CN1462160A - 固定薄膜溅射用衬底的装置及用此装置来固定衬底的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于固定薄膜溅射用衬底的装置，包括掩膜、掩膜压板、磁体和驱动单元。具有图案的掩膜位于衬底下方，以便在衬底上形成图案。掩膜压板位于衬底之上并以预定的压力朝向衬底背面运动并与之接触。磁体位于掩膜压板的上方并朝向掩膜压板运动，从而可通过磁体的磁力而使掩膜紧密地粘附在衬底上。驱动单元施加驱动力以移动磁体。当掩膜压板下降时，掩膜压板紧密地粘附在衬底上。之后，磁体朝向衬底背面下降，衬底由掩膜压板支撑。衬底下方的掩膜通过磁体的磁力而紧密地粘附在衬底的正面上。因此，由于衬底被多级式地支撑，掩膜在衬底下方的对齐不会发生错位。

Description

固定薄膜溅射用衬底的装置及用此装置来固定衬底的方法
技术领域
本申请要求享有于2002年5月31日向韩国知识产权部提交的韩国专利申请No.2002-30613的优先权，此申请的公开内容通过引用结合于本文中。
本发明涉及一种可固定衬底的装置，更具体地涉及一种可固定用于薄膜溅射的衬底的装置，其具有改进的结构以便将薄膜均匀地沉积在衬底上，本发明还涉及一种采用此装置来固定衬底的方法。
背景技术
有机电致发光显示是自发发光型显示，其可电激励荧光有机化合物以发出光。有机电致发光显示的优点在于，它们可在低电压下驱动并能被制成很小的厚度。有机电致发光显示被许多人视为下一代的显示方式，其具有例如宽视角(WVA)和快速响应时间，克服了例如与液晶显示(LCD)有关的缺点。
在提供能量时在有机电致发光显示中产生了电流，并且电子产生运动。换句话说，在阴极中，电子通过电子迁移层的帮助运动到发光层，而在阳极中，空穴通过空穴迁移层的帮助运动到发光层。由有机材料制成的发光层中的电子和空穴形成了具有高能量的激子。在此时，激子的能量下降导致了发出光。根据发光层的有机材料的类型可以实现全色光。
通常来说，具有上述结构的有机电致发光显示由可以形成有机薄膜如电子迁移层、空穴迁移层和发光层等的真空沉积方法来形成。在此真空沉积方法中，其上将形成有机薄膜的衬底安装在真空腔内，真空腔的压力控制在10-6-10-7托的范围内。接着使炉内所含的有机材料升华，使得有机材料沉积在衬底上。在美国专利No.5833823、No.6132575和No.6251233B1中公开了这种真空沉积方法。
图1A和1B是显示了可固定衬底以在衬底上形成薄膜的传统溅射装置的一部分。如图1A所示，衬底11安装在框架13上。在衬底11和框架13之间设置了具有用于形成在衬底11上的预定图案的掩膜12。在衬底11上设置了夹具100以支撑衬底11。夹具100包括磁板101和连接在磁板101的背侧上的橡胶磁体102。
夹具100通过自动运送工具(未示出)置于衬底11的上方以支撑衬底11，掩膜12在衬底11的下方对准。
如图1B所示，夹具100朝向衬底11下降。然后，由金属材料制成并位于衬底11下方的掩膜12朝向具有磁力的夹具100变形，并紧密粘附在衬底11上。
夹具100的橡胶磁体102放置在衬底11的背面上以支撑衬底11。这样，当掩膜12紧密地粘附在衬底11上时，就可以进行溅射操作。
然而，在掩膜12和夹具100之间的距离较窄的情况下，掩膜12的中央部分首先上升。在这种情况下，虽然掩膜12的中央部分可以令人满意地紧密粘附在衬底11上，然而掩膜12的边缘无法正确地紧密粘附在衬底11上。
结果，图案无法在衬底11的正确位置处形成，而是扩展到其它部分中。而且，在掩膜12的中央部分先于掩膜12的其它部分上升的情况下，当掩膜12紧密地粘附在衬底11上时，掩膜12会在衬底11的下方滑动。因此，衬底11可能会被掩膜12刮伤。
为了解决这些问题，已经提出了如图2A到2C所示的传统夹具200。夹具200包括橡胶磁体201和粘附在橡胶磁体201的下表面上的掩膜压板202。下面将介绍采用夹具200来固定衬底11的工艺。
首先，通过自动运送工具(未示出)将夹具200运送到衬底11之上，使掩膜12在衬底11的下方对准。之后，如图2B所示，夹具200下降，同时由金属材料制成并位于衬底11下方的掩膜12在橡胶磁体201磁力的作用下上升。此时，掩膜压板202与衬底11的背面接触。
接着，如图2C所示，掩膜压板202完全地压下衬底11，使得掩膜12紧密地粘附并固定在衬底11上。之后就可以进行溅射操作。
然而，很难将掩膜12完全紧密地粘附在衬底11上，这是因为框架13和掩膜12的接触表面具有约50微米的平面度。
因此，为了提高衬底11和掩膜12之间的紧密粘合，必须采用比橡胶磁体201的磁力更强的磁力，或者必须提高/增强压力。然而，在采用磁力比橡胶磁体201的磁力更强的磁体时，掩膜12会在衬底11的下方滑动。结果，掩膜12在衬底11下方的对准可能会发生错位，或者在已完成的产品上存在着泄漏电流。此外，增强衬底11和掩膜12之间的粘合力的方法可能会使衬底11产生裂缝或刮伤。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种用于固定薄膜溅射用衬底的装置，通过薄膜溅射可在衬底上形成均匀的图案，这是通过在真空沉积工艺中多级式地支撑衬底以提高掩膜与衬底的紧密粘合而实现的，并且提供一种采用此装置来固定衬底的方法。
本发明的其它方面和优点的一部分将在下述说明中提出，一部分可从说明中清楚，或者是通过本发明的实施而得到。
为了实现本发明的上述和/或其它方面，提供了一种用于将衬底相对于位于衬底下方的掩膜固定的装置，此装置包括：掩膜压件，其位于衬底上方并以预定压力朝向衬底运动且与之接触；磁体，其位于掩膜压件的上方并朝向掩膜压件运动，从而利用磁体的磁力使掩膜粘附在衬底上；以及可使磁体运动的驱动单元。
此装置还可包括与掩膜压件相连的导杆和设置在导杆各端处的导向单元，其中导杆穿过磁体而上升和下降。导杆可在其自重的作用下穿过导向单元向下滑动，从而使掩膜压件朝向衬底的背面下降。
此装置还可包括安装在导杆上以对掩膜压件施加设定压力的弹性偏压单元。
掩膜压件可以是非磁性板。
磁体可包括磁板和粘附在磁板下表面上的橡胶磁体。
为了实现本发明的上述和/或其它方面，提供了另一种用于将衬底相对于位于衬底下方的掩膜固定的装置，此装置包括：位于衬底上方的掩膜压件；使衬底和掩膜朝向掩膜压件运动以使衬底和掩膜压件接触的提升单元；磁体，其位于掩膜压件的上方并朝向掩膜压件运动，从而利用磁体的磁力使掩膜粘附在衬底上；以及可使磁体运动的驱动单元。
为了实现本发明的上述和/或其它方面，提供了另外一种用于将衬底相对于位于衬底下方的掩膜固定的装置，此装置包括：多级固定单元，它以其非磁性部分与衬底接触，并利用其磁性部分的磁力来使掩膜粘附在衬底上；以及可驱动此多级固定单元的驱动单元。
为了实现本发明的上述和/或其它方面，提供了一种用于将衬底相对于位于衬底下方的掩膜固定的方法，此方法采用具有磁体、驱动装置和位于衬底上方的掩膜压板的装置，此方法包括：使掩膜压件粘附在衬底上；使磁体朝向由掩膜压板支撑的衬底的背面运动；并且利用磁体的磁力使衬底下方的掩膜粘附在衬底的正面上。
使掩膜压板粘附在衬底上包括使掩膜压板垂直于磁体朝向衬底的背面运动，从而使掩膜压板粘附在衬底上。
使掩膜压板粘附在衬底上包括同时使衬底和衬底下方的掩膜朝向掩膜压板的正面运动，从而使衬底粘附在掩膜压板上。
附图说明
从实施例的下述介绍中并结合附图，可以更加清楚并更容易理解本发明的这些和/或其它方面和优点，在附图中：
图1A是在衬底上方对齐的用于固定衬底的传统装置的局部视图；
图1B是显示了朝向衬底下降的图1A所示装置的视图；
图2A是在衬底上方对齐的用于固定衬底的另一传统装置的局部视图；
图2B是显示了朝向衬底下降的图2A所示装置的视图；
图2C是显示了粘附在衬底上的图2B所示装置的视图；
图3是根据本发明一个实施例的用于固定衬底的装置的透视图；
图4是在衬底上方对齐的图3所示装置的剖视图；
图5是朝向衬底下降的图3所示装置的剖视图；
图6是紧密粘附在衬底上的图3所示装置的剖视图；和
图7是根据本发明另一实施例的用于固定衬底的装置的剖视图。
具体实施方式
下面将详细地介绍本发明的实施例，其例子显示于附图中，在图中采用相似的标号表示相似的元件。下面将介绍这些实施例以便通过参考附图来说明本发明。
图3显示了根据本发明一个实施例的可固定用于薄膜溅射操作的衬底的装置300。如图3所示，装置300包括磁板301。磁板301例如为由磁性材料制成的金属板。在磁板301的下表面上连接了橡胶磁体302。橡胶磁体302例如由具有强磁性的高弹性材料制成。
上面连接有橡胶磁体302的磁板301由驱动轴310支撑。驱动轴310与驱动电动机320相连，其提供能量以使驱动轴310上升或下降。驱动电动机320可以是伺服电动机，其允许驱动轴310上升或下降一段预定的目标距离。
例如由非磁性材料制成的掩膜压板303位于橡胶磁体302之下。掩膜压板303由导杆330支撑。导杆330穿过其上连接了橡胶磁体302的磁板301，从而能够垂直于磁板301而上升或下降。导杆330与导向单元340相结合，从而可在导向单元340中上下滑动。装置300安装在真空环境中，导向单元340的上部和下部敞开，从而使真空可以顺畅地通过导向单元340的上部和下部。
衬底11设置在掩膜压板303的下方。在衬底11上设有图案形成部分11a，以形成多个平板显示如有机电致发光显示。形成有图案部分12a的掩膜12安装在衬底11的下方，用于在与有机电致发光显示对应的各个图案形成部分11a中形成图案，例如有机薄膜。掩膜12通过框架13来固定。
下面将参考图3到6来介绍采用具有上述结构的装置300来固定衬底11的方法。
参考图4，装置300通过自动运送工具(未示出)而定位于衬底11的上方。接着将掩膜12在衬底11的下方正确地对齐。
如图5所示，掩膜压板303朝向衬底11的背面下降。当导杆330例如在它们的自重作用下穿过导向单元340向下滑动时，掩膜压板303就紧密地粘附在衬底11的背面上。此时，由于其上连接了橡胶板302的磁板301并不移动，因此掩膜12在衬底11下方的对齐并不会因磁力而错位。
另一方面，掩膜压板303可以不下降，而衬底11和掩膜12可通过另外的提升单元(未示出)而上升，从而使衬底11紧密地粘附在掩膜压板303的正面上。
如上所述，掩膜压板303紧密地粘附在衬底11上。
如图6所示，其上连接了橡胶板302并与驱动轴310相连的磁板301在驱动电动机320的驱动力作用下下降。橡胶板302与掩膜压板303的背面相接触。因此，衬底11下方的掩膜12通过例如磁板301的磁力紧密地粘附在衬底11的下表面上。
此时，衬底11已经被掩膜压板303所支撑。因此，掩膜12不会在衬底11的下方错位。对与掩膜12紧密粘附在一起的衬底11施加例如等于掩膜压板303的重量的压力。这样就可以控制压力。
图7显示了根据本发明另一实施例的用于固定衬底11的装置300。换句话说，在压力较小的情况下，如图7所示，在支撑掩膜压板303的导杆430上安装了弹性偏压单元440如弹簧，从而可在掩膜压板303的重力上施加另外的压力。在压力较高的情况下，掩膜压板303可由具有适当重量的材料形成，以便控制压力。
根据本发明的用于固定薄膜溅射用衬底的上述装置以及采用此装置来固定衬底的方法具有下述非排它性优点。
由于掩膜压板和橡胶板多级式地支撑衬底，因此掩膜不会在衬底的下方错位。此外，掩膜不会在衬底上滑动，因此防止了衬底被刮伤。
虽然上面已经显示和介绍了本发明的一些实施例，然而本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和精神的前提下可以对这些实施例进行修改，本发明的范围由所附权利要求及其等效物来限定。

Claims (19)

1.一种用于将衬底相对于位于所述衬底下方的掩膜固定的装置，所述装置包括：
掩膜压件，其位于所述衬底上方并以预定压力朝向所述衬底运动且与之接触；
磁体，其位于所述掩膜压件的上方并朝向所述掩膜压件运动，从而利用所述磁体的磁力使所述掩膜粘附在所述衬底上；和
可使所述磁体运动的驱动单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
与所述掩膜压件相连的导杆；和
设置在所述导杆的各端处的导向单元，其中所述导杆通过所述磁体上升和下降。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导杆可在其自重的作用下穿过所述导向单元向下滑动，从而使所述掩膜压件朝向所述衬底的背面下降。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括安装在所述导杆上以对所述掩膜压件施加设定压力的弹性偏压单元。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述掩膜压件为非磁性板。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁体包括磁板和连接在所述磁板的下表面上的橡胶磁体。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电动机和支撑所述磁体以允许所述磁体上升和下降的驱动轴。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述装置设置在真空环境中，和
所述导向单元包括开口以使真空可从中通过。
9.一种用于将衬底相对于位于所述衬底下方的掩膜固定的方法，所述方法采用具有磁体、驱动装置和位于所述衬底上方的掩膜压板的装置，所述方法包括：
使所述掩膜压板粘附在所述衬底上；
使所述磁体朝向由所述掩膜压板支撑的衬底的背面运动；和
利用所述磁体的磁力使所述衬底下方的掩膜粘附在所述衬底的正面上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使所述掩膜压板粘附在所述衬底上包括使所述掩膜压板垂直于所述磁体而朝向所述衬底的背面运动，从而使所述掩膜压板粘附在所述衬底上。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使所述掩膜压板粘附在所述衬底上包括同时使所述衬底和所述衬底下方的掩膜朝向所述掩膜压板的正面运动，从而使所述衬底粘附在所述掩膜压板上。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使所述磁体朝向所述衬底的背面运动包括使所述磁体朝向所述掩膜压板的背面运动，其中所述掩膜压板压在所述衬底的背面上。
13.根据权利要求9所速的方法，其特征在于，使所述掩膜压板粘附在所述衬底上还包括对所述掩膜压板施加预定的压力，并使所述掩膜压板朝向所述衬底运动。
14.一种用于将衬底相对于位于所述衬底下方的掩膜固定的装置，所述装置包括：
位于所述衬底上方的掩膜压件；
使所述衬底和掩膜朝向所述掩膜压件运动以使所述衬底和掩膜压件接触的提升单元；
磁体，其位于所述掩膜压件的上方并朝向所述掩膜压件运动，从而利用所述磁体的磁力使所述掩膜粘附在所述衬底上；和
可使所述磁体运动的驱动单元。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述掩膜压件为非磁性板，和
所述磁体包括磁板和连接在所述磁板的下表面上的橡胶磁体。
16.一种用于将衬底相对于位于所述衬底下方的掩膜固定的装置，所述装置包括：
多级固定单元，它以其非磁性部分与所述衬底接触，并利用其磁性部分的磁力使所述掩膜粘附在所述衬底上；和
可驱动所述多级固定单元的驱动单元。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括可偏压所述非磁性部分以接触所述衬底的弹性偏压单元。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括提升单元，其可使所述衬底和掩膜运动以使所述衬底与所述非磁性部分接触。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述磁体包括磁板和连接在所述磁板的下表面上的橡胶磁体。
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