CN103762310A - 衬底预处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种衬底预处理设备，包括衬底预处理室和自动控制系统。在本发明提供的衬底预处理设备中，真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块等各模块通过收集衬底预处理室内各项参数信号，并将各项参数信号发送给控制总机，所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号，并将该反馈信号反馈给相应的控制模块，相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件，如抽真空设备、进气装置、衬底平台等进行自动调控，实现衬底预处理的自动控制，不仅节省了大量人力，更重要的是能够实现对衬底预处理过程的有效监测，从而能够实现衬底预处理精度、品质和速度的提高。

Description

衬底预处理设备

技术领域

本发明属于真空蒸镀技术领域，尤其涉及一种衬底预处理设备。

背景技术

在过去十年里，有机发光二极管、有机太阳能电池和有机薄膜晶体管等有机光电器件得到了学术界与企业界的广泛关注。经过科研人员的不断努力，有机光电器件的相关技术得到了长足的发展，有机光电器件产业正在迅速形成并不断成熟和壮大。同时，国际国内市场对高性能、高品质有机光电器件的需求正在与日俱增。令人欣慰的是，我国在有机光电器件领域的基础研究非常扎实，材料合成与器件设计的理念与国际一流水平基本同步，甚至在某些具体方面具有一定的优势。可惜的是，国内的相关研发项目一直没有给予器件制备工艺足够的重视，从而导致我国的有机光电器件制造装备研发进展缓慢，其相关产业的规模和能力与我国庞大的有机光电器件产业不匹配，无法满足这一新兴产业对制造装备的需求。因而，我国有机光电器件的研发与推广长期依赖从国外进口相关制造装备，这一困局严重制约了我国有机光电器件产业全面均衡发展。

长期以来，困扰我国有机光电器件制造装备产业成长与发展的一个重要问题是欠缺衬底预处理设备及相关工艺技术。没有精密的、可靠的衬底预处理设备与工艺技术作保障，就无法获得高品质、高性能的有机光电器件。通常，衬底预处理是通过在真空氛围下对衬底进行等离子轰击或紫外臭氧处理来提高衬底表面的清洁度和平整度，甚至提高衬底的表面功函数和活性。近年来，欧美日韩等国家都在积极研发有机光电器件制造装备，其中美国科特莱斯科公司、德国布劳恩公司、日本索尼/松下公司、韩国三星公司都已经推出自主设计的适用于产业化的衬底预处理设备，并且普遍已经实现了自动化控制。目前，国产的衬底预处理设备缺少对衬底预处理过程的有效监测与自动控制，在具体的操作过程中需要依赖技术人员的经验和感觉，从而造成衬底预处理进程精度较低、损耗严重；同时，由于无法自动控制衬底预处理进程，导致不同批次器件的性能存在很大的差异。另外，由于缺少精密的对接与传送技术，衬底预处理过程非常缓慢无法实现大规模量产，满足不了日益增长的产业化需求。

综上所述，如何提供一种衬底预处理设备，以实现对衬底预处理过程的有效监控，进而实现在提高有机光电器件性能、品质和制备速度的同时减少制造工艺对不同批次器件性能造成的偏差，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衬底预处理设备，本发明提供的真空预处理设备能够实现自动控制衬底的预处理过程，提高衬底预处理的精密度，从而提高有机光电器件的性能。

本发明提供了一种衬底预处理设备，包括衬底预处理室和自动控制系统；

所述衬底预处理室包括：

腔体；

与所述腔体相通的抽真空设备；

与所述腔体相通的进气装置；

相对设置在所述腔体内的第一电极和第二电极；

与所述第一电极和第二电极相连通的稳压电源；

设置在所述第一电极和第二电极之间的衬底平台；

与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统，所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接；

所述自动控制系统包括：控制总机，分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块；其中，

所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空设备；

所述气体流量控制模块用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置；

所述电源控制模块用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述电压信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源；

所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台；

所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。

优选的，所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块，所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号，并将所述反馈信号发送给相应模块。

优选的，所述衬底预处理室内还设置有烘烤照明灯；

所述自动控制系统还包括烘烤控制模块，所述烘烤控制模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制烘烤照明灯。

优选的，所述抽真空设备包括：通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵；

所述真空系统控制模块包括：分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块；

所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机；

所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制机械泵或分子泵。

优选的，所述衬底平台控制模块包括分别与控制总机相连的高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块，所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号，并将所述高度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号，并将所述位置信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号，并将所述温度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号，并将所述转速信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台。

优选的，还包括与控制总机相连的工作模式切换模块，所述工作模式切换模块用于通过控制总机发送切换信号进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。

优选的，所述衬底预处理室包括设置在进气装置与腔体之间的管路上的阀门；

所述自动控制系统包括与所述控制总机相连的阀门监控模块，所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。

优选的，所述气体流量控制模块包括分别与所述控制总机相连的氧含量探测器和气体流量监控模块；

所述氧含量探测器用于采集所述腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机；

所述气体流量监控模块用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置。

与现有技术相比，本发明提供的衬底预处理设备，包括衬底预处理室和自动控制系统；所述衬底预处理室包括：腔体；与所述腔体相通的抽真空设备；与所述腔体相通的进气装置；相对设置在所述腔体内的第一电极和第二电极；与所述第一电极和第二电极相连通的稳压电源；设置在所述第一电极和第二电极之间的衬底平台；与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统，所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接；所述自动控制系统包括：控制总机，分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块；其中，所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空设备；所述气体流量控制模块用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置；所述电源控制模块用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述电压信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源；所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台；所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。

在本发明提供的衬底预处理设备中，真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块等各模块通过收集衬底预处理室内真空度、氧含量、电压、衬底平台位置、衬底平台高度、衬底平台温度和衬底平台转速等各项参数信号，并将各项参数信号发送给控制总机，所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号，并将该反馈信号反馈给相应的控制模块，相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件，如抽真空设备、进气装置、衬底平台等进行自动调控，实现衬底预处理的自动控制，不仅节省了大量人力，更重要的是能够实现对衬底预处理过程的有效监测。同时，本发明提供的衬底预处理设备中，各控制模块与控制总机相互作用，实现了对衬底预处理过程中真空度、氧含量、衬底温度等参数的精密监测和控制，在提高衬底预处理质量的基础上，实现衬底预处理的精度和速度的提高，从而提高有机光电器件的性能，减少不同批次器件的性能偏差。

附图说明

图1为本发明实施例提供的衬底预处理室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的有机材料真空蒸镀设备的自动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种衬底预处理设备，包括衬底预处理室和自动控制系统；

所述衬底预处理室包括：

腔体；

与所述腔体相通的抽真空设备；

与所述腔体相通的进气装置；

相对设置在所述腔体内的第一电极和第二电极；

与所述第一电极和第二电极相连通的稳压电源；

设置在所述第一电极和第二电极之间的衬底平台；

与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统，所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接；

所述自动控制系统包括：控制总机，分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块；其中，

所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空设备；

所述气体流量控制模块用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置；

所述电源控制模块用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述电压信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源；

所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台；

所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。

在本发明提供的衬底预处理设备中，真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块等各模块通过收集衬底预处理室内真空度、氧含量、电压、衬底平台位置、衬底平台高度、衬底平台温度和衬底平台转速等各项参数信号，并将各项参数信号发送给控制总机，所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号，并将该反馈信号反馈给相应的控制模块，相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件，如抽真空设备、进气装置、衬底平台等进行自动调控，实现衬底预处理的自动控制，不仅节省了大量人力，更重要的是能够实现对衬底预处理过程的有效监测。同时，本发明提供的衬底预处理设备中，各控制模块与控制总机相互作用，实现了对衬底预处理过程中真空度、氧含量、衬底温度等参数的精密监测和控制，在提高衬底预处理质量的基础上，实现衬底预处理的精度和速度的提高，从而提高有机光电器件的性能，减少不同批次器件的性能偏差。

本发明提供的衬底预处理设备包括衬底预处理室和自动控制系统，其中，衬底预处理室实现对衬底的预处理，自动控制系统实现对衬底预处理过程的自动控制。

在本发明中，所述衬底预处理室包括：

腔体；

与所述腔体相通的抽真空设备；

与所述腔体相通的进气装置；

相对设置在所述腔体内的第一电极和第二电极；

与所述第一电极和第二电极相连通的稳压电源；

设置在所述第一电极和第二电极之间的衬底平台；

与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统，所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接。

参见图1，图1为本发明实施例提供的衬底预处理室的结构示意图，其中，1为腔体，2为与腔体1相通的抽真空设备，3为设置在腔体内的第一电极，4为与第一电极3相对设置的第二电极，5为与腔体1相通的进气装置，6为真空计，7为氧含量探测器，8为设置在第一电极3和第二电极4之间的衬底平台，9为设置在腔体1内的烘烤照明灯，10为用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统。

在本发明中，所述衬底预处理室包括腔体1，腔体1为衬底预处理提供场所，可以为圆柱体腔体或者长方体腔体，其材质可以为不锈钢或者其他金属材料，本发明对其并无特殊限制；本发明对其尺寸也无特殊限制，根据需要进行调整即可。在本发明其他实施例中，腔体1上还设置有透明观察窗，用于观察腔体1内的情况。

所述衬底预处理室还包括与腔体1相同的抽真空装置2，其用于对腔体1抽真空。抽真空装置2包括通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵，其中，机械泵作为分子泵的前级泵，用于预抽真空，当真空度达到100Pa时，由分子泵继续进行抽真空处理。在本发明中，机械泵可以为真空机械泵，其抽速至少为4L，优选采用既能够保证抽速又具有良好静音、散热性能的真空机械泵；分子泵可以为真空分子泵，其功率不低于600W，优选采用既能够保证抽速又具有良好静音、散热性能的真空分子泵。机械泵阀门和分子泵阀门均可以选用能够精密控制抽真空速率的电磁阀、闸板阀、真空针阀或微调阀等。在本发明中，机械泵和分子泵可以通过两个通道与腔体1相连通，也可以通过一个通道与腔体1相连通；在通过一个通道与腔体1相连通时，机械泵和分子泵也可以共用一个阀门，本发明并无特殊限制。

本发明还可以分别在机械泵阀门口和分子泵阀门口安装传感器，用于探测机械泵阀门或分子泵阀门的开关状态，同时可以采用气动或电动装置实现机械泵阀门和分子泵阀门的自动开关。

所述衬底预处理室还包括相对设置在腔体内的第一电极3和第二电极4，以及与所述第一电极3和第二电极4相连通的稳压电源（未在图中示出）；第一电极3和第二电极4分别为阴极和阳极，在适当的气压下，在稳定电压的作用下产生电场，使腔体内的气体成为等离子态，从而实现对衬底平台上衬底的等离子预处理。本发明对所述第一电极3和第二电极4在腔体内的位置没有特殊限制，能够产生并保持足够的电场即可，第一电极3和第二电极4优选为平面电极。本发明对所述稳压电源也没有特殊限制，优选为数字化稳压电源。

所述衬底预处理室还包括与腔体1相通的进气装置5，进气装置5的作用在于向腔体1内注入氧气、空气或者其他气体，在高电压低气压的条件下电离形成等离子体，在第一电极3和第二电极4之间高速运动，从而实现对衬底的等离子预处理。在本发明中，在进气装置5与腔体1相通的管路上还可以设置阀门，实现对进气气体流量的控制。在本发明中，可以设置多个进气装置和多个进气管路，以实现不同气体在腔体1内的混合，参见图1，其中，51为第一进气口，52为第二进气口，不同的气体分别通过第一进气口51和第二进气口52进入腔体1内。

在本发明中，衬底平台8设置在第一电极3和第二电极4之间，用于安放生长薄膜的衬底。衬底平台8包括与腔体1内壁相连的支撑装置和与支撑装置相连的载物平台，支撑装置可自由伸缩，从而调整载物平台的高度；支撑装置可移动，从而调节载物平台的位置；载物平台可以支撑装置为轴进行旋转，从而带动衬底旋转。衬底平台8还包括加热装置，该加热装置可对衬底平台8上的载物平台进行加热，为衬底的预处理提供适宜的温度。

在本发明中，所述衬底预处理室还包括与腔体1相通的机械传送交接系统10，所述机械传送交接系统10在腔体1内与衬底平台8相连，用于将衬底输送至衬底平台8处，并将衬底安放于衬底平台8上或者将经过预处理的衬底与衬底平台8分离并输送出腔体1。在本发明中，所述机械传送交接系统包括机械传送带和驱动电机，此时，腔体1上设置有传送通道，用于机械传送带的进出。机械传送带在驱动电机的作用下将衬底由腔体1外输送至腔体1的衬底平台8处，并将衬底安放于衬底平台上。当预处理完成后，衬底平台8上的衬底经由机械传送带输出腔体1进行下一步处理。

所述腔体1内还设置有烘烤照明灯9，烘烤照明灯9的作用在于对衬底烘烤，以去除衬底中的溶剂等。本发明对所述烘烤照明灯9的位置没有特殊限制，可以设置在第二电极4和第一电极3之间，实现对衬底的烘烤处理。

本发明提供的衬底预处理设备还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括：控制总机，分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块；其中，

所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空设备；

所述气体流量控制模块用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置；

所述电源控制模块用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述电压信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源；

所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台；

所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。

参见图2，图2为本发明实施例提供的衬底预处理设备的自动控制系统的结构示意图，其中，101为控制总机，102为与所述控制总机相连的真空系统控制模块，103为与所述控制总机相连的气体流量控制模块，104为与所述控制总机相连的电源控制模块，105为与所述控制总机相连的衬底平台控制模块；106为与所述控制总机相连的传送交接控制模块。

所述自动控制系统包括控制总机1，控制总机1可以为人机交互界面，可以进行衬底预处理过程中各工艺参数和蒸镀程序的设置，也可以接收上述各控制模块采集并发送的信号，并根据预设的工艺参数和预处理程度对接收到的信号进行处理生成反馈信号，并将各反馈信号发送给相应的控制模块，从而实现对衬底预处理过程的自动控制。

所述自动控制系统包括真空系统控制模块102，真空系统控制模块102用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发给控制总机101，控制总机接收所述真空度信号后，根据预设的抽真空程序以及真空度对该信号进行处理，并生成反馈信号发送给真空系统控制模块102；真空系统控制模块102接收该反馈信号后，依据该反馈信号控制抽真空设备，例如控制抽真空设备的开启与关闭。

真空系统控制模块102包括分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块；

所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机；

所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空装置。

在本发明中，真空计6可以设置在腔体1内部，用于采集腔体1内的真空度信号。真空计可以采用复合真空计、电离真空计或石英真空计等能够在低真空和高真空区间自动切换并实现真空度信号数字化的真空计。所述真空计采集腔体1内的真空度信号后，将其发送给控制总机1，控制总机1接收该真空度信号，并根据预设的真空度信号进行处理后生成反馈信号，然后将该反馈信号发送给抽真空控制模块；所述抽真空控制模块接收所述反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空装置。

当抽真空设备包括通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵时，所述抽真空控制模块根据接收到的反馈信号分别控制所述机械泵和分子泵的开启与关闭，例如，当腔体1内真空度较低时，开启机械泵进行抽真空；当真空度降低至100Pa时，关闭机械泵，开启分子泵进行抽真空。

在本发明中，所述气体流量控制模块103用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，所述控制总机接收该氧含量信号，并根据所述氧含量信号和预设的氧含量生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给气体流量控制模块，气体流量控制模块接收到所述反馈信号，并根据所述反馈信号控制进气装置，例如增大或者减少气体流量。

在本发明中，所述气体流量控制模块包括分别与所述控制总机相连的氧含量探测器和气体流量监控模块；

所述氧含量探测器用于采集所述腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机；

所述气体流量监控模块用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置。

所述氧含量探测器7设置在腔体1内部，用于采集腔体1内的氧含量信号。氧含量探测器优选固定在进气装置的进气口内侧，用于检测进气的氧含量信号。所述氧含量探测器7采集腔体1内的氧含量信号后将其发送给控制总机101，控制总机101接收该氧含量信号，并根据预设的氧含量对所述氧含量信号进行处理后生成反馈信号，然后将该反馈信号发送给气体流量监控模块；所述气体流量监控模块接收所述反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置。

在本发明中，所述电源控制模块104用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，所述控制总机接收所述电压信号，并根据预设的电压以及所述电压信号生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给所述电源控制模块104；所述电源控制模块接收所述反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源，例如开启电源、保持稳定电压或者关闭电源等。

在本发明中，所述衬底平台控制模块105用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台。在本实施例中，所述衬底平台控制模块105包括高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块，所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号，并将所述高度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号，并将所述位置信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号，并将所述温度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号，并将所述转速信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台。

所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号，并将所述高度信号发送给所述控制总机，所述控制总机接收到所述高度信号后，根据预设的衬底平台的高度对所述高度信号进行处理生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给高度控制模块，所述高度控制模块接收到所述反馈信号后根据该反馈信号控制衬底平台的升降，控制衬底平台的高度。同样的，所述位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块的工作原理与所述高度控制模块相同，区别在于其控制的分别是衬底平台的位置、温度和转速，其中，衬底平台的高度是指衬底平台相对于腔体的高度，衬底平台的位置是指衬底平台相对于电极的位置。

在本发明中，所述传送交接控制模块106用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。预处理初期，所述控制总机依据接收到的所述真空度信号和衬底平台的位置信号以及预设的真空度信号和衬底平台的位置信号生成反馈信号，并将该反馈信号发送给传送交接模块106，所述传送交接模块接收该反馈信号后控制机械传送交接系统将衬底送至腔内并安装在衬底平台上；预处理完成后，所述控制总机依据预设的预处理时间生成控制信号，并将该控制信号发送给传送交接模块106，所述传送交接模块106根据该控制信号控制机械传送交接系统从衬底平台上将衬底取下并将衬底由腔内送至下一操作装置中。

在其他实施例中，所述自动控制系统还包括烘烤控制模块，所述烘烤控制模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制烘烤照明灯。本发明首先预设烘烤工序，然后控制总机根据该预设程序，在进行等离子体清洗之前或者之后向烘烤控制模块发出控制信号，所述烘烤控制模块用于接收所述控制信号并依据所述控制信号控制烘烤照明灯的开启和关闭。在等离子体处理之前或者之后对衬底进行烘烤以提高薄膜的生长质量。

在其他实施例中，所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块，所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块的异常信号，以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号，并将所述反馈信号发送给相应模块，各相应模块根据接收到的反馈信号控制相应的部件。

在其他实施例中，所述衬底预处理设备还包括与控制总机相连的工作模式切换模块，所述工作模式切换模块用于接收控制总机发送的切换信号并根据该切换信号进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。

在其他实施例中，所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的阀门监控模块，所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。例如，当抽真空系统包括机械泵和分子泵时，机械泵上设置机械泵阀门，分子泵上设置分子泵阀门，当开始抽真空时，所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号，控制机械泵阀门的开启进行抽真空；当腔体内真空度下降为100Pa时，所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号，控制机械泵阀门关闭同时控制分子泵阀门开启继续进行抽真空；当衬底预处理完成时，所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号，控制分子泵阀门关闭，停止抽真空。

在其他实施例中，所述衬底预处理室包括设置在进气装置与腔体之间的管路上的阀门；此时，所述自动控制系统包括与所述控制总机相连的阀门监控模块，所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。

本发明提供的有衬底预处理设备的工作过程及工作原理如下：

首先，开启所述衬底预处理设备的总开关，通过控制总机101设定真空度、气体流速、电场电压、预处理时间、氧含量等参数；

然后，启动自动控制系统，控制总机101向真空系统控制模块102发送控制信号，真空系统控制模块102接收该控制信号后开启抽真空系统，同时，衬底平台控制模块105采集衬底平台的位置、高度、温度和转速信号并将所述信号发送给控制总机101；当抽真空系统包括机械泵和分子泵时，真空系统控制模块102首先根据所述控制信号控制机械泵开启进行抽真空；真空系统控制模块102同时采集腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给控制总机101，控制总机101根据该真空度信号以及预设的真空度生成反馈信号并发送给真空系统控制模块102，真空系统控制模块102接收该反馈信号并依据该反馈信号控制抽真空系统；当腔体内真空度降低至100Pa时，控制总机根据接收到的真空度信号生成反馈信号并将所述反馈信号传递给真空系统控制模块102，真空系统控制模块102控制机械泵关闭同时控制分子泵开启；

当腔体内真空度达到预定真空度时，即，控制总机接收到的真空度信号与预设的真空度相同时，控制总机根据接收到的真空度信号和预设的真空度生成反馈信号并将所述反馈信号发送给传送交接模块106，传送交接模块106接收该反馈信号并依据所述反馈信号控制机械传送交接系统，将衬底输送至腔体内；同时，控制总机接收来自衬底平台的位置信号、高度信号、温度信号和转速信号，并依据所述位置信号、高度信号、温度信号和转速信号生成反馈信号并发送给传送交接模块，传送交接模块接收该反馈信号，并依据所述反馈信号控制机械传送交接系统，将衬底输送至衬底平台处，将并衬底安放于衬底平台上；

衬底安放完毕后，控制总机101向气体流量控制模块103发出控制信号，气体流量控制模块103接收该控制信号并依据该控制信号控制进气装置，使进气装置向腔体1内充入氧气等气体；同时，气体流量控制模块103采集腔体1内的氧含量信号，并将该氧含量信号传递给控制总机101；控制总机101接收该氧含量信号，并根据预设的氧含量对该氧含量信号进行处理生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给气体流量控制模块103；当气体流量控制模块103采集到的氧含量与预设的氧含量相同时，控制总机101依据接收到氧含量信号以及预设的氧含量生成反馈信号，并将其发送给气体流量控制模块103，气体流量控制模块103根据该反馈信号控制进气装置，使氧含量稳定；同时，控制总机101向电源控制模块104发送控制信号，所述电源控制模块104接收该控制信号并根据该控制信号控制稳压电源，使气体在第一电极和第二电极之间电场的作用下产生等离子体；电源控制模块104同时采集第一电极和第二电极之间的电压信号，并将所述电压信号发送给控制总机，所述控制总机接受该电压信号并根据预设的电压对所述电压信号进行处理生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给电源控制模块，电源控制模块根据该反馈信号对稳压电源进行控制，使衬底在低气压高电压下进行等离子预处理。根据预设工艺，当衬底预处理达到预设时间后，控制总机101向电源监控模块104发出控制信号，电源监控模块104接收该控制信号并根据该控制信号控制稳压电源，使其关闭；同时，控制总机101向气体流量监控模块发出控制信号，气体流量控制模块103接收该控制信号并依据该控制信号控制进气装置，使其停止进气；然后控制总机101向传送交接模块106发出控制信号，传送交接模块106接收该控制信号并根据该控制信号控制机械传送交接系统，将衬底从衬底平台上取出并进行下一步处理。

最后，控制总机101根据预设指令对真空系统控制模块102发出控制信号，真空系统控制模块102接收所述控制信号并根据所述控制信号控制抽真空系统，使抽真空系统停止抽真空，使得整个系统完全关闭。

在所述衬底预处理设备运行期间，运行检测模块采集真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机，所述控制总机接收所述异常信号并根据所述异常信号生成反馈信号，并将所述反馈信号发送给运行检测模块，所述运行检测模块接收所述异常信号并将所述反馈信号发送给相应模块，各相应模块根据接收到的反馈信号控制相应的部件。

在本发明提供的衬底预处理设备中，真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块等各模块通过收集衬底预处理室内真空度、氧含量、电压、衬底平台位置、衬底平台高度、衬底平台温度和衬底平台转速等各项参数信号，并将各项参数信号发送给控制总机，所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号，并将该反馈信号反馈给相应的控制模块，相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件，如抽真空设备、进气装置、衬底平台等进行自动调控，实现衬底预处理的自动控制，不仅节省了大量人力，更重要的是能够实现对衬底预处理过程的有效监测。同时，本发明提供的衬底预处理设备中，各控制模块与控制总机相互作用，实现了对衬底预处理过程中真空度、氧含量、衬底温度等参数的精密监测和控制，在提高衬底预处理质量的基础上，实现衬底预处理的精度和速度的提高，从而提高有机光电器件的性能，减少不同批次器件的性能偏差。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种衬底预处理设备，其特征在于，包括衬底预处理室和自动控制系统；

所述衬底预处理室包括：

腔体；

与所述腔体相通的抽真空设备；

与所述腔体相通的进气装置；

相对设置在所述腔体内的第一电极和第二电极；

与所述第一电极和第二电极相连通的稳压电源；

设置在所述第一电极和第二电极之间的衬底平台；

与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统，所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接；

所述自动控制系统包括：控制总机，分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块；其中，

所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制抽真空设备；

所述气体流量控制模块用于采集腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置；

所述电源控制模块用于采集第一电极和第二电极之间的电压信号并将所述电压信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述电压信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制稳压电源；

所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号，并依据各反馈信号控制衬底平台；

所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。

2.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块，所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、气体流量控制模块、电源控制模块、衬底平台控制模块和传送交接模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机，以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号，并将所述反馈信号发送给相应模块。

3.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述衬底预处理室内还设置有烘烤照明灯；

所述自动控制系统还包括烘烤控制模块，所述烘烤控制模块用于接收所述控制总机发送的控制信号，并根据所述控制信号控制烘烤照明灯。

4.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述抽真空设备包括：通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵；

所述真空系统控制模块包括：分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块；

所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机；

所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制机械泵或分子泵。

5.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述衬底平台控制模块包括分别与控制总机相连的高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块，所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号，并将所述高度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号，并将所述位置信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号，并将所述温度信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台；所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号，并将所述转速信号发送给所述控制总机，以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号，并根据所述反馈信号控制衬底平台。

6.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，还包括与控制总机相连的工作模式切换模块，所述工作模式切换模块用于技术人员根据工艺需要通过控制总机进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。

7.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述衬底预处理室包括设置在进气装置与腔体之间的管路上的阀门；

所述自动控制系统包括与所述控制总机相连的阀门监控模块，所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。

8.根据权利要求1所述的衬底预处理设备，其特征在于，所述气体流量控制模块包括分别与所述控制总机相连的氧含量探测器和气体流量监控模块；

所述氧含量探测器用于采集所述腔体内的氧含量信号并将所述氧含量信号发送给所述控制总机；

所述气体流量监控模块用于接收所述控制总机依据所述氧含量信号生成的反馈信号，并依据所述反馈信号控制进气装置。

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