CN103981489A

CN103981489A - 包括防沉积单元的薄膜沉积装置及其去除沉积物的方法

Info

Publication number: CN103981489A
Application number: CN201310412327.5A
Authority: CN
Inventors: 许明洙; 金善浩; 赵喆来; 朱儇佑
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: KR20140102090A; US20140227442A1; KR102036325B1; TW201432084A; CN103981489B; TWI641713B

Abstract

提供了包括防沉积单元的薄膜沉积装置和该装置的去除沉积物的方法。该方法包括：从薄膜沉积装置的腔室分离包括至少一个防沉积板和耦合到至少一个防沉积板的外表面上的变形单元的防沉积单元；以及从防沉积板去除成膜层。

Description

包括防沉积单元的薄膜沉积装置及其去除沉积物的方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2013年02月13日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0015535号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全文通过引用并入本文。

技术领域

本发明的方面涉及包括可以轻易地去除其上的沉积物的防沉积单元的薄膜沉积装置，以及从该薄膜沉积装置去除沉积物的方法。

背景技术

通常，包括薄膜晶体管（TFT）的有机发光显示装置可用于如数码相机、视频摄像机、便携式摄像机、便携式信息终端、超薄型笔记本电脑、智能电话、柔性显示装置或平板个人电脑的移动设备的显示器中，或者可用在如超薄电视的电气和电子产品中。

有机发光显示装置可以包括：第一电极、第二电极和在第一电极与第二电极之间的有机发光层。有机发光装置可以包括：用于保护形成在基板上的有机发光层的封装层。

可以使用多种方法中的任意方法形成有机发光层和封装层。例如，可以通过使用薄膜沉积装置的沉积法形成有机发光层和封装层。这种情况下，如有机材料的沉积用原料不仅会被沉积在腔室中有机发光显示装置的所需区域，而且还会被沉积在腔室中的其他区域。

为了解决该问题，防沉积板可以被提供在腔室中。然而，当通过使用沉积用原料反复执行成膜时（例如，多于1000次），成膜层将以几毫米的厚度形成在防沉积板上。相应地，由于成膜层导致防沉积板必须被更换。并且，形成在厚的防沉积层上的成膜层可能脱落，由此在沉积过程中产生颗粒。

发明内容

本发明实施方式提供了包括可以轻易地去除在沉积过程中形成在其上的沉积物的防沉积单元的薄膜沉积装置，以及从该薄膜沉积装置去除沉积物的方法。

根据本发明的一方面，所提供的薄膜沉积装置，包括：腔室；沉积单元，设置在腔室中被配置为将原料沉积在基板上；以及防沉积单元，设置在腔室中，包括至少一个防沉积板和耦合到防沉积板的一个表面上的变形单元。

至少一个防沉积板可以包括金属板。

变形单元可以包括形状记忆合金。

变形单元可以具有线形状并且可以与防沉积板的一个表面接触。

至少一个防沉积板可以包括第一防沉积板和第二防沉积板，并且变形单元可以被设置在第一防沉积板与第二防沉积板的相对的表面之间。

变形单元可以具有线形状。

变形单元的外表面可以与第一防沉积板和第二防沉积板的相对的表面接触。

防沉积单元可以被设置在腔室与成膜层待形成的与成膜区域之间。

根据奔放买那个的一方面，提供去除薄膜沉积装置的沉积物的方法，该方法包括：从薄膜沉积装置的腔室分离包括至少一个防沉积板和耦合到至少一个防沉积板的外表面的变形单元的防沉积单元；以及从防沉积板去除成膜层。

变形单元可以包括形状记忆合金。

变形单元可以具有线形状，并且变形单元的外表面可以与第一防沉积板和第二防沉积板的相对的表面接触。

从防沉积板去除成膜层的步骤可以包括：将防沉积单元载入到恒温槽中；分离成膜层部分与防沉积单元之间的界面；通过使用气体吹扫工艺从防沉积单元去除成膜层；以及从恒温槽取出防沉积单元。

恒温槽可以被维持在高于或等于使变形单元变形的温度。

该方法进一步包括：在取出防沉积单元之后执行洗涤工艺和烘干工艺。

该方法进一步包括：将防沉积单元安装在腔室中；以及将源自设置在腔室中的沉积单元的沉积用原料沉积到基板上。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施方式，本发明的上述和其他特征和方面将变得更加清楚，其中：

图1为示出根据本发明一实施方式的薄膜沉积装置的剖视图；

图2为图1所示的薄膜沉积装置的俯视图；

图3为示出根据本发明另一实施方式的薄膜沉积装置的剖视图

图4A为示出成膜层被形成在防沉积单元上的状态的剖视图；

图4B为示出图4A所示的防沉积单元被变形状态的剖视图；

图5为示出从防沉积单元去除成膜层的工艺的流程图；以及

图6为示出通过使用根据本发明一实施方式的薄膜沉积装置制造的有机发光显示装置的一个子像素的剖视图。

具体实施方式

虽然本发明允许多种变更和众多实施方式，但是将在附图中示出并且在说明书中详细描述特定实施方式。然而，这并不旨在将本发明限制到这些特定实施方式，并且应当明确，不脱离本发明的精神和技术范围的所有变更、等同物和替代物都包括在本发明中。本发明的描述中，当某些相关技术的详细说明不必要地混淆本发明时将被省略。

如本文中使用的“第一”、“第二”、“首要的”、“次要的”或诸如此类的用语并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个元件、区域、组件、层或部分与另一个元件、区域、组件、层或部分。

本文中使用的术语，仅以区分特定实施方式的目的使用并且不旨在限制。除非语境中另有明确说明，如本文中使用的单数形式“a”、“an”和“the”旨在包括复数形式。应当进一步理解，本文中使用的用语“包含（includes）”、“包含有（including）”“包括（comprises）”和“包括有（comprising）”是表示所述特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或群的存在，并不是表示排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或群的存在或添加。

下面将参照示出本发明示例性实施方式的附图更加完整地描述本发明。相同或相似的元件将被标记为相同或相似的附图标记。

图1为根据本发明一实施方式的薄膜沉积装置100的剖视图。图2为图1所示的薄膜沉积装置100的俯视图。

参照图1和图2，薄膜沉积装置100包括腔室110。腔室110提供将反应空间与外部环境的隔离的合适（或预定）的空间；以及门130，其中用于从腔室外向腔室110内传送基板120的传送装置（未示出）可以通过该门130进入。门130可以被提供在腔室110的一侧。门130的位置和大小不受限制。

进气单元140被设置在腔室110的上部，并且排气单元150被设置在腔室110的下部并与进气单元140相对。

进气单元140可以包括进气口（或孔）141和连接到进气口141的喷头142。作为沉积用原料的气体通过进气口141从腔室110外注入到腔室110内，并且通过喷头142喷射（例如，均匀喷射）到成膜区域A。

喷头142可以包括以一定间隔被排列在喷头142底表面的多个喷射口（或孔）143，并且喷射口143将气体均匀分布到成膜区域A，由此提升沉积到基板120上的薄膜层（例如，有机层）的均匀性。

根据本发明其他实施方式，喷头142的喷射口143可以不以一定间隔排列，和/或可以不提供喷头142。

排气单元150可以被设置在腔室110的下部以与进气单元140相对。排气单元150可以包括：排气口（或孔）151，气体通过排气口151被排出到腔室110外；以及真空泵152，被连接到排气口151并且在腔室110中维持合适（或预定）的真空度。

如上所述，因为进气单元140和排气单元150被布置在腔室110的上部和下部以彼此相对，所以在腔室110中形成从腔室的上部到腔室的下部的气流（例如，细气流）。

只要进气单元140和排气单元150彼此相对，进气单元140和排气单元150可以以多种方式进行排列。在这种情况下，形成在腔室110中的气流可以以进气单元140和排气单元150彼此相对的方向形成。

成膜单元160被设置在进气单元140和排气单元150之间，成膜单元160包括开口掩膜162和卡盘161，其中基板120被安装在该卡盘161上。

当供给的气体相互反应时，如有机层的薄膜层被形成在被布置在卡盘161上的基板120上。当沿着基板120的外边缘提供开口掩膜162以将薄膜层均匀地沉积到基板120时，薄膜层被形成在开口掩膜162内，并且形成薄膜层的区域为成膜区域A。

尽管在图2中成膜区域A具有方形形状，但是实施方式并不限制于此，并且根据成膜目的，成膜区域A可以具有多种其他形状中的任意形状。

因为在其上安装有基板120的卡盘161可以包括用于向基板120供给热能的加热器（未示出），并且被布置在卡盘161下方的升降单元163可以竖直移动基板120，所以通过调节进气单元140与基板120之间的空间可以调节气体反应的空间。

成膜单元160可以设置（或布置）在与进气单元140和排气单元150彼此相对的方向垂直（或基本垂直）方向上，以均匀地沉积薄膜层，但是实施方式并不限制于此。

当成膜单元160设置（或布置）在与进气单元140和排气单元150彼此相对的方向垂直（或基本垂直）的方向上时，从喷头142喷射的气体可以被均匀地喷射到基板120上，喷射到基板120上的一部分气体可以进行反应并沉积到基板120上，并且未沉积的一部分气体可以通过设置（或布置）在腔室110的下部的排气单元150排出到腔室外。

通过使用沉积工艺，如有机层的薄膜层可以被沉积在基板120上的合适（或所需）区域中。

在这种情况下，为了防止腔室110中的气体将膜形成在腔室110的不需要区域（例如，基板120以外的区域）中，提供了防沉积单元170。

为了在执行多次成膜工艺之后去除形成在防沉积单元170上的成膜层，防沉积单元170包括第一防沉积板171、第二防沉积板172和设置（或布置）在第一防沉积板171与第二防沉积板172之间的变形单元173。

第一防沉积板171和第二防沉积板172中的每个可以由如薄金属板的弹性材料形成。只要材料为弹性材料，第一防沉积板171和第二防沉积板172中的每个可以由多种其他材料（例如，薄金属板以外的其他材料）中的任意材料形成。

虽然在图2的实施方式中第一防沉积板171和第二防沉积板172示出为具有圆筒形状，但是第一防沉积板171和第二防沉积板172根据其在腔室110中的位置可以具有多种其他形状中的任意形状。

虽然防沉积单元170被设置（或布置）在腔室110与基板120上的成膜区域A之间以围绕成膜区域A，但是实施方式并不限制于此。防沉积单元170可以选择性地被形成在腔室110中。例如，防沉积单元170可以被提供在腔室110的内壁以平坦化。

变形单元173被提供在第一防沉积板171与第二防沉积板172之间。变形单元173可以包括由于外部应力能量导致变形的材料。例如，变形单元173可以由如钛合金的形状记忆合金形成。在一个实施方式中，通过热源供给使变形单元173变形的应力能量。变形单元173可以具有线形状。

虽然变形单元173已被描述为由具有线形状的形状记忆合金（其可以位于第一防沉积板171与第二防沉积板172之间）形成，但是变形单元173可以由多种其他材料中的任意材料形成，只要该材料能够由于外部应力能量导致变形。

图3为根据本发明另一实施方式的薄膜沉积装置300的剖视图。

参照图3，薄膜沉积装置300包括腔室310。门330可以被提供在腔室310的一侧，其中用于从腔室外向腔室310内传送基板的传送装置（未示出）通过门330进入。

卡盘361被布置在腔室310的上部。基板320被安装在卡盘361的一个表面上。在基板320被安装到卡盘361上之后，可以使用用于将基板320固定到卡盘361的固定单元（未示出）。固定单元可以为多种类型中的任意一种，例如真空抽吸单元、夹、压力单元或粘合材料。

沉积单元340被布置在腔室310的下部。沉积单元340可以包括坩埚341和喷嘴342。如有机原料的沉积用原料被接收在坩埚341中。可以围绕坩埚341布置用于加热沉积用原料的如加热器（未示出）的加热单元。

喷嘴342被连接到坩埚341并且提供沉积用原料流通过的路径。沉积用原料被蒸发以流向基板320，由此在基板320上形成如有机层的薄膜层。

驱动单元350被连接到沉积单元340。驱动单元350用于在彼此相反的第一方向（X₁方向）或第二方向（X₂方向）上移动沉积单元340。

在一个实施方式中，驱动单元350可以被连接到基板320以在第一方向（X₁方向）或第二方向（X₂方向）上移动卡盘361。

在如上所述构成的薄膜沉积装置300中，沉积用原料通过喷嘴342被沉积在基板320上，以在基板320上形成薄膜层。例如，储存在坩埚341中的有机单体通过喷嘴342从坩埚341喷射到基板320。到达基板320的有机单体被固化，并且之后，薄膜层被形成在基板320上。

提供防沉积单元370以防止沉积用原料（其可散布在腔室110中）在腔室310中设置基板320的位置以外的区域形成膜。为了去除形成在防沉积单元370的表面上的如有机层的成膜层，防沉积单元370可以包括第一防沉积板371、第二防沉积板372和设置在第一防沉积板371与第二防沉积板372之间的变形单元373。

第一防沉积板371和第二防沉积板372中的每个可以由弹性金属板形成，并且变形单元373可以具有线形状并可以由能够由于外部应力能量导致变形的形状记忆合金形成。

图4A为示出成膜层被形成在图1所示的防沉积单元170上的状态的剖视图。图4B为示出图4A所示的防沉积单元170被变形状态的剖视图。

参照图4A，防沉积单元170包括第一防沉积板171和与第一防沉积板171相对的第二防沉积板172。

第一防沉积板171的第一表面174为形成膜的表面。成膜层410可以形成在第一表面174上。成膜层410可以为包括固化剂的液体有机材料，可以为这样的成膜材料，其首先形成在第一表面174上以具有液态有机相，并且进行后续工艺，例如，紫外线固化工艺以具有固相。

与第一防沉积板171的第一表面174相反的第二防沉积板172的第二表面175，为可以被连接到待保护表面或腔室110中的壁上的表面。

变形单元173被提供在第一防沉积板171与第二防沉积板172之间。变形单元173可以由如钛合金的形状记忆合金形成，形状记忆合金可以由于如通过热源提供的外部应力能量导致轻易变形。

变形单元173可以具有线形状。变形单元173的外周面与第一防沉积板171和第二防沉积板172接触（例如，直接接触）。

在这种情况下，在反复执行沉积过程时，例如多于1000次时，形成在第一表面174上的成膜层410可以形成为数毫米的厚度。当成膜层410达到特定（或预定）厚度时，可能需要去除成膜层410。在一个实施方式中，因为第一防沉积板171的第一表面174为金属表面并且成膜层410由有机材料形成，所以当外部应力能量被施加到第一表面174与成膜层410之间的粘合力时可以轻易去除成膜层410。

参照图4B，外部应力能量被施加到第一防沉积板171与第二防沉积板172之间的变形单元173，以使得第一防沉积板171的第一表面174和第二防沉积板172的第二表面175变形（例如，瞬间变形），由此轻易地去除形成在第一表面174上的成膜层410。

例如，当应力能量被施加到变形单元173上时，变形单元173可以在一个方向上弯曲（或以其他方式变形）。相应地，与变形单元173的外周面接触的第一防沉积板171和第二防沉积板172中的每个可以变形，由此在成膜层410中形成断裂C。

可以通过热源提供使变形单元173变形的应力能量。可以通过应用环境的热能量形成应力能量以安排变形单元173的内部能量，并且由此使第一防沉积板171和第二防沉积板172变形。

为了在完成变形之后回到原来状态，可以去除热源。随着热源被去除，变形单元173的应力能量被去除，并且由此第一防沉积板171和第二防沉积板172的每个被恢复到它的原来状态。相应地，因为第一防沉积板171和第二防沉积板172被弹性恢复，所以第一防沉积板171和第二防沉积板172可以由如金属板的弹性材料形成。

参照图5，图5为示出了从防沉积单元去除成膜层的工艺的流程图。

将使用图1所示的薄膜沉积装置100说明从防沉积单元170去除成膜层410的方法。

在操作S10中，包括第一防沉积板171、第二防沉积板172和设置在第一防沉积板171与第二防沉积板172之间的变形单元173的防沉积单元170被安装到腔室110中。在操作S20中，基板120通过腔室110一侧的门130被提供到卡盘161上，并且在基板上执行有机沉积工艺（例如，高速有机沉积工艺）。还可以执行固化工艺。

当有机沉积工艺被反复执行（例如，执行数百次至数千次）时，在第一防沉积板171的第一表面174上的成膜层410的厚度增加。在操作S30中，当成膜层410的厚度达到特定厚度（例如，数毫米）时，真空腔室110被维持在大气压状态，并且从腔室100分离具有多阶结构的防沉积单元170。

在操作S40中，在其上形成有成膜层410的防沉积单元170被载入到恒温槽中。在这种情况下，恒温槽被维持在高于或等于使变形单元173变形的温度。在一个实施方式中，恒温槽被维持在120°。

根据一个实施方式，当恒温槽中的防沉积单元170的温度达到合适温度（例如，100°）时，变形单元173在一个方向上变形。例如，当变形单元173变形时，均与变形单元173的外周面接触的第一防沉积板171和第二防沉积板172在相同方向上弯曲。

在操作S50中，当第一防沉积板171和第二防沉积板172变形时，在成膜层410中形成断裂C，并且成膜层410与第一防沉积板171的界面可以彼此分离，其中成膜层410可以被厚厚地形成在第一防沉积板171的第一表面174上。

在操作S60中，形成在第一防沉积板171的第一表面174上的成膜层410被去除，例如，通过高压气体吹扫工艺去除。

在操作S70中，恒温槽被维持在合适温度（例如，30°），并且当防沉积单元170的温度达到合适温度（例如，30°）时，从恒温槽取出防沉积单元170。

在操作S80中，例如通过执行用于去除例如由于第一防沉积板171的第一表面174上的范德华力导致仍残留着的成膜层410的洗涤工艺和烘干工艺，可以从防沉积单元170完全去除成膜层410。

如上所述，在不使用化学洗涤和物理表面处理的情况下，可以轻易地去除在防沉积单元170表面上形成（例如，较厚地形成）的成膜层。

图6为说明根据本发明一实施方式的用于制造有机发光显示装置600的方法的剖视图。

可作为阳极的第一电极610被形成在基板601上，并且像素限定膜619可以被形成在第一电极610上。像素限定膜619可以被形成为不覆盖第一电极610的上表面的至少一个区域。

有机发光层620可以被形成在第一电极610上。

可作为阴极的第二电极630可以被形成在有机发光层620上。

第一无机封装层651、第一有机封装层661、第二无机封装层652、第二有机封装层662、第三无机封装层653、第三有机封装层663和第四无机封装层654可以被形成在第二电极630上。虽然在图6中未示出，但是缓冲层可以被形成在第二电极630和第一无机封装层651上。

详细地，第一无机封装层651可以被形成在第二电极630上。通过使用图1所示的沉积装置100或图3所示的沉积装置300，第一有机封装层661可以被形成在第一无机封装层651上。

相应地，防止了如有机材料的杂质材料从有机单体被引入到有机发光层620，尤其是，未被第二电极630和第一无机封装层651覆盖的有机发光层620的表面。

通过使用无机封装层和有机封装层被层叠在第二电极630上的层叠结构，有机发光显示装置600有效地保护有机发光层620、第一电极610和第二电极630。

如上所述，根据本发明的包括防沉积单元的薄膜沉积装置和该装置的去除沉积物的方法，通过使用包括变形单元的多阶防沉积结构可以轻易地去除在防沉积单元上形成的成膜层。

虽然已参照示例性实施方式示出并描述本发明，但是本技术领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书定义的本发明的精神和范围以及它们的等同物的情况下可以对附图所示的实施方式的形式和细节进行多种改变。

Claims

1.一种薄膜沉积装置，包括：

腔室；

沉积单元，设置在所述腔室中并且被配置为将原料沉积到基板上；以及

防沉积单元，设置在所述腔室中，并且包括至少一个防沉积板和耦合到所述防沉积板的一个表面上的变形单元。

2.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，

所述至少一个防沉积板包括金属板。

3.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，

所述变形单元包括形状记忆合金。

4.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，

所述变形单元具有线形状并且与所述防沉积板的所述一个表面接触。

5.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，

所述至少一个防沉积板包括第一防沉积板和第二防沉积板，并且，

所述变形单元被设置在所述第一防沉积板与所述第二防沉积板的相对的表面之间。

6.如权利要求5所述的薄膜沉积装置，其中，

所述变形单元具有线形状。

7.如权利要求5所述的薄膜沉积装置，其中，

所述变形单元的外表面与所述第一防沉积板和所述第二防沉积板的相对的表面接触。

8.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，

所述防沉积单元被设置在所述腔室与成膜区域之间，成膜层待形成在所述成膜区域中。

9.一种去除薄膜沉积装置的沉积物的方法，所述方法包括：

从所述薄膜沉积装置的腔室分离防沉积单元，所述防沉积单元包括至少一个防沉积板和耦合到所述至少一个防沉积板的外表面上的变形单元；以及

从所述防沉积板去除成膜层。

10.如权利要求9所述的方法，其中，

11.如权利要求10所述的方法，其中，

所述变形单元包括形状记忆合金。

12.如权利要求11所述的方法，其中，

所述变形单元具有线形状，并且所述变形单元的外表面与所述第一防沉积板和所述第二防沉积板的相对的表面接触。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述从所述防沉积板去除所述成膜层的步骤包括：

将所述防沉积单元载入到恒温槽中；

分离所述成膜层的多个部分与所述防沉积单元之间的界面；

通过使用气体吹扫工艺从所述防沉积单元去除所述成膜层；以及

从所述恒温槽取出所述防沉积单元。

14.如权利要求13所述的方法，其中，

所述恒温槽被维持在高于或等于使所述变形单元变形的温度。

15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

在取出所述防沉积单元之后执行洗涤工艺和烘干工艺。

16.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

将所述防沉积单元安装在所述腔室中；以及

通过设置在所述腔室中的沉积单元将沉积用原料沉积到基板上。