TW201335399A - 沉積裝置及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法 - Google Patents

Abstract

一種沉積裝置，包含用以射出一沉積材料以沉積至一基板上之一沉積源、至少部份地位在沉積材料之一噴射路徑中以控制沉積材料之一噴射角度之一角度控制構件組以及耦接至角度控制構件組之一角度控制構件驅動器，角度控制構件驅動器用以於沉積材料之噴射方向移動角度控制構件組位以控制噴射角度。

Description

沉積裝置及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法

本發明之實施例係有關於一種沉積裝置及使用其製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法。

一種有機發光二極體(OLED)顯示器包含一電洞注入電極及一電子注入電極，以及形成於它們之間之一有機發光層。當由一陽極注入之電洞及由一陰極注入之電子重組於有機發光層中時OLED顯示器發射光。具有例如低功率消耗、高亮度、廣視角、高反應速度等高品質性能之OLED顯示器裝置，作為用於移動電子裝置中之下一代顯示裝置正受到許多關注。

OLED顯示器係包含一有機發光顯示面板，其包含一顯示基板，於顯示基板上形成有薄膜電晶體及有機發光二極體。有機發光二極體包含一陽極、一陰極及一有機發光層。電洞及電子分別由陽極及陰極所注入以形成激子，而激子過度為基態，進而使有機發光二極體發光。

在例如OLED顯示器之平板顯示器中，作為電極之有機材料或金屬可使用真空沈積法來沉積，以於一真空大氣中沉積材料及形成薄膜於一平板上。真空沈積法係放置有機薄膜將形成於其上之基板在真空室中，並使用一沉積源單元蒸發或昇華有機材料，以沉積有機材料於基板上。

在用於真空沈積法之有機薄膜沉積裝置中，有機薄膜形成於基板上之均勻性減少，進而產生陰影於基板上，當有機薄膜發光時將導致像素中亮度之均勻性減少。且長時間執行製程之後，由一沉積源噴射之沉積材料沉積或導致堆積在噴嘴的整個表面，導致材料之噴射角度隨時間減少，並減少了實際沉積量。在此種情況下，沉積薄膜之厚度減少，且一校正平板之最初設計形式也被改變而破壞薄膜厚度之均勻性。

上述在此背景部份所揭露之資訊，僅係用以增加對本發明之背景之理解，且其可能因此包含無法形成對於此國家之所屬技術領域具有通常知識者所習知的先前技術之資訊。

本發明之實施例提供一種藉由控制一沉積角度以形成一均勻薄膜厚度之沉積裝置及製造有機發光二極體顯示器之方法。

本發明之實施例提供一種藉由控制可隨製程時間增加而改變之沉積角度以形成一均勻薄膜厚度之沉積裝置及製造有機發光二極體顯示器之方法。

本發明之一例示性實施例提供一種沉積裝置，包含一沉積源，射出一沉積材料以沉積至一基板上；一角度控制構件組，至少部份地位在沉積材料之一噴射路徑(discharging path)中以控制沉積材料之一噴射角度(discharging angle)；以及一角度控制構件驅動器，耦接至角度控制構件組，角度控制構件驅動器用以於沉積材料之一噴射方向移動角度控制構件組以控制噴射角度。

沉積源可包含一噴嘴以噴射沉積材料，且角度控制構件組可包含分別位於該沉積源之一長邊上且於該沉積源之一長度方向延伸之一對角度控制構件。

沉積裝置可進一步包含一對蓋板組，各自位於一對角度控制構件中相對一個之一側上，且該對蓋板組可被配置以在與噴射方向交叉之一方向中移動，以控制介於該對蓋板組之間之一間隙。

蓋板組之移動可對應於該角度控制構件組之移動。

一對蓋板組可包含至少二對彼此相鄰之蓋板於沉積源之長度方向中。

至少二對蓋板之各蓋板可獨立操作。

角度控制構件驅動器可包含一滾珠導桿驅動器、一氣缸驅動器或一直線滑動導軌驅動器(linear motion guide drive)。

沉積裝置可進一步包含一控制器，用以控制角度控制構件驅動器以根據製程條件移動角度控制構件組。

本發明之另一實施例提供一種製造有機發光二極體顯示器之方法，此方法包含使一基板面向用以噴射一沉積材料之一沉積源，以及藉由噴射沉積材料於基板上以形成一薄膜於基板上，其中基板上之薄膜之形成包含藉由相對沉積源移動一角度控制構件組以控制沉積材料之一噴射角度，角度控制構件組係部份地位於沉積材料之一噴射路徑。

角度控制構件組之移動可包含以對應經過的製程時間量之一速率(rate)朝向沉積源移動角度控制構件組。

沉積材料可包含用以形成一有機發光層之一有機材料，且薄膜可包含有機發光層。

根據本發明之例示性實施例，可形成一基本均勻之薄膜厚度。進一步，均勻之薄膜可藉由校正當製程時間增加時改變之沉積角度來形成。

再者，均勻之有機薄膜可被沉積在像素上以增加相對應像素之亮度均勻性。

第1圖顯示根據本發明之一例示性實施例之沉積裝置之透視圖。

第2A至2C圖顯示根據本發明之另一例示性實施例之沉積裝置之側視圖。

第3A及3B圖顯示根據本發明之另一例示性實施例之沉積裝置之側視圖。

第4A及4B圖顯示根據本發明之另一例示性實施例之沉積裝置之前視圖。

根據本發明之實施例之沉積裝置及製造有機發光二極體顯示器之方法將參考附圖而說明。然而，本發明不設限在此所揭露的例示性實施例，且可以許多不同形式實行。此處之例示性實施例使本發明之揭露完整並充分提供解釋予本領域具有通常知識者。相似的參考符號表示相似的元件。

在圖式中，層、薄膜、平板、區域、面積等之厚度為了清晰、理解及便於說明而放大。將理解的是，當一個元件，例如層、薄膜、區域或基板被稱為在另一元件之"上"時，其可直接地位於其他元件上或亦可存在中介元件。

此外，除非明確地反向描述，詞彙“包含(comprise)”及其變形，諸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”將被了解以意味包含指定的元件，但不排除任何其他元件。進一步地，此處用語“上(on)”係意味被放置於一目標元件之上或之下，而不意味必須相對於重力方向放置。

第1圖顯示根據本發明之一例示性實施例之沉積裝置之透視圖，而第2A至2C圖顯示根據本發明之一例示性實施例之沉積裝置之側視圖。

沉積裝置10包含一沉積源100、一角度控制構件組 200及一角度控制構件驅動器300。

為更容易理解且方便描述，真空室不顯示於圖式之中，而在第1圖及第2圖所繪示之所有元件係位於真空室中。用以形成薄膜之沉積裝置 10及基板S位於真空室中。基板S配置以面向沉積裝置10。當基板S相對於沉積裝置10移動時可被沉積。當基板S配置於一水平方向時，沉積裝置10可分離地位於基板S之下方以發射沉積材料，且當基板S配置於一垂直方向時，沉積裝置10可分離地位於與基板S平行之方向(如第2A至3B圖所示)。在本發明之此例示性實施例中，沉積裝置10被顯示為分離地配置於與基板S平行之方向，且例如，基板S可沿著一垂直方向分離於沉積裝置10。

沉積源100可用以射出沉積材料並沉積其至基板S上，且沉積源100包含(圖未示)用以接收待沈積的沉積材料之空間(圖未示)，其可包含有機材料於其中。用以接收沉積材料之空間可由陶瓷材料所形成，例如，具有優異熱輻射之氧化鋁(Al₂O₃)或氮化鋁(AlN)，但不以此為限，也可以是由具有優異熱輻射及熱阻之各種材料所形成。加熱器(圖未示)係形成以附著並環繞於用以接收沉積材料之空間之外側，可用以加熱並蒸發所接收之沉積材料。用以噴射出沉積源100之內部空間中已蒸發或昇華之沉積材料之噴嘴110係位在沉積源100面向基板S之一側。

沉積材料將要形成於其上之基板S可形成為一四邊形，且沉積源100可配置為一線性沉積源，於其中用以射出沉積材料之一或多個噴嘴110可線性排列在基板S之一側。如第1圖所示，噴嘴110可排列為一直線，且噴嘴110也可設置為多條直線。

角度控制構件組200係位在沉積源100之一側，並在沉積源100之噴嘴110射出沉積材料之一噴射路徑上，以控制噴嘴110之噴射方向(例如所射出之沉積材料之最終方向)。當沉積源100為如第1圖所示之線性沉積源時，角度控制構件組200可被形成在線性沉積源之長度方向，並位在沉積材料之噴射路徑中。例如，角度控制構件組200包含以二個板型部件形成之一對角度控制構件(200a, 200b)，其分別位於線性沉積源之二長側之一(例如噴嘴110之上方及下方)。各板型部件之至少一部份係朝向噴嘴110之方向彎曲，亦即，係在沉積材料之噴射路徑以控制沉積材料之噴射方向(例如藉由阻擋一些射出之沉積材料)。角度控制構件組200不限於此例示性實施例之形式，且當角度控制構件組200至少部份地設置於沉積材料路徑並控制由沉積源100射出以沉積於基板S上之沉積材料之方向時，角度控制構件組200並未限制為一特定形狀。

如第2A圖中所示，沉積材料M以一噴射角度(例如一預定噴射角度或沉積材料之噴射角度)θ1噴射通過角度控制構件組 200然後沉積在基板S上。以具有一基本恆定角度使沉積材料到達基板S，故沉積材料形成一基本均勻之薄膜於基板S上。在此例中，噴射角度θ1為介於沉積材料噴射路徑方向(例如，第2A圖中之y方向或水平方向)及沉積材料發散且實際蔓延之最外層之間之一角度(例如，所射出沉積材料之邊緣)。

角度控制構件驅動器300係耦接角度控制構件組200並控制角度控制構件組200於沉積材料噴射方向中向前及向後移動(如第2圖中之y方向或水平方向)。關於用以沉積沉積材料於基板S上之薄膜形成製程，當製程時間(如操作時間)流逝(如長時間使用後)，沉積材料將沉積在位於真空室中除了基板S外之許多元件上。特別是，沉積材料一般會沉積在位於沉積材料噴射路徑之元件上，例如角度控制構件組200。如第2B圖及第2C圖所示，當沉積材料附著並凝固(如堆積)在位於沉積材料噴射路徑之角度控制構件組200之一部份上時，噴射角度(如θ2 或θ3)可能被改變。

在此實例中，當已凝固、已附著之沉積材料M及角度控制構件組200向後或向前移動以控制噴射角度(如第2B圖中之噴射角度θ2，第2C圖中之噴射角度θ3)時，沉積材料可在具有沉積材料附著/堆積前設定之初始噴射角度下射出(如第2A圖中之噴射角度θ1)。也就是說，由於角度控制構件組200向後或向前移動，沉積材料可以一基本恆定噴射角度形成，而不論在薄膜形成過程中沉積材料於角度控制構件組200之附著。一詳細描述將參照根據本發明之一例示性實施例之沉積裝置之運作及用以形成薄膜之方法敘述之。

角度控制構件驅動器300包含一驅動器310以控制角度控制構件組200在沉積材料之噴射方向中向後或向前移動，以及一驅動電源供應器320以提供驅動電源以移動驅動器310向後或向前。驅動器310之第一側耦接角度控制構件組200，且驅動器310之第二側耦接驅動電源供應器320，以使用驅動電源供應器320所產生之驅動電源移動角度控制構件組 200向後或向前。於所繪圖式中驅動電源供應器320耦接沉積源100之一側，但不以此限制本發明。

此實施例之角度控制構件驅動器300可選自可用於線性運動之裝置中，例如滾珠導桿類型(ball screw type)、氣缸類型(cylinder type)或直線滑動(LM)導軌類型(linear movement (LM) guide type)。舉例而言，當角度控制構件組200採用氣缸類型，驅動器310配置有可用以線性運動之包含氣缸及活塞之裝置，且驅動電源供應器320可配置有一液壓泵(hydraulic pump)或一氣動泵(pneumatic pump)。在滾珠導桿類型之例子中，驅動器310配置有可用以線性運動之裝置，如一滾珠導桿軸承(ball screw bearing)及一滾珠導桿杠(ball screw lead)，且驅動電源供應器320可配置有一電性馬達以提供扭矩。此些類型之裝置的詳細配置已為本領域具有通常知識者所知悉，且通常知識者可經由各種方式改變此類裝置之配置態樣。再者，角度控制構件驅動器300並不限於上述實施例，並可為控制角度控制構件組200於一直線上向後及向前移動之其它裝置。

如上所述，角度控制構件驅動器300係根據製程時間向後或向前移動(例如已經過製程時間之量)，且其可更進一步包含一控制器(圖未示)以控制角度控制構件組200根據製程時間向後或向前移動。控制器藉由一感測器即時地測量沉積材料之噴射角度，且當噴射角度被改變(例如，由於附著於角度控制構件組200之附著的沉積材料M)，控制器向後或向前移動角度控制構件組200以恢復噴射角度(如第2A圖中之噴射角度θ1)。

再者，控制器依據製程條件(包含製程時間，沉積材料及根據製程時間所控制沉積材料之噴射角度)檢查(例如經由一模擬過程)附著於角度控制構件組200之沉積材料的量(如附之著沉積材料M)，並根據先前檢查資料藉由移動角度控制構件組200向後或向前來控制噴射角度維持在原始角度(例如第2A圖之噴射角度θ1) 。

第3A及第3B圖顯示根據本發明之另一例示性實施例之沉積裝置20之側視圖，而第4A及第4B圖顯示根據本發明之另一例示性實施例之沉積裝置20之前視圖。

參閱第3A圖及第3B圖，一對蓋板組400可耦接一對角度控制構件200a、200b之第一側(如前側)，且可位於沉積材料之噴射路徑上。蓋板組400可驅動在交叉於沉積材料之噴射方向之一方向(如第3A圖至第4B圖所示之z-軸方向或垂直方向)，且可用以控制介於該對角度控制構件200a、200b間之間隙的尺寸(例如蓋板組400之間)。例如，一對蓋板組 400為板狀，並位於一對角度控制構件200a、200b之第一側，且如第3A圖及第3B圖所示，各蓋板組 400係物理性地耦接角度控制構件200a、200b之彎曲部(如角度控制構件 200a、200b之垂直部份，或基本上沿著z-軸方向延伸之部份)，其中角度控制構件200a、200b之至少一部份朝向噴射路徑彎曲，進而經由角度控制構件200a、200b能夠控制噴射角度之形成(如第3A圖之噴射角度θ4或第3B圖之噴射角度θ5)。

如第3A圖所示，其能夠藉由移動一對蓋板組400相互接近以縮小角度控制構件200a、200b間之間隙(如蓋板組400間之間隙)而減少沉積材料之噴射角度(如噴射角度θ4)。如第3B圖所示，其能夠藉由移動一對蓋板組400相互遠離以增加間隙而增加沉積材料之噴射角度(如噴射角度θ5)。藉由控制蓋板組400，其可能進一步控制沉積材料之噴射角度而無需移動角度控制構件組200向後或向前，或於無法為角度控制構件組200之向後或向前運動之態樣中控制噴射角度。蓋板組400可就角度控制構件組200與角度控制構件組200聯動以進行移動(如對應角度控制構件組200之位置)。

蓋板組400可分為多個平板以線性態樣形成於沉積源100之長度方向(如蓋板組400可具有一長度係對應於沉積源100之長度，或噴嘴110之數量)。例如，如第4A圖及第4B圖所示，形成在一對角度控制構件200a、200b上之一對蓋板組400，可分為於沉積源100之長度方向之二對蓋板401a、401b及402a及402b，其中所分出之蓋板(401a、401b、402a、402b)可獨立操作。

參閱第4A圖及第4B圖，蓋板401a及402a相互移動接近以減少對應之噴射角度，且蓋板401b及402b相互移動遠離以增加沉積材料之噴射角度。進一步，蓋板401a及402a可獨立操作(如與蓋板401b及402b及彼與此相互獨立操作)。

現在將描述根據本發明之一例示性實施例之沉積裝置之運作及用以製造OLED顯示器之方法。

首先，一基板S放置於一真空室(圖未示)，並設置以面對用以噴射沉積材料之沉積源100。沉積源100之沉積材料係加熱以蒸發，且如第2A圖所示，沉積材料係經由噴嘴110噴射。噴射之沉積材料達到基板S以形成薄膜。噴射之沉積材料係以對應於角度控制構件組200所控制之噴射角度θ1(如一恆定預定噴射角度)進行噴射(例如持續地噴射)。

當沉積材料噴射於基板S上以形成薄膜時，沉積材料係沉積於基板S並也沉積於位在沉積材料之噴射路徑上之角度控制構件組200。如第2B圖所示，當一些沉積材料沉積在角度控制構件組200之一部份並凝固(如沉積材料M)，噴射角度θ2可能被改變。噴射角度θ2可能藉由沉積材料M附著於角度控制構件組200而減少，且當角度控制構件驅動器300使角度控制構件組200向後移動以縮小角度控制構件組200及噴嘴110間之距離時，噴射角度θ2增加。噴射角度θ2可藉由增加由附著之沉積材料M減少之噴射角度θ2而控制噴射角度θ2相等於製程中早期階段之噴射角度θ1。

隨著薄膜形成製程之進展(如製程時間增加)，如第2C圖所示，附著之沉積材料M更堆積於角度控制構件組200上，且沉積材料之噴射角度θ3進一步減少。在此實例中，當角度控制構件驅動器300使角度控制構件組200更加地向後移動，角度控制構件組200及噴嘴110間之距離更縮小，且噴射角度θ3增加以使噴射角度θ3可相等於製程中早期階段之噴射角度θ1，進而補償沉積材料M之堆積。

如上述，當於薄膜形成過程中由於沉積材料M附著於角度控制構件組200使沉積材料之噴射角度被改變，角度控制構件組200係隨著通過之製程時間被控制向後移動以使噴射角度保持恆定(如θ1 = θ2 = θ3)。因此，基本均勻之薄膜沉積於基板S上。

另外，製程時間、附著於角度控制構件組200之沉積材料的量以及對應於製程時間之量之沉積材料之噴射角度之控制(如最近製造設備維修之分鐘數)可透過模擬過程來檢查，且角度控制構件組200可根據製程時間透過檢查資訊定期自動調整。

舉例來說，當沉積材料沉積於基板S上以形成薄膜時，於每單位製程時間經過時，檢查噴射角度是否因為沉積材料M附著於角度控制構件組200而減少，角度控制構件組200根據製程時間之流逝被控制向後移動一單位長度以改善薄膜形成製程。

沉積材料最好包含用以形成有機發光層之有機材料，亦即，用以形成用以顯示紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之次像素於OLED顯示器中。

雖然本發明已針對相關例示性實施例而描述，將理解的是此發明不被限制於所揭露的實施例，而相反地，其係旨在涵蓋包含於後附申請專利範圍的精神及範疇中的各種修改及等效配置。

10、20．．．沉積裝置

100．．．沉積源

110．．．噴嘴

200．．．角度控制構件組

200a、200b．．．角度控制構件

300．．．角度控制構件驅動器

310．．．驅動器

320．．．驅動電源供應器

S．．．基板

θ1、θ2、θ3、θ4、θ5．．．噴射角度

M．．．沉積材料

400．．．蓋板組

401a、401b、402a、402b．．．蓋板

10．．．沉積裝置

100．．．沉積源

110．．．噴嘴

200．．．角度控制構件組

200a、200b．．．角度控制構件

300．．．角度控制構件驅動器

310．．．驅動器

320．．．驅動電源供應器

Claims (11)

1. 一種沉積裝置，包含：
   一沉積源，用以射出一沉積材料以沉積至一基板上；
   一角度控制構件組，至少部份地位在該沉積材料之一噴射路徑中以控制該沉積材料之一噴射角度；以及
   一角度控制構件驅動器，耦接至該角度控制構件組，該角度控制構件驅動器用以於該沉積材料之一噴射方向移動該角度控制構件組以控制該噴射角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置，其中該沉積源包含一噴嘴以噴射該沉積材料，且其中該角度控制構件組包含分別位於該沉積源之一長邊上且於該沉積源之一長度方向延伸之一對角度控制構件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之沉積裝置，更包含一對蓋板組，各自位於該對角度控制構件中相對一個之一側上，其中該對蓋板組被配置以在與該噴射方向交叉之一方向中移動，以控制介於該對蓋板組之間之一間隙。
4. 如申請專利範圍第3項所述之沉積裝置，其中該些蓋板組之移動對應於該角度控制構件組之移動。
5. 如申請專利範圍第3項所述之沉積裝置，其中該些蓋板組包含至少二對彼此相鄰之蓋板於該沉積源之該長度方向中。
6. 如申請專利範圍第5項所述之沉積裝置，其中該至少二對蓋板之各蓋板係獨立操作。
7. 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置，其中該角度控制構件驅動器包含一滾珠導桿驅動器、一氣缸驅動器或一直線滑動導軌驅動器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置，更包含一控制器，用以控制該角度控制構件驅動器根據一製程條件移動該角度控制構件組。
9. 一種製造有機發光二極體顯示器之方法，該方法包含：
   使一基板面向用以噴射一沉積材料之一沉積源；以及
   藉由噴射該沉積材料於該基板上以形成一薄膜於該基板上，
   其中該基板上之該薄膜之形成包含藉由相對該沉積源移動一角度控制構件組以控制該沉積材料之一噴射角度，該角度控制構件組係部份地位於該沉積材料之一噴射路徑中。
   
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該角度控制構件組之移動包含以對應經過的製程時間量之一速率朝向該沉積源移動該角度控制構件組。
11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該沉積材料包含用以形成一有機發光層之一有機材料，且其中該薄膜包含該有機發光層。