TWI586019B - 有機發光元件製造用群集型沉積裝置 - Google Patents

Description

有機發光元件製造用群集型沉積裝置

本發明涉及一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，更為詳細地，涉及一種在一個搬送腔室的周圍配設有多個製程腔室、緩衝腔室及堆疊腔室，以縮短有機發光元件製造用製程裝備的整體長度的有機發光元件製造用群集型沉積裝置。

有機電致發光顯示器是自發光型顯示器，不僅視角寬廣、對比度優秀，且回應速度快，因此，作為下一代顯示器備受注目。

如廣為所知，有機電致發光顯示器中具備的有機電致發光元件由相互對向的第一、第二電極（陽極電極及陰極電極）及在該電極之間形成的中間層構成，該中間層裏可具備多種層，例如由空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等構成。

製造具有如上結構的有機電致發光元件時，基板上形成的該空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層及電子注入層等的有機薄膜或者電極可透過利用沉積裝置的沉積方法形成。

該有機物沉積方法通常在真空腔室內安裝基板之後，加熱裝有要沉積的物質的加熱容器，以蒸發或者升化其內部要蒸發的物質而實現。即，在基板前面排列具有與在基板上所要形成的有機物圖案的形狀相同的開口部的掩模，在該基板上蒸發或者升化有機物質，以在該基板上沉積有機薄膜等。

如上所述，為了對基板進行有機物沉積製程，需要有機物沉積系統，其由對於基板進行有機物沉積製程的製程腔室、用於向該製程腔室移送及從中搬出基板的搬送腔室、及用於向該搬送腔室加載或者從中卸載基板的加載/卸載腔室或者加載互鎖腔室構成。

另外，最近努力進行該製程腔室內加載兩個基板，對該兩個基板同時或者依次進行有機物沉積製程，以增加對基板的有機物沉積收率的研究。

第1圖是表示常規有機物沉積系統的俯視圖，第2圖是用於對兩個基板進行有機物沉積製程的製程腔室的主視圖，第3圖是表示習知製程腔室的基板排列過程的作用圖。

如第1圖和第2圖所示，習知的常規有機物沉積系統由配設在製造製程的兩端部且用於加載或者從中卸載基板P的加載/卸載腔室1a、1b和一列配設在該加載腔室1a和卸載腔室1b之間的多個群集2構成。各個群集2由對兩個基板進行有機物沉積製程的製程腔室120和向該製程腔室120搬入/搬出基板P的搬送腔室130構成。

另外，該加載/卸載腔室1a、1b和搬送腔室130之間具備開閉門，搬送腔室130和製程腔室120之間也具備開閉門，以在維持真空的狀態下能夠移送基板P。

該製程腔室120的內部兩側分別配設有用於支撐基板P的基板支撐架121a、121b，內底面上設置有為了在該基板P上沉積有機物而往返移動於兩側基板支撐架121a、121b的下部區域的沉積源122，該沉積源122透過移送裝置123在兩側基板支撐架121a、121b的下部區域沿水準方向往返移動。

移送到如上構成的該製程腔室120內的兩個基板P上沉積從配設在該製程腔室120的底板側的有機物沉積源122中蒸發的有機物。

因此，由配設在該製程腔室120內的一側及另一側上部的基板支撐架121a、121b所支撐的兩個基板P上可同時或者依次沉積有機薄膜。

另外，移送到該製程腔室120內的兩個基板P由配設在該搬送腔室130內部的移送單元140移送，該移送單元140的後端部141能夠旋轉地設置在該搬送腔室130的中央，透過使關節部142折疊來將前端部143的基板支架144從搬送腔室130的中心點C1前進或後退。因此，由移送單元140移送的基板P，從搬送腔室130的中心點C1放射狀地前後移動。

因此，在該製程腔室120的內部配設有用於使基板支撐架121a、121b轉動的旋轉單元124，以使基板P透過移送單元140的前後移動而與搬入及搬出的方向並列配設，或者沿與沉積源122的移動方向並列的方向配設。

即，習知沉積裝置在向製程腔室120搬入或者從中搬出基板P的過程中，每次利用轉動單元124，以使基板P與沉積源122移動的方向A1並列旋轉，或者與機械臂前後移動的方向A2並列旋轉。因此，製程裝備及製程控制複雜，並且需要在實現沉積的製程腔室120內設置用於使基板支撐架121a、121b旋轉的轉動單元124，因此，不僅需要額外地具備防止沉積物質沉積到轉動單元124的結構，還會增加維護項目。

因此，本發明是鑒於上述問題而提出的，其目的在於提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置在一個搬送腔室的周圍配設有多個製程腔室、緩衝腔室及堆疊腔室，能夠縮短有機發光元件製造用製程裝備的整體長度。

而且，其目的在於提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置無需使製程腔室的基板搬入/搬出方向朝向移送單元的中心，能夠自由設計構成製程裝備的群集。

而且，其目的在於提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置可以省略如以往那樣用於在製程腔室內排列移送單元的移動方向和基板的搬入/搬出方向的結構，因此能夠簡化製程及製程控制，並能最大限度地減少停止整體製造製程線並且解除製程腔室真空的維護項目。

為了達到上述目的，本發明提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，其特徵在於，包括：加載腔室，用於供應有機發光元件用基板；多個群集，分別具備：具有基板移送用移送單元的搬送腔室；和配設在該搬送腔室的周圍的製程腔室，該製程腔室從該加載腔室接收基板並進行沉積，該多個群集連接於搬送及旋轉基板的緩衝腔室，該製程腔室內部的兩側具備分別支撐基板的基板支撐架，該製程腔室內部的底面上具備為了在該基板上沉積有機物而往返移動於兩側基板支撐架的下部區域的沉積源，該移送單元包括：基板支架；前後移動用多關節連杆，其前端部連接於該基板支架；及轉動連杆，其一端部連接於該搬送腔室的中央，另一端部連接於該多關節連杆的後端部，使得多關節連杆的前端部和後端部配設於從基板支撐架的正面中央與沉積源的移動方向正交的基板移送線上。

在此，該多關節連杆的後端部對於轉動連杆的一端部的旋轉，向與轉動連杆的旋轉方向相反的方向進行旋轉，多關節連杆的後端部的旋轉角度較佳旋轉為與轉動連杆的旋轉角度相同的角度。

而且，沿著該搬送腔室的周圍較佳配設有多個該製程腔室，並且可進一步包括沿著該搬送腔室的周圍配設的多個堆疊腔室。

根據本發明，提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置在一個搬送腔室的周圍配設有多個製程腔室、緩衝腔室及堆疊腔室，能夠縮短有機發光元件製造用製程裝備的整體長度。

而且，提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置可透過轉動連杆使移送單元的多關節連杆從搬送腔室的中心移動後分別配設在製程腔室的兩側基板支撐架的正面，從而無需使製程腔室的基板搬入/搬出方向朝向移送單元的中心，由此能夠自由設計構成製程裝備的群集。

而且，提供一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，該裝置可以省略如以往那樣用於在製程腔室內排列移送單元的移動方向和基板的搬入/搬出方向的結構，因此能夠簡化製程及製程控制，並能最大限度地減少停止整體製造製程線並且解除製程腔室的真空的維護項目。

10a、10b‧‧‧加載/卸載腔室

20‧‧‧群集

21‧‧‧搬送腔室

22‧‧‧製程腔室

23‧‧‧堆疊腔室

24‧‧‧緩衝腔室

25‧‧‧移送單元

221a、221b‧‧‧基板支撐架

222‧‧‧沉積源

223‧‧‧移送裝置

251‧‧‧基板支架

252‧‧‧多關節連杆

252a‧‧‧前端部

252b‧‧‧後端部

252c‧‧‧中間關節部

253‧‧‧轉動連杆

253a‧‧‧一端部

253b‧‧‧另一端部

L1、L2‧‧‧基板移送線

P‧‧‧基板

第1圖是習知常規有機物沉積系統的俯視圖。

第2圖是用於對兩個基板進行有機物沉積製程的製程腔室的主視結構圖。

第3圖是表示習知製程腔室的基板排列過程的作用圖。

第4圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置的俯視圖。

第5圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置中製程腔室的主視結構圖。

第6圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置中的群集的放大圖。

第7圖至第10圖是表示本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置中製程腔室的搬入/搬出過程的作用圖。

在對本發明進行說明之前需要說明的是，在多個實施例中對於具有相同結構的結構要素使用相同的符號在第一實施例中進行代表性的說明，而在其他實施例中僅說明不同於第一實施例的結構。

下面，參照附圖詳細說明本發明的第一實施例的有機發光元件製造用群集型沉積裝置。

附圖中，第4圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置的俯視圖，第5圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置中的製程腔室的主視結構圖，第6圖是本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置中的群集的放大圖。

本發明的沉積裝置如第4圖所示，包括：加載/卸載腔室10a、10b，其配設在該沉積裝置的兩端部，以供應及回收用於製造有機發光元件的基板P；多個群集20，其配設在加載/卸載腔室10a、10b之間，按各個製造製程加工處理從加載腔室10a供應的基板P。第4圖中圖式配設有四個群集20，但是群集20的數量可根據需要適當地進行加減。

各個群集20由搬送腔室21、製程腔室22、堆疊腔室23及緩衝腔室24構成。

搬送腔室21位於群集20的中央部分，透過緩衝腔室24連接於加載/卸載腔室10a、10b或者相鄰的群集20。基板P透過配設在搬送腔室21的中央的移送單元25經由配設在搬送腔室21的周圍的多個製程腔室22依次沉積構成有機發光元件的多個薄膜。

製程腔室22在每個群集中存在一個以上，位於搬送腔室21的周圍。在各個製程腔室22中具備不同類型的沉積源，以在基板P上沉積互不相同的沉積層。

該製程腔室22的內部維持真空狀態，內部兩側分別具備支撐基板P的基板支撐架221a、221b，該製程腔室22的內部底面上具備沉積源222，該沉積源222為了在該基板P上沉積有機物，在兩側基板支撐架221a、221b的下部區域中透過驅動裝置223沿水準方向往返移動。

根據如上所述本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置，在一個搬送腔室21的周圍配設有多個製程腔室22、緩衝腔室24及堆疊腔室23，能夠縮短整體製程裝備的長度。

但是，由於在製程腔室22的內底面上，沉積源222設置成沿著與製程腔室的法線方向往返移動，並且內部兩側的基板支撐架221a、221b設置成基板P的一側邊與沉積源222的移動方向並排配設，因此向這樣的基板支撐架221a、221b的正面搬入/搬出基板P時，基板P的移送方向會脫離搬送腔室21的中心。

更為具體地，用於向兩側基板支撐架221a、221b搬入或者從中搬出基板P的移送線，由從一側基板支撐架221a的正面中央與沉積源222的移送方向正交的基板P的移送線（下稱“一側基板支撐架221a的基板移送線L1”）和從另一側基板支撐架221b的正面中央與沉積源222的移送方向正交的基板移送線（下稱“另一側基板支撐架221b的基板移送線L2”）構成。這樣的一側基板支撐架221a的基板移送線L1和另一側基板支撐架221b的基板移送線L2以搬送腔室21的中心為基準並排配設在兩側。

而且，在與製程腔室22一起設置在搬送腔室21的周圍的緩衝腔室24及堆疊腔室23中，用於基板P的搬入/搬出的基板P的移送方向與搬送腔室21的中心點C1交叉。

因此，如第6圖所示，該移送單元25沿著製程腔室22的一側基板支撐架221a及另一側基板支撐架221b的基板移送線L1、L2和緩沖腔室24及堆疊腔室23的基板移送線而前後移動，該移送單元25包括：基板支架251；前後移動用多關節連杆252，其前端部252a連接於該基板支架251；及轉動連杆253，其一端部253a連接於該搬送腔室21的中央，另一端部253b連接於該多關節連杆252的後端部252b，該轉動連杆253使多關節連杆252配設在從基板支撐架221a、221b的正面中央與沉積源222的移動方向正交的線上。

利用這樣的移送單元25向製程腔室22搬入或者從中搬出基板P的過程如下。

附圖中，第7圖至第10圖是表示針對本發明的有機發光元件製造用群集型沉積裝置的製程腔室22進行基板P的搬入/搬出過程的作用圖。

首先，如第7圖所示，該多關節連杆252在前端部252a和後端部252b配設在一側基板支撐架221a的基板移送線L1上的狀態下，透過中間關節部252c的旋轉，前端部252a的基板支架251沿著基板移送線L1從搬送腔室21的內部空間前進至製程腔室22內部的基板支撐架221a，或者前端部252a的基板支架251從製程腔室22內部的基板支撐架221a後退到搬送腔室21的內部空間。

接著，如第8圖所示，為了向製程腔室22的另一側基板支撐架221b搬入或者從中搬出基板P，該移送單元25的轉動連杆253從製程腔室22的一側基板支撐架221a向另一側基板支撐架221b旋轉時，多關節連杆252與轉動連杆253一起在搬送腔室21內部空間裏旋轉。此時，該轉動連杆253的旋轉角A被設定為與多關節連杆252的後端部252連接的轉動連杆253的另一端部253b從與一側基板支撐架221a的基板移送線L1交叉的地點到另一側基板支撐架221b的基板移送線L2交叉的地點的角度。

而且，如第9圖所示，與轉動連杆253的另一端部253b連接的多關節連杆252的後端部252b向與轉動連杆253相反的方向旋轉，以使多關節連杆252配設在另一側基板支撐架221b的基板移送線L2上。此時，與該轉動連杆253的另一端部253連接的多關節連杆252的後端部252b的旋轉角A被設定為與該轉動連杆253的一端部253a的旋轉角A相同。如上所述，當連接於轉動連杆253的另一端部253b的多關節連杆252的後端部252b向與轉動連杆253的一端部253相反的方向旋轉時，多關節連杆252的前端部252a和後端部252b的旋轉中心分別配設在另一側基板支撐架221b的基板移送線L2上。

在這種狀態下，如第10圖所示，多關節連杆252的中間關節部252c旋轉驅動時，連接於多關節連杆252的前端部252a的基板支架251在另一側基板支撐架221b的基板移送線L2上前進或者後退，從而能夠向另一側基板支撐架221b搬入或者從中搬出基板P。

另外，第8圖及第9圖中為了便於理解轉動連杆253的驅動，說明了轉動連杆253的一端部253a的旋轉和多關節連杆252的後端部252b的旋轉依次進行。但是，較佳設定連接於搬送腔室21中央的轉動連杆253的一端部253a和多關節連杆252的後端部252b同時旋轉。

而且，本實施例中以移送單元25在從位於製程腔室22的一側基板支撐架221a的基板移送方向L1的狀態下立即向另一側基板支撐架221b的基板移送方向L2移動為例進行了說明，但這只不過是為了說明移送單元25的作用而舉例說明的，並不限定這樣的驅動順序。即，為了沉積製程的順利進行，可按如下方式控制驅動：從位於一側的緩衝腔室24向搬送腔室21內部搬入基板P，並向製程腔室22的一側基板支撐架221a傳遞基板P，再從一側的緩衝腔室24向搬送腔室21內部搬入基板P，並向製程腔室22的另一側基板支撐架221b傳遞基板P，當在該製程腔室22內中結束沉積後，從一側基板支撐架221a搬出基板P，並向另一側緩衝腔室24傳遞基板P，再從另一側基板支撐架221b搬出基板P，並向另一側緩衝腔室24傳遞基板P。

同樣地，在需要更換配設在製程腔室22內部的掩模時，也可按如下方式進行驅動：利用移送單元25從位於搬送腔室21一側的堆疊腔室23取出掩模，並向該製程腔室22的基板支撐架221a、221b側搬入，或者相反地取出製程腔室22內的掩模後傳遞到堆疊腔室23。

根據本實施例，在如上所述之基板P的沉積製程及掩模的更換過程中，可利用一個移送單元25移送基板P或者掩模，因此能夠簡化製程裝備。

特別是，可透過轉動連杆253將移送單元25的多關節連杆252從搬送腔室21的中心移動而分別配設在製程腔室的兩側基板支撐架221a、221b的正面，因此，無需使製程腔室22的基板P的搬入/搬出方向朝向移送單元的中心。因此，能夠自由設計構成製程裝備的群集20，並且可以省略如以往那樣用於在製程腔室內排列移送單元的移動方向和基板的搬入/搬出方向的旋轉單元，因此能夠最大限度地減少停止整體製造製程線並且解除製程腔室22的真空的維護項目。

本發明並不限於上述實施例，而是在申請專利範圍內可以實現為多種形式的實施例。因此，在不脫離申請專利範圍中所要求保護的本發明精神的範圍內，本領域技術人員所進行的各種變更及修飾均屬於本發明的保護範圍之內。

 

20‧‧‧群集

21‧‧‧搬送腔室

22‧‧‧製程腔室

23‧‧‧堆疊腔室

24‧‧‧緩衝腔室

25‧‧‧移送單元

221a、221b‧‧‧基板支撐架

222‧‧‧沉積源

223‧‧‧移送裝置

251‧‧‧基板支架

252‧‧‧多關節連杆

252a‧‧‧前端部

252b‧‧‧後端部

252c‧‧‧中間關節部

253‧‧‧轉動連杆

253a‧‧‧一端部

253b‧‧‧另一端部

L1、L2‧‧‧基板移送線

P‧‧‧基板

Claims (2)

1. 一種有機發光元件製造用群集型沉積裝置，其特徵在於，包括：加載腔室，用於供應有機發光元件用基板；多個群集，分別具備：具有基板移送用移送單元的搬送腔室；和配設在該搬送腔室的周圍的製程腔室，該製程腔室從該加載腔室接收基板並進行沉積，該多個群集連接於搬送及旋轉基板的緩衝腔室，該製程腔室內部的兩側具備分別支撐基板的基板支撐架，該製程腔室內部的底面上具備為了在該基板上沉積有機物而往返移動於兩側基板支撐架的下部區域的沉積源，該移送單元包括：基板支架；前後移動用多關節連杆，其前端部連接於該基板支架；及轉動連杆，其一端部連接於該搬運腔室的中央，另一端部連接於該多關節連杆的後端部，使得多關節連杆的前端部和後端部配設於從基板支撐架的正面中央與沉積源的移動方向正交的基板移送線上，且該多關節連杆的後端部對於轉動連杆的一端部的旋轉，向與轉動連杆的旋轉方向相反的方向進行旋轉，多關節連杆的後端部的旋轉角度旋轉為與轉動連杆的旋轉角度相同的角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光元件製造用群集型沉積裝置，其中，沿著該搬送腔室的周圍設置有多個該製程腔室，並且進一步包括沿著該搬送腔室的周圍配設的多個堆疊腔室。