CN104099570B - 单点线性蒸发源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单点线性蒸发源系统，包括本体、蒸发器和两块导向板。本体与基板相隔一定距离设置，本体包括长条形腔室，该本体的朝向基板的一面设有多个连通腔室的喷嘴，用于向基板喷射蒸镀气体。蒸发器具有开口部，该开口部连通于腔室，该蒸发器用于蒸发放置于其中的蒸镀材料。两块导向板倾斜设置于腔室内两端部，导向板的周侧与本体密封连接，并且两块导向板之间的距离在靠近蒸发器的一端小于靠近基板的一端。本发明能有效改善本体腔室内蒸气压力平衡性，并由此可提高蒸镀到基板上薄膜的均匀度。

Description

单点线性蒸发源系统

技术领域

本发明涉及一种蒸发源系统，特别是一种单点线性蒸发源系统。

背景技术

目前有机发光二极管（OLED）组件制作上仍以热蒸镀为主，而不论是蒸镀源制作商或是用户都致力于蒸发源性能的提升，希望提高材料利用率，降低材料成本，并提升OLED组件的性能，例如蒸镀薄膜厚度均匀度等。

现有的用于热蒸镀工艺的蒸发源种类主要包括点蒸发源系统、集群式线蒸发源系统、单点线性蒸发源系统和面蒸发源系统。其中点蒸发源系统包括一个放置蒸镀材料的坩埚，基板设于坩埚上方。使用该点蒸发源系统蒸镀薄膜时，材料利用率低，一般不足10%；薄膜均匀度差，一般均匀度小于10%。其中膜均匀度计算公式：（最大膜厚-最小膜厚）/（最大膜厚+最小膜厚）。集群式线蒸发源系统包括至少两个平行排列的长槽形坩埚，不同材料分别平铺于各长槽形坩埚的底部，使用该集群式线蒸发源系统蒸镀薄膜，虽然膜均匀度好（小于5%），但材料利用率低（仅为10%-20%）。面蒸发源系统包括面积与蒸镀目标面积相同或更大的本体蒸镀薄膜。使用该面蒸发源系统蒸镀薄膜，材料利用率好（大于40%），但薄膜均匀度不稳定（小于10%）。

如图1所示，传统的单点线型蒸发源包括长条形本体10，本体10内具有腔室，本体10顶部设有若干喷嘴12，本体10底部中央位置连通坩埚20。当向一基板100蒸镀薄膜时，坩埚20被加热装置（图中未示出）加热，坩埚20内的蒸镀材料受热气化成蒸气进入本体10的腔室，经喷嘴12喷向基板100，在基板100下表面镀上一层薄膜。

传统的单点线性蒸发源系统中，由于本体10呈长条形，坩埚20连接于本体10底部中央位置，因此进入腔室内的蒸气在邻近坩埚20的中央位置浓度较大，而在远离坩埚20中央的两侧位置浓度较小。即腔室内的饱和蒸气压不平衡，从而造成蒸镀到基板100上的薄膜厚度不均匀，特别是基板100两侧薄膜厚度的均匀度更差。在制作大尺寸薄膜时，传统的单点线性蒸发源系统镀膜均匀度差的缺陷更加明显。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种单点线性蒸发源系统，使用该单点线性蒸发源系统制作的薄膜均匀度好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种单点线性蒸发源系统，用于向一基板上蒸镀薄膜，该单点线性蒸发源系统包括：本体、蒸发器和两块导向板。其中，所述本体呈长条形，并包括长条形腔室，该本体的朝向所述基板的一面设有多个连通所述腔室的喷嘴，所述喷嘴用于向所述基板喷射蒸镀气体。蒸发器具有开口部，该开口部连通于所述腔室，该蒸发器用于蒸发放置于其中的蒸镀材料。两块导向板倾斜设置于所述腔室内两端部，所述导向板的周侧与所述本体密封连接，并且所述两块导向板之间的距离在靠近所述本体的一端大于靠近所述蒸发器的一端。

根据本发明的一实施方式，其中所述导向板角度可调地设置于所述本体。

根据本发明的一实施方式，其中该单点线性蒸发源系统还包括一电机或马达，所述导向板包括第一板体和第二板体，所述第一板体上端部可转动地连接于所述本体，所述第二板体上部可滑动地连接于所述第一板体下部，所述电机或马达的输出轴穿过所述本体上的通孔连接于所述第一板体。

根据本发明的一实施方式，其中所述第一板体下部和所述第二板体上部其中之一具有中空的空间，所述第一板体下部和所述第二板体上部中的另一个能伸入所述中空的空间内。

根据本发明的一实施方式，其中所述第二板体上部叠放于所述第一板体下部，所述第二板体和第一板体其中之一设有至少一条凹槽，所述第二板体和第一板体中的另一个设有形状与所述凹槽匹配的至少一条凸条。

根据本发明的一实施方式，其中所述凹槽呈燕尾形或椭圆形。

根据本发明的一实施方式，其中所述单点线性蒸发源系统还包括连接管，连接管的一端连通于所述蒸发器的开口部，另一端连通于所述腔室，该连接管的内径小于所述蒸发器的开口部的尺寸。

根据本发明的一实施方式，其中所述单点线性蒸发源系统还包括排气管、集气箱和阀门。排气管的一端连通于所述连接管；集气箱连通于所述排气管的另一端部；阀门安装于所述连接管内，当所述单点线性蒸发源系统工作时，该阀门处于连通所述蒸发器和所述腔室并断开所述蒸发器和所述排气管的状态，当所述单点线性蒸发源系统停止工作时，该阀门处于断开所述蒸发器和所述腔室并连通所述腔室和所述排气管的状态。

根据本发明的一实施方式，其中所述单点线性蒸发源系统还包括、三通阀门、排气管和集气箱。三通阀门具有三个接口，第一接口连通所述蒸发器，第二接口连通所述本体的腔室；排气管一端连通于所述三通阀门的第三接口；集气箱连通于所述排气管的另一端部；当所述单点线性蒸发源系统工作时，所述第一接口、第二接口打开，第三接口关闭；当所述单点线性蒸发源系统停止工作时，所述第一接口关闭，第二接口、第三接口打开。

根据本发明的一实施方式，其中邻近所述本体两端部的所述喷嘴指向所述基板端部方向。

根据本发明的一实施方式，其中位于所述本体中部位置的若干个喷嘴的直径小于位于所述本体两端部的喷嘴直径。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体的长度小于所述基板的长度。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体的长度为所述基板长度的1/2～4/5。

根据本发明的一实施方式，其中所述蒸发器为坩埚。

根据本发明的一实施方式，其中所述两块导向板对称设置。

根据本发明的一实施方式，其中邻近所述本体两端部的所述喷嘴倾斜设置。

根据本发明的一实施方式，其中所述喷嘴设置于喷嘴板，所述喷嘴板设于所述本体上。

根据本发明的一实施方式，其中所述喷嘴板与所述本体一体形成。

根据本发明的一实施方式，其中所述导向板与所述本体一体形成。

根据本发明的一实施方式，其中所述本体由白铁或钛制成。

根据本发明的一实施方式，其中所述导向板由白铁或钛制成。

根据本发明的一实施方式，其中所述导向板为弧形。

由上述技术方案可知，本发明的单点线性蒸发源系统的优点和积极效果在于：本发明的单点线性蒸发源系统中，在本体的腔室内两侧倾斜设置两块导向板，改变了腔室的形状，使腔室的纵截面在邻近蒸发器处相对较小，而在邻近基板处相对较大，从而能有效改善腔室内蒸气压力平衡性，使腔室内中部位置和两端部位置的蒸气压趋于一致，由此可提高蒸镀到基板上薄膜的均匀度。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是传统的单点线性蒸发源系统的结构示意图；

图2是本发明的单点线性蒸发源系统第一实施例的结构示意图；

图3是本发明的单点线性蒸发源系统第二实施例的结构示意图；

图4是本发明的单点线性蒸发源系统第三实施例的结构示意图；

图5是本发明的单点线性蒸发源系统第四实施例的结构示意图；

图6是本发明的单点线性蒸发源系统第三实施例和第四实施例的效果图；

图7是本发明的单点线性蒸发源系统第五实施例的结构示意图；

图8A是本发明的单点线性蒸发源系统第六实施例的结构示意图；

图8B是图8A中沿着A-A线取的剖面图；

图9A本发明的单点线性蒸发源系统第七实施例的结构示意图；

图9B是图9A中沿着B-B线取的剖面图。

主要附图标记说明：

100：基板

10：本体

12：喷嘴

20：坩埚

30：连接管

40：排气管

50：集气箱

60：三通阀门

70：导向板

71：第一板体

711：燕尾凸条

712：椭圆形凸条

72：第二板体

80：电机

81：输出轴

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

实施例1

如图2所示，本发明的单点线性蒸发源系统第一实施例用于向一基板100上蒸镀薄膜。该第一实施例单点线性蒸发源系统包括：本体10、坩埚20、两块导向板70以及多个喷嘴12。

本体10平行于基板100，并设置于基板100的下方，且与基板100相隔一定距离。本体10可以由例如白铁或钛等金属材料制成，本体10呈长条形，例如本体10是由顶面、底面、两侧面和两端面围成的长方体形状，本体10内具有长条形腔室。为了减小单点线性蒸发源系统的整体体积，可以使本体10的长度小于基板100的长度，例如本体10的长度为基板100长度的1/2～4/5。本体10上可以设置给其加热的加热器（图中未示出）。

坩埚20具有开口部，其开口部连通于腔室中部，坩埚20内用于蒸发放置于其中的蒸镀材料。坩埚20外面可以设置为其加热的加热器（图中未示出）。本发明中的坩埚20也可以由其它类型蒸发器代替。

两块导向板70可以由例如白铁或钛等金属材料制成，倾斜布置在腔室两端部，且两块导向板70之间的距离在靠近坩埚20的一端小于靠近基板100的一端。传统的单点线性蒸发源系统中，腔室中各处的横截面面积相同，且各处的纵截面面积也相同，从而造成腔室中部的蒸气浓度大于腔室两端部的蒸气浓度，进而导致了镀膜不均匀。本发明中，通过设置两块导向板70改变了本体10的腔室形状，使腔室在靠近坩埚20的纵截面面积小于靠近基板100的纵截面面积，且使腔室中部的横截面面积大于腔室两端部的横截面面积。也就是说，腔室的两端部沿着从基板100到坩埚20的方向向内收拢，从而减小了腔室两端部的空间，相对增加了分布在腔室两端部的蒸气浓度，从而使得腔室内中部及两端部的蒸气压趋于平衡，进而提升了镀到基板100上的薄膜的均匀度。

进一步地，当本体10与基板100对正且居中布置情况下，两块导向板70相对于本体10的中心横截面13对称布置，这时形成的腔室的纵截面呈倒梯形。为了有效隔绝气体，导向板70的周侧与本体10之间的连接优选为密封连接，例如，在导向板70的周侧与本体10之间夹设密封条。导向板70也可以与本体10一体形成。本实施例1中，导向板70为平板状，导向板70也可以是弧形等其它形状。

多个喷嘴12安装于喷嘴板，喷嘴板可以与本体10一体形成，例如喷嘴板即是本体10的顶板。喷嘴12用于向基板100喷射蒸镀气体。多个喷嘴12的排布方式可以多种多样，例如在邻近所述本体两端部的所述喷嘴倾斜设置；在邻近本体10两端部的喷嘴12指向基板100端部方向；两端部的喷嘴12相对于中部的喷嘴12排布密集，且位于本体10中部位置的喷嘴12的直径小于位于本体10两端部的喷嘴12的直径，例如沿着从本体10中部向其两端方向，喷嘴12的直径依次增大。若干个喷嘴12的这些排列方式有利于提高基板100两端部的薄膜厚度均匀度。

第一实施例单点线性蒸发源系统工作时，坩埚20内的蒸镀材料受热蒸发后进入腔室，再经若干喷嘴12喷出并蒸镀到基板100的下表面。

实施例2

如图3所示，本发明的单点线性蒸发源系统第二实施例的结构与第一实施例基本相同，不同之处仅在于：该第二实施例的单点线性蒸发源系统还包括连接管30。该连接管30的一端连通于坩埚20的开口部，另一端连通于腔室，即坩埚20与腔室通过连接管30相互连通。其中连接管的内径小于坩埚20的开口部的尺寸，对从坩埚20出来的蒸气起到聚拢作用，可以减少坩埚20内的蒸气溢出，由此减少材料浪费。

该第二实施例的单点线性蒸发源系统的其它结构与第一实施例相同，这里不再赘述。

实施例3

如图4所示，本发明的单点线性蒸发源系统第三实施例的结构与第二实施例基本相同，不同之处仅在于：该第三实施例的单点线性蒸发源系统还包括排气管40、集气箱50和阀门。其中排气管40的一端连通于连接管30，另一端连通于集气箱50。阀门安装于连接管30内（图中未示出）。

当单点线性蒸发源系统工作时，该阀门处于连通坩埚20和腔室并断开坩埚20和排气管40的状态，使从坩埚20出来的蒸气通向腔室；当单点线性蒸发源系统停止工作时，该阀门处于断开坩埚20和腔室并连通腔室和排气管40的状态，使滞留在腔室的蒸气经排气管40回收到集气箱50，从而避免由此产生的材料浪费。

该第三实施例的单点线性蒸发源系统的其它结构与第二实施例相同，这里不再赘述。

实施例4

如图5所示，本发明的单点线性蒸发源系统第四实施例的结构与第一实施例基本相同，不同之处仅在于：该第四实施例的单点线性蒸发源系统还包括一个三通阀门60、排气管40和集气箱50。该三通阀门60具有三个接口，第一接口连通坩埚20，第二接口连通本体10的腔室，第三接口连通于排气管40的一端部，排气管40的另一端部连通集气箱50。在该第四实施例中，坩埚20、腔室以及排气管40能通过三通阀门60相互连通。

当单点线性蒸发源系统工作时，该三通阀门60的第一接口、第二接口打开，且第三接口关闭，使从坩埚20出来的蒸气通向腔室；当单点线性蒸发源系统停止工作时，该三通阀门60的第一接口关闭，且第二接口、第三接口打开，使滞留在腔室的蒸气经排气管40回收到集气箱50，从而避免由此产生的材料浪费。

该第四实施例的单点线性蒸发源系统的其它结构与第一实施例相同，这里不再赘述。

参见图6，图6是本发明的单点线性蒸发源系统第三实施例和第四实施例的效果图。从图中可以看出，腔室内的蒸气压力较平衡，加上两侧的喷嘴12的倾斜设置，使得由各个喷嘴12喷射的蒸气密度、压力较为均衡，因此在基板100上形成的薄膜厚度非常均匀。经测试，薄膜均匀度小于±3%。同时，本发明的单点线性蒸发源系统在结束工作后，腔室内的蒸气可回收到集气箱50，材料使用率大于30%。

本发明的单点线性蒸发源系统中导向板70相对于本体10的倾斜角度θ与基板100长度及本体10长度差值有关，该差值越长，倾斜角度θ也越大。因此相对于不同的基板100长度及本体10长度差值，导向板70相对于本体10的倾斜角度θ也有所不同；另外两块导向板70各自的倾斜角度可以相同（如图1至图5所示），也可以不相同（图中未示出）。

实施例5

参见图7，本发明的单点线性蒸发源系统第五实施例中，导向板70相对于本体10的倾斜角度θ可调节地安装于本体10。例如，该单点线性蒸发源系统第五实施例中还包括一电机80，当然电机80也可以由马达替换。导向板7包括第一板体71和第二板体72。第一板体71顶端部通过传统的连接方式连接于本体10的一端壁顶部。第一板体71下部具有中空的空间，第二板体72的上部可伸入第一板体71下部的空间内，从而第一板体71和第二板体72之间形成可滑动连接。本第五实施例中，也可以在第二板体72上部设置中空的空间，将第一板体71下部伸入到第二板体72中空的空间内。

当需要调节倾斜角度θ时，电机80的输出轴81穿过本体10端壁上的通孔抵顶于第一板体71。当输出轴81向外伸出时，输出轴81推动第一板体71，第二板体72向下滑落而保持与本体10的底壁接触的同时向远离电机80方向滑移；当输出轴81向内缩回时，输出轴81拉动第一板体71绕其上端部转动，第二板体72的底端部与本体10的底壁接触的同时，沿着本体10的底壁向电机80方向滑移。

使用本发明的单点线性蒸发源系统第五实施例，可方便地调整导向板70相对于本体10的倾斜角度θ，因此能良好地适应各种不同的蒸气压力需求。

实施例6

参见图8A和图8B，本发明的单点线性蒸发源系统第六实施例结构与第五实施例基本相同，不同之处仅在于：第二板体72的上部叠放于第一板体71下部。第二板体72上设有两条燕尾槽，第一板体71上设有形状与燕尾槽相匹配的两条燕尾凸条711，通过燕尾凸条711和燕尾槽的配合将第二板体72与第一板体71可滑动地连接起来。本实施例六中，将燕尾槽设置到第一板体71上，将燕尾凸条711设置到第二板体72也是可行的。燕尾槽的数目不限于两条，也可以只有一条或者3条、4条等。

该第六实施例的单点线性蒸发源系统的其它结构与第五实施例相同，这里不再赘述。

实施例7

参见图9A和图9B，本发明的单点线性蒸发源系统第七实施例结构与第五实施例基本相同，不同之处仅在于：第二板体72的上部叠放于第一板体71下部。第二板体72上设有两条椭圆形槽，第一板体71上设有形状与椭圆形槽相匹配的两条椭圆形凸条712，通过椭圆形凸条712和椭圆形槽的配合将第二板体72与第一板体71可滑动地连接起来。本实施例七中，将椭圆形槽设置到第一板体71上，将椭圆形凸条712设置到第二板体72也是可行的。椭圆形槽的数目不限于两条，也可以只有一条或者3条、4条等。

当然，本发明中，第二板体72与第一板体71之间可滑动的连接方式并不限于上述椭圆形凹槽和椭圆形凸条配合，或者燕尾形凹槽和燕尾形凸条配合，还可以是其它形状的凹槽和凸条配合，甚至是其它连接方式，只要能实现可滑动连接即可。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种单点线性蒸发源系统，用于向一基板上蒸镀薄膜，该单点线性蒸发源系统包括：

本体，所述本体呈长条形，并包括长条形腔室，该本体的朝向所述基板的一面设有多个连通所述腔室的喷嘴，所述喷嘴用于向所述基板喷射蒸镀气体；

蒸发器，具有开口部，该开口部连通于所述腔室，该蒸发器用于蒸发放置于其中的蒸镀材料；以及

两块导向板，倾斜设置于所述腔室内两端部，所述导向板的周侧与所述本体密封连接，并且所述两块导向板之间的距离在靠近所述基板的一端大于靠近所述蒸发器的一端；

其中，所述导向板角度可调地设置于所述本体；

其中，该单点线性蒸发源系统还包括一电机或马达，所述导向板包括第一板体和第二板体，所述第一板体上端部可转动地连接于所述本体，所述第二板体上部可滑动地连接于所述第一板体下部，所述电机或马达的输出轴穿过所述本体上的通孔连接于所述第一板体。

2.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述第一板体下部和所述第二板体上部其中之一具有中空的空间，所述第一板体下部和所述第二板体上部中的另一个能伸入所述中空的空间内。

3.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述第二板体上部叠放于所述第一板体下部，所述第二板体和第一板体其中之一设有至少一条凹槽，所述第二板体和第一板体中的另一个设有形状与所述凹槽匹配的至少一条凸条。

4.如权利要求3所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述凹槽呈燕尾形或椭圆形。

5.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述单点线性蒸发源系统还包括：

连接管，一端连通于所述蒸发器的开口部，另一端连通于所述腔室，该连接管的内径小于所述蒸发器的开口部的尺寸。

6.如权利要求5所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述单点线性蒸发源系统还包括：

排气管，一端连通于所述连接管；

集气箱，连通于所述排气管的另一端部；

阀门，安装于所述连接管内；

当所述单点线性蒸发源系统工作时，该阀门处于连通所述蒸发器和所述腔室并断开所述蒸发器和所述排气管的状态，当所述单点线性蒸发源系统停止工作时，该阀门处于断开所述蒸发器和所述腔室并连通所述腔室和所述排气管的状态。

7.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述单点线性蒸发源系统还包括：

三通阀门，具有三个接口，第一接口连通所述蒸发器，第二接口连通所述本体的腔室；

排气管，一端连通于所述三通阀门的第三接口；

集气箱，连通于所述排气管的另一端部；

当所述单点线性蒸发源系统工作时，所述第一接口、第二接口打开，第三接口关闭；当所述单点线性蒸发源系统停止工作时，所述第一接口关闭，第二接口、第三接口打开。

8.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，邻近所述本体两端部的所述喷嘴指向所述基板端部方向。

9.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，位于所述本体中部位置的喷嘴的直径小于位于所述本体两端部的喷嘴直径。

10.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述本体的长度小于所述基板的长度。

11.如权利要求10所述的单点线性蒸发源系统，其中，所述本体的长度为所述基板长度的1/2～4/5。

12.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述蒸发器为坩埚。

13.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述两块导向板对称设置。

14.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中，邻近所述本体两端部的所述喷嘴倾斜设置。

15.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述喷嘴设置于喷嘴板，所述喷嘴板设于所述本体上。

16.如权利要求15所述的单点线性蒸发源系统，其中所述喷嘴板与所述本体一体形成。

17.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述导向板与所述本体一体形成。

18.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述本体由白铁或钛制成。

19.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述导向板由白铁或钛制成。

20.如权利要求1所述的单点线性蒸发源系统，其中所述导向板为弧形。