專利名稱：有機小分子一半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，屬于有機發(fā)光材料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
有機小分子電致發(fā)光材料，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、自發(fā)光、亮度高，可實現(xiàn)薄膜全彩發(fā)光，可制成薄膜全彩發(fā)光器件。具有關(guān)機構(gòu)測算，用有機小分子電致發(fā)光材料制成的薄膜全彩發(fā)光顯示器的成本，只有彩色液晶顯示器成本的1/3～2/3，且高亮全彩自發(fā)光，可制造在柔性薄膜襯底上，因此，比用背光的彩色液晶顯示器有更好的視角和對比度、更省電、更輕薄、更耐用，可取代CRT(陰極射線管)和LCD(液晶)顯示器(LCD制造工藝很復(fù)雜，成本很昂貴且不易擴大規(guī)模，如向更大基板升級，一次花費便超過5億美元，OLED制造工藝較為簡單，層次比較少，容易擴大規(guī)模)，市場前景十分看好，市場容量不可限量。據(jù)Stanford公司預(yù)測，2001年OLED全球市場規(guī)模為8400萬美元，至2007年將增加到16億美元，年均增長63％。2000年共賣出92.5萬個OLED顯示器，2001年賣出320萬個，至2007年將增長60倍，達到1.95億個。如果OLED顯示器制造技術(shù)能跟上市場需求，OLED器件能象LCD一樣實現(xiàn)全彩，有源矩陣及大尺寸屏，那OLED制造商就可望獲得好多年的興隆生意。為了奪取這塊市場，目前，世界上不少著名大學、研究機構(gòu)和公司都在努力研究這種顯示器的制造工藝，都想在研究出制造工藝后以專利權(quán)的方式占領(lǐng)和控制市場，研究開發(fā)競爭十分激烈。國內(nèi)不少著名大學、科研機構(gòu)和公司在各級政府的大力支持下，也在努力研究這種顯示器的制造工藝，其研究水平達到了國際水準。
雖說有不少公司做出了各種規(guī)格的OLED顯示器樣品，但離真正實用還有相當距離，這是因為有很多低成本的大規(guī)模OLED顯示器制造工藝技術(shù)還沒有解決。
眾所周知，顯示器顯示圖象是靠象素矩陣來實現(xiàn)的，這些象素矩陣是有源矩陣或無源矩陣，在制造OLED顯示器方面，目前國內(nèi)外所有OLED研究機構(gòu)和制造商都是采用掩模板技術(shù)、等離子刻蝕技術(shù)、激光刻蝕技術(shù)或離子注入技術(shù)來制造象素矩陣的。目前OLED-LED(發(fā)光二極管)顯示器制造設(shè)備存在的技術(shù)問題是一、由于制造過程是在超高真空條件下進行，使用掩膜板，使基片的傳輸和對準過于復(fù)雜，從而導致了對生產(chǎn)過程控制的復(fù)雜化，無法連續(xù)生產(chǎn)且生產(chǎn)大面積顯示器很困難。
二、在超高真空條件下，掩膜板的傳輸和對正非常困難，且需不斷更換。
三、由于要求鍍膜材料透過掩膜板，掩膜板必須做到很薄，因而，難以制造成大面積窄線條陣列或小孔矩陣掩膜板。
四、由于鍍膜材料的粘結(jié)，掩膜板需要不斷更新與清洗，掩膜板的更新與清洗都很麻煩。
五、由于掩膜板的阻擋，鍍膜材料的利用率低，且膜層的附著力差，膜層的均勻性差，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，發(fā)光壽命短。
六、需要周期性停機加裝鍍膜材料且停機周期短。
七、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性差，生產(chǎn)成本高昂，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
八、雖說等離子刻蝕技術(shù)、激光刻蝕技術(shù)或離子注入技術(shù)在一定程度上可以克服掩膜板技術(shù)的很多缺點，但是這些技術(shù)目前也存在著效率低和鍍膜材料的利用率低的缺點。激光刻蝕技術(shù)配合離子注入技術(shù)也是OLED-LED顯示器生產(chǎn)發(fā)展的方向。
本實用新型針對上述存在的技術(shù)問題而提供一種有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備的主要核心是把前述生產(chǎn)中使用的敞口式束源爐改變了結(jié)構(gòu)，在原來的敞口式束源爐上增加了帶有可以是任意形狀的小噴嘴(孔)的蓋，或直接把爐體和帶有可以是任意形狀的小噴嘴(孔)的蓋制成一體，或加大爐體尺寸，制成單爐腔或多爐腔和帶有單排或多排可以是任意形狀的小噴嘴(孔)的蓋的小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐；或是單爐腔或多爐腔和帶有單排或多排可以是任意形狀的小噴嘴(孔)的蓋制成一體的小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐。小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐可以任意排列使用。由于使用了小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐，因此徹底拋棄了掩模板，從而也徹底解決了使用掩模板給OLED/LED顯示器生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝所帶來的諸多問題，徹底解決了困擾多年的生產(chǎn)OLED-LED顯示器(包括制造工藝類似的其它半導體器件)的工藝問題，是OLED-LED顯示器制造工藝技術(shù)的一次革命性的飛躍，使得OLED-LED顯示器的生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、大規(guī)模、低成本。
本實用新型的技術(shù)方案如下它包括用于OLED-LED顯示器的制造工藝過程中的小噴嘴型蒸發(fā)爐以及使用小噴嘴型蒸發(fā)爐的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備。
所述的小噴嘴型蒸發(fā)爐可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴的蓋組合而成的爐體，也可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴組成的整體爐體；每個噴嘴的截面積小于2平方毫米(截面積是指與噴嘴軸線垂直的截面積)。
所述的使用小噴嘴型蒸發(fā)爐的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備最基本核心構(gòu)成包括有機沉積室和金屬沉積室。有機沉積室的前端和金屬沉積室的后端必須連有閘閥、或者是門、或者是其它真空室。有機沉積室和金屬沉積室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；可以有多個有機沉積室直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；可以有多個金屬沉積室直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；每個有機沉積室和金屬沉積室都可以直接或者是通過閘閥或者是其它真空室掛接各自的有機發(fā)光材料庫和金屬材料庫；有機沉積室的前端和預(yù)處理室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；金屬沉積室的后端和封裝室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；封裝室可以直接或者是通過閘閥或者是其它真空室掛接封裝材料庫；有機發(fā)光材料庫、金屬材料庫和封裝材料庫的可以有和大氣連通或隔離用的門或閘閥；預(yù)處理室的前端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與進樣室相連；封裝室的后端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與出樣室相連；進樣室的前端和出樣室的后端有和大氣連通或隔離用的門或閘閥；在有機沉積室或預(yù)處理室的前級可以設(shè)置激光刻蝕室，在有機沉積室和金屬沉積室中間可以設(shè)置激光刻蝕和離子注入室，在金屬沉積室后級可以設(shè)置激光刻蝕室；所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的真空獲得裝備以及與相應(yīng)的真空獲得裝備相連接的各種閥門；所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的進行真空狀態(tài)轉(zhuǎn)換的各種閥門；有機沉積室和金屬沉積室中的小噴嘴型蒸發(fā)爐的加熱器設(shè)有溫度控制，小噴嘴型蒸發(fā)爐的上方設(shè)有擋板；如果是進行片狀基片生產(chǎn)，則各真空室中都要有供基片傳輸臺行走的導軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導軌上方可以設(shè)有溫度控制的加熱器；如果是進行柔性連續(xù)薄基片生產(chǎn)；則不能有預(yù)處理室，其它真空室中要有供基片行走的放卷、收卷、導向、張緊、夾緊和冷卻輥。膜厚、溫度、真空度的監(jiān)測與控制，基片傳輸臺行走的監(jiān)測與控制，各種閥門和各種真空獲得裝備的監(jiān)測與控制均由計算機進行。
本實用新型的優(yōu)勢在于鍍膜材料容量大，鍍膜材料利用率高；基片傳輸容易，制造工藝過程及控制簡單；可不停機加裝材料，工藝穩(wěn)定性好，生產(chǎn)效率高，成本低；適合大批量、使用大尺寸片狀基片或連續(xù)柔性基片的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)。
雖說使用小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐的OLED-LED顯示器(包括類似的其它半導體)生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)極細線條陣列或極小點陣列的極高級的OLED/LED顯示器時很困難(比如說0.1MM的線寬)，但是從滿足人們的視覺需求和經(jīng)濟/效用比的角度出發(fā)，這種方法的市場前景還是很誘人的。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A視圖。
圖3為圖2的局部放大圖。
圖4-圖9為各種小噴嘴蒸發(fā)爐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為圖4的F-F剖面圖。
圖11為圖5的B-B剖面圖。
圖12為圖6的A向視圖。
圖13為圖7的B向視圖。
圖14為圖9的C向視圖。
圖中1.噴嘴，2.爐蓋，3.爐腔，4.爐體，5.軸線，6.有機沉積室，7.金屬沉積室，8.閘閥，9.有機發(fā)光材料庫，10.金屬材料庫，11.封裝室，12.封裝材料，13.進樣室，14.出樣室，15.擋板，16.基片，17.基片傳輸臺，18.導軌，19.離子轟擊臺，20.插板閥，21.分子泵機組，22.過渡室，23.加熱器，24.小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐，25.維修口，26.預(yù)處理室。
如圖4-7所示，小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐(蒸發(fā)爐，也可稱為束源爐或坩鍋)可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴的蓋組合而成的爐體。如圖8-9所示，小噴嘴型蒸發(fā)爐也可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴組成的整體爐體。每個噴嘴的截面積小于2平方毫米(截面積是指與噴嘴軸線垂直的截面積)。
如圖1-3所示，所述的使用小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐24的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備最基本核心構(gòu)成包括有機沉積室6和金屬沉積室7。有機沉積室6的前端和金屬沉積室7的后端必須連有閘閥8、或者是門、或者是其它真空室。根據(jù)具體使用要求，有機沉積室6和金屬沉積室7可以直接相連，也可以通過閘閥8或者是其它真空室相連；為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，可以有多個有機沉積室直接相連，也可以通過閘閥8或者是其它真空室相連；可以有多個金屬沉積室直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；每個有機沉積室6和金屬沉積室7都可以直接或者是通過閘閥8或者是其它真空室掛接各自的有機發(fā)光材料庫9和金屬材料庫；有機沉積室6的前端和預(yù)處理室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；金屬沉積室6的后端和封裝室11可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；封裝室11可以直接或者是通過閘閥或者是其它真空室掛接封裝材料庫12；有機發(fā)光材料庫9、金屬材料庫10和封裝材料庫12可以設(shè)置與大氣連通或隔離用的門或閘閥；預(yù)處理室26的前端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與進樣室13相連；封裝室11的后端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與出樣室14相連；進樣室13的前端和出樣室14的后端設(shè)置與大氣連通或隔離用的門或閘閥；在有機沉積室6或預(yù)處理室26的前級可以設(shè)置激光刻蝕室，在有機沉積室6和金屬沉積室7中間可以設(shè)置激光刻蝕和離子注入室，在金屬沉積室后級可以設(shè)置激光刻蝕室；所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的真空獲得裝備以及與相應(yīng)的真空獲得裝備相連接的各種閥門；所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的進行真空狀態(tài)轉(zhuǎn)換的各種閥門；有機沉積室6和金屬沉積室7中的小噴嘴型蒸發(fā)爐的加熱器必須有精密溫度控制，小噴嘴型蒸發(fā)爐的上方必須有擋板；如果是進行片狀基片生產(chǎn)，則各真空室中都要有供基片傳輸臺(也叫基片傳輸小車)行走的導軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導軌上方可以設(shè)有精密溫度控制的加熱器15；如果是進行柔性連續(xù)薄基片生產(chǎn)，則不能有預(yù)處理室26，其它真空室中要有供基片16行走的放卷、收卷、導向、張緊、夾緊和冷卻輥。膜厚、溫度、真空度的監(jiān)測與控制，基片傳輸臺17行走的監(jiān)測與控制，各種閥門和各種真空獲得裝備的監(jiān)測與控制均由計算機進行。該設(shè)備實現(xiàn)OLED顯示器生產(chǎn)的工藝平臺，通過它可以蒸發(fā)各種有機/無機和金屬材料，使之沉積到各種基片上。
權(quán)利要求1.有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于它包括用于OLED-LED顯示器的制造的小噴嘴型蒸發(fā)爐以及使用小噴嘴型蒸發(fā)爐的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備；所述的小噴嘴型蒸發(fā)爐可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴的蓋組合而成的爐體也可以是由任意容積、形狀、數(shù)量、排列方式的爐腔與帶有任意形狀、數(shù)量和排列方式的小噴嘴組成的整體爐體；所述的使用小噴嘴型蒸發(fā)爐的OLED-LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備包括有機沉積室和金屬沉積室；有機沉積室的前端和金屬沉積室的后端必須連有閘閥、或者是門、或者是其它真空室；有機沉積室和金屬沉積室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；可以有多個有機沉積室直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；可以有多個金屬沉積室直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；每個有機沉積室和金屬沉積室都可以直接或者是通過閘閥或者是其它真空室掛接各自的有機發(fā)光材料庫和金屬材料庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的小噴嘴型蒸發(fā)爐每個噴嘴的截面積小于2平方毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的有機沉積室的前端和預(yù)處理室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連；金屬沉積室的后端和封裝室可以直接相連，也可以通過閘閥或者是其它真空室相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的封裝室可以直接或者是通過閘閥或者是其它真空室掛接封裝材料庫；有機發(fā)光材料庫、金屬材料庫和封裝材料庫的可以有和大氣連通或隔離用的門或閘閥；預(yù)處理室的前端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與進樣室相連；封裝室的后端可以是門或閘閥，也可以是通過閘閥或者是其它真空室與出樣室相連；進樣室的前端和出樣室的后端有和大氣連通或隔離用的門或閘閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的有機沉積室或預(yù)處理室的前級可以設(shè)置激光刻蝕室，在有機沉積室和金屬沉積室中間可以設(shè)置激光刻蝕和離子注入室，在金屬沉積室后級可以設(shè)置激光刻蝕室；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的真空獲得裝備以及與相應(yīng)的真空獲得裝備相連接的各種閥門所述的每個室或庫都要有與之相應(yīng)的進行真空狀態(tài)轉(zhuǎn)換的各種閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機小分子-半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的有機沉積室和金屬沉積室中的小噴嘴型蒸發(fā)爐的加熱器設(shè)有溫度控制，小噴嘴型蒸發(fā)爐的上方設(shè)有擋板；如果是進行片狀基片生產(chǎn)，則各真空室中都要有供基片傳輸臺行走的導軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導軌上方可以設(shè)有溫度控制的加熱器；如果是進行柔性連續(xù)薄基片生產(chǎn)，則不能有預(yù)處理室，其它真空室中要有供基片行走的放卷、收卷、導向、張緊、夾緊和冷卻輥；膜厚、溫度、真空度的監(jiān)測與控制，基片傳輸臺行走的監(jiān)測與控制，各種閥門和各種真空獲得裝備的監(jiān)測與控制均由計算機進行。
專利摘要一種有機小分子－半導體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，它包括小噴嘴型蒸發(fā)爐以及使用小噴嘴型蒸發(fā)爐的OLED－LED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備。它在原來的敞口式束源爐上增加了帶有小噴嘴的蓋，或直接把爐體和帶有小噴嘴的蓋制成一體，或加大爐體尺寸，制成單爐腔或多爐腔和帶有單排或多排小噴嘴的蓋的小噴嘴型蒸發(fā)爐；或是單爐腔或多爐腔和帶有單排或多排小噴嘴的蓋制成一體的小噴嘴型蒸發(fā)爐。由于使用了小噴嘴型蒸發(fā)爐，因此徹底拋棄了掩模板，從而也徹底解決了使用掩模板給OLED－LED顯示器生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝所帶來的諸多問題，是OLED－LED顯示器制造工藝技術(shù)的一次革命性的飛躍，使得OLED－LED顯示器的生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、大規(guī)模、低成本。
文檔編號H01L27/15GK2562373SQ0221181
公開日2003年7月23日 申請日期2002年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者張西庚 申請人:沈陽聚智電子科技有限公司