TW201335400A - 有機層沉積設備及使用其製造有機發光顯示設備之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種有機層沉積設備及使用有機層沉積設備製造有機發光顯示設備之方法。有機層沉積設備包含：載體，其包含夾盤，基板係安裝於夾盤上以形成有機層；掃描單元，其包含用以排放沉積原料之沉積單元及具有複數個圖樣化狹縫之圖樣化狹縫片，圖樣化狹縫片於第一方向和與第一方向垂直之第二方向之至少其中ㄧ方向上小於基板；以及腔室，容納載體與掃描單元，掃描單元係設置以與基板間隔，且相對於載體具有可移動性。
Description
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2012年2月17日向韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號10-2012-0016472之優先權及效益，其全部內容係於此併入作為參考。
本發明實施例之態樣是有關於一種有機層沉積設備及使用有機層沉積設備製造有機發光顯示設備之方法。
一般而言，有機發光顯示設備擁有寬廣視角、高對比率、以及快速反應時間等功能。據此，有機發光顯示設備可應用於移動裝置中的顯示裝置，例如：數位相機、攝影機、攝錄相機、手提式資訊終端機、智慧型手機、超薄型筆記型電腦、桌上型個人電腦（PCs）以及可撓性顯示設備或電子/電氣產品例如超薄型電視。
一般而言，當個別地注入陽極與陰極的電洞與電子在有機發光層內重組以發射光線時，有機發光顯示設備發射光線，特別地是，當電洞與電子組合以形成激子時，電子由激發態轉變成為基態。
有機發光顯示設備應用於大尺寸之電子裝置如超薄型電視時使用大的基板。薄膜圖樣層，例如形成於大基板上之有機發光層可藉由使用具有對應於沉積薄膜圖樣層之圖樣的遮罩以沉積薄膜圖樣層之原料而形成。
根據本發明實施例之ㄧ態樣，有機層沉積設備能夠藉由相對於用於大量製造之大型基板而移動掃描單元以進行沉積製程，且簡化沉積製程。根據本發明實施例之另一態樣，在製造有機發光顯示設備之方法中, 將使用上述之有機層沉積設備。
根據本發明之實施例，有機層沉積設備包含：載體，其包含夾盤，且基板係安裝於夾盤上以形成有機層；掃描單元，其包含用以排放沉積原料之沉積單元、及具有複數個圖樣化狹縫之圖樣化狹縫片，圖樣化狹縫片於第一方向和與第一方向垂直之第二方向之至少其中ㄧ方向上小於基板；以及腔室，其容納載體與掃描單元，掃描單元係設置於與基板間隔，且相對於載體具有可移動性。
沉積單元可包含：沉積源，其設置於載體之ㄧ側以排放沉積原料；沉積源噴嘴單元，其位於沉積源上且包含複數個噴嘴；以及隔板組件，其位於圖樣化狹縫片與沉積源噴嘴單元之間，且包含複數個隔板以將圖樣化狹縫片與沉積源噴嘴單元之間的空間分隔成複數個次沉積空間。
圖樣化狹縫片可與基板間隔。
夾盤可安裝於基板之表面上以支撐基板，該表面係與基板面對掃描單元之表面相對。
基板可包含設置於腔室內之複數個基板，且掃描單元可設置於複數個基板之間以往復動作。
有機層沉積設備可更包含校準平台單元，其設置於圖樣化狹縫片之下部分且包含至少一位置控制器以校正圖樣化狹縫片平行於基板。
掃描單元與校準平台單元可整體地彼此相互耦合於基座上使之在移動時彼此連接。
腔室可包含依序地設置的複數個腔室，且掃描單元可設置以一步驟連續(step-in-line)之方式於每一腔室內移動於一方向，該方向係與載體移動於複數個腔室之鄰近腔室間之方向相交。
腔室可包含依序地設置的複數個腔室，基板可包含在每一腔室內於水平方向上彼此互相間隔之複數個基板，且圖樣化狹縫片與沉積單元可在垂直方向上依序地設置於基板之下部分。
在每一腔室內之圖樣化狹縫片與沉積單元可設置以一方向在複數個基板之間水平地往復動作，且複數個基板可以一步驟連續之方式在與該方向相交之方向上移動於複數個腔室之鄰近腔室之間。
腔室可包含依序地設置的複數個腔室，基板可包含在每一腔室內於垂直方向上彼此互相間隔之複數個基板，且圖樣化狹縫片與沉積單元可在水平方向上依序地設置於基板之後部分。
在每一腔室內之圖樣化狹縫片與沉積單元可設置以垂直方向於複數個基板間往復動作，且複數個基板可在複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
腔室可包含設置為循環形式(circulation form)之複數個腔室，基板可包含在每一腔室內於垂直方向上彼此互相間隔之複數個基板，且圖樣化狹縫片與沉積單元可依序地在水平方向上設置於基板之後部分。
在每一腔室內之圖樣化狹縫片與沉積單元可設置以垂直方向於複數個基板間往復動作，且複數個基板可在複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
腔室可包含依序地設置的複數個腔室，基板可包含在每一腔室內設置於夾盤之相反側之複數個基板，且圖樣化狹縫片與沉積單元可依序地設置於基板之後部分。
在每一腔室內之圖樣化狹縫片與沉積單元可設置於複數個基板間以垂直方向往復動作，且複數個基板可在複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
根據本發明之另一實施例，製造有機發光顯示設備之方法包含：設置有機層沉積設備，其包含於腔室中之用以排放沉積原料之沉積單元、以及包含圖樣化狹縫片之掃描單元，圖樣化狹縫片具有複數個圖樣化狹縫以與載體間隔，載體包含夾盤，而基板係安裝於夾盤上以形成有機層，圖樣化狹縫片於第一方向和與第一方向垂直之第二方向至少其中ㄧ方向上小於基板；以及當相對於載體而移動掃描單元時，使沉積原料沉積於基板上。
在一實施例中，基板包含複數個基板，且該方法更包含：在腔室內於水平方向上設置彼此間隔之基板；在垂直方向上設置圖樣化狹縫片與沉積單元於基板之下部分；以及移動平行於基板且彼此相連之圖樣化狹縫片與沉積單元以使沉積原料沉積於基板上。
在一實施例中，基板包含複數個基板，且腔室包含複數個腔室，且該方法更包含：在每一腔室內於垂直方向上設置彼此間隔之基板；在水平方向上設置圖樣化狹縫片與沉積單元於基板之後部分；且移動平行於基板且彼此相連之圖樣化狹縫片與沉積單元以使沉積原料沉積於基板上。
該方法可更包含，在沉積完成後，將基板於一方向上移動至鄰近腔室，該方向係與圖樣化狹縫片與沉積單元移動之另一方向相交。
該方法可更包含設置校準平台單元於圖樣化狹縫片之下部分以校正圖樣化狹縫片平行於基板，校準平台單元包含第一位置控制器，係耦合於圖樣化狹縫片下部分以便在X、Y、Z軸方向上校正圖樣化狹縫片之傾斜角(inclination angle)、及第二位誌控制器，係安裝在第一位置控制器之下以便在同一平面上校正圖樣化狹縫片之扭轉角(twisting angle)。
本發明之上述與其他特徵及態樣將藉參照附圖及對範例實施例之詳細描述而顯而易知，其中：
第1圖係為根據本發明之一實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第2圖係為第1圖之有機層沉積設備之側剖面圖。
第3圖係為第1圖之有機層沉積設備之上剖面圖。
第4圖係為顯示第1圖之有機層沉積設備之掃描單元與校準平台單元相對於載體單元移動之狀態之剖面示意圖。
第5圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第6圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第7圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第8圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第9圖係顯示藉由根據本發明之一實施例之有機層沉積設備所製造之主動矩陣型有機發光顯示設備之透視圖。
第1圖係為根據本發明之一實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第2圖係為第1圖之有機層沉積設備之側剖面圖。
第3圖係為第1圖之有機層沉積設備之上剖面圖。
第4圖係為顯示第1圖之有機層沉積設備之掃描單元與校準平台單元相對於載體單元移動之狀態之剖面示意圖。
第5圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第6圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第7圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第8圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備之透視圖。
第9圖係顯示藉由根據本發明之一實施例之有機層沉積設備所製造之主動矩陣型有機發光顯示設備之透視圖。
於此，本發明之某些例示性實施例係參閱附圖以更加詳細地描述；然而，本發明之實施例可以不同形式而實施且不應被視為此處所設及繪示之例示性實施例的限制。再者，此些例示性實施例係以用以使所屬領域具有通常知識者理解本發明且涵蓋本發明之範疇之範例的方式而提供。本領域具有通常知識者將理解的是，所描述的實施例可以各種方式修改，其並不會脫離本發明之精神與範疇。如此處所使用的，術語“及/或(and/or)”包含一或多個相關所列項目之任何或所有的組合。當例如“至少其中之一”之表示前綴於一條列之元件時，可修飾元件之整個條列而非修飾條列中之單一個別元件。
將被理解的是，雖然術語第一與第二係用於此描述多個元件，此些元件不應被該些術語所限制。此些術語僅係用於區分一元件與另一元件。因此，以下所討論之第一元件可稱為第二元件，且相同地，第二元件可在不脫離本揭露之教示下稱為第一元件。
使用於此之術語係僅用於描述特定實施例而非意欲限制本發明。如此處所使用的，單數形式“一(a)”、“一(an)”及“一(the)”、係同時意欲包含複數形式，除非內文另有定義。其將更被理解的是，術語“包含(comprise)”及/或“包含(comprising)”，當使用於本發明書時，係指定特徵、整數、步驟、操作、元件及/或構件之存在，但並非排除一或多個特徵、整數、步驟、操作、元件、構件及/或其群組之存在或添加。
後文中，有機層沉積設備之某些例示性實施例將參照附圖而更加詳細描述。
第1圖係為根據本發明之實施例描繪之有機層沉積設備100之透視圖；第2圖係為第1圖之有機層沉積設備100之側剖面圖；且第3圖係為第1圖之有機層沉積設備100之平面剖面圖。
在此，為了使圖面清楚，腔室並未顯示在第1圖至第3圖中；然而，在第1圖至第3圖中之所有元件可於真空（例如：預設之真空度）下提供，例如在真空腔室內，以移動將被直線沉積之有機層之原料。
請參閱第1圖至第3圖，有機層沉積設備100包含載體110以及掃描單元120。
載體110包含夾盤102，且用於形成有機層之基板101係安置於其上。
基板101可為大尺寸之基板，其上有一薄膜層例如有機層沉積，例如應用於40英吋或更大之超薄型顯示設備之基板。
在沉積製程中，夾盤102為一支撐單元以於沉積製程中貼附基板101。夾盤102可為靜電夾盤(electrostatic chuck, ESC)，其包含電力提供於其中之電極，夾盤102可埋藏於主體內並利用靜電力貼附於主體表面之基板、夾盤102或可為物理黏著夾盤(physical sticking chuck, PSC)，其藉由貼附主體表面上之離子化薄膜以支撐基板。夾盤102自基板101之表面支撐基板101，該表面係相對於基板101面對掃描單元120之表面，使得基板101之沉積表面面向掃描單元120。
掃描單元120包含用以排放沉積原料136之沉積單元130、及複數個圖樣化狹縫141形成於其中之圖樣化狹縫片140。在一實施例中，沉積單元130包含沉積源131、沉積源噴嘴單元132、以及隔板組件133。
在一實施例中，沉積源131包含其內填滿沉積原料136之坩堝134、以及圍繞坩堝134之冷卻區塊135。冷卻區塊135防止或實質上防止由坩堝134外部之熱輻射進入，即，進入腔室。冷卻區塊135可包含加熱器（未顯示）以加熱坩堝134。
沉積源噴嘴單元132設置於沉積源131之ㄧ側，且特別地是，在沉積源131面向基板101之側。沉積源噴嘴單元132包含設置於區間（例如：在X軸方向上之相等區間）之複數個沉積源噴嘴137。在沉積源131內蒸發之沉積原料136朝向基板101而通過複數個沉積源噴嘴137。
隔板組件133設置於沉積源噴嘴單元132與圖樣化狹縫片140之間。隔板組件133包含設置於區間（例如：沿著X軸方向上彼此相互平行之相等區間）之複數個隔板138。
隔板138可設置平行於y-z平面，如第1圖所示，且可具有矩形形狀。如上述設置之複數個隔板138將介於沉積源噴嘴137與圖樣化狹縫片140之空間分隔成複數個次沉積空間S。根據本發明之一實施例，在有機層沉積設備100內，沉積空間被隔板138分隔成次沉積空間S，其個別對應於沉積源噴嘴137，沉積原料136透過沉積源噴嘴排放。
隔板138可個別設置於鄰近的沉積源噴嘴137之間。換句話說，每一沉積源噴嘴137可設置於兩個鄰近隔板138之間。在一實施例中，沉積源噴嘴137可個別位於兩個鄰近隔板138之間的中點。
然而，本發明並不對此結構設限。例如，複數個沉積源噴嘴137可設置於兩個鄰近隔板138之間。在此情況中，沉積源噴嘴137亦可個別地位於介於兩個鄰近隔板138間之中點。
如上所述，由於隔板138將介於沉積源噴嘴單元132與圖樣化狹縫片140之間的空間分隔成複數個次沉積空間S，透過每一沉積源噴嘴137所排放之沉積原料136並不與透過其它沉積源噴嘴137排放之沉積原料136混合，並通過圖樣化狹縫141以沉積於基板101上。
亦即，隔板138引導沉積原料136直線的或實質上直線的移動，且據此，一較小的遮蔽區域可形成於基板101上。因此，掃描單元120以及，特別地是，圖樣化狹縫片140可以一距離（例如一預設距離）而與基板101分離。
在一實施例中，隔板框架139設置於隔板138之外側。
複數個圖樣化狹縫141形成於其中之圖樣化狹縫片140係設置於基板101與隔板組件133之間。圖樣化狹縫141係設置於一方向上（例如X軸方向）以彼此間格，且在一方向（例如Y軸方向）上延伸。在沉積源131內蒸發且通過沉積源噴嘴137之沉積原料136係通過圖樣化狹縫141朝向基板101之方向。在一實施例中，圖樣化狹縫片140固定於一可形成為矩形或正方形之框架142上。
圖樣化狹縫片140可由金屬薄膜形成。圖樣化狹縫片140，在一實施例中，被固定於框架142以致於其上之張力耗盡。圖樣化狹縫141藉由蝕刻圖樣化狹縫片140而形成以具有條紋狀圖案。在一實施例中，圖樣化狹縫141之數量可對應於形成在基板101上之沉積圖案之數量。
在一實施例中，隔板組件133與圖樣化狹縫片140可藉由一距離（例如一預設距離）而分開或彼此間隔設置。在另一實施例中，如第1圖所示，隔板組件133與圖樣化狹縫片140可由連接構件143而連接。
根據一實施例，載體110可被固定且掃描單元120相對於載體110移動。例如，掃描單元120被設置以便沿著一方向（例如Y軸方向）而相對於載體110移動。
根據傳統精密金屬遮罩(FMM)沉積方法，遮罩係等於或大於基板之尺寸。因此，當基板之尺寸增加時，遮罩必須更大。因此，不容易製造大尺寸遮罩，且不易延伸遮罩以校準遮罩於精確的圖樣。
然而，在根據本發明之有機層沉積設備100中,當掃描單元120相對有基板101置於其上之載體110移動時，沉積便會進行。
在一實施例中，設置在基板101下之垂直方向之掃描單元120沿著Y軸方向移動以連續地進行沉積。換句話說，掃描單元120在Y軸方向上移動以便以掃描方式進行沉積。
據此，有機層沉積設備100可利用明顯地小於傳統精密金屬遮罩方法之圖樣化狹縫片140。
當掃描單元120於Y軸方向上相對於基板101移動時，有機層沉積設備100可連續地進行沉積，亦即，在掃描方式下。因此，圖樣化狹縫片140在Y軸方向上之寬度可較基板101之寬度為小，圖樣化狹縫片140在X軸方向上之長度係實質上與基板101之長度相同。
在一實施例中，即使圖樣化狹縫片140在X軸方向上之長度小於基板101在X軸方向上之長度，由於掃描單元120係相對於基板101而移動，故沉積可在掃描方式下執行於基板101之整個面積。
在一實施例中，校準平台單元400（請參照第4圖）控制圖樣化狹縫片140相對於基板101之位置以保持介於基板101與圖樣化狹縫片140間之距離。
第4圖係為根據本發明之實施例之其上安裝有校準平台單元400之有機層沉積設備100之剖面示意圖。
請參閱第4圖，根據本發明之實施例之有機層沉積設備包含校準平台單元400以控制圖樣化狹縫片140相對於基板101之位置。校準平台單元400耦接於掃描單元120，且控制圖樣化狹縫片140之位置致使圖樣化狹縫片140可以藉由一距離（例如一預設距離）與基板101彼此分開或間隔之狀態下平行於基板101而設置。
在一實施例中，校準平台單元400為一位於圖樣化狹縫片140下之驅動狀態。當沉積有機層時,校準平台單元400即時的修正相對於基板101之圖樣化狹縫片140之位置錯誤。
校準平台單元400，在一實施例中，包含第一位置控制器401及設置於第一位置控制器401之下部分之第二位置控制器402。
在一實施例中，第一位置控制器401控制介於基板101與圖樣化狹縫片140間之距離為恆定因而不致造成遮蔽問題。例如，圖樣化狹縫片140相對於基板101之傾斜，例如在X軸方向（例如一傾斜角(roll angle)）上之傾斜、在Y軸方向（例如一俯仰角(pitch angle)）上之傾斜、或在Z軸方向上之傾斜可被修正。
第二位置控制器402控制介於基板101與圖樣化狹縫片140間之位置錯誤。例如，圖樣化狹縫片140相對於相同平面上之基板101之傾斜角，亦即，在Y軸方向之扭轉角(twisting angle)或相對於中心軸之傾斜角（例如偏航角(yaw angle)）可被修正。
校準平台單元之結構與操作已在先前技術中被熟知，且因此不再贅述其詳細描述。
在一實施例中，當基板101藉由運用線型活動(linear motion, LM)系統而移動時，校準平台單元400可包含用以旋轉感測器、相機、影像處理裝置、或第一位置控制器401與第二位置控制器402於一預期角度之各種裝置，以校準相對於基板101之圖樣化狹縫片140的位置。
校準平台單元400與掃描單元120連接而移動。在一實施例中，掃描單元120與校準平台單元400於基座403上彼此完全耦合。亦即，包含沉積源131、沉積源噴嘴單元132及隔板組件133之沉積單元130、位於沉積單元130上且包含圖樣化狹縫141之圖樣化狹縫片140、以及位於圖樣化狹縫片140之邊緣部分下之校準階段單元400係在基座403上彼此完全耦合。驅動單元404相連於基座403以移動彼此相連之沉積單元130、圖樣化狹縫片140、以及校準平台單元400。
請參閱第1圖至第4圖，利用具有上述結構之有機層沉積設備100以形成有機發光顯示設備之有機層的製程將描述於下。
在此，沉積有機層之製程將以在一真空腔室內沉積具有色彩之有機層之情況而描述；然而，以上製程可應用於設置有複數個腔室之情況中。
由夾盤102所支撐之基板101係位於腔室內。在一實施例中，在具有顏色之有機層完成沉積於基板101上之後，基板101可移動至一鄰近腔室因而形成具有另一種顏色之有機層。
設置於夾盤102所支撐之基板101下部分之掃描單元120沿著一方向（例如Y軸方向）移動一距離（例如一預設距離）。當掃描單元120移動時，填滿於包含在沉積源131內之坩堝134中之沉積原料136藉由加熱器之熱氣而蒸發。蒸發之沉積原料136朝向基板101而通過包含在沉積源噴嘴單元132內且安裝於沉積源131之上部分之複數個噴嘴137。
沉積原始材料136通過由安裝於沉積源噴嘴單元132與圖樣化狹縫片140之間之複數個隔板138所區分之複數個次沉積空間S，並穿過包含在圖樣化狹縫片140內之圖樣化狹縫141，且接著沉積於基板101上之一預期位置。圖樣化狹縫片140與基板101藉由一距離（例如一預設距離）而彼此分開或間隔。
在一實施例中，圖樣化狹縫片140相對於基板101之位置是由安裝於圖樣化狹縫片140下之校準平台單元400監測及/或控制，且因此位置誤差或距離可於薄膜形成製程中之即時地量測或校正。
如上所述，當掃描單元120以掃描方式沿著一方向（例如Y軸方向）移動時，可進行基板101上之有機層之沉積製程。
第5圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備500之透視圖。
之後，在以下描述之實施例中，基板、沉積單元、與圖樣化狹縫片之結構係以藉由上述元件間之相對移動而相對於有機層的沉積來描述，而其他構件與如上第1圖至第4圖所述之有機層沉積設備100之構件相同或相似。
請參閱第5圖，有機層沉積設備500包含複數個腔室560。腔室560係依序地設置在一方向（例如X軸方向）上。腔室560可包含設置在一方向（例如水平方向）上之用以形成藍色有機層之第一腔室561、用以形成綠色有機層之第二腔室562、以及用以形成紅色有機層之第三腔室563。第一腔室561至第三腔室563個別提供獨立空間以形成對應顏色之有機層。在一實施例中，複數個腔室560在沉積製程中保持真空狀態。
在每一腔室560內,當形成具有一顏色之有機層時，複數個基板510被設置在一方向（例如Y軸方向）上。複數個基板510包含第一基板511與第二基板512，其設置於每一腔室560之上部分且彼此分離。
在有機層沉積設備100內，根據一實施例，一基板101、一沉積單元130、以及一圖樣化狹縫片140係顯示於第1圖中。以上結構使用一基板101，且由於短掃描距離因此可輕易地保證精準度；然而，生產力會下降。
在有機層沉積設備500中,由於設置包含第一基板511與第二基板512之複數個基板510，在第一基板511上之薄膜形成中，可完成第二基板512之移動與沉積準備，且因此可提升生產力。
在一實施例中，為了進一步提升生產力，除了複數個基板，可提供複數個沉積源與複數個圖樣化狹縫片。
掃描單元520被設置在基板510下。掃描單元520包含含有沉積源531與沉積源噴嘴單元532之沉積單元530、及其中形成有複數個圖樣化狹縫541之圖樣化狹縫片540。
根據一實施例，在製程的進行中，掃描單元520於每一腔室560中移動之方向（例如Y軸方向）交叉於基板510在每一腔室中完成具有預期顏色之有機層的形成後移動至另一腔室之方向（例如X軸方向）。
在具有以上結構之有機層沉積設備500內，在一實施例中，掃描單元520沿著一方向（例如Y軸方向）移動以形成藍色有機層，例如，在第一基板511之接觸面(facing surface)上。在第一基板511上進行薄膜成形過程當中，第二基板512被帶入第一腔室561內以進行薄膜成形製程。
在第一基板511上之薄膜成形製程後，掃描單元520移動至第二基板512以形成藍色有機層，例如，在第二基板512之接觸面上。
在一實施例中，完成薄膜形成操作之第一基板511與第二基板512上係沿著一方向（例如X軸方向）依序地形成階層以便被帶入第二腔室562與第三腔室563。此外，無論第一基板511與第二基板512何時被帶入每一第二腔室562與第三腔室563，具有預期顏色之有機層，例如綠色或紅色有機層，被形成於例如第一基板511與第二基板512之接觸面上。
第6圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備600之透視圖。
請參閱第6圖，有機層沉積設備600包含複數個腔室660。腔室660依序地設置在一方向（例如X軸方向）上，且可包含用以形成藍色有機層之第一腔室661、用以形成綠色有機層之第二腔室662、以及用以形成紅色有機層之第三腔室663。
在每一腔室660內，當具有一顏色之有機層形成時，複數個基板610被設置於垂直方向（例如Z軸方向）上。複數個基板610包含第一基板611與第二基板612，其沿著Z軸方向以一間距（例如一預設間距）設置於每一腔室660之ㄧ側上。
一掃描單元620係設置在相對於每一腔室660內之複數個基板610之一方向（例如Y軸方向）上。掃描單元620包含沉積源631、以及其中形成複數個圖樣化狹縫641之圖樣化狹縫片640。
在上述有關於第5圖之有機層沉積設備500中，複數個基板510被設置在Y軸方向上以便以步驟連續(step-in-line)之方式移動至腔室560中鄰近的一個。然而，在有機層沉積設備600中,複數個基板610被設置在Z軸方向上，且在沉積製程後可接著以步驟連續之方式移動至腔室660中鄰近的一個。
因此，在一實施例中，圖樣化狹縫片640由薄膜類材料所形成，倘若圖樣化狹縫片640設置於水平方向，圖樣化狹縫片640之ㄧ部分，例如其長度方向之中心部分可能向下凹陷，且圖樣化狹縫641可能變形，而且有機層可能無法形成於基板610之預期部分上。因此，在根據一實施例之有機層沉積設備600中，基板610與圖樣化狹縫片640係垂直地設置在Z軸方向。
在一實施例中，由於基板610係大尺寸，倘若基板610被安置在水平方向上，基板610長度方向之中心部分可能向下凹陷。為避免此現象發生，在一實施例中，基板610以其相對較短側邊位於垂直方向上且相對較長側邊位於垂直方向上而設置。
在一實施例中，掃描單元620於每一腔室660中移動之方向（例如Z軸方向）可交叉於基板610在每一腔室660中完成具有預期顏色之有機層的薄膜形成後以步驟連續之方式移動至腔室660之鄰近的一個之方向（例如X軸方向）。
在具有以上結構之有機層沉積設備600中，當掃描單元620沿著Z軸方向移動，藍色有機層係形成於在第一腔室661內之第一基板611之接觸面上。在第一基板611上進行之薄膜成形製程之過程中，第二基板612被帶入第一腔室661以致可在第二基板612上進行薄膜成形。
接著，在第一基板611上之薄膜成形完成後，在Z軸方向上移動掃描單元620，例如下降，以形成藍色有機層，例如，在第二基板612之接觸面上。有機層形成於上之第一基板611以步驟連續之方式沿著X軸方向移動且設置以使具有其它顏色之有機層形成。
第7圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備700之透視圖。
請參照第7圖，有機層沉積設備700包含複數個腔室760。複數個腔室760可包含用以形成藍色有機層之第一腔室761、用以形成綠色有機層之第二腔室762、以及用以形成紅色有機層之第三腔室763。
在每一腔室760內，當具有一顏色之有機層形成時，複數個基板710沿著一垂直方向（例如Z軸方向）設置。複數個基板710包含第一基板711與第二基板712，其於垂直方向上以一閒距（例如一預設閒距）設置於每一腔室760之ㄧ側。
掃描單元720以一方向（例如X軸方向）設置於基板710之後部分。掃描單元720包含沉積源731、以及，其中形成有複數個圖樣化狹縫741之圖樣化狹縫片740。
不似上述有機層沉積設備500之腔室560與有機層沉積設備600之腔室660，根據一實施例之有機層沉積設備700之第一腔室761至第三腔室763可設置成循環形式。包含移動基板710之夾盤（例如第1圖之夾盤102）的載體係為一要求高精準之設備，若其上安裝有基板之載體如第5圖及第6圖所示，在腔室706中沉積藍色、綠色及紅色有機層後透過直線往復動作而回到原始位置時，精確度會因載體頻繁的動作而降低。
在一實施例中，當第一腔室761至第三腔室763設置成循環形式時，當透過腔室而移動載體102時，在腔室中形成藍色、綠色及紅色有機層之製程可省略透過直線往復動作之載體的回復操作。因此，可維持載體之高精確度。
在具有以上結構之有機層沉積設備700中，當掃描單元720沿著Z軸方向移動時，藍色有機層係形成在第一基板711之接觸面面上。在第一基板711上進行薄膜成形製程之過程中，第二基板712被帶入第一腔室761以致可在第二基板612上進行薄膜成形。
接著，在第一基板711上之薄膜成形完成後，掃描單元720係沿著Z軸方向移動（例如下降）以形成藍色有機層，例如，在第二基板712之接觸面上。有機層形成於其上之第一基板711以循環方式(circulation)朝另一腔室760移動且設置於另一腔室內以使具有其它顏色之有機層形成於其上。
第8圖係為根據本發明之其它實施例描繪之有機層沉積設備800之透視圖。
請參照第8圖，有機層沉積設備800包含複數個腔室860。複數個腔室860可依序地設置在一方向（例如X軸方向）上，且可包含用以形成藍色有機層之第一腔室861、用以形成綠色有機層之第二腔室862、以及用以形成紅色有機層第三腔室863。
在每一腔室860內，當具有顏色之有機層形成時，複數個基板810沿著一垂直方向（例如Z軸方向）設置。複數個基板810包含第一基板811與第二基板812。在此，包含移動且支撐第一基板811與第二基板812之夾盤801的載體係設置於第一基板811與第二基板812之間。亦即，第一基板811與第二基板812沿著一方向（例如Y軸方向）個別地設置於夾盤801之相反側。
第一掃描單元820以一方向（例如X軸方向）設置於第一基板811之後部分。第一掃描單元820包含含有第一沉積源831與第一沉積源噴嘴單元832之第一沉積單元830、以及複數個第一圖樣化狹縫841形成於其中之第一圖樣化狹縫片840。
第二掃描單元870設置於第二基板812之後部分（例如Y軸方向）。第二掃描單元870包含第二沉積源851以及複數個第二圖樣化狹縫881形成於其中之第二圖樣化狹縫片880。
如上所述，第一基板811與第二基板812設置在夾盤801之相反側，且第一掃描單元820與第二掃描單元870係設置以個別於第一基板811與第二基板812進行沉積製程，且藉由載體系統之使用，可同步（例如同時）在複數個基板810上進行薄膜成形且減少掃描意外。
在一實施例中，腔室860以直線設置使彼此鄰近於一水平方向（例如X軸方向）上；然而，在其它實施例中，腔室860可如第7圖所描繪設置成循環形式。在一實施例中，上述結構可設置於垂直方向以便在四個基板上同步（例如同時）進行薄膜成形。
第9圖係為藉由使用根據本發明實施例之有機層沉積設備所製備之主動矩陣型有機發光顯示設備900之剖視圖。
請參照第9圖，根據本發明之實施例之主動矩陣型有機發光顯示設備900形成於基板901上。基板901可由透明材料，例如玻璃、塑膠或金屬所形成。絕緣層902，例如緩衝層，形成於基板901之表面（例如整個表面）。
薄膜電晶體（TFT）903與有機發光二極體（OLED）904設置於絕緣層902上。半導體主動層905以一圖樣（例如一預設圖樣）形成於絕緣層902之上表面上。閘極絕緣層907被形成以覆蓋半導體主動層905。半導體主動層905可包含p型或n型半導體材料。
閘極電極906形成於對應半導體主動層905之閘極絕緣層907之區域內。層間絕緣層909被形成以覆蓋閘極電極906。層間絕緣層909與閘極絕緣層907被蝕刻（例如藉由乾蝕刻）以形成暴露部分的半導體主動層905之接觸孔。
源極/汲極電極908形成於層間絕緣層909上以透過接觸孔接觸半導體主動層905。鈍化層910被形成以覆蓋源極/汲極電極908，且被蝕刻以暴露源極/汲極電極908之ㄧ部分。絕緣層（未顯示）可進一步形成於鈍化層910上而使鈍化層平坦化。
當電流流通時有機發光二極體904藉由發出紅色、綠色或藍色光顯示影像資訊（例如預定影像資訊）。有機發光二極體904包含設置於鈍化層910上之第一電極911。第一電極911電性連接於薄膜電晶體903之源極/汲極電極908。
像素定義層912被形成以覆蓋第一電極911。開孔於像素定義層912內形成，接著其包含發光層之有機層913係形成於一由開孔定義之區域內。第二電極914形成於有機層913上。
定義單獨像素之像素定義層912係由有機材料形成。像素定義層912同時可平坦化形成第一電極911之基板901區域的表面，而且特別是，鈍化層910之表面。第一電極911與第二電極914彼此絕緣，且個別施加相反極性之電壓至包含發光層之有機層913，以引導光線發射。
包含發光層之有機層913可由低分子量有機材料或高分子量有機材料形成。當使用低分子量有機材料時，有機發光層913可具有單層或多層結構，其包含至少一選自由電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、發光層(EML)、電子傳輸層(ETL)、以及電子注入層(EIL)所組成之群組。適當有機材料之例可包含銅酞菁(CuPc)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-聯苯-聯苯胺(N,N'-di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(tris-8-hydroxyquinoline aluminum, Alq3)、與類似材料。
第一電極911可作用為陽極，且第二電極914可作用為陰極。或者，第一電極911可作用為陰極，且第二電極914可作用為陽極。第一電極911可被圖樣化以對應於單一像素區域，且第二電極914可形成以覆蓋所有像素。
第一電極911可由透明電極或反射電極形成。此類透明電極可由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、或氧化銦(In2O3)形成。而此類反射電極可由形成由銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、或其化合物所形成之反射層，且形成氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅、或氧化銦之層於反射層上而形成。第一電極911可由例如濺鍍而形成一膜層，且接著由例如光刻，圖樣化此膜層而得以形成。
第二電極914亦可形成為透明電極或反射電極。當第二電極914形成為透明電極時，第二電極914可作用為陰極。為此，此類透明電極可藉由沉積具有低功率之金屬，例如鋰（Li）、鈣（Ca）、氟化鋰/鈣（LiF/Ca）、氟化鋰/鋁（LiF/Al）、鋁（Al）、銀(Ag)、鎂(Mg)、或其化合物，並形成由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅、氧化銦、或類似材料形成之輔助電極層或匯流排電極線於其上而形成。當第二電極914形成為反射電極時，反射電極可藉由沉積鋰、鈣、氟化鋰/鈣、氟化鋰/鋁、鋁、銀、鎂、或其化合物於有機層913之整個表面而形成。第二電極914可藉由使用與形成包含發光層之有機層913之相同方法而形成，有機層包含上述之發光層。
上述根據本發明之實施例之有機層沉積設備可應用於形成有機層或在有機薄膜電晶體之有機層，其由許多材料形成之膜層。
如上所述，在根據本發明之有機層沉積設備及使用該有機層沉積設備製備有機發光顯示設備之方法中，有機層沉積設備可輕易地被製造，且可簡易地應用在大量製造大尺寸顯示裝置上。此外，沉積系統可被簡化、沉積時間可被減少、且腔室之污染可被防止或時質地避免防止。
當本發明已藉由參閱其部分例示性實施例而顯示及描述時，其將為所屬領域具有通常知識者所理解的是，形式與細節之各種改變可在不脫離如後附申請專利範圍及其等效物所定義之精神與範疇下進行。
100、500、600、700、800．．．有機層沉積設備
101、510、610、710、810、901．．．基板
102、801．．．夾盤
110．．．載體
120、520、620、720．．．掃描單元
130、530．．．沉積單元
131、531、631、731．．．沉積源
132、532．．．沉積源噴嘴單元
133．．．隔板組件
134．．．坩堝
135．．．冷卻區塊
136．．．沉積原料
137．．．沉積源噴嘴
138．．．隔板
139．．．隔板框架
140、540、640、740．．．圖樣化狹縫片
141、541、641、741．．．圖樣化狹縫
142．．．框架
143．．．連接構件
400．．．校準平台單元
401．．．第一位置控制器
402．．．第二位置控制器
403．．．基座
404．．．驅動單元
511、611、711、811．．．第一基板
512、612、712、812．．．第二基板
560、660、760、860．．．腔室
561、661、761、861．．．第一腔室
562、662、762、862．．．第二腔室
563、663、763、863．．．第三腔室
820．．．第一掃描單元
830．．．第一沉積單元
831．．．第一沉積源
832．．．第一沉積源噴嘴單元
840．．．第一圖樣化狹縫片
841．．．第一圖樣化狹縫
851．．．第二沉積源
870．．．第二掃描單元
880．．．第二圖樣化狹縫片
881．．．第二圖樣化狹縫
900．．．有機發光顯示設備
902．．．絕緣層
903．．．薄膜電晶體
904．．．有機發光二極體
905．．．半導體主動層
906．．．閘極電殛
907．．．閘極絕緣層
908．．．源極/汲極電極
909．．．層間絕緣層
910．．．鈍化層
911．．．第一電極
912．．．像素定義層
913．．．有機層
914．．．第二電極
S．．．次沉積空間
100．．．有機層沉積設備
101．．．基板
102．．．夾盤
110．．．載體
120．．．掃描單元
130．．．沉積單元
131．．．沉積源
132．．．沉積源噴嘴單元
133．．．隔板組件
134．．．坩堝
135．．．冷卻區塊
136．．．沉積原料
137．．．沉積源噴嘴
138．．．隔板
139．．．隔板框架
140．．．圖樣化狹縫片
141．．．圖樣化狹縫
142．．．框架
143．．．連接構件
Claims (21)
- 一種有機層沉積設備，包含﹕
一載體，包含一夾盤，該夾盤上設置一基板以形成一有機層；
一掃描單元，包含用以排放一沉積原料之一沉積單元及具有複數個圖樣化狹縫之一圖樣化狹縫片，該圖樣化狹縫片於一第一方向和與該第一方向垂直之一第二方向之至少其中ㄧ方向上小於該基板；以及
一腔室，容納該載體與該掃描單元，
其中該掃描單元係設置以與該基板間隔，且相對於該載體具有可移動性。 - 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中該沉積單元包含：
一沉積源，係設置於該載體之ㄧ側以排放該沉積原料；
一沉積源噴嘴單元，於該沉積源之上且包含複數個噴嘴；以及
一隔板組件，於該圖樣化狹縫片與該沉積源噴嘴單元之間，且包含複數個隔板以將介於該圖樣化狹縫片與該沉積源噴嘴單元之間的空間分隔成複數個次沉積空間。 - 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中該圖樣化狹縫片係與該基板間隔。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中該夾盤安裝於該基板之ㄧ表面上以支撐該基板，該表面與該基板面對該掃描單元之ㄧ表面相對。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個基板設置於該腔室內，且該掃描單元係設置於該複數個基板之間往復動作。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，更包含一校準平台單元，係設置於該圖樣化狹縫片之ㄧ下部分且包含至少一位置控制器以校準該圖樣化狹縫片平行於該基板。
- 如申請專利範圍第6項所述之有機層沉積設備，其中該掃描單元與該校準平台單元係彼此整體地耦合於一基座上以在移動時彼此連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個腔室係依序地設置，且該掃描單元係設置以一步驟連續之方式於每一該些腔室內移動於一方向，該方向係與該載體移動於該複數個腔室之鄰近腔室之間之一方向相交。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個腔室係依序地設置，複數個基板在每一該些腔室內之一水平方向上彼此相互間隔，且該圖樣化狹縫片與該沉積單元在一垂直方向上依序地設置於該基板之ㄧ下部分上。
- 如申請專利範圍第9項所述之有機層沉積設備，其中在每一該些腔室內之該圖樣化狹縫片與該沉積單元係設置以一方向在該複數個基板之間水平地往復動作，且該複數個基板係以一步驟連續之方式在與該方向相交之方向移動於該複數個腔室之鄰近腔室之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個腔室係依序地設置，複數個基板在每一該些腔室內於一垂直方向彼此相互間隔，且該圖樣化狹縫片與該沉積單元在一水平方向上依序地設置於該基板之ㄧ後部分。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機層沉積設備，其中在每一該些腔室內之該圖樣化狹縫片與該沉積單元係設置以該垂直方向在該複數個基板間往復動作，且該複數個基板在該複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個腔室係設置為一循環形式，複數個基板在每一該些腔室內於一垂直方向上彼此相互間隔，且該圖樣化狹縫片與該沉積單元係依序地以一水平方向設置於該些基板之ㄧ後部分。
- 如申請專利範圍第13項所述之有機層沉積設備，其中在每一該些腔室內之該圖樣化狹縫片與該沉積單元設置以該垂直方向在該複數個基板間往復動作，且該複數個基板在該複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機層沉積設備，其中複數個腔室係依序地設置，複數個基板設置於每一該些腔室內之該夾盤之相反側，且該圖樣化狹縫片與該沉積單元依序地設置於每一該些基板之ㄧ後部分。
- 如申請專利範圍第15項所述之有機層沉積設備，其中在每一該些腔室內之該圖樣化狹縫片與該沉積單元設置在該複數個基板之間以一垂直方向往復動作，且該複數個基板在該複數個腔室之鄰近腔室之間水平移動。
- 一種製造有機發光顯示設備之方法，該方法包含﹕
設置一有機層沉積設備，其包含於一腔室中之用於排放一沉積原料之一沉積單元以及包含一圖樣化狹縫片之一掃描單元，該圖樣化狹縫片具有複數個圖樣化狹縫以與一載體間隔，該載體包含一夾盤，而一基板係安裝於該夾盤上以形成一有機層，該圖樣化狹縫片於一第一方向和與該第一方向垂直之一第二方向之至少其中ㄧ方向上小於該基板；以及
當相對於該載體而移動該掃描單元時，將該沉積原料沉積於該些基板上。 - 如申請專利範圍第17項所述之方法，該方法更包含：
於一水平方向上設置彼此間隔之複數個基板在該腔室內；
於ㄧ垂直方向上設置該圖樣化狹縫片與該沉積單元於該些基板之ㄧ下部分上；以及
移動平行於該些基板且彼此連接之該圖樣化狹縫片與該沉積單元以使該沉積原料沉積於該些基板上。 - 如申請專利範圍第17項所述之方法，該方法更包含：
於ㄧ垂直方向上設置彼此相互間隔之複數個基板在每一該複數個腔室內；
於一水平方向上設置該圖樣化狹縫片與該沉積單元於該些基板之ㄧ後部分上；以及
移動平行於該些基板且彼此連接之該圖樣化狹縫片與該沉積單元以使該沉積原料沉積於該些基板上。 - 如申請專利範圍第17項所述之方法，更包含在該沉積完成後，將該基板於一方向移動至一鄰近腔室，該方向係與該圖樣化狹縫片與該沉積單元移動之另一方向相交。
- 如申請專利範圍第17項所述之方法，更包含設置一校準平台單元於該圖樣化狹縫片之ㄧ下部分以校準該圖樣化狹縫片平行於該基板，該校準平台單元包含一第一位置控制器，係耦合於該圖樣化狹縫片之該下部分以便在X、Y、Z軸方向上校正該圖樣化狹縫片之ㄧ傾斜角、及一第二位置控制器，係安裝在該第一位置控制器之ㄧ下部分以便在該同一平面上校正該圖樣化狹縫片之ㄧ扭轉角。
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