TWI471432B - 薄膜沉積設備及使用其製造有機發光顯示裝置之方法 - Google Patents

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Description

薄膜沉積設備及使用其製造有機發光顯示裝置之方法
本發明涉及薄膜沉積設備和使用其來製造有機發光顯示裝置之方法。
有機發光顯示裝置已被當作下一代顯示裝置而引起注意，由於擁有龐大的視角，出色的對比特點，以及快速的反應率。一般來說，有機發光顯示裝置具有堆疊結構，包括陽極、陰極和插入在陽極和陰極之間的發光層。當分別從陽極和陰極注入的電洞和電子在發光層重合後，光射出以產生圖像。但是，以這樣的結構難以實現高亮度發光效率，因此，中間層都可以選擇地插入在發光層和電極之間，其中中間層包括電子注入層、電子傳輸層、電洞傳輸層、電洞注入層等等。
另外，難以形成精細圖案在有機薄膜中，諸如上述提到的發光層和中間層，並且紅色、綠色、藍色發光效率在不同層中改變。基於這些原因，難以靠傳統的薄膜沉積設備來圖案化大尺寸的目標，諸如5G或更大的母玻璃。因此，難以製造大的有機發光顯示裝置，其具有令人滿意的驅動電壓、電流密度、亮度、顏色純度、發光效率和壽命的特點。因此，有需求改善這方面。
有機發光顯示裝置包括中間層，其包括插入在第一電極和第二電極之間的發光層。電極和中間層可使用各種方法來形成，其中之一是沉積的方法。當有機發光顯示裝置採用沉積方法來製造，具有與將要形成的薄膜相同的遮罩的精細金屬遮罩(fine metal mask，FMM)是被配置以與基板密切接觸。薄膜材料沉積在FMM上以形成期望的遮罩的薄膜。
本發明提供可能很容易製造的薄膜沉積設備，這可以簡單地製造大的基板在大規模上，其具有提高生產產量和沉積效率，並允許沉積材料重新使用。本發明也提供一種使用該薄膜沉積設備來製造有機發光顯示裝置的方法。
根據本發明的概念，提供薄膜沉積設備以形成薄膜在基板上，該設備包括複數個薄膜沉積組合件，每個包括：一沉積源，其排放一沉積材料；一沉積源噴嘴單元，其配置在該沉積源上，包括在一第一方向上排列的沉積源噴嘴；一圖案化縫隙片，其面對該沉積源噴嘴單元而配置，包括在該第一方向上排列的該些圖案化縫隙片；以及一屏障板組合件，其配置在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間，且包括複數個屏障板，其將在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間的空間劃分成複數個子沉積空間。該薄膜沉積設備與該基板以藉由一預定距離來分隔，並且該薄膜沉積設備與該基板是相對於彼此來移動。
根據本發明的概念，沉積源可以分別包含不同的沉積材料。
根據本發明的概念，沉積材料可同時配置在基板上。
根據本發明的概念，薄膜沉積組合件的數量可以至少3個，分別 包含在三個沉積源中的沉積材料可形成紅色、綠色和藍色發光層。
根據本發明的概念，當其中一個基板和薄膜沉積設備是相對於彼此而移動時，沉積材料可以不斷地沉積在基板上。
根據本發明的概念，至少一個薄膜沉積設備與基板可沿著平行於基板表面的一平面相對於彼此而移動。
根據本發明的概念，圖案化縫隙片可比基板小。
根據本發明的概念，屏障板組合件可以導引經排放的沉積材料到圖案化縫隙片。
根據本發明的概念，沉積源的沉積溫度可以分別控制。
根據本發明的概念，每個薄膜沉積組合件的複數個圖案化縫隙可以相對於其他薄膜沉積組合件的圖案化縫隙的預定距離來並列。
根據本發明的概念，圖案化縫隙片可以整合地形成到單一圖案化縫隙片中。
根據本發明的概念，單一圖案化縫隙片可包括許多行的圖案化縫隙，在每行中的圖案化縫隙以相對於其他行的圖案化縫隙的預定距離來並列。
根據本發明的概念，每個薄膜沉積組合件的圖案化縫隙可具有不同的長度。
根據本發明的概念，沉積在基板上的沉積材料的數量可根據圖案化縫隙的長度來控制。
根據本發明的概念，每個屏障牆可在實質上垂直第一方向的第二方向上延伸，以為了劃分在沉積源噴嘴單元和圖案化縫隙片之間的空間。
根據本發明的概念，屏障板可在相等間隔處來分隔。
根據本發明的概念，每個屏障板組合件可包括包含複數個第一屏障板的第一屏障板組合件，以及包含複數個第二屏障板的第二屏障板組合件。
根據本發明的概念，每個第一屏障板和每個第二屏障板可在實質地垂直第一方向的第二方向上延伸，以劃分在沉積源噴嘴單元和圖案化縫隙片之間的空間。
根據本發明的概念，第一屏障板和第二屏障板可以一對一對的型式來排列。
根據本發明的概念，每對第一和第二屏障板可排列在實質上相同的平面上。
根據本發明的另一概念，提供一種使用薄膜沉積設備來製造發光顯示裝置以形成薄膜在基板上的方法，該方法包括：將該基板以自該薄膜沉積設備的一預定距離來排列；以及當其中一個薄膜沉積設備和該基板是相對彼此來移動時，將自該薄膜沉積設備排放的沉積材料沉積到該基板上。該薄膜沉積設備包括一薄膜沉積組合件，包括：一沉積源，其排放一沉積材料；一沉積源噴嘴單元，其配置在該沉積源上並且包括排列在第一方向上的複數個沉積源噴嘴；一圖案化縫隙片，其面對該沉積源噴嘴單元來配置並且包括在該第一方向上排列的複數個圖案化縫隙；以及一屏障板組合件，其配置在該第一方向上的該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間並且包括複數個屏障板，其將在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間的空間劃分成複數個次沉積空間。
根據本發明的概念，將沉積材料沉積在基板上包括當其中一個基板和薄膜沉積設備是相對於彼此來移動時，不斷地沉積經排放的沉積材料在基板上。
根據本發明的概念，薄膜沉積設備可包括分別排放不同的沉積材料的複數個薄膜沉積組合件。
根據本發明的概念，將沉積材料沉積在基板上包括同時將不同的沉積材料沉積在基板上。
根據本發明的概念，將沉積材料沉積在基板上包括形成紅色、綠色、藍色發光層在基板上。
根據本發明的概念，將沉積材料沉積在基板上可以進一步包括將沉積材料加熱到不同的溫度。
根據本發明的概念，將沉積材料沉積在基板上可以進一步包括排放來自薄膜沉積組合件的沉積材料的不同數量。
本發明的其他概念及/或優勢將部分規定在以下的說明中，其將是顯而易見的描述，或者可以藉由本發明的實踐來學習。
30‧‧‧像素區域
40‧‧‧電路區域
50‧‧‧基板
51‧‧‧緩衝層
52‧‧‧主動層
52a-c‧‧‧源極/汲極區域
53‧‧‧閘極絕緣層
54‧‧‧閘極電極
55‧‧‧層間絕緣層
56‧‧‧源極/汲極電極
57‧‧‧源極/汲極電極
58‧‧‧鈍化層
59‧‧‧平坦化層
60‧‧‧像素定義層
61‧‧‧像素電極
62‧‧‧有機層
63‧‧‧對電極
100‧‧‧薄膜沉積組合件
110‧‧‧沉積源
111‧‧‧坩堝
112‧‧‧加熱器
115‧‧‧沉積材料
120‧‧‧沉積源噴嘴單元
121‧‧‧沉積源噴嘴
130‧‧‧屏障板組合件
131‧‧‧屏障板
132‧‧‧屏障板框架
135‧‧‧連接構件
150‧‧‧圖案化縫隙片
150'‧‧‧圖案化縫隙片
150"‧‧‧圖案化縫隙片
151‧‧‧圖案化縫隙
151'‧‧‧圖案化縫隙
151"‧‧‧圖案化縫隙
155‧‧‧框架
155'‧‧‧框架
155"‧‧‧框架
200‧‧‧薄膜沉積組合件
215‧‧‧沉積材料
250‧‧‧圖案化縫隙片
250"‧‧‧圖案化縫隙片
251‧‧‧圖案化縫隙
251'‧‧‧圖案化縫隙
251"‧‧‧圖案化縫隙
300‧‧‧薄膜沉積組合件
315‧‧‧沉積材料
350‧‧‧圖案化縫隙片
350"‧‧‧圖案化縫隙片
351‧‧‧圖案化縫隙
351'‧‧‧圖案化縫隙
351"‧‧‧圖案化縫隙
400‧‧‧基板
500‧‧‧薄膜沉積設備
510‧‧‧沉積源
511‧‧‧坩堝
515‧‧‧加熱器
512‧‧‧沉積材料
520‧‧‧沉積源噴嘴單元
521‧‧‧沉積源噴嘴
530‧‧‧第一屏障板組合件
531‧‧‧第一屏障板
532‧‧‧第一屏障板框架
540‧‧‧第二屏障板組合件
541‧‧‧第二屏障板
542‧‧‧第二屏障板框架
550‧‧‧圖案化縫隙片
551‧‧‧圖案化縫隙
555‧‧‧框架
700‧‧‧薄膜沉積設備
800‧‧‧薄膜沉積設備
900‧‧‧薄膜沉積設備
本發明的這些及/或其它概念和優勢將變得明顯，且同時參考所附圖式以從上面示範性實施例的說明來更容易表示，其中：圖1是根據本發明的示範性實施例使用薄膜沉積設備來製造有機發光顯示裝置的一平面圖；圖2是圖1中的有機發光顯示裝置的子像素的剖面圖；圖3是根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積組合件的示意立體圖；圖4是圖3中的薄膜沉積組合件的示意剖面圖；圖5是圖3中的薄膜沉積組合件的示意平面圖；圖6A是根據本發明的示範性實施例的在圖3的薄膜沉積組合件中的描述沉積沉積材料的示意圖； 圖6B是根據本發明的示範性實施例說明當沉積空間是如圖6A所示藉由屏障板所劃分時，沉積在基板上的薄膜的陰影區；圖6C說明當沉積空間未被分區時，沉積在基板上的薄膜的陰影區；圖7是根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積設備的示意立體圖；圖8是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備的示意立體圖；圖9是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備的示意立體圖；以及圖10是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備的示意立體圖。
現在參考本發明的示範性實施例以詳細地說明，其中以所附的圖式來舉例說明，其中相似的參考數字代表整個相似的元件。示範性實施例描述如下以藉由圖式來解釋目本發明的概念。
圖1是根據本發明的示範性實施例使用薄膜沉積設備來製造有機發光顯示裝置的一平面圖。參考圖1，有機發光顯示裝置包括像素區域30和配置於像素區域30邊緣的電路區域40。像素區域30包括複數個像素，並且每個像素包括射出光線以顯示圖像的發射單元。
發射單元可包括複數個子像素，每個包含有機光發光二極管(organic light-emitting diode，OLED)。在全彩色有機發光顯示裝置中，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)子像素被安排在 不同的遮罩，例如，在一條線、馬賽克或方格紋中，以構成像素。根據一些概念，有機發光顯示裝置可包括單色平面顯示裝置。電路區域40控制例如輸入到像素區域30的圖像信號。至少有一個薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，可安裝在每個像素區域30和電路區域40中。
安裝在像素區域30中的該至少一個TFT可包括像素TFT，諸如切換TFT，其根據閘極線信號來傳輸數據信號至OLED以控制OLED的運作；以及驅動TFT，其根據數據信號藉由提供電流來驅動OLED。安裝在電路區域40中的至少一個TFT可包括電路TFT以實現預定的電路。根據顯示裝置的特性和其驅動方法，TFT可有不同的數量和排列。
圖2是根據本發明的示範性實施例說明圖1中的有機發光顯示裝置的子像素的剖面圖。參考圖2，緩衝層51形成在基板50上。基板50可以玻璃或塑膠來形成。TFT及OLED是形成在緩衝層51上。
具有一預定圖案的主動層52形成在緩衝層51上。閘極絕緣層層53形成主動層52上，並且閘極電極54形成於閘極絕緣層53的預定區域中。閘極電極54連接到適用於TFT開/關信號的閘極線(未顯示)。層間絕緣層55形成在閘極電極54上。形成源極/汲極電極56和57以透過接觸孔來分別接觸主動層52的源極/汲極區域52a和52c。由SiO2、SiNx或類似物所形成的鈍化層58是形成在源極/汲極電極56和57上。由有機材料所構成的平坦化層59，諸如丙烯(acryl)、聚醯亞胺(polyimide)、苯環丁烯(benzocyclobutene，BCB)或類似物，是形成在鈍化層58上。
如OLED的陽極運作的像素電極61形成於平坦化層59上，並且由有機材料所構成的像素定義層60被形成以覆蓋像素電極61。開口形 成於像定義層60上，並且有機層62形成在像素定義層60的表面上並且形成在透過開口暴露的像素電極61的表面上。有機層62包括發射層。本發明不僅限於上面所述的有機發光顯示裝置的結構，可應用有機發光顯示裝置的各種結構。
根據目前的流程，OLED藉由發射紅色、綠色和藍色光來顯示圖像。OLED包括：像素電極61，連接到TFT的汲極電極56；對電極(counter electrode)63，形成以覆蓋整個子像素；以及有機層62，配置在像素電極61和對電極63之間。正電壓應用到像素電極61並且負電壓應用到對電極63。
像素電極61和對電極63藉由有機層62以相互絕緣，並且應用它們各自的電壓到有機層62，以促使在有機發光層62中光的發出。有機層62可是低分子量的有機層或高分子量的有機層。當低分子量的有機層被用作為有機層62，有機層62可包括由電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、發光層(EML)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)等所組成的群組中選出一個或多個層。
有機材料有用的例子可包括銅酞菁(copper phthalocyanine，CuPc)、N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基聯苯胺(N,N'-di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine，NPB)，三-8-羥基喹啉鋁(tris-8-hydroxyquinolie aluminum，Alq3)等。低分子量有機層可藉由真空沉積來形成。
當一高分子量有機層被作為有機層62使用，該有機層62可具有包括HTL和EML的結構。在這種情況下，HTL可由聚(乙烯二氧噻吩)(poly(ethlenedioxythiophene)，PEDOT)所形成，並EML可由苯撑乙烯(polyphenylenevinylene，PPV)或聚芴(polyfluorene)所形成。該HTL和EML可以屏幕印刷、噴墨印刷或 類似物所形成。有機層62不限於上述的有機層，並可以不同其他的方式實現。
像素電極61作為陽極來運作，並且對電極63作為陰極來運作。二者擇一，像素電極61可作為陰極來運作，並且對電極63可作為陽極來運作。像素電極61可是透明電極或反射電極。這種透明電極可由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦(In2O3)所形成。這種反射電極可包括由銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(IR)、鉻(Cr)或其中的化合物組成的反射層，以及形成在該反射層中的一層ITO、IZO、ZnO或In2O3。
對電極63可作為透明電極或反射電極來形成。當對電極63以透明電極來形成，對電極63作為陰極來運作。為此，這種透明電極可藉由以下來形成：在有機層62的表面上沉積具有低功函數的金屬，如鋰(Li)、鈣(Ca)、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)、氟化鋰/鋁(LiF/Al)、鋁(Al)、銀(Ag)、鎂(Mg)或其中的化合物，並且在此處形成輔助電極層或巴士電極線，使用透明電極，諸如ITO、IZO、ZnO、In2O3或類似物所形成的材料來形成。當對電極63作為反射電極來形成，反射層可藉由在有機層62的整個表面上沉鋰Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或其中的化合物來形成。
在如上述的有機發光顯示設備中，包括發光層的有機層62可使用薄膜沉積組合件100(參考圖4)來形成，這將在後面介紹。以下，根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積設備和使用該薄膜沉積設備來製造有機發光顯示裝置的方法將詳細介紹。
圖3是根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積組合件100的示意立 體圖，圖4是薄膜沉積組合件100的示意剖面圖，和圖5是薄膜沉積組合件100的示意平面圖。參考圖3、4和5，薄膜沉積組合件100包括沉積源110、沉積源噴嘴單元120、屏障板組合件130和圖案化縫隙片150。
雖然為了方便解釋而沒有在圖3、4和5說明，但是所有薄膜沉積組合件100的構件可配置在一室。該室是維持在適當的真空下，以促進沉積材料的沉積。
特別是，高真空狀態是普遍適用，它類似於應用當使用精細金屬遮罩(FMM)的沉積方法，以便沉積一沉積材料115。沉積材料115自沉積源110發射並且透過沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150在基板400上排放，以形成理想的遮罩。此外，屏障板131和圖案化縫隙片150的溫度應低於沉積源110的溫度。在這方面，屏障板131和圖案化縫隙片150的溫度可為100℃左右或更少。這是因為當屏障板131的溫度減少不足，對屏障板131碰撞的沉積材料115可不會再汽化。此外，當圖案化縫隙片150的溫度減少足夠，圖案化縫隙片150的熱膨脹可最小化。屏障板組合件130面對具有較高溫度的沉積源110。此外，接近沉積源110的部分屏障板組合件130的溫度可達到約167℃的最高溫度。因此，如果需要的話，部分冷卻設備可進一步包括在內。為此，屏障板組合件130可包括冷卻構件(未顯示)。
基板400是配置在該室中，其中該基板構成沉積材料115將要沉積於上的目標。基板400可是任何一個做為平面顯示器的合適基板。大型基板，諸如用於製造複數個的平板顯示器的母玻璃，可被作為基板400來使用。
當其中一個基板400和薄膜沉積組合件100相對彼此來移動時，可 以執行沉積。特別地，在傳統的FMM沉積方法中，在FMM的尺寸必須等於基板的尺寸。因此，當基板變大，FMM的尺寸必須增加。但是，製造大的FMM或延長FMM是一個問題，因為難以準確地對準圖案。
為了克服這個及/或其他問題，在薄膜沉積組合件100中，當其中一個薄膜沉積組合件100與基板400是相對彼此來移動，沉積可執行。特別是，沉積可以不斷地執行當基板400是在Y軸方向移動時，其中配置該基板以面對該薄膜沉積組合件100。換句話說，當基板400以圖3中的箭頭A的方向來移動，並且薄膜沉積組合件100是固定的，沉積以掃描的方式來執行。雖然當沉積執行時，說明基板400在圖3中的Y軸方向上移動，但是本發明不限於此。特別是，當薄膜沉積組合件100在Y軸方向上移動並且基板400是固定的時，可以執行沉積。
因此，在薄膜沉積組合件100中，圖案化縫隙片150可顯著地比使用傳統沉積方法中的FMM小。換句話說，在薄膜沉積組合件100中，沉積不斷地進行，即以掃描方式，當基板400在Y軸方向上移動。因此，在X軸和Y軸方向上的圖案化縫隙片150的長度可明顯地比在X軸和Y軸方向上的基板400的長度小。
如上所述，由於圖案化縫隙片150可明顯地小於傳統的FMM，它是相對地容易製造圖案化縫隙片150。換句話說，相對於使用較大的FMM的傳統沉積方法，使用比用於傳統沉積方法中的FMM小的圖案化縫隙板150是更方便在所有的流程中，包括蝕刻和隨後的其他製程，例如精確的延伸、焊接、移動和清洗製程。這是更有利於形成較大的顯示裝置。
為了執行沉積，當其中一個薄膜沉積組合件100和基板400相對於 彼此來移動，薄膜沉積組合件100和基板400可以藉由預定距離來彼此分開。這將詳細如下所述。
沉積源110包含並加熱沉積材料115。沉積源110和基板400配置在該室的相對側上。沉積材料115藉由沉積源110所蒸發，然後沉積在基板400上。
特別地，沉積源110包括以沉積材料115填充的坩堝111，和加熱坩堝111以蒸發沉積材料115的加熱器112。經蒸發的沉積材料115透過沉積源噴嘴單元120離開坩堝111。
沉積源噴嘴單元120以面臨基板400來配置。沉積源噴嘴單元120包括複數個沉積源噴嘴121，其以相等的間隔來排列在X軸方向上。經蒸發的沉積材料115通過沉積源噴嘴121，然後朝向基板400移動。
配置屏障板組合件130在沉積源噴嘴單元120的一側面處。屏障板組合件130包括複數個屏障板131以及覆蓋屏障板131所有側的屏障板框架132。複數個屏障板131可以在X軸方向上相等的間隔來排列在平行的平面中。特別地，每個屏障板131可平行圖3的YZ平面來排列，即垂直於X軸方向。複數個屏障板131劃分在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間成複數個子沉積空間S(見圖5)。子沉積空間S分別對應於沉積源噴嘴121。
屏障板131可分別配置在相鄰的沉積源噴嘴121之間。換句話說，每個沉積源噴嘴121可配置在兩個相鄰的屏障板131之間。沉積源噴嘴121可分別位於相鄰的屏障板131的中點處。由於屏障板131形成複數個子沉積空間S，透過每個沉積源噴嘴121排放的沉積材料115是不與相鄰的沉積材料115混合，並經過在圖案化縫隙片150中的圖案化縫隙151，以便能夠在基板400上沉積。換句話說 ，屏障板131防止沉積材料115過度流在X軸方向。
如上所述，相較於沒有屏障板安裝的狀況下，沉積材料115是被迫朝向圖案化縫隙片150直接移動，這樣一較小陰影區可形成在基板400上。因此，薄膜沉積組合件100和基板400可以相互分離，也將詳細描述如下。
配置在屏障板131的相對側上的屏障板框架132保持屏障板131的位置，並且引導透過沉積源噴嘴121排放的沉積材料115。屏障板框架132防止沉積材料115過度流在Y軸方向。
雖然已說明沉積源噴嘴單元120和屏障板組合件130是相互分離，本發明不限於此。為了防止熱自沉積源110開展到屏障板組合件130，沉積源噴嘴單元120和屏障板組合件130可相互分離。或者，熱絕緣體可配置在沉積源噴嘴單元120和屏障板組合件130之間，這些元件可以內含熱絕緣體於其間的方式來結合在一起。
屏障板組合件130可與薄膜沉積組合件100分開的。傳統的FMM沉積方法具有較低的沉積效率。此處，沉積效率指的是沉積在基板上的沉積材料的數量對於從沉積源蒸發的沉積材料的數量的比例。傳統的FMM沉積方法具有約32%的沉積效率。此外，在傳統的FMM沉積方法中，約68%的沒有在基板上沉積的有機沉積材料仍然緊黏至設備，使沉積材料的再利用變為複雜。
為了克服這些及/或其他問題，在薄膜沉積組合件100中，沉積空間是藉由屏障板組合件130所封閉，使得沒有沉積在基板400上的沉積材料115大多沉積在屏障板組合件130內。因此，當大量的沉積材料115在屏障板組合件130中，屏障板組合件130可自薄膜沉積組合件100脫離，然後放置在一分開的沉積材料回收設備中，以收回沉積材料115。由於薄膜沉積組合件100的結構，沉積材 料115的回用率增加，從而增加了沉積效率，降低了製造成本。
圖案化縫隙片150和束縛圖案化縫隙片150的框架155配置在沉積源110和基板400之間。框架155可具有格形狀，類似窗框。該圖案化縫隙板150包括複數個排列在X軸方向上的圖案化縫隙151。沉積材料115經過沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150，並且朝向基板400移動。圖案化縫隙片可藉由蝕刻來製造150，其是採用與製造FMM傳統方法的相同方法，特別是，斑紋的FMM。
在薄膜沉積組合件100中，圖案化縫隙151的總數可大於沉積源噴嘴121的總數。此外，配置在兩相鄰的屏障板131之間的圖案化縫隙151可能有比沉積源噴嘴121還多。
換句話說，至少一個的沉積源噴嘴121可配置在每對相鄰的屏障板131之間。同時，複數個圖案化縫隙151可配置在每相鄰對的屏障板131之間。在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間藉由屏障板131被劃分成複數個子沉積空間S，其分別對應於沉積源噴嘴121。因此，自每個沉積源噴嘴121排放的沉積材料115經過配置在子沉積空間S中的圖案化縫隙151，然後在基板400上沉積，其中該子沉積空間對應沉積源噴嘴121。
此外，屏障板組合件130和圖案化縫隙片150可彼此分離。另外，屏障板組合件130和圖案化縫隙片150可藉由連接構件135來連接。由於藉由沉積源110來加熱，屏障板組合件130的溫度可增加至100℃或更高。為了防止屏障板組合件130的熱傳導到圖案化縫隙片150，屏障板組合件130和圖案化縫隙片150可藉由一預定距離來相互分離。
如上所述，當薄膜沉積組合件100相對於基板400而移動時，薄膜沉積組合件100執行沉積。為了移動薄膜沉積組合件100，圖案化 縫隙片150脫離基板400。此外，為了防止形成較大的陰影區在基板400上，當圖案化縫隙片150和基板400是相互分離時，該屏障板131排列在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間，迫使沉積材料115以一直線方向移動。因此，銳減在基板400上形成陰影區的大小。
在使用FMM的傳統的沉積方法中，以FMM進行沉積以與基板密切接觸，以防止陰影區形成在基板上。不過，密切接觸可能會導致缺陷。此外，在傳統的沉積方法中，遮罩的大小必須是相同於基板的大小，由於遮罩不能相對於基板來移動。因此，傳統上使用大型遮罩以形成大型顯示裝置。但是，以這種大型遮罩來製造是不容易的。
為了克服這個及/或其他問題，在薄膜沉積組合件100中，圖案化縫隙片150脫離基板400。藉由安裝屏障板131，可有助於減少形成在基板400上的陰影區大小。
如上所述，根據本發明，遮罩小於基板，並且當遮罩相對於基板移動時，執行沉積。因此，遮罩可以很容易地製造。此外，可避免由在基板和FMM之間的接觸所造成的缺陷，其發生在傳統的沉積方法中。此外，由於無需使用FMM以基板與密切接觸，生產速度可改善。
圖6A是根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積組合件100中的描述沉積材料115的沉積的示意圖。圖6B是說明當沉積空間藉由屏障板131所劃分時，沉積在基板400上的薄膜的陰影區圖。圖6C說明當沉積空間未被劃分時，沉積在基板400上的薄膜的陰影區。參考圖6A，在沉積源110中蒸發的沉積材料115是通過沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150所排放，並且沉積在基板400上。由 於在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間藉由屏障板131被劃分成複數個子沉積空間S，相鄰的沉積源噴嘴121的沉積材料115不混合。
當在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間藉由屏障板組合件130所劃分，如圖6A和6B所示，形成在基板400上的陰影區的寬度SH1可使用如下所示的公式1來確定。
公式1 SH1=s * ds/h
在公式1中，s指在圖案化縫隙片150與基板400之間的距離，ds指每個沉積源噴嘴121的寬度，並且h指在沉積源110和圖案化縫隙片150之間的距離。
當在沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間未被藉由屏障板131所劃分，如圖6C所示，沉積材料115通過圖案化縫隙片150以比圖6B的狀況還要廣的角度來排放。這是因為自不同沉積源噴嘴121所排放的沉積材料115可以穿過相同的圖案化縫隙151。因此，形成在基板400上的陰影區的寬度SH2是比當沉積空間藉由屏障板131所劃分時還大。形成在基板400上的陰影區的寬度SH2是使用公式2來確定。
公式2 SH2=s * 2d/h
在公式2中，s指在圖案化縫隙片150與基板400之間的距離，d指在相鄰屏障板131之間的間隔，並且h指在沉積源110和圖案化縫隙片150之間的距離。
關於公式1和2，表示每個沉積源噴嘴121的寬度的ds是比表示相鄰屏障板131的間隔的d還要小十倍以上。因此，當沉積源噴嘴單元120和圖案化縫隙片150之間的空間藉由屏障板131所劃分時，陰影區可具有更小的寬度。形成在基板400上的陰影區的寬度SH2可藉由以下來減少：(1)減少在相鄰的屏障板131之間的間隔d，(2)減少在圖案化縫隙片150與基板400之間的距離s，及/或(3)增加在沉積源110和圖案化縫隙片150之間的距離h。
如上所述，形成在基板400上的陰影區可藉由安裝屏障板131來減少。因此，圖案化縫隙片150可脫離基板400。
圖7是根據本發明的示範性實施例的薄膜沉積設備700的示意立體圖。參考圖7，薄膜沉積設備700包括複數個薄膜沉積組合件，每個具有如圖3到5所示的薄膜沉積組合件100的結構。換言之，薄膜沉積設備700包括了多沉積源，其同時排放作為形成紅色(R)發光層、綠色(G)發光層和藍色(B)發光層的沉積材料。
特別是，薄膜沉積設備700包括第一薄膜沉積組合件100、第二薄膜沉積組合件200和第三薄膜沉積組合件300。每個薄膜沉積組合件100、200和300具有如同薄膜沉積組合件100般的相同結構。因此，其詳細說明將不再重覆。
該薄膜沉積組合件100、200和300可分別包含不同的沉積材料。第一薄膜沉積組合件100可包含形成R發光層的沉積材料，第二薄膜沉積組合件200可包含形成G發光層的沉積材料，並且第三薄膜沉積組合件300可包含形成B發光層的沉積材料。
在製造有機發光顯示裝置的傳統方法中，分隔的室和遮罩是用來形成每種顏色發光層。然而，薄膜沉積設備700可同時形成R、G和B發光層。因此，用來製造有機發光顯示裝置所花費的時間是 急遽減少。此外，有機發光顯示裝置可使用較少的室來製造，使得設備的成本也明顯地降低。
雖然沒有說明，第一薄膜沉積組合件100的圖案化縫隙片150、第二薄膜沉積組合件200的圖案化縫隙片250、第三薄膜沉積組合件300的圖案化縫隙片350可藉由一定的距離來相互並列，以使對應於圖案化縫隙片150、250和350的沉積區域不重疊在基板400上。換句話說，當薄膜沉積組合件100、200和300是用來形成R、G和B發光層，薄膜沉積組合件100、200和300的圖案化縫隙151、251和351各自不與彼此排列，以在基板400的不同地區上形成R、G和B發光層。
此外，沉積材料可具有不同的沉積溫度。因此，第一、第二和第三薄膜沉積組合件100、200、300的沉積源的溫度可各自不同。
雖然薄膜沉積設備700包括三個薄膜沉積組合件，但本發明不限於此。換言之，根據另一示範性實施例，薄膜沉積設備可包括複數個薄膜沉積組合件，每個包含不同的沉積材料。例如，薄膜沉積設備可包括五個薄膜沉積組合件，其分別含有R發光層、G發光層的、B發光層、R發光層的輔助層(R')和G發光層的輔助層(G')。
如上所述，使用複數個薄膜沉積組合件來使複數個薄膜可同時地形成。因此，製造產量和沉積效率得到改善。此外，整個生產過程都被簡化，生產成本降低。
有機層(指的是圖2中的有機層62。)可以具有如上所述的結構的薄膜沉積設備來形成。根據本發明的示範性實施例，一種製造有機發光顯示裝置的方法可包括：將基板400與薄膜沉積組合建分離；以及當其中一個薄膜沉積設備700和基板400相對於彼此而 移動時，沉積該沉積材料。
在細節中，基板400藉由預定距離與薄膜沉積設備相間隔。如上所述，薄膜沉積設備可包括圖案化縫隙片150、250和350，其中每個是小於基板400。因此，當薄膜沉積設備和基板400相對於彼此來移動，沉積可以執行。換句話說，當基板400在Y軸方向上移動，可以繼續進行沉積。換句話說，沉積以掃描方式來執行，當基板400是在圖7中的箭頭B方向上移動。此外，薄膜沉積設備與基板400彼此分開，以便將其中一個薄膜沉積設備和基板400相對於彼此來移動。基於這個原因，基板400配置在與薄膜沉積設備分離的室(未顯示)中。
再者，當薄膜沉積設備或基板400是移動時，自薄膜沉積設備所排放的沉積材料是在基板400上沉積。雖然圖7說明當薄膜沉積設備是固定的，基板400在Y軸方向上移動，但本發明不限於此。例如，可固定基板400並且薄膜沉積設備可相對於基板400來移動。薄膜沉積設備可包括多沉積源。因此，複數個有機層可同時形成。換言之，薄膜沉積設備可包括複數個薄膜沉積組合件，使得R、G和B發光層可在使用單一多沉積源下來同時形成。因此，因為使用較少的室，所以用來製造有機發光顯示裝置所花費的時間是急遽減少，並且設備費用也明顯減少。
圖8是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備800的示意立體圖。薄膜沉積設備800類似於沉積設備700，因此只詳細描述其間的差異處。
參考圖8，薄膜沉積設備800包括整合的圖案化縫隙片150'。尤其是，第一薄膜沉積組合件100、第二薄膜沉積組合件200、第三薄膜沉積組合件300共享單一圖案化縫隙片150'。此外，圖案化 縫隙片150'包括在對應於第一薄膜沉積組合件100的區域中形成的圖案化縫隙151'、在對應於第二薄膜沉積組合件200的區域中形成的圖案化縫隙251'、在對應於第三薄膜沉積組合件300的區域中形成的圖案化縫隙351'。
圖案化縫隙151'、251'和351'是藉由一定的距離來相對於彼此而並列，以使對應於圖案化縫隙151'、251'和351'的沉積區域不重疊在基板400上。換句話說，當薄膜沉積組合件100、200和300是用來在基板400上的不同地區上形成R、G和B發光層時，由圖案化縫隙151'、251'和351'不是相對於Y軸方向彼此排列。由於以上所述的結構，透過單一排列製程，薄膜沉積組合件100、200、300和圖案化縫隙片150'可被準確地和適當地排列。
圖9是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備900的示意立體圖。薄膜沉積設備900類似於沉積設備700，因此只詳細描述其間的差異處。參考圖9，薄膜沉積設備900包括圖案化縫隙片150"、250"和350"，其分別具有不同長度的圖案化縫隙151"、251"和351"。
因此，薄膜沉積設備900可用於生產具有不同厚度的有機層的有機發光顯示裝置。例如，在R子像素中的有機層可具有約1600至約2200的厚度。在G子像素中的有機層可具有約1000至約1200的厚度。在B子像素中的有機層可具有約100至約500的厚度。如果有機層的厚度在上述定義的範圍之外，有機層可能沒有足夠的電洞注入和電洞傳輸能力以誘使在發光層中的共振效應。因此，色彩純度惡化，並且發光效率降低。此外，如果有機層的厚度比以上定義的上限還大，驅動電壓可能增加。
因此，以薄膜沉積設備900來製造有機發光顯示裝置，發射層可 具有不同的厚度。為此，薄膜沉積組合件100、200、300的溫度可單獨控制。但是，可控制的溫度的範圍可能會受到限制。因此，在薄膜沉積設備900中，圖案化縫隙151"、251"和351"具有不同的長度。因此，藉由薄膜沉積設備900來製造的發光層可具有不同的厚度。
如上所述，在R、G和B子像素中的有機層可具有不同的厚度。因此，在第一薄膜沉積組合件100的沉積量應該是最大的，其形成R發光層，並且在第三薄膜沉積組合件300的沉積量應該是最小的，其形成B發光層。為了改變在個別薄膜沉積組合件中的沉積量，第一薄膜沉積組合件100的圖案化縫隙151"的長度可以是最大的，其形成R發光層；第二薄膜沉積組合件200的圖案化縫隙251"的長度可以低於圖案化縫隙151"的長度，其形成G發光層；以及第三薄膜沉積組合件300的圖案化縫隙351"的長度可以低於圖案化縫隙251"的長度，其形成B發光層。
透過改變如上所述的圖案化縫隙的長度，通過圖案化縫隙片朝向基板400的沉積材料的數量可被控制。因此，發光層可以具有不同的厚度來形成。
圖10是根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積組合件500的示意立體圖。參考圖10，薄膜沉積組合件500包括沉積源510、沉積源噴嘴單元520、第一屏障板組合件530、第二屏障板組合件540、圖案化縫隙片550和基板400。雖然為了方便解釋沒有說明圖10，但是所有薄膜沉積組合件500的構件可配置在維持在適度真空的一室中，以允許沉積材料在直線方向上移動。
構成沉積材料515將沉積的目標的基板400是配置在該室中。沉積源510包含並加熱沉積材料515，並配置在相對於基板400的該室 的對面上。沉積源510可包括坩堝511和加熱器512。
沉積源噴嘴單元520配置在面對基板400的的沉積源510的側面處。沉積源噴嘴單元520包括排列(分離)在X軸方向的複數個沉積源噴嘴521。
第一屏障板組合件530配置在沉積源噴嘴單元520的側面處。第一屏障板組合件530包括複數個第一屏障板531和覆蓋第一屏障板531的側面的第一屏障板框架532。
第二屏障板組合件540配置在第一屏障板組合件530的側面處。第二屏障板組合件540包括複數個第二屏障板541和覆蓋第二屏障板541的側面的第二屏障板框架542。
圖案化縫隙片550和覆蓋圖案化縫隙片550的框架555配置在沉積源510和基板400之間。框架555可以格狀來形成，類似於窗框。該圖案化縫隙片550包括複數個排列在X軸方向上的圖案化縫隙551。
薄膜沉積組合件500包括兩個各自的屏障板組合件，即第一屏障板組合件530和第二屏障板組合件540，不同於圖3所示的薄膜沉積組合件100，其包括屏障板組合件130。複數個第一屏障板531可在X軸方向上以相同間隔來相互平行而排列。此外，每個第一屏障板531可形成以沿在圖10中的YZ平面來延伸，即垂直於X軸方向。
複數個的第二屏障板可在X軸方向上以相同間隔來相互平行而排列。此外，每個第二屏障板541可形成以沿在圖10中的YZ平面來延伸，即垂直於X軸方向。
複數個第一屏障板531和第二屏障板541將在沉積源噴嘴單元520和圖案化縫隙片550之間的空間劃分。在薄膜沉積組合件500中， 透過排放沉積材料515，該子沉積空間分別對應於沉積源噴嘴521。
第二屏障板541可配置以分別對應到第一屏障板531。換句話說，第二屏障板541可平行於第一屏障板531。每一對對應於第一和第二屏障板531和541可位於同一平面上。如上所述，由於在沉積源噴嘴單元520和圖案化縫隙片550之間的空間藉由第一屏障板531和第二屏障板541所劃分，透過相鄰沉積源噴嘴521所排放的沉積材料515在透過圖案化縫隙551沉積到基板400上之前不混合。換句話說，第一屏障板531和第二屏障板541防止沉積材料515在X軸方向移動。
雖然第一屏障板531和第二屏障板541分別顯示當在X軸方向上具有相同厚度，但本發明不限於此。換句話說，應該與圖案化縫隙板550精確對準的第二屏障板541可以相對較薄的，而無需與圖案化縫隙板550精確對準的第一屏障板531可以相對較厚的。這使得更容易製造薄膜沉積組合件。
雖然沒有說明，根據本發明的另一示範性實施例的薄膜沉積設備可包括複數個薄膜沉積組合件500。換言之，薄膜沉積設備可包括多沉積源，其同時排放沉積材料以形成R、G和B發光層。當基板400是在圖10中的箭頭C方向上移動時，沉積以掃描方式來執行。由於複數個薄膜沉積組合件已經詳細描述在前面的實施例中，詳細說明將不再這裡提供。
根據本發明的概念，薄膜沉積設備和使用其來製造有機發光顯示裝置的方法可以簡單地應用到生產大量的大型基板上。此外，薄膜沉積設備及有機發光顯示裝置可以容易地製造，可提高生產產量和沉積效率，並可能允許沉積材料被重複使用。
雖然本發明的少數示範性實施例已顯示和描述，但是該領域中的技術人士將了解的是改變可在執行在這些示範性實施例中，只要不偏離本發明的原則和精神，與定義在申請專利範圍中的範疇及相等物。
100‧‧‧薄膜沉積組合件
110‧‧‧沉積源
111‧‧‧坩堝
112‧‧‧加熱器
115‧‧‧沉積材料
120‧‧‧沉積源噴嘴單元
121‧‧‧沉積源噴嘴
130‧‧‧屏障板組合件
131‧‧‧屏障板
132‧‧‧屏障板框架
135‧‧‧連接構件
150‧‧‧圖案化縫隙片
151‧‧‧圖案化縫隙
155‧‧‧框架
200‧‧‧薄膜沉積組合件
215‧‧‧沉積材料
250‧‧‧圖案化縫隙片
251‧‧‧圖案化縫隙
300‧‧‧薄膜沉積組合件
315‧‧‧沉積材料
350‧‧‧圖案化縫隙片
351‧‧‧圖案化縫隙
400‧‧‧基板
700‧‧‧薄膜沉積設備

Claims (27)

  1. 一種在一基板上形成一薄膜的薄膜沉積設備，該設備包括薄膜沉積組合件，每個包括：一沉積源，其排放一沉積材料；一沉積源噴嘴單元，其配置在該沉積源上，包括在一第一方向上彼此分隔的沉積源噴嘴；一圖案化縫隙片，其面對該沉積源噴嘴單元而配置，包括在該第一方向上彼此分隔的複數個圖案化縫隙；以及一屏障板組合件，其配置在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間，且包括屏障板，其將在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間的空間劃分成複數個子沉積空間，其中該薄膜沉積設備與該基板是彼此分隔，並且其中一個該薄膜沉積設備與該基板是相對於彼此來移動；其中來自該沉積源之該沉積材料係藉由該圖案化縫隙片而圖樣化於該基板上。
  2. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，每個沉積源包含不同的沉積材料。
  3. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該沉積材料同時自該沉積源排放並且沉積在該基板上。
  4. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該設備包括三個薄膜沉積組合件和該些沉積材料，該些沉積材料分別包含在三個沉積源以形成紅色、綠色和藍色發光層。
  5. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，當其中一個基板或薄膜沉積設備是相對於彼此而移動，該薄膜沉積組合件不斷在該基板上沉積它們各自的沉積材料。
  6. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該薄膜沉積設備或該基板是沿著平行該基板的表面的一平面而移動。
  7. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該圖案化縫隙片比該基板小。
  8. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該屏障板組合件引導經排放的該沉積材料至該圖案化縫隙片。
  9. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該些沉積源的溫度是分別控制的。
  10. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，每個薄膜沉積組合件的圖案化縫隙是在該第一方向上相對於另一個來並列。
  11. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，該圖案化縫隙片是整合在一單一圖案化縫隙片。
  12. 根據申請專利範圍第11項的薄膜沉積設備，其中，該單一圖案化縫隙片包括並行配置的圖案化縫隙，其分別對應於每個薄膜沉積組合件，在每行中的該圖案化縫隙在該第一方向上與另一個來並列。
  13. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，每個薄膜沉積組合件的圖案化縫隙具有不同的長度。
  14. 根據申請專利範圍第13項的薄膜沉積設備，其中，沉積在該基板上的該沉積材料的數量是按照該圖案化縫隙的長度來控制。
  15. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，每個屏障牆在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間的一第二方向上平行地延 伸，該第二方向實質上垂直該第一方向。
  16. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中，複數個屏障板藉由相等的數量來分隔。
  17. 根據申請專利範圍第1項的薄膜沉積設備，其中每個薄膜沉積組合件進一步包含配置在該屏障板組合件和該圖案化縫隙片之間的另一個屏障片組合件，其包括第二屏障板。
  18. 根據申請專利範圍第17項的薄膜沉積設備，其中每個第一和第二屏障板在平行面上延伸，該些平行面在實質上垂直該第一方向的該第二方向上延伸。
  19. 根據申請專利範圍第17項的薄膜沉積設備，其中每對第一和第二屏障板是共平面。
  20. 根據申請專利範圍第17項的薄膜沉積設備，其中，該第一屏障板在該第一方向上是比該第二屏障板厚。
  21. 一種使用一薄膜沉積設備來製造一有機發光顯示裝置以形成一薄膜在一基板上的方法，該方法包括：將該基板以自該薄膜沉積設備的一預定距離來排列；以及當其中一個薄膜沉積設備和該基板是相對彼此來移動，將自該薄膜沉積設備排放的沉積材料沉積到該基板上，其中該薄膜沉積設備包括一薄膜沉積組合件，包括：一沉積源，其排放一沉積材料；一沉積源噴嘴單元，其配置在該沉積源上並且包括在該第一方向上彼此分隔的複數個沉積源噴嘴；一圖案化縫隙片，其面對該沉積源噴嘴單元來配置並且包括在該第一方向上彼此分隔的圖案化縫隙；以及一屏障板組合件，其配置在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫 隙片之間並且包括屏障板，其將在該沉積源噴嘴單元和該圖案化縫隙片之間的空間劃分成複數個子沉積空間；其中來自該沉積源之該沉積材料係藉由該圖案化縫隙片而圖樣化於該基板上。
  22. 根據申請專利範圍第21項的方法，其中，將該沉積材料沉積在該基板上包括當該基板或該薄膜沉積設備是移動時，不斷地將經排放的該沉積材料沉積在該基板上。
  23. 根據申請專利範圍第21項的方法，其中，該薄膜沉積設備包括複數個薄膜沉積組合件，其分別排放不同的沉積材料。
  24. 根據申請專利範圍第23項的方法，其中，將該沉積材料沉積在該基板上包括同時將不同的沉積材料沉積在該基板上。
  25. 根據申請專利範圍第24項的方法，其中，將該沉積材料沉積在該基板上包括同時形成紅色、綠色、藍色發光層在該基板上。
  26. 根據申請專利範圍第23項的方法，其中，將該沉積材料沉積在該基板上進一步包括將該些沉積材料加熱到不同的溫度。
  27. 根據申請專利範圍第23項的方法，其中，將該沉積材料沉積在該基板上進一步包括將自每個薄膜沉積組合件的沉積材料以不同數量來沉積。
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