專利名稱：有機小分子－半導(dǎo)體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機小分子-半導(dǎo)體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝，屬于有機發(fā)光材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從美國柯達公司在1987年發(fā)現(xiàn)了有機小分子電致發(fā)光材料，柯達公司申請了專利之后(該技術(shù)稱為SMOLED)，立即在世界上引起了轟動，世界上不少著名大學(xué)、研究機構(gòu)、公司紛起仿效，發(fā)現(xiàn)了一系列具有優(yōu)異電致發(fā)光性能的材料(如1990年英國的劍橋大學(xué)的Friend發(fā)現(xiàn)了有機聚合物電致發(fā)光，并申請了專利)(該技術(shù)稱為POLED)，這一系列性能優(yōu)異的電致發(fā)光材料的發(fā)現(xiàn)，有如當(dāng)年熒光粉和液晶的發(fā)現(xiàn)一樣，引起了顯示技術(shù)革命，柯達公司把專利授權(quán)給11個公司繼續(xù)進行研究，并于1997年后有一些OLED(有機物半導(dǎo)體發(fā)光二極管或有機小分子電致發(fā)光材料)產(chǎn)品推出，如Tohoku Pioneer公司的256×64象素顯示器，RiTDisplay公司的便攜式游戲機顯示器，2000年柯達/三洋公司展示了5.5英寸薄膜全彩發(fā)光顯示器樣品，2001年索尼公司展示了12英寸薄膜全彩發(fā)光顯示器樣品，緊接著三星公司展示了15英寸薄膜全彩發(fā)光顯示器樣品。最近，柯達/三洋公司又投巨資開發(fā)13英寸的OLED顯示器批量生產(chǎn)技術(shù)。
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(xué)、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(xué)、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(zhǔn)。
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(dāng)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。圖15和圖16是目前比較典型的OLED-LED(發(fā)光二極管)顯示器制造設(shè)備，這是一套使用掩模板超高真空裝備。其制造工藝過程如下1、抽真空達到如下指標(biāo)有機沉積室和金屬沉積室、中轉(zhuǎn)室和預(yù)處理室、封裝室和成品室達到常規(guī)真空度，待命。
2、進樣室進樣室充入干燥氣體至常壓——打開進樣室閘閥——裝入鍍有ITO(氧化銦錫透明導(dǎo)電膜)電極的基片——關(guān)進樣室閘閥——開進樣室加熱器對樣品進行加溫到常規(guī)的溫度，并抽進樣室真空到常規(guī)，待命。
3、預(yù)處理室對樣品加熱到常規(guī)的溫度并使預(yù)處理室達到常規(guī)真空度，充入氧氬混合氣使真空度達到常規(guī)，對基片進行離子轟擊使其表面活化，活化完成后再抽真空到常規(guī)，待命。
4、有機沉積室用模板傳遞機構(gòu)將模板庫中的模板置于基片下方，擋上基片擋板，當(dāng)有機沉積室中達到常規(guī)真空度，基片溫度達到膜層常規(guī)生長溫度，束源爐溫度達到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，啟動基片轉(zhuǎn)臺，移開基片擋板，移開一組束源爐擋板，透過模板在基片上生長膜層到常規(guī)厚度，擋上束源爐擋板，使束源爐溫度降到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下待用，更換模板，移開另一組束源爐擋板，透過模板在基片上生長膜層到常規(guī)厚度，擋上束源爐擋板，使束源爐溫度降到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下待用，如此循環(huán)直至膜層數(shù)達到要求，關(guān)閉基片轉(zhuǎn)臺，將最后一塊模板收入模板庫，待命。
5、金屬沉積室在金屬沉積室中用模板傳遞機構(gòu)將模板置于基片下方，擋上基片擋板，當(dāng)金屬沉積室中達到常規(guī)真空度，金屬蒸發(fā)舟溫度達到金屬材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，移開基片擋板，移開金屬蒸發(fā)舟擋板，透過模板在基片上生長電極膜層到常規(guī)厚度，擋上金屬蒸發(fā)舟擋板，使金屬蒸發(fā)舟溫度降到金屬電極材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下待用，將模板收入模板庫，待命。
6、封裝室封裝基片，封裝完成后，待命。
7、成品出樣室成品出樣室充入干燥氣體至常壓，打開成品出樣室閘閥——取出成品——裝入封裝材料——關(guān)成品出樣室閘閥，抽真空到常規(guī)，等待下一個成品進入。
8、基片傳輸過程當(dāng)各室都處于待命狀態(tài)時，打開各室之間聯(lián)通的閘閥，由直線磁力傳輸機構(gòu)IV將成品出樣室中的封裝材料帶入封裝室，封裝室中成品送入成品出樣室，直線磁力傳輸機構(gòu)IV退回原位；轉(zhuǎn)動金屬沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，使其與直線磁力傳輸機構(gòu)IV對正，由金屬沉積室輔助取片機構(gòu)取下基片，升高金屬沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，直線磁力傳輸機構(gòu)III進入金屬沉積室，把基片放到直線磁力傳輸機構(gòu)III上，將金屬沉積室中基片送入封裝室，由封裝室輔助取片機構(gòu)取下基片，直線磁力傳輸機構(gòu)III退回原位；轉(zhuǎn)動有機沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，使其與直線磁力傳輸機構(gòu)II對正，由有機沉積室輔助取片機構(gòu)取下基片，升高有機沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，直線磁力傳輸機構(gòu)II進入有機沉積室，把基片放到直線磁力傳輸機構(gòu)II上，由直線磁力傳輸機構(gòu)II帶著基片退回原位，降低中轉(zhuǎn)臺并轉(zhuǎn)動，使其對準(zhǔn)直線磁力傳輸機構(gòu)II，由直線磁力傳輸機構(gòu)II把基片安裝到中轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)動金屬沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，使其與直線磁力傳輸機構(gòu)III對正，由直線磁力傳輸機構(gòu)III送入基片，由金屬沉積室輔助取片機構(gòu)取下基片，直線磁力傳輸機構(gòu)III退回原位，降低金屬沉積室樣品轉(zhuǎn)臺，裝上基片；轉(zhuǎn)動預(yù)處理室樣品轉(zhuǎn)臺，使其與直線磁力傳輸機構(gòu)I對正，由預(yù)處理室輔助取片機構(gòu)取下基片，升高預(yù)處理室樣品轉(zhuǎn)臺，直線磁力傳輸機構(gòu)I進入預(yù)處理室，把基片放到直線磁力傳輸機構(gòu)I上，由直線磁力傳輸機構(gòu)I帶著基片退回原位；降低中轉(zhuǎn)臺并轉(zhuǎn)動，使其對準(zhǔn)直線磁力傳輸機構(gòu)I，由直線磁力傳輸機構(gòu)1把基片安裝到中轉(zhuǎn)臺上，直線磁力傳輸機構(gòu)I退回原位，轉(zhuǎn)動中轉(zhuǎn)臺，使其對準(zhǔn)直線磁力傳輸機構(gòu)II，由直線磁力傳輸機構(gòu)II取下基片并退回原位，升起中轉(zhuǎn)臺；由直線磁力傳輸機構(gòu)II把片基送入有機沉積室，由有機沉積室輔助取片機構(gòu)取下基片，直線磁力傳輸機構(gòu)II退回原位，降低有機沉積室樣品轉(zhuǎn)臺；直線磁力傳輸機構(gòu)I進入進樣室，由進樣室輔助裝片機構(gòu)裝上基片，把基片帶入預(yù)處理室，由預(yù)處理室輔助取片機構(gòu)取下基片，直線磁力傳輸機構(gòu)I退回原位，把基片裝到預(yù)處理室樣品轉(zhuǎn)臺上，降低預(yù)處理室樣品轉(zhuǎn)臺；關(guān)閉各室之間聯(lián)通的閘閥。
9、重復(fù)2～8的過程，得到下一個成品。
10、有機小分子材料蒸發(fā)束源爐中或金屬材料蒸發(fā)舟中材料用完后，各室充入高純氮氣或氬氣至常壓，在有機小分子材料蒸發(fā)束源爐中加裝有機小分子材料，在金屬材料蒸發(fā)舟中加裝金屬材料。重復(fù)1～10的過程，進入下一個裝料周期。
從前面大致描述的制造工藝過程可以看出目前的OLED-LED顯示器制造過程中所存在的技術(shù)問題一、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(zhǔn)過于復(fù)雜，從而導(dǎo)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。
本發(fā)明針對上述存在的技術(shù)問題而提供一種有機小分子-半導(dǎo)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(dǎo)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。
本發(fā)明的技術(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(dǎo)軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導(dǎo)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(dǎo)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。
本發(fā)明的優(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(dǎo)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。
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。


下面結(jié)合附圖和實施例詳細描述本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明結(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(孔)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15本發(fā)明背景技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為圖15的A-A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.封裝材料庫，13.進樣室，14.出樣室，15.擋板，16.基片，17.基片傳輸臺，18.導(dǎo)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。
具體實施例方式
為了描述小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐結(jié)構(gòu)先對真空鍍膜技術(shù)作簡介真空蒸發(fā)鍍膜是一種真空鍍膜技術(shù)，它是在真空條件下，把鍍膜材料加熱到該種鍍膜材料的分子能夠掙脫該種鍍膜材料的束縛，飛出該種鍍膜材料表面碰到被鍍物并沉積到被鍍物表面上。根據(jù)對鍍膜材料的加熱方式不同，可分為電阻絲、棒、舟加熱蒸發(fā)鍍膜，電阻爐加熱蒸發(fā)鍍膜，電子束加熱蒸發(fā)鍍膜，離子束加熱蒸發(fā)鍍膜。如果在超高真空條件下，構(gòu)成晶體的各組分和攙雜原子(分子)以一定的熱運動速度，按一定的比例沉積到熱的襯底上進行外延生長，稱為分子束外延。分子束外延技術(shù)是電阻爐加熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)的更高級形式。用于OLED-LED顯示器(包括制造工藝類似的其它半導(dǎo)體器件)制造的是電阻爐加熱蒸發(fā)鍍膜，其工藝近似于分子束外延。
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(孔)的蓋組合而成的爐體。如圖8-9所示，小噴嘴(孔)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(孔)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10；有機沉積室6的前端和預(yù)處理室26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(孔)型蒸發(fā)爐的加熱器必須有精密溫度控制，小噴嘴(孔)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(dǎo)軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導(dǎo)軌上方可以設(shè)有精密溫度控制的加熱器23；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(dǎo)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。
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(dǎo)體)生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)片狀基片OLED/LED顯示器的工藝過程1、抽真空達到如下指標(biāo)進樣室和預(yù)處理室、有機沉積室、金屬沉積室、過渡室、封裝材料庫、有機發(fā)光材料庫、金屬材料庫、封裝室和成品達到常規(guī)真空度。
2、進樣室進樣室充入干燥氣體至常壓——打開進樣室閘閥——將掛有基片(鍍有ITO電極)的樣品傳輸臺送入進樣室的軌道上——關(guān)進樣室閘閥——開進樣室加熱器對樣品進行加溫到常規(guī)的溫度，并抽進樣室真空到常規(guī)，待命。
3、預(yù)處理室對樣品加熱到常規(guī)的溫度并使預(yù)處理室達到常規(guī)真空度，——充入氧氬混合氣使達到常規(guī)真空度，對基片進行離子轟擊使其表面活化——活化完成后再抽真空到常規(guī)，待命。
4、有機沉積室A、B、C當(dāng)有機沉積室中達到常規(guī)真空度，基片溫度達到膜層生長常規(guī)溫度，小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐溫度達到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，移開蒸發(fā)爐擋板，移動樣品傳輸臺在蒸發(fā)爐上方通過，使被鍍材料被均勻地沉積在基片上。樣品傳輸臺通過后，擋上蒸發(fā)爐擋板，使蒸發(fā)爐溫度下降到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下，待命。
5、金屬沉積室當(dāng)金屬沉積室中達到常規(guī)真空度，基片溫度達到膜層常規(guī)生長溫度，小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐溫度達到金屬材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，移開蒸發(fā)爐擋板，移動樣品傳輸臺在蒸發(fā)爐上方通過，使被鍍材料被均勻地沉積在基片上。樣品傳輸臺通過后，擋上蒸發(fā)爐擋板，使蒸發(fā)爐溫度下降到金屬材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下，待命。
6、封裝室取下基片，對基片進行封裝，封裝完成后把成品掛到樣品傳輸臺上，待命。
7、成品出樣室對成品出樣室充入干燥氣體至常壓，打開成品出樣室閘閥，取出樣品傳輸臺，關(guān)閉成品出樣室閘閥，并抽進樣室真空到常規(guī)，待命。
8、當(dāng)各室都處于待命狀態(tài)時，打開各室之間聯(lián)通的閘閥，將各室中掛有基片的樣品傳輸臺送入下一室，關(guān)閉各室之間聯(lián)通的閘閥。
9、重復(fù)2～8的過程，得到下一個成品。
10、封裝材料庫每當(dāng)封裝室有基片進入時，聯(lián)通連接兩室之間的閘閥，把封裝材料送入封裝室，關(guān)閉連接兩室之間的閘閥。當(dāng)封裝材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開封裝材料庫端部閘閥，裝入封裝材料，關(guān)閉封裝材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)。
11、有機發(fā)光材料庫A、B、C每當(dāng)小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐中有機發(fā)光材料用盡后，聯(lián)通連接有機與有機發(fā)光材料庫之間的閘閥，把有機發(fā)光材料加入到小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐中，關(guān)閉連接有機與有機發(fā)光材料庫之間的閘閥。當(dāng)有機發(fā)光材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開有機發(fā)光材料庫端部閘閥，裝入有機發(fā)光材料，關(guān)閉有機發(fā)光材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)。
12、金屬材料庫每當(dāng)小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐中金屬材料用盡后，聯(lián)通連接有機與有金屬材料庫之間的閘閥，把金屬材料加入到小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐中，關(guān)閉連接有機與金屬材料庫之間的閘閥。當(dāng)金屬材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開金屬材料庫端部閘閥，裝入金屬材料，關(guān)閉金屬材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)。
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(dǎo)體)生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)效率高、鍍膜材料利用率高、工藝穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低、可實現(xiàn)大尺寸基片的大規(guī)模生產(chǎn)，能夠滿足人們的視覺需求，但是這種設(shè)備也存在著一定的問題，這就是生產(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)。激光刻蝕技術(shù)配合離子注入技術(shù)可以解決這個問題，這種技術(shù)可以把顯示器的線寬做到微米級。
所述的激光刻蝕技術(shù)配合離子注入技術(shù)工藝設(shè)備激光刻蝕技術(shù)配合離子注入技術(shù)工藝設(shè)備與圖1和圖2所示的設(shè)備類似，所不同的是使用小噴嘴(孔)型蒸發(fā)爐的位置還是常規(guī)的敞口式蒸發(fā)爐，在有機沉積室和金屬沉積室中間增加了激光刻蝕和離子注入室，在有機沉積室或預(yù)處理室的前級可以增加激光刻蝕室，在金屬沉積室后級可以增加激光刻蝕室。
所述的半導(dǎo)體激光刻蝕技術(shù)及離子注入技術(shù)簡介半導(dǎo)體激光刻蝕技術(shù)及離子注入技術(shù)是在基本半導(dǎo)體膜層上刻(燒)蝕出基本半導(dǎo)體元件，注入不同的攙雜離子形成不同功能的半導(dǎo)體元件。就半導(dǎo)體發(fā)光元件而言；注入不同的攙雜離子，可形成發(fā)出不同波長光的半導(dǎo)體元件。
權(quán)利要求
1.有機小分子-半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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3所述的有機小分子-半導(dǎo)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或3所述的有機小分子-半導(dǎo)體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的在有機沉積室或預(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；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機小分子-半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌；金屬沉積室以前的各真空室中的導(dǎo)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(dǎo)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。
8.有機小分子-半導(dǎo)體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括下述步驟(1)抽真空達到如下指標(biāo)進樣室和預(yù)處理室、有機沉積室、金屬沉積室、過渡室、封裝材料庫、有機發(fā)光材料庫、金屬材料庫、封裝室和成品達到常規(guī)真空度；(2)進樣室進樣室充入干燥氣體至常壓——打開進樣室閘閥——將掛有基片的樣品傳輸臺送入進樣室的軌道上——關(guān)進樣室閘閥——開進樣室加熱器對樣品進行加溫到常規(guī)的溫度，并抽進樣室真空到常規(guī)，待命；(3)預(yù)處理室對樣品加熱到常規(guī)的溫度并使預(yù)處理室達到常規(guī)真空度，——充入氧氬混合氣使達到常規(guī)真空度，對基片進行離子轟擊使其表面活化——活化完成后再抽真空到常規(guī)，待命；(4)有機沉積室當(dāng)有機沉積室中達到常規(guī)真空度，基片溫度達到膜層生長常規(guī)溫度，小噴嘴蒸發(fā)爐溫度達到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，移開蒸發(fā)爐擋板，移動樣品傳輸臺在蒸發(fā)爐上方通過，使被鍍材料被均勻地沉積在基片上；樣品傳輸臺通過后，擋上蒸發(fā)爐擋板，使蒸發(fā)爐溫度下降到有機發(fā)光材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下，待命；(5)金屬沉積室當(dāng)金屬沉積室中達到常規(guī)真空度，基片溫度達到膜層常規(guī)生長溫度，小噴嘴蒸發(fā)爐溫度達到金屬材料常規(guī)蒸發(fā)溫度時，移開蒸發(fā)爐擋板，移動樣品傳輸臺在蒸發(fā)爐上方通過，使被鍍材料被均勻地沉積在基片上；樣品傳輸臺通過后，擋上蒸發(fā)爐擋板，使蒸發(fā)爐溫度下降到金屬材料常規(guī)蒸發(fā)溫度以下，待命；(6)封裝室取下基片，對基片進行封裝，封裝完成后把成品掛到樣品傳輸臺上，待命；(7)成品出樣室對成品出樣室充入干燥氣體至常壓，打開成品出樣室閘閥，取出樣品傳輸臺，關(guān)閉成品出樣室閘閥，并抽進樣室真空到常規(guī)，待命；(8)當(dāng)各室都處于待命狀態(tài)時，打開各室之間聯(lián)通的閘閥，將各室中掛有基片的樣品傳輸臺送入下一室，關(guān)閉各室之間聯(lián)通的閘閥；(9)重復(fù)2～8的過程，得到下一個成品；(10)封裝材料庫每當(dāng)封裝室有基片進入時，聯(lián)通連接兩室之間的閘閥，把封裝材料送入封裝室，關(guān)閉連接兩室之間的閘閥；當(dāng)封裝材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開封裝材料庫端部閘閥，裝入封裝材料，關(guān)閉封裝材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)；(11)有機發(fā)光材料庫每當(dāng)小噴嘴蒸發(fā)爐中有機發(fā)光材料用盡后，聯(lián)通連接有機與有機發(fā)光材料庫之間的閘閥，把有機發(fā)光材料加入到小噴嘴(孔)蒸發(fā)爐中，關(guān)閉連接有機與有機發(fā)光材料庫之間的閘閥；當(dāng)有機發(fā)光材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開有機發(fā)光材料庫端部閘閥，裝入有機發(fā)光材料，關(guān)閉有機發(fā)光材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)；(12)金屬材料庫每當(dāng)小噴嘴蒸發(fā)爐中金屬材料用盡后，聯(lián)通連接有機與有金屬材料庫之間的閘閥，把金屬材料加入到小噴嘴蒸發(fā)爐中，關(guān)閉連接有機與金屬材料庫之間的閘閥；當(dāng)金屬材料用盡后，充入干燥氣體至常壓，打開金屬材料庫端部閘閥，裝入金屬材料，關(guān)閉金屬材料庫端部閘閥，抽真空到常規(guī)。
全文摘要
一種有機小分子—半導(dǎo)體發(fā)光顯示器連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及工藝，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H01L27/15GK1459875SQ0210970
公開日2003年12月3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