TWI555865B - 卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組 - Google Patents

Description

卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組

本發明是有關於一種鍍膜設備與鍍膜模組，且特別是有關於一種卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組。

有機發光二極體(OLED)具有高演色性、輕、薄等導入商業化產品所需的重要特徵，已被認為是下一波固態照明技術的發展方向，全球的照明光源大廠均已投入研發。

目前OLED的價格仍然偏高，高效率的卷對卷製程為降低製造成本的作法。在OLED的製作過程中，以蒸鍍製程(thermal evaporation)最為關鍵。由於需要進行多道蒸鍍製程的複雜性加上對於高均勻度的要求，除了導入卷對卷製程外，還需考慮可撓材料的卷對卷傳輸方式、蒸鍍速率與連續性遮罩對位(shadow mask)的需求，方才有機會實現連續量產。

美國專利申請案(公開號US 20120107487 A1)中提出卷對卷的蒸鍍製程。然而，該專利申請案中的蒸鍍源以及遮罩都位於可撓性基板的傳輸滾筒外部。在進行蒸鍍時必須先由傳輸滾筒 將可撓性基板傳輸至定位且停下傳輸滾筒後，將可撓性基板與遮罩完成定位，再將鍍膜材料通過遮罩而蒸鍍至可撓性基板。接著，再次由傳輸滾筒將可撓性基板上要進行下次蒸鍍的區域傳輸至對應遮罩的位置並進行定位後，才能進行下一次的蒸鍍，無法進行連續的蒸鍍。因此，如何進一步提升卷對卷鍍膜設備的製程速度，是能否真正量產有機發光元件的關鍵之一。

本發明提供一種卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組，可解決習知技術無法進行連續蒸鍍的問題。

本發明的卷對卷鍍膜設備包括一傳輸滾筒單元、一遮罩滾筒單元以及一鍍膜單元。傳輸滾筒單元具有一第一支撐軸承。遮罩滾筒單元用以與傳輸滾筒單元繞同一軸線轉動，且用以沿軸線移動。遮罩滾筒單元具有一第二支撐軸承。第一支撐軸承與第二支撐軸承分別用以驅動傳輸滾筒單元與遮罩滾筒單元轉動。鍍膜單元配置於遮罩滾筒內而用以提供至少一鍍膜材料。

本發明的卷對卷鍍膜模組包括依序串聯的多個卷對卷鍍膜設備。

在本發明的一實施例中，傳輸滾筒單元具有位於兩側的兩個基板接觸區以及位於中間的一鏤空區。

在本發明的一實施例中，鏤空區為完全鏤空。

在本發明的一實施例中，遮罩滾筒單元的部分外徑大於 傳輸滾筒單元的部分內徑。

在本發明的一實施例中，鏤空區包括多個環狀窗口。

在本發明的一實施例中，傳輸滾筒單元的兩端具有第一支撐軸承。

在本發明的一實施例中，遮罩滾筒單元具有位於中間的多個格狀窗口。

在本發明的一實施例中，卷對卷鍍膜設備更包括多個遮罩板，設置於遮罩滾筒單元的內壁。各遮罩板具有至少一遮罩口，各遮罩口對應格狀窗口的其中之一。

在本發明的一實施例中，遮罩滾筒單元的兩端具有第二支撐軸承。

在本發明的一實施例中，鍍膜單元包括至少一線性鍍膜產生器與多個遮板。遮板位於線性鍍膜產生器的兩側。

在本發明的一實施例中，卷對卷鍍膜設備更包括至少一對位感測器，位於傳輸滾筒單元外。對位感測器用以感測遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元傳輸的一撓性基板的對位關係。遮罩滾筒單元依據對位感測器的感測結果調整與撓性基板的相對位置。

在本發明的一實施例中，卷對卷鍍膜設備更包括多個驅動輪軸，配置於傳輸滾筒單元的四周，用以與傳輸滾筒單元共同接觸一撓性基板並帶動其前進。

如在本發明的一實施例中，卷對卷鍍膜設備更包括多個傳輸滾輪，配置於傳輸滾筒單元旁，用以傳輸並改變經過傳輸滾 筒單元的一撓性基板的前進方向。

在本發明的一實施例中，卷對卷鍍膜設備更包括一外殼。遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元配置於外殼內，且外殼具有一基板入口與一基板出口。

基於上述，在本發明的卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組中，因為遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元同軸轉動，所以在可撓性基板不斷移動的過程中可以同步進行蒸鍍，進而達成量產的目的。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

50‧‧‧撓性基板

100、200、300、400‧‧‧卷對卷鍍膜設備

110、310‧‧‧傳輸滾筒單元

112、122‧‧‧第一支撐軸承、第二支撐軸承

114‧‧‧基板接觸區

116、316‧‧‧鏤空區

120、320‧‧‧遮罩滾筒單元

124‧‧‧中段部分

130‧‧‧傳輸滾筒單元

132‧‧‧線性鍍膜產生器

134‧‧‧遮板

140‧‧‧遮罩板

W12‧‧‧格狀窗口

W14‧‧‧遮罩口

W16‧‧‧環狀窗口

A10‧‧‧軸線

250‧‧‧對位感測器

260‧‧‧驅動輪軸

270‧‧‧傳輸滾輪

400A‧‧‧卷對卷鍍膜模組

480‧‧‧外殼

482‧‧‧基板入口

484‧‧‧基板出口

圖1A是本發明一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。

圖1B是圖1A的卷對卷鍍膜設備的鍍膜單元的示意圖。

圖2是圖1A的卷對卷鍍膜設備的遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元的分解示意圖。

圖3是圖1A的卷對卷鍍膜設備的遮罩板的示意圖。

圖4是圖1A的卷對卷鍍膜設備的遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元的配合處的剖視圖。

圖5是本另一個實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。

圖6A是本發明再一個實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。

圖6B是圖6A的卷對卷鍍膜設備的遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元的分解示意圖。

圖7是本發明又一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。

圖8是本發明一實施例之卷對卷鍍膜模組的示意圖。

圖1A是本發明一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。請參照圖1A，本實施例之卷對卷鍍膜設備100包括一傳輸滾筒單元110、一遮罩滾筒單元120以及一鍍膜單元130。遮罩滾筒單元120用以與傳輸滾筒單元110繞同一軸線A10轉動，且遮罩滾筒單元120用以沿軸線A10移動。鍍膜單元130配置於遮罩滾筒120內而用以提供至少一鍍膜材料。在本實施例之卷對卷鍍膜設備100中，要進行鍍膜的對象，例如是撓性基板50，是繞著傳輸滾筒單元110的外表面連續前進。

因為鍍膜單元130位於遮罩滾筒單元120內，且遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110繞同一軸線A10轉動，所以遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110兩者的相對位置可以保持固定。因為遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110兩者的相對位置保持固定，所以遮罩滾筒單元120與在傳輸滾筒單元110外連續前進的撓性基板50的相對位置也可以保持固定。藉此，鍍膜單元130所提供的鍍膜材料可以連續不斷地提供至在傳輸滾筒單元110外連續前進的撓性基板50上，而不需要如習知技術般每隔一段時 間停止以等待遮罩與基板的重新定位。本實施例之卷對卷鍍膜設備100可以確實達成連續不斷的鍍膜，大幅提升了鍍膜製程的製程效率，對於OLED之類的需要鍍膜的產品而言可以有效降低製程成本。另外，因為遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110是分別轉動，而且可以沿著軸線A10相對移動，所以在撓性基板50的位置偏移時可以調整遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110的相對位置，進而確保遮罩滾筒單元120與撓性基板50之間的對位的準確性。

在本實施例中，傳輸滾筒單元110的兩端具有第一支撐軸承112，而遮罩滾筒單元120的兩端具有第二支撐軸承122，但圖1A中為了不遮擋鍍膜單元130而僅繪示單個第一支撐軸承112與單個第二支撐軸承122。第一支撐軸承112與第二支撐軸承122分別用以驅動傳輸滾筒單元110與遮罩滾筒單元120轉動。一般而言，傳輸滾筒單元110與遮罩滾筒單元120是同步轉動的，但在需要調整相對位置時也可非同步轉動。請參考圖1B，本實施例的鍍膜單元130包括至少一個線性鍍膜產生器132與多個遮板134，在此以五個線性鍍膜產生器132與六個遮板134為例，但本發明不侷限於此。每個線性鍍膜產生器132的兩側都有遮板134，而相鄰的線性鍍膜產生器132可以共用遮板134。每個線性鍍膜產生器132例如藉由管道連接至外界的材料源，以引進所需的鍍膜材料，而遮板134則可確保鍍膜材料往撓性基板上的正確位置移動。當設置多個線性鍍膜產生器132時，每個線性鍍膜產生器132 所提供的鍍膜材料可以相同或不同，藉此在單一製程中完成相同材料的多層鍍膜，或是在單一製程中完成多種不同材料的依序鍍膜。

圖2是圖1A的卷對卷鍍膜設備100的遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110的分解示意圖。請參照圖1A與圖2，本實施例的遮罩滾筒單元120具有位於中間的多個格狀窗口W12。格狀窗口W12的位置基本上是對應於在製程中撓性基板50將覆蓋的位置。傳輸滾筒單元110適於套設在遮罩滾筒單元120的兩側的表面上。在此，傳輸滾筒單元110是以分成兩個部分為例，但本發明不侷限於此。

圖3是圖1A的卷對卷鍍膜設備100的遮罩板的示意圖。請參照圖1A至圖3，本實施例的卷對卷鍍膜設備100可更包括多個遮罩板140，設置於遮罩滾筒單元120的內壁。各遮罩板140具有至少一遮罩口W14。每個遮罩口W14對應一個格狀窗口W12。當然，也可以是一個格狀窗口W12對應多個遮罩口W14。每個遮罩口W14還可選擇性地設置遮罩(未繪示)，或是直接對於遮罩口W14所對應的撓性基板50上的區域進行全面鍍膜。

圖4是圖1A的卷對卷鍍膜設備100的遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110的配合處的剖視圖，其中省略了其他元件。請參照圖4，本實施例的傳輸滾筒單元110具有位於兩側的兩個基板接觸區114以及位於中間的一鏤空區116。本實施例之鏤空區116為完全鏤空，也就是僅靠兩側的基板接觸區114支撐撓性基板 50。此外，本實施例的遮罩滾筒單元120的一中段部分124突入鏤空區116。也就是說，遮罩滾筒單元120的中段部分124的外徑大於遮罩滾筒單元120的其他部分的外徑，且遮罩滾筒單元120的中段部分124的外徑大於傳輸滾筒單元110的對應部分的內徑。藉由這樣的設計，遮罩滾筒單元120的中段部分124可以更貼近撓性基板50，以降低鍍膜材料沉積在預定區域之外的機會。甚至，遮罩滾筒單元120的中段部分124的外徑也可以等於傳輸滾筒單元110的基板接觸區114的外徑。

圖5是本發明再一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。請參照圖5，本實施例之卷對卷鍍膜設備200與圖1A的卷對卷鍍膜設備100，在此僅介紹兩者的差異處。本實施例的卷對卷鍍膜設備200更包括至少一對位感測器250、多個驅動輪軸260與多個傳輸滾輪270。在此以兩個對位感測器250、三個驅動輪軸260與兩個傳輸滾輪270為例，但本發明不侷限於此。對位感測器250位於傳輸滾筒單元110外。對位感測器250用以感測遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110所傳輸的撓性基板50之間的對位關係。當發現遮罩滾筒單元120與撓性基板50之間的對位關係出現偏移時，就可控制遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110進行相對位移，以抵銷前述的偏移。如此，可實時(real time)地進行偏移校正而無須停止製程的進行。本實施例的對位感測器250可以是電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)，並藉由影像分析來確定遮罩滾筒單元120與撓性基板50之間的對位關係，但本發明不侷限 於此。

驅動輪軸260配置於傳輸滾筒單元110的四周，用以與傳輸滾筒單元110共同接觸撓性基板50並帶動撓性基板50前進。傳輸滾輪270配置於傳輸滾筒單元110旁，用以傳輸並改變經過傳輸滾筒單元110的撓性基板50的前進方向。傳輸滾輪270可使撓性基板50緊貼於傳輸滾筒單元110的表面而增加兩者間的摩擦力，以避免撓性基板50打滑而無法順利傳輸。傳輸滾輪270還可改變撓性基板50的前進方向，以便於增加撓性基板50附著在傳輸滾筒單元110的表面的時間，進而增加可鍍膜的時間的比例。

圖6A是本發明另一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。圖6B是圖6A的卷對卷鍍膜設備300的遮罩滾筒單元320與傳輸滾筒單元310的分解示意圖。在此同樣僅說明與前述各實施例的差異。請參照圖6A與圖6B，本實施例之卷對卷鍍膜設備300的傳輸滾筒單元310的鏤空區316包括多個環狀窗口W16。也就是，每個環狀窗口W16實質上圍繞傳輸滾筒單元310一圈。為了便於觀察傳輸滾筒單元310的環狀窗口W16，圖6A中將遮罩滾筒單元以虛線繪示，而傳輸滾筒單元310的環狀窗口W16也可在圖6B中清楚看出。在此，環狀窗口W16的數量是以三個為例，故傳輸滾筒單元310分成四個部分，但本發明不侷限於此。

圖7是本發明又一實施例之卷對卷鍍膜設備的示意圖。在此同樣僅說明與前述各實施例的差異。請參照圖7，本實施例之卷對卷鍍膜設備400更包括一外殼480。遮罩滾筒單元120與傳輸 滾筒單元110配置於外殼480內。當然，鍍膜單元130位於遮罩滾筒單元120與傳輸滾筒單元110內。另外，外殼480具有一基板入口482與一基板出口484，以供如圖1A的撓性基板50進出。外殼480可隔絕外界環境，甚至提供真空的製程環境。

圖8是本發明一實施例之卷對卷鍍膜模組的示意圖。請參照圖8，本實施例之卷對卷鍍膜模組400A包括依序串聯的多個如圖7的卷對卷鍍膜設備400。當然卷對卷鍍膜設備400也可以前述各實施例的卷對卷鍍膜設備替換，且不需每個卷對卷鍍膜設備都相同。另外，卷對卷鍍膜模組400A也可以包含其他設備，端視所要製造的產品的需求而決定。由此可知，本發明的卷對卷鍍膜設備可以很方便地應用於各類產品的產線。

綜上所述，在本發明的卷對卷鍍膜設備與卷對卷鍍膜模組中，遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元同軸轉動。因此，即使在可撓基板持續前進的過程中，遮罩滾筒單元與傳輸滾筒單元上的可撓基板之間也不會有相對位移，可以持續進行鍍膜製程。藉此，真正發揮卷對卷製程的高產量的優勢，進而達成量產的目的。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

50‧‧‧撓性基板

100‧‧‧卷對卷鍍膜設備

110‧‧‧傳輸滾筒單元

112、122‧‧‧第一支撐軸承、第二支撐軸承

120‧‧‧遮罩滾筒單元

130‧‧‧傳輸滾筒單元

A10‧‧‧軸線

Claims (15)

1. 一種卷對卷鍍膜設備，包括：一傳輸滾筒單元，具有一第一支撐軸承；一遮罩滾筒單元，用以與該傳輸滾筒單元繞同一軸線轉動，且用以沿該軸線移動，其中該遮罩滾筒單元具有一第二支撐軸承，該第一支撐軸承與該第二支撐軸承分別用以驅動該傳輸滾筒單元與該遮罩滾筒單元轉動；以及一鍍膜單元，配置於該遮罩滾筒內而用以提供至少一鍍膜材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該傳輸滾筒單元具有位於兩側的兩個基板接觸區以及位於中間的一鏤空區。
3. 如申請專利範圍第2項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該鏤空區為完全鏤空。
4. 如申請專利範圍第3項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該遮罩滾筒單元的部分外徑大於該傳輸滾筒單元的部分內徑。
5. 如申請專利範圍第2項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該鏤空區包括多個環狀窗口。
6. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該傳輸滾筒單元的兩端具有該第一支撐軸承。
7. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該遮罩滾筒單元具有位於中間的多個格狀窗口。
8. 如申請專利範圍第7項所述的卷對卷鍍膜設備，更包括多個遮罩板，設置於該遮罩滾筒單元的內壁，其中各該遮罩板具有至少一遮罩口，各該遮罩口對應該些格狀窗口其中之一。
9. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該遮罩滾筒單元的兩端具有該第二支撐軸承。
10. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，其中該鍍膜單元包括至少一線性鍍膜產生器與多個遮板，該些遮板位於該至少一線性鍍膜產生器的兩側。
11. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，更包括至少一對位感測器，位於該傳輸滾筒單元外，用以感測該遮罩滾筒單元與該傳輸滾筒單元傳輸的一撓性基板的對位關係，其中該遮罩滾筒單元依據該對位感測器的感測結果調整與該撓性基板的相對位置。
12. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，更包括多個驅動輪軸，配置於該傳輸滾筒單元的四周，用以與該傳輸滾筒單元共同接觸一撓性基板並帶動其前進。
13. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，更包括多個傳輸滾輪，配置於該傳輸滾筒單元旁，用以傳輸並改變經過該傳輸滾筒單元的一撓性基板的前進方向。
14. 如申請專利範圍第1項所述的卷對卷鍍膜設備，更包括一外殼，其中該遮罩滾筒單元與該傳輸滾筒單元配置於該外殼內，且該外殼具有一基板入口與一基板出口。
15. 一種卷對卷鍍膜模組，包括依序串聯的多個如申請專利範圍第1項至第14項中任一項的卷對卷鍍膜設備。