TWI508346B - 單體沉積裝置 - Google Patents

Description

單體沉積裝置 【相關申請案之交互參照】

本申請案主張於2010年9月20日提出之韓國專利申請案第10-2010-0092539號之優先權，其內容係併入本文作為參考資料。

以下說明係關於一種單體沉積裝置以及用以排放此裝置之單體的方法，特別是，關於用以有效地將剩餘氣體排放至單體沉積於上之主腔室以及單體接收於其中之單體腔室之外部的單體沉積裝置，以及用以排放此裝置之單體的方法。

有機發光二極體(OLED)顯示裝置為具有自我發光特徵之下一代顯示裝置，且在視角、對比度、反應速率、及功率消耗等方面都優於液晶顯示裝置(LCD)。

OLED顯示裝置包含一OLED，其以矩陣的方式連接於掃描線及資料線之間而構成一畫素。OLED包含一陽極電極、一陰極電極、及形成於陽極電極與陰極電極間的一有機薄膜，且包含一電洞傳輸層、一有機發光層及一電子傳輸層。當施加一預定電壓至陽極電極及陰極電極時，經由陽極電極注入的電洞與經由陰極電極注入的電子於一發射層中結合，且在過程中所產生的能量差造成光線的射出。

然而，OLED包含有機材料，因此容易受到氫或氧的影響，且陰極電極由金屬形成，因此在空氣中容易被水氣氧化，而使電性及發射特性惡化。因此，為了改善上述缺點，由金屬所形成之罐狀或杯狀容器或由玻璃或塑膠所形成之囊封基板係設置以面向OLED所形成之處的基板，以由密封劑(如環氧樹脂)進行密封。

使用容器或囊封基板的技術並不容易應用在薄或可撓性OLED顯示裝置。因此，為了密封薄或可撓性OLED，已有薄膜囊封技術被提出。

圖1顯示薄膜囊封技術之一範例，用以交替地堆疊有機層3及無機層於OLED 2上以形成囊封層之方法係符合OLED顯示裝置所需之約10E^-6 g/m2/day之水氣穿透率(WVTR)的要求，因此被廣泛地使用。

參考圖2，轉化為汽態的單體m係從接收液態單體之單體槽21被供應至單體腔室20。當基板1從主腔室10內部朝單體腔室20向上傳遞時，開閉器30為開啟，且單體m朝基板1射出以沉積於基板1上。之後，單體m由UV光進行處理而轉變為聚合物，因而形成有機層3。此時，為了均勻地維持有機層3的特性(例如密度、厚度等等)，將單體腔室20中不需要的剩餘氣體排出是相當重要的。在此所指的剩餘氣體為用以形成薄膜材料之單體蒸氣(或單體m蒸氣及來源氣體)以外的氣體。亦即，氣體包含從單體腔室20表面所排出的氣體、由單體m材料所產生之不必要的氣體、以及純化供應單體m所經之流動路徑的氬氣。一般來說，為了排除氣體，真空幫浦41係連接至單體腔室20以將氣體排出至外部。

此外，主腔室10維持其中的真空狀態，即約10E^-4 托耳至約10E^-7 托耳之一真空。用以維持真空狀態的真空幫浦42係安裝為連接至主腔室10。

然而，安裝於流動路徑中用以將單體腔室20中的剩餘氣體排出之真空幫浦41除了排出剩餘氣體之外，也將用以形成薄膜之單體m排出，造成真空幫浦41在短時間內被單體所污染。真空幫浦的嚴重汙染將造成沉積裝置的操作停止，且增加實施維護的次數，因而降低裝置的生產率。

此外，連接至單體腔室20的真空幫浦41僅用以將單體腔室20中的剩餘氣體排出至外部，但尚未被用來將主腔室10中的真空狀態維持為相對高於單體腔室20。

因此，為了改善上述缺點，提供一種單體沉積裝置及排放此裝置之單體的方法，以選擇性地將真空幫浦連接至主腔室或單體腔室，用以增強真空幫浦的使用，且安裝能夠恢復單體之一單元於單體腔室與真空幫浦之間，以改善真空幫浦的維護且降低取代真空幫浦所產生的費用。

本發明的其他特徵及方面可藉由參考以下的詳細描述、圖式及申請專利範圍而更加清楚。

以下說明係用以協助讀者對所述之方法、裝置、及/或系統有較全面的了解。因此，熟此技藝者將可聯想到在此所述之方法、裝置、及/或系統的各種變化、修改及均等範圍。此外，為了使說明更加明確及簡潔，將省略習知功能及結構的描述。

單體沉積裝置以及排放此裝置之單體之方法的範例將參考所附隨之圖式進行詳細的描述。

圖3為顯示用以沉積單體之裝置之一範例的示意圖；圖4為顯示圖3之單體沉積裝置中之一單體冷阱之一範例的透視圖；以及圖5為顯示圖4之單體冷阱在移除冷卻板後之一範例的示意圖。

參考圖3至圖5，單體沉積裝置選擇性地連接一真空腔室至一主腔室或一單體腔室，且包含主腔室110、單體腔室120、開閉器(shutter)130、單體恢復單元、第一真空幫浦151、第一閥161、及第二閥162。

主腔室110為一空間，用以設置有機發光二極體2形成於其上的基板1以及用以沉積用來密封有機發光二極體2的一薄膜。在主腔室110中，提供了支撐基板1的基板支撐器(圖未示)以及用以線性地來回移動基板支撐器的線性傳遞單元(圖未示)。基板1係置於基板支撐器上，基板支撐器由線性傳遞單元線性地傳遞，且在汽態的單體m係朝基板1發射。沉積於基板1的單體m在後續的製程中由紫外線照射，且以紫外線照射的單體m係轉變為薄膜中的有機層3，以密封有機發光二極體2。熟此技藝者可基於馬達、滾珠螺桿、及線性傳遞導件或線性馬達的組合而實施線性傳遞單元，因此將省略其詳細描述。

主腔室110維持其中的真空狀態，即約為10E^-4 至10E^-7 托耳的真空。用以維持主腔室110真空狀態的第二幫浦152係安裝以連接至主腔室110，且吸出主腔室10中的單體m或氣體。

單體腔室120為一空間，其接收處於汽態之用於薄膜之單體m。接收處於液態之單體的單體槽121係設置於單體腔室120的外部。單體從單體槽121朝單體腔室120供應，且一毛細管或一超音波噴嘴係安裝於單體槽121與單體腔室120之間以引起處於液態之單體的壓降，使得轉化為汽態的單體m供應至單體腔室120。

開閉器130開啟單體腔室120，使得處於汽態的單體m從單體腔室120發射至主腔室110。當沒有執行沉積製程時，開閉器130關閉連接主腔室110與單體腔室120之單體腔室120的噴嘴122，使得單體m不會從單體腔室120供應至主腔室110。當沉積製程開始時，即基板1在主腔室110中從單體腔室120向上移動，開閉器130開啟單體腔室的噴嘴122，使得單體m從單體腔室120供應至主腔室110。之後，當基板1持續地傳遞而離開單體腔室120的上層區域，開閉器130再次關閉單體腔室的噴嘴122，使得單體m不會從單體腔室120供應至主腔室110。

單體恢復單元恢復從單體腔室120被排放至外部的單體m、由從外部提供之冷媒所冷卻、以及使用用以凝固及恢復處於汽態之單體m的單體冷阱140。

單體冷阱140係安裝在單體腔室120中之單體m及氣體排出所經的流動路徑，且包含外殼141、冷卻板143、及晶格板145。在此，從單體腔室120排出至外部的氣體包含由單體m材料所產生之不必要的氣體、從單體腔室120的牆所排出的氣體、以及用以純化供應單體m所經之流動路徑的氫氣。

外殼141容納冷卻板143，其將於後續製程中描述。冷媒可流經的流動路徑係形成於外殼的牆142中，使得冷媒可從外部提供進入牆142。因為外殼141本身的冷卻加速了單體m在單體冷阱140中的凝固，而可提升整體的冷卻效率。

導引溝槽146係形成於外殼牆141上。當冷卻板143插入外殼141以耦合時，冷卻板143的側邊可插入至導引溝槽146，而當冷卻板143與外殼141分開時，冷卻板143係沿導引構槽146滑動以與外殼141分離。如所述，導引構槽146幫助冷卻板143及外殼141彼此耦合及分離。

入口埠(圖未示)係形成於外殼141的一側，且從單體腔室120排出的單體m及氣體係經由入口埠而被吸入至外殼141中。

冷卻板143係容納於外殼141中，且由從外部提供的冷媒冷卻，使得單體m附著於其表面。冷媒可流動通過之流動路徑係形成於冷卻板143，且流經流動路徑的冷媒係造成冷卻板143本身的冷卻。冷卻板143的低溫使得在汽態的單體m凝固且微粒化，因而附著於冷卻板143的表面。冷卻板143恢復單體m，使得單體可從中移除的氣體係排出至單體冷阱140的外部。

穿孔144形成於冷卻板143中並穿過冷卻板的頂表面及底表面，且單體m與氣體係經由穿孔144穿過冷卻板143而流動。

複數個冷卻板143形成於外殼141中，且沿氣體及單體的流動方向A而彼此間隔設置，使得單體m可經由許多階段而而恢復。如圖4所述，單體m首先由設置於最上部的冷卻板143恢復，且單體由設置於最底部的複數個冷卻板143再次恢復，由此可改善單體m從單體m及氣體之混合物的恢復速率。

形成於每一冷卻板143中之穿孔144的孔徑面積係朝在外殼141中氣體及單體之流動方向A之向下方向而降低。設置於最高部之冷卻板143之穿孔144的孔徑面積為最大，設置於最低部之冷卻板143之穿孔144的孔徑面積為最小，且置於其中的冷卻板143之穿孔144的孔徑面積係逐漸降低。

如上述，穿孔144的孔徑面積係從氣體及單體之流動方向A的上部往下減少，而使單體恢復速率增加。由於大量單體m係包含於在氣體及單體之流動方向A上部之混合氣體中，即使穿孔144的大孔徑面積增加了流動速率，許多單體m仍可恢復。然而，在氣體及單體之流動方向A的下部，單體m由設置於上部的冷卻板143移除而含有少量的單體，因此降低穿孔144的孔徑面積(增加了流量的降幅)，且流體的速度係降低而增加單體m的恢復速率。

晶格板145係安裝以與冷卻板143的頂表面及底表面接觸，以增加單體m附著的表面面積。晶格板145係安裝以接觸冷卻板143，以冷卻至與冷卻板143相同等級，使得單體m凝固於晶格板145的表面而微粒化並附著於其上。單體m附著處的表面面積將藉由晶格板145而增加，進而增加單體恢復速率。

出口埠(圖未示)係形成於外殼141的另一側，使得單體m從中移除的氣體係經由出口埠排出至單體冷阱140的外部。因此，可避免單體m阻塞出口埠及排氣通道。

如上述所構成之單體冷阱140的維護可以簡單的方式實施。在冷卻板143及晶格板145從外殼141取出後，附著於冷卻板143及晶格板145之表面的微粒單體將被移除，而完成單體冷阱140的維護。因此，單體冷阱140可簡化單體恢復單元的維護且可半永久性地使用。

第一真空幫浦151選擇性地連接至主腔室110或單體冷阱140(單體恢復單元)，並吸入單體腔室120中之單體m或氣體。有關將於後續製程中進行描述之第一閥161與第二閥，當第一閥161開啟且第二閥162關閉時，第一真空幫浦151係連接至主腔室110，且當第一閥161關閉且第二閥162開啟時，第一真空幫浦151係連接至單體冷阱140。

第一閥161開啟或關閉在主腔室110與第一真空幫浦151間的一流動路徑，以及第二閥162開啟或關閉在單體恢復單元(單體冷阱140)與第一真空幫浦151間的一流動路徑。

使用單體沉積裝置100排放單體之方法的一範例將參考圖3至圖7而概要地描述於下。

圖6為顯示圖3之單體沉積裝置之一範例的示意圖，其中主腔室係連接至第一真空幫浦，而圖7為顯示圖3之單體沉積裝置之一範例的示意圖，其中單體腔室係連接至第一真空幫浦。

單體沉積裝置的排放方法包含第一至第三排放操作。

在第一排放操作中，在主腔室110中的單體m或氣體係經由第一閥161及第一真空幫浦151而排放至外部(圖6中“B”所表示的流動路徑)，而單體m從單體腔室120發射至主腔室110，且正執行一沉積製程。

當第一閥161開啟時，主腔室110與第一真空幫浦151間的一流動路徑係開啟，而當第二閥162關閉時，單體冷阱140與第一真空幫浦151間的一流動路徑係關閉。

在第二排放操作中，當停止至單體腔室120的單體供應且正供應用以淨化連接單體腔室120至外部之一流動路徑之淨化氣體時，在單體腔室120中的氣體係經由單體冷阱140、第二閥162、及第一真空幫浦151而排放(圖7中“D”所表示的流動路徑)。

當第一閥161關閉時，主腔室110與第一真空幫浦151間之流動路徑係關閉，而當第二閥162開啟時，單體冷阱140與第一真空幫浦151間之流動路徑係開啟。

從單體腔室120排放的氣體包含單體腔室120中所剩餘的單體m、從單體腔室120表面所排出的氣體、由單體m材料所產生之不必要的氣體、或用以純化供應單體m所經之流動路徑的氬氣。

由於第二排放操作，單體腔室120中不必要的氣體係排出至外部，使得供應至單體腔室120供後續沉積製程之單體m的品質可提高。

隨著沉積製程持續的進行，來自外部的單體供應係重複地執行及停止，因此這樣的一個製程係根據單體供應而重複地執行第一排放操作及第二排放操作。

在第三排放操作中，在主腔室110中的單體m或氣體係藉由第二幫浦152而排放至外部。第三排放操作係與第一排放操作及第二排放操作一同執行以持續地排放主腔室110中的單體m或氣體。

如上述，主腔室110維持真空狀態於約10E^-4 至10E^-7 托耳之一範圍，且考量到主腔室110的大空間，由於第二幫浦152與第一真空幫浦151係一同將單體m與氣體排放至外部，主腔室110中的壓力可持續地維持。

如上述，在單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法中，真空幫浦可選擇性地連接至主腔室或單體腔室，以增強真空幫浦的使用。

此外，如上述，在單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法中，能夠恢復單體之一單元係安裝於單體腔室與真空幫浦之間，因而改善真空幫浦的維護且降低取代真空幫浦所導致的費用。

此外，在單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法中，使用單體恢復單元，其係使用冷媒使處於汽態的單體凝固以恢復，如此而可改善單體恢復速率。

雖然單體冷阱的範例係描述及說明為矩形，且冷卻板為四邊形，然而單體冷阱可形成為圓柱形且冷卻板可形成為圓柱板形，且其可以各種形式實施。

根據單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法，真空幫浦係選擇性地連接至主腔室或單體腔室，以增強真空幫浦的使用。

此外，根據單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法，能夠恢復單體之一單元係安裝於單體腔室與真空幫浦之間，因而改善真空幫浦的維護且降低取代真空幫浦所導致的費用。

再者，根據單體沉積裝置以及排放此裝置之單體的方法，使用單體恢復單元，其係使用冷媒使處於汽態的單體凝固以恢復，如此而可改善單體恢復速率。

以上已描述了數個實施例。然而，應了解可做出許多修改。舉例來說，若所述技術以不同的順序執行、及/或在所述系統、架構、裝置、或電路中的組件以不同方式組合及/或由其他組件或其均等物所取代或增補，仍可達到適當的結果。因此，其他實施係落入後附申請專利範圍的範疇中。

1．．．基板

2．．．有機發光二極體

3．．．有機層

4．．．無機層

10．．．主腔室

20．．．單體腔室

21．．．單體槽

30．．．開閉器

41．．．真空幫浦

42．．．真空幫浦

100．．．單體沉積裝置

110．．．主腔室

120．．．單體腔室

121．．．單體槽

122．．．噴嘴

130．．．開閉器

140．．．單體冷阱

141．．．外殼

142．．．牆

143．．．冷卻板

144．．．穿孔

145．．．晶格板

146．．．導引溝槽

151．．．第一真空幫浦

152．．．第二幫浦

161．．．第一閥

162．．．第二閥

圖1為一示意圖，顯示應用薄膜囊封技術之有機發光二極體(OLED)顯示裝置之一範例；

圖2為顯示習知單體沉積裝置之一範例的示意圖；

圖3為顯示單體沉積裝置之一範例的示意圖；

圖4為顯示圖3之單體沉積裝置中之一單體冷阱之一範例的透視圖；

圖5為顯示圖4之單體冷阱在移除冷卻板後之示意圖；

圖6為顯示圖3之單體沉積裝置之一示意圖，其中主腔室係連接至第一真空幫浦；以及

圖7為顯示圖3之單體沉積裝置之一示意圖，其中單體腔室係連接至第一真空幫浦。

在圖式及詳細描述中，除非另有描述，相同的圖式元件符號係代表相同的元件、特徵、或結構。這些元件的相對尺寸及繪示可能可能為了清楚、說明、及方便等因素而放大。

100．．．單體沉積裝置

110．．．主腔室

120．．．單體腔室

121．．．單體槽

122．．．噴嘴

130．．．開閉器

140．．．單體冷阱

151．．．第一真空幫浦

152．．．第二幫浦

161．．．第一閥

162．．．第二閥

Claims (2)

1. 一種單體沉積裝置，包含：一主腔室，單體於其中沉積於一基板上；一單體腔室，用以接收在一汽態之該單體；一開閉器，用以開啟該單體腔室使得該單體從該單體腔室發射至該主腔室；一單體恢復單元，用以使從該單體腔室排出至外部之氣體恢復成單體；一第一真空幫浦，當該單體從該單體腔室發射至該主腔室且實施沉積製程時，連接至該主腔室，用以吸入在該主腔室中之該單體或氣體，並且當停止將該單體供應至該單體腔室並供應用以淨化連接該單體腔室至外部之一流動路徑之淨化氣體時，連接至該單體恢復單元以吸入在該單體腔室中之該單體或氣體；一第一閥，當實施沉積製程時，用以開啟在該主腔室及該第一真空幫浦間之流動路徑，以及當停止將該單體供應至該單體腔室並供應該淨化氣體時，關閉在該主腔室及該第一真空幫浦間之流動路徑；以及一第二閥，當停止將該單體供應至該單體腔室並供應該淨化氣體時，用以開啟在該單體恢復單元及該第一真空幫浦間之流動路徑，以及當實施沉積製程時，用以關閉在該單體恢復單元及該第一真空幫浦間之流動路徑；其中該單體恢復單元包含：一冷卻板由外部提供之一冷媒所冷卻並具有一穿孔由頂至底表面貫穿而形成於該冷卻板中，以及一晶格板設置與該冷卻板接觸以增加該單體所吸附的 表面積；其中該單體恢復單元設定以凝固及恢復在該冷卻板或該晶格板表面處的一汽態之單體。
2. 如請求項1所述之裝置，更包含：一第二真空幫浦，該第二真空幫浦係連接至該主腔室且用以吸入在該主腔室中之該單體或氣體。