專利名稱：薄膜圖案的沉積裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜沉積裝置，特別是涉及如何減少掩模耗損的方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電激發(fā)光顯示器具備自發(fā)光、高應(yīng)答速度、視角廣、省電、高對比，以及不需背光版、配向膜、偏光膜、彩色濾光片等優(yōu)勢，所以被認(rèn)定是下個世代顯示器的發(fā)展趨勢。然而以塑膠基板制作有機(jī)電激發(fā)光顯示器仍面臨許多問題待解決，特別是有機(jī)電激發(fā)光元件中的有機(jī)材料及金屬對氧氣及水氣相當(dāng)敏感。水/氧氣的過量滲透會氧化元件金屬，減少有機(jī)電激發(fā)光顯示器元件結(jié)構(gòu)中的電子注入，進(jìn)而嚴(yán)重影響其性能及壽命。所以制作完成后， 需封裝保護(hù)處理有機(jī)電激發(fā)光顯示器，使其水氣穿透率(WVTR)小于10_6g/m2 · day，而其氧氣穿透率(OTR)小于l(T5CC/bar · m2 · day。上述封裝制作工藝的溫度不可超過100°C，以避免有機(jī)材料產(chǎn)生結(jié)晶或凝聚的效應(yīng)。常用的封裝方法以玻璃或金屬作封蓋，并以紫外光固化的環(huán)氧樹脂型材料(epoxy)作框膠。雖然丙烯酸(Acrylic)材料具有較好的阻水氧能力，但是其熱塑性質(zhì)會傷害有機(jī)發(fā)光層材料。目前的封裝制作工藝多使用環(huán)氧樹脂型材料(epoxy)。在金屬或玻璃封蓋內(nèi)涂布干燥劑(desiccant)可降低面板內(nèi)部殘留的水氣與氧氣，并且吸收因?yàn)榉庋b不完全而滲入面板的水氣與氧氣。目前常用的干燥劑材料有氧化鋇(BaO)、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO) 等。若面板的封裝采用金屬封蓋時，就無法制作上發(fā)光型OLED面板。另一方面，使用金屬或玻璃作為封裝不利于可撓式面板的應(yīng)用。由于干燥劑多為不透光材料，因此不適合涂布在玻璃上制作上發(fā)光型OLED的面板。另一種封裝方法是采用水氣以及氧氣穿透率低的薄膜取代玻璃或金屬作為面板的封蓋，此方法不僅可以適用于上發(fā)型OLED面板，而且更適合用在未來可撓式OLED面板的制作。使用薄膜作為OLED面板的封裝的好處為降低面板厚度及重量、減少面板邊框封裝的面積、以及減少封裝材料與干燥劑的成本等。傳統(tǒng)液晶顯示器主要是由玻璃基板與液晶材料所構(gòu)成，具有固定形狀與易加工性等特點(diǎn)。玻璃基板在輕量化、薄型化、及可撓曲使用等新一代產(chǎn)品應(yīng)用上有其限制，傳統(tǒng)玻璃液晶顯示器無法滿足其需求。為了解決傳統(tǒng)液晶顯示器的問題，使用塑膠取代玻璃作為顯示器基板已成為技術(shù)發(fā)展的趨勢。塑膠基材不但更輕更薄，且可避免傳統(tǒng)玻璃液晶顯示器易碎及不耐沖擊的缺失。由于塑膠基材所具備的可撓曲性與裁切加工性，更提供了新世代平面顯示器外型與卷曲性的設(shè)計(jì)空間。塑膠基材和現(xiàn)今顯示器所使用的玻璃基材相比，最大的缺點(diǎn)在于塑膠基板本身的耐熱性、尺寸安定性、及對外界環(huán)境的水氣與氧性的阻絕性，均不如現(xiàn)在的玻璃基板。這將影響透明導(dǎo)電膜的沉積溫度與后段的薄膜晶體管顯示驅(qū)動元件的制作工藝溫度。至于基板本身對于外界環(huán)境水氣與氧氣的阻隔效果，更直接影響顯示器產(chǎn)品的使用壽命及顯示器品質(zhì)的穩(wěn)定性。因此，為有效改善軟性塑膠基板對氧氣及水氣的阻隔效果，避免劣化可撓式顯示器內(nèi)部的金屬或可撓式OLED內(nèi)部的有機(jī)層，需在塑膠基板表面制作阻氣層。聚對二甲苯(Parylene)有機(jī)膜可形成無針孔膜層，有極好的阻水氧特性，無色、高透明度、與極高的絕緣強(qiáng)度，可抵抗生銹、腐蝕、或風(fēng)化等。但在薄膜圖案化過程中，聚對二甲苯薄膜不僅沉積于圖案化位置，同時在也會沉積在掩模表面，甚至在基板上產(chǎn)生擴(kuò)散，無法有效的將薄膜控制于圖案化位置。另一方面，沉積于掩模表面上的聚對二甲苯薄膜難以去除。當(dāng)掩模表面沉積一定厚度的聚對二甲苯薄膜后，則需另外清除聚對二甲苯薄膜，甚至報(bào)廢掩模。如此一來，掩模成本將大幅提升。綜上所述，目前極需在不大幅更動現(xiàn)有設(shè)備的前提下，降低掩模的耗損率以減少成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜圖案的沉積裝置及方法，以解決上述問題。為達(dá)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供一種薄膜圖案的沉積裝置，其包括冷卻背板； 中介層板，固定于冷卻背板下方，其中中介層板具有低導(dǎo)熱系數(shù)圖案，以及與低導(dǎo)熱系數(shù)圖案對比的高導(dǎo)熱系數(shù)圖案；掩模，位于中介層板下方，且具有開口對應(yīng)高導(dǎo)熱系數(shù)圖案；以及沉積薄膜元件，位于掩模下方。本發(fā)明又一實(shí)施例提供一種薄膜圖案的沉積方法，其包括提供上述的薄膜圖案的沉積裝置；固定基板于中介層板與掩模之間，基板直接接觸中介層板與掩模，且掩模開口露出部分基板；以沉積薄膜元件沉積薄膜于露出的基板與掩模上；以及移開掩模，使露出的該基板具有薄膜圖案。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中，沉積裝置的示意圖；以及圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中，中介層板的示意圖。主要元件符號說明100 沉積裝置；11 冷卻背板；13 中介層板；13A 高導(dǎo)熱系數(shù)圖案；1 低導(dǎo)熱系數(shù)圖案；13C 磁性材料；15 掩模；16 開口；17 沉積薄膜元件；19 基板。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，其是一實(shí)施例中薄膜圖案的沉積裝置100，其具有冷卻背板11、固定于冷卻背板11下方的中介層板13、掩模15、與沉積薄膜元件17。冷卻背板11的組成可為高導(dǎo)熱材料如金、銀、鋁等。冷卻背板11可連接至冷卻源如冰水機(jī)、冷凍系統(tǒng)以維持低溫。
中介層板13具有對比的高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A與低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B，如圖2所示。值得注意的是，高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A與低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B的位置取決于后述基板沉積薄膜的位置，并不限于圖2所示的位置。在一實(shí)施例中，高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A的導(dǎo)熱系數(shù)為低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B的100倍至1000倍。舉例來說，高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A的組成可為鋁合金、銅合金、或金等高導(dǎo)熱系數(shù)材料。以鋁合金為例，其導(dǎo)熱系數(shù)介于210W/M-K至255W/ M-K之間。低導(dǎo)熱系數(shù)圖案1 的組成可為工程塑膠，例如聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯 (Polypropylene)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、酚醛樹酯(Phenolic 又稱電木)、聚縮醛(Polyacetal 又稱塑鋼)、鐵氟龍(polytetrafluoroethylene)、MC 尼龍(MC NYLON)、ABS 樹酯(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、玻璃纖維(Fiber Reinforced Plastic)、壓克力(PMMA)等低導(dǎo)熱系數(shù)材料。以工程塑膠為例，其導(dǎo)熱系數(shù)約為0. 233W/M-K。在一實(shí)施例中，中介層板13的厚度約介于6_8mm之間。當(dāng)基板19置于中介層板13與掩模15之間后，可利用磁力、機(jī)械方式如栓鈕等方式、或上述的組合使中介層板13與掩模15同時緊密貼合基板19的上下表面。當(dāng)采用磁力將基板17夾設(shè)于中介層板13與掩模15之間時，中介層板13可進(jìn)一步具有磁性材料13C 位于低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B中，以吸引對應(yīng)的掩模15。掩模15具有開口 16露出基板17的部分表面，使沉積薄膜元件17可沉積薄膜于掩模15上及基板17露出的部分表面上。掩模15的開口 16對應(yīng)中介層板13的高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A，而掩模15對應(yīng)中介層板13的低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B。這是因?yàn)檫m用于本發(fā)明實(shí)施例的薄膜組成如聚對二甲苯等有機(jī)材料在低溫下的沉積速度遠(yuǎn)高于在高溫下的沉積速度。 由于沉積制作工藝為放熱反應(yīng)，當(dāng)薄膜沉積于基板17露出的表面與掩模15上時將會累積大量熱能。開口 16露出的基板17其累積的熱能，可通過高導(dǎo)熱系數(shù)圖案13A傳導(dǎo)至冷卻背板11，因此開口 16露出的基板部分可維持低溫以利沉積薄膜。另一方面，掩模15上累積的熱能將無法通過低導(dǎo)熱系數(shù)圖案13B傳導(dǎo)至冷卻背板11，因此掩模15的溫度將會越來越高，不利沉積薄膜。如此一來，沉積于掩模15上的薄膜厚度，將遠(yuǎn)小于沉積于開口 16露出的基板17上的薄膜厚度。在本發(fā)明一實(shí)施例中，沉積于開口 16露出的基板17上的薄膜(厚度介于500~1000人)，與沉積于掩模15上的薄膜(厚度介于1~2人)的厚度比介于100 ι 至1000 1之間。為達(dá)成上述效果，冷卻基板11的溫度介于6°C至-20°c之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)施例中的中介層板13可大幅節(jié)省移除掩模15上沉積的薄膜，甚至置換掩模15的成本。只要低溫沉積薄膜的速率比高溫沉積薄膜的速率快， 就可采用上述中介層板13減少薄膜沉積于掩模15上的厚度。雖然結(jié)合以上數(shù)個較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜圖案的沉積裝置，包括冷卻背板；中介層板，固定于該冷卻背板下方，其中該中介層板具有一低導(dǎo)熱系數(shù)圖案，以及與該低導(dǎo)熱系數(shù)圖案對比的一高導(dǎo)熱系數(shù)圖案；掩模，位于該中介層板下方，該掩模具有一開口對應(yīng)該高導(dǎo)熱系數(shù)圖案；以及沉積薄膜元件，位于該掩模下方。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜圖案的沉積裝置，其中該高導(dǎo)熱系數(shù)圖案的導(dǎo)熱系數(shù)為該低導(dǎo)熱系數(shù)圖案的導(dǎo)熱系數(shù)的100倍至10000倍。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜圖案的沉積裝置，其中該掩模的組成包括金屬或合金。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜圖案的沉積裝置，其中該高導(dǎo)熱系數(shù)圖案的組成包括鋁合金、銅合金、或金等。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜圖案的沉積裝置，其中該低導(dǎo)熱系數(shù)圖案的組成包括工程塑膠、電木、或塑鋼。
6.一種薄膜圖案的沉積方法，包括提供權(quán)利要求1所述的薄膜圖案的沉積裝置；固定一基板在該中介層板與該掩模之間，該基板直接接觸該中介層板與該掩模，且該掩模開口露出部分該基板；以該沉積薄膜元件沉積一薄膜于露出的該基板與該掩模上；以及移開該掩模，使露出的該基板具有一薄膜圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜圖案的沉積方法，其中沉積該薄膜于露出的該基板與該掩模上的步驟中，形成于露出的該基板上的薄膜與形成于該掩模上的薄膜的厚度比介于 100 1 至 1000 1 之間。
8.如權(quán)利要求6所述的薄膜圖案的沉積方法，其中沉積該薄膜于露出的該基板與該掩模上的步驟中，該冷卻背板的溫度維持于6°C至-20°C之間。
9.如權(quán)利要求6所述的薄膜圖案的沉積方法，其中該薄膜包括聚對二甲苯。
10.如權(quán)利要求6所述的薄膜圖案的沉積方法，其中固定該基板于該中介層板與該掩模之間的步驟包括機(jī)械固定法、磁力固定法、或上述的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種薄膜圖案的沉積裝置與方法。薄膜圖案的沉積裝置具有冷卻背板、固定于冷卻背板下的中介層板、以及位于中介層板下的掩模。中介層板具有高導(dǎo)熱系數(shù)圖案對應(yīng)掩模的開口，以及低導(dǎo)熱系數(shù)圖案對應(yīng)掩模。如此一來，可避免在沉積制作工藝中沉積過厚的薄膜于掩模上，可延長掩模壽命并降低制作工藝成本。
文檔編號C23C14/04GK102485937SQ201010597850
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者莊傳勝, 張均豪, 柯明賢, 王儀龍 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院