涂覆表面的方法和设备技术

本发明专利技术涉及利用分子（5，6）涂覆载体材料（2）的表面（1）的方法，其中来自分子储存器（3，4）的所述分子（5，6）被转化为气体状态并电离，在所述带电分子（5，6）到达所述表面（1）的途中，使其暴露于至少一个场分量与所述带电分子（5，6）定向运动方向垂直的至少一个电场和/或磁场，以便向所述带电分子（5，6）施加力的导向作用，所述导向作用与所述带电分子（5，6）的定向运动方向垂直。电和/或磁聚焦装置（8），例如四极场，作用于所述带电分子（5，6）在所述分子储存器（3，4）和所述表面（1）之间的定向运动。隔膜装置（12）以这样的方式布置在所述分子储存器（3，4）和所述表面（1）之间，所述方式使得仅具有指定的质荷比的分子（5，6）通过所述隔膜装置（12）到达表面（1）。借助于合适的电场和/或磁场或借助于可随时间变化的隔膜装置（14），防止所述带电分子（5，6）在指定的时间内撞击所述表面（1）。由此促进所述表面的结构化涂覆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用分子涂覆载体材料的表面的方法，其中所述来自分子储存器的分子被转变为气态并电离，其中所述带电分子在电场中沿所述表面的方向经历定向运动，并且其中所述分子碰撞所述表面并在那里被吸收。
技术介绍
在许多的微技术产品中，使用涂料涂覆载体材料的表面代表了微技术产品制备中重要的方法步骤。取决于各自的要求，特别是涂料和最终产品的要求，从实践中已知多种有利于载体材料的理想涂覆的涂覆法。如例如对于制造OLED、OFET或有机太阳能电池所必要的，使用有机材料涂覆载体 材料，通常在实践中代表了对于成品质量和关于生产成本的关键制造步骤。由于所述涂料分子大小的原因，所述涂料分子的分子量在200-1000g/mol范围内或甚至显著更大的范围内，所以不能使用许多在其它方面常规并合适的涂覆法。另外，在制造OLED中必须考虑的是，为了能够以与其它图素一定的间距来产生显示器的单个像素并且能够随后对它们彼此独立地寻址，向载体材料表面微结构化施加涂层是必要的。这同样适用于其它的有机电子器件，例如对于制造导电带。在制造OLED中，目前通常是在真空下通过热引发蒸发所述有机涂层材料并且随后将其沉积在待涂覆的表面上,来进行载体材料表面的涂覆。为涂覆单个的像素,这被格栅形状的荫罩覆盖，所述荫罩仅仅使待涂覆的像素处于未覆盖状态，并掩蔽非待涂覆的表面区域。然而，已经发现这种涂覆法在实践中存在相当大的缺点。为了促进经济上有利的、充分高的涂覆速度，必须在尽可能最高的可能蒸发温度下将所述有机涂层材料转化为气态。然而，高的蒸发温度导致所述载体材料和所述涂覆设备的强的热应力。特别是，经常所使用的荫罩要经受相当大的由于高蒸发温度导致的机械应变，意味着尤其是在大规格荫罩的情况下，基本上不可能可靠地阻止不希望的变形和成像差错。为此，当使用荫罩用于表面涂层的微结构化时，在不产生大的成像差错和足够低废品率的情况下，目前了解了可制造的最大可能规格的上限。可用于涂层的涂料同样受到限制。目前，对于热蒸镀，可使用分子量最高达约1000g/mol的涂料。如果所述分子量大幅超过该值，则大分子的稳定性通常不足够稳定，意味着所述分子被热断裂并破坏。分解产物的比例随着蒸发温度升高而增加，然后涂料的纯度，并且所述涂层的质量由此下降。然而，目前使用的涂覆法的主要问题通常是，用于涂覆表面的蒸发的涂料的利用效率低，因为通常仅仅1-10%的蒸发的材料沉积在待涂覆的载体材料表面上。到目前为止，在每一情况下，较大比例的蒸发的涂料沉积在涂覆设备内，特别是在使用的荫罩上，并且导致涂覆设备和荫罩被快速地弄污。涂覆设备和特别是其中实施涂覆法的真空室必须经常清洁，意味着延长设备停机时间是不可避免的。为了保持尽可能低的成像差错，使用的荫罩同样必须经常地更换和清洁所使用的荫罩。如果连续使用不同的涂料，如对于制造OLED或其它有机电子器件所必需的，如果在用于涂覆所述表面的制造过程期间连续使用这些涂料，则通常会发生不同涂料的交叉污染。为了避免含有来自前述涂覆操作的相同或不同粘性涂料的不希望的污染物，频繁清洗所述涂覆设备，特别是所述荫罩，是必要的。为增加在表面上沉积的分子的产率，可在所述分子储存器和所述待涂覆表面之间产生电场，通过蒸发从所述分子储存器将分子转化为气态，在蒸发期间或蒸发之后立刻使电离并因此带电的分子沿所述表面方向加速。以这种方法，对于蒸发的、带电的运动分子产生优选的方向，导致在表面上沉积更大比例的分子。然而，已经发现，过度的磁场强度和随之对带电分子的过度加速可能是不利的，并且可以导致分子太迅速地撞击待涂覆表面，而且接触时所述分子被破坏或破裂为分解产物，并因此降低了涂层的纯度
技术实现思路
因此，认为本专利技术的目的首先是以这样的方法改进提及的类属型涂覆法，以致促进在待涂覆表面上所吸收涂层材料分子的更高产出，更高纯度的涂层和更低的生产成本。本专利技术另外的目的是改进上述类型的涂覆法，以使所述分子能够以结构化的方式施加到待涂覆的表面上。根据本专利技术，在以下方面实现该目的，在移动运动到所述表面的途中，使带电分子暴露于至少一个电场和/或磁场中，所述电场和/或磁场具有至少一个与带电分子的定向运动方向垂直的场分量，以便以垂直于带电分子定向运动方向的方向将力的导向作用施加于所述带电分子上。垂直于带电分子移动运动方向运行的电场或磁场分量施加力的导向作用，其同样与所述分子的移动运动方向垂直。所述分子在它们移动运动到表面的途中，它们的方向会被偏转并受到影响。以这种方法，可以防止可观的或占优势比例的蒸发的分子撞击待涂覆表面外部的涂覆设备，并防止所述表面希望的涂层的损失。根据本专利技术观点的实施方式，提出了使电或磁聚焦装置作用于所述带电分子在所述分子储存器和所述表面之间的定向运动。所述使用的聚焦装置可以是例如维纳尔圆柱电极或磁性透镜系统。合适的电或磁或电磁聚焦装置在实践中是完全已知的，并且能够以简单的方式进行改造以适应涂覆法的个别要求。使用合适的聚焦装置能够使所述分子转化为电离的气体状态，以便成束以形成分子离子束，并且以基本上无损的方式导向待涂覆的表面。根据本专利技术观点的特别有利的实施方式，提出了在所述分子储存器和所述表面之间以这样的方法布置隔膜装置以致仅具有指定质荷比的分子通过所述隔膜装置到达所述表面。借助于合适的隔膜装置，其有利地布置在所述聚焦装置之后，它能够确保只有旨在用于涂覆的分子才到达所述待涂覆表面，同时通过所述隔膜装置将破裂的分子，例如，在蒸发操作中，或其分解产物或杂质由于不同的质荷比而分离出来，并且防止其到达所述待涂覆表面。实践中已知将适于所述涂覆法的隔膜装置和隔膜装置与置于其前的聚焦装置的组合件例如和质谱相连。优选提出，至少一个四极场作用于所述带电分子在所述分子储存器和所述表面之间的定向运动。能够廉价地产生并控制电四极场。作用于所述带电分子的运动的力能可靠地影响所述分子的飞行方向。施加了合适交流电压的电四极场，能够以简单的方式极其精确地进行带电分子的质量分离，以便能够确保用于所述涂覆的涂料分子的高纯度。所述的高纯度不仅导致相应良好的涂层质量，而且例如在OLED情况下导致涂覆表面延长的耐久性和功能性，因为已经知道甚至少量的杂质就对OLED的性能产生显著的不良影响。同样想得到的是，提供磁性的四极场用于聚焦和使所述带电分子偏转。多个磁性的四极场通常一个接着一个地布置，以便于在各处聚焦并有利地影响所述带电分子的飞行方向。备选地或另外地，借助于现有技术中已知的用于影响带电粒子方向的其它设备，也可以影响在从所述分子储存器到待涂覆表面途中的带电分子。此处还可以使用适于这种应用的快速离子阱或任何静电或磁偏转系统。对于每一单独的应用，例如取决于所述带电分子离子束的强度、指定的偏转角和与涂覆表面相关的分子量，可选择用于有利地影响包含带电分子的分子离子束方向的方法。 为了能够在微结构化涂覆表面期间避免使用荫罩等，提出了在从分子储存器到表面运动期间，借助于可随时间变化的电场和/或磁场，使所述带电分子偏转。例如，在它们到表面的运动期间，借助于两对偏转电容器，可使带电分子偏转，从而借助于聚焦装置，可将预先产生的分子离子束精确地导向待用所述分子涂覆的表面区域。以这种方法，可对表面进行结构化涂覆，并且因此同样可涂覆个别的像素。所述个别像素的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 DE 102010024543.71.利用分子涂覆载体材料的表面的方法，其中来自分子储存器的分子被转变为气态并电离，其中带电分子在电场中经历沿表面方向的定向运动，并且其中所述分子碰撞所述表面并在那里被吸收，其特征在于所述带电分子(5，6)在达到所述表面(I)的途中，被暴露于至少一个电场和/或磁场，所述电场和/或磁场具有至少一个与所述带电分子(5，6)定向运动方向垂直的场分量，以便向所述带电分子(5，6)施加力的导向作用，所述导向作用与所述带电分子(5,6)的定向运动方向垂直。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于电和/或磁聚焦装置(8)作用于所述带电分子(5，6)在所述分子储存器(3，4)和所述表面(I)之间的定向运动。3.根据权利要求I或权利要求2所述的方法，其特征在于隔膜装置(12)以这样的方式布置在所述分子储存器(3，4)和所述表面(I)之间，所述方式使得仅具有指定的质荷比的分子(5，6 )通过所述隔膜装置(12)到达所述表面(I)。4.根据权利要求I至3中的一项或多项所述的方法，其特征在于至少一个四极场(17，19)作用于所述带电分子(5，6)在所述分子储存器(3，4)和所述表面(I)之间的定向运动。5.根据权利要求I至4中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在从所述分子储存器(3，4)至所述表面(I)运动期间，借助于可随时间变化的电场和/或磁场使所述带电分子(5，6)偏转。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在运动到所述表面(I)期间借助于两对偏转电容器使所述带电分子(5，6 )偏转。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于使通过所述两对偏转电容器产生的电场基本上彼此垂直排列，并与所述带电分子(5，6)的定向运动方向垂直。8.根据权利要求I至7中的一项或多项所述的方法，其特征在于借助于合适的电场和/或磁场或借助于可随时间变化的隔膜装置(14)，防止所述带电分子(5，6)在指定的时间内撞击所述表面(I)。9.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·施特塞尔，霍尔格·海尔，赫伯特·施普赖策，伯恩哈德·舒巴赫，约翰内斯·达森布罗克，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：
国别省市：