用于沉积有机层的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于在基底(16)上沉积有机层的设备，该设备具有：气体混合装置(1)，该气体混合装置具有分别用于馈入由通过承载气体输送的先前蒸发的具有大于300g/mol或400g/mol的摩尔质量的有机分子构成的气流(F1、F2)的一个或多个输入端(2、2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沉积有机层的方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于在基底上沉积层的方法，其中，由承载气体输送的先前蒸发的具有大于300g/mol或400g/mol的摩尔质量的有机分子构成的气流被馈入气体混合装置的一个或多个输入端中，一个或多个气流的分子通过借助气体偏转元件的多次偏转均匀地混合在承载气体中，由此产生的混合物作为气流从气体混合装置的输出端引导至输送线路，通过输送线路输送到进气机构的气体分布体积中，通过气体分布体积的出气开口朝承受器的方向逸出，并且分子作为有机层沉积在由基底支架容纳的基底上。
[0002]本专利技术还涉及一种用于执行该方法的设备，该设备具有气体混合装置，该气体混合装置具有分别用于馈入由通过承载气体输送的先前蒸发的具有大于300g/mol或400g/mol的摩尔质量的有机分子构成的气流的一个或多个输入端、通过多次偏转使气流均匀地相互混合的气体偏转元件和输出端，从输出端逸出均匀的气体混合物；输送线路，该输送线路连接至输出端；和进气机构，该进气机构具有气体分布体积，输送线路通入该气体分布体积中，并且气体分布体积具有带有出气开口的出气表面，该出气表面与用于容纳基底的基底支架对置。

技术介绍

[0003]DE 102014106523 A1示出了一种用于在基底上沉积层的设备，其中，两种不同的气体在混合装置中混合，并且通过输送线路输送到呈喷头形式的进气机构。从DE 102014109196 A1中已知一种用于蒸发气溶胶的设备，该气溶胶与承载气体一起被运输到喷头的气体分布体积中。
[0004]WO 2012/175128 A1描述了一种用于产生蒸汽的设备，该蒸汽通过输送线路被带入进气机构中。
[0005]利用喷头形式的进气机构进行尤其由有机材料构成的尤其是用于OLED的层的大面积的沉积，该喷头具有由输送线路供给的气体分布体积。利用气体混合系统，在承载气体中混合摩尔质量大于300g/mol或大于400g/mol的分子、尤其是ALQ3分子的蒸气的均匀的混合物。该混合物的气流被馈入输送线路中。从输送线路逸出的气流分布在气体分布体积内，并且通过出气板的出气开口进入处理室。出气开口与沉积有层的基底对置。在现有技术中，利用气体分布室或输送线路或处理室内的大约1mbar的总压力进行工作。
[0006]在尝试降低气体分布室内的总压力时，观察到层生长或层合成中的横向的不规则性。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供措施，利用所述措施，处理室和气体分布室内的总压力可以降低到1mbar以下，而不会出现层生长或层合成中的观察到的横向的不均匀性。
[0008]该技术问题通过在权利要求中说明的专利技术来解决，其中，从属权利要求不仅是在
并列的权利要求中说明的本专利技术的有利的扩展方案，而且是该技术问题的独立的解决方案。
[0009]本专利技术基于以下认识，即横向的不均匀性可以归因于馈入输送线路中的混合物的偏析(Entmischung或称为离解)。在流过输送线路时，中心区域中的蒸气分子的浓度增大。从中心到边缘形成大分子的浓度梯度。该浓度梯度归因于横向于流动指向的扩散(横向扩散)，扩散的原因是输送线路的横截面积中的温度不均匀性。尤其地，在输送线路的连接至气体混合装置的区段的区域中，在输送线路内形成抛物线形的流动。这利用气体的局部的加速或减速进行。气流中的相关的局部的能量变化以绝热方式进行，结果是，气体加速的区域中的温度降低。尤其是在气体流动的中心处是这种情况，从而形成从输送线路的边缘下降到其中心的温度梯度。该温度梯度负责大的有机分子向中心的热扩散(热泳)。向中心偏析的另一原因可以是流动的从输送线路的边缘向中心减小的剪切应力梯度。
[0010]研究、尤其是模型计算证实的是，如果流动速度不超过上限值和/或和/或输送线路直径和其中的流动的平均速度的商高于下限值，那么可以避免观察到的偏析。平均流动速度的马赫数应该小于0.1。因此，平均流动速度尤其应该小于40m/s、30m/s、20m/s或10m/s。具有以下自变量、即流过输送线路的气流、输送线路中的压力、输送线路的温度和输送线路的直径的函数的值应该低于取决于沉积层的最大允许的不均匀性的极限值。例如，层的最大的不均匀性(也就是与平均值的最大偏差和层厚的平均值的商)应该不大于0.5％或不大于1％。为了实现这一点，尤其提出了将输送线路内的压力提高到例如0.5mbar或1mbar范围内的压力的装置。实现这一点的压力壁垒优选布置在输送线路的端部上，并且尤其位于气体分布体积内。压力壁垒可以具有带有气体通过开口的成形为环形件的板，该板包围出一个体积，通过输送线路运输的气体混合物被馈入该体积中。气体混合物通过气体通过开口进入气体分布室。压力壁垒可以具有环形的、设有气体通过开口的主体，该主体包围出一个利用底部封闭的体积，其中，该底部优选没有气体通过开口并且与输送线路的通入口对置。由于压力壁垒，气体分布室中的压力可以小于输送线路中的压力(其优选大于1mbar或0.5mbar)的一半、四分之一或八分之一，但优选不小于输送线路中的压力的1/10或1/20。然而也可能的是，为了调节流动速度或上述的商，相应大地设计输送线路的直径。此外，可以设置扩散影响装置，利用所述扩散影响装置减少、抑制或避免大分子的横向于流动指向的扩散。影响扩散装置可以是实体的屏障，其将通过输送线路的流分成多个平行的子流、例如同轴流。影响扩散装置可以是相互嵌套的管和/或在输送线路的整个长度上延伸。气体混合装置具有至少一个输入端，在承载气体中的由有机蒸气构成的混合物馈入该输入端中。气体混合装置具有大量气体偏转元件，利用这些气体偏转元件，气流被多次转向，从而在气体混合装置的输出端处形成尽可能完美的混合物。尤其规定，气体混合装置具有两个或多个输入端，通过这些输入端馈入有机分子的彼此不同的混合物。通过蒸发固体或液体，可以将不同的有机分子带入蒸气形式中。为此，优选分别使用气溶胶产生器，该气溶胶产生器产生气溶胶，该气溶胶与承载气体(其利用输入线路馈入气溶胶产生器中)一起运输到蒸发器，在那里，气溶胶颗粒通过接触传热表面而蒸发。彼此不同的蒸气在气体混合装置中混合。
[0011]研究、尤其是模型计算针对ALQ3产生输送线路中的不均匀性和平均速度之间的以下关系：
[0012][0013]a＝49.62，对于ALQ3[0014]g
m
：层厚的平均值
[0015]δ
g
：层厚与平均值的最大偏差
[0016]v
m
：输送线路中的气体流动的速度的平均值。
[0017]针对输送线路中的气体流动的速度的平均值，产生以下函数关系：
[0018][0019]Q：通过输送线路的流量(在标准压力P0中并且在标准温度T0中的sccm(标况毫升每分))
[0020]T：输送线路中的气体的温度
[0021]P：输送线路中的气体的压力
[0022]d：输送线路的直径
[0023]C＝1.5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在基底上沉积层的方法，其中，由通过承载气体输送的、先前蒸发的、具有大于300g/mol或400g/mol的摩尔质量的有机分子构成的气流(F1、F2)分别馈入气体混合装置(1)的一个或多个输入端(2、2
’
)中，一个或多个气流(F1、F2)的分子通过借助气体偏转元件(7)的多次偏转均匀地在承载气体中混合，因此产生的混合物作为气流(F3)从气体混合装置(1)的输出端(8)引导至输送线路(9)中，通过所述输送线路(9)输送到进气机构(1)的气体分布体积(11)中，通过气体分布体积(11)的出气开口(12)朝承受器的方向逸出，并且所述分子作为有机层沉积在由基底支架(15)容纳的基底(16)上，其特征在于，输送线路(9)中的平均流动速度(v
m
)被这样选择，所述输送线路(9)具有这样设计的扩散影响装置(25)或者在输送线路(9)的面对进气机构(10)的端部上这样设置有压力壁垒(20)，使得在输送线路(9)中，有机分子的指向输送线路(9)的横截面中的、导致横向的不均匀的层生长的、偏析的扩散至少被抑制、优选被阻止。2.一种用于在基底(16)上沉积有机层的设备，具有：气体混合装置(1)，所述气体混合装置具有分别用于馈入由通过承载气体输送的先前蒸发的具有大于300g/mol或400g/mol的摩尔质量的有机分子构成的气流(F1、F2)的一个或多个输入端(2、2
’
)、通过多次偏转使有机分子在承载气体中均匀混合的气体偏转元件(7)和输出端(8)，从所述输出端逸出均匀的气体混合物，输送线路(9)，所述输送线路连接至输出端(8)，和进气机构(10)，所述进气机构具有气体分布体积(11)，所述输送线路(9)通入所述气体分布体积中，并且所述气体分布体积具有带有出气开口(12)的出气表面(13
’
)，所述出气表面与用于容纳基底(16)的基底支架(15)对置，其特征在于，所述输送线路(9)具有这样的横截面积、这样设计的扩散影响装置(25)，或在其面对进气机构(1)的端部上设置有压力壁垒(20)，从而因此，有机分子的指向输送线路(9)的横截面中的、导致横向的不均匀的层生长的、偏析的扩散至少被抑制、优选被阻止。3.根据权利要求1所述的方法或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述压力壁垒(20)是气体分布体积(11)内的尤其环形的节流阀。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法或设备，其特征在于，所述压力壁垒(20)是设有气体通过开口(22)的尤其是在柱体周...

【专利技术属性】
技术研发人员：HA吉斯，A杰奥尔吉，JR宾德尔，DK苏布兰马尼安姆，T谢弗，D基珀，OM维尔辛格，
申请(专利权)人：艾克斯特朗欧洲公司，
类型：发明
国别省市：