TWI607593B - 有機膜厚度測量單元及具彼之沉積設備 - Google Patents

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Description

有機膜厚度測量單元及具彼之沉積設備
本發明係關於一種用於測量一有機薄膜厚度之設備及具彼之沉積設備。
電場發光元件可調整經由注入到有機薄膜之電子和電洞結合後的剩餘能量所產生之光的波長，根據有機材料的含量，且可達到全彩的實施。
該有機薄膜係於一真空腔室內沉積於一基材上，且沉積於基材上之有機薄膜的厚度可由一石英感測器(crystal sensor)來測量。
上述揭露於此先前技術段落的資訊，僅係用以增進對背景技術的瞭解，且因此可能含有尚未形成為本國所屬技術領域具通常知識者已知之先前技術的資訊。
本發明之一例示性具體實施態樣係提供一有機薄膜厚度量測單元以及具彼之有機薄膜沉積設備，其可延長石英感測 器之可用生命週期。
根據本發明之一例示性具體實施態樣，一用於測量 一有機薄膜厚度之設備可包括：一基座；一第一支架，耦合於該基座；一第二支架，包含一第一端點，連接至該第一支架，以及一第二端點；一偵測構件，連接至該第二支架之第二端點且配置以測量一沉積於一沉積物件之有機薄膜的厚度；一位置調整構件，配置以調整該偵測構件的位置。
根據本發明之例示性具體實施態樣，該位置調整構 件可包括一旋轉驅動器，提供於該第一支架上且配置以使該第二支架繞該第二支架之一端點旋轉而調整該第一支架與該偵測構件之間的角度。
根據本發明之例示性具體實施態樣，該位置調整構 件可進一步包括一指示屏(indicator panel)，其係包含一第一指示刻度，顯示該該第一支架和該第二支架之間的角度。
根據本發明之例示性具體實施態樣，該位置調整構 件可包括一線性運動驅動器，提供於基座上以於垂直方向上移動該第一支架而調整該偵測構件的高度。
根據本發明之例示性具體實施態樣，該第一支架可 包含一第二指示刻度，顯示該第一支架相對於該基座之相對高度。
本發明之另一例示性具體實施態樣係提供一用於測 量一有機薄膜之厚度的設備，其可包括：一基座；一第一支架，耦合於該基座；一第二支架，包含一第一端點，連接至該第一支 架，以及一第二端點；以及一偵測構件，連接至該第二支架之第二端點且配置以測量一沉積於一沉積物件之有機薄膜的厚度，其中該偵測構件係包括一容器，以可旋轉方式連接至該第二支架之第二端點且可繞一沿該第二支架之長度方向延伸的旋轉軸而旋轉，該容器包含一開口，一有機材料流通過該開口而流入該容器；至少一感測器，提供於該容器內且配置以測量該通過該開口而流入該容器之有機材料之通量；以及一支架，提供於該容器內且配置以支撐該感測器。
根據本發明之例示性具體實施態樣，該至少一感測 器可包含複數個感測器，且該支架可包括一旋轉盤，該複數個感測器係沿該旋轉盤邊緣而佈置。
本發明之另一具體實施態樣係提供一有機薄膜沉積 設備，其可包括一處理腔室；一沉積源，配置以供給一有機材料至一承載至該處理腔室中之基材；以及前述測量設備，其中該前述測量設備係於該處理腔室內設置於該沉積源旁。
根據本發明之例示性具體實施態樣，一有機薄膜厚 度測量單元可確保石英感測器之長的生命週期，以及一具有彼之有機薄膜沉積設備。
10‧‧‧有機薄膜沉積設備
100‧‧‧處理腔室
200‧‧‧沉積源
300‧‧‧遮罩組件
320‧‧‧遮罩框
322‧‧‧開口
340‧‧‧遮罩
400‧‧‧固定單元
500‧‧‧有機薄膜厚度測量單元
510‧‧‧基座
520‧‧‧第一支架
530‧‧‧第二支架
532‧‧‧支撐盤
540‧‧‧感測構件或偵測構件
542‧‧‧容器或集裝箱
543‧‧‧開口
544‧‧‧支架
545‧‧‧旋轉盤
547‧‧‧輪軸
549‧‧‧馬達
550‧‧‧感測器
560‧‧‧位置調整構件或位置調整器構件
562‧‧‧旋轉驅動器或旋轉移動促動機
563‧‧‧指示屏
564‧‧‧線性運動驅動器或線性移動促動機
H1‧‧‧第一高度
H2‧‧‧第二高度
S‧‧‧基材
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
以下描述之圖式僅係供說明的目的，而非用以限制本發明之範圍。
第1圖係一截面圖，說明根據本發明之一例示性具體 實施態樣之有機薄膜沉積設備。
第2圖係一放大圖，說明第1圖之有機薄膜測量單元。
第3圖係一前視圖，說明第2圖之測量構件。
第4圖係一沿第3圖中線A-A’的截面圖。
第5圖係一圖解，說明感測器位於不同高度的狀態。
第6圖係一圖表，說明從沉積源排出且流入一容器之有機材料的通量。
第7圖係一圖表，說明於第5圖狀態(a)之感測器隨時間之共振頻率的變化。
第8圖係一圖表，說明於第5圖狀態(b)之感測器隨時間之共振頻率的變化。
本發明可為各種變化且可具有各種形式，但繪示於圖式的例示性具體實施態樣將被詳細描述。然而，應理解的是，例示性具體實施態樣並非用以限制本發明，且各種變化、修改、及均等物均涵蓋於本發明之精神及範圍內。
於各圖式之說明中，於相似的構成元件使用相似的數字。為清楚說明本發明，在附圖中，結構的維度係被誇大顯示。用語「第一」、「第二」、或相似詞可使用以描述各式構成元件，但該構成元件不應受限於上述用語。該用語僅係用以區分一構成元件與另一構成元件。舉例而言，第一構成元件可被稱為第二構成 元件，同樣地，第二構成元件也可被稱為第一構成元件，並不悖離本發明之範圍。除非明確地相反說明，單數之陳述可包括複數之陳述。
在本案中，應理解的是，用語「包括」(includes)、 「包含」(comprise)或「具有」(having)係用以說明描述於說明書中之特徵、數字、步驟、操作、構成元件、部分或其任意組合的存在，但並不排除可能存在或附加一或多個其外特徵、數字、步驟、操作、構成元件、部分或其任意組合。當一層、膜、區塊、板、或相似物之部分被稱為「於另一部分上」(”on”another portion)，它可直接地位於該其他部分上，或者可存在插入的部分。相反地，當一層、膜、區塊、板、或相似物之部分被指稱為「於另一部分下」(”below”another portion)，它可直接地位於該其他部分下，或者可存在插入的部分。
以下，將參考第1至6圖以詳細說明本發明之一例示 性具體實施態樣。
第1圖係一截面圖，說明根據本發明一例示性具體實 施態樣之有機薄膜沉積設備10。
參考第1圖，有機薄膜沉積裝置10係包括一處理腔室 100、一沉積源200、一遮罩組件300、一固定單元400以及一有機薄膜層厚度測量單元500。
處理腔室100係提供一內部空間，於其中進行沉積處 理。舉例而言，該沉積處理可能係一藉由供應有機材料至一沉積表面(意即，基材S之一較低表面)而沉積有機發射層的處理。在 處理過程中，處理腔室100係與一真空幫浦(未示出)連接而使處理腔室100之內部維持一真空狀態。
沉積源200係設置於處理腔室100內部空間之下部或 於處理腔室100底部，以朝向基材S之沉積表面供給有機材料，基材S係提供於處理腔室100內部空間之上部。
遮罩組件300包括一遮罩框320和一遮罩340，且係設 置於處理腔室100內部空間之上部以面向沉積源200。遮罩框320可具有一長方形的形狀，於其中形成一開口322，且遮罩框320係與遮罩340耦合。遮罩340與一狹縫(slit)圖案(未示出)共同形成。
基材S係提供於遮罩組件300之上部。基材S係可以距 遮罩組件300之上端一預定間格而設置於上方且與遮罩框320之開口322的全部區域交疊。
沉積源200所供給之有機材料係經由遮罩框320之開 口322與遮罩340之狹縫圖案(未示出)而沉積於基材S之沉積表面上。
沉積於基材S上之有機材料膜，係具有一對應於遮罩 340之狹縫圖案(未示出)的圖案。
固定單元400係設置於從沉積源200供給至基材S之 有機材料的移動路徑外側，且支撐遮罩組件300之邊緣部分。
有機薄膜厚度測量單元500係可設置於一在沉積源 200旁的位置，測量沉積於基材S上之有機薄膜的厚度。在一具體實施態樣中，可如下測量沉積於該基材上之有機薄膜的厚度：感測沉積於單元500之感測器上的有機材料含量且基於所感測之沉 積於單元500之感測器上之有機材料的含量而測定或估計沉積於該基材之有機薄膜的厚度。
第2圖係一放大圖，說明第1圖之有機薄膜厚度測量 單元。第3圖係一前視圖，說明第2圖之感測構件，以及第4圖係沿第3圖線A-A’的截面圖。
參考第2至4圖，有機薄膜厚度測量單元500係包含一 基座510、一第一支架520、一第二支架530、一感測構件或偵測構件540以及一位置調整構件或位置調整器構件560。
第一支架520係於垂直方向上可動地耦合於基座 510。第二支架530之一第一端點可轉動地耦合於第一支架520的上端，且第二支架530之一第二端點耦合於一感測構件540以測量一有機薄膜的厚度。位置調整構件560調整感測構件540相對於沉積源200的相對位置(見第1圖)。
感測構件540係包括一容器或集裝箱542、一支架544 和複數個感測器550。容器542可以一內部為中空之圓柱形提供。
容器542之一前表面形成有一開口543，於其中引入 有機材料，且容器542之背面可為可旋轉地耦合於一提供於第二支架530之第二端點的支撐盤532。可旋轉容器542使開口543位於一沿容器542圓周方向上的不同位置。
支架544係安設於容器542內部空間內。支架544包括 一旋轉盤545。感測器550係設置於旋轉盤545上。一輪軸547係連接至旋轉盤545之一較低邊，且配備一馬達549以提供一扭力至輪軸547。
複數個感測器550係沿旋轉盤545邊緣而佈置，以沿 圓周方向對應於容器542之開口543。感測器550可藉由旋轉盤545的旋轉而依續地經由開口543而曝露於容器542外。感測器550測量經由容器542之開口543而引入之有機材料的通量。可於感測器550使用一振動式石英晶體微量天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)。
該振動式石英晶體微量天平(QCM)係包括電極， 經由在一薄的石英盤的兩側塗佈金屬而形成，且當施予電力時其以一共振頻率振動。當該有機材料接附至該振動式石英晶體微量天平之電極時，電極的重量會改變，進而改變共振頻率。因此，感測該重量變化以感測該有機材料的沉積量。基於沉積量，也可測定有機材料的蒸發量。
位置調整構件560係包括一旋轉驅動器或旋轉移動 促動機562以及一線性運動驅動器或線性移動促動機564。旋轉驅動器562係旋轉第二支架530使感測構件540對第一支架520之旋轉角為可調整者。線性運動驅動器564係於垂直方向上移動第一支架520而使感測構件540之高度為可調整者。
旋轉驅動器562係提供於第一支架520上，使第二支 架530可繞第二支架530之第一端點而旋轉。此時，例如，參考第2圖，第二支架530可從相對於沉積源所設置之底面之角度(α)為0度的水平狀態(第二支架530係設置為平行於處理腔室100之底面之狀態)旋轉至一角度(α)為90度之垂直狀態(第二支架530係朝向底面之狀態)。藉第二支架530的旋轉而調整第一支架520與感測構件540之間的角度(α)，以及綜合地調整感測構件540相對沉 積源200之位置(見第1圖)。據此，調整安設於感測構件540之感測器的高度。以及，第一支架520或第二支架530可耦合於一指示屏(indicator panel)563，其係形成有顯示第一支架520與第二支架530之間的角度(α)之第一指示刻度。
經由感測構件540之開口543引入至感測器550之有 機材料的通量，可藉由旋轉驅動器562以調整感測構件540之角度而調整。
第6圖係一圖表，說明從沉積源排出之有機材料的通 量。參考第6圖與表1，假設平行於沉積源所放置之底面的角度為0度且垂直於沉積源所放置之底面的角度為90度，當從沉積源排出之角度(β)由0度增加至90度，從沉積源排出之有機材料的通量也跟著增加。因此，當有機薄膜厚度測量單元於水平方向上距離沉積源相同距離時，感測器放置的高度越高，引入感測器之有機材料的通量就越多。
因此，第一支架520與感測構件540之間的角度越小，流入感測器550內之有機材料的通量就越小。當流入感測器550 內之有機材料的通量減少，可延長感測器550的可用生命週期。
線性運動驅動器564係提供於基座510上。線性運動 驅動器564係可經由沿垂直方向上移動第一支架520而調整感測構件540的高度。以及，第一支架520係可形成有顯示第一支架520相對於基座510之相對高度之第二指示刻度。
流入感測構件540之有機材料的通量，係可經由線性 運動驅動器564而調整感測構件540的高度而調整。
舉例而言，感測構件540可位於不同的高度，意即， 一第一高度H1、或一低於第一高度H1之第二高度H2，如第5圖所示。第7圖係一圖表，說明於第一高度H1之感測器550隨時間之共振頻率的變化，以及第8圖係一圖表，說明於第二高度H2之感測器550隨時間之共振頻率的變化。
如第7及8圖所示，在第一高度H1之感測器550之共振 頻率變化速率係相對高於在第二高度H2之感測器550之共振頻率變化速率。意即，當感測構件540的高度相對較高，感測器550之共振頻率的變化速率也跟著增加。此係因如果感測構件540之高度相對較高，則流入感測器550之有機材料的量會較多，且因此感測器550之重量也就依比例地增加且感測器550的共振頻率相對地大幅減少。
根據本發明之例示性具體實施態樣，若於第一高度 H1之感測器之共振頻率的變化量為-3.515千赫/小時，而其他條件相同且感測器之高度降低24毫米，則於第二高度H2之感測器之共 振頻率的變化量為-1.38千赫/小時。根據此等實驗結果，只要在改變條件下於其中簡單地降低感測器的高度，感測器的生命週期可增進從約19至約50小時。
因此，可藉由適度地調整感測構件540之高度而調整 流入感測器550之有機材料的通量。當流入感測器550之有機材料的通量減少，就可延長感測器550之可用生命週期。
另一方面，如同先前所述，感測構件540之開口543 的位置係可藉由提供於第二支架530之另一端之支撐盤532之容器542的旋轉而調整。藉由容器542的旋轉，若開口543之位置沿容器542之圓周方向移動，則可調整流入感測器550之有機材料的通量。
舉例而言，在第一支架之高度和第二支架的角度皆 於相同條件的狀態下，若開口543係位於三點鐘方向，如第三圖所示，則流入感測器550之有機材料的通量可較開口543位於六點鐘方向上的情形來得大。
因此，如開口543藉由調整開口之圓周方向位置而位 於一較低位置，則可減少流入感測器550之有機材料的通量。如流入感測器550之有機材料的通量減少，則可延長感測器550之可用生命週期。
根據一比較實施例，在晶體感測器中，使用斷續器 (chopper)而藉由減少沉積於該感測器之有機材料的通量，而延長該感測器之可用生命。在此情況下，需要安設一額外的馬達以轉動該斷續器。此外，此比較實施例中的石英感測器具有需要定 期清潔或置換斷續器的問題。此外，比較實施例中的石英感測器具有因使用馬達以轉動斷續器所引起的振動而難以精確偵測感測器之問題。此外，比較實施例中的石英感測器具有當使用中之斷續器的口徑比改變而使得感測器之感測效能下降的問題。
根據本發明之例示性具體實施態樣之有機薄膜厚度 測量單元，係可調整容器的高度，或可在無斷續器的狀況下旋轉容器之開口以改變石英感測器的高度。據此，因可延長感測器之生命週期，上述因使用斷續器之問題可解決。
雖然已描述例示性具體實施態樣，但此領域具通常 知識者可立即了解，可在不明顯偏離此新穎教導和優點的情形下進行許多修改。
因此，本發明之例示性具體實施態樣不應侷限於本 發明之技術思想且係用以解釋此等例示性具體實施態樣，且本發明之技術思想範圍並不侷限於該等例示性具體實施態樣。本發明的保護範圍應由下述請求項所解釋，且所有在均等範圍內的技術思想均應解釋為包括於本發明的範圍。
500‧‧‧有機薄膜厚度測量單元
510‧‧‧基座
520‧‧‧第一支架
530‧‧‧第二支架
532‧‧‧支撐盤
540‧‧‧感測構件或偵測構件
560‧‧‧位置調整構件或位置調整器構件
562‧‧‧旋轉驅動器或旋轉移動促動機
563‧‧‧指示屏
564‧‧‧線性運動驅動器或線性移動促動機
α‧‧‧第一支架520與感測構件540之角度

Claims (8)

  1. 一種測量有機薄膜厚度之設備，包含：一基座；一第一支架，耦合於該基座；一第二支架，包含第一和第二端點，其中該第一端點係連接至該第一支架；一偵測構件，連接至該第二支架之第二端點且配置以測量一沉積於一沉積物件之有機薄膜的厚度；以及一位置調整構件，配置以調整該偵測構件之位置，其中該位置調整構件係包括：一旋轉驅動器，提供於該第一支架上且配置以使該第二支架繞該第二支架之第一端點旋轉而調整一於該第一支架與該偵測構件間之角度。
  2. 如請求項1之設備，其中該位置調整構件進一步包括：一指示屏(indicator panel)，包含一第一指示刻度，其顯示該於該第一支架和該第二支架間之角度。
  3. 如請求項1之設備，其中該位置調整構件包括：一線性運動驅動器，提供於基座上且配置以於垂直方向上移動該第一支架而調整該偵測構件之高度。
  4. 如請求項3之設備，其中該第一支架包含一第二指示刻度，顯 示該第一支架相對於該基座之相對高度。
  5. 一種測量有機薄膜厚度之設備，包含：一基座；一第一支架，耦合於該基座；一第二支架，包含第一和第二端點，該第一端點係連接至該第一支架；以及一偵測構件，連接至該第二支架之第二端點且配置以測量一沉積於一沉積物件之有機薄膜的厚度，其中該偵測構件包括：一容器，以可旋轉方式連接至該第二支架之第二端點且可繞一沿該第二支架之長度方向延伸的旋轉軸而旋轉，該容器包含一開口，一有機材料流通過該開口而流入該容器；至少一感測器，提供於該容器內且配置以測量該通過該開口而流入該容器之有機材料之通量；以及一支架，提供於該容器內且配置以支撐該感測器。
  6. 如請求項5之設備，其中該至少一感測器係包含複數個感測器，其中該支架包括一旋轉盤，該複數個感測器沿該旋轉盤邊緣佈置。
  7. 一種有機薄膜沉積設備，包含： 一處理腔室；一沉積源，配置以供給一有機材料至一承載至該處理腔室中之基材；以及如請求項1之設備，其中該設備係於該處理腔室內設置於該沉積源旁。
  8. 一種有機薄膜沉積設備，包含：一處理腔室；一沉積源，配置以供給一有機材料至一承載至該處理腔室中之基材；以及如請求項5之設備，其中該設備係於該處理腔室內設置該沉積源旁。
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