專利名稱：用于控制有機發(fā)光裝置中的有機層厚度的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對有機發(fā)光裝置制造中通過物理氣相沉積形成有機層進行監(jiān)測和控制的設(shè)備。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光裝置也被稱為有機電熒發(fā)光裝置，可通過將兩個或多個有機層夾在第一電極和第二電極之間制成。
在一種常規(guī)結(jié)構(gòu)的無源矩陣有機發(fā)光裝置中，多個橫向間隔的光傳輸陽極例如氧化銦錫(indium-tin-oxide，即ITO)作為第一電極形成在光傳輸基體(例如，玻璃基體)上。接著在保持負壓(通常小于10-3托)的腔室內(nèi)利用來自于相應(yīng)源的相應(yīng)有機材料的氣相沉積順序地形成兩個或多個有機層。多個橫向間隔的陰極作為第二電極沉積在最上方的有機層上。陰極的取向相對于陽極的取向形成一定的角度，通常為直角。
通過在獨立的行(陰極)和每一列(陽極)之間順序地提供電勢(也被稱為驅(qū)動電壓)來使這樣的常規(guī)無源矩陣有機發(fā)光裝置工作。當陰極相對于陽極具有負偏壓時，光從由陰極和陽極的重疊區(qū)域所限定的像素被發(fā)出，并且發(fā)出的光通過陽極和基體達到觀察者。
在一種有源矩陣有機發(fā)光裝置中，作為第一電極的一組陽極由與相應(yīng)的光傳輸部分相連的薄膜晶體管(TFTs)提供。以一種基本上與上述無源矩陣有機發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)相同的方式通過氣相沉積順序地形成兩個或多個有機層。公共陰極作為第二電極沉積在最上方的有機層上。US-A-5,550,066中描述了一種有源矩陣有機發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)和功能，該文獻所披露的內(nèi)容在這里作為參考。
例如，在US-A-4,356,429；US-A-4,539,507；US-A-4,720,432和US-A-4,769,292中描述了用于構(gòu)成一種有機發(fā)光裝置的有機材料、氣相沉積有機層的厚度和層的結(jié)構(gòu)，這些文獻所披露的內(nèi)容在這里作為參考。
為了提供一種基本上無瑕疵(即，沒有不發(fā)光的暗瑕疵或者發(fā)出很強的光的明瑕疵)的有機發(fā)光裝置，必須對該裝置的有機層的形成進行監(jiān)測或控制。這種對利用來自于某一源的有機材料的升華或蒸發(fā)以使有機層氣相沉積的控制通常是通過將監(jiān)測裝置設(shè)置在氣相沉積區(qū)內(nèi)來完成的，基體或結(jié)構(gòu)件在所述氣相沉積區(qū)內(nèi)被覆蓋有機層。這樣，在有機層形成在基體或結(jié)構(gòu)件上的同時，監(jiān)測裝置能夠接收有機層。該監(jiān)測裝置又提供響應(yīng)于有機層在監(jiān)測裝置上的形成速率的電信號，而有機層在監(jiān)測裝置上的形成速率與用于提供有機發(fā)光裝置的有機層在基體或結(jié)構(gòu)件上的形成速率是相關(guān)的。該監(jiān)測裝置的電信號被處理和/或放大，并且可用于通過調(diào)節(jié)蒸汽源溫度控制元件(例如，源加熱器)來控制氣相沉積速率和形成在裝置基體或結(jié)構(gòu)件上的有機層厚度。
公知的監(jiān)測裝置是所謂的晶體物質(zhì)量傳感器(crystal mass-sensor)裝置，其中監(jiān)測器是具有兩個相反電極的石英晶體。該晶體是設(shè)置在沉積速率監(jiān)測器中的振蕩器電路的一部分。在一個可接受的范圍內(nèi)的振蕩器電路的振蕩頻率基本上與由沉積在晶體上的一層或多層材料振蕩的晶體表面上的物質(zhì)量負荷成反比。當超過可接受的晶體物質(zhì)量負荷的范圍時，例如通過形成過多數(shù)量的沉積層，振蕩器電路可能不再可靠地發(fā)揮其功能，必須利用新的晶體物質(zhì)量傳感器代替“超載”的晶體。而，這樣的替換要求停止氣相沉積過程。
另外，當一定的有機層沉積在晶體物質(zhì)量傳感器裝置上時，在覆蓋的厚度達到500-2000納米后，各層可能會開始開裂并且從物質(zhì)量傳感器表面剝落。這可能會使晶體物質(zhì)量傳感器在厚度恰好在上述物質(zhì)量負荷限度以下的情況下使其在覆蓋速率檢測性能方面變得不準確。
在技術(shù)改進過程中，通?？稍谟捎谖镔|(zhì)量負荷過大或者沉積層的開裂和剝落而必須更換晶體物質(zhì)量傳感器之前制備幾個有機發(fā)光裝置。在這樣的改進中是不困難的，這是由于其它的考慮因素通常需要通過打開沉積腔室來中斷氣相沉積，以便以人工更換基體或結(jié)構(gòu)件或在較小的蒸汽源中補充有機材料等。
但是在制造環(huán)境中，需要重復(fù)地制作數(shù)量較多的有機發(fā)光裝置，因此，更換“超載”的晶體物質(zhì)量傳感器或具有開裂的或剝落的有機層的晶體物質(zhì)量傳感器會受到嚴重的限制，這是因為制造系統(tǒng)應(yīng)該能夠全面地提供在多種裝置結(jié)構(gòu)件上生產(chǎn)所有有機層的能力，甚至能夠生產(chǎn)全封閉的有機發(fā)光裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于，有效地將蒸發(fā)的或升華的有機層沉積在結(jié)構(gòu)件上以形成有機發(fā)光裝置的部件。
該目的可通過這樣一種設(shè)備來達到，該設(shè)備是一種用于將蒸發(fā)的或升華的有機層沉積在結(jié)構(gòu)件上以提供有機發(fā)光裝置的部件的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)限定腔室的殼體和與腔室相連的用于減小腔室中的壓力的泵；(b)用于接收被蒸發(fā)的或者被升華的有機材料的源以及與所述源相連的用于調(diào)節(jié)其溫度以控制有機材料蒸發(fā)或升華的速率的裝置；(c)用于使結(jié)構(gòu)件定位以使這樣的結(jié)構(gòu)件在沉積區(qū)中與所述源隔開的裝置；(d)可沿著一個移動路徑移動過多個位置的移動元件；(e)所述移動元件在第一位置中具有位于沉積區(qū)中的一部分，所述部分用于接收來自于所述源的有機材料并且同時使這樣的有機材料沉積在結(jié)構(gòu)件上；(f)相對于所述移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外的第二位置中的第一光學感應(yīng)裝置，所述第一光學感應(yīng)裝置用于檢測沉積在移動元件的該部分上的有機材料的厚度；(g)與所述第一光學感應(yīng)裝置相連的電裝置，所述電裝置對由第一光學感應(yīng)裝置所檢測的有機材料厚度作出響應(yīng)；(h)用于調(diào)節(jié)溫度控制裝置以控制形成在結(jié)構(gòu)件上的有機層的沉積速率和厚度的裝置；以及(i)沿著所述元件的移動路徑設(shè)置在第三位置中的清潔裝置，所述第三位置在沉積區(qū)之外并且在第一光學感應(yīng)裝置之后，所述清潔裝置用于全部或部分地去除沉積在元件的部分上有機材料以使這樣的部分可在沉積區(qū)中重復(fù)使用。


圖1是表示無源矩陣有機發(fā)光裝置(OLED)的示意性透視圖，在所示的有機發(fā)光裝置(OLED)中具有被部分剝離的元件以露出各層；
圖2是表示適于制造較多數(shù)量的有機發(fā)光裝置(OLEDs)并具有從轂部延伸的多個工位的制造系統(tǒng)的示意性透視圖；圖3是表示裝有數(shù)量較多的基體或結(jié)構(gòu)件的載體的示意性截面圖，如在圖2中截線3-3所示，該載體位于圖2中所示系統(tǒng)的裝載工位中；圖4是表示在圖2中所示系統(tǒng)中的用于在結(jié)構(gòu)件上形成氣相沉積有機發(fā)光層(LEL)的氣相沉積工位的示意性截面圖，該氣相沉積工位如在圖2中截線4-4所示并且包括在沉積區(qū)中的現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的晶體物質(zhì)量傳感器；圖5示意性地示出了圖4中所示的傳感器，該傳感器的表面上具有較高的物質(zhì)量負荷，物質(zhì)量負荷采用N層有機發(fā)光材料的形式，其中現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的傳感器的這樣物質(zhì)量負荷會使相關(guān)的沉積速率監(jiān)測器讀出的沉積速率不可靠或者可能不會工作；圖6示意性地示出了位于圖2中所示的LEL沉積工位內(nèi)的本發(fā)明一個實施例所涉及的可轉(zhuǎn)動的盤組件，其中盤的一部分接收沉積區(qū)中的有機發(fā)光材料，接著該盤順序地轉(zhuǎn)動到沉積區(qū)外以在轉(zhuǎn)到沉積區(qū)中之前將該部分移動到一個或多個光學感應(yīng)位置中和在清潔位置中；圖6A和圖6B示意性地表示了圖6中所示殼體的局部截面圖，其中根據(jù)本發(fā)明的各個方面示出了可轉(zhuǎn)動的盤和光纖導管的區(qū)別特征，其中圖6A示出了包括反射前表面的不透光盤以及光纖導管(用于確定形成在前表面一部分上的有機發(fā)光材料的發(fā)出熒光功效)以一定的斜角朝向前表面；以及圖6B示出了透光盤，透光盤可利用透過該盤的光對形成在該盤的一部分上的有機材料厚度進行光學檢測；圖7A-7D是表示圖6中所示可轉(zhuǎn)動的盤的示意性平面圖，其中沿著盤的轉(zhuǎn)動路徑示出了沉積區(qū)、光學感應(yīng)元件以及光學清潔裝置的位置，其中圖7A示出了有機發(fā)光材料通過在快門中的孔在沉積區(qū)中的第一次沉積，所述快門在第一時間間隔中是開啟的；圖7B示出了第一次沉積轉(zhuǎn)動到沉積區(qū)外并進入用于對第一次沉積的厚度進行光學檢測的位置，其中快門處于關(guān)閉位置；
圖7C示出了第一次沉積轉(zhuǎn)動到用于對發(fā)光材料的發(fā)光和發(fā)熒光功效進行光學檢測的位置，而有機發(fā)光材料通過在快門中的孔在沉積區(qū)中進行第二次沉積，所述快門在第二時間間隔中是開啟的；以及圖7D示出了第一次沉積轉(zhuǎn)動到用于去除有機材料的清潔位置，而第二次沉積在用于厚度的光學檢測的位置中；圖8是圖6中所示殼體的局部截面圖，其中利用本發(fā)明第二實施例所涉及的帶組件代替盤組件，其中利用受熱輥將有機材料從帶上去除，并且在帶進入到沉積區(qū)之前被冷卻輥冷卻；圖9是圖6中所示殼體的局部截面圖，其中可轉(zhuǎn)動的盤具有本發(fā)明所涉及的預(yù)先形成在盤表面上的輻射吸收層以增強利用閃光輻射去除有機材料的效果；圖10是圖6中所示殼體的局部截面圖，其中利用本發(fā)明所涉及的加熱燈去除帶上的有機材料；圖11是圖6中所示殼體的局部截面圖，其中轉(zhuǎn)動盤組件包括連續(xù)轉(zhuǎn)動的盤，并且根據(jù)本發(fā)明的一個方面，清潔輻射通過在殼體中的一個窗口和一面鏡被引向該轉(zhuǎn)動盤；圖12A-12C是圖11中所示的轉(zhuǎn)動盤的示意性平面圖，轉(zhuǎn)動盤連續(xù)地轉(zhuǎn)過在沉積區(qū)中的孔并且經(jīng)過光學感應(yīng)位置和清潔位置，其中圖12A示出了在孔上方的第一次轉(zhuǎn)動過程中沉積在盤上的有機發(fā)光材料的圓形帶，并且沒有在清潔位置中進行清潔；圖12B示出了在孔上方的第二次轉(zhuǎn)動后沉積在盤上的有機發(fā)光材料的圓形帶，并且沒有在清潔位置中進行清潔；以及圖12C示出了在孔上方的第n次轉(zhuǎn)動后沉積在盤上的有機發(fā)光材料的圓形帶，圓形帶的厚度對應(yīng)于完成的有機發(fā)光層的厚度，并且在清潔位置將有機材料從盤上去除；圖13是圖6中所示殼體的局部截面圖，其中圖11中所示的轉(zhuǎn)動盤組件是以垂直角度看過去的以示出沿著轉(zhuǎn)動盤的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒐饫w導管(與光學層厚檢測器相連)設(shè)置在防護裝置的孔附近的一個示例；圖14是圖11中所示殼體的局部截面圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在防護裝置的水平部分中的多個孔提供了形成在連續(xù)轉(zhuǎn)動盤上的有機發(fā)光沉積物的多個圓形帶，與每一個圓形帶相關(guān)的光纖導管用于檢測其厚度以在改進的光學層厚檢測器中提供氣相沉積速率；
圖15是圖14中所示轉(zhuǎn)動盤的示意性平面圖，其中示出了在防護裝置的水平部分中的多個孔、相關(guān)的光纖導管以及熒光檢測位置和清潔位置；圖16示意性地示出了同時通過這些孔形成的三個厚度不同的有機發(fā)光材料氣相沉積圓形帶；以及圖17示意性示出了圖2中所示的LEL沉積工位的截面圖，其中利用可控的基質(zhì)材料源和可控的攙雜劑材料源以同時氣相沉積的方式在結(jié)構(gòu)件和轉(zhuǎn)動盤上形成被攙雜的有機發(fā)光層，其中根據(jù)本發(fā)明的一個方面，利用一個熒光發(fā)射檢測器檢測和控制在有機發(fā)光層中的攙雜劑濃度。
由于OLED的層厚尺寸通常在亞微米(sub-micrometer)的范圍內(nèi)，而表示裝置橫向尺寸的特征可在50-500毫米的范圍內(nèi)，因此附圖必然是示意性的。因此，附圖中的比例是為了看起來方便而不是為了尺寸的精確。
“基體”一詞在這里指的是其上預(yù)先形成有多個橫向間隔的第一電極(陽極)的光傳輸支承件，諸如基體是無源矩陣OLED的前身?！敖Y(jié)構(gòu)件”一詞在這里指的是在接收一部分氣相沉積有機層后的基體，并且表示了有源矩陣排列與無源矩陣前身的差別。
參見圖1，圖1是表示無源矩陣有機發(fā)光裝置(OLED)10的示意性透視圖，在所示的有機發(fā)光裝置(OLED)10中，部分元件被剝離以露出各層。
光透射基體11上形成有多個橫向間隔的第一電極12(也被稱為陽極)。利用物理氣相沉積方法依次形成有機空穴傳輸層(hole-transporting layer)(HTL)13、有機發(fā)光層(LEL)14和有機電子傳輸層(electron-transporting layer)(ETL)15，后面將進行更詳細的描述。多個橫向間隔的第二電極16(也被稱為陰極)形成在有機電子傳輸層15上并且第二電極16的排列方向與第一電極12的排列方向基本垂直。封裝或蓋18使該結(jié)構(gòu)件的感光部分與周圍環(huán)境密封，從而提供了完整的OLED10。
參見圖2，圖2是表示適于利用自動操作裝置或者機器人裝置(未示出)制造大量有機發(fā)光裝置的制造系統(tǒng)100的示意性透視圖，所述自動操作裝置或者機器人裝置用于在從緩沖轂(buffer hub)102延伸的多個工位和從傳輸轂(transfer hub)104延伸的多個工位中輸送或傳輸基體或結(jié)構(gòu)件。真空泵106經(jīng)過泵接口107為緩沖轂102和傳輸轂104內(nèi)部提供負壓，并且為從這些轂部延伸的每一個工位內(nèi)部提供負壓。壓力計108顯示系統(tǒng)100內(nèi)的負壓。該壓力可在10-3至10-6托的范圍內(nèi)。
這些工位包括用于裝載基體或結(jié)構(gòu)件的裝載工位110、用于形成有機空穴傳輸層(HTL)的氣相沉積工位130、用于形成有機發(fā)光層(LEL)的氣相沉積工位140、用于形成有機電子傳輸層(ETL)的氣相沉積工位150、用于形成多個第二電極(陰極)的氣相沉積工位160、用于將結(jié)構(gòu)件從緩沖轂102傳輸?shù)絺鬏斴?04的卸載工位103以及通過連接器接口105與傳輸轂104相連的封裝工位180，傳輸轂104還提供儲放工位170。這些工位的每一個都分別具有延伸到緩沖轂102和傳輸轂104中的開放接口，并且每一個工位具有真空密封接口(未示出)以接入用于清潔、補充材料的工位和用于更換或修理部件的工位。每一個工位包括限定腔室的殼體。
圖3是沿圖2中的截線3-3所剖得的表示裝載工位110的示意性截面圖。裝載工位110具有殼體110H，殼體110H限定腔室110C。載體111設(shè)置在該腔室內(nèi)，載體111用于運載多個具有預(yù)先形成的第一電極12的基體11(見圖1)。所設(shè)置的載體111也可用于支撐多個有源矩陣結(jié)構(gòu)件。載體111也可被設(shè)置在卸載工位103和儲放工位170中。
參見圖4，圖4是沿圖2中的截線4-4所剖得的表示LEL氣相沉積工位140的示意性截面圖。殼體140H限定了腔室140C。結(jié)構(gòu)件11被固定在固定裝置141中，固定裝置141可構(gòu)成掩?？?。掩模框可以相對于結(jié)構(gòu)件上的特征定向的關(guān)系支撐圖案掩模(pattern mask)以形成可能是在多顏色有機發(fā)光裝置中所需的有機發(fā)光層的圖案。這里所述的結(jié)構(gòu)件包括基體11、第一電極12和圖1中所示裝置的有機空穴傳輸層13，層13已經(jīng)被設(shè)置在圖2中所示工位130中。源144位于絕熱支撐件142上，源144充有有機發(fā)光材料14a，有機發(fā)光材料14a充填到水平面14b。利用加熱元件145對源144加熱，加熱元件145通過導線245和247與源電源240的相應(yīng)輸出端子244和246相連。
當源溫度足夠高時，有機發(fā)光材料14a將蒸發(fā)或升華，從而提供有機發(fā)光材料的氣相沉積區(qū)14v(如圖中的虛線和箭頭所示)。
結(jié)構(gòu)件11以及常規(guī)的晶體物質(zhì)量傳感器200位于沉積區(qū)內(nèi)，并且這些元件中的每一個上都形成有有機發(fā)光層14f(如圖中虛輪廓線所示)。
如在本領(lǐng)域公知的，晶體物質(zhì)量傳感器200通過導線210與沉積速率監(jiān)測器220的輸入端子216相連。傳感器200是設(shè)置在監(jiān)測器220中的振蕩器電路的一部分，所述振蕩器電路以一定的頻率振蕩，所述頻率基本上與晶體的物質(zhì)量負荷成反比，晶體的物質(zhì)量負荷例如是由所形成的層14f提供的物質(zhì)量負荷。監(jiān)測器220包括能夠產(chǎn)生與物質(zhì)量負荷的速率成比例的信號的微分電路，即能夠產(chǎn)生與層14f的沉積速率成比例的信號的微分電路。該信號由沉積速率監(jiān)測器220顯示并且在其輸出端子222處被提供。導線224將該信號與控制器或放大器230的輸入端子226連接在一起，控制器或放大器230在輸出端子232處提供輸出信號。后面的輸出信號通過導線234和輸入端子236成為源電源240的輸入信號。
這樣，如果在氣相沉積區(qū)14v內(nèi)的蒸汽流是暫時穩(wěn)定的，那么層14f的物質(zhì)量增加或生長將以恒定的速率進行。速率監(jiān)測器220將在輸出端子222處提供恒定的信號，并且源電源240將通過導線245和247為源144的加熱元件145提供恒定的電流，從而將暫時穩(wěn)定的蒸汽流維持在沉積區(qū)內(nèi)。在穩(wěn)定的氣相沉積條件下(即在沉積速率恒定的條件下)，在固定的沉積時間內(nèi)，能夠在結(jié)構(gòu)件和晶體物質(zhì)量傳感器200上達到有機發(fā)光層14所需最終厚度(見圖1)，此時，可通過終止對源144的加熱或者將快門(未示出)放置在源上來終止氣相沉積。
盡管為了便于描述，圖4中示出的源144比較簡單，但是應(yīng)該理解的是，可采用其他多種能夠在沉積區(qū)內(nèi)提供有機材料的蒸發(fā)或升華氣相的源結(jié)構(gòu)。
圖5示意性地示出了圖4中所示的晶體物質(zhì)量傳感器200，目前所示的晶體物質(zhì)量傳感器200具有較高的物質(zhì)量負荷，物質(zhì)量負荷采用N層有機發(fā)光材料14的形式。在如此物質(zhì)量負荷較高(由于累積的沉積層作為N個連續(xù)接收有機發(fā)光材料14的基體或結(jié)構(gòu)件)的情況下，沉積速率監(jiān)測器220可能不會工作或者讀出的沉積速率不可靠。由于沉積在傳感器上的厚度低于N個連續(xù)層厚度的有機材料部分開裂、剝離或者剝落，也會使監(jiān)測器220的工作變得不可靠。
參見圖6，其中以截面圖的形式示出了圖2中的氣相沉積工位140，氣相沉積工位140包括殼體140H，殼體140H限定了腔室140C。源144、有機發(fā)光材料的氣相沉積區(qū)14v以及被固定在固定裝置或掩?？?41中的結(jié)構(gòu)件11對應(yīng)于圖4中所示工位140的類似部分。
可轉(zhuǎn)動的盤組件400包括盤420、與盤相連并且通過密封件427以可轉(zhuǎn)動的方式被設(shè)置在殼體140H中的軸421以及與軸421相連并且可使盤420轉(zhuǎn)過幾個轉(zhuǎn)動位置的每一個的轉(zhuǎn)動器425。為了便于說明，這里所所述的轉(zhuǎn)動器425是一種手動轉(zhuǎn)動器。應(yīng)該理解的是，轉(zhuǎn)動器425例如可是一種分度(Indexed)步進式馬達。
盤420延伸到有機發(fā)光材料的氣相沉積區(qū)14v。防護裝置429可將盤的其它部分以及沿著這些部分設(shè)置的光學感應(yīng)元件和光學清潔元件與沉積區(qū)14v隔開。當層14f形成在結(jié)構(gòu)件11上時，即當層14f形成在有機空穴傳輸層13上時，有機空穴傳輸層13已經(jīng)在圖2中所示的工位130(HTL)中被氣相沉積在基體11和第一電極12(見圖1)上，所示的處于開啟位置的快門422能夠使層14f形成在盤420中靠近開啟的快門422的部分上。這里所示的以及在圖7A-7B、圖8、圖9和圖10中所示的快門422具有兩個元件(為了使附圖清楚，不能單獨識別)。應(yīng)該理解的是，其它各種結(jié)構(gòu)的快門也可與本發(fā)明所涉及的裝置結(jié)合使用。
盤420是由熱穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的材料制成的。優(yōu)選的材料包括玻璃、石英、陶瓷、硅和金屬。
現(xiàn)將描述光學感應(yīng)元件以及用于將全部或部分有機材料從盤420上去除的光學清潔裝置相對于盤420中用于接收有機層(例如，形成在其上的有機發(fā)光層14f)的表面所起的作用。圖7A-7D中所示的關(guān)于盤420的平面圖中利用虛輪廓線示出了這樣的光學感應(yīng)元件以及光學清潔裝置沿著盤420的轉(zhuǎn)動路徑的位置，圖7A-7D中還示出了所形成的層14f。圖7A-7D中省去了防護裝置429。所選擇的虛輪廓線比較清楚地示出了層14f的圓形區(qū)域的移動。
光學層厚檢測器690包括快門定時模塊(未示出)，快門定時模塊具有與快門422相連的電連接件(未示出)以便在快門422被以電的方式從常閉位置驅(qū)動到開啟位置的過程中選擇一個或幾個時間間隔同時使層14f形成在結(jié)構(gòu)件11上并且達到發(fā)光層14所需的最終厚度(見圖1)。如果轉(zhuǎn)動器425是一種分度馬達或者步進馬達(未示出)，那么檢測器690還可包括用于驅(qū)動盤420轉(zhuǎn)動的執(zhí)行電路(未示出)。按照上述快門開啟的時間間隔開始盤的轉(zhuǎn)動，并且使盤轉(zhuǎn)動到使光纖導管692將來自于檢測器690的厚度檢測光照(由在朝向盤420方向上的箭頭的一部分所表示的)引導到目前轉(zhuǎn)動到在沉積區(qū)14v外的一個位置處的層14f上的一個位置處。光學層厚檢測器690從層14f接收可被校準以與在快門開啟的時間間隔中所接收的層14f的厚度相對應(yīng)的檢測光照的反射部分(由在朝向檢測器690方向上的箭頭的一部分所表示的)。例如，如果快門422在時間間隔Δt1被開啟，那么層14f-1沉積在盤420上(見圖7A)。在圖7B中利用附圖標記692表示層14f-1的層厚確定位置，它與圖6中所示的光纖導管692相對應(yīng)。
光學層厚檢測器690包括能夠根據(jù)在快門422處于開啟狀態(tài)的時間間隔Δt1中形成在盤420上的有機發(fā)光材料的層14f-1的光學檢測厚度計算沉積速率的計算電路(未示出)。被計算的沉積速率以信號的形式在檢測器690的輸出端子694處被提供，并且被供給到控制器或放大器630的輸入端子626以便在其輸出端子632處提供控制信號，所述控制信號經(jīng)過導線634被供給到源電源640的輸入端子636。源電源又分別通過輸出端子644和646以及相應(yīng)的導線645和647將電流供給到源144的加熱元件145，從而可根據(jù)由光學層厚檢測器690所提供的計算沉積速率控制在由虛線14v所限定的沉積區(qū)中的蒸汽通量。
光學層厚檢測器690可被制成能夠選擇厚度檢測光照的波長或者波長頻譜的干涉計?；蛘?，光學層厚檢測器690可被制成能夠以反射模式工作的分光光度計。
接著，盤420轉(zhuǎn)動到第三位置以使層14f-1基本上位于一對光纖導管592和596上方。同時，如圖7C中所示，在時間間隔Δt2內(nèi)再次啟動快門422以使其處于開啟位置，從而在盤420的不同位置上提供氣相沉積層14f-2，其中所選擇的Δt2可比Δt1短或長。
在制造有機發(fā)光裝置領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的是，多種金屬螯合物類型(例如，鋁的螯合物材料)的有機發(fā)光材料能夠在適當選擇的激發(fā)波長的光的激發(fā)下發(fā)光或者發(fā)出熒光。例如，如果部分形成的有機發(fā)光層14f-1(或14f-2)被近紫外線光或藍光的“活化輻射”照射，那么這樣的層可能發(fā)出在藍綠光譜區(qū)中的熒光。如果，這樣的層還包括分子分散有機攙雜劑(molecularly dispered organic dopant)，那么所發(fā)出的光的色調(diào)或顏色可被改變到更長的波長范圍，例如在熒光激發(fā)下發(fā)出橙色或紅色光。
攙雜劑的濃度在發(fā)光有機基質(zhì)材料的0.2-2.0克分子百分數(shù)的范圍內(nèi)通常不僅能夠改變所發(fā)出的光的色調(diào)或顏色而且能夠為色調(diào)改變的發(fā)射光提供最佳的照射。
在使用單一的源以將被攙雜的有機發(fā)光層氣相沉積到結(jié)構(gòu)件上時，例如圖6中所示的單一源144，那么在源中的有機發(fā)光材料14a最好包括預(yù)先攙雜的有機發(fā)光材料。
現(xiàn)將參照圖17對利用一種包含發(fā)光有機基質(zhì)材料的受控源和另一種包含有機攙雜劑材料的受控源以共沉積的方式使被攙雜的有機發(fā)光層在結(jié)構(gòu)件上的氣相沉積進行描述。
為了至少能夠?qū)Σ糠中纬傻挠袡C發(fā)光層(例如層14f-1和14f-2或者一般而言的所形成的層14f)的發(fā)光或者發(fā)出的熒光功效進行定性檢測，熒光激發(fā)源590通過光纖導管592將熒光激發(fā)光引向有機發(fā)光層14f-1，并且將熒光激發(fā)光引導到在圖7C中所示的盤420位置處的有機發(fā)光層14f-1上。
第二光纖導管596接收來自于層14f-1(或14f-2)的以發(fā)射光或熒光的形式被發(fā)出的光并且將這樣的所發(fā)出的光提供到熒光發(fā)射檢測器594，熒光發(fā)射檢測器594可包括帶有適合濾光器的光電倍增器或半導體光檢測器、與適合的光檢測器配對使用的掃描分光計或者帶有線性或平面CCD或CMOS電子檢測器的攝譜儀以對發(fā)出的光定性。或者，可使用分枝式光纖束(bifurgated fiber optical bundle)以將熒光激發(fā)光引導到有機發(fā)光層和引導來自于有機發(fā)光層的熒光。對于圖6中所示的情況，以一種反射模式檢測發(fā)出的熒光，即，激發(fā)光路徑和發(fā)射光路徑的方向是相反的。在盤420是由一種能夠透過紫外線和可見光的材料制成的情況下，第二光纖導管可位于盤的與激發(fā)路徑相對的一側(cè)上并且以一種所謂的傳輸模式對發(fā)出的熒光進行檢測。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，可采用其它關(guān)于激發(fā)光路徑和發(fā)射光路徑的幾何排列形式并且在特定的情況下使用可能會帶來一些優(yōu)點。
熒光或發(fā)光信號可用于提供至少一種對特定的薄膜發(fā)光能力的功效進行定性檢測。利用熒光發(fā)射信號的強度來檢測各種薄膜層厚度的方法已經(jīng)被披露(見EP 1036828 A1以及其中所涉及的參考文獻，或者De Freitas及其它，Proc.SPIE-Int Soc.Opt.Eng.(2000)，4076，p.152-161)。
熒光激發(fā)源590和熒光發(fā)射檢測器594可被包括在一個單一的設(shè)備中，該設(shè)備被稱為分光熒光計。
如圖7D中所示，盤420接著轉(zhuǎn)動到清潔位置，在清潔位置處，通過將強度適合的輻射閃光從清潔閃光裝置490經(jīng)光導管492引向有機層可全部或者部分地將層14f-1(或14f-2)從盤上去除。以一種與利用來自于源144的有機材料的升華或蒸發(fā)在氣相沉積區(qū)14v中形成有機氣相基本上等效的方式通過升華或蒸發(fā)進行這樣的清潔或者將盤420上的有機材料去除。這樣，將盤上的有機材料去除提供了可重新使用的盤。
應(yīng)該理解的是，光導管492經(jīng)真空密封連通件(未示出)穿過殼體140H進行連接的。類似地，所有電導線都是經(jīng)相應(yīng)的電連通件穿過殼體140H進入到腔室140C中或者從腔室140C中引出。這樣的連通件在真空系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中是公知的。
光導管492可是利用一種能夠傳輸由清潔閃光裝置490所提供的光的材料制成的光導纖維纜。或者，光導管492可被制成空心的或管狀的光傳輸元件。
在有機發(fā)光層在結(jié)構(gòu)件11上氣相沉積的過程中，可根據(jù)需要，不斷地重復(fù)有機發(fā)光材料(例如部分層14f-1和14f-2以及隨后形成的部分層)的氣相沉積順序、利用源電源640的相關(guān)控制進行層厚檢測和計算沉積速率、確定有機層發(fā)出的熒光或發(fā)光功效以及部分或全部去除盤420中的有機材料的步驟，直至這樣的層14(見圖1)達到最終的厚度。接著，例如通過關(guān)閉位于源144上方的閘板(未示出)來停止氣相沉積，在取出完成的結(jié)構(gòu)件并將新的結(jié)構(gòu)件置于腔室140C中后，繼續(xù)進行氣相沉積。
有機層的最終厚度(例如有機發(fā)光層14，見圖1)最好在20至200納米的范圍內(nèi)。為了能夠利用物理氣相沉積提供均勻的有機層(即，所形成的層中沒有在有效的裝置中容易地觀察到的所謂暗瑕疵(darkdefect)或明瑕疵(bright defect)，沉積速率最好在每秒1納米至每秒10納米的范圍內(nèi)。這樣，如果有機發(fā)光層14的最終厚度被選擇為100納米，那么通過以2.5納米/秒的受控的恒定沉積速率進行蒸發(fā)或者升華可利用40秒的時間達到這樣的厚度。在40秒的沉積時間內(nèi)，盤420可接收幾種有機沉積物并且?guī)状无D(zhuǎn)過各個光學感應(yīng)位置和清潔位置以便在形成于結(jié)構(gòu)件上的有機層達到最終選擇的厚度的過程之中能夠使來自于源144的氣相沉積可經(jīng)過幾次控制或者調(diào)節(jié)。
圖6A是圖6中的殼體140H的局部截面圖。所示的盤420為一種不透光盤(例如，陶瓷盤、金屬盤或硅片盤)。第一表面420-1(前表面)最好是被拋光的光反射表面以為形成在第一表面上的有機發(fā)光層14f提供可靠的光學層厚檢測和可靠的熒光發(fā)出功效的檢測。
所示的光纖導管592A的上部具有一定的角度以在與盤表面420-1成斜角的狀態(tài)下將熒光激發(fā)光引到層14f處(當盤轉(zhuǎn)到如圖7c所示的熒光檢測位置時)。類似地，所示的光纖導管596A的上部具有一定的角度以接收從層14f發(fā)出的熒光。光纖導管592A和596A的具有一定角度的上部最好形成直角。
光導管492、光纖導管692和快門422已經(jīng)參照圖6描述過了。
圖6B是圖6中的殼體140H的局部截面圖。這里，所示的盤420是一種透光的盤(例如，玻璃盤或石英盤)。這樣的盤的透光性能夠通過將從光學層厚檢測器690發(fā)出的厚度檢測光經(jīng)輸入光纖導管692-1引向第一盤表面420-1而以一種透射方式進行光學層厚檢測。所發(fā)出的光中被有機層14f吸收或者散射的部分通過盤被透射到第二盤表面420-2并且被導入到輸出光纖導管692-2以傳輸?shù)胶穸葯z測器690。
光學層厚檢測器被校準以形成在盤上(和在圖6中所示的結(jié)構(gòu)件11上)的在所選擇的有機層厚度范圍內(nèi)提供精確的厚度值。利用能夠檢測在反射盤上的有機沉積物厚度的設(shè)備和能夠檢測在透射盤上的有機沉積物厚度的設(shè)備進行這樣的校準。這樣的設(shè)備的每一個都能夠提供可被處理以與所檢測的有機材料在盤420上的沉積速率相對應(yīng)的輸出信號，該輸出信號通過能夠控制源電源640(見圖6)的控制器630可用于控制來自于源144的有機材料的蒸發(fā)或升華。
參見圖8，圖8是圖6中所示工位140的殼體140H的局部截面圖，其中盤組件400已經(jīng)被本發(fā)明第二實施例所涉及的帶組件700代替，帶組件700是可重復(fù)使用的組件。
氣相沉積區(qū)14v、光纖導管692和相關(guān)的光學層厚檢測器690和控制器630以及光纖導管592和596與圖6中所示的類似部件相當，并且能夠提供前面所述的功能。防護裝置729和快門722在目的和功能上與圖6中所示的防護裝置429和快門422相當。因此，無需參照圖8對這樣的相當?shù)牟考凸δ苓M行詳細的描述。
帶組件700包括連續(xù)帶720，連續(xù)帶720最好由金屬制成，例如用不銹鋼薄片材制成。通過驅(qū)動與帶驅(qū)動輥794相連的馬達或步進式馬達(未示出)來使帶720移動。通過與裝在光學層厚檢測器690內(nèi)的執(zhí)行電路(未示出)相連的電連接件(未示出)驅(qū)動這樣的馬達或步進式馬達，如前面參照圖6所描述的，光學層厚檢測器690還可具有快門定時模塊以選擇性地將快門722從常閉位置驅(qū)動到這里所示的開啟位置。
帶組件700還包括惰性輥796、帶有加熱器792的受熱清潔輥790和冷卻輥798。受熱清潔輥790和冷卻輥798與帶720的一個表面接觸，帶720的該表面與在快門722的定時開啟快門的時間間隔中其上形成有機發(fā)光材料的部分層14f的帶表面是相對的。
帶組件700的功能基本上與圖6中所示的盤組件400的功能是等效的。在快門722的定時開啟的時間間隔中，在部分有機發(fā)光層14f氣相沉積在帶720上后，接著使該沉積物分別相對于光纖導管692、596和592被定位以對層厚進行光學檢測和確定熒光發(fā)射功效?？赏ㄟ^帶驅(qū)動輥794移動帶720來進行這樣的順序定位。然后，帶上的層14f前進并經(jīng)過受熱清潔輥790以通過利用輥790上的熱量所導致的升華或蒸發(fā)將帶上的有機層14f全部或部分地去除。帶中被清潔的部分繼續(xù)前進并經(jīng)過冷卻輥798，冷卻輥798能夠在帶中的先前被加熱的部分前進到沉積區(qū)中以接收其它的定時氣相沉積層14f之前有助于使帶的這部分冷卻到所需的溫度。
參見圖9，圖6中所示的盤組件中的盤420包括預(yù)先形成的輻射吸收層491。輻射吸收層491可是由輻射吸收碳或其它輻射吸收材料制成的層以增強利用在清潔位置處通過光導管492引導到有機層上的輻射閃光全部或部分地去除盤上的有機層例如層14f的效果。
參見圖10，圖8中所示的帶組件700的受熱清潔輥790被惰性輥797代替，并且通過提供能夠?qū)彷椛浣?jīng)過反射器795引導到帶上的加熱燈793來部分或全部去除帶720上的有機層例如部分形成的有機發(fā)光層14f。加熱燈793可是一種公知的石英加熱燈，可通過將電能從設(shè)置在工位140的殼體140H外部的燈電源(未示出)提供給燈使該燈工作。
參見圖11，圖11示出了圖6中所示的工位140的殼體140H的局部截面圖，其中，圖6中所示的盤組件400已經(jīng)被轉(zhuǎn)動盤組件400r代替。盤組件400r包括連續(xù)轉(zhuǎn)動的盤420r，連續(xù)轉(zhuǎn)動的盤420r可在馬達速度控制器425SC的控制下通過被馬達425M驅(qū)動的馬達驅(qū)動軸421M進行轉(zhuǎn)動。速度控制器425SC可被調(diào)節(jié)以為盤420r提供所需的轉(zhuǎn)動速度。例如，速度控制器可被調(diào)節(jié)以為盤提供每分鐘3轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動速度。
所示的盤420r是一種不透光的盤，它具有最好是經(jīng)過拋光的反射表面的第一表面420-1。應(yīng)該理解的是，如參照圖6B中所示的盤420所描述的，盤420r可是一種例如由玻璃或石英制成的透光盤。光纖導管592A、596A和692是與參照圖6A所述部件的相同部件。
圖11中所示結(jié)構(gòu)的一個區(qū)別特征是清潔輻射裝置490R，清潔輻射裝置490R在被驅(qū)動時能夠通過一個或多個透鏡492L、在殼體140H中的輻射傳輸窗492W和鏡492M在盤420r的清潔位置處提供清潔輻射(如虛輪廓線所示)。清潔輻射裝置490R適于通過執(zhí)行電路(未示出)提供一束輻射(例如，來自于激光源的光束)，當有機發(fā)光層14已經(jīng)達到所需的厚度時所述執(zhí)行電路還能夠?qū)碜杂诠鈱W層厚檢測器690(見圖6)的信號作出響應(yīng)。
圖11中所示結(jié)構(gòu)的另一個區(qū)別特征是，盤420r的連續(xù)轉(zhuǎn)動在盤表面420-1(見圖12A-12C)上形成有機發(fā)光材料的圓形帶14f(r)，這與參照圖7A-7D所描述的在定時快門開啟時間間隔中所形成的間斷的沉積物是不同的。通過在防護裝置429的水平延伸部分429h內(nèi)設(shè)置孔429a可形成圓形帶14f(r)，孔429a位于由蒸汽流14v所限定的氣相沉積區(qū)中(見圖11)。
參見圖12A-12C，其中示出了轉(zhuǎn)動盤420r的平面圖。為了使附圖清楚，示出了盤表面420-1，利用虛輪廓線表示防護裝置、孔以及光學感應(yīng)位置和清潔位置。
在圖12A中，可以看出圖11中所示的部件，并且圖中示出了它們沿著轉(zhuǎn)動盤420r的轉(zhuǎn)動方向(用實線箭頭表示)的相關(guān)位置和沉積的有機發(fā)光材料的圓形帶，圓形帶用“1×14f(r)”表示，這對應(yīng)于先前被清潔的盤一次經(jīng)過孔429a上方，沉積物通過所述孔429a形成在沉積區(qū)14v中(見圖11)。
光纖導管692沿著盤420r的轉(zhuǎn)動方向被設(shè)置在孔429a附近，這將在后面參照圖13進行詳細描述。光纖導管692與用于監(jiān)測沉積材料1×14f(r)的厚度的光學厚度檢測器690(見圖6)相連。
如前面參照圖6和圖6A所描述的，光纖導管592A和596A用于確定沉積的有機發(fā)光材料發(fā)出熒光的功效。
利用鏡492M表示清潔位置(通過來自于圖11中所示的清潔輻射裝置的清潔輻射)。但是，在圖12A中，有機沉積物沒有從盤420r上被去除。
圖12B示出了利用較暗的陰影線表示的有機發(fā)光材料的圓形帶，它對應(yīng)于盤二次經(jīng)過孔429a上方，從而在盤420r上提供了沉積物，在不改變由源144所提供的氣相沉積速率的情況下，該沉積物的沉積厚度是圖12A中所示的沉積物厚度的兩倍。因此，所形成的有機發(fā)光層在圖12B中用“2×14f(r)”表示。
如果在盤420r的連續(xù)轉(zhuǎn)動之間的時間間隔中通過檢測(即，利用光學層厚檢測器690經(jīng)光纖導管所檢測的)發(fā)現(xiàn)氣相沉積速率已經(jīng)改變，那么，如參照圖6所描述的，響應(yīng)于所檢測的厚度變化，通過控制器630控制源電源640，從而對沉積速率進行適當?shù)目刂埔詫λ鶛z測的厚度變化進行相應(yīng)的補償。如果需要的話，可以較快的方式進行這樣的沉積速率控制，這是因為厚度檢測光纖導管692位于孔492a的附近，并且在檢測器690和控制器630中的處理信號不會導致時間上的限制。應(yīng)該理解的是，響應(yīng)于來自于源144的蒸汽通量的變化的沉積速率控制將取決于這樣的源的設(shè)計因素，這其中包括被稱為“熱物質(zhì)量(thermal mass)”的因素。
在圖12C中示出了用網(wǎng)狀陰影線表示的有機發(fā)光材料的圓形帶，它對應(yīng)于盤n次連續(xù)經(jīng)過孔429a上方，其中n是等于或大于在參照圖12A和圖12B所描述的前后關(guān)系中涉及的數(shù)字3的一個數(shù)字。有機發(fā)光層14被認為是由所有層的沉積厚度所形成的，用“n×14f(r)”表示。
如通過光纖導管692利用光學厚度檢測器690所檢測的，在達到層14所需的厚度后會出現(xiàn)幾種情況(i)來自于源144的氣相沉積是間斷的。關(guān)閉在源上方的快門(附圖中未示出)或者將供給到源加熱元件145(見圖6)的電能減小到使來自于與源的有機發(fā)光材料14a的蒸發(fā)或者升華不再可被維持的程度，可能會出現(xiàn)這種情況；(ii)利用機械臂(附圖中未示出)將圖6中所示的結(jié)構(gòu)件11從工位140上取下并且將其輸送到其它工位，例如，進入到圖2中所示的OLED制造系統(tǒng)的工位150中；(iii)通過啟動清潔輻射裝置490R以將清潔輻射提供到在由鏡492M所表示的清潔工位處的轉(zhuǎn)動盤上來去除有機發(fā)光層14的圓形帶；以及(iv)將新的結(jié)構(gòu)件11置于工位140之內(nèi)以通過上述的監(jiān)測和控制厚度來沉積有機發(fā)光層14。
圖8中所示的帶組件700，特別是圖10中所示的結(jié)構(gòu)，適于提供連續(xù)移動的帶720，并且可利用形成在防護裝置729一部分中的孔代替快門722以提供一種性能上與圖11中所示的轉(zhuǎn)動盤組件400r基本上相同的結(jié)構(gòu)設(shè)置形式。
參見圖13，圖13是圖6中所示的殼體140H的局部截面圖，其中包括圖11中所示的轉(zhuǎn)動盤組件420r，并且以前視圖的形式示出了防護裝置429以表示一種比較簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使光纖導管692的頂端部分位于孔429a的附近。光纖導管692通過密封件692S進入到防護裝置429(例如圖6、圖6A和圖11中所示，從位于防護裝置的遠側(cè)的一個區(qū)域)。導管692通過另一個密封件692S向上伸入到防護裝置429的水平延伸部分429h中，以使導管692的感應(yīng)頂端部分位于氣相沉積區(qū)14v之外并且位于孔429a的附近。由于光纖導管692具有保護性外導管，因此，在沉積區(qū)中形成在該導管上的沉積物14f不會對形成在轉(zhuǎn)動盤420r上的有機發(fā)光沉積物14f(r)的光學厚度監(jiān)測性能造成影響。
圖14是圖11中所示的殼體140H的局部截面圖。類似的部件或功能用類似的附圖標記來表示。例如，清潔輻射裝置490R、轉(zhuǎn)動盤組件400r以及具有一定角度的光纖導管592A和596A與參照圖11所描述的類似部件相同。因此，這里僅對與前面所述的附圖中不同的部件和功能進行詳細描述。
防護裝置429的水平部分429hm包括多個相互隔開的孔429a1、429a2和429a4，有機發(fā)光材料蒸汽通過這些孔進入到由蒸汽流14v所限定的沉積區(qū)中。為了便于描述，圖中僅示出了三個孔。在本發(fā)明的該實施例中，需要至少兩個相互隔開的孔。但是，使用多于三個的孔更好。
參照圖15和圖16并結(jié)合圖14可以更好地理解在防護裝置429的水平部分429hm中設(shè)置多個孔的優(yōu)點。
圖15是關(guān)于第一盤表面420-1、防護裝置429以及其水平部分429hm的示意性平面圖，其中，在防護裝置429的水平部分429hm中設(shè)置相互隔開的孔429a1、429a2和429a4以使有機發(fā)光層的圓形帶14f1(r)、142(r)和14f4(r)分別對應(yīng)于這些孔同時形成在轉(zhuǎn)動盤420r的盤表面420-1上(見圖16)。這些孔是這樣設(shè)置的，即，在盤420r每一次轉(zhuǎn)過這些孔時使有機發(fā)光層的圓形帶相互之間具有固定的厚度比。例如，孔429a2是這樣設(shè)置的，即，能夠提供厚度是通過孔429a1所形成的層14f1(r)厚度的兩倍的有機發(fā)光層14f2(r)。類似地，孔429a4是這樣設(shè)置的，即，能夠提供厚度是通過孔429a2所形成的層14f2(r)厚度的兩倍或者是通過孔429a1所形成的層14f1(r)厚度的四倍的有機發(fā)光層14f4(r)的圓形帶。在圖16中利用圓形帶14f1(r)、14f2(r)和14f4(r)的不同程度的陰影線示意性地表示了這樣的厚度差，即厚度比。
應(yīng)該理解的是，防護裝置429的水平部分429hm中的孔可容易地被制造(例如，通過激光束進行機加工)以提供在0.2-0.8毫米范圍內(nèi)的寬度尺寸(在徑向上)以及在0.5-1.0毫米范圍內(nèi)的間距。
在形成在盤表面420-1上的每一個有機發(fā)光層的圓形帶內(nèi)以一種隔開的關(guān)系設(shè)置能夠?qū)?yīng)于各層厚度的光信號提供給光學層厚檢測器690m的光纖導管。這樣，光纖或光纖導管692a1能夠提供關(guān)于圓形帶層14f1(r)的光學厚度檢測，光纖或光纖導管692a2能夠提供關(guān)于圓形帶層14f2(r)的光學厚度檢測，以及光纖或光纖導管692a4能夠提供關(guān)于圓形帶層14f4(r)的光學厚度檢測。由于孔429a1、429a2和429a4能夠為圓形帶層提供固定的厚度比，因此在光學層厚檢測器內(nèi)的比較器電路(未示出)能夠直接根據(jù)光測厚度計算氣相沉積速率。來自于檢測器690m的輸出信號與計算的氣相沉積速率是成比例的，并且可用于通過控制器或放大器630控制源電源640(見圖6)。
圖14中所示的光纖導管692a1、692a2和692a4是為了便于描述而示出的三個獨立的導管。應(yīng)該理解的是，多個光纖可包含在一個光導纖維纜中，其中的獨立的光纖是分開的并且相對于在盤表面420-1上的圓形帶適當?shù)囟ㄎ?，并且相同的光纖在層厚檢測器690m內(nèi)是分離的。
圖17是圖2中所示的工位140的示意性截面圖，其中來自于受控的基質(zhì)材料源144h和來自于受控的攙雜劑材料源144d的被攙雜的有機發(fā)光層的同時氣相沉積被示出在由蒸汽流14hv(基質(zhì)蒸汽)和14dv(攙雜劑蒸汽)所限定的沉積區(qū)中。
圖17中與參照圖6、圖6A和圖11描述的類似的部件和功能用類似的附圖標記進行表示。例如，圖17中的光學層厚檢測器690已經(jīng)參照圖6描述過，并且清潔輻射裝置490R已經(jīng)參照圖11描述過。因此，對圖17的描述將著重于與本發(fā)明中的前面所述實施例不同的特征。
基質(zhì)源144h裝有有機發(fā)光基質(zhì)材料14ha，利用基質(zhì)源加熱元件145h對源加熱使有機發(fā)光基質(zhì)材料14ha從該源被升華或者蒸發(fā)，而所述基質(zhì)源加熱元件145h通過導線645h和647h從源電源640h接收電能。響應(yīng)于來自上述光學層厚檢測器的輸出信號，利用控制器或放大器630h控制源電源640h。
攙雜劑源144d裝有攙雜劑材料14da，利用攙雜劑源加熱元件145d對源加熱使攙雜劑材料14da從該源被升華或者蒸發(fā)，而所述攙雜劑源加熱元件145d通過導線645d和647d從源電源640d接收電能。響應(yīng)于由熒光發(fā)射檢測器594dc通過導線598提供的輸出信號，通過導線638利用控制器或放大器630d控制源電源640d。
圖17中所示設(shè)備的區(qū)別特征為熒光發(fā)射檢測器594dc被校準以檢測通過防護裝置429的水平部分429h中的孔429a形成在轉(zhuǎn)動盤420r上的被攙雜的有機發(fā)光沉積層14f(r)內(nèi)的攙雜劑濃度。換言之，熒光發(fā)射檢測器594dc分析(通過具有一定角度的光纖導管596A)在特別屬于由攙雜劑提供的光的色調(diào)或顏色的光譜區(qū)域內(nèi)發(fā)出的熒光(來自于盤上的層14f(r))。這樣的由攙雜劑導致發(fā)出的熒光的強度可被校準以與發(fā)光層中的攙雜劑濃度相對應(yīng)。
有機基質(zhì)材料層的發(fā)光層中攙雜劑的濃度在0.1-1.5克分子百分數(shù)范圍內(nèi)，可對色調(diào)偏移以及所發(fā)出的色調(diào)偏移的熒光強度產(chǎn)生很深的影響。因此，攙雜劑濃度的光學檢測和控制是本發(fā)明該實施例的一個重要方面；以及當攙雜劑濃度在上述范圍內(nèi)時，攙雜劑濃度對形成在轉(zhuǎn)動盤420r上的被攙雜的有機層14f(r)(以及在結(jié)構(gòu)件11是形成的層14f)的厚度的影響是較小的。這樣，光學層厚檢測器690可檢測形成在轉(zhuǎn)動盤上的層14f(r)的厚度并且提供與厚度相關(guān)的輸出信號，該輸出信號用于以上述方式控制來自于基質(zhì)源144h的有機發(fā)光基質(zhì)材料14ha的升華和蒸發(fā)。
從攙雜劑發(fā)出的熒光通常會在不同于基質(zhì)材料熒光的時間量程上顯現(xiàn)。這樣可根據(jù)利用調(diào)制光源的時間鑒別技術(shù)區(qū)別基質(zhì)材料和攙雜劑之間的熒光以及它們之間的光譜差。這樣的時間鑒別技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。
應(yīng)該理解的是，盤組件或者帶組件可有效地結(jié)合在圖2中所示的OLED制造系統(tǒng)100的氣相沉積工位130、140、150中的每一個中。這樣，這些工位中的每一個可對有機材料的氣相沉積速率進行控制和/或調(diào)整，并且通過在清潔位置沿著可移動元件或移動元件(例如，盤或帶)的移動路徑全部或部分地去除盤或帶上的有機材料來提供可重復(fù)使用的光學感應(yīng)表面。
本發(fā)明的其它特征包括下列內(nèi)容。
該設(shè)備的特征在于，移動帶是由金屬構(gòu)成的。
該設(shè)備的特征在于，清潔裝置包括用于將熱輻射引向沉積在帶上的有機材料部分的加熱燈。
該設(shè)備還包括用于在沿著移動路徑在清潔裝置的位置之后且在沉積區(qū)所處位置之前的一個位置處使帶得到冷卻的裝置。
該設(shè)備的特征在于，用于冷卻的裝置包括與帶中的一個表面接觸的冷卻輥，帶的該表面與具有用于接收有機材料的部分的表面相對。
該設(shè)備的特征在于，可移動的元件包括可轉(zhuǎn)動的盤，并且當快門開啟時，位于沉積區(qū)中的部分是由在快門中的孔限定的。
該設(shè)備的特征在于，可轉(zhuǎn)動的盤是由包括玻璃、石英、陶瓷、硅或金屬等的盤材料構(gòu)成的。
該設(shè)備的特征在于，第一光學感應(yīng)裝置包括至少一個光纖導管，所述光纖導管用于將光照引向具有沉積的有機材料的部分以及用于接收來自于有機材料的這樣光照部分以便在所選擇的時間內(nèi)在電子裝置中計算沉積在沉積區(qū)中的有機材料厚度。
該設(shè)備還包括相對于可移動的元件設(shè)置在沉積區(qū)之外并且位于第一光學感應(yīng)裝置之后以及在清潔裝置之前的第二光學感應(yīng)裝置和第三光學感應(yīng)裝置，其特征在于，第二光學感應(yīng)裝置包括用于將熒光激發(fā)輻射引向具有沉積的有機材料的部分的裝置，以及第三光學感應(yīng)裝置包括用于接收來自于有機材料的熒光發(fā)射輻射以便確定這樣沉積的有機材料的熒光功效的裝置。
該設(shè)備的特征在于，清潔裝置包括用于將清潔輻射引向盤中具有沉積的有機材料的部分的裝置。
該設(shè)備的特征在于，清潔輻射包括閃光輻射。
該設(shè)備還包括預(yù)先形成在盤上的輻射吸收層。
該設(shè)備的特征在于，可移動的元件包括可移動的帶并且適于移動該帶中位于沉積區(qū)中并且當快門開啟時由在快門中的孔所限定的部分。
該設(shè)備的特征在于，可移動的帶是由金屬構(gòu)成的。
該設(shè)備的特征在于，清潔裝置包括與帶中的一個表面接觸的受熱清潔輥，帶的該表面與該帶具有用于接收有機材料的部分的表面相對。
該設(shè)備還包括用于在沿著移動路徑在清潔裝置的位置之后且在沉積區(qū)所處位置之前的一個位置處使帶得到冷卻的裝置。
該設(shè)備的特征在于，用于冷卻的裝置包括與帶中由受熱清潔輥所接觸的表面接觸的冷卻輥。
該設(shè)備的特征在于，清潔裝置包括用于將熱輻射引向沉積在帶上的有機材料部分的加熱燈。
該設(shè)備的特征在于，加熱燈包括反射器，反射器適于作為收集由清潔裝置從帶的部分上去除的有機材料的收集器。
該設(shè)備的特征在于，移動元件在位于沉積區(qū)中并且由至少兩個相互隔開的且沿著移動元件的移動路徑具有不同尺寸的孔所限定的部分中接收來自于源的有機材料。
該設(shè)備的特征在于，在第二位置中的第一光學感應(yīng)裝置包括用于檢測通過至少兩個相互隔開的孔中的每一個沉積在移動元件的部分上的有機材料厚度的光學感應(yīng)裝置。
該設(shè)備的特征在于，與第一光學感應(yīng)裝置相連的電子裝置對通過至少兩個相互隔開的且沿著移動路徑具有不同尺寸的孔中的每一個沉積在移動元件的部分上的有機材料之間的厚度差作出響應(yīng)。
該設(shè)備的特征在于，熒光激發(fā)輻射源被調(diào)制并且所述用于接收熒光發(fā)射輻射的裝置包括用于時間鑒別的裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于將蒸發(fā)的或升華的有機層沉積在結(jié)構(gòu)件上以構(gòu)成有機發(fā)光裝置的一部分的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)限定腔室的殼體和與腔室相連的用于減小腔室中的壓力的泵；(b)用于容納被蒸發(fā)或者被升華的有機材料的源以及與所述源相連的用于調(diào)節(jié)其溫度以控制有機材料蒸發(fā)或升華的速率的裝置；(c)用于使結(jié)構(gòu)件定位以使這樣的結(jié)構(gòu)件在沉積區(qū)中與所述源隔開的裝置；(d)可沿著一個移動路徑移動過多個位置的移動元件；(e)所述移動元件在第一位置中具有位于沉積區(qū)中的部分，所述部分用于接收來自于所述源的有機材料并且同時使這樣的有機材料沉積在結(jié)構(gòu)件上；(f)相對于所述移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外的第二位置中的第一光學感應(yīng)裝置，所述第一光學感應(yīng)裝置用于檢測沉積在移動元件的所述部分上的有機材料的厚度；(g)與所述第一光學感應(yīng)裝置相連的電裝置，所述電裝置對由第一光學感應(yīng)裝置所檢測的有機材料厚度作出響應(yīng)；(h)用于調(diào)節(jié)溫度控制裝置以控制形成在結(jié)構(gòu)件上的有機層的沉積速率和厚度的裝置；以及(i)沿著所述元件的移動路徑設(shè)置在第三位置中的清潔裝置，所述第三位置在沉積區(qū)之外并且在第一光學感應(yīng)裝置之外，所述清潔裝置用于全部或部分地去除沉積在元件的所述部分上的有機材料以使這樣的部分可在沉積區(qū)中重復(fù)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，移動元件包括可轉(zhuǎn)動的盤，并且位于沉積區(qū)中的部分是由孔限定的。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，可轉(zhuǎn)動的盤是由包括玻璃、石英、陶瓷、硅或金屬等盤材料構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，第一光學感應(yīng)裝置包括至少一個光纖導管，所述光纖導管用于將光照引向具有沉積的有機材料以及用于接收一部分來自于有機材料的這樣的光照，以便在在電子裝置中計算沉積在沉積區(qū)中的有機材料厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括相對于移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外并且位于第一光學感應(yīng)裝置之后以及在清潔裝置之前的第二光學感應(yīng)裝置和第三光學感應(yīng)裝置，其中，第二光學感應(yīng)裝置包括用于將熒光激發(fā)輻射引向具有沉積的有機材料的部分的裝置，并且第三光學感應(yīng)裝置包括用于接收來自于有機材料的熒光發(fā)射輻射以便確定這樣沉積的有機材料的熒光功效的裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，清潔裝置包括用于將清潔輻射引向盤中具有沉積的有機材料的部分的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括預(yù)先形成在盤上的輻射吸收層。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，移動元件包括移動帶并且被配置成移動該帶中要置于沉積區(qū)中的由孔所限定的部分。
9.一種用于將蒸發(fā)的或升華的有機層沉積在結(jié)構(gòu)件上以構(gòu)成有機發(fā)光裝置的一部分的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)限定腔室的殼體和與腔室相連的用于減小腔室中的壓力的泵；(b)用于容納將被蒸發(fā)的或者被升華的有機材料的源以及與所述源相連的用于調(diào)節(jié)其溫度以控制有機材料蒸發(fā)或升華的速率的裝置；(c)用于使結(jié)構(gòu)件定位以使這樣的結(jié)構(gòu)件在沉積區(qū)中與所述源隔開的裝置；(d)可沿著一個移動路徑順序地移動到多個位置中的可移動元件；(e)所述可移動元件在第一位置中具有位于沉積區(qū)中的部分，所述部分用于至少在一段時間內(nèi)接收來自于所述源的有機材料并且使這樣的有機材料沉積在結(jié)構(gòu)件上；(f)相對于所述可移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外的第二位置中的第一光學感應(yīng)裝置，所述第一光學感應(yīng)裝置用于檢測沉積在可移動元件的該部分上的有機材料的厚度；(g)與所述第一光學感應(yīng)裝置相連的電裝置，所述電裝置對由第一光學感應(yīng)裝置所檢測的有機材料厚度作出響應(yīng)；(h)用于調(diào)節(jié)溫度控制裝置以控制形成在結(jié)構(gòu)件上的有機層的沉積速率和厚度的裝置；以及(i)沿著所述元件的移動路徑設(shè)置在第三位置中的清潔裝置，所述第三位置在沉積區(qū)之外并且在第一光學感應(yīng)裝置之外，所述清潔裝置用于全部或部分地去除沉積在所述元件的一部分上的有機材料以使這樣的部分可在沉積區(qū)中重復(fù)使用。
10.一種用于將蒸發(fā)的或升華的被攙雜的有機基質(zhì)材料層沉積在結(jié)構(gòu)件上以構(gòu)成有機發(fā)光裝置的一部分的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)限定腔室的殼體和與腔室相連的用于減小腔室中的壓力的泵；(b)用于容納將被蒸發(fā)的或者被升華的有機基質(zhì)材料的基質(zhì)源以及與所述基質(zhì)源相連的用于調(diào)節(jié)其溫度以控制基質(zhì)材料蒸發(fā)或升華的速率的裝置；(c)用于在有機基質(zhì)材料被蒸發(fā)或升華的時容納要被蒸發(fā)的或者被升華的有機攙雜劑材料的攙雜劑源以及與所述攙雜劑源相連的用于調(diào)節(jié)其溫度以控制有機攙雜劑材料蒸發(fā)或升華的速率的裝置；(d)用于使結(jié)構(gòu)件定位以使這樣的結(jié)構(gòu)件在沉積區(qū)中與所述基質(zhì)源和所述攙雜劑源隔開的裝置；(e)可沿著一個移動路徑移動過多個位置的移動元件；(f)所述移動元件在第一位置中具有位于沉積區(qū)中的部分，所述部分用于接收來自于相應(yīng)的源的有機基質(zhì)材料和有機攙雜劑材料同時使這樣的有機基質(zhì)材料和有機攙雜劑材料沉積在結(jié)構(gòu)件上；(g)相對于所述移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外的第二位置中的第一光學感應(yīng)裝置，所述第一光學感應(yīng)裝置用于檢測沉積在移動元件的該部分上的被攙雜的有機基質(zhì)材料的厚度；(h)與所述第一光學感應(yīng)裝置相連的電裝置，所述電裝置對由第一光學感應(yīng)裝置所檢測的被攙雜的有機基質(zhì)材料厚度作出響應(yīng)；(i)用于調(diào)節(jié)與基質(zhì)源相連的溫度控制裝置以控制形成在結(jié)構(gòu)件上的被攙雜的有機基質(zhì)層的沉積速率和厚度的裝置；(j)相對于移動元件設(shè)置在沉積區(qū)之外的第三位置的第二光學感應(yīng)裝置和第三光學感應(yīng)裝置，其中第二光學感應(yīng)裝置包括用于將熒光激發(fā)輻射引向具有沉積的被攙雜的有機基質(zhì)材料的部分的裝置，以及第三光學感應(yīng)裝置包括用于接收來自于被攙雜的有機基質(zhì)材料的熒光發(fā)射輻射的裝置，這樣的熒光發(fā)射輻射對應(yīng)于包含在有機基質(zhì)材料中的有機攙雜劑材料的濃度；(k)與所述第三光學感應(yīng)裝置相連的電裝置，所述電裝置對由第三光學感應(yīng)裝置所檢測的包含在有機基質(zhì)材料中的有機攙雜劑材料的濃度作出響應(yīng)；(l)用于調(diào)節(jié)與攙雜劑源相連的溫度控制裝置以控制攙雜劑材料沉積速率和形成在結(jié)構(gòu)件上的被攙雜的有機基質(zhì)材料層中的攙雜劑材料的濃度的裝置；以及(m)沿著所述元件的移動路徑設(shè)置在沉積區(qū)外的第四位置中的清潔裝置，所述清潔裝置用于全部或部分地去除沉積在移動元件的部分上的有機材料以使這樣的部分可在沉積區(qū)中重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及對在制造有機發(fā)光裝置中以有機材料的物理氣相沉積的方式形成有機層進行監(jiān)測和控制的設(shè)備。
文檔編號C23C14/12GK1386892SQ0211805
公開日2002年12月25日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者S·A·范, 斯利克, M·A·馬庫斯, J·P·斯龐霍韋, R·G·斯帕恩, D·R·弗雷曼 申請人:伊斯曼柯達公司