专利名称：蒸镀装置以及蒸镀机台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制作工艺设备，且特别是涉及一种适用于蒸镀制作工艺的镀膜设备。
背景技术：
镀膜技术大致可分为物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)以及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)。前者主要是通过物理现象进行薄膜沉积,而后者主要是以化学反应的方式进行薄膜沉积。其中，物理气相沉积更以蒸镀(evaporation) 及溅镀(sputtering)为目前的主流。此两种技术的共同点就是以物理现象的方式来进行薄膜沉积。就蒸镀而言，其原理大抵是借着对被蒸镀物体进行加热，并利用被蒸镀物在高温 (接近其熔点)时所具备的饱和蒸气压，来进行薄膜的沉积。
蒸镀技术的应用广泛，如作为显示元件主流之一的有机电激发光元件便可采用蒸镀技术来制作有机化合物层。然而，现行蒸镀技术仍然存在难以制作大面积元件、材料容易因高温劣化、蒸镀膜厚不均、材料利用率低等问题。
图1所示即为现有的一种蒸镀机台，其中坩锅102盛装镀膜材料，坩锅102下方有加热器114对镀膜材料加热。被蒸发的镀膜材料会经由传输通道104而由喷嘴106喷出， 而被镀制于待镀物上。然而，现有此种蒸镀机台需全程对镀膜材料进行加热，使得镀膜材料在坩锅102中维持高温状态，以持续在待镀物上沉积薄膜。因此，镀膜材料容易因为长时间处在高温状态下而劣化，且镀膜材料的组成成分可能改变而影响制作工艺良率。此外，镀膜材料由喷嘴106喷出时具有扩散角，容易导致镀膜不均的问题，也相对降低材料利用率。 再者，镀膜材料盛放在坩锅102中，当镀膜材料耗尽时，需中断制作工艺后再行添加镀膜材料，不仅较为不便，且限制了生产效率的提升。发明内容·
为解决上述问题，本发明提出一种蒸镀装置，适于对一待镀物进行蒸镀。所述蒸镀装置包括一载带载具以及一遮罩。载带载具具有一加热区。待镀物位于加热区上方并且适于依一进给方向移动。载带载具适于承载一镀膜材料通过加热区，并且在加热区内加热镀膜材料，使镀膜材料蒸发。遮罩设置于加热区外围，且遮罩具有一开口位于加热区与待镀物之间。被蒸发的镀膜材料适于通过开口而被镀制于待镀物上。
在一实施例中，所述载带载具包括一加热轴杆以及一载带(carrier tape)。加热轴杆适于依一轴向转动。待镀物位于加热轴杆的一侧。载带承靠加热轴杆的该侧，且载带适于依加热轴杆绕行。此外，载带具有相对远离加热轴杆的一承载面，用于承载镀膜材料通过加热区，以通过加热轴杆来加热镀膜材料。
在一实施例中，所述蒸镀装置还可包括一辅助轴杆。加热轴杆与辅助轴杆实质上相互平行并且分别承靠载带。载带为一封闭式载带，绕行于加热轴杆与辅助轴杆之间。
在一实施例中，所述蒸镀装置还可包括一材料槽，用以盛装液态的镀膜材料。承靠于辅助轴杆的部分载带适于浸入液态的镀膜材料中，以将液态的镀膜材料沾附于载带的承载面上。
在一实施例中，所述载带为一连续的可挠带状物。此外，所述加热轴杆具有垂直于轴向的一截面，且截面例如是一圆形。
在一实施例中，所述载带为由多个片状物相互枢接而成的一履带，且相邻两片状物之间的一枢轴实质上平行于轴向。此外，所述加热轴杆具有垂直于轴向的一截面，且截面例如是一正多边形。此正多边形的边长实质上等于各片状物的宽度。
在一实施例中，所述载带载具包括一加热轴杆，适于依一轴向转动，且加热轴杆具有一表面，用于承载镀膜材料通过加热区，以加热镀膜材料。
在一实施例中，所述蒸镀装置还可包括一材料槽，用以盛装液态的镀膜材料。部分加热轴杆适于浸入液态的镀膜材料中，以使液态的镀膜材料沾附于加热轴杆的表面上。
在一实施例中，所述开口例如是一开槽。此开槽依着轴向由载带载具的一端延伸至载带载具的另一端。
在一实施例中,所述遮罩包括两板件，对称设置于加热区的相对两侧，且所述两板件在加热区上方保持一间隔，以形成开口。此外，各板件垂直于轴向的一截面例如是C形或 L形。
在一实施例中，所述遮罩包括一冷却单元。此冷却单元例如是贯穿遮罩的多个孔道。该些孔道可实质上平行于轴向。此外，孔道内可通入冷却介质，如空气、水或冷媒等，以提升冷却效果。
在一实施例中，待镀物的移动方向实质上垂直于轴向。
本发明更提出一种蒸镀机台，包括多个前述的蒸镀装置。所述多个蒸镀装置并排设置，用以对一待镀物进行蒸镀，而在待镀物上形成相互堆叠的多个镀层。
基于上述，本发明提出的蒸镀装置以及应用此蒸镀装置的蒸镀机台可通过载带载具来实现连续式的生产流程，具有高生产效率。此外，本发明的蒸镀装置以及蒸镀机台在加热区对镀膜材料进行局部加热，可避免镀膜材料因长时间处在高温状态下而劣化或组成成分改变的问题。再者，本发明的蒸镀装置以及蒸镀机台可以通过遮罩有效控制镀膜材料蒸发的角度，以提升镀膜的均匀性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1为现有的一种蒸镀机台；
图2为本发明的一实施例的一种蒸镀装置；
图:T图5分别为本发明几种采用不同形状的板件来构成遮罩的蒸镀装置；
图6 图8分别为以图3 图5的蒸镀装置为基础作变更设计的几种蒸镀装置；
图 Γ图11分别为以图3 图5的蒸镀装置为基础作变更设计的另外几种蒸镀装置；
图12为应用图2的蒸镀装置来对一待镀物进行蒸镀的蒸镀机台；
图13为应用图12的蒸镀机台所形成的具有堆叠膜层的基板；
图14 图16分别为本发明采用不同的载带载具设计的蒸镀装置。
主要元件符号说明
102 : 甘锅
104 :传输通道
106 :喷嘴
114:加热器
200、300、301、302、400、401、402、500、501、502、610 640、800、900 :蒸镀装置
210,810,910 :载带载具
220、310、320、330、410、420、430、510、520、530、612 642、820、920、1020 :遮罩
210a、314a、414a、514a、610a 640a、810a、910a、IOlOa :加热区
212、812、912、1012 :加热轴杆
214、814、814、914 :载带
214a、814a、914c :载带的承载面
220a、612a 642a、820a、920a、1020a :开口
222、224、312、314、412、414、512、514 :板件
229 :孔道
280 :被蒸发的镀膜材料
290 :热阻丝
370,380,470,480,570,580 :冷却管
600 :蒸镀机台
690 :待镀物
682 688 :镀膜材料
702 :基板
710 740 :有机化合物层
816、916 :辅助轴杆
860、960、1060 :材料槽
880,980,1080 :液态的镀膜材料
882、982 :蒸气态的镀膜材料
914a :片状物
914b :枢轴
1012a :加热轴杆的表面
L :正多边形的边长
P :板件的间隔
S :进给方向
W :片状物的宽度
父、父1 父4、￥1、丫2、21、21、0:轴向
Θ1、Θ 2 :板件的弯折角度具体实施方式
图2绘示依照本发明的一实施例的一种蒸镀装置。如图2所示，蒸镀装置200主要包括载带载具210以及遮罩220。载带载具210的作用主要在提供一加热区210a，并且承载镀膜材料通过加热区210a，以在加热区210a内加热镀膜材料，使镀膜材料蒸发。在本实施例中，载带载具210是以加热轴杆212结合载带214的方式来实现。加热轴杆212适于依一轴向X转动，且加热轴杆212会发热，其内部结构例如包括热阻丝290或是采用红外线加热等方式。载带214承靠加热轴杆212的一侧，并且依加热轴杆212绕行。此外，载带 214具有相对远离加热轴杆212的一承载面214a，用于承载镀膜材料。在此，加热轴杆212 与载带214接触的区域可被视为前述的加热区210a。当载带214承载镀膜材料通过加热区 210a时，加热轴杆212会隔着载带214来加热镀膜材料至蒸气态。
遮罩220设置于加热区210a外围，且遮罩220具有一开口 220a位于加热区210a 上方，被蒸发的镀膜材料280适于通过开口 220a而被镀制于待镀物上。本实施例的开口 220a例如是条状开槽，其依着轴向X由·载带载具210的一端延伸至载带载具210的另一端。 更具体而言，本实施例的遮罩220由两板件222与224构成。该两板件222与224对称设置于加热区210a的相对两侧，且两板件222与224在加热区210a上方保持一间隔P，以形成开槽形态的开口 220a。
本实施例并不限定遮罩220的形状。依据实际状况与设计需求，构成遮罩220的板件222与224可能为任何形状。图:T图5分别绘示几种采用不同形状的板件来构成遮罩的蒸镀装置。其中，图3的蒸镀装置300所采用的遮罩310由两板件312与314构成， 且板件312与314垂直于轴向X的截面为C形。此外，图4的蒸镀装置400所采用的遮罩 410由两板件412与414构成，且板件412与414垂直于轴向X的截面为L形，且板件412 与414的弯折角度Θ I接近直角。另外，图5的蒸镀装置500所采用的遮罩510由两板件 512与514构成，板件512与514垂直于轴向X的截面为L形，且板件512与514的弯折角度Θ 2为钝角。
请再参考5，本实施例的遮罩220还可包含冷却单元，例如贯穿遮罩220的多个孔道229，且孔道229实质上平行于轴向X。孔道229内可填充冷却介质，例如空气、水或冷媒。
当然，本发明并不限制冷却单元的型态。举例而言，本发明不限于如前述实施例在遮罩220内埋设孔道229，以提供冷却效果。在其他实施例中，还可以选择将冷却的管路移至遮罩220外部，例如遮罩220的表面。以图:T图5所绘示的各种具有不同遮罩的蒸镀装置为例，本发明可以如图6-图8所示，在遮罩320用以面向加热区314a的一侧设置多个冷却管370 ;在遮罩420用以面向加热区414a的一侧设置多个冷却管470 ;或者，在遮罩520 用以面向加热区514a的一侧设置多个冷却管570。图6-图8所绘示的蒸镀装置301、401、 501分别与图3-图5所绘示的蒸镀装置300、400、500类似。对于相同或类似的元件此处不再赘述。
另外，同样以图T图5所绘示的各种具有不同遮罩的蒸镀装置为例，本发明还可以如图9-图11所示，在遮罩330用以背对加热区314a的一侧设置多个冷却管380 ;在遮罩430用以背对加热区414a的一侧设置多个冷却管480 ;或者，在遮罩530用以背对加热区514a的一侧设置多个冷却管580。图9-图11所绘示的蒸镀装置301、401、501分别与图 3-图5所绘示的蒸镀装置300、400、500类似。对于相同或类似的元件此处不再赘述。
在前述实施例中，冷却管370、380、470、480、570、580实质上平行于轴向X，且冷却管370、380、470、480、570、580内同样可填充冷却介质，例如空气、水或冷媒。
图12绘示应用图2的蒸镀装置来对一待镀物进行蒸镀的蒸镀机台。如图12所示， 蒸镀机台600具有多个如前述的蒸镀装置61(Γ640，用以对待镀物690进行蒸镀，以在待镀物690上形成相互堆叠的多个镀层。待镀物690设置于加热区610a飞40a上方，并且适于依一进给方向S移动。蒸镀装置61(Γ640并排设置，且各蒸镀装置61(Γ640的轴向Xl Χ4 实质上相互平行。一般而言，蒸镀制作工艺会在低压或真空环境中进行，而此低压或真空环境主要由一蒸镀腔室(evaporation chamber)及一用以提供蒸镀所需的真空度的蒸空系统 (vacuum system)所构成。所述蒸镀装置610 640以及待镀物690则被放置于蒸镀腔室内。
在本实施例中，待镀物690的进给方向S实质上与各蒸镀装置61(Γ640的轴向 Xl Χ4垂直。各蒸镀装置610 640的遮罩612 642的开口 612a 642a位于加热区610a 640a 与待镀物690之间，使得各蒸镀装置61(Γ640中被蒸发的镀膜材料通过各自对应的开口 612a 642a而被镀制于待镀物690上。
本实施例的蒸镀机台600可进行大面积与连续性的蒸镀制作工艺，例如，可应用于有机电激发光元件的制作，以在作为待镀物690的基板上依序形成空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层以及电子注入层等有机化合物层。
图13绘示应用此蒸镀机台600所形成的具有堆叠膜层的基板。请同时参考图12 与图13，更具体而言，本实施例的多个蒸镀装置61(Γ640的载带载具614飞44可分别承载并加热不同的镀膜材料682飞88，例如前述多个有机化合物层的材料。当蒸镀装置61(Γ640 依照 图3所示的位置并排，且基板702 (待镀物690)依进给方向S通过各蒸镀装置61(Γ640 上方时，各有机化合物材料会逐层地被形成在基板702上。例如，蒸镀装置610会将其镀膜材料682镀制于基板702上，而形成有机化合物层710 ;蒸镀装置620的镀膜材料684会被镀制于有机化合物层710上，而形成有机化合物层720 ;蒸镀装置630的镀膜材料686被镀制于有机化合物层720上，而形成有机化合物层730 ；以及，蒸镀装置640的镀膜材料688会被镀制于有机化合物层730上，而形成有机化合物层740。
前述实施例的载带载具210的载带214例如是连续的可挠带状物，其由加热轴杆 212带动，可不断提供镀膜材料至加热区210a，以在不中断制作工艺的情况下持续进行蒸镀制作工艺。另一方面，本发明还可对载带载具进行设计，以实现不间断地连续供料。下文提出多种可达到相同或类似的效果的设计作为范例说明。
依照本发明的其他实施例，图14 图16分别绘示采用不同的载带载具设计的蒸镀装置。在此仅就图14 图16的蒸镀装置与前述实施例的差异进行说明，相关类似或相同的部分可参酌前文的揭露，此处不再赘述。
图14的载带载具810所使用的载带814为封闭式载带，且载带载具810包括一加热轴杆812以及一辅助轴杆816。加热轴杆812以及辅助轴杆816实质上相互平行并且分别依着相互平行的两轴向Yl与Y2(垂直图面)转动。加热轴杆812以及辅助轴杆816皆为圆杆，即加热轴杆812垂直于轴向Yl的截面以及辅助轴杆816垂直于轴向Υ2的截面皆为圆形。载带814承靠并绕行于加热轴杆812与辅助轴杆816之间。此外，图14的蒸镀装置800还包括一材料槽860，用以盛装液态的镀膜材料880。承靠于辅助轴杆816的部分载带814适于浸入液态的镀膜材料880中，以将液态的镀膜材料880沾附于载带814的承载面814a上。随着加热轴杆812与辅助轴杆816的带动，液态的镀膜材料880的溶剂可能会挥发而成为固态，且固态的镀膜材料880在通过加热区810a之后，会被蒸发为蒸气态的镀膜材料882，并且由遮罩820的开口 820a喷出。
图15的载带载具910所使用的载带914为一履带，由多个片状物914a相互枢接而成，且相邻两片状物914a通过一枢轴914b相连。载带载具910还包括一加热轴杆912 以及一辅助轴杆916，且加热轴杆912以及辅助轴杆916实质上相互平行并且分别依着相互平行的两轴向Zl与Z2(垂直图面)转动。此外，枢轴914b的转轴方向实质上平行于轴向Zl与Z2。加热轴杆912以及辅助轴杆916皆为正多边形的杆件，即加热轴杆912垂直于轴向Zl的截面以及辅助轴杆916垂直于轴向Z2的截面皆为正多边形，且正多边形的边长 L实质上等于各片状物914a的宽度W。如此，可通过加热轴杆912以及辅助轴杆916来带动载带914。蒸镀装置900还包括一材料槽960，用以盛装液态的镀膜材料980。承靠于辅助轴杆916的部分载带914适于浸入液态的镀膜材料980中，以将液态的镀膜材料981沾附于载带914的承载面914c上。随着加热轴杆912与辅助轴杆916的带动，液态的镀膜材料980的溶剂可能会挥发而成为固态，且固态的镀膜材料980在通过加热区910a之后，会被蒸发为蒸气态的镀膜材料982，并且由遮罩920的开口 920a喷出。
图16的载带载具省略了载带，直接使用加热轴杆1012来承载并加热镀膜材料。更具体而言，加热轴杆1012适于依一轴向O转动。材料槽1060盛装液态的镀膜材料1080，而部分的加热轴杆10 12适于浸入液态的镀膜材料1080中，以使液态的镀膜材料1080沾附于加热轴杆1012的表面1012a上。此时，加热区IOlOa即位于加热轴杆1012的表面1012a 上。随着加热轴杆1012的带动，液态的镀膜材料1080的溶剂可能会挥发而成为固态，且固态的镀膜材料1080在被带至加热区IOlOa之后会吸收足够的热量而被蒸发为气态的镀膜材料1082，并且由遮罩1020的开口 1020a喷出。
综上所述，本发明的蒸镀装置以及应用此蒸镀装置的蒸镀机台可通过载带载具来实现大面积以及连续式的蒸镀制作工艺，有助于提高生产效率。此外，由于载带载具只在加热区对镀膜材料进行局部加热，因此可避免镀膜材料因长时间处在高温状态下而劣化或组成成分改变的问题，可以降低制作工艺成本。另一方面，本实施例通过在加热区与待镀物之间设置遮罩，来限制蒸发的镀膜材料通过开口的角度，以有效控制镀膜区域，提升镀膜的均匀性。另外，遮罩也可以避免相邻蒸镀装置间的镀膜材料的相互污染，提升制作工艺良率。
虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种蒸镀装置，适于对一待镀物进行蒸镀，该蒸镀装置包括载带载具，具有加热区，该待镀物位于该加热区上方并且适于依一进给方向移动，该载带载具包括加热轴杆，具有一表面，该加热轴杆适于依一轴向转动，该待镀物位于该加热轴杆的一侧；以及载带，承靠该加热轴杆的该侧，该载带适于依该加热轴杆绕行，且该载带具有相对远离该加热轴杆的一承载面，用于承载一镀膜材料通过该加热区，以在该加热区内通过该加热轴杆来加热该镀膜材料，使该镀膜材料蒸发；以及遮罩，设置于该加热区外围，且该遮罩具有开口，位于该加热区与该待镀物之间，被蒸发的该镀膜材料适于通过该开口而被镀制于该待镀物上。
2.如权利要求1所述的蒸镀装置，还包括辅助轴杆，该加热轴杆与该辅助轴杆实质上相互平行并且分别承靠该载带，该载带为一封闭式载带，绕行于该加热轴杆与该辅助轴杆之间。
3.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该载带为一连续的可挠带状物。
4.如权利要求3所述的蒸镀装置，其中该加热轴杆具有垂直于该轴向的一截面，且该截面为圆形。
5.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该载带为由多个片状物相互枢接而成的一履带，且相邻两片状物之间的一枢轴实质上平行于该轴向。
6.如权利要求5所述的蒸镀装置，其中该加热轴杆具有垂直于该轴向的一截面，且该截面为一正多边形，该正多边形的边长实质上等于各该片状物的宽度。
7.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该开口包括一开槽，该开槽依着该轴向由该载带载具的一端延伸至该载带载具的另一端。
8.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该遮罩包括两板件，该两板件对称设置于该加热区的相对两侧，且该两板件在该加热区上方保持一间隔，以形成该开口。
9.如权利要求8所述的蒸镀装置，其中各该板件垂直于该轴向的一截面为C形或L形。
10.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该遮罩包括冷却单元。
11.如权利要求10所述的蒸镀装置，其中该冷却单元包括贯穿该遮罩的多个孔道。
12.如权利要求11所述的蒸镀装置，其中该些孔道实质上平行于该轴向。
13.如权利要求11所述的蒸镀装置，还包括冷却介质，位于该些孔道内。
14.如权利要求10所述的蒸镀装置，其中该冷却单元包括位于该遮罩表面的多个冷却管。一侧一侧
15.如权利要求14所述的蒸镀装置，其中该些冷却管位于该遮罩用以面向该加热区的O
16.如权利要求14所述的蒸镀装置，其中该些冷却管位于该遮罩用以背对该加热区的
17.如权利要求14所述的蒸镀装置，其中该些冷却管实质上平行于该轴向。
18.如权利要求14所述的蒸镀装置，还包括冷却介质，位于该些冷却管内。
19.如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该待镀物的该移动方向实质上垂直于该轴向。
20.一种蒸镀机台，包括多个如权利要求1所述的蒸镀装置，其中该些蒸镀装置并排设置，用以对一待镀 物进行蒸镀，而在该待镀物上形成相互堆叠的多个镀层。
全文摘要
本发明公开一种蒸镀装置及应用此蒸镀装置的蒸镀机台，适于对一待镀物进行蒸镀。所述蒸镀装置包括一载带载具以及一遮罩。载带载具具有一加热区。待镀物位于加热区上方并且适于依一进给方向移动。载带载具适于承载一镀膜材料通过加热区，并且在加热区内加热镀膜材料，使镀膜材料蒸发。遮罩设置于加热区外围，且遮罩具有一开口位于加热区与待镀物之间。被蒸发的镀膜材料适于通过开口而被镀制于待镀物上。
文档编号C23C14/56GK103014630SQ201210143468
公开日2013年4月3日 申请日期2012年5月9日 优先权日2011年9月20日
发明者王庆钧, 黄智勇, 陈建志, 陈思豪, 董福庆, 小田敦 申请人:财团法人工业技术研究院