CN108538749B - 沉积设备、显示装置的制造方法和通过该方法制造的显示装置 - Google Patents

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Abstract

沉积设备包括沉积腔室、多个衬底支承部、多个掩模、旋转型沉积装置。多个衬底支承部在沉积腔室内以第一位置为中心彼此间以第一角度布置成放射形。多个掩模分别与固定在多个衬底支承部中的每个上的多个衬底相对。旋转型沉积装置包括旋转部、第一移动部、第二移动部、第一沉积源和第二沉积源，其中，旋转部定位在沉积腔室内，第一移动部和第二移动部彼此间成第二角度并且与旋转部结合，并且第一沉积源和第二沉积源分别与第一移动部和第二移动部结合并且分别与多个衬底中的两个衬底相对。

Description

沉积设备、显示装置的制造方法和通过该方法制造的显示 装置
技术领域
本公开涉及沉积设备，更具体地，涉及用于沉积显示装置的发光层的沉积设备、使用沉积设备制造显示装置的方法和通过该方法制造的显示装置。
背景技术
诸如发光显示装置的显示装置包括第一电极、第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的发光层。第一电极和第二电极中的一个为空穴注入电极，且另一个为电子注入电极。发光层形成为由多个薄膜层叠的多层膜。例如，发光层可包括蓝色层、红色层和绿色层，并且还可包括至少一个辅助层。
发光层可在沉积设备中通过沉积法形成。沉积设备可包括腔室、沉积源、衬底支承部和掩模等，其中，沉积源和衬底支承部位于腔室的内部，并且掩模具有与待形成在衬底上的薄膜相同的开口图案。通常的沉积设备具有与构成发光层的薄膜的数量相同数量的腔室，并且随着衬底顺序地经过多个腔室，依次实现薄膜的沉积。
发明内容
本公开的目的在于提供能够通过减少腔室和掩模的数量来容易地进行发光层的沉积的同时减少不良件产生的沉积设备、使用该沉积设备制造显示装置的方法以及通过该方法制造的显示装置。
根据一实施方式的沉积设备包括沉积腔室、多个衬底支承部、多个掩模、旋转型沉积装置。多个衬底支承部在沉积腔室内以第一位置为中心彼此间以第一角度布置成放射形。多个掩模分别与固定至多个衬底支承部中的每个衬底支承部的多个衬底相对。旋转型沉积装置包括旋转部、第一移动部、第二移动部、第一沉积源和第二沉积源，其中，旋转部定位在沉积腔室内，第一移动部和第二移动部在彼此成第二角度的状态下结合至旋转部，并且第一沉积源和第二沉积源分别与第一移动部和第二移动部结合并且分别与多个衬底中的两个衬底相对。
第二角度可与第一角度相同，并且第一沉积源和第二沉积源可分别与多个衬底中相邻的两个衬底相对。固定在多个衬底支承部上的多个衬底中的每个可具有一对第一边和一对第二边，第一边与第二边彼此相交，并且定位在一对第一边之间的虚拟中心线可与以第一位置为中心延伸的放射方向一致。
旋转部可与第一位置相对应，并且第一移动部和第二移动部可定位成与以第一位置为中心延伸的放射方向平行。旋转部可旋转与第一角度相等的角度，并且第一沉积源和第二沉积源可根据旋转部的旋转连续地与其他衬底相对。
第一沉积源和第二沉积源中的每个可在通过第一移动部和第二移动部中的每个而进行直线移动的同时发射沉积物质。第一沉积源和第二沉积源中的至少一个可在进行两次以上的直线移动的同时发射沉积物质，以增加沉积到衬底上的薄膜的厚度。
第一沉积源和第二沉积源中的一个可放射用于沉积彩色辅助层的物质，且另一个可发射用于沉积彩色层的物质。在多个衬底支承部的中心的第一位置处可定位有输送机器人，并且旋转部可与输送机器人相隔开预定距离并且定位在输送机器人的正下方。
根据一实施方式的显示装置的制造方法包括以下步骤：在沉积腔室内以第一位置为中心，将第一衬底、第二衬底和第三衬底彼此以第一角度布置成放射形；将掩模对齐到第一衬底、第二衬底和第三衬底中的每个；将第一沉积源定位在第一衬底的下方，并且将第二沉积源定位在第二衬底的下方；使第一沉积源和第二沉积源在进行直线移动的同时朝向第一衬底和第二衬底发射沉积物质；以及使第一沉积源和第二沉积源旋转与第一角度相等的角度，使得第一沉积源定位在第二衬底的下方且第二沉积源定位在第三衬底的下方。
第一沉积源和第二沉积源中的一个可发射用于沉积彩色辅助层的物质，且另一个可发射用于沉积彩色层的物质。第一沉积源和第二沉积源中的至少一个可在进行两次以上的直线移动的同时发射沉积物质，以增加被沉积的薄膜的厚度。
根据一实施方式的显示装置通过前述的方法制造，并且该显示装置包括第一薄膜和第二薄膜，其中，第一薄膜包括第一沉积源所发射的物质，并且第二薄膜包括第二沉积源所发射的物质并且与第一薄膜重叠。第一薄膜和第二薄膜中的一个可以是彩色辅助层，且另一个可以是彩色层。
根据实施方式的沉积设备通过减少沉积腔室和掩模的数量，能够简化整体结构并且能够缩短整体的工艺时间。此外，通过减少衬底需要经过的掩模的数量，能够减少因衬底与掩模之间的对齐误差而导致的不良件的产生并且能够提高显示装置的产量。
附图说明
图1和图2是示意性地示出根据一实施方式的沉积设备的一部分的概略的平面图。
图3是以图1和图2的Ⅲ-Ⅲ线为基准截取的沉积设备的概略的剖视图。
图4是示出图3中所示的第一移动部的示例的结构图。
图5a至图5e是用于说明根据一实施方式的显示装置的制造方法的结构图。
图6是示意性地示出根据一实施方式的沉积设备的整体的平面图。
图7a至图7c是使用一实施方式的沉积设备制造的显示装置的局部放大剖视图。
具体实施方式
下文中，参照附图对本发明各种实施方式进行详细说明，以使得本发明所述技术领域的普通技术人员能够容易地实施。本发明能够实现为各种不同的形态，并且不限于本文中所描述的实施方式。
为了对本发明进行清楚的说明，省略了与说明无关的部分，并且在整篇说明书中，对相同或相似的构成要素赋予相同的附图标记。
此外，附图中所示的各结构的尺寸和厚度出于说明的便利而被任意地示出，因此本发明并不一定限于图示的结构。在附图中，为了清楚地表现出各个层和区域，厚度经放大而示出。此外，在附图中，部分层和区域的厚度出于说明的便利而被夸大示出。
此外，当层、膜、区域、板等部分被称为位于其他部分“上方”或“上”时，其不仅包括“直接”位于其他部分“上”的情况，而且还包括其中间存在另一其他部分的情况。相反地，当某一部分被称为“直接”位于其他部分“上”时，则意味着其中间不存在其他部分。
此外，位于作为基准的部分“上方”或“上”是意味着位于作为基准的部分上方或下方，而不是意味着必须位于朝向重力的相反方向的“上方”或“上”。
此外，在整个说明书中，当某一部分被称为“包括”某一构成要素时，除非存在明显的相反记载，其并不意味着排除其他构成要素，而是还可包括其他构成要素。
图1和图2是示意性地示出根据一实施方式的沉积设备100的一部分的平面图。并且图3是以图1和图2的Ⅲ-Ⅲ线为基准截取的沉积设备100的示意性剖视图。
参照图1至图3，根据一实施方式的沉积设备100包括沉积腔室10、设置在沉积腔室10内部的多个衬底支承部20、多个掩模30和旋转型沉积装置40。
沉积腔室10的内部维持真空，并且在沉积腔室10的入口和出口处分别定位有入口侧输送腔室51和出口侧输送腔室52。沉积腔室10的内部定位有输送衬底60的输送机器人70。输送机器人70将入口侧输送腔室51中的衬底60移动到衬底支承部20，并且将完成沉积的衬底60移动到出口侧输送腔室52。
多个衬底支承部20以第一位置P1为中心彼此间以第一角度a1布置成放射形。多个衬底60也以第一位置P1为中心彼此间以第一角度a1布置成放射形。此处，第一位置P1作为设置在沉积腔室10的平面上的位置，其可以是沉积腔室10的定位有输送机器人70的中央。
衬底支承部20可由固定衬底60的结构物或装置构成，并且输送机器人70和多个衬底支承部20可定位在沉积腔室10内部的上侧。衬底60可以以固定于如静电吸盘的载体的状态固定到衬底支承部20，并且可布置成其沉积面朝下。
衬底60可以是具有一对长边和一对短边的矩形，并且可布置成位于一对长边之间的虚拟中心线c-c与以第一位置P1作为中心的放射方向一致。在图1中作为示例示出了四个衬底支承部20以90°的角度布置的情况。衬底支承部20的数量和第一角度a1并不限于所示的示例，并且可进行多种改变。
多个掩模30定位成与多个衬底60中的每个的沉积面相对。掩模30作为具有与待形成在衬底60上的薄膜相同的形状的开口图案的沉积掩模，其可以是精细金属掩模(finemetal mask，FMM)。掩模30可与衬底60的沉积面接触，或者可定位成与该沉积面相隔开预定距离。掩模30可设置在衬底支承部20上。
旋转型沉积装置40包括旋转部41、第一移动部42、第二移动部43、第一沉积源44和第二沉积源45，其中，旋转部41与第一位置P1相对应，第一移动部42和第二移动部43在彼此构成第二角度a2的状态下与旋转部41结合，第一沉积源44与第一移动部42结合，并且第二沉积源45与第二移动部43结合。旋转型沉积装置40可定位在沉积腔室10内部的下侧。
旋转部41可与输送机器人70相隔开预定距离，并且可定位在输送机器人70的正下方。旋转部41可包括步进电机，并且可在顺时针方向或逆时针方向上旋转与第一角度a1相等的角度。
第一移动部42和第二移动部43与以旋转部41作为中心的放射方向一致地对齐。第一移动部42和第一沉积源44定位在某一衬底60的下方，且第二移动部43和第二沉积源45定位在另一衬底60的下方。
第二角度a2可与第一角度a1相同，或者可以是第一角度a1的整数倍。在图1和图2中示出了第二角度a2与第一角度a1相同的情况。在这种情况下，第一沉积源44和第二沉积源45与多个衬底60中的相邻的两个衬底60相对。
图4是示出图3中所示的第一移动部42的示例的结构图。
参照图3和图4，第一移动部42可由公知的线性运动(LM，linearmotion)引导件构成。例如，第一移动部42可包括线性引导件421、移动块422和驱动电机424，其中，线性引导件421与旋转部41结合，移动块422与线性引导件421可滑动地结合，并且驱动电机424通过如滚珠丝杆(ball screw)的动力转换部件423结合至移动块422以使移动块422进行移动。
第一沉积源44固定至移动块422，并且第一沉积源44和线性引导件421下方可定位有导轨425。第二移动部43可由与第一移动部42相同的配置构成。第一移动部42和第二移动部43的配置并不限于图4中所示的示例，并且只要是能够使第一沉积源44和第二沉积源45进行直线往返移动的机械配置即可。
再次参照图1至图3，第一沉积源44可用于彩色辅助层的沉积，并且第二沉积源45可用于彩色层的沉积。彩色辅助层作为具有与彩色层的颜色相同的颜色且辅助彩色层的功能的层，其例如可以是空穴注入层。
第一沉积源44可用于红色辅助层的沉积，并且第二沉积源45可用于红色层的沉积。另一方面，第一沉积源44可用于绿色辅助层的沉积，并且第二沉积源45可用于绿色层的沉积。
第一沉积源44和第二沉积源45中的每个可包括坩埚441、451和沉积引导件442、452，其中，坩埚441、451中填充有沉积物质，并且沉积引导件442、452定位在坩埚441、451的上部处。坩埚441、451可对沉积物质进行加热以使沉积物质汽化，并且可由冷却块(未示出)围绕。
沉积引导件442、452对沉积物质的移动路径进行引导，以使从坩埚441、451发射的沉积物质朝向衬底60直线行进。第一沉积源44和第二沉积源45的结构并不限于前述的示例，并且可进行多种变化。
以往的沉积设备独立地设置有用于沉积彩色辅助层的腔室和用于沉积彩色层的腔室。然而，根据一实施方式的沉积设备100可在单个腔室内与彩色辅助层和彩色层一同进行沉积。
图5a至图5e是用于说明根据一实施方式的显示装置的制造方法的结构图。
参照图5a，将多个衬底61、62、63、64输送到沉积腔室10内部并将多个衬底61、62、63、64固定到多个衬底支承部20(参照图1)。出于说明的便利，将与第一沉积源44相对的衬底称为第一衬底61，并且将从第一衬底61沿着顺时针方向排列的剩余衬底分别称为第二衬底62、第三衬底63、第四衬底64。第四衬底64与第二沉积源45相对。
第一沉积源44在通过第一移动部42的操作而进行直线移动的同时朝向第一衬底61发射沉积物质。由此，第一衬底61的沉积面上被沉积彩色辅助层。第一沉积源44的直线移动可以是朝向旋转部41的直线移动，或者可以是远离旋转部41的直线移动。
彩色辅助层的沉积可通过第一沉积源44的一次直线移动来实现，或者可通过两次以上的直线移动来实现。即，可根据第一沉积源44的移动次数容易地调节彩色辅助层的厚度。
参照图5b，在完成第一衬底61的彩色辅助层的沉积之后，使旋转部41旋转与第一角度a1相等的角度。在图5b中作为示例示出了旋转部41在顺时针方向上旋转的情况。通过旋转部41的旋转，第一沉积源44与第二衬底62相对，并且第二沉积源45与第一衬底61相对。
第一沉积源44在通过第一移动部42的操作而进行直线移动的同时朝向第二衬底62发射沉积物质。与此同时，第二沉积源45在通过第二移动部43的操作而进行直线移动的同时朝向第一衬底61发射沉积物质。由此，在第二衬底62的沉积面上被沉积彩色辅助层的同时，第一衬底61的沉积面上被沉积彩色层。
第一沉积源44和第二沉积源45的直线移动可以是朝向旋转部41的直线移动，或者可以是远离旋转部41的直线移动。可根据第一沉积源44的移动次数来调节第二衬底62的彩色辅助层的厚度，并且可根据第二沉积源45的移动次数来调节第一衬底61的彩色层的厚度。
沉积有彩色辅助层和彩色二者的第一衬底61通过输送机器人70(参照图1)输送到出口侧输送腔室52，并且新的衬底被输送并固定到先前放置有第一衬底61的衬底支承部20(参照图1)。
参照图5c，使旋转部41旋转与第一角度a1相等的角度。通过旋转部41的旋转，第一沉积源44与第三衬底63相对，并且第二沉积源45与第二衬底62相对。此外，通过与参照图5b说明的操作过程相同的操作过程，在第三衬底63的沉积面上被沉积彩色辅助层的同时，第二衬底62的沉积面上被沉积彩色层。
沉积有彩色辅助层和彩色层二者的第二衬底62通过输送机器人70(参照图1)输送到出口侧输送腔室52，并且新的衬底被输送并固定到先前放置有第二衬底62的衬底支承部20(参照图1)。
参照图5d，使旋转部41旋转与第一角度a1相等的角度。通过旋转部41的旋转，第一沉积源44与第四衬底64相对，并且第二沉积源45与第三衬底63相对。此外，通过与参照图5b说明的操作过程相同的操作过程，在第四衬底64的沉积面上被沉积彩色辅助层的同时，第三衬底63的沉积面上被沉积彩色层。
沉积有彩色辅助层和彩色层二者的第三衬底63通过输送机器人70(参照图1)输送到出口侧输送腔室52，并且新的衬底被输送并固定到先前放置有第三衬底63的衬底支承部20(参照图1)。
参照图5e，使旋转部41旋转与第一角度a1相等的角度。通过旋转部41的旋转，第一沉积源44与新加入的第五衬底65相对，并且第二沉积源45与第四衬底64相对。此外，通过与参照图5b说明的操作过程相同的操作过程，在第五衬底65的沉积面上被沉积彩色辅助层的同时，第四衬底64的沉积面上被沉积彩色层。
沉积有彩色辅助层和彩色层二者的第四衬底64通过输送机器人70(参照图1)输送到出口侧输送腔室52，并且新的衬底被输送并固定到先前放置有第四衬底64的衬底支承部20(参照图1)。
再次参照图1至图3，旋转型沉积装置40在周期性地旋转的同时连续地对多个衬底60进行沉积，并且在一个沉积腔室10中一同实施彩色辅助层的沉积和彩色层的沉积。此外，由于使用同一掩模30依次实施彩色辅助层的沉积和彩色层的沉积，因此可使彩色辅助层和彩色层彼此间不存在位置偏差或错位。
前述的沉积设备100通过减少沉积腔室10和掩模30的数量，能够简化整体结构并且缩短整体的工艺时间。此外，通过减少衬底60所需要经过的掩模30的数量，能够减少因衬底60与掩模30间的对齐误差而导致的不良件的产生并且提高显示装置的产量。
图6是示意性地示出根据一实施方式的沉积设备100的整体的平面图。
参照图6，根据一实施方式的沉积设备100可包括第一腔室11、第二腔室12和第三腔室13，其中，第一腔室11用于第一彩色层的沉积，第二腔室12用于第二彩色辅助层和第二彩色层的沉积，并且第三腔室13用于第三彩色辅助层和第三彩色层的沉积。在图6中，符号50表示输送腔室。
第一腔室11由公知的沉积腔室构成，并且第二腔室12和第三腔室13由参照图1至图5e说明的实施方式中的沉积腔室10构成。
衬底60被放入第一腔室11中，并在第一腔室11内实现第一彩色层的沉积。随后，衬底60被输送到第二腔室12，并实现第二彩色辅助层和第二彩色层的沉积。随后，衬底60被输送到第三腔室13，并实现第三彩色辅助层和第三彩色层的沉积。
第一彩色层可以是蓝色层。第二彩色辅助层可以是红色辅助层，并且第二彩色层可以是红色层。第三彩色辅助层可以是绿色辅助层，并且第三彩色层可以是绿色层。
图7a至图7c是使用根据一实施方式的沉积设备100制造的显示装置200的局部放大剖视图。
参照图7a至图7c，显示装置200可以是例如有源矩阵方式的发光显示装置。衬底60可包括玻璃、塑料或金属等，并且衬底60上可定位有如缓冲层的绝缘膜81。绝缘膜81上可定位有薄膜晶体管TFT、电容器(未示出)和发光器件90。
薄膜晶体管TFT可包括半导体活性层AL、栅电极GE、源电极SE和漏电极DE。半导体活性层AL可包括p型或n型半导体，并且通过栅极绝缘膜82与栅电极GE绝缘。源电极SE和漏电极DE通过层间绝缘膜83与栅电极GE绝缘，并且通过通孔与半导体活性层AL通电。
源电极SE和漏电极DE上定位有保护膜84，并且保护膜84上定位有发光器件90。发光器件90包括第一电极91、发光层931、932、933和第二电极92，其中，第一电极91与漏电极DE通电，发光层931、932、933定位在第一电极91上，并且第二电极92定位在发光层931、932、933上。第一电极91和第二电极92中的一个为空穴注入电极，且另一个为电子注入电极。符号85表示像素限定膜。
显示装置200可包括第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3。每个子像素可定位有一个第一电极91，且所有子像素上可共同地定位有第二电极92。发光层931、932、933通过第一电极91与第二电极92之间的电流流动而发出光。
第一子像素SP1的发光层931可包括蓝色层。第二子像素SP2的发光层932可包括红色辅助层932R'和红色层932R。第三子像素SP3的发光层933可包括绿色辅助层933G'和绿色层933G。当第一电极91为空穴注入电极时，红色辅助层932R'和绿色辅助层933G'可以是空穴注入层。
参照图6和图7a至图7c，当衬底60定位在第一腔室11中时，被沉积第一子像素SP1的发光层931(蓝色层)。随后，当衬底60定位在第二腔室12中时，被沉积第二子像素SP2的红色辅助层932R'和红色层932R。随后，当衬底60定位在第三腔室13中时，被沉积第三子像素SP3的绿色辅助层933G'和绿色层933G。
如上所述，由于红色辅助层932R'和红色层932R使用同一掩模来进行沉积，红色辅助层932R'与红色层932R之间可不发生错位或位置偏差。由于绿色辅助层933G'和绿色层933G也使用同一掩模进行沉积，绿色辅助层933G'与绿色层933G之间可不发生错位或位置偏差。
虽然在上文中对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限于此，并且能够在权利要求书和发明的详细说明以及附图的范围内实施各种变型，并且这也应包含在本发明的范围内。
附图标记说明
100：沉积设备 200：显示装置
10：沉积腔室 11：第一腔室
12：第二腔室 13：第三腔室
20：衬底支承部 30：掩模
40：旋转型沉积装置 41：旋转部
42：第一移动部 43：第二移动部
44：第一沉积源 45：第二沉积源
60：衬底 70：输送机器人

Claims (9)

1.沉积设备，包括：
沉积腔室；
多个衬底支承部，所述多个衬底支承部在所述沉积腔室内以第一位置为中心彼此间以第一角度布置成放射形；
多个掩模，所述多个掩模分别与固定至所述多个衬底支承部中的每个衬底支承部的多个衬底相对；以及
旋转型沉积装置，所述旋转型沉积装置包括：
旋转部，所述旋转部与所述第一位置对应地定位在所述沉积腔室内；
第一移动部和第二移动部，所述第一移动部和所述第二移动部在彼此成第二角度的状态下结合至所述旋转部；以及
第一沉积源和第二沉积源，所述第一沉积源和所述第二沉积源分别与所述第一移动部和所述第二移动部结合，并且分别与所述多个衬底中的两个衬底相对，
其中，所述第二角度是所述第一角度的整数倍，以及
其中，所述第一沉积源和所述第二沉积源分别在不同的时间点朝向同一掩模发射不同的物质。
2.如权利要求1所述的沉积设备，其中，所述第二角度与所述第一角度相同，并且所述第一沉积源和所述第二沉积源分别与所述多个衬底中相邻的两个衬底相对。
3.如权利要求1所述的沉积设备，其中，固定至所述多个衬底支承部的所述多个衬底中的每个具有一对第一边和一对第二边，所述第一边与所第二边彼此相交，并且定位在所述一对第一边之间的虚拟中心线与以所述第一位置为中心延伸的放射方向一致。
4.如权利要求1所述的沉积设备，其中，所述第一移动部和所述第二移动部定位成与以所述第一位置为中心延伸的放射方向平行。
5.如权利要求4所述的沉积设备，其中，所述旋转部旋转与所述第一角度相等的角度，并且所述第一沉积源和所述第二沉积源根据所述旋转部的旋转而连续地与其他衬底相对。
6.如权利要求4所述的沉积设备，其中，所述第一沉积源和所述第二沉积源中的每个在通过所述第一移动部和所述第二移动部中的每个进行直线移动的同时发射沉积物质。
7.如权利要求6所述的沉积设备，其中，所述第一沉积源和所述第二沉积源中的至少一个在进行两次以上的直线移动的同时发射沉积物质，以增加沉积到所述衬底上的薄膜的厚度。
8.如权利要求1所述的沉积设备，其中，所述第一沉积源和所述第二沉积源中的一个发射用于沉积彩色辅助层的物质，且另一个发射用于沉积彩色层的物质。
9.如权利要求1所述的沉积设备，其中，在所述多个衬底支承部的中心的所述第一位置处定位有输送机器人，并且所述旋转部与所述输送机器人相隔开预定距离并且定位在所述输送机器人的正下方。
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