阅读说明：本技术 沉积源蒸发设备 (Deposition source evaporation equipment ) 是由 安秉九 金京汉 车敏徹 朴在穆 赵源锡 郑基菜 赵渊衡 于 2020-02-24 设计创作，主要内容包括：公开了一种沉积源蒸发设备。该沉积源蒸发设备包括：坩埚组,用于容纳沉积源；喷射单元,位于坩埚组上；加热器,位于坩埚组中用于加热坩埚组以通过喷射单元蒸发沉积源；以及防热辐射板,围绕喷射单元以阻挡喷射单元的侧面的热辐射。坩埚单元和防热辐射板中的至少一个包括碳纤维复合材料。(Disclosed is a deposition source evaporation apparatus. The deposition source evaporation apparatus includes: a crucible set for accommodating a deposition source; the spraying unit is positioned on the crucible set; a heater positioned in the crucible set for heating the crucible set to evaporate the deposition source through the injection unit; and a heat radiation prevention plate surrounding the spray unit to block heat radiation of a side of the spray unit. At least one of the crucible unit and the heat radiation prevention plate includes a carbon fiber composite material.)

沉积源蒸发设备

本申请要求于2019年2月27日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0023286号韩国专利申请的优先权和权益；该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。

技术领域

技术领域涉及一种用于在沉积操作中蒸发沉积源的设备。

背景技术

在制造薄膜(诸如有机发光显示装置的薄膜)的工艺中，可以执行沉积操作。在沉积操作中，蒸发沉积源以使材料能够附着到基底表面。可以将掩模放置在基底上，并且材料的蒸气可以穿过掩模的一个或更多个开口以在基底上形成期望图案的薄膜。

发明内容

根据实施例，在沉积源的蒸发期间温度可以在1100摄氏度至1300摄氏度的范围内，并且蒸发设备可以在高温下可靠地且连续地执行蒸发，以用于产生令人满意的薄膜量。有利地，可以优化沉积质量，并且可以优化薄膜的生产效率。

实施例可以涉及一种沉积源蒸发设备。该设备可以能够长时间在高温下执行沉积操作。

根据一个或更多个实施例，沉积源蒸发设备包括：坩埚单元，容纳沉积源并在一侧上具有喷射单元；加热器，加热坩埚单元以通过喷射单元蒸发沉积源；以及防热辐射板，抑制通过喷射单元的侧面的热辐射，其中，坩埚单元和防热辐射板中的任意一个的材料包括碳纤维复合材料。

碳纤维复合材料可以包括通过将碳纤维颗粒与第一碳基树脂混合的产物压缩并硬化获得的材料。

碳纤维颗粒可以包括碳纤维的切碎的碎屑或磨碎的粉末中的任意一种。

碳纤维复合材料的内部间隙可以通过浸渍有第二碳基树脂然后被硬化来填充有第二碳基树脂。

防热辐射板可以是单个主体。

坩埚单元可以包括容纳沉积源的内坩埚、容纳内坩埚并被加热器加热的外坩埚、容纳外坩埚和加热器的壳体以及容纳壳体并具有冷却剂循环单元的冷却套，内坩埚、外坩埚和壳体的材料包括碳纤维复合材料。

内坩埚可以是具有单个容纳空间的单个主体。

壳体的内壁可以安装有包括碳纤维复合材料的热辐射板。

壳体、热辐射板和外坩埚可以是一体的主体。

沉积源蒸发设备可以包括其中喷射单元对称地布置的一对坩埚单元，以及分别安装在坩埚单元中的一对加热器和一对防热辐射板。

实施例可以涉及一种沉积源蒸发设备。该设备可以包括以下元件：第一坩埚组，用于容纳沉积源；喷射单元，位于第一坩埚组上；加热器，位于第一坩埚组中用于加热第一坩埚组以通过喷射单元蒸发沉积源；以及防热辐射板，围绕喷射单元用于抑制/阻挡第一坩埚组的侧面的热辐射。第一坩埚组和防热辐射板中的至少一个包括碳纤维复合材料。

碳纤维复合材料可以包括碳纤维颗粒和第一碳基树脂。

碳纤维颗粒可以包括碳纤维碎屑和碳纤维粉末中的至少一种。

碳纤维复合材料的内部间隙可以填充有第二碳基树脂。

防热辐射板可以是单个主体。单个主体的长度可以比设备的长度的一半大。

第一坩埚组可以包括：内坩埚，用于容纳沉积源；外坩埚，容纳内坩埚并构造为将热量从加热器传递到内坩埚；壳体，容纳外坩埚和加热器；冷却套，容纳壳体；以及冷却剂循环单元，位于冷却套上。内坩埚、外坩埚和壳体中的至少一个可以包括碳纤维复合材料。

内坩埚可以是具有单个容纳空间的单个主体。单个容纳空间的长度可以比设备的长度的一半大。

坩埚组还可以包括位于壳体的内壁上的热辐射板。热辐射板可以包括碳纤维复合材料。

壳体、热辐射板和外坩埚可以是由相同材料形成的一体的主体。

该设备还可以包括以下元件：第一多个喷射单元，位于第一坩埚组上并包括喷射单元；第二坩埚组；以及第二多个喷射单元，位于第二坩埚组上并是第一多个喷射单元的镜像。

附图说明

图1是示出根据实施例的使用沉积源蒸发设备的沉积操作的图。

图2是根据实施例的图1中所示的沉积源蒸发设备的透视图。

图3是根据实施例的图2中所示的沉积源蒸发设备的拆解(或分解)透视图。

图4A是根据实施例的图2中所示的沉积源蒸发设备的制造方法中的步骤的流程图。

图4B是根据示例性实施例的碳纤维碎屑和碳纤维粉末的图像。

图5A和图5B是示出在根据实施例的沉积源蒸发设备的制造中的真空排气操作和浸渍操作的示意图。

图6是示出根据实施例的沉积源蒸发设备的拆解透视图。

图7是示出根据实施例的沉积源蒸发装置的透视图。

图8是示出根据实施例的图1中所示的目标基底的剖视图。

具体实施方式

参照附图描述示例实施例。同样的附图标记可以表示同样的元件。实际的实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在此所阐述的描述。

在描述中，以单数形式使用的表述可以涵盖复数的表述。

诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语可以说明存在所陈述的特征或组件，并且可以不排除可以包括一个或更多个其他特征或组件的可能性。

为了便于解释，可以夸大附图中的组件的尺寸。

当某个实施例可以不同地实现时，可以不同于所描述的顺序来执行特定工艺顺序。例如，两个连续描述的工艺可以基本上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行。

尽管可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语可以用来将一个元件与另一元件区分开。在不脱离一个或更多个实施例的教导的情况下，第一元件可以被命名为第二元件。作为“第一”元件的元件的描述可能不需要或暗示存在第二元件或其他元件。术语“第一”、“第二”等可以用于区分元件的不同类别或组。为了简洁，术语“第一”、“第二”等可以分别表示“第一类型(或第一组)”、“第二类型(或第二组)”等。

图1示意性地示出了根据实施例的使用沉积源蒸发设备100的薄膜沉积设备的结构。图2是根据实施例的图1中所示的沉积源蒸发设备100的透视图。图3是根据实施例的图2中所示的沉积源蒸发设备100的拆解(或分解)透视图。

如图1中所示，薄膜沉积设备包括限制了目标基底300上的沉积区域的掩模200，并包括用于在室400中朝向目标基底300喷射/提供沉积气体的沉积源蒸发设备100。

当室400内的沉积源蒸发设备100通过喷射单元121a喷射/提供沉积气体时，沉积气体穿过掩模200的开口并附着到目标基底300以形成具有(预定)图案的薄膜。

参照图1和图2，沉积源蒸发设备100在室400中沿着轨道410往复，并将沉积气体喷射在目标基底300的整个沉积区域之上。在实施例中，沉积源蒸发设备100可以被构造为在目标基底300往复或旋转的同时以固定状态执行沉积。关于沉积源蒸发设备100和目标基底300中的哪个被固定以及哪个被移动以实现相对移动可以进行各种改变。

参照图2，沉积源蒸发设备100包括坩埚单元120(或坩埚组120)、加热器130以及防热辐射板110，坩埚单元120(或坩埚组120)用于容纳(或包含)沉积源并用于通过喷射单元121a朝向目标基底300喷射沉积气体，加热器130用于加热坩埚单元120以蒸发沉积源，防热辐射板110围绕喷射单元121a且用于防止坩埚单元120中产生的热量朝向目标基底300散发。当加热器130加热坩埚单元120时，容纳在坩埚单元120中的沉积源蒸发并通过喷射单元121a喷射。加热器130具有包括三个部分130a、130b和130c的结构，并对每个部分进行有差别的加热控制是可能的。

附图标记111指的是在防热辐射板110中形成的与喷射单元121a对应的通孔。附图标记125指的是在坩埚单元120中具有冷却剂循环单元125a的冷却套125；设置冷却套125以适当地冷却加热器130的周围环境，以使周围环境不被加热器130过度加热。

如图3中所示，坩埚单元120包括内坩埚121和外坩埚122、热辐射板123、壳体124和冷却套125。

内坩埚121将沉积源直接容纳在内坩埚121的内部空间中。当所容纳的沉积源耗尽时，将内坩埚121从坩埚单元120取出，替换沉积源被填充在内坩埚121的内部/容纳空间中，然后将内坩埚121重新安装以被使用。

外坩埚122包含内坩埚121，加热器130安装在外坩埚122的外壁上以通过外坩埚122向内坩埚121提供热量。

壳体124包含外坩埚122和加热器130，热辐射板123布置在壳体124的内底表面上。热辐射板123保护壳体124免于由于加热器130的热量而变形。一个或更多个附加的或可选的热辐射板123可以设置在壳体124的侧表面和/或外表面上。在实施例中，框架(未示出)可以安装在壳体124的底表面上以支撑热辐射板123。附图标记131指的是维持间隙使得加热器130不直接接触壳体124的内壁的绝缘体。

冷却套125包含壳体124并可以利用通过安装在冷却套125的外壁上的冷却剂循环单元125a循环的冷却剂适当地冷却壳体124。

在实施例中，防热辐射板110、内坩埚121和外坩埚122以及壳体124均形成为单个主体，而不是形成为分开的主体。例如，防热辐射板110的主体未被分成几个部分，而是形成为一个完整的主体。在防热辐射板110是单个主体的情况下，所述单个主体的长度比沉积源蒸发设备100的长度的一半大。内坩埚121也形成为具有单个容纳空间的单个主体，同样，外坩埚122、热辐射板123和壳体124均形成为单个主体。在内坩埚121是具有单个容纳空间的单个主体的情况下，所述单个容纳空间的长度比沉积源蒸发设备100的长度的一半大。

在对比示例中，上述组件可以不形成为单个主体，而可以通过形成多个分开的部分然后将这些部分附着在一起使用来形成。原因是当上述组件形成为单个主体时，热变形的可能性增大。由于防热辐射板110和壳体124在沉积操作中在1000摄氏度以上的温度下长时间从加热器130接收热量，因此存在对热变形的担忧，具体地，当构件大且长时，诸如扭曲的变形的可能性会是较高的。因此，在对比示例中，构件被制为小且短，然后附着在一起使用以减少这种变形的风险。在对比示例中，可以在防热辐射板110的各个部分交汇的区域中形成间隙，高温的热通过每个间隙释放到外部；该构造可能增大目标基底300或周围装备由于热而劣化的风险。在可使用性方面，存在以下相当大的缺点：因为需要执行其中在将构件制成单独的主体之后将其附着在一起的附加的组装操作，所以制造工艺变得复杂。

在实施例中，由于防热辐射板110、内坩埚121、外坩埚122和壳体124均形成为单个主体，因此可以防止这种热辐射泄漏或复杂的制造操作的问题。

可以将构件形成为单个主体的原因是用于形成构件的材料已经通过碳纤维复合材料得到了改善。碳纤维复合材料具有优异的耐热性并可以长时间承受约1300摄氏度以上的温度而不变形。

防热辐射板110基本上被制备为由碳纤维复合材料形成的单个主体(或单片主体)，以防止在防热辐射板110的主体中存在热泄漏风险的间隙，并且实现了不需要附着多个部分的简单的生产操作。

内坩埚121、外坩埚122、热辐射板123、壳体124以及在壳体124内支撑热辐射板123的框架(未示出)中的至少一个可以使用上述碳纤维复合材料形成为单个主体。即使当长时间持续高温的沉积操作时，也可以实现高度稳定的操作环境(其中没有诸如构件本身的热变形或向外部的热泄漏的风险)；因此，可使用性和产品质量都可以改善。

沉积源蒸发设备100可以用于沉积各种薄膜，例如，以形成有机发光显示装置的金属电极层或有机/无机膜。

图8示出了作为可以使用沉积源蒸发设备100在其上沉积薄膜的目标基底300的示例的有机发光显示装置的结构。

参照图8，缓冲层330形成在基体板320上，并且薄膜晶体管(TFT)设置在缓冲层330上。

TFT包括有源层331、形成为覆盖有源层331的栅极绝缘膜332以及在栅极绝缘膜332上的栅电极333。

层间绝缘膜334形成为覆盖栅电极333，并且源电极335a和漏电极335b形成在层间绝缘膜334上。

源电极335a和漏电极335b通过形成在栅极绝缘膜332和层间绝缘膜334中的接触孔分别与有源层331的源区和漏区接触。

有机发光二极管OLED的像素电极321连接到漏电极335b。像素电极321形成在平坦化膜337上，限定子像素区域的像素限定层338形成在像素电极321上。有机发光二极管OLED的发光层326形成在像素限定层338的开口中，对电极327沉积在发光层326上。被像素限定层338围绕的开口是诸如红色像素(R)、绿色像素(G)或蓝色像素(B)的一个子像素区域的区域，并且相应颜色的发光层326形成在开口中。其中有机膜339a和无机膜339b交替地堆叠的薄膜封装层339可以形成在对电极327上。

薄膜封装层339的有机膜339a和无机膜339b以及/或者对电极327(其是金属层)可以由沉积源蒸发设备100(其包括由碳纤维复合材料形成的组件)形成。

使用上述碳纤维复合材料的沉积源蒸发设备100的构件的制造操作可以根据图4A中所示的流程图执行。图4A是根据实施例的图2中所示的沉积源蒸发设备100的制造方法中的步骤的流程图。图4B是根据示例性实施例的碳纤维碎屑和碳纤维粉末的图像。图5A和图5B是示出在根据实施例的沉积源蒸发设备100的制造中的真空排气操作和浸渍操作的示意图。

首先，可以通过将碳纤维颗粒和第一碳基树脂混合来制备用作用于形成构件的材料的碳纤维复合材料(S1)。碳纤维颗粒可以是/包括切碎的碎屑和/或磨碎的粉末，其可以与第一碳基树脂混合以产生糊状的材料(参照图4B)。随后，将糊状的材料通过压力机加压(S2)并加热以被硬化(S3)。然后，获得固态的材料。在这种状态下，材料内存在大量间隙，并且在间隙中大量地填充了异物，因此，对于沉积源蒸发设备100的构件而言由步骤S3得到的材料的强度可能不足。

因此，通过真空排气去除异物(S4)，并且用第二碳基树脂填充间隙(S5)。参照图5A，在真空排气操作中，材料10(由步骤S3得到)放置在操作罐30中，并执行真空排气使得通过真空压力去除填充在材料10中的内部间隙中的异物。随后，参照图5B，第二碳基树脂20供应到操作罐30以浸渍材料10。然后，第二碳基树脂20渗透并填充去除了异物的间隙。第二碳基树脂20可以与第一碳基树脂相同或不同。

在步骤S5之后，将材料10再次加热并硬化(S6)，填充在间隙中的第二碳基树脂20硬化并与材料10的主要主体成为一体。

由步骤S6得到的材料具有用于形成沉积源蒸发设备100的构件的非常高的耐热性和适当的强度。材料被模制以形成防热辐射板110、内坩埚121、外坩埚122、热辐射板123和壳体124(S7)。即使当长时间持续高温的沉积操作时，也可以实现高度稳定的操作环境(其中没有诸如构件本身的热变形或向外部的热泄漏的风险)。

冷却套125也可以包括碳纤维复合材料。冷却套125可以包括冷却剂循环单元125a，并可以用作坩埚单元120的最外保护壁。冷却套125可能需要比耐热性高的抗冲击性。因此，冷却套125可以可选地或附加地包括不锈钢。加热器130可以包括诸如Ta和W的材料，并且绝缘体131可以包括其中混合AlN和BN的材料。冷却套125、加热器130和绝缘体131可以包括碳纤维复合材料或可以不包括碳纤维复合材料。防热辐射板110、内坩埚121和外坩埚122、热辐射板123和壳体124可以由碳纤维复合材料形成以确保强的耐热性。

图6示出了其中外坩埚122-1、壳体124-1和热辐射板123-1一体地形成的结构。构件被组合为单个主体以减少构件的数量。单个主体可以由碳纤维复合材料形成以提供强的耐热性并因此承受热变形。

热辐射板123-1可以是单层，或者可以包括多个堆叠层以增强热辐射效果。

图7示出了适合于大目标基底300的构造。当需要在具有超过可以由一个沉积源蒸发设备100处理的范围的大尺寸的目标基底300上沉积时，一对沉积源蒸发设备100(均包括坩埚单元120、防热辐射板110和加热器130)可以构造为如图7中所示。喷射单元121a可以相对于沉积源蒸发设备100之间的几何平面A彼此对称。一沉积源蒸发设备100的喷射单元121a可以基本上是另一沉积源蒸发设备100的喷射单元121a的镜像。喷射单元121a在组合设备的两个端部(对应于目标基底300的两个边缘部分)处比在组合设备的中间部分(对应于目标基底300的中间部分)中更密集地布置。沉积源蒸发设备100可以彼此附着并可以彼此直接接触。

根据实施例，沉积操作还可以长时间平稳地且可靠地执行，可以延长组件的寿命，并且可以优化可使用性和沉积质量两者。沉积源蒸发设备的一个或更多个构件可以形成为一个连续主体(或单片主体)，而不是形成为几个小的离散部分。有利地，设备的制造和管理可以是相当方便的。

在此所描述的实施例应被认为是说明性的含义，而不是出于限制的目的。每个实施例的特征或方面的描述可以适用于其他实施例。

尽管已经参照附图描述了一个或更多个实施例，但是在不脱离由权利要求限定的范围的情况下，可以做出在形式和细节上的各种改变。