TWI597375B - 沉積源及具有其之沉積設備 - Google Patents

Description

沉積源及具有其之沉積設備

主張優先權

公開之本申請係參考、於本文中併入、並主張先前於2013年5月2日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請號10-2013-0049517之所有利益。

本揭露係關於一種沉積源及具有沉積源之沉積設備。

近年來，有機發光顯示器作為次世代顯示裝置而受到高度關注，由於其具有優異的亮度及視角且不需要包含分離光源，液晶顯示器卻需要背光源。因此，有機發光顯示器具有纖薄及重量輕之優點。此外，有機發光顯示器有其他具優勢之性質，例如：反應速度快、耗電量低、亮度高等。

在一般情況下，有機發光顯示器包含有機發光裝置，有機發光裝置包含陽極電極、有機發光層、以及陰極電極。電洞和電子分別通過陽極電極和陰極電極注入至有機發光層中，且再結合於有機發光層中以產生激子(電子-電洞對)。當激子從激發態返回到基態時，其以光之形式釋放出能量。

陽極和陰極電極通常由薄金屬層或薄透明導電層形成。有機發光層由至少一個有機薄層形成。為了形成有機薄層和金屬薄層於有機發光顯示器上，係使用沉積設備。沉積設備包含坩堝，其以沉積材料填充且具有噴嘴以噴塗沉積材料。當坩堝加熱到預設溫度時，坩堝中之沉積材料被蒸發，且通過噴嘴而噴塗已蒸發之沉積材料。通過噴嘴而噴塗之沉積材料沉積於基板上，因而形成薄膜層。

本揭露係提供一種沉積源，能夠均勻地沉積薄膜層於基板上。

本揭露也提供包含上述沉積源之一種沉積設備。

本發明概念之實施例提供一種沉積源，包含容納沉積材料並蒸發沉積材料之坩堝；設置於坩堝中並與沉積材料分隔一段預設距離之網格構件，網格構件包含複數個開口穿過其中而形成；設置於坩堝中之網格構件上以使網格構件分隔成複數個格子區域之格子構件、提供於網格構件上並充滿複數個格子區域之複數個熱球；以及設置於坩堝上以覆蓋坩堝之封蓋，封蓋包含噴孔以噴塗已蒸發之沉積材料。

各複數個熱球具有之直徑可大於開口之最短維度，複數個熱球之直徑可在約1毫米至約3毫米之範圍中。熱球可由碳化矽纖維形成，其具有之熔點可為約攝氏700度或更高。

網格構件可進一步包含具有環狀形狀並且接觸於坩堝之內壁之側表面部分及連接至側表面部分之內側表面之下部並且被設置以面對沉積材料之網格網，開口穿過網格網形成。

格子構件可包含複數個第一格子構件，其延伸於第一方向並且設置以沿著第一水平維度而彼此分開固定間距；以及複數個第二格 子構件，其延伸於和第一方向交叉的第二方向並且設置以沿著第二水平維度而彼此分開固定間距，第一和第二格子構件將網格網分隔成複數個格子區域。

第一和第二格子構件具有之高度可高於側表面部分之高度。第一和第二格子構件之側表面之下部可連接至側表面部分之內側表面，並且第一和第二格子構件之下表面可連接至網格網。

複數個熱球可提供至網格網並且彼此堆疊而到達第一和第二格子構件之頂端，熱球之堆疊高度可相應於第一和第二格子構件之高度。

第一格子構件之間的各距離及第二格子構件之間的各距離可在約18.5毫米至約19.5毫米之範圍中，第一和第二格子構件之各長度可在約55.2毫米至約57.2毫米之範圍中，並且第一和第二格子構件之各高度可在約11.5毫米至約12.5毫米之範圍中。

側表面部分之外側表面之直徑可在約59毫米至約61毫米之範圍中，側表面部分之外側表面之直徑和側表面部分之內側表面之直徑之間的差可在約0.8毫米至1.2毫米之範圍中，並且側表面部分之高度可在約4.8毫米至約5.2毫米之範圍中。

網格構件和格子構件可由基於沃斯田鐵之不銹鋼形成。

沉積源可進一步包含具有環狀形狀之網格支撐件。網格支撐件可被設置於坩堝中，網格支撐件與沉積材料分隔且連接至坩堝之內壁，網格構件設置於網格支撐件上並藉由網格支撐件而支撐。

本發明概念之實施例提供一種沉積設備包含真空室；基板，其設置於真空室之上部；以及沉積源，其設置於真空室之下部以供應 沉積材料給基板。沉積源可包含坩堝，其容納沉積材料並蒸發沉積材料；網格支撐件，其具有環狀形狀且被設置於坩堝中，網格支撐件與沉積材料分隔且連接至坩堝之內壁；網格構件，其被設置於網格支撐件上並藉由網格支撐件而支撐，並且其包含複數個開口穿過其中而形成；格子構件，其設置於坩堝中之網格構件上以使網格構件分隔成複數個格子區域；複數個熱球，其被提供於網格構件上並填充複數個格子區域；以及封蓋，其設置於坩堝上以覆蓋坩堝，並包含噴孔以噴塗已蒸發之沉積材料。

根據以上所述，複數個熱球可均勻地設置於沉積源中。

10‧‧‧真空室

100‧‧‧沉積源

110‧‧‧坩堝

111‧‧‧沉積材料

120‧‧‧網格支撐件

130‧‧‧網格構件

131‧‧‧側表面部分

132‧‧‧網格網

140‧‧‧格子構件

141‧‧‧第一格子構件

142‧‧‧第二格子構件

150‧‧‧封蓋

151‧‧‧噴嘴

200‧‧‧基板

210‧‧‧基板支撐件

300‧‧‧沉積設備

D‧‧‧直徑

H‧‧‧噴孔

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

I-I’、II-II’‧‧‧線

L‧‧‧長度

MA‧‧‧格子區域

OP‧‧‧開口

T‧‧‧厚度

THB‧‧‧熱球

W‧‧‧間距

上述及其他本發明之優點將透過參考下面之實施方式並結合圖式而易於理解，其中：第1圖係顯示根據本揭露之例示性實施例之沉積源之爆炸透視圖；第2圖係沿著第1圖所示之線I-I’而切割之剖面圖；第3圖係顯示第1圖所示之網格構件及格子構件之上視圖；第4圖係沿著第3圖所示之線II-II’而切割之剖面圖；以及第5圖係顯示包含第1圖所示之沉積源之沉積設備之示意圖。

封蓋：適合坩堝之開口的蓋子或頂部，蓋子或頂部係能夠限制坩堝之內容物從坩堝而逸出之路徑。

坩堝：容器，沉積材料可在其中被加熱到足夠高的溫度而轉變成蒸氣狀態之沉積材料。坩堝可由陶瓷或金屬材料製成，但本發明中所使用適合坩堝之組成並不限定於此。

高度：沿著平行於本發明之坩堝之中心軸線之維度方向之距離。在本文中提及之詞彙「高度」應被理解為相對於坩堝之位置，並且不需要具有任何與地表相關之特定關聯。

水平維度：垂直於本發明之坩堝之中心軸線之維度。在本文中提及之維度應被理解為相對於坩堝之位置，並且不需要具有任何與地表相關之特定關聯。

格子構件：屏障構件，其功能為將網格網之上方區域分隔成複數個較小區域。

網格構件：實心框架，包含跨越框架之一面之網格，網格包含兩組股線，各股線被設置以平行同組之其他股線，一組股線一般定向垂直於另一組股線，兩組股線係相互交織。

網格網：股線交織之系統，其作為網格構件之一個組件。

平視圖：從以上主題物件所觀察之視圖，視圖係採取垂直正射投影之形式將主題物件之特徵投射到水平面上。

側表面：組件之表面形成組件之邊界並且具有一個維度平行於被定向垂直之表面(即，平行於坩堝之中心軸線)。

熱球：球形物體，以具有足夠高比熱之材料製成，使得球形物體之溫度於沉積操作期間保持相對不變，其材料係呈惰性於沉積材料。熱球之實用性為，於沉積操作期間阻擋熱量傳遞至遮罩或基板，並且其有助於過濾掉從沉積材料之產品噴塗之沉積材料之汙染物塊。

上/下：這些方向性詞彙係指沿著坩堝之中心軸線的方向，「上」指從坩堝內部之原點朝向封蓋的方向，「下」指從坩堝內部之原點朝向坩堝之邊界的方向。在目前情況下，這些詞彙並不係為了具有與地表相關之任何特定關係。

真空室：至少於沉積操作期間能夠保持高真空之外殼。

在下文中，本發明將參考附圖而詳細說明。

第1圖係顯示根據本揭露之例示性實施例之沉積源100之爆炸透視圖，且第2圖係沿著第1圖所示之線I-I’而切割之剖面圖。為了便於解釋，第2圖顯示已組裝之沉積源之剖面圖。

請參閱第1圖和第2圖，沉積源100可包含坩堝110、沉積材料111、網格支撐件120、網格構件130、格子構件140、複數個熱球THB、以及封蓋150。

坩堝110可具有圓柱狀形狀。因此，坩堝110可具有圓形形狀之剖面圖，但其不應該被限制為圓形形狀。即係，坩堝110可具有各種形狀，諸如橢圓形、矩形、以及多邊形等之剖面圖。

坩堝110可由用來沉積於基板之沉積材料111填充其中。沉積材料111可準備以形成金屬薄膜層或有機薄膜層。

雖然未顯示於圖式中，坩堝110可包含加熱單元。加熱單元可加熱坩堝110以蒸發沉積材料111。

網格支撐件120、網格構件130、格子構件140、以及複數個熱球THB可設置於坩堝110中並與沉積材料111而分隔。詳細而言，網格支撐件120可設置於坩堝110中並與沉積材料111以預設距離而分隔。網格支撐件120可具有環狀形狀並可連接至坩堝110之內壁。

網格構件130可接觸於坩堝110之內壁。另外，網格構件130可設置於網格支撐件120上並藉由網格支撐件120而被支撐。

網格構件130可包含複數個開口OP、側表面部分131、以及網格網132。開口OP可穿過網格網132而形成。側表面部分131可具有環狀形狀且可接觸於坩堝110之內壁和網格支撐件120之上表面。

側表面部分131具有之厚度可定義為側表面部分131之外側表面之直徑和側表面部分131之內側表面之直徑之間的差。側表面部分131之厚度可小於網格支撐件120之厚度，但其應不限於此。側表面部分131之厚度可等於或大於網格支撐件120之厚度。

網格網132可連接至側表面部分131之內側表面之下部。側表面部分131之下部邊界表面可相稱於網格網132之下部邊界表面。網格網132可設置以面對沉積材料111。網格網132可具有網格結構。穿過網格網132而形成之開口OP可提供沉積材料111從坩堝110蒸發之後之移動路徑。

格子構件140可設置於坩堝110中之網格構件130上。格子構件140可將網格構件130分隔成複數個區域MA，其可在平視圖中辨明。由格子構件140所分隔之區域MA可稱為格子區域MA。

格子構件140所具有之高度可大於網格構件130之側表面部分131之高度。格子構件140之側表面之下部可連接至網格構件130之側表面部分131之內側表面。格子構件140之下表面可連接至網格構件130之網格網132。

格子構件140可包含複數個第一格子構件141，其沿著第一水平維度X1而延伸；以及複數個第二格子構件142，其沿著與第一 水平維度X1交叉之第二水平維度X2而延伸。第一格子構件141和第二格子構件142之間的關係可透過參考平視圖而達最佳之觀察。舉例而言，如第1圖中所示有兩個第一格子構件141和兩個第二格子構件142，但第一和第二格子構件141和142之數量應不限於此。

第一格子構件141可以固定間距而彼此分隔設置，且第二格子構件142可以固定間距而彼此分隔設置。第一和第二格子構件141和142可向上延伸而大於網格構件130之側表面部分131之延伸程度。亦即，第一和第二格子構件141和142之高度可高於網格構件130之側表面部分131之高度。在特定之較佳實施例中，第一格子構件141之高度可等於第二格子構件142之高度。

第一和第二格子構件141和142之側表面之下部可連接至網格構件130之側表面部分131之內側表面。第一和第二格子構件141和142之下表面可連接至網格構件130之網格網132。因此，第一和第二格子構件141和142可將網格網132分隔成格子區域MA，此可透過參考平視圖而達最佳之觀察。格子構件140之第一和第二格子構件141和142可透過焊接方法而連接至網格構件130之側表面部分131和網格網132。

格子構件140和網格構件130可由不銹鋼、銅、以及其合金之其中之一形成。舉例而言，在第一和第二格子構件141和142及網格構件130之側表面部分131和網格網132可由基於沃斯田鐵之不銹鋼形成。

熱球THB可提供於網格構件130並可填充格子區域MA。詳細而言，熱球THB可提供於網格網132上並彼此堆疊以到達格子區域MA之第一和第二格子構件141和142之頂端。

每一熱球THB可具有大於網格網132之各開口OP之最短維度之直徑。因此，填充於格子區域MA的熱球THB無法通過開口OP。在本例示性實施例中，每一熱球THB具有約1毫米至約3毫米之直徑。

熱球THB具有之熔點可高於被加熱單元加熱之坩堝110所達到之溫度。因此，熱球THB在被加熱之坩堝110之溫度中可不變形或熔化。較佳地，形成熱球THB之材料可不具有任何排氣(out-gassing)。由於加熱單元產生的被加熱之坩堝110之溫度之範圍可從約攝氏200度至約攝氏500度，熱球THB所期望具有的熔點之溫度可為約攝氏700度或更高，且在約攝氏500度之溫度不會產生任何排氣。

形成熱球THB之材料可選自基於碳化矽之聚合物和陶瓷，此種材料展現優異的耐熱性和優異的耐腐蝕性。適合此角色之基於碳化矽之聚合物可為主鏈包含矽至碳之單鍵之聚合物。舉例而言，熱球THB可由碳化矽纖維形成。碳化矽纖維可在約攝氏1000度或更高之溫度中處於穩定狀態，且其可具有優異的拉伸強度和優異的彈性。

封蓋150可設置於坩堝110上以覆蓋坩堝110。封蓋150可包含噴嘴151以噴塗已蒸發之沉積材料111。噴嘴151可包含噴孔H以從其噴塗已蒸發之沉積材料111。

當施加外部衝擊至沉積源100時或當沉積源100移動時，沉積材料中之沉積材料粒子可從填充於沉積源100之沉積材料111被噴濺出而發生噴濺現象。噴濺現象所產生之沉積材料粒子就沉積膜而言可為污染粒子。

當網格構件130和熱球THB未設置於坩堝110中時，污染 粒子可被噴濺出，接著，其可附著於封蓋150之噴嘴151上。於是，噴嘴151之噴孔H之大小可因汙染粒子而減小。在此情況下，已蒸發之沉積材料111之噴塗速度可與預設之已蒸發之沉積材料111之噴塗速度有所不同。

在沉積材料111係為有機材料之情況下，可提供已蒸發之沉積材料111至基板之像素區域(未示出)以形成有機發光層。有機發光層需具有均勻厚度。然而，當汙染粒子噴濺出並提供至基板時，污染粒子可提供至像素區域。其結果為，由於污染粒子之存在，所形成之像素區域中之有機發光層可能不具有均勻厚度。因此，在像素區域之間的亮度可產生差異。

熱球THB作為過濾器以過濾汙染粒子。亦即，儘管因噴濺現象而可從沉積材料111產生污染粒子，熱球THB可捕捉汙染粒子而避免其提供至噴嘴151和基板。

熱球THB需要均勻地設置以便有效地過濾汙染粒子。當施加外部衝擊於其上時，熱球THB可移動。

在其它實施例中，格子構件140可被省略並且熱球THB可被隨機地設置於網格網132上。在此情況下，當施加外部衝擊於沉積源100時，熱球THB可輕易地移動。

根據本例示性實施例之沉積源100可包含設置於網格網132上之格子構件140，並且由格子構件140定義之格子區域MA可充滿熱球THB。

在熱球THB設置於格子區域MA之實施例中，相較於熱球THB被隨機地設置於網格網132之整體表面上之實施例，可降低由外部衝擊所造成之熱球THB之移動性。亦即，若熱球THB之移動被限 制於格子區域MA而非網格網132之整體表面上，熱球THB之移動性係低於缺少格子構件140之實施例。其結果為，當採用格子構件140而非隨機地將熱球THB設置於網格網之整體表面上時，熱球THB可更均勻地設置。

因此，根據本例示性實施之沉積源100之熱球THB可均勻地設置。

第3圖係顯示第1圖所示之格子構件及網格構件之上視圖，而第4圖係沿著第3圖所示之線II-II’而切割之剖面圖。

第3圖和第4圖顯示網格構件130和格子構件140之詳細大小和設置。在本例示性實施例中，兩個第一格子構件141和兩個第二格子構件142將於代表之範例中描述。

請參閱第3圖和第4圖，第一格子構件141之間距W可設置為等於第二格子構件142之間距W。舉例而言，各第一格子構件141之間距W和第二格子構件142之間距W可在約18.5毫米到約19.5毫米之範圍內。

另外，第一格子構件141之長度L可設置為等於第二格子構件142之長度L。例如，各第一格子構件141之長度L和第二格子構件142之長度L可在約55.2毫米到約57.2毫米之範圍內。

網格構件130之側表面部分131之外側表面之直徑D可在約59毫米到約61毫米之範圍內。網格構件130之側表面部分131之厚度T可取決於側表面部分131之外側表面之直徑和側表面部分131之內側表面之直徑之間的差。在本例示性實施例中，網格構件130之側表面部分131之厚度T係在約0.8毫米到約1.2毫米之範圍內。

網格構件130之側表面部分131之高度可被稱為第一高度H1。為了便於說明，兩個第二格子構件142被顯示於第4圖中，並且第一和第二格子構件141和142在所示之實施例中具有相同高度。第一和第二格子構件141和142之高度可被稱為第二高度H2。

第一和第二格子構件141和142之第二高度H2可高於網格構件130之側表面部分131之第一高度H1。例如，網格構件130之側表面部分131之第一高度H1可在約4.8毫米到約5.2毫米之範圍內，並且第一和第二格子構件141和142之第二高度H2可在約11.5毫米到約12.5毫米之範圍內。

第5圖係顯示包含第1圖所示之沉積源100之之沉積設備300之示意圖。

請參閱第5圖，沉積設備300可包含真空室10、沉積源100、以及基板200。沉積源100相同於參考第1至4圖所描述。

真空室10可保持高真空狀態以防止外來物質進入其中，並確保沉積材料111被噴嘴151噴出後之噴射軌跡之線性度。

沉積源100可設置於真空室10之下部。基板200可設置於真空室10之上部。基板200可藉由基板支撐件210而支撐。基板200可面對沉積源100之噴嘴151。

當沉積源100之坩堝110被加熱單元加熱時，坩堝110持有之沉積材料111被蒸發。已蒸發之沉積材料111可通過噴嘴151之噴孔H噴塗至基板200。如此，沉積材料111可沉積於基板200上。當沉積材料111為有機材料時，有機薄膜可形成於基板200上，而當沉積材料111係為金屬材料時，金屬薄膜可形成於基板200上。

本例示性實施例之沉積源100可包含格子構件140設置於網格網132上且熱球THB可充滿於由格子構件140所定義之格子區域MA中。

在具有熱球THB設置於格子區域MA之實施例中，相較於熱球THB隨機地設置於網格網132之整體表面上之實施例而言，可降低由於外部衝擊而導致之熱球THB之移動性。亦即，在熱球THB所移動之區域可被限制於格子區域MA中而非網格網132之整體表面上之特定實施例中，熱球THB之移動性可相對低於其他的實施例。其結果為，熱球THB在採用格子構件140以形成格子區域MA之實施例中可比將熱球THB隨機地設置於網格網132之整體表面上之實施例中更均勻地設置。

因此，根據本例示性實施例之沉積設備300所採用之沉積源100之熱球THB可均勻地設置。

雖然已描述本發明之例示性實施例，其應被理解為本發明不限於此例示性實施例，並且技術領域中具有通常知識者可在本發明之下列專利範圍內所限制之精神和範疇中做出各種變化和修改。

100‧‧‧沉積源

110‧‧‧坩堝

120‧‧‧網格支撐件

130‧‧‧網格構件

131‧‧‧側表面部分

132‧‧‧網格網

140‧‧‧格子構件

141‧‧‧第一格子構件

142‧‧‧第二格子構件

150‧‧‧封蓋

151‧‧‧噴嘴

H‧‧‧噴孔

I-I’‧‧‧線

OP‧‧‧開口

THB‧‧‧熱球

Claims (10)

1. 一種沉積源，其包含：一坩堝，其容納一沉積材料並蒸發該沉積材料；一網格構件，其設置於該坩堝中並與該沉積材料分隔一預設距離，該網格構件包含複數個開口穿過其中而形成；一格子構件，其設置於該坩堝中之該網格構件上以使該網格構件分隔成複數個格子區域；複數個熱球，其被提供於該網格構件上並充滿該複數個格子區域；以及一封蓋，其設置於該坩堝上以覆蓋該坩堝，該封蓋包含一噴孔以噴塗已蒸發之該沉積材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之沉積源，其中該複數個開口具有一最短維度，每一該複數個熱球具有大於該複數個開口之該最短維度之直徑，該複數個熱球之直徑係在約1毫米至約3毫米之範圍中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之沉積源，其中該複數個熱球包含一碳化矽纖維，其具有之熔點為約攝氏700度或更高。
4. 如申請專利範圍第1項所述之沉積源，其中該網格構件進一步包含：一側表面部分，其具有環狀形狀並且接觸於該坩堝之內壁；以及 一網格網，其連接至該側表面部分之內側表面之下部，並且設置以面對該沉積材料，該複數個開口形成以穿過該網格網。
5. 如申請專利範圍第4項所述之沉積源，其中該格子構件包含：複數個第一格子構件，其延伸於一第一方向並且被設置以沿著一第一水平維度而彼此分開固定間距；以及複數個第二格子構件，其延伸於和該第一方向交叉的一第二方向上並且被設置以沿著一第二水平維度而彼此分開固定間距，該複數個第一格子構件和第二格子構件將該網格網分隔成該複數個格子區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之沉積源，其中該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件具有之高度係高於該側表面部分之高度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之沉積源，其中該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件之側表面之下部係連接至該側表面部分之內側表面，並且該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件之下表面係連接至該網格網。
8. 如申請專利範圍第6項所述之沉積源，其中該複數個熱球提供到該網格網並且彼此堆疊而到達該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件之頂端，堆疊之該複數個熱球之高度係相應於該複數個第一格子 構件和該複數個第二格子構件之高度。
9. 如申請專利範圍第5項所述之沉積源，其中該複數個第一格子構件之間的各距離及該複數個第二格子構件之間的各距離係在約18.5毫米至約19.5毫米之範圍中，該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件之各長度係在約55.2毫米至約57.2毫米之範圍中，並且該複數個第一格子構件和該複數個第二格子構件之各高度係在約11.5毫米至約12.5毫米之範圍中。
10. 如申請專利範圍第9項所述之沉積源，其中該側表面部分之外側表面之直徑係在約59毫米至約61毫米之範圍中，該側表面部分之外側表面之直徑和該側表面部分之內側表面之直徑之間的差係在約0.8毫米至1.2毫米之範圍中，並且該側表面部分之高度係在約4.8毫米至約5.2毫米之範圍中。