CN101838790A

CN101838790A - 一种蒸发设备

Info

Publication number: CN101838790A
Application number: CN 201010191980
Authority: CN
Inventors: 涂爱国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: CN101838790B

Abstract

本发明公开了一种蒸发设备，其特征在于，该蒸发设备包括：(a)至少一个蒸发源，能够加热使源材料气化产生源材料的蒸气；(b)一个与蒸发源连接的盒子，该盒子具有线性出口，引导盒子中的蒸气流到衬底上；(c)阻止材料沉积在所述盒子和导管的内壁上的加热部件；(d)外壳和分布在盒子和蒸发源周围的冷却管。该蒸发设备具有可以实现大面积均匀成膜的优点，并且容易实现均匀混合蒸镀两种或多种材料，能够加快薄膜沉积速率，提高材料利用率。

Description

一种蒸发设备

技术领域

本发明涉及用于蒸镀的蒸发设备。

背景技术

有机电致发光器件（OLED）目前广泛运用的结构为多层次的有机膜，分别作为电子空穴传输及发光层。其外部并为透明电极氧化铟锡(ITO)作为阳极，与另一金属阴极形成三明治结构，将有机材料包夹于两电极中。量产的过程中首先是常是以溅镀方式将氧化铟锡(ITO)沉积于玻璃基板，而后以氧气等离子体处理其表面，如此做法可提高氧化铟锡(ITO)的功函数使元件运作时空穴更容易注入有机层，可降低操作电压，并提高元件发光效率。完成阳极表面处理后便可进行有机材料的沉积。小分子沉积方式主要分为真空热蒸镀（VacuumThermalEvaporation，VTE）及有机气相沉机沉积技术（OrganicVaporPhaseDeposition，OVPD），主要可分为点蒸镀源(PointSource)、线蒸镀源(LinearSource)和有机气相沉积（OVPD）。

其中，有机气相蒸发系统因为需要巨大的热量来使材料保持气相状态，然后沉积在衬底上。目前虽有个别公司取得授权，但是量产的OLED还是用真空热蒸发的方法，在进入大型化量产及考量营运成本的状况下，真空热蒸镀也出现了应用上的限制，例如成膜的均匀性会受到蒸镀源面积的局限而出现均匀度不佳的情形，此种现象将随玻璃基板面积增大而更加严重。此外，还有材料的使用率，蒸镀速率等问题。普通热蒸发源（点源）由于均匀性，只能做到3.5代线，即基板尺寸小，很难实现大面积。因此解决大面积均匀性这个瓶颈是蒸发镀膜的一个难点。为此在一些专利文献中也提出了用于提高镀膜效率、质量的技术，例如在美国专利6,367,414中公开了一种于涂覆衬底的线性(缝隙)沉积装置，该装置包括一个充满源材料的源盒，用于升华或蒸发源材料的加热元件，一个将源盒中的源材料蒸汽引导至衬底的狭缝，一具有多个孔的流动限制挡板安装在源材料和之衬底间用于限制和引导蒸气流，一个可选的浮动挡板被安装在源材料的表面用于进一步限制蒸气流，从而大大隐去源物质的飞溅。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种可以实现大面积蒸镀，并具有较好蒸镀速率的蒸发源和蒸发设备。

本发明的技术方案如下：

一种蒸发设备，其特征在于，该蒸发设备包括：

（a）至少一个蒸发源，能够加热使源材料气化产生源材料的蒸气；

（b）一个与蒸发源连接的盒子，该盒子具有线性出口，引导盒子中的蒸气流到衬底上；

（c）阻止材料沉积在所述盒子的内壁上的加热部件；

（d）外壳和分布在盒子和蒸发源周围的冷却管。

本发明的附加技术方案如下：

优选地，盒子内部具有与蒸发源连接的导管，导管上分布有孔洞。

优选地，导管上的孔洞不指向线性开口方向。

优选地，盒子与蒸发源通过连接导管连接，连接导管外部具有加热部件。

优选地，盒子上还连接有惰性气体导管，导管上具有孔洞，并在导管外具有对气体加热的部件。可以通入惰性气体进一步使蒸发材料的蒸气分散均匀。

优选地，线性出口上连接有一个用来控制蒸发出蒸气方向的线性喷嘴。

优选地，喷嘴上有小线性开口，喷嘴直接贴近基板。通过控制基板和喷口上的小线性开口的精确对位，来实现精确蒸发镀膜。进一步节约原材料和避免大尺寸时掩膜受重力形变的问题。

优选地，线性开口上方有一个挡板。可以调节蒸发材料是否沉积于衬底上。

优选地，蒸发源与导管之间有连接部件。方便取下装料。（具体如氧气减压阀的链接方法）

优选地，还包括一个用来固定线性蒸发设备的架子，包括绝热部分和冷却外壳（系统），冷却外壳布置在绝热部分的外边。

本发明的有益效果如下：先把需要蒸发的材料转化为材料的蒸气，而后在盒内均匀蒸气的分布，通过这两个步骤，可以极大地减少材料沉积在真空腔壁上，从而提高材料的利用率。并且，可以实现大面积均匀蒸发镀膜和容易实现几种材料的均匀混合蒸镀和快速镀膜。通过合理设计盒子中气体导管上的空洞分布，实现在线性开口上的材料蒸汽均匀分布，能够实现适应于不同基板尺寸的的盒子和线性开口长度，从而实现大面积均匀镀膜。本发明还可以通过用几个蒸发源连接于盒子，其中蒸发源中可以蒸发不同材料并实现均匀混合蒸发镀膜，其中几个蒸发源中使用同种材料以加快镀膜速率。另外，当一个蒸发源和盒子连接时，如果加热太快，会出现材料喷发，因此蒸发速率收到限制，多个蒸发源和盒子连接时，如有两个或以上使用同种材料就可以加速沉积速率，提高生产效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1本发明实施例蒸发设备的示意图。

图2是图1所示蒸发设备的侧视剖视图。

具体实施方式

本发明的具体实施例，如图1和图2所示，一种蒸发设备，包括：

（a）一个蒸发源5，能够加热使源材料气化产生源材料的蒸气；

（b）一个与蒸发源5通过导管3连接的盒子8，该盒子8具有线性出口1，线性出口1引导盒子8中的蒸气流到衬底上；

（c）阻止材料沉积在所述盒子8的内壁上的加热部件4；

（d）两层外壳11、12和分布在盒子8和蒸发源5周围的冷却管10。

在上述实施例的中，外壳可以为一层；在盒子8内部具有与蒸发源5连接的导管2，导管2上分布有孔洞6，以使蒸气在线性出口1狭缝方向分布均匀，其中孔洞6不指向线性开口1方向，以使蒸气在盒子里充分均匀；连接盒子8与蒸发源5的导管3外部具有加热部件4，以防止蒸气在导管3上沉积；优选地，盒子8上还连接有惰性气体导管7，导管7上具有孔洞，并具有气体加热部件，可以通入惰性气体进一步使蒸发材料的蒸气分散均匀。为了进一步的分散气体，可以在盒子8里导管2上方加一个多孔挡板进一步分散气体。

如图2中所示的，在线性出口1上还可连接有一个用来控制蒸发出蒸气方向的线性喷嘴9。

优选地，线性开口1上方可以设有一个挡板，可以调节蒸发材料是否沉积于衬底上。

上述实施例中的惰性气体可以是氮气。

上述实施例中，可以将盒子8内的导管2与盒子8相连，以使盒子8的热量能传到导管2，避免材料在导管2处沉积。

上述实施例中可以在盒子与蒸发源之间设有流量计，来监测气体的流量。

在蒸镀OLED发光层时，由于红绿蓝三色像素是通过掩膜，这意味着有三分之二的材料将镀在掩膜上而浪费掉。常用的方式是基板在上，掩膜固定在基板附近，蒸发源在下方。随着（玻璃）基板尺寸的增大，掩膜也随之增大，但来的严重问题是掩膜由于受到重力作用发生形变，影响像素图形。因此，在本发明的上述实施例的基础上，可以进一步的在线性出口1上连接有一个用来控制蒸发出蒸气方向的线性喷嘴9，并对喷嘴9进行改进，如下：喷嘴上设计适合于像素的小线性开口，喷嘴直接贴近基板（如传统基板和掩盖之间的距离）通过控制基板和喷口上的小线性开口的精确对位，来实现精确蒸发镀膜。进一步节约原材料和避免大尺寸时掩膜受重力形变的问题。（简单而言，就是将掩膜的部分功能和喷嘴功能整合到一起，或者喷嘴相当于一次掩膜，将红绿蓝像素区域之一作为一个整体蒸镀。进一步的，线性开口的喷嘴还可以直接设计为单个子像素图案的集合，以达到对基板一片一片的蒸镀，即镀好一片后再移动基板和喷嘴的相对位置。

在上述实施例中的蒸发源5与导管3之间可以通过连接部件连接，方便取下装料。（具体如氧气减压阀的链接方法）

上述的线性蒸发装置，可以还增加一个用来固定线性蒸发装置的架子，包括绝热部分和冷却外壳（系统），冷却外壳布置在绝热部分的外边。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种蒸发设备，其特征在于，该蒸发设备包括：

（c）阻止材料沉积在所述盒子的内壁上的加热部件；

（d）外壳和分布在盒子和蒸发源周围的冷却管。

2.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于：盒子内部具有与蒸发源连接的导管，导管上分布有孔洞。

3.根据权利要求2所述的蒸发设备，其特征在于：导管上的孔洞不指向线性开口方向。

4.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于：盒子与蒸发源通过连接导管连接，连接导管外部具有加热部件。

5.根据权利要求1至4之一所述的蒸发设备，其特征在于：盒子上还连接有惰性气体导管，导管上具有孔洞，并在导管外具有对气体加热的部件。

6.根据权利要求1至4之一所述的蒸发设备，其特征在于：线性出口上连接有一个用来控制蒸发出蒸气方向的线性喷嘴。

7.根据权利要求6所述的蒸发设备，其特征在于：喷嘴上有小线性开口，喷嘴直接贴近基板。

8.根据权利要求1至4之一所述的蒸发设备，其特征在于：线性开口上方有一个挡板。

9.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于：蒸发源与导管之间有连接部件。

10.根据权利要求1所述的蒸发设备，其特征在于：还包括一个用来固定线性蒸发设备的架子，包括绝热部分和冷却外壳，冷却外壳布置在绝热部分的外边。