TWI397592B - 用以附著單體之冷阱與用以沉積單體的裝置 - Google Patents

Description

用以附著單體之冷阱與用以沉積單體的裝置 【相關申請案之交互參照】

本申請案主張於2010年9月20日提出之韓國專利申請案第10-2010-0092538號之優先權，其內容係併入本文作為參考資料。

以下描述係關於用以附著單體之一冷阱及使用此冷阱以沉積單體之一裝置，特別是，關於能夠恢復排出至腔室外部之氣體之用以附著單體之一冷阱以及使用此冷阱以沉積單體之一裝置。

有機發光二極體(OLED)顯示裝置為具有自我發光特徵之下一代顯示裝置，其在視角、對比度、反應速率、及功率消耗等方面都優於液晶顯示裝置(LCD)。

OLED顯示裝置包含一OLED，其以矩陣的方式連接於掃描線及資料線之間而構成一畫素。OLED包含一陽極電極、一陰極電極、及形成於陽極電極與陰極電極間的一有機薄膜，且包含一電洞傳輸層、一有機發光層及一電子傳輸層。當施加一預定電壓至陽極電極及陰極電極時，經陽極電極而注入的電洞與經陰極電極而注入的電子於一發射層中結合，且在過程中所產生的能量差造成光線的射出。

然而，OLED包含有機材料，因此容易受到氫或氧的影響，且陰極電極由金屬形成，因此在空氣中容易被水氣氧化，因而使電性及發射特性惡化。因此，為了改善上述缺點，由金屬所形成之罐狀或杯狀容器或由玻璃或塑膠所形成之囊封基板係設置以面向OLED所形成之處的基板，以由環氧樹脂或密封劑密封。

使用容器或囊封基板的技術並不容易應用在薄或可撓性OLED顯示裝置。因此，為了密封薄或可撓性OLED顯示器，已有薄膜囊封技術被提出。

圖1顯示薄膜囊封技術之一範例，用以交替地堆疊有機層3及無機層4於OLED 2上以形成一囊封層之方法係符合OLED顯示裝置所需之約10E^-6 g/m2/day之水氣穿透率(WVTR)的要求，因此被廣泛地使用。為了在薄膜囊封技術中形成有機層3，使用蒸鍍沉積製程以沉積處於液態的單體，並以紫外光進此處理，而形成聚合物，且處理後之聚合物係作用為有機層3。

參考圖2，轉化為汽態的單體m係從接收液態單體之單體槽21被供應至單體腔室20。當基板1從主腔室10內部向上傳遞時，開閉器30為開啟，且單體m朝基板1射出以沉積於基板1上。之後，單體m由UV光進行處理而轉變為聚合物，因而形成有機層3。此時，為了均勻地維持有機層3的特性(例如密度、厚度等等)，將單體腔室20中不必要的氣體排出是相當重要的。在此所指的氣體為用以形成薄膜材料之單體蒸汽(或單體m蒸汽及來源氣體)以外的氣體。亦即，氣體包含從單體腔室20表面所排出的氣體、由單體m材料所產生之不必要的氣體、以及用以純化供應單體m所經之流動路徑的氬氣。一般來說，為了排除氣體，真空幫浦40係連接至單體腔室20以將氣體排出至外部。

然而，安裝於流動路徑中用以將單體腔室20中不必要的氣體排出之真空幫浦40除了排出氣體之外，也將用以形成薄膜之單體m排出，使得真空幫浦40在短時間內被單體m所污染。真空幫浦的嚴重汙染將造成沉積裝置的操作停止，且增加實施維護的次數，因而降低裝置的生產率。

因此，為了改善上述缺點，提供了一種用以附著單體之冷阱以及一種使用此冷阱之用以沉積單體的裝置，以使用低價模組將不必要氣體排至外部，取代在沉積過程中被持續供應及排出之單體所汙染的昂貴真空幫浦，使得沉積設備的生產力可提升，且取代昂貴的真空幫浦所導致的費用也可降低。

在一方面，提供一種用以附著單體之冷阱，其安裝於在一沉積過程中排出氣體及單體的一流動路徑上。用以附著單體之冷阱包含：一外殼；用以吸入氣體及單體之一入口埠；一冷卻板，用以容納於外殼中且包含一冷媒所流經之一流動路徑，單體係附著於其表面，且穿孔係形成以穿過冷卻板的頂表面及底表面；以及一出口埠，在外殼中之氣體係經由出口埠而排出。

此複數個冷卻板可安排於外殼中且安排為沿著氣體及單體之一流動方向而彼此間隔，且穿孔可設置使得穿孔所形成之一位置係沿氣體及單體之流動方向而安排。

形成於冷卻板中的穿孔具有一孔徑面積，其係沿在外殼中之氣體及單體之流動之一向下方向而縮小。

此冷阱可更包含一晶格板，其係安裝以與冷卻板之頂表面及底表面接觸，以增加單體附著之一表面面積。

外殼可包含形成於外殼之一牆上的一導引構槽，供冷卻板之側邊部分插入。

流動路徑可形成於外殼之牆上且冷媒係流經其中。

在另一方面，提供一種用以沉積單體的裝置，其包含：一主腔室，單體於其中沉積於一基板上；一單體腔室，用以接收處於一汽態之單體；一開閉器，用以開啟單體腔室，使單體從單體腔室射出至主腔室；以及如請求項1至6之其中之一所述之用以附著單體之冷阱，用以排出單體腔室中的氣體及單體。

此裝置可更包含一排氣通道，用以將用以附著單體之冷阱連接至主腔室，其中單體從中藉由用以附著單體之冷阱而移除之氣體係排出至主腔室。

本發明的其他特徵及方面可藉由參考以下的詳細描述、圖式及申請專利範圍而更加清楚。

以下說明係用以協助讀者對所述之方法、裝置、及/或系統有較全面的了解。因此，熟此技藝者將可聯想到在此所述之方法、裝置、及/或系統的各種變化、修改及均等範圍。此外，為了使說明更加明確及簡潔，將省略習知功能及結構的描述。

圖3為顯示用以沉積單體之裝置之一範例的示意圖；圖4為顯示用以附著單體之一冷阱之一範例的透視圖；圖5為顯示圖4中用以附著單體之冷阱在移除冷卻板後之一範例的示意圖；以及圖6為顯示設置於圖4中用以附著單體之冷阱中之複數個冷卻板之一範例的示意圖。

參考圖3至圖6，用以沉積單體之裝置為用以沉積處於汽態之單體至一基板的裝置，其包含主腔室10、單體腔室20、開閉器30、及用以附著單體之冷阱100。以下將描述沉積處於汽態之單體m於基板上的一範例，其中處於汽態之單體m係用以形成密封有機發光二極體2之有機層3的材料。

主腔室10為一空間，用以沉積有機發光二極體2形成於其上的基板1以及用以沉積用來密封有機發光二極體2的一薄膜。在主腔室10中，提供用以支撐基板1的基板支撐器(圖未示)以及用以線性地來回移動基板支撐器的線性傳遞單元(圖未示)。基板1係置於基板支撐器上，基板支撐器由線性傳遞單元線性地傳遞，且處於汽態之單體m係朝向基板1射出。沉積於基板1上的單體m在後續製程中由紫外光照射，且以紫外光照射的單體m係轉變為薄膜中的有機層3，以密封有機發光二極體2。線性傳遞單元可由熟此技藝者根據馬達、滾珠螺桿、及線性傳遞單元或線性馬達的組合而實施，因此將省略其詳細描述。

主腔室10維持其中的真空狀態，即約為10E^-4 至10E^-7 托耳的真空。用以維持主腔室10真空狀態的真空幫浦係安裝為連接至主腔室10，且主腔室10中的氣體或單體m由真空幫浦所吸出。

單體腔室20為一空間，其接收處於汽態之用於薄膜之單體。接收處於汽態之單體的單體槽21係設置於單體腔室20的外部。單體從單體槽21供應至單體腔室20，且一毛細管或一超音波噴嘴係安裝於單體槽21與單體腔室20之間以引起處於汽態之單體的壓降，使得轉化為汽態的單體m可供應至單體腔室20。

開閉器30開啟單體腔室20，使得處於汽態的單體m從單體腔室20發射至主腔室10。當沒有執行沉積製程時，開閉器30關閉連接主腔室10與單體腔室20之單體腔室20的噴嘴22，使得單體m不會從單體腔室20供應至主腔室10。當沉積製程開始時，即基板1在主腔室10中從單體腔室20向上移動，開閉器30開啟單體腔室的噴嘴22，使得單體m從單體腔室20供應至主腔室10。之後，當基板1持續被傳遞而離開單體腔室20的上層區域時，開閉器30再次關閉單體腔室的噴嘴22，使得單體m不會從單體腔室20供應至主腔室10。

如前述，開閉器30只在執行沉積製程時開啟單體腔室20，以使單體腔室20連接至主腔室10，且單體m由單體腔室20供應至主腔室10。

用以附著單體之冷阱100係安裝在單體腔室20中之單體m及氣體排出所經的流動路徑上，且其包含外殼110、入口埠120、冷卻板130、晶格板150、及出口埠140。從單體腔室20排出至外部的氣體包含由單體m材料所產生之不必要的氣體、從單體腔室20的牆所發射的氣體、以及用以純化供應單體m所經之流動路徑的氬氣。

外殼110容納冷卻板130，其將於後續製程中描述。冷媒可流經的流動路徑係形成於外殼的牆111中，使得冷媒可從外部提供進入外殼牆111。因為外殼110本身可藉由流入外殼牆111內部之冷媒而冷卻，處於汽態之單體m可較佳地冷卻於用以附著單體之冷阱100中。亦即，整體來說可增強用以附著單體之冷阱100的冷卻效率。

用以從外部提供冷媒的冷媒提供埠161係形成於外殼110的較低部分，且冷媒可經由冷媒管162而沿牆111的內部流動。

導引構槽112係形成於外殼牆111上。當冷卻板130(將於後續製程中描述)插入外殼110以耦合時，冷卻板130的側邊可插入至導引構槽112，且當冷卻板130與外殼110分開時，冷卻板130係沿導引構槽112滑動以與外殼110分離。如所述，導引構槽112幫助冷卻板130及外殼110彼此耦合及分離。

入口埠120係形成於外殼110的一側，且從單體腔室20排出至外部(不在主腔室的內部)的單體m或氣體係吸入以供應至外殼110的內部。

冷卻板130係容納於外殼110中，且由從外部提供的冷媒冷卻，使得單體m附著於其表面。冷媒可流動通過之流動路徑係形成於冷卻板130，且流經流動路徑的冷媒係造成冷卻板130本身被冷卻。冷卻板130的低溫使得在汽態的單體m凝固且微粒化，因而附著於冷卻板130的表面。冷卻板130恢復單體m，使得單體可從中移除的剩餘氣體係排出至用以附著單體之冷阱100的外部。

穿孔131形成於冷卻板130中並穿過冷卻板的頂表面及底表面，且單體m與剩餘氣體係穿過冷卻板130的穿孔131而流動。

複數個冷卻板130形成於外殼110中，且根據氣體及單體m的流動方向A而彼此間隔設置，使得單體m可經由許多階段而恢復。如圖4所述，單體m首先由設置於最上部的冷卻板130恢復，且單體由設置於最底部的複數個冷卻板130再次恢復，由此可改善單體從單體m及剩餘氣體之混合物的恢復速率。

複數個冷卻板130係設置使得穿孔131所形成的位置係根據氣體及單體在冷卻板130中的流動方向A而安排，而可最小化因穿孔131形成於冷卻板130中之位置的移位所造成之流量的降低。穿孔131形成於冷卻板130的中間部分，且穿孔131係設置為向上及向下對齊，以最小化單體流量的降低。

形成於每一冷卻板130中之穿孔131的孔徑面積係朝外殼110中氣體及單體之流動方向A之向下方向而降低。如圖6所示，設置於最高部之冷卻板130之穿孔131的孔徑面積為最大，設置於最低部之冷卻板130之穿孔131的孔徑面積為最小，且置於其中的冷卻板130之穿孔131的孔徑面積係逐漸降低。

如上述，穿孔131的孔徑面積係從氣體及單體之流動方向A的上部往下減少，而使單體恢復速率增加。由於大量單體m係包含於在氣體及單體之流動方向A上部之混合氣體中，即使穿孔131的大孔徑面積增加了流動速率，單體m仍可恢復。然而，在氣體及單體之流動方向A的下部，單體由設置於上部的冷卻板130移除而含有少量的單體，因此降低穿孔131的孔徑面積(增加了流量的降幅)，且流體的速度係降低而增加單體恢復速率。

晶格板150係安裝以與冷卻板130的頂表面及底表面接觸，以增加單體m附著的表面面積。晶格板150係安裝以接觸冷卻板130，以冷卻至與冷卻板130相同等級，使得單體m凝固於晶格板150的表面而微粒化並附著於其上。單體m附著之表面面積將藉由晶格板150而增加，進而增加單體恢復速率。

出口埠140係形成於外殼110的另一側，使得在外殼110中之單體m從中移除的剩餘氣體係排出至用以附著單體之冷阱100的外部。因此，可避免單體m阻塞出口埠140及排氣通道50。

排氣通道50係安裝於出口埠140上以連接至主腔室10。主腔室10維持約為10E^-4 至10E^-7 托耳的一真空，且單體腔室20維持高於主腔室之約為10E^-1 至10E^-3 托耳的一真空，使得從單體腔室20經由用以附著單體的冷阱100而連接至主腔室10之單體與氣體的流動路徑可以自然的方式形成。因此，由於出口埠140連接至主腔室10，不需要在用以附著單體之冷阱100的較低部分安裝額外的真空幫浦。

如前述所構成之用以附著單體之冷阱100的維護可以簡單的方式實施。在冷卻板130及晶格板150從外殼110取出後，附著於冷卻板130及晶格板150之表面的微粒單體將被移除，而完成用以附著單體之冷阱100的維護。因此，用以附著單體之冷阱100可簡化單體恢復裝置的維護，且可半永久地使用。

如上述，用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置一範例可使用低價模組將不必要氣體排至外部，取代在沉積過程中被持續供應及排出之單體所汙染的昂貴真空幫浦，使得沉積設備的生產力可提升，且取代昂貴的真空幫浦所導致的費用也可降低。

此外，在用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置的範例中，設置複數個冷卻板，並根據氣體及單體的流動方向而改變穿孔的孔徑面積，以改善單體恢復速率。

再者，在用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置的範例中，形成一導引構槽以使冷卻板插入外殼中，使得冷卻板可輕易地與外殼耦合以及分離。

此外，在用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置的範例中，附著於冷卻板及晶格板表面的微粒單體係移除以完成用以附著單體之冷阱的維護及修補，因此可簡化維護及修補工作，且可實現其半永久性的使用。

雖然用以附著單體之冷阱之範例係繪示及描述為矩形且冷卻板為四邊形，然而用以附著單體之冷阱可形成為圓柱形且冷卻板可形成為圓柱形，且其可以各種形式實施。

雖然用以附著單體之冷阱之出口埠係連接至主腔室，然而用以附著單體之冷阱之出口埠可連接至各種裝置，例如能夠維持比單體腔室或空間還要低之真空狀態的真空幫浦。

根據用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置，可使用低價模組將不必要氣體排至外部，取代在沉積過程中被持續供應及排出之單體所汙染的昂貴真空幫浦，使得沉積設備的生產力可提升，且取代昂貴的真空幫浦所導致的費用也可降低。

根據用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置，設置複數個冷卻板，且根據氣體及單體的流動方向改變穿孔的孔徑面積，以改善單體恢復速率。

此外，根據用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置，形成一導引構槽以使冷卻板插入外殼中，使得冷卻板可輕易與外殼耦合及分離。

再者，根據用以附著單體之冷阱以及使用此冷阱之用以沉積單體之裝置，可簡化單體恢復裝置的維護及修補工作，且可實現其半永久性的使用。

以上已描述了數個實施例。然而，應了解可做出許多修改。舉例來說，若所述技術以不同的順序執行、及/或在所述系統、架構、裝置、或電路中的組件以不同方式組合及/或由其他組件或其均等物所取代或增補，仍可達到適當的結果。因此，其他實施係落入後附申請專利範圍的範疇中。

1．．．基板

2．．．有機發光二極體

3．．．有機層

4．．．無機層

10．．．主腔室

20．．．單體腔室

21．．．單體槽

22．．．噴嘴

30．．．開閉器

40．．．真空幫浦

50．．．排氣通道

100．．．冷阱

110．．．外殼

111．．．牆

112．．．導引構槽

120．．．入口埠

130．．．冷卻板

131．．．穿孔

140．．．出口埠

150．．．晶格板

161．．．冷媒提供埠

162．．．冷媒管

圖1為顯示應用薄膜囊封技術之一有機發光二極體(OLED)顯示裝置之一範例的示意圖；

圖2為顯示用以沉積單體之一習知裝置之一範例的示意圖；

圖3為顯示用以沉積單體之裝置之一範例的示意圖；

圖4為顯示用以附著單體之一冷阱之一範例的透視圖；

圖5為顯示圖4中用以附著單體之冷阱在移除冷卻板後之一範例的示意圖；以及

圖6為顯示設置於圖4中用以附著單體之冷阱中之複數個冷卻板之一範例的示意圖。

在圖式及詳細描述中，除非另有描述，相同的圖式元件符號係代表相同的元件、特徵、或結構。這些元件的相對尺寸及繪示可能為了清楚、說明、及方便等因素而放大。

1．．．基板

10．．．主腔室

20．．．單體腔室

21．．．單體槽

22．．．噴嘴

30．．．開閉器

50．．．排氣通道

100．．．冷阱

120．．．入口埠

140．．．出口埠

161．．．冷媒提供埠

Claims (8)

1. 一種用以附著單體之冷阱，安裝於在一沉積過程中排出氣體及單體的一流動路徑上，該用以附著單體之冷阱包含：一外殼；一入口埠，用以吸入該氣體及該單體；一冷卻板，用以容納於該外殼中，且包含一冷媒流經其中之一流動路徑，該單體係附著於該冷卻板之一表面，且穿孔係形成以穿過該冷卻板之頂表面及底表面；以及一出口埠，該外殼中之該氣體係經由該出口埠而排出。
2. 如請求項1所述之冷阱，其中該複數個冷卻板係安排於該外殼中且安排為沿著該氣體及該單體之一流動方向而彼此間隔，且該穿孔係設置使得該穿孔所形成之一位置係沿該氣體及該單體之該流動方向而安排。
3. 如請求項2所述之冷阱，其中形成於該冷卻板中之該穿孔具有一孔徑面積，該孔徑面積係沿在該外殼中之該氣體及該單體之流動之一向下方向而縮小。
4. 如請求項1所述之冷阱，更包含：一晶格板，係安裝以與該冷卻板之該頂表面或該底表面接觸，以增加該單體附著之一表面面積。
5. 如請求項1所述之冷阱，其中該外殼包含形成於該外殼之一牆上的一導引構槽，使該冷卻板之側邊部分插入。
6. 如請求項1所述之冷阱，其中該流動路徑係形成於該外殼之牆中且該冷媒係流經其中。
7. 一種用以沉積單體的裝置，包含：一主腔室，其中單體在該主腔室中沉積於一基板上；一單體腔室，用以接收處於一汽態之該單體；一開閉器，用以開啟該單體腔室，使該單體從該單體腔室射出至該主腔室；以及如請求項1至6之其中之一所述之該用以附著單體之冷阱，用以排出該單體腔室中的氣體及單體。
8. 如請求項1所述之裝置，更包含：一排氣通道，用以將該用以附著單體之冷阱連接至該主腔室，其中該單體從中藉由該用以附著單體之冷阱而移除之氣體係排出至該主腔室。