CN106560524A

CN106560524A - 沉积源及其制造方法

Info

Publication number: CN106560524A
Application number: CN201610246608.1A
Authority: CN
Inventors: 朴国喆; 金陶煐; 鲁硕原; 尹振硕
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2036-04-20
Also published as: KR20170041310A; CN106560524B; KR102608846B1

Abstract

提供了沉积源及其制造方法。作为示例，沉积源包括：坩埚，配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；加热器，布置在所述坩埚的外侧；以及喷嘴部，配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧，并且其内面被研磨处理。

Description

沉积源及其制造方法

技术领域

本发明涉及沉积源及其制造方法。

背景技术

在发光显示装置之中，有机发光显示装置作为自发光型显示器件，其不仅具有视角宽、对比度优秀的优点，而且还具有响应速度快的优点，因此作为下一代显示装置而备受瞩目。

有机发光显示装置包括在阳极电极与阴极电极之间由有机发光物质构成的发光层。随着阳极电压和阴极电压分别施加到这些电极，从阳极电极注入的空穴(hole)经由空穴注入层和空穴传输层移动至发光层，而电子从阴极电极经由电子注入层和电子传输层移动至发光层，从而使得电子与空穴在发光层中复合。通过这种复合生成激子(exiton)，并且随着该激子从激发态跃迁至基态而从发光层放射出光，从而显示图像。

有机发光显示装置包括像素限定膜，其中该像素限定膜具有开口部以暴露以像素为单位形成的阳极电极，并且空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极形成在通过该像素限定膜的开口部暴露的阳极电极上。其中，阳极电极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极可通过各种方法形成，其中一种方式为沉积方法。

发明内容

用于执行沉积方法的沉积装置具有沉积源，其中该沉积源包括储存沉积物质的坩埚、加热坩埚的加热器、形成使通过坩埚加热的沉积物质朝衬底方向排出的路径的喷嘴部、以及收纳坩埚、喷嘴部和加热器的壳体。

另外，由于坩埚和喷嘴部由金属材料加工而成，所以坩埚和喷嘴部的表面粗糙度高。然而，当喷嘴部的表面粗糙度高时，在经由喷嘴部排出通过坩埚加热的沉积物质时可能导致沉积物质的直进性低且分散性大。在这种情况下，通过坩埚加热的沉积物质可能吸附到喷嘴部中，另外，经由喷嘴部排出的沉积物质可能在到达衬底之前泄漏至其它部分。例如，沉积物质可能堆积到布置在衬底与沉积源之间的遮挡板上。由此，需要更大量的用于在衬底上形成薄膜的沉积物质，因此可能导致对于沉积物质的用量上的材料浪费。其结果，可能导致沉积工艺中的沉积效率低下。

对此，本发明所要解决的技术问题在于提供如下沉积源，即，该沉积源通过确保沉积物质的直进性来增加在沉积工艺中沉积到衬底上的沉积物质的量从而能够提高沉积效率。

此外，本发明所要解决的另一技术问题在于提供如下沉积源的制造方法，即，该沉积源的制造方法通过确保沉积物质的直进性来增加在沉积工艺中沉积到衬底上的沉积物质的量从而能够提高沉积效率。

本发明所要解决的技术问题并不限于上文中所提及的技术问题，并且通过下文中的记载，本领域技术人员能够明确地理解未提及的或其它的技术问题。

用于实现上述技术问题的根据本发明一实施方式的沉积源包括：坩埚，配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；加热器，布置在所述坩埚的外侧；以及喷嘴部，配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧，并且其内面被研磨处理。

所述研磨处理可为电解研磨处理。

所述喷嘴部可包括覆盖所述坩埚的被开口的上侧的喷嘴本体、以及布置在所述喷嘴本体上并且具有开口以排放所述沉积物质的至少一个喷嘴。

所述开口可包括第一开口和第二开口，其中所述第一开口具有宽度随着从所述喷嘴的外侧朝着所述坩埚的内部方向移动而减小的形态，并且其中，所述第二开口与所述第一开口连通，并且所述第二开口具有与所述第一开口的最小宽度相同的宽度并且具有朝着所述坩埚的内部方向延伸的形态。

所述开口还可包括第三开口，所述第三开口与所述第二开口连通并且具有随着从与所述第二开口接触的部分朝着所述坩埚的内部方向移动而减小的宽度。

此外，所述沉积源还可包括内板，所述内板在所述坩埚的内部布置在所述沉积物质的上方并且具有多个贯通孔，并且所述喷嘴的长度大于所述喷嘴与所述内板之间的距离。

用于实现上述技术问题的根据本发明另一实施方式的沉积源包括：坩埚，配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；加热器，布置在所述坩埚的外侧；以及喷嘴部，配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧，并且其内面具有比所述坩埚的内面的表面粗糙度低的表面粗糙度。

所述坩埚和所述喷嘴部可由相同的材料加工而成。

所述坩埚的内面可被研磨处理。

所述研磨处理可为电解研磨处理。

用于实现上述另一技术问题的根据本发明一实施方式的沉积源的制造方法包括以下步骤：准备坩埚，其中所述坩埚配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；准备喷嘴部，其中所述喷嘴部配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧并且其内面被研磨处理；以及将所述喷嘴部结合至所述坩埚的被开口的上侧。

所述研磨处理可为电解研磨处理。

准备所述喷嘴部的步骤可包括将所述喷嘴部形成为包括覆盖所述坩埚的被开口的上侧的喷嘴本体、以及布置在所述喷嘴本体上并且具有开口以排放所述沉积物质的至少一个喷嘴。

准备所述坩埚的步骤可包括在所述坩埚的内部将具有多个贯通孔的内板布置在所述沉积物质的上方，并且准备所述喷嘴部的步骤可包括将所述喷嘴部形成为使所述喷嘴的长度大于所述喷嘴与所述内板之间的距离。

其它实施方式的具体事项包括在详细说明以及附图中。

根据本发明实施方式至少实现如下所述的效果。

在根据本发明一实施方式的沉积源中，通过确保沉积物质的直进性来增加在沉积工艺中沉积到衬底上的沉积物质的量从而能够提高沉积效率。

根据本发明的效果并不限于上文中所例示的内容，并且更加多样的效果包括在本说明书中。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明一实施方式的沉积装置的结构图。

图2是示出图1的沉积源的立体图。

图3是图2的I-I线的剖视图。

图4是图3的“A”部分的放大剖视图。

图5是示出经过图4的喷嘴部的沉积物质的分子运动的视图。

图6是示出图4的喷嘴部的另一示例的剖视图。

图7是示出经过图6的喷嘴部的沉积物质的分子运动的视图。

图8至图10是用于说明图2的沉积源的制造方法的立体图。

具体实施方式

通过参照在下文中结合附图详细描述的实施方式，本发明的优点和特征以及实现它们的方法将变得明确。然而，本发明并不受下文中所公开的实施方式限制，而是可通过彼此不同的多种形态来实现。本实施方式仅仅是为了使本发明的公开完整并且为了将发明范围完整地传达给本发明所属技术领域的普通技术人员而提供的，并且本发明仅通过权利要求书的范围来定义。

当元件(element)或层被称为在其它元件或层“上(on)”时，其包括直接在其它元件或层上的情况和中间插设有其它层或其它元件的情况。在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的构成要素。

虽然第一、第二等用于叙述多种构成要素，但是应明确，这些构成要素并不受这些措辞限制。这些措辞仅仅用于将一个构成要素与其它构成要素区分开。因此，应明确，下文中所提及的第一构成要素在不背离本发明技术思想的情况下也可称为第二构成要素。

下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行说明。

参照图1至图3，沉积装置10可包括腔室100、衬底保持件200、沉积源300、掩模400和移送部件500。

腔室100用于提供用于执行沉积工艺的空间，其还可包括用于装卸衬底S的装卸口(未示出)、以及与真空泵(未示出)连接以控制腔室100的内部压力并且排出未沉积到衬底S上的沉积物质的排气部(未示出)。衬底S可为用于有机发光显示装置的衬底，并且所述沉积物质可为用于形成有机发光显示装置的发光层的有机物或者用于形成电极的金属物质。

衬底保持件200用于安置向腔室100的内侧装载的衬底S，其还可包括用于在沉积工艺期间固定衬底S的额外的固定部件(未示出)。虽然在附图中示出了衬底保持件200位于腔室100的内部上方并且将衬底S固定为与地面呈水平，但是衬底保持件200可位于腔室100的内部侧方并且将衬底S固定为与地面具有约70°至约110°的角度。在这种情况下，可防止衬底S因重力而导致的下垂。

沉积源300配置成加热并蒸发储存在其内部的沉积物质。蒸发的沉积物质沉积到衬底S上并形成薄膜。将在下文中对沉积源300进行详细描述。

掩模400可在腔室100的内部布置在沉积源300与衬底保持件200之间，并且与衬底S紧贴。掩模400可具有与通过将沉积物质沉积到衬底S上而形成的薄膜的图案相对应的图案。掩模400中与所述薄膜的图案相对应的部分处形成有开口441。

这种掩模400通过使由沉积源300蒸发的沉积物质沉积到衬底S的期望位置处，从而能够在衬底S上形成期望图案的薄膜。虽未图示，但是掩模400的下方还可设置有支承掩模400的框架。另外，掩模400与沉积源300之间还可设置有遮挡板450。遮挡板450包括多个开口451，并且对经由沉积源300的喷嘴352喷射的沉积物质的移动方向进行引导。

移送部件500可配置成使沉积源300进行往返移动以使得蒸发的沉积物质喷射到衬底S的整个表面上。例如，移送部件500可包括滚珠丝杠510、使滚珠丝杠510旋转的电机520、以及用于控制沉积源300的移动方向的引导件530。

下文中，对沉积源300进行详细说明。

图2是示出图1的沉积源的立体图，并且图3是图2的I-I线的剖视图。

沉积源300可包括坩埚310、加热器320、第一内板330、第二内板340、喷嘴部350以及壳体360。虽然在本实施方式中沉积源300示出为朝着一侧方向延伸的线型沉积源，但是其也可配置成点型沉积源。

坩埚310配置成其上侧被开口并且实质上将沉积物质DM收容在其内部空间中，例如，坩埚310可形成为上侧被开口的箱盒形态。坩埚310可具有沿一侧方向延伸的形态。坩埚310可由耐久性优秀的金属材料(例如，钽(tantalum))形成。

加热器320布置在坩埚310的外侧。加热器320配置成加热坩埚310以使得储存在坩埚310中的沉积物质DM蒸发。例如，加热器320可由提供辐射热的加热板或加热线等构成。

第一内板330可在坩埚310的内部布置在沉积物质DM的上方，并且包括多个贯通孔331。第一内板330增加坩埚310的内压，从而能够提高在坩埚310中加热并蒸发的沉积物质DM沉积到衬底(图1的S)上的沉积效率，并且能够防止以块为单位的沉积物质DM朝着坩埚310的上方方向溅射。

第二内板340可在坩埚310的内部布置在第一内板330的上方，并且可包括多个贯通孔341。第二内板340使在坩埚310中加热并蒸发的沉积物质DM被排放的移动路径变得复杂，从而能够有效地防止被加热的沉积物质DM吸附到喷嘴部350或者以块为单位的沉积物质DM被排放到喷嘴部350的外部。这里，第二内板340的贯通孔341的大小可小于第一内板330的贯通孔331的大小。这是为了经由第一内板330的贯通孔331一次性地排出大量的在坩埚310中加热并蒸发的沉积物质DM。

喷嘴部350配置成结合至坩埚310的被开口的上侧。喷嘴部350可包括喷嘴本体351和喷嘴352。虽然喷嘴部350可由与坩埚310相同的材料形成，但并不限于此。

喷嘴本体351可朝着与坩埚310的延伸方向相同的方向延伸以覆盖坩埚310的被开口的上侧，并且具有板状形态。

喷嘴352可在与喷嘴本体351的延伸方向垂直的方向上布置在喷嘴本体351上，并且包括具有开口以向衬底(图1的S)侧排放在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的至少一个喷嘴352。

另外，喷嘴部350的内面，具体地，喷嘴352的内面可被研磨处理。在这种情况下，能够使在加工金属材料形成喷嘴部350时因加工特性而具有高表面粗糙度的喷嘴352的内面变得具有低表面粗糙度。例如，如果坩埚310和喷嘴部350由相同的材料加工而成并且喷嘴部350的内面被研磨处理，则喷嘴352的内面的表面粗糙度可低于坩埚310的内面的表面粗糙度。作为所述研磨处理，可使用容易适用到具有复杂形状的结构物上的电解研磨(electro polishing)处理。

如上所述，如果喷嘴352的内面被研磨处理，则在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子经过喷嘴352的内面时可具有高的运动量且具有直进性而不被任何妨碍物妨碍，并且朝着衬底(图1的S)方向排放。由此，能够减少在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子吸附到喷嘴352的内面上的情况，并且能够减少经由喷嘴352排出的沉积物质DM在到达衬底(图1的S)之前堆积到如遮挡板(图1的450)的其它部分上的情况。因此，沉积到衬底(图1的S)上的沉积物质DM的量增加，从而能够增加放射系数。其结果，能够提高沉积效率。

另外，如果喷嘴352的内面未被研磨处理，则喷嘴352的内面处形成有突起，并且喷嘴352的内面的表面粗糙度高。在这种情况下，在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子的运动量可能因喷嘴352的内面的突起而变小并且会朝着水平方向、而非竖直方向移动，因此难以确保朝着衬底(图1的S)方向的直进性。由此，可能使在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子吸附到喷嘴352的内面上的情况变多，并且可能使经由喷嘴352排出的沉积物质DM在到达衬底(图1的S)之前堆积到如遮挡板(图1的450)的其它部分上的情况变多。因此，沉积到衬底(图1的S)上的沉积物质DM的量减少，从而可能使放射系数减小。其结果，需要更大量的用于在衬底(图1的S)上形成薄膜的沉积物质DM，因此可能导致对于沉积物质DM的用量上的材料浪费。

壳体360配置成能够收容坩埚310、加热器320、第一内板330、第二内板340和喷嘴部350。例如，壳体360可形成为上侧被开口的箱盒形态。这种壳体360起到从外部保护收容在其内部的构件的作用。另外，壳体360可由绝热材料形成，并且配置成防止其内部的热向外部流出。

下文中，将对喷嘴部350的形状以及经过喷嘴部350的沉积物质DM的分子运动进行说明。

图4是图3的“A”部分的放大剖视图，并且图5是示出经过图4的喷嘴部的沉积物质的分子运动的视图。

参照图4和图5，喷嘴部350的喷嘴352的开口可包括彼此连接的第一开口OP1和第二开口OP2。

第一开口OP1具有宽度随着从喷嘴352的外侧朝着坩埚310的内部方向移动而减小的形态。第一开口OP1使喷嘴352的上方内侧面352S具有倾斜的形态，并且形成有使在坩埚310中蒸发的沉积物质DM朝着衬底(图1的S)方向排出的出口。这种第一开口OP1可使得碰撞到喷嘴352的上方内侧面352S上的沉积物质DM在朝向第一开口OP1的中心的状态下向衬底(图1的S)侧排放。

第二开口OP2与第一开口OP1连通，具有与第一开口OP1的最小宽度相同的宽度并且具有朝着坩埚310的内部方向延伸的形态。第二开口OP2形成在坩埚310中蒸发的沉积物质DM经过第一开口OP1排放之前的路径。

另外，喷嘴352的长度L1可大于喷嘴352与内板(具体为第二内板340)之间的距离d1。在这种情况下，因为在坩埚310中蒸发的沉积物质DM经过第二内板340与喷嘴352之间的空间的距离短，所以能够减少其分散的情况，并且因为通过喷嘴352的被研磨处理的内面而在具有高运动量且朝着衬底(图1的S)方向具有直进性的同时所经过的距离长，所以能够增加放射系数。

具有如上所述结构的喷嘴部350的喷嘴352，如图5中所示，使在坩埚310中蒸发的沉积物质DM能够通过喷嘴352的被研磨处理的内面而在具有高运动量且朝着衬底(图1的S)方向具有直进性的同时朝着衬底(图1的S)方向排放，与此同时，能够通过第一开口OP1使沉积物质DM在朝向第一开口OP1的中心的状态下向衬底(图1的S)侧排放。由此，能够减少在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子吸附到喷嘴352的内面上的情况，并且能够减少经由喷嘴352排出的沉积物质DM在到达衬底(图1的S)之前堆积到如遮挡板(图1的450)的其它部分上的情况。因此，沉积到衬底(图1的S)上的沉积物质的量增加，从而能够增加放射系数。其结果，减少了在沉积工艺中对于沉积物质DM的用量上的材料浪费，从而能够提高沉积效率。

如上所述，根据本发明一实施方式的沉积装置10具有沉积源300，而沉积源300包括喷嘴352的内面被研磨处理的喷嘴部350，因此确保了沉积物质DM的直进性从而能够增加在沉积工艺中沉积到衬底S上的沉积物质DM的量。因此，能够在沉积工艺中通过增加沉积物质DM的放射系数来增加沉积效率。

图6是示出图4的喷嘴部的其它示例的剖视图，并且图7是示出经过图6的喷嘴部的沉积物质的分子运动的视图。

参照图6和图7，喷嘴部350A的喷嘴352a的开口可包括彼此连接的第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3。

因为已在图4中对第一开口OP1和第二开口OP2进行了说明，因此省略重复说明。

第三开口OP3与第二开口OP2连通，并且具有随着从与第二开口OP2接触的部分朝着坩埚310的内部方向移动而减小的宽度。第三开口OP3使喷嘴352a的下方内侧面352T具有倾斜的形态，并且使喷嘴352a的长度L2变长并且喷嘴352a与内板(具体为第二内板340)之间的距离d2变小。在这种情况下，因为在坩埚310中蒸发的沉积物质DM经过第二内板340与喷嘴352a之间的空间的距离进一步变短，所以能够减少其分散的情况，并且因为通过喷嘴352a的被研磨处理的内面而在具有高运动量且朝着衬底S方向具有直进性的同时所经过的距离进一步变长，所以能够增加放射系数。

具有如上所述结构的喷嘴部350A的喷嘴352a，如图7中所示，使在坩埚310中蒸发的沉积物质DM能够通过喷嘴352a的被研磨处理的内面而在具有高运动量且朝着衬底(图1的S)方向具有直进性的同时朝着衬底(图1的S)方向排放，与此同时，能够通过第一开口OP1使沉积物质DM在朝向第一开口OP1的中心的状态下向衬底(图1的S)侧排放。由此，能够减少在坩埚310中蒸发的沉积物质DM的分子吸附到喷嘴352a的内面上的情况，并且能够减少经由喷嘴352a排出的沉积物质DM在到达衬底(图1的S)之前堆积到如遮挡板(图1的450)的其它部分上的情况。因此，沉积到衬底(图1的S)上的沉积物质的量增加，从而能够增加放射系数。其结果，减少了在沉积工艺中对于沉积物质DM的用量上的材料浪费，从而能够提高沉积效率。

随后，对根据本发明一实施方式的沉积装置10的沉积源300的制造方法进行说明。

图8至图10是用于说明图1的沉积源的制造方法的立体图。

参照图8，准备坩埚310，其中坩埚310配置成其上侧被开口并且实质上将沉积物质(图3的DM)收容在其内部空间中。坩埚310可由耐久性优秀的金属材料(例如，钽(tantalum))加工而成。另外，坩埚310的内部可布置有内板，例如第一内板(图3的330)和第二内板340。

参照图9，准备喷嘴部350，其中喷嘴部350配置成结合至坩埚310的被开口的上侧并且其内面被研磨处理。作为所述研磨处理，可使用容易适用到具有复杂形状的结构物上的电解研磨(electro polishing)处理。因为已在上文中对喷嘴部350的具体结构进行了详细说明，因此省略重复说明。

参照图10，将喷嘴部350结合至坩埚310的被开口的上侧。所述结合可通过如螺丝的结合部件来进行，并且喷嘴部350可配置成能够附接至坩埚310和从坩埚310拆离。

另外，虽未图示，但是沉积源(图2的300)的制造方法可包括将坩埚310和喷嘴部350收容到壳体(图2的360)中，并且在壳体(图2的360)的内部将加热器(图2的320)布置到坩埚310的外侧。

虽然已在上文中参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不背离本发明的技术思想或不改变必要特征的情况下本发明可实施为其它具体形态。因此，应理解，上文中所记载的实施方式在所有方面均为示例性的，而不是限制性的。

附图标记说明

10：沉积装置 100：腔室

200：衬底保持件 300：沉积源

310：坩埚 320：加热器

330：第一内板 340：第二内板

350：喷嘴部 360：壳体

Claims

1.沉积源，包括：

坩埚，配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；

加热器，布置在所述坩埚的外侧；以及

喷嘴部，配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧并且其内面被研磨处理。

2.如权利要求1所述的沉积源，其中，所述研磨处理为电解研磨处理。

3.如权利要求1所述的沉积源，其中所述喷嘴部包括：

喷嘴本体，覆盖所述坩埚的被开口的上侧；以及

至少一个喷嘴，布置在所述喷嘴本体上并且具有开口以排放所述沉积物质。

4.如权利要求3所述的沉积源，其中所述开口包括：

第一开口，具有宽度随着从所述喷嘴的外侧朝着所述坩埚的内部方向移动而减小的形态；以及

第二开口，与所述第一开口连通，具有与所述第一开口的最小宽度相同的宽度，并且具有朝着所述坩埚的内部方向延伸的形态。

5.如权利要求4所述的沉积源，其中所述开口还包括：

第三开口，与所述第二开口连通，并且具有随着从与所述第二开口接触的部分朝着所述坩埚的内部方向移动而减小的宽度。

6.如权利要求3所述的沉积源，还包括：

内板，在所述坩埚的内部布置在所述沉积物质的上方并且具有多个贯通孔，

其中，所述喷嘴的长度大于所述喷嘴与所述内板之间的距离。

7.沉积源，包括：

坩埚，配置成其上侧被开口并且将沉积物质收容在其内部；

加热器，布置在所述坩埚的外侧；以及

喷嘴部，配置成结合至所述坩埚的被开口的上侧，并且其内面具有比所述坩埚的内面的表面粗糙度低的表面粗糙度。

8.如权利要求7所述的沉积源，其中所述坩埚和所述喷嘴部由相同的材料加工而成。

9.如权利要求7所述的沉积源，其中所述坩埚的内面被研磨处理。

10.如权利要求9所述的沉积源，其中所述研磨处理为电解研磨处理。