沉积装置的制作方法

文档序号:30012446发布日期:2022-05-13 10:01来源:国知局
沉积装置的制作方法

本发明涉及一种用于准确测量沉积原料的剩余量的沉积装置。

背景技术

沉积是一种用气态颗粒涂覆物体(例如金属或玻璃)的表面以在其上形成薄的固体膜的方法。

近来,手机、笔记本电脑和数码相机等便携性很重要的设备变得普遍,并且随着空间利用率或设计对薄型电视的需求增加,对制造平板显示面板的设备和工艺进行了积极的研究。

特别而言,近来有机发光二极管(OLED)显示面板由于例如视角宽和响应速度快等优点而受到积极研究。

多数OLED显示面板是通过真空热蒸发制造的。这里,真空热蒸发是通过用有机/无机材料填充坩埚以形成真空,然后将通过加热坩埚而蒸发的材料沉积在基板上来形成薄膜的方法。在这种情况下,用于OLED显示面板的有机/无机材料非常昂贵,并且在长时间加热或加热到高温时材料可能会降解。因此,用于OLED生产的大部分材料难以再利用,因此通常在生产后将剩余材料丢弃。

因此,考虑到大规模生产所需的时间来填充沉积原料,并且基于经验积累的数据库来预测生产期间的沉积原料的剩余量,但是由于误差而需要提高预测准确度,且最好的方法是在生产过程中实时测量沉积原料的剩余量的方法。

作为现有技术,韩国专利申请10-2012-0045994号的相关技术公开了一种用于通过将源量测量部件(例如测压元件)连接到坩埚来推导出材料量的配置。即,根据该现有技术,使用源量测量部件与坩埚接触,其利用在传感器因外力(负载)而位移时产生的电位差来测量材料的剩余量。

然而,在这种情况下,由于源量测量部件与高温容器接触,源量测量部件中的传感器位移不仅由负载引起,而且还由热膨胀引起,因此测量值的可靠性降低,同时存在传感器的耐久性降低的问题。

在坩埚中,与源量测量构件接触的区域充当散热器以产生热梯度。因此,该接触区域的材料可能会凝结而不会蒸发,凝结的材料可能不会被消耗且需要被丢弃,但也可能会导致工艺问题,例如沉积不均匀。

OLED沉积工艺是一个可能因水分和杂质而出现缺陷的敏感工艺,诸如测压元件等部件暴露在基板和执行沉积工艺的沉积路径上,因此存在杂质到达基板的问题。



技术实现要素:

[技术问题]

本发明的目的是克服现有技术的问题,并且提供一种通过将重量测量设备设置在与蒸发源的温度隔绝的部分来准确测量沉积原料的剩余量的沉积装置。

[技术方案]

根据本发明的一个实施方式,一种沉积装置包括:蒸发源,其包括容纳沉积原料的坩埚、支撑在坩埚外部的加热器单元以及支撑在加热器单元外部的冷却单元;腔室,其中容纳有所述蒸发源并提供放置沉积基板的沉积空间;重量测量设备,其设置在所述腔室内并被配置为检测蒸发源的总重量;和控制器,其设置在所述腔室外部并被配置为向重量测量设备发送信号和从重量测量设备接收信号。

所述沉积装置还可以包括多个支撑件,所述多个支撑件设置在所述冷却单元下方并被配置为在所述重量测量设备上支撑所述蒸发源。

支撑件可以可拆卸地固定在重量测量设备上,并且可以包括承受真空压力的材料。

重量测量设备可以包括测压元件(load cell)、压电元件和电子秤中的一种,并且可以在与支撑件对应的位置处设置多个。

控制器可以实时接收由重量测量设备测量的重量,并且可以基于测得的重量的变化来计算沉积原料的剩余量。

控制器可以考虑每个重量测量设备的安装位置来计算沉积原料的剩余量。

[有益效果]

本实施方式的沉积装置可以配置成通过将重量测量设备安装在腔室内以支撑整个蒸发源从而将重量测量设备设置在远离蒸发源的温度的部分,因此可以确保重量测量设备的操作可靠性,同时减小测量温差,并且可以准确地测量沉积原料的剩余量。

此外,与重量测量设备安装在腔室外部以支撑整个蒸发源的情况相比,通过省略腔室外部的复杂连接结构并将重量测量设备设置在蒸发源和腔室底面之间,可以提供简单的安装结构。

附图说明

图1是本实施方式的沉积装置的示意性截面图。

图2是本实施方式的沉积原料的剩余量测量过程的示意性块状图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述本实施方式。

图1是本实施方式的沉积装置的示意性截面图,图2是本实施方式的沉积原料的剩余量测量过程的示意性块状图。

本实施方式的沉积装置可以包括蒸发源100、腔室200、重量测量设备300、支撑件400、控制器500和显示器600,重量测量设备400可以安装在腔室200内以支撑蒸发源100,控制器500可以通过蒸发源100的重量变化来计算沉积原料的剩余量,并且可以在显示器600上显示计算出的剩余量。

蒸发源100可以包括:坩埚110,其中形成填充有沉积原料G的填充空间S;加热器单元120,用于向坩埚110提供热量;以及设置在加热器单元120外部的冷却单元130。

沉积原料G可以是受热蒸发的有机材料或无机材料,并且将沉积原料G变为气态而形成的材料可以称为沉积材料。

坩埚110可以具有开放的顶面,并且用于容纳沉积原料G和其中的沉积材料的填充空间S可以设置在坩埚110中。供沉积材料通过的喷嘴111可以设置在坩埚110的开放顶面中,并且沉积材料可以通过喷嘴111喷射到腔室200中。

加热器单元120可以均匀地加热坩埚,并且可以通过将加热器121固定到加热器框122的内表面来进行配置。

加热器框122可以安装成包围坩埚110,但形成在上侧的喷嘴111除外,并且加热器121可以安装在加热器框122的内表面上,但加热器121可以与坩埚110以预定的间距相隔设置。

加热器单元120还可以包括坩埚连接器123,用于将坩埚110连接到加热器框122的内侧。坩埚连接器123的一端可以连接到坩埚110的外表面,坩埚连接器123的另一端可以连接到加热器框122的内表面。

因此,坩埚110可以被支撑在加热器框122内部,并且坩埚110可以被辐射热均匀地加热,同时与加热器121和加热器框122间隔开。

可以配置冷却单元130以阻止加热器121的热量散发到外部,并且可以包括具有低传热率的热屏蔽构件,或者可以以多种方式配置,但不限于此。

冷却单元130可包括设置在加热器框122外部的侧面部分131和用于支撑加热器框122的下部的下表面部分132。冷却单元130的侧面部分131可以与加热器框122的外表面间隔开,并且冷却单元130的下表面部分132可以与加热器框122的底面接触。

实际沉积过程的温度可以是约400℃至500℃,以此可以防止作为热源的加热器框122的热量通过冷却单元130传递到腔室200内的其他设备,从而防止腔室200内的其他设备被损坏。

腔室200可以是限定的空间并且可以在其中容纳蒸发源100和重量测量设备300,并且可以在腔室200中执行沉积基板1的沉积过程。

基板入口(未示出)可以设置在腔室200的一侧,并且沉积基板1可以在沉积过程之前/之后通过基板入口进入和离开腔室200。真空泵(未示出)等可以连接到腔室200的一侧,并且在沉积过程期间,腔室200内部的压力可以通过真空泵的操作保持在真空压力。

基板固定器210和220可以设置在腔室200内部的上侧,沉积基板1可以安装成通过基板固定器210和220悬挂在腔室200内。

蒸发源100可以设置在基板固定器210和220下方,重量测量设备300可以设置在腔室200内部的下侧,在这方面,蒸发源100可以收纳在重量测量设备300上。

重量测量设备300可以是用于测量蒸发源100的重量的设备,并且可以设置在腔室200内部。

重量测量设备300可以包括测压元件、压电元件和电子秤中的一种,并且可以具有测量至少蒸发源100和容纳于其中的沉积原料G的最大重量的测量容量。

由于在沉积过程期间腔室200内的压力保持真空压力,因此重量测设备300可以以多种方式配置成即使在真空压力下也能够测量重量,并具有承受真空压力的材料或结构特征。

为了测量蒸发源100和容纳在其中的沉积原料G的重量,可以仅应用具有高测量容量的重量测量设备300。然而,也可以应用具有相对小的测量容量的多个重量测量设备300。

多个重量测量设备300可以设置在下文描述的支撑件400的位置,并且可以基于冷却单元130的下表面部分彼此对称地布置,或者可以以平衡方式布置。

支撑件400可以支撑蒸发源100并且可以被重量测量设备300支撑。

为了确保用于连接引至冷却单元130底部的各种导线的空间,或为了调整沉积基板1和蒸发源100之间的间隔,支撑件400可以设置成在冷却单元130的下侧具有可调节的高度。

支撑件400可以支撑坩埚110、加热器单元120和冷却单元130,并且坩埚110、加热器单元120和冷却单元130的负重可以转移给支撑件400。

支撑件400可以一体化地设置在冷却单元130的下侧,并且多个支撑件400可以以平衡方式设置,以分散和支撑蒸发源100的负重,并且可以支撑在重量测量设备300上。

为了防止蒸发源100在重量测量设备300上移动,支撑件400可以可拆卸地固定在重量测量设备300上。可以将孔塞结构应用于重量测量设备300和支撑件400之间的接触部分,并且可以使用螺栓将其彼此接合,但不限于此。

控制器500可以设置在腔室200的外部,并且可以包括通信单元(未示出),用于通过有线或无线方式与重量测量设备300发送和接收信号。

控制器500可以实时接收重量测量设备300测量的重量信息以计算蒸发源100内的沉积原料G的剩余量的重量,并且可以包括数据存储器510、计算单元520和输出单元530。

数据存储器510可以实时接收由重量测量设备300测量的重量并且可以存储接收到的重量。

数据存储器510可以接收在将沉积原料G注入蒸发源100之前测得的蒸发源100的重量W0、在将沉积原料G注入蒸发源100之后立即测得的蒸发源100和沉积原料G的重量W1、以及在沉积过程中测得的蒸发源100和沉积原料G的重量W,并且可以存储接收到的重量作为数据。

计算单元520可以通过存储在数据存储器510中的重量变化来计算沉积原料G的剩余量。

沉积原料G的注入量可以通过在刚刚注入沉积原料G之后测得的重量W1减去在注入沉积原料G之前即刻测得的重量W0来计算。沉积原料G的剩余量可以通过在沉积过程中测得的重量W减去在注入沉积原料G之前即刻测得的重量W0来计算。

沉积原料G的剩余量可以利用多个重量测量设备300测得的重量变化并考虑到每个重量测量设备300的安装位置来计算,在这种情况下,可以应用多种计算方法。

输出单元530可以将由计算单元520计算出的沉积原料G的剩余量输出到显示器600。

显示器600可以显示从输出单元530接收的沉积原料G的剩余量,并且操作者可以在沉积过程中通过显示器600监控沉积原料G的剩余量。当沉积原料G的剩余量等于或小于适当量时,显示器600可以通过文字、警报等来提醒操作者。

下面将描述利用具有如上配置的沉积装置来测量沉积原料的剩余量的过程。

沉积装置的构造可以通过坩埚连接器123将坩埚110的负重传递到加热器框122,可以将坩埚110和加热器单元120的负重传递到冷却单元130,并且可以将坩埚110、加热器单元120和冷却单元130(即蒸发源100)的负重传递到支撑件400,并且蒸发源100和支撑件400的负重可以由重量测量设备300来测量。

然而,当重量测量设备300安装在腔室200外部以测量蒸发源100的总重量时,需要在腔室200的外部提供复杂的结构连接元件,其保持腔室200的有限空间并同时连接蒸发源100和重量测量设备300。

相比之下,根据一个实施方式,由于重量测量设备300可以安装在腔室200的内部以测量蒸发源100的总重量,因此可以提供重量测量设备300的简单安装结构,并且重量测量设备300不会受到蒸发源100的热量的影响,因此可以在保证操作可靠性的同时减小测量温差。

在将沉积原料G注入蒸发源100之前/之后,以及在执行沉积过程的同时,重量测量设备300可以实时测量重量,并且控制器500可以接收由重量测量设备300测得的重量。

控制器500可以通过从重量测量设备300接收的重量变化来实时计算沉积源内的沉积原料G的剩余量。

在沉积过程中,显示器600可以显示从控制器500接收的沉积原料G的剩余量,因此操作者可以通过该过程监控沉积原料G的剩余量的变化。

以上描述仅说明本发明的技术思想,并且本发明所属领域的技术人员可以在不背离本发明的基本特征的情况下进行各种修改和变化。

因此,本发明中公开的实施方式并非旨在限制,而是用于解释本发明的技术精神,并且本发明的技术精神的范围不受这些实施方式的限制。

本发明的范围应当由所附权利要求来解释,并且与其等同的范围内的所有技术思想都应当被解释为包括在本发明的范围内。

[工业实用性]

本实施方式可以提供一种在制造有机发光二极管(OLED)显示面板时用于在玻璃基板上沉积薄膜形状的有机材料的沉积装置。

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