CN104183529A - 沉积衬底传送单元、有机层沉积装置和有机发光显示设备 - Google Patents
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Abstract
可将沉积材料沉积在衬底上的精确位置的沉积衬底传送单元包括:静电夹盘,具有被配置为附接至衬底的第一表面;以及承载件,具有被配置为与所述静电夹盘的第二表面结合的表面以沿第一方向移动所述静电夹盘。所述承载件包括:多个容纳部,被设置在所述承载件内的空的空间内;以及多个补充肋,被分别设置在所述容纳部的表面上。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2013年5月27日向韩国专利局递交的第10-2013-0059929号韩国专利申请的优先权及其产生的所有权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施方式涉及沉积衬底传送单元、包括沉积衬底传送单元的有机层沉积装置和使用衬底传送单元制造有机发光显示设备的方法,更具体地涉及用于将沉积材料沉积在衬底上精确位置的沉积衬底传送单元、包括该衬底传送单元的有机层沉积装置和使用衬底传送单元制造有机发光显示设备的方法。
背景技术
有机发光显示设备比其它显示设备具有更宽的视角、更好的对比特性和更快速的响应速度,因此作为下一代显示设备受到关注。
有机发光显示设备包括中间层,该中间层包括发光层且被设置在第一电极与第二电极之间。电极和中间层可使用各种方法形成,其中一种方法是独立沉积方法。当有机发光显示设备使用此沉积方法制造时,与待形成的有机层具有相同图案的精细金属掩模(FMM)被设置为与形成有有机层的衬底紧密接触,并且有机层材料被沉积在FMM上以形成具有期望图案的有机层。
然而,使用这种FMM的沉积方法使制造更大的有机发光显示设备具有挑战性。例如,当使用大掩模时,掩模可因自重力而弯曲,由此使图案扭曲,这不益于高清晰度图案的制作。
发明内容
本公开的实施方式提供了用于将沉积材料沉积在衬底上的精确位置的沉积衬底传送单元、包括衬底传送单元的有机层沉积装置和使用衬底传送单元制造有机发光显示设备的方法。
根据本公开的一个方面,提供了沉积衬底传送单元,其包括:静电夹盘,具有被配置为附接至衬底的第一表面;以及承载件,具有被配置为与所述静电夹盘的第二表面结合的表面以沿第一方向移动所述静电夹盘,所述承载件还包括:多个容纳部,被设置在所述承载件内的空的空间内;以及多个补充肋,被分别设置在所述容纳部的表面上。
所述补充肋可被设置在所述承载件的表面的内侧。
每个所述补充肋包括可具有X形。
所述承载件还可包括研磨目标部,所述研磨目标部被设置为从与所述静电夹盘结合的所述表面突出并且可被研磨至成预定水平。
所述承载件可包括下列各项中的至少一个:承载件温度传感器,被配置为测量所述承载件的温度以检查所述承载件的热变形;静电夹盘温度传感器,被配置为测量所述静电夹盘的温度以检查所述静电夹盘的热变形;衬底检测传感器,被配置为检测所述衬底是否附接至所述静电夹盘;电力测量单元,被配置为测量所述沉积衬底传送单元的电流消耗或电池余量;以及静电夹盘驱动检测单元,被配置为检测所述静电夹盘的开或关状态。
所述沉积衬底传送单元还可包括通信单元,所述通信单元用于发送由所述承载件温度传感器、所述静电夹盘温度传感器、所述衬底检测传感器、所述电力测量传感器或所述静电夹盘驱动检测单元测量的信息。
所述静电夹盘可被一体地形成为一个主体。
所述静电夹盘可具有升销孔,所述升销孔被设置在与所述衬底的像素区域的外区域对应的区域中。
所述静电夹盘可具有设置于其上以对准所述静电夹盘和所述衬底的对准标记。
根据本公开的另一方面,提供了有机层沉积装置,其包括沉积衬底传送单元、输送单元和沉积单元,所述沉积衬底传送单元包括:静电夹盘,具有被配置为附接至衬底的第一表面的;以及承载件,具有被配置为与所述静电夹盘的第二表面结合的表面以沿第一方向和第二方向移动所述静电夹盘,所述输送单元包括:第一输送单元,被配置为沿所述第一方向移动附接有所述衬底的所述沉积衬底传送单元;以及第二输送单元,被配置为沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述沉积衬底传送单元,其中所述沉积衬底传送单元被配置为从所述第一输送单元被转移至所述第二输送单元,所述沉积单元包括腔室和与所述衬底间隔预定距离的有机层沉积组件,所述沉积单元被配置为在所述第一输送单元移动被附接至所述沉积衬底传送单元的所述衬底的同时将材料沉积在所述衬底上。
所述沉积衬底传送单元可包括下列各项中的至少一个:承载件温度传感器,被配置为测量所述承载件的温度以检查所述承载件的热变形;静电夹盘温度传感器,被配置为测量所述静电夹盘的温度以检查所述静电夹盘的热变形;衬底检测传感器,被配置为检测所述衬底是否附接至所述静电夹盘;电力测量单元,被配置为测量所述沉积衬底传送单元的电流消耗或电池余量;以及静电夹盘驱动检测单元,被配置为检测所述静电夹盘的开或关状态,其中所述静电夹盘被一体地形成为一个主体。
所述有机层沉积装置还可包括通信单元,所述通信单元被配置为发送由所述承载件温度传感器、所述静电夹盘温度传感器、所述衬底检测传感器、所述电力测量单元或所述静电夹盘驱动检测单元测量的信息。所述通信单元可以是短距离无线通信单元。
所述静电夹盘可被一体地形成为一个主体。
所述承载件还可包括被置于所述承载件的表面上的磁轨,所述第一输送单元和所述第二输送单元中的每个包括多个线圈,所述磁轨和所述多个线圈结合以构成线性电机,所述线性电机用于生成驱动力以移动所述沉积衬底传送单元。
所述第一输送单元可包括:容纳槽,被设置在所述沉积衬底传送单元的两侧并且被配置为引导所述沉积衬底传送单元沿所述第一方向移动;以及磁悬浮轴承,被配置为从所述容纳槽悬浮所述沉积衬底传送单元,所述沉积衬底传送单元在不与所述容纳槽接触的情况下移动所述沉积衬底传送单元。
所述磁悬浮轴承可包括:侧部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件的两个侧表面上;以及上部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件上方。
所述承载件还可包括多个凸轮从动件,所述多个凸轮从动件被设置在所述承载件的两个侧表面上;并且所述第二输送单元可包括导辊件以支撑所述凸轮从动件,所述凸轮从动件沿所述导辊件移动所述承载件。
所述承载件可包括无接触供电(CPS)模块,以及所述第二输送单元可包括充电轨道,所述充电轨道被设置在所述第二输送单元的与所述CPS模块对应的部分中,其中当所述承载件被传送至所述第二输送单元时,磁场可形成于所述充电轨道与所述CPS模块之间以向所述CPS模块供电,所述CPS模块不与所述充电轨道接触。
根据本公开的另一方面,提供了制造有机发光显示设备的方法,所述方法包括:使用被配置为穿过腔室的第一输送单元沿第一方向将固定有衬底的沉积衬底传送单元输送到腔室内;在所述第一输送单元相对于有机层沉积组件移动所述衬底时,从有机层沉积组件排放沉积材料以形成所述衬底上的层;将所述衬底与所述沉积衬底传送单元分离;以及使用被配置为穿过腔室的第二输送单元沿与所述第一方向相反的第二方向输送所述沉积衬底传送单元,所述第二输送单元被配置为穿过所述室,其中所述沉积衬底传送单元包括承载件,具有置于其表面上的磁轨,所述第一输送单元和所述第二输送单元中的每个包括多个线圈,所述磁轨和所述多个线圈结合以形成线性电机,所述线性电机生成驱动力以移动所述沉积衬底传送单元。
所述第一输送单元可包括:容纳槽,被设置在所述沉积衬底传送单元的两侧并且被配置为引导所述沉积衬底传送单元沿所述第一方向移动;以及多个磁悬浮轴承,被配置为从所述容纳槽悬浮所述沉积衬底传送单元,所述沉积衬底传送单元在不与所述容纳槽接触的情况下使所述沉积衬底传送单元沿所述第一输送单元移动。
所述磁悬浮轴承可包括:侧部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件的两个侧表面上;以及上部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件上方。
所述承载件还可包括多个凸轮从动件,所述多个凸轮从动件被设置在所述承载件的两个侧表面上;并且所述第二输送单元可包括导辊件,被配置为支撑所述凸轮从动件。所述凸轮从动件可沿所述导辊件移动所述承载件。
所述承载件可包括无接触供电(CPS)模块,以及所述第二输送单元可包括充电轨道,所述充电轨道被设置在所述第二输送单元与所述CPS模块对应的部分中,其中当所述承载件被传送至所述第二输送单元时,磁场可形成于所述充电轨道与所述CPS模块之间以向所述CPS模块供电,所述CPS模块不与所述充电轨道接触。
所述方法还可包括:测量与以下操作的至少之一相关的信息:检查所述承载件的热变形、检查所述静电夹盘的热变形、检测所述衬底是否附接至所述静电夹盘、测量所述沉积衬底传送单元的电流消耗或电池余量、以及检测所述静电夹盘的开或关状态。
所述信息可经由短距离无线通信被发送至所述有机层沉积组件的控制单元。
根据本公开的另一方面,提供了有机发光显示设备,其包括:衬底;薄膜晶体管,位于所述衬底上;像素电极,电连接至所述薄膜晶体管;沉积层,被设置在所述像素电极上;以及相对电极,被设置在所述沉积层上,其中所述沉积层中的至少一个使用制造所述有机发光显示设备的方法被线性图案化。
附图说明
图1是示出了根据本公开的实施方式的有机层沉积装置的结构的示意性平面视图;
图2是根据本公开的实施方式的图1的有机层沉积装置的沉积单元的示意性侧视图;
图3是根据本公开的实施方式的图1的有机层沉积装置的沉积单元的示意性立体视图;
图4是根据本公开的实施方式的图3的沉积单元的示意性剖视图;
图5是具体示出了图3所示的沉积单元的第一传送单元和沉积衬底传送单元的剖视图;
图6是图3所示的沉积单元的沉积衬底传送单元的承载件的俯视立体视图;
图7是图6的承载件在没有顶板时的立体视图;
图8是图3所示的沉积单元的沉积衬底传送单元的承载件的仰视立体视图;
图9是示出了图8的承载件在没有静电夹盘时的立体视图;
图10是根据本公开的另一实施方式的有机层沉积组件的示例性立体视图;以及
图11是根据本公开的实施方式的使用有机层沉积装置制造的有源矩阵型有机发光显示设备的剖视图。
具体实施方式
下文将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。然而本公开的实施方式可以不同的形式实现并且不应该被解释成受限于本文阐述的示例性实施方式。因此,本公开的示例性实施方式应该被认为仅是描述意义而非限制。因此,本公开的范围不由本公开的详细描述限定而由所附权利要求限定,范围内的所有区别将被解释成包括在本公开内。在整个说明书附图中的相似参考标号表示相似或类似的元件。
图1是示出了根据本公开的实施方式的有机层沉积装置1的示意性平面视图。图2是根据本公开的实施方式的图1的有机层沉积装置1的沉积单元100的示意性侧视图。
参考图1和图2,有机层沉积装置1包括沉积单元100、装载单元200、卸载单元300和输送单元400。
装载单元200可包括第一齿条212、搬运室214、第一倒置室218和缓存室219。
将被应用沉积材料的多个衬底2被堆叠在第一齿条212上。搬运室214内包括的搬运机器人从第一齿条212拾起一个衬底2,将其设置在从第二输送单元420接收的沉积衬底传送单元500上,并且将设置有衬底2的沉积衬底传送单元500移动至第一倒置室218内。
第一倒置室218被设置为与搬运室214相邻。第一倒置室218包括第一倒置机器人,第一倒置机器人倒置沉积衬底传送单元500,然后将其装载到沉积单元100的第一传送单元410上。
参考图1,搬运室214的搬运机器人将一个衬底2置于沉积衬底传送单元500的顶面,设置有衬底2的沉积衬底传送单元500然后被传送到第一倒置室218内。第一倒置室218的第一倒置机器人倒置第一倒置室218使得衬底2在沉积单元100内上下颠倒。
卸载单元300被配置为与上述装载单元200相反的方式操作。具体地,第二倒置室328中的第二倒置机器人倒置已经通过沉积单元100且同时其上设置有衬底2的沉积衬底传送单元500,然后将倒置的沉积衬底传送单元500和衬底2移动到驱出室324中。然后驱出机器人将沉积衬底传送单元500从驱出室324移除,将衬底2与沉积衬底传送单元500分离,然后将衬底2装载到第二齿条322上。现在与衬底2分离的沉积衬底传送单元500经由第二传送单元420返回至装载单元200。
然而,本公开的实施方式不限于上述实施例。例如,当将衬底2设置在沉积衬底传送单元500上时,衬底2可被固定至沉积衬底传送单元500的底面,然后被移动到沉积单元100中。在这种实施方式中,例如,第一倒置室218的第一倒置机器人和第二倒置室328的第二倒置机器人可被省略。
沉积单元100可包括用于沉积的至少一个腔室。在实施方式中,如图1和图2所示,沉积单元100包括可设置有多个有机层沉积组件(100-1)、(100-2)…(100-11)的腔室101。参考图1,11个有机层沉积组件,即第一有机层沉积组件(100-1)、第二有机层沉积组件(100-2)、…和第十一有机层沉积组件(100-11)被显示设置在腔室101内,但是有机层沉积组件的此数目是示例性的而非限制性的并且可根据期望的沉积材料和沉积条件改变。腔室101在沉积过程中被维持为真空。
在图1所示的实施方式中,其上固定有衬底2的沉积衬底传送单元500可由第一输送单元410至少移动至沉积单元100或可被顺序地移动至装载单元200、沉积单元100和卸载单元300,卸载单元300分离衬底2与沉积衬底传送单元500,并且分离后的沉积衬底传送单元500可由第二传送单元420移动回装载单元200。
第一输送单元410在穿过沉积单元100时穿过室101,第二输送室420输送与衬底2分离的沉积衬底传送单元500。
在当前的实施方式中,有机层沉积装置1被配置为使得第一输送单元410与第二输送单元420竖直分离,从而在沉积完成之后,沉积衬底传送单元500在卸载单元300中与衬底2分离且经由位于第一输送单元410下方且与其间隔开的第二输送单元420返回装载单元200,由此有机沉积装置1可具有改进的空间利用率。
在实施方式中,图1的沉积单元100还可包括沉积源更换单元190,沉积源更换单元190被设置在每个有机层沉积组件的一侧。沉积源更换单元190可以是设置在每个有机层沉积组件外部的盒。因此,用于每个有机层沉积组件100-1…的沉积源110(见图3)可容易地被更换。
图1将有机层沉积装置1显示为具有两组平行的结构,每组结构均包括装载单元200、沉积单元100、卸载单元300和输送单元400。也就是说,可看到两个有机层沉积装置1分别沿图1的两侧布置。
图3是根据本公开的实施方式的图1的有机层沉积装置1的沉积单元100的示意性立体视图。图4是根据本公开的实施方式的图3的沉积单元100的示意性剖视图。图5是具体示出了图3所示的沉积单元100的第一输送单元410和沉积衬底传送单元500的剖视图。图6是图3中所示的沉积单元100的沉积衬底500的承载件510的俯视立体视图。图7是没有顶板517的图6的承载件510的立体视图。图8是图3所示的沉积单元100的沉积衬底传送单元500的承载件510的仰视立体视图。图9是没有静电夹盘的图8的承载件510的立体视图。
参考图3和图4,有机层沉积装置1的沉积单元100包括至少一个有机层沉积组件100-1和输送单元400。
下文描述沉积单元100的整体结构。
腔室101可以是容纳至少一个有机层沉积组件100-1和沉积衬底传送单元500的中空箱。腔室101包括可将沉积单元100固定在地上的脚102、设置在脚102上的下壳体103和设置在下壳体103上的上壳体104。腔室101容纳下壳体103和上壳体104。在这方面,下壳体103与腔室101之间的连接被密封以将腔室101的内部与外部完全隔离。由于下壳体103和上壳体104被设置在固定于地上的脚102上,因此下壳体103和上壳体104可保持在固定位置,即使腔室101重复地收缩和膨胀。因此,下壳体103和上壳体104可充当沉积单元100中的参考框架。
上壳体104包括有机层沉积组件100-1和输送单元400的第一输送单元410,并且下壳体103包括输送单元400的第二输送单元420。在沉积衬底传送单元500由第一输送单元410传送至第二输送单元420的同时连续执行沉积过程。
下文详细地描述有机层沉积组件100-1的组成。
第一有机层沉积组件100-1包括沉积源110、沉积源喷嘴单元120、图案化缝隙板130、屏蔽构件140、第一台150和第二台160。图3和图4所示的元件可被布置在被保持为合适真空状态的腔室101内。需要此结构沿直线对沉积材料115进行沉积。
具体地,为了通过沉积源喷嘴单元120和图案化缝隙板130将从沉积源110释放的沉积材料115以期望的图案沉积到衬底2上,希望将腔室保持在与精细金属掩模(FMM)的沉积方法中使用的真空状态相同的真空状态。此外,图案化缝隙板130的温度应该充分低于沉积源110的温度以最小化图案化缝隙板130的热膨胀。
待沉积有沉积材料115的衬底2可以是用于平板显示设备的衬底。例如,大于或等于40英寸的大衬底(例如,用于制造多个平板显示器的母玻璃)可用作衬底2。
根据实施方式,沉积过程可通过衬底2相对于有机层沉积组件100-1移动来执行。
在使用FMM的传统沉积方法中,FMM的尺寸需要与衬底的尺寸一样大。因此,当衬底尺寸的增加时,FMM尺寸也需要增加。这使制造FMM和通过延伸率精确对准FMM具有挑战性。
在根据当前的实施方式的有机层沉积组件100-1中,可在有机层沉积组件100-1和衬底2相对于彼此移动的同时执行沉积。换句话说,可在面向有机层沉积组件100-1的衬底2沿Y轴方向移动的同时连续执行沉积。也就是说,在衬底2沿图3所示的箭头A方向移动的同时通过扫描执行沉积。尽管在沉积执行时衬底2被显示为在图3的腔室101内沿Y轴方向移动,但是本公开不限于此。例如,可在有机层沉积组件100-1沿Y轴方向移动且衬底2被保持固定时执行沉积。
因此,在有机层沉积组件100-1中,图案化缝隙板130可小于在传统沉积方法中使用的FMM。换句话说,在有机层沉积组件100-1中,在衬底沿Y轴方向移动的同时通过扫描连续执行沉积。因此,图案化缝隙板130沿X轴方向和Y轴方向的至少一边可短于衬底2的长度。由于图案化缝隙板130可小于传统沉积方法中使用的FMM,因此图案化缝隙板130可更容易地被制造。
为了在有机层沉积组件100-1如上所述相对于衬底2移动的同时执行沉积,有机层沉积组件100-1可与衬底2间隔一定距离。这在下面更详细地描述。
包含和加热沉积材料115的沉积源110被设置在腔室内以面向衬底2。当包含在沉积源110中的沉积材料115蒸发时,在衬底2上执行沉积。
更详细地,沉积源110包括填充有沉积材料115的坩埚111和加热器112,加热器112加热坩埚111以朝向坩埚111的一侧蒸发沉积材料115,使得蒸发的沉积材料流向沉积源喷嘴单元120。
沉积源喷嘴单元120被设置在沉积源110的面向衬底2的一侧。沉积源喷嘴单元120包括位于其中央部分的多个沉积源喷嘴121。蒸发的沉积材料115通过沉积源喷嘴121排放以被沉积到衬底2上。根据实施方式,每个有机层沉积组件可包括用于沉积公共层和图案层的不同沉积喷嘴。
在一个实施方式中,图案化缝隙板130可被设置在沉积源110与衬底2之间。图案化缝隙板130还可包括与窗口框架具有相似形状的框架135。图案化缝隙板130包括沿X轴方向布置的多个图案化缝隙131。通过沉积源喷嘴单元120和图案化缝隙板130排放的蒸发的沉积材料115然后被沉积到衬底2上。根据实施方式,图案化缝隙板130可使用与形成FMM所使用的方法相同的方法(例如,刻蚀)形成。根据实施方式,图案化缝隙131的总数目可大于沉积源喷嘴121的总数目。
在实施方式中,组合的沉积源110和沉积源喷嘴单元120以及图案化缝隙板130可彼此间隔一定距离。
如上所述,在有机层沉积组件100-1相对于衬底2移动的同时执行沉积。为了使有机层沉积组件100-1相对于衬底2移动,图案化缝隙板130与衬底2间隔一定距离。
在使用FMM的传统沉积方法中,用与衬底紧密接触的FMM执行沉积以防止在衬底上形成阴影。然而,当FMM与衬底紧密接触时,可能出现因衬底与FMM之间的接触引起的缺陷。此外,由于掩模可能不能相对于衬底移动,因此掩模和衬底需要具有相同的尺寸。由此,掩模需要具有与显示设备一样大的尺寸。然而,这使形成大掩模具有挑战性。
为了解决这些问题,在根据当前实施方式的有机层沉积组件100-1中,图案化缝隙板130与待沉积有沉积材料的衬底2间隔一定距离。
根据当前的实施方式,可在小于衬底的掩模相对于衬底移动的同时执行沉积。因此,可以更容易地制造掩模。另外,可避免因衬底与掩模之间的接触引起的缺陷。另外,由于无需让衬底在沉积过程中紧密接触掩模,因此可提高制造速度。
下文将描述上壳体104的每个元件。
沉积源110和沉积源喷嘴单元120被设置在上壳体104的底部。容纳部104-1分别从沉积源100的两侧朝向沉积源喷嘴单元120突出。第一台150、第二台160和图案化缝隙板130顺序地形成于容纳部104-1上。
根据实施方式,第一台150可沿X轴方向和Y轴方向移动以沿X轴方向和Y轴方向对准图案化缝隙板130。也就是说,第一台150包括使第一台150沿X轴方向和Y轴方向相对于上壳体104移动的多个致动器。
第二台160可沿Z轴方向移动以沿Z轴方向对准图案化缝隙板130。也就是说,第二台160包括可沿Z轴方向相对于第一台150移动的多个致动器。
图案化缝隙板130被设置在第二台160和第一台150上以沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动,使得衬底2可与图案化缝隙板130对准。
另外,上壳体104、第一台150和第二台160可防止通过沉积源喷嘴121排放的沉积材料115分散。也就是说,沉积的沉积材料115的路径由上壳体104、第一台150和第二台160确定,由此同时引导沉积材料115沿X轴方向和Y方向的沉积。
屏蔽构件140可被设置在图案化缝隙板130与沉积源110之间。具体地,阳极或阴极图案可被设置在衬底2的边缘部分并且用作检查产品或制造产品的终端。如果有机材料被应用于衬底2的区域,则阳极或阴极的功能会受损。因此,衬底2的边缘部分可以是其上未应用有机材料的无膜形成区域。但是,如上所述,在有机层沉积装置中,在衬底2相对于有机层沉积装置移动的同时通过扫描执行沉积,因此使防止有机材料沉积在衬底2的无膜形成区域具有挑战性。
因此,为了防止有机材料沉积在衬底2的无膜形成区域上,在有机层沉积装置中,屏蔽构件140还可被设置在衬底2的边缘部分。此外,屏蔽构件140可包括关于衬底2的移动方向垂直设置的两个相邻板。
当有机层沉积组件100-1中没有衬底2时,屏蔽构件140掩蔽沉积源110,因此从沉积源110排放的沉积材料115不会到达图案化缝隙板130。当衬底2进入有机层沉积组件100-1时,屏蔽构件140的前部连同衬底2一起移动,从而打开沉积材料115的流动路径使得从沉积源110排放的沉积材料115穿过图案化缝隙板130被沉积到衬底2上。另外,在衬底2通过有机层沉积组件100-1的同时,屏蔽构件140的后部连同衬底2一起移动以掩蔽沉积源110并且关闭沉积材料115的流动路径。由此,从沉积源110排放的沉积材料115不会到达图案化缝隙板130。
如上所述,衬底2的无膜形成区域未被屏蔽构件140掩蔽,因此可不需要单独的结构来防止有机材料被沉积在衬底2的无膜形成区域上。
根据当前的实施方式的有机层沉积装置1的有机层沉积组件100-1还可包括对准相机170。更详细地,相机170可用于实时对准图案化缝隙板130中的第一对准标记与衬底2上的第二对准标记。在这方面,相机170被设置为在沉积期间更精确地观看真空室101的内部。为此,相机170可被安装在大气状态的相机容纳单元171中。
下文更详细地描述输送待沉积有沉积材料115的衬底2的输送单元400。参考图3至图9,输送单元400包括第一输送单元410、第二输送单元420和沉积衬底传送单元500。
第一输送单元410线性地输送包括承载件510和附接于承载件510的静电夹盘530的沉积衬底传送单元500和附接至沉积衬底传送单元500的衬底2,从而可由有机层沉积组件100-1在衬底2上形成有机层。第一输送单元410包括线圈411、引导构件412、上部磁悬浮轴承413、侧部磁悬浮轴承414和间隙传感器415和416。
在完成一个沉积周期之后,衬底2在卸载单元300中与沉积衬底传送单元500分离,并且第二输送单元420将沉积衬底传送单元500返回至装载单元。第二输送单元420包括线圈421、导辊件422和充电轨道423。
沉积衬底传送单元500包括承载件510和位于承载件510表面且附接有衬底2的静电夹盘530。
现在详细描述沉积衬底传送单元500的承载件510。
承载件510包括主体部511、磁轨512、无接触供电(CPS)模块513、供电单元514和引导槽515。承载件510还可包括凸轮从动件516。
主体部511构成承载件510的基础部分并且可由例如铁的磁性材料形成。根据实施方式,由于如下描述的主体部511与对应的上部和侧部磁悬浮轴承413和414之间的磁力,承载件510可与引导构件412保持间隔一定距离。
引导槽515可分别被设置在主体部511的两侧且均可容纳引导构件412的引导突出部412e。
磁轨512可在主体部511的移动方向上沿主体部511的中心线设置。主体部511的磁轨512和待在下面描述的线圈411彼此结合以构成线性电机,并且承载件510可由该线性电机沿箭头方向A输送。
CPS模块513和供电单元514可被分别设置在主体部511中的磁轨两侧。供电单元514包括电池,例如可充电电池,其提供电力使得静电夹盘530可夹紧衬底2并维持操作。CPS模块513是向供电单元514充电的无线充电模块。具体地,如下描述的设置在第二输送单元420中的充电轨道423连接至逆变器,因此,当承载件510被传送至第二输送单元420中时,磁场形成于充电轨道423与CPS模块413之间以向CPS模块513供电。被供给CPS模块513的电力用于向供电单元514充电。
容纳驱动承载件510的各个部件的多个容纳部518可被设置在主体部511中,并且可由顶板517覆盖。参考图7,主体部511可被划分成其内设置有八个容纳部518的8个区域,但是本公开的实施方式不限于此。因此,根据实施方式,容纳部518的数目和设置可根据承载件510的结构改变。
补充肋519可被设置在每个容纳部518的底面,即,与静电夹盘530结合的表面的内侧,以防止因其重量引起的主体部511下垂。也就是说,如上所述,为了减少主体部511的重量,主体部511内具有空的空间并且容纳部518被设置在该空的空间内。然而,通过如此做,主体部511的刚性退化,因此主体部511可因其重量而下垂。因此,补充肋519还被设置在每个容纳部518的底面,即与静电夹盘530结合的表面的内侧,以防止主体部511因其重量而下垂。补充肋519可具有X形以进一步增加防止主体部511下垂的刚性。
多个相机孔524还可被设置在主体部511中。相机孔524可沿容纳部分518的一侧被设置在主体部511中以确保相机170可拍摄设置在图案化缝隙板130中的第一对准标记和设置在衬底2上的第二对准标记,使得图案化缝隙板130可与衬底2对准。
多个研磨目标部525还可被设置在主体部511的底面,即,与静电夹盘530结合的表面,以控制主体部511的平坦化。更详细地,静电夹盘530的平坦化和附接至静电夹盘530的衬底2的平坦化基本取决于承载件510的主体部511的底面的平坦化。因此,平坦化主体部511的底面可确保衬底2的平坦化。然而,传统的有机层沉积装置不单独包括研磨目标部,从而主体部的整个底面必须被研磨。在根据当前的实施方式的有机层沉积装置1中,研磨目标部525从主体部511的底面突出,并且仅研磨目标部525被研磨,从而可使主体部511的底面的平坦化一致。
沉积衬底传送单元500可测量与其操作相关的信息并且将该信息发送至控制有机层沉积装置1的控制单元。因此,可执行沉积衬底传送单元500的实时监控。例如,多个承载件温度传感器521和多个静电夹盘温度传感器522可被置于承载件上。承载件温度传感器521可通过测量承载件510的温度检查承载件510的热变形。静电夹盘温度传感器522可通过测量静电夹盘530的温度检查静电夹盘530的热变形。此外,衬底检测传感器523可被置于承载件510处以检测衬底2是否附接至静电夹盘530。此外,沉积衬底传送单元500可包括其它监控单元,例如用于测量电流消耗和电池余量的电力测量单元、用于检测静电夹盘530的开/关状态以检测衬底2附接/分离等的静电夹盘驱动检测单元等。另外,由监控单元检测的信息可使用通信单元经由短距离无线通信(例如,ZigBee或蓝牙)发送至有机层沉积装置1的控制单元以执行沉积衬底传送单元500的实时监控。
静电夹盘530可包括嵌入到陶瓷的主体中的电极。当高电压被施加至电极时,衬底2附接至静电夹盘530的主体的表面。
有机层沉积装置1的静电夹盘530是一体地形成为一个主体的母静电夹盘。更详细地,传统的静电夹盘通过结合多个分开的夹盘形成。然而,在此情况下,mura缺陷出现在分开的夹盘之间的接口处。因此,为了解决这个问题,当前实施方式中的静电夹盘530一体地形成为一个主体以防止出现mura缺陷。
而且,静电夹盘530包括多个升销孔532,多个升销孔532被设置在静电夹盘530与衬底2的有源区域(即,像素区域)的外部区域对应的区域中。更详细地,有机层沉积装置1具有被布置为在沉积之后平滑地分离衬底2与静电夹盘530的多个升销,并且静电夹盘530包括升销孔532以容纳升销。然而,由于传统的静电夹盘的升销孔被设置在衬底的有源区域(例如,像素区域)中,因此缺陷出现在有源区域。根据当前的实施方式,静电夹盘530一体地形成为一个主体并且具有被设置在与衬底2的有源区域(即,像素区域)的外部区域对应的区域中的升销孔532。由此,可防止在包括升销孔532的区域中出现mura缺陷。
此外,有机层沉积装置1的静电夹盘530还可具有对准标记534以对准静电夹盘530和衬底2。也就是说,为了精确地对准静电夹盘530和衬底2,当静电夹盘530在装载单元200中附接有衬底2时,设置在装载单元200处的相机拍摄设置在衬底2中的对准标记和设置在静电夹盘530中的对准标记,从而在衬底2或静电夹盘530移动的同时静电夹盘530可精确地与衬底2对准。
下文详细描述第一输送单元410和沉积衬底传送单元500。
参考图4和图5,第一输送单元410输送承载件510,承载件510承载固定有衬底的静电夹盘530。根据实施方式,第一输送单元410包括线圈411、引导构件412、上部磁悬浮轴承413、侧部磁悬浮轴承414和间隙传感器415和416。
线圈411和引导构件412被设置在上壳体104内部。线圈411被设置在上壳体104的上部,引导构件412被分别设置在上壳体104的内部两侧。
引导构件412引导承载件510的移动。具体地,引导构件412容纳承载件510的两侧以引导承载件510沿如图3所示的箭头A方向移动。根据实施方式,引导构件412可包括设置在承载件510下方的第一容纳部412a、设置在承载件510上方的第二容纳部412b、以及连接第一容纳部412a和第二容纳部412b的连接部412c。容纳槽412d由第一容纳部412a、第二容纳部412b和连接部412c设置。承载件510的两侧被分别容纳在容纳槽412d中,并且承载件510可沿容纳槽412d移动。
侧部磁悬浮轴承414均设置在引导构件412的连接部分412c中以分别对应于承载件510的两侧。侧部磁悬浮轴承414分离承载件510与引导构件412使得承载件510可沿引导构件412移动而不与引导构件412接触。承载件510为磁性材料。出现在左侧的侧部磁悬浮轴承414与承载件510之间的斥力R1和出现在右侧的侧部磁悬浮轴承414与承载件510之间的斥力R2保持平衡,因此在承载件510与引导构件412的对应部分之间维持恒定的分离距离。
每个上部磁悬浮轴承413可被设置在第二容纳部412b中以位于承载件410上方。上部磁悬浮轴承413使承载件510沿引导构件412移动而不与第一和第二容纳部412a和412b接触同时维持它们之间恒定的分离距离。也就是说,出现在上部磁悬浮轴承413与承载件510之间的磁力A3和重力G维持平衡,因此保持承载件510与对应的引导构件412之间恒定的分离距离。
每个引导构件412还可包括间隙传感器415。间隙传感器415可测量承载件510与引导构件412之间的分离距离。间隙传感器415可被设置在第一容纳部412a内以对应于承载件510的底部。设置在第一容纳部412a内的间隙传感器415可测量第一容纳部412a与承载件510之间的分离距离。间隙传感器416可被设置在连接部412c的一侧。间隙传感器416可测量承载件510的侧表面与连接部412c之间的分离距离。本公开的实施方式不限于上面的实施例,并且间隙传感器416可被设置在侧部悬浮轴承414的一侧。
上部磁悬浮轴承413和侧部悬浮轴承414的磁力可根据由间隙传感器415和416测量的值改变,因此承载件510与对应的引导构件412之间的分离距离可实时被调节。也就是说,承载件510的精确移动可通过来自上部磁悬浮轴承413、侧部磁悬浮轴承414和间隙传感器415、416的反馈进行控制。
下文更详细描述沉积衬底传送单元500的操作。
主体部511的磁轨512和线圈411可彼此结合以构成线性电机。线性电机与传统的滑动引导系统相比具有小摩擦系数、小定位误差和极高的位置确定性。如上所述,线性电机可包括线圈411和磁轨512。磁轨512被线性设置在承载件510上,并且多个线圈411可被周期地设置在腔室101的内侧且分离一定距离以面向磁轨512。由于磁轨512取代线圈411被设置在承载件510上,因此承载件510可在未被施加有电力的情况下操作。线圈411可被设置在大气条件的大气盒(ATM盒)中,并且附接有磁轨512的承载件510可在被维持在真空下的腔室101中移动。
下文详细描述第二输送单元420和沉积衬底传送单元500。回去参考图4,在静电夹盘530在卸载单元300中与衬底2分离之后,第二输送单元420将承载静电夹盘530的承载件510返回装载单元200。根据实施方式,第二输送单元420包括线圈421、导辊件422和充电轨道423。
更详细地,线圈421、导辊件422和充电轨道423可被设置在下壳体103内侧。线圈421和充电轨道423可被设置下壳体103的顶部内表面,并且导辊件422可被设置在下壳体103的两内侧。如同第一输送单元410的线圈411,线圈421可被设置在ATM盒内。
承载件510的主体部511的磁轨512和线圈421彼此结合以构成线性电机。承载件510可由线性电机沿与图3所示的箭头A方向相反的方向移动。
导辊件422引导承载件510的移动。具体地,导辊件422支撑被分别设置在承载件510两侧以引导承载件510沿图3所示的箭头A方向相反的方向移动的凸轮从动件516(见图8)。也就是说,承载件510与分别随导辊件422旋转的凸轮从动件516一起移动。根据实施方式,凸轮从动件516被用作精确重复具体操作的轴承。在实施方式中,多个凸轮从动件516被设置在承载件510的侧表面上并且充当在第二输送单元420中输送承载件510的轮子。
第二输送单元420用于将承载件510从卸载单元300返回装载单元200,而不是用于将有机材料沉积在衬底2上,因此第二输送单元420不需要第一输送单元410所需的位置精确性。因此,磁悬浮被应用至需要位置精确性的第一输送单元410,由此获得位置精确性,而传统的辊方法被应用至需要相对低位置精确度的第二输送单元420,由此简化有机层沉积装置的结果并且降低制造成本。然而,在其它实施方式中,如同第一输送单元410,磁悬浮还可用于第二输送单元420。
图10是根据本公开的另一实施方式的有机层沉积组件900的示意性立体视图。
参考图10,有机层沉积组件900包括沉积源910、沉积源喷嘴单元920和图案化缝隙板950。
沉积源910包括填充有沉积材料915的坩埚911和加热器912,加热器912加热坩埚911以蒸发坩埚911中的沉积材料以由沉积源喷嘴单元920排放。沉积源喷嘴单元920被设置在沉积源910的一侧,并且多个沉积源喷嘴921沿Y轴方向被设置在沉积源喷嘴单元920上。此外,图案化缝隙板950和框架955还被设置在沉积源910与衬底2之间,并且图案化缝隙板950包括沿X轴方向布置的多个图案化缝隙951。沉积源910、沉积源喷嘴单元920和图案化缝隙板950使用连接构件935结合。
当前的实施方式与前面的实施方式的不同之处在于,沉积源喷嘴单元920包括一排沉积源喷嘴921。此区别在下面描述。
沉积源喷嘴单元920被设置在沉积源910的一侧以面向衬底2。沉积源喷嘴921被设置在沉积源喷嘴单元920上。沉积源910中蒸发的沉积材料915通过沉积源喷嘴单元920朝向作为沉积目标的衬底2排放。根据实施方式,如果沉积源喷嘴921沿X轴方向被设置,对应的沉积源喷嘴921与图案化缝隙951之间的距离可不同于彼此,从而可因沉积材料从远离相应图案化缝隙951的沉积源喷嘴921排放而出现阴影。因此,在当前实施方式中,沉积源喷嘴921沿Y轴方向被设置,这可减少阴影的出现。
图11是根据本公开的实施方式使用有机层沉积装置1制造的有源矩阵型有机发光显示设备的剖视图。
参考图11,根据当前实施方式的有源矩阵有机发光显示设备形成于衬底50。衬底2可由透明材料(例如,玻璃、塑料或金属)形成。绝缘层51(例如,缓冲层)形成于衬底2的整个表面上。
薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)被设置在绝缘层51上,如图11所示。
半导体有源层52以预定图案形成于绝缘层51的上表面上。栅绝缘层53被形成为覆盖半导体有源层52。半导体有源层52可包括p型或n型半导体材料。
TFT的栅电极54形成于栅绝缘层53与半导体有源层52对应的区域中。层间绝缘层55被形成为覆盖栅电极54。层间绝缘层55和栅绝缘层53通过例如干法刻蚀被刻蚀以形成使半导体有源层52的一部分暴露的接触孔。
源/漏电极56和57形成于层间绝缘层55上以通过接触孔接触半导体有源层52。保护层58被形成为覆盖源/漏电极56和57,并且被刻蚀为使漏电极57的一部分暴露。绝缘层59还可形成于保护层58上以平坦化保护层58。
OLED显示器通过根据施加的电流发出红光、绿光或蓝光而显示预定的图像信息。OLED包括设置在保护层58上的第一电极61。第一电极61电连接至TFT的漏电极57。
像素限定层60被形成为覆盖第一电极61。开口形成于像素限定层60中,并且包括发光层(EML)的有机层62形成于由开口限定的区域中。第二电极63形成于有机层62上。
限定单独像素的像素限定层60由有机材料形成。像素限定层60还平坦化衬底2的形成有第一电极61的区域的表面、具体地绝缘层59的表面。
第一电极61和第二电极63彼此绝缘,并且分别将极性相反的电压施加至有机层62以诱导发光。
有机层62可由低分子量有机材料或高分子量有机材料形成。当使用低分子量有机材料时,有机层62可具有包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、EML、电子传输层(ETL)和/或电子注入层(EIL)的单层或多层结构。可用的有机材料的非限制性实施例可包括酞菁铜(CuPc)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-联苯胺(NPB)和三-8-羟基喹啉铝(Alq3)。
有源层62可使用图1所示的有机层沉积装置1形成,其中有机层沉积装置1包括排放沉积材料的沉积源、设置在沉积源一侧且包括多个形成于内部的沉积源喷嘴的沉积源喷嘴单元和面向沉积源喷嘴单元且包括形成于内部的多个图案化缝隙的图案化缝隙板。也就是说,有机层沉积装置被设置为与待形成有沉积材料的衬底间隔预定距离。另外,在有机层沉积装置1相对于衬底2移动的同时从有机层沉积装置1排放的沉积材料被设置在衬底2上。
在形成有机层62之后,第二电极63可由用于形成有机层62的相同沉积方法形成。
第一电极61可充当阳极,第二电极63可充当阴极。可选地,第一电极61可充当阴极,第二电极63可充当阴极。第一电极61可被图案化为对应于单独的像素区域,第二电极63可覆盖所有的像素。
第一电极61可被形成为透明电极或反射电极。透明电极可由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)形成。反射电极可通过由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)或其化合物形成反射层、然后在反射层上形成ITO、IZO、ZnO或In2O3的层来形成。第一电极61可通过例如溅射形成并且可通过例如光刻被图案化。
第二电极63还可被形成为透明电极或反射电极。如果第二电极63被形成为透明电极,则第二电极可作为阴极使用。为此,通过将具有低功函数的金属(例如,锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)或其化合物)沉积在有机层62的表面上和在其上由ITO、IZO、ZnO、In2O3等形成辅助电极层或总线电极线来形成透明电极。如果第二电极63被形成为反射电极,则反射层可通过将Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或其化合物沉积在有机层62的整个表面上来形成。第二电极63可使用与用于形成上述有机层62的相同沉积方法形成。
上述根据当前公开的实施方式的有机层沉积装置可被应用以形成有机TFT的有机层或无机层和形成各种材料层。
本公开的实施方式可实现允许沉积材料被沉积在衬底上的精确位置处的沉积衬底传送单元、包括沉积衬底传送单元的有机层沉积装置和使用衬底传送单元制造有机发光显示设备的方法。然而,本公开的精神和范围不受示例性实施方式限制。
尽管参考示例性实施方式具体示出和描述了本公开的实施方式,但是本领域技术人员将理解,可对本文进行各种形式和细节的改变而不背离由下面的权利要求限定的本公开的精神和范围。
Claims (9)
1.一种沉积衬底传送单元,包括:
静电夹盘,具有被配置为附接至衬底的第一表面;以及
承载件,具有被配置为与所述静电夹盘的第二表面结合的表面以沿第一方向移动所述静电夹盘,所述承载件还包括:多个容纳部,被设置在所述承载件内的空的空间内;以及多个补充肋,被分别设置在所述容纳部的表面上,
其中所述补充肋被设置在所述承载件的表面的内侧,
每个所述补充肋具有X形,
所述承载件还包括研磨目标部,以及
所述静电夹盘被一体形成为一个主体。
2.如权利要求1所述的沉积衬底传送单元,其中所述磨目标部被设置为从与所述静电夹盘结合的表面突出并且被研磨至预定水平。
3.如权利要求1所述的沉积衬底传送单元,其中所述承载件还包括承载件温度传感器、静电夹盘温度传感器、衬底检测传感器、电力测量单元和静电夹盘驱动检测单元的至少其中之一以及通信单元,
其中,所述承载件温度传感器被配置为测量所述承载件的温度以检查所述承载件的热变形,
所述静电夹盘温度传感器被配置为测量所述静电夹盘的温度以检查所述静电夹盘的热变形,
所述衬底检测传感器被配置为检测所述衬底是否附接至所述静电夹盘,
所述电力测量单元被配置为测量所述沉积衬底传送单元的电流消耗或电池余量,
所述静电夹盘驱动检测单元被配置为检测所述静电夹盘的开或关状态,以及
所述通信单元被配置为发送由所述承载件温度传感器、所述静电夹盘温度传感器、所述衬底检测传感器、所述电力测量传感器或所述静电夹盘驱动检测单元测量的信息。
4.一种有机层沉积装置,包括:
沉积衬底传送单元,包括:静电夹盘,具有被配置为附接至衬底的第一表面;以及承载件,具有被配置为与所述静电夹盘的第二表面结合的表面以沿第一方向和第二方向移动所述静电夹盘;
输送单元,包括:第一输送单元,被配置为沿所述第一方向移动附接有所述衬底的所述沉积衬底传送单元;以及第二输送单元,被配置为沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述沉积衬底传送单元,其中所述沉积衬底传送单元被配置为从所述第一输送单元转移至所述第二输送单元;以及
沉积单元,包括腔室和与所述衬底间隔预定距离的有机层沉积组件,所述沉积单元被配置为在所述第一输送单元移动被附接至所述沉积衬底传送单元的所述衬底时将材料沉积在所述衬底上,
其中所述有机层沉积组件包括:
沉积源,排放沉积材料;
沉积源喷嘴单元,被设置在所述沉积源的一侧并且包括沉积源喷嘴;以及
图案化缝隙板,朝向所述沉积源喷嘴单元并且包括沿一个方向布置的图案化缝隙,以及
其中所述补充肋被设置在所述承载件的表面的内侧,
其中每个所述补充肋具有X形,
所述沉积衬底传送单元包括下列各项中的至少其中之一:
承载件温度传感器,被配置为测量所述承载件的温度以检查所述承载件的热变形;
静电夹盘温度传感器,被配置为测量所述静电夹盘的温度以检查所述静电夹盘的热变形;
衬底检测传感器,被配置为检测所述衬底是否附接至所述静电夹盘;
电力测量单元,被配置为测量所述沉积衬底传送单元的电流消耗或电池余量;以及
静电夹盘驱动检测单元,被配置为检测所述静电夹盘的开或关状态,以及
其中所述静电夹盘被一体地形成为一个主体。
5.如权利要求4所述的有机层沉积装置,还包括:通信单元,所述通信单元被配置为发送由所述承载件温度传感器、所述静电夹盘温度传感器、所述衬底检测传感器、所述电力测量单元或所述静电夹盘驱动检测单元测量的信息,以及
其中所述通信单元是短距离无线通信单元。
6.如权利要求4所述的有机层沉积装置,其中所述承载件还包括置于所述承载件的表面上的磁轨,所述第一输送单元和所述第二输送单元中的每个包括多个线圈,所述磁轨和所述多个线圈结合以构成线性电机,所述线性电机被配置为生成驱动力以移动所述沉积衬底传送单元,
所述第一输送单元包括:
容纳槽,所述容纳槽被设置在所述沉积衬底传送单元的两侧并且被配置为引导所述沉积衬底传送单元沿所述第一方向移动;以及
多个磁悬浮轴承,被配置为从所述容纳槽悬浮所述沉积衬底传送单元,所述沉积衬底传送单元在不与所述容纳槽接触的情况下沿所述第一输送单元移动,
其中所述磁悬浮轴承包括侧部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件的两个侧表面上;以及上部磁悬浮轴承,被设置在所述承载件上方。
7.如权利要求4所述的有机层沉积装置,其中
所述承载件还包括多个凸轮从动件,所述多个凸轮从动件被设置在所述承载件的两个侧表面上;以及
所述第二输送单元还包括导辊件,所述导辊件被配置为支撑所述多个凸轮从动件,
其中所述凸轮从动件被配置为沿所述导辊件移动所述承载件。
8.如权利要求4所述的有机层沉积装置,其中
所述承载件还包括无接触供电CPS模块,以及
所述第二输送单元还包括充电轨道,所述充电轨道被设置在所述第二输送单元与所述CPS模块对应的部分中,
其中当所述承载件被传送至所述第二输送单元时,磁场形成于所述充电轨道与所述CPS模块之间以向所述CPS模块供电,所述CPS模块不与所述充电轨道接触,以及
所述图案化缝隙板在所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向上小于所述衬底。
9.一种有机发光显示设备,包括:
衬底;
薄膜晶体管,位于所述衬底上;
像素电极,电连接至所述薄膜晶体管;
沉积层,被设置在所述像素电极上;以及
相对电极,被设置在所述沉积层上,
其中所述沉积层中的至少一个使用如权利要求4所述的有机层沉积装置被线性图案化。
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