CN105018884B - 一种小型真空蒸镀仪 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种小型真空蒸镀仪，包括设备整体机架，蒸镀腔室，真空系统，冷却系统，所述蒸镀腔室包括底部的蒸发区，及设置于蒸发区正上方的待加工蒸镀区，所述蒸发区包括置于蒸镀腔室底板上的蒸发电极、相邻的蒸发电极之间的电极隔板、及设置于蒸发电极内的有机蒸发坩埚；所述待加工蒸镀区由上至下依此包括样品盘、掩膜盘及蒸发挡板。本发明的小型真空热蒸发镀膜仪体积较小，简洁明了，功能齐全，性价比高，可实现大众化的应用。

Description

一种小型真空蒸镀仪

技术领域

本发明涉及一种小型真空蒸镀仪，尤其适用于有机发光（OLED）器件的生产和制造，属于机械技术领域。

背景技术

真空热蒸发镀膜技术被广泛应用于有机EL (Electro Luminescence) 显示器等平板显示器的制造领域，该技术在相应薄膜器件产业化中的应用也十分广泛。其基本原理是利用加热的手段使待形成薄膜的原材料受热蒸发，由凝聚相变成气相，原材料的分子或原子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到基板（衬底）表面，最终蒸发的分子或原子在基板（衬底）上沉积，凝结形成固态薄膜。

目前，这类真空热蒸发镀膜仪器主要有两大类，一是以产业为主的大中型的生产型设备，另外则是以进一步发展有机发光显示技术的科研学术型设备。而在科研学术型设备中，当前主流的是配有手套箱的实验室设备，这类设备往往因使用者的具体要求和习惯不同而存在不同的结构，但大多都以低压大电流控制为主，体积相对较大，成本较高，且标准化程度低。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种小型真空蒸镀仪。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种小型真空蒸镀仪，包括设备整体机架，蒸镀腔室，真空系统，冷却系统，所述蒸镀腔室包括底部的蒸发区，及设置于蒸发区正上方的待加工蒸镀区，所述蒸发区包括置于蒸镀腔室底板上的蒸发电极、相邻的蒸发电极之间的电极隔板、及设置于蒸发电极内的有机蒸发坩埚；所述待加工蒸镀区由上至下依此包括样品盘、掩膜盘及蒸发挡板。

优选地，所述蒸发电极包括至少两个有机蒸发电极及一对金属蒸发电极，每个所述有机蒸发电极与一对金属蒸发电极通过电极隔板间隔，且在蒸镀腔室底板上围设成一圆周。

优选地，所述样品盘上开设有用于安装蒸镀样片用的方形孔，所述掩膜盘上方固定有具有图案的掩膜板。

优选地，所述掩膜板与掩膜盘通过磁力连接固定。

优选地，所述蒸镀腔室的一侧设置有与蒸镀腔室密封连接的闭合门，所述闭合门上开设有两个可视窗。

优选地，所述蒸镀腔室上还连接有真空系统及冷却系统。

优选地，所述有机蒸发电极为筒状，设置有八个。

优选地，所述金属蒸发电极设置有一对，共用一组负极，并通过内部设置有橡胶圈的绝缘环与蒸镀腔室绝缘。

本发明突出效果为：体积较小，简洁明了，功能齐全，性价比高，可实现大众化的应用；控制系统实现了整个装置的工作，设备的标准化程度相较于其他设备而言明显提高；同时也满足了高等学校的日常教学和研究。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本装置的立体结构示意图。

图2是本装置的蒸发腔体内部结构示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，本发明揭示了一种小型真空蒸镀仪，包括前部设置有电源系统的整体机架1，整体机架由工业铝型材搭建而成，四周安装铝质围板，前板安装操作面板，顶部板上装有散热风扇，侧板上开有通风散热的半开孔，底下安装万向脚轮，可以随意移动。

整体机架上设置有蒸镀腔室2，所述蒸镀腔室包括底部的蒸发区，及设置于蒸发区正上方的待加工蒸镀区。所述蒸镀腔室是用不锈钢焊接而成的矩形腔室，外表面拉丝抛光，内表面电解抛光，底板的外侧面开有螺纹孔，安装到所述设备机架的台面上。所述蒸镀腔的主腔体上开设有抽气口等KF，CF标准接口，用于安装其它功能性部件。

所述蒸发区包括置于蒸镀腔室底板上的蒸发电极、所述蒸发电极包括至少两个有机蒸发电极5及一对金属蒸发电极4。所述蒸发电极的一端穿设出蒸镀腔室向外，与金属蒸发电源相联。作为最佳的实施例，所述有机蒸发电极5为筒状，设置有8个。为了更高效的蒸发，且为了避免在蒸发时不同材料之间的污染，每个所述有机蒸发电极5与一对金属蒸发电极4通过电极隔板6间隔，且在蒸镀腔室底板上围设成一圆周。其中，一对金属蒸发电极4是一起设置于相邻的两块电极隔板6之间。

所述金属蒸发电极4共用一组负极，并通过内部设置有橡胶圈的绝缘环与蒸镀腔室绝缘。所述金属蒸发电极在蒸镀腔室内的一端用于安装蒸发舟，蒸发舟内放置所在蒸发的材料。金属蒸发电极在腔体的外面一端与金属蒸发电源相联。

所述有机蒸发电极5内设置有由卤钨灯制得的有机蒸发坩埚51；有机蒸发材料放置在所述有机蒸发坩埚51内，有机蒸发坩埚51可以设置为圆筒状，也可以通过在有机蒸发坩埚51上装一圆环状导向筒，此结构用于改变蒸发时的束流方向，使之束流向上蒸发。

所述有机蒸发电极5通过安装在有机蒸发电极安装盘上的O型橡胶圈进行密封，电源通过安装盘上的陶封电极引入，将电与腔体之间绝缘开并实现密封。有机蒸发电极5在蒸镀腔体外的一侧有四个引脚，两个用于连接电源的正负极，另两个备用。

所述待加工蒸镀区由上至下依此包括共轴的样品盘7、掩膜盘8及蒸发挡板9。所述样品盘7上开设有用于安装蒸镀样片用的方形孔71，所述掩膜盘8上方通过磁力固定有具有图案的掩膜板81。当然，所述方形孔71也可以根据需要设置成其他形状。蒸镀样片一般采用ITO玻璃。

具体的，掩膜板81采用导磁不锈钢制作，通过固定在掩膜盘8的上磁铁吸合而固定。掩膜板81共四块，每块上面刻有二个图案，共八个图案。通过与样品盘7之间相对转动，在样片上蒸镀得到不同的图案。

所述蒸镀腔室2的一侧设置有与蒸镀腔室采用铰链连接的闭合门31，所述闭合门31上开设有两个用于观察蒸镀腔室内部的状况的可视窗32。所述闭合门31上设置有密封圈，与蒸镀腔室之间密封连接。

所述蒸镀腔室的后壁和侧壁均设置有真空系统，所述真空系统包括抽空系统和真空度测量系统，所述真空系统与蒸镀腔室的具体连接结构为，蒸镀腔室的后壁连接有真空抽气泵组，腔体侧壁连接有真空度测量探头。所述蒸镀腔室还设置有用于对金属蒸发电极4和分子泵进行冷却的冷却系统，所述金属蒸发电极4和分子泵的水嘴接头均接到所述冷却系统上。

所述冷却系统具体包括一台水冷循环机，二个G1/4寸球阀和若干水路接头。水冷机的供水温度在5-25度范围内可调。工作时，低温水从水冷机出来，分成四路，一路流向分子泵，两路流向金属蒸发电极的正极，一路流向金属蒸发电极的负极，四路流出的水汇总成一路流回水冷机，在水冷机内降温后再流出，往复循环。

所述抽空系统采用机械泵与分子泵组合泵组，所述真空度测量系统包括真空测量规管与压强的显示仪表。机械泵抽速1L/S，作为分子泵的胶级泵与预抽泵，分子泵的抽带为100L/S，作为主抽泵，安装在蒸镀腔室的后面。

所述真空度测量系统包括真空测量规管与压强的显示仪表（真空计）。真空测量规管的接口为KF25，分为电阻规ZJ-52T和电离规ZJ-27。分别与蒸镀腔室后面的DN100抽气管道上的KF25接口相连。真空计安装在设备机架的内部，面板固定在设备前面，可直接读取测量的数值（即蒸镀腔体内的压强）。

所述ITO玻璃作为OLED器件的基板，同时作为阳极，本设备的ITO玻璃尺寸为20*20，蒸镀完后，可实现四个3*3的发光点，掩膜板上有不同的图案，通过转动更换来实现在ITO玻璃基片上蒸到不同的发光点和金属阴极。

所述蒸发挡板9是用于挡住不需要蒸镀的ITO玻璃基片，样品盘7上一次可放四个样片，同一时间只镀其中一个，另三个用蒸发挡板9挡住，换蒸镀样片时，顶板的机械手降下，挡住挡板，通过样品盘的转动，将挡板转开到所需样片。

本蒸发镀膜仪还包括以电源系统，所述电源系统用于提供金属蒸发电极以及有机蒸发电极的蒸发时所需的电量。一对金属蒸发电极共用一套电源，功率1000W，电压12V，电流100A，通过切换使用。八个有机蒸发电极共用两套有机蒸发电源，每套有机蒸发电源功率400W，电压400V，电流1A，连到四个有机蒸发电极上，通过切换来对每一个有机蒸发电极供电。

所述控制系统是对整套设备的操作集成，通过控制系统，可操作整套设备,实行工作。

以下简述下本发明的工作过程：

若采用本发明所设计的小型真空热蒸发镀膜仪，制作一个20*20，中间包含四个3*3发光点的OLED器件，则可采取以下步骤完成。

1、将清洗干净的ITO玻璃按顺时针的顺序放在样品盘上的四个方形孔上，关闭蒸镀腔体。

2、启动真空抽气泵组，对蒸镀腔体抽气，待蒸镀腔室内压力小于5.0X10-4Pa后，开始蒸镀。

3、将有机蒸发电源切换到放置有机蒸发材料的有机蒸发源上，启动电源，将电流调到0.4A-0.6A,观察膜厚仪显示有速率时，开始蒸镀。

4、按照顺时针的顺序先蒸镀第一个ITO玻璃的第一象限的发光点，再依次通过更换掩膜板蒸镀第二，三，四象限的发光点。

5、四个象限的发光点蒸镀完成后，打开金属蒸发电极，在四个象限上同时蒸镀金属负极。

6、重复第3-5步，依次蒸镀完样品盘上的其余三块ITO玻璃。

7、完成后，关闭金属蒸发电源，有机蒸发电源，关闭真空抽气泵组，打开充气阀，待蒸镀腔体内外的压力相等后，打开蒸镀腔体，拿出蒸镀完的ITO玻璃。

本发明的小型真空热蒸发镀膜仪提供一种体积较小，简洁明了，功能齐全，性价比高，可实现大众化应用的真空热蒸镀设备。且装置的控制系统是对整套设备的操作集成，通过控制系统即可操作整套设备、实行工作，使得设备工作的标准化程度得以提高。这种小型真空热蒸发镀膜仪可完成高等学校的本科和研究生教学对于OLED发光的演示及初步研究，并且这种小型蒸镀仪的各部分操作均用手动完成，当作为教学演示仪器使用时，可进一步增加学生的实际动手能力，深化理解。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小型真空蒸镀仪，包括设备整体机架，蒸镀腔室，真空系统，冷却系统，其特征在于：所述蒸镀腔室包括底部的蒸发区，及设置于蒸发区正上方的待加工蒸镀区，所述蒸发区包括置于蒸镀腔室底板上的蒸发电极、相邻的蒸发电极之间的电极隔板、及设置于有机蒸发电极内的有机蒸发坩埚；所述待加工蒸镀区由上至下依此包括样品盘、掩膜盘及蒸发挡板；所述蒸发电极包括至少两个有机蒸发电极及一对金属蒸发电极，每个所述有机蒸发电极与一对金属蒸发电极通过电极隔板间隔，且在蒸镀腔室底板上围设成一圆周；

所述样品盘上开设有用于安装蒸镀样片用的方形孔，所述掩膜盘上方固定有具有图案的掩膜板。

2.根据权利要求 1 所述的一种小型真空蒸镀仪，其特征在于：所述掩膜板与掩膜盘通过磁力连接固定。

3.根据权利要求 1 所述的一种小型真空蒸镀仪，其特征在于：所述蒸镀腔室的一侧设置有与蒸镀腔室密封连接的闭合门，所述闭合门上开设有两个可视窗。

4.根据权利要求 1 所述的一种小型真空蒸镀仪，其特征在于：所述蒸镀腔室上还连接有真空系统及冷却系统。

5.根据权利要求 1 所述的一种小型真空蒸镀仪，其特征在于：所述有机蒸发电极为筒状，通过安装盘安装于蒸镀腔室的底部，所述有机蒸发电极设置有八个。

6.根据权利要求 1 所述的一种小型真空蒸镀仪，其特征在于：所述金属蒸发电极设置有一对，共用一组负极，并通过内部设置有橡胶圈的绝缘环与蒸镀腔室绝缘，所述金属蒸发电极的一端设置于蒸镀腔室，另一端设置于蒸镀腔室外。