CN109161853B - 蒸镀设备以及蒸镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蒸镀设备以及蒸镀方法，属于显示器制备技术领域，其可至少部分解决现有蒸镀源与基板之间的距离比较小时蒸镀设备沉积的薄膜不均匀的问题。本发明的一种蒸镀设备，用于在基板上沉积薄膜，蒸镀设备包括：基板架，用于安装基板；蒸镀台，用于安装蒸镀源，蒸镀源用于将待蒸镀物质加热而形成蒸镀蒸汽；蒸镀腔室，基板架和蒸镀台以相对设置的方式安装于蒸镀腔室内，蒸镀腔室包括调节结构，调节结构用于在密封状态下调节蒸镀腔室内的空间的体积。

Description

蒸镀设备以及蒸镀方法

技术领域

本发明属于显示器制备技术领域，具体涉及一种蒸镀设备以及蒸镀方法。

背景技术

现有的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)中许多结构的制备一般采用蒸镀的方式，即首先采用电流加热、电子束轰击加热和激光加热等加热方法，使被蒸镀材料蒸发成原子或分子的蒸镀蒸汽；其次，在掩膜版的作用下，蒸镀蒸汽扩散至基板的待沉积面的预定位置，最后，蒸镀蒸汽在预定位置内碰撞基片表面，并且凝结，从而形成不同的薄膜(例如R、G、B发光层的薄膜)。

现有技术的蒸镀设备为了避免由于蒸镀蒸汽沉积到蒸汽腔室的侧壁，或者其他不需要沉积的表面上而造成的蒸镀材料的浪费，一般会将蒸镀源与基板之间的距离调整小。然而，蒸镀源与基板之间的距离过小可能会导致基板上沉积的薄膜不均匀，从而会使产品良率降低。

发明内容

本发明至少部分解决现有蒸镀源与基板之间的距离比较小时蒸镀设备沉积的薄膜不均匀的问题，提供一种蒸镀源与基板之间的距离比较小且沉积的薄膜不均匀的蒸镀设备。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种蒸镀设备，用于在基板上沉积薄膜，所述蒸镀设备包括：

基板架，用于安装所述基板；

蒸镀台，用于安装蒸镀源，所述蒸镀源用于将待蒸镀物质加热而形成蒸镀蒸汽；

蒸镀腔室，所述基板架和所述蒸镀台以相对设置的方式安装于所述蒸镀腔室内，所述蒸镀腔室包括调节结构，所述调节结构用于在密封状态下调节所述蒸镀腔室内的空间的体积。

进一步优选的是，所述蒸镀腔室包括多个壁面，所述多个壁面限定出所述蒸镀腔室内的空间，其中至少一个壁面为移动壁面，所述移动壁面能够沿与其接触的壁面密封的移动，以调节所述蒸镀腔室内的空间的体积，所述调节结构包括所述移动壁面。

进一步优选的是，所述多个壁面包括相对的底壁和顶壁，以及多个连接在所述底壁和顶壁间的侧壁，所述蒸镀台设于所述底壁内侧，所述基板架设于所述顶壁内侧；所述移动壁面为所述底壁。

进一步优选的是，该蒸镀设备还包括：加热单元，用于对所述侧壁进行加热。

进一步优选的是，该蒸镀设备还包括：掩膜架；掩膜版，设于所述掩膜架上，且覆盖所述基板的待沉积表面，所述掩膜版包括第一部分，所述第一部分具有大小可调节的开口，所述蒸镀蒸汽经过所述开口而沉积在所述基板待沉积表面的特定位置上。

进一步优选的是，所述第一部分由压电陶瓷材料制成。

进一步优选的是，所述掩膜版还包括第二部分，设于所述第一部分远离安装于所述基板架的所述基板的一侧，所述第二部分具有与所述开口对应的导流通道，所述导流通道用于供所述蒸镀蒸汽进入所述开口，所述导流通道的进气端的横截面积大于出气端的横截面积。

进一步优选的是，所述蒸镀台具有承载面，所述蒸镀台能够带动所述蒸镀源以垂直于所述承载面的线为轴转动。

进一步优选的是，所述蒸镀台上设有多个用于安装所述蒸镀源的安装结构，所述蒸镀源具有发射面，所述安装结构能带动所述蒸镀源以垂直于所述发射面的线为轴转动。

进一步优选的是，该蒸镀设备还包括：第一遮挡盖，用于在覆盖所述蒸镀源和离开所述蒸镀源的位置间移动；第二遮挡盖，用于在覆盖安装于所述基板架的所述基板的待沉积面和离开所述待沉积面的位置间移动。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种蒸镀方法，所述蒸镀方法在上述的蒸镀设备中进行，所述蒸镀方法包括：

对蒸镀源加热，使得蒸镀蒸汽充满所述蒸镀设备的蒸镀腔室；

通过调节结构调节所述蒸镀腔室内空间的体积，使得所述蒸镀腔室内的空间体积变小，以使所述蒸镀腔室中的所述蒸镀蒸汽被压缩；

压缩后的所述蒸镀蒸汽沉积至基板的待沉积面。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种蒸镀设备的结构示意图；

图2a为本发明的实施例的一种蒸镀设备的掩膜版的仰视图；

图2b为本发明的实施例的一种蒸镀设备的掩膜版的截面图；

其中，附图标记为：11蒸镀台；12蒸镀腔室；13底壁；14掩膜版；141第一部分；1411开口；142第二部分；1421导流通道；15第一遮挡盖；16第二遮挡盖；17掩膜架；20基板；21基板架；30蒸镀源；31安装结构。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

实施例1：

如图1、图2a和图2b所示，本实施例提供一种蒸镀设备，用于在基板20上沉积薄膜，蒸镀设备包括：

基板架21，用于安装基板20；

蒸镀台11，用于安装蒸镀源30，蒸镀源30用于将待蒸镀物质加热而形成蒸镀蒸汽；

蒸镀腔室12，基板架21和蒸镀台11以相对设置的方式安装于蒸镀腔室12内，蒸镀腔室12包括调节结构，调节结构用于在密封状态下调节蒸镀腔室12内的空间的体积。

其中，安装在基板架21的基板20的待沉积面与蒸镀台11的承载面是相对设置的，也就是说蒸镀台11上的蒸镀源30产生的蒸镀蒸汽可以以最短的直线距离扩散至基板20的待沉积表面上。本实施例的蒸镀腔室12是密闭的，并且该蒸镀腔室12容积是可变的，也就是说，当蒸镀蒸汽充满整个蒸镀腔室12后，通过将该蒸镀腔室12容积变小而使得蒸镀蒸汽的蒸气压超过饱和蒸气压，以增大蒸镀过程中的蒸镀蒸汽的蒸气压。

本实施例的蒸镀设备的蒸镀腔室12通过可压缩的腔室可以将蒸镀蒸汽的蒸气压变大，从而蒸汽分子的无规则运动更加剧烈，这样即使蒸镀源30与基板20之间的距离比较小，蒸汽分子也可均匀的扩散到基板20的待沉积位置，故不会影响基板20上薄膜沉积的均匀性，从而可以保证蒸镀后产品的良率。

其中，上述蒸镀蒸汽可以是有机发光材料形成的蒸汽；沉积在基板20上的薄膜可以是不同薄膜，例如R、G、B发光层的薄膜。

优选的，蒸镀腔室12包括多个壁面，多个壁面限定出蒸镀腔室内12的空间，其中至少一个壁面为移动壁面，移动壁面能够沿与其接触的壁面密封的移动，以调节蒸镀腔室12内的空间的体积，调节结构包括移动壁面。

其中，也就是说蒸镀腔室12的其中一个壁面是可移动的(类似气缸中的“活塞”)，当该移动壁面朝着蒸镀腔室12的中心移动时，可以减小蒸镀腔室12内空间的体积，以压缩充满在蒸镀腔室12内的蒸镀蒸汽，从而使得蒸镀蒸汽的蒸气压可以超过饱和蒸气压，以增大蒸镀过程中的蒸镀蒸汽的蒸气压，例如蒸镀蒸汽的蒸气压可达到大气压的2倍。

通过移动蒸镀腔室12的其中一个壁面来压缩蒸镀腔室12内空间的方法不需要附加的压缩设备，操作简便，而且可以很好的保证蒸镀腔室12内空间的体积变小的过程中蒸镀腔室12的气密性，从而保证蒸镀效果。

优选的，多个壁面包括相对的底壁13和顶壁，以及多个连接在底壁13和顶壁间的侧壁，所蒸镀台11设于底壁13内侧，基板20架设于顶壁内侧；移动壁面为底壁13。

其中，也就是说本实施的蒸镀腔室12在改变其容积时，是通过移动其底壁13实现的。

进一步的，蒸镀台11可以是直接安装在底壁13上，当底壁13向上移动的同时蒸镀台11上的蒸镀源30可以向基板20架上的基板20靠近，从而缩短蒸镀源30和基板20之间的距离，这样在保证蒸镀均匀的前提下，可以减少由于蒸镀源30和基板20之间的距离过大而产生的蒸镀物质的浪费。

此外，蒸镀台11可以是与底壁13分离的，通过密封穿过底壁13的驱动结构来实现蒸镀台11的移动。

优选的，该蒸镀设备还包括：加热单元(例如分布于侧壁内的电热丝)，用于对侧壁进行加热。

其中，在底壁13向蒸镀腔室12中心移动之前，加热单元需要对侧壁进行加热。对侧壁的加热可以避免由于侧壁的温度过低蒸镀材料沉积在侧壁上而影响底壁13的移动；同时，蒸镀腔室12侧壁的温度升高可以使整个蒸镀空间内的温度更加均匀，从而进一步提高沉积的均匀性。

优选的，如图2a和图2b所示，本实施例提供蒸镀设备还包括：掩膜架17；掩膜版(mask)14，设于掩膜架17上，且覆盖基板20的待沉积表面，掩膜版14包括第一部分141，第一部分141具有大小可调节的开口1411，蒸镀蒸汽经过开口1411而沉积在基板20待沉积表面的特定位置上。

其中，掩膜版14的开口1411使得蒸镀蒸汽沉积在基板20所需要沉积的位置(例如像素区域)上，而其余的位置被掩膜版14的非开口部分遮挡，被遮挡的位置不会形成沉积薄膜。

通过掩膜版14中大小可调节的开口1411可以在基板20上沉积不同尺寸的薄膜，从而形成不同型号的具有薄膜的基板20，进而使得该蒸镀设备适用范围增大，性能提高。

优选的，第一部分141由压电陶瓷材料制成。

其中，压电陶瓷材料制成的掩膜版14在外加电场的作用下，由于压电陶瓷材料发生极化而发生形变，从而改变开口1411子的大小。

这种通过外加电场改变开口1411大小的方式，操作简便，从而提高该蒸镀设备的性能。

优选的，掩膜版14还包括第二部分142，设于第一部分141远离安装于基板20架的所述基板20的一侧，第二部分142具有与开口1411对应的导流通道1421，导流通道1421用于供蒸镀蒸汽进入开口1411，导流通道1421的进气端的横截面积大于出气端的横截面积。

其中，掩膜版的第一部分141和第二部分142是叠置的板状，并且第二部分142更靠近蒸镀源30。第二部分142的导流通道1421的横截面可以是由其进气端的横截面积逐渐过度至其出气端的横截面积，也可以是如图2b所示具有台阶状的。掩膜版14的第二部分142可以是丝网掩膜版，或者是其他类型的掩膜版，其中，丝网掩膜版的丝网结构可为具有聚四氟乙烯表层的耐高温陶瓷材料。

导流通道1421可以对进入其中的蒸镀蒸汽有整流作用，使得该蒸镀蒸汽的气流更加平稳，且可以保持蒸气压的稳定，从而进一步提高薄膜沉积的均匀性，提高蒸镀的精度。

优选的，蒸镀台11具有承载面，蒸镀台11能够带动蒸镀源30以垂直于承载面的线为轴转动。

进一步的，蒸镀台11能够带动蒸镀源30以垂直于承载面且穿过承载面中心的线为轴转动。

随着蒸镀台11不断转动的蒸镀源30可以产生扩散更加均匀的蒸镀蒸汽，从而进一步提高基板20薄膜沉积的均匀性。

优选的，蒸镀台11上设有多个用于安装蒸镀源30的安装结构31(如悬挂架或支撑台等)，蒸镀源30具有发射面，安装结构31能带动蒸镀源30以垂直于发射面的线为轴转动。

其中，多个安装结构31可以在蒸镀台11上均匀分布，以使与其对应的多个蒸镀源30在蒸镀台11上也是均匀分布的。进一步的，安装结构31能带动蒸镀源30以垂直于发射面且穿过发射面的线为轴转动。

通过蒸镀台11的转动以及每个安装结构31的转动，可以同时实现每个蒸镀源30的自转和公转，可以产生扩散更加均匀的蒸镀蒸汽，从而进一步提高基板20薄膜沉积的均匀性。

其中，蒸镀源30具体可以是蒸镀坩埚。每一个蒸镀源30可根据蒸发孔的数量和排列方式来划分为不同类型，即点旋转式蒸镀源、线旋转式蒸镀源以及面旋转式蒸镀源。点旋转式蒸镀源是在蒸镀源上方仅有一个蒸发孔，成膜区域为以该蒸发孔为中心的一个较小范围，可形成尺寸较小的薄膜；线旋转式蒸镀源指的是在蒸镀源上方具有多个蒸发孔且呈线性排列，在待蒸镀的基板20静止的情况下，通过线旋转式蒸镀源在待蒸镀基板20上形成膜层的区域为直线区域。面旋转式蒸镀源指的是在蒸镀坩埚上方具有多个蒸发孔且呈整面排布，使得形成膜层的区域为与整面的蒸发孔相对应的整面区域。

而蒸镀源30中可设置加热电极，以通过电加热等方式加热。其中，可在驱动底壁13运动的支撑杆内部设置引线，引线从内部连接到蒸镀台11和安装结构31上的蒸镀源30，并最终与蒸镀源30中的加热电极等电连接。

优选的，本实施例提供蒸镀设备还包括：第一遮挡盖(Shuttert)15，用于在覆盖蒸镀源30和离开蒸镀源30的位置间移动；第二遮挡盖16，用于在覆盖安装于基板架21的基板20的待沉积面和离开待沉积面的位置间移动。

其中，第一遮挡盖15可以保证在蒸镀开始之前基板20的到蒸镀表面不会被蒸镀腔室12内残留的空气或者蒸镀源30产生非蒸镀蒸汽污染，可以保证蒸镀后产品良率。

第二遮挡盖16可以是多个，分别对应多个蒸镀源30，可以控制蒸镀源30的蒸镀蒸汽的扩散，以保证蒸镀过程的顺利进行。

此外，本实施例提供蒸镀设备还包括：冷却装置(如冷却水装置)，用于冷却基板20，使得扩散至基板20待沉积面的蒸镀蒸汽可以快速的沉积至基板20上。

实施例2：

本实施例提供一种蒸镀方法，蒸镀方法为实施例1中的蒸镀设备的蒸镀方法，该蒸镀方法包括：

S10、将基板安装在基板架上，掩膜版安装在掩膜架上，将蒸镀源安装在安装结构上，并且调整掩膜版在基板待沉积面的位置，使得掩膜版的开口与基板的到沉积面上的沉积位置对应。

S20、对蒸镀腔室进行抽真空，对蒸镀源加热，当蒸镀源能够产生蒸镀蒸汽时，将第二遮挡盖从蒸镀源上移除，使得蒸镀蒸汽充满蒸镀设备的蒸镀腔室；同时可以对整个蒸镀腔室加热(例如通过实施例1中的加热单元对蒸镀腔室的侧壁进行加热)。

S30、通过调节结构调节蒸镀腔室内空间的体积，使得蒸镀腔室内的空间体积变小，以使蒸镀腔室中的蒸镀蒸汽被压缩而蒸气压升高，例如蒸镀腔室内的蒸镀蒸汽的蒸气压为大气压的两倍。

S40、将位于基板上的第一遮挡盖移除。

S50、对基板进行冷却，压缩后的蒸镀蒸汽沉积至基板的待沉积面的沉积位置。

本实施例的蒸镀方法中，将高的蒸气压的蒸镀蒸汽沉积在基板上，这样即使蒸镀源与基板之间的距离比较小，也不会影响基板上薄膜沉积的均匀性，从而可以保证产品的良率。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种蒸镀设备，用于在基板上沉积薄膜，其特征在于，所述蒸镀设备包括：

基板架，用于安装所述基板；

蒸镀台，用于安装蒸镀源，所述蒸镀源用于将待蒸镀物质加热而形成蒸镀蒸汽；

蒸镀腔室，所述基板架和所述蒸镀台以相对设置的方式安装于所述蒸镀腔室内，所述蒸镀腔室包括调节结构，所述调节结构用于在密封状态下调节所述蒸镀腔室内的空间的体积；

所述蒸镀台具有承载面，所述蒸镀台能够带动所述蒸镀源以垂直于所述承载面的线为轴转动；

所述蒸镀台上设有多个用于安装所述蒸镀源的安装结构，所述蒸镀源具有发射面，所述安装结构能带动所述蒸镀源以垂直于所述发射面的线为轴转动。

2.根据权利要求1所述的蒸镀设备，其特征在于，所述蒸镀腔室包括多个壁面，所述多个壁面限定出所述蒸镀腔室内的空间，其中至少一个壁面为移动壁面，所述移动壁面能够沿与其接触的壁面密封的移动，以调节所述蒸镀腔室内的空间的体积，所述调节结构包括所述移动壁面。

3.根据权利要求2所述的蒸镀设备，其特征在于，所述多个壁面包括相对的底壁和顶壁，以及多个连接在所述底壁和顶壁间的侧壁，所述蒸镀台设于所述底壁内侧，所述基板架设于所述顶壁内侧；

所述移动壁面为所述底壁。

4.根据权利要求3所述的蒸镀设备，其特征在于，还包括：

加热单元，用于对所述侧壁进行加热。

5.根据权利要求1所述的蒸镀设备，其特征在于，还包括：

掩膜架；

掩膜版，设于所述掩膜架上，且覆盖所述基板的待沉积表面，所述掩膜版包括第一部分，所述第一部分具有大小可调节的开口，所述蒸镀蒸汽经过所述开口而沉积在所述基板待沉积表面的特定位置上。

6.根据权利要求5所述的蒸镀设备，其特征在于，所述第一部分由压电陶瓷材料制成。

7.根据权利要求5所述的蒸镀设备，其特征在于，所述掩膜版还包括第二部分，设于所述第一部分远离安装于所述基板架的所述基板的一侧，所述第二部分具有与所述开口对应的导流通道，所述导流通道用于供所述蒸镀蒸汽进入所述开口，所述导流通道的进气端的横截面积大于出气端的横截面积。

8.根据权利要求1所述的蒸镀设备，其特征在于，还包括：

第一遮挡盖，用于在覆盖所述蒸镀源和离开所述蒸镀源的位置间移动；

第二遮挡盖，用于在覆盖安装于所述基板架的所述基板的待沉积面和离开所述待沉积面的位置间移动。

9.一种蒸镀方法，其特征在于，所述蒸镀方法在权利要求1-8中任意一项的所述蒸镀设备中进行，所述蒸镀方法包括：

对蒸镀源加热，使得蒸镀蒸汽充满所述蒸镀设备的蒸镀腔室；

通过调节结构调节所述蒸镀腔室内空间的体积，使得所述蒸镀腔室内的空间体积变小，以使所述蒸镀腔室中的所述蒸镀蒸汽被压缩；

压缩后的所述蒸镀蒸汽沉积至基板的待沉积面。

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