材料沉積布置、真空沉積系統和沉積材料的方法與流程

2023-09-17 19:57:10

本發明的實施方式涉及一種材料沉積布置、一種真空沉積系統和一種在基板上沉積材料的方法。本發明的實施方式尤其涉及一種包括真空腔室的材料沉積布置和一種用於在真空腔室中於基板上沉積材料的方法。

背景技術：

有機蒸發器是用於有機發光二極體(organiclight-emittingdiode,oled)的生產的工具。oled是發光二極體的一種特殊類型，其中發光層包含某些有機化合物的薄膜。有機發光二極體(oled)用在電視屏幕、計算機顯示器、行動電話、其他手持設備等等的製造中以顯示信息。oled也能夠用於一般的空間照明。由於oled像素直接發光而不使用背景光，因此oled顯示器的顏色、亮度和視角的範圍大於傳統lcd顯示器的顏色、亮度和視角的範圍。因此，oled顯示器的耗能大幅低於傳統lcd顯示器的耗能。此外，oled能夠在撓性基板上製造的事實導致另外應用。例如，典型的oled顯示器可包括處於兩個電極之間的有機材料層，所述有機材料層以某種方式全部沉積在基板上以形成具有獨立可激活像素的矩陣顯示板。oled一般置於兩個玻璃板之間，並且所述玻璃板的邊緣被密封以將封裝在其中的所述oled。

在這類顯示設備的製造中遇到了很多挑戰。oled顯示器或oled發光應用包括若干有機材料的堆疊，所述有機材料例如是在真空中被蒸發。所述有機材料以後續方式通過遮蔽掩模沉積。為了高效率的oled堆疊的製造，需要以兩種或更多種材料(例如是主發光體材料(host)和摻雜劑)共沉積或共蒸發以產生混合/摻雜的多個層。而且，必須考慮到的是，存在用於極敏感的有機材料的蒸發的若干條件。

為了在基板上沉積材料，對材料加熱直到材料蒸發為止。管通過多個出口或噴嘴將被蒸發的材料引導至基板。在過去的幾年中，沉積工藝的精密度已有提升，例如能夠提供越來越小的像素尺寸。在一些工藝中，掩模在當蒸發的材料通過掩模開口時被用來定義像素。然而，由於掩模的遮蔽效應、蒸發材料的擴散等，很難進一步增加蒸發工藝的精密度與可預測性。

基於以上內容，本文所描述的實施方式的目標是提供一種材料沉積布置、一種真空沉積系統和一種在基板上沉積材料的方法，以克服本領域中的至少一些問題。

技術實現要素：

鑑於上述內容，提供根據獨立權利要求的一種材料沉積布置、一種真空沉積系統和一種在基板上沉積材料的方法。

根據一個實施方式，提供一種用於在真空腔室中於基板上沉積蒸發材料的材料沉積布置。材料沉積布置可包括坩堝和線性分配管，所述坩堝用於提供要蒸發的材料，所述線性分配管與坩堝流體連通。材料沉積布置可進一步包括在分配管中的多個噴嘴，用於將蒸發材料引導至真空腔室中。各個噴嘴可具有噴嘴入口、噴嘴出口和噴嘴通道，噴嘴入口用於接收蒸發材料，噴嘴出口用於將蒸發材料釋放至真空腔室，噴嘴通道位於噴嘴入口與噴嘴出口之間。根據本文所述的實施方式，多個噴嘴中的至少一個的噴嘴通道包括第一區段和第二區段，第一區段具有第一區段長度和第一區段尺寸，第二區段具有第二區段長度和第二區段尺寸。第二區段尺寸與第一區段尺寸的比率在2和10之間。

根據另外實施方式，提出一種真空沉積系統。真空沉積系統包括真空沉積腔室和在真空腔室中的根據本文所述實施方式的材料沉積布置。真空沉積系統進一步包括基板支撐件，用於在沉積期間支撐基板。

根據進一步的實施方式，提供一種用於在真空沉積腔室中於基板上沉積材料的方法。所述方法包括在坩堝中蒸發要沉積的材料，和將蒸發材料提供至與坩堝處於流體連通的線性分配管。分配管通常處於第一壓力水平。所述方法進一步包括將蒸發材料通過線性分配管中的噴嘴引導至真空沉積腔室。真空沉積腔室可提供不同於第一壓力水平的第二壓力水平。將蒸發材料引導通過噴嘴的步驟包括將蒸發材料引導通過噴嘴的第一區段，和將蒸發材料引導通過噴嘴的第二區段，第一區段具有第一區段長度和第一區段尺寸，第二區段具有第二區段長度和第二區段尺寸，其中第二區段尺寸與第一區段尺寸的比率在2和10之間。

實施方式還針對用於實現所公開的方法的設備，並且包括用於執行各個所述的方法步驟的設備零件。所述方法步驟可以硬體部件、以合適軟體所編程的計算機、兩者的任何組合的方式或任何其它方式所執行。另外，實施方式也針對用於操作所述設備的方法。所述方法包括用於實施設備所有功能的方法步驟。

附圖說明

因此，為了能夠詳細理解本發明的上述特徵結構所用方式，上文所簡要概述的本發明的更具體的描述可以參考實施方式進行。附圖涉及本發明的實施方式，並且描述如下：

圖1a至圖1e示出了根據本文所述實施方式的用於材料沉積布置的噴嘴的實施方式的示意圖。

圖2a示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置的材料分布的圖。

圖2b示出了已知系統的沉積布置的材料分布的圖。

圖3a至圖3c示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置。

圖4示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置的側視示意圖。

圖5示出了根據本文所述實施方式的真空沉積系統。

圖6a和圖6b示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置的分配管和噴嘴的示意圖。

圖7示出了根據本文所述實施方式的在基板上沉積材料的方法的流程圖。

具體實施方式

現在將對本發明的各種實施方式進行詳細說明，本發明的一或多個示例示出在附圖中。在以下對附圖的描述中，相同參考數字指代相同部件。一般來說，僅僅對各個實施方式的差異進行描述。提供各個示例只是為解釋本發明，而非為限制本發明。另外，作為一個實施方式的一部分而示出或描述的特徵，可以用於其他實施方式或與其他實施方式結合，產生又進一步實施方式。描述意圖包含這樣的修改和變化。

本文所使用的術語「流體連通」可理解為流體連通的兩個元件能夠經由連接件相互交換流體，其中所述連接件允許流體在兩個元件之間流動。在一個示例中，流體連通的元件可以包括中空結構，流體可流過此中空結構。根據一些實施方式，流體連通的元件的至少一個可為管狀元件。

另外，在下述內容中，材料沉積布置或材料源布置(在本文中，兩術語可同義地使用)可理解為提供要沉積於基板上的材料的布置(或源)。具體地說，材料沉積布置可被配置為用於在真空腔室(例如真空沉積腔室或系統)中提供要沉積於基板上的材料。根據一些實施方式，材料沉積布置以蒸發要沉積的材料的配置，而可提供要沉積於基板上的材料。例如，材料沉積布置可包括蒸發器或坩堝，以及分配管，蒸發器或坩堝蒸發要沉積於基板上的材料，分配管特別是在朝向基板的方向上釋放所蒸發的材料，例是通過出口或噴嘴。

根據本文所述的一些實施方式，分配管可理解為用於引導與分配所蒸發的材料的管。具體地說，分配管可從蒸發器將所蒸發的材料引導至分配管中的出口(例如是噴嘴或開孔)。線性分配管可理解為在第一方向(尤其是縱向)延伸的管。在一些實施方式中，線性分配管包括具有圓柱形狀的管，其中圓柱可具有圓形的底部形狀或任何其它適合的底部形狀。

本文所指的噴嘴可理解為用於引導流體的設備，尤其是用於控制流體的方向或特性(例如從噴嘴流出的流體的流動速率、速度、形狀和/或壓力)的設備。根據本文所述的一些實施方式，噴嘴可為用於引導或導引蒸氣(例如是所蒸發的要沉積於基板上的材料的蒸氣)的設備。噴嘴可具有用於接收流體的入口、通道(例如用於引導流體穿過噴嘴的孔或開孔)，和用於釋放流體的出口。根據本文所述實施方式，噴嘴的通道或開孔可包括限定的幾何形狀，以實現流過噴嘴的流體的方向或特性。根據一些實施方式，噴嘴可為分配管的一部分，或可連接至提供蒸發材料的分配管，且可從分配管接收蒸發材料。

根據本文所述實施方式，提供用於在真空腔室中於基板上沉積蒸發材料的材料沉積布置。材料沉積布置可包括用於提供要蒸發的材料的坩堝，以及與坩堝處於流體連通的線性分配管。在一個示例中，坩堝可為用於蒸發有機材料(例如具有約100℃至約600℃的蒸發溫度的有機材料)的坩堝。另外，材料沉積布置包括分配管中的多個噴嘴，用於將蒸發材料引導進真空腔室中。每個噴嘴可具有用於接收蒸發材料的噴嘴入口、用於將蒸發材料釋放至真空腔室的噴嘴出口和在噴嘴入口與噴嘴出口之間的噴嘴通道。根據本文所述實施方式，多個噴嘴中的至少一個噴嘴的噴嘴通道包括第一區段和第二區段，第一區段具有第一長度和第一尺寸，第二區段具有第二長度和第二尺寸。第二區段尺寸與第一區段尺寸的比率通常在2和10之間，更通常地在3和8之間，甚至更為通常地在3和7之間。在一個示例中，第二尺寸比第一尺寸的比率可為4。

圖1a至圖1e示出了可在根據本文所述實施方式的材料沉積布置中使用的噴嘴的示例。噴嘴400的所有示例示出了噴嘴入口401、噴嘴出口403和位於噴嘴入口401與噴嘴出口403之間的噴嘴通道402。根據一些實施方式，來自於坩堝的蒸發材料在分配管中被引導並通過噴嘴入口進入噴嘴。蒸發材料接著通過噴嘴通道402，並從噴嘴出口403離開噴嘴。蒸發材料的流動方向可描述為從噴嘴入口401流動至噴嘴出口403。

圖1a示出了具有第一區段410和第二區段420的噴嘴400。噴嘴400的第一區段410提供第一區段尺寸411和第一區段長度412。噴嘴400的第二區段420提供第二區段尺寸421和第二區段長度422。根據本文所述實施方式，第二區段尺寸通常可為第一區段尺寸的2至10倍，更通常地是第一區段尺寸的2至8倍，甚至更通常地是第一區段尺寸大3至7倍。在一個示例中，第二區段尺寸可為第一區段尺寸的4倍。

根據本文所述的一些實施方式，噴嘴的區段尺寸可理解為噴嘴通道(或開孔)的區段的尺寸。在一個實施方式中，區段尺寸可理解為區段的一個維度(dimension)，所述維度並非為區段長度。根據一些實施方式，區段尺寸可為噴嘴區段的截面的最小維度。例如，圓形噴嘴區段可具有一尺寸，所述尺寸為區段的直徑。根據本文所述的一些實施方式，噴嘴的區段的區段長度可理解為沿著噴嘴長度方向、或是沿著噴嘴中蒸發材料的主要流動方向的區段的維度。

在一些可與本文所述其它實施方式結合的實施方式中，噴嘴的第一區段可包括噴嘴入口。在一些可與本文所述其它實施方式結合的實施方式中，噴嘴的第二區段可包括噴嘴出口。根據一些實施方式，第一區段的尺寸通常可在1.5毫米與約8毫米之間，更通常地在約2毫米與約6毫米之間，甚至更通常地在約2毫米與約4毫米之間。根據一些實施方式，第二區段的尺寸通常可在3毫米與約20毫米之間，更通常地在約4毫米與約15毫米之間，甚至更通常地在約4毫米與約10毫米之間。根據一些可與本文所述其它實施方式結合的實施方式，本文所述的噴嘴區段的長度通常可在2毫米與約20毫米之間，更通常地在約2毫米與約15毫米之間，甚至更通常地在約2毫米與約10毫米之間。在一些示例中，噴嘴區段中的一個的長度可為約5毫米至約10毫米。

根據一些實施方式，在根據本文所述實施方式的材料沉積系統中使用的噴嘴內的質量流量(massflow)通常可少於1sccm，更通常地僅為1sccm的部分的量，甚至更通常地低於0.5sccm。在一個示例中，在根據本文所述實施方式的噴嘴中的質量流量可少於0.1sccm，例如是0.05或0.03sccm。在一些實施方式中，在分配管中和至少部分的在噴嘴中的壓力通常可在約10-2毫巴(mbar)與10-5mbar之間，且更通常地在約10-2mbar與10-3mbar之間。本領域的技術人員將理解根據本文所述實施方式的噴嘴中的壓力可取決於噴嘴內的位置，且尤其可介於分配管中的上述壓力與存在於真空腔室(根據本文所述實施方式的材料沉積布置可位於此真空腔室中)中的壓力之間。典型地，在真空腔室(根據本文所述實施方式的材料沉積布置可位於此真空腔室)中的壓力可在10-5mbar和約10-8mbar之間，更典型地在10-5mbar和10-7mbar之間，且甚至更為典型地在約10-6mbar和約10-7mbar之間。根據一些實施方式，真空腔室中的壓力可被認為是真空腔室內的蒸發材料的分壓或總壓中的一部分(當只有蒸發材料作為在真空腔室中沉積的部件而存在的情況下，分壓和總壓大致上可以是相同的)。在一些實施方式中，真空腔室中的總壓可為約10-4mbar至約10-7mbar之間的範圍，尤其是當除了蒸發材料之外的第二部件存在於真空腔室中的情況下(例如是氣體或類似物)。

根據一些實施方式，第一區段可配置成尤其是通過具有比第二區段小的尺寸，或是配置成通過通常與分配管的直徑相比時具有更小的尺寸來增加從分配管導入噴嘴的蒸發材料的均勻度。根據一些實施方式，分配管的直徑可典型地在約70毫米和約120毫米之間，更典型地在約80毫米和約120毫米之間，甚至更典型地在約90毫米和約100毫米之間。在一些實施方式中(例如是分配管具有如下詳細說明的實質上為三角形的類似形狀的情況)，上述的直徑的數值可指分配管的液壓直徑(hydraulicdiameter)。根據一些實施方式，相對窄的第一區段可迫使蒸發材料的粒子以更為均勻的方式布置。使第一區段中的蒸發材料更為均勻可例如包括使蒸發材料的密度、單一粒子的速度和/或蒸發材料的壓力更為均勻。本領域技術人員可理解，在根據本文所述實施方式的材料沉積布置中，例如是用於蒸發有機材料的材料沉積布置，在分配管與噴嘴(或噴嘴的部分)中的蒸發材料流可視為克努森流(knudsenflow)。尤其，鑑於分配管和噴嘴中的氣流和壓力條件的上述例子，蒸發材料可被視為克努森流。根據本文所述的一些實施方式，噴嘴的一部份(例如靠近或鄰近噴嘴出口的一部分)中的氣流可為分子流。例如，根據本文所述實施方式的噴嘴的第二區段可提供克努森流和分子流之間的過渡(transition)。在一個示例中，在真空腔室內但在噴嘴外的氣流可為分子流。根據一些實施方式，在分配管中的氣流可被視為粘滯流或克努森流。在一些實施方式中，噴嘴可被描述為提供從克努森流或粘滯流至分子流的過渡。

根據本文所述的實施方式，第二區段(典型地為鄰近第一區段布置)可被配置為用於增加蒸發材料的方向性。例如，從第一區段流動至第二區段的蒸發材料將在離開第一區段時擴散，其中第一區段具有比第二區段小的尺寸。然而，第二區段可捕獲從第一區段擴散的蒸發材料，並可導引蒸發材料朝向基板。當比較來自根據本文所述實施方式的材料沉積布置的蒸發材料的羽流(plume)和已知系統的蒸發材料的羽流時，本申請的所述羽流更準確地被導向基板、或導向掩模(例如像素掩模)，參照以下針對圖2a和圖2b將有更詳細的說明。

根據本文所述實施方式的材料沉積布置允許蒸發材料形成的羽流更為準確地從噴嘴釋放。尤其，第一區段中蒸發材料的粒子的擴散被噴嘴的第二區段捕捉與導向。此外，根據本文所述的一些實施方式，噴嘴的不同區段提供材料沉積布置的分配管和真空沉積腔室中不同壓力水平之間的相對平緩和逐步的過渡，其中材料沉積布置可放置在真空沉積腔室中。平緩壓力過渡允許以改進的方式控制蒸發材料的流動。

轉至圖2a和圖2b，可看出根據本文所述實施方式的材料沉積布置的噴嘴的效果，並可與已知的材料沉積系統相比較。在圖2a中，示出了從根據本文所述實施方式的材料沉積布置釋放的蒸發材料的分布的測試數據。曲線800示出了從上述具有第一區段和第二區段的噴嘴釋放的蒸發材料的實驗結果。圖2a的示例示出了蒸發材料的分布大致上呈現類似cos10的形狀。根據一些實施方式，材料沉積布置的材料分布可具有大致對應於類似cos12的形狀或甚至類似cos14的形狀。詳細地說，從根據本文所述實施方式的材料沉積布置的噴嘴釋放的蒸發材料的分布僅針對上部部分可對應於上述名為cos-形狀。例如，所示的曲線並沒有如同餘弦曲線跨越零位線。此曲線可描述為下述的克勞辛(clausing)公式。如圖2b中所示，與已知的材料沉積布置的比較顯示傳統的材料沉積布置的分布對應於cos1形狀，如曲線801所示。根據一些實施方式，已知的沉積系統的噴嘴的曲線也可呈現類似cos5或類似cos6的形狀。由根據本文所述實施方式的材料沉積布置產生的曲線800與已知系統的曲線801之間的差異實質上在於蒸發材料的羽流的寬度和羽流中的蒸發材料的濃度分布。例如，假如掩模是用於在基板上沉積材料，例如是在oled生產系統中，掩模可為像素掩模，所述像素掩模具有為約50微米×50微米、或甚至50微米×50微米以下尺寸的像素開孔，例如具有為約30微米或30微米以下、或約20微米截面維度(例如截面的最小維度)的像素開孔。在一個示例中，像素掩模可具有約40微米的厚度。考慮到掩模的厚度和像素開孔的尺寸，可能產生遮蔽效應，即掩模中的像素開孔的壁面遮蔽像素開孔。根據本文所述實施方式的材料沉積布置可有利於減少遮蔽效應。

根據本文所述實施方式的材料沉積布置的氣流仿真顯示本文所述的噴嘴設計能夠在基板上+/-30度(或+/-20度)的小區域上(材料(氣)流的方向上從噴嘴往基板看過去)集中材料沉積。在特定的用於oled製造的alq3的沉積的特殊情況下，小區域可被視為在顯示器上形成高像素密度(dpi)的一項因素。

高方向性可通過使用根據本文所述實施方式的材料沉積布置的蒸發來實現，高方向性進一步使蒸發材料產生改善的利用，因為事實上有更多的蒸發材料到達基板(且例如不是在基板之上或之下的區域)。

往回參照圖1a至圖1c，可看出達成上述效果的不同實施方式。圖1a已在上述內容中詳細討論。圖1b示出了噴嘴400，噴嘴400可用在根據本文所述實施方式的材料沉積布置中。噴嘴400包括第一區段410和第二區段420。在圖1b所示的示例中，第一區段包括噴嘴入口401。所示的示例進一步示出了第二區段420，第二區段420包括噴嘴出口403。然而，此僅為一個示例，而非限制噴嘴的設計。相較於具有第二區段尺寸421的第二區段420，第一區段410具有更小的第一區段尺寸411。在圖1b所示的實施方式中，第一區段長度412大於第二區段長度422。在一個可選地的實施方式中，如在圖1a中可見，第一區段長度412小於第二區段長度422。根據另外示例，第一區段長度和第二區段長度可具有實質上相同、或相似的長度。

圖1c示出了噴嘴400，噴嘴400可用在根據本文所述實施方式的材料沉積布置中。圖1c的噴嘴400包括具有第一區段尺寸411和第一區段長度412的第一區段410、具有第二區段尺寸421和第二區段長度422的第二區段420和具有第三區段尺寸431和第三區段長度432的第三區段430。在圖1c中所示的實施方式中，第三區段尺寸431大於第二區段尺寸421，且第二區段尺寸421大於第一區段尺寸411。例如，第三區段尺寸431和第二區段尺寸421之間的比率和/或第二區段尺寸和第一區段尺寸之間的比率可典型地在約1.5至約10之間，更典型地在約1.5和8之間，且甚至更典型地在約2和6之間。

在圖1c中所示的實施方式中，第三區段430包括噴嘴出口403。如圖1c的示例中所示，第一區段410包括噴嘴入口401。根據一些實施方式，噴嘴可包括另外區段，例如是n個彼此相鄰布置的區段。典型地，n個區段中的每一個區段在從噴嘴入口到噴嘴出口的方向上進行時可提供比前個區段更大的尺寸。在一個示例中，n典型地大於2，更典型地大於3。

根據本文所述的一些實施方式，靠近噴嘴出口設置的(多個)區段(或包括噴嘴出口的區段)相較靠近噴嘴入口設置的(多個)區段(或包括噴嘴入口的區段)可具有更大的區段尺寸。例如，在噴嘴的縱向方向中(如圖1a中的軸線460示出並且為了有更好的概觀，在接下來的附圖中被省略)的噴嘴中心點可作為靠近噴嘴入口或靠近噴嘴出口設置的區段的參考。

圖1d示出了噴嘴400，噴嘴400可用在根據本文所述實施方式的材料沉積布置中，且可與本文所述其它實施方式結合。圖1d中所示的噴嘴400的示例包括具有第一區段長度412的第一區段410、具有第二區段長度422的第二區段420和具有邊緣區段長度442的邊緣區段440。所有的區段可具有如圖1a至圖1c所示的測定的區段尺寸。邊緣區段440可典型地位於噴嘴出口403。根據一些實施方式，邊緣區段440沿著邊緣區段長度442可具有不同的邊緣區段尺寸。例如，邊緣區段尺寸在鄰近另一區段(例如第二區段420)的邊緣區段440的第一端可小於噴嘴出口403的邊緣區段的第二端。在圖1d的截面圖中，邊緣區段440提供錐形壁。在一個實施方式中，邊緣區段440的形狀可描述為漏鬥狀或帽狀。根據一些實施方式，邊緣區段440的長度可等於或小於第一和/或第二區段的長度。在一個示例中，邊緣區段的長度可典型地介於第一和/或第二區段長度的1/6和2/3之間。

本領域的技術人員可理解，用於根據本文所述實施方式的材料沉積布置的噴嘴的其它實施方式可裝設有如在1d中示例性示出的邊緣區段。

圖1e示出了可與本文所述其它實施方式結合的一個實施方式。噴嘴400，可用於根據本文所述實施方式的材料沉積布置中，包括第一區段410和第二區段420。第一區段和第二區段可以是上述具有區段尺寸和區段長度的區段。圖1e中所示的示例進一步包括過渡區段450，過渡區段450設置在第一區段410和第二區段420之間。過渡區段450典型地提供第一區段410與第二區段420之間的平滑過渡。當圖1e的示例與圖1a至圖1d中所示的示例相比時，可看出圖1a至圖1d圖的示例示出了在不同區段之間具有階梯狀的過渡。圖1d的示例利用過渡區段450在不同區段之間提供坡度。根據一些實施方式，過渡區段尺寸452可為從第一區段尺寸至第二區段尺寸的範圍。在一些實施方式中，過渡區段長度452可為用於過渡區段的任何合適的長度。例如，過渡區段長度452可類似於第一區段和/或第二區段的區段長度，或可為第一區段和/或第二區段的長度的一小部分。在一個示例中，過渡區段的長度可典型地在第一和/或第二區段的1/6和4/6之間，更典型地在第一和/或第二區段的1/6和1/2之間，且甚至更典型地在第一和/或第二區段的1/3和1/2之間。本領域技術人員可理解，過渡區段可在本文所述的噴嘴的任何區段之間使用，且不限於圖1e中所示的配置。

根據本文所述的一些實施方式，噴嘴(特別是不同的噴嘴區段)可向距離噴嘴入口越遠處提供增加的導電值。例如，每個區段可提供至少一個導電值，其中所述導電值越靠近噴嘴出口的區段處越大。作為一個示例(但不限於特定的實施方式)，圖1a的第二區段420相較於第一區段410可具有更高的導電值，其中從噴嘴入口到噴嘴出口的方向上，第一區段是在第二區段前面。根據一些實施方式，每個區段向距離噴嘴出口越近的區段提供更低的壓力水平(從噴嘴入口到噴嘴出口的方向上看過去，與前一個區段相比)。根據一些實施方式，導電值可以l/s為單位測量。在一個示例中，低於1sccm的噴嘴內的氣流也可被描述為低於1/60mbarl/s。在一些實施方式中，可選擇區段尺寸，以向距離噴嘴出口越近的每個區段提供增加的導電值。根據本文所述的一些實施方式，區段可提供典型大於或實質上等於在噴嘴入口到噴嘴出口的方向上前一個區段的導電值。

根據一些實施方式，噴嘴通道的形狀可為用於將蒸發材料引導通過噴嘴的任何合適的形狀。例如，噴嘴通道的截面可具有實質上為圓形的形狀，但也可為橢圓形的形狀、或細長孔的形狀。在一些實施方式中，噴嘴通道的截面可具有實質上為矩形、實質上為正方形、或甚實質上為三角形的形狀。

本文所使用的術語「實質上」可意味著從「實質上」所表示的特性可能具有一定程度的偏差。典型地，以「實質上」所表示的特性的維度或形狀的約15％的偏差可以是可能的。例如，術語「實質上為圓形」指可與正圓形具有一定程度偏差的形狀，例如在一個方向上一般延伸約1至15％或10％的偏差，假如合適的話。在一些實施方式中，一個數值可以「實質上」來描述。本領域技術人員可理解，以「實質上」來描述的數值可具有偏離命名值約1％至約10％或15％的偏差。

根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，噴嘴的第一區段和第二區段可在噴嘴當中一體成形。例如，噴嘴可形成為包含第一區段和第二區段的一塊。根據一些實施方式，噴嘴並沒有提供用於提供第一區段和第二區段的額外部分。在一些實施方式中，噴嘴可以由具有不同尺寸的孔(例如鑽孔)的一塊材料所製成。本領域技術人員可理解，即使在一些實施方式中被描述為一塊噴嘴，所述噴嘴可在外表面和/或內表面上提供塗層，例如是對蒸發的有機材料具有化學惰性的材料的塗層。

圖3a至圖3c示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置100。材料沉積布置可包括分配管106和作為如圖3a所示的蒸發器的蒸發坩堝104。分配管106可與坩堝流體連通，以分散坩堝104所提供的蒸發材料。分配管可例如是具有加熱單元715的延長管。蒸發坩堝可以是具有加熱單元725的要蒸發的有機材料的貯槽(reservoir)。根據可與本文所述的其它實施方式結合的典型實施方式，分配管106提供線源。根據本文所述的一些實施方式，材料沉積布置100進一步包括多個噴嘴712，用於使蒸發的材料朝向基板釋放，例如是沿著至少一線布置的噴嘴。根據一些實施方式，用於圖3a至圖3c的材料沉積布置的噴嘴712可為圖1a至圖1e所述的噴嘴。

根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，分配管的噴嘴可適於使蒸發材料沿不同於分配管的長度方向的方向釋放，例如是實質上垂直於分配管的長度方向的方向。根據一些實施方式，噴嘴被配置為具有水平±20°的主要蒸發方向。根據一些特定實施方式，蒸發方向可輕微地向上定向，例如是從水平朝上15度的範圍內，比如朝上3至7度。因此，基板可稍微傾斜，以實質上垂直於蒸發方向。可降低不需要的顆粒(particle)的產生。然而，根據本文所述實施方式的材料沉積布置和噴嘴也可使用在真空沉積系統中，真空沉積系統被配置為用於在水平定向的基板上沉積材料。

在一個示例中，分配管106的長度至少對應於沉積系統中要沉積的基板的高度。在許多情況中，分配管106的長度將比要沉積的基板的高度長至少10％或甚至20％。可在基板上端和/或基板下端提供均勻的沉積。

根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，分配管的長度可為1.3m或大於1.3m，例如是2.5m或大於2.5m。根據一個配置，如圖3a所示，蒸發坩堝104被提供在分配管106的下端。有機材料在蒸發坩堝104中蒸發。有機材料的蒸氣在分配管的底部進入分配管106，且通過分配管中的多個噴嘴被實質上地側向引導，例如是朝向實質上為垂直的基板。

圖3b示出了材料沉積布置的一部分的放大示意圖，其中分配管106被連接於蒸發坩堝104。凸緣單元703被配置以提供蒸發坩堝104和分配管106之間的連接。例如，蒸發坩堝和分配管提供作為分開的單元，此兩單元可被分開且連接或者在凸緣單元處組裝，例如是用於材料沉積布置的操作。

分配管106具有內部中空空間710。加熱單元715可提供以加熱分配管。因此，分配管106可被加熱至一溫度，使得蒸發坩堝104所提供的有機材料的蒸氣不會凝結於分配管106的壁(wall)的內部部分。例如，分配管可保持在一溫度，所述溫度典型地為高於待沉積於基板上的材料的蒸發溫度約1℃至約20℃，更典型地約5℃至約20℃，且甚至更典型地約10℃至約15℃的溫度。兩個或更多個熱掩模717提供於分配管106的管的周圍。

在操作期間，分配管106可於凸緣單元703處連接於蒸發坩堝104。蒸發坩堝104被配置以用於接收要蒸發的有機材料，並用於蒸發有機材料。根據一些實施方式，要蒸發的材料可包括ito、npd、alq3、喹吖酮(quinacridone)、mg/ag、星爆(starburst)材料和類似物中的至少一個。

如本文所述，分配管可以是中空圓柱。因此，術語「圓柱」可理解為具有圓形底部的形狀、圓形上部的形狀和連接上部圓形和小的下部圓形的曲狀表面區域或殼。根據可與本文所述的其它實施方式結合的進一步額外的或可選的實施方式，術語「圓柱」可進一步被理解為數學上的意義，如具有任意底部形狀、相同的上部形狀、和連接上部形狀和下部形狀的曲狀表面區域或殼。因此，「圓柱」並不一定需要具有圓形截面。相反，基面和上部表面可以是具有不同於圓形的形狀。

圖4示出了根據本文所述實施方式的材料沉積布置100。材料沉積布置包括兩個蒸發器102a和102b，和與蒸發器102a和102b處於流體連通的兩個分配管106a和106b。材料沉積布置進一步包括在分配管106a和106b中的噴嘴712。噴嘴712可為上述圖1a至圖1e的噴嘴。第一分配管的噴嘴712具有縱向方向209，縱向方向209可對應於圖1a中示例性所示出的噴嘴400的軸線460。根據一些實施方式，噴嘴712彼此間可具有距離。在一些實施方式中，噴嘴712之間的距離可依照各噴嘴間的縱向方向209之間的距離來測量。根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，噴嘴之間的距離可典型地在約10毫米與約50毫米之間，更典型地在約10毫米與約40毫米之間，且甚至更典型地在約10毫米與約30毫米之間。根據本文所述的一些實施方式，噴嘴之間的上述距離對於有機材料通過像素掩模(例如具有開孔尺寸為50微米×50微米的掩模，或甚至50微米×50微米以下的掩模，例如具有截面維度(例如截面的最小維度)為約30微米或30微米以下、或約20微米的像素開孔)的沉積是有幫助的。在一些實施方式中，噴嘴的第二區段尺寸可按照噴嘴之間的距離來作選擇。例如，假如噴嘴之間的距離為20毫米，噴嘴的第二區段尺寸(或包括噴嘴出口的區段的區段尺寸、或具有在噴嘴中的區段的最大尺寸的區段)可高達15毫米、或15毫米以下。根據一些實施方式，噴嘴之間的距離可用於決定第二區段尺寸比第一區段尺寸的比率。

根據一些實施方式，提供真空沉積系統。真空沉積系統包括真空腔室和如以上示例性描述的實施方式中的材料沉積布置。真空沉積系統進一步包括用於在沉積期間支撐基板的基板支撐件。在以下內容中，描述根據本文所述實施方式的真空沉積系統的示例。

圖5示出了真空沉積系統300，根據本文所述實施方式的材料沉積布置和噴嘴可於在真空沉積系統300中使用。沉積系統300包括在真空腔室110的一個位置中的材料沉積布置100。根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，材料沉積布置被配置為可平移運動(translationalmovement)和圍繞軸旋轉。材料沉積布置100具有一或多個蒸發坩堝104和一或多個分配管106。圖5中示出了兩個蒸發坩堝和兩個分配管。兩個基板121被提供在真空腔室110之中。典型地，用於掩蔽基板上的層沉積的掩模132可提供於基板與材料沉積布置100之間。有機材料由分配管106蒸發。根據一些實施方式，材料沉積布置可包括如圖1a至圖1e中所示的噴嘴。在一個示例中，分配管中的壓力可在約10-2mbar至約10-5mbar之間，或在約10-2至約10-3mbar之間。根據一些實施方式，真空腔室可提供約10-5至約10-7mbar的壓力。

根據本文所述的實施方式，在實質上垂直的位置以有機材料塗布基板。圖5所示的視圖是包括材料沉積布置100的系統的俯視圖。典型地，分配管為蒸氣分配噴頭，特別是線性的蒸氣分配噴頭。分配管提供實質上垂直延伸的線源(linesource)。根據可與本文所述的其它實施方式結合的實施方式，實質上垂直被理解為特別是當表示基板的方向時，允許由垂直方向的20°或20°以下的偏差，例如是10°或10°以下。此偏差可能例如是因為基板支撐件與垂直方向具有一些偏差(可產生更穩定的基板位置)所造成。然而，在有機材料沉積的期間，基板的方向被視為實質上垂直，不同於水平的基板方向。基板的表面典型地是通過對應基板維度的方向延伸的線源和沿著對應於另一個基板維度的另一方向的平移運動進行塗布。根據其它實施方式，沉積系統可為用於在實質上水平定向的基板上沉積材料的沉積系統。例如，在沉積系統中的基板的塗布可在向上或向下的方向上進行。

圖5示出了用於在真空腔室110中沉積有機材料的沉積系統300的實施方式。材料沉積布置100在真空腔室110內是可移動的，例如是旋轉或平移運動。圖5的示例中所示的材料源被布置在軌道上，所述軌道例如是環形軌道或線性導件320。軌道或線性導件320被配置為用於材料沉積布置100的平移運動。根據可與本文所述其它實施方式結合的不同實施方式，可以在真空腔室110內的材料沉積布置100中提供用於平移或旋轉運動，或是其組合的驅動裝置。圖5示出了閥門205(例如是閘閥)。閥門205可具有對鄰近的真空腔室的真空密封件(未示出於圖5中)。閥門可在運送基板121或掩模132進入或移出真空腔室110之時打開。

根據可與本文所述的其它實施方式結合的一些實施方式，進一步的真空腔室(例如是維護真空腔室210)被提供於鄰近真空腔室110之處。典型地，真空腔室110與維護真空腔室210採用閥門207連接。閥門207被配置為在真空腔室110和維護真空腔室210之間用於打開和關閉真空密封件。當閥門207在打開狀態時，材料沉積布置100可被運送至維護真空腔室210。此後，閥門可關閉以在真空腔室110和維護真空腔室210之間提供真空密封件。若閥門207關閉，維護真空腔室210可排氣且在不會破壞真空腔室110的真空的情況下打開以維護材料沉積布置100。

兩個基板121在真空腔室110內於各自的運送軌道上被支撐，如圖5所示的實施方式。並提供兩個軌道，以在兩個軌道上提供掩模132。基板121的塗布可通過各自的掩模132受到掩蔽。根據典型的實施方式，掩模132(即是對應於第一基板121的第一掩模132和對應於第二基板121的第二掩模132)提供於掩模框架131中，以將掩模132支承於預定的位置中。

所述的材料沉積布置可在各種應用中使用，包括用於oled布置製造的應用，oled布置製造包括處理步驟，其中兩種或大於兩種的有機材料同時被蒸發。因此，如圖5所示的示例，兩個分配管和對應的蒸發坩堝可以提供於彼此鄰近之處。

雖然圖5中所示的實施方式提供具有可移動源的沉積系統，本領域技術人員可理解，上述實施方式也可被應用在基板處理期間基板在其中移動的沉積系統中。例如，待塗布的基板可沿著靜止的材料沉積布置而被引導和驅動。

本文所述的實施方式特別涉及有機材料的沉積，例如是用於在大面積基板上的oled顯示器製造。根據一些實施方式，大面積的基板或支撐一或多個基板的載體可具有至少0.174平方米(m2)的尺寸。例如，沉積系統可適於處理大面積的基板，例如是對應於約1.4m2的基板(1.1m×1.3m)的第5代、對應於約4.29m2的基板(1.95m×2.2m)的第7.5代、對應於約5.7m2的基板(2.2m×2.5m)的第8.5代、或甚至是對應於約8.7m2的基板(2.85m×3.05m)的第10代。甚至可類似地實現更高代(例如是第11代和第12代)和對應的基板面積。根據可與本文所述的其它實施方式結合的典型實施方式，基板的厚度可以是0.1至1.8mm，且基板的支承配置可適於此基板厚度。然而，特別是基板的厚度可以為約0.9mm或小於0.9mm(例如是0.5mm或0.3mm)，且支承配置適於此基板厚度。典型地，基板可由適用於材料沉積的任何的材料所製成。例如，基板可由選自由下述材料組成的組的材料製成：玻璃(例如是鈉鈣玻璃、硼矽酸鹽玻璃等等)、金屬、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纖維材料或任何其它材料或可通過沉積工藝被塗布的材料的組合。

根據可與本文所述其它實施方式結合的一些實施方式，根據本文所述實施方式的材料沉積布置的分配管可具有實質上三角形的截面。圖6a示出了分配管106的截面的示例。分配管106具有環繞內部中空空間710的壁322、326和324。壁322提供於具有噴嘴712的材料源的出口側。分配管的截面可描述為實質上三角形，即是對應於一部分三角形的分配管的主要部分，和/或分配管截面可以是圓角(roundedcorner)和/或截角(cut-offcorner)的三角形。如圖6a所示，例如位於出口側的三角形的角是截角。

分配管的出口側的寬度(例如是圖6a所示的截面圖中的壁322的尺寸)以箭頭352表示。並且，其它分配管106的截面的尺寸以箭頭354和355表示。根據本文所述的實施方式，分配管的出口側的寬度是截面的最大尺寸的30％或小於30％，例如是箭頭354和355所示的較大尺寸尺寸的30％。鑑於分配管的尺寸和形狀，鄰近分配管106的噴嘴712可以較小的距離提供。所述較小的距離改善彼此相鄰已蒸發的有機材料的混合。

圖6b示出了提供有兩個彼此相鄰的分配管的實施方式。因此，如圖6b所示的具有兩分配管配置的材料沉積布置可蒸發兩種彼此相鄰的有機材料。如圖6b所示，分配管106的截面形狀能夠將相鄰的分配管的噴嘴設置為互相靠近。根據可與本文所述的其它實施方式結合的一些實施方式，第一分配管的第一噴嘴和第二分配管的第二噴嘴可具有30mm或小於30mm的距離(例如是由5mm至25mm)。更確切地說，第一出口或噴嘴至第二出口或噴嘴的距離可以是10mm或小於10mm。

根據一些實施方式，可提供用於在基板上沉積材料的方法。流程圖示出根據本文所述實施方式的方法500。方法500中，材料可於真空沉積腔室中沉積在基板上。根據一些實施方式，真空沉積腔室可為上述例如針對圖5的實施方式所述的真空沉積腔室。在塊510中，方法500包括在坩堝中蒸發要沉積的材料。例如，要沉積的材料可為用於形成oled布置的有機材料。坩堝可依照材料的蒸發溫度來加熱。在一些示例中，材料被加熱高達600℃，例如是加熱高達約100℃與600℃之間的一個溫度。根據一些實施方式，坩堝與分配管處於流體連通。在塊520中，蒸發材料被提供至與坩堝處於流體連通的線性分配管。典型地，分配管處於第一壓力水平。在一個示例中，第一壓力水平典型地在約10-2mbar至10-5mbar之間，更典型地在約10-2mbar與10-3mbar之間。

在一些實施方式中，材料沉積布置被配置為僅使用真空中蒸發材料的蒸汽壓來移動蒸發材料，即蒸發材料僅通過蒸汽壓(例如通過材料蒸發所產生的壓力)而被驅動至分配管(和/或通過分配管)。例如，沒有使用其它的工具(例如是風扇、泵或類似物)來使蒸發材料驅動至分配管並通過分配管。分配管典型地包括多個出口或噴嘴，以用於將蒸發材料引導至於其中進行沉積的真空腔室、或在操作期間材料沉積布置設置於其中的真空腔室。

根據一些實施方式，塊530中的方法包括將蒸發材料引導通過線性分配管中的噴嘴至提供第二壓力水平的真空沉積腔室。在一些實施方式中，第二壓力水平可在約10-5至10-7mbar之間。根據一些實施方式，將蒸發材料引導通過噴嘴的步驟包括將蒸發材料引導通過具有第一區段長度和第一區段尺寸的噴嘴的第一區段，和將蒸發材料引導通過具有第二區段長度和第二區段尺寸的噴嘴的第二區段，其中第二尺寸比第一尺寸的比率在2和10之間。在一個示例中，第二尺寸比第一尺寸的比率約為4。根據一些實施方式，噴嘴可為上述實施方式中所述的噴嘴，例如是圖1a至圖1e中所示的實施方式。

根據一些實施方式，所述方法可進一步包括影響噴嘴的第一區段中的蒸發材料的均勻性，和影響由噴嘴的第二區段釋放至真空腔室的蒸發材料的方向性。區段尺寸的比率可有助於增加蒸發材料的均勻性和蒸發材料的方向性。例如，第一區段(蒸發材料率先通過之處)的較小尺寸可使蒸發材料的均勻性增加，均勻性例如是有關於材料密度、材料速度和/或材料壓力。根據本文所述的一些實施方式，第二區段可當蒸發材料離開第一區段時，通過捕捉從第一區段的較小截面擴散的蒸發材料來增加方向性。蒸發材料可以小的擴散角度到達基板或像素掩模。

根據本文所述實施方式的材料沉積布置中所使用的噴嘴輪廓可使蒸發材料的材料流動集中至基板。根據本文所述實施方式的噴嘴被用來使氣態的蒸發材料從蒸發器源集中至真空腔室內的基板，例如用於在基板上產生oled活性層。

根據一些實施方式，根據本文所述實施方式的材料沉積布置中所描述的噴嘴設計提供較小、特別是圓柱的區段以和較大、特別是圓柱的區段，其中較大的區段指向基板、或噴嘴的出口。根據本文所述實施方式的材料沉積布置的實驗結果顯示在±30度區域中的基板上高於+17％的材料濃度和在±20度區域中的基板上高於+23％的材料濃度。於噴嘴相對的中心中的吸收峰與具有單一圓柱噴嘴的已知噴嘴相比可高於約40％。與已知的系統相比，改善是十分有效的，且無法如同一般以簡單的圓柱噴嘴所完成的設計改變來達成。

根據一些實施方式，提供如本文所述的材料沉積布置的使用，和/或如本文所述的真空沉積系統的使用。

雖然上述內容針對一些實施方式，但是在不脫離本發明的基本範圍的情況下，可以設計其他和另外實施方式，且本發明的範圍由以下的權利要求所確定。