CN103243307B - 一种具有双旋转机构的oled镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有双旋转机构的OLED镀膜机。所述双旋转机构组成的OLED镀膜机包括机架、真空室及真空室内部配置的双旋转机构、多个钼舟和驱动双旋转机构的动力系统、钼舟通电加热系统、真空抽气系统、真空室加热系统以及由双旋转机构转速指示和控制、真空抽气系统指示和控制、钼舟通电加热指示和控制、膜层厚度指示和控制、真空室温度指示和控制、总电源指示和控制等子系统组成的仪表柜；其中双旋转机构由位于真空室内上部旋转锅形支架和位于真空室中下部的旋转筒形支架及气体扰动均化机构组成，所述旋转锅形支架和旋转筒形支架均设置有用于固定被蒸镀工件的机构，方便工件的装卸。

Description

一种具有双旋转机构的OLED镀膜机

技术领域

本发明涉及一种OLED镀膜机，本发明尤其适合于制造具有较大尺寸的OLED。

背景技术

真空蒸镀是OLED（Organic Light-Emitting Diode，即有机发光二极管）器件制备过程的主要方法之一。OLED器件需要在高真空腔室中蒸镀多层有机薄膜，薄膜的质量关系到器件质量和寿命。有机材料的蒸镀目前还存在有效使用率低（<10%）、蒸镀层上掺杂物成分不均匀性、蒸镀层厚度不均匀、蒸镀速率不稳定、真空腔容易污染等等不足之处，从而导致样片基板的镀膜均匀度达不到器件要求。

现有镀膜机工件装夹旋转机构，无论是何种形式的设备，一般仅配置一只或三只旋转锅形支架，虽然均设置有锅形支架的“公转”和“自转”系统，来提高膜层厚度均匀性，但工件装夹数量受限是固有无法克服的缺陷，而且材料是自然蒸发飘散到真空室上部锅形支架上的工件，因此材料利用率较低。现有OLED镀膜材料大部分依赖进口，价格极其昂贵，显然传统镀膜机及其工艺技术已不适合于OLED镀膜。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种镀膜材料利用率高的具有双旋转机构的OLED镀膜机。

为实现上述发明目的，本发明具有双旋转机构的OLED镀膜机可采用如下技术方案：

一种具有双旋转机构的OLED镀膜机，包括机架、真空室、多个钼舟、动力系统、钼舟通电加热系统、真空抽气系统、真空室加热系统以及仪表柜，仪表柜中包括双旋转机构转速指示和控制系统、真空抽气系统指示和控制系统、钼舟通电加热指示和控制系统、膜层厚度指示和控制系统、真空室温度指示和控制系统、总电源指示和控制系统；真空室内部配置有双旋转机构，所述双旋转机构由位于真空室内上部的旋转锅形支架和位于真空室中下部的旋转筒形支架组成，所述旋转锅形支架和旋转筒形支架均设置有用于固定被蒸镀工件的机构。

与现有技术相比，本发明本通过在OLED镀膜机真空室内设计工件双旋转机构支架，有效增加了旋转筒形支架框，充分扩大了工件装夹面积，大大增加一炉蒸镀的工件的数量；蒸发源在上述装夹机构优化设计的前提下，几乎完全被装满工件的上下两个工件旋转机构“罩”起来了，蒸发源蒸散出来的气体分子在这个大“罩子”内循环，增加了旋转支架上的工件表面碰撞的几率，提高有机材料的使用率。本发明技术对现有OLED镀膜机及镀膜工艺技术有如下几点明显改进：一是提高了膜层的合格率，比较试验约提高了15%左右；二是增加了一炉（车）的工件数量或工件总镀膜面积50～80%，尤其适合蒸镀超大面积的工件；三是镀膜材料利用率提高一倍以上。

根据本技术发明，与一般现有技术不同的是双旋转机构有两套工件支架：一套是位于真空室内上部的旋转锅形支架，可以根据产品需要采用单独一只大旋转锅形支架，也可以采用由三只同样尺寸的小锅形支架组成。当采用后一设计时不仅是三只小锅形支架连在一个“三臂”组成的支撑架上，每一条伸出的“臂”的末端连接一只小锅形支架，“三臂”另一端与一带中轴的法兰盘均等分用电焊焊接牢固。法兰盘中轴与真空室顶部的动力驱动系统连接，获得动力旋转，从而带动三只小锅形支架同步旋转，即工件支架的“公转”。在“三臂”上各自还设置有同一设计的传动小轴，小轴上的齿轮与法兰盘中轴上的齿轮啮合获得旋转动力，使得三只小锅形支架在“公转”同时产生“自转”；另一套是由位于沿真空室内周边设置的旋转筒支架组成。三臂末端向下延伸且与旋转筒支架牢固连接，即旋转筒形支架是悬挂在“三臂”组成的整个支撑架上，与三只小锅形支架同步旋转。所以，“双旋转机构”含意有三层：一是有两套旋转机构，即两套工件支架合二为一的共同旋转；二是指气体扰动系统既有“公转”也有“自转”；三是本申请优选采用三只小锅支架的方案，也是既有“公转”也有“自转”。

所述旋转锅形支架和旋转筒形支架无论何种设置均具有用于固定被蒸镀工件的机构，且方便工件的装卸。所述旋转锅形支架和旋转筒形支架相对位置的设置，即旋转锅形支架的下边沿（锅边）与旋转筒形支架的上边沿（筒上部周边）距离的大小与调整非常关键。基于兼顾工件装卸便捷和工件膜层均匀（给蒸镀材料加热时常突然蒸发太快造成瞬态气体分子浓度太高且不均匀的情况，出现这种情况旋转锅和旋转筒有一定相对距离，部分材料气体分子可通过此处空隙弥漫飘向真空室壁而驻留下来）两点原因，所以留有30～50mm的间隔距离。

根据本发明，进一步提供了一种蒸镀气体的扰动均化装置和应用方法，即在所述双旋转机构之一的旋转筒形支架上设置有至少一个气体扰动均化机构。每个气体扰动均化机构均由小圆锥轮、轴、轴承座及旋转叶片构成一个气体扰动总成；轴承座水平设置在所述的旋转筒支架中间靠下部的位置，且通过三支下垂杆或旋转筒形支架框边上预制的垂直长孔来固定，并可根据镀膜工艺控制的需要来调节上下位置，即调整气体扰动均化的点，达到在合理的位置实施扰动；在所述的气体扰动均化机构配置数量＞1的情况下，按照其支架筒圆周角度均等分安装，并在圆筒支架框高度上设计上中下三个安装位置，即圆周上角度均布，高度根据需要可调，达到对蒸发材料分子气体充分扰动均化之目的，以满足镀膜层成分及厚度的一致性，提高OLED照明产品的光电特性。

在所述真空室沿内圆周边水平设置有一直径的圆锥形齿轮，与所述的至少一个气体扰动均化机构的小圆锥形齿轮啮合，在所述双旋转机构的动力系统的驱动下，旋转筒形支架产生旋转时，啮合齿轮带动至少一个气体扰动均化机构的叶片旋转扰动气体，即所谓“自转”扰动。

在所述的小圆锥形齿轮直径和齿牙数量增加或者减小时，在“公转”速度不变的前提下可以减小或增加“自转”速度。并且在所述的小圆锥形齿轮通过延伸臂或旋转筒支架框上预制的垂直孔来调整至少一个气体扰动均化机构的水平高度，满足蒸发材料分子气体充分扰动均化之目的。

本申请发明技术设置的至少一个气体扰动均化机构，可分布在靠近蒸发源钼舟之上的上上下下的不同位置，不仅仅是可以对蒸发出来的材料气体分子扰动均化，而且还有加速材料气体分子向工件表面运动的作用，增加气体分子碰撞工件表面的动能，提高一次性或再次性碰撞驻留在工件表面的几率，在保证膜层厚度均匀的前提下提高材料的利用率，减缓各种不同的材料气体对真空室腔体的污染。

附图说明

图1是示出了根据本发明的双旋转机构在真空室内布置示意图。

图2是示出了根据本发明实施例的气体均化扰动机构的示意图。

图3是示出了根据本发明实施例的工件旋转筒支架上装配一套气体扰动机构总成的示意图。

图4a、图4b和图4c是示出了根据本发明优选实施例的3个气体均化扰动机构总成装配在旋转筒支架上以及气体均化扰动机构总成在旋转筒支架上高度位置调整的示意图。

图5是示出了根据本发明实施例的真空室内沿其周边水平安装的大直径圆锥形齿轮的示意图。

图6a及图6b是示出了根据本发明实施例的气体均化扰动机构的小圆锥形齿轮的直径增加或减小后与大直径圆锥齿轮啮合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1为根据本发明的双旋转机构1在真空室内布置示意图。本实施例采用了一种由双旋转机构1组成的OLED镀膜机。这款OLED镀膜机包括机架、真空室30及真空室30内部配置的双旋转机构1、多个钼舟40和驱动双旋转机构的动力系统、钼舟通电加热系统、真空抽气系统、真空室加热系统以及由双旋转机构1转速指示和控制、真空抽气系统指示和控制、钼舟40通电加热指示和控制、膜层厚度指示和控制、真空室温度指示和控制、总电源指示和控制等子系统组成的仪表柜（图上未示出与本申请发明技术实施例描述说明关联度不大的构件，即本实施例说明中有名称而无标序号的部件）。

根据本技术发明，双旋转机构1的基础部件由两套工件支架1-1、1-2构成：一套是位于真空室内上部的旋转锅形支架1-1，可以根据产品需要采用单独一只大旋转锅形支架（图未示出），也可以采用由三只同样尺寸的小旋转锅形支架1-1组成；当采用后一设计时不仅是三只小旋转锅形支架连在一个三支支撑臂1-11组成的支撑架上，每一条延伸的支撑臂1-11的一端连接一只小旋转锅形支架1-1，三支支撑臂1-11另一端共同与一带中轴100的法兰盘102外原边均等分用电焊焊接牢固；法兰盘102和中轴100与设置在真空室顶部内的旋转机构1的驱动动力系统连接，获得动力旋转，从而带动三只小旋转锅形支架1-1同步旋转，即工件支架1-1、1-2的同步“公转”；在三支支撑臂1-11上各自还设置有同一设计的传动轴杆1-12，轴杆1-12两端分别设置有锥齿轮121和蜗轮122，锥齿轮121与法兰盘中轴100上的驱动齿轮101啮合获得旋转动力，使得三只小旋转锅形支架1-1在“公转”时“自转”；通过改变蜗杆1-12上螺纹和蜗轮122螺纹方向，可实现锅形支架逆时针或顺时针转动。另一套由位于真空室30中下部沿其内圆周边设置的旋转筒形支架1-2组成。特征是由三支支撑臂1-11末端111延伸支撑杆112用螺杆螺母113与旋转筒形支架1-2牢固连接，即旋转筒形支架1-2是悬挂在支撑臂1-11组成的整个支撑架上，与三只小旋转锅形支架1-1同步旋转。

所述旋转锅形支架1-1和旋转筒形支架1-2无论何种设置均具有用于固定被蒸镀工件的机构1-13、1-23，且方便工件的装卸。所述旋转锅形支架1-1和旋转筒形支架1-2保有相对位置，即旋转锅形支架1-1的下边沿（锅边）与旋转筒形支架1-2的上边沿（筒上部周边）留有30～50mm的间隔距离h。这是基于便于工件装卸和工件膜层均匀两点原因。前一种原因比较好理解，是留一个工件装卸操作距离；后一种是因为给蒸镀材料加热时常突然蒸发速率太快造成瞬态材料气体分子浓度太高且不均匀的情况，出现这种情况旋转锅形支架1-1和旋转筒形支架1-2之间有一定相对距离h，部分材料气体分子可通过此处空隙弥漫飘向真空室壁而驻留下来，减缓这种不良材料气体驻留在工件表面形成膜层的几率。

如图3所示，根据本发明进一步提供了一种材料蒸发气体的扰动均化装置2和应用方法，即在所述双旋转机构1之一的旋转筒形支架1-2上设置了一套气体扰动均化机构总成20，根据OLED镀膜技术与工艺的需要可以设置有N套气体扰动均化机构总成20。如图2所示，每个气体扰动均化机构20均由小圆锥齿轮2-1、轴2-2、轴承装置2-3及旋转叶片2-4构成一个气体扰动总成20；如图4a所示，三套扰动总成20均布在旋转筒形支架1-2上；如图4b、图4c所示，轴承装置2-3水平安装在所述的旋转筒形支架1-2中间靠下部的位置，且通过下垂杆112或旋转筒支架1-2框架上预制的垂直长孔1-22来固定，并可根据镀膜工艺控制的需要来调节每个气体扰动均化机构2在旋转筒下垂杆112支架1-2上下高度位置，达到在合理的位置实施扰动。

如图5所示，进一步的，在所述真空室30沿内圆周边301用三角形托架3-1水平设置有一大直径的圆锥齿轮3。如图4a、图4b所示，在所述的小圆锥齿轮2-1与大直径的圆锥齿轮3啮合，在旋转筒形支架1-2“公转”时，同时实现叶片2-4旋转，即所谓“自转”。

如图6a、图6b所示，在所述的小圆锥形齿轮直径和齿牙数量增加或者减小时，在“公转”速度不变的前提下可以减小或增加“自转”速度。并且小圆锥形齿轮通过延伸臂或旋转筒支架框上预制的垂直孔来调整N个气体扰动均化机构的水平高度，满足蒸发材料分子气体充分扰动均化之目的。

Claims (6)

1.一种具有双旋转机构的OLED镀膜机，包括机架、真空室、多个钼舟、动力系统、钼舟通电加热系统、真空抽气系统、真空室加热系统以及仪表柜，仪表柜中包括双旋转机构转速指示和控制系统、真空抽气系统指示和控制系统、钼舟通电加热指示和控制系统、膜层厚度指示和控制系统、真空室温度指示和控制系统、总电源指示和控制系统；其特征在于：真空室内部配置有双旋转机构，所述双旋转机构由位于真空室内上部的旋转锅形支架和位于真空室中下部的旋转筒形支架组成，所述旋转锅形支架和旋转筒形支架均设置有用于固定被蒸镀工件的机构；

在所述的双旋转机构之一的旋转筒形支架上设置有至少一个气体扰动均化机构总成，所述的气体扰动均化机构包括小圆锥齿轮、轴、轴承座及旋转叶片，小圆锥齿轮、轴承座及旋转叶片均连接在所述的轴上；

在所述的气体扰动均化机构的小圆锥齿轮与所述的真空室沿其内圆周水平设置的大直径的圆锥齿轮啮合，且在所述的驱动双旋转机构的动力系统的驱动下使旋转筒形支架产生旋转，即所谓“公转”时；上述的齿轮啮合带动气体扰动均化机构总成的轴及固定在轴上的叶片旋转，即所谓“自转”；

所述的旋转锅形支架上设有支撑臂，支撑臂向下延伸并悬挂所述的旋转筒形支架。

2.根据权利要求1所述的具有双旋转机构的OLED镀膜机，其特征在于：所述的旋转锅形支架上的支撑臂及向下延伸数量为三根，且所述的旋转筒形支架固定在三根延伸支撑臂的下方。

3.根据权利要求1所述的具有双旋转机构的OLED镀膜机，其特征在于：所述的至少一个轴承座固定在所述的旋转筒形支架上，且按照圆周角度均布。

4.根据权利要求1所述的具有双旋转机构的OLED镀膜机，其特征在于：在所述真空室中下部沿其内圆周水平设置一大直径的圆锥齿轮。

5.根据权利要求1所述的具有双旋转机构的OLED镀膜机，其特征在于：改变所述的小圆锥齿轮直径和齿牙数量，在“公转”速度不变的前提下可以减小或增大“自转”速度。

6.根据权利要求5所述的具有双旋转机构的OLED镀膜机，其特征在于：通过在所述的三根下垂延伸臂或旋转筒形支架框架上预制的垂直孔来调整气体扰动均化机构总成设置在旋转筒上的水平高度，以满足气体扰动均化的要求。