CN107190236B - 坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法，属于蒸镀技术领域，坩埚包括：坩埚本体、传感机构、控制机构和调节机构，坩埚本体具有多个蒸发口以及腔体，腔体用于容置蒸镀材料；传感机构设置在蒸发口周围，用于检测不同区域蒸镀材料的实际镀率；控制机构与传感机构连接，用于根据实际镀率与目标镀率计算调节参数，将调节参数发送给调节机构，调节参数为挡板的旋转角度；调节机构与控制机构连接，调节机构设置在腔体内，用于根据调节参数调节对应区域蒸镀材料的镀率。该坩埚采用对坩埚不同区域蒸发口处的实际镀率进行检测，并根据实际镀率与目标镀率计算调节参数以实现快速调整镀率，从而可以提高坩埚内材料的利用率。

Description

坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法

技术领域

本公开涉及蒸镀技术领域，具体而言，涉及一种坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法。

背景技术

现今制作OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)产品多是采用蒸镀方法。线源蒸发使用包含多个蒸发口的线性容器，同一时间材料从多个蒸发口出来并沉积到基板上，因此线源蒸发具有较高的材料利用率。但是由于线源蒸发装置具有多个蒸发口，在蒸镀工艺中，基板中间部分沉积的材料来自至少两个蒸发口或源蒸发点，基板边缘部分沉积的材料明显少于中间部分沉积的材料，导致通常沉积在基板中间部分的膜厚比边缘部分的膜后要厚一些，因此膜厚不均匀。

目前，为解决膜厚不均匀的问题，主要通过控制电源功率输出，进而控制加热装置的温度变化，达到控制蒸镀速率的目的。但是，对于温度的控制稳定性差，而且温度控制镀率变化实现起来很慢，通常需要很长时间达到稳定的温度，调整过程中坩埚内的材料就不可避免的会被浪费掉。

因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种坩埚，包括：坩埚本体、传感机构、控制机构和调节机构，坩埚本体具有多个蒸发口以及腔体，所述腔体用于容置蒸镀材料；传感机构设置在所述蒸发口周围，用于检测不同区域所述蒸镀材料的实际镀率；控制机构与所述传感机构连接，用于根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数，将所述调节参数发送给所述调节机构，所述调节参数为所述挡板的旋转角度；调节机构与所述控制机构连接，所述调节机构设置在所述腔体内，用于根据所述调节参数调节对应区域所述蒸镀材料的镀率。

在本公开的一种示例性实施例中，所述调节机构包括M个分布在不同区域内分段式的挡板，所述挡板能够在所述腔体内旋转90度，其中M大于等于2。

在本公开的一种示例性实施例中，所述调节机构还包括M个同心轴，分别与所述挡板连接，通过所述同心轴的转动带动所述挡板旋转，所述同心轴为两个以上且同一圆心的轴承套装在一起形成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述调节机构还包括驱动组件，与所述M个同心轴和所述控制机构连接，用于根据所述调节参数来驱动所述同心轴。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制机构还与所述传感机构连接，所述控制机构根据所述实际镀率与目标镀率进行比较得到差值，并根据所述差值计算调节参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述多个蒸发口为线性排列地布设在所述腔体顶部的出口。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传感机构包括M个传感器，分别布置在不同区域内所述挡板所对应区域的蒸发口处，以检测所述蒸发口处的实际镀率。

根据本公开的另一个方面，还提供一种蒸镀装置，包括以上所述的坩埚和加热源。

根据本公开的再一个方面，还提供一种利用上述坩埚的蒸镀方法，包括：

检测不同区域蒸镀材料的实际镀率；

根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数，其中所述调节参数为所述挡板的旋转角度；

根据所述调节参数调节对应区域所述蒸镀材料的镀率。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数包括：

根据所述实际镀率与所述目标镀率进行比较得到差值，并根据所述差值计算所述调节参数。

本公开的某些实施例的坩埚、蒸镀装置及蒸镀方法，其中该坩埚采用对坩埚不同区域蒸发口处的实际镀率进行检测，并根据实际镀率与目标镀率计算调节参数以实现快速调整镀率，从而可以提高坩埚内材料的利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中提供的一种坩埚的框图。

图2示出本公开示例性实施例中提供的一种坩埚的结构示意图。

图3示出本公开示例性实施例中提供的一种蒸镀装置的框图。

图4示出本公开示例性实施例中提供的一种蒸镀方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

图1示出本公开示例性实施例中提供的一种坩埚的框图，如图1所示，该坩埚10包括：坩埚本体110、传感机构120、控制机构130和调节机构140。

在本实施例中，坩埚本体110与传统的蒸镀坩埚结构类似，具有多个蒸发口以及腔体，腔体用于容置蒸镀材料，蒸发口作为蒸镀材料的出口，使蒸镀材料加热后可以从此喷射而出并镀在基板等待蒸镀结构上。

传感机构120设置在蒸发口周围，用于检测不同区域蒸镀材料的实际镀率。控制机构130与传感机构120连接，用于根据实际镀率与目标镀率计算调节参数，并将调节参数发送给调节机构140。调节机构140与控制机构130连接，调节机构140设置在腔体内，用于根据调节参数调节对应区域蒸镀材料的镀率。

图2示出本公开示例性实施例中提供的一种坩埚的结构示意图，如图2所示，坩埚10中包括多个蒸发口111以及一个腔体112，这些蒸发口为线性排列地布设在腔体112顶部的出口，即图2中所示的蒸发口阵列包括20个蒸发口。需要说明的是，本实施例图2中所示仅为示例，并不限定蒸发口的数目，在实际应用中可以根据需要设置合适数目的蒸发口。

在本实施例中，传感机构120包括M个传感器，分别布置在不同区域内挡板所对应区域的蒸发口处，以检测蒸发口处的实际镀率。为了能够针对较长的蒸发口阵列进行精细化调节与控制，将其划分为几个区域，以图2所示为例，将其划分为5个区域，即M＝5。相应的，通常针对一个区域至少设置一个传感器，因此在5个区域内分别选一个蒸发口设置一个传感器，并将检测得到的蒸发口实际镀率作为该区域的实际镀率。

其中传感器可以设置在蒸发口的出口处，图2中仅以一个传感器121为例进行说明。另外，由于传感器设置在蒸发口的结构较为细微，在结构示意图中无法清楚呈现，而且在实际使用中如何在蒸发口设置传感器较为常见，并且不是本实施例的设计要点，因此在图2中仅以小圆圈代替。

在本公开的一种示例性实施例中，调节机构140包括M个分布在不同区域内分段式的挡板、同心轴和驱动组件，其中M大于等于2。本实施例中以M＝5为例，即设置5个挡板，分别用1411、1412、1413、1414和1415表示。挡板的宽度与腔体112内径大小接近，通常略小于腔体112内径即可，而且挡板能够在腔体112内旋转90度。由于腔体112下面还需要设置加热源，腔体112内的蒸镀材料经加热后从蒸发口111喷到基板上完成镀膜。通过旋转腔体112内的挡板的角度，可以改变蒸镀材料从腔体112内蒸发出来的速率，调节原理如下：

当挡板为水平(即旋转0度)时，蒸镀材料蒸发后只有少量会通过挡板与腔体112内壁的间隙并从蒸发口喷出，这样可以大大减少蒸镀材料的蒸发量，此时镀率最小；当挡板为垂直(即旋转90度)时，蒸镀材料蒸发后可以几乎不受阻挡就能从蒸发口喷出，此时蒸镀材料的蒸发量与传统不设置挡板的结构几乎差不多，此时镀率最大；当挡板从水平旋转到垂直的过程中(即旋转角度从0～90度)，蒸镀材料的蒸发量逐渐增大，镀率也逐渐增大。

在本实施例中，为了控制各个挡板的旋转，还需要与M个挡板相对应的M个同心轴，分别与M个挡板连接，通过同心轴的转动带动挡板旋转。其中本实施例中的同心轴为两个以上且同一圆心的轴承套装在一起形成的结构，仍以图2所示的5个挡板为例，相应的5个同心轴分别为：1421、1422、1423、1424和1425，同心轴的设置方式为：一侧为三个同心轴(1421、1422、1423)套装，即1421、1422和1423从外向内依次套装，另一侧为两个同心轴(1424和1425)套装，即1425和1424从外向内依次套装。

另外，5个同心轴是可以独立控制的，因此除了同心轴，还需要驱动组件对同心轴进行驱动，以图2为例，驱动组件包括两个分别设置在腔体两端的马达1431和1432，其中一个马达与M个同心轴中的N个连接，另一个马达与M个同心轴中的剩余同心轴连接。如图2所示，马达1431与5个同心轴中的前三个(1421、1422、1423)连接，马达1432与剩余的同心轴(1424和1425)连接。马达1431和1432分别与5个同心轴和控制机构130连接，用于接收调节参数并根据调节参数来调整驱动组件的转速，以达到通过同心轴控制相应挡板的旋转角度的目的。

如图2所示，控制机构130与传感机构120和调节机构140(具体是与调节机构140中的马达1431和1432)连接，根据传感机构120检测的实际镀率与目标镀率进行比较得到差值，并根据差值计算调节参数。假设如果传感器121检测第一区域的实际镀率小于目标镀率，则计算得到实际镀率与目标镀率的差值为负值，相应的调节参数为增大挡板的旋转角度，即在目前基础上增大镀率；反之，如果传感器121检测第一区域的实际镀率大于目标镀率，则计算得到实际镀率与目标镀率的差值为正值，相应的调节参数为减小挡板的旋转角度，即在目前基础上增大镀率，因此马达根据控制机构的调节参数来调节旋转角度，以便能够通过同心轴达到调节挡板旋转角度的目的。其他区域调节镀率的方式类似，此处不再一一赘述。

由于镀率是由蒸发材料的蒸发速率决定的，通常两者具有一定的比例关系，因此本实施例中的实际镀率是通过传感器对蒸发材料从蒸发口处喷出的速率进行检测，并根据速率与镀率的比例关系进行换算得到。

在本实施中，控制机构130可以是具有可编程逻辑电路的芯片或单片机等，具有数据处理以及运算等功能。

基于上述坩埚结构，可以将加热源设置在一定温度(例如300℃左右)后，通过调节挡板的角度实现快速调节镀率的目的，其中一定温度通常需要根据蒸镀材料的种类进行确定，不能过高，也不能过低，需要保证蒸镀材料在该温度下不会发生蒸发速率过小或过大的现象即可，此处“蒸发速率过小”是指温度低到蒸发速率很慢甚至不能蒸发；而“蒸发速率过大”是指即便不管如何调节挡板的角度也依然有大量蒸镀材料蒸发出来。

需要说明的是，本实施例中图2所示的蒸发口的数目、挡板的数目以及相应的同心轴和马达的连接方式仅为示例，并不因此限定其具体结构，因此在实际应用中可以根据蒸发源长度等具体的工艺要求进行调整，此处不再赘述。

综上所述，本实施例通过对传统坩埚结构进行改进，采用对坩埚不同区域蒸发口处的实际镀率进行检测，并根据实际镀率与目标镀率计算调节参数以实现快速调整镀率，从而可以提高坩埚内材料的利用率。另外，通过对各个区域的镀率根据目标镀率进行调整，以使整个坩埚的镀率趋于相同，从而形成的镀膜也更加均匀。

图3还示出本公开示例性实施例中提供的一种蒸镀装置的框图，如图3所示，该蒸镀装置20包括以上的坩埚10和加热源11，而且为了与坩埚10的线性蒸发口相适应，加热源11一般也是线性加热源。

该蒸镀装置能够实现与上述实施例中的坩埚相同的技术效果，此处不再重复。

图4还示出本公开示例性实施例中提供的一种蒸镀方法的流程图，该蒸镀方法利用上述实施例提供的坩埚实现。

如图4所示，在步骤S41中，检测不同区域蒸镀材料的实际镀率。通过在各个区域的蒸发口处设置的传感器检测得到该区域蒸镀材料的蒸发速率，再换算成相应的实际镀率。

如图4所示，在步骤S42中，根据实际镀率与目标镀率计算得到调节参数。在本实施例中，具体为根据实际镀率与目标镀率进行比较得到差值，并根据差值计算调节参数。

如图4所示，在步骤S43中，根据调节参数调节对应区域蒸镀材料的镀率。

假设如果实际镀率小于目标镀率，则计算得到实际镀率与目标镀率的差值为负值，相应的调节参数为增大挡板的旋转角度，即在目前基础上增大镀率；反之，如果实际镀率大于目标镀率，则计算得到实际镀率与目标镀率的差值为正值，相应的调节参数为减小挡板的旋转角度，即在目前基础上增大镀率，因此马达根据控制机构的调节参数来调节旋转角度，以便能够通过同心轴达到调节挡板旋转角度的目的。

该蒸镀方法也能够实现与上述实施例中的坩埚相同的技术效果，此处不再重复。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种坩埚，其特征在于，包括：

坩埚本体，具有多个蒸发口以及腔体，所述腔体用于容置蒸镀材料；

传感机构，设置在所述蒸发口周围，用于检测不同区域所述蒸镀材料的实际镀率；

控制机构，与所述传感机构连接，用于根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数；

调节机构，与所述控制机构连接，所述调节机构设置在所述腔体内，用于根据所述调节参数调节对应区域所述蒸镀材料的镀率；

其中所述调节机构包括M个分布在不同区域内分段式的挡板，其中M大于等于2，所述控制机构将所述调节参数发送给所述调节机构，所述调节参数为所述挡板的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述挡板能够在所述腔体内旋转90度。

3.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述调节机构还包括M个同心轴，分别与所述挡板连接，通过所述同心轴转动带动所述挡板旋转，所述同心轴为两个以上且同一圆心的轴承套装在一起形成。

4.根据权利要求3所述的坩埚，其特征在于，所述调节机构还包括驱动组件，与所述M个同心轴和所述控制机构连接，用于根据所述调节参数来驱动所述同心轴。

5.根据权利要求4所述的坩埚，其特征在于，所述控制机构还与所述传感机构连接，所述控制机构根据所述实际镀率与目标镀率进行比较得到差值，并根据所述差值计算所述调节参数。

6.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述多个蒸发口为线性排列地布设在所述腔体顶部的出口。

7.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述传感机构包括M个传感器，分别布置在不同区域内所述挡板所对应区域的蒸发口处，以检测所述蒸发口处的实际镀率。

8.一种蒸镀装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的坩埚和加热源。

9.一种利用权利要求1-7中任一项所述的坩埚的蒸镀方法，其特征在于，包括：

检测不同区域蒸镀材料的实际镀率；

根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数，其中所述调节参数为挡板的旋转角度，所述挡板分布在不同区域内；

根据所述调节参数调节对应区域所述蒸镀材料的镀率。

10.根据权利要求9所述的蒸镀方法，其特征在于，根据所述实际镀率与目标镀率计算调节参数包括：

根据所述实际镀率与所述目标镀率进行比较得到差值，并根据所述差值计算所述调节参数。