TWI611033B - 沉積裝置及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法 - Google Patents
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Abstract
一種沉積裝置包括含有沉積材料之沉積源,該沉積源包括沿著第一方向於二外側區域間之中心區域;及沿著第一方向排列於沉積源之中心區域之複數個噴嘴,該複數個噴嘴配置用以朝向基板之表面噴射沉積材料;其中噴嘴具複數個第一噴嘴及複數個第二噴嘴,第一噴嘴具有平行並面對基板之表面之末端,而第二噴嘴具有以一傾斜角相對於基板之表面之末端。
Description
範例實施例係有關於一種沉積裝置及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法,且特別係關於設置以藉由控制沉積材料之噴射角度以防止陰影效應之沉積裝置及使用其之有機發光二極體顯示器之製造方法。
在顯示裝置中,具有寬廣的可視角度、突出的對比度以及快速的反應速度之有機發光二極體顯示器,被視為是下一世代顯示裝置的其中之一而受到注目。一般而言,有機發光二極體包括位於陽極及陰極間之發光層,使於陰極及陽極產生之電子及電洞在發光層中重新結合以發光,從而實現色彩。然而,於此結構中,當外加中間層,例如電子注入層(EIL)、電子傳輸層(ETL)、電洞傳輸層(HTL)、及/或電洞注入層(HIL),選擇性地添加並插設於各電極與發光層間時,其可能難以獲得高效率之發光。
以上揭露於發明背景之訊息僅為促進對本發明之背景之了解,且因此其可涵蓋不為本國所屬技術領域具通常知識者所習知之先前技術之資訊。
例示性實施例提供可增加基板上沉積物的入射角之沉積裝置。
另外,例示性實施例提供製造方法,其可以提升沉積均勻度及沉積效率。
根據例示性實施例包括含有沉積材料之沉積源,沉積源沿著第一方向具有位於兩外側區域間之中心區域,及沿著第一方向排列於沉積源之中心區域上之複數個噴嘴,複數個噴嘴係配置以朝向基板之表面噴射,其中噴嘴具複數個第一噴嘴及複數個第二噴嘴,第一噴嘴具有平行並面對基板表面之末端,而第二噴嘴具有以一傾斜角相對於基板表面之末端。
其中L2為於第一方向基板上之沉積區域長度,T為介於基板與噴嘴末端間之距離,θ為傾斜角。
傾斜角可形成為於約43°至約53°間之範圍內。
傾斜角可形成為於約25°至約35°間之範圍內。
噴嘴可包括第一噴嘴於第一方向排列之第一列及第二噴嘴於第一方向排列之第二列,且第一列及第二列可於與第一方向交錯之第二方向中相互平行排列。
噴嘴可於第一方向上相對於沉積源之中心對稱排列。
根據例示性實施例之有機發光二極體之製造方法,包括提供含有容納沉積材料之沉積源及沿著第一方向排列於沉積源之一側邊並噴射沉積材料之基板之沉積裝置;置放基板以面對噴嘴;沉積源沿著垂直於第一方向之第二方向移動,以噴嘴將沉積物噴射,並於沉積源於交錯於第一方向之第二方向上移動時透過噴嘴噴射沉積材料,其中沉積源劃分為中心區域與相對於第一方向於中心區域兩端之外部區域,噴嘴排列於中心區域並包含含有形成於平行於基板之表面之末端表面之複數個第一噴嘴與含有形成於末端同時於第一方向與基板之表面形成傾斜角並朝向沉積源之外部方向之表面之複數個第二噴嘴。
其中L2為於第一方向基板上之沉積區域長度,T為介於基板與噴嘴末端間之距離,θ為傾斜角。
傾斜角可形成為於約43°至約53°間之範圍內。
傾斜角可形成為於約25°至約35°間之範圍內。
噴嘴可包括第一噴嘴於第一方向排列之第一列及第二噴嘴於第一方向排列之第二列,且第一列及第二列可於與第一方向交錯之第二方向中相互平行排列。
噴嘴可於第一方向上相對於沉積源之中心對稱排列。
100‧‧‧沉積源
102‧‧‧中心區域
104a‧‧‧外側區域
104b‧‧‧外側區域
110‧‧‧噴嘴
112‧‧‧第一噴嘴
114‧‧‧第二噴嘴
114a‧‧‧第一群組
114b‧‧‧第二群組
200‧‧‧基板固定單元
210‧‧‧基板
220‧‧‧沉積罩
N1、N2、P1、P2‧‧‧位置
N1P2‧‧‧第一實直線
N2P1‧‧‧第二實直線
M‧‧‧交點
t1、t2、L2‧‧‧距離
θ、θ'、θ"、λ‧‧‧角度
φ‧‧‧傾斜角
L1‧‧‧長度
T‧‧‧最外部邊緣
DM‧‧‧沉積材料
A、B‧‧‧區域
第1圖係根據一例示性實施例之沉積裝置之透視圖。
第2圖及第3圖係呈現自根據一例示性實施例之沉積裝置中之噴嘴噴射之沉積材料之分布示意圖。
第4圖係呈現根據一例示性實施例之沉積於基板上之沉積材料入射角與沉積裝置中之噴嘴之相對位置示意圖。
第5圖係根據一例示性實施例之決定沉積裝置內之中心區域與外側區域之方法示意圖。
第6圖係根據一例示性實施例之沉積裝置內之噴嘴排列之示例性變化之示意圖。
第7圖係根據一例示性實施例之沉積裝置之噴嘴之示例性變化之側視圖。
下文中,根據例示性實施例之沉積裝置及有機發光二極體顯示器之製造方法將參照附圖描述。如領域內具通常知識者將理解的,所述之實施例可以各種不同方式修正而皆不背離本發明之精神及範圍。相反地,提供本文引用之例示性實施例以使揭露之內容透徹及完整並足以將發明精神傳達予領域內具通常知識者。全文中,相似標號標示相似元件。
此外,除非明確地描述反例,詞彙“包含(comprise)”及其變化“包含(comprises)”或“包含(comprising)”將理解為意指包含所述元件但不排除其他任何元件。另外,整篇說明書中,詞彙“在其上(on)”將理解為意指在目標位置上方或下方,而不必需被理解為是位於以重力位置方向為基礎地之上方。
第一圖係根據一例示性實施例之沉積裝置之透視圖。
為了便於描述,雖然各圖式中未顯示腔體,第1圖中之所有組成元件皆設置於其中適當地維持真空程度之真空腔體中。真空腔體依據處理之基板之形狀而可具備各種形狀。舉例而言,於處理之基板具有圓形形狀之情形下,真空腔體具圓柱狀,而於處理之基板具有四邊形形狀之情形下,真空腔體具立方體狀。此外,真空腔體可進一步包含可抽出真空腔體內部之氣體以降低真空腔體內之壓力之真空幫浦(未出現於附圖中)、將氣體注入真空腔體內以提高真空腔體內部壓力之通氣裝置(未出現於附圖中)及相似裝置。
參照第1圖,沉積源100為噴射沉積材料以將沉積材料沉積至基板210,並包含(未出現於附圖中)用以存放沉積材料,如有機材料,於其中之空間之裝置。存放空間可以具有良好的熱輻射性之陶瓷材料,如二氧化鋁(Al2O3)及氮化鋁(AlN)製成,但不限於此,而是可以具有良好之熱輻射性及熱阻抗之各種材料製成。配置以接觸並圍繞外表面之加熱器(未出現於附圖中)可提供於沉積材料之存放空間之外表面,並用以加熱及蒸發存放之沉積材料。沉積源100沿著面對基板210之第一方向延伸,如沿著y軸。沉積源100分為中心區域102及沿著第一方向於中心區域102兩側之外側區域104a及104b。
噴射沉積材料之噴嘴110形成於面對基板210之沉積源100的一側。噴嘴110具圓管狀形狀,並與沉積源100之內部空間相連,從而使自沉積源100之內部空間汽化或昇華之沉積物,朝向基板210表面噴射。噴嘴110以複數型態提供且配置於沉積源100之中心區域102。下面將會提供關於噴嘴110之詳細敘述。
舉例而言,複數個噴嘴110沿著第一方向,如y軸,排列於沉積源100上。舉例而言,基板210可形成具有平板狀如四邊形,且複數個噴嘴110會沿著第一方向線性排列,以與基板210之一側平行。
噴嘴110依排列的位置分為複數個第一噴嘴112及複數個第二噴嘴114。舉例而言,第一噴嘴112可實質上垂直於基板210,所以第一噴嘴112之末端可平行於基板210之表面。換句話說,第一噴嘴112之管狀部分可實質上垂直於基板210,使管狀部份之開口,即發射沉積材料之部份,可面對基板210且可與基板210平行。舉例而言,第二噴嘴114可以一傾斜角相對於基板210傾斜,即第二噴嘴114之管狀部份可為傾斜的,故其末端,即管狀部份之開口,可相對於基板210呈現傾斜角。因此第二噴嘴114可面對沉積源100之外部方向,同時相對於基板210形成一傾斜角。
基板210是藉由基板固定單元200固定並面對沉積源100。因為基板固定單元200穩定地固定基板210,當形成薄層於基板210上及於完成製程後傳送基板時,基板固定單元200具有一結構可輕易地與基板210連接或分離。基板210沿著沉積罩220固定於基板固定單元200,以使有機層之圖樣形成於基板210上。開口形成於有機材料之遮蔽部分間,使有機材料可經由開口沉積至基板210上。因為基板固定單元200的配置與用於一般沉積裝置之配置相同,其細部敘述在此省略。例如像沿著第一方向決定之基板210之中心,排列並設置以對應,例如對齊,於例如像沿著第一方向決定之沉積源100之中心。
當進行沉積時,沉積源100與基板210兩者可進行相對性的移動。舉例而言,當基板210固定時,沉積源100可往交錯於第一方向之第二方向,如x軸方向進行移動,使沉積源100自或朝向基板210移動預定距離。當沉積源100配
置以於垂直方向發射沉積材料時,基板210可設置為與沉積源100平行。當沉積源100配置以於水平方向發射沉積材料時,基板210可垂直設置。舉例而言,沉積源100可配置於真空腔體之底面,基板210可平行於其水平地設置,但不受上述所限制。
在解釋噴嘴110之噴射方向之前,將藉參照第2圖至第3圖來描述噴嘴110所噴出之沉積材料之分布。第2圖至第3圖為根據本發明之例示性實施例之沉積裝置中之噴嘴110所噴出之沉積材料之分布。為了方便,將會省略基板210上之沉積罩220。
參照第2圖,由噴嘴110噴出之沉積材料在真空下噴射,故沉積材料DM以相對於噴嘴110末端截面之約0°~90°之角度於前側之所有方向分佈。舉例而言,第2圖中末端截面代表面對沉積材料DM之噴嘴110之邊緣的實線。因此其較佳的理解為係噴嘴110之末端截面的角度而非噴嘴110之形成角度。若噴射區域,即沉積材料DM噴射之區域,依據沉積材料DM之噴射角度及分佈比例,分為區域A與區域B,則表1提供其解釋如下。
當噴射角度從0°開始增加,沉積材料之沉積量也隨之增加。當噴射角度達到90°時,沉積量達到最大。如第1表所示,噴射角度一旦大於18°,沉
積量急遽增加,因此區域A為具有相對於噴嘴110末端截面之0°~18°之噴射角度之區域,而區域B為具有18°~90°之噴射角度之區域。分佈於區域A之沉積材料DM對應於噴射之沉積材料DM的約0.054%,而對於基板210而言,在區域A之沉積材料的影響相對地小。換言之,分布於區域B之沉積材料DM對應於噴射之沉積材料DM的約99.946%,即為沉積於基板210之沉積材料DM的主要部份。因此具有約18°~90°之噴射角度之區域B被定義為有效噴射範圍。有效噴射範圍不限於此,且可根據沉積材料之不同而改變。藉由考量對應至區域A之角度λ,決定用於基板210之噴嘴110末端截面角度將會在後續敘述。
第4圖為呈現沉積於基板210之沉積材料DM之入射角與沉積源100中之噴嘴110的位置間之關係的示意圖。
當沉積材料DM沉積於基板210上時,沉積材料DM於與基板210相對於第一方向形成預定角度(θ)時沉積。於此情形下,沉積材料DM之最小入射角係由考量基板210與沉積源100間之距離、基板210之大小及沉積量所決定。較佳之決定的最小角度(θ)為43°~53°,當決定的最小角度(θ)小於43°時,沉積材料穿過沉積罩220與基板210間之陰影現象可能會產生。當決定的最小角度(θ)大於53°時,沉積量將過少,進而降低沉積效率。除非特別陳述,決定的最小角度(θ)及關於其之任何角度係相對於第一方向決定。
如第4圖所示,當沉積材料以預定厚度沉積於基板210之處被稱為沉積區域時,沉積區域在第一方向(y軸方向)上有最外側位置N1及N2。若沉積材料DM之最小入射角度被指為係決定的最小角度(θ),則當具有等於最小入射角度之傾斜角(θ)之任意直線自基板210上之位置N1朝向沉積源100延伸時,任意線在位置P2接觸沉積源100,如第4圖所示。類似地,當具有角度(θ)之任意直線,自
基板210上之位置N2朝向沉積源100延伸時,任意線在位置P1接觸沉積源100。沉積源100上之P1及P2間之區域被定義為沉積源100之中心區域102,及中心區域102之外側區域,即第4圖中,位置P1之左側及位置P2之右側被定義為外側區域,例如位置P1之左側為區域104a,位置P2之右側為區域104b。
如第4圖所示,為了位置N1及位置N2範圍內之沉積區域之任何位置,形成於中心區域102之第一噴嘴112具有大於或等於(θ)之入射角。換言之,形成於外側區域104a及104b之第一噴嘴112具有較(θ)小之入射角。
形成於中心區域102之第一噴嘴112,可在位置N1及N2間之沉積區域的任何位置以大於或等於最小入射角(θ)之沉積材料之入射角噴射沉積物材料。換言之,形成於判定為位置P2外部之外部區域之噴嘴110有小於預定最小入射角(θ)之入射角θ'及θ",如第4圖所示。設置於外側區域104b之噴嘴110之入射角小於僅設置於中心區域102之噴嘴之大於預定入射角之入射角。
如上所述,因為沉積材料噴射於噴嘴末端截面前側之所有方向,如第3圖所示,基板210與噴嘴末端截面之傾斜角φ,於沉積材料噴射於基板210上時變為入射角(θ)。於是設置於外側區域104b之第二噴嘴114設置使其末端截面朝向沉積源100之外部方向。即當決定之入射角於43°與53°間時,噴嘴之末端截面可與基板210之表面形成於43°與53°之範圍內之傾斜角φ。此外,當區域A之對應角度(λ)為18°時,第二噴嘴114之末端截面可與基板210之表面形成介於25°至35°間之傾斜角φ。然而聚有上述範圍之傾斜角之第二噴嘴114可具有不同之傾斜角。
沉積源100之中心區域102與外側區域104a與104b尺寸之決定方法將參照第5圖來進行描述。第5圖為沉積源100之中心區域102與外側區域104a與104b尺寸之決定方法示意圖。
參照第5圖所示,基板210與沉積源100配置為平行相對,故其兩者以例如沿著第一方決定之中心對齊,如基板210之中心與沉積源100之中心對齊。如第5圖所示,沿著第一方向之沉積源100之中心區域102長度定為L1,而決定之基板210之沉積區域,即中心,沿著第一方向,即位置N1及N2間之距離定為L2。進一步而言,基板210與噴嘴110最外部邊緣定為T,預定入射角定為θ,第一實直線N1P2與第二實直線N2P1之交點為M,噴嘴110最外部邊緣與交點M間距離定為t1,基板210與交點M間距離定為t2。而當中噴嘴110之最外部邊緣定為離沉積源100最遠與基板210最近之位置。
基於第5圖,第1式將L1以t1及θ的形式定義。當t1+t2=T,且若將t1=T-t2代換第1式,第2式可表示如下。
亦即中心區域102於第一方向之長度L1可以與預定傾斜角θ、基板210與噴嘴112及114之距離T、及基板210沉積區域長度L2相關之關係式表示。對應沉積源100之中心區域102於第一方向上之長度L1外之剩餘部分即為外側區域104a及104b。
第6圖為根據示例性實施例中,沉積裝置內噴嘴排列形狀變化之示例性示意圖。
噴嘴110包括第一方向中之例如於第一列中排列之第一噴嘴112,第一方向中之例如於第二列中排列之第二噴嘴114。第一列及第二列可彼此平行並於交錯於第一方向之第二方向(x軸方向)上相隔。
舉例而言,第二噴嘴114可包含第一群組114a及第二群組114b,故於第一群組114a中之噴嘴朝向第一方向而第二群組114b中之噴嘴朝向不同於第一方向之第二方向,如第1圖所示。第一群組114a及第二群組114b可對齊於同一列且於第一方向上彼此相隔。
舉例而言,第一噴嘴112可排列成第一噴嘴列而第二噴嘴114中之第一群組114a及第二群組114b可排列成第二噴嘴列同時被設置為朝向沉積源外部,如第6圖(a)所示。舉另一例而言,第一群組114a及第二群組114b可形成兩或
多列,如第6圖(b)至第6圖(e)所示。第一群組114a及第二群組114b可於第二方向上以不相互交疊之方式排列,如第6圖所示,或以於第二方向上相互對齊或相互交疊之方式排列,如第6圖(c)所示。此外,第一群組114a可以複數群組排列並靠近左側,而第二群組114b可以複數群組排列並靠近右側,如第6圖(d)至第6圖(e)所示。第一群組114a及第二群組114b不受第6圖中之排列限制,可排列為任意適合圖樣。
第7圖為根據示例性實施例之沉積裝置內噴嘴之示例性變化之側面圖。
參照第7圖(a),第二噴嘴114配置於外側區域104a及104b,第二噴嘴114之方向呈現傾斜。亦即管狀部分可為傾斜以使開口,即為噴嘴之截面邊緣,相對於基板210之表面為傾斜角θ。
參照第7圖(b),第二噴嘴114可相對於基板210垂直,例如直立地設置。然而,第二噴嘴114末端之形狀為不對稱,例如管子之一半較管子之另一半高,因此在第一方向上之噴射量將有所差異。當於第一方向上接觸第二噴嘴114之末端之虛線延伸時,該虛線與基板210可具傾斜角θ。
參照第7圖(c),第二噴嘴114可垂直於基板210設置。然而,末端截面可與基板210具傾斜角θ。第二噴嘴114不受實施例限制,如第二噴嘴114之形狀或第二噴嘴114末端截面之角度可更動朝第一方向傾斜,噴嘴可進行多樣性修改及實施。
接下參照附圖,將描述根據示例性實施例之沉積裝置之操作及一種有機發光二極體顯示器之製造方法。
首先,將基板210置入真空腔體中(未出現於附圖中),且基板210配置朝向發射沉積物之沉積源100。此時控制基板210及沉積源100間之距離,以使沉積材料以預定入射角θ入射。基板210可配置以滿足第4式。
當沉積源100於交錯於第一方向之第二方向(x軸方向)中移動時,沉積材料透過噴嘴110噴射。排列於中心區域102之第一噴嘴112以最小傾斜角θ朝第一方向噴射沉積材料,如照第5圖所示,沉積材料以大於或等於傾斜角θ之大小的入射角噴射以附著在基板210上。
沉積材料較佳地為有機發光二極體顯示器之發光層,如形成表示紅色,綠色或藍色之次像素之有機材料。
根據示例性實施例,藉由增加沉積於基板上之沉積材料之入射角,可抑制沉積材料穿過沉積罩與基板間之沉積材料之陰影現象且可減少邊際沉積現象。因此可增加沉積均勻度及效率。因此可輕易實施高解析度之有機發光二極體顯示器。
反言之,在一般之平板顯示器中,如一般有機發光二極體顯示器中,用作為電極之有機材料或金屬係以真空沉積法沉積,如在真空環境下將對應材料沉積於平板上以形成薄膜。舉例而言,支撐有機或金屬薄膜之基板可安裝於真空腔體中,具所需圖樣,即將形成於薄膜上之圖樣之精細金屬光罩(FMM)可設置於基板上,且有機或金屬材料可被汽化或昇華,例如經由沉積源單元,以沉積於基板上。然而例如當有機材料根據沉積材料之噴射角度穿過沉積罩與基板間時,可能發生陰影現象。
雖然本發明已結合當前考量目前具實行性之例示性實施例而描述,其將了解的是本發明不受所揭露之實施例限制,而是相反地,旨在涵蓋包含於所附申請專利範圍之精神及範疇內之各種修改及等效配置。
100‧‧‧沉積源
102‧‧‧中心區域
104a‧‧‧外側區域
104b‧‧‧外側區域
110‧‧‧噴嘴
112‧‧‧第一噴嘴
114‧‧‧第二噴嘴
114a‧‧‧第一群組
114b‧‧‧第二群組
200‧‧‧基板固定單元
210‧‧‧基板
220‧‧‧沉積罩
Claims (12)
- 一種沉積裝置,其包含:一沉積源,包含一沉積材料,該沉積源沿著一第一方向具有二外部區域間之一中心區域;以及一第一列之複數個第一噴嘴及一第二列之複數個第二噴嘴,沿著該第一方向排列在該沉積源之該中心區域上,該第一列之該複數個第一噴嘴及該第二列之該複數個第二噴嘴係建構以朝向一基板之一表面噴射該沉積材料,其中該第一列之該複數個第一噴嘴具有平行於該基板之該表面且面對於該基板之該表面之末端,而該第二列之該複數個第二噴嘴具有以一傾斜角相對於該基板之該表面之末端,其中該第一列之該複數個第一噴嘴面對同一個方向形成,其中該第二列之該複數個第二噴嘴包含一第一群組之複數個第二噴嘴及一第二群組之複數個第二噴嘴,該第一群組之該複數個第二噴嘴朝向該第一方向傾斜,而該第二群組之該複數個第二噴嘴朝向相反於該第一方向之一第二方向傾斜。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置,其中該傾斜角係為約43°至約53°。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置,其中該傾斜角係為約25°至約35°間。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置,其中該第一列之該複數個第一噴嘴及該第二列之該複數個第二噴嘴相互平行並於交錯於該第一方向之一第三方向上相隔。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積裝置,其中該第一群組之該複數個第二噴嘴及該第二群組之該複數個第二噴嘴於該第一方向上相對於該沉積源之該中心區域對稱地排列。
- 一種製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法,該方法包含:提供一沉積裝置,該沉積裝置包含:一沉積源,建構以置放一沉積材料,該沉積源包括沿著一第一方向於二外側區域間之一中心區域,以及一第一列之複數個第一噴嘴及一第二列之複數個第二噴嘴,沿著該第一方向排列在該沉積源之該中心區域上,該第一列之該複數個第一噴嘴具有平行一基板且面對於該基板之末端,而該第二列之該複數個第二噴嘴具有以一傾斜角相對於該基板之一表面之末端,該第一列之該複數個第一噴嘴面對同一個方向形成,該第二列之該複數個第二噴嘴包含一第一群組之複數個第二噴嘴及一第二群組之複數個第二噴嘴,該第一群組之該複數個第二噴嘴朝向該第一方向傾斜,而該第二 群組之該複數個第二噴嘴朝向相反於該第一方向之一第二方向傾斜;置放該基板以面對該第一列之該複數個第一噴嘴及該第二列之該複數個第二噴嘴;以及當於交錯於該第一方向之一第三方向上移動該沉積源時,透過該第一列之該複數個第一噴嘴及該第二列之該複數個第二噴嘴朝向該基板噴射該沉積材料。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該傾斜角係形成為約43°至約53°。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該傾斜角係形成為約25°至約35°間。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該第一列之該複數個第一噴嘴及該第二列之該複數個第二噴嘴相互平行並於交錯於該第一方向之該第三方向上相隔。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該第一群組之該複數個第二噴嘴及該第二群組之該複數個第二噴嘴於該第一方向 上相對於該沉積源之該中心對稱地排列。
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