CN109182976A - 一种蒸镀系统及相应的蒸镀及掩膜板清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸镀系统及蒸镀及掩膜板清洗方法，所述蒸镀系统包括第一蒸镀模块、第二蒸镀模块和清洗模块，其中，第一蒸镀模块包括第一掩膜板、第一对位室、有机蒸镀室和第一分离平台；第二蒸镀模块包括第二掩膜板、第二对位室、金属蒸镀室和第二分离平台；清洗模块包括加热室、冷却室、转换平台、清洗单元、卸载台和掩膜板储藏室；清洗模块中转换平台与第一分离平台连接、加热室与第二分离平台连接、掩膜板储藏室与第一对位室连接。与现有技术相比，根据本发明的蒸镀系统及相应的蒸镀及掩膜板清洗方法，可以显著提高蒸镀工艺效率和清洗效果，并在保护环境的同时显著降低清洗成本。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更加具体地，涉及蒸镀系统及相应的蒸镀及掩膜板清洗方法。
背景技术
OLED，即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，具有全固态结构、高亮度、全视角、响应速度快、工作温度范围宽、可实现柔性显示等优点，是新一代显示技术的重要组成，极具发展前景。
目前主要采用蒸镀法制造OLED，即将镀膜材料加热后配合掩膜板沉积在玻璃基板上的预定区域，以此实现有机层和金属层的镀膜。而用于大尺寸蒸镀的掩膜板都是使用开口式掩膜板，一种是用于蒸镀有机层的有机掩膜板，另一种是用于蒸镀阴极的金属掩膜板。在蒸镀过程中，掩膜板的掩膜框和掩膜条上会堆积大量的有机材料和金属材料，为防止材料增厚而产生的掩膜精度偏差和剥落污染蒸镀室，掩膜板需要定期清洗。
现有蒸镀工艺中，蒸镀后的有机掩膜板和金属掩膜板需要用不同的药剂和设备进行清洗，药剂使用量大，费用高昂，生产成本高，生产效率低。已有专利(专利公开号CN104614933A)将镀完有机物和金属层的金属掩膜板直接放入在有机掩膜板清洗机，通过清洗掩膜条和金属层间的有机物，达到金属层直接剥落的目的来清洗掩膜板的金属层。
在实际生产中此方法无法解决两个问题：一是金属层蒸镀后完全包覆有机层，清洗剂不能溶解有机层或溶解效率低；另一方面，少量剥落的金属层长期残留在药液槽里，清理困难，不利于长期生产需要。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种蒸镀系统及相应的蒸镀及掩膜板清洗方法。
根据本发明的一方面，一种蒸镀系统，包括第一蒸镀模块、第二蒸镀模块和清洗模块；其中，第一蒸镀模块包括第一掩膜板、第一对位室、有机蒸镀室和第一分离平台；第二蒸镀模块包括第二掩膜板、第二对位室、金属蒸镀室和第二分离平台；清洗模块包括加热室、冷却室、转换平台、清洗单元、卸载台和掩膜板储藏室；清洗模块中转换平台与第一分离平台连接、真空加热室与第二分离平台连接、掩膜板储藏室与第一对位室连接。
根据本发明的示例性实施例，所述第一掩膜板为掩膜板基体；所述第二掩膜板包括掩膜板基体及依次包覆在基体外侧的有机层和金属层，其中，有机层厚度为10μm-30μm，可以为蒸镀有机材料如酞菁铜或芳香胺等的一种或多种，金属层材料可以为Al或Mg。
根据本发明的示例性实施例，所述加热室包括腔室、掩膜板加热板(或加热框)、真空泵、阀门、传送装置、清洁刷、回收盘、气氛感应器和真空探测器。
根据本发明的示例性实施例，所述冷却室包括腔室、真空阀门、传送装置、风枪、水冷管、回收盘和温度感应器。
根据本发明的示例性实施例，所述清洗单元包括清洗室和浸润室。
根据本发明的另一方面，一种蒸镀及掩膜板清洗方法，所述方法包括：
一、第一对位
玻璃基板与储藏室中的第一掩膜板在第一对位室完成第一对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第一掩膜板开口区域重合，对位误差不大于50μm；
二、有机蒸镀
玻璃基板从入口处与储藏室的第一掩膜板在第一对位室完成第一对位后，传送至有机蒸镀室进行有机层蒸镀；
三、第一分离循环
在有机蒸镀结束后，玻璃基板与第一掩膜板在第一分离平台分离，第一掩膜板再回到第一对位室和新的玻璃基板贴合，玻璃基板则进入第二对位室；
四、第二对位
由第一分离平台分离出的玻璃基板与第二对位室中的第二掩膜板完成第二对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第二掩膜板开口区域重合，对位误差不大于50μm；
五、金属蒸镀
对经过第二对位的玻璃基板进行金属层蒸镀；
六、第二分离循环
在金属蒸镀结束后，玻璃基板与第二掩膜板在第二分离平台分离，第二掩膜板再回到第二对位室和新的玻璃基板贴合，玻璃基板则进入下一个工艺；
七、第一清洁循环
当第一掩膜板的膜层(即有机层)厚度达到一定时，将其从第一分离平台传送至转换平台，进入清洁单元，待清洗工艺全部结束后，掩膜板在卸载台完成卸载后返回至储藏室；
八、第二清洁循环
当第二掩膜板膜层(即有机层和金属层)厚度达到一定时，将其从第二分离平台依次传送至加热室和冷却室对金属层进行清理，清理完成后，传送至转换平台并进入清洁单元，待清洗工艺全部结束后，掩膜板在卸载台完成卸载后返回至储藏室。
根据本发明的示例性实施例，所述加热室的真空度为10-5PA，通过上部加热板和底部滚轴型加热板(或加热框)对第二掩膜板的基体和第二掩膜板底部进行局部加热，温度可以为300℃，可用电阻加热、电磁加热等其他方法进行加热，上部加热板和底部滚轴型加热板形状取决于第二掩膜板需求，其腔室加热时间和滚轴加热板传送速度可根据掩膜板上金属层厚度和剥落效果而设定参数；加热室内设置气氛感应器和真空探测器，监控其状态。
根据本发明的示例性实施例，所述第二掩膜板传送至冷却室时，打开真空阀门，使腔室达到正常大气压水平，然后再对第二掩膜板表面处理，清理残余金属层，并冷却第二掩膜板，冷却方法可以为上下风枪和水冷管等多种冷却方法，上下风枪温度应由高逐渐到低，可防止掩膜板发生老化，水冷管采用室温水，降低腔室温度；冷却室设置温度感应器，可监控腔室温度。
与现有技术相比，根据本发明的一种蒸镀系统及相应的蒸镀及掩膜板清洗方法，具有以下优点：
1)显著提高蒸镀工艺效率。通过整体系统设计，本发明的蒸镀系统，具有高度集成的特点，可在蒸镀过程中，实现掩膜板的在线循环使用，即实现掩膜板的在线清洁和循环回收；避免了传统处理过程中需要对有机蒸镀和金属蒸镀过程中所用掩膜板进行分开清洁处理的不足，采用同一清洁单元完成两种掩膜板的清洁。
2)显著提高清洗效果。本发明的蒸镀系统中金属蒸镀模块所用的第二掩膜板具有有机镀层与金属镀层，通过真空加热和大气冷却处理，在进行清洁时，可获得极佳的清洁效果。
3)具有环境友好的特点。本发明的蒸镀及掩膜板清洗方法在蒸镀过程中回收剥落物，且避免加装传统碱性溶液(氢氧化钠或氢氧化钾)的清洗设备，不会对环境造成污染。
4)显著降低清洗成本。本发明的蒸镀系统及掩膜板清洗方法，采用同一种清洗药剂清洗两种蒸镀模块所用的不同掩膜板，可减少金属蒸镀所用掩膜板所需的碱性清洗溶液(氢氧化钠或氢氧化钾)和清洗设备，降低溶液成本和设备成本及维修成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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是根据本发明实施例的一种蒸镀系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的第二掩膜板的示意图；
图3是根据本发明实施例的加热室的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的冷却室的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的蒸镀系统进行蒸镀及掩膜板清洗的流程图。
图中，A-第一蒸镀模块，A1-第一对位室，A2-有机蒸镀室，A3-第一分离平台；B-第二蒸镀模块，B1-第二对位室，B2-金属蒸镀室，B3-第二分离平台；C-清洗模块，C1-加热室，C2-冷却室，C3-转换平台，C4-清洗单元，C41-清洗室，C42-浸润室，C5-卸载台，C6-掩膜板储藏室；Y2-第二掩膜板，Y21-掩膜板基体，Y22-有机层，Y23-金属层；C11-腔室，C12-加热板(加热框)，C13-传送装置，C14-清洁刷，C15-回收盘，C16-真空泵，G17-阀门，C18-气氛感应器，C19-真空探测器；C21-真空阀门，C22-传送装置，C231-下风枪，C232-上风枪，C24-回收盘，C25-水冷管，C26-温度感应器，C27-腔室。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种蒸镀系统，包括第一蒸镀模块A、第二蒸镀模块B和清洗模块C；其中，第一蒸镀模块A包括用于蒸镀有机层的第一掩膜板Y1、第一对位室A1、有机蒸镀室A2和第一分离平台A3；第二蒸镀模块包括用于蒸镀金属层的第二掩膜板Y2、第二对位室B1、金属蒸镀室B2和第二分离平台B3；清洗模块C包括加热室C1、冷却室C2、转换平台C3、清洗单元C4、卸载台C5和掩膜板储藏室C6；清洗模块中转换平台C3与第一分离平台A3连接、加热室C1与第二分离平台B3连接、掩膜板储藏室C6与第一对位室连接A1。玻璃基板与第一掩膜板Y1对位贴合后，在第一蒸镀模块A蒸镀有机层；玻璃基板在与第一掩膜板Y1分离，并与第二掩膜板Y2对位贴合后，进入第二蒸镀模块B，第二蒸镀模块B对玻璃基板蒸镀金属层；清洗模块C用于清洗第一掩膜板Y1和第二掩膜板Y2，并对第一掩膜板Y1和第二掩膜板Y2进行存储。
如图2所示，第二掩膜板Y2，与第一掩膜板Y1不同，不仅需要掩膜板基体Y21，还需要在掩膜板基体Y21底面包覆有机层Y22，其中，有机层Y22厚度为10μm-30μm，可以为蒸镀有机材料如酞菁铜或芳香胺等的一种或多种。包覆有机层Y22后的第二掩膜板基体Y21，在第二蒸镀模块中继续蒸镀金属层Y23，其中，金属层Y23材料可以为Al或Mg。
如图3所示，加热室C1包括腔室C11、第二掩膜板Y2、掩膜板加热板(或加热框)C12、真空泵C16、阀门C17、传送装置C13、清洁刷C14、回收盘C15、气氛感应器C18和真空探测器C19。第二掩膜板Y2通过传送装置C13进入加热室的腔室C11,在真空泵C16和阀门C17作用下,将腔室抽真空,使腔室内气压将至10-5PA,同时升高第二掩膜板上方和下方的掩膜板加热板(或加热框)C12温度,使其温度达到300℃,其加热方式可以为电阻加热、电磁加热等其他加热方式，掩膜板加热板(或加热框)C12的形状取决于第二掩膜板需求,其腔室加热时间和滚轴加热板传送速度分别为20min和2m/min，可根据掩膜板上金属层厚度和剥落效果而设定参数；第二掩膜板基体Y21上的有机层Y22在真空高温下升华或蒸发，有机层逐渐较少，同时金属层Y23在真空高温下发生热膨胀，共同促进了第二掩膜板基体Y21上金属层Y23的剥落。金属层Y23的剥落，增大了有机层Y22的接触界面，加速有机层Y22的升华或蒸发，从而更进一步的提升金属层Y23剥落效果。金属层Y23剥落后，落于第二掩膜板下方的掩膜板加热板(或加热框)C12上，掩膜板加热板(或加热框)C12在传送滚轴的作用下，将上表面的金属层传送至回收盘C15上方，清洁刷C14介于掩膜板加热板(或加热框)C12和回收盘C15之间，作用是将掩膜板加热板(或加热框)C12表面的金属层回收至回收盘C15，降低残留污染、便于清理。加热室C1内设置气氛感应器和真空探测器，监控其气氛和真空状态。
如图4所示，冷却室C2包括真空阀门C21、传送装置C22、第一风枪C231和第二风枪C232、水冷管C25、回收盘C24、温度感应器C26和腔室C27。第二掩膜板Y2经过加热室C1后，通过传送装置C22进入冷却室C2，腔室C11释放真空阀门C21，使腔室破真空，达到正常大气压水平，同时开启第二掩膜板Y2上部和下部的风枪(上风枪C232和下风枪C231)，更进一步的将第二掩膜板上下表面的残余金属层去除。冷却室C2的底部装有回收盘C24，用于回收残余金属层。在腔室C27内侧环绕水冷管C25，与上风枪C232和下风枪C231共同作用，带走室内热量。冷却室C2设置温度感应器C26，可监控腔室温度。如：风枪温度可由初始温度为100℃，以5℃/min下降速度，降低至20℃，并保持20℃，水冷管采用室温水，当温度感应器C26所测的第二掩膜板温度小于25℃时，完成腔室冷却过程。
具体的，转换平台C3用于改变第一掩膜板和第二掩膜板进入清洗单元的状态和方向，可实现掩膜板在不同清洗单元之间不同方向的传送。
具体的，清洗单元C4包括清洗室C41和浸润室C42，用于清洗第一掩膜板Y1和第二掩膜板Y2的有机层。清洗室主要C41用于清洗掩膜板上有机物，可采用NMP、酮溶剂等，浸润室C42主要用于浸润残余的清洗室C41中的清洗剂，可采用醚或醇等溶剂等。
具体的，卸载台C5用于将掩膜板从清洗状态卸载回正常传送状态，可通过机械手臂将掩膜板从清洗状态(竖立或倾斜方向)放平至传送状态(横向)，便于后端工序的传送。
具体的，掩膜板储藏室C6用于储藏洁净的掩膜板，当蒸镀工艺过程中需要新的掩膜版时，从掩膜板储藏室C6中将所需的第一掩膜板Y1或第二掩膜板Y2传送至第一对位室A1。
实施例2
如图5所示，采用本申请蒸镀系统进行蒸镀及掩膜板清洗，具体步骤包括：
一、第一对位
从系统入口导入的玻璃基板与掩膜板储藏室C6(以下简称“储藏室”)中的第一掩膜板在第一对位室A1完成第一对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第一掩膜板开口区域重合，对位误差不大于50μm；
二、有机蒸镀
玻璃基板从入口处与储藏室的第一掩膜板在第一对位室A1完成第一对位后，传送至有机蒸镀室A2进行有机层蒸镀；
三、第一分离循环
在有机蒸镀结束后，玻璃基板与第一掩膜板Y21在第一分离平台A3分离，第一掩膜板Y21再回到第一对位室A1和新的玻璃基板贴合，经过有机蒸镀的玻璃基板则进入第二对位室B1；
四、第二对位
由第一分离平台A3分离出的玻璃基板与第二对位室中B1的第二掩膜板Y2完成第二对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第二掩膜板Y2开口区域重合，对位误差不大于50μm；
五、金属蒸镀
在金属蒸镀室B2内对经过第二对位的玻璃基板进行金属层蒸镀；
六、第二分离循环
在金属蒸镀结束后，玻璃基板与第二掩膜板Y2在第二分离平台B3分离，第二掩膜板再回到第二对位室B1和新的玻璃基板贴合，经过金属蒸镀的玻璃基板则进入下一个工艺；
七、第一清洁循环
当第一掩膜板Y21的膜层厚度达到一定阈值时，将其从第一分离平台A3传送至转换平台C3，进入清洁单元C4，依次经过清洗室C41和浸润室C42，待清洗工艺全部结束后，掩膜板在卸载台C5完成卸载后返回至储藏室C6。
八、第二清洁循环
当第二掩膜板Y2膜层厚度达到一定阈值时，将其从第二分离平台B3依次传送至加热室C1。加热室的真空度保持在10-5PA，通过上部加热板和底部滚轴型加热板(或加热框)对第二掩膜板Y2的基体Y21和第二掩膜板底部Y23进行局部加热，温度可以为300℃，可用电阻加热、电磁加热等其他方法进行加热，上部加热板和底部滚轴型加热板形状取决于第二掩膜板需求；其腔室加热时间和滚轴加热板传送速度可根据掩膜板上金属层厚度和剥落效果而设定参数；加热室内设置气氛感应器和真空探测器，监控其状态。如：初始参数滚轴加热板传送速度为2m/min，加热时间为20min，因实验条件差异，可通过气氛感应器来对参数进行微调。
经过真空加热处理后的第二掩膜板Y2，第二掩膜板Y2传送至冷却室时C2，打开真空阀门C21，使腔室达到正常大气压水平，然后再对第二掩膜板Y2表面处理，清理残余金属层，并冷却第二掩膜板Y2，其方法可以为上风枪C231、下风枪C232和水冷管C25等多种冷却方法，风枪温度应由高逐渐到低，可防止掩膜板Y2发生老化，水冷管C25采用室温水，降低腔室温度；冷却室C2设置温度感应器C26，可监控腔室温度。如：风枪温度可由初始温度为100℃，以5℃/min下降速度，降低至20℃，并保持20℃，当温度感应器C26所测的第二掩膜板温度小于25℃时，完成腔室冷却过程。
清理完成后，传送至转换平台C3并进入清洁单元C4，依次经过清洗室C41和浸润室C42，待清洗工艺全部结束后，第二掩膜板Y2在卸载台C5完成卸载后返回至储藏室C6。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种蒸镀系统，其特征在于，所述系统包括第一蒸镀模块、第二蒸镀模块和清洗模块；其中，第一蒸镀模块包括第一掩膜板、第一对位室、有机蒸镀室和第一分离平台；第二蒸镀模块包括第二掩膜板、第二对位室、金属蒸镀室和第二分离平台；清洗模块包括加热室、冷却室、转换平台、清洗单元、卸载台和掩膜板储藏室；清洗模块中转换平台与第一分离平台连接、加热室与第二分离平台连接、掩膜板储藏室与第一对位室连接。
2.根据权利要求1所述的蒸镀系统，其特征在于，所述第一掩膜板为掩膜板基体；所述第二掩膜板包括掩膜板基体及依次包覆在基体外侧的有机层和金属层，其中，有机层厚度为10μm-30μm，有机层为蒸镀酞菁铜或者芳香胺中的一种或多种，金属层材料为Al或Mg。
3.根据权利要求1所述的蒸镀系统，其特征在于，所述加热室包括腔室、掩膜板加热板、真空泵、阀门、传送装置、清洁刷、回收盘、气氛感应器和真空探测器。
4.根据权利要求1所述的蒸镀系统，其特征在于，所述冷却室包括：腔室、真空阀门、传送装置、风枪、水冷管、回收盘和温度感应器。
5.根据权利要求1所述的蒸镀系统，其特征在于，所述清洗单元包括清洗室和浸润室。
6.一种蒸镀及掩膜板清洗方法，其特征在于，所述方法包括：
一、第一对位
玻璃基板与储藏室中的第一掩膜板在第一对位室完成第一对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第一掩膜板开口区域重合，对位误差不大于50μm；
二、有机蒸镀
对经过第一对位的玻璃基板进行有机层蒸镀；
三、第一分离循环
在有机蒸镀结束后，玻璃基板与第一掩膜板在第一分离平台分离，第一掩膜板再回到第一对位室和新的玻璃基板贴合，玻璃基板则进入第二对位室；
四、第二对位
由第一分离平台分离出的玻璃基板与第二对位室中的第二掩膜板完成第二对位，确保玻璃基板需要蒸镀的区域与第二掩膜板开口区域重合，对位误差不大于50μm；
五、金属蒸镀
对经过第二对位的玻璃基板进行金属层蒸镀；
六、第二分离循环
在金属蒸镀结束后，玻璃基板与第二掩膜板在第二分离平台分离，第二掩膜板再回到第二对位室和新的玻璃基板贴合；
七、第一清洁循环
当第一掩膜板的膜层厚度达到一定时，将其从第一分离平台传送至转换平台，进入清洁单元，待清洗工艺全部结束后，掩膜板在卸载台完成卸载后返回至储藏室；
八、第二清洁循环
当第二掩膜板膜层厚度达到一定时，将其从第二分离平台依次传送至加热室和冷却室对金属层进行清理，清理完成后，传送至转换平台并进入清洁单元，待清洗工艺全部结束后，掩膜板在卸载台完成卸载后返回至储藏室。
7.根据权利要求6所述的蒸镀及掩膜板清洗方法，其特征在于，所述加热室的真空度为10-5PA，通过上部加热板和底部滚轴型加热板对第二掩膜板的基体和第二掩膜板底部进行局部加热，加热方式采用电阻加热或者电磁加热，上部加热板和底部滚轴型加热板的形状取决于第二掩膜板需求，温度为300℃；加热室腔室加热时间和滚轴加热板传送速度根据掩膜板上金属层厚度和剥落效果设定；加热室内设置气氛感应器和真空探测器。
8.根据权利要求6所述的蒸镀方法，其特征在于，所述第二掩膜板传送至冷却室时，打开真空阀门，使腔室达到正常大气压水平，然后再对第二掩膜板表面处理，清理残余金属层，并冷却第二掩膜板，冷却时采用上下风枪和水冷管冷却，上下风枪温度应由高逐渐到低，可防止掩膜板发生老化，水冷管采用室温水，降低腔室温度；冷却室设置温度感应器，可监控腔室温度。
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