TWI691609B - 多鍍材線性蒸鍍裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種多鍍材線性蒸鍍裝置，包括一主坩鍋、一次坩鍋、複數鍍材加熱器及一蒸鍍腔體。主坩鍋及次坩鍋之內壁與外壁係夾設形成夾層，並於夾層填充有熱媒介質，主坩鍋供以承載一第一鍍材，次坩鍋供以承載一第二鍍材；鍍材加熱器供以透過熱媒介質均勻加熱第一鍍材及第二鍍材；蒸鍍腔體設於主坩鍋及次坩鍋一側並具有一線性蒸鍍口，且內部具有供以導入第二鍍材蒸氣之一導流空間，與供以導入第一鍍材蒸氣之一加熱空間，蒸鍍腔體對應加熱空間設有一蒸鍍加熱器，以使加熱空間之溫度高於導流空間之溫度，並第一鍍材之蒸氣與第二鍍材之蒸氣係一併自線性蒸鍍口向外流出進行蒸鍍，藉此以有效提高鍍材使用率及製備薄膜的均勻性。
Description
本發明係與蒸鍍裝置領域相關，尤其是一種可有效因應各類OLED發光層蒸鍍材特性調整，以提升OLED發光層整體均勻性之多鍍材線性蒸鍍裝置。
在顯示技術領域中，利用OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體)技術所製成的顯示器，因具有輕薄、可撓曲、高亮度、可視角廣及節能等優點，遂成為未來平面顯示器的主要趨勢。
OLED之基本結構依序為一透明陽極、一電洞傳輸層、一發光層、一電子傳輸層及一金屬陰極。OLED目前主要透過蒸鍍方式製成，如點蒸鍍或線性蒸鍍等，其中以線性蒸鍍為使用大宗。
在OLED線性蒸鍍製程中，常見有因各獨立線性蒸鍍源蒸發角度與製程溫度不同而產生互相干涉的情況，使製成之薄膜均勻性大幅降低。且各獨立線性蒸鍍源擺放之位置，在被鍍材往垂直蒸鍍源方向移動時，也會使製備的薄膜縱深成分產生不均勻之現象。在前述影響下，均勻性不佳之薄膜係導致日後產品具有良率參差不齊之問題。此外，在加 熱蒸鍍材料部分，由於均溫性不佳，除了增加對應加熱器具之熱損耗外，蒸鍍材料之蒸發狀態亦不夠穩定，使蒸鍍材料的使用率大幅降低。
為解決先前技術之缺點，本發明係提供一種多鍍材線性蒸鍍裝置，其係透過熱媒加熱方式提高鍍材受熱均勻度，以提高鍍材使用率，並可有效防止當蒸鍍材料蒸發溫度差異過大時所造成的鍍膜不均現象，以提供具高品質之OLED發光層薄膜。
本發明係提供一種多鍍材線性蒸鍍裝置，係包括：一主坩鍋，其內壁與外壁夾設形成夾層，並於夾層填充有熱媒介質，該主坩鍋供以承載一第一鍍材；一次坩鍋，其內壁與外壁夾設形成夾層，並於夾層填充有熱媒介質，該次坩鍋供以承載一第二鍍材；複數鍍材加熱器，分設於該主坩鍋及該次坩鍋外側，以透過熱媒介質均勻加熱該第一鍍材及該第二鍍材；及一蒸鍍腔體，設於該主坩鍋及該次坩鍋一側並具有一線性蒸鍍口，該蒸鍍腔體內部具有一導流空間與一加熱空間，且該蒸鍍腔體對應該加熱空間設有一蒸鍍加熱器，以使該加熱空間之溫度高於該導流空間之溫度；該加熱空間供以導入該第一鍍材之蒸氣，該導流空間供以導入該第二鍍材之蒸氣，並該第一鍍材之蒸氣與該第二鍍材之蒸氣係一併自該線性蒸鍍口向外流出。藉此，除透過熱媒介質使該 等鍍材加熱器之熱能可對該主坩鍋及該次坩鍋各區域達到均勻加熱外，透過該導流空間與該加熱空間之設置，係可提供具不同溫度之空間使該第一鍍材及該第二鍍材之蒸氣不會相互干涉，而可順利一併自該線性蒸鍍口流出進行鍍膜製程，提升後續製備薄膜之均勻度。
本發明之一實施例中，該蒸鍍加熱器係設於該蒸鍍腔體內部，以防止熱能逸失至外部環境而產生之熱能損耗，提升該蒸鍍加熱器之運作效能。
本發明之一實施例中，該蒸鍍腔體內設有一加熱室，該加熱空間並由該加熱室框圍形成，且該蒸鍍加熱器係環設於該加熱室外側，藉此係可更完整地區隔該加熱空間與該導流空間，特別在該第一鍍材之蒸氣溫度與該第二鍍材之蒸氣溫度差異甚鉅之情況下，更可進一步於該蒸鍍腔體內隔絕兩者。
本發明之一實施例中，該蒸鍍腔體內更具有複數絕熱板，該等絕熱板對應該蒸鍍腔體側面設置，並為間隔排列，各相鄰之該等絕熱板係夾設形成一真空層。藉此，可有效地防止該蒸鍍加熱器之熱能向外逸失，且亦可防止外界環境影響。
本發明之一實施例中，該多鍍材線性蒸鍍裝置更具有複數溫控組件，分別與該鍍材加熱器連接設置以依據該第一鍍材及該第二鍍材控制對應之該等鍍材加熱器溫度，藉 此係可因應該第一鍍材與該第二鍍材之材料特性控制該等鍍材加熱器依據相符之升溫曲線進行加熱。
本發明之一實施例中，該多鍍材線性蒸鍍裝置更具有複數壓力偵測器，分別與該主坩鍋及該次坩鍋連接設置以偵測該主坩鍋及該次坩鍋內部之壓力值，藉此以即時監控該第一鍍材與該第二鍍材之蒸發量，並可依據所需之發光層薄膜材料比例對該第一鍍材及該第二鍍材控制其蒸發百分比。
本發明之一實施例中，該多鍍材線性蒸鍍裝置係可使該主坩鍋之飽和蒸氣壓力係大於該加熱空間之背景壓力；該次坩鍋之飽和蒸氣壓力係大於該導流空間之背景壓力。藉此可確保該第一鍍材之蒸氣與該第二鍍材之蒸氣分別穩定均勻地流向該加熱空間與該導流空間內，維持蒸鍍製程之穩定性。
本發明之一實施例中，該熱媒介質係為導熱油、醇類、碳氫化合物、汞、水或其他種類之導熱介質。
綜上所述，本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置透過於該主坩鍋及該次坩鍋設置夾層與熱媒介質的方式，提高該第一鍍材與該第二鍍材的受熱均勻性，以及該等鍍材加熱器之加熱效能，並可防止加熱不均影響蒸鍍材料之均勻性、甚或導致部分蒸氣產生凝結現象。並且、該加熱空間與該導流空間的設置，使該蒸鍍腔體可同時導入具相異溫度之蒸鍍材料 蒸氣，防止蒸氣彼此影響進而造成熱裂解失效及降低製備薄膜均勻性等情況發生。尤對普遍以具有蒸發溫度差異甚鉅之各種發光材料製備而成的OLED發光層薄膜，透過本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置更可有效大幅提升蒸鍍製成的薄膜均勻性。
以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。
1‧‧‧線性蒸鍍裝置
10‧‧‧主坩鍋
101‧‧‧夾層
102‧‧‧熱媒介質
11‧‧‧次坩鍋
111‧‧‧夾層
112‧‧‧熱媒介質
12‧‧‧鍍材加熱器
13‧‧‧蒸鍍腔體
131‧‧‧線性蒸鍍口
132‧‧‧導流空間
133‧‧‧加熱空間
134‧‧‧蒸鍍加熱器
135‧‧‧絕熱板
1351‧‧‧真空層
136‧‧‧加熱室
14‧‧‧溫控組件
15‧‧‧壓力偵測器
2‧‧‧第一鍍材
3‧‧‧第二鍍材
第1圖，為本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置較佳實施例之裝置示意圖。
第2圖，為本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置較佳實施例之應用示意圖。
第3圖，為本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置較佳實施例另一實施態樣之裝置示意圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
請參閱第1及2圖，其係為本發明之多鍍材線性蒸 鍍裝置較佳實施例之裝置示意圖與應用示意圖。本發明係揭示一種可提升OLED發光層薄膜均勻性之多鍍材線性蒸鍍裝置1，該多鍍材線性蒸鍍裝置1係供以使用複數發光材料，透過蒸鍍方式製備OLED之發光層薄膜，其包括一主坩鍋10、一次坩鍋11、複數鍍材加熱器12及一蒸鍍腔體13。
該主坩鍋10係供以承載一第一鍍材2，且該主坩鍋10內壁與外壁夾設形成夾層101，並於夾層101填充有熱媒介質102。該次坩鍋11供以承載一第二鍍材3，且同樣地，該次坩鍋11之內壁與外壁夾設形成夾層111，且於夾層111填充有熱媒介質112。該等鍍材加熱器12係分設於該主坩鍋10及該次坩鍋11外側，以透過熱媒介質102、112均勻加熱該第一鍍材2及該第二鍍材3。其中，該等鍍材加熱器12之熱能係透過熱媒介質102、112進行傳導，熱媒介質102、112可選用導熱性佳之液體或氣體，以於加熱後在夾層101、111內形成流動，將熱能均勻帶往該主坩鍋10及該次坩鍋11各區域，進而達到均勻整體受熱之功效，使該第一鍍材2與該第二鍍材3均溫加熱以形成材料蒸氣，有效維持蒸鍍材料使用率，並可避免受到外界環境影響對該第一鍍材2及該第二鍍材3之加熱效能。
該蒸鍍腔體13設於該主坩鍋10及該次坩鍋11一側，且具有一線性蒸鍍口131，該蒸鍍腔體13內部具有一導流空間132與一加熱空間133，且該蒸鍍腔體13對應該加熱空間133設有一蒸鍍加熱器134，以使該加熱空間133之溫度高於該 導流空間132之溫度。該加熱空間133供以導入該第一鍍材2之蒸氣，該導流空間132供以導入該第二鍍材3之蒸氣，並該第一鍍材2之蒸氣與該第二鍍材3之蒸氣係一併自該線性蒸鍍口131向外流出。由於該蒸鍍腔體13內部分隔形成該導流空間132與該加熱空間133，以分別導入該第一鍍材2及該第二鍍材3之蒸氣，因此即可因應該第一鍍材2與該第二鍍材3之材料特性，提供具不同溫度之空間，使該第一鍍材2及該第二鍍材3之蒸氣不會相互干涉，可順利一併自該線性蒸鍍口131流出進行鍍膜製程，提升後續製備薄膜之均勻度，同時防止因該第一鍍材2與該第二鍍材3之蒸發溫度有所差異而產生之熱裂解失效情況，尤其在選用之該第一鍍材2與該第二鍍材3之蒸發溫度差異極大的情況下，該多鍍材線性蒸鍍裝置1更可發揮其效能，有效地防止前述各種影響發光層薄膜均勻性之情況發生。此外，透過該蒸鍍腔體13使該第一鍍材2與該第二鍍材3之蒸氣一併由該線性蒸鍍口131流出進行蒸鍍，係可有效避免如習知技術受多組獨立線源擺放位置與噴發角度相互干涉，進而影響後續製備薄膜均勻度之情況。
較佳者，該蒸鍍加熱器134係設於該蒸鍍腔體13內部，藉此可有效防止該蒸鍍加熱器134受外部環境影響而增加熱能損耗，以提升加熱效能使該加熱空間133維持於所需溫度。此外，為進一步增強隔熱效能，該蒸鍍腔體13內更具有複數絕熱板135，該等絕熱板135對應該蒸鍍腔體13側面設置 並為間隔排列，各相鄰之該等絕熱板135並夾設形成一真空層1351，藉此透過該等絕熱板135與其間之真空狀態，係可有效阻絕熱能經由傳遞而逸失至外界，降低該蒸鍍加熱器134之作功熱損，避免該加熱空間133冷卻影響該第一鍍材2之蒸氣狀態。於本實施例中，係以該等絕熱板135對應於該加熱空間132內表面設置為例，惟其設置方式並不以此為限，甚可藉由該等絕熱板135之擺放態樣而進一步防止該加熱空間133之溫度影響該導流空間132之溫度。
於本實施例中，該多鍍材線性蒸鍍裝置1更具有複數溫控組件14，其分別與該鍍材加熱器12連接設置以依據該第一鍍材2及該第二鍍材3控制對應之該等鍍材加熱器12溫度。由於OLED發光層係由不同之發光材料蒸鍍構成，依循不同的蒸鍍材料特性，其所需的蒸發溫度亦不盡相同，因此基於該第一鍍材2與該第二鍍材3的特性，透過各該溫控組件14即可控制對應之該等鍍材加熱器12依據所需的升溫曲線適切地對該第一鍍材2及該第二鍍材3進行加熱。
進一步地，該多鍍材線性蒸鍍裝置1更具有複數壓力偵測器15，其分別與該主坩鍋10及該次坩鍋11連接設置，以偵測該主坩鍋10及該次坩鍋11內部之壓力值，藉此即可精準地控制該第一鍍材2及該第二鍍材3之蒸發量，進而使兩者以預期比例形成發光層薄膜，且可保持發光層薄膜之材料分布均一性。例如，當該第一鍍材2與該第二鍍材3分別屬 於構成發光層薄膜之主發光體(Host)與摻雜物(Dopant)時，利用該等壓力偵測器15隨時監控兩者之壓力進而得知其蒸發狀態，進一步可藉此調整屬於摻雜物之該第一鍍材2或該第二鍍材3的蒸發百分比，以使製備的發光層薄膜具有所需的摻雜比例。此外，於本實施例中，係使該主坩鍋10之飽和蒸汽壓力大於該加熱空間133之背景壓力，該次坩鍋11之飽和蒸氣壓力大於該導流空間132之背景壓力，維持壓力大小於前述條件，則可確保該第一鍍材2之蒸氣與該第二鍍材3之蒸氣，分別穩定持續地流往該加熱空間133與該導流空間132內，以穩定整體蒸鍍製程。除了前述的壓力條件，當該多鍍材線性蒸鍍裝置1針對基材進行鍍膜時，亦可調整使該蒸鍍腔體13內部之蒸氣壓力大於基材所設置之腔體內部環境壓力，利用壓差使該第一鍍材2與該第二鍍材3之蒸氣由該線性蒸鍍口131流出時具有高指向性。
當蒸鍍製備OLED發光層薄膜時，係將該第一鍍材2置於該主坩鍋10內，該第二鍍材3置於該次坩鍋11內，並透過該等溫控組件14分別依據該第一鍍材2與該第二鍍材3之材料特性，控制對應之該等鍍材加熱器12進行加熱。該第一鍍材2與該第二鍍材3加熱後形成之蒸氣分別流往該加熱空間133與該導流空間132內，由於該第一鍍材2之蒸氣溫度較高，透過該蒸鍍加熱器134即可使該加熱空間133保持所需溫度，防止該第一鍍材2之蒸氣凝結，而較低溫之該第二鍍材3蒸氣 則流往該導流空間132內，最後與該第一鍍材2蒸氣一併自該線性蒸鍍口131流出以製備OLED發光層薄膜。並在蒸鍍製程中，透過前述之壓力偵測器15可隨時得知該第一鍍材2與該第二鍍材3之蒸發狀況，利於隨時調整該第一鍍材2與該第二鍍材3蒸發量，有效控制兩者於發光層薄膜之比例，且提升發光層薄膜之整體均勻度。
請繼續參閱第3圖，其係為本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置較佳實施例另一實施態樣之裝置示意圖。於本實施態樣中，該蒸鍍腔體13內設有一加熱室136，該加熱空間133並由該加熱室136框圍而成，且該蒸鍍加熱器134係環設於該加熱室136外側，於此係揭示該透過該加熱室136分隔出該加熱空間133與該導流空間132之另種該蒸鍍腔體13結構態樣，藉此可更為完整地於該蒸鍍腔體13內部區隔該加熱空間133與該導流空間132，且該蒸鍍加熱器134亦屬設置於該蒸鍍腔體13內，同樣可有效防止熱能逸失進而具有極高之加熱效率。
綜上所述，本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置係透過於該主坩鍋及該次坩鍋設置夾層與熱媒介質的方式，提高該第一鍍材與該第二鍍材的受熱均勻性，防止加熱不均導致部分蒸氣產生凝結現象。並且，透過該加熱空間與該導流空間的設置，使該蒸鍍腔體可同時導入具相異溫度之蒸鍍材料蒸氣，防止蒸氣彼此干涉進而降低製備薄膜均勻性造成熱裂解失效等情況發生。尤對普遍以具有蒸發溫度差異甚鉅之各種 發光材料製備而成的OLED發光層薄膜，透過本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置係可有效大幅提升蒸鍍製成的薄膜均勻性。此外，透過將該蒸鍍加熱器設於該蒸鍍腔體內部以及該等絕熱板之設置，係可達到防止熱能逸失之功效，進而可提升該蒸鍍加熱器之加熱效能，並使該加熱空間維持於所需溫度。進一步地，本發明之多鍍材線性蒸鍍裝置係可透過該等溫控組件及該等壓力偵測器，以因應不同的材料控制該等鍍材加熱器以提供所需升溫曲線，並隨時監控該主坩鍋與該次坩鍋之壓力狀態，而利於調整該第一鍍材與該第二鍍材之蒸發狀態，使製備的發光層薄膜具有預期的材料比例且具有極佳之均勻性。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧多鍍材線性蒸鍍裝置
10‧‧‧主坩鍋
101‧‧‧夾層
102‧‧‧熱媒介質
11‧‧‧次坩鍋
111‧‧‧夾層
112‧‧‧熱媒介質
12‧‧‧鍍材加熱器
13‧‧‧蒸鍍腔體
131‧‧‧線性蒸鍍口
132‧‧‧導流空間
133‧‧‧加熱空間
134‧‧‧蒸鍍加熱器
135‧‧‧絕熱板
1351‧‧‧真空層
14‧‧‧溫控組件
15‧‧‧壓力偵測器
Claims (6)
- 一種多鍍材線性蒸鍍裝置，用於製備具有相異蒸發溫度之各種發光材料的OLED發光層薄膜，係包括：一主坩鍋，其內壁與外壁夾設形成夾層，並於夾層填充有熱媒介質，該主坩鍋供以承載一第一鍍材；一次坩鍋，其內壁與外壁夾設形成夾層，並於夾層填充有熱媒介質，該次坩鍋供以承載一第二鍍材；複數鍍材加熱器，分設於該主坩鍋及該次坩鍋外側，以透過熱媒介質均勻加熱該第一鍍材及該第二鍍材；以及一蒸鍍腔體，設於該主坩鍋及該次坩鍋一側並具有一線性蒸鍍口，該蒸鍍腔體內部具有一導流空間與一加熱空間，且該蒸鍍腔體內部對應該加熱空間設有一蒸鍍加熱器，以使該加熱空間之溫度高於該導流空間之溫度，該蒸鍍腔體內設有一加熱室，該加熱空間並由該加熱室框圍形成，且該蒸鍍加熱器係環設於該加熱室外側，藉此係可更完整地區隔該加熱空間與該導流空間；該加熱空間供以導入該第一鍍材之蒸氣，該導流空間供以導入該第二鍍材之蒸氣，該第一鍍材之蒸氣的溫度高於該第二鍍材之蒸氣，該蒸鍍腔體同時導入該二相異溫度之蒸氣，並使該第一鍍材之蒸氣與該第二鍍材之蒸氣一併自該線性蒸鍍口向外流出。
- 如請求項1所述之多鍍材線性蒸鍍裝置，其中該蒸鍍腔體內更具有複數絕熱板，該等絕熱板對應該蒸鍍腔體側面設 置，並為間隔排列，各相鄰之該等絕熱板係夾設形成一真空層。
- 如請求項2所述之多鍍材線性蒸鍍裝置，其中更具有複數溫控組件，分別與該鍍材加熱器連接設置、以依據該第一鍍材及該第二鍍材控制對應之該等鍍材加熱器溫度。
- 如請求項2所述之多鍍材線性蒸鍍裝置，其中更具有複數壓力偵測器，分別與該主坩鍋及該次坩鍋連接設置、以偵測該主坩鍋及該次坩鍋內部之壓力值。
- 如請求項2所述之多鍍材線性蒸鍍裝置，其中該主坩鍋之飽和蒸氣壓力係大於該加熱空間之背景壓力，該次坩鍋之飽和蒸氣壓力係大於該導流空間之背景壓力。
- 如請求項1所述之多鍍材線性蒸鍍裝置，其中該熱媒介質係為導熱油、醇類、碳氫化合物、汞、水或其他種類之導熱介質。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2011074551A1 (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | 平田機工株式会社 | 真空蒸着方法及び装置 |
| CN104962864A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-10-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 坩埚装置和蒸镀设备 |
-
2016
- 2016-12-30 TW TW105144013A patent/TWI691609B/zh active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2011074551A1 (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | 平田機工株式会社 | 真空蒸着方法及び装置 |
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