DE102011005714A1

DE102011005714A1 - Coating substrates in coating unit, comprises subjecting material to be vaporized to evaporation device, exposing material to second evaporation by radiation energy input, applying evaporation to first and second material, and depositing

Info

Publication number: DE102011005714A1
Application number: DE201110005714
Authority: DE
Inventors: Harald Gross
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Coating the substrates in a coating unit, comprises: subjecting a material to be vaporized to an evaporation device (8), in a first position (9) of a first evaporation and depositing on a moving intermediate carrier (3), where the intermediate carrier is brought in proximity to a substrate (1) to be coated in a second position (14); exposing material to a second evaporation by a radiation energy input; applying an evaporation at first position to a first material on the intermediate carrier, and subsequently applying an evaporation to at least one second material; and depositing the material. Coating the substrates in a coating unit, comprises: subjecting a material to be vaporized to an evaporation device (8), in a first position (9) of a first evaporation and depositing on a moving intermediate carrier (3), where the intermediate carrier is brought in proximity to a substrate (1) to be coated in a second position (14); exposing the material deposited on the intermediate carrier to a second evaporation by a radiation energy input and depositing the evaporated material on a third position on the substrate; applying an evaporation in the manner of the first evaporation at the first position to a first material on the intermediate carrier, and subsequently applying an evaporation in the manner of the first evaporation to at least one second material, which is on the first material present on the intermediate carrier; and depositing the material with higher evaporation temperature in comparison to the second material as the first material such that the two materials are mixed at the second position of the second evaporation between the second and the third position in the vapor phase, and mixed in the third position, and are homogeneously deposited on the substrate. The layer of first material is evaporated and the second material is evaporated by a radiation such that a vapor portion of the first material and a vapor portion of the second material are present in the region of the deposition at the third position. An independent claim is also included for a device for coating substrates, comprising the moving intermediate carrier, evaporation device at a first position with a first evaporation for vapor deposition of the intermediate carrier with the evaporation material and the evaporation device at the second position with a second evaporation for the deposition of the evaporation material on the substrate. An additional evaporation apparatus is arranged between the evaporation device in the first position and the substrate in the second position for evaporation and deposition of a second evaporation material and a continuous light source is provided at the second position with an output, which is arranged at the third position and realizes a vapor portion of the first material and a vapor portion of the second material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten in einer Beschichtungsanlage, wobei das zu verdampfende Material in einer Verdampfungsvorrichtung in einer ersten Position einer ersten Verdampfung unterzogen und auf dem bewegten Zwischenträger abgeschieden wird. Der Zwischenträger wird in einer zweiten Position in räumliche Nähe zu dem zu beschichtenden Substrat gebracht und das auf dem Zwischenträger abgeschiedene Material mittels Energieeintrag durch eine Strahlung einer zweiten Verdampfung unterzogen und das verdampfte Material auf dem Substrat abgeschieden.The invention relates to a method for coating substrates in a coating installation, wherein the material to be evaporated is subjected to a first evaporation in a vaporization device in a first position and deposited on the moving intermediate carrier. The subcarrier is brought into spatial proximity to the substrate to be coated in a second position, and the material deposited on the subcarrier is subjected to second evaporation by means of energy input by radiation and the vaporized material is deposited on the substrate.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens zur Beschichtung eines Substrates mit einem bewegten Zwischenträger, einer Verdampfungsvorrichtung an einer ersten Position mit einer ersten Verdampfung zur Bedampfung eines Zwischenträgers mit dem Verdampfungsmaterial und einer Verdampfungsvorrichtung an einer zweiten Position mit einer zweiten Verdampfung zur Abscheidung des Verdampfungsmateriales auf dem Substrat.The invention also relates to a device for carrying out the aforementioned method for coating a substrate with a moving intermediate carrier, an evaporation device at a first position with a first evaporation for vapor deposition of an intermediate carrier with the evaporation material and an evaporation device at a second position with a second evaporation Deposition of the evaporation material on the substrate.

Die Beschichtung von Substraten aus der Dampfphase in einer Beschichtungsanlage, insbesondere einer Durchlaufbeschichtungsanlage, erfolgt üblicherweise mittels Punkt- und Linienquelle, wobei das zu abzuscheidende Beschichtungsmaterial erwärmt, verdampft und auf dem Substrat abgeschieden wird.The coating of substrates from the vapor phase in a coating plant, in particular a continuous coating plant, is usually carried out by means of point and line source, wherein the coating material to be deposited is heated, evaporated and deposited on the substrate.

Dabei können mit punktförmigen Verdampferquellen für Vakuumbeschichtungen Materialausbeuten von ca. 10% erreicht werden. Bei linearen Verdampferquellen hingegen ist die Ausbeute wesentlich höher und hängt von der Substratbreite ab. Beispielsweise liegt die maximale Ausbeute bei ungefähr 60% für Substratbreiten von 300 mm.It can be achieved with punctiform evaporation sources for vacuum coatings material yields of about 10%. For linear evaporator sources, however, the yield is much higher and depends on the substrate width. For example, the maximum yield is about 60% for substrate widths of 300 mm.

Die JP 2011-23731A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten, wobei ein fortlaufend bewegter Zwischenträger verwendet wird. Auf diesem Zwischenträger erfolgt eine erste Abscheidung des abzuscheidenden Materials und nachfolgend eine zweite Verdampfung, wobei das Material auf dem Substrat abgeschieden wird. Dabei wird auf dem Zwischenträger mehr als 99% des Materials aufgebracht und anschließend nahezu vollständig auf ein Substrat übertragen.The JP 2011-23731A discloses a method and apparatus for coating substrates using a continuously moving subcarrier. On this intermediate carrier takes place a first deposition of the material to be deposited and subsequently a second evaporation, wherein the material is deposited on the substrate. In this case, more than 99% of the material is applied to the intermediate carrier and then transferred almost completely to a substrate.

Bei der Substratbeschichtung von gemischten Materialien besteht das Bestreben, möglichst einen großen Teil des Quellenmateriales bei der Beschichtung abzuscheiden. Dies gilt insbesondere für Dotanden, welche bis zu mehrere tausend Euro pro Gramm kosten können.In substrate coating of mixed materials, there is a desire to deposit as much of the source material as possible in the coating. This is especially true for dopants, which can cost up to several thousand euros per gram.

Für die Herstellung von Mischschichten verschiedener Materialien ist es bekannt, mehrere Linienquellen einzusetzen. Mit diesen einzelnen Linienquellen werden die Materialien bereits beim Aufbringen gemischt. Diese weisen allerdings aufgrund der baulichen Mindestgröße und der erforderlichen Durchmischung der Materialien einen größeren Abstand zum Substrat im Vergleich zu einem einzelnen Verdampfer auf, wie dies in 1 dargestellt ist. Durch diesen großen Abstand kann Streudampf entweichen. Durch den Streudampf bedingt, wird bei größerem Abstand zum Substrat die Ausbeute geringer. Eine Verlängerung der Düsen zu kleinen Kanälen, wie dies in 2 dargestellt ist, könnte diesen Nachteil verringern, wobei ein Mindestabstand zum Substrat eingehalten werden muss, um nicht nur die Durchmischung der Materialien vor deren Abscheidung zu gewährleisten, sondern auch um die Dampfwolken einzelner Düsen nicht auf dem Substrat abzubilden, da anderenfalls die Schichthomogenität nicht gewährleistet wäre.For the production of mixed layers of different materials, it is known to use several line sources. With these individual line sources, the materials are already mixed during application. However, these have a larger distance from the substrate compared to a single evaporator due to the minimum structural size and the required mixing of the materials, as in 1 is shown. Due to this large distance, scattering steam can escape. Due to the scattering steam, the yield decreases with a larger distance to the substrate. An extension of the nozzles to small channels, as in 2 could reduce this disadvantage, wherein a minimum distance from the substrate must be maintained in order to ensure not only the mixing of the materials prior to their deposition, but also to the steam clouds of individual nozzles not on the substrate, otherwise the layer homogeneity would not be guaranteed ,

Beim Einsatz kommt eine weitere Schwierigkeit hinzu. Die Zersetzung eines organischen Materials hängt nämlich hauptsächlich von der Temperatur und der Expositionszeit ab. Typischerweise beginnt eine schleichende Zersetzung einer organischen Substanz bereits unterhalb der Verdampfungstemperatur, welche durch Temperaturerhöhung stark beschleunigt wird.The use adds another difficulty. The decomposition of an organic material depends mainly on the temperature and the exposure time. Typically, a gradual decomposition of an organic substance begins already below the evaporation temperature, which is greatly accelerated by increasing the temperature.

Werden organische Materialien durch Dampfkanäle geleitet, so beträgt die minimale, durchschnittliche Expositionszeit des organischen Materials mit den heißen Wänden mehrere Sekunden. Die Gefahr der Zersetzung ist somit sehr hoch.When organic materials are passed through steam channels, the minimum average exposure time of the organic material to the hot walls is several seconds. The danger of decomposition is therefore very high.

Bei der OVPD(organic vapor phase deposition)-Verfahren, erfolgt die Mischung der Gase verschiedener organischer Materialien innerhalb eines Dampfkanals. Außerdem können durch das dort eingesetzte Trägergas bedingt anstatt einzelner Düsen auch Schlitzblenden als Gasauslass verwendet werden. Damit ist es möglich, die Schlitzblende in unmittelbarer Nähe des Substrats zu positionieren, so dass die Materialausbeute hoch ist. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass nur organische Materialien mit ähnlicher Verdampfungstemperatur innerhalb eines Gaskanals eingesetzt werden können. Der Grund hierfür liegt in der Zersetzungstemperatur eines organischen Materials, welche oftmals nur wenige Grad Celsius – z. B. 20 Grad Celsius – über der Verdampfungstemperatur liegt. In der Praxis haben Dotand und Matrixmaterial, welche gleichzeitig abgeschieden werden sollen, meistens sehr unterschiedliche Verdampfungstemperaturen, beispielsweise 150°C für den Dotanden und 400°C für die Matrix. Um Kondensationen zu vermeiden, muss der Dampfkanal aber mindestens auf einer Temperatur gehalten werden, welche dem Material mit der höchsten Verdampfungstemperatur entspricht. Somit ist die Zersetzungswahrscheinlichkeit von Materialien mit einer geringeren Verdampfungstemperatur im Dampfkanal sehr hoch.In the OVPD (organic vapor phase deposition) method, the mixture of gases of various organic materials takes place within a steam channel. In addition, due to the carrier gas used there, it is also possible to use slit diaphragms as gas outlet instead of individual nozzles. This makes it possible to position the slit in the immediate vicinity of the substrate, so that the material yield is high. A disadvantage of this method is that only organic materials with a similar evaporation temperature can be used within a gas channel. The reason for this lies in the decomposition temperature of an organic material, which often only a few degrees Celsius - z. B. 20 degrees Celsius - is above the evaporation temperature. In practice, dopant and matrix material which are to be deposited simultaneously usually have very different evaporation temperatures, for example 150 ° C. for the dopant and 400 ° C. for the matrix. In order to avoid condensation, however, the steam channel must be kept at least at a temperature which corresponds to the material with the highest Evaporation temperature corresponds. Thus, the decomposition probability of materials having a lower evaporation temperature in the steam channel is very high.

In der bereits genannten JP2011-23731A wird bereits angegeben, dass mehrere Materialien auf den Zwischenträger abgeschieden werden können. Eine Mischung dieser Materialien geschieht dann bei der Übertragung dieser Materialien von dem Zwischenträger auf das Substrat. Hierbei kann eine relativ hohe Materialausbeute sichergestellt werden. Allerdings zeigt sich hier eine weitere Schwierigkeit.In the already mentioned JP2011-23731A It is already stated that several materials can be deposited on the intermediate carrier. A mixture of these materials then happens during the transfer of these materials from the subcarrier to the substrate. In this case, a relatively high material yield can be ensured. However, here is another difficulty.

Wird auf einen rotierenden Zwischenträger zuerst ein erstes Material mit einer niedrigeren Verdampfungstemperatur (z. B. 150°C) aufgedampft und anschließend ein zweites Material mit einer höheren Verdampfungstemperatur (z. B. 550°C), so kann dadurch eine ungewollte Ablösung des ersten Materials im Bedampfungsbereich eintreten. In jedem Falle wird eine homogene Schichtabscheidung zumindest erschwert. Der Grund ist in dem Einsatz der Blitzlampe nach dem Stand der Technik zu sehen. Thermische Simulationen haben gezeigt, dass sich der Absorber, der auf dem Zwischenträger zum Zwecke der Energieaufnahme aus der Strahlung bei einer Blitzlampe mit einer Blitzzeit von insgesamt 1.0 Millisekunde nach ca. 0.1 ms auf 150°C erwärmt hat und nach 0.9 ms auf 550°C. Bei einer typischen Fluggeschwindigkeit der Gasmoleküle von 100 m/s würden bei einer Zeitdifferenz von 0.8 ms = 0.9 ms – 0.1 ms die Teilchen eine Strecke von 8 cm zurücklegen, also ein Vielfaches des in der üblichen Trommelabstands zum Substrat von 5 mm, welcher für eine hohe Materialausbeute erforderlich ist. Folglich kommt es bei einer Blitzlampe zu keiner Durchmischung der Materialien 1 und 2, sondern diese werden nacheinander auf dem Substrat abgeschieden.If a first material with a lower evaporation temperature (for example 150 ° C.) is vapor-deposited on a rotating intermediate carrier first and then a second material with a higher evaporation temperature (eg 550 ° C.), this may result in an unwanted detachment of the first Materials enter the vaporization area. In any case, a homogeneous layer deposition is at least made more difficult. The reason is to be seen in the use of the flash lamp according to the prior art. Thermal simulations have shown that the absorber which has been heated to 150 ° C on the subcarrier for the purpose of energy absorption from the radiation in a flash lamp with a total of 1.0 milliseconds flash time after about 0.1 ms and after 0.9 ms to 550 ° C. , At a typical air velocity of the gas molecules of 100 m / s, with a time difference of 0.8 ms = 0.9 ms - 0.1 ms, the particles would cover a distance of 8 cm, ie a multiple of the usual drum distance to the substrate of 5 mm, which for a high material yield is required. Consequently, with a flashlamp, there is no intermixing of the materials 1 and 2, but these are sequentially deposited on the substrate.

Für die Herstellung insbesondere von OLEDs, welche weißes Licht emittieren, ist eine gleichzeitige Abscheidung von insgesamt vier Materialien erwünscht: Dotand, welcher rotes Licht emittiert; zweiter Dotand, welcher grünes Licht emittiert; dritter Dotand, welcher blaues Licht emittiert; Matrixmaterial. Auch im Bereich der organischen Photovoltaik werden momentan Bauelemente entwickelt, welche eine gleichzeitige Abscheidung von mehr als zwei Materialien erforderlich machen.For the production of, in particular, OLEDs which emit white light, simultaneous deposition of a total of four materials is desirable: dopant, which emits red light; second dopant emitting green light; third dopant, which emits blue light; Matrix material. Also in the field of organic photovoltaic devices are currently being developed, which make a simultaneous deposition of more than two materials required.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, womit unter Gewährleistung einer hohen Schichtqualität eine deutliche Erhöhung der Materialausbeute bei der Beschichtung von Mischschichten erreicht werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device, which, while ensuring a high layer quality, a significant increase in the material yield in the coating of mixed layers can be achieved.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung sind in den dazu abhängigen Ansprüchen 10 bis 15 angegeben.The object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims 2 to 8. The object is also achieved by a device according to claim 9. Advantageous embodiment are specified in the dependent claims 10 to 15.

Die verfahrensseitige Lösung besteht nun darin, dass mit einer Verdampfung in der Art der ersten Verdampfung an der ersten Position ein erstes Material auf dem Zwischenträger aufgebracht wird. Nachfolgend wird mit einer Verdampfung in der Art der ersten Verdampfung mindestens ein zweites Material auf das erste Material auf dem Zwischenträger aufgebracht. Dabei wird bei unterschiedlichen Verdampfungstemperaturen der Materialien in Bewegungsrichtung des Zwischenträgers gesehen zuerst als erstes Material das Material mit der im Vergleich zum zweiten Material höheren Verdampfungstemperatur abgeschieden. Beide Materialien werden an der zweiten Position der zweiten Verdampfung unterzogen werden, zwischen der zweiten und der dritten Position in der Dampfphase gemischt und in der dritten Position gemischt und homogen auf dem Substrat abgeschieden. Dabei wird die Schicht aus erstem und zweitem Material durch eine solche Strahlung verdampft, dass im Bereich der Abscheidung an der dritten Position stets ein Dampfanteil des ersten Materials und ein Dampfanteil des zweiten Materials präsent ist.The method-side solution consists in the fact that with evaporation in the manner of the first evaporation at the first position, a first material is applied to the intermediate carrier. Subsequently, with evaporation in the manner of the first evaporation, at least a second material is applied to the first material on the intermediate carrier. It is seen at different evaporation temperatures of the materials in the direction of movement of the subcarrier first deposited as the first material, the material with the higher evaporation temperature compared to the second material. Both materials will be subjected to the second evaporation at the second position, mixed in the vapor phase between the second and third positions, and mixed in the third position and homogeneously deposited on the substrate. In this case, the layer of first and second material is evaporated by such a radiation, that in the region of the deposition at the third position always a vapor portion of the first material and a vapor portion of the second material is present.

Damit wird die Energiezufuhr, die zu der Verdampfung an der zweiten Position führt, so eingestellt, dass von einem Bereich der Schicht zunächst die oben liegende Schicht mit der niedrigeren Temperatur verdampft. Dann kann sich langsam die darunter liegende Schicht des Materials mit der höheren Temperatur bis zur Verdampfungstemperatur erwärmen. Dieses Material wird sich dann mit dem zuerst verdampften Material des nächsten Bereiches mischen. Daraus wird ersichtlich, dass sich nicht die Schichtteile jeweils eines Bereiches miteinander mischen sondern ungefähr der obere Schichtteil des einen Bereiches mit dem darunter liegenden Schichtteil des nächsten Bereiches usw. Die Verdampfung mit einer Blitzlampe, wie sie beim Stand der Technik geschildert wurde, würde stets zu einer Verdampfung der Schichtteile jeweils desselben Bereiches führen, was die geschilderten nachteiligen Folgen hätte. Im Vergleich zu der Blitzlampe nach dem Stand der Technik, die einen hohen Energieeintrag über eine extrem kurze Zeit erzeugt, wird erfindungsgemäß ein niedriger Energieeintrag über eine längere Zeit bei dem bewegten Zwischenträger eingestellt.Thus, the energy supply leading to the evaporation at the second position is adjusted so that first of all the upper layer of lower temperature evaporates from a portion of the layer. Then, the underlying layer of the higher temperature material can slowly warm to the vaporization temperature. This material will then mix with the first evaporated material of the next area. It can be seen that not the layer portions of each area mix with each other but approximately the upper layer portion of the one area with the underlying layer portion of the next area, etc. The evaporation with a flashlamp, as has been described in the prior art, would always to Evaporation of the layer parts each lead to the same area, which would have the described adverse consequences. Compared with the flash lamp according to the prior art, which generates a high energy input over an extremely short time, according to the invention a low energy input is set for a longer time in the moving intermediate carrier.

Auf diese Art und Weise lassen sich zwischen der zweiten und der dritten Position auch mehr als zwei Materialien mischen, indem an und nach der ersten Position in der Art des Aufbringens des zweiten Materiales, mindestens ein weiteres Material auf den Zwischenträger aufgebracht wird. Dementsprechend wird der Energieeintrag an der zweiten Position dann so eingestellt, dass an der dritten Position Dampfanteile aller Schichtteile zur Verfügung stehen.In this way, more than two materials can be mixed between the second and the third position by applying at least one further material to the intermediate carrier on and after the first position in the manner of applying the second material. Accordingly, the energy input at the second position is then adjusted so that vapor portions of all layer portions are available at the third position.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als zu verdampfendes Material organisches Material verwendet. Hierbei kann insbesondere organisches Halbleitermaterial verwendet werden, etwa bei der OLED-Herstellung oder der Herstellung photovoltaischer Schichten.In a further embodiment of the invention, organic material is used as material to be evaporated. Here, in particular organic semiconductor material can be used, for example in the OLED production or the production of photovoltaic layers.

Es ist natürlich auch möglich, als zu verdampfendes Material anorganisches Material zu verwenden. Als zu verdampfende Materialien im Sinne der Erfindung können alle anorganischen Materialien, wie Alkali- oder Erdalkalimetalle sowie Metalle, Halb- und Nichtmetalle, sofern deren Siedetemperatur unterhalb der Schmelz- oder Zersetzungstemperatur des Zwischenträgers liegt, verwendet werden.Of course, it is also possible to use inorganic material as the material to be evaporated. As materials to be evaporated in the context of the invention, all inorganic materials, such as alkali or alkaline earth metals and metals, semi- and non-metals, provided that their boiling point is below the melting or decomposition temperature of the intermediate carrier can be used.

Es ist möglich, das Verdampfungsmaterial auf einem bandförmig ausgeführten Zwischenträger abzuscheiden. Durch die bandförmige Ausführung ist sowohl eine Wiederverwendung des Zwischenträgers für weitere Beschichtungen als auch der Transport der auf dem Zwischenträger abgeschiedenen Schichten zur Verdampfung in der zweiten sowie dritten Position vorteilhaft realisierbar.It is possible to deposit the evaporation material on a ribbon-shaped intermediate carrier. By the band-shaped design both reuse of the intermediate carrier for further coatings and the transport of the deposited on the intermediate carrier layers for evaporation in the second and third position can be advantageously realized.

Es ist auch möglich, das Verdampfungsmaterial auf einem als rotierende Kreisscheibe ausgeführten Zwischenträger abzuscheiden. Dadurch werden kurze Transportstrecken zwischen der ersten und der zweiten Position in der Vakuumbeschichtungsanlage ermöglicht. Dieses Verfahren ist insbesondere vorteilhaft für räumlich stark begrenzte Vakuumbeschichtungsanlagen, da durch diese Ausführungsform die zweifache Verdampfung des Verdampfungsmaterials auf kleinem Raum realisiert werden kann. Zudem lässt sich eine rotatorische Bewegung der Kreisscheibe mechanisch einfacher realisieren, als eine translatorische Bewegung.It is also possible to deposit the evaporation material on an intermediate carrier designed as a rotating circular disk. This allows short transport distances between the first and the second position in the vacuum coating system. This method is particularly advantageous for spatially very limited vacuum coating systems, since this embodiment allows the two-fold evaporation of the evaporation material can be realized in a small space. In addition, a rotational movement of the circular disc can be realized mechanically easier than a translational movement.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, Materialien für die Kreisscheibe zu verwenden, die sich nicht in Form eines Bandes herstellen lassen oder nicht die erforderliche Elastizität aufweisen.Another advantage is to use materials for the circular disc, which can not be produced in the form of a band or do not have the required elasticity.

In einer weiteren Alternative ist es auch möglich, das Verdampfungsmaterial auf einem drehbaren zylindrischen Zwischenträger abzuscheiden. Entlang der äußeren Umlaufbahn dieses Zwischenträgers können dann die einzelnen Be- oder Verdampfungsstationen positioniert sein, wodurch durch den Durchmesser des Zwischenträgers bedingt eine räumliche Trennung der einzelnen Stationen erreicht werden kann. Eine Anordnung der Strahlungsquelle kann in diesem Falle im Inneren des hohlzylindrisch ausgebildeten Zwischenträgers angeordnet sein.In a further alternative, it is also possible to deposit the evaporation material on a rotatable cylindrical intermediate carrier. Along the outer orbit of this intermediate carrier, the individual loading or evaporation stations can then be positioned, whereby due to the diameter of the intermediate carrier a spatial separation of the individual stations can be achieved. An arrangement of the radiation source can be arranged in this case in the interior of the hollow cylindrical intermediate carrier.

In einer Ausführungsform wird die Schicht aus erstem Material und zweitem Material in der zweiten Position über einen auf dem Zwischenträger angeordneten Absorber mittels einer als kontinuierlich leuchtende Lichtquelle ausgebildeten Strahlungsquelle verdampft. Dabei erfolgt die Verdampfung der Schicht in der zweiten Position durch die Strahlungsquelle auf der der beschichteten Seite gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers. Somit wird die der Bedampfungsseite des Zwischenträgers gegenüberliegende Seite durch die Strahlungsquelle erhitzt und das auf dem Zwischenträger abgeschiedene Material verdampft.In one embodiment, the layer of first material and second material is vaporized in the second position via an absorber arranged on the intermediate carrier by means of a radiation source designed as a continuously illuminated light source. In this case, the evaporation of the layer takes place in the second position by the radiation source on the side opposite the coated side of the intermediate carrier. Thus, the side opposite the evaporation side of the intermediate carrier is heated by the radiation source and the material deposited on the intermediate carrier evaporates.

Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Schicht aus erstem Material und zweitem Material mittels einer Gasentladungslampe oder einer Halogenlampe verdampft wird.In this case, it is advantageous that the layer of first material and second material is evaporated by means of a gas discharge lamp or a halogen lamp.

Es ist möglich, das Substrat während der Abscheidung in der dritten Position zu kühlen. Eine derartige Kühlung beugt einer zu hohen Substraterwärmung vor und erleichtert die Kondensation der gemischten Materialien auf dem Substrat.It is possible to cool the substrate during deposition in the third position. Such cooling prevents excessive substrate heating and facilitates condensation of the mixed materials on the substrate.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schicht aus erstem Material und zweitem Material mit einem unsteten Abstand, der in dem Strahlungsbereich der Strahlungsquelle sein Minimum aufweist, an dem Substrat vorbei geführt wird.In a variant of the method according to the invention, it is provided that the layer of first material and second material with an unsteady distance, which has its minimum in the radiation region of the radiation source, is guided past the substrate.

Dadurch wird das in der zweiten Position verdampfte Material in quantitativ hohem Maße auf dem sich in geringem Abstand befindlichen Substrat abgeschieden. Außerdem wird die Temperaturbelastung des Materials minimiert.As a result, the material evaporated in the second position is deposited to a high degree on the closely spaced substrate. In addition, the temperature load of the material is minimized.

Der Abstand liegt für die Verdampfung eines organischen Materials im Bereich von etwa 0.1 bis 50 mm. Zur Verdampfung mehrerer Materialien und deren Durchmischung in der Gasphase ist allerdings ein Mindestabstand erforderlich, welcher von vielen Faktoren wie Verdampfungstemperatur, Materialmenge und Stöchiometrie abhängt. Dadurch ist ein vollständiger Übergang des organischen Materials vom Zwischenträger auf das Substrat möglich.The distance is for the evaporation of an organic material in the range of about 0.1 to 50 mm. For evaporation of several materials and their mixing in the gas phase, however, a minimum distance is required, which depends on many factors such as evaporation temperature, amount of material and stoichiometry. As a result, a complete transition of the organic material from the intermediate carrier to the substrate is possible.

Vorzugsweise beträgt der Abstand weniger als 5 mm.Preferably, the distance is less than 5 mm.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren nun so ausgestaltet werden, dass das Aufbringen des ersten Materiales, z. B. zur Herstellung einer weißen OLED, mittels eines ersten Linearverdampfers erfolgt, der also das erste Material nicht auf dem Substrat sondern auf dem Zwischenträger abscheidet. In einem deutlichen räumlichen Abstand zu dem ersten Linearverdampfer kann dann ein zweites Material auf dem Zwischenträger abgeschieden werden. Die Linearverdampfer können aufgrund des Abstandes zueinander, im Unterschied zum Stand der Technik, sehr nahe an den Zwischenträger herangebracht werden, wodurch schon eine hohe Ausbeute bei der Materialübertragung gewährleistet werden kann. In gleicher Weise kann mit weiteren Materialen verfahren werden.In particular, the inventive method can now be configured so that the application of the first material, for. B. for producing a white OLED, by means of a first linear evaporator, which thus deposits the first material not on the substrate but on the intermediate carrier. At a clear spatial distance from the first linear evaporator, a second material can then be deposited on the intermediate carrier become. The linear evaporator can be brought very close to the intermediate carrier due to the distance from each other, in contrast to the prior art, which already a high yield in the material transfer can be guaranteed. In the same way can be moved with other materials.

Insbesondere werden also die organischen Materialien nacheinander auf einen kalten Zwischenträger abgeschieden, wobei mit dem Material mit der höchsten Verdampfungstemperatur begonnen wird.In particular, therefore, the organic materials are sequentially deposited on a cold subcarrier, starting with the material having the highest evaporation temperature.

In einem weiteren Schritt wird die Schicht aus vielen Schichtteilen auf dem Zwischenträger an der zweiten Position verdampft und an der dritten Position auf dem Substrat abgeschieden. Durch den minimalen Abstand zwischen dem Zwischenträger und dem Substrat können sehr hohe Materialausbeuten erzielt werden.In a further step, the layer of many layer parts is evaporated on the intermediate carrier at the second position and deposited on the substrate at the third position. Due to the minimal distance between the intermediate carrier and the substrate, very high material yields can be achieved.

Eine gute Mischung und kontrollierte Abscheidung kann dadurch erreicht werden, dass das an der zweiten Position verdampfte Material über einen Kanal zur dritten Position verteilt wird.Good mixing and controlled deposition can be achieved by distributing the material vaporized at the second position to the third position via a channel.

Die anordnungsseitige Lösung der Aufgabenstellung sieht vor, dass zwischen der Verdampfungsvorrichtung in der ersten Position und dem Substrat in der zweiten Position eine weitere Verdampfungsvorrichtung zur Verdampfung und Abscheidung eines zweiten Verdampfungsmaterials und an der zweiten Position eine kontinuierlich arbeitenden Strahlungsquelle mit einer an der dritten Position einen Dampfanteil des ersten Materials und ein Dampfanteil des zweiten Materials realisierende Leistung angeordnet ist.The arrangement-side solution of the problem provides that between the evaporation device in the first position and the substrate in the second position, a further evaporation device for evaporation and deposition of a second evaporation material and at the second position, a continuously operating radiation source with a vapor at the third position the first material and a vapor content of the second material realizing performance is arranged.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass eine gute Mischung verschiedener Materialien erreicht und auf dem Substrat abgeschieden werden kann und die Temperaturbelastung des Substrats begrenzt bleibt. Insbesondere wird damit eine Mischung des Materiales zwischen der zweiten und der dritten Position erreicht, wodurch eine gemischte Abscheidung auf dem Zwischenträger, wie sie nach dem oben dargestellten Stand der Technik vorgenommen wird und die entsprechend nachteilbehaftet ist, vermieden werden kann.With this arrangement it is achieved that a good mixture of different materials can be achieved and deposited on the substrate and the temperature load of the substrate remains limited. In particular, so that a mixture of the material between the second and the third position is achieved, whereby a mixed deposition on the intermediate carrier, as is carried out according to the above-described prior art and which is correspondingly disadvantageous, can be avoided.

Erfindungsgemäß erfolgt die Abscheidung der verschiedenen Verdampfungsmaterialien in der Reihenfolge der Abnahme der Verdampfungstemperatur der Verdampfungsmaterialien, wobei mit dem Verdampfungsmaterial, welches die höchste Verdampfungstemperatur besitzt, begonnen wird. Dies ist vorteilhaft, um eine Verdampfung der auf dem Zwischenträger bereits abgeschiedenen Materialien in einer Bedampfungskammer zu vermeiden, in der weitere Materialien auf den Zwischenträger abgeschieden werden sollen. Zudem soll eine Schädigung von Materialien vermieden werden, deren Zersetzungstemperatur nur geringfügig oberhalb ihrer Verdampfungstemperatur liegt, beispielweise bei organischen Materialien. Diese würden bei erneuter Exposition mit höheren Temperaturen Schaden nehmen.According to the invention, the deposition of the various evaporation materials takes place in the order of decreasing the evaporation temperature of the evaporation materials, starting with the evaporation material having the highest evaporation temperature. This is advantageous in order to avoid vaporization of the materials already deposited on the intermediate carrier in a vapor deposition chamber in which further materials are to be deposited on the intermediate carrier. In addition, damage to materials whose decomposition temperature is only slightly above their evaporation temperature, for example in the case of organic materials, should be avoided. These would be damaged by renewed exposure to higher temperatures.

Eine Mischung zweier oder mehrerer Schichten bereits bei der Abscheidung in der zweiten Position ohne dass es einer besonderen Mischstation bedarf, kann insbesondere dadurch erreicht werden dass an der zweiten Position die Strahlungsquelle angeordnet ist, die zwischen der zweiten und der dritten Position einen Dampfanteil des ersten und des zweiten Materiales an der dritten Position sichert. Diese Strahlungsquelle wird vorteilhafter dadurch. realisiert, dass sie als kontinuierlich leuchtende Gasentladungslampe oder Halogenlampe ausgebildet ist.A mixture of two or more layers already in the deposition in the second position without the need for a special mixing station, can be achieved in particular that is arranged at the second position, the radiation source between the second and the third position, a vapor portion of the first and secures the second material at the third position. This radiation source becomes more advantageous. realized that it is designed as a continuous glowing gas discharge lamp or halogen lamp.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zwischenträger über einen auf dem Zwischenträger angeordneten Absorber mittels der als kontinuierlich leuchtenden Lichtquelle ausgebildeten Strahlungsquelle in der zweiten Position erwärmbar ist.In one embodiment of the invention, it is provided that the intermediate carrier can be heated in the second position by means of an absorber arranged on the intermediate carrier by means of the radiation source designed as a continuously illuminated light source.

Es ist möglich, den Zwischenträger als Endlosband auszuführen.It is possible to carry out the intermediate carrier as an endless belt.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Zwischenträger als rotierende Kreisscheibe auszubilden. Durch die kreisscheibenförmige Ausführung des Zwischenträgers lassen sich kurze Transportstrecken zwischen der ersten und der zweiten Position realisieren.Another possibility is to form the intermediate carrier as a rotating circular disc. Due to the circular disk-shaped design of the intermediate carrier, short transport distances between the first and the second position can be realized.

In jedem Falle ist es zweckmäßig, einen Zwischenträger zu verwenden, der eine Wärme absorbierende Absorberschicht aufweist. Diese Absorberschicht kann bestrahlt werden und erwärmt sich an den bestrahlten Stellen derart, dass das darauf befindliche Verdampfungsmaterial verdampft. Natürlich ist die erfindungsgemäße Lösung auch auf Verfahren anwendbar, bei denen das Verdampfungsmaterial direkt, also ohne Absorberschicht, erwärmt wird.In any case, it is expedient to use an intermediate carrier which has a heat-absorbing absorber layer. This absorber layer can be irradiated and heats up at the irradiated points in such a way that the evaporation material located thereon evaporates. Of course, the solution according to the invention can also be applied to processes in which the evaporation material is heated directly, ie without an absorber layer.

Für eine Erwärmung des Substrats oder der Absorberschicht von der der Abdampfungsseite abgewandten Rückseite ist es zweckmäßig, dass der Zwischenträger als Quarztrommel ausgeführt ist, bei der der Absorber als Schicht auf die Außenseite aufgebracht ist und die Strahlungsquelle auf der dem Absorber gegenüberliegenden Seite der Quarztrommel angeordnet ist. Eine solche zylinderförmige Ausgestaltung des Zwischenträgers ermöglicht eine Bewegung desselben über eine einfach zu realisierende Rotationsbewegung. Außerdem kann durch eine solche Gestaltung erreicht werden, dass der Zwischenträger zu dem Substrat in Beschichtungsrichtung des Substrats in einem Abstand, der sich von einem Minimum im Strahlungsbereich der Strahlungsquelle beiderseits vergrößert, an dem Substrat vorbei geführt wird. Durch einen solchen linienförmigen Minimalabstand wird eine geringstmögliche Temperaturbelastung des Substrats bei einer größtmöglichen Annäherung erreicht werden.For heating the substrate or the absorber layer from the rear side facing away from the evaporation side, it is expedient that the intermediate carrier is designed as a quartz drum, in which the absorber is applied as a layer on the outside and the radiation source is arranged on the side opposite the absorber side of the quartz drum , Such a cylindrical configuration of the intermediate carrier allows a movement of the same via an easy to be realized rotational movement. In addition, it can be achieved by such a configuration that the intermediate carrier to the substrate in the coating direction of the substrate at a distance which is different from a Minimum increases in the radiation region of the radiation source on both sides, is guided past the substrate. By means of such a linear minimum distance, a lowest possible temperature load of the substrate is achieved with the greatest possible approximation.

Wie bereits erwähnt, ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen geringstmöglichem Abstand zur Ausbeuteerhöhung und größerem Abstand zum Zwecke der besseren Mischung verschiedener Materialien für den zu wählenden Abstand zwischen Zwischenträger und Substrat maßgebend. So sollte der der Abstand zwischen Zwischenträger und Substrat zweckmäßigerweise unter 50 mm, bevorzugt unter 5 mm, besonders bevorzugt unter 1 mm betragen. Durch diese geringe Beabstandung ist eine hohe Ausbeute an abgeschiedenem organischem Material erreichbar. Bei einem geringen Abstand ist darauf zu achten, dass bei Abscheidung von mehr als einem Material deren Stöchiometrie innerhalb der abgeschiedenen Schicht ungewollter Weise innerhalb der Schichtdicke variieren kann. Dies kann durch Fokussierung der Lichtquelle auf eine Linie verringert werden. Damit verkleinert sich der Abstand der Verdampfungsbereiche der verschiedenen Materialien.As already mentioned, a balanced ratio between the smallest possible distance from the increase in yield and a greater distance for the purpose of better mixing of different materials is decisive for the distance to be selected between the intermediate carrier and the substrate. Thus, the distance between intermediate carrier and substrate should expediently be less than 50 mm, preferably less than 5 mm, particularly preferably less than 1 mm. Due to this small spacing, a high yield of deposited organic material can be achieved. At a small distance, it should be ensured that, when more than one material is deposited, their stoichiometry within the deposited layer may unintentionally vary within the layer thickness. This can be reduced by focusing the light source on a line. This reduces the distance of the evaporation regions of the different materials.

Weiterhin ist es möglich, eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Zwischenträgers anzuordnen. Dadurch ist eine quantitative Abscheidung des verdampften Materials auf dem Zwischenträger gewährleistet. Im Sinne der Erfindung sind die Wände der Verdampfungsvorrichtung auf Verdampfungstemperatur temperiert, um eine Abscheidung des verdampften Materials zu unterbinden. Die Schichtdicke des abgeschiedenen Verdampfungsmaterials ist dabei von der Transportgeschwindigkeit des Zwischenträgers abhängig.Furthermore, it is possible to arrange a cooling device for cooling the intermediate carrier. This ensures a quantitative deposition of the evaporated material on the intermediate carrier. For the purposes of the invention, the walls of the evaporation device are heated to the evaporation temperature in order to prevent deposition of the evaporated material. The layer thickness of the deposited evaporation material is dependent on the transport speed of the intermediate carrier.

Der Verlust von Material zwischen der zweiten und der dritten Position kann dadurch verbessert werden, dass zwischen der zweiten Position und der dritten Position ein Kanal angeordnet ist.The loss of material between the second and third positions can be improved by arranging a channel between the second position and the third position.

Zur Einstellung der Wirksamkeit der Beschichtungsquelle in dem Verdampfungsbereich an der zweiten Position ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der Strahlungsquelle und dem Zwischenträger eine Optik angeordnet ist. Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inIn order to adjust the effectiveness of the coating source in the evaporation region at the second position, it is provided in a further embodiment of the invention that an optical system is arranged between the radiation source and the intermediate carrier. The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments. The accompanying drawings show in

1 die Prinzipdarstellung der Herstellung einer Mischschicht auf einem Substrat mit mehreren nebeneinander angeordneten Linearverdampfern nach dem Stand der Technik, 1 the schematic representation of the preparation of a mixed layer on a substrate with a plurality of juxtaposed linear evaporators according to the prior art,

2 die Prinzipdarstellung wie in 1, bei der die Linearverdampfer mit Dampfrohren ausgerüstet sind, nach dem Stand der Technik, 2 the schematic representation as in 1 in which the linear evaporators are equipped with steam pipes, according to the prior art,

3 eine schematische Darstellung einer Beschichtungseinrichtung für ein Materialgemisch aus drei Materialien auf einem flächigem Substrat 3 a schematic representation of a coating device for a material mixture of three materials on a flat substrate

4 eine Darstellung der Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Verdampfungstemperaturen, 4 a representation of the use of materials with different evaporation temperatures,

5 ein Konzept für eine Beschichtungsanlage mit hoher Materialausbeute bei flexiblen Substraten 5 a concept for a coating system with high material yield with flexible substrates

6 eine erste Gestaltung einer erfindungsgemäßen Bandbeschichtungsanlage 6 a first design of a strip coating plant according to the invention

7 eine zweite Gestaltung einer erfindungsgemäßen Bandbeschichtungsanlage 7 a second design of a strip coating plant according to the invention

8 eine dritte Gestaltung einer erfindungsgemäßen Bandbeschichtungsanlage. 8th a third embodiment of a strip coating plant according to the invention.

In den aufgeführten Ausführungsbeispielen sind beispielhaft einige erfindungsgemäße Vorrichtungen aufgezeigt. Die Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung beschreiben ohne sich auf diese zu beschränken.In the exemplary embodiments listed, some devices according to the invention are shown by way of example. The embodiments are intended to describe the invention without being limited thereto.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird in einer Durchlaufbeschichtungsanlage in 3 zur Beschichtung des Substrats 1, welches kontinuierlich in Substrattransportrichtung 2 transportiert wird, mit Verdampfungsmaterial ein zylindrischer Zwischenträger 3 verwendet. Der zylindrische Zwischenträger 3 kann dabei beispielsweise aus einer Quarztrommmel bestehen, welche eine Beschichtung mit einer Absorberschicht 4 aus CrN/SiO2 aufweist, wobei die SiO2-Schicht eine mögliche Oxidation der CrN-Schicht vermeiden soll. Der Außendurchmesser der Quarztrommel als Zwischenträger 3 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 300 mm. Die Wandstärke der Quarztrommel beträgt 10 mm. Der zylindrische Zwischenträger 3 rotiert mit konstanter Geschwindigkeit um die Rotationsachse 5 und in Rotationsrichtung 6.In a first embodiment is in a continuous coating plant in 3 for coating the substrate 1 which is continuous in the substrate transport direction 2 transported, with evaporation material a cylindrical intermediate carrier 3 used. The cylindrical intermediate carrier 3 For example, it may consist of a quartz drum which has a coating with an absorber layer 4 of CrN / SiO 2, wherein the SiO 2 layer is to prevent a possible oxidation of the CrN layer. The outer diameter of the quartz drum as an intermediate carrier 3 is 300 mm in the present embodiment. The wall thickness of the quartz drum is 10 mm. The cylindrical intermediate carrier 3 rotates at a constant speed around the axis of rotation 5 and in the direction of rotation 6 ,

Die Beschichtung des Zwischenträgers 3 mit einem ersten Verdampfungsmaterial 7 erfolgt mittels eines Dampfrohrs 8 der ersten Verdampfungseinrichtung in einer ersten Position 9. Das Dampfrohr 8 kann dabei beispielsweise aus SiC bestehen und eine Linienquelle aufweisen, wie sich auch in 1 und 2 dargestellt ist.The coating of the intermediate carrier 3 with a first evaporation material 7 takes place by means of a steam pipe 8th the first evaporation device in a first position 9 , The steam pipe 8th can for example consist of SiC and have a line source, as well as in 1 and 2 is shown.

Nach Beschichtung des Zwischenträgers 3 mit einem ersten Verdampfungsmaterial 7 in der ersten Position 9 erfolgt aufgrund der kontinuierlichen Bewegung des Zwischenträger 3 eine Rotation des mit dem ersten Verdampfungsmaterial 7 beschichteten Bereichs der Oberfläche des Zwischenträgers 3 zu einem zweiten Dampfrohr 10 einer zweiten Verdampfungseinrichtung. Dort erfolgt analog eine Beschichtung mit einem zweiten Verdampfungsmaterial 11.After coating the intermediate carrier 3 with a first evaporation material 7 in the first position 9 is due to the continuous Movement of the subcarrier 3 a rotation of the first evaporation material 7 coated area of the surface of the subcarrier 3 to a second steam pipe 10 a second evaporation device. There is analogously a coating with a second evaporation material 11 ,

In gleicher Weise kann mit einem dritten Verdampfungsmaterial 12 verfahren werden, das mit einem Dampfrohr 13 einer dritten Verdampfungsvorrichtung aufgebracht wirdSimilarly, with a third evaporation material 12 be moved, that with a steam pipe 13 a third evaporation device is applied

Diese Reihenfolge der Bedampfung des Zwischenträgers 3 mit den Materialien 7, 11 und 12 für das weitere Verfahren wichtig. Es sollte zuerst das Material 7 mit der höchsten Verdampfungstemperatur aufgebracht werden, danach das Material 11 mit einer niedrigeren Verdampfungstemperatur usw.This order of vaporization of the subcarrier 3 with the materials 7 . 11 and 12 important for the further procedure. It should be the material first 7 with the highest evaporation temperature applied, then the material 11 with a lower evaporation temperature, etc.

Infolge der kontinuierlichen Rotationsbewegung des Zwischenträgers 3 wird der mit der Schicht aus dem ersten 7, dem zweiten 11 und dem dritten Verdampfungsmaterial 12 beschichtete Zwischenträgers 3 in eine zweite Position 14 zu einer Strahlungsquelle 15 bewegt. Diese ist auf der der beschichten Oberfläche des Zwischenträgers 3 gegenüberliegenden Seite im Inneren der Quarztrommel angeordnet. Die beschichtete Oberfläche des Zwischenträgers 3 gelangt in dieser Position in räumliche Nähe zum Substrat 1, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Abstand a von ca. 5 mm von der mit den Verdampfungsmaterialien beschichteten Oberfläche der Quarztrommel beabstandet ist und kontinuierlich in Substrattransportrichtung 2 am Zwischenträger 3 vorbei bewegt wird.Due to the continuous rotational movement of the intermediate carrier 3 the one with the layer from the first 7 , the second 11 and the third evaporation material 12 coated intermediate carrier 3 in a second position 14 to a radiation source 15 emotional. This is on the coated surface of the intermediate carrier 3 opposite side disposed inside the quartz drum. The coated surface of the intermediate carrier 3 comes in this position in spatial proximity to the substrate 1 which is spaced in the present embodiment at a distance a of about 5 mm from the coated with the evaporation materials surface of the quartz drum and continuously in the substrate transport direction 2 at the intermediate carrier 3 is moved past.

Zur Abscheidung der Verdampfungsmaterialien auf dem Substrat 1 werden diese mittels der Strahlungsquelle 15 in der zweiten Position 14 erwärmt und verdampft. Infolgedessen scheiden sich die Verdampfungsmaterialien auf dem Substrat 1 in einer dritten Position 16 ab.For the deposition of the evaporation materials on the substrate 1 These are by means of the radiation source 15 in the second position 14 heated and evaporated. As a result, the evaporation materials are deposited on the substrate 1 in a third position 16 from.

Vorteilhafterweise ist das Substrat 1 im Bereich der Strahlungsquelle 15 durch eine nicht dargestellte Kühleinrichtung gekühlt, um eine quantitative Abscheidung der Verdampfungsmaterialien auf dem Substrat 1 zu gewährleisten. Es ist auch möglich, beispielsweise die Innenfläche der Trommel mit durchströmender Luft oder Wasser zu kühlen.Advantageously, the substrate 1 in the area of the radiation source 15 cooled by a cooling device, not shown, to a quantitative deposition of the evaporation materials on the substrate 1 to ensure. It is also possible, for example, to cool the inner surface of the drum with air or water flowing through it.

Die Strahlungsquelle 15 kann beispielsweise als Halogen-Stablampe ausgeführt sein.The radiation source 15 can for example be designed as a halogen flashlight.

Dadurch kann die Absorberschicht 4 (und auch die Reflektorschicht einer Maske bei Lithographie-Anwendungen) auf die Verdampfungstemperatur der Verdampfungsmaterialien 7, 11 und 12 erhitzt werden.This allows the absorber layer 4 (And also the reflector layer of a mask in lithography applications) on the evaporation temperature of the evaporation materials 7 . 11 and 12 to be heated.

Anschließend erfolgt die Rotation des Zwischenträgers 3 in die erste Position 9, wo eine erneute Beschichtung des Zwischenträgers 3 erfolgt. Es ist dabei möglich, davor die auf dem Zwischenträger 3 verbliebenen Materialteile zu homogenisieren, zu glätten oder zu entfernen.Subsequently, the rotation of the intermediate carrier takes place 3 in the first position 9 where a re-coating of the intermediate carrier 3 he follows. It is possible, before that on the intermediate carrier 3 Homogenize, smooth or remove any remaining material.

Der Antrieb des Zwischenträgers 3 erfolgt über Antriebsrollen 17, welche jeweils im Randbereich des Zwischenträgers 3 angeordnet sind. Dadurch wird ein Kontakt der Antriebsrollen 17 mit dem beschichteten Bereich der Oberfläche des Zwischenträgers 3 vermieden, um eine Beeinträchtigung der Schichtqualität zu verhindern. Die Antriebsrollen 17 können dabei beispielsweise aus einem Gummi ausgeführt sein, da die Temperatur des Zwischenträgers an dieser Stelle deutlich unter 100°C liegt.The drive of the subcarrier 3 via drive rollers 17 , which in each case in the edge region of the intermediate carrier 3 are arranged. This will cause a contact of the drive rollers 17 with the coated area of the surface of the intermediate carrier 3 avoided to prevent degradation of the quality of the coating. The drive rollers 17 can be made of a rubber, for example, since the temperature of the intermediate carrier at this point is well below 100 ° C.

Wie in 4 dargestellt, wird auf einen rotierenden Zwischenträger 3 zuerst ein erstes Material 7 mit einer höheren Verdampfungstemperatur (z. B. 550°C) aufgedampft und anschließend ein zweites Material 11 mit einer geringeren Verdampfungstemperatur (z. B. 150°C), so kann dadurch eine ungewollte Ablösung des ersten Materials 7 im Bedampfungsbereich 18 des zweiten Materials 11 verhindert werden im Vergleich zum umgekehrten Fall (zuerst zweites Material 11, dann erstes Material 7).As in 4 is shown on a rotating subcarrier 3 first a first material 7 vapor deposited at a higher evaporation temperature (eg 550 ° C) followed by a second material 11 with a lower evaporation temperature (eg 150 ° C), this may result in unwanted detachment of the first material 7 in the steaming area 18 of the second material 11 be prevented compared to the reverse case (first second material 11 , then first material 7 ).

Thermische Simulationen haben gezeigt, dass sich der Absorber 4 bei einer Blitzlampe mit einer Blitzzeit von insgesamt 1.0 Millisekunde nach ca. 0.1 ms auf 150°C erwärmt hat und nach 0.9 ms auf 550°C. Bei einer typischen Fluggeschwindigkeit der Gasmoleküle von 100 m/s würden bei einer Zeitdifferenz von 0.8 ms = 0.9ms – 0.1 ms die Teilchen eine Strecke von 8 cm zurücklegen, also ein Vielfaches des bereits erwähnten Trommelabstands a von 5 mm, welcher für eine hohe Materialausbeute erforderlich ist. Folglich kommt es bei einer Blitzlampe zu keiner Durchmischung der Materialien 7 und 11, sondern diese werden nacheinander auf dem Substrat 1 abgeschieden.Thermal simulations have shown that the absorber 4 in a flash lamp with a total flash time of 1.0 milliseconds after about 0.1 ms has warmed to 150 ° C and after 0.9 ms to 550 ° C. At a typical airspeed of the gas molecules of 100 m / s, with a time difference of 0.8 ms = 0.9 ms - 0.1 ms, the particles would cover a distance of 8 cm, ie a multiple of the already mentioned drum spacing a of 5 mm, which would mean a high material yield is required. Consequently, it comes with a flash lamp to no mixing of the materials 7 and 11 but these are successively on the substrate 1 deposited.

Ganz anders verhält es sich bei Strahlungsquellen 15, die als kontinuierlich brennenden Lichtquellen wie Halogenlampen oder Xenon-Lampen ausgebildet sind. Die Xenon-Lampen sollen hier nicht verwechselt werden mit Xenon-Blitzlampen, sondern sind eher vergleichbar mit Autoscheinwerfern. Diese haben im Vergleich zur Halogenlampe ein günstigeres Emissionsspektrum bezüglich Zwischenträger 3 da der Infrarotanteil geringer ist.It is completely different with radiation sources 15 , which are designed as continuously burning light sources such as halogen lamps or xenon lamps. The xenon lamps should not be confused with xenon flash lamps, but are more comparable to car headlights. These have a more favorable emission spectrum with respect to intermediate carriers compared to the halogen lamp 3 because the infrared content is lower.

Die Erwärmung des Absorbers 4 auf dem Zwischenträger 3 geschieht in einem belichteten Bereich 19 von z. B. 5 mm auf dem Trommelumfang bis zur maximalen Temperatur, wie er der deutlichen Sichtbarkeit wegen nur in 4 dargestellt ist. Dadurch haben die Quellen von Material 7 und 11 einen maximalen Abstand b von 5 mm. Diese werden zwar abhängig von Trommeldurchmesser und Drehgeschwindigkeit zeitlich nacheinander verdampft, aber die Verdampfung erfolgt kontinuierlich und ermöglicht somit eine Durchmischung des ersten Materials 7 mit dem zweiten Material 11, da an der dritten Position 16 stets Dampfanteile des ersten Materials 7 und des zweiten Materials 11 präsent sind.The heating of the absorber 4 on the subcarrier 3 happens in an exposed area 19 from Z. B. 5 mm on the drum circumference up to the maximum temperature, as he for the sake of visibility only in 4 is shown. This has the sources of material 7 and 11 a maximum distance b of 5 mm. Although these are evaporated in succession, depending on the drum diameter and rotational speed, the evaporation takes place continuously and thus enables thorough mixing of the first material 7 with the second material 11 because at the third position 16 always vapor content of the first material 7 and the second material 11 are present.

Würde man das erste Material 7 mit dem zweiten Material 11 miteinander vertauschen, so hätte man auch mit einer Blitzlampe die Möglichkeit, beide Materialien vom Zwischenträger 3 abzulösen. Eine ordentliche Durchmischung wäre allerdings nicht möglich, da das erste Material 7 die Verdampfungstemperatur nicht erreicht. Vielmehr würden sich große Cluster des Materials von dem Zwischenträger 3 ablösen.Would you be the first material 7 with the second material 11 Swapping them together would also give you the option of using both materials from the subcarrier with a flashlamp 3 replace. A proper mixing would not be possible, because the first material 7 the evaporation temperature is not reached. Rather, large clusters of material would be from the intermediate carrier 3 peel off.

5 zeigt ein Konzept für eine Beschichtungsanlage mit hoher Materialausbeute bei flexiblen Substraten 1 und möglichst geringer Temperaturbelastung des Substrats 1. 5 shows a concept for a coating system with high material yield in flexible substrates 1 and the lowest possible temperature load of the substrate 1 ,

Wie bereits erwähnt, soll durch den Abstand a zwischen dem Zwischenträger 3 unter Beachtung einer guten Durchmischung möglichst gering sein. Hierzu wird eine Umlenkrolle 20 vorgesehen, über die das Substrat 1 geführt wird.As already mentioned, should by the distance a between the subcarrier 3 to be as low as possible, taking into consideration a good mixing. For this purpose, a deflection roller 20 provided over which the substrate 1 to be led.

Durch den verbleibenden Abstand a wird eine Durchmischung ersten Materials 7 mit dem zweiten Material 11 ermöglicht, so dass eine Schicht mit konstanter Stöchiometrie auf dem Substrat 1 kondensiert.By the remaining distance a is a mixing of the first material 7 with the second material 11 allows, leaving a layer of constant stoichiometry on the substrate 1 condensed.

Bandbeschichtungsanlagen, wie sie in den 6 bis 8 dargestellt sind, sind ebenfalls für flexible Substrate 1 einsetzbar. Diese sind aufgrund von geringeren Produktionskosten gegenüber Anlagen für starre Substrate, wie z. B. in 3 dargestellt, sehr attraktiv. Die dargestellten Bandbeschichtungsanlagen zeigen Erweiterungen des Erfindungsgedankens auf flexible Substrate 1 für ein organisches Material, insbesondere zur Herstellung weißer OLED.Coil coating equipment, as in the 6 to 8th are also for flexible substrates 1 used. These are due to lower production costs compared to systems for rigid substrates, such. In 3 presented, very attractive. The illustrated coil coating systems show extensions of the inventive idea to flexible substrates 1 for an organic material, in particular for producing white OLED.

Hier ist eine Abwickelrolle 21 vorgesehen, auf der sich unbeschichtetes Substratmaterial befindet. Das Substrat 1 wird zuerst einer ersten Beschichtungseinrichtung 22 zugeführt, die einer Gestaltung gemäß 5 entspricht. Mit dieser erfolgt eine Beschichtung des Substrats 1 mit einer dotierten Transportschicht mit einer guten Ladungsträgerinjektion durch ein kostenintensives Dotiermaterial.Here is a take-off roll 21 provided on which uncoated substrate material is located. The substrate 1 becomes first a first coating device 22 supplied according to a design according to 5 equivalent. With this takes place a coating of the substrate 1 with a doped transport layer with a good charge carrier injection through a cost-intensive doping material.

In einem einfachen ersten Linearverdampfer 23, der einem einzelnen Linearverdampfer aus 1 entspricht wird die Blockerschicht aus einem Material abgeschieden.In a simple first linear evaporator 23 from a single linear evaporator 1 Correspondingly, the blocker layer is deposited from a material.

Sodann ist eine zweite Beschichtungseinrichtung 24 vorgesehen, die als Vierfachverdampfer konzipiert ist, indem eine Gestaltung gemäß 3 um ein weiteres Verdampfungsmaterial erweitert wurde. Hierdurch erfolgt das Aufbringen einer Emissionsschicht, die teure Materialien, insbesondere drei teure Farbstoffe enthält. Hier kommt die gute Materialausbeute der erfindungsgemäßen Gestaltung der zweiten Beschichtungseinrichtung 24 besonders zum Tragen.Then is a second coating device 24 provided, which is designed as a quadruple evaporator by a design according to 3 was extended by another evaporation material. This results in the application of an emission layer containing expensive materials, especially three expensive dyes. Here comes the good material yield of the inventive design of the second coating device 24 especially for carrying.

In Substrattransportrichtung 2 anschließen ist ein zweiter Linearverdampfer 25 zur Abscheidung einer weiteren Blockerschicht aus einem Material vorgesehen.In substrate transport direction 2 connect is a second linear evaporator 25 for depositing a further blocker layer of a material.

Das Substrat 1 wird dann einer dritten Beschichtungseinrichtung 26 zugeführt, die ebenfalls einer Gestaltung gemäß 5 entspricht. Mit dieser erfolgt eine Beschichtung des Substrats 1 mit einer weiteren dotierten Transportschicht mit einer guten Ladungsträgerinjektion durch ein kostenintensives Dotiermaterial.The substrate 1 is then a third coating device 26 fed, which also has a design according to 5 equivalent. With this takes place a coating of the substrate 1 with a further doped transport layer with a good charge carrier injection through a cost-intensive doping material.

Dem schließt sich ein einfacher dritter Linearverdampfer 27 an, mit dem die Beschichtung des Substrat mit einer Elektrode aus einem Metall erfolgt.This is followed by a simple third linear evaporator 27 with which the coating of the substrate is carried out with an electrode made of a metal.

Anschließend wird das Substrat 1 wieder auf einer Aufwickelrolle 28 aufgewickelt.Subsequently, the substrate becomes 1 again on a take-up roll 28 wound.

Einen vergleichbaren Aufbau zeigt 7 und 8. In beiden Darstellungen ist das Substrat 1 in seinem kurvenförmigen Verlauf durch Stützrollen 29 auf seiner Rückseite gestützt. Damit sind die Abstände a zu den Beschichtungseinrichtungen 22, 24 und 26 aber auch zu den Linearverdampfern 23, 25 und 27 definiert einstellbar.Shows a comparable structure 7 and 8th , In both representations, the substrate is 1 in its curved course by support rollers 29 supported on its back. Thus, the distances a to the coating devices 22 . 24 and 26 but also to the linear evaporators 23 . 25 and 27 defined adjustable.

Die Gestaltung nach 7 bietet darüber hinaus den Vorteil, dass sie ”kopfstehend” konzipiert ist und somit die Ablage von störenden Partikeln auf dem Substrat 1 erschwert wird.The design after 7 offers the additional advantage that it is designed "upside down" and thus the storage of disturbing particles on the substrate 1 is difficult.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Substratsubstratum
22: SubstrattransportrichtungSubstrate transport direction
33: Zwischenträgersubcarrier
44: Absorberschichtabsorber layer
55: Rotationsachse des zylindrischen ZwischenträgersRotation axis of the cylindrical intermediate carrier
66: Rotationsrichtung des zylindrischen ZwischenträgersRotation direction of the cylindrical intermediate carrier
77: erstes Verdampfungsmaterialfirst evaporation material
88th: Dampfrohr der 1. VerdampfungsvorrichtungSteam pipe of the 1st evaporation device
99: erste Positionfirst position
1010: Dampfrohr der 2. VerdampfungsvorrichtungSteam pipe of the 2nd evaporation device
1111: zweites Verdampfungsmaterialsecond evaporation material
1212: drittes Verdampfungsmaterialthird evaporation material
13 13: Dampfrohr der 3. VerdampfungsvorrichtungSteam pipe of the 3rd evaporation device
1414: zweite Positionsecond position
1515: Strahlungsquelleradiation source
1616: dritte Positionthird position
1717: Antriebsrollendrive rollers
1818: Bedampfungsbereichsteam application
1919: belichteter Bereichilluminated area
2020: Umlenkrolleidler pulley
2121: Abwickelrolleunwinding
2222: erste Beschichtungseinrichtungfirst coating device
2323: erster Linearverdampferfirst linear evaporator
2424: zweite Beschichtungseinrichtungsecond coating device
2525: zweiter Linearverdampfersecond linear evaporator
2626: dritte Beschichtungseinrichtungthird coating device
2727: dritter Linearverdampferthird linear evaporator
2828: Aufwickelrolleup roll
2929: Stützrollesupporting role
aa: Abstanddistance
bb: Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2011-23731 A [0005, 0011]

Claims

Process for coating substrates in a coating installation, wherein the material to be evaporated is present in an evaporation apparatus ( 8th ; 10 ) in a first position ( 9 ) subjected to a first evaporation and on the moving intermediate carrier ( 3 ), the subcarrier ( 3 ) in a second position ( 14 ) in spatial proximity to the substrate to be coated ( 1 ), whereby on the intermediate carrier ( 3 ) deposited material by means of energy input by a radiation of a second evaporation and the evaporated material at a third position ( 16 ) on the substrate ( 1 ) is deposited, characterized in that with evaporation in the manner of the first evaporation at the first position ( 9 ) a first material ( 7 ) on the intermediate carrier ( 3 ) and subsequently with evaporation in the manner of the first evaporation, at least one second material ( 11 ) on the first material ( 7 ) on the intermediate carrier ( 3 ) is applied, wherein at different evaporation temperatures of the materials seen in the direction of movement of the intermediate carrier first as the first material ( 7 ) the material compared to the second material ( 11 ) higher evaporation temperature is deposited, that both materials ( 7 ; 11 ) at the second position of the second evaporation, between the second ( 14 ) and the third position ( 16 ) mixed in the vapor phase and in the third position ( 16 ) mixed and homogeneous on the substrate ( 1 ) are deposited, wherein the layer of first material ( 7 ) and second material ( 11 ) is vaporized by such a radiation that in the region of the deposition at the third position ( 16 ) always a vapor content of the first material ( 7 ) and a vapor portion of the second material ( 11 ) is present.

A method according to claim 1, characterized in that in the manner of applying the second material ( 11 ), at least one other material ( 12 ) on the intermediate carrier ( 3 ) is applied.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that organic materials are applied.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the layer of first material ( 7 ) and second material ( 11 ) in the second position ( 14 ) via an absorber arranged on the intermediate carrier ( 4 ) by means of a radiation source designed as a continuously luminous light source ( 15 ) is evaporated.

Method according to claim 4, characterized in that the layer of first material ( 7 ) and second material ( 11 ) is vaporized by means of a gas discharge lamp or a halogen lamp.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the layer of first material ( 7 ) and second material ( 11 ) at a distance that is in the radiation range ( 19 ) of the radiation source ( 15 ) has its minimum (a) and which increases from the minimum on both sides, to the substrate ( 1 ) is passed by.

A method according to claim 6, characterized in that the distance (a) is less than 5 mm.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at the second position ( 14 ) vaporized material via a channel to the third position ( 16 ) is distributed.

Apparatus for coating substrates for carrying out the method according to one of claims 1 to 8 with a moving intermediate carrier ( 3 ), an evaporation device ( 8th ; 10 ) at a first position ( 9 ) with a first evaporation for the vapor deposition of an intermediate carrier ( 3 ) with the evaporation material and an evaporation device at a second position ( 14 ) with a second evaporation for the deposition of the evaporation material on the substrate ( 1 ), characterized in that between the evaporation device ( 8th ) in the first position ( 9 ) and the substrate ( 1 ) in the second position ( 14 ) a further evaporation device ( 10 ) for evaporation and deposition of a second evaporation material ( 11 ) and at the second position ( 14 ) a continuously operating radiation source ( 15 ) with one at the third position ( 16 ) a vapor portion of the first material ( 7 ) and a vapor portion of the second material ( 11 ) Realizing performance is arranged.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the radiation source ( 15 ) is designed as a continuously illuminated light source, in particular as a gas discharge lamp or a halogen lamp.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the intermediate carrier ( 3 ) over one on the intermediate carrier ( 3 ) arranged absorber ( 4 ) by means of the radiation source formed as a continuously luminous light source ( 15 ) in the second position ( 14 ) is heated.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the intermediate carrier ( 3 ) to the substrate ( 1 ) in the coating direction ( 2 ) of the substrate ( 1 ) at a distance with a minimum (a) in the radiation range ( 19 ) of the Radiation source ( 15 ), which increases from the minimum on both sides, on the substrate ( 1 ) is passed by.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the intermediate carrier ( 3 ) is formed as a quartz glass drum, the absorber ( 4 ) is applied as a layer on the outside and the radiation source on the the absorber ( 4 ) opposite side of the quartz drum is arranged.

Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that between the second position ( 14 ) and the third position ( 16 ) a channel is arranged.

Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that between the radiation source ( 15 ) and the subcarrier ( 3 ) An optic is arranged.