CN1209485C - 薄膜沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于将薄膜沉积到显示面板上的薄膜沉积装置，此装置包括一沉积源，位于该沉积源的一表面上的凹槽中储存有将要沉积在面板上的薄膜材料，一个用于加热沉积源使得薄膜材料升华的加热器，和一个装载在沉积源上以覆盖沉积源中的凹槽的蒙罩，该蒙罩具有多个孔以调节沉积在面板上的薄膜材料的沉积量。

Description

薄膜沉积装置
技术领域
本发明涉及一种薄膜沉积装置，更详细的说是一种用于沉积一种应用于制造显示面板的薄膜的装置。
背景技术
一般的，用于显示面板的制造的薄膜沉积装置能将所需的材料均一的沉积在一面板上。并且，已有多种不同类型的该种装置。
特别的，以有机场致发光显示面板为例，当需要在板上沉积形成一个有机层时，就需用一种热升华型薄膜沉积装置。在这种情况中，薄膜沉积装置可为坩锅型、舟型和篮型等中的一种。然而，这种薄膜沉积装置的容量小，以至于其不适用于大尺寸的有机场致发光显示面板的制造。
为了克服以上问题，一种线型薄膜沉积装置被研制出来，其具有与大尺寸有机场致发电显示面板的宽度相匹配的尺寸。
如图1所示，直线薄膜沉积装置包括一体形很长的沉积源10，在沉积源10内部形成一凹槽11，一加热器(未示出)被设置于沉积源的内部或外部。另外，凹槽11储存着将沉积到面板上的沉积材料。
在使用如上结构的线型薄膜沉积装置时，如图2所示，沉积源10被安排在面板1下使其与面板1保持一个预先预定的距离，然后向加热器施加一电流。储存在凹槽11中的沉积材料通过加热器的加热而升华，沉积到面板1的表面上。沉积源10沿着扫描方向移动以使得沉积材料沉积在板1的整个表面上。
根据该项现有技术的薄膜沉积装置具有很快沉积速度，并且由于具有一个大容积的用来装载沉积材料的容器而有利于大规模生产。然而，在板上的沉积薄膜的厚度却不均匀。举个例子，薄膜2在面板1扫描方向上形成的厚度是均匀的，如图2所示，但是薄膜2在板1长度方向上形成的厚度则是不均匀的。
沉积在板上的薄膜厚度差异并不局限于图2所示，依据薄膜沉积装置的结构和特性，薄膜可在面板的各不同位置形成不同的厚度。
随着制造的板的尺寸的增大，通过依据现有技术的薄膜沉积装置沉积的薄膜呈现出的不规则也将趋于明显。
发明内容
相应地，本发明将重点集中于一种薄膜沉积装置，其能充分的解决一个或更多的由于现有技术的局限性和缺陷所导致的问题。
本发明的目的是提供一种薄膜沉积装置使其能够均匀地形成一个大尺寸薄膜。
本发明的其它优点、目的和特征将部分地通过以下的描述体现，部分地通过下述的试验或有关本发明的实践而被本领域人员所了解。本发明的发明目的和其它优点可以利用被说明书和权力要求以及附图所特殊指出的结构来实现并获得。
为了在用于在显示面板上沉积形成薄膜的薄膜沉积装置中实现这些目的和其它优点，并依据在此实施并明确表述的的本发明的目的，一个用于在显示面板上沉积形成薄膜的薄膜沉积装置，根据本发明应包括一个在其一个表面上具有凹槽的沉积源，凹槽中储存有将被沉积到面板上的薄膜材料，一个用于加热沉积源以使薄膜材料升华的加热器，一个装载在沉积源上以覆盖沉积源的凹槽的蒙罩，蒙罩上具有多个孔以调节沉积在板上的薄膜材料的沉积量的孔。
优选的，加热器安装在沉积源的内部或外部。
优选的，蒙罩的形状、大小与沉积源凹槽的形状、大小相同。
优选的，每个孔的形状从包括圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形的一组图案中选取。
优选的，形成在蒙罩上的孔的数量和其分布取决于薄膜材料的升华量。
优选的，蒙罩上的孔从中心部分到边缘部分以梯度形式分布，这样使其中心部分的孔比其边缘部分的孔更加密集。
优选的，蒙罩上的孔从边缘部分到中心部分以梯度形式分布，这样使其边缘部分的孔比其中心部分的孔更加密集。
优选的，蒙罩上的孔从一个边缘部分到另一个边缘部分以梯度形式分布，这样使其一个边缘部分的孔比其另一个边缘部分的孔更加密集。
优选的，蒙罩上孔按阵列形式排列。
更优选，蒙罩上的孔具有相同的尺寸和彼此间不同的间距。
更优选，蒙罩上的孔具有不相同的尺寸和彼此间不同的间距。
优选的，通过加热器使蒙罩被加热到一个预先设定的温度。
本发明的另一种形式为，在一个用于在显示面板上沉积形成薄膜的薄膜沉积装置中，一薄膜沉积装置包括一个在其一个表面上具有凹槽的沉积源，凹槽中储存有将被沉积到面板上的薄膜材料，一个用于加热沉积源以使薄膜材料升华的第一加热器，一个装载在沉积源上以覆盖沉积源的凹槽的蒙罩，其具有多个孔以调节沉积在板上的薄膜材料的沉积量，和用于加热蒙罩使得被升华的薄膜材料无法黏附在蒙罩上的第二加热器。
优选的，第一加热器安装在沉积源的内部或外部，而第二加热器安装在蒙罩的内部或外部。
优选的，每个孔的形状从包括圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形的一组图案中选取。
优选的，形成在蒙罩上的孔的数量和其分布取决于薄膜材料的升华量。
优选的，蒙罩上孔按阵列形式排列。
更优选，蒙罩上的孔具有相同的尺寸和彼此间不同的间距。
更优选，蒙罩上的孔具有不相同的尺寸和彼此间不同的间距。
本发明的另一种形式为，在一个用于在显示面板上沉积形成薄膜的薄膜沉积装置中，一薄膜沉积装置包括一在其一个表面上具有凹槽的沉积源，凹槽中储存有将要沉积到面板上的薄膜材料，一装载在沉积源上以覆盖沉积源的凹槽的蒙罩，和一个装载在沉积源上以覆盖在沉积源的凹槽的蒙罩加热器，蒙罩加热器上具有多个孔以调节沉积在面板上的薄膜材料的沉积量，蒙罩加热器用于加热沉积源以使薄膜材料升华。
优选的，蒙罩加热器由Ni和W形成。
可以理解，对本发明的前述概况性的描述和随后具体的描述是示范性的和解释性的，而且也将为如权利要求的本发明提供进一步的解释。
附图的简要说明
用以提供对本发明的进一步的理解，被引入并构成了本申请的一部分的附图，对本发明的实施例进行了说明，并结合描述解释了发明的原理。附图中：
图1示出根据现有技术的薄膜沉积装置的鸟瞰图；
图2示出用图1所述的薄膜沉积装置在显示面板上不规则地沉积出的薄膜；
图3示出根据本发明的第一实施例的薄膜沉积装置的鸟瞰图；
图4A至4C分别示出图3所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上的孔的分布；
图5A至5C分别示出图3所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上的孔的形状和排列间距；
图6示出根据本发明的第二实施例的薄膜沉积装置的鸟瞰图；和
图7A至7B分别示出图6所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上孔的分配。
具体实施方式
说明书将通过依据本发明的优选实施例进行详细的描述，其中的一些范例已在附图中示出。用于表示相同或者相似的部分的附图标记在所有的附图中被尽可能地保持一致。
图3示出根据本发明的第一实施例的薄膜沉积装置的鸟瞰图；
参照图3，本发明的第一实施例，包括一线型沉积源20，一加热器(未示出)，和一多孔蒙罩21。
在沉积源20上表面上形成一用于储存沉积到板上的薄膜材料的凹槽22。除如图3所示的直线型外，根据显示面板的制造方法，沉积源20可被设定为各种不同的类型。此外，凹槽22可在沉积源20内部横向方向上形成。
进一步地，加热器(未示出)被安装在沉积源20的内部或外部。该加热器加热沉积源20使得在沉积源20中的凹槽22中所储存的薄膜材料升华。
蒙罩21被安装以覆盖位于沉积源20上的凹槽22，其具有多个孔以调节被升华的薄膜材料的量。蒙罩21的形状可任意制造，其优选制造为与沉积源20上的凹槽22具有相同的形状。蒙罩21被形成为具有大约1～10μm的厚度，由金属，金属合金，高分子膜，无机物或其它类似材料中的一种形成。特别地，Ni，Ni合金，W中的任一种材料都适用于制作蒙罩21。
蒙罩21被安装在沉积源20的凹槽22上的原因是，由于沉积源20的形状、沉积源20的材料、薄膜材料的种类等等原因，使得沉积源20的凹槽22各个位置中薄膜材料升华的量不相同。即，储存于沉积源20中的薄膜材料会由于所处位置的不同出现不同的升华水平，因此薄膜材料沉积在显示面板上的厚度呈现出不规则。
因此，本发明提供的蒙罩能够适应薄膜沉积装置的特性，并且能用该蒙罩在显示面板上沉积出均匀的薄膜。
图4A至4C分别示出图3所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上孔的分布。
参看图4A，蒙罩21被用于薄膜材料的升华在沉积源20的每个边缘部分极其活跃而在沉积源20的中心部分极其不活跃时。因此，蒙罩21上的孔从中心部分到边缘部分以梯度的方式分布，并且中心部分的孔要比边缘部分的孔更加密集。即，每个边缘部分的开放比率低，中心部分的开放比率高。
参看图4B，蒙罩21被用于薄膜材料的升华在沉积源20的中心部分极其活跃和而沉积源20的每个边缘部分极其不活跃时。因此，蒙罩21上的孔从中心部分到边缘部分以梯度的方式分布，边缘部分的孔要比中心部分的孔更加密集。即，每个边缘部分的开放比率高，中心部分的开放比率低。
参看图4C，蒙罩21被用于薄膜材料的升华在沉积源20的一个边缘部分极其活跃而在沉积源20的另一个边缘部分极其不活跃时。因此，蒙罩21上的孔从中心部分到边缘部分以梯度的方式分布，一个边缘部分的孔要比另一个边缘部分的孔更加密集。即，一个边缘部分的开放比率低，另一个边缘部分的开放比率高。
此外，本发明的蒙罩还可以有各种不同的调整。
图5A至5C分别示出图3所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上孔的形状和排列的间距。
参看图5A至5C，蒙罩21的孔被规则的排列着。并且，蒙罩21的孔可被形成为不同的形状，如圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形等等。而且，蒙罩21上所形成的孔的数量和分布取决于薄膜材料升华量。
图5A或5B中的蒙罩21包含尺寸相同、列间距不同的孔。图5C中的另一蒙罩21包含具有相同列间距、不同尺寸大小的孔。
因此，在其上安装蒙罩的沉积源被安置在显示面板的下方，使沉积源离面板具有一个预先设定的距离。为了加热沉积源，要给安装在沉积源上的加热器施加一个电流。沉积源中凹槽中储存的沉积材料被加热器加热升华，然后沉积于面板的表面。并且，沉积源沿着扫描方向移动以使沉积材料沉积在面板的整个表面。
偶尔，薄膜材料黏附在蒙罩的表面上，而没有通过蒙罩上的孔达到显示面板上。这种情况的发生是由于蒙罩的表面温度要低于薄膜材料的升华温度。因此，必须通过加热器加热蒙罩从而提高蒙罩温度以使得其温度高于升华的薄膜材料的温度。
为了提高蒙罩温度，为蒙罩安装一个附加加热器，或者让蒙罩共享用于加热沉积源的加热器。为蒙罩安装附加加热器时，加热器可被置于蒙罩的内部或外部。
另外，为了简化薄膜沉积装置的结构，可以将蒙罩本身作为加热器加热沉积源。蒙罩加热器可由金属或者金属合金制成。特别的，蒙罩加热器可优选Ni，Ni合金，W等中的一种材料。
图6示出根据本发明的第二实施例的薄膜沉积装置的鸟瞰图，图7A至7B分别示出图6所示的薄膜沉积装置附属的蒙罩上孔的分布。
本发明的第二实施例，如图6所示，包括一坩锅型沉积源30，一个加热器(未示出)，一个多孔蒙罩31。
在坩锅型沉积源的上表面形成的凹槽32，其中储存着将沉积到显示面板上的薄膜材料。
而且，加热器(未示出)可被安置在沉积源30的内部或外部。加热器用于加热沉积源30以使得储存在沉积源30的凹槽32中的薄膜材料升华。
蒙罩31被安置以覆盖沉积源30的凹槽32，并且蒙罩具有多个孔以调节薄膜材料升华量。蒙罩的形状可以任意的制造，其优选被制造成与沉积源30的凹槽32具有相同的形状。蒙罩31被形成为具有大约1～10μm的厚度，它可由金属，金属合金，高分子膜，无机物等等中的一种材料形成。特别地，蒙罩21适于选用Ni，Ni合金，W中的一种材料。
参照图7A，蒙罩21用于薄膜材料的升华在沉积源30的每个边缘部分极其活跃而在沉积源30的中心部分极其不活跃时。因此，蒙罩31上的孔从中心部分到边缘部分以梯度方式分布，这样中心部分的孔要比边缘部分的孔更加密集。即，蒙罩31每个边缘部分的开放比率低，中心部分的开放比率高。
图7B所示，蒙罩21用于薄膜材料的升华在沉积源30的中心部分极其活跃和在沉积源30的每个边缘部分极其不活跃时。因此，蒙罩31上的孔从中心部分到边缘部分成梯度方式分布，这样边缘部分的孔要比中心部分的孔更加密集。即，蒙罩31每个边缘部分的开放比率高，中心部分的开放比率低。
因此，本发明用具有适应沉积源的沉积特性的开口率的蒙罩调节薄膜材料的升华量，从而可以在显示面板上沉积形成均匀的薄膜。因此根据本发明的薄膜沉积装置能够在一个大尺寸显示面板上均匀且快速地沉积形成薄膜，并从而提高了制造工艺的可靠度。
显然，对本领域人员来说可以对本发明进行各种改进和革新。因此，要求将有关本发明的改进和革新包含于本发明的范围中，并归入所附的权利要求及与之等同的范围之内。

Claims (27)

1.一种用于在显示面板上沉积薄膜的薄膜沉积装置，此用于沉积薄膜的装置，包括：
一在其表面具有凹槽的沉积源，沉积源中的该凹槽储存有将要沉积在面板上的薄膜材料；
一用于加热沉积源的加热器，其使得薄膜材料升华；和
一装载在沉积源上以覆盖沉积源中的凹槽的蒙罩，该蒙罩具有多个孔以调节沉积在面板上的薄膜材料的沉积量。
2.如权利要求1所述的装置，其中，加热器被安置在沉积源的内部或者外部。
3.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩的形状与沉积源凹槽的形状相同。
4.如权利要求1所述的装置，其中，每个孔的形状从包括圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形的一组图案中选取。
5.如权利要求1所述的装置，其中，孔在蒙罩上的数量和分布取决于薄膜材料的升华量。
6.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩上的孔从中心部分到边缘部分以梯度方式分布，这样使其中心部分的孔比其边缘部分的孔更加密集。
7.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩上的孔从边缘部分到中心部分以梯度方式分布，这样使其边缘部分的孔比其中心部分的孔更加密集。
8.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩上的孔从一个边缘部分到另一个边缘部分以梯度方式分布，这样使其一个边缘部分的孔比其另一个边缘部分的孔更加密集。
9.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩上的孔按阵列形式排布。
10.如权利要求9所述的装置，其中，蒙罩上的孔相互间具有相同的尺寸和不同的间距。
11.如权利要求9所述的装置，其中，蒙罩上的孔相互间具有不同的尺寸和不同的间距。
12.如权利要求1所述的装置，其中，蒙罩被该加热器加热到一个预设的温度。
13.一种用于在显示面板上沉积薄膜的薄膜沉积装置，此用于沉积薄膜的装置，包括：
一个在其一表面具有凹槽的沉积源，沉积源中的凹槽储存有将要沉积在所述面板上的薄膜材料；
一个用于加热沉积源的第一加热器，其使薄膜材料升华；
一个装载在沉积源上以覆盖沉积源中的凹槽的蒙罩，该蒙罩具有多个孔以调节沉积在面板上的薄膜材料的沉积量；和
用于加热蒙罩使得升华的薄膜材料无法黏附在蒙罩上的第二加热器。
14.如权利要求13所述的装置，其中，第一加热器被安置在沉积源的内部或者外部，第二加热器被安置在蒙罩的内部或者外部。
15.如权利要求13所述的装置，其中，每个孔的形状从包括圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形的一组图案中选取。
16.如权利要求13所述的装置，其中，孔在蒙罩上的数量和分布取决于薄膜材料的升华量。
17.如权利要求13所述的装置，其中，蒙罩上的孔按阵列形式排布。
18.如权利要求17所述的装置，其中，蒙罩上的孔相互间具有相同的尺寸和不同的间距。
19.如权利要求17所述的装置，其中，蒙罩上的孔相互间具有不同的尺寸和不同的间距。
20.一个用于在显示面板上沉积薄膜的薄膜沉积装置，此用于沉积薄膜的装置，包括：
一个在其一表面具有凹槽的沉积源，沉积源中的凹槽储存有将要沉积在面板上的薄膜材料；和
一个装载在沉积源上以覆盖沉积源的凹槽的蒙罩加热器，蒙罩加热器上具有多个孔以调节沉积在板上的薄膜材料的沉积量，蒙罩加热器用于加热沉积源以使薄膜材料升华。
21.如权利要求20所述的装置，其中，蒙罩加热器由金属或者金属合金形成。
22.如权利要求21所述的装置，其中，该金属为Ni或W。
23.如权利要求20所述的装置，其中，每个孔的形状从包括圆形、三角形、矩形和具有五条或更多条边的多边形的一组图案中选取。
24.如权利要求20所述的装置，其中，孔在蒙罩加热器上的数量和分布取决于薄膜材料的升华量。
25.如权利要求20所述的装置，其中，蒙罩加热器上的孔按阵列形式排布。
26.如权利要求25所述的装置，其中，蒙罩加热器上的孔相互间具有相同的尺寸和不同的间距。
27.如权利要求25所述的装置，其中，蒙罩加热器上的孔相互间具有不同的尺寸和不同的间距。
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