CN104409631A - 一种具有在线检测功能的光电器件制备系统 - Google Patents

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孟令强
张洪艳
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刘卫敏
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Abstract

本发明公开了一种具有在线检测功能的光电器件制备系统，包括转换腔室(1)、第一蒸镀腔室(2)、第二蒸镀腔室(3)、手套箱(4)和检测腔室(5)；转换腔室(1)通过真空隔离阀分别与第一蒸镀腔室(2)、第二蒸镀腔室(3)、手套箱(4)和检测腔室(5)相连通；第一蒸镀腔室(2)内设置有第一转台(16)，第一转台(16)周围设置有多个有机材料蒸发源(17)；第二蒸镀腔室(3)内设置有第二转台(18)，第二转台(18)周围设置有多个无机材料蒸发源(19)；第一转台(16)和第二转台(18)都能够转动；转换腔室(1)内设置有传动装置；检测腔室(5)内设置有在线检测装置。所述光电器件制备系统能够实现对光电器件性能的在线检测，从而能够避免光电器件在检测过程暴露于大气环境。

Description

一种具有在线检测功能的光电器件制备系统
技术领域
本发明涉及有机薄膜制备和有机光电器件技术领域，特别涉及一种具有在线检测功能的光电器件制备系统。
背景技术
飞速发展的信息科学对信息的获取、传输、存储、处理容量和速度提出迫切需求，使光电子科技成为继微电子技术后信息领域最重要的科技领域。近年来发展起来的有机光电子学是化学、信息、材料和物理等学科的交叉学科，是结合光学和电子学技术而发展起来的一门新技术，主要应用于信息领域、能源和国防领域。有机光电功能材料和器件在高密度大容量信息的产生、传输、存储和显示，太阳能的光电和光化学利用，环境的保护和治理等方面发挥着越来越大的作用，特别是有机半导体越来越受到广大科研工作者的重视。
与无机半导体相比，有机半导体具有如下优点：
(1)有机半导体的成膜技术更多、更新，如真空蒸镀、溶液甩膜、Langmtrir-Blodgett(LB)技术、分子自组装技术等，从而使制作工艺简单、多样、成本低。利用有机薄膜大规模制备技术，可以制备大面积的器件。
(2)器件的尺寸能做得更小，可达分子尺度，集成度更高。分子尺度的减小和集成度的提高意味着操作功率的减小以及运算速度的提高。
(3)以有机聚合物制成的场效应器件的电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰(在分子链上接上或截去适当的原子和基团)而得到满意的结果。同时，通过化学或电化学掺杂，有机聚合物的电导率能够在绝缘体到良导体这样一个很宽的范围内变动。因此，通过掺杂或修饰技术，可以获得理想的导电聚合物。
(4)有机物易于获得，有机场效应器件的制作工艺也更为简单，它并不要求严格地控制气氛条件和苛刻的纯度要求，因而能有效地降低器件的制作成本。
(5)全部由有机材料制备的“全有机”的场效应器件呈现出非常好的柔韧性，而且质量轻。
(6)通过对有机分子结构进行适当的修饰，可以得到不同性能的材料，因此通过对有机半导体材料进行改性就能够使器件的电学性能达到理想的结果。
在现有技术的有机半导体的应用中，有机电致发光二极管(OLEDs)、有机光生伏打电池(OPVC)以及有机场效应晶体管(OFET)的出现，有机光电子学的发展起到了巨大的推动作用，并且以这些器件为主要对象的科学研究和产业化进程正如火如荼。特别是由OLED发展起来的有机电致发光平板显示技术具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、颜色丰富等一系列的优点，与液晶显示器相比，OLED不需要背光源，视角大，功耗低，其响应速度是液晶显示器的1000倍，其制造成本却低于同等分辨率的液晶显示器，因此，有机电致发光二极管(OLEDs)由于其在新一代显示器和照明技术中的潜在应用已引起广泛注意，其应用前景十分广阔。
有机半导体的发展虽然很迅猛，但有许多问题亟待解决，如高性能材料的缺乏，制备和封装工艺不完善、材料与器件制备设备的自动化程度不够、性能检测系统与器件制备系统分离等等，这些都阻碍了有机薄膜材料与器件的发展。如：在材料性能方面具高迁移率的电子传输材料一直未能很好解决，可用的高性能材料甚为少见，除了邓青云博士在首个OLED器件中使用的Alq3外，至今未开发出令人满意的材料。较低的电子传输迁移率严重阻碍了有机电致发光器件性能的进一步提升，发展新型高性能电子传输/空穴阻挡材料是有机电致发光材料中的热点和难点。这一问题的解决对于高性能OLED器件的发展有十分重要的实际意义。然而对于该类材料的设计，不仅需要有一定的有机合成技巧，更为重要的是要有准确度高的光电性能检测系统，能够及时高重复性反应材料的量子效率、发射光谱、色度等。目前，在OLED产业化发展较快国家，如日本、美国、韩国以及中国台湾地区等都有了商业化的OLED制备设备，但有机薄膜材料与器件的制备与性能评价系统是独立，往往都是在器件封装后再拿到数个不同的检测系统检测其光电性能，因此如果封装过程中出现细小纰漏就很难保证其光电性能检测结果的准确性。此外在有机薄膜材料研究阶段往往没有必要将其做成器件后再检测其性能。有机薄膜材料的量子效率、发射光谱和色度等易受氧气、水和紫外光的影响，常规的离线光电性能检测误差较大，大大阻碍了高性能有机半导体材料的研究。
综上所述，现有技术的有机薄膜制备系统和光电器件制备系统均无法实现有机薄膜或光电器件在真空环境中的在线检测，需要将制备好的有机薄膜或光电器件从其制备系统中取出，然后拿到专用的检测设备中检测有机薄膜或光电器件的性能，在此过程中，有机薄膜或光电器件将会脱离真空环境并暴露于大气环境，导致有机薄膜或光电器件性能易受大气中的氧气、水蒸汽和紫外光的影响。因此，非常需要一种具有在线检测功能的光电器件制备系统，实现有机薄膜或光电器件在真空环境中的在线检测，从而避免有机薄膜或光电器件在检测过程暴露于大气环境。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有在线检测功能的光电器件制备系统。
本发明提供的具有在线检测功能的光电器件制备系统包括转换腔室、第一蒸镀腔室、第二蒸镀腔室、手套箱和检测腔室；转换腔室通过真空隔离阀分别与第一蒸镀腔室、第二蒸镀腔室、手套箱和检测腔室相连通；
第一蒸镀腔室内设置有第一转台，第一转台周围设置有多个有机材料蒸发源，且该多个有机材料蒸发源围成一个圆形；
第二蒸镀腔室内设置有第二转台，第二转台周围设置有多个无机材料蒸发源，且该多个无机材料蒸发源围成一个圆形；
第一转台和第二转台都能够转动，用于固定制备中的光电器件样品；
转换腔室内设置有传动装置，用于供用户经转换腔室在第一蒸镀腔室、第二蒸镀腔室、手套箱和检测腔室之间相互传递光电器件样品；
检测腔室内设置有在线检测装置，用于实现对光电器件性能的在线检测。
优选地，所述光电器件制备系统还包括第一分子泵和第一机械泵，所述第一蒸镀腔室通过真空管路依次与第一分子泵和第一机械泵相连通。
优选地，所述光电器件制备系统还包括第二分子泵和第二机械泵，所述转换腔室通过真空管路依次与第二分子泵和第二机械泵相连通。
优选地，所述光电器件制备系统还包括第三分子泵和第三机械泵，所述第二蒸镀腔室通过真空管路依次与第三分子泵和第三机械泵相连通。
优选地，所述光电器件制备系统还包括第四分子泵和第四机械泵，所述检测腔室通过真空管路依次与第四分子泵和第四机械泵相连通。
优选地，所述光电器件制备系统还包括通有冷却水的进水管和排水管，所述转换腔室、所述第一蒸镀腔室、所述第二蒸镀腔室和所述检测腔室都通过冷却水管路分别与进水管和排水管相连通。
优选地，所述有机材料蒸发源的个数例如为12个。
优选地，所述无机材料蒸发源的个数例如为6个。
本发明具有如下有益效果：
本发明的具有在线检测功能的光电器件制备系统，包括检测腔室，且检测腔室内设置有在线检测装置，能够实现对光电器件性能的在线检测，从而能够避免光电器件在检测过程暴露于大气环境，有利于实现对光电器件的实时测量，且有利于改善对光电器件性能的检测数据的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的具有在线检测功能的光电器件制备系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的具有在线检测功能的光电器件制备系统的第一蒸镀腔室内的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的具有在线检测功能的光电器件制备系统的第二蒸镀腔室内的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。
如图1所示，本实施例提供的具有在线检测功能的光电器件制备系统包括转换腔室1、第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3、手套箱4和检测腔室5。转换腔室1通过真空隔离阀分别与第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3、手套箱4和检测腔室5相连通。
如图2所示，第一蒸镀腔室2内设置有第一转台16，第一转台16周围设置有多个有机材料蒸发源17，且该多个有机材料蒸发源17围成一个圆形。在本实施例中，有机材料蒸发源17的个数例如为12个。
如图3所示，第二蒸镀腔室3内设置有第二转台18，第二转台18周围设置有多个无机材料蒸发源19，且该多个无机材料蒸发源19围成一个圆形。在本实施例中，无机材料蒸发源19的个数例如为6个。
第一转台16和第二转台18都能够转动，用于固定制备中的光电器件样品。
转换腔室1内设置有传动装置(图中未示出)，用于供用户经转换腔室1在第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3、手套箱4和检测腔室5之间相互传递光电器件样品。
检测腔室5内设置有在线检测装置(图中未示出)，用于实现对光电器件性能的在线检测。
在本实施例的一种优选实施方式中，上述光电器件制备系统还包括第一分子泵6、第一机械泵7、第二分子泵8、第二机械泵9、第三分子泵10、第三机械泵11、第四分子泵12和第四机械泵13。第一蒸镀腔室2通过真空管路依次与第一分子泵6和第一机械泵7相连通，第一分子泵6与第一机械泵7配合工作实现第一蒸镀腔室2的抽真空。转换腔室1通过真空管路依次与第二分子泵8和第二机械泵9相连通，第二分子泵8与第二机械泵9配合工作实现转换腔室1的抽真空。第二蒸镀腔室3通过真空管路依次与第三分子泵10和第三机械泵11相连通，第三分子泵10与第三机械泵11配合工作实现第二蒸镀腔室3的抽真空。检测腔室5通过真空管路依次与第四分子泵12和第四机械泵13相连通，第四分子泵12与第四机械泵13配合工作实现检测腔室5的抽真空。
在本实施例的另一种优选实施方式中，上述光电器件制备系统还包括通有冷却水的进水管14和排水管15，转换腔室1、第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3和检测腔室5都通过冷却水管路分别与进水管14和排水管15相连通，用于实现转换腔室1、第一蒸镀腔室2、第二蒸镀腔室3和检测腔室5的冷却降温。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，该光电器件制备系统包括转换腔室(1)、第一蒸镀腔室(2)、第二蒸镀腔室(3)、手套箱(4)和检测腔室(5)；转换腔室(1)通过真空隔离阀分别与第一蒸镀腔室(2)、第二蒸镀腔室(3)、手套箱(4)和检测腔室(5)相连通；
第一蒸镀腔室(2)内设置有第一转台(16)，第一转台(16)周围设置有多个有机材料蒸发源(17)，且该多个有机材料蒸发源(17)围成一个圆形；
第二蒸镀腔室(3)内设置有第二转台(18)，第二转台(18)周围设置有多个无机材料蒸发源(19)，且该多个无机材料蒸发源(19)围成一个圆形；
第一转台(16)和第二转台(18)都能够转动，用于固定制备中的光电器件样品；
转换腔室(1)内设置有传动装置，用于供用户经转换腔室(1)在第一蒸镀腔室(2)、第二蒸镀腔室(3)、手套箱(4)和检测腔室(5)之间相互传递光电器件样品；
检测腔室(5)内设置有在线检测装置，用于实现对光电器件性能的在线检测。
2.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述光电器件制备系统还包括第一分子泵(6)和第一机械泵(7)，所述第一蒸镀腔室(2)通过真空管路依次与第一分子泵(6)和第一机械泵(7)相连通。
3.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述光电器件制备系统还包括第二分子泵(8)和第二机械泵(9)，所述转换腔室1通过真空管路依次与第二分子泵(8)和第二机械泵(9)相连通。
4.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述光电器件制备系统还包括第三分子泵(10)和第三机械泵(11)，所述第二蒸镀腔室(3)通过真空管路依次与第三分子泵(10)和第三机械泵(11)相连通。
5.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述光电器件制备系统还包括第四分子泵(12)和第四机械泵(13)，所述检测腔室(5)通过真空管路依次与第四分子泵(12)和第四机械泵(13)相连通。
6.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述光电器件制备系统还包括通有冷却水的进水管(14)和排水管(15)，所述转换腔室(1)、所述第一蒸镀腔室(2)、所述第二蒸镀腔室(3)和所述检测腔室(5)都通过冷却水管路分别与进水管(14)和排水管(15)相连通。
7.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述有机材料蒸发源(17)的个数例如为12个。
8.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的光电器件制备系统，其特征在于，所述无机材料蒸发源(19)的个数例如为6个。
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