蒸发方法及蒸发设备 【技术领域】
本发明是有关于一种蒸发方法及蒸发设备，且特别是有关于一种应用于有机电致发光显示器的蒸发方法及蒸发设备。
背景技术
信息通信产业已成为现今的主流产业，特别是可携带式的各种通信显示产品更是发展的重点。而由于平面显示器是人与信息之间的沟通界面，因此其发展显得特别重要。有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Diode，OLED)以其自发光、广视角、省电、程序简易、低成本、操作温度广泛、高应答速度以及全彩化等等的优点，使其具有极大的潜力，因此可望成为下一代平面显示器的主流。
有机电致发光显示器是一种利用有机发光材料的自发光特性来达到显示效果的显示器，其中依照有机发光材料的分子量分为小分子有机电致发光显示器(Small Molecule OLED，SM-OLED)与高分子电激发光显示器(PolymerLight Emitting Diode，PLED)两大类。两者的发光结构皆是由一对电极以及有机材料层所构成。当施加直流电压时，空穴从阳极(anode)注入有机发光材料层，而电子从阴极(cathode)注入有机发光材料层，因为外加电场所造成的电位差，使得空穴与电子两种载子(carrier)在有机发光材料层中移动并产生辐射性结合(Radiative Recombination)。部分由电子空穴再结合所放出的能量会将有机发光材料分子激发形成单一激态分子。当单一激态分子释放能量回到基态时，其中一定比例的能量会以光子的方式放出而发光，此即为有机电致发光显示器的发光原理。
随着有机电致发光显示器的大型化的发展，其所面临的瓶颈为有机电致发光显示器蒸发方法中所需的掩膜大小有所限制。另外，为因应显示器的全彩化，传统蒸发工艺中发光层的部份通常需要红、蓝、绿三种发光材料于三个分别的蒸发腔室内进行蒸发。这样的方法除了所需的掩膜数目多，蒸发腔体数亦多，因此会导致蒸发时间较长且费用较高的问题。
【发明内容】
本发明提供一种蒸发方法，其可解决有机电致发光显示器存在产出时间长以及工艺设备费用较高的问题。
本发明提供一种蒸发设备，其可减少有机电致发光显示器所需的掩膜数以及蒸发所需的腔体数。
本发明提出一种蒸发方法，其首先提供基板以及提供蒸发掩膜(mask)，其中蒸发掩膜上具有N个图案区域。另外，提供蒸发源(evaporation source)，其中蒸发源具有多个蒸发区域，且每一个蒸发区域对应蒸发掩膜的至少一图案区域设置。接着，将蒸发掩膜设置于基板与蒸发源之间。之后，对基板进行第一次蒸发步骤(evaporation process)。将基板转动90度之后，对基板进行第二次蒸发步骤。再次将基板转动90度之后，对基板进行第三次蒸发步骤。再次将基板转动90度之后，对基板进行第四次蒸发步骤。
本发明另提出一种蒸发设备(evaporation appratus)，其用以对基板进行蒸发，所述蒸发设备包括蒸发源以及蒸发掩膜。蒸发源具有多个蒸发区域，其中所述蒸发区域内的蒸发材料不完全相同。蒸发掩膜上具有N个图案区域，且蒸发源的每一个蒸发区域对应蒸发掩膜的至少一个图案区域设置。
基于上述，本发明的蒸发方法以及蒸发设备可在同一蒸发腔室中在一个基板上完成N个区域的蒸发，以同时完成N个面板的蒸发步骤。由于不需在多个蒸发腔室中转换，因此可以有效减少蒸发所需的时间进而提高产能。
【附图说明】
图1A至图1F是根据本发明一实施例的蒸发方法的流程示意图。
图2是根据本发明一实施例的蒸发掩膜的示意图。
图3A至图3D分别是对应图1C至图1F的蒸发步骤的示意图。
图4A至图4D分别是图3A至图3D的蒸发步骤之后的基板俯视示意图。
图5是根据本发明一实施例的蒸发掩膜的示意图。
图6是利用图5的蒸发掩膜进行蒸发步骤之后的基板俯视示意图。
附图标号
100、500：基板
102a～102d、502a～502d、501a～501d：区域
200、400：蒸发掩膜
202a～202d、402a～402d：图案区域
300：蒸发源
302a～302d：蒸发区域
304；档板
306a～306d：蒸发材料
R1～R3：方向
【具体实施方式】
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1A至图1F为根据本发明一实施例的蒸发方法的流程示意图。请先参照图1A，首先提供一基板100以及一蒸发掩膜200。基板100上具有N区域102a～102d。蒸发掩膜200上具有N个图案区域202a～202d。在一较佳实施例中，上述的N＝4n，且n为0或0以上的正整数。在本实施例中，是以n＝1，也就是N＝4为例来说明，但其并非用以限定本发明。换言之，在本实施例中，蒸发掩膜200具有4个图案区域202a～202d。
在本实施例中，此蒸发方法是以用于有机电致发光显示器为例来说明。更详细来说，本实施例的蒸发方法是以应用于有机电致发光显示器的有机发光层的蒸发方法为例来说明。但本发明不限于此，以下所述的蒸发方法亦可以应用于其他装置或是其他膜层的蒸发。
本实施例的蒸发方法是以用于有机电致发光显示器的有机发光层为例来说明，蒸发掩膜200上的图案设计如图2所示。在图2中，蒸发掩膜200具有四个图案区域202a～202d，其分别为第一图案区域202a、第二图案区域202b、第三图案区域202c以及第四图案区域202d，其中第一图案区域202a与第三图案202c是位于蒸发掩膜200的一对角线上，且第二图案区域202b与第四图案区域202d位于蒸发掩膜200的另一对角线上。上述蒸发掩膜200上的各图案区域202a～202d内的图案为开口图案，用以使蒸发源的蒸发材料可以通过这些开口图案而图形化地形成在基板100上。接着，请参照图1B，将基板100与蒸发掩膜200组合在一起。在本实施例中，蒸发掩膜200是设置于基板100地下方。一般来说，将基板100与蒸发掩膜200组合在一起的方式是通过机械手臂将基板100与蒸发掩膜200组合在一起。为了顾及不损及基板100的表面或是基板100表面上的膜层，通常基板100与蒸发掩膜200之间会保持一小段距离而不直接贴合在一起。另外，为了使蒸发材料能精确的镀在基板100的特定位置，所以基板100与蒸发掩膜200之间的距离越小越好。
之后，请参照图1C，提供一蒸发源300，在蒸发掩膜200的下方，此蒸发源300具有蒸发区域302a～302d。本实施例是以4个蒸发区域为例来说明，但本发明不限于此。特别是，每一个蒸发区域302a～302d对应蒸发掩膜200的一个图案区域202a～202d设置。在本实施例中，蒸发源300的蒸发区域302a是对应蒸发掩膜200的图案区域202a设置；蒸发源300的蒸发区域302b是对应蒸发掩膜200的图案区域202b设置；蒸发源300的蒸发区域302c是对应蒸发掩膜200的图案区域202c设置；蒸发源300的蒸发区域302d是对应蒸发掩膜200的图案区域202d设置。此外，在蒸发源300的各蒸发区域302a～302d内各自设置有蒸发材料306a～306d，且此些蒸发材料306a～306d不完全相同。举例来说，上述的蒸发区域302a～302c内分别设置第一颜色蒸发材料306a、第二颜色蒸发材料306b与第三颜色蒸发材料306c。第一颜色蒸发材料306a例如是红色蒸发材料、第二颜色蒸发材料306b例如是绿色蒸发材料，第三颜色蒸发材料306c例如是蓝色蒸发材料。
另外，蒸发区域302d内可设置第四颜色蒸发材料306d或者是不设置任何蒸发材料。倘若蒸发区域302d内有设置第四颜色蒸发材料306d，所述第四蒸发材料306d可以是第一颜色蒸发材料(红色蒸发材料)、第二颜色蒸发材料(绿色蒸发材料)与第三颜色蒸发材料(蓝色蒸发材料)其中之一。根据另一实施例，上述的第四蒸发材料306d可以是不同于第一颜色蒸发材料(红色蒸发材料)、第二颜色蒸发材料(绿色蒸发材料)与第三颜色蒸发材料(蓝色蒸发材料)的蒸发材料，其例如是白色蒸发材料、浅绿色蒸发材料、深红色蒸发材料或是其他颜色的蒸发材料。为了详细说明以使此领域技术人员了解本发明，本实施例是以在蒸发区域302d内有设置第四颜色蒸发材料306d(绿色蒸发材料)为例来说明。
根据本发明的一较佳实施例，为了使蒸发源300内的各蒸发区域302a～302d的蒸发材料306a～306d于蒸发过程中不彼此干扰或混杂在一起，在蒸发源300内可包括设置档板304。档板304主要是设置于蒸发源300的蒸发区域302a～302d之间。档板304的材质一般为金属，其主要是可以承受蒸发方法所需的温度为考量。另外，此蒸发源300的形式可以是点蒸发源、线蒸发源或面蒸发源。更详细来说，蒸发源300内的各蒸发区域302a～302d的蒸发材料306a～306d可以以点蒸发的形式蒸发出、以线蒸发的形式蒸发出，或者是以面蒸发的形式蒸发出。
请继续参照图1C，蒸发掩膜200设置于基板100与蒸发源300之间，进行第一次蒸发步骤，其中蒸发源300上的每一个蒸发区域302a～302d对应蒸发掩膜200上的一个图案区域202a～202d设置。在进行第一次蒸发步骤时，蒸发掩膜200与基板100组合在一起的俯视示意图如图3A所示。在图3A中，蒸发掩膜的蒸发区域202a上的图案是对应基板的区域102a设置，蒸发掩膜的蒸发区域202b上的图案是对应基板的区域102b设置，蒸发掩膜的蒸发区域202c上的图案是对应基板的区域102c设置，蒸发掩膜的蒸发区域202d上的图案是对应基板的区域102d设置。进行第一次蒸发步骤之后，在基板100上所形成的蒸发图案如图4A所示。在图4A中，在基板100的区域102a～102d中分别蒸发有红、绿、蓝、绿蒸发图案。
之后，请继续参照图1D，将基板100顺着R1方向转动90度。换言之，蒸发掩膜200与蒸发源300都固定不动，而仅将基板100转动90度。紧接着，对基板100进行第二次蒸发步骤。在进行第二次蒸发步骤时，蒸发掩膜200与基板100组合在一起的俯视示意图如图3B所示。在图3B中，蒸发掩膜的蒸发区域202a上的图案是对应基板的区域102d设置，蒸发掩膜的蒸发区域202b上的图案是对应基板的区域102a设置，蒸发掩膜的蒸发区域202c上的图案是对应基板的区域102b设置，蒸发掩膜的蒸发区域202d上的图案是对应基板的区域102c设置。进行第二次蒸发步骤之后，在基板100上所形成的蒸发图案如图4B所示。在图4B中，在基板100的区域102d、102a、102b、102c中分别蒸发有红、绿、蓝、绿蒸发图案。
之后，请继续参照图1E，将基板100顺着R2方向再度转动90度。换言之，蒸发掩膜200与蒸发源300都固定不动，而仅将基板100再度转动90度。紧接着，对基板100进行第三次蒸发步骤。在进行第三次蒸发步骤时，蒸发掩膜200与基板100组合在一起的俯视示意图如图3C所示。在图3C中，蒸发掩膜的蒸发区域202a上的图案是对应基板的区域102c设置，蒸发掩膜的蒸发区域202b上的图案是对应基板的区域102d设置，蒸发掩膜的蒸发区域202c上的图案是对应基板的区域102a设置，蒸发掩膜的蒸发区域202d上的图案是对应基板的区域102b设置。进行第三次蒸发步骤之后，在基板100上所形成的蒸发图案如图4C所示。在图4C中，在基板100的区域102c、102d、102a、102b中分别蒸发有红、绿、蓝、绿蒸发图案。
请继续参照图1F，将基板100顺着R3方向再度转动90度。换言之，蒸发掩膜200与蒸发源300都固定不动，而仅将基板100再度转动90度。紧接着，对基板100进行第四次蒸发步骤。在进行第四次蒸发步骤时，蒸发掩膜200与基板100组合在一起的俯视示意图如图3D所示。在图3D中，蒸发掩膜的蒸发区域202a上的图案是对应基板的区域102b设置，蒸发掩膜的蒸发区域202b上的图案是对应基板的区域102c设置，蒸发掩膜的蒸发区域202c上的图案是对应基板的区域102d设置，蒸发掩膜的蒸发区域202d上的图案是对应基板的区域102a设置。当进行第四次蒸发步骤之后，在基板100上所形成的蒸发图案如图4D所示。在图4D中，在基板100的区域102b、102c、102d、102a中分别蒸发有红、绿、蓝、绿蒸发图案。
图4D所示的基板100已经完成四次的蒸发步骤，且基板100的每一区域102a～102d都各自蒸发有四种蒸发材料。而由于本发明在蒸发掩膜上作特殊的图案设计并且搭配蒸发步骤的数次90度旋转的操作方式，可使得基板100的每一区域102a～102d的蒸发图案相同。因此，在继续进行图4D之后的制造步骤之后，即完成有机电致发光显示器的各膜层的制造步骤之后，即可将基板100进行切割步骤，如此可以取得4片的显示面板。换言之，根据本实施例的方法可以在同一蒸发腔室中同时进行4片有机电致发光显示面板的有机发光层的蒸发步骤。
值得一提的是，根据本发明的一实施例，依照基板100上的区域102a～102d中的像素设计的需要，当完成上述蒸发步骤之后，最后在基板100的区域102a～102d中的图案具有特殊的镜像对称关系。换言之，在区域102a中的图案与区域102c的图案具有镜像对称的关系，且在区域102b中的图案与区域102d的图案具有镜像对称的关系。
上述实施例是在四个蒸发区域中都设置蒸发材料。然，根据其他的实施例，倘若蒸发源300的第四个蒸发区域302d中未设置有蒸发材料，则此蒸发步骤可在进行图1E的步骤之后，于进行图1F的步骤时，也就是将基板100顺着R3方向再度转动90度之后，对基板100进行第四次蒸发步骤时，所述第四次蒸发步骤是对设置有蒸发材料的三个蒸发区域进行蒸发，而对应未设置有蒸发材料的第四个蒸发区域302d的基板区域则不会被蒸发上蒸发材料。
上述的实施例是以基板100上具有4个区域，蒸发掩膜200具有4个蒸发区域(N＝4)，且蒸发源300具有4个蒸发源为例来说明。然，本发明不限于此，在本发明中，上述的N＝4n，且n为0或0以上的正整数。因此根据本发明的其他实施例，基板100上可具有16个区域，蒸发掩膜200可具有16个蒸发区域(N＝42)，且蒸发源300具有4个蒸发源。如图5所示，其是根据本发明另一实施例的蒸发掩膜的示意图。在图5中，蒸发掩膜400具有图案区域402a～402d，且每一图案区域402a～402d又可进一步分为4个图案区域。以图案区域402a为例，图案区域402a内可进一步分成图案区域401a～401d。然，在此实施例中，每一图案区域402a～402d是对应蒸发源的一个蒸发区域(一种蒸发材料)，因此在同一个图案区域402a内的四个图案区域401a～401d都是对应蒸发源的一个蒸发区域(一种蒸发材料)。
而以图5的蒸发掩膜搭配如图1A至图1F所述的蒸发步骤，在基板上所形成的蒸发图案如图6所示。在图6中，基板500具有区域502a～502d，且每一区域502a～502d又可进一步分为4个图案区域。以区域502a为例，区域502a内可进一步分成区域501a～501d。类似地，图6所示的基板500是完成四次的蒸发步骤的结构。由于本发明在蒸发掩膜上作特殊的图案设计并且搭配蒸发步骤的数次90度旋转的操作方式，可使得基板500的每一区域502a～502d以及每一区域502a～502d内的区域(501a～501d)的蒸发图案相同。因此，在继续进行图6之后的制造步骤之后，即完成有机电致发光显示器的各膜层的制造步骤之后，即可将基板500进行切割步骤，如此可以取得16片的显示面板。换言之，根据本实施例的方法可以在同一蒸发腔室中同时进行16片有机电致发光显示面板的有机发光层的蒸发步骤。
综上所述，本发明的蒸发方法以及蒸发设备可在同一蒸发腔室中在一个基板上完成N个区域的蒸发，以同时完成N个显示面板的蒸发步骤。由于不需在多个蒸发腔室中转换，因此可以有效减少蒸发所需的时间进而提高产能。
在本实施例中，是将基板转动、蒸发掩膜和蒸发源都固定不动的方式进行，在实际应用上，也可以是将基板固定、转动蒸发掩膜和蒸发源的方式进行，只要是基板与转动蒸发掩膜和蒸发源间有相对的位移关系即可，本发明并不限定。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所所界定范围为准。