一种蒸镀设备以及蒸镀方法
技术领域
本发明涉及在制造有机发光二极体(Organic Light-Emitting Diode,简称OLED)时使用的蒸镀设备以及蒸镀方法。
背景技术
有机发光二极体是主要由有机材料涂层和基板(例如玻璃基板)构成,当有电流通过时,该有机材料就会发光。
目前,由于OLED显示屏幕可视角度大,并且能够显著节省电能,使其在平板显示器领域得到了广泛的应用;其中,OLED的蒸镀技术是OLED规模生产的核心技术。
如图1所示,其示出了现有技术其中一种蒸镀设备的结构示意图。所述蒸镀设备包括反应腔体1’、基板固定座11’、蒸镀源3’、控制机构8’、镀率探测器5’以及准直管6’。其中,基板固定座11’设置于反应腔体1’内的顶部,用于固定待蒸镀基板;蒸镀源3’可移动地设置于反应腔体1’内;控制机构8’连接蒸镀源3’,用于控制蒸镀源3’在反应腔体1’内往复移动,当需要对待蒸镀基板进行蒸镀时,控制机构8’控制蒸镀源3’移动至基板固定座11’以及待蒸镀基板下方时,蒸镀源3’对待蒸镀基板进行蒸镀,当蒸镀完成或者需要填料时,控制机构8’控制蒸镀源3’移动离开基板固定座11’以及待蒸镀基板下方;镀率探测器5’设置于反应腔体1’内,对蒸镀源3’的镀率进行侦测;准直管6’设置于反应腔体1’内,引导升华中的蒸镀材料直线式地接触到镀率探测器5’。
图1中所示的现有蒸镀设备的反应腔体(chamber)是一体开放型。每当蒸镀材料消耗完毕需要进行停机填料时,为避免蒸镀材料高温下接触大气产生化学反应,必须把蒸镀源(source)降至室温后再把反应腔体破真空进行保养及填料,完成后再把反应腔体抽真空并升温后才能继续进行蒸镀。
由此可见,目前的生产模式存在着重大的缺陷:
1、机台需要停机进行填料,整个填料流程非常耗时,而且会因生产周期而增加停机次数。
2、若基板或基板固定座发生故障(如:破片,机构异常等),必须要先降温才能打开腔体维修,同样造成时间损失。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种蒸镀设备以及蒸镀方法,有利于实现无缝接轨的生产模式,减少停机需求,大幅度提高产能。
根据本发明的一个方面提供一种蒸镀设备,其特征在于,所述蒸镀设备包括:反应腔体,所述反应腔体内设有基板固定装置,用于固定待蒸镀基板;至少两个子腔体,多个所述子腔体临接设置于所述反应腔体的至少一侧,且分别可与所述反应腔体密封隔离或连通;至少两个蒸镀源,每个所述蒸镀源均对应地设置于一个所述子腔体内,且可在所述子腔体和所述反应腔体之间往复移动。
优选地,所述反应腔体与每个所述子腔体之间通过一隔离装置密封隔离或连通。
优选地,所述隔离装置由一个或多个隔离阀门组成,所述隔离阀门由高反射材料制成。
优选地,所述子腔体与所述反应腔体的体积比为1∶2。
优选地,所述蒸镀设备还包括镀率探测器,设置于每个所述子腔体中,用于在所述蒸镀源移动至所述反应腔体之前对所述蒸镀源的镀率进行侦测。
优选地,所述蒸镀设备还包括准直管,设置于每个所述子腔体中,且位于所述蒸镀源与所述镀率探测器之间,引导升华中的蒸镀材料直线式地接触到所述镀率探测器。
优选地,所述蒸镀设备还包括抽真空装置,所述抽真空装置连接所述反应腔体以及每个所述子腔体。
优选地,所述基板固定装置设置于所述反应腔体内的顶部,所述蒸镀源蒸镀时移动至所述待蒸镀基板的下方。
优选地,所述蒸镀设备还包括第一控制机构,所述第一控制机构控制多个所述蒸镀源交替地移动至所述反应腔体对所述待蒸镀基板进行蒸镀。
优选地,所述蒸镀设备包括第一子腔体以及第二子腔体,所述第一子腔体与所述第二子腔体沿所述反应腔体的中心对称,所述第一子腔体内设有第一蒸镀源,所述第二子腔体内设有第二蒸镀源,所述第一蒸镀源和所述第二蒸镀源交替对所述待蒸镀基板进行蒸镀。
优选地,所述第一蒸镀源与所述第二蒸镀源中的蒸镀材料相同。
优选地,所述第一蒸镀源与所述第二蒸镀源中的蒸镀材料不同,其对所述待蒸镀基板进行不同材料的镀膜。
优选地,所述反应腔体的横截面呈多边形,多个所述子腔体以所述反应腔体为中心环绕设置于所述反应腔体的外周。
优选地,所述蒸镀设备还包括第二控制机构,所述第二控制机构控制所述基板固定装置的移动和旋转。
根据本发明的另一个方面,还提供一种使用上述的蒸镀设备进行蒸镀的蒸镀方法,其特征在于,所述蒸镀方法包括如下步骤:a、将反应腔体和子腔体密封,使所述反应腔体和所述子腔体之间隔开;b、对所述反应腔体和所述子腔体抽真空;c、对一个子腔体中的蒸镀源进行升温,待所述蒸镀源升温至处于可蒸镀状态时,连通所述反应腔体和所述子腔体,移动所述蒸镀源至所述反应腔体内的蒸镀位置,对待蒸镀基板进行蒸镀;d、在反应腔体内进行蒸镀的蒸镀源中的蒸镀材料使用完毕前,将另一子腔体中的蒸镀源升温至处于可蒸镀状态;e、待反应腔体内进行蒸镀的蒸镀源中的蒸镀材料使用完毕后,将其移动至其对应的子腔体并隔开该子腔体与反应腔体,对该蒸镀源进行填料,同时连通反应腔体和另一已升温至处于可蒸镀状态的蒸镀源对应的子腔体,将该子腔体中的蒸镀源移至蒸镀位置对待蒸镀基板进行蒸镀。
优选地,重复上述步骤d和步骤e直至待蒸镀基板蒸镀完成或需对所述反应腔体进行保养时,将所有蒸镀源移动至对应的子腔体中并隔开所述反应腔体和所述子腔体后停止蒸镀。
相比于现有技术,本发明实施例提供的蒸镀设备至少具有如下有益效果:
1)多个蒸镀源可交换式的使用,例如:在第一个蒸镀源的蒸镀材料使用完毕前,可以对第二个蒸镀源提早填料升温。当第一个蒸镀源的蒸镀材料使用完毕时,第二个蒸镀源可直接投入使用,减少停机时间及提高产能,多个蒸镀源之间以此方式交替使用,直到反应腔体需要保养为止;
2)反应腔体对大气中的颗粒物十分敏感,本发明的蒸镀设备由于填料时只需要打开子腔体,而子腔体与反应腔体之间可以隔离,能够防止颗粒物进入反应腔体,减少反应腔体保养的频率;
3)蒸镀时,当反应腔体内发生破片等情况,不需要对反应腔体进行降温来处理破片,只需将蒸镀源移至子腔体中即可处理破片;
4)反应腔体进行保养(如更换掩膜)时,不需要把蒸镀源降温即可进行;
5)由于反应腔体中无需容纳蒸镀源、镀率探测器、准直管等设备,因此,在蒸镀相同的基板时,本发明中的反应腔体的容量相对现有技术中的反应腔体可变小,进而大幅度减少了抽真空的时间。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为现有技术的蒸镀设备的纵截面结构示意图;
图2为本发明的第一实施例的蒸镀设备的纵截面结构示意图;
图3为本发明的第一实施例的蒸镀设备的上视结构示意图;
图4为使用本发明的第一实施例的蒸镀设备进行蒸镀的蒸镀方法的流程图;以及
图5为本发明的第二实施例的蒸镀设备的上视结构示意图。
具体实施方式
依据本发明主旨构思,蒸镀设备包括反应腔体,所述反应腔体内设有基板固定装置,用于固定待蒸镀基板;至少两个子腔体,多个所述子腔体临接设置于所述反应腔体的至少一侧,且分别可与所述反应腔体密封隔离或连通;至少两个蒸镀源,每个所述蒸镀源均对应地设置于一个所述子腔体内,且可在所述子腔体和所述反应腔体之间往复移动。
下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。
第一实施例
请一并参见图2和图3,其分别示出了本发明的第一实施例的蒸镀设备的纵截面结构示意图和上视结构示意图。如图2和图3所示,在本发明的优选实施例中,所述蒸镀设备包括:反应腔体1、第一子腔体21、第二子腔体22、第一蒸镀源31、第二蒸镀源32、第一控制机构8、第一镀率探测器51、第二镀率探测器52以及第一准直管61和第二准直管62。
如图2所示,反应腔体1内设有基板固定装置11。基板固定装置11固定于反应腔体1内的顶部,用于固定待蒸镀基板7。
第一子腔体21和第二子腔体22以反应腔体1为中心设置于反应腔体1的外周,且与反应腔体1可密封隔离或连通。如图2所示,反应腔体1与第一子腔体21之间通过第一隔离装置41进行密封隔离或腔体连通。反应腔体1与第二子腔体22之间通过第二隔离装置42进行密封隔离或腔体连通。第一隔离装置41和第二隔离装置42优选地由呈板状的隔离阀门组成,所述隔离阀门的外周可设有橡胶O型圈,防止空气泄漏,起到密封的作用。第一隔离装置41和第二隔离装置42可以分别由一气压阀控制移动,以实现第一子腔体21和第二子腔体22与反应腔体1之间的密封或连通。
同时,由于蒸镀过程中反应腔体1、第一子腔体21和第二子腔体22均处于真空环境下,热传导和热对流是无法实现的,因此,为了防止反应腔体1和第一子腔体21、第二子腔体22之间出现热量传递只需防止热辐射这一热量传递的方式即可实现,进而优选地,组成第一隔离装置41和第二隔离装置42的隔离阀门由高反射材料制成,例如钢铁或其他金属材料,并可于隔离阀门的外周设有橡胶O型圈。
如图3所示,第一子腔体21和第二子腔体22的腔体外壁两侧还可以设有开口23,以及相应的打开和关闭开口23的阀门(图中未示出),打开所述阀门后可以从开口23处向第一蒸镀源31和第二蒸镀源32填料。
在图2和图3所示的优选实施例中,反应腔体1为长方体,第一子腔体21与第二子腔体22沿反应腔体1的中心对称,第一子腔体21和第二子腔体22分别设置于反应腔体1的两侧。第一子腔体21与第二子腔体22设置的位置更便于带蒸镀基板7从反应腔体1的另两侧传入和传出。
进一步优选地,第一子腔体21、反应腔体1以及第二子腔体22之间的容积比为1∶2∶1。本领域技术人员理解,虽然反应腔室1的容积需要根据待蒸镀基板7尺寸以及其内部的其他设备的尺寸而定,但与目前现有技术中的蒸镀设备相比,在蒸镀相同尺寸的基板情况下,使用本发明的蒸镀设备的整体容积虽然变大了,但由于反应腔体1和第一子腔体21、第二子腔体22之间可密封隔开,因此,隔开后的反应腔体1的容积相对于现有技术的反应腔体1’的容积大约减小了五分之一,同时,第一子腔体21和第二子腔体22的容积相对现有技术中的反应腔体1’的容积也小得多,进而,当需要单独对反应腔体1、第一子腔体21或者第二子腔体22抽真空时,可大幅度减少抽真空的时间。
第一蒸镀源31设置于第一子腔体21内,且可在反应腔体1内与待蒸镀基板7对应的蒸镀位置和第一子腔体21之间往复移动。具体地,第一蒸镀源31蒸镀时移动至待蒸镀基板7的下方。
第二蒸镀源32设置于第二子腔体22内,且可在反应腔体1内与待蒸镀基板7对应的蒸镀位置和第二子腔体22之间往复移动。具体地,第二蒸镀源32蒸镀时移动至待蒸镀基板7的下方。
在对待蒸镀基板7进行蒸镀的过程中,第一蒸镀源31和第二蒸镀源32根据其蒸镀材料的存量会交替地对待蒸镀基板7进行蒸镀。即第一蒸镀源31中的蒸镀材料使用完后由第二蒸镀源32对待蒸镀基板7进行蒸镀,而第一蒸镀源31移动至第一子腔体21进行填料;类似地,第二蒸镀源32中的蒸镀材料使用完后由第一蒸镀源31对待蒸镀基板7进行蒸镀,而第二蒸镀源32移动至第二子腔体22进行填料。
如图2所示,所述蒸镀设备包括两个第一控制机构8,其中,第一蒸镀源31和第二蒸镀源32分别连接一第一控制机构8。两个第一控制机构8分别控制第一蒸镀源31和第二蒸镀源32,使第一蒸镀源31和第二蒸镀源32交替地移动至反应腔体1中对待蒸镀基板7进行蒸镀。
进一步地,由于空气中的颗粒物需要通过其它媒介才能够传输,比如通过空气传输,机构动作和基板来料等方式。在反应腔体1的高真空环境下,空气传输的方式可以被排除,所以最有可能传输颗粒便是机构动作。为了大大减少颗粒接触反应腔体1中待蒸镀基板7的可能性,减少颗粒物对成品的影响,本发明的蒸镀设备将蒸镀源和基板隔开一段距离,使蒸镀源避免因蒸镀源的移动而接触到颗粒。优选地,第一蒸镀源31或第二蒸镀源32移动至待蒸镀基板7的下方时与待蒸镀基板7之间的间距为1m。
在本发明的优选实施例中,第一蒸镀源31与第二蒸镀源32中的蒸镀材料相同,通过第一蒸镀源31和第二蒸镀源32交替地对待蒸镀基板7进行蒸镀以实现在反应腔体1中对待蒸镀基板7进行同一蒸镀材料不间断的蒸镀,提高产能。第一蒸镀源31和第二蒸镀源32填充蒸镀材料的填料量优选地为2-3kg。
如图2所示,第一镀率探测器51设置于第一子腔体21中,用于在第一蒸镀源31移动至反应腔体1之前对第一蒸镀源31的镀率进行侦测;相应地,第二镀率探测器52设置于第二子腔体22中,用于在第二蒸镀源32移动至反应腔体1之前对第二蒸镀源32的镀率进行侦测。
如图2所示,第一准直管61设置于第一子腔体21中,且位于第一蒸镀源31与第一镀率探测器51之间,引导升华中的蒸镀材料直线式地接触到第一镀率探测器51,防止蒸镀材料接触到蒸镀设备的其他机构或装置;相应地,第二准直管62设置于第二子腔体22中,且位于第二蒸镀源32与第二镀率探测器52之间,引导升华中的蒸镀材料直线式地接触到第二镀率探测器52,防止蒸镀材料接触到蒸镀设备的其他机构或装置。
进一步地,所述蒸镀设备还包括抽真空装置(图中未示出)。优选地,所述蒸镀设备可以包括三个抽真空装置,三个所述抽真空装置分别连接反应腔体1、第一子腔体21以及第二子腔体22,从而可以分别对反应腔体1、第一子腔体21以及第二子腔体22抽真空。
进一步地,在本发明的一些变化例中,第一蒸镀源31与第二蒸镀源32中的蒸镀材料也可以是不同,通过第一蒸镀源31与第二蒸镀源32中不同的蒸镀材料,可以对待蒸镀基板7的表面进行不同材料的镀膜。
请参见图4,其示出了使用本发明的第一实施例的蒸镀设备进行蒸镀的蒸镀方法的流程图。如图4所示,所述蒸镀方法包括如下步骤:
步骤S100:将反应腔体1、第一子腔体21和第二子腔体22密封,使反应腔体1、第一子腔体21和第二子腔体22之间隔开。其中,反应腔体1、第一子腔体21和第二子腔体22之间的密封隔开是通过关闭反应腔体1与第一子腔体21之间的第一隔离装置41以及反应腔体1与第二子腔体22之间的第二隔离装置42实现的。
步骤S200:对反应腔体1、第一子腔体21以及第二子腔体22抽真空。
步骤S300:对第一子腔体21中的第一蒸镀源31进行升温,待第一蒸镀源31升温至其处于可蒸镀状态时,连通反应腔体1和第一子腔体21,即打开第一隔离装置41,与第一蒸镀源31连接的第一控制机构8将第一蒸镀源31移动至反应腔体1内的蒸镀位置(在此实施例中,蒸镀位置为基板固定装置的下方),对待蒸镀基板7进行蒸镀。
步骤S400:在第一蒸镀源31中的蒸镀材料使用完毕前,将第二子腔体22中的第二蒸镀源32升温至其处于可蒸镀状态。其中,第二蒸镀源32的开始升温的时间根据第一蒸镀源31中蒸镀材料剩余情况以及蒸镀材料升温至处于可蒸镀状态所需的时间而定。例如,第二蒸镀源32中的蒸镀材料升温至可蒸镀状态所需的总耗时若为5小时,则当第一蒸镀源31中的蒸镀材料剩余量减少至可使用5小时前,便可以开始对第二蒸镀源32进行升温。而蒸镀材料升温至可蒸镀状态所需的时间因每种蒸镀材料的特性不同而有所区别,蒸镀材料的可蒸镀状态需视蒸镀镀率的稳定性等参数而定,在此不予赘述。
步骤S500:待第一蒸镀源31中的蒸镀材料使用完毕后,将其移动至第一子腔体21并隔开第一子腔体21与反应腔体1(即关闭第一隔离装置41),对第一蒸镀源31进行填料,同时连通反应腔体1和第二子腔体22(即打开第二隔离装置42),将第二蒸镀源32移至蒸镀位置(即基板固定装置11的下方)对待蒸镀基板7进行蒸镀。其中,第一蒸镀源31进行填料的过程需先将第一蒸镀源31降至室温后再把第一子腔体21破真空进行填料,但由于第一子腔体21与反应腔体1之间相互隔开,因此,第一蒸镀源31的填料并不影响反应腔体1中第二蒸镀源32的蒸镀过程,进而使反应腔体1可不间断地进行蒸镀,提高了效率和产能。
步骤S600:重复上述步骤S400和步骤S500(即将第一蒸镀源31替换第二蒸镀源32对待蒸镀基板进行蒸镀)直至待蒸镀基板7蒸镀完成或需对反应腔体1进行保养时,将第一蒸镀源31和第二蒸镀源32分别移动至第一子腔体21和第二子腔体22并隔开反应腔体1、第一子腔体21以及第二子腔体22(关闭第一隔离装置41和第二隔离装置42)后即停止蒸镀。
第二实施例
请参见图5,其示出了本发明的第二实施例的蒸镀设备的上视结构示意图。与上述图2和图3中所示的第一实施例不同的是,反应腔体的横截面呈多边形,所述蒸镀设备包括两个以上的子腔体,多个子腔体以反应腔体为中心环绕设置于反应腔体的外周。在图5所示的优选例中,反应腔体1的横截面为八边形,即反应腔体1由八个侧壁构成。所述蒸镀设备包括六个子腔体2,六个子腔体2两两沿反应腔体1的中心对称设置于反应腔体1的侧壁外周。未设置子腔体2的两个侧壁用于设置待蒸镀基板的入口和出口,便于待蒸镀基板的进出。每个子腔体2中均设有一蒸镀源3,在此实施例中,多个蒸镀源3之间的蒸镀材料可以是相同的,也可以是不同的,进而,待蒸镀基板可以在该蒸镀设备的反应腔体1中完成所有功能层的蒸镀。可以理解的是,该蒸镀设备因可以对基板进行各种不同材料的蒸镀,其反应腔体内的需求的容积较大,因此,其优选地适用于大型尺寸的基板的蒸镀,如电视机显示面板的基板等,从而能够充分利用反应腔体的空间,提高效益。
进一步地,在此实施例中,所述蒸镀设备优选地还包括第二控制机构(图中未示出),所述第二控制机构控制基板固定装置11的移动和旋转,通过基板固定装置11的移动和旋转以确保待蒸镀基板能够全面镀膜。
更为进一步地,本领域技术人员理解,本发明提供一种蒸镀设备,其以反应腔体为中心,在其外周设置多个子腔体,多个子腔体与反应腔体之间可密封或连通,且每个子腔体中均设有一蒸镀源。具有多个蒸镀源可交换式的使用,减少停机时间及提高产能;能够防止颗粒物进入反应腔体,减少反应腔体保养的频率;当反应腔体内发生破片等情况,不需要对反应腔体进行降温即可处理破片;反应腔体进行保养(如更换掩膜)时不需要把蒸镀源降温即可进行;减小反应腔体的容积,大幅度减少了抽真空的时间等有益效果。
虽然本发明已以优选实施例揭示如上,然而其并非用以限定本发明。本发明蒸镀设备并不限于用于OLED蒸镀制程。本说明书背景技术部分所示例的结构仅用于说明工作机制,其并不作为对本发明的限制。本发明所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与修改。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。