專利名稱：用于連續(xù)地沉積薄膜的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，且更具體地涉及這樣的用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，其中有機材料被長時間地蒸發(fā)并且因此作為薄膜沉積在基板上。
背景技術：
有機發(fā)光顯示裝置是代表性的平板顯示裝置，該有機發(fā)光顯示裝置具有這樣的結構，其中包括有機發(fā)光層的有機薄膜被夾設在基板上的金屬陰極與透明陽極之間。因此，在制造具有有機發(fā)光顯示裝置的基板時，存在沉積有機材料以形成包括有機發(fā)光層的有機薄膜的過程。為了在基板上沉積這種有機薄膜，通常采用真空熱沉積方法。真空熱沉積方法使用加熱器等來加熱設置在薄膜沉積設備的真空腔中的有機材料，并且朝向所述基板蒸發(fā)被容納的有機材料，由此在基板上形成具有預定厚度的有機薄膜。圖1示出了常規(guī)薄膜沉積設備的示例。參考圖1，常規(guī)薄膜沉積設備包括:坩堝10，所述坩堝用于容納待被沉積在基板上的有機材料；加熱器20，所述加熱器用于加熱坩堝10中的原材料；傳送單元30，所述傳送單元在所述加熱器20中上下移動所述坩堝10 ;以及噴射孔40，所述噴射孔用于噴射蒸發(fā)后的有機材料。然而，常規(guī)薄膜沉積設備具有如下問題:有機材料必須被頻繁地填充，這是因為能夠被容納在坩堝10中的有機材料的量有限，并且必須在每個填充過程時停止操作該設備。與此同時，可能考慮到增加坩堝10的容量的方法。然而，不僅不可能無限地增加坩堝10的容量，而且必須采用該設備的相關部件，以執(zhí)行與坩堝10的增加容量相對應的增強性能。因此，在擴大該設備的尺寸以及增加制造成本方面出現問題。同樣，如果坩堝10的容量增加，那么大量有機材料被容納在坩堝10中。在該情況下，坩堝10中的有機材料由加熱器20長時間加熱。因此，出現有機材料自身有可能變性的問題。

發(fā)明內容
因此，構想到本發(fā)明以解決前述問題，并且本發(fā)明的一個方面在于提供一種用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，其中容納有機材料的坩堝被制造成不增加坩堝的容量，而是被更換為具有預定容量，由此連續(xù)地供應有機材料、延長該設備的操作時間、以及合適地保持坩堝的量以防止坩堝中的有機材料由熱量而引起變性。根據本發(fā)明，提供一種用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，所述設備包括:材料存儲單元，所述材料存儲單元存儲有機材料；材料預熱單元，所述材料預熱單元將填充有所述有機材料的坩堝預熱至比所述有機材料的蒸發(fā)點低的溫度；材料傳送單元，所述材料傳送單元從所述材料存儲單元接收預定量的有機材料，并且將所述有機材料傳送到放置于所述材料預熱單元中的所述坩堝；材料蒸發(fā)單元，所述材料蒸發(fā)單元向所述坩堝供應熱量并且蒸發(fā)填充在所述坩堝中的所述有機材料；以及坩堝傳送單元，所述坩堝傳送單元將由所述材料預熱單元預熱的所述坩堝運入所述材料蒸發(fā)單元中或者將耗盡所述有機材料的所述坩堝運出所述材料蒸發(fā)單元。所述材料存儲單元可包括:料斗，所述料斗存儲所述有機材料；以及料斗振動單元，所述料斗振動單元向所述料斗賦予預定大小的振動。所述材料預熱單元可包括:第一容納部和第二容納部，所述第一容納部和第二容納部均設置有加熱器并且容納所述坩堝；以及位置設定單元，所述位置設定單元使得所述第一容納部或所述第二容納部被選擇性地放置在所述材料傳送單元和所述材料蒸發(fā)單元之間的任意位置處。所述位置設定單元能夠使得所述第一容納部或所述第二容納部在傳送位置、備用位置和預熱位置之間旋轉，所述傳送位置用于從所述材料傳送單元接收所述有機材料，所述第一容納部或所述第二容納部在所述備用位置備用以在所述材料蒸發(fā)單元下方被運入或運出所述材料蒸發(fā)單元，并且所述預熱位置被設置在所述傳送位置和所述備用位置之間并且用于預熱所述坩堝。所述材料預熱單元還能夠包括預熱傳感器，所述預熱傳感器感測由所述第一容納部或所述第二容納部預熱的所述坩堝中的所述有機材料的溫度。所述材料傳送單元能夠包括:桶,所述桶暫時容納從所述材料存儲單元供應的所述有機材料；以及傳送單元，所述傳送單元使得所述桶在填充位置和傳送位置之間往復運動，所述填充位置用于在所述材料存儲單元下方接收來自所述材料存儲單元的所述有機材料，所述傳送位置用于在所述材料預熱單元上方將所述有機材料傳送到所述材料預熱單元。
所述桶包括設置在該桶的底部上的門單元，所述門單元在所述填充位置處關閉以保持所述有機材料并且在所述傳送位置處打開以排出所述有機材料。所述材料蒸發(fā)單元可包括:用于容納所述坩堝的主體；用于圍繞所述主體的橫向側的加熱器；以及形成于所述主體的頂部上的噴嘴，所述噴嘴用于噴射在從所述加熱器接收熱量時蒸發(fā)的所述有機材料。所述材料蒸發(fā)單元還可包括傳感器，該傳感器用于感測從所述坩堝蒸發(fā)的所述有機材料的蒸發(fā)速度。所述設備還可包括防污染單元，所述防污染單元被安裝在所述材料蒸發(fā)單元上方并且防止所述材料存儲單元、所述材料傳送單元、所述材料預熱單元和所述材料蒸發(fā)單元被蒸發(fā)后的所述有機材料污染。


從結合附圖對示例性實施方式的如下描述將清楚并更容易地理解本發(fā)明的上述和/或其他方面，在附圖中:圖1示出了用于沉積薄膜的常規(guī)設備的示例；圖2示出了根據本發(fā)明的示例性實施方式的用于連續(xù)地沉積薄膜的設備；圖3示出了圖2的設備中的材料預熱單元；圖4是用于說明圖2的設備中的材料預熱單元的操作原理的視圖5是用于說明圖2的設備中的材料傳送單元的操作原理的視圖；以及圖6示出了圖2的設備中的材料蒸發(fā)單元。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖來描述根據本發(fā)明的用于連續(xù)地沉積薄膜的設備的示例性實施方式。圖2示出了根據本發(fā)明的示例性實施方式的用于連續(xù)地沉積薄膜的設備；圖3示出了圖2的設備中的材料預熱單元；圖4是用于說明圖2的設備中的材料預熱單元的操作原理的視圖；圖5是用于說明圖2的設備中的材料預熱單元的操作原理的視圖；以及圖6示出了圖2的設備中的材料蒸發(fā)單元。參考圖2至圖6，根據本發(fā)明的示例性實施方式的用于連續(xù)地沉積薄膜的設備100用于在坩堝中蒸發(fā)有機材料，并且在將該有機材料連續(xù)地供應到坩堝時將該有機材料作為薄膜沉積在基板上，所述設備包括材料存儲單元110、材料預熱單元120、材料傳送單元130、材料蒸發(fā)單元140、坩堝傳送單元150以及防污染單元160。材料存儲單元110包括料斗111和料斗振動單元112，待被沉積在基板上的有機材料以固態(tài)或液態(tài)的形式存儲在該材料存儲單元中。料斗111在室溫下存儲對應于大約30天或更多天的量的有機材料，并且在其下側具有開口，以將預定量的有機材料(例如，大約80cc)傳送到將在下文描述的桶131。料斗振動單元112向料斗111賦予預定大小的振動。在該實施方式中，料斗111沿左右方向振動。如果有機材料在無任何振動的情況下被傳送到桶131，那么填充在桶131中的有機材料的頂表面變得帶肋或成溝狀，且因此具有不均勻的表面區(qū)域。有機材料的蒸發(fā)量與邊界表面和外界的面積成比例。因此，如果有機材料在邊界表面和外界的面積方面改變，那么將在下文描述的材 料蒸發(fā)單元140不能夠正確地控制有機材料的蒸發(fā)量，由此導致在有機薄膜的質量方面(例如，沉積在基板上的有機薄膜的厚度)的問題。因此，料斗振動單元112的振動收集待被傳送到桶131的預定量的有機材料，并且將預定量的有機材料填充在桶131中。如果有機材料的傳送量不均勻，那么材料蒸發(fā)單元140由于殘留有機材料而不能正確地控制蒸發(fā)量，由此導致有機薄膜的質量方面(例如，沉積在基板上的有機薄膜的厚度)的問題。因此，料斗111借助料斗振動單元112沿左右方向搖動，使得填充在桶131中的有機材料的頂表面能夠變得均勻以始終具有均勻表面區(qū)域，并且一定量的有機材料能夠被供應到材料蒸發(fā)單元140,以正確地控制有機材料的蒸發(fā)量。料斗振動單元112能夠包括用于使得料斗111沿左右方向線性往復運動的大致線性驅動單元，并且該線性驅動單元可以針對線性往復運動而被不同地構造成。例如，本領域技術人員公知的氣缸、線性馬達、旋轉馬達和滾珠絲杠的組合或類似構造能夠被用于該線性驅動單元，且因此將省除其詳細說明。在坩堝10被運入到材料蒸發(fā)單元140中之前，材料預熱單元120將填充有有機材料的坩堝10預先加熱直到比有機材料的蒸發(fā)點低的溫度。從材料存儲單元110被傳送的有機材料具有室溫。如果具有這種低溫的有機材料被直接運入到材料蒸發(fā)單元140中，那么可能花費相當多的時間來蒸發(fā)該有機材料。因此，在坩堝10被運入到材料蒸發(fā)單元140中之前，材料預熱單元120將該有機材料預熱直至預定溫度，使得能夠縮短在材料蒸發(fā)單元140中蒸發(fā)有機材料所花費的時間，由此縮短沉積過程的總時間。材料預熱單元120被分為第一容納部121和第二容納部122，這些容納部均能夠容納坩堝10。第一容納部121和第二容納部122設置有加熱器124，以預熱坩堝10。材料預熱單元120包括位置設定單元123，以使得第一容納部或第二容納部被選擇性地放置在材料傳送單元與材料蒸發(fā)單元之間的任意位置中。在該實施方式中，設置有位置設定單元123，以使得第一容納部121和第二容納部122旋轉。參考圖4，位置設定單元123將第一容納部121和第二容納部122中的一個(例如，第一容納部121)定位在傳送位置P1，以從材料傳送單元130接收有機材料(參考圖4中的(a))。接下來，位置設定單元123將第一容納部121旋轉大約90度的角度而到達預熱位置P3，以預熱該坩堝10 (參考圖4中的(b))。此時，預熱傳感器125被放置在預熱位置P3上方并且感測由第一容納部121預熱的坩堝10中的有機材料的溫度，由此感測有機材料是否被預熱直到預設的合適溫度。然后，位置設定單元123將第一容納部121從預熱位置P3旋轉大約90度的角度，使得第二容納部122能夠被放置在材料蒸發(fā)單元140下方，由此將從材料蒸發(fā)單元140運出的坩堝10定位在備用位置P2 (參考圖4中的(C))。此時，其中有機材料被耗盡的坩堝10由坩堝傳送單元150傳送到第二容納部122。然后，位置設定單元123將第一容納部121從備用位置P2旋轉大約180度的角度，使得第一容納部121能夠被放置在材料蒸發(fā)單元140下方，由此將待被運入材料蒸發(fā)單元140中的坩堝10定位在備用位置P2，在該備用位置P2，坩堝10在材料蒸發(fā)單元140下方備用(參考圖4中的(d))。用于預熱坩堝10的預熱位置P3被設置在傳送位置Pl和備用位置P2之間，并且位置設定單元123旋轉第一容納部121或第二容納部122，以將其定位在傳送位置P1、備用位置P2和預熱位置P3中的 一個位置處。在該實施方式中，位置設定單元123可能以各種形式構造，以用于旋轉。例如，本領域技術人員公知的氣缸、旋轉馬達和傳送帶的組合或類似構造能夠被用于該位置設定單元123，且因此將省除其詳細說明。材料傳送單元130從材料存儲單元110接收一定量的有機材料，并且將該有機材料傳送到放置在材料預熱單元120中的坩堝10。材料傳送單元130包括桶131和傳送單元132。桶131暫時地容納從材料存儲單元110供應的有機材料，并且在其底部包括門單元 133。傳送單元132使得桶131線性往復運動。參考圖5，桶131放置在位于材料存儲單元Iio下方的填充位置P4處，以接收來自材料存儲單元110的有機材料(參考圖5中的
(a))。然后，傳送單元132將桶131線性地傳送到材料預熱單元120的上側，使得桶131能夠被放置在傳送位置Pl處，以將有機材料傳送到被容納在材料預熱單元120中的坩堝10(參考圖5中的(b))。因此，傳送單元132使得桶131在填充位置P4和傳送位置Pl之間線性地往復運動。桶131在其底部設置有門單元133。門單元133被關閉以在填充位置P4處保持從材料存儲單元110接收的有機材料，并且被打開以在傳送位置Pl處將該有機材料排出并傳送到材料預熱單元120的坩堝10。傳送單元132還能夠借助用于線性往復運動的各種線性驅動單元來實現，并且將省除其詳細說明。
材料蒸發(fā)單元140加熱被運入的坩堝10，以蒸發(fā)被容納在坩堝10中的有機材料。材料蒸發(fā)單元140包括主體141、加熱器142和噴嘴143。主體141容納由坩堝傳送單元150傳送的坩堝10。加熱器142圍繞主體141的橫向側，并且供應熱能以用于蒸發(fā)該有機材料。加熱器142能夠以各種形式來實現，以供應用于蒸發(fā)有機材料的熱能，所述加熱器例如使用芯部加熱器、燈加熱器等。在該實施方式中，采用芯部加熱器，并且通過將電阻加熱絲纏繞在主體141的外部上而形成該芯部加熱器。此時，電阻加熱絲包括諸如Ta、W、Mo的金屬或其合金絲。噴嘴143形成在主體141的頂部上，并且噴射在由加熱器142加熱時蒸發(fā)的有機材料。噴嘴143能夠形成為具有預定長度的狹槽型通孔，或者形成為具有預定直徑的圓形通孔。同樣，材料蒸發(fā)單元140還能夠包括傳感器144，以用于感測從坩堝10蒸發(fā)的有機材料的蒸發(fā)量。基于感測到的蒸發(fā)量，蒸發(fā)速度被控制，以沉積具有期望厚度的有機薄膜。坩堝傳送單元150將由材料預熱單元120預熱的坩堝10運入到材料蒸發(fā)單元140中，或將耗盡有機材料的坩堝10運出該材料蒸發(fā)單元140。完全預熱的坩堝10被提升，以被運入到材料蒸發(fā)單元140中；并且耗盡有機材料的坩堝10向下移動，以從材料蒸發(fā)單元140運出。同樣，坩堝傳送單元150使得坩堝10上下往復運動，使得有機材料能夠沿更靠近或更遠離加熱器142的方向在材料蒸發(fā)單元140內移動。坩堝傳送單元150被用于調節(jié)坩堝10中的有機材料與加熱器142之間的距離，由此控制有機材料的蒸發(fā)量。也就是說，如果有機材料的蒸發(fā)量小于預設參考量，那么坩堝10朝向加熱器142移動，使得來自加熱器142的熱量能夠被充分地供應到有機材料，由此增加有機材料的蒸發(fā)量。另一方面，如果有機材料的蒸發(fā)量大于預設參考量，那么坩堝10遠離加熱器142移動，使得能夠減少從加熱器142供應到有機材料的熱量，由此減少有機材料的蒸發(fā)量。坩堝傳送單元150能夠以各種形式來實現，以用于線性往復運動。例如，能夠采用本領域技術人員公知的氣缸、線性馬達、旋轉馬達和滾珠絲杠的組合或類似構造，且因此將省除其詳細說明。防污染單元160被安裝在材料蒸發(fā)單元140上方，并且防止材料存儲單元110、材料傳送單元130、材料預熱單元120和材料蒸發(fā)單元140被蒸發(fā)的有機材料污染。當加熱器142向坩堝10供應熱量時，防污染單元160防止填充在坩堝10中的有機材料或異物被附著到腔的內部。被附著到腔內部的有機材料或異物污染腔的供實施基板的沉積的內部。如果沉積設備長時間操作，那么被附著到腔內部的有機材料或異物充當污物，并且因此增加產品的缺陷率。因此，沉積設備的操作暫停，并且在腔的內部被清潔之后，恢復操作。在該情況下，出現該設備的產量降低這樣的問題。
因此，防污染單元160防止有機材料被附著到腔的內部，并且關于污染而能夠被更換，由此防止腔的內部受污染，并且通過實現長時間的連續(xù)生產而提高設備的產量。在該實施方式中，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備構造成使得當更換填充有有機材料的坩堝時有機材料能夠在材料蒸發(fā)單元中被連續(xù)地蒸發(fā)，由此將該設備的操作時間延長至長時間。同樣，在該實施方式中，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備更換具有用于容納有機材料的預定容量以使得該設備長時間操作的坩堝而不是增加坩堝的容量，由此防止坩堝中的有機材料長時間暴露于熱并且防止該有機材料因熱而導致變性。同樣，在該實施方式中，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備在有機材料被運入材料蒸發(fā)單元中之前使用材料預熱單元以將該有機材料預熱達至預定溫度，由此具有縮短沉積過程的總時間的效果。同樣，在 該實施方式中，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備當供應有機材料時采用料斗振動單元以將料斗沿左右方向搖動，使得填充在坩堝中的有機材料的頂表面區(qū)域能夠被均勻地保持，由此具有正確地控制有機材料的蒸發(fā)量的效果。在如圖2所示的前述實施方式中，料斗振動單元被描述為沿左右方向向料斗賦予預定大小的振動，但是本發(fā)明不局限于此。另選地，料斗振動單元能夠構造成賦予沿上下方向或沿弧形方向的預定大小的振動。在如圖2所示的前述實施方式中，材料預熱單元使得第一容納部和第二容納部旋轉，但本發(fā)明不局限于此。另選地，材料預熱單元能夠構造成當使得第一容納部和第二容納部線性地往復運動時改變位置。根據本發(fā)明，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備能夠將該設備的操作時間延長至較長時間。根據本發(fā)明，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備能夠防止坩堝中的有機材料長時間暴露于熱并且防止由熱而引起變性。根據本發(fā)明，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備能夠縮短沉積過程的總時間。根據本發(fā)明，用于連續(xù)地沉積薄膜的前述設備能夠正確地控制有機材料的蒸發(fā)量。雖然已經示出并描述了本發(fā)明的數個示例性實施方式，但是本領域技術人員將理解的是，能夠對這些實施方式作出變化而不偏離本發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的范圍被限定在所附權利要求及其等同物中。相關申請的交叉引用本申請要求于2012年I月4日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0001046的優(yōu)先權和權益，該申請以引用的方式全文結合到本文中。
權利要求
1.一種用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，所述設備包括: 材料存儲單元，所述材料存儲單元存儲有機材料； 材料預熱單元，所述材料預熱單元將填充有所述有機材料的坩堝預熱至比所述有機材料的蒸發(fā)點低的溫度； 材料傳送單元，所述材料傳送單元從所述材料存儲單元接收預定量的有機材料，并且將所述有機材料傳送到放置在所述材料預熱單元中的所述坩堝； 材料蒸發(fā)單元，所述材料蒸發(fā)單元向所述坩堝供應熱量并且蒸發(fā)填充在所述坩堝中的所述有機材料；以及 坩堝傳送單元，所述坩堝傳送單元將由所述材料預熱單元預熱的所述坩堝運入所述材料蒸發(fā)單元中或者將耗盡所述有機材料的所述坩堝運出所述材料蒸發(fā)單元。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述材料存儲單元包括: 料斗，所述料斗存儲所述有機材料；以及 料斗振動單元，所述料斗振動單元向所述料斗賦予預定大小的振動。
3.根據權利要求1所述的設備，其中，所述材料預熱單元包括: 第一容納部和第二容納部，所述第一容納部和所述第二容納部均設置有加熱器并且容納所述坩堝；以及 位置設定單元，所述位置設定單元使得所述第一容納部或所述第二容納部被選擇性地放置在所述材料傳送單元和所述材料蒸發(fā)單元之間的任意位置處。
4.根據權利要求3所述的設備，其中，所述位置設定單元使得所述第一容納部或所述第二容納部在傳送位置、備用位置和預熱位置之間旋轉，所述傳送位置用于從所述材料傳送單元接收所述有機材料，所述第一容納部或所述第二容納部在所述備用位置備用以在所述材料蒸發(fā)單元下方被運入或運出所述材料蒸發(fā)單元，并且所述預熱位置被設置在所述傳送位置和所述備用位置之間并且用于預熱所述坩堝。
5.根據權利要求3所述的設備，其中，所述材料預熱單元還包括預熱傳感器，所述預熱傳感器感測由所述第一容納部或所述第二容納部預熱的所述坩堝中的所述有機材料的溫度。
6.根據權利要求1所述的設備，其中，所述材料傳送單元包括: 桶，所述桶暫時容納從所述材料存儲單元供應的所述有機材料；以及 傳送單元，所述傳送單元使得所述桶在填充位置和傳送位置之間往復運動，所述填充位置用于在所述材料存儲單元下方接收來自所述材料存儲單元的所述有機材料，所述傳送位置用于在所述材料預熱單元上方將所述有機材料傳送到所述材料預熱單元。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，所述桶包括設置在該桶的底部上的門單元，所述門單元在所述填充位置處關閉以保持所述有機材料并且在所述傳送位置處打開以排出所述有機材料。
8.根據權利要求1所述的設備，其中，所述材料蒸發(fā)單元包括:用于容納所述坩堝的主體；用于圍繞所述主體的橫向側的加熱器；以及形成于所述主體的頂部上的噴嘴，所述噴嘴用于噴射在從所述加熱器接收熱量時蒸發(fā)的所述有機材料。
9.根據權利要求1所述的設備，其中，所述材料蒸發(fā)單元還包括傳感器，該傳感器用于感測從所述坩堝蒸發(fā)的所述有機材料的蒸發(fā)速度。
10.根據權利要求1所述的設備，所述設備還包括防污染單元，所述防污染單元被安裝在所述材料蒸發(fā)單元上方并且防止所述材料存儲單元、所述材料傳送單元、所述材料預熱單元和所述材料蒸 發(fā)單元被蒸發(fā)后的所述有機材料污染。
全文摘要
公開了一種用于連續(xù)地沉積薄膜的設備，所述設備包括材料存儲單元；材料預熱單元；材料傳送單元；材料蒸發(fā)單元；以及坩堝傳送單元。所述材料存儲單元存儲有機材料。所述材料預熱單元將填充有所述有機材料的坩堝預熱至比所述有機材料的蒸發(fā)點低的溫度。所述材料傳送單元從所述材料存儲單元接收預定量的有機材料，并且將所述有機材料傳送到放置于所述材料預熱單元中的所述坩堝中。所述材料蒸發(fā)單元向所述坩堝供應熱量并且蒸發(fā)填充在所述坩堝中的所述有機材料。所述坩堝傳送單元將由所述材料預熱單元預熱的所述坩堝運入所述材料蒸發(fā)單元中或者將耗盡所述有機材料的所述坩堝運出所述材料蒸發(fā)單元。
文檔編號C23C14/24GK103194728SQ20131000194
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權日2012年1月4日
發(fā)明者李亨培, 鄭基澤, 趙晃新, 尹成勛 申請人:Snu精密股份有限公司