(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ（１１０）内で蒸発した材料を基板（１２１）に堆積する材料堆積装置（１００）であって、
蒸発させる材料を供給する、るつぼ（１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０４）と、
前記るつぼ（１０２、１０２ａ、１０２ｂ）と流体連通する線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）と、
前記蒸発した材料を前記真空チャンバ（１１０）へ案内する、前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）の複数のノズル（７１２）であって、各ノズル（７１２）が、前記蒸発した材料を受け取るノズル入口（４０１）、前記蒸発した材料を前記真空チャンバへ放出するノズル出口（４０３）、及び、前記ノズル入口（４０１）と前記ノズル出口（４０３）との間のノズル通路（４０２）を有する、複数のノズルと
を含み、
前記複数のノズル（７１２）のうちの少なくとも１つのノズルの前記ノズル通路（４０２）が、第１のセクション長さ（４１２）に沿った第１のセクションサイズ（４１１）を有した第１のセクション（４１０）と、第２のセクション長さ（４２２）に沿った第２のセクションサイズ（４２１）を有した第２のセクション（４２０）と、を有し、前記第１のセクションが前記ノズル入口を備える、及び／又は、前記第２のセクションが前記ノズル出口を備えて、前記第２のセクションサイズ（４２１）の前記第１のセクションサイズ（４１１）に対する比が２から１０である、材料堆積装置。
【請求項２】
前記第１のセクション（４１０）が、前記蒸発した材料の均一性を向上させるように構成されており、前記第２のセクション（４２０）が、前記蒸発した材料の指向性を向上させるように構成されている、請求項１に記載の材料堆積装置。
【請求項３】
前記第１のセクション（４１０）及び前記第２のセクション（４２０）が、前記ノズル（７１２）に一体に形成されている、請求項１に記載の材料堆積装置。
【請求項４】
前記第１のセクション（４１０）及び前記第２のセクション（４２０）が、前記ノズル（７１２）に一体に形成されている、請求項２に記載の材料堆積装置。
【請求項５】
前記第１のセクション長さと前記第２のセクション長さが実質的に同じ又は同様の長さである、請求項１に記載の材料堆積装置。
【請求項６】
前記第１のセクション長さ及び前記第２のセクション長さのうちの少なくとも一方が、５ｍｍから１０ｍｍである、請求項１に記載の材料堆積装置。
【請求項７】
前記第１のセクション（４１０）及び前記第２のセクション（４２０）の前記サイズ（４１１、４２１）が、前記セクションの各々の断面の最小寸法によって定められる、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置。
【請求項８】
前記材料堆積装置が、蒸発した材料の１ｓｃｃｍ未満の流量のために構成されている、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置。
【請求項９】
前記ノズル通路（４０２）がｎ個のセクションを含み、前記セクションの各々が、前記ノズル入口（４０１）から前記ノズル出口（４０３）への方向において先行するセクションよりも大きいサイズを有している、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置。
【請求項１０】
各セクションが、前記ノズル入口（４０１）から前記ノズル出口（４０３）への方向において先行するセクションのコンダクタンス値と等しいかより大きいコンダクタンス値をもたらす、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置。
【請求項１１】
前記材料堆積装置が、一又は複数の有機材料を前記基板上に堆積するために構成されている、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置。
【請求項１２】
真空堆積チャンバ（１１０）、
前記真空堆積チャンバ（１１０）内の、請求項１から６の何れか一項に記載の材料堆積装置（１００）、及び
堆積中に前記基板（１２１）を支持する基板支持体
を含む、真空堆積システム。
【請求項１３】
前記真空堆積チャンバ（１１０）が、前記基板支持体と前記材料堆積装置（１００）との間にピクセルマスク（１３２）を更に含む、請求項１２に記載の真空堆積システム。
【請求項１４】
前記材料堆積装置（１００）の前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）が、第１の圧力レベルを提供し、前記真空チャンバ（１１０）が、前記第１の圧力レベルとは異なる第２の圧力レベルを提供し、前記ノズル（７１２）の前記第１のセクション（４１０）の前記第１のセクションサイズ（４１１）と、前記ノズル（７１２）の前記第２のセクション（４２０）の前記第２のセクションサイズ（４２１）とが、前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）内の前記第１の圧力レベルと前記真空チャンバ（１１０）内の前記第２の圧力レベルとの間の移行を提供する、請求項１２に記載の真空堆積システム。
【請求項１５】
前記材料堆積装置（１００）の前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）が、第１の圧力レベルを提供し、前記真空チャンバ（１１０）が、前記第１の圧力レベルとは異なる第２の圧力レベルを提供し、前記ノズル（７１２）の前記第１のセクション（４１０）の前記第１のセクションサイズ（４１１）と、前記ノズル（７１２）の前記第２のセクション（４２０）の前記第２のセクションサイズ（４２１）とが、前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）内の前記第１の圧力レベルと前記真空チャンバ（１１０）内の前記第２の圧力レベルとの間の移行を提供する、請求項１３に記載の真空堆積システム。
【請求項１６】
前記真空堆積システム（３００）が、前記真空堆積チャンバ（１１０）内で、被覆される２つの基板（１２１）を２つの基板支持体上で同時に収容するように適合されており、前記材料堆積装置（１００）が、前記真空堆積チャンバ（１１０）内で前記２つの基板支持体間で可動に配置されており、前記材料堆積装置（１００）の前記るつぼ（１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０４）が、有機材料を蒸発させるるつぼであり、
前記ピクセルマスク（１３２）が５０μｍ未満の開口を含み、
前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）内の第１の圧力レベルが１０−２ｍｂａｒから１０−３ｍｂａｒであり、前記真空堆積チャンバ内の第２の圧力レベルが１０−５ｍｂａｒから１０−７ｍｂａｒである、請求項１３に記載の真空堆積システム。
【請求項１７】
真空堆積チャンバ（１１０）内で基板（１２１）に材料を堆積する方法であって、
堆積させる材料をるつぼ（１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０４）内で蒸発させることと、
蒸発した前記材料を、前記るつぼ（１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０４）と流体連通する線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）に供給することであって、前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）が第１の圧力レベルにある、供給することと、
前記蒸発した材料を、前記線形分配管（１０６、１０６ａ、１０６ｂ）のノズル（７１２）を通して、前記第１の圧力レベルとは異なる第２の圧力レベルを提供している前記真空堆積チャンバ（１１０）へ、案内することと
を含み、
前記蒸発した材料を前記ノズル（７１２）を通して案内することが、前記蒸発した材料を、前記ノズルの、第１のセクション長さ（４１２）に沿った第１のセクションサイズ（４１１）を有する第１のセクション（４１０）を通して、案内することと、前記蒸発した材料を、前記ノズルの、第２のセクション長さ（４２２）に沿った第２のセクションサイズ（４２１）を有する第２のセクション（４２０）を通して、案内することと、を含み、前記第１のセクションが前記ノズルの入口を備える、及び／又は、前記第２のセクションが前記ノズルの出口を備えて、前記第２のセクションサイズ（４２１）の前記第１のセクションサイズ（４１１）に対する比が、２から１０である、方法。
【請求項１８】
前記ノズルの第１のセクションにおいて、蒸発した材料の均一性に影響を与えること、及び、前記ノズルの第２のセクションによって、前記真空堆積チャンバへと放出される蒸発した材料の指向性に影響を与えることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、材料堆積装置、真空堆積システム、及び基板に材料を堆積する方法に関する。実施形態は、特に、真空チャンバを含む材料堆積装置、及び、真空チャンバ内で基板に材料を堆積する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機蒸発器は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の生産ツールである。ＯＬＥＤは特殊な発光ダイオードであり、発光層が特定の有機化合物の薄膜を含んでいる。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、情報を表示するためのテレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、その他の手持ちデバイスなどの製造時に使用される。ＯＬＥＤはまた、一般的な空間照明にも使用することができる。ＯＬＥＤピクセルは直接発光しバックライトを用いないので、ＯＬＥＤディスプレイで可能な色、輝度、及び視野角の範囲は従来のＬＣＤディスプレイの範囲よりも大きい。したがって、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費は、従来のＬＣＤディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。更に、実際、ＯＬＥＤは、フレキシブル基板上に製造することができ、更なる用途がもたらされる。例えば、ＯＬＥＤディスプレイは、個々にエネルギー供給可能なピクセルを有するマトリクスディスプレイパネルを形成するように、基板上にすべてが堆積された２つの電極の間に位置する有機材料の層を含み得る。ＯＬＥＤは一般的に２つのガラスパネルの間に置かれ、ガラスパネルのエッジが密閉されてＯＬＥＤを内部に封入する。
【０００３】
そのようなディスプレイデバイスの製造時に遭遇する多くの課題がある。ＯＬＥＤディスプレイ又はＯＬＥＤ照明アプリケーションは、例えば、真空中で蒸発する幾つかの有機材料のスタックを含む。有機材料は、シャドーマスクを通じて連続的に堆積される。ＯＬＥＤスタックを高効率で製造するために、混合層／ドープ層となる、二以上の材料、例えばホスト及びドーパントなどの同時堆積又は同時蒸発が望ましい。更に、非常に繊細な有機材料の蒸発については幾つかの処理条件があることが考慮されなければならない。
【０００４】
材料を基板に堆積するには、材料が蒸発するまで、材料が加熱される。配管が、出口又はノズルを通して、蒸発した材料を基板に案内する。過去には、例えばより小さなピクセルサイズを提供可能とすることで、堆積処理の正確性が向上してきた。幾つかのプロセスでは、マスクが用いられて、蒸発した材料がマスクの開口を通過する際にピクセルが画定される。しかしながら、マスクのシャドウイング効果や、蒸発した材料が広がることなどによって、蒸発処理の正確性と予測可能性とを更に向上させることが困難となっている。
【０００５】
上記に鑑み、本明細書に記載の実施形態は、当技術分野の課題のうちの少なくとも幾つかを克服する材料堆積装置、真空堆積システム、及び基板に材料を堆積する方法を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【０００６】
上記に関し、独立請求項によれば、料堆積装置、真空堆積システム、及び基板に材料を堆積する方法が提供される。
【０００７】
一実施形態によれば、真空チャンバ内で蒸発した材料を基板に堆積する堆積装置が提供される。材料堆積装置は、蒸発させる材料を供給するるつぼ、及び、るつぼと流体連通する線形分配管を含み得る。材料堆積装置は、蒸発した材料を真空チャンバへと案内する、分配管の複数のノズルを更に含み得る。各ノズルは、蒸発した材料を受け取るノズル入口、蒸発した材料を真空チャンバへ放出するノズル出口、及び、ノズル入口とノズル出口との間のノズル通路を有し得る。本明細書に記載の実施形態によれば、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルのノズル通路は、第１のセクション長さ及び第１のセクションサイズを有する第１のセクションと、第２のセクション長さ及び第２のセクションサイズを有する第２のセクションとを含む。第２のセクションサイズの第１のセクションサイズに対する比は、２から１０である。
【０００８】
更なる実施形態によれば、真空堆積システムが提供される。真空堆積システムは、真空堆積チャンバと、真空チャンバ内の、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置とを含む。真空堆積システムは、堆積中に基板を支持する基板支持体を更に含む。
【０００９】
更なる実施形態によれば、真空チャンバ内で基板に材料を堆積する方法が提供される。方法は、堆積させる材料をるつぼ内で蒸発させること、及び、蒸発した材料を、るつぼと流体連通する線形分配管へと供給すること、を含む。分配管は典型的に、第１の圧力レベルにある。方法は、蒸発した材料を、線形分配管のノズルを通して真空堆積チャンバへ案内することを更に含む。真空堆積チャンバは、第１の圧力レベルとは異なる第２の圧力レベルを提供し得る。蒸発した材料をノズルを通して案内することは、蒸発した材料を、ノズルの、第１のセクション長さ及び第１のセクションサイズを有した第１のセクションを通して案内することと、蒸発した材料を、第２のセクション長さ及び第２のセクションサイズを有した第２のセクションを通して案内することと、を含み、第２のセクションサイズの第１のセクションサイズに対する比は、２から１０である。
【００１０】
実施形態はまた、開示された方法を実行する装置も対象とし、記載されたそれぞれの方法の特徴を実行する装置部分も含む。方法の特徴は、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータ、これらの２つの任意の組合せ、或いは任意の他の方法で実行されてもよい。更に、実施形態は、説明されている装置を動作させるための方法も対象とする。それは、装置のあらゆる機能を実施するための方法の特徴を含む。
【００１１】
上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説したより具体的な説明を得ることができる。添付図面は実施形態に関し、以下に添付図面の説明を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ−１ｅ】本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置のノズルの実施形態の概略図である。
【図２ａ】本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置の材料分布の図である。
【図２ｂ】既知のシステムの堆積装置の材料分布の図である。
【図３ａ−３ｃ】本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置である。
【図４】本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置の概略側面図である。
【図５】本明細書に記載の実施形態に係る堆積システムである。
【図６ａ−６ｂ】本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置の分配管及びノズルの概略図である。
【図７】本明細書に記載の実施形態による基板に材料を堆積する方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これより、様々な実施形態を詳細に参照する。実施形態のうち一以上の例が図示されている。図面についての以下の説明中、同じ参照番号は同じ構成要素を表している。概括的に、個々の実施形態に関する相違のみが説明される。各例は単なる説明として提示されており、限定を意味するものではない。さらに、１つの実施形態の一部として図示且つ説明されている特徴を、他の実施形態で用いてもよく、或いは他の実施形態と併用してもよい。それにより、さらに別の実施形態が生み出される。本明細書は、かかる修正及び改変を含むことが意図されている。
【００１４】
本明細書で用いる用語「流体連通」は、流体連通している２つの要素が接続していることによって流体を交換でき、これら２つの要素間で流体が流れることを可能にしていることと解され得る。一例で、流体連通する要素は、流体が通流し得る中空の構造を含み得る。ある実施形態によれば、流体連通する要素のうちの少なくとも１つが管状の要素であり得る。
【００１５】
更に、下記の記載において、材料堆積装置又は材料源装置（本書では双方の語が同義に使用され得る）は、基板に堆積させる材料を供給する装置（又はソース）として理解され得る。具体的には、材料堆積装置が、真空堆積チャンバ又はシステムなどの真空チャンバ内で基板に堆積させる材料を供給するように構成され得る。ある実施形態によれば、材料堆積装置が、堆積させる材料を蒸発させるように構成されており、前記基板に堆積させる材料を供給してもよい。例えば、材料堆積装置は、基板に堆積させる材料を蒸発させる蒸発器又はるつぼと、蒸発した材料を具体的には例えば出口又はノズルを通して基板の方向へ放出する分配管と、を含み得る。
【００１６】
本明細書に記載のある実施形態によれば、分配管が、蒸発した材料を案内し分配する管として理解され得る。具体的には、分配管は、蒸発した材料を蒸発器から分配管の出口（ノズル又は開口など）へと案内し得る。線形分配管は、第１の方向、特に長手方向に延びる管として理解され得る。ある実施形態で、線形分配管は、円筒形状を有する管を含み、円筒が、円形の底部形状又は任意の他の適切な底部形状を有し得る。
【００１７】
本明細書で言及するノズルは、特に流体の方向や特性（流量、流速、流形、及び／又はノズルから出る流体の圧力など）を制御するために流体を案内するデバイスとして理解され得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズルは、蒸気、例えば、基板に堆積させるための蒸発した材料の蒸気を案内するデバイスであり得る。ノズルは、流体を受け取るための入口、通路（例えば、ノズルを通して流体を案内するための開孔又は開口）、及び、流体を放出するための出口を有し得る。本明細書に記載の実施形態によれば、ノズルの通路又は開口は、ノズルを通流する流体の方向又は特性を実現するよう定められた形状寸法を含み得る。ある実施形態によれば、ノズルが、分配管の一部であり得るか、或いは、蒸発した材料を供給する分配管に接続されて、蒸発した材料を分配管から受け取ってもよい。
【００１８】
本明細書に記載の実施形態によれば、真空チャンバ内で蒸発した材料を基板に堆積する、材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、蒸発させる材料を供給するるつぼと、るつぼと流体連通する線形分配管とを含み得る。一実施例では、るつぼが、有機材料、例えば、約１００℃〜約６００℃の蒸発温度を有する有機材料を蒸発させるるつぼであり得る。更に、材料堆積装置は、蒸発した材料を真空チャンバに案内するための、分配管の複数のノズルを含む。各ノズルは、蒸発した材料を受け取るノズル入口、蒸発した材料を真空チャンバへ放出するノズル出口、及び、ノズル入口とノズル出口との間のノズル通路を有し得る。本明細書に記載の実施形態によれば、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルのノズル通路は、第１の長さ及び第１のサイズを有した第１のセクションと、第２の長さ及び第２のサイズを有した第２のセクションとを含む。第２のセクションサイズの第１のセクションサイズに対する比は、典型的に、２から１０であり、より典型的には１０から８であり、更により典型的には３から７である。一実施例では、第２のサイズの第１のサイズに対する比が４であり得る。
【００１９】
図１ａ〜１ｅは、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられ得るノズルの例を示す。ノズル４００の例はすべて、ノズル入口４０１、ノズル出口４０３、及び、ノズル入口４０１とノズル出口４０３との間の通路４０２を示す。ある実施形態によれば、るつぼから来る蒸発した材料が、分配管内で案内されて、ノズル入口を通ってノズルに入る。次いで、蒸発した材料がノズル通路４０２を通過しノズル出口４０３でノズルを出る。蒸発した材料の流れの方向は、ノズル入口４０１からノズル出口４０３への進行として表すことができる。
【００２０】
図１ａは、第１のセクション４１０及び第２のセクション４２０を有するノズル４００を示す。ノズル４００の第１のセクション４１０は、第１のセクションサイズ４１１及び第１のセクション長さ４１２を提供している。ノズル４００の第２のセクション４２０は、第２のセクションサイズ４２１及び第２のセクション長さ４２２を提供する。本明細書に記載の実施形態によれば、第２のセクションサイズは典型的に、第１のセクションサイズの２〜１０倍大きくてよく、より典型的には２〜８倍大きてよく、更により典型的には３〜７倍大きくてよい。一実施例では、第２のセクションサイズが第１のセクションサイズよりも４倍大きくてよい。  
【００２１】
本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズルのセクションサイズは、ノズル通路（又は開口）のセクションのサイズとして解され得る。一実施形態では、セクションサイズが、セクションの、セクション長さではない１つの寸法として解され得る。ある実施形態によれば、セクションサイズが、ノズルセクションの断面の最小寸法であり得る。例えば、円形のノズルセクションは、セクションの直径であるサイズを有し得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズルのセクションのセクション長さが、セクションの、ノズルの長さ方向に沿った、或いは蒸発した材料がノズルで主に流れる方向に沿った寸法として解され得る。
【００２２】
本明細書に記載の実施形態と組み合され得る幾つかの実施形態では、ノズルの第１のセクションが、ノズル入口を含み得る。本明細書に記載の実施形態と組み合され得る幾つかの実施形態では、ノズルの第２のセクションが、ノズル出口を含み得る。ある実施形態によれば、第１のセクションのサイズが、典型的に、１．５ｍｍ〜約８ｍｍ、より典型的には約２ｍｍ〜約６ｍｍ、更により典型的には約２ｍｍ〜約４ｍｍであり得る。ある実施形態によれば、第２のセクションのサイズが、３ｍｍ〜約２０ｍｍ、より典型的には約４ｍｍ〜約１５ｍｍ、更により典型的には約４ｍｍ〜約１０ｍｍであり得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得る幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載のノズルセクションの長さが、典型的に、２ｍｍ〜約２０ｍｍ、より典型的には約２ｍｍ〜約１５ｍｍ、更により典型的には約２ｍｍ〜約１０ｍｍであり得る。一実施例では、ノズルセクションのうちの１つの長さが約５ｍｍ〜約１０ｍｍであり得る。
【００２３】
ある実施形態によれば、本明細書に記載の実施形態による材料堆積システムで用いられるノズル内の流量（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ）が、典型的には１ｓｃｃｍ未満、より典型的には１ｓｃｃｍの分数量であり得、更により典型的には０．５ｓｃｃｍを下回り得る。一実施例では、本明細書に記載の実施形態によるノズルの流量が、０．１ｓｃｃｍ未満、０．０５又は０．０３ｓｃｃｍなどであり得る。ある実施形態では、分配管内の、少なくとも部分的にノズル内の圧力は、典型的に、約１０−２ｍｂａｒ〜１０−５ｍｂａｒ、より典型的には約１０−２ｍｂａｒ〜１０−３ｍｂａｒであり得る。本明細書に記載の実施形態によるノズル内の圧力は、ノズル内の位置に依存し得、上記の分配管の圧力と、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置が位置し得る真空チャンバ内に存在する圧力との間であり得ることが、当業者に理解されよう。典型的に、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置が位置し得る真空チャンバ内の圧力は、１０−５ｍｂａｒ〜約１０−８ｍｂａｒ、より典型的には１０−５ｍｂａｒ〜１０−７ｍｂａｒ、更により典型的には約１０−６ｍｂａｒ〜約１０−７ｍｂａｒであり得る。ある実施形態によれば、真空チャンバ内の圧力は、真空チャンバ内の蒸発した材料の分圧又は全圧の何れか（真空チャンバ内で堆積される成分として蒸発した材料のみが存在する場合はほぼ同じであり得る）とされ得る。ある実施形態では、特に真空チャンバ内に蒸発した材料のほかに第２の成分（ガスなど）が存在する場合、真空チャンバ内の全圧が、約１０−４ｍｂａｒ〜約１０−７ｍｂａｒの範囲であり得る。
【００２４】
ある実施形態によれば、第１のセクションが、特に、第２のセクションよりも小さいサイズを有することによって、或いは、分配管の直径と比較して全体としてより小さいサイズを有することによって、分配管からノズルへと案内された蒸発した材料の均一性を増大させるように構成され得る。ある実施形態によれば、分配管の直径が、典型的に、約７０ｍｍ〜約１２０ｍｍ、より典型的には約８０ｍｍ〜約１２０ｍｍ、更により典型的には、約９０ｍｍ〜約１００ｍｍであり得る。本明細書に記載の幾つかの実施形態（例えば、下記で詳述するように分配管が実質的に三角形の形状を有する場合）では、上記の直径の値が、分配管の水力直径を表し得る。ある実施形態によれば、比較的狭い第１のセクションは、蒸発した材料の粒子をより均一に配置させ得る。蒸発した材料を第１のセクションにおいてより均一にすることは、例えば、蒸発した材料の密度、単一の粒子の速度、及び／又は蒸発した材料の圧力をより均一にすることを含む。本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置、例えば、有機材料を蒸発させる材料堆積装置において、分配管及びノズル（ノズルの一部）を流れる蒸発した材料が、クヌーセン流として考慮され得ることが、当業者には理解されよう。具体的には、蒸発した材料は、分配管及びノズル内のフロー及び圧力条件の上記の例に鑑み、クヌーセン流として考慮され得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズルの一部分（ノズル出口の近傍又は隣接した部分など）におけるフローは、分子流であり得る。例えば、本明細書に記載の実施形態によるノズルの第２のセクションは、クヌーセン流と分子流との間の移行を提供し得る。一実施例で、真空チャンバ内であってもノズルの外のフローは、分子流であり得る。ある実施形態によれば、分配管内のフローが、粘性流又はクヌーセン流として考慮され得る。ある実施形態では、ノズルが、クヌーセン流又は粘性流から分子流への移行を提供すると表現してもよい。
【００２５】
本明細書に記載の実施形態によれば、第２のセクション（典型的に第１のセクションに隣接して配置される）が、蒸発した材料の指向性を増大させるように構成され得る。例えば、第１のセクションから第２のセクションへ流れる蒸発した材料は、第２のセクションよりも小さいサイズを有する第１のセクションを離れる際に、広がるであろう。しかしながら、第２のセクションが、第１のセクションから広がる蒸発した材料を捕捉し、蒸発した材料を基板へと方向づけ得る。図２ａ及び２ｂに関して下記で詳述するように、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置からの、蒸発した材料のプルームを、既知のシステムの蒸発した材料のプルームと比較すると、プルームが基板の方へ、或いはマスク（例えばピクセルマスク）の方へとより正確に方向づけられ得る。
【００２６】
本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置は、より精密に形成された蒸発した材料のプルームがノズルから放出されることを可能にする。具体的には、第１のセクションにおける蒸発した材料の粒子の広がりが、ノズルの第２のセクションによって捕捉され方向づけられる。更に、本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズルの異なるセクションが、材料堆積装置の分配管と材料堆積装置が位置し得る真空堆積チャンバとの間の異なる圧力レベルの、比較的なだらか且つ段階的な移行を提供する。なだらかな圧力移行によって、蒸発した材料のフローのより良好な制御が可能となる。
【００２７】
図２ａ及び２ｂに進むと、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置のノズルの効果が、既知の材料堆積システムとの比較で見て取れる。図２ａで、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置から放出された、蒸発した材料の分布の試験データが示されている。曲線８００は、上記のように第１のセクションと第２のセクションとを有するノズルから放出された蒸発した材料の実験結果を示す。図２ａの例は、蒸発した材料の分布がほぼｃｏｓ１０のような形状にしたがっていることを示している。ある実施形態によれば、材料堆積装置の材料分布が、ｃｏｓ１２状の形状、又はｃｏｓ１４状の形状にほぼ対応した形状を有し得る。詳細には、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置のノズルから放出された蒸発した材料の分布が、上方部分に関してのみ、上記で挙げたコサイン形状に対応し得る。例えば、図示の曲線は、コサイン曲線のようにゼロの線に交差しない。この曲線はクラウジング（Ｃｌａｕｓｉｎｇ）の式にしたがうものとして表され得る。図２ｂに示す既知の材料堆積装置との比較は、従来の材料堆積装置の分布が曲線８０１に示すようにｃｏｓ１形状に対応していることを示す。ある実施形態によれば、既知の堆積システムのノズルの曲線は、ｃｏｓ５又はｃｏｓ６状の形状をなし得る。本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で生じる曲線８００と、既知のシステムの曲線８０１との差異は、実質的に、蒸発した材料のプルームの幅と、該プルーム中の蒸発した材料の濃度分布である。例えば、ＯＬＥＤ生産システムなど基板への材料堆積にマスクを用いる場合、マスクは、約５０μｍ×５０μｍのサイズのピクセル開口、又はそれを下回る、約３０μｍ以下又は約２０μｍの断面直径（例えば、断面の最小寸法）を有するピクセル開口を有したピクセルマスクであり得る。一実施例では、ピクセルマスクが約４０μｍの厚さを有し得る。マスクの厚さとピクセル開口のサイズを考慮すると、マスクのピクセル開口の壁がピクセル開口を遮るというシャドウイング効果が生じ得る。本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置は、シャドウイング効果の低減を支援し得る。
【００２８】
本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置のガス流シミュレーションは、本明細書に記載のノズル設計が、基板の（材料（ガス）の基板への流れ方向にノズルから見て）＋／−３０度（又は＋／−２０度）という小さなエリアへの材料堆積を集中させることができることを示している。特殊な堆積の場合、例えばＯＬＥＤ製造のＡｌｑ３では、そのような小さなエリアが、ディスプレイに高いピクセル密度（ｄｐｉ）を形成する１つの要因として考慮され得る。
【００２９】
本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置を用いた蒸発で達成され得る高い指向性は、更に、蒸発した材料の利用を向上させることにつながり得る。蒸発した材料がより多く実際に基板に到達（例えば、基板の上や下のエリアには到達せずに）するからである。
【００３０】
図１ａ〜１ｅに戻ると、上記の効果を達成するための種々の実施形態が見て取れる。図１ａについては既に上記で詳しく述べた。図１ｂは、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられ得るノズル４００を示す。ノズル４００は、第１のセクション４１０と第２のセクション４２０を含む。図１ｂに示す例で、第１のセクションはノズル入口４０１を含む。図示の例は更に、ノズル出口４０３を含む第２のセクション４２０を示す。しかしながら、これは一例にすぎず、ノズルのデザインを限定するものではない。第１のセクション４１０は、第２のセクションサイズ４２１を有した第２のセクション４２０よりも小さい第１のセクションサイズ４１１を有する。図１ｂに示す実施形態で、第１のセクション長さ４１２は第２のセクション長さ４２２よりも大きい。図１ａに示す代替的な実施形態では、第１のセクション長さ４１２が第２のセクション長さ４２２よりも小さい。更なる例によれば、第１のセクション長さと第２のセクション長さは、実質的に同じか又は同様の長さを有し得る。
【００３１】
図１ｃは、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられ得るノズル４００を示す。図１ｃのノズル４００は、第１のセクションサイズ４１１及び第１のセクション長さ４１２を有した第１のセクション４１０と、第２のセクションサイズ４２１及び第２のセクション長さ４２２を有した第２のセクション４２０と、第３のセクションサイズ４３１及び第３のセクション長さ４３２を有した第３のセクション４３０を含む。図１ｃに示す実施形態で、第３のセクションサイズ４３１は第２のセクションサイズ４２１よりも大きく、第２のセクションサイズ４２１は第１のセクションサイズ４１１よりも大きい。例えば、第３のセクションサイズ４３１と第２のセクションサイズ４２１との比、及び／又は第２のセクションサイズと第１のセクションサイズとの比は、典型的に、約１．５〜約１０、より典型的には約１．５〜８、更により典型的には約２〜６であり得る。
【００３２】
図１ｃに示す実施形態で、第３のセクション４３０はノズル出口４０３を含む。図１ｃの例に示すように、第１のセクション４１０はノズル入口を含む。ある実施形態によれば、ノズルが更なるセクション、例えば隣接して配置されたｎ個のセクションを含み得る。典型的に、ｎ個のセクションの各々が、ノズル入口からノズル出口への方向に進む際に先行するセクションよりも大きいサイズを提供し得る。一実施例では、ｎが典型的に２よりも大きく、より典型的には３よりも大きい。
【００３３】
本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズル出口のより近くに位置するセクション（一又は複数）（又はノズル出口を含むセクション）は、ノズル入口のより近くに位置するセクション（一又は複数）（又はノズル入口を含むセクション）よりも大きいセクションサイズを有し得る。例えば、ノズルの長手方向（図１ａでは軸４６０として示すがその後の図では全体がよく見えるように省略）のノズル中心点が、セクションがノズル入口により近くに位置しているか或いはノズル出口により近くに位置しているかの基準であり得る。
【００３４】
図１ｄは、本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得る、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられ得るノズル４００の実施形態を示す。図１ｄに示すノズル４００の例は、第１のセクション長さ４１２を有する第１のセクション４１０、第２のセクション長さ４２２を有する第２のセクション４２０、及び、フリンジセクション長さ４４２を有するフリンジセクション４４０を含む。すべてのセクションが、図１ａ〜１ｃで示す測定されたセクションサイズを有し得る。フリンジセクション４４０は典型的に、ノズル出口４０３に位置し得る。ある実施形態によれば、フリンジセクション４４０は、フリンジセクション長さ４４２に沿って異なるフリンジセクションサイズを有し得る。例えば、フリンジセクションサイズは、別のセクション（例えば第２のセクション４２０）に隣接する、フリンジセクション４４０の第１の端部において、ノズル出口４０３におけるフリンジセクションの第２の端部よりも小さくてよい。図１ｄの断面図で、フリンジセクション４４０はテーパした壁を提供している。一実施形態では、フリンジセクション４４０の形状が漏斗状又はキャップ状と表され得る。ある実施形態によれば、フリンジセクション４４０の長さが、第１の及び／又は第２のセクションの長さと等しいか或いはより小さくてよい。一実施例では、フリンジセクションの長さが典型的に、第１の及び／又は第２のセクション長さの１／６〜２／３であり得る。
【００３５】
本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置のノズルの他の実施形態が、図１ｄに例示的に示すフリンジセクションを備えていてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００３６】
図１ｅは、本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得る実施形態を示す。本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられ得るノズル４００は、第１のセクション４１０及び第２のセクション４２０を含む。第１のセクション及び第２のセクションは、上記のように、セクションサイズ及びセクション長さを有するセクションであり得る。図１ｅに示す例は、第１のセクション４１０と第２のセクション４２０との間に位置する移行セクション４５０を更に含む。移行セクション４５０は典型的に、第１のセクション４１０と第２のセクション４２０との間のスムーズな移行を提供する。図１ｅの例を図１ａ〜１ｄに示す例と比較すると、図１ａ〜１ｄの例が異なるセクション間で段階的な移行を示すことが見て取れる。図１ｅの例は、移行セクション４５０を用いて異なるセクション間にスロープを提供している。ある実施形態によれば、移行セクション４５２のサイズが、第１のセクションサイズから第２のセクションサイズまでの範囲であり得る。ある実施形態では、移行セクション長さ４５２は、移行セクションとして任意の適切な長さであり得る。例えば、移行セクション長さ４５２が、第１の及び／又は第２のセクションの長さと同様であり得るか、或いは、第１の及び／又は第２のセクションの長さの部分であり得る。一実施例では、移行セクションの長さが、典型的に、第１の及び／又は第２のセクション長さの１／６と４／６との間、より典型的には１／６と１／２との間、更により典型的には１／３と１／２との間であり得る。移行セクションが本明細書に記載のノズルの任意のセクション間で用いられ得ること、図１ｅに示す構成に限定されるものではないことを、当業者は理解するであろう。
【００３７】
本明細書に記載のある実施形態によれば、ノズル（具体的には異なるノズルセクション）が、ノズル入口への距離が大きくなると増大するコンダクタンス値を提供し得る。例えば、各セクションは、少なくとも１つのコンダクタンス値を提供し得、セクションがノズル出口に近いほどコンダクタンス値は大きい。一例として（特定の実施形態に限定せず）、図１ａの第２のセクション４２０は、第１のセクション４１０よりも大きいコンダクタンス値を有し得、第１のセクションは、ノズル入口からノズル出口への方向において第２のセクションに先行している。ある実施形態によれば、各セクションが、セクションのノズル出口までの距離が小さくなるとともにより低い（ノズル入口からノズル出口への方向で見たときに先行するセクションよりも低い）圧力レベルを提供する。ある実施形態によれば、コンダクタンス値がｌ／ｓで測定され得る。一実施例では、ノズル内の流量が１ｓｃｃｍ未満であることが、１／６０ｍｂａｒｌ／ｓ未満であると表現されてもよい。ある実施形態では、セクションサイズが、ノズル出口までの距離が小さくなるとともに増大する各セクションのコンダクタンス値をもたらすように選択され得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、セクションが典型的に、ノズル入口からノズル出口への方向で先行するセクションよりも大きいか或いは実質的に等しいコンダクタンス値を提供し得る。
【００３８】
ある実施形態によれば、ノズル通路の形状が、蒸発した材料をノズルを通して案内するのに適した任意の形状であり得る。例えば、ノズル通路の断面が実質的に円形の形状を有し得るが、楕円形状、又は細長い孔の形状を有していてもよい。ある実施形態では、ノズル通路の断面が、実質的に矩形、実質的に二次（ｑｕａｄｒａｔｉｃ）形状、或いは実質的に三角形の形状を有し得る。
【００３９】
本明細書で使用する「実質的に」という用語は、「実質的に」と共に示す特性からある程度のずれがあり得ることを意味し得る。典型的に、「実質的に」と共に示す特性の寸法又は形状の約１５％のずれが可能であり得る。たとえば、「実質的に円形」という用語は、一方向の全体的な長さの約１〜１５％又は１０％のずれなど、正確な円形の形状からの特定のずれを有し得る形状を指す。ある実施形態では、値が「実質的に」を用いて記載され得る。「実質的に」を用いて記載された値が、記された値からの約１％〜約１０％又は１５％のずれを有し得ることを、当業者は理解するであろう。
【００４０】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得る幾つかの実施形態によれば、ノズルの第１のセクション及び第２のセクションがノズルと一体に形成され得る。例えば、ノズルが、第１のセクションと第２のセクションとを含む１つのピースとして形成され得る。ある実施形態によれば、ノズルが、第１のセクションと第２のセクションとを提供する追加の部品をもたらさない。ある実施形態では、ノズルが、サイズの異なる孔、例えばボア孔を有した１ピースの材料から作製され得る。幾つかの実施形態ではノズルが１ピースのノズルとして記載されているが、外面及び／又は内面に、蒸発した有機材料に対して化学的に不活性な材料を用いたコーティングなどのコーティングを提供してもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００４１】
図３ａ〜３ｃは、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置１００を示す。材料堆積装置は、分配管１０６と、図３ａに示す蒸発器として蒸発るつぼ１０４とを含み得る。分配管１０６は、るつぼ１０４が供給する蒸発した材料を分配するために、るつぼと流体連通していていよい。分配管は例えば、加熱ユニット７１５を有する細長い立方体であってもよい。蒸発るつぼは、加熱ユニット７２５によって蒸発する有機材料のリザーバであり得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る典型的な実施形態によれば、分配管１０６は、線源を提供する。本明細書に記載のある実施形態によれば、材料堆積装置１００は、蒸発した材料を基板の方へ放出する、例えば少なくとも１つの線に沿って配置され得るノズルなどの、複数のノズル７１２を更に含む。ある実施形態によれば、図３ａ〜３ｃの材料堆積装置で用いられるノズル７１２が、図１ａ〜１ｅに関して記載したノズルであり得る。
【００４２】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得るある実施形態によれば、分配管のノズルが、蒸発した材料を、分配管の長さ方向とは異なる方向、例えば分配管の長さ方向に対して実質的に直角の方向に放出するよう適合され得る。ある実施形態によれば、ノズルが、水平＋−２０°の主な蒸発方向を有するよう配置される。いくつかの特定の実施形態によれば、蒸発方向は、僅かに上方に、例えば、３度から７度上方になど、水平から１５度までの範囲で上方に配向することができる。同様に、基板は、蒸発方向に実質的に直角となるように僅かに傾斜させることができる。望ましくない粒子の発生を低減することができる。しかしながら、本明細書に記載の実施形態によるノズル及び材料堆積装置が、水平に向けられた基板に材料を堆積するように構成された真空堆積システムで用いられてもよい。
【００４３】
一例では、分配管１０６の長さが、少なくとも堆積装置で堆積される基板の高さに対応する。多くの場合に、分配管１０６の長さは、堆積される基板の高さよりも、少なくとも１０％ほど又は２０％ほどさえも長いことがあろう。基板の上端及び／又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。
【００４４】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、いくつかの実施形態によれば、分配管の長さは、１．３ｍ又はそれを上回る、例えば、２．５ｍ又はそれを上回るとすることができる。１つの構成によれば、図３ａに示されるように、蒸発るつぼ１０４は、分配管１０６の下端に提供される。有機材料は、蒸発るつぼ１０４の中で蒸発する。有機材料の蒸気が、分配管の底で分配管１０６に入り、分配管の中の複数の開口を本質的に横に通って、例えば、本質的に垂直な基板の方へ案内される。
【００４５】
図３ｂは、分配管１０６が蒸発るつぼ１０４に連結されている材料堆積装置の一部の拡大概略図を示す。蒸発るつぼ１０４と分配管１０６との間を連結するように構成されているフランジユニット７０３が提供される。例えば、蒸発るつぼ及び分配管が、例えば、材料堆積装置の作動のために、フランジユニットで分離及び連結又は組み立てできる別個のユニットとして提供される。
【００４６】
分配管１０６は、内部空洞７１０を有している。分配管を加熱するために加熱ユニット７１５が設けられ得る。したがって、分配管１０６は、蒸発るつぼ１０４によって提供される有機材料の蒸気が、分配管１０６の壁の内側部分で液化しない温度まで加熱することができる。例えば、分配管が、基板に堆積させる材料の蒸発温度よりも、典型的には約１℃〜約２０℃、より典型的には約５℃〜約２０℃、更により典型的には約１０℃〜約１５℃、高い温度で保持され得る。２つ以上の熱シールド７１７が、分配管１０６の管周囲に提供される。  
【００４７】
作動中、分配管１０６は、フランジユニット７０３で蒸発るつぼ１０４と接続され得る。蒸発るつぼ１０４は、蒸発させる有機材料を受け取り、有機材料を蒸発させるよう構成される。ある実施形態によれば、蒸発させる材料が、ＩＴＯ、ＮＰＤ、Ａｌｑ３、キナクリドン、Ｍｇ／ＡＧ、スターバースト材料などのうちの少なくとも１つを含み得る。
【００４８】
本明細書に記載される分配管は、中空円筒とすることができる。円筒という語は、円形の底部形状と、円形の上部形状と、上部の円及び小さな下部の円とを連結する湾曲した表面領域又は外郭とを有すると理解することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る更なる追加的又は代替的実施形態によれば、円筒という用語は、数学的意味において、任意の底部形状と、一致する上部形状と、上部形状と下部形状とを連結する湾曲した表面領域又は外郭とを有すると更に理解することができる。したがって、円筒が必ずしも円形断面を有している必要はない。底部面及び上部面が円と異なる形状を有していてもよい。
【００４９】
図４は、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置１００を示す。材料堆積装置は、２つの蒸発器１０２ａ及び１０２ｂ、並びに、蒸発器１０２ａ及び１０２ｂと流体連通している２つの分配管１０６ａ及び１０６ｂを含む。材料堆積装置は、分配管１０６ａ及び１０６ｂのノズル７１２を更に含む。ノズル７１２は、図１ａ〜１ｅに関して上述したようなノズルであり得る。第１の分配管のノズル７１２は、図１ａで例示的に示すノズル４００の軸４６０に対応し得る長手方向２１０を有する。ある実施形態によれば、ノズル７１２は互いとの間に距離を有し得る。ある実施形態では、ノズル７１２間の距離が、ノズルの長手方向２１０間の距離として測定され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得るある実施形態によれば、ノズル間の距離が、典型的には約１０ｍｍ〜約５０ｍｍ、より典型的には約１０ｍｍ〜約４０ｍｍ、更により典型的には約１０ｍｍ〜約３０ｍｍであり得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、上記のノズル間の距離が、５０μｍ×５０μｍもしくはそれよりも小さい開口サイズ、例えば、約３０μｍ以下、もしくは約２０μｍの断面寸法（例えば、断面の最小寸法）を有するピクセル開口、を有するマスクなどの、ピクセルマスクを介した有機材料の堆積に有用であり得る。ある実施形態では、ノズルの第２のセクションサイズが、ノズル間の距離に応じて選択され得る。例えば、ノズル間の距離が２０ｍｍである場合、ノズルの第２のセクションサイズ（又はノズル出口を含むセクションのセクションサイズ、又は、ノズル中で最大のセクションサイズを有するセクション）が、最大で１５ｍｍ以下であり得る。ある実施形態によれば、第２のセクションサイズの第１のセクションサイズに対する比を決定するのに、ノズル間の距離が用いられ得る。
【００５０】
ある実施形態によれば、真空堆積システムが提供される。真空堆積システムは、真空チャンバと、実施形態で例示的に示した材料堆積装置を含む。真空堆積システムは、堆積中に基板を支持する基板支持体を更に含む。本明細書に記載の実施形態によれる真空堆積システムの例を下記に記載する。
【００５１】
図５は、本明細書に記載の実施形態の材料堆積装置又はノズルが用いられ得る真空堆積システム３００を示す。堆積システム３００は、真空チャンバ１１０内の位置にある材料堆積装置１００を含む。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によれば、材料堆積装置は、並進運動及び軸周囲での回転のために構成される。材料堆積装置１００は、一以上の蒸発るつぼ１０４と、一以上の分配管１０６とを有する。２つの蒸発るつぼと２つの分配管が、図５に示されている。２つの基板１２１が、真空チャンバ１１０の中に提供される。典型的には、基板上への層堆積のマスキング用マスク１３２が、基板と材料堆積装置１００との間に提供され得る。有機材料は、分配管１０６から蒸発する。ある実施形態によれば、材料堆積装置は、図１ａ〜１ｅに示すようなノズルを含み得る。一実施例では、分配管内の圧力が、約１０−２ｍｂａｒ〜約１０−５ｍｂａｒ、約１０−２〜約１０−３ｍｂａｒであり得る。ある実施形態によれば、真空チャンバが、約１０−５〜約１０−７ｍｂａｒの圧力を提供し得る。
【００５２】
本明細書に記載の実施形態によれば、基板は、本質的に垂直位置で、有機材料でコーティングされる。図５に示す図は、材料堆積装置１００を含むシステムの上面図である。典型的に、分配管は、蒸気分配シャワーヘッド、特に線形蒸気分配シャワーヘッドである。分配管は、本質的に垂直に延びる線源を提供する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る本明細書に記載の実施形態によれば、特に基板配向に言及する際に、本質的に垂直とは、２０°以下、例えば１０°以下の垂直方向からのずれを許容すると理解されたい。このずれは、例えば、基板支持体が垂直配向から幾らかずれていることによって安定した基板位置が提供され得るためにもたらされ得る。それでもなお、有機材料の堆積中の基板配向は、本質的に垂直と考えられ、水平な基板配向とは異なると考えられる。典型的に、基板表面は、基板の１つの次元に対応する一方向に延びる線源と、基板の他方の次元に対応する他方向に沿った並進運動とによって被覆される。他の実施形態によれば、堆積システムが、本質的に水平に向けられた基板に材料を堆積する堆積システムであり得る。例えば、堆積システムでの基板被覆が、上又は下方向に実施され得る。
【００５３】
図５は、真空チャンバ１１０内で有機材料を堆積するための堆積システム３００の実施形態を示す。材料堆積装置１００は、真空チャンバ１１０内で、回転又は並進運動などにより可動である。図５の例で示す材料源は、トラック、例えばロープ状トラック又は線形のガイド３２０に配置されている。トラック又は線形ガイド３２０は、蒸発源１００の並進運動用に構成されている。本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得る種々の実施形態によれば、真空チャンバ１１０内の材料堆積装置１００に、並進又は回転運動又はそれらの組み合わせのための駆動装置が設けられ得る。図５Ａは、例えばゲートバルブなどのバルブ２０５を示す。バルブ２０５は、隣接する真空チャンバ（図５に図示せず）に対する真空密閉を可能にする。バルブは、基板１２１又はマスク１３２の真空チャンバ１１０内への又は真空チャンバ１１０からの搬送のために開放することができる。
【００５４】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る幾つかの実施形態によれば、保守真空チャンバ２１０などの更なる真空チャンバが、真空チャンバ１１０に隣接して提供される。典型的には、真空チャンバ１１０及び保守真空チャンバ２１０がバルブ２０７で連結される。バルブ２０７は、真空チャンバ１１０と保守真空チャンバ２１０との間の真空密閉を開閉するために構成される。材料堆積装置１００は、バルブ２０７が開放状態にある間、保守真空チャンバ２１０に移送することができる。その後、バルブは、真空チャンバ１１０と保守真空チャンバ２１０との間に真空密閉を提供するために閉鎖することができる。バルブ２０７が閉められると、保守真空チャンバ２１０は、真空チャンバ１１０の中の真空を破壊せずに、材料堆積装置１００保守のために換気及び開放することができる。
【００５５】
図５に示す実施形態では、真空チャンバ１１０内で、２つの基板１２１が各搬送トラック上で支持されている。更に、その上にマスク１３２を提供するための２つのトラックが設けられている。基板１２１のコーティングは、各マスク１３２によってマスキングされ得る。典型的な実施形態によれば、マスク１３２、即ち、第１の基板１２１に対応する第１のマスク１３２、及び第２の基板１２１に対応する第２のマスク１３２は、マスクフレーム１３１の中に提供され、所定の位置でマスク１３２を保持する。
【００５６】
記載した材料堆積装置は、２つ以上の有機材料を同時に蒸発させる処理の特徴を含むＯＬＥＤデバイス製造への応用を含む様々な用途で用いられ得る。したがって、図５に示された例について、２つの分配管及び対応する蒸発るつぼを、互いに隣接して設けることができる。
【００５７】
図５に示す実施形態は、可動のソースを有する堆積システムを提供するが、上記の実施形態が、堆積中に基板が移動する堆積システムにも応用され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、被覆される基板が案内されて、固定された材料堆積装置に沿って駆動されてもよい。
【００５８】
本明細書に記載の実施形態は、特に、例えば、ＯＬＥＤディスプレイ製造用の、大面積基板への有機材料の堆積に関する。幾つかの実施形態によれば、大面積基板又は一以上の基板を支持するキャリアは、少なくとも０．１７４ｍ２のサイズを有し得る。例えば、堆積システムが、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、又は、約８．７ｍ２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に相当するＧＥＮ１０などの大面積基板の処理に適合されていてよい。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２のようなさらに次の世代、並びにそれに相当する基板面積を同様に実装してもよい。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わされ得る典型的な実施形態によれば、基板の厚さを０．１から１．８ｍｍとすることができ、基板の保持装置が、そのような基板の厚さに適合され得る。しかしながら、特に基板の厚さは、約０．９ｍｍ又はそれを下回る、０．５ｍｍ又は０．３ｍｍなどであり得、保持装置はそのような基板の厚さに適合される。典型的には、基板は、材料を堆積するのに適した任意の材料から作られることができる。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、ならびに堆積プロセスによってコーティングできる任意の他の材料および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たものとすることができる。
【００５９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合され得るある実施形態によれば、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置の分配管が、実質的に三角形の断面を有し得る。図６ａは、分配管１０６の断面の例を示す。分配管１０６は、内部空洞７１０を取り囲む壁３２２、３２６、及び３２４を有している。材料源の出口側に、ノズル７１２が設けられた壁３２２が設けられる。分配管の断面は、本質的に三角形ということができる。即ち、分配管の主要部分が三角形の部分に対応し、且つ／又は、分配管の断面が丸みを帯びた角及び／又は切断された角を有する三角形であってもよい。図６ａに示されるように、例えば、出口側の三角形の角が切断される。
【００６０】
分配管の出口側の幅、例えば、図６ａに示された断面の壁３２２の寸法が矢印３５２によって示されている。更に、分配管１０６の断面の他の寸法は、矢印３５４及び矢印３５５によって示されている。本明細書に記載の実施形態によれば、分配管の出口側の幅は、断面の最大寸法の３０％以下であり、例えば、矢印３５４及び３５５によって示された寸法のうちより大きい寸法の３０％である。分配管の寸法及び形状を考慮して、隣り合う分配管１０６のノズル７１２が、より小さい距離で設けられてもよい。距離が小さければ、互いに隣り合って蒸発する有機材料の混合が改善される。
【００６１】
図６ｂは、２つの分配管が互いに隣り合って設けられる場合の実施形態を示す。従って、図６ｂに示すように、２つの分配管を有する材料堆積装置では、２つの有機材料が互いに隣接して蒸発することができる。図６ｂに示すように、分配管１０６の断面形状により、隣り合う分配管の出口又はノズルを互いに接近して置くことが可能になる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る幾つかの実施形態によれば、第１の分配管の第１のノズルと、第２の分配管の第２のノズルとは、３０ｍｍ又はそれ未満の距離、例えば、５ｍｍから２５ｍｍまでの距離などを有することができる。更に具体的には、第１の出口又はノズルの第２の出口又はノズルまでの距離は、１０ｍｍ又はそれ未満とすることができる。
【００６２】
ある実施形態によれば、基板に材料を堆積する方法が提供される。フロー図５００は、本明細書に記載の実施形態による方法を示す。方法５００により、真空堆積チャンバ内で基板に材料が堆積し得る。ある実施形態によれば、真空堆積チャンバが、上記の、例えば図５に関しての実施形態で記載したような真空堆積チャンバであり得る。ボックス５１０で、方法５００は、堆積させる材料をるつぼ内で蒸発させることを含む。例えば、堆積させる材料が、ＯＬＥＤデバイスを形成するための有機材料であり得る。るつぼが、材料の蒸発温度に応じて加熱され得る。幾つかの例では、材料が６００℃まで、例えば約１００℃〜６００℃まで加熱される。ある実施形態によれば、るつぼは分配管と流体連通している。ボックス５２０で、蒸発した材料が、るつぼと流体連通する線形分配管に供給される。典型的に、分配管は第１の圧力レベルにある。一実施例では、第１の圧力レベルが、典型的には約１０−２ｍｂａｒ〜１０−５ｍｂａｒ、より典型的には約１０−２ｍｂａｒ〜１０−３ｍｂａｒである。
【００６３】
ある実施形態では、材料堆積装置が、真空中で、蒸発した材料の蒸気圧のみを用いて、蒸発した材料を移動させるように構成されている。即ち、蒸発圧のみによって（例えば、材料の蒸発から生じた圧力によって）、蒸発した材料が分配管へ（及び／又は分配管を通って）送られる。例えば、蒸発した材料を分配管へ、及び分配間を通して送るのに更なる手段（ファンやポンプなど）が用いられない。分配管は典型的に、堆積が行われるか或いは材料堆積装置が作動中に位置している真空チャンバへと蒸発した材料を案内する、幾つかの出口又はノズルを含む。
【００６４】
ある実施形態によれば、方法は、ボックス５３０で、蒸発した材料を、分配管のノズルを通して、前記第２の圧力レベルを提供する真空堆積チャンバへと案内することを含む。ある実施形態では、第２の圧力レベルが約１０−５〜１０−７ｍｂａｒであり得る。ある実施形態によれば、蒸発した材料をノズルを通して案内することは、蒸発した材料を、第１のセクション長さと第１のセクションサイズとを有するノズルの第１のセクションを通して案内すること、並びに、蒸発した材料を、第２のセクション長さと第２のセクションサイズとを有する第２のセクションを通してを案内すること、を含み、第２のサイズの第１のサイズに対する比が２〜１０である。一実施例では、第２のサイズの第１のサイズに対する比が約４である。ある実施形態によれば、ノズルが、図１ａ〜１ｅで図示し説明した実施形態などの上記の実施形態に記載のようなノズルであり得る。
【００６５】
ある実施形態によれば、方法は、第１のセクションにおいて、蒸発した材料のノズルの均一性に影響を与えること、及び、ノズルの第２のセクションによって、真空チャンバへと放出される蒸発した材料の指向性に影響を与えることを更に含み得る。セクションサイズの比は、蒸発した材料の均一性と蒸発した材料の指向性を向上させ得る。例えば、蒸発した材料が最初に通過する第１のセクションのサイズが小さいことにより、例えば材料密度、材料速度、及び／又は材料圧力に関して、蒸発した材料の均一性が向上させられ得る。本明細書に記載のある実施形態によれば、第１のセクションを出る際により小さい第１のセクション断面から広がる蒸発した材料を捕捉することによって、第２のセクションが指向性を向上させ得る。蒸発した材料は、小さな広がり角度で基板又はピクセルマスクに到達し得る。
【００６６】
本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置で用いられるノズルの外形は、蒸発した材料の材料フローを基板へと集中させ得る。本明細書に記載の実施形態によるノズルは、例えば基板上にＯＬＥＤ活性層を生成するために、蒸発源からの気相にある蒸発した材料を、真空チャンバ内で基板へと集中させるのに用いられる。
【００６７】
ある実施形態によれば、本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置における記載されたノズルのデザインが、より小さい、具体的には円筒形のセクションと、より大きい、具体的には円筒形のセクションとを提供する。より大きいセクションが基板、又はノズルの出口の方に向けられている。本明細書に記載の実施形態による材料堆積装置の実験結果から、基板において＋／−３０度のエリアで＋１７％高い材料濃度、及び、基板において＋／−２０度のエリアで＋２３％高い材料濃度が示されている。ノズルに対向する中心における吸収ピークは、単一の円筒形ノズルを有する既知のノズルと比較して約４０％高いことがある。既知のシステムに対するこのような改善は非常に効果的なものであり、単一の円筒形ノズルで通常行われる設計変更によって達成されるものではない。
【００６８】
ある実施形態によれば、本明細書に記載の材料堆積装置及び／又は本明細書に記載の真空堆積システムの使用が、提供される。
【００６９】
これまでの記述は、幾つかの実施形態を対象としているが、その基本的な範囲から逸脱しなければ他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、その範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められる。
【図１ａ】
0006513201.tif 000002
【図１ｂ】
0006513201.tif 000003
【図１ｃ】
0006513201.tif 000004
【図１ｄ】
0006513201.tif 000005
【図１ｅ】
0006513201.tif 000006
【図２ａ】
0006513201.tif 000007
【図２ｂ】
0006513201.tif 000008
【図３ａ】
0006513201.tif 000009
【図３ｂ】
0006513201.tif 000010
【図３ｃ】
0006513201.tif 000011
【図４】
0006513201.tif 000012
【図５】
0006513201.tif 000013
【図６ａ】
0006513201.tif 000014
【図６ｂ】
0006513201.tif 000015
【図７】
0006513201.tif 000016