專利名稱：制造薄膜層的方法
制造薄膜層的方法領(lǐng)域本發(fā)明涉及制造薄膜層的方法，該薄膜層可用于，例如，電子裝 置中的層，并且另一方面，本發(fā)明涉及制造圖案化層的方法和制造圖 案化層的沉積體系。背景許多在電子裝置中用作薄膜的有機(jī)材料不能用光刻法來(lái)做圖案 化，因?yàn)檫@些材料不能與光阻式化學(xué)和工藝兼容。因此，這些材料通 常通過(guò)汽相沉積進(jìn)行沉淀并使用為電子裝置制備圖案薄膜層的蔭罩技 術(shù)制備圖案。然而，通過(guò)汽相沉積在相對(duì)較大的面積上(也就是說(shuō)，相當(dāng)于用 于沉積的真空室的尺寸的面積)得到均勻的薄膜層可能是困難的。采 用蔭罩來(lái)對(duì)相對(duì)較大的面積制圖案化可能同樣會(huì)存在問(wèn)題。通常，將會(huì)沉淀的有機(jī)源材料是粉末。如圖1所示，源(通常是努森池)14用于保持有機(jī)源材料。源材料被加熱并被蒸發(fā)到基本向上指向的光束16。蔭罩10因此必須被定位在沉積基底12的下面，沉積基底12和 蔭罩10 —起懸浮在源14上。然而，當(dāng)使用相對(duì)較大的聚合物蔭罩 時(shí)，該蔭罩可能因重力而下垂17，這能導(dǎo)致裝置層的制備圖案和/或?qū)?齊不精確。然而，不能利用向下指向的光束，因?yàn)榉勰?huì)從朝下的源 中溢出。發(fā)明概述根據(jù)上面所述，我們認(rèn)識(shí)到需要一種在相對(duì)較大的面積上制造圖 案有機(jī)薄膜層的方法。我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到需要一種能在相對(duì)較大的面 積上提供均勻薄膜的方法。簡(jiǎn)要地說(shuō)， 一方面，本發(fā)明提供了一種制造圖案化層的方法。該 方法包括指引一束蒸發(fā)材料朝向光通量反射器使該束蒸發(fā)材料撞擊反 射器的撞擊表面并從反射器那里改變方向(通過(guò)蔭罩中的一個(gè)或多個(gè) 小孔)，落在沉積基底上形圖案化材料層。在此所用的"沉積基底" 是指實(shí)際的電子裝置基底(也就是說(shuō)，該基底通常在生產(chǎn)、測(cè)試和/或 使用期間支承整個(gè)裝置)和源材料將沉淀在上面的任何先前沉淀的層。另一方面，本發(fā)明提供了一種制造薄膜層的方法，包括指引一束 蒸發(fā)材料朝向反射器使該束蒸發(fā)材料撞擊反射器并改變方向落在沉積基底上形成薄膜層，其中該薄膜層的厚度在超過(guò)約1600 cm2的區(qū)域內(nèi) 以小于約8%的幅度變化。在另一方面，本發(fā)明提供了一種制造薄膜層的方法，該方法包括(a)指引一束蒸發(fā)材料朝向反射器，(b)允許該蒸發(fā)材料濃縮在反射器 上，并(c)加熱該反射器來(lái)再次蒸發(fā)材料并轉(zhuǎn)移蒸發(fā)材料到沉積基底 上作為薄膜層。在另一方面，本發(fā)明提供了一種含有光通量反射器和蔭罩的沉積 體系。該蔭罩可以是聚合物蔭罩，并且可以被沉積基底支承(也就是 說(shuō)，落在沉積基底上面)。本發(fā)明中的方法能提供薄膜層，包括能在較大面積上保持均勻的 有機(jī)薄膜層。此外，如圖2所示，使用本發(fā)明的方法，從源24發(fā)出 的基本指向上方26的光束能通過(guò)使用反射器30改變方向形成向下 光束28。這樣形成了一種構(gòu)造，在此構(gòu)造中蔭罩20落在沉積基底22 上，從而消除了制圖案化期間蔭罩的任何下垂。因此，本發(fā)明的方法滿足了本領(lǐng)域?qū)で笤谙鄬?duì)較大面積上制造圖 案有機(jī)薄膜層的方法的需要。本發(fā)明的方法同樣滿足了本領(lǐng)域?qū)で笤谙鄬?duì)較大面積上能提供均勻的有機(jī)薄膜層的方法的需要。


圖1描述制造圖案化層的已知方法。圖2描述本發(fā)明制造圖案化層的方法的一個(gè)實(shí)施例。 圖3為使用20x物鏡拍攝的顯微照片，顯示了使用本發(fā)明的方 法制造的圖案化層的頂視圖。圖4為使用lOOx物鏡拍攝的顯微照片，顯示了使用本發(fā)明的方法制造的圖案化層的頂視圖。圖5(a)和(b)為原來(lái)的光束和重定向的第二光束的理論通量的 圖示。圖6描述非平面反射器。圖7為重定向的第二光束的理論通量的圖示。
具體實(shí)施方式
薄膜的源材料通常使用努森池來(lái)進(jìn)行蒸汽沉淀，雖然任何適當(dāng)?shù)?蒸汽沉淀方法都能用于本發(fā)明的方法。當(dāng)使用努森池時(shí)，將要沉淀的 材料進(jìn)行加熱，用來(lái)在等溫機(jī)罩("池")中提供適當(dāng)?shù)恼羝麎毫Α?從池末端一個(gè)小孔中滲出的分子使蒸發(fā)材料產(chǎn)生分子光束。本發(fā)明中 的方法利用一個(gè)光通量反射器(本文中簡(jiǎn)稱為"反射器")來(lái)改變此 分子光束的方向?；旧希厥拐舭l(fā)材料產(chǎn)生一個(gè)"主要"光束?？蓪⒋酥饕?光束朝著反射器，以使光束撞擊此反射器的表面("撞擊面")。然 后從此反射器將蒸發(fā)材料反射或改變方向至"次"光束，以沉淀到一 個(gè)沉積基底中。當(dāng)此光束撞擊反射器表面時(shí)，主光束的蒸發(fā)分子基本 上是無(wú)規(guī)則的，這樣從沉積基底的角度來(lái)看，反射器似乎是次光束蒸 發(fā)材料的一個(gè)大朗伯曲線源。此外，可通過(guò)蔭罩引導(dǎo)次光束來(lái)形成所 得材料層。源材料可為在通過(guò)汽相沉積沉淀時(shí)形成一層薄膜的任何可用材 料。優(yōu)選的是，此材料為有機(jī)的。甚至更優(yōu)選的是，此材料可在有機(jī) 薄膜晶體管(TFT)中作為一個(gè)有用的有機(jī)半導(dǎo)體，或在一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)中作為一個(gè)層。此反射器可用任何可用材料制成。例如，此反射器可包含無(wú)機(jī)玻 璃、陶瓷箔、聚合材料(例如，丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、聚碳酸 酯、聚酸亞胺、聚酮、聚(氧化-1,4-亞苯基氧化-1，4-亞苯基碳?；?1,4-亞苯基)(有時(shí)也稱為聚(醚醚酮)或PEEK),聚降冰片烯、聚苯醚、 聚(乙烯苯二甲酸)(PEN)，聚(乙烯對(duì)苯二甲酸)(PET),聚(亞 苯基硫化物)(PPS)，聚四氟乙烯(PTFE)，充填聚合材料(例如，光纖 加強(qiáng)塑料(FRP))，金屬化聚合體(例如，金屬化表面的聚合體薄膜， 其表面有金屬層或圖案的聚合體薄膜，或其中散布有精煉純金屬粒子 的聚合體)，或涂布或未涂布的金屬箔。優(yōu)選的是，此反射器包含一 個(gè)金屬箔、聚酰亞胺或金屬化聚合體。通常，優(yōu)選的是此蒸發(fā)材料并不濃縮或粘住反射器的撞擊面(也 就是說(shuō)，主光束撞擊至并使主光束改變方向的表面)。因此此撞擊面 可被加熱(例如，用燈)至超過(guò)蒸發(fā)材料凝聚溫度的一個(gè)溫度。此撞 擊面也可用一種材料(例如，聚合物)涂布，以降低此蒸發(fā)材料的粘 著系數(shù)。但在某些情形下，將該源材料于從反射器改變方向之前在撞擊面 上保留一段時(shí)間可為優(yōu)選的。例如，蒸發(fā)材料可濃縮在反射器上，以便可將此涂布的反射器存儲(chǔ)起來(lái)供以后使用。在存儲(chǔ)期后，可把此涂 布的反射器加熱至使其材料再次蒸發(fā)，并將其轉(zhuǎn)移到沉積基底上作為 薄膜層。反射器可具有任何可用的形狀。例如，反射器可為平的或非平面 的。優(yōu)選的是，此反射器為非平面的。最優(yōu)選的是，將反射器做成能將此所得層均一性最大化的形狀。為了使所得層均一性最大化，可利用數(shù)字建模來(lái)設(shè)計(jì)此反射器?？墒褂媒３绦颍T如Mathcad (可得 自位于Cambridge, Massachusetts的Mathsoft)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字建模。也 可用建模來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)可提供例如線性分級(jí)(也就是說(shuō)，楔形)層的反 射器。也可使用在本領(lǐng)域中已為人們所知的方法來(lái)制造反射器。例如， 可將金屬箔成型或彎曲(如使用預(yù)成型件)來(lái)形成一個(gè)反射器?？赏?過(guò)例如注塑成型來(lái)制造聚合物反射器?？赏ㄟ^(guò)蔭罩中的一個(gè)或多個(gè)小孔來(lái)引導(dǎo)次光束在所得層上形圖案 化。蔭罩使期望的材料能夠沉積，并同時(shí)使此材料按預(yù)先選擇的所需 圖案成型。因此，在沉積之前或之后無(wú)需單獨(dú)的圖案化步驟。優(yōu)選使用由聚合材料(諸如聚酸亞胺或聚酯)形成的蔭罩。聚合 物蔭罩通常厚度為介于約5微米到約50微米之間。在蔭罩中使用聚 合材料能提供優(yōu)于其它材料的優(yōu)點(diǎn)，包括易于制造蔭罩、降低蔭罩成 本以及其它優(yōu)點(diǎn)。然而，可使用非聚合材料，諸如例如硅、金屬或晶 體材料。不過(guò)，聚合物蔭罩是柔性的，而且由于偶然形成的折縫或永 久性的彎曲，聚合物蔭罩通常更不易受損。此外，聚合物蔭罩通常是 輕型和柔性的，在同現(xiàn)有沉淀層接觸時(shí)較不易受損。而且，可用酸來(lái) 清潔某些聚合物罩。沉積小孔的排列和形狀根據(jù)所需的圖案而有很大變化。 一種或多 種沉積小孔能夠形成為寬度小于約1000微米(優(yōu)選小于約50微米； 更優(yōu)選地小于約20微米；甚至更優(yōu)選地小于約10微米最優(yōu)選地， 約小于5微米)。通過(guò)形成寬度在這些范圍內(nèi)的沉積小孔，電子裝置 (例如，OLED或TFT)的尺寸能被縮小。此外，兩個(gè)沉積小孔之間 的距離(間隙)能夠小于約1000微米(最好小于約50微米；更優(yōu) 選地，小于約20微米；最優(yōu)選地，小于約10微米)從而縮小各種裝置元件的尺寸。當(dāng)制造、使用、重新使用或重新配置蔭罩時(shí)，特征 之間的距離，如小孔之間的距離或子圖案之間的距離，可重新生成為 在約1.0%(優(yōu)選地，約0.5%，更優(yōu)選地，約0.1%)的范圍內(nèi)。激光燒蝕技術(shù)可用于限定聚合物蔭罩中的沉積小孔的圖案。因此， 從聚合物膜形成蔭罩使得其制造工藝比其它蔭罩(例如，硅罩或金屬 罩)通常所需要的制造工藝更加便宜、更加簡(jiǎn)單和/或更加精確。此外， 由于激光燒蝕技術(shù)能被用于創(chuàng)建圖案，制造出的圖案的寬度可比傳統(tǒng) 圖案大很多。例如，激光燒蝕技術(shù)能有利于創(chuàng)建寬度比傳統(tǒng)圖案寬約1厘米、寬約25厘米、寬約100厘米、或甚至寬約500厘米的圖案。 因而，這些大型罩(其可為網(wǎng)的寬度并且很長(zhǎng)(例如，滾軸的長(zhǎng)度)) 可被用于沉積工藝來(lái)創(chuàng)建裝置元件，該元件被分布在一個(gè)大的表面積 上并間隔很大距離。作為另外一種選擇，如果蔭罩是從硅晶片中形成的，小孔的圖案 能通過(guò)使用活性離子蝕刻或激光燒蝕來(lái)創(chuàng)建。金屬罩能通過(guò)多種技術(shù)制造，諸如傳統(tǒng)加工、微細(xì)加工、鉆石加工、等離子或活性離子蝕刻和電火花加工(EDM)或電火花腐蝕加工。通常，本發(fā)明的方法發(fā)生在沉積工位，例如真空室，壓力小于約1 x l(T3托(優(yōu)選地，小于約1 x l(T5托；更優(yōu)選地，小于約lxl0"托)。 當(dāng)蔭罩用于制造圖案時(shí)，該蔭罩通常鄰近沉積基底放置，并且隨后將 要被沉淀的材料被沉積單元汽化。該沉積單元能包含一或多個(gè)沉積材 料源。所述源能被加熱來(lái)蒸發(fā)材料。蒸發(fā)材料撞擊反射器并從反射器 穿過(guò)蔭罩的小孔重定向到沉積基底進(jìn)行沉淀。沉積時(shí)，材料層形成了 蔭罩限定的圖案。然而，當(dāng)將一個(gè)柔性的蔭罩制造得足夠大時(shí)，例如，包含的圖案 具有很大的尺寸，下垂問(wèn)題可因重力而產(chǎn)生，而在蔭罩和沉積基底之 間產(chǎn)生出不一致的間距。該下垂問(wèn)題因蔭罩制造得越來(lái)越大而增加。因此，最好將蔭罩放在沉積基底上。當(dāng)柔性的蔭罩放在沉積基底上， 它可能不是完全地平放在基底上(例如，蔭罩中可能存在皺褶)。為克 服此問(wèn)題，蔭罩可被繃緊在沉積基底上，以使蔭罩和沉積基底之間的 間距最大程度地減少。在這樣的構(gòu)造中，重力能幫助保持蔭罩在源材 料將被沉淀的整個(gè)區(qū)域中接觸到或幾乎接觸到沉積基底。在整個(gè)沉淀 區(qū)域，蔭罩和沉積基底之間的間距能夠小于，例如，約10微米(優(yōu)選 地，小于約2微米)。結(jié)構(gòu)(例如， 一個(gè)圖案光刻膠層)可選地提供在沉積基底上，作為 沉積基底和蔭罩之間的間隔材料來(lái)保護(hù)先前沉淀的層。本發(fā)明的方法可用于制造在相對(duì)較大面積內(nèi)基本均勻的薄膜層。例如，本發(fā)明的方法可用于制造大于約1600 cm、優(yōu)選地，大于約lm2) 面積的薄膜層，其中層的厚度以小于約8% (優(yōu)選地，小于約5%;更 優(yōu)選地，小于約2%)的幅度變化。本發(fā)明的方法可內(nèi)嵌式地進(jìn)行(即，連續(xù)進(jìn)行)。例如，源材料 可連續(xù)地沉淀在一個(gè)細(xì)長(zhǎng)網(wǎng)的沉積基底上。該基底網(wǎng)可通過(guò)一系列沉 積工位加料。反射器同樣可從細(xì)長(zhǎng)網(wǎng)形成和/或移動(dòng)穿過(guò)一系列沉積工 位。此外，蔭罩圖案可在網(wǎng)中形成來(lái)限定薄膜層或薄膜層部分。該薄膜層可用于電子裝置，諸如電容器、晶體管(存在許多類型， 包括面結(jié)型晶體管和薄膜晶體管)二極管(例如，發(fā)光二極管或肖特 基二極管)、光電器件和顯示器。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法可用于為有 機(jī)電子裝置制造有機(jī)薄膜層；最優(yōu)選地，本發(fā)明的方法可用于為有機(jī) 發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)薄膜晶體管(TFT)制造有機(jī)薄膜層。OLED包含一個(gè)有機(jī)放射元件，其位于兩個(gè)電極(也就是說(shuō)一個(gè) 陽(yáng)極和一個(gè)陰極)之間。有機(jī)放射元件通常包含至少一個(gè)發(fā)光層，該 層包含一種或多種有機(jī)電熒光材料。有機(jī)放射元件還可包含其它可選材料，例如電荷傳送材料、電荷阻截材料、電荷注入材料、顏色轉(zhuǎn)換 材料、緩沖材料或它們的組合。通常，把OLED設(shè)置在基底上并按以下順序排布陽(yáng)極、空穴傳 送層、發(fā)光層、電子傳送層和陰極。將電子從陰極注入電子傳送層， 并將空穴從陽(yáng)極注入空穴傳送層。電荷載體將遷移至發(fā)光層，二者在 此組合以發(fā)光。至少有一個(gè)電極通常是透明的(也就是說(shuō)，光可通過(guò) 透明電極發(fā)出)。OLED的一個(gè)非典型陽(yáng)極為氧化銦錫(ITO)，其被濺鍍?cè)谥T如塑料或玻璃之類的透明基底上。適用的基底包含玻璃、透明塑性(例如 聚烯烴、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酯、多芳基化合物)和聚合物多層膜、涂布ITO的屏蔽膜(例如可購(gòu)自3M (St.Paul， Minnesota)的Plastic Film Conductor (塑料薄膜導(dǎo)體))、經(jīng)過(guò)表面處理的薄膜以及一些聚 酰亞胺。涂布基底的陽(yáng)極材料是電傳導(dǎo)性的，并且可以是光學(xué)透明、半透 明或不透明的。除了 ITO之外，適用的陽(yáng)極材料還包含，例如，氧化 銦、摻氟氧化錫(FTO)、氧化鋅、氧化銦鋅(IZO)、氧化釩、氧化鋅錫、 金、鉑、鈀、銀、其它高工作性能金屬和它們的組合。許多適用的陽(yáng) 極具有一個(gè)包含一種或多種金屬氧化物的表面。通常，陰極包含低工作性能的金屬，例如鋁、鋇、鈣、釤、鎂、 銀、鎂/銀合金、鋰、氟化鋰、鐿以及鈣/鎂合金。陰極可以是這些材料 組成的單層物或多層物。例如，陰極可包含一個(gè)氟化鋰層、 一個(gè)鋁層、 以及一個(gè)銀層。根據(jù)本發(fā)明的方法，可通過(guò)使用反射器來(lái)沉淀陽(yáng)極和陰極(可選 地使用蔭罩來(lái)形圖案化)。也可使用其它有用的方法來(lái)沉淀，例如通 過(guò)電鍍、噴墨印刷或汽相沉積(例如熱蒸發(fā)或?yàn)R射)?？昭▊魉蛯佑兄趯⒖昭◤年帢O注入裝置以及將孔遷移至發(fā)光層 內(nèi)的重組區(qū)域?？昭▊鬏攲舆€起到阻擋電子向陽(yáng)極遷移的作用。適用的空穴傳送層包含，例如，二胺衍生物(例如N，N'-二。-甲基苯基)-N,N'-二(苯基)聯(lián)苯胺(TPD)、 N，N'-二(2-萘基)-N,N'-二(苯基) 聯(lián)苯胺(3-NPB)、 N，N'-二(l-萘基)-N,N，-二(苯基)聯(lián)苯胺(NPB)以及 類似物)；還包含三芳香基胺類衍生物(例如4,4'，4"-三(N，N-二苯胺) 三苯胺 (TDATA)、 4,4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基)三苯胺 (MTDATA)、 4,4，,4"-三(N-吩嗪基)三苯胺(TPOTA)、 1，3，5-三(4-二苯氨 基苯基)苯(TDAPB)以及類似物)。根據(jù)本發(fā)明的方法，可通過(guò)使用反射器(可選地使用蔭罩來(lái)形圖 案化)或任何適用的方法來(lái)沉淀空穴傳送層。OLED包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)光層。 一些發(fā)光層具有小型的分子發(fā)光 體、 一個(gè)摻有小型分子發(fā)光體的發(fā)光聚合物、發(fā)光聚合物的混合物或 它們的組合。根據(jù)發(fā)光層中材料的組成，來(lái)自有機(jī)放射元件的發(fā)出光 可在光譜的任何部分。根據(jù)本發(fā)明的方法，可通過(guò)使用反射器(可選地使用蔭罩來(lái)形圖 案化)或任何適用的方法來(lái)沉淀發(fā)光層?？蓪⒈景l(fā)明的方法用于形成 兩個(gè)或更多發(fā)光層的圖案，以形成在不同顏色上發(fā)光的區(qū)域，從而形 成多色或全色顯示。實(shí)際上，由于給定材料通常不會(huì)同時(shí)具有所需的電荷傳送及電熒 光特性，多層小型分子材料通常用于生成有效的有機(jī)電熒光裝置。示例的小型分子材料包括N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基聯(lián)苯 胺(TPD)和金屬螯合物化合物，例如三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)。其它小型分子材料公開(kāi)于以下文獻(xiàn)中，例如C.H.Chen等人的Macr函l.Svmp. 125,1(1997);日本特開(kāi)平專利申請(qǐng)2000-195673 ;美國(guó)專利 No.6，030，715、 No.6,150,043、和No.6,242,115;以及PCT專利申請(qǐng)專 利公開(kāi)No.WO 00/18851 (divalent lanthanide metal complexes) 、 WO 00/70655 (cyclometallated iridium compounds and others) 以及 WO 98/55561。這些小型分子材料中的一些可以是熒光和/或磷光的。發(fā)光層可包含與摻雜物組合的宿主材料。宿主材料的受激狀態(tài)通 常處于比摻雜物受激狀態(tài)更高的能量級(jí)別，從而可將能量從宿主材料 轉(zhuǎn)移到摻雜物。受激宿主材料發(fā)出的光的波長(zhǎng)通常比受激摻雜物的短。 例如，發(fā)出藍(lán)光的宿主材料可將能量轉(zhuǎn)移至發(fā)出紅光或綠光的摻雜物， 同時(shí)發(fā)出綠光的宿主材料可將能量轉(zhuǎn)移至發(fā)出紅光的摻雜物，但是不 會(huì)轉(zhuǎn)移到發(fā)出藍(lán)光的摻雜物。示例的宿主材料和摻雜物組合包括但不 限于摻雜有香豆素染料的三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)，以及摻雜有紅熒烯 的聯(lián)苯二(8-羥基喹啉)鋁(BAlq)。電子傳送層有利于將電子從陰極注入設(shè)備以及將電子遷移至發(fā)光 層內(nèi)的重組區(qū)域。電子傳輸層還起到阻擋空穴向陰極遷移的作用。在 一些例子中，可使用有機(jī)金屬化合物來(lái)形成電子傳送層，這些有機(jī)化 合物可以是三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)和聯(lián)苯二(8-羥基喹啉)鋁 (BAlq)。電子傳送層中其它有用的電子傳送材料的例子包括1,3-二 [5-(4-(1,1- 二甲基乙基)苯基)-1,3,4-氧二氮茂-2-yl]苯;2-(聯(lián)苯 -4^1)-5-(4-(1,1-二甲基乙基)苯基)-;1，3，4-氧二氮茂;9，10-di(2-萘基)蒽 (ADN); 2-(4-聯(lián)苯)-5-(4-t-丁苯基)-l,3，4-氧二氮茂；或者3-(4-聯(lián)苯)-4-苯基-5-(4-叔-丁苯基)-l，2,4-三唑(TAZ)。根據(jù)本發(fā)明的方法，可通過(guò)使用反射器(可選地使用蔭罩來(lái)形圖 案化)或任何適用的方法來(lái)沉淀電子傳送層。其它層(例如額外的空穴注入層)包含卟啉化合物之類的銅酞菁(CUPC)或鋅酞菁；包含堿性金屬氧化物或堿性金屬鹽的電子注入層； 包含分子氧二氮茂或三唑衍生物的空穴阻擋層，這些衍生物如2-(4-聯(lián)苯)-5-(4-t-丁苯基)-l，3,4-氧二氮茂(PBD)、 2，9-二甲基-4,7-二苯基 -l，lO-phenanthraline (BCP) 、 biphenylato 二 (8勿droxyquinolato)鋁 (BAlq)或3-(4-聯(lián)苯)-4-苯基-5-(4-叔-丁苯基)-l,2,4-三唑(TAZ);包含 如N,N'-二(l-萘基)-N，N，-二(苯基)聯(lián)苯胺(NPB)或4，4'，4，，-tris(N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基)三苯胺(MTDATA)的電子阻擋層；或者類似化 合物也可存在于有機(jī)放射元件中。此外，光致發(fā)光材料可存在于這些 層中，例如用于將電熒光材料發(fā)出的光的顏色轉(zhuǎn)換為另一種顏色。這 些層和其它此類層和材料可用于修改或調(diào)整分層OLED裝置的電子 特性和性狀，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)特性，例如所需的電流/電壓響應(yīng)、 所需的裝置效率、所需的顏色、所需的亮度、所需的裝置使用壽命或 所需的這些特性的組合。依照本發(fā)明的方法，可通過(guò)使用反射器(可選地使用蔭罩來(lái)形圖 案化)或任何適用的方法來(lái)沉淀這些層。通常在基底("OLED基底")上設(shè)置OLED。 OLED基底可包 含任何適用的材料，例如玻璃、聚合物或其它對(duì)于可見(jiàn)光基本上透明 的適用材料。適用的基底可以是透光的、透明或半透明的、剛性的或 柔性的、填充的或非填充的。OLED基底對(duì)于可見(jiàn)光也可以是不透明 的，例如其可以是不銹鋼、結(jié)晶硅、非晶形硅、多晶硅或類似物。TFT是對(duì)于電子裝置特別有用的另一個(gè)類型。TFT通常包含晶體 管基底、晶體管基底上的門電極、門電極上的門電介質(zhì)、鄰近門電介 質(zhì)的源和漏電極、鄰近門電介質(zhì)和源及漏電極的半導(dǎo)體層?？梢砸愿?種構(gòu)型組裝這些組件。例如，源和漏電極可以鄰近門電介質(zhì)，同時(shí)半 導(dǎo)體層處于源和漏電極之上，或者可以在源和漏電極及門電介質(zhì)之間 插入半導(dǎo)體層?？稍诨?"晶體管基底")上提供根據(jù)本發(fā)明制備的TFT。在
制造、測(cè)試和/或使用的過(guò)程中，晶體管基底通常支持TFT。例如，當(dāng) 選擇另一個(gè)晶體管基底用于商業(yè)實(shí)施例時(shí)，可選擇一個(gè)晶體管基底用 于測(cè)試或篩選各種實(shí)施例?？蛇x地，晶體管基底可為TFT提供一個(gè)電 功能。有用的晶體管基體材料包括有機(jī)和無(wú)機(jī)材料。例如，晶體管基 底可包含無(wú)機(jī)玻璃、陶瓷箔、聚合材料(例如丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂、聚 酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚酮、聚(氧化-l,4-亞苯氧基-l,4-苯甲酰 -1,4-亞苯基)(有時(shí)稱為聚(醚醚酮)或PEEK)、聚降冰片烯、聚苯醚、 聚(萘二甲酸二甲酯烯)(PEN)、聚(對(duì)苯二酸鹽或酯乙烯)(PET)、聚(亞 苯基硫化物)(PPS))、填充聚合材料(例如強(qiáng)化纖維塑料(FRP))、纖 維性材料(例如紙和紡織品以及涂層或未涂層的金屬箔)。優(yōu)選地， 晶體管基底包含聚合材料。
柔性的晶體管基底可用于本發(fā)明。柔性的晶體管基底允許滾軸加 工，該加工可為連續(xù)的，可在平坦和/或剛性的基底上實(shí)現(xiàn)尺寸及制造 的經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)選的柔性晶體管基底可自行巻起。
TFT的門電極可以是任何有用的導(dǎo)熱材料。例如，門電極可包含 摻雜質(zhì)的硅或金屬(例如鋁、銅、鉻、黃金、銀、鎳、鈀、鉑、鉭和 鈦)，以及透明的傳導(dǎo)氧化物(例如銦錫氧化物)或摻雜質(zhì)的鋅氧化 物(例如，摻雜鋅氧化物的鋁或慘雜鋅氧化物的鎵)。
也可使用傳導(dǎo)聚合物，例如聚苯胺或聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚 (苯乙烯磺酸根)(PEDOT:PSS)。此外，這些材料的合金、組合及多層物 均是有用的。在某些TFT中，相同的材料可實(shí)現(xiàn)門電極功能以及晶體 管基底的支持功能。例如，摻雜質(zhì)的硅可用作門電極并支持TFT。
門電介質(zhì)將門電極與TFT裝置的余量絕緣。門電介質(zhì)優(yōu)選地具 有一個(gè)大于約2的相對(duì)介電常數(shù)(更優(yōu)選地大于約5)。門電介質(zhì)的 介電常數(shù)可以相對(duì)較高，例如80到100或更高。門電介質(zhì)的有用材料可包含例如有機(jī)或無(wú)機(jī)的電絕緣材料。
對(duì)于門電介質(zhì)有用的有機(jī)材料的具體例子包括聚合物，例如聚偏
氟乙烯(PVDF)、藍(lán)纖維素(cyanocelluloses)、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂及 類似物。對(duì)于門電介質(zhì)有用的無(wú)機(jī)材料的具體例子包括鍶酸鹽、鉭酸 鹽、鈦酸鹽、鋯酸鹽、鋁氧化物、硅氧化物、鉭氧化物、氧化鈦、氮 化硅、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶以及鋯鈦酸鋇。此外，這些材料的合金、組 合以及多層物可用于門電介質(zhì)。
由門電介質(zhì)將TFT的源和漏電極從門電極分離，同時(shí)半導(dǎo)體層 可在源電極和漏電極之上或之下。源和漏電極可以是任何有用的傳導(dǎo) 材料。有用的材料包括上述的用于門電極的大多數(shù)材料，例如鋁、鋇、 鈣、鉻、銅、黃金、銀、鎳、鈀、鉑、鈦、透明傳導(dǎo)氧化物(例如氧 化錫銦)、摻雜質(zhì)的鋅氧化物(例如，摻雜鋅氧化物的鋁或摻雜鋅氧 化物的鎵)、聚苯胺、PEDOT:PSS、其它傳導(dǎo)聚合物、它們的合金、 它們的組合物及它們的多層物。
半導(dǎo)體層可包含有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料(優(yōu)選地為有機(jī)半導(dǎo)體材 料)。有用的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料包括非晶形硅、碲、氧化鋅、硒化鋅、 硫化鋅、硫化鎘以及硒化鎘(優(yōu)選地為非晶形硅)。有用的有機(jī)半導(dǎo) 體材料包括它們并苯及取代的衍生物。并苯的具體例子包括蒽、萘、 并四苯、并五苯以及取代的并五苯(優(yōu)選地為并五苯或取代的并五苯， 包括氟化并五苯)。其它的例子包括半導(dǎo)電聚合物、二萘嵌苯、球殼 狀碳分子、酞菁、齊分子噻酚、聚噻吩、聚苯乙炔、聚乙炔、金屬酞 青以及取代的衍生物。
可使用本發(fā)明的方法提供薄膜電極(即門電極、源電極以及漏電 極)、門電介質(zhì)和/或半導(dǎo)體層。
也可通過(guò)其它有用的方法提供TFT層。也可通過(guò)任何有用的方法，例如電鍍、噴墨印刷或汽相沉積(例如熱蒸發(fā)或?yàn)R射)來(lái)提供薄 膜電極?？赏ㄟ^(guò)任何有用的方法，例如溶液沉積、旋轉(zhuǎn)涂層、印刷技 術(shù)或汽相沉積來(lái)提供半導(dǎo)體層。例如，也可通過(guò)任何有用的方法，例 如汽相沉積或基于等離子的沉積來(lái)提供門電介質(zhì)。
可以通過(guò)已知方法來(lái)完成薄膜電極及半導(dǎo)體層的圖案，例如蔭罩、 添加劑照相平版印刷法、減色照相平版印刷法、印刷、微接觸印刷以 及圖案涂層(優(yōu)選地采用蔭罩)。
在某些情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法，可使用反射器對(duì)一個(gè)或多個(gè) 或所有門電極、門電介質(zhì)、半導(dǎo)體層、源電極和漏電極以及密封材料 分別進(jìn)行汽相沉積。此外，可將包含一個(gè)或多個(gè)蔭罩的多個(gè)圖案用于 組件層的沉積。可在一個(gè)或多個(gè)蔭罩上通過(guò)相同或不同的圖案沉積單 個(gè)層。
實(shí)施
下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)作了更進(jìn)一步的說(shuō)明，但這 些實(shí)例中列舉的特定物質(zhì)和用量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì) 本發(fā)明不適當(dāng)?shù)南拗啤?br> 實(shí)例1
將一個(gè)15 cm x 18 cm的聚酰亞胺蔭罩(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利申 請(qǐng)公開(kāi)No. 2003/0150384 (Baude等人))置于15 cm x 18 cm玻璃 基底的頂部，并將之置于真空室中。蔭罩具有由90 ym分隔的90 u m正方形孔的圖案。將把一張約25 cm x 46 cm的、與超高真空相容 的平面鋁箔(UHV箔，可購(gòu)自位于Cleveland, Ohio的All-Foils, Inc.) 置于基底以上25cm處。將使用由Variac (Staco可調(diào)變壓器)控制 的500 W石英燈加熱箔，從而將之用作通量反射器。將在通量反射器 的附近面朝下放置一個(gè)厚度監(jiān)視器Unficon XTC/2,可購(gòu)位于East Syracuse, New York的Inficon)，以測(cè)量主通量。第二個(gè)Inficon XTC/2厚度監(jiān)視器將面朝上置于基底附近，以測(cè)量仲(重定向)通量。
以與反射器垂直方向偏離約30度的角度采用速率6.5A/sec (峰 值)及3.0A/sec (穩(wěn)定值)從基底側(cè)的礬土坩鍋熱蒸發(fā)tris(8-羥喹啉) 鋁(Alq)的主束。以速率1.5A/sec(峰值)及0.5A/sec(穩(wěn)定值)將Alq 的仲束沉淀在基底及蔭罩上。以一致的方式在玻璃基底上沉淀總共 370A的Alq。通過(guò)短波紫外線及光學(xué)顯微鏡可借助熒光性看到通過(guò)蔭 罩的沉積的圖案。圖案的顯微照片通過(guò)Sony Exwave HAD彩色數(shù)碼 相機(jī)(可購(gòu)自Sony USA)，使用20x物鏡及100x物鏡拍下。顯微 照片分別如圖3及圖4所示。圖案化的正方形的邊長(zhǎng)為90微米。
實(shí)例2
通過(guò)使用MathCad (可購(gòu)自位于Cambridge, Massachusetts的 Mathsoft)來(lái)完成通量反射器的數(shù)字建模。通過(guò)使用Dayton對(duì)于努森 池的Clausing化學(xué)式的修改(例如，參見(jiàn)Molecular Beam Epitaxy, Fundamentals and Current Status, M. A. Herman and H. Sitter (Springer-Verlag， 1989)來(lái)計(jì)算主束。該模型用于計(jì)算通量反射器上的 各點(diǎn)理論上的通量撞擊。將把通量反射器視為朗伯曲線再蒸發(fā)源。一 個(gè)二維集成將實(shí)現(xiàn)在基底的任意點(diǎn)進(jìn)行所得仲束(通過(guò)通量反射器重 新定向的束)撞擊的理論通量計(jì)算。由MathCad 生成的三維圖(圖 5(a)及(b))顯示了理論上計(jì)算出的體系的主及仲通量，在該體系中， 平面通量反射器在基底及努森池以上的lm處，同時(shí)努森池位于基底 一邊的中心處。垂直軸將采用通量的任意單位(例如A/sec)，水平軸 將釆用cm。圖形顯示了大型基底區(qū)域(在80 cm x 80 cm區(qū)域(1600 cm2區(qū)域)中變化小于+/-8%)上的理論沉積是相對(duì)一致的。
實(shí)例3
通過(guò)適當(dāng)?shù)貙⑼糠瓷淦鞅砻娉尚慰蓪?shí)現(xiàn)增強(qiáng)的一致性和/或效 率。圖6顯示了成形為曲面的可供選擇的通量反射器，該實(shí)例中的表 面將由以下公式定義其中Zfr是表面在點(diǎn)(x,y)的高度(以厘米為單位)，而Mx、 Cx禾n Cy為常數(shù)。在該實(shí)例中，Mx = 44.5cm， Cx = Cy = 9.5 cm?；?本如上所述，使用MathCad 通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)出該反射器。圖7顯 示了得自該成型通量反射器的理論仲通量(如上所述計(jì)算)。理論沉 積是一致的，可在80 cm x 80 cm的區(qū)域(1600 cm2區(qū)域)上實(shí)現(xiàn)小 于+/-2%的變化。
在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對(duì)本發(fā)明的各種改進(jìn)和 改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于 以上提供的示例性實(shí)施例和實(shí)例，而且上述實(shí)例和實(shí)施例僅以舉例的 方式提進(jìn)行描述，本發(fā)明的范圍僅受本文下面所附的權(quán)利要求的限制。<formula>formula see original document page 21</formula>
權(quán)利要求
1.一種制備圖案化層的方法，該方法包括將一束汽化了的材料導(dǎo)向反射器，使得汽化了的材料束撞擊所述反射器的撞擊表面，并在蔭罩中通過(guò)一個(gè)或多個(gè)孔從所述反射器將其重新定向到沉積基底上，以形成圖案化的材料層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述汽化了的材料是有機(jī)的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述反射器加熱到高于 所述汽化了的材料冷凝溫度的溫度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中使用燈加熱所述反射器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在小于約1 x l(T3托的壓 力下進(jìn)行所述方法。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反射器包含金屬箔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用聚合物涂布所述撞擊表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述撞擊表面是非平面的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蔭罩為聚合物蔭罩。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蔭罩被放置在所述沉 積基底上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案化材料層的厚度在大于約1600 cm2的區(qū)域上以小于約8°/。的幅度變化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案化的材料層是電 子裝置的層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電子裝置為有機(jī)電 子裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述有機(jī)電子裝置是有 機(jī)發(fā)光二極管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述有機(jī)電子裝置是有 機(jī)薄膜晶體管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，該方法進(jìn)一步包含汽化材料以 形成被汽化的材料束，其中所述材料為粉末狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述汽化了的材料束撞擊 所述反射器的撞擊表面，并通過(guò)蔭罩中的一個(gè)或多個(gè)孔立即將其從反 射器重新定向。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述汽化了的材料束撞擊 所述反射器的撞擊表面，并在通過(guò)蔭罩中的一個(gè)或多個(gè)孔從反射器將 其重新定向之前保留在所述撞擊表面上。
19. 一種制備薄膜層的方法，該方法包括將汽化了的材料束導(dǎo)向反射器，使得汽化了的材料束撞擊所述反 射器并被重新定向到沉積基底上以形成薄膜層，其中所述薄膜層的厚 度在大于約1600 cm2的區(qū)域上以小于約8%的幅度變化。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述汽化了的材料是有 機(jī)的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中通過(guò)蔭罩中的一個(gè)或多 個(gè)孔將所述汽化了的材料重新定向以形成圖案化的薄膜層。
22. —種制備薄膜層的方法，該方法包括(a) 將汽化了的材料束導(dǎo)向反射器；(b) 使汽化了的材料在所述反射器上冷凝；以及(c) 加熱所述反射器以重新汽化所述材料，并將所述材料轉(zhuǎn)移到沉積基底上作為薄膜層。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述汽化了的材料是有 機(jī)的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中蔭罩用于圖案化所述薄 膜層。
25. —種沉積體系，該沉積體系包含通量反射器和蔭罩。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的沉積體系，其中所述蔭罩為聚合物 蔭罩。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的沉積體系，其中所述通量反射器包 含非平面表面。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的沉積體系，該沉積體系進(jìn)一步包含 沉積基底，其中所述蔭罩被放置在所述沉積基底之上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的沉積體系，其中所述蔭罩在整個(gè)沉 積區(qū)域之上以小于約io微米的距離與所述沉積基底分離。
全文摘要
一種制備圖案化層的方法，該方法包括指引一束蒸發(fā)材料朝向反射器使該束蒸發(fā)材料撞擊反射器的撞擊表面并從反射器那里改變方向(通過(guò)蔭罩中的一個(gè)或多個(gè)小孔)，落在沉積基底上形圖案化的材料層。
文檔編號(hào)C23C14/12GK101287856SQ200680029522
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者保羅·F·博德, 埃里克·W·黑默施, 邁克爾·A·哈斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司