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WO2019048367A1 - Device for depositing a structured layer on a substrate with use of a mask - Google Patents

Device for depositing a structured layer on a substrate with use of a mask Download PDF

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WO2019048367A1
WO2019048367A1 PCT/EP2018/073588 EP2018073588W WO2019048367A1 WO 2019048367 A1 WO2019048367 A1 WO 2019048367A1 EP 2018073588 W EP2018073588 W EP 2018073588W WO 2019048367 A1 WO2019048367 A1 WO 2019048367A1
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WO
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frame
mask
heating
substrate
mask frame
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/073588
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dietmar Keiper
Original Assignee
Aixtron Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
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    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Definitions

  • the invention relates to a device for depositing layers laterally structured by the use of masks on at least one substrate, in particular by feeding a vapor into a deposition chamber and condensation of the vapor on the substrate, comprising a substrate holder which can be cooled by means of coolants for holding the substrate and a mask attached to a mask frame for resting on the substrate.
  • WO 2012/175128 AI is described, a vapor of an organic material is generated, which is fed by an actively heated gas inlet member, as described for example in DE 10 2014 116 991 AI, in a Deposi- tion chamber of a deposition device.
  • an actively heated gas inlet member as described for example in DE 10 2014 116 991 AI
  • a Deposi- tion chamber of a deposition device Vertically below the gas inlet member is a cooled by means of coolants to a temperature below the condensation temperature of the vapor substrate holder, on which a substrate rests, which is coated with the organic starting material.
  • the organic starting material is molecules that glow in the condensed state by passage of a current.
  • Such OLEDs are used for the production of screens. Different organic starting materials are used to make red, green and blue pixels. Shadow masks are used for the lateral structuring of the layers deposited on the substrate in pixel raster.
  • the material thickness of such a mask is between 1 ⁇ and 100 ⁇ . Typical are 40 ⁇ .
  • the structure size of the masked structures is a few ⁇ .
  • the surfaces of the substrate holder or the surfaces of the masks can be in the square meter area.
  • US 2005/0037136 Al describes a device for depositing organic layers with a mask, which is mounted below a mask holder.
  • the mask holder has coolant for cooling the mask and heating means for heating the side of the mask holder facing away from the coolant.
  • US 2013/0040054 Al describes a device for depositing layers on substrates which lie on cooled substrate holders, wherein a shielding plate between the substrate holder and a heated gas inlet member can be brought.
  • the invention has for its object to further develop the genus in modern device use advantageous and in particular to provide measures by which in a reproducible manner exactly structured layers can be deposited on the substrate.
  • the problem is solved by the invention specified in the claims, wherein the dependent claims represent not only advantageous developments of the main claim but also independent solutions to the problem.
  • the invention relates to a manufacturing method for the production of self-luminous displays, which are provided with organic light-emitting diodes.
  • the deposition of the OLEDs takes place in a process chamber of a reactor, in which there is a substrate holder, on which the coating is coated. tende, large-area substrate rests.
  • the substrate holder is cooled so that the organic starting material fed into the process chamber through a heated gas inlet member can condense on the surface of the substrate.
  • the process chamber is to be set up preferably, but not exclusively, such that deposition, in particular condensation of the organic starting material takes place only on the substrate or on the mask resting on the substrate, but not at other locations in the process chamber.
  • deposition in particular condensation of the organic starting material takes place only on the substrate or on the mask resting on the substrate, but not at other locations in the process chamber.
  • a deposition of the starting material at other locations within the process chamber could have the consequence that the landfill evaporates during the deposition of other layers using other organic starting materials and leads to an unwanted contamination of the steam.
  • a mask frame surrounding the heating frame is to be avoided that the steam fed through the gas inlet member deposited at locations within the deposition chamber where the landfill may possibly evaporate again.
  • a thermal insulating means extending between the heating frame and the mask frame, it is intended to prevent the mask frame from being heated or to cool the heating frame in its region adjacent to the mask frame below the deposition temperature.
  • the mask frame may rest on a cooling frame cooled by means of coolants.
  • the support frame surrounds the cooled substrate holder.
  • the mask When the mask is a 1 to 100 ⁇ strong, structured by grid-like opening patterned film, which is brought into contact with the substrate surface.
  • Each of the apertures represents one pixel, for example, red, blue and green pixels are juxtaposed and deposited in successive coating steps.
  • the light-emitting, in particular OLED pixels are not limited to these colors or color combination.
  • the pixels can also have other colors or shades.
  • the mask must not warp laterally during use, so that the edge of the OLED pixels are deposited at the prescribed locations. It is provided in particular that the mask is made of Invar, a material which has a nearly vanishing thermal expansion coefficient in certain temperature ranges.
  • the thermal expansion in the temperature range when using the mask must be less than 10 .mu.m, preferably less than 1 .mu.m.
  • the thermal separation of mask frame and heating frame is to be achieved that heats the mask frame only slightly and on the other hand only slightly cools the edge of the heating frame.
  • the insulating means may be formed by an insulating body which surrounds the mask frame or the substrate holder framed by the mask frame in a frame-like manner extending in a horizontal plane.
  • the insulating body may have one or more shielding plates.
  • the shielding plates have surfaces pointing away from one another which can be highly reflective and in particular have an emission coefficient of less than 0.04. They can be high gloss coated.
  • the broad side surfaces have, on the one hand, in the direction of the heating frame and, on the other hand, in the direction of the mask frame. It is further preferably provided that the thermal conductivity of the shielding plates is low.
  • the shielding plates can be made for this purpose, for example, of a foamed material, a foamed plastic or a foamed metal.
  • the shielding plates may be formed by an insulating body as a unit of material. For example, in an insulating body grooves are cut so that ribs remaining between the grooves form the shielding plates.
  • the shielding plates then project in a substantially comb-like manner from a support section of the insulation body.
  • the insulating body can also be cast.
  • the shielding plates are made of metal and have a metallic surface coating.
  • the surface coating may be a gold coating.
  • the insulation body is connected to the mask frame in the same material-like manner, for example, the insulation body can form a shielding plate, which is formed by introducing a groove from the mask frame.
  • the insulating body can also be associated with the heating frame in the same material.
  • a system of a plurality of mutually parallel and spaced apart shielding plates may surround the mask frame in a frame-like manner, wherein the shielding plates extend in vertical planes.
  • the insulating body is in a planteleitthetic to the support frame, which in turn is cooled with a coolant.
  • the insulating body is covered by the edge of the mask.
  • the thermal separation of the heating frame and mask frame can also be realized by a gap between the mask frame and heating frame.
  • the mutually facing surfaces of the heating frame and the mask frame can then be coated high gloss and / or polished so that they have a minimum reflection coefficient.
  • the outer edge of the mask extends at least partially over the insulating body.
  • the mask may extend to the outer edge of the mask frame.
  • a lateral temperature gradient arises on the outer edge of the mask arrangement, which is changed in particular, but not necessarily, after each coating step, the temperature of the mask arrangement being higher at the radially outer locations can be as the condensation temperature.
  • the temperature gradient is sufficiently steep, so that over the entire mask surface, the surface temperature of the mask is sufficiently below the condensation temperature.
  • the invention further relates to a method for depositing layers using the device described above, wherein the mask frame is heated so that its temperature is below the condensation temperature and the heating frame is heated so that its temperature above the condensation temperature of the vapor lies. It forms a temperature gradient, in which the location of the condensation temperature is in the range between mask frame and heating frame.
  • the condensation point is in the region of the insulating means, in particular in the region of the insulating body.
  • the mask frame preferably extends in a horizontal plane along a circumferential line which surrounds the substrate holder so that the substrate holder is framed by the mask frame. The edges of the mask are attached to the mask frame.
  • the mask frame may be a rectangular frame surrounded by a rectangular heating frame.
  • FIG. 1 shows a cross section through a housing 1 of a reactor for depositing one or more OLED layers, 2 enlarges the detail II in FIG. 1 of a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a representation according to FIG. 2 of a second exemplary embodiment
  • FIG. 5 is a view according to Figure 2 of a third embodiment
  • FIG. 6 is a view according to Figure 2 of a fourth embodiment
  • FIG. 7 shows a representation according to FIG. 2 of a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 7a shows the detail indicated by Vlla in FIG. 7,
  • Fig. 8 is a representation according to Figure 2 of a sixth embodiment.
  • Fig. 9 is a representation according to Figure 2 of a seventh embodiment.
  • the housing shown only schematically in Figure 1 has gas-tight walls, which are designed so that the housing interior can be evacuated is.
  • a gas inlet member 2 which has a gas distribution chamber which is fed by a steam feed opening 3. Through the steam feed opening 3, a transported by a carrier gas, such as a noble gas or H 2 or N 2 transported organic vapor into the gas inlet member 2.
  • the gas inlet member 2 has a bottom plate, which forms a gas outlet surface 4, which faces a process chamber 19.
  • the gas outlet surface 4 has a plurality of shower head-like arranged gas outlet openings 5, through which the vapor from the gas inlet member 2 can enter the process chamber 19.
  • the gas outlet plate 5 having gas outlet plate has tempering 6, through which a temperature control can flow to heat the gas inlet member 2 and in particular to the process chamber 19 facing gas outlet surface 4 to a temperature which is above the condensation temperature of the vapor.
  • a temperature control and electrical current can be used, which flows through a heating element.
  • a heating zone 28 is arranged around the gas outlet member 2.
  • This is a heating frame, which is kept at a temperature which is above the condensation temperature of the steam by means of suitable tempering means, for example likewise a heat transfer liquid or else an electric heater.
  • a substrate holder 21 which extends substantially over the entire surface of the gas outlet surface 4.
  • the size of a support surface for a substrate 20 that rests on the substrate holder 21 may be in the range of one square meter or larger. The area may also be less than 1 m 2 , for example in the range of 0.04 m 2 .
  • the steam fed into the process chamber 19 is to be deposited on the substrate 20 laterally structured. This is done by condensing on, why cooling means 22 are provided with which the support surface for the substrate 20 of the substrate holder 21 is cooled to a temperature below the deposition temperature of the steam.
  • the temperature of the gas inlet member 2 and the heating zone 28 is greater than 100 ° C, 150 ° C or 200 ° C
  • the temperature of the Substratauflage Structure is less than 0 ° C, 10 ° C or 20 ° C.
  • the temperature of the Substratauflage Structure may also be less than 100 ° C.
  • the temperature of the substrate support surface is 20 ° C.
  • a mask arrangement 7 is provided.
  • the mask assembly 7 consists of a mask frame 10 surrounding the substrate holder 21.
  • the mask holder 10 carries the mask made of Invar, which is a film with a material thickness of 10 ⁇ to 100 ⁇ .
  • the mask has a plurality of regularly arranged mask openings 9 and acts as a shadow mask.
  • An edge region 8 'of the mask 8 is attached to the mask frame 10 such that the mask 8 only minimally sags in the state detached from the substrate 20.
  • the mask frame 10 is supported by a support frame 23.
  • the support frame 23 has a bearing surface which has at least some sections against which sections of the mask frame 10 lie flat, so that heat transfer can take place.
  • the support frame 23 has tempering means to cool the support frame 23.
  • a temperature control channel 24 is shown for this purpose, through which a temperature control medium can flow. It may be the same temperature control, which also flows through the temperature control channels 22 of the substrate holder 21.
  • the mask assembly 7 is surrounded by a heating frame 25.
  • the heating frame 25 can be heated by means of tempering to a temperature which is above 200 ° C.
  • heating means 18 in the form of temperature control channels are shown in the figures, through which a heating medium can flow. But it is also provided here and in particular for heating the gas outlet surface 4, that the heating energy is supplied electrically, so that the temperature control means are heating wires.
  • heating frame 25 is thermally separated from the mask frame 10.
  • An edge surface 25 'of the heating frame 25 forms a wall of a gap gap 26.
  • the opposite wall of the gap 26 is in the embodiment shown in Figure 2 of a side surface of the Mask frame 10 is formed.
  • the gap 26 thus forms an insulating means.
  • the two gap walls pointing toward one another can be made highly polished, for example gold-plated and / or polished.
  • the emission coefficient of the layer can, but need not be, less than 0.04.
  • an insulating body is shown schematically.
  • This insulating body 11 may have various configurations. It serves for the thermal separation of the heating frame 25 and the mask frame 10.
  • the insulating body 11 is located between the heating frame 25 and the mask frame 10, so that a temperature gradient is formed inside the insulating body 11.
  • the thermal conductivity of the insulating body 11 is minimized, so that the heat flow from the heating frame 25 to the mask frame 10 is minimized.
  • the outer edge 8 'of the mask 8 may be located vertically above the mask frame 10. However, the edge 8 'may also extend only over the mask frame 10, so that the insulation body 11 surrounds not only the mask frame 10 but also the mask 8. However, it is also provided, and shown in phantom in FIG. 3, that the mask edge 8 'extends beyond the insulation body 11. It can also coincide with the outer edge of the insulating body 11.
  • the insulating body 11 can thus be completely covered by an edge portion of the mask 8.
  • gap gap 27 may be present.
  • the insulating body 11 is formed by a plurality of extending in vertical planes shielding plates 12.
  • the shield plates 12 are held by spacer elements 14 at a distance from each other.
  • the surfaces 12 ', 12 "of the shielding plates facing away from one another are preferably highly reflective and are in particular metal-coated and particularly preferably gold-coated, so that their emission coefficient is preferably less than 0.04.
  • the shielding plates 12 are formed by the mask frame 10 in the same material.
  • the mask frame 10 may consist of a solid metal body, are milled into the grooves, so that a comb-like cross section is formed.
  • the comb teeth are formed by the shield plates 12.
  • the mutually facing surfaces 12 ', 12 "of the shielding plates can be coated to a high gloss.
  • a connecting web which forms a shielding plate carrying section 16 lies at the bottom in the fourth exemplary embodiment shown in FIG.
  • the Ableplattentragabites 16 is above and can also be covered here by the mask 8.
  • the space between the shield plates 12 is filled with an insulating material having a low heat transfer coefficient.
  • the edge 8 'of the mask 8 extends to the outermost edge of the insulating body eleventh
  • the space between the shield plates 12 is also filled with an insulating 15.
  • the edge 8 'of the mask 8 does not extend beyond the insulating body 11 but ends vertically above the mask frame 10.
  • the shielding plates 12 described above are in a parallel position next to each other. At least 2, 3, 4 or 5 shielding plates 12 are provided, which are arranged parallel to one another, extending in vertical planes.
  • the shield plates 12 may be made of metal. They may have a minimum material thickness and be formed of high-gloss coated metal foils. But it is also possible to manufacture the shield plates 12 with larger material thicknesses, so that they have a sufficient dimensional stability. Furthermore, it is provided that the coated shielding plates 12 are formed by a poorly heat-conductive material, in particular a poorly heat-conducting metal. It can also be a foamed metal here.
  • the insulating layer 15 can likewise be made of metal, for example a metal foil. foam exist. But it is also envisaged that the insulating layer 15 made of a different material, such as a mineral material or plastic.
  • the temperature of the mask arrangement when used in the device described above and in a method for depositing OLEDs varies only within a narrow temperature range. It is provided in particular that the mask 8 extends only minimally laterally over its entire extent.
  • the means for thermal separation of the heating frame 25 and the mask frame 10 may be arranged and configured such that the coating process is carried out such that the outer edge region of the mask arrangement has a temperature which is above the condensation temperature of the steam.
  • a temperature gradient wherein the temperature at the outer, facing away from the mask frame 10 edge of the insulating body 11 is higher than the condensation temperature of the steam and that the temperature on the mask frame 10 facing edge of the Insulating body 11 is below the condensation temperature of the steam.
  • the mask change is particularly simplified in that neither the mask frame 10 nor the insulating body 11 are cooled with a coolant.
  • the mask frame 10 and / or the insulating body 11 is cooled with a temperature control agent.
  • a temperature control agent As the material for the mask 8 Invar is preferably used or another material in which the thermal expansion coefficient, in particular in a temperature range of 0 ° C to 120 ° C is minimal or at least partially disappears.
  • the material from which the mask frame is made may be either a bulk material, a layer system, a compound, a matrix fiber material, carbon fiber material or other type of material system.
  • the fiber-reinforced material may in particular have an anisotropic thermal expansion behavior.
  • the thermal expansion in a spatial direction may be less than 1 ppm.
  • the thermal expansion into another, for example in the vertical direction may be higher.
  • the insulating body 11 is integrated in the mask assembly 7. Furthermore, it can be provided that the insulating body 11 is covered by the mask 8.
  • the mask frame 10 can be made by the use of the insulating body 11 of a material that is not Invar. In particular, it can be manufactured from the abovementioned materials which have anisotropic thermal expansion behavior.
  • the insulating body 11 is, in particular, a frame-shaped body which forms an insulating means revolving around the mask frame 10.
  • the shield plates 12 form a heat shield assembly, which is fastened in particular to the mask frame 10.
  • the Hitzeschildan- order can also be attached to the heating frame 25.
  • a device which is characterized in that the mask frame 10 is surrounded by a heated by means of heating means 18 heating frame 25 and is thermally separated from the heating frame 25.
  • a device which is characterized in that thermal insulation means 11, 26 are provided between the mask frame 10 and the heating frame 25.
  • the insulating means comprise an insulating body 11, in particular a frame-shaped insulating body 11.
  • a device which is characterized in that the reflection surfaces 12 ', 12 "are highly reflective and / or the shield plates 12 have a low thermal conductivity.
  • a device which is characterized in that the shielding plates 12 are formed of the insulating body 11 of the same material and protrude like a comb from a Ableplattentragab- section in cross-section.
  • a device characterized in that the insulating body 11 has a multilayer structure, wherein the layers in a direction transverse to the extension plane of the substrate holder 21 and the Schullens 25 extend.
  • a device which is characterized in that the insulating body 11 is connected in the same material with the mask frame 10 and / or with the heating frame 25.
  • a device which is characterized in that the mask frame 10 rests on a cooling means by means of cooling support frame 23.
  • a device which is characterized by a gas inlet element 2 which can be heated by heating means and which is arranged vertically above the substrate holder 21 and extends substantially over the entire surface of the substrate holder 21, wherein provision is made in particular for the gas inlet element 2 to be provided a second heating frame 28 is arranged.
  • a device characterized in that the heating means are capable of heating the heating frame 25 surrounding the mask frame 10 to a temperature of at least 100 ° C, 150 ° C or 200 ° C and / or that the coolant in is able to cool the mask frame 10 to a maximum temperature of 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C or 100 ° C.
  • thermo insulation means are fixed to the mask frame 10 and / or that the Edge 8 'of the mask 8 at least partially extends over the thermal insulation means.

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Abstract

The invention relates to a device for depositing layers that are laterally structured by the use of masks on at least one substrate (20), in particular by feeding a vapour into a deposition chamber (19) and condensing the vapour on the substrate (20), said device having a substrate holder (21), coolable by means of coolants (22), for holding the substrate (20) and a mask (8) secured to a mask frame (10) for positioning on the substrate (20). Measures are described, by means of which precisely structured layers can be deposited reproducibly on the substrate. The mask frame (10) is surrounded by a heating frame (25) heated by means of heating media (18). Thermal insulating means are provided between the mask frame (10) and heating frame (25). The invention further relates to a method for depositing layers with use of a device of the type in question.

Description

Beschreibung  description
Vorrichtung zum Abscheiden einer strukturierten Schicht auf einem Substrat unter Verwendung einer Maske Apparatus for depositing a patterned layer on a substrate using a mask
Gebiet der Technik Field of engineering
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von durch die Verwendung von Masken lateral strukturierten Schichten auf mindestens ei- nem Substrat, insbesondere durch Einspeisen eines Dampfs in eine Depositi- onskammer und Kondensation des Dampfs auf dem Substrat, aufweisend einen mittels Kühlmitteln kühlbaren Substrathalter zur Halterung des Substrates und eine an einem Maskenrahmen befestigte Maske zur Auflage auf das Substrat. [0001] The invention relates to a device for depositing layers laterally structured by the use of masks on at least one substrate, in particular by feeding a vapor into a deposition chamber and condensation of the vapor on the substrate, comprising a substrate holder which can be cooled by means of coolants for holding the substrate and a mask attached to a mask frame for resting on the substrate.
Stand der Technik State of the art
[0002] Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 10 2013 101 586 AI beschrie- ben. Unter Verwendung eines Verdampfers, wie er beispielsweise in der[0002] Such a device is described in DE 10 2013 101 586 A1. Using an evaporator, as for example in the
WO 2012/175128 AI beschrieben wird, wird ein Dampf aus einem organischen Material erzeugt, welcher durch ein aktiv beheiztes Gaseinlassorgan, wie es beispielsweise in der DE 10 2014 116 991 AI beschrieben wird, in eine Deposi- tionskammer einer Depositionsvorrichtung eingespeist wird. Vertikal unterhalb des Gaseinlassorgans befindet sich ein mittels Kühlmitteln auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes gekühlter Substrathalter, auf dem ein Substrat aufliegt, welches mit dem organischen Ausgangsmaterial beschichtet wird. Bei dem organischen Ausgangsmaterial handelt es sich um Moleküle, die im kondensierten Zustand durch Hindurchleiten eines Stromes leuchten. Derartige OLEDs werden zur Herstellung von Bildschirmen verwendet. Es werden zur Herstellung roter, grüner und blauer Pixel unterschiedliche organische Ausgangs Stoffe verwendet. Zur lateralen Strukturierung der auf das Substrat abgeschiedenen Schichten in Pixelraster werden Schattenmasken verwendet. Die Materialstärke einer derartigen Maske liegt zwischen 1 μιη und 100 μι . Typisch sind 40 μτη. Die Strukturgröße der maskierten Strukturen liegt bei wenigen μιτι. Die Flächen der Substrathalter bzw. die Flächen der Masken können im Quadratmeterbereich liegen. WO 2012/175128 AI is described, a vapor of an organic material is generated, which is fed by an actively heated gas inlet member, as described for example in DE 10 2014 116 991 AI, in a Deposi- tion chamber of a deposition device. Vertically below the gas inlet member is a cooled by means of coolants to a temperature below the condensation temperature of the vapor substrate holder, on which a substrate rests, which is coated with the organic starting material. The organic starting material is molecules that glow in the condensed state by passage of a current. Such OLEDs are used for the production of screens. Different organic starting materials are used to make red, green and blue pixels. Shadow masks are used for the lateral structuring of the layers deposited on the substrate in pixel raster. The material thickness of such a mask is between 1 μιη and 100 μι. Typical are 40 μτη. The structure size of the masked structures is a few μιτι. The surfaces of the substrate holder or the surfaces of the masks can be in the square meter area.
[0003] Die US 2005/0037136 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Abscheiden organischer Schichten mit einer Maske, die unterhalb eines Maskenhalters befestigt ist. Der Maskenhalter besitzt Kühlmittel zum Kühlen der Maske und Heizmitteln zum Aufheizen der vom Kühlmittel wegweisenden Seite des Maskenhalters. US 2005/0037136 Al describes a device for depositing organic layers with a mask, which is mounted below a mask holder. The mask holder has coolant for cooling the mask and heating means for heating the side of the mask holder facing away from the coolant.
[0004] Die US 2013 / 0040054 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Schichten auf Substraten, die auf gekühlten Substrathaltern liegen, wobei eine Abschirmplatte zwischen dem Substrathalter und einem beheizten Gaseinlassorgan bringbar ist. US 2013/0040054 Al describes a device for depositing layers on substrates which lie on cooled substrate holders, wherein a shielding plate between the substrate holder and a heated gas inlet member can be brought.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs gemäße Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden und insbesondere Maßnahmen anzugeben, mit denen in reproduzierbarer Weise exakt strukturierte Schichten auf dem Substrat abgeschieden werden können. The invention has for its object to further develop the genus in modern device use advantageous and in particular to provide measures by which in a reproducible manner exactly structured layers can be deposited on the substrate.
[0006] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen des Hauptanspruchs sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen. [0007] Die Erfindung bef asst sich mit einem Fertigungsverfahren zur Herstellung von selbstleuchtenden Displays, die mit organischen leuchtenden Dioden versehen sind. Die Abscheidung der OLEDs erfolgt in einer Prozesskammer eines Reaktors, in der sich ein Substrathalter befindet, auf dem das zu beschich- tende, großflächige Substrat aufliegt. Der Substrathalter wird gekühlt, damit der durch ein beheiztes Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeiste organische Ausgangsstoff auf der Oberfläche des Substrates kondensieren kann. Die Prozesskammer soll zur Durchführung des Verfahrens, bevorzugt aber nicht ausschließlich, derart eingerichtet werden, dass eine Deposition, insbesondere Kondensation des organischen Ausgangsstoffes nur auf dem Substrat bzw. auf der auf dem Substrat aufliegenden Maske erfolgt, nicht jedoch an anderen Stellen in der Prozesskammer. Eine Deposition des Ausgangsstoffes an anderen Stellen innerhalb der Prozesskammer könnte nämlich die Folge haben, dass das Deponat beim Abscheiden anderer Schichten unter Verwendung anderer organischer Ausgangsstoffe abdampft und zu einer ungewollten Verunreinigung des Dampfes führt. The problem is solved by the invention specified in the claims, wherein the dependent claims represent not only advantageous developments of the main claim but also independent solutions to the problem. The invention relates to a manufacturing method for the production of self-luminous displays, which are provided with organic light-emitting diodes. The deposition of the OLEDs takes place in a process chamber of a reactor, in which there is a substrate holder, on which the coating is coated. tende, large-area substrate rests. The substrate holder is cooled so that the organic starting material fed into the process chamber through a heated gas inlet member can condense on the surface of the substrate. For carrying out the method, the process chamber is to be set up preferably, but not exclusively, such that deposition, in particular condensation of the organic starting material takes place only on the substrate or on the mask resting on the substrate, but not at other locations in the process chamber. Namely, a deposition of the starting material at other locations within the process chamber could have the consequence that the landfill evaporates during the deposition of other layers using other organic starting materials and leads to an unwanted contamination of the steam.
[0008] Mittels eines den Maskenrahmen umgebenden Heizrahmens soll vermieden werden, dass der durch das Gaseinlassorgan eingespeiste Dampf an Stellen innerhalb der Depositionskammer deponiert, wo das Deponat eventuell wieder abdampfen kann. Mit einem sich zwischen Heizrahmen und Maskenrahmen erstreckenden thermischen Isoliermittel soll verhindert werden, dass der Maskenrahmen aufgeheizt wird oder dass der Heizrahmen in seinem an den Maskenrahmen angrenzenden Bereich unterhalb der Depositionstempera- tur gekühlt wird. Der Maskenrahmen kann auf einem mittels Kühlmitteln gekühlten Tragrahmen aufliegen. Der Tragrahmen umgibt den gekühlten Substrathalter. Durch eine wärmeleitende Auflage des Maskenrahmens auf dem Tragrahmen kann aber nicht ausreichend vermieden werden, dass sich der Maskenrahmen auf Temperaturen größer als beispielsweise 20°C oder 10°C aufheizt. Der Maskenrahmen ist das die Maske umgebende Mittel, mit dem die Maske transportiert und in einer Horizontallage gehalten wird. Bei der Maske handelt es sich um eine 1 bis 100 μιτι starke, durch rasterartig angeordnete Öffnung strukturierte Folie, die in Kontakt auf die Substratoberfläche gebracht wird. Jede der Öffnungen repräsentiert einen Pixel, wobei beispielsweise rote, blaue und grüne Pixel nebeneinanderliegen und in aufeinanderfolgenden Be- schichtungsschritten abgeschieden werden. Die lichtemittierenden, insbesondere OLED-Pixel sind aber nicht nur auf diese Farben oder Farbkombination beschränkt. Die Pixel können auch andere Farben oder Farbtöne aufweisen. Die Maske darf sich bei ihrer Verwendung lateral nicht verziehen, damit insbesondere am Rand die OLED-Pixel an den vorgeschriebenen Stellen abgeschieden werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Maske aus Invar gefertigt wird, einem Werkstoff, der in bestimmten Temperaturbereichen einen nahezu verschwindenden Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist. Gleichwohl muss wegen der geforderten Genauigkeit der Abscheidung die thermische Ausdehnung in dem Temperaturbereich bei der Verwendung der Maske geringer als 10 μπι, bevorzugt geringer als 1 μιτι sein. Mit der thermischen Trennung von Maskenrahmen und Heizrahmen soll erreicht werden, dass sich der Maskenrahmen nur geringfügig aufheizt und andererseits der Rand des Heizrahmens nur geringfügig abkühlt. Mit den zusätzlichen thermischen Isolier mittein soll erreicht werden, dass insbesondere eine Aufheizung durch Wärmestrahlung vom Heizrahmen vermieden wird. Die Isoliermittel können von einem Isolationskörper ausgebildet sein, der rahmenartig sich in einer Horizontalebene erstreckend den Maskenrahmen bzw. den vom Maskenrahmen eingerahmten Substrathalter umgibt. Der Isolationskörper kann ein oder mehrere Abschirmplatten aufweisen. Die Abschirmplatten besitzen voneinander wegweisende Oberflächen, die hochreflektierend sein können und insbesondere eine Emissionskoeffizienten von kleiner 0,04 aufweisen. Sie können hochglanzbeschichtet sein. Die Breitseitenflächen weisen einerseits in Richtung auf den Heizrahmen und andererseits in Richtung auf den Maskenrahmen. Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeleitfähigkeit der Abschirmplatten gering ist. Die Abschirmplatten können hierzu beispielsweise aus einem geschäumten Material, einem geschäumten Kunststoff oder einem geschäumten Metall gefertigt sein. Die Abschirmplatten können von einem Isolationskörper materialeinheit- lieh ausgebildet sein. Beispielsweise können in einen Isolationskörper Nuten eingeschnitten werden, so dass zwischen den Nuten verbleibende Rippen die Abschirmplatten bilden. Die Abschirmplatten ragen dann im Wesentlichen kammartig von einem Tragabschnitt des Isolationskörpers ab. Anstelle einer spanenden Herstellung eines derartigen Isolationskörpers kann der Isolations- körper aber auch gegossen werden. Besonders bevorzugt werden die Abschirmplatten aus Metall gefertigt und besitzen eine metallische Oberflächenbe- schichtung. Bei der Oberflächenbeschichtung kann es sich um eine Goldbe- schichtung handeln. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen verbunden ist, beispielsweise kann der Isolationskörper eine Abschirmplatte ausbilden, die durch Einbringen einer Nut vom Maskenrahmen gebildet ist. In ähnlicher Weise kann der Isolationskörper aber auch materialeinheitlich dem Heizrahmen zugeordnet sein. Ein System aus mehreren parallel zueinander angeordneten und voneinander beab- standeten Abschirmplatten kann den Maskenrahmen rahmenartig umgeben, wobei sich die Abschirmplatten in Vertikalebenen erstrecken. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Isolationskörper in einer Wärmeleitverbindung zum Tragrahmen steht, der wiederum mit einem Kühlmittel gekühlt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper vom Rand der Maske überfangen ist. Die thermische Trennung von Heizrahmen und Maskenrahmen kann aber auch durch einen Spalt zwischen Maskenrahmen und Heizrahmen verwirklicht sein. Die aufeinander zu weisenden Flächen des Heizrahmens und des Maskenrahmens können dann auch hochglänzend beschichtet und/ oder poliert sein, so dass sie einen minimalen Reflexionskoeffizienten aufweisen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass sich der äußere Rand der Maske zumindest teilweise über den Isolationskörper erstreckt. Die Maske kann sich bis an den äußeren Rand des Maskenrahmens erstrecken. Bei einer geeigneten Wahl der Mittel zur thermischen Trennung stellt sich auf dem äußeren Rand der Maskenanordnung, die insbesondere, aber nicht zwingend nach jedem Beschichtungs- schritt gewechselt wird, ein lateraler Temperaturgradient ein, wobei an den ra- dial äußeren Stellen die Temperatur der Maskenanordnung höher sein kann als die Kondensationstemperatur. Der Temperaturgradient ist aber ausreichend steil, so dass über die gesamte Maskenfläche die Oberflächentemperatur der Maske ausreichend unterhalb der Kondensationstemperatur liegt. By means of a mask frame surrounding the heating frame is to be avoided that the steam fed through the gas inlet member deposited at locations within the deposition chamber where the landfill may possibly evaporate again. With a thermal insulating means extending between the heating frame and the mask frame, it is intended to prevent the mask frame from being heated or to cool the heating frame in its region adjacent to the mask frame below the deposition temperature. The mask frame may rest on a cooling frame cooled by means of coolants. The support frame surrounds the cooled substrate holder. By a thermally conductive support of the mask frame on the support frame but can not be sufficiently avoided that heats the mask frame to temperatures greater than, for example, 20 ° C or 10 ° C. The mask frame is the means surrounding the mask, with which the mask is transported and held in a horizontal position. When the mask is a 1 to 100 μιτι strong, structured by grid-like opening patterned film, which is brought into contact with the substrate surface. Each of the apertures represents one pixel, for example, red, blue and green pixels are juxtaposed and deposited in successive coating steps. The light-emitting, in particular OLED pixels are not limited to these colors or color combination. The pixels can also have other colors or shades. The mask must not warp laterally during use, so that the edge of the OLED pixels are deposited at the prescribed locations. It is provided in particular that the mask is made of Invar, a material which has a nearly vanishing thermal expansion coefficient in certain temperature ranges. Nevertheless, due to the required accuracy of the deposition, the thermal expansion in the temperature range when using the mask must be less than 10 .mu.m, preferably less than 1 .mu.m. With the thermal separation of mask frame and heating frame is to be achieved that heats the mask frame only slightly and on the other hand only slightly cools the edge of the heating frame. With the additional thermal insulation mittein to be achieved, that in particular a heating by heat radiation is avoided by the heating frame. The insulating means may be formed by an insulating body which surrounds the mask frame or the substrate holder framed by the mask frame in a frame-like manner extending in a horizontal plane. The insulating body may have one or more shielding plates. The shielding plates have surfaces pointing away from one another which can be highly reflective and in particular have an emission coefficient of less than 0.04. They can be high gloss coated. The broad side surfaces have, on the one hand, in the direction of the heating frame and, on the other hand, in the direction of the mask frame. It is further preferably provided that the thermal conductivity of the shielding plates is low. The shielding plates can be made for this purpose, for example, of a foamed material, a foamed plastic or a foamed metal. The shielding plates may be formed by an insulating body as a unit of material. For example, in an insulating body grooves are cut so that ribs remaining between the grooves form the shielding plates. The shielding plates then project in a substantially comb-like manner from a support section of the insulation body. Instead of machining such an insulating body, however, the insulating body can also be cast. Particularly preferably, the shielding plates are made of metal and have a metallic surface coating. The surface coating may be a gold coating. Furthermore, it can be provided that the insulation body is connected to the mask frame in the same material-like manner, for example, the insulation body can form a shielding plate, which is formed by introducing a groove from the mask frame. In a similar manner, however, the insulating body can also be associated with the heating frame in the same material. A system of a plurality of mutually parallel and spaced apart shielding plates may surround the mask frame in a frame-like manner, wherein the shielding plates extend in vertical planes. It is provided in particular that the insulating body is in a Wärmeleitverbindung to the support frame, which in turn is cooled with a coolant. Furthermore, it can be provided that the insulating body is covered by the edge of the mask. The thermal separation of the heating frame and mask frame can also be realized by a gap between the mask frame and heating frame. The mutually facing surfaces of the heating frame and the mask frame can then be coated high gloss and / or polished so that they have a minimum reflection coefficient. It may further be provided that the outer edge of the mask extends at least partially over the insulating body. The mask may extend to the outer edge of the mask frame. Given a suitable choice of the means for thermal separation, a lateral temperature gradient arises on the outer edge of the mask arrangement, which is changed in particular, but not necessarily, after each coating step, the temperature of the mask arrangement being higher at the radially outer locations can be as the condensation temperature. However, the temperature gradient is sufficiently steep, so that over the entire mask surface, the surface temperature of the mask is sufficiently below the condensation temperature.
[0009] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Abscheiden von Schichten unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung, wobei der Maskenrahmen derart temperiert wird, dass seine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur liegt und der Heizrahmen derart temperiert wird, dass seine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Es bildet sich ein Temperaturgradient aus, bei dem der Ort der Kondensations temperatur im Bereich zwischen Maskenrahmen und Heizrahmen liegt. Bevorzugt liegt der Kondensationspunkt im Bereich des Isoliermittels, insbesondere im Bereich des Isolierkörpers. The invention further relates to a method for depositing layers using the device described above, wherein the mask frame is heated so that its temperature is below the condensation temperature and the heating frame is heated so that its temperature above the condensation temperature of the vapor lies. It forms a temperature gradient, in which the location of the condensation temperature is in the range between mask frame and heating frame. Preferably, the condensation point is in the region of the insulating means, in particular in the region of the insulating body.
[0010] Der Maskenrahmen erstreckt sich bevorzugt in einer Horizontalebene entlang einer Umfangslinie, die den Substrathalter umgibt, so dass der Substrat- halter vom Maskenrahmen eingerahmt ist. Die Ränder der Maske sind am Maskenrahmen befestigt. Der Maskenrahmen kann ein Rechteckrahmen sein, der von einem rechteckigen Heizrahmen umgeben ist. The mask frame preferably extends in a horizontal plane along a circumferential line which surrounds the substrate holder so that the substrate holder is framed by the mask frame. The edges of the mask are attached to the mask frame. The mask frame may be a rectangular frame surrounded by a rectangular heating frame.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
[0011] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen grob schematisch und nicht maßstabsgerecht, ledig- lieh zur Verdeutlichung: In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments. It shows roughly schematically and not to scale, merely for clarification:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 eines Reaktors zum Abscheiden einer oder mehrerer OLED-Schichten, Fig. 2 vergrößert den Ausschnitt II in Figur 1 eines ersten Ausführungsbeispiels, 1 shows a cross section through a housing 1 of a reactor for depositing one or more OLED layers, 2 enlarges the detail II in FIG. 1 of a first exemplary embodiment,
Fig. 3 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels, 3 shows a representation according to FIG. 2 of a second exemplary embodiment,
Fig. 4 den Schnitt gemäß der Linie IV - IV in Figur 1 betreffend das zweite Ausführungsbeispiel, 4 shows the section along the line IV - IV in Figure 1 concerning the second embodiment,
Fig. 5 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines dritten Ausführungsbeispiels, 5 is a view according to Figure 2 of a third embodiment,
Fig. 6 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines vierten Ausführungsbeispiels, 6 is a view according to Figure 2 of a fourth embodiment,
Fig. 7 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines fünften Ausführungsbeispiels, 7 shows a representation according to FIG. 2 of a fifth exemplary embodiment,
Fig. 7a den in Figur 7 mit Vlla bezeichneten Ausschnitt, FIG. 7a shows the detail indicated by Vlla in FIG. 7,
Fig. 8 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines sechsten Ausführungsbeispiels und Fig. 8 is a representation according to Figure 2 of a sixth embodiment and
Fig. 9 eine Darstellung gemäß Figur 2 eines siebten Ausführungsbeispiels. Fig. 9 is a representation according to Figure 2 of a seventh embodiment.
Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments
[0012] Das in der Figur 1 lediglich schematisch dargestellte Gehäuse besitzt gasdichte Wände, die so ausgestaltet sind, dass das Gehäuseinnere evakuierbar ist. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Gaseinlassorgan 2, welches eine Gasverteilkammer aufweist, die durch eine Dampfeinspeiseöffnung 3 gespeist wird. Durch die Dampfeinspeiseöffnung 3 wird ein von einem Trägergas, beispielsweise einem Edelgas oder H2 oder N2 transportierter organischer Dampf in das Gaseinlassorgan 2 eingespeist. Das Gaseinlassorgan 2 besitzt eine Bodenplatte, die eine Gasaustrittsfläche 4 ausbildet, die zu einer Prozesskammer 19 weist. Die Gasaustrittsfläche 4 besitzt eine Vielzahl von duschkopfartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen 5, durch die der Dampf aus dem Gaseinlassorgan 2 in die Prozesskammer 19 eintreten kann. Die die Gasaustrittsöffnungen 5 aufweisende Gasaustrittsplatte besitzt Temperierkanäle 6, durch die ein Temperiermittel strömen kann, um das Gaseinlassorgan 2 und insbesondere die zur Prozesskammer 19 weisende Gasaustrittsfläche 4 auf eine Temperatur aufzuheizen, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Als Temperiermittel kann auch elektrischer Strom verwendet werden, der durch einen Heizleiter hindurchströmt. The housing shown only schematically in Figure 1 has gas-tight walls, which are designed so that the housing interior can be evacuated is. Inside the housing 1 is a gas inlet member 2, which has a gas distribution chamber which is fed by a steam feed opening 3. Through the steam feed opening 3, a transported by a carrier gas, such as a noble gas or H 2 or N 2 transported organic vapor into the gas inlet member 2. The gas inlet member 2 has a bottom plate, which forms a gas outlet surface 4, which faces a process chamber 19. The gas outlet surface 4 has a plurality of shower head-like arranged gas outlet openings 5, through which the vapor from the gas inlet member 2 can enter the process chamber 19. The gas outlet plate 5 having gas outlet plate has tempering 6, through which a temperature control can flow to heat the gas inlet member 2 and in particular to the process chamber 19 facing gas outlet surface 4 to a temperature which is above the condensation temperature of the vapor. As a temperature control and electrical current can be used, which flows through a heating element.
[0013] Um das Gasaustrittsorgan 2 ist darüber hinaus eine Heizzone 28 angeordnet. Es handelt sich hier um einen Heizrahmen, der mittels geeigneter Temperierungsmittel, beispielsweise ebenfalls einer Temperierflüssigkeit oder aber auch einer elektrischen Heizung auf eine Temperatur gehalten wird, die ober- halb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. In addition, a heating zone 28 is arranged around the gas outlet member 2. This is a heating frame, which is kept at a temperature which is above the condensation temperature of the steam by means of suitable tempering means, for example likewise a heat transfer liquid or else an electric heater.
[0014] Unterhalb des Gaseinlassorgans 2 befindet sich ein Substrathalter 21, der sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Gasaustrittsfläche 4 erstreckt. Die Größe einer Auflagefläche für ein Substrat 20, das auf dem Substrathalter 21 aufliegt, kann im Bereich eines Quadratmeters oder größer sein. Die Fläche kann aber auch kleiner als 1 m2 liegen, beispielsweise im Bereich von 0,04 m2. Der in die Prozesskammer 19 eingespeiste Dampf soll lateral strukturiert auf dem Substrat 20 abgeschieden werden. Dies erfolgt durch Kondensati- on, weshalb Kühlmittel 22 vorgesehen sind, mit denen die Auflagefläche für das Substrat 20 des Substrathalters 21 auf eine Temperatur unterhalb der Depo- sitionstemperatur des Dampfes gekühlt wird. Während die Temperatur des Gaseinlassorgans 2 bzw. der Heizzone 28 größer als 100°C, 150°C oder als 200°C ist, ist die Temperatur der Substratauflagefläche geringer als 0°C, 10°C oder 20°C. Die Temperatur der Substratauflagefläche kann auch geringer als 100°C sein. Typischerweise liegt die Temperatur der Substratauflagefläche bei 20°C. Below the gas inlet member 2 is a substrate holder 21, which extends substantially over the entire surface of the gas outlet surface 4. The size of a support surface for a substrate 20 that rests on the substrate holder 21 may be in the range of one square meter or larger. The area may also be less than 1 m 2 , for example in the range of 0.04 m 2 . The steam fed into the process chamber 19 is to be deposited on the substrate 20 laterally structured. This is done by condensing on, why cooling means 22 are provided with which the support surface for the substrate 20 of the substrate holder 21 is cooled to a temperature below the deposition temperature of the steam. While the temperature of the gas inlet member 2 and the heating zone 28 is greater than 100 ° C, 150 ° C or 200 ° C, the temperature of the Substratauflagefläche is less than 0 ° C, 10 ° C or 20 ° C. The temperature of the Substratauflagefläche may also be less than 100 ° C. Typically, the temperature of the substrate support surface is 20 ° C.
[0015] Zur lateralen Strukturierung der auf das Substrat 20 abzuscheidenden Schicht ist eine Maskenanordnung 7 vorgesehen. Die Maskenanordnung 7 besteht aus einem Maskenrahmen 10, der den Substrathalter 21 umgibt. Der Maskenhalter 10 trägt die aus Invar gefertigte Maske, die eine Folie ist mit einer Materialstärke von 10 μιτι bis 100 μιτι. Die Maske besitzt eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten Maskenöffnungen 9 und wirkt als Schattenmaske. Ein Randbereich 8' der Maske 8 ist am Maskenrahmen 10 derart befestigt, dass die Maske 8 im vom Substrat 20 gelösten Zustand nur minimal durchhängt. For the lateral structuring of the layer 20 to be deposited on the substrate, a mask arrangement 7 is provided. The mask assembly 7 consists of a mask frame 10 surrounding the substrate holder 21. The mask holder 10 carries the mask made of Invar, which is a film with a material thickness of 10 μιτι to 100 μιτι. The mask has a plurality of regularly arranged mask openings 9 and acts as a shadow mask. An edge region 8 'of the mask 8 is attached to the mask frame 10 such that the mask 8 only minimally sags in the state detached from the substrate 20.
[0016] Der Maskenrahmen 10 wird von einem Tragrahmen 23 getragen. Der Tragrahmen 23 besitzt hierzu eine Auflagefläche, die zumindest einige Abschnitte aufweist, an denen Abschnitte des Maskenrahmens 10 flächig anliegen, so dass eine Wärmeübertragung stattfinden kann. Die Unterseite des Maskenrahmens 10, der massiv sein kann oder aber auch von einem Rohr gebildet sein kann, liegt somit zumindest bereichsweise flächig und wärmeübertragend auf dem Tragrahmen 23 auf. Der Tragrahmen 23 besitzt Temperiermittel, um den Tragrahmen 23 zu kühlen. In den Figuren ist hierzu ein Temperierkanal 24 dar- gestellt, durch den ein Temperiermittel fließen kann. Es kann sich um dasselbe Temperiermittel handeln, welches auch durch die Temperierkanäle 22 des Substrathalters 21 fließt. [0017] Die Maskenanordnung 7 ist von einem Heizrahmen 25 umgeben. Der Heizrahmen 25 ist mittels Temperiermitteln auf eine Temperatur aufheizbar, die oberhalb von 200° C liegt. Hierzu sind in den Figuren Heizmittel 18 in Form von Temperierkanälen dargestellt, durch die ein Heizmittel strömen kann. Es ist hier aber auch vorgesehen und insbesondere zur Beheizung der Gasaustrittsfläche 4, dass die Heizenergie elektrisch zugeführt ist, so dass die Temperiermittel Heizdrähte sind. The mask frame 10 is supported by a support frame 23. For this purpose, the support frame 23 has a bearing surface which has at least some sections against which sections of the mask frame 10 lie flat, so that heat transfer can take place. The underside of the mask frame 10, which may be solid or may also be formed by a tube, thus lies on the support frame 23 at least in areas and heat-transmitting. The support frame 23 has tempering means to cool the support frame 23. In the figures, a temperature control channel 24 is shown for this purpose, through which a temperature control medium can flow. It may be the same temperature control, which also flows through the temperature control channels 22 of the substrate holder 21. The mask assembly 7 is surrounded by a heating frame 25. The heating frame 25 can be heated by means of tempering to a temperature which is above 200 ° C. For this purpose, heating means 18 in the form of temperature control channels are shown in the figures, through which a heating medium can flow. But it is also provided here and in particular for heating the gas outlet surface 4, that the heating energy is supplied electrically, so that the temperature control means are heating wires.
[0018] Erfindungsgemäß ist der die Maskenanordnung 7 umgebende Heizrahmen 25 thermisch vom Maskenrahmen 10 getrennt. Der Heizrahmen 25 liegt auf derselben vertikalen Höhe der sich in einer Horizontalebene erstreckenden Maskenanordnung 7. Eine Randfläche 25' des Heizrahmens 25 bildet eine Wand eines Abstandspaltes 26. Die gegenüberliegende Wand des Abstandspaltes 26 wird bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Seitenfläche des Maskenrahmens 10 ausgebildet. Der Spalt 26 bildet somit ein Isoliermittel. Die beiden aufeinander zu weisenden Spaltwände können insbesondere hochglänzend ausgeführt, beispielsweise goldbeschichtet und/ oder poliert sein. Der Emissionskoeffizient der Schicht kann, muss aber nicht kleiner als 0,04 sein. According to the invention surrounding the mask assembly 7 heating frame 25 is thermally separated from the mask frame 10. An edge surface 25 'of the heating frame 25 forms a wall of a gap gap 26. The opposite wall of the gap 26 is in the embodiment shown in Figure 2 of a side surface of the Mask frame 10 is formed. The gap 26 thus forms an insulating means. In particular, the two gap walls pointing toward one another can be made highly polished, for example gold-plated and / or polished. The emission coefficient of the layer can, but need not be, less than 0.04.
[0019] In der Figur 3, die ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt, ist mit der Bezugsziffer 11 ein Isolationskörper schematisch dargestellt. Dieser Isolationskörper 11 kann verschiedene Ausgestaltungen aufweisen. Er dient zur thermischen Trennung von Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10. Der Isolationskörper 11 befindet sich zwischen Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10, so dass sich innerhalb des Isolationskörpers 11 ein Temperaturgradient ausbildet. Die Wärmeleitfähigkeit des Isolationskörpers 11 ist minimiert, so dass der Wärme- fluss vom Heizrahmen 25 zum Maskenrahmen 10 minimiert ist. [0020] Der äußere Rand 8' der Maske 8 kann vertikal oberhalb des Maskenrahmens 10 liegen. Der Rand 8' kann sich aber auch lediglich nur über den Maskenrahmen 10 erstrecken, so dass der Isolationskörper 11 nicht nur den Maskenrahmen 10, sondern auch die Maske 8 umgibt. Es ist aber auch vorgese- hen, und in der Figur 3 gestrichelt dargestellt, dass der Maskenrand 8' sich bis über den Isolationskörper 11 erstreckt. Er kann auch mit dem äußeren Rand des Isolationskörpers 11 zusammenfallen. Der Isolationskörper 11 kann somit zur Gänze von einem Randabschnitt der Maske 8 überdeckt sein. In the figure 3, showing a second embodiment, the reference numeral 11, an insulating body is shown schematically. This insulating body 11 may have various configurations. It serves for the thermal separation of the heating frame 25 and the mask frame 10. The insulating body 11 is located between the heating frame 25 and the mask frame 10, so that a temperature gradient is formed inside the insulating body 11. The thermal conductivity of the insulating body 11 is minimized, so that the heat flow from the heating frame 25 to the mask frame 10 is minimized. The outer edge 8 'of the mask 8 may be located vertically above the mask frame 10. However, the edge 8 'may also extend only over the mask frame 10, so that the insulation body 11 surrounds not only the mask frame 10 but also the mask 8. However, it is also provided, and shown in phantom in FIG. 3, that the mask edge 8 'extends beyond the insulation body 11. It can also coincide with the outer edge of the insulating body 11. The insulating body 11 can thus be completely covered by an edge portion of the mask 8.
[0021] Zwischen Isolationskörper 11 und Substrathalter 21 kann ein weiterer Abstandsspalt 27 vorhanden sein. Between insulation body 11 and substrate holder 21, a further gap gap 27 may be present.
[0022] Die Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Isolationskörper 11 von einer Vielzahl sich in Vertikalebenen erstreckenden Abschirmplatten 12 ausgebildet ist. Die Abschirmplatten 12 werden von Distanzelementen 14 mit Abstand zueinander gehalten. Die voneinander wegwei- senden Oberflächen 12', 12" der Abschirmplatten sind bevorzugt hochreflektierend. Sie sind insbesondere metallbeschichtet und besonders bevorzugt goldbeschichtet, so dass deren Emissionskoeffizient bevorzugt kleiner als 0,04 ist. 5 shows a third embodiment of the invention, in which the insulating body 11 is formed by a plurality of extending in vertical planes shielding plates 12. The shield plates 12 are held by spacer elements 14 at a distance from each other. The surfaces 12 ', 12 "of the shielding plates facing away from one another are preferably highly reflective and are in particular metal-coated and particularly preferably gold-coated, so that their emission coefficient is preferably less than 0.04.
[0023] Bei dem in der Figur 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel werden die Abschirmplatten 12 materialeinheitlich vom Maskenrahmen 10 ausge- bildet. Der Maskenrahmen 10 kann dabei aus einem massiven Metallkörper bestehen, in den Nuten eingefräst sind, so dass sich ein kammartiger Querschnitt ausbildet. Die Kammzinken werden dabei von den Abschirmplatten 12 ausgebildet. Auch hier können die aufeinander zu weisenden Oberflächen 12', 12" der Abschirmplatten hochglanzbeschichtet sein. Ein Verbindungssteg, der einen Abschirmplattentragabschnitt 16 ausbildet, liegt bei dem in der Figur 6 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel unten. [0024] Bei dem in der Figur 7 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel liegt der Abschirmplattentragabschnitt 16 oben und kann auch hier von der Maske 8 überfangen sein. In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the shielding plates 12 are formed by the mask frame 10 in the same material. The mask frame 10 may consist of a solid metal body, are milled into the grooves, so that a comb-like cross section is formed. The comb teeth are formed by the shield plates 12. Here again, the mutually facing surfaces 12 ', 12 "of the shielding plates can be coated to a high gloss. A connecting web which forms a shielding plate carrying section 16 lies at the bottom in the fourth exemplary embodiment shown in FIG. In the fifth embodiment shown in Figure 7, the Abschirmplattentragabschnitt 16 is above and can also be covered here by the mask 8.
[0025] Bei dem in der Figur 8 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel ist der Raum zwischen den Abschirmplatten 12 mit einem Isoliermaterial ausgefüllt, welches einen geringen Wärmeleitkoeffizienten aufweist. Auch hier erstreckt sich der Rand 8' der Maske 8 bis an den äußersten Rand des Isolierkörpers 11. In the sixth embodiment shown in Figure 8, the space between the shield plates 12 is filled with an insulating material having a low heat transfer coefficient. Again, the edge 8 'of the mask 8 extends to the outermost edge of the insulating body eleventh
[0026] Bei dem in der Figur 9 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel ist der Raum zwischen den Abschirmplatten 12 ebenfalls mit einem Isoliermittel 15 ausgefüllt. Hier erstreckt sich der Rand 8' der Maske 8 aber nicht über den Isolationskörper 11 sondern endet vertikal oberhalb des Maskenrahmens 10. In the seventh embodiment shown in Figure 9, the space between the shield plates 12 is also filled with an insulating 15. Here, however, the edge 8 'of the mask 8 does not extend beyond the insulating body 11 but ends vertically above the mask frame 10.
[0027] Die zuvor beschriebenen Abschirmplatten 12 liegen in einer Parallellage nebeneinander. Es sind zumindest bevorzugt 2, 3, 4 oder 5 Abschirmplat- ten 12 vorgesehen, die parallel, sich in Vertikalebenen erstreckend, nebeneinander angeordnet sind. Die Abschirmplatten 12 können aus Metall bestehen. Sie können eine minimale Materialstärke aufweisen und von hochglanzbeschichteten Metallfolien ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die Abschirmplatten 12 mit größeren Materialstärken zu fertigen, so dass sie eine ausreichende Formstabilität besitzen. Ferner ist vorgesehen, dass die beschichteten Abschirmplatten 12 von einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere einem schlecht wärmeleitenden Metall ausgebildet sind. Es kann sich hier auch um ein geschäumtes Metall handeln. The shielding plates 12 described above are in a parallel position next to each other. At least 2, 3, 4 or 5 shielding plates 12 are provided, which are arranged parallel to one another, extending in vertical planes. The shield plates 12 may be made of metal. They may have a minimum material thickness and be formed of high-gloss coated metal foils. But it is also possible to manufacture the shield plates 12 with larger material thicknesses, so that they have a sufficient dimensional stability. Furthermore, it is provided that the coated shielding plates 12 are formed by a poorly heat-conductive material, in particular a poorly heat-conducting metal. It can also be a foamed metal here.
[0028] Befindet sich zwischen den Abschirmplatten 12 eine Isolierschicht 15, so kann die Isolierschicht 15 ebenfalls aus Metall, beispielsweise einem Metall- schäum bestehen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Isolierschicht 15 aus einem anderen Material, beispielsweise einem mineralischen Material oder aus Kunststoff besteht. If an insulating layer 15 is located between the shielding plates 12, the insulating layer 15 can likewise be made of metal, for example a metal foil. foam exist. But it is also envisaged that the insulating layer 15 made of a different material, such as a mineral material or plastic.
[0029] Mit den erfindungs gemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass sich die Temperatur der Maskenanordnung bei deren Verwendung in der zuvor beschriebenen Vorrichtung und bei einem Verfahren zum Abscheiden von OLEDs nur in einem eng begrenzten Temperaturbereich variiert. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Maske 8 über ihre gesamte Erstreckung nur minimal lateral ausdehnt. [0030] Die Mittel zur thermischen Trennung von Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10 können so angeordnet und ausgestaltet sein, dass das Beschich- tungs verfahren derart durchgeführt wird, dass der äußere Randbereich der Maskenanordnung eine Temperatur besitzt, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich bei dem Beschichtungsverfahren innerhalb des Isolationskörpers 11 ein Temperaturgradient einstellt, wobei die Temperatur am äußeren, vom Maskenrahmen 10 wegweisenden Rand des Isolationskörpers 11 höher ist als die Kondensationstemperatur des Dampfes und dass die Temperatur auf den Maskenrahmen 10 zuweisenden Rand des Isolationskörpers 11 unterhalb der Kondensa- tionstemperatur des Dampfes liegt. Sämtliche Bestandteile der unmittelbaren Umgebung des Substrates, die während des Abscheidens der OLED-Schicht eine Temperatur einnehmen, die unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt, sind somit der Maskenanordnung 7 zugeordnet und können nach dem Abscheiden einer Schicht oder mehrerer Schichten ausgetauscht werden. [0031] Das Maskenwechseln wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass weder der Maskenrahmen 10 noch der Isolationskörper 11 mit einem Kühlmittel gekühlt werden. Gleichwohl kann aber vorgesehen sein, dass Maskenrahmen 10 und/ oder der Isolationskörper 11 mit einem Temperiermittel gekühlt wird. [0032] Als Material für die Maske 8 wird bevorzugt Invar verwendet oder ein anderes Material, bei dem der thermische Ausdehnungskoeffizient insbesondere in einem Temperaturbereich von 0° C bis 120° C minimal ist oder zumindest bereichsweise verschwindet. Das Material, aus dem der Maskenrahmen hergestellt ist, kann entweder ein Bulk-Material, ein Schichtsystem, ein Compound, ein Fasermaterial mit Matrix, Carbon-Faser-Material oder andersartiges Materialsystem sein. Das faserverstärkte Material kann insbesondere ein anisotropes thermisches Ausdehnungsverhalten haben. Die thermische Ausdehnung in eine Raumrichtung kann geringer als 1 ppm sein. Die thermische Ausdehnung in eine andere, beispielsweise in die Vertikalrichtung kann eine höhere sein. [0033] Es ist ferner vorgesehen, dass der Isolationskörper 11 in der Maskenanordnung 7 integriert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Isolationskörper 11 von der Maske 8 abgedeckt ist. Der Maskenrahmen 10 kann durch die Verwendung des Isolationskörpers 11 aus einem Werkstoff gefertigt werden, der nicht Invar ist. Er kann insbesondere aus den oben genannten Materialien gefertigt werden, die ein anisotropes thermisches Ausdehnungsverhalten besitzen. Bei dem Isolationskörper 11 handelt es sich insbesondere um einen rah- menförmigen Körper, der ein um den Maskenrahmen 10 umlaufendes isolierendes Mittel ausbildet. Die Abschirmplatten 12 bilden eine Hitzeschildanordnung, die insbesondere am Maskenrahmen 10 befestigt ist. Die Hitzeschildan- Ordnung kann aber auch am Heizrahmen 25 befestigt sein. [0034] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich: With the measures according to the invention it is achieved that the temperature of the mask arrangement when used in the device described above and in a method for depositing OLEDs varies only within a narrow temperature range. It is provided in particular that the mask 8 extends only minimally laterally over its entire extent. The means for thermal separation of the heating frame 25 and the mask frame 10 may be arranged and configured such that the coating process is carried out such that the outer edge region of the mask arrangement has a temperature which is above the condensation temperature of the steam. It is provided in particular that sets in the coating process within the insulating body 11, a temperature gradient, wherein the temperature at the outer, facing away from the mask frame 10 edge of the insulating body 11 is higher than the condensation temperature of the steam and that the temperature on the mask frame 10 facing edge of the Insulating body 11 is below the condensation temperature of the steam. All components of the immediate environment of the substrate, which during the deposition of the OLED layer have a temperature which is below the condensation temperature of the vapor, are thus assigned to the mask arrangement 7 and can be exchanged after the deposition of one or more layers. The mask change is particularly simplified in that neither the mask frame 10 nor the insulating body 11 are cooled with a coolant. Nevertheless, however, it can be provided that the mask frame 10 and / or the insulating body 11 is cooled with a temperature control agent. As the material for the mask 8 Invar is preferably used or another material in which the thermal expansion coefficient, in particular in a temperature range of 0 ° C to 120 ° C is minimal or at least partially disappears. The material from which the mask frame is made may be either a bulk material, a layer system, a compound, a matrix fiber material, carbon fiber material or other type of material system. The fiber-reinforced material may in particular have an anisotropic thermal expansion behavior. The thermal expansion in a spatial direction may be less than 1 ppm. The thermal expansion into another, for example in the vertical direction may be higher. It is further provided that the insulating body 11 is integrated in the mask assembly 7. Furthermore, it can be provided that the insulating body 11 is covered by the mask 8. The mask frame 10 can be made by the use of the insulating body 11 of a material that is not Invar. In particular, it can be manufactured from the abovementioned materials which have anisotropic thermal expansion behavior. The insulating body 11 is, in particular, a frame-shaped body which forms an insulating means revolving around the mask frame 10. The shield plates 12 form a heat shield assembly, which is fastened in particular to the mask frame 10. However, the Hitzeschildan- order can also be attached to the heating frame 25. The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which in each case independently further develop the prior art, at least by the following combinations of features, whereby two, several or all of these feature combinations can also be combined, namely:
[0035] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Maskenrahmen 10 von einem mittels Heizmitteln 18 beheizten Heizrahmen 25 umgeben ist und vom Heizrahmen 25 thermisch getrennt ist. A device which is characterized in that the mask frame 10 is surrounded by a heated by means of heating means 18 heating frame 25 and is thermally separated from the heating frame 25.
[0036] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Mas- kenrahmen 10 und Heizrahmen 25 thermische Isoliermittel 11, 26 vorgesehen sind. A device, which is characterized in that thermal insulation means 11, 26 are provided between the mask frame 10 and the heating frame 25.
[0037] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Isoliermittel einen Isolationskörper 11, insbesondere einen rahmenförmigen Isolationskörper 11 aufweisen. [0038] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 Abschirmplatten 12 aufweist, die zum Heizrahmen 25 und/ oder zum Maskenrahmen 10 weisende Reflexionsflächen 12', 12" aufweisen. A device which is characterized in that the insulating means comprise an insulating body 11, in particular a frame-shaped insulating body 11. A device, which is characterized in that the insulating body 11 has shielding plates 12, which have the heating frame 25 and / or the mask frame 10 facing reflective surfaces 12 ', 12 ".
[0039] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reflexionsflächen 12', 12" hochreflektierend sind und/ oder die Abschirmplatten 12 eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. A device which is characterized in that the reflection surfaces 12 ', 12 "are highly reflective and / or the shield plates 12 have a low thermal conductivity.
[0040] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abschirmplatten 12 materialeinheitlich vom Isolationskörper 11 ausgebildet sind und insbesondere im Querschnitt kammartig von einem Abschirmplattentragab- schnitt abragen. A device which is characterized in that the shielding plates 12 are formed of the insulating body 11 of the same material and protrude like a comb from a Abschirmplattentragab- section in cross-section.
[0041] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, wobei sich die Schichten in einer Richtung quer zur Erstreckungsebene des Substrathalters 21 bzw. des Heizrahmens 25 erstrecken. A device, characterized in that the insulating body 11 has a multilayer structure, wherein the layers in a direction transverse to the extension plane of the substrate holder 21 and the Heizrahmens 25 extend.
[0042] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Isolationskörper 11 materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen 10 und/ oder mit dem Heizrahmen 25 verbunden ist. [0043] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Maskenrahmen 10 auf einem mittels Kühlmitteln kühlbaren Tragrahmen 23 aufliegt. A device which is characterized in that the insulating body 11 is connected in the same material with the mask frame 10 and / or with the heating frame 25. A device, which is characterized in that the mask frame 10 rests on a cooling means by means of cooling support frame 23.
[0044] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein von Heizmitteln beheizbares Gaseinlassorgan 2, welches vertikal oberhalb des Substrathalters 21 angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Substrat- halters 21 erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass um das Gaseinlassorgan 2 ein zweiter Heizrahmen 28 angeordnet ist. [0044] A device which is characterized by a gas inlet element 2 which can be heated by heating means and which is arranged vertically above the substrate holder 21 and extends substantially over the entire surface of the substrate holder 21, wherein provision is made in particular for the gas inlet element 2 to be provided a second heating frame 28 is arranged.
[0045] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizmittel in der Lage sind, den den Maskenrahmen 10 umgebenden Heizrahmen 25 auf eine Temperatur von mindestens 100°C, 150°C oder 200°C aufzuheizen und/ oder dass das Kühlmittel in der Lage ist, den Maskenrahmen 10 auf eine Temperatur von maximal 0°C, 10°C, 20°C oder 100°C abzukühlen. A device, characterized in that the heating means are capable of heating the heating frame 25 surrounding the mask frame 10 to a temperature of at least 100 ° C, 150 ° C or 200 ° C and / or that the coolant in is able to cool the mask frame 10 to a maximum temperature of 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C or 100 ° C.
[0046] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die thermischen Isoliermittel am Maskenrahmen 10 befestigt sind und/ oder dass sich der Rand 8' der Maske 8 zumindest bereichsweise über das thermische Isoliermittel erstreckt. A device, characterized in that the thermal insulation means are fixed to the mask frame 10 and / or that the Edge 8 'of the mask 8 at least partially extends over the thermal insulation means.
[0047] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Heizrahmen 25 auf eine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes tem- periert wird und der Maskenrahmen 10 auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes kondensiert wird, wobei der Temperaturgradient zwischen Heizrahmen 25 und Maskenrahmen 10 derart durch das Isoliermittel 11, 26 verläuft, dass der Ort der Kondens ationstemperatur innerhalb des Isoliermittels 11, 26 liegt. [0048] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meidung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können. Liste der Bezugszeichen [0047] A method characterized in that the heating frame 25 is tempered to a temperature above the condensation temperature of the vapor and the mask frame 10 is condensed to a temperature below the condensation temperature of the vapor, the temperature gradient between the heating frame 25 and the mask frame 10 passes through the insulating means 11, 26 such that the location of the condensation temperature is within the insulating means 11, 26. All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of this application. The subclaims characterize, even without the features of a claimed claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to make divisional applications based on these claims. The invention specified in each claim may additionally have one or more of the features described in the preceding description, in particular with reference numerals and / or given in the reference numerals. The invention also relates to design forms in which individual of the features mentioned in the above description are not realized, in particular insofar as they are recognizable dispensable for the respective purpose or can be replaced by other technically equivalent means. List of reference numbers
1 Gehäuse 24 Temperierkanal1 housing 24 tempering
2 Gaseinlassorgan 25 Heizrahmen2 Gas inlet 25 Heating frame
3 Dampfeinspeiseöffnung 25' Randfläche3 steam inlet opening 25 'edge surface
4 Gasaustrittsfläche 26 Isolationsspalt4 gas outlet surface 26 insulation gap
5 Gasaustrittsöffnung 27 Abstandsraum5 gas outlet opening 27 distance space
6 Temperierkanal 28 Heizzone6 Temperature control channel 28 Heating zone
7 Maskenanordnung 7 mask arrangement
8 Maske  8 mask
8' Rand 8 'edge
9 Maskenöffnung  9 Mask opening
10 Maskenrahmen  10 mask frames
11 Isolationskörper  11 insulation body
12 Abschirmplatte  12 shielding plate
12' Reflexionsfläche 12 'reflection surface
12" Reflexionsfläche 12 "reflection surface
13 Zwischenraum  13 gap
14 Distanzelement  14 spacer element
15 Isolierschicht  15 insulating layer
16 Verbindungssteg  16 connecting bridge
17 17
18 Heizmittel  18 heating means
19 Depositionskammer  19 Deposition chamber
20 Substrat  20 substrate
21 Substrathalter  21 substrate holder
22 Temperierkanal  22 tempering channel
23 Tragrahmen  23 supporting frame

Claims

Ansprüche  claims
Vorrichtung zum Abscheiden von durch die Verwendung von Masken lateral strukturierten Schichten auf mindestens einem Substrat (20), insbesondere durch Einspeisen eines Dampfs in eine Depositionskammer (19) und Kondensation des Dampfs auf dem Substrat (20), aufweisend einen mittels Kühlmitteln (22) kühlbaren Substrathalter (21) zur Halterung des Substrates (20), eine an einem Maskenrahmen (10) befestigte Maske (8) zur Auflage auf das Substrat (20) und mit einem mittels Heizmitteln (18) beheizten, vom Maskenrahmen (10) thermisch getrennten Heizrahmen (25), dadurch gekennzeichnet, dass der die Maske (8) umgebende Maskenrahmen (10) vom Heizrahmen (25) umgeben ist. Device for depositing layers laterally structured by the use of masks on at least one substrate (20), in particular by injecting a vapor into a deposition chamber (19) and condensing the vapor on the substrate (20), which can be cooled by means of cooling means (22) Substrate holder (21) for holding the substrate (20), a mask (8) fixed to a mask frame (10) for resting on the substrate (20) and with a heating means (18) heated by the mask frame (10) thermally separated heating frame (25), characterized in that the mask frame (10) surrounding the mask (8) is surrounded by the heating frame (25).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Maskenrahmen (10) und Heizrahmen (25) thermische Isoliermittel (11, 26) vorgesehen sind. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the mask frame (10) and the heating frame (25) thermal insulation means (11, 26) are provided.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliermittel einen Isolationskörper (11), insbesondere einen rahmenför- migen Isolationskörper (11) aufweisen. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating means comprise an insulating body (11), in particular a frame-shaped insulating body (11).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) Abschirmplatten (12) aufweist, die zum Heizrahmen (25) und/ oder zum Maskenrahmen (10) weisende Reflexionsflächen (12', 12") aufweisen. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating body (11) has shielding plates (12) which have reflective surfaces (12 ', 12 ") facing the heating frame (25) and / or the mask frame (10).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsflächen (12', 12") hochreflektierend sind und/ oder die Abschirmplatten (12) eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection surfaces (12 ', 12 ") are highly reflective and / or the shield plates (12) have a low thermal conductivity.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmplatten (12) materialeinheitlich vom Isolationskörper (11) ausgebildet sind und insbesondere im Querschnitt kammartig von einem Abschirmplattentragabschnitt abragen. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding plates (12) of the same material from the insulating body (11) are formed and protrude in particular in cross-section comb-like from a Abschirmplattentragabschnitt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, wobei sich die Schichten in einer Richtung quer zur Erstre- ckungsebene des Substrathalters (21) bzw. des Heizrahmens (25) erstrecken. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating body (11) has a multilayer structure, wherein the layers extend in a direction transverse to the Erstre- ckungsebene of the substrate holder (21) and the heating frame (25).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (11) materialeinheitlich mit dem Maskenrahmen (10) und/ oder mit dem Heizrahmen (25) verbunden ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating body (11) of the same material with the mask frame (10) and / or with the heating frame (25) is connected.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenrahmen Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mask frame
(10) auf einem mittels Kühlmitteln kühlbaren Tragrahmen (23) aufliegt. (10) rests on a coolable by means of coolant support frame (23).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein von Heizmitteln beheizbares Gaseinlassorgan (2), welches vertikal oberhalb des Substrathalters (21) angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Substrathalters (21) erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass um das Gaseinlassorgan (2) ein zweiter Heizrahmen (28) angeordnet ist. Device according to one of the preceding claims, characterized by a gas inlet means (2) which can be heated by heating means and which is arranged vertically above the substrate holder (21) and extends substantially over the entire surface of the substrate holder (21), wherein it is provided in particular the gas inlet member (2) a second heating frame (28) is arranged.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel in der Lage sind, den den Maskenrahmen (10) umgebenden Heizrahmen (25) auf eine Temperatur von mindes- tens 100°C, 150°C oder 200°C aufzuheizen und/ oder dass das Kühlmittel in der Lage ist, den Maskenrahmen (10) auf eine Temperatur von maximal 0°C, 10°C, 20° C oder 100°C abzukühlen. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating means are capable of the mask frame (10) surrounding the heating frame (25) to a temperature of at least at least 100 ° C, 150 ° C or 200 ° C and / or that the coolant is capable of the mask frame (10) to a maximum temperature of 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C or 100 ° C to cool ,
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Isoliermittel am Maskenrahmen (10) befestigt sind und/ oder dass sich der Rand (8') der Maske (8) zumindest bereichsweise über das thermische Isoliermittel erstreckt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal insulation means are fixed to the mask frame (10) and / or that the edge (8 ') of the mask (8) extends at least partially over the thermal insulation means.
Verfahren zum Abscheiden von Schichten unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizrahmen (25) auf eine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes temperiert wird und der Maskenrahmen (10) auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes kondensiert wird, wobei der Temperaturgradient zwischen Heizrahmen (25) und Maskenrahmen (10) derart durch das Isoliermittel (11, 26) verläuft, dass der Ort der Kondensationstemperatur innerhalb des Isoliermittels (11, 26) liegt. Method for depositing layers using a device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating frame (25) is heated to a temperature above the condensation temperature of the vapor and the mask frame (10) is condensed to a temperature below the condensation temperature of the vapor in which the temperature gradient between the heating frame (25) and the mask frame (10) extends through the insulating means (11, 26) such that the location of the condensation temperature is within the insulating means (11, 26).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Randbereich (8') der Maske (8) am Maskenrahmen (10) befestigt ist, welcher den Substrathalter (21) in einer Horizontalebene einrahmt. Device according to one of claims 1 to 12 or method according to claim 13, characterized in that an edge region (8 ') of the mask (8) on the mask frame (10) is fixed, which framing the substrate holder (21) in a horizontal plane.
Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche. Apparatus or method characterized by one or more of the characterizing features of any one of the preceding claims.
PCT/EP2018/073588 2017-09-06 2018-09-03 Device for depositing a structured layer on a substrate with use of a mask WO2019048367A1 (en)

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