CN2587883Y - 有机发光组件的沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有机发光组件(organic light emitting device；OLED)的沉积设备，该设备具有一基板传输系统以及至少一腔体，其特征在于该基板传输系统为一圆形转盘状，该些腔体以一特定的顺序围绕在该基板传输系统的周围，利用该基板传输系统依一圆周方向转动，传送至少一基板至该些腔体内进行沉积，以形成至少一镀膜于该些基板之上，以制作至少一有机发光组件。

Description

有机发光组件的沉积设备

技术领域

本实用新型涉及一种有机发光组件(organic light emitting device，OLED)镀膜的沉积设备，尤其是关于沉积设备中各腔体之间的基板传输系统。

背景技术

经由通电流激发而发光的有机发光组件具有平面化、高对比、显示速度快、构造简单、重量轻、户外可视度佳、耗电低以及亮度高等优点，近年来成为备受注目的显示器组件。然而对于此有机发光组件的量产，仍有许多技术上的困难待克服，尤其是如何提高有机发光组件的寿命，为目前业界所欲突破的技术之一。

一般而言有机发光组件的制作方式大约可分三阶段：(一)先将基板经过清洗后放入阳极镀膜机沉积阳极层，之后经过黄光制程制作出所需的阳极电路图案；(二)放入具有有机发光层材料的沉积腔体与阴极层材料的沉积腔体进行沉积；(三)通过真空或氮气的传送箱(MovingBox)传送至保护层沉积腔体或是封装机台，或是有机/阴极沉积腔体与保护层沉积腔体或是封装机台利用手套箱(Glove Box)直接连结传输。

各沉积腔体之间通常利用一基板载具在破真空的大气环境下来传送基板，在运送的过程中基板常常会因为需要将基板自基板载具装/卸载(Load/Unload)而被空气中的水气、氧气及扬尘污染。特别是机发光材料对氧气及水气特别敏感。目前已经有许多研究显示，有机发光组件中水气与氧气的存在与含量多寡为破坏有机发光组件的主因，亦为目前有机发光组件寿命无法达到商业化规格的主要障碍。因此如何在各个制程中隔绝水气与氧气的破坏，便是突破传统制程障碍而迈向商业化量产的重要关键。

由于沉积的环境需要在真空下，因此相对的破真空、大气下传送、抽气/排气的次数也就增加，所花费的时间也就增多。另外传统的沉积设备或镀膜设备利用机器手臂(三轴)来传输，如此一来会导致传送基板所需的时间增加而大大减低沉积设备的产能而成为所有制程的瓶颈，因而降低了其它黄光及其它封装设备的利用效益。

图1A及图1B代表传统使用的两种沉积设备，分别为丛集式(cluster)设备及直线式(in-line)设备。图1的丛集式设备由数个腔体11、12、13、14、15、16与一机械式基板传输系统1所组成。该机械式基板传输系统1进一步包括一机械手臂10。先由装/卸腔体11装/卸基板。再用机械手臂10依次将基板放入各腔体12、13、14、15及16。对于这种沉积设备而言，装/卸载腔体11因需要放置一整批基板(通常不超过25片)，因而体积很大导致这种设备需花费不少时间在抽气及/或排气，而且有许多腔体是在等待基板送入，造成稼动率无法提升，甚至腔体在等待状况下使得昂贵的有机材料浪费。

图1B为直线式(in-line)设备，是另一种传统的沉积制造设备。而这种沉积方式是利用机械手臂101与传送室102传送基板，然而仍有其它基板位于腔体111、121、131、141、151或161等待，由于腔体过大导致抽气与排气须耗费许多时间。

有鉴于上述问题，本实用新型揭露一种有机发光组件(OLED)的沉积设备，该设备具有一基板传输系统以及至少一腔体；该基板传输系统为一圆形转盘状，该些腔体以一特定的顺序围绕在该基板传输系统的周围。利用该基板传输系统依一圆周方向转动，传送至少一基板至该些腔体内进行沉积，以形成至少一镀膜于该些基板之上。本实用新型使用圆形转盘传送基板，不仅可以大幅度地缩短基板传送时间、增加传送稳定性、降低沉积所需时间、降低基板受污染机会、降低基板载具运送与上/下机台时间、增进有机材料的使用率、大幅度地降低机台制作费用和组件制造周期(cycle time)及组件制造成本；使用此种OLED生产设备将可使得有机发光组件的生产速率由传统的100～300件/日提升至5,000件/日以上。

发明内容

有鉴于上述传统设备的缺点，因此本实用新型提供了一种有机发光组件(OLED)的沉积设备，利用圆形转盘同步传送基板，大幅度地缩短基板传送时间。

本实用新型的主要目的是缩短基板传送时间、缩短上/下机台时间、降低基板受污染机会以达到增加传送时的稳定性。

本实用新型的另一个目的是提供一种沉积设备可用以降低蒸镀所需时间、降低组件制造周期(cycle time)，进而降低组件制造成本同时亦可大幅度地降低机台制作费用。

为达上述目的，本实用新型所提供的沉积设备具有一圆形转盘状的基板传输系统以及至少一腔体，其中这些腔体以一特定的顺序排列在基板传输系统的周围。利用该基板传输系统依一圆周方向转动，同步传送至少一基板至该些腔体内以缩短基板传送时间、缩短上/下机台时间、降低基板受污染机会及达到增加传送时的稳定性。进一步再进行沉积以形成至少一镀膜于该些基板之上。本实用新型的腔体除了包含有装/卸载腔体外，亦包含各式的沉积腔体，其中这些沉积腔体进一步可用以沉积包含有机发光层、阴极层、阳极层及/或保护层等一定的制程。

附图说明

图1A为传统所使用的沉积设备(丛集式设备)；

图1B为传统所使用的另一种沉积设备(直线式设备)；

图2为本实用新型的沉积设备的示意图；

图3为基板沉积的示意图；

图4为本实用新型的沉积腔体的沉积作业示意图。

图中符号说明

1                                          机械式基板传输系统

10，101                                    机械手臂

11，111，21                                装/卸腔体

102                                        传送室

12～16，22～26，121，131，141，151，161    沉积腔体

2                                          基板传输系统

20                                         基板载具

3                                          基板

31                                         有机发光层

32                                         阴极层

33                                         保护层

30                                         阳极层

311                                        电洞注入层(HIL)

312                                        电洞传输层(HTL)

313                                        发光层(EL)

314                                        电子传输层(ETL)

315                                        电子注入层(EIL)

40                                         沉积源系统

41                                         遮罩(Shadow Mask)

O                                          沉积设备中心点

具体实施方式

一般而言有机发光组件的结构主要包含一基板、一阳极层、一有机发光层(包含一电洞注入层(HIL)、一电洞传输层(HTL)、一发光层(EL)、一电子传输层(ETL)及一电子注入层(EIL)所组成的群组)、一阴极层以及一保护层。本实用新型主要提供有机发光组件的沉积设备，利用一圆形转盘状的基板传输系统，将基板依序传送至各腔体内沉积，以形成各层镀膜于复数个基板之上，而制作出至少一有机发光组件。以下为本实用新型的较佳实施例。

请参考图2及图3，一种有机发光组件的沉积设备(如图2所示)包含：一基板传输系统2以及至少一腔体21、22、23、24、25或26。该基板传输系统为一圆形转盘状，该些腔体21、22、23、24、25或26以一特定的顺序围绕在该基板传输系统2的周围，该基板传输系统2依一圆周方向R转动，将复数个基板3(如图3所示)同步传送至该些腔体内，以制作至少一有机发光组件。此外圆形转盘状的基板传输系统2的圆心位于该沉积设备的中心点O。在一较佳实施例中，腔体21为装/卸腔体，用以将该些基板3装/卸到至少一基板载具上20上。此外本实用新型的装/卸腔体21可置于大气压力环境、真空环境或惰性气体环境其中之一的环境下作业。更进一步来说，腔体22、23、24、25或26为沉积腔体，用以沉积至少一膜层30、31、32或33于该基板3之上(如图3所示)。基板传输系统2将该些基板载具20及基板3依圆周方向R转动，如图2所示，以逆时钟的方向，事实上亦可以顺时钟的方向转动(端视该些沉积腔体的排列方式)，因此转动一次就可以将数个基板分别地同步传送到各腔体内，以达到缩短基板传送时间、缩短上/下机台时间、降低基板受污染机会进而增加传送时的稳定性。

请参考图2，这些腔体21、22、23、24、25或26分别为独立且隔离的腔体，利用一真空系统抽气或排气以控制真空度，而形成一真空的腔体环境以避免受污染。更进一步地，沉积腔体22、23、24、25或26更分别包含有一沉积源系统40(显示于图4)用来沉积至少一膜层31及/或32于该些基板3之上。

本实用新型的沉积源系统为一单点沉积源或一多点沉积源其中之一。此外该沉积源系统40可适用于侧向或正向其中之一的方式来沉积，图4即为正向的沉积。更进一步地来说，本实用新型的沉积源系统40更包含一坩锅、一遮罩、一沉积材料、一恒温控制器以及一沉积率控制器。其中坩锅用来蒸镀各种的沉积材料，遮罩用以打开或遮蔽坩锅，沉积材料则更包含各层沉积材料：选自一有机发光层材料、一阴极层材料、一保护层材料、及一阳极层材料所组成的群组，恒温控制器用以控制沉积源材料的温度，以及沉积率控制器用来控制沉积的速率。而其中的有机发光层材料更包含一电洞注入层材料、一电洞传输层材料、一发光层材料、一电子传输层材料及一电子注入层材料。在图2所示的实施例里，沉积腔体22、23、24、25或26里的沉积源系统，依序分别为具有一电洞注入层材料(HIL)的沉积源、具有一电洞传输层材料(HTL)的沉积源、具有一发光层材料(EL)的沉积源、具有一电子传输层材料(ETL)的沉积源以及具有一阴极层材料(Cathode)的沉积源。依各种制程所需，本实用新型的沉积腔体可依制程需要作调整增加或减少，虽然在本实施例的图标为五个沉积腔体，事实上，熟悉本技术的人士亦可依需要增加或减少沉积腔体，例如增加一保护层及/或阳极层材料的沉积源，经沉积之后即形成如图3所示的阳极层30及保护层33。装/卸腔体21将基板3(请参考图3)装载至该些基板载具20，然后利用本实用新型的基板传输系统2将基板载具20及基板3以圆周方向R转动，将各基板载具20及基板3分别同步地传送至各个腔体22、23、24、25或26内以进行沉积，请参考图3，以形成如本实施例显示的有机发光层31以及阴极层32。在一较佳实施例中，其转动传送时间在5秒以内。参考图2，进一步利用该基板传输系统2将该些基板载具20及基板3依一圆周方向R依序转动，将基板传送到具有一电洞注入层(HIL)沉积源材料的沉积腔体22，具有一电洞传输层(HTL)沉积源材料的沉积腔体23，具有一发光层(EL)沉积源材料的沉积腔体24，具有一电子传输层(ETL)沉积源材料的沉积腔体25以及阴极层(Cathode)沉积源材料的沉积腔体26并进行沉积，在较佳的实施例中，其转动并完成沉积的周期时间在15秒以内。因此本实用新型所提供的设备可以降低蒸镀所需时间、降低组件制造周期(cycletime)、进而降低组件制造成本、同时亦可大幅度地降低机台制作费用。依序经过各腔体的沉积之后即形成如图3所示的有机发光组件，该基板3上沉积有一有机发光层31(依序为：电洞注入层(HIL)311、一电洞传输层(HTL)312、一发光层(EL)313、一电子传输层(ETL)314)、以及一阴极层(Cathode)32。

此外本实用新型的沉积源系统40更包含一膜厚侦测器及/或一校正系统(未显示于图中)用以侦测并校正，将镀膜的厚度控制在一定的范围内。本实用新型的基板载具20进一步包含一基板加热系统(未显示于图中)，用来加热并控制基板3在一定的温度，而且此温度可加至高达150℃。如此一来当基板载具及基板在等待进入沉积腔体22、23、24、25或26的同时就可以将基板3升温至一定的温度。

图4为本实用新型的沉积腔体22、23、24、25及26内的沉积作业示意图。基板3置于基板载具20之上，利用基板传输系统2送到腔体22、23、24、25或26内，一遮罩41介于基板3与沉积源系统40之间，进一步利用该沉积源统40以进行沉积，而形成至少一膜层于该基板之上(如图3)。

本实用新型进一步包含至少一遮罩对准系统(未显示于图式中)或至少一遮罩41(图4所示)。其中该些遮罩对准系统可放置在沉积腔体22、23、24、25或26之内，或者直接放置在基板载具20上。而遮罩41可置于沉积腔体22、23、24、25与26之内或基板3之上。而本实用新型的遮罩对准系统可以是一机械式对准系统或者是一光学式对准系统其中之一。其中该机械式对准系统的对位误差位置在±50μm以内，而光学式对准系统的对位误差位置则在±3μm以内。此外利用本实用新型的沉积设备所制作的有机发光组件可以是一单色发光组件、一区域发光组件或一全彩发光组件其中之一，端视其所应用的领域范围。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉本技术的人士在不脱离本实用新型的精神和范围内当可做些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (17)

1.一种有机发光组件的沉积设备，包含一基板传输系统以及至少一腔体，其特征在于，

该基板传输系统为一圆形转盘状，该些腔体围绕在该基板传输系统的周围，该基板传输系统依一圆周方向转动，将复数个基板同步传送至该些腔体内，用以制作出至少一有机发光组件。

2.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，该圆形转盘状的基板传输系统的圆心位于该沉积设备的中心点。

3.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，该些腔体进一步包含至少一沉积腔体，用以沉积至少一膜层于该些基板之上。

4.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，该些腔体包含至少一装/卸腔体，用以装/卸该基板。

5.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，进一步包含至少一基板载具，用以放置该些基板。

6.根据权利要求1、3或4所述的沉积设备，其特征在于，该些腔体分别为独立且隔离的腔体，利用一真空系统抽气或排气以控制真空度。

7.根据权利要求3所述的沉积设备，其特征在于，该些腔体更包含一沉积源系统用来沉积该些膜层于基板上。

8.根据权利要求7所述的沉积设备，其特征在于，该沉积源系统进一步包含一坩锅、一遮罩(Shutter)、一沉积源材料、一恒温控制器用以控制该沉积源材料的温度以及一沉积率控制器用以控制沉积的速率。

9.根据权利要求7所述的沉积设备，其特征在于，该沉积源系统进一步包含一膜厚侦测器及/或一校正系统。

10.根据权利要求8所述的沉积设备，其特征在于，该沉积源材料包含一有机发光层材料、一阴极层材料、一保护层材料及一阳极层材料。

11.根据权利要求10所述的沉积设备，其特征在于，该有机发光层材料选自一电洞注入层材料(HIL)、一电洞传输层材料(HTL)、一发光层材料(EL)、一电子传输层材料(ETL)及一电子注入层材料(EIL)所组成的群组。

12.根据权利要求3或5所述的的沉积设备，其特征在于，进一步包含至少一遮罩对准系统与至少一遮罩。

13.根据权利要求12所述的的沉积设备，其特征在于，该遮罩对准系统由一机械式对准系统或一光学式对准系统其中之一所组成。

14.根据权利要求5项的沉积设备，其特征在于，该些基板载具以水平或垂直其中之一的方式定位放置。

15.根据权利要求5所述的的沉积设备，其特征在于，该些基板载具进一步包含一基板加热系统，用以加热并控制该些基板的温度。

16.根据权利要求1所述的的沉积设备，其特征在于，该装/卸载装置于大气压力环境、真空环境或是惰性气体环境其中之一的环境下作业。

17.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，该有机发光组件选自一单色发光组件、一区域发光组件或一全彩发光组件之一。

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