CN108344254A - 真空干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空干燥装置，包括具有真空腔的干燥室、设于真空腔内的样品台以及设于真空腔内的稳流通道，其中稳流通道的一端用于与抽气装置相连通，另一端朝向样品台设置且该端设有气流入口。与常规的真空干燥器相比，采用上述真空干燥装置使样品表面形成稳定的层流，能够避免膜层内部形成湍流或中间干燥速率慢、四周干燥速率快的情况，能够尽量使墨水等材料中的水分等待挥发性成分均匀挥发，进而有效提高成膜的均匀性，进而提高器件的性能。

Description

真空干燥装置

技术领域

本发明涉及干燥设备技术领域，特别是涉及一种真空干燥装置。

背景技术

采用溶液加工法制作包含OLED等发光器件的显示装置，由于其成本低廉、工艺简单、易于实现大尺寸显示屏等优点，是未来显示技术发展的重要方向。其中，印刷显示被认为是实现低成本制备大尺寸全彩OLED等发光器件最有前景的一种技术。

在印刷工艺中，尤其在喷墨打印中，需要将打印后的墨水等材料置于真空干燥器内进行真空干燥。但是在传统的真空干燥器中，与真空泵相连通的气路管道和真空腔具有较大的体积差，该较大的体积差造成真空腔内气流剧烈波动并形成陡峭的气流速度的梯度变化，进而容易带动待干燥的墨水等样品内气流剧烈变化，影响成膜均匀性。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高成膜均匀性的真空干燥装置。

一种真空干燥装置，包括

干燥室，所述干燥室具有真空腔；

样品台，所述样品台设于所述真空腔内；

稳流通道，所述稳流通道设于所述真空腔内，所述稳流通道的一端用于与抽气装置相连通，所述稳流通道的另一端朝向所述样品台设置且该端设有气流入口。

在其中一个实施例中，所述稳流通道内设有多个气流挡板，多个所述气流挡板在沿气流流出的方向上间隔交错设置。

在其中一个实施例中，所述稳流通道为多个，包括中间稳流通道和周边稳流通道；

所述中间稳流通道的所述气流入口正对所述样品台的中部设置；

所述周边稳流通道围绕所述中间稳流通道设置。

通过控制中间稳流通道和周边稳流通道的抽气气流量能够调节对样品台的中部及边缘部位的抽气速率，进一步使样品成膜更均匀。

在其中一个实施例中，所述真空干燥装置还包括抽气管路，所述抽气管路包括汇流管路和分支管路，所述分支管路一端与所述汇流管路一端连接，所述汇流管路的另一端与所述抽气装置连接，所述分支管路的另一端分别与所述稳流通道连接。

在其中一个实施例中，所述稳流通道呈从所述气流入口向内收窄的结构。采用呈收窄结构的稳流通道能够进一步使抽气气流量变化更均匀，使真空腔内抽气流平稳流动。

在其中一个实施例中，所述稳流通道呈锥形结构。

在其中一个实施例中，所述稳流通道由相对倾斜设置在所述干燥室内的顶壁上的两块隔板配合形成。

在其中一个实施例中，所述真空干燥装置还包括导流阻尼板；

所述导流阻尼板设于所述真空腔内并位于所述样品台和所述稳流通道之间，所述导流阻尼板上分散设有多个气流孔。采用分散设置气流孔的导流阻尼板配合稳流通道能够进一步调控和稳定抽气气流。

在其中一个实施例中，所述导流阻尼板上的所述气流孔的孔径从所述导流阻尼板的中部向边缘部位减小。该导流阻尼板可以与稳流通道共同作用，使样品台的四周抽气速率降低，中部抽气速率增加，进一步使样品成膜更均匀。

在其中一个实施例中，所述导流阻尼板的数量为两个，包括第一导流阻尼板和第二导流阻尼板；

所述第一导流阻尼板设于所述样品台和所述稳流通道之间，所述第二导流阻尼板设于所述样品台和所述第一导流阻尼板之间，且所述第一导流阻尼板上与所述第二导流阻尼板上相对应区域处的所述气流孔的孔径大于所述第二导流阻尼板上的所述气流孔的孔径。

在其中一个实施例中，所述样品台为加热烘烤台。

在其中一个实施例中，所述干燥室上设有与所述真空腔相连通的惰性气体入口和/或空气入口。

上述真空干燥装置包括具有真空腔的干燥室、设于真空腔内的样品台以及设于真空腔内的稳流通道，其中稳流通道的一端用于与抽气装置相连通，另一端朝向样品台设置且该端设有气流入口。该稳流通道能够增长抽气气流的流通路径并能够使真空腔内的抽气气流呈稳定均匀变化。与常规的真空干燥器相比，采用上述真空干燥装置对基板上的墨水等材料进行真空烘干成膜的过程中能够使基板上的样品表面形成稳定的层流，能够避免膜层内部形成湍流以及中间干燥速率慢、四周干燥速率快的情况，能够尽量使墨水等材料样品中的水分等待挥发性成分均匀挥发，进而有效提高成膜的均匀性，进而提高器件的性能。

进一步地，上述真空干燥装置的稳流通道内还设有多个气流挡板，多个所述气流挡板在沿气流流出的方向上间隔交错设置，能够进一步增长抽气气流的流通路径，进一步使真空腔内的抽气气流呈更稳定均匀的变化，进一步有效提高样品成膜的均匀性。

进一步地，上述真空干燥装置通过对稳流通道和分支管路的个数、结构及设置位置的布设，实现对样品台中部和边缘区域的气流抽速调控，形成样品台的四周抽速低、中间抽速高的梯度均匀的层流气流场，能够进一步避免基板上膜层中间干燥速率慢、四周干燥速率快所造成的成膜不均匀的情况，进一步提高成膜均匀性。

另外，上述真空干燥装置通过进一步设有调节抽气流量的导流阻尼板，且该导流阻尼板能够进一步与稳流通道和分支管路相配合作用，更进一步地增长了抽气气流的扩散路径，减缓气流流速，使抽气流变化稳定，形成样品台的四周抽速低、中间抽速高的梯度均匀的层流气流场，进而保证印刷薄膜等样品中溶剂的稳定挥发，促进进一步形成均匀干燥的膜层。

附图说明

图1为一实施方式的真空干燥装置的结构示意图；

图2为图1中的真空干燥装置的气流挡板的结构示意图；

图3为图1中的真空干燥装置的第一导流阻尼板的结构示意图；

图4为图1中的真空干燥装置的第二导流阻尼板的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一实施方式的真空干燥装置10，包括干燥室100、样品台200、稳流通道310、抽气管路400和导流阻尼板500。

在本实施方式中，干燥室100具有真空腔101、与真空腔101相连通的三个抽气口以及与真空腔101相连通的空气入口102和惰性气体入口103。其中，三个抽气口连分别连通三个稳流通道310和三个分支管路。空气入口102用于样品干燥完成后使真空腔101内恢复大气压。惰性气体入口103用于与惰性气体气源发生装置或与惰性气体存储装置相连通以向真空腔101提供惰性气体氛围，继而保护样品。惰性气体可以为常用的氮气、氩气等。优选地，抽气口设于真空腔101的顶部，空气入口10和惰性气体入口103均设于真空腔101的底部。

在其他实施方式中，抽气口的数量可以根据稳流通道310和分支管路的个数进行适应性调整。惰性气体入口103可无需设置，如需向真空腔101内供应惰性气体，可直接使用空气入口102输入即可。另外，干燥室100的形状可以呈圆柱体形、长方体形等形状，只要便于在真空腔101内布设稳流通道310即可。

在本实施方式中，样品台200设于真空腔101内。优选地，样品台200为加热烘烤台，具有加热和冷却功能。对于沸点较高、粘度较低的溶剂，该加热烘烤台可预先将墨水等材料预加热，如加热至50℃预热1min，再控制抽气速率，能够避免成膜过程中膜层边缘部位的干燥速率大于膜层中部的干燥速率或者膜层的内部形成湍流的情况，可进一步促进样品均匀快速成膜。另外，还可通过惰性气体入口103向真空腔101提供惰性气体等，进一步采用该真空干燥装置10对印刷在基板1上的膜层进行后续烘烤工序，能够减少样品转移的次数，有效避免样品转移过程对样品造成的影响简化步骤，并可提高效率，提高产品品质。

另外，通常在印刷工艺中，尤其喷墨打印，为了避免墨水等材料挥发对喷头造成不可逆的损伤，一般印刷时采用的墨水等材料的沸点较高，例如大于200℃。采用传统真空干燥器对应材料或样品进行干燥成膜时，该较高沸点的墨水等材料很难挥发，导致打印后的墨水等材料在成膜的过程中仍具有一定的流动性，并传统真空干燥器中抽气气流的急剧变化，使成膜过程中膜层边缘部位的干燥速率大于膜层中部的干燥速率，容易导致膜层的内部形成湍流，并很难成膜均匀，严重影响器件的性能。采用该具有加热功能的样品台200，能够预先将墨水等材料预加热，如加热至50℃预热1min，再控制抽气气流量，能够进一步避免成膜过程中膜层边缘部位的干燥速率大于膜层中部的干燥速率或者膜层的内部形成湍流的情况，可进一步促进样品均匀快速成膜。

在本实施方式中，稳流通道310设于真空腔101内，稳流通道310的一端通过抽气管路400与真空泵相连通，稳流通道310的另一端朝向样品台200设置且该端设有气流入口。通过在真空腔101内设置稳流通道310可增长抽气气流流通路径，并能够使真空腔101内的抽气气流呈稳定均匀的变化，提高样品成膜的均匀性。

在本实施方式中，优选地，稳流通道310呈从气流入口向内收窄的结构，使稳流通道310的气流入口处呈广口型。采用呈收窄结构的稳流通道310能够进一步使抽气气流量变化更均匀，使真空腔101内抽气流平稳流动。

进一步地，稳流通道310呈坡形结构。该坡形结构的稳流通道310可以由相对倾斜设置在干燥室100内的顶壁上的两块隔板配合形成，多个气流挡板320在两块隔板上间隔交错设置。隔板优选为平板结构，两个平板结构形成的稳流通道310的两侧还可以进一步调节抽气气流流量。同时隔板也可以呈环形弯曲板结构，还可以为半圆板结构等，只要便于调节抽气流量即可。在其他实施方式中，稳流通道310还可以呈锥形结构。

优选地，稳流通道310为多个，包括中间稳流通道311和周边稳流通道312。中间稳流通道311的气流入口正对样品台200的中部设置，周边稳流通道312围绕中间稳流通道311设置。通过控制中间稳流通道311和周边稳流通道312的抽气气流量能够调节对样品台200的中部及边缘部位的抽气速率，进一步使样品成膜更均匀。相对应地，抽气管路400包括汇流管路和分支管路，分支管路一端与汇流管路一端连接，汇流管路的另一端与抽气装置连接，分支管路的另一端分别与稳流通道310连接。即分支管路均通过汇流管路与真空泵等抽气装置相连通。

进一步地，在本实施方式中，稳流通道310包括一个中间稳流通道311和两个周边稳流通道312。该中间稳流通道311的气流入口正对样品台200的中部设置，两个周边稳流通道312分别位于该中间稳流通道311的两侧以调整对样品台200的边缘部位的抽气速率。在其他实施方式中，也可以根据真空干燥装置10的形状及尺寸，将中间稳流通道311设置为一个或多个，周边稳流通道312设置为更多个。例如中间稳流通道311可以为一个，周边稳流通道312可以为四个，四个周边稳流通道312围绕该中间稳流通道311的外周设置。又如中间稳流通道311可以为两个，两个中间稳流通道311并列设置，周边稳流通道312有五个，五个周边稳流通道312围绕该两个中间稳流通道311的外周设置。

请进一步结合图2，进一步地，在本实施方式中，稳流通道310内设有多个气流挡板320，多个气流挡板320在沿气流流出的方向上间隔交错设置，可显著增加气流路径长度，降低抽气速率使其保持稳定，从而减缓抽气流速度梯度变化，使真空腔101内的抽气流平稳流动，使基板1上的样品中的溶剂均匀挥发。

进一步地，气流挡板320包括固定部321和阻挡部322。气流挡板320通过固定部321设置于隔板310上，并使多个阻挡部322在水平方向上相互交错，能够增加稳流通道310内的气流路径，降低抽气速率并使其稳定变化，从而减缓抽气速度的梯度变化，使真空腔101内的气流平稳流动。同时，具有固定部321的气流挡板320能够方便地固定到稳流通道310的内壁上。在其他实施方式中，气流挡板320上的阻挡部322也可以倾斜交错设置。

进一步地，每个分支管路上均设有流量调节阀410，分支管路分别与中间稳流通道311和周边稳流通道312相连通。此时可通过一个真空泵即可实现与不同分支管路连通的稳流通道310的抽气流量调控，能够在进一步实现样品成膜均匀性的同时，节省成本，无需额外根据分支管路的个数多设真空泵。通过控制中间稳流通道311和周边稳流通道312的抽气气流量能够调节对样品台200的中部及边缘部位的抽气速率，进一步使基板1上的样品成膜更均匀。

请进一步结合图3和图4，导流阻尼板500设于真空腔101内并位于样品台200和稳流通道310之间，导流阻尼板500上分散设有多个气流孔。采用分散设置气流孔的导流阻尼板500配合稳流通道310能够进一步调控和稳定抽气气流。导流阻尼板500可采用金属或聚四氟乙烯等材质制成。气流孔的形状可以根据需要设置，例如呈圆形、三角形、棱形、长方形等。

优选地，导流阻尼板500上的气流孔的孔径从导流阻尼板500的中部向边缘部位减小。该气流孔的孔径呈渐变状的导流阻尼板500可以与稳流通道310及流量调节阀410共同作用，使样品台200的四周抽气速率降低，中部抽气速率增加，进一步使OLED等器件印刷制作过程中使基板1上的样品成膜更均匀。

进一步地，导流阻尼板500为两个，包括第一导流阻尼板510和第二导流阻尼板520。第一导流阻尼板510设于样品台200和稳流通道310之间，第二导流阻尼板520设于样品台200和第一导流阻尼板510之间，且第一导流阻尼板510上与第二导流阻尼板520上相对应区域处的气流孔的孔径大于第二导流阻尼板520上的气流孔的孔径，该对应部位具有不同孔径大小的双层导流结构，一方面便于稳定样平台200周围的抽气流，并能够使样品台200的四周抽气速率降低，中部抽气速率增加，另一方面还可以使抽气流流向与所需干燥的基板1相垂直，进而便于基板1薄膜上的溶剂形成均匀稳定的挥发气流，进一步提高基板1上的膜层的均匀性。该导流阻尼板500的设置可以改善大尺寸印刷OLED等发光器件的薄膜在干燥过程由于中间干燥慢、四周干燥快造成的薄膜不均匀现象，从而提升印刷OLED等发光器件的性能。

由于常规的真空干燥器内并没有有效的气流调控结构，与常规的真空干燥器相比，本实施方式的真空干燥装置10中的导流阻尼板500、稳流通道310以及分支管路上的流量调节阀410可整体相互配合，有效调控真空腔101内的抽气流速及流量分布，进而使置于样品台200上的样品成膜更均匀。

采用本实施方式的真空干燥装置10进行干燥OLED器件中基板上样品干燥的过程如下：

将具有需要干燥的如HIL、HTL、EML等功能膜层的基板1传入真空干燥装置10内的样品台200上，关闭舱门。该步骤中，如果功能膜层中含有沸点较高、粘度较低的溶剂，抽真空的过程中，薄膜容易变花，此时可以先通过样品台200加热，例如可以加热至50℃，并预热1min。

启动真空泵，调节三个流量调节阀410开始抽真空，抽至气压维持在一个稳定气压，并使样品台200的基板1的中部抽气流量大，四周抽气流量小，提高成膜均匀性。该步骤中，可根据薄膜材料的不同控制气压在0.5-5Pa，保持10～30min，例如也可以为20min。

再根据膜层材料烘烤所需的气氛条件，选择空气或者氮气向真空腔101内供应，并使真空腔101内变回常压。

再根据膜层材料的不同控制样品台200加热升温至特定温度，例如140℃-230℃的温度，对基板1上的样品薄膜进行烘烤。烘烤完毕放置导热金属板上降温，然后再传入打印机，打印下一功能膜层。

采用本实施方式的真空干燥装置10对基板1上的墨水等材料进行真空烘干成膜的过程中使基板1表面形成稳定的层流，即形成样品台200的四周抽速低、中间抽速高的梯度均匀的层流气流场，能够进一步避免基板1上膜层中间干燥速率慢、四周干燥速率快所造成的成膜不均匀的情况，能够尽量使墨水等材料中的水分等待挥发性成分均匀挥发，进而有效提高成膜的均匀性，进而提高器件的性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种真空干燥装置，其特征在于，包括

干燥室，所述干燥室具有真空腔；

样品台，所述样品台设于所述真空腔内；

稳流通道，所述稳流通道设于所述真空腔内，所述稳流通道的一端用于与抽气装置相连通，所述稳流通道的另一端朝向所述样品台设置且该端设有气流入口。

2.根据权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述稳流通道内设有多个气流挡板，多个所述气流挡板在沿气流流出的方向上间隔交错设置。

3.根据权利要求1或2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述稳流通道为多个，包括中间稳流通道和周边稳流通道；

所述中间稳流通道的所述气流入口对应所述样品台的中部设置；

所述周边稳流通道围绕所述中间稳流通道设置。

4.根据权利要求3所述的真空干燥装置，其特征在于，还包括抽气管路，所述抽气管路包括汇流管路和分支管路，所述分支管路一端与所述汇流管路一端连接，所述汇流管路的另一端与所述抽气装置连接，所述分支管路的另一端分别与所述稳流通道连接。

5.根据权利要求1或2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述稳流通道呈从所述气流入口处向内收窄的结构。

6.根据权利要求5所述的真空干燥装置，其特征在于，所述稳流通道呈锥形结构。

7.根据权利要求5所述的真空干燥装置，其特征在于，所述稳流通道由相对倾斜设置在所述干燥室内的顶壁上的两块隔板配合形成。

8.根据权利要求1或2所述的真空干燥装置，其特征在于，还包括导流阻尼板；

所述导流阻尼板设于所述真空腔内并位于所述样品台和所述稳流通道之间，所述导流阻尼板上分散设有多个气流孔。

9.根据权利要求8所述的真空干燥装置，其特征在于，所述导流阻尼板上的所述气流孔的孔径从所述导流阻尼板的中部向边缘部位减小。

10.根据权利要求9所述的真空干燥装置，其特征在于，所述导流阻尼板的数量为两个，包括第一导流阻尼板和第二导流阻尼板；

所述第一导流阻尼板设于所述样品台和所述稳流通道之间，所述第二导流阻尼板设于所述样品台和所述第一导流阻尼板之间，且所述第一导流阻尼板上与所述第二导流阻尼板上相对应区域处的所述气流孔的孔径大于所述第二导流阻尼板上的所述气流孔的孔径。

11.根据权利要求1或2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述样品台为加热烘烤台。

12.根据权利要求1或2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述干燥室上设有与所述真空腔相连通的惰性气体入口和/或空气入口。