CN103255370A

CN103255370A - 沉积装置及用其制造有机发光二极管显示器的方法

Info

Publication number: CN103255370A
Application number: CN2012104284889A
Authority: CN
Inventors: 李相雨
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd; Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: KR20130095969A; KR101906358B1; TWI561651B; US20130217158A1; TW201335399A; CN103255370B; US8889551B2

Abstract

一种沉积装置及用其制造有机发光二极管显示器的方法。一种沉积装置，其包括沉积源、角度控制部以及与角度控制部联接的角度控制部驱动器，沉积源用于排放待沉积在衬底上的沉积材料，角度控制部至少部分处于沉积材料的排放路径中用于控制沉积材料的排放角度，角度控制部驱动器用于使角度控制部在沉积材料的排放方向上移动以控制排放角度。

Description

沉积装置及用其制造有机发光二极管显示器的方法

技术领域

本发明的实施方式涉及沉积装置以及使用该沉积装置制造有机发光二极管（OLED）显示器的方法。

背景技术

有机发光二极管（OLED）显示器包括空穴注入电极、电子注入电极以及形成于二者之间的有机发射层。当从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在有机发射层中复合时，OLED显示器发出光。OLED显示装置具有高品质性能，诸如功耗低、亮度高、视角宽、响应速度快等，这种OLED显示装置作为用于移动电子装置的下一代显示装置而备受瞩目。

OLED显示器包括有机发光显示面板，该有机发光显示面板包括其上形成有薄膜晶体管和有机发光二极管（OLED）的显示器衬底。有机发光二极管包括阳极、阴极以及有机发射层。从阳极和阴极分别注入空穴和电子以形成激子，并且激子跃迁至基态从而引起有机发光二极管发光。

在诸如OLED显示器的平板显示器中，用作电极的有机材料或金属可利用真空沉积法沉积，真空沉积法用于在真空环境中使材料沉积并在平板上形成薄膜。真空沉积法将其上待形成有机薄膜的衬底放置在真空室内，并利用沉积源单元使有机材料蒸发或纯化以使有机材料沉积在衬底上。

在用于真空沉积法的有机薄膜沉积装置中，形成于衬底上的有机薄膜的均匀性降低，从而在衬底上产生阴影，因而导致有机薄膜发光时像素的亮度均匀性降低。此外，在工序长时间进行后，从沉积源喷射出的沉积材料沉积在或积聚在喷嘴的整个表面上，导致材料的喷射角度随时间而减小而且实际沉积的量减少。在这种情况下，被沉积的薄膜的厚度降低，并且校正板的初始设计形式也会改变而破坏膜厚度的均匀性。

在背景技术部分公开的以上信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解，因而可能包含这样的信息，即，其不构成对该国家相关领域技术人员来说已知的现有技术。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种沉积装置和用于制造OLED显示器的方法，该沉积装置通过控制沉积角度来形成均匀的薄膜厚度。

本发明的实施方式提供了一种沉积装置和用于制造OLED显示器的方法，该沉积装置通过控制可能随工序时间增加而改变的沉积角度来形成均匀的薄膜。

本发明的示例性实施方式提供了一种沉积装置，其包括：沉积源，用于排放待沉积在衬底上的沉积材料；角度控制部，至少部分处于所述沉积材料的排放路径中，所述角度控制部用于控制所述沉积材料的排放角度；以及角度控制部驱动器，与所述角度控制部联接，所述角度控制部驱动器用于使所述角度控制部在所述沉积材料的排放方向上移动以控制所述排放角度。

沉积源可包括用于排放沉积材料的喷嘴，而且角度控制部可包括一对角度控制部，所述一对角度控制部中的每一个均位于所述沉积源的较长侧上并且在所述沉积源的长度方向上延伸。

沉积装置还可包括一对盖板，所述一对盖板中的每个位于所述一对角度控制部中的各角度控制部的一侧上，而且所述一对盖板可被配置为在与所述排放方向交叉的方向上移动以控制所述一对盖板之间的间隙。

盖板的移动可对应于角度控制部的移动。

所述一对盖板可包括在所述沉积源的所述长度方向上彼此相邻的至少两对盖板。

所述至少两对盖板中的每个盖板可独立地操作。

角度控制部驱动器可包括滚珠丝杠驱动器、汽缸驱动器或者线性移动引导驱动器。

沉积装置还可包括控制器，该控制器用于控制角度控制部驱动器根据工艺条件来移动角度控制部。

本发明的另一实施方式提供了一种制造有机发光二极管显示器的方法，所述方法包括：将衬底面朝用于排放沉积材料的沉积源；以及通过在所述衬底上排放所述沉积材料而在所述衬底上形成薄膜，其中，在所述衬底上形成所述薄膜包括通过使角度控制部相对于所述沉积源移动来控制所述沉积材料的排放角度，所述角度控制部部分处于所述沉积材料的所述排放路径中。

移动所述角度控制部可包括以与经过的工序时间量对应的速度使所述角度控制部朝向所述沉积源移动。

沉积材料可包括用于形成有机发射层的有机材料，而且所述薄膜可包括所述有机发射层。

根据本发明的示例性实施方式，可形成大致均匀的薄膜厚度。此外，可在沉积角度随工序时间增加而改变时通过校正沉积角度来形成均匀的薄膜。

另外，均匀的有机薄膜可被沉积在像素上以增加各个像素的亮度均匀性。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的沉积装置的立体图；

图2A至图2C示出了根据本发明的另一示例性实施方式的沉积装置的侧视图；

图3A和图3B示出了根据本发明的另一示例性实施方式的沉积装置的侧视图；以及

图4A和图4B示出了根据本发明的另一示例性实施方式的沉积装置的正视图。

具体实施方式

将参照附图描述根据本发明的实施方式的沉积装置和制造OLED显示器的方法。然而，本发明不限于所公开的示例性实施方式，而是可以以各种不同的形式实现。本文中的示例性实施方式使本发明的公开内容完整，并且向本领域技术人员全面提供对本发明的说明。相同的参考标号指示相同的元件。

在附图中，层、膜、板、区域、区等的厚度可以被夸大，以用于清楚地示出和理解且易于描述。应该理解，当诸如层、膜、区域或衬底的元件“在”另一个元件“上”时，其可以直接在另一个元件上，或者在它们之间也可存在元件。

此外，除非清楚地另有所指，词语“包括（comprise）”及其变型诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”被理解为是指包含所指的元件，但并不排除任何其他元件。另外，在整个说明书中，“在…上”是指位于目标元件上方或下方，但不一定是指相对于重力的方向定位。

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的沉积装置的立体图，图2A至图2C示出了根据本发明的示例性实施方式的沉积装置的侧视图。

沉积装置10包括沉积源100、角度控制部200以及角度控制部驱动器300。

为了更好地理解且易于描述，在附图中没有示出真空室，但是图1和图2中的所有组件均位于真空室中。沉积装置10和用于形成薄膜的衬底（S）均位于真空室中。衬底（S）设置为面向沉积装置10。衬底（S）可在相对于沉积装置10移动的同时被沉积。当衬底（S）设置在水平方向上时，沉积装置10可分离地位于衬底（S）之下以排放沉积材料，而当衬底（S）设置在垂直方向上时，沉积装置10可分离地位于与衬底（S）平行的方向上（例如，参见图2A-3B）。在本发明的示例性实施方式中，沉积装置10被示出为分离地设置在与衬底（S）平行的方向上，而且例如衬底（S）可与在垂直方向上延伸的沉积装置10分离开。

可使用沉积源100来排放沉积材料并使沉积材料沉积在衬底（S）上，该沉积源100包括用于在其中容纳待沉积的沉积材料的空间（未示出），待沉积的沉积材料可包括有机材料。用于容纳沉积材料的空间可由陶瓷材料形成，陶瓷材料例如为具有良好热辐射性的氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN），但是不限于此，该空间也可由具有良好热辐射性和耐热性的各种材料形成。可提供加热器（未示出）对所容纳的沉积材料进行加热和蒸发，该加热器形成为附接至并围绕用于容纳沉积材料的空间的外侧。喷嘴110位于沉积源100面向衬底（S）的一侧，喷嘴110用于喷射沉积源的内部空间中被蒸发或纯化的沉积材料。

其上将形成沉积材料的衬底（S）可形成为四边形，而沉积源可配置为线性沉积源，该线性沉积源中用于排放沉积材料的一个或多个喷嘴110可线性地设置在衬底（S）的一侧上。如图1所示，喷嘴110可以设置成直线，而且喷嘴110也可设置成多条直线。

角度控制部200位于沉积源100的一侧上，并位于从沉积源100的喷嘴110排出沉积材料的排放路径中以控制喷嘴110的排放方向（例如，被排放的沉积材料的最终方向）。当沉积源100呈现为如图1所示的线性沉积源时，角度控制部200可形成在该线性沉积源的长度方向上且位于沉积材料的排放路径中。例如，角度控制部（200：200a、200b）由两个板状部件形成，该两个板状部件分别位于线性沉积源的两个较长侧之一上（例如，在喷嘴110的上方和下方）。各板状部件中的至少一部分朝向喷嘴110的方向弯曲，即，处于沉积材料的排放路径中以控制沉积材料的排放方向（例如，通过阻挡被排放的沉积材料中的一些沉积材料）。角度控制部200不限于该示例性实施方式的形式，并且角度控制部200不限于至少部分设置在沉积材料路径中并控制从沉积源100排放以沉积至衬底（S）的沉积材料的方向的特定形式。

如图2A所示，沉积材料以排放角度（例如，预定的排放角度，或沉积材料被排放的角度）θ1被喷射通过角度控制部200，然后被沉积在衬底（S）上。沉积材料以大致恒定的角度到达衬底（S）以使沉积材料在衬底（S）上形成大致均匀的薄膜。在该实施例中，排放角度θ1表示沉积材料排放路径的方向（例如，图2A中的水平/y轴方向）与沉积材料被分散和实际散开的最外面的方向（例如，被排放的沉积材料的边缘）之间的角度。

角度控制部200与角度控制部驱动器300联接，角度控制部驱动器300控制角度控制部200在沉积材料排放方向上向前和向后移动（例如，图2A中的水平/y轴方向）。就在衬底（S）上使沉积材料沉积的薄膜形成工序而言，当工序时间（例如，操作时间）已过去时（例如，在延长使用后），沉积材料还被沉积在真空室内除衬底（S）之外的许多部件上。具体地，沉积材料通常沉积在沉积材料排放路径中的部件上，例如角度控制部200上。如图2B和图2C所示，当沉积材料附着而固化在（例如，积聚在）沉积材料排放路径中的角度控制部200的一部分上时，排放角度（例如，θ2或θ3）可以改变。

在该实施例中，当固化的、附着的沉积材料（M）和角度控制部200向后或向前移动以控制排放角度（例如，图2B中的排放角度θ2或图2C中的排放角度θ3）时，沉积材料可以以原始排放角度（例如，图2A中的排放角度θ1）排放，该原始排放角度在附着材料（M）被附着/积聚前设置。也就是说，由于角度控制部200向后或向前移动，所以无论在薄膜形成工序过程中附着至角度控制部200的附着沉积材料（M）如何，沉积材料均可以以大致恒定的排放角度形成。对其的详细描述将参照根据本发明的示例性实施方式的沉积装置的操作以及用于形成薄膜的方法来描述。

角度控制部驱动器300包括驱动器310和驱动功率供给部320，驱动器310用于控制角度控制部200在沉积材料的排放方向上向后或向前移动，驱动功率供给部320用于为使驱动器310向后或向前移动提供驱动功率。驱动器310的第一侧联接至角度控制部200，而驱动器310的第二侧联接至驱动功率供给部320以利用驱动功率供给部320产生的驱动功率使角度控制部200向后或向前移动。在附图中的驱动功率供给部320联接至沉积源100的一侧，尽管本发明不限于此。

本实施方式的角度控制部驱动器300可选自能够进行线性移动的装置，例如，滚珠丝杠型（ball screw type）、汽缸型、或线性移动（LM）引导型。例如，当角度控制部200采用汽缸型时，驱动器310配置有包含汽缸和活塞在内的能够进行线性（例如，前后来回或者向后和向前）移动的装置，而驱动功率供给部320可配置有液压泵或气压泵。在为滚珠丝杠型的情况下，驱动器310配置有能够进行线性移动的装置，例如滚珠丝杠轴承和滚珠丝杠螺杆，而驱动功率供给部320可配置有用于提供扭矩的电动马达。这些类型的驱动器的详细配置对于本领域技术人员是公知的，本领域技术人员可以以各种方式对它们进行变化。另外，角度控制部驱动器300不限于上述实施方式，而可以是用于控制角度控制部200在直线上向后和向前移动的其它装置。

如上所述，角度控制部驱动器300根据工序时间（例如，经过的工序时间量）向后或向前移动，并且角度控制部驱动器300也可包括控制器（未示出），该控制器用于控制角度控制部200根据工序时间而向后或向前移动。控制器通过实时使用传感器来测量沉积材料的排放角度，并且当排放角度改变时（例如，由于附着至角度控制部200的附着材料（M）），控制器使角度控制部200向后或向前移动以恢复排放角度（例如，恢复为图2A中的排放角度θ1）。

另外，控制器基于工序条件（包括工序时间、沉积材料以及根据工序时间而受到控制的沉积材料的排放角度）来检查（例如，通过模拟工序）附着至角度控制部200的沉积材料（例如，附着材料（M））的数量，并根据之前的检查数据通过使角度控制部100向后或向前移动来控制排放角度以保持原始角度（例如，图2A中的排放角度θ1）。

图3A和3B示出了根据本发明的另一示例性实施方式的沉积装置20的侧视图，图4A和4B示出了根据本发明的另一示例性实施方式的沉积装置20的正视图。

参见图3A和图3B，一对角度控制部200a和200b的第一侧（例如，前侧）可联接至一对盖板400，这对盖板400可位于沉积材料的排放路径中。盖板400可在与沉积材料的排放方向交叉的方向（例如，在图3A-4B所示的垂直方向，或z轴方向）上驱动，并且可用于控制一对角度控制部200a和200b之间（例如，盖板400之间）的间隙的尺寸。例如，一对盖板400为板状并且位于一对角度控制部200a和200b的第一侧上，而且如图3A和图3B所示，盖板400中的每个均物理联接至角度控制部200a和200b的弯曲部分（例如，角度控制部200a和200b的垂直部分，或者大致在z轴方向上延伸的部分），其中角度控制部200a和200b中的至少一部分朝向排放路径弯曲，从而能够对由角度控制部200a和200b所形成的排放角度（例如，图3A中的排放角度θ4或图3B中的排放角度θ5）进行控制。

如图3A所示，能够通过移动一对盖板400使其彼此更靠近来减小一对角度控制部200a和200b之间的间隙（例如，盖板400之间的间隙），从而减小沉积材料的排放角度（例如，排放角度θ4）。如图3B所示，能够通过移动一对盖板400使其彼此更远离而增加间隙来增加沉积材料的排放角度（例如，排放角度θ5）。通过控制盖板400，无需使角度控制部200向后或向前移动就能进一步控制沉积材料的排放角度，或者能够以角度控制部200向后或向前移动无法进行的方式来控制排放角度。盖板400可以在与角度控制部200联接的情况下（例如，对应于角度控制部200的位置）相对于角度控制部200移动。

盖板400可以在以线性方式形成的沉积源100的长度方向上被分成多个板（例如，盖板400可具有与沉积源100的长度对应的长度，或具有与喷嘴110的数量对应的长度）。例如，如图4A和图4B所示，形成在一对角度控制部200a和200b上的一对盖板401和402可在沉积源100的长度方向上被分成两对盖板（401：401a、401b/402：402a、402b），其中被分开的盖板（401a、401b、402a、402b）可独立地操作。

参见图4B，盖板对401a和402a移动彼此更靠近以减小相应的排放角度，而盖板对401b和402b移动彼此更远离以增加沉积材料的排放角度。另外，盖板对401a和402a可独立地操作（例如，彼此独立地操作和独立于盖板401b和402b操作）。

现在将描述根据本发明的示例性实施方式的沉积装置的操作和用于制造OLED显示器的方法。

首先，将衬底（S）放置在真空室（未示出）中并定向为面向排放沉积材料的沉积源100。将沉积源100的沉积材料加热至蒸发，如图2A所示，通过喷嘴110排放沉积材料。被排放的沉积材料到达衬底（S）以在其上形成薄膜。被排放的沉积材料以与角度控制部200进行的控制对应的排放角度（例如，恒定的预定排放角度）θ1排放（例如，保持不变地排放）。

当沉积材料排放至衬底（S）上以形成薄膜时，沉积材料还沉积在衬底（S）上并且沉积在沉积材料的排放路径中的角度控制部200上。如图2B所示，当沉积材料中的一些沉积在角度控制部200的一部分上然后固化（例如，沉积材料（M））时，排放角度θ2会改变。排放角度θ2可能因附着至角度控制部200的沉积材料（M）而减小，并且当角度控制部驱动器300使角度控制部200向后移动以减小角度控制部200与喷嘴110之间的距离时，排放角度θ2增加。可通过使因附着材料（M）而减小的排放角度θ2增加，将排放角度θ2控制为与工序前期的排放角度θ1相等。

随着薄膜形成工序的进展（例如，随着工序时间增加），如图2C所示，被附着的沉积材料（M）进一步积聚在角度控制部200上，而且沉积材料的排放角度θ3进一步减小。在该实施例中，当角度控制部驱动器300使角度控制部200向后移动更远时，角度控制部200与喷嘴110之间的距离进一步减小，而使排放角度θ3增加以使排放角度θ3可以与工序前期的排放角度θ1相等，从而补偿沉积材料（M）的积聚。

如上所述，当在薄膜形成工序期间沉积材料的排放角度因附着至角度控制部200的沉积材料（M）而改变时，对角度控制部200进行控制以使其随经过的工序时间向后移动，从而使排放角度保持恒定（例如，θ1=θ2=θ3）。因此，在衬底（S）上沉积有大致均匀的薄膜。

此外，工序时间、附着至角度控制部200的沉积材料（M）的量以及与工序时间量（例如，自制造设备的最近维护起的分钟数）对应地对沉积材料的排放角度进行控制均可通过模拟工序进行检查，而且可通过检查后的信息根据工序时间自动且定期地调整角度控制部200。

例如，当沉积材料沉积在衬底（S）上以形成薄膜时，每当单位工序时间经过时就检查排放角度是否因附着至角度控制部200的沉积材料（M）而减小，并根据所经过的工序时间控制角度控制部200向后移动单位长度以改进薄膜形成工序。

沉积材料期望包括用于形成有机发射层的有机材料，即，用于在OLED显示器中形成显示红色（R）、绿色（G）以及蓝色（B）的子像素的有机材料。

虽然结合目前视为实际的示例性实施方式对本发明进行了描述，但应该理解本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明将覆盖包括在所附的权利要求及其等同物的精神和范围之内的各种修改和等同设置。

Claims

1.沉积装置，包括：

沉积源，用于排放待沉积在衬底上的沉积材料；

角度控制部，至少部分处于所述沉积材料的排放路径中，所述角度控制部用于控制所述沉积材料的排放角度；以及

角度控制部驱动器，与所述角度控制部联接，所述角度控制部驱动器用于使所述角度控制部在所述沉积材料的排放方向上移动以控制所述排放角度。

2.如权利要求1所述的沉积装置，其中所述沉积源包括用于排放所述沉积材料的喷嘴，以及

其中所述角度控制部包括一对角度控制部，所述一对角度控制部中的每一个位于所述沉积源的长侧上并且在所述沉积源的长度方向上延伸。

3.如权利要求2所述的沉积装置，还包括一对盖板，每个盖板位于所述一对角度控制部中的各角度控制部的一侧上，

其中，所述一对盖板配置为在与所述排放方向交叉的方向上移动以控制所述一对盖板之间的间隙。

4.如权利要求3所述的沉积装置，其中，所述盖板的移动对应于所述角度控制部的移动。

5.如权利要求3所述的沉积装置，其中，所述一对盖板包括在所述沉积源的所述长度方向上彼此相邻的至少两对盖板。

6.如权利要求5所述的沉积装置，其中，所述至少两对盖板中的每个盖板能够独立地操作。

7.如权利要求1所述的沉积装置，其中，所述角度控制部驱动器包括滚珠丝杠驱动器、汽缸驱动器或者线性移动引导驱动器。

8.如权利要求1所述的沉积装置，还包括控制器，所述控制器用于控制所述角度控制部驱动器根据工艺条件来移动所述角度控制部。

9.制造有机发光二极管显示器的方法，所述方法包括：

将衬底面朝用于排放沉积材料的沉积源；以及

通过将所述沉积材料排放在所述衬底上而在所述衬底上形成薄膜，

其中，在所述衬底上形成所述薄膜包括通过使角度控制部相对于所述沉积源移动来控制所述沉积材料的排放角度，所述角度控制部部分处于所述沉积材料的排放路径中。

10.如权利要求9所述的方法，其中，使所述角度控制部移动包括以与经过的工序时间量对应的速度使所述角度控制部朝向所述沉积源移动。

11.如权利要求9所述的方法，其中，所述沉积材料包括用于形成有机发射层的有机材料，以及

其中，所述薄膜包括所述有机发射层。