TWI485275B - 真空蒸鍍裝置 - Google Patents

Description

真空蒸鍍裝置

本發明是有關於一種真空蒸鍍裝置，特別是有關於一種可有效地具體去除蒸鍍室內之污染物質，使連續生產之製程不需中斷。

於顯示器或太陽能電池之製程中，需以物理性蒸鍍法於基板上形成薄膜，而大部份產業主要使用真空蒸鍍法。所謂真空蒸鍍法即指於真空狀態下，透過物理或物學方式使欲塗層之物質氣化或昇華為原子或分子後，使其凝固於基板表面形成薄膜之方法。

此種真空蒸鍍法幾乎可適用於所有產品上。進行真空蒸鍍時需抽除蒸鍍室內部空氣使蒸鍍室呈真空狀態，並於此真空狀態下將氣化之蒸鍍物質噴塗於基板表面以形成薄膜，故需使用真空蒸鍍裝置。

但，因於製程中未蒸鍍至基板上之剩餘蒸鍍物質會附著於蒸鍍室之內壁或蒸鍍室內部之零件上，導致蒸鍍裝置之耐久性降低。故需清除造成蒸鍍室內部及零件污染之蒸鍍物質。

而現行之裝置多為於蒸鍍室內壁或其內部零件上裝設防著板，使蒸鍍物質附著於防著板上。然，當蒸鍍物質累積至一定程度時，將成為製程上產生不良品之原因。此時即需中斷生產以進行防著板之更換，導致生產效率降低。

因此，因現行裝置須中斷製程導致生產效率降低；且防著板之裝設亦無法完全有效阻絕細小微粒之蒸鍍物質對蒸鍍室內部之零件或作動構件造成之污染，導致零件與動作構件之性能低落或受損。

本發明欲解決之問題為防止蒸鍍物質凝固附著於蒸鍍室內部，對真空蒸鍍裝置造成污染。

本發明並可使製程不需中斷，使真空蒸鍍裝置可持續生產。

依本發明之真空蒸鍍裝置包含下列特點：內具可將氣態蒸鍍物質噴塗於基板上之噴嘴之蒸鍍室(chamber)；安裝於蒸鍍室內壁及內部零件上之加熱器；吸汲蒸鍍室內部空氣之幫浦(pump)；以及安裝於蒸鍍室與幫浦間之數個使由幫浦所吸入之空氣冷卻以去除空氣中蒸鍍物質之冷凝井(cold trap)。

且，本發明亦包含連結蒸鍍室與幫浦之排氣管，而冷凝井可安裝於排氣管之一端或排氣管中間。又，上述冷凝井包含傾斜於空氣流動方向之數個散熱片。

又，蒸鍍室可具數個噴嘴，進行蒸鍍時可擇一噴嘴噴塗蒸鍍物質。且，數個冷凝井亦可選擇性地擇一動作。例如，僅驅動一個或部份之冷凝井，或將冷凝井編組，並依組別使其交替作動之。

又，冷凝井之兩端可再具真空閥，而散熱片由具優益熱傳導性之材質製成。散熱片裝設於供應冷卻液之冷卻管上，且藉冷卻液維 持溫度。

蒸鍍室具控制基板進出之閘門，且閘門可由門閥控制啟閉，而門閥側面可再包含閘門冷凝井。

又，可再包含覆蓋蒸鍍室內壁、內部零件及加熱器之防著板。且可再包含下列二者之一：裝設於蒸鍍室下端之線性導軌(LM guide：Linear Motion guide)及裝設於蒸鍍室兩端之伸縮軟管(bellows)。

依本發明之另一真空蒸鍍裝置包含下列特點：內具數個可將氣態蒸鍍物質噴塗於基板上之噴嘴之蒸鍍室(chamber)；安裝於蒸鍍室內壁及內部零件上之加熱器；吸汲蒸鍍室內部空氣之幫浦(pump)；以及安裝於蒸鍍室與幫浦間使由幫浦所吸入之空氣冷卻以去除空氣中蒸鍍物質之冷凝井(cold trap)。

本發明可防止蒸鍍物質凝積於蒸鍍室內壁或內部零件上造成裝置之直接性損壞。

且，因本發明可透過輪流交替使用裝置上具備之數個噴嘴及冷凝井，故可不須中斷製程提升產量，較其它同類型之裝置具更佳之生產效能。

1‧‧‧基板

10、10'‧‧‧蒸鍍室

11‧‧‧載具

12‧‧‧滾輪

13‧‧‧加熱器

14‧‧‧防著板

15‧‧‧噴嘴

20‧‧‧排氣管

30‧‧‧幫浦

40、40a、40b‧‧‧冷凝井

41‧‧‧散熱片

42‧‧‧冷卻管

43‧‧‧真空閥

45‧‧‧閘門冷凝井

50‧‧‧閘門

55‧‧‧門閥

60‧‧‧線性導軌

65‧‧‧伸縮軟管

第1圖為依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置之斜視圖；第2圖為依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置之側面剖面圖；第3圖為依本發明實例製造之冷凝井之斜視圖； 第4圖為依本發明實例製造之冷凝井之側面圖；以及第5圖為連結數個依本發明實例製造之蒸鍍室之真空蒸鍍裝置之側面剖面圖。

本發明具多樣之變化及各種之實例，然以下僅針對幾特定實例進行圖示及詳細說明。但，本發明不因此受限於以下實例中，且本發明包含涉及本發明思想及技術之所有變化、同質物乃至替代物。於以下說明中如相關公開技術之說明可能混淆本發明衷旨時將省略其說明。

本申請書中之用語僅以說明本發明之特定實例為目的，但不因此限制本發明之範疇。說明中表示為單一數時，若於文意上無明白之特別限定亦可視為具包含多數個之意義。本申請書中之「包含」、「具備」等用語，僅為表示本發明具說明書中提及之特徵、數字、製程、動作、構成要素、零件或上述之組合，但不表示預先排除本發明具一個或一個以上之特徵、數字、製程、動作、構成要素、零件或上述之組合或其他之附加可能性。

以下參照圖示說明依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置。於參照圖示進行說明時，相同或對應之構成要件編予相同之圖示代號，且省略重複部份之說明。

第1圖為依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置之斜視圖。

第2圖為依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置之側面剖面圖。

參照第1圖及第2圖，本發明之真空蒸鍍裝置包含基板1、蒸鍍室10、載具11、滾輪12、加熱器13、防著板14、噴嘴15、排氣管20 、幫浦30、冷凝井40及真空閥43。

真空蒸鍍裝置可分為連接數個蒸鍍室使基板可連續於各蒸鍍室進行加工之連續式真空蒸鍍裝置；以及於單一之獨立蒸鍍室中對基板進行階段加工後再取出移至其他蒸鍍室進行下階段加工製程之葉枚式真空蒸鍍裝置。

本發明實例之真空蒸鍍裝置可同時適用於上述兩種真空蒸鍍裝置中。

蒸鍍室10為進行真空蒸鍍之製程環境，需以幫浦30抽出其內部之空氣以維持內部之真空狀態。又，蒸鍍室10透過排氣管20與幫浦30連接。蒸鍍室10內部包含可使基板1移動之滾輪12及載具11。因基板1置於載具11上端，故當滾輪12轉動，載具11及置於其上之基板1亦將隨之移動。

噴嘴15為將欲蒸鍍至基板1之氣態蒸鍍物質噴灑至蒸鍍室10內部之裝置，故每一蒸鍍室10應具備一個以上之噴嘴15。如一蒸鍍室10中具數個噴嘴15時，即可於需交替使用噴嘴15時於其中擇一噴灑蒸鍍物質。如此，待另一噴嘴15開始動作後再停止原噴嘴15，即可於不中斷製程之狀態下進行噴嘴15之更換。

由噴嘴15噴灑之蒸鍍物質需為可於一定溫度中維持氣態之物質，如Se、CsI、TICI3及低分子有機物(Alq3、NPB等)等。

當部份噴灑之蒸鍍物質未凝著於基板1殘存於蒸鍍室10內部時，此殘餘之蒸鍍物質將凝著於蒸鍍室10內壁及蒸鍍室10內部零件上，成為真空蒸鍍裝置之污染源。依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置為防止上述污染，於蒸鍍室10內壁及零件上設置加熱器13，使 蒸鍍室10之內壁及零件之溫度高於蒸鍍物質之氣化溫度，以維持蒸鍍物質之氣化狀態。如此，蒸鍍物質即不會附著於蒸鍍室10內壁或其他內部零件上。

又，依本發明其他實例製造之真空蒸鍍裝置中，可再增設覆蓋於蒸鍍室10內壁、零件及加熱器13上之防著板14，使蒸鍍物質不會直接附著於蒸鍍室10內壁、零件及加熱器13上。並可於蒸鍍物質累積至一定程度時再更換防著板14，維持真空蒸鍍裝置之清潔。

可裝設加熱器13之零件如滾輪、滾輪邊架及蒸鍍室視窗等。此外，露出於蒸鍍室10內部且會被蒸鍍物質附著之所有零件皆可裝設加熱器。而為維持加熱器13之熱效率，蒸鍍室10外部可為隔熱之材質。

幫浦30可抽汲蒸鍍室10內部之空氣降低蒸鍍室10內部壓力，使蒸鍍室10呈真空狀態。此時若幫浦30同時吸入空氣及殘存於蒸鍍室10內部之蒸鍍物質，將對幫浦30造成污染進而影響其作動效能。依本發明實例之真空蒸鍍裝置為防止此情況發生，可於連接蒸鍍室10與幫浦30間之排氣管20之一端或中間裝設冷凝井(cold trap)40。

冷凝井40可冷卻吸入至幫浦30之空氣並過濾出空氣中之蒸鍍物質。而為有效過濾出空氣中之蒸鍍物質，冷凝井40需維持低溫且具大範圍與空氣接觸之面積。

第3圖與第4圖為依本發明實例製造之冷凝井40之具體實例。第3圖為依本發明實例製造之冷凝井之斜視圖，第4圖為依本發明實例製造之冷凝井之側面圖。圖中之部件為散熱片41及冷卻管42。

依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置中，為增加冷凝井40與空氣接觸之表面積，故可於其上裝設傾斜於空氣流動方向之散熱片41。因空氣沿排氣管流動，故如第4圖之數個依排氣管方向傾斜之散熱片41可使空氣以之字型方式流動，以增加空氣與冷凝井40之接觸面積。空氣接觸低溫之散熱片41時，空氣中之蒸鍍物質冷卻並附著於散熱片41上，即可防止幫浦30受蒸鍍物質之污染。冷凝井40可定期進行更換以去除附著於其上之蒸鍍物質。

散熱片41裝設於冷卻管42上。散熱片41透過與流動於冷卻管42內之低溫冷卻液或LN2等進行熱交換，使其溫度低於蒸鍍物質之氣化溫度。此時，散熱片41應以具優益熱傳導率之材質製造之，以使冷凝井40可更有效防止蒸鍍物質污染幫浦。

散熱片41與冷卻管42之形式非僅限於第3圖及第4圖所示，亦可為其它可維持低溫且可與空氣大面積接觸之各種不同之型式。

因蒸鍍物質集中附著於冷凝井40上，導致其更換週期較短。且，於更換冷凝井40時若需停止整體真空蒸鍍裝置之作業，則於更換後再次使蒸鍍室10形成真空狀態需耗費較長之時間。然，當每一蒸鍍室10具備多數個冷凝井40時，即可解決此問題。

參照第2圖，欲更換一冷凝井40a時，因另一冷凝井40b可繼續過濾出蒸鍍物質，故即可不需中斷真空蒸鍍裝置之作業。此時，可透過關閉位於冷凝井40兩端之真空閥43，阻斷透過真空閥43流至冷凝井40之空氣後，即可進行冷凝井40之更換。

第5圖為連結數個依本發明實例製造之蒸鍍室之真空蒸鍍裝置之側面剖面圖。第5圖中之真空蒸鍍裝置包含基板1、蒸鍍室10、 10'、載具11、滾輪12、排氣管20、冷凝井40、閘門冷凝井45、閘門50、門閥55、線性導軌60及伸縮軟管65。

使用此裝置可使基板1移動於數個蒸鍍室10、10'中以進行真空蒸鍍製程。

具體說明如下，蒸鍍室10又包含以門閥55控制被蒸鍍基板1進出之閘門50。於門閥55開啟時，殘存於已完成蒸鍍之蒸鍍室10內部之蒸鍍物質會外漏至相鄰之另一蒸鍍室10'中，並污染相鄰之另一蒸鍍室10'。因此，於依本發明實例製造之真空蒸鍍裝置中，於蒸鍍室10之閘門50上裝設可過濾蒸鍍物質之閘門冷凝井45。

當蒸鍍室10與相鄰之蒸鍍室10'之間距固定時，若透過加熱器13對蒸鍍室10加熱，則熱膨漲可能導致蒸鍍室10變形。因此，為可調整蒸鍍室10與相鄰蒸鍍室10'之間距，可以伸縮軟管65連接於上述兩蒸鍍室之間。伸縮軟管65具可伸縮性，故當蒸鍍室10因加熱膨漲而變形時，即可透過伸縮軟管65調整蒸鍍室10與相鄰蒸鍍室10'間之間距。

又，熱澎漲亦會導至蒸鍍室10與相鄰蒸鍍室10'左右移動，為減低此左右移動力對蒸鍍室10、10'所產生之壓力，可於蒸鍍室10及相鄰蒸鍍室10'下端裝設線性導軌(LM guid)60。線性導軌60可使蒸鍍室10、10'沿所安裝之導軌方向進行直線運動。故將線性導軌60安裝於蒸鍍室下端時蒸鍍室即可進行左右移動。

以上為參照本發明實例進行之說明，然於相關技術領域內具一般常識者可於未脫離以下本專利申請範圍之思想及技術中，對本發明進行多樣之修改及變更。

除上述實例外，另有多數實例亦屬本專利申請之範圍。

1‧‧‧基板

10‧‧‧蒸鍍室

11‧‧‧載具

12‧‧‧滾輪

13‧‧‧加熱器

14‧‧‧防著板

15‧‧‧噴嘴

20‧‧‧排氣管

30‧‧‧幫浦

40、40a、40b‧‧‧冷凝井

43‧‧‧真空閥

Claims (10)

1. 一種真空蒸鍍裝置，其包含：一蒸鍍室(chamber)；複數個噴嘴，其耦接至該蒸鍍室，其中透過部份之該些噴嘴將氣態之蒸鍍物質注入該蒸鍍室，以沈積至容納於該蒸鍍室內之一基板上；一加熱器，係安裝於該蒸鍍室之內壁及內部零件，以避免該蒸鍍物質附著至該蒸鍍室之該內壁及該內部零件；一幫浦(pump)，係吸汲該蒸鍍室內部之空氣；以及複數個冷凝井(cold trap)，係安裝於該蒸鍍室與該幫浦間，該些冷凝井冷卻吸入至該幫浦之空氣，並移除殘留於空氣中之該蒸鍍物質，且以部份之該些冷凝井移除蒸鍍物質。
2. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其更包含一排氣管，係連接該蒸鍍室與該幫浦，且將該些冷凝井安裝於該排氣管之一端或該排氣管中間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其中各該冷凝井，更包含複數個散熱片，係傾斜於空氣通過該些冷凝井之流動方向。
4. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其中各該冷凝井之兩端分別具有一真空閥。
5. 如申請專利範圍第3項所述之真空蒸鍍裝置，其中該些散熱片安裝於具有一冷卻液流動之至少一冷卻管上，以維持該些散熱片的 冷卻溫度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其中該蒸鍍室，更包含：一閘門，係供該基板進出；以及一門閥，係控制啟閉該閘門，該門閥側面具有一閘門冷凝井。
7. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其更包含一防著板，係覆蓋該蒸鍍室內壁、內部零件及該加熱器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其更包含一線性導軌裝設於該蒸鍍室之下端或一伸縮軟管分別裝設於該蒸鍍室之兩端。
9. 如申請專利範圍第1項所述之真空蒸鍍裝置，其中該加熱器係實質上沿著整個該蒸鍍室之該內壁周圍延伸。
10. 如申請專利範圍第9項所述之真空蒸鍍裝置，其中該加熱器係設置於該蒸鍍室之一外壁周圍及定義該蒸鍍室之該內壁周圍的一防著板之間。