲いは、パワー位置にあるシャッター、即ちシャッタープレート用の空間を提供することができる。
ある実施形態によると、さらなる壁または表面は、例えばシールド装置またはシェーパーシールド装置137を介して、冷却シールド138によって受動的に冷却され得る。間接的に冷却されたシールド装置の表面は、シャッター210、即ちシャッタープレート510を覆い、及び/または取り囲む。シャッタープレート510は、蒸発させた材料を遮断することによって加熱され得る。冷却された表面を有する筐体または囲いは、基板の処理中、即ち2つ以上の堆積源の共蒸着中に基板に影響し得る高温を有する、シャッタープレート510の熱負荷を低減する。本明細書に記載の他の実施形態または変形形態と組み合わせ得るさらなる変形形態または代わりの変形形態によると、シャッター210、及び具体的にはシャッタープレート510は、直接、例えば能動的に冷却され得る。
図6は、パーク位置にある筐体を示す。これは、本明細書に記載の他の実施形態、例えば、開口またはノズル用にそれぞれ個別のシェーパーを有する材料堆積装置に対しても、使用されてよい。さらに、図6に示す、右の軸211の周囲にある円は、図5と比較すると、ノズル526に向かって移動している。その結果、図6に関連して記載されている実施形態の開口及び/またはノズルとの間の間隙は、図5に関連して記載されている間隙513と同様であることができる。
図7は、材料堆積装置100を示す。材料堆積装置は、2つ以上の堆積源105を含む。堆積源はそれぞれ(図7の側断面図には、1つの堆積源が示されている)、るつぼ110、分配アセンブリ120、及び例えばノズルといったそれぞれの開口126を含んでいることができる。るつぼ110内で蒸発した材料は、分配アセンブリ120によって、開口126を通って真空チャンバ内へと誘導される。例えば、蒸発した材料は、基板に向けて、または図7に示すサイドシールド710に向けて、誘導され得る。蒸発方向は、水平であるか、または図7に示すように、水平の配向に対してわずかに上向きに傾斜していることができる。蒸発方向は、0°から10°まで、傾斜していることができる。
本明細書に記載の実施形態によると、材料堆積用の機器は、サイドシールド710を含んでいてよい。サイドシールドは、材料源装置が回転アイドリング位置にあるときに、材料源装置の前に設けられていることができる。サイドシールドは、材料堆積装置がアイドル位置にあるときに、材料堆積装置がアイドルシールドの前に移動されている、例えばある角度でアイドルシールドの前に移動されるようにして、設けられていることができる。サイドシールド710は、アイドルシールドであるか、または一般的には、材料堆積源装置用、例えば2つ以上の堆積源用のシールドであることができる。
ある実施形態によると、2つ以上の蒸発源105は、蒸発器制御ハウジング180、例えば大気ボックスに装着されることができる。蒸発器制御ハウジングは、中で材料堆積装置が稼働している真空チャンバの、外側に接続されていることができる。
2つ以上の蒸発源は、材料堆積装置用の支持体780によって支持されていることができる。支持体は、材料堆積装置を並進運動させるように構成されていることができる。支持体は、能動型及び/または受動型磁気要素用のハウジングを提供することができる。能動型及び/または受動型の磁気要素は、材料堆積装置の磁気浮上及び/または磁気駆動を提供することができる。例えば、図7を参照すると、材料堆積装置の並進運動は、図7の紙面に対して垂直であることができる。
図7は、頂部417を有するシェーパーシールド装置137を示す。シャッター210は、頂部417と、対応する底部とに装着されていることができる。シャッター210は、例えば、回転可能なピン722で装着されていることができる。図7の断面図は、1つのシャッター、シャッター用の1つの装着装置、及びシャッターを動かすためのアクチュエータを示す。2つ以上のシャッター210を有するシャッター装置は、相当する数の構成要素を含むことができる。
シェーパーシールド装置137の底部の下方に、アクチュエータ726が設けられている。シェーパーシールド装置、即ちシェーパーボックスは、アクチュエータ及び/またはシャッターの装着部を、蒸発させた材料への曝露から遮蔽することができる。アクチュエータ726は、モータ、例えば隈取りコイルモータであることができる。例えば、モータは、磁石724を介してピンと係合することができる。代わりに、アクチュエータ726と、ピン722またはシャッターの軸との、直接の係合が与えられてもよい。
本開示の実施形態によると、シャッター装置は、ある角度で動くことができる1つ以上のシャッター210を含む。例えば、シャッターは軸の周囲を回転することができる。例えば、軸は、ピン722によって設けられることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によれば、材料堆積源装置は、垂直シールド717を含み得る。図7は、シェーパーシールド装置の下部における垂直シールド717と、シェーパーシールド装置の上部における垂直シールド717を示す。1つ以上の垂直シールドは、材料堆積装置の蒸発角度を、垂直方向に範囲限定することができる。例えば、1つ以上の垂直シールドは、蒸発源105、例えば2つ以上の蒸発源105の蒸発角度を、垂直方向に範囲限定することができる。垂直シールドは、カバーシートであることができる。
本明細書に記載の実施形態によるシャッター装置は、材料堆積装置の2つ以上の堆積源の中の、単一の堆積源のコンディショニング、即ち蒸発特性の評価を可能にする。シャッター装置は、2つのシャッターを含んでいることができる。2つのシャッターは、例えば2つの堆積源からの材料を遮断することができる。その結果、3つの堆積源を有する材料堆積装置がコンディショニングされ得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、ある角度で動くことができるシャッターを有するシャッター装置が、線形源の複数の開口及び/またはノズルの、簡便な遮断を可能にする。蒸発源または分配アセンブリそれぞれの複数の開口は、例えば回転可能である、1つのシャッターによって遮断され得る。
本明細書に記載の実施形態によるシャッター装置によって、例えば堆積源の均一性及び他のコンディショニングが個別に調整された後に、シャッターをパーク位置に動かすことが可能になる。ある角度で動くことができる、例えば回転することができる1つ以上のシャッターによって、パーク位置が、シールド装置の側部の近辺、具体的にはシールド装置によって形成された筐体の内部であることが可能になる。
図8は、本明細書に記載のある実施形態による、2つ以上の基板上、例えば基板10上及び第2の基板11上に蒸発させた材料を堆積するための、堆積装置1000の概略上面図を示す。
堆積装置1000は、真空チャンバ1001を含む。材料堆積装置100、例えば本明細書に記載の実施形態のいずれかによる堆積源が、真空チャンバ1001内に配設されている。真空チャンバ1001内に、堆積源の両側に位置していてよい第1の堆積エリア201及び第2の堆積エリア202が設けられる。基板10は第1の堆積エリア201内に配置されてよく、及び/または、第2の基板11は第2の堆積エリア202内に配置されてよい。
本開示において、「材料堆積装置」とは、本明細書に記載のように、基板上に材料を堆積するように構成された装置として理解すべきである。具体的には、「材料堆積装置」は、例えばOLEDディスプレイの製造に関しては、大面積基板上に有機材料を堆積するように構成された装置として理解することができる。例えば、「大面積基板」は、0.5m2以上、具体的には1m2以上の面積を有する主要面を有していてよい。ある実施形態では、大面積基板は、約0.67m2の基板(0.73×0.92m)に相当するGEN4.5、約1.4m2の基板(1.1m×1.3m)に相当するGEN5、約4.29m2の基板(1.95m×2.2m)に相当するGEN7.5、約5.7m2の基板(2.2m×2.5m)に相当するGEN8.5であってよく、または約8.7m2の基板(2.85m×3.05m)に相当するGEN10であってさえよい。GEN11及びGEN12といった、さらに数字の大きな世代、並びにそれに相当する基板面積でさえ、同様に実装することが可能である。
例えば、基板は、ガラス(例えばソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど)、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、または、堆積処理によってコーティングできる任意の他の材料もしくは材料の組合せからなる群から選択された材料から作られていてよい。
本開示において、「真空堆積チャンバ」とは、真空堆積用に構成されたチャンバとして理解すべきである。本明細書においては、「真空(vacuum)」という語は、例えば10mbar未満の真空圧を有する、工業的真空の意味として理解することができる。本書に記載の真空チャンバ内の圧力は、典型的には、約10−5mbarと約10−8mbarとの間、より典型的には、約10−5mbarと約10−7mbarとの間であってよく、さらにより典型的には、約10−6mbarと約10−7mbarとの間でさえあってよい。
ある実施形態では、材料堆積装置100は、基板10をコーティングするための第1の堆積エリア201と、第2の基板11をコーティングするための第2の堆積エリア202を順次通過するように構成されていてよい。堆積源が第1の堆積エリア201を通過する間、複数のノズルは、開放されていてよいか、または遮断されていなくてよい。それによって、蒸発した材料が、第1の堆積エリア201内に配置されている基板10の方に向けられてよい。基板10は、基本的に垂直の配向を有していてよい。例えば、基板10は、基板キャリアによって基本的に垂直の配向に保持されていてよい。基板キャリアは、真空チャンバ1001を通って基板10を運ぶように構成されていてよい。基板キャリアは、真空チャンバ内で、基板キャリア支持体によって支持されることができる。例えば、基板キャリア支持体は、基板キャリアを磁気浮上させるシステムであることができる。
キャリアまたは基板キャリアは、基板及び/またはマスクを、非水平の配向、具体的には基本的に垂直な配向で支持するように構成されていてよい。本明細書において、「基本的に垂直な配向(essentially vertical orientation)」とは、基板キャリアの主要面と重力ベクトルとの間の角度が+10°から−10°、具体的には5°から−5°である、配向として理解されてよい。ある実施形態では、基板キャリアの配向は、搬送中及び/または堆積中は、(厳密には)垂直ではないかもしれないが、垂直軸に対してわずかに、例えば0°と−5°の間、具体的には−1°と−5°の間の傾斜角で、傾斜していてよい。負の角度は、基板キャリアが下方に傾斜している、即ち処理される基板の表面が下方を向いている、基板キャリアの配向を表す。堆積中にマスク及び基板の配向が重力ベクトルから乖離していることは、有益であり得ると共に、より安定的な堆積プロセスに結実し得る。または、下向きの配向は、堆積中に基板上の粒子を減少させるのに適切であり得る。しかし、搬送中及び/または堆積中に、マスク装置を厳密に垂直な配向(+/−1°)にすることも可能である。
ある実施形態では、堆積中に基板10の前、即ち基板10と堆積源100との間に、マスク20が配設されてよい。例えば、マスク20は、相補的な材料パターンを基板上に堆積するように構成された開口パターン付きの、ファインメタルマスクであってよい。代わりに、マスクはエッジ除外マスクであってもよい。
本書に記載の実施形態によると、ファインメタルマスク(FMM)といったパターンマスクによる材料堆積が、大面積基板上で行われ得る。その結果、材料が堆積されるエリアのサイズは、例えば1.4m2以上となっている。さらに、例えばディスプレイのピクセル生成用のパターンマスクが、ミクロン領域のパターンを提供する。ミクロン領域におけるパターンマスクの開口の位置決め公差は、大面積にわたる場合には、困難なものであり得る。これは、垂直または基本的に垂直に配向された基板にとって、特に当てはまる。パターンマスク及び/またはパターンマスクの各フレームに作用している重力でさえ、パターンマスクの位置決めの正確さを悪化させ得る。したがって、垂直(基本的に垂直)な基板の処理にとっては、パターンマスクを基板にチャックするためのチャッキング装置の改良が、特に有益である。
ある実施形態では、第2の基板11上への堆積中、第2の基板11の前、即ち第2の基板11と材料堆積源105との間に、第2のマスク21が配設されていてよい。材料堆積源装置は、図7に関連して記載されているように(軸701を参照)、回転してよく、その後、第1の堆積エリア201で第1の基板に堆積を行い、第2の堆積エリア202で第2の基板に堆積を行う。1つの基板上に材料を堆積するために、材料堆積装置を矢印Hに沿って移動することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態では、材料堆積源105は、3つ以上の蒸発るつぼ122及び、3つ以上の蒸発るつぼ121のうちの1つとそれぞれ流体連通している3つ以上の分配管121を含んでいてよい。3つ以上の分配管は、基本的に垂直の方向に、互いに対して基本的に平行に、延びていてよい。分配管内に、分配管の長さ方向に沿って、ノズルが設けられていてよい。2つ以上の分配管のそれぞれの前壁に、例えば、10、30、またはそれより多くのノズルが設けられていてよい。第1の分配管のノズル、第2の分配管のノズル、及び/または第3の分配管のノズルは、それぞれの蒸発した材料のプルームが基板の位置で合流するように、互いに対して傾斜していてよい。その結果、複数のノズルは、例えば約150個のノズルといった、90個以上のノズルを含み得る。本明細書に記載の実施形態による堆積源150を用いることは、高品質ディスプレイの製造、具体的にはOLEDの製造にとって、有益であり得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得るある実施形態では、第1の堆積エリア201は、真空チャンバ1001内の第2の堆積エリア202の反対側に設けられていてよい。ある実施形態では、材料堆積源105は、基本的に180°である角度で、第1の堆積エリア201から第2の堆積エリア202まで回転されてよい。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る実施形態によれば、分配管または分配アセンブリ120は、加熱要素を含む長形のチューブであってよい。蒸発るつぼ110は、材料、例えば有機材料を、加熱ユニットで蒸発させるためのリザーバであることができる。例えば、加熱ユニットは、蒸発るつぼの筐体内に設けられていてよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る実施形態によると、分配管は、線形源を提供し得る。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、分配管の長さは、材料の堆積を行う基板の高さに相当していてよい。代わりに、分配管の長さは、基板の高さよりも長くてもよい。これによって、基板の上端及び/または基板の下端における均一な堆積を提供することができる。例えば、分配管の長さは、1.3m以上、例えば2.5m以上であることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、るつぼ110、即ち蒸発るつぼは、分配管の下端に設けられていてよい。例えば有機材料などの材料は、蒸発るつぼ内で蒸発させることができる。蒸発した材料は、分配管の底部で分配管に進入してよく、分配管内の複数のノズルを通って基本的に横向きに、例えば、基本的に垂直に配向されている基板に向かって、誘導されてよい。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る実施形態によれば、材料堆積装置100は、堆積源軌道30、例えば線形ガイドまたはループ状軌道などの上に設けられていてよい。堆積源軌道30は、材料堆積源105を、例えば水平方向Hに並進運動させるように構成されていてよい。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る実施形態によると、隣接する真空チャンバ、例えばルーティングチャンバへの真空封止を可能にする、第1のバルブ1002、例えばゲートバルブが設けられていてよい。基板またはマスクを、真空チャンバ1001内にまたは真空チャンバ1001から外に搬送するため、第1のバルブ1002を開放することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得るある実施形態によると、図8に例示的に示されるように、保守用真空チャンバ1004といったさらなる真空チャンバが、真空チャンバ1001に隣接して設けられてよい。真空チャンバ1001及び保守用真空チャンバ1004は、第2のバルブ1003に接続されていてよい。第2のバルブ1003は、真空チャンバ1001と保守用真空チャンバ1004との間の真空封止を開閉するように構成されていてよい。第2のバルブ1003が開放状態にある間は、材料堆積源105を保守用真空チャンバ1004に移送することができる。その後、第2のバルブ1003を閉じて、真空チャンバ1001と保守用真空チャンバ1004との間に真空封止を設けることができる。第2のバルブ1003が閉じている場合、保守用真空チャンバ1004は、真空チャンバ1001の中の真空を破壊することなく、材料堆積源105の保守のために換気及び開放できる。
ある実施例によると、材料堆積装置の操作方法、処理システムの操作方法、及び第1の堆積源及び第2の堆積源を少なくとも有する材料堆積装置をコンディショニングするための方法が、提供される。図9は、第1の堆積源及び第2の堆積源を少なくとも有する材料堆積装置を、コンディショニングするための方法を示すフローチャートである。他の方法に対して、本明細書で開示される同様のプロセス及び/またはさらなるプロセスが与えられてもよい。ボックス902に示されるように、材料は、シャッターによって第1の堆積源において遮断される。例えば、シャッターは、第1の堆積源の1つ以上の開口の前に、または開口のところに、位置決めされる。シャッターは第1の堆積源からの材料を遮断するが、その間、第2の堆積源をコンディショニングすることができる。ボックス904に示すように、シャッターは、ある角度で、第2の堆積源に動かされる。例えば、シャッターは軸の周囲を回転することができる。シャッターは、ある角度で動かされる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る、本明細書に記載の実施形態によると、回転に加えて、シャッターの並進運動が提供され得る。回転軸は、シャッター本体の外側、具体的にはシャッタープレート本体の外側に設けられ得る。
ボックス906に示されるように、材料は、シャッターによって第2の堆積源において遮断される。ボックス904に示すとおり、シャッターは、材料を遮断するため、第2の堆積源に移動した。例えば、シャッターは、第2の堆積源の1つ以上の開口の前に、または開口のところに、位置決めされる。シャッターが第2の堆積源からの材料を遮断している間、第1の堆積源をコンディショニングすることができる。ボックス908に示すように、シャッターは、ある角度で、パーク位置に動かされる。パーク位置とは、第1の堆積源及び第2の堆積源のどちらからの材料も、遮断されていない位置である。例えば、シャッターは軸の周囲を回転することができる。シャッターは、ある角度で動かされる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ得る、本明細書に記載の実施形態によると、回転に加えて、シャッターの並進運動が提供され得る。回転軸は、シャッター本体の外側、具体的にはシャッタープレート本体の外側に設けられ得る。ボックス910に示すように、例えばどちらの堆積源のコンディショニング(ボックス902及び906)も済んだ後、第1の堆積源と第2の堆積源との共蒸着によって、基板上に材料層が堆積される。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなしに、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよい。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
具体的には、本明細書では実施例を用いてベストモードを含む本開示を開示しており、あらゆる当業者が記載の主題を実施することを、任意の装置またはシステムを作製及び使用すること、並びに組み込まれているあらゆる方法を実施することを含めて、可能にしている。上記では様々な特定の実施形態を開示してきたが、上記の実施形態の相互に非排他的な特徴は、互いに組み合わせられてよい。特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定される。その他の実施例は、それが特許請求の範囲の文字通りの言葉と相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的な違いがない等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。