CN109023246A - 一种高效oled蒸镀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效OLED蒸镀设备，包括沿水平方向前后分别设置的蒸镀工作装置和OLED基板送入装置。本发明利用了离心的原理和空心轴电机结构的优点，改变原有的对基本平铺式排布的设计，变为环形筒状的排布，使得单个真空腔室内可以容纳更多的OLED基板，同时通过OLED基板的旋转产生类似于离心的作用，使得真空腔室内的蒸镀材料分子撞击基板的力度显著提升，在生产效率增加的同时还能够提升镀膜的均匀程度，整体结构密闭性好，降低污染的泄露。

Description

一种高效OLED蒸镀设备
技术领域
本发明涉及OLED制造的技术领域，尤其是一种高效OLED蒸镀设备。
背景技术
在公知的技术领域，前板段制程是整个OLED工艺中的最重要的环节，具体流程为：对TFT基板进行不同方式的清洗、干燥之后，送入氮气环境中进行降温，并反转基板，使膜面朝下。对于处理后的基板，送入真空室内进行各功能层、发光层的蒸镀。蒸镀之后对AMOLED进行功能性和外观性的检测以及偏光片的贴附，最后进入模组段制程。
在OLED的蒸镀环节中需要用到专用的蒸镀设备，所谓蒸镀，就是真空中通过电流加热，电子束轰击加热或激光加热等加热方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们随即以较大的自由程作自由运动，碰撞基片表面而凝结，进而形成薄膜。蒸镀工艺虽然原理并不复杂，但是在实际的量产中存在很多难题需要解决，现有的核心设备蒸镀机主要技术均掌握在日本少数几家公司手中，产能极为有限，主要有如下几个方面的难题：
一、蒸镀源的更换问题：在蒸镀材料消耗殆尽后，需要在从真空腔室中取出进行添加或更换，如何减少更换的频率、有效保证跟换前后真空腔室的空压处理，对提高生产效率、降低停机检修率是极为关键的，同时还容易产生污染的问题，现有的设备一般将真空腔室设计成直接开启、关闭式的设计，更换蒸镀源较为频繁，且真空腔室的抽真空处理耗费时间长，对温度工艺的控制难以精准量化，需要在生产中不断的间歇性反复调试。
二、真空腔室内单次加工OLED面板数量问题：现有的蒸镀设备总体上的思路均是采用将基板水平排布放置的设计，故蒸镀源一般需要置于基板的上方，该种排布方式虽然较为成熟，但是该种方式需考虑到工艺参数控制的稳定性，不可能大面积将数量众多的基板至于同一真空腔室内，故单次加工数量少，占用空间大，对抽真空设备的要求高，而且随着加工基板尺寸的增加，蒸镀加热装置的结构排布更为复杂，工艺参数的稳定性更难以控制。
三、蒸镀工艺参数的稳定性：传统的蒸镀设备一般是通过蒸镀材料分子的自由运动去吸附基板，在蒸镀环节能够控制的参数基本上只有对温度以及加热源的排布，所以工艺稳定性一直不高，从而导致良品率较差的问题，实际量产的解决方式只能是不断的调试最佳的参数，提高镀膜的均匀程度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种高效OLED蒸镀设备，能够使得蒸镀设备的结构排布紧凑、加工效率高、便于控制工艺参数，同时提升量产的良品率和镀膜的均匀程度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效OLED蒸镀设备，包括沿水平方向前后分别设置的蒸镀工作装置和OLED基板送入装置。
进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述蒸镀工作装置具有可前后移动的底座，在所述底座上沿水平方向呈一字型依次设有限位密封环、装配环、分隔环，以所述分隔环的中心轴线为中心、在其前端面上旋转设有若干个等腰梯形间隔块，且所述等腰梯形间隔块较小一头朝向中心轴线方向，在相邻的两个等腰梯形间隔块之间均设有蒸镀源安装滑轨，每个蒸镀源安装滑轨的一端嵌入于相邻的两个等腰梯形间隔块之间，另一端贯穿装配环并与限位密封环固定连接，且相邻的两个蒸镀源安装滑轨之间构成安装腔室，在每个安装腔室内均设有电磁加热装置，在所述蒸镀源安装滑轨上均设有沿轴向延展的滑槽，在滑槽内安装有蒸镀源装置，在所述限位密封环的中心处设有由油缸驱动的密封端盖，所述蒸镀源装置均与密封端盖的内侧表面连接。
进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述OLED基板送入装置具有与分隔环固定连接的空心电机外座，在所述空心电机外座的中心设有空心转动杯，所述空心转动杯的前端与分隔环的内环转动连接，在所述空心转动杯的中心设有旋转端盖，在所述旋转端盖的前端设有OLED基板固定装置。
进一步的，为了便于实际的零部件加工和安装，本发明中所述装配环由第一装配环、第二装配环、第三装配环并排设置而构成，且在所述第一装配环、第二装配环、第三装配环的侧壁上均设有抽真空管接头。
进一步的，作为一种具体的加热装置，本发明中所述电磁加热装置具有电磁加热棒，在所述电磁加热棒的端部设有限位连接法兰头,所述限位连接法兰头安装在限位密封环的端面上。
进一步的，为了适应不同参数的需求以及调整蒸镀材料在镀膜时的间隙，本发明中所述分隔环与蒸镀源安装滑轨之间设有T型滑头连接，且所述T型滑头可沿径向方向往复移动。
进一步的，为了便于全自动化生产的需求，本发明中所述OLED基板固定装置具有由伸缩油缸驱动的支撑杆，在所述支撑杆的两侧分别设有稳定滑轨，且所述支撑杆、稳定滑轨的驱动机构均设置在旋转端盖的外侧，在两个稳定滑轨之间设有滑动套，在所述支撑杆的端部设有限位法兰，在所述限位法兰上安装有筒形支架，以所述筒形支架的中心轴线为中心、在所述筒形支架的外侧边缘设有若干个沿轴向延展的密封限位条，在相邻的两个密封限位条之间均设有用于安装OLED基板的支撑面板，且所述支撑面板的中部通过转动轴销与筒形支架连接，在相邻的两个支撑面板之间设有紧固调整件，在所述紧固调整件与滑动套之间铰接有推拉杆，在所述推拉杆的中部设有缓冲支撑气缸，所述缓冲支撑气缸的缸体部分与轴向方向呈斜向上状态并与推拉杆铰接，所述缓冲支撑气缸的伸出端部抵住密封端盖的内侧表面。
进一步的，作为一种具体的结构形式和隔离真空环境的密封结构，本发明中所述密封限位条的横截面呈等腰梯形状，且所述密封限位条沿径向方向延展的中位面贯穿筒形支架的中心轴线，且所述密封限位条的端部较小一侧朝向筒形支架的中心轴线设置，所述紧固调整件的端面上具有与密封限位条的横截面相适应的卡槽。
进一步的，为了便于在初始环节调节合适的参数，本发明在所述蒸镀源装置与支撑面板之间设有遮挡筒，且所述遮挡筒可贯穿密封端盖。
进一步的，为了提升真空的保压效率和温度损失，本发明中所述密封端盖、旋转端盖均为双层式结构，在其内部均设有中空的隔热层。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，巧妙的利用了离心的原理和空心轴电机结构的优点，改变原有的对基本平铺式排布的设计，变为环形筒状的排布，使得单个真空腔室内可以容纳更多的OLED基板，同时通过OLED基板的旋转产生类似于离心的作用，使得真空腔室内的蒸镀材料分子撞击基板的力度显著提升，在生产效率增加的同时还能够提升镀膜的均匀程度，为了适应全自动化生产线的设计，才有前、后分离式的设计，在需要更换蒸镀源时，从前端面板直接取出更换，再蒸镀完成后取拿基板时，从空心轴电机的内腔中退出，辅以各类机械手臂，能够极大的提升生产效率，整体结构密闭性好，抽真空位置、电源接入位置、蒸镀源更换位置和基板的取出均能够体现结构的优越性，降低污染的泄露。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明除去密封端盖后的结构示意图；
图3是本发明的爆炸结构示意图；
图4是本发明的局部爆炸结构示意图一；
图5是本发明的局部爆炸结构示意图二；
图6是本发明中OLED基板送入装置的结构示意图；
图7是本发明中OLED基板固定装置处的剖视图；
图8是图7中A处的局部放大示意图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～图8所示的本发明一种高效OLED蒸镀设备的优选实施例，包括沿水平方向前后分别设置的蒸镀工作装置1和OLED基板送入装置2。
其中所述蒸镀工作装置1具有可前后移动的底座11，在底座11上沿水平方向呈一字型依次设有限位密封环12、装配环、分隔环16，考虑到便于制造和加工，同时调配不同尺寸的需求，所述装配环由第一装配环13、第二装配环14、第三装配环15并排设置而构成，且在第一装配环13、第二装配环14、第三装配环15的侧壁上均设有抽真空管接头17，也可以设置在试验测试确定的最佳位置，以分隔环16的中心轴线为中心、在其前端面上旋转设有若干个等腰梯形间隔块18，且等腰梯形间隔块18较小一头朝向中心轴线方向，在相邻的两个等腰梯形间隔块18之间均设有蒸镀源安装滑轨19，每个蒸镀源安装滑轨19的一端嵌入于相邻的两个等腰梯形间隔块18之间，通过两个梯形结构，可以顺利卡入限制径向的最大位置，另一端贯穿装配环并与限位密封环12固定连接，且相邻的两个蒸镀源安装滑轨19之间构成安装腔室，在每个安装腔室内均设有电磁加热装置111，所述电磁加热装置111具有电磁加热棒1111，在电磁加热棒1111的端部设有限位连接法兰头1112,所述限位连接法兰头1112安装在限位密封环12的端面上，巧妙的运用间隔设置形成的腔室位置用于放置加热装置，显然加热装置不限于电磁加热装置，还可以采用其他加热激发的结构，其供电源可统一从限位密封环12的端面上走线，避免线路结构直接进入真空腔室，在蒸镀源安装滑轨19上均设有沿轴向延展的滑槽，在滑槽内安装有蒸镀源装置112，在限位密封环12的中心处设有由油缸驱动的密封端盖113，所述蒸镀源装置112均与密封端盖113的内侧表面连接，在需要更换时，直接驱动密封端盖113向外侧移动，沿轴向取出蒸镀源装置112，
为了同一设备制造的标准，提高设备的通用性，可以在所述分隔环16与蒸镀源安装滑轨19之间设有T型滑头连接，且所述T型滑头可沿径向方向往复移动，用于修正径向间隙的大小，以适应不同工艺的要求，
所述OLED基板送入装置2具有与分隔环16固定连接的空心电机外座21，在空心电机外座21的中心设有空心转动杯22，所述空心转动杯22的前端与分隔环16的内环转动连接，在空心转动杯22的中心设有旋转端盖23，在旋转端盖23的前端设有OLED基板固定装置24，巧妙的运用空心轴电机的外圈不动，内圈转动且空置的结构特点，将空心转动杯22的内腔设计成满足OLED基板送入装置2前后移动的空间需求，使得整体结构更为紧凑可靠，
所述OLED基板固定装置24具有由伸缩油缸驱动的支撑杆241，在支撑杆241的两侧分别设有稳定滑轨242，且支撑杆241、稳定滑轨242的驱动机构均设置在旋转端盖23的外侧，在两个稳定滑轨242之间设有滑动套243，在支撑杆241的端部设有限位法兰244，在限位法兰244上安装有筒形支架245，以筒形支架245的中心轴线为中心、在筒形支架245的外侧边缘设有若干个沿轴向延展的密封限位条246，在相邻的两个密封限位条246之间均设有用于安装OLED基板的支撑面板247，且支撑面板247的中部通过转动轴销与筒形支架245连接，在相邻的两个支撑面板247之间设有紧固调整件248，在紧固调整件248与滑动套243之间铰接有推拉杆249，在推拉杆249的中部设有缓冲支撑气缸250，所述缓冲支撑气缸250的缸体部分与轴向方向呈斜向上状态并与推拉杆249铰接，所述缓冲支撑气缸250的伸出端部抵住密封端盖113的内侧表面。
所述密封限位条246的横截面呈等腰梯形状，且密封限位条246沿径向方向延展的中位面贯穿筒形支架245的中心轴线，使得密封限位条246与支撑面板247之间的间隙在蒸镀工作时紧密结合，不影响真空腔室，且密封限位条246的端部较小一侧朝向筒形支架245的中心轴线设置，所述紧固调整件248的端面上具有与密封限位条246的横截面相适应的卡槽，以用于限制推拉杆249的径向推移距离，
为了便于在初始环节调节合适的参数，避免初期废品的产生，在蒸镀源装置112与支撑面板247之间设有遮挡筒，且遮挡筒可贯穿密封端盖113，在初期调试参数时起到遮盖的作用，在达到最佳工艺环境时移出，不影响整体工艺的顺利实现。因为在整个结构的两端均有移动机构，所以为了提升真空的保压效率和温度损失，所述密封端盖113、旋转端盖23均为双层式结构，在其内部均设有中空的隔热层。
在上述实施例中，主要形式是蒸镀源不动，当蒸镀材料分子在真空腔室内形成相对稳定的环状胶体环境时，随着合围起来的支撑面板247的转动，一部分蒸镀材料分子覆膜在OLED基板上，另一部分会呈现类似于弹开甩出的状态，这部分蒸镀材料分子可以在可控的转速下，能够构成稳定的环状胶体环境，从而提升镀膜的均匀程度，同时还可以使得蒸镀材料的胶体环境形成稳定的围绕中心轴线转动的趋势，进一步提升覆膜的均匀程度，在不断反复进行的上述环境中，蒸镀材料分子还将会承受OLED基板沿径向方向上的撞击力，提升镀膜的效果，显而易见的，还可将上述实施例中蒸镀工作装置1的蒸镀源装置112，结合空心轴电机的原理，设置成与支撑面板247相反的转向，可进一步加速上述过程的循环实现。
本实施例具体的工作过程如下：在工作过程中状态如图1所示，整个装置均保持密闭状态，抽真空管接头17进行抽真空，在达到压力要求时，启动电磁加热装置111，由于两两间隔的设置，将使得加热更为均匀，转换效率也更高，在蒸镀源装置112的蒸镀材料分子溢出后，随着支撑杆241的转动，整个筒形支架245随之转动，由于空心轴电机的特性，可以实现无极调速，通过前期的试验可以得到转动参数的控制的最佳曲线，密封限位条246和紧固调整件248密闭状态此时由推拉杆249的拉伸状态保证，随着蒸镀过程的完成，支撑杆241向后退出，带动整个筒形支架245的退出，在完全退出空心转动杯22的内腔后，通过滑动套243的水平移动，可控制推拉杆249向上顶升，进而紧固调整件248卡入密封限位条246，继而支撑面板247转动翘起，此时配合相应的机械手臂，完成对镀膜完成的OLED基板的取出，以及待加工OLED基板的送入，在待加工OLED基本送入完毕后，上述过程倒置，缓冲支撑气缸250在推拉杆249的动作做起到支撑、缓冲、连接的作用，提升整体筒形支架245的刚性。
当蒸镀源装置112中的蒸镀材料殆尽时，密封端盖113向前侧移出，通过滑轨带出蒸镀源装置112，通过机械手臂实现添加或直接更换，整个装置结构紧凑可靠，能够一次性加工多块OLED基板，在工艺设计的首尾两端均能通过自动化实现，有利于整条OLED生产线自动化工艺设计，也便于控制污染材料的溢出和工艺参数的控制，也充分运用了整个结构的特点，能够显著解决上述需解决的问题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种高效OLED蒸镀设备，其特征在于：包括沿水平方向前后分别设置的蒸镀工作装置(1)和OLED基板送入装置(2)。
2.如权利要求1所述的一种高效OLED蒸镀设备，其特征在于：所述蒸镀工作装置(1)具有可前后移动的底座(11)，在所述底座(11)上沿水平方向呈一字型依次设有限位密封环(12)、装配环、分隔环(16)，以所述分隔环(16)的中心轴线为中心、在其前端面上旋转设有若干个等腰梯形间隔块(18)，且所述等腰梯形间隔块(18)较小一头朝向中心轴线方向，在相邻的两个等腰梯形间隔块(18)之间均设有蒸镀源安装滑轨(19)，每个蒸镀源安装滑轨(19)的一端嵌入于相邻的两个等腰梯形间隔块(18)之间，另一端贯穿装配环并与限位密封环(12)固定连接，且相邻的两个蒸镀源安装滑轨(19)之间构成安装腔室，在每个安装腔室内均设有电磁加热装置(111)，在所述蒸镀源安装滑轨(19)上均设有沿轴向延展的滑槽，在滑槽内安装有蒸镀源装置(112)，在所述限位密封环(12)的中心处设有由油缸驱动的密封端盖(113)，所述蒸镀源装置(112)均与密封端盖(113)的内侧表面连接。
3.如权利要求1所述的一种高效OLED蒸镀设备，其特征在于：所述OLED基板送入装置(2)具有与分隔环(16)固定连接的空心电机外座(21)，在所述空心电机外座(21)的中心设有空心转动杯(22)，所述空心转动杯(22)的前端与分隔环(16)的内环转动连接，在所述空心转动杯(22)的中心设有旋转端盖(23)，在所述旋转端盖(23)的前端设有OLED基板固定装置(24)。
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