CN101106848A - 淀积装置 - Google Patents

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Abstract

实现了一种能够提高有机电致发光部件的生产率的真空淀积装置。第一管道连接到用于蒸发有机电致发光材料的淀积源，并且两个第二管道指向由衬底和掩膜组成的两个薄膜淀积对象，由此形成有机淀积薄膜。蒸汽从淀积源同时释放到不同平面上的多个薄膜淀积对象以淀积薄膜，这促进了薄膜淀积时间的减少和装置的小型化。

Description

淀积装置
技术领域
【0001】本发明涉及用于生产有机电致发光部件的淀积装置。
背景技术
【0002】在有机电致发光部件中，通常，空穴输送层，发光层，电子输送层等在透明导电薄膜(例如氧化铟锡)制造的正电极和金属(例如Al)制造的负电极之间形成为有机薄膜层。从正电极侧注入的空穴和从负电极侧注入的电子分别通过空穴输送层和电子注入层在发光层中重新结合，由此获得光发射。
【0003】作为生产有机电致发光部件的方法，真空淀积方法是已知的。将有机电致发光材料放置在坩锅中，并且将坩锅等的温度升高到真空装置中的淀积材料的蒸发温度或以上。结果，从坩锅蒸发的淀积材料淀积在要成为有机电致发光部件的基部的衬底上以形成有机薄膜层。为了增强有机电致发光部件的生产率，淀积材料的淀积速率非常重要。如果淀积材料的淀积速率高，则薄膜淀积时间被缩短以增强生产率。为了增强淀积速率，可以利用包括使用于淀积源的开口接近衬底的方法，包括升高淀积材料的加热温度以增加淀积速率的方法，等等。
【0004】然而，当使用于淀积源的开口接近衬底时，会出现问题，例如从淀积源辐射的热所导致的对掩膜等的热影响，以及薄膜厚度的非均匀性。在使用高精度掩膜，特别是用于发光层的分割涂层的情况下对掩膜的热影响导致问题。薄膜厚度的非均匀性对有机电致发光部件的特性具有很大影响，因此有机淀积薄膜应当在衬底的薄膜淀积面上形成有均匀的薄膜厚度。
【0005】此外，当淀积材料的加热温度升高时，在一些情况下会出现有机电致发光材料分解的问题。有机电致发光材料的分解对有机电致发光部件的特性具有很大影响，这直接导致产量的减少。如上所述，为了增强有机电致发光部件的生产率，应当解决诸如有机电致发光材料分解和热影响这样的问题。也可以增加真空淀积装置的数量以增加待处理的衬底的数量，由此提高生产率。然而，这需要很大的装置占地面积，这在投资成本方面是不理想的。
【0006】与有机电致发光材料的这种真空淀积方法有关，例如在已公开的日本专利申请No.2004-241319中，通过将衬底分布到两个淀积室中来形成薄膜的方法是已知的。根据该方法，尽管增强了生产率，但是装置占地面积增加。因而，需要减小装置占地面积和增强生产率。
发明内容
【0007】鉴于上述传统技术的未解决问题提出了本发明，并且提供了一种淀积装置，其能够增加用于有机淀积薄膜淀积的要处理衬底的数量，从而防止装置占地面积增加，并保证薄膜厚度分布。
【0008】根据本发明的一种淀积装置包括：室；保持单元，其放置在所述室中以用于将多个薄膜淀积对象保持在相互不同的平面中；淀积源，其用于储存要淀积在所述多个薄膜淀积对象上的淀积材料；和流动单元，其连接到所述淀积源以用于将蒸发的淀积材料引导到保持在相互不同的平面中的所述多个薄膜淀积对象。
【0009】通过经由流动单元在室中的面对不同方向的多个薄膜淀积对象上同时形成有机淀积薄膜，要处理的衬底的数量增加以增强有机电致发光部件的生产率。
【0010】将从参考附图的典型实施例的以下描述中，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
【0011】图1是示出根据例1的淀积装置的示意图。
【0012】图2是示出根据例2的淀积装置的示意图。
【0013】图3是示出例1的一个改进例子的示意图。
【0014】图4是示出例1的另一个改进例子的示意图。
【0015】图5是示出例1中薄膜淀积面的薄膜厚度分布的图形。
【0016】图6是示出根据一个传统例子的淀积装置的示意图。
具体实施方式
【0017】将参考附图描述实施本发明的最佳模式。
【0018】如图1中所示，淀积源10包括坩锅11、用于加热坩锅11等的加热器12、盖子13和反射器14。将有机电致发光材料1装填到坩锅11中，蒸汽经由连接到盖子13的第一管道(连接管)21从分支于第一管道21的第二管道(支管)22a、22b释放。
【0019】从淀积源10产生的蒸汽由包括第一管道21和第二管道22a、22b的流动单元沿彼此不同的方向分支释放，并且分别经由掩膜32a、32b在衬底31a、31b上形成有机淀积薄膜。
【0020】理想的是由掩膜32a、32b和衬底31a、31b构成的薄膜淀积对象放置成在室50中彼此相对。如果淀积源10对薄膜淀积对象的热影响小，则对于一个薄膜淀积对象可以使用一个淀积源10形成有机淀积薄膜，或者可以如图2中所示使用多个淀积源10。
【0021】备选地，如图3和4中所示，第二管道22a、22b可以连接到与淀积源10的盖子13连接的第一管道21的两端，或者可以连接到沿第一管道21的纵向的多个部分。
【0022】理想的是在各个第二管道22a、22b的开口和衬底31a、31b之间单独地提供开闭器23a、23b。此外，理想的是也单独地提供薄膜厚度传感器24a、24b。当单独地放置开闭器23a、23b和薄膜厚度传感器24a、24b时，即使从各个第二管道22a、22b的开口蒸发的有机电致发光材料的蒸发速率彼此不同，也可以通过单独地打开/关闭开闭器23a、23b来控制衬底31a、31b上的薄膜厚度。
【0023】室50可以带有对准机构(未显示)并且高精度掩膜可以用作掩膜32a、32b，从而可以进行发光层的分割涂膜淀积。作为用于为室50排气的真空排气系统(未显示)，希望使用能够执行快速排气以获得高真空区域的真空泵。
【0024】在使用真空淀积装置作为生产有机电致发光部件的装置的情况下，真空淀积装置可以经由闸阀51连接到其它真空装置，并且可以在那些其它真空装置中执行生产有机电致发光部件的各种步骤。理想的是，生产有机电致发光部件的上述装置带有多个室50，并且可以根据待形成的有机淀积薄膜选择在多个室50中放置淀积源10、第二管道22a、22b等的方法。
【0025】由衬底和掩膜构成的多个薄膜淀积对象由保持单元(未显示)放置在室中，并且带有指向多个薄膜淀积对象的开口端的第二管道沿着任意方向和以任意角度放置。
【0026】由衬底和掩膜构成的多个薄膜淀积对象以任意布置方式放置。理想的是，所有第二管道从关于第一管道的联接元件(连接部分)的点开始具有相同的长度以用于获得第二管道的均匀加热和均匀内压。
【0027】第二管道和第一管道可以是圆管、方管、直管、L形管，但并不限于此。
【0028】理想的是，设在第二管道和第一管道中的加热器被设置成均匀地加热第二管道和第一管道的全部。
【0029】在衬底很大的情况下，理想的是，仅仅使用所需数量的第二管道和第一管道以形成均匀的有机淀积薄膜，且相对于衬底的薄膜淀积面具有更小的薄膜厚度非均匀性。
【0030】此外，在有机电致发光材料的共淀积方法中使用由淀积源、第二管道和第一管道构成的结构的情况下，多个上述结构可以放置在室中，如图2中所示。放置上述结构的方法并不限于图2中的方法。
【0031】此外，淀积源可以放置在室的外部。在淀积源放置在室的外部的情况下，淀积材料可以被安置或更换，同时室保持真空。此外，第一管道或第二管道可以在其一些中点设有阀。在设有阀的情况下，还可以调节淀积材料的流量和管道中的压力。
【0032】此外，第二管道的开口的面积和形状可以彼此不同，并且开口形状可以是任何形状，例如圆形、矩形或卵形。开口面积和形状可以变化，由此衬底上的薄膜厚度可控性进一步提高。由于同样的原因，每个第二管道的内径、厚度、形状等可以单独变化。
【0033】在使用高精度掩膜进行发光层的分割涂膜淀积的情况下，考虑对掩膜的热影响，可以在利用移动单元移动作为薄膜淀积对象的衬底和放置在衬底上的掩膜时进行薄膜淀积。此外，可以在利用移动单元移动由淀积源、第二管道和第一管道构成的结构时进行薄膜淀积。在移动所述结构时进行薄膜淀积的方法可以用于共淀积方法。
【0034】例1
【0035】图1示出了根据例1的真空淀积装置。在坩锅11中装填了1.0g的有机电致发光材料1，并且盖子13安装到坩锅11，由此淀积源10被安置。在本例子中，具有第二管道22a、22b的第一管道21被提供到淀积源10的盖子13。每个第二管道22a、22b是全长为100mm、外径为20mm、内径为10mm的圆管。第一管道21是全长为100mm、边长为20mm×20mm、厚度为5mm的方管。用于将第一管道21连接到第二管道22a、22b和盖子13的连接部分设在第一管道21的两个端部附近。第二管道22a、22b和盖子13通过连接部分连接到第一管道21，由此提供了从坩锅11蒸发的有机电致发光材料的流动路径。除了连接部分之外第一管道21并不带有开口。此外，第二管道22a、22b和第一管道21之间的连接部分以及第一管道21和盖子13之间的连接部分形成凸缘形状，由此防止被蒸发的有机电致发光材料泄漏。
【0036】每个衬底31a、31b的薄膜淀积面的中心放置在每个第二管道22a、22b的开口的中心轴线上，并且从每个开口端到相对衬底31a、31b的薄膜淀积面的直线距离设置为300mm。在本例子中，第二管道22a、22b的终端是开口。然而，带有直径小于第二管道22a、22b的内径的开口的板元件可以设在第二管道22a、22b的每个终端处以用作盖子。
【0037】接着，厚度为0.7mm的50mm×50mm的20个衬底安置在通过闸阀51连接到室50的衬底储存设备(未显示)中，并且衬底储存设备通过真空排气系统(未显示)被排气到1.0×10-5Pa或以下。室50也通过真空排气系统(未显示)被排气到1.0×10-5Pa或以下。在排气之后，用加热器12将坩锅11加热到200℃。基于坩锅11的底面附近的温度控制加热器的功率。当坩锅11的底面附近的温度保持在200℃持续30分钟时，有机电致发光材料1被脱气，其后，将坩锅11加热到这一温度，在该温度下关于每个薄膜厚度传感器24a、24b淀积速率达到1.0nm/s。
【0038】当在每个薄膜厚度传感器24a、24b中淀积速率达到1.0nm/s时，将两个衬底从另一个室(未显示)放置到室50中，并且进行薄膜淀积。进行薄膜淀积使得在衬底31a、31b的中心部分处的薄膜厚度变成100nm，在薄膜淀积之后立即取出衬底31a、31b。然后，将接下来的衬底放置在室50中。在该方法中，对于20个衬底在上述条件下连续进行薄膜淀积。
【0039】当通过上述方法进行薄膜淀积时，对于20个衬底耗时大约30分钟完成薄膜淀积。此外，在所有20个衬底的平面中获得大约±5.0％的薄膜厚度分布。图5示出了在衬底的对角线上测量的薄膜厚度分布的结果。可以发现在进行薄膜淀积时，薄膜厚度分布具有极好的再现性，因此可以认为在产量方面没有问题。
【0040】为了检验本发明对于完成薄膜淀积所需的时间的效果，进行实验以与在带有图6中所示的传统配置的真空淀积装置中进行的薄膜淀积的情况进行比较。更具体而言，从由坩锅111和加热器112构成的淀积源110朝着室150中由衬底131和掩膜132构成的薄膜淀积对象产生有机电致发光材料的蒸汽，并且通过提供给盖子113的开口进行淀积。
【0041】即使在带有传统配置的真空淀积装置中，也在所有20个衬底的平面中获得大约±5.0％的薄膜厚度分布。然而，需要耗时大约60分钟直到完成薄膜淀积。因而，可以发现本例子的方法在提高生产率方面更有利，并且能够在更短的时间内生产与使用传统技术生产的产品质量相同的产品。
【0042】在使用大衬底的情况下，为了获得在衬底的薄膜淀积面中没有非均匀性的薄膜厚度分布，可以提供多个第二管道以与如图3和4中所示的一个衬底相对。在该情况下，理想的是，为第二管道的每个开口提供薄膜厚度传感器。此外，理想的是，开闭器设在每个第二管道的开口处。在使用高精度掩膜的情况下，可以使用对准步骤进行分割涂膜淀积。在该情况下，如果存在对高精度掩膜有热影响的问题，可以使用多个反射器，并且需要的话，可以提供冷却管或空气冷却管。
【0043】例2
【0044】图2示出了例2。除了使用两个淀积源淀积薄膜之外，薄膜淀积条件与例1中相同。两个坩锅11装有数量为1克的有机电致发光材料1a、1b，并且盖子13安装到每个坩锅11，由此淀积源10被安置。在本例子中，第二管道22a、22b和第一管道21被提供给各自的淀积源10。
【0045】每个第二管道22a、22b是全长为100mm、外径为20mm、内径为10mm的圆管。每个第一管道21是全长为100mm、边长为20mm×20mm、厚度为5mm的方管。每个第一管道21在两端带有用于将第一管道21连接到第二管道22a、22b和盖子13的连接部分。第二管道22a、22b、第一管道21和盖子13利用所述连接部分连接，由此提供了从坩锅11蒸发的有机电致发光材料的流动路径。除了上述连接部分之外，每个第一管道21并不带有开口。此外，第二管道22a、22b和第一管道21的连接部分以及第一管道21和盖子13的连接部分形成为凸缘形状，由此防止被蒸发的有机电致发光材料泄漏。
【0046】在本例子中，将作为从有机电致发光材料1a、1b产生的蒸汽的流动路径的第二管道22a、22b的直线长度设置为大约35mm，并且衬底31a、31b的中心放置成平行于第二管道22a、22b的中点的轴线上的开口的平面。从各个第二管道22a、22b的开口端到相对衬底31a、31b的薄膜淀积面的直线距离被设置为250mm。
【0047】在本例子中，第二管道22a、22b的终端部分用作开口。然而，带有直径小于第二管道22a、22b的内径的开口的板元件可以设在第二管道22a、22b的每个终端处以用作盖子。
【0048】接着，厚度为0.7mm的50mm×50mm的20个衬底安置在通过闸阀51连接到室50的衬底储存设备(未显示)中，并且衬底储存设备通过真空排气系统(未显示)被排气到1.0×10-5Pa或以下。室50也通过真空排气系统(未显示)被排气到1.0×10-5Pa或以下。在排气之后，用加热器12将坩锅11加热到200℃。基于坩锅11的底面附近的温度控制加热器的功率。
【0049】当坩锅11的底面附近的温度保持在200℃持续30分钟时，有机电致发光材料1a、1b被脱气。其后，将坩锅11加热到这一温度，在该温度下相对于薄膜厚度传感器24a、24b，有机电致发光材料1a的淀积速率达到1.0nm/s，电致发光材料1b的淀积速率达到0.1nm/s。当各自的淀积速率变稳定时，将两个衬底从另一个室(未显示)放置到室50中，并且进行薄膜淀积。进行薄膜淀积使得在衬底31a、31b的中心部分处的薄膜厚度变成100nm，在薄膜淀积之后立即取出衬底31a、31b。然后，将接下来的衬底放置在室50中。在该方法中，在上述条件下对20个衬底连续进行薄膜淀积。
【0050】当通过上述方法进行薄膜淀积时，对于20个衬底，完成薄膜淀积耗时大约28.5分钟。此外，在所有20个衬底的平面中获得大约±5.0％的薄膜厚度分布。可以发现，即使用在这样的共淀积方法中也可以以极好的再现性进行薄膜淀积。从这些事实可以发现本发明的方法在提高生产率方面是出色的，并且即使在执行共淀积时也可以在短时间内生产高质量的产品。
【0051】在本例子中，尽管使用了两个淀积源，淀积源的数量并不限于此。此外，在使用大衬底的情况下，可以提供多个淀积源和多个第一管道以获得薄膜厚度分布。
【0052】尽管参考典型实施例描述了本发明，应当理解的是，本发明并不限于公开的典型实施例。以下权利要求的范围应当符合最广义的解释以包含所有这样的修改以及等效结构和功能。

Claims (8)

1.一种淀积装置，包括：
室；
保持单元，其放置在所述室中以用于将多个薄膜淀积对象保持在相互不同的平面中；
淀积源，其用于储存要淀积在所述多个薄膜淀积对象上的淀积材料；和
流动单元，其连接到所述淀积源以用于将蒸发的淀积材料引导到被保持在相互不同的平面中的所述多个薄膜淀积对象。
2.根据权利要求1的淀积装置，其特征在于，保持单元保持所述薄膜淀积对象中的至少两个使得薄膜淀积对象彼此相对。
3.根据权利要求1的淀积装置，其特征在于，流动单元包括连接到淀积源的第一管道和连接到第一管道并且从第一管道沿多个方向分支的多个第二管道，并且所述多个第二管道具有开口，所述开口指向被保持在相互不同的平面中的所述多个薄膜淀积对象。
4.根据权利要求3的淀积装置，其特征在于，所述多个第二管道从与第一管道的连接部分开始的长度相同。
5.根据权利要求1的淀积装置，还包括多个淀积源和多个流动单元，其中每个所述淀积源连接到所述流动单元。
6.根据权利要求3的淀积装置，还包括用于拦截蒸发的淀积材料的多个开闭器，
其中所述开闭器设在所述多个第二管道的开口附近。
7.根据权利要求1的淀积装置，还包括用于转移所述多个薄膜淀积对象的转移单元。
8.一种生产有机电致发光部件的方法，包括使用根据权利要求1的淀积装置形成有机电致发光材料的有机淀积薄膜。
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