CN102485937B - 薄膜图案的沉积装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薄膜图案的沉积装置与方法。薄膜图案的沉积装置具有冷却背板、固定于冷却背板下的中介层板、以及位于中介层板下的掩模。中介层板具有高导热系数图案对应掩模的开口，以及低导热系数图案对应掩模。如此一来，可避免在沉积制作工艺中沉积过厚的薄膜于掩模上，可延长掩模寿命并降低制作工艺成本。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜沉积装置，特别是涉及如何减少掩模耗损的方法。
背景技术
有机电激发光显示器具备自发光、高应答速度、视角广、省电、高对比，以及不需背光版、配向膜、偏光膜、彩色滤光片等优势，所以被认定是下个世代显示器的发展趋势。然而以塑胶基板制作有机电激发光显示器仍面临许多问题待解决，特别是有机电激发光元件中的有机材料及金属对氧气及水气相当敏感。水/氧气的过量渗透会氧化元件金属，减少有机电激发光显示器元件结构中的电子注入，进而严重影响其性能及寿命。所以制作完成后，需封装保护处理有机电激发光显示器，使其水气穿透率(WVTR)小于10-6g/m2·day，而其氧气穿透率(OTR)小于10-5cc/bar·m2·day。上述封装制作工艺的温度不可超过100℃，以避免有机材料产生结晶或凝聚的效应。常用的封装方法以玻璃或金属作封盖，并以紫外光固化的环氧树脂型材料(epoxy)作框胶。
虽然丙烯酸(Acrylic)材料具有较好的阻水氧能力，但是其热塑性质会伤害有机发光层材料。目前的封装制作工艺多使用环氧树脂型材料(epoxy)。在金属或玻璃封盖内涂布干燥剂(desiccant)可降低面板内部残留的水气与氧气，并且吸收因为封装不完全而渗入面板的水气与氧气。目前常用的干燥剂材料有氧化钡(BaO)、氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)等。若面板的封装采用金属封盖时，就无法制作上发光型OLED面板。另一方面，使用金属或玻璃作为封装不利于可挠式面板的应用。由于干燥剂多为不透光材料，因此不适合涂布在玻璃上制作上发光型OLED的面板。另一种封装方法是采用水气以及氧气穿透率低的薄膜取代玻璃或金属作为面板的封盖，此方法不仅可以适用于上发型OLED面板，而且更适合用在未来可挠式OLED面板的制作。使用薄膜作为OLED面板的封装的好处为：降低面板厚度及重量、减少面板边框封装的面积、以及减少封装材料与干燥剂的成本等。
传统液晶显示器主要是由玻璃基板与液晶材料所构成，具有固定形状与易加工性等特点。玻璃基板在轻量化、薄型化、及可挠曲使用等新一代产品应用上有其限制，传统玻璃液晶显示器无法满足其需求。为了解决传统液晶显示器的问题，使用塑胶取代玻璃作为显示器基板已成为技术发展的趋势。塑胶基材不但更轻更薄，且可避免传统玻璃液晶显示器易碎及不耐冲击的缺失。由于塑胶基材所具备的可挠曲性与裁切加工性，更提供了新世代平面显示器外型与卷曲性的设计空间。
塑胶基材和现今显示器所使用的玻璃基材相比，最大的缺点在于塑胶基板本身的耐热性、尺寸安定性、及对外界环境的水气与氧性的阻绝性，均不如现在的玻璃基板。这将影响透明导电膜的沉积温度与后段的薄膜晶体管显示驱动元件的制作工艺温度。至于基板本身对于外界环境水气与氧气的阻隔效果，更直接影响显示器产品的使用寿命及显示器品质的稳定性。
因此，为有效改善软性塑胶基板对氧气及水气的阻隔效果，避免劣化可挠式显示器内部的金属或可挠式OLED内部的有机层，需在塑胶基板表面制作阻气层。聚对二甲苯(Parylene)有机膜可形成无针孔膜层，有极好的阻水氧特性，无色、高透明度、与极高的绝缘强度，可抵抗生锈、腐蚀、或风化等。但在薄膜图案化过程中，聚对二甲苯薄膜不仅沉积于图案化位置，同时在也会沉积在掩模表面，甚至在基板上产生扩散，无法有效的将薄膜控制于图案化位置。
另一方面，沉积于掩模表面上的聚对二甲苯薄膜难以去除。当掩模表面沉积一定厚度的聚对二甲苯薄膜后，则需另外清除聚对二甲苯薄膜，甚至报废掩模。如此一来，掩模成本将大幅提升。综上所述，目前极需在不大幅更动现有设备的前提下，降低掩模的耗损率以减少成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜图案的沉积装置及方法，以解决上述问题。
为达上述目的，本发明一实施例提供一种薄膜图案的沉积装置，其包括冷却背板；中介层板，固定于冷却背板下方，其中中介层板具有低导热系数图案，以及与低导热系数图案对比的高导热系数图案；掩模，位于中介层板下方，且具有开口对应高导热系数图案；以及沉积薄膜元件，位于掩模下方。
本发明又一实施例提供一种薄膜图案的沉积方法，其包括提供上述的薄膜图案的沉积装置；固定基板于中介层板与掩模之间，基板直接接触中介层板与掩模，且掩模开口露出部分基板；以沉积薄膜元件沉积薄膜于露出的基板与掩模上；以及移开掩模，使露出的该基板具有薄膜图案。
附图说明
图1是本发明一实施例中，沉积装置的示意图；以及
图2是本发明一实施例中，中介层板的示意图。
主要元件符号说明
100～沉积装置；
11～冷却背板；
13～中介层板；
13A～高导热系数图案；
13B～低导热系数图案；
13C～磁性材料；
15～掩模；
16～开口；
17～沉积薄膜元件；
19～基板。
具体实施方式
如图1所示，其是一实施例中薄膜图案的沉积装置100，其具有冷却背板11、固定于冷却背板11下方的中介层板13、掩模15、与沉积薄膜元件17。冷却背板11的组成可为高导热材料如金、银、铝等。冷却背板11可连接至冷却源如冰水机、冷冻系统以维持低温。
中介层板13具有对比的高导热系数图案13A与低导热系数图案13B，如图2所示。值得注意的是，高导热系数图案13A与低导热系数图案13B的位置取决于后述基板沉积薄膜的位置，并不限于图2所示的位置。在一实施例中，高导热系数图案13A的导热系数为低导热系数图案13B的100倍至1000倍。举例来说，高导热系数图案13A的组成可为铝合金、铜合金、或金等高导热系数材料。以铝合金为例，其导热系数介于210W/M-K至255W/M-K之间。低导热系数图案13B的组成可为工程塑胶，例如:聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯(Polypropylene)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、酚醛树酯(Phenolic又称电木)、聚缩醛(Polyacetal又称塑钢)、铁氟龙(polytetrafluoroethylene)、MC尼龙(MC NYLON)、ABS树酯(AcrylonitrileButadiene Styrene)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、玻璃纤维(Fiber ReinforcedPlastic)、压克力(PMMA)等低导热系数材料。以工程塑胶为例，其导热系数约为0.233W/M-K。在一实施例中，中介层板13的厚度约介于6-8mm之间。
当基板19置于中介层板13与掩模15之间后，可利用磁力、机械方式如栓钮等方式、或上述的组合使中介层板13与掩模15同时紧密贴合基板19的上下表面。当采用磁力将基板19夹设于中介层板13与掩模15之间时，中介层板13可进一步具有磁性材料13C位于低导热系数图案13B中，以吸引对应的掩模15。
掩模15具有开口16露出基板19的部分表面，使沉积薄膜元件17可沉积薄膜于掩模15上及基板19露出的部分表面上。掩模15的开口16对应中介层板13的高导热系数图案13A，而掩模15对应中介层板13的低导热系数图案13B。这是因为适用于本发明实施例的薄膜组成如聚对二甲苯等有机材料在低温下的沉积速度远高于在高温下的沉积速度。由于沉积制作工艺为放热反应，当薄膜沉积于基板19露出的表面与掩模15上时将会累积大量热能。开口16露出的基板19其累积的热能，可通过高导热系数图案13A传导至冷却背板11，因此开口16露出的基板部分可维持低温以利沉积薄膜。另一方面，掩模15上累积的热能将无法通过低导热系数图案13B传导至冷却背板11，因此掩模15的温度将会越来越高，不利沉积薄膜。如此一来，沉积于掩模15上的薄膜厚度，将远小于沉积于开口16露出的基板19上的薄膜厚度。在本发明一实施例中，沉积于开口16露出的基板19上的薄膜(厚度介于
)，与沉积于掩模15上的薄膜(厚度介于
)的厚度比介于100:1至1000:1之间。为达成上述效果，冷却基板11的温度介于6℃至-20℃之间。
与现有技术相比较，本发明实施例中的中介层板13可大幅节省移除掩模15上沉积的薄膜，甚至置换掩模15的成本。只要低温沉积薄膜的速率比高温沉积薄膜的速率快，就可采用上述中介层板13减少薄膜沉积于掩模15上的厚度。
虽然结合以上数个较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种薄膜图案的沉积装置，包括：
冷却背板；
中介层板，固定于该冷却背板下方，其中该中介层板具有一低导热系数图案，以及与该低导热系数图案对比的一高导热系数图案；
掩模，位于该中介层板下方，该掩模具有一开口对应该高导热系数图案；以及
沉积薄膜元件，位于该掩模下方，
其中该薄膜图案的沉积装置用以固定一基板在该中介层板与该掩模之间，该基板直接接触该中介层板与该掩模，且该掩模开口露出部分该基板。
2.如权利要求1所述的薄膜图案的沉积装置，其中该高导热系数图案的导热系数为该低导热系数图案的导热系数的100倍至10000倍。
3.如权利要求1所述的薄膜图案的沉积装置，其中该掩模的组成包括金属或合金。
4.如权利要求1所述的薄膜图案的沉积装置，其中该高导热系数图案的组成包括铝合金、铜合金、或金。
5.如权利要求1所述的薄膜图案的沉积装置，其中该低导热系数图案的组成包括工程塑胶、电木、或塑钢。
6.一种薄膜图案的沉积方法，包括：
提供权利要求1所述的薄膜图案的沉积装置；
固定一基板在该中介层板与该掩模之间，该基板直接接触该中介层板与该掩模，且该掩模开口露出部分该基板；
以该沉积薄膜元件沉积一薄膜于露出的该基板与该掩模上；以及
移开该掩模，使露出的该基板具有一薄膜图案。
7.如权利要求6所述的薄膜图案的沉积方法，其中沉积该薄膜于露出的该基板与该掩模上的步骤中，形成于露出的该基板上的薄膜与形成于该掩模上的薄膜的厚度比介于100:1至1000:1之间。
8.如权利要求6所述的薄膜图案的沉积方法，其中沉积该薄膜于露出的该基板与该掩模上的步骤中，该冷却背板的温度维持于6℃至-20℃之间。
9.如权利要求6所述的薄膜图案的沉积方法，其中该薄膜包括聚对二甲苯。
10.如权利要求6所述的薄膜图案的沉积方法，其中固定该基板于该中介层板与该掩模之间的步骤包括机械固定法、磁力固定法、或上述的组合。
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| CN102485937A (zh) | 2012-06-06 |
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