專(zhuān)利名稱(chēng)：蒸發(fā)源部件及使用該部件的真空沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在電致發(fā)光顯示設(shè)備中的真空沉積裝置。具體地講，本發(fā)明涉及一種能夠使濺射最小化并基本上減少金屬氧化物顆粒在基底上的沉積的蒸發(fā)源部件(machine)以及一種使用該部件的真空沉積裝置。
背景技術(shù)：
通常，電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備是一種可在發(fā)光層上采用電壓以使電子和空穴復(fù)合而形成圖像的平板顯示設(shè)備。EL顯示設(shè)備與其它顯示設(shè)備相比具有優(yōu)良的特性，例如可見(jiàn)度好、重量輕、視角寬、色純度高且功耗較低。
EL顯示設(shè)備可包括基底、具有兩個(gè)電極(即陽(yáng)極和陰極)的發(fā)光二極管及置于這兩個(gè)電極之間的至少一個(gè)發(fā)光層。因此，由陽(yáng)極提供的空穴和由陰極提供的電子可在發(fā)光層中復(fù)合而形成激子，即空穴-電子對(duì)，從而在從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的同時(shí)發(fā)光。
通?？赏ㄟ^(guò)真空沉積法形成發(fā)光層和陰極。真空沉積裝置可包括真空室，內(nèi)壓為大約10-6至大約10-7托(torr)；蒸發(fā)源，包括加熱器和用于在其內(nèi)容納薄膜材料的坩鍋。具體地講，薄膜材料會(huì)從坩鍋蒸發(fā)，涂敷到基底上，并通過(guò)吸附、沉積、再蒸發(fā)等而固化。然而，在蒸發(fā)的薄膜材料涂敷到基底的傳統(tǒng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生濺射，從而產(chǎn)生不均勻的膜，即薄膜上具有暗斑。
此外，當(dāng)薄膜材料為金屬材料例如鎂時(shí)，其上層會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而在金屬材料的上表面上形成金屬氧化物層。隨后，金屬氧化物材料會(huì)與蒸發(fā)的金屬材料一起被排放到基底上。然而，由于金屬氧化物的蒸發(fā)溫度會(huì)基本高于金屬的蒸發(fā)溫度，例如，氧化鎂可在大約2500℃左右蒸發(fā)，而鎂可在大約500℃左右蒸發(fā)，所以金屬氧化物顆粒會(huì)以固態(tài)形式沉積到基底上，從而增大了陰極的電阻，并由于金屬氧化物顆粒群集，即形成額外的暗點(diǎn)，而導(dǎo)致在陽(yáng)極和陰極之間發(fā)生短路。
因此，存在改進(jìn)真空沉積裝置的結(jié)構(gòu)的需求，以使蒸發(fā)的材料的濺射最小化并減少金屬氧化物顆粒在基底上的沉積。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種蒸發(fā)源部件和具有該部件的真空沉積裝置，本發(fā)明基本上克服了相關(guān)領(lǐng)域中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
本發(fā)明實(shí)施例的特點(diǎn)在于提供一種蒸發(fā)源部件，它能夠使蒸發(fā)的材料涂敷到基底時(shí)的濺射最小化。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的另一特點(diǎn)在于提供一種真空沉積裝置，它能夠過(guò)濾金屬氧化物顆粒并使金屬氧化物顆粒在基底上的沉積最小化。
本發(fā)明實(shí)施例的又一特點(diǎn)在于提供一種真空沉積裝置，它具有能夠提供改進(jìn)的涂敷到基底的薄膜的蒸發(fā)源部件。
本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)提供一種蒸發(fā)源部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該部件包括坩鍋、加熱器和位于坩鍋內(nèi)部的多層內(nèi)板，多層內(nèi)板的各層具有至少一個(gè)孔。
優(yōu)選地，多層內(nèi)板可包括二至五個(gè)層。此外，多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最小距離可以為大約2.0mm，多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最大距離可以為大約10.0mm。
各層中的所述至少一個(gè)孔可具有獨(dú)特的位置?？蛇x地，各層中所述至少一個(gè)孔可具有獨(dú)特的大小。
多層內(nèi)板可具有等于坩鍋的內(nèi)周長(zhǎng)的外周長(zhǎng)。另外，多層內(nèi)板可由銅、金或銀形成。
本發(fā)明的蒸發(fā)源部件的坩鍋可由石墨、熱解氮化硼(PBN)或金屬形成。此外，蒸發(fā)源部件還可包括具有出口的蓋。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種真空沉積裝置，其包括真空室；坩鍋，位于真空室的下部；加熱器，圍繞坩鍋；多層內(nèi)板，位于坩鍋的內(nèi)部，多層內(nèi)板的各層具有至少一個(gè)孔。
多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最小距離可以為大約2.0mm，多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最大距離可以為大約10.0mm。另外，多層內(nèi)板可具有等于坩鍋的內(nèi)周長(zhǎng)的外周長(zhǎng)。
各層中的所述至少一個(gè)孔可具有獨(dú)特的位置?？蛇x地，各層中的所述至少一個(gè)孔可具有獨(dú)特的大小。
坩鍋可包括具有出口的蓋。另外，坩鍋可由石墨、熱解氮化硼(PBN)或金屬形成。多層內(nèi)板可由銅、金或銀形成。


通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的真空沉積裝置的透視圖；圖2示出了圖1中示出的真空沉積裝置的蒸發(fā)源部件的分解透視圖；圖3A示出了圖1中示出的真空沉積裝置的蒸發(fā)源部件的剖視圖；圖3B示出了圖2和圖3A中示出的多層內(nèi)板的各層的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將在下文中參照附圖來(lái)更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施，且不應(yīng)被解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。當(dāng)然，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)徹底且完全，并且這些實(shí)施例將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
在附圖中，為了舉例說(shuō)明的清晰，會(huì)夸大元件和區(qū)域的尺寸。還應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱(chēng)作在另一元件或基底“上”時(shí)，該元件可直接在另一元件或基底上，或者也可存在中間元件。此外，應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱(chēng)作在另一元件“下”時(shí)，該元件可直接在另一元件下，或者也可存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。除此之外，還應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱(chēng)作在兩個(gè)元件“之間”時(shí)，該元件可以是這兩個(gè)元件之間唯一的元件，或者也可存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。
下面，將參照?qǐng)D1至圖3B來(lái)更充分地描述具有根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)源部件的真空沉積裝置的示例性實(shí)施例。
如圖1中所示，真空沉積裝置可包括真空室110和蒸發(fā)源部件130。
真空沉積裝置的真空室110可以是由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員之一確定的任何合適的壓力控制容器，它可以與真空排氣系統(tǒng)(未示出)連接，以使真空室110的內(nèi)部保持在真空態(tài)。真空室110還可包括支撐架(未示出)，位于真空室110的上部，用來(lái)支撐基底；傳感器(未示出)，附于真空室110的內(nèi)壁，用來(lái)測(cè)定在其內(nèi)被處理的基底上形成的膜層的厚度。
真空沉積裝置的蒸發(fā)源部件130可提供將被涂覆到基底上的蒸發(fā)材料。因此，蒸發(fā)源部件130可位于真空室110的下部，如圖1中所示，它可包括坩鍋140、加熱器150、多層內(nèi)板160和擋板(未示出)，如圖2中所示，其中，擋板用來(lái)控制蒸發(fā)的薄膜材料的釋放。此外，蒸發(fā)源部件130可以以這樣一種方式設(shè)置其開(kāi)口，即用于排出蒸發(fā)的材料的出口，可面向在真空沉積裝置中將被處理的基底。
蒸發(fā)源部件130的坩鍋140可以是具有足夠容積容納薄膜材料的任何形狀(例如圓柱形)的適合的加熱容器。此外，坩鍋140可以由導(dǎo)熱性高的材料形成，例如由石墨、熱解氮化硼(PBN)、金屬或類(lèi)似的材料形成。
坩鍋140可包括開(kāi)口141和具有出口175的蓋170，如圖2所示。開(kāi)口141可以以任何便利的形狀形成在坩鍋140的上部，以便于將蒸發(fā)的材料從坩鍋140排出。例如，開(kāi)口141可以在坩鍋140的上表面上，即在坩鍋140的與底部平行設(shè)置的上面板上，如圖2中所示。蓋170可以以與開(kāi)口141的形狀相同的形狀形成，以便于適當(dāng)?shù)拿芊廑徨?40。出口175可以穿過(guò)蓋170以任何形式且在任何位置形成，以便于將蒸發(fā)的材料從坩鍋140排出。具體地講，蓋170可以以這樣一種方式形成，即蒸發(fā)的材料可僅通過(guò)出口175從坩鍋140排出。并不旨在被理論所限制，應(yīng)該相信，因?yàn)槌隹?75可以控制排出的蒸發(fā)的材料的流動(dòng)，所以用具有出口175的蓋170密封坩鍋140是有利的，從而提高了在基底上形成的薄膜的厚度均勻性。
蒸發(fā)源部件130的加熱器150可以以本領(lǐng)域公知的任何一種方式形成，用于圍繞坩鍋140的外表面并提供足夠的熱來(lái)蒸發(fā)置于其內(nèi)的材料。例如，加熱器150可以形成為能夠電加熱坩鍋140的線圈，如圖2中所示。
蒸發(fā)源部件130的多層內(nèi)板160可以由任何導(dǎo)熱性高的材料制成，例如由銅、金、銀等制成，該多層內(nèi)板160可以以其外周長(zhǎng)可等于坩鍋140的內(nèi)周長(zhǎng)的形狀形成。換言之，多層內(nèi)板160可形成為便于其以足夠接近坩鍋140的內(nèi)壁安置在坩鍋140內(nèi)部，從而基本上防止液體在多層內(nèi)板160和坩鍋140的內(nèi)壁之間流動(dòng)。
多層內(nèi)板160可包括以疊置構(gòu)造放置的至少兩層，其中，各層可形成為在其內(nèi)具有至少一個(gè)孔(aperture)的薄板。優(yōu)選地，多層內(nèi)板160可包括二至五個(gè)板層。例如，多層內(nèi)板160可具有三層板的結(jié)構(gòu)，即，相互設(shè)置在上面的第一層161、第二層162和第三層163。同樣，多層內(nèi)板160可以位于坩鍋140內(nèi)部的蒸發(fā)材料的上方，使得蒸發(fā)材料可以通過(guò)形成在多層內(nèi)板160的各層中的至少一個(gè)孔排出。在這方面，應(yīng)該指出的是，上面描述的這種多層內(nèi)板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造并不將其它結(jié)構(gòu)排除在本發(fā)明的范圍之外。例如，層可以是局部疊置?？蛇x地，層可以以平行或不平行的構(gòu)造等來(lái)設(shè)置。
進(jìn)一步如圖3A中所示，坩鍋140可以被構(gòu)造為容納在其底部放置的薄膜材料180，從而可在薄膜材料180的上方形成空間145。多層內(nèi)板160可設(shè)置在坩鍋140內(nèi)部的空間145中。并不旨在被理論所限制，應(yīng)該相信，在空間145內(nèi)多層內(nèi)板160位于蒸發(fā)的薄膜材料180的上方會(huì)增加施加到蒸發(fā)的薄膜材料180的內(nèi)壓。內(nèi)壓的增加和控制蒸發(fā)的薄膜材料180通過(guò)多層內(nèi)板160的特定孔的排出可使蒸發(fā)的薄膜材料180在基底上的濺射最小化，從而提供了均勻的膜沉積。另外，由于通過(guò)多層內(nèi)板160中形成的孔過(guò)濾了金屬氧化物顆粒，所以?xún)?nèi)壓的增加和控制蒸發(fā)的薄膜材料180通過(guò)特定孔的排出可基本上防止金屬氧化物在基底上的沉積，這將在下面更詳細(xì)的討論。
當(dāng)多層內(nèi)板160具有單層結(jié)構(gòu)時(shí)，多層內(nèi)板160下方的內(nèi)壓會(huì)太低而不能夠控制蒸發(fā)的薄膜材料180的流動(dòng)也不能使蒸發(fā)的薄膜材料的濺射最小化。可選地，當(dāng)多層內(nèi)板160具有多于5層的結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)壓會(huì)太高。
多層內(nèi)板160的第一層161、第二層162和第三層163可設(shè)置在坩鍋140的內(nèi)部，且任何兩個(gè)相鄰層之間的最小距離為大約2.0mm，任何兩個(gè)相鄰層之間的最大距離為大約10.0mm。當(dāng)?shù)谝粚?61、第二層162和第三層163之間的距離分別小于2.0mm時(shí)，它們之間的內(nèi)壓會(huì)太高而造成多層內(nèi)板160的變形?？蛇x地，當(dāng)它們之間的距離大于10.0mm時(shí)，內(nèi)壓會(huì)太低，從而有助于蒸發(fā)的薄膜材料180的氧化反應(yīng)及其在多層內(nèi)板160上的重結(jié)晶。
如前面關(guān)于多層內(nèi)板160的結(jié)構(gòu)的描述，其外周長(zhǎng)可等于坩鍋140的內(nèi)周長(zhǎng)。該結(jié)構(gòu)可在坩鍋140的空間145內(nèi)提供足夠的內(nèi)壓。也應(yīng)該指出的是，這種在多層內(nèi)板160和坩鍋140的內(nèi)壁之間的緊配合可有助于從坩鍋140到多層內(nèi)板160的傳熱，并且使它們之間的溫度相等，從而使薄膜材料180的濺射最小化。坩鍋140和多層內(nèi)板160之間的傳熱還可對(duì)蒸發(fā)的薄膜材料180遍及整個(gè)坩鍋140即空間145和多層內(nèi)板160提供以均勻溫度，從而使薄膜材料在多層內(nèi)板160上的重結(jié)晶最小化。
如前面關(guān)于多層內(nèi)板160的結(jié)構(gòu)的描述，其中各層可包括至少一個(gè)孔。例如，多層內(nèi)板160的第一層161、第二層162和第三層163可分別具有在其內(nèi)形成的至少一個(gè)孔161a、162a和163a，如圖3B中所示。然而，應(yīng)該指出的是，孔161a、孔162a和孔163a不是互相對(duì)齊的。換言之，各個(gè)孔161a、162a和163a可形成為具有獨(dú)特的大小或獨(dú)特的位置。在此，指出的是，“獨(dú)特的大小”或“獨(dú)特的位置”可表示孔的特定幾何尺寸或孔在層中的特定幾何位置。換言之，各層可具有孔的布置，即，具有至少一個(gè)與其它層在大小或位置上可幾何區(qū)別的孔，從而當(dāng)層被組裝在各個(gè)的頂部以形成多層內(nèi)板160時(shí)，沒(méi)有一個(gè)孔會(huì)對(duì)齊。
例如，如圖3B中所示，孔161a、162a和163a可分別形成在層161、162和163上的不同幾何位置處。同樣，將層161、162和163組裝成多層內(nèi)板160時(shí)，孔161a、162a和163a不會(huì)相互對(duì)齊。類(lèi)似地，孔161a、162a和163a可在層161、162和163內(nèi)形成為不同的尺寸，從而組裝成多層內(nèi)板160時(shí)，這些孔不會(huì)互相對(duì)齊。并不旨在被理論所限制，應(yīng)該相信，孔161a、162a和163a的這種結(jié)構(gòu)可有助于過(guò)濾氧化的蒸發(fā)的薄膜材料。
例如，即使氧化物顆粒穿過(guò)了層163(即，多層內(nèi)板160的最低層)的孔163a，由于孔沒(méi)有對(duì)齊，所以氧化物顆粒也不會(huì)穿過(guò)層162(即，位于層163之上的層)的孔162a。因此，可過(guò)濾金屬氧化物顆粒，從而使金屬氧化物在基底上的沉積最小化，降低陰極的電阻并防止在陽(yáng)極和陰極之間的潛在的短路。
可按如下執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的真空沉積裝置的組裝和操作的示例性方法。
可將薄膜材料180放置在坩鍋140的底部，并將多層內(nèi)板160組裝并安放在薄膜材料180上面?？捎蒙w175密封坩鍋140，并將坩鍋140放置在真空室110的下部作為蒸發(fā)源部件130。
如圖1中所示，可將基底120設(shè)置在真空室110的上部，使得將被處理的基底120的表面可面向蒸發(fā)源部件130的蓋175?？捎没坠潭ㄑb置122將具有要沉積到基底120上的圖案的掩膜121應(yīng)用于基底120。
接著，可激活加熱器150以使在坩鍋140內(nèi)的薄膜材料180蒸發(fā)。蒸發(fā)的薄膜材料180會(huì)離開(kāi)坩鍋140穿過(guò)多層內(nèi)板160的孔和蓋170的出口175進(jìn)入到真空室110。排放到坩鍋140外的蒸發(fā)的薄膜材料會(huì)沉積到基底120上。
如上所述，本發(fā)明的蒸發(fā)源部件及采用該部件的真空沉積裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，使金屬氧化物在基底上的沉積最小化，降低了陰極的電阻，并防止了在陽(yáng)極和陰極之間潛在的短路。因此，用本發(fā)明的真空沉積裝置制造的EL顯示設(shè)備會(huì)由于膜的均勻性即不存在暗斑而提供改善的圖像品質(zhì)，并由于改進(jìn)的陰極操作提高可靠性和產(chǎn)量。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例已經(jīng)公開(kāi)于此，雖然采用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是僅在一般描述的意義上來(lái)使用和解釋這些術(shù)語(yǔ)，而不是出于限制的目的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離如權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)源部件，包括坩鍋；加熱器；多層內(nèi)板，位于所述坩鍋內(nèi)部，所述多層內(nèi)板的各層具有至少一個(gè)孔。
2.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，所述多層內(nèi)板包括二至五個(gè)層。
3.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，所述多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最小距離為大約2.0mm，所述多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最大距離為大約10.0mm。
4.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，各層中的所述至少一個(gè)孔具有獨(dú)特的位置。
5.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，各層中的所述至少一個(gè)孔具有獨(dú)特的大小。
6.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，所述多層內(nèi)板具有等于所述坩鍋的內(nèi)周長(zhǎng)的外周長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，還包括具有出口的蓋。
8.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，所述坩鍋由石墨、熱解氮化硼或金屬形成。
9.如權(quán)利要求1中所述的蒸發(fā)源部件，其中，所述多層內(nèi)板由銅、金或銀形成。
10.一種真空沉積裝置，包括真空室；坩鍋，位于所述真空室的下部；加熱器，圍繞所述坩鍋；多層內(nèi)板，位于所述坩鍋的內(nèi)部，所述多層內(nèi)板的各層具有至少一個(gè)孔。
11.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，所述多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最小距離為大約2.0mm，多層內(nèi)板中的任何兩個(gè)相鄰層之間的最大距離為大約10.0mm。
12.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，所述多層內(nèi)板具有等于所述坩鍋的內(nèi)周長(zhǎng)的外周長(zhǎng)。
13.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，各層中的所述至少一個(gè)孔具有獨(dú)特的位置。
14.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，各層中的所述至少一個(gè)孔具有獨(dú)特的大小。
15.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，所述坩鍋包括具有出口的蓋。
16.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，所述坩鍋由石墨、熱解氮化硼或金屬形成。
17.如權(quán)利要求10中所述的真空沉積裝置，其中，所述多層內(nèi)板由銅、金或銀形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種蒸發(fā)源部件和一種使用該部件的真空沉積裝置，該真空沉積裝置包括真空室、坩鍋、加熱器和位于坩鍋內(nèi)部的多層內(nèi)板，其中，多層內(nèi)板中的各層具有至少一個(gè)孔，從而蒸發(fā)材料可從坩鍋底部穿過(guò)多層內(nèi)板排到真空室中。
文檔編號(hào)C23C14/54GK1940123SQ20061014182
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者李政烈, 崔镕中, 馬成樂(lè), 閔卿旭 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社