CN109234682A - 一种线性蒸发源及真空蒸镀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸镀技术领域，公开了一种线性蒸发源及真空蒸镀装置，其中，线性蒸发源包括：坩埚，具有沿其长度方向延伸的开口部；安装板，可拆卸地安装于所述坩埚的开口部上，所述安装板上设有沿所述开口部的延伸方向排列、且贯穿安装板厚度方向的多个蒸发孔；多个喷嘴，与所述安装板的蒸发孔一一对应，且每个喷嘴可拆卸地安装于与其对应的蒸发孔上。上述线性蒸发源可以保证长期稳定的蒸镀均匀性；并且，上述线性蒸发源的维护过程不需要更换坩埚和蒸镀材料，因此，维护操作简单方便、耗时较短，对生产效率的影响较小，并且更新的成本费用也较低。

Description

一种线性蒸发源及真空蒸镀装置

技术领域

本发明涉及蒸镀技术领域，特别涉及一种线性蒸发源及真空蒸镀装置。

背景技术

近年来，为了有机电致发光显示器(OLED)的高分辨率显示及大尺寸设计等需求，需要提高应用于大面积玻璃的镀膜工艺的效率；这种对应于大面积玻璃基板的线型蒸发源要求对各种特性的有机物材料(升华性材料、液化性材料及同时具有升华性和液化性的材料等)在保持一定压力及温度的情况下实现均匀的蒸发和蒸镀；然而，由于大面积基板上的蒸镀均匀度对从线型蒸发源喷嘴喷出的蒸发物质的喷射行为(速度、分布及方向等)依存度高，而长时间使用的情况下，线型蒸发源的喷射特性容易发生变化，因此很难确保稳定的蒸镀均匀性，此时则往往需要更换线型蒸发源，然而，更换线性蒸发源很费时费力、会导致生产效率下降。

发明内容

本发明公开了一种线性蒸发源及真空蒸镀装置，用于解决线性蒸发源无法实现长期稳定的蒸镀均匀性的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种线性蒸发源，包括：

坩埚，具有沿其长度方向延伸的开口部；

安装板，可拆卸地安装于所述坩埚的开口部上，所述安装板上设有沿所述开口部的延伸方向排列、且贯穿安装板厚度方向的多个蒸发孔；

多个喷嘴，与所述安装板的蒸发孔一一对应，且每个喷嘴可拆卸地安装于与其对应的蒸发孔上。

上述线性蒸发源中，安装板可拆卸地安装于坩埚的开口部上，多个喷嘴可拆卸地安装于安装板上，进而，可以通过选择安装合适的喷嘴，例如具有合适的长度、合适的内径形状和尺寸的喷嘴，来提高该线性蒸发源蒸镀的均匀性和蒸镀速率；并且，当该线型蒸发源的喷射特性发生变化时，可以通过更换部分或全部喷嘴，或者，通过直接更换事先安装有新喷嘴的安装板，以继续保证较高的蒸镀均匀性；即，该线性蒸发源可以通过阶段性地更换喷嘴或者带有新喷嘴的安装板来保证其长期稳定的蒸镀均匀性；另外，上述对于线性蒸发源的维护过程不需要更换坩埚和蒸镀材料，因此，操作简单方便、耗时较短，对生产效率的影响较小，并且更新的成本费用也较低。

优选地，沿轴心线方向上，所述蒸发孔包括靠近坩埚一侧的集气孔和远离坩埚一侧的螺纹孔；所述集气孔的径向尺寸大于所述螺纹孔的径向尺寸。

优选地，所述集气孔呈锥筒状或者直筒状。

优选地，所述喷嘴呈两端贯通的圆筒状，且所述喷嘴的第一端外表面设有与所述螺纹孔螺纹配合的第一螺纹部。

优选地，所述螺纹孔的上部边缘设有边槽，所述边槽和所述喷嘴的第一螺纹部的边缘紧密贴合。

优选地，所述多个喷嘴的内径尺寸不同；和/或，所述多个喷嘴的长度不同。

优选地，所述喷嘴的内表面呈直筒状、正锥筒状或者倒锥筒状。

优选地，所述线性蒸发源还包括：喷嘴盖，呈两端贯通的圆筒状，所述喷嘴盖可套设于所述喷嘴的第二端。

优选地，所述喷嘴的第二端外表面设有第二螺纹部；所述喷嘴盖的第一端内表面设有与所述喷嘴的第二端外表面螺纹配合的第三螺纹部。

优选地，所述喷嘴盖的内径尺寸等于所述喷嘴的内径尺寸；或者，所述喷嘴盖的内径尺寸小于所述喷嘴的内径尺寸。

优选地，位于所述开口部两端的蒸发孔之间的间距小于位于所述开口部中间的蒸发孔之间的间距。

优选地，所述安装板的边沿通过螺栓安装于所述坩埚开口部的边沿上。

优选地，所述坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖采用钛、钽、钨、钼、碳和不锈钢中的一种或几种材料制备。

优选地，所述坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖采用钛材料制备。

一种真空蒸镀装置，包括上述任一技术方案中所述的线性蒸发源。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的安装板的结构示意图；

图3a为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的安装板沿其宽度方向的剖面结构示意图；

图3b为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板沿其宽度方向的剖面结构示意图；

图3c为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板沿其宽度方向的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的宽度方向的部分剖面结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的宽度方向的剖面结构示意图；

图5b为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的宽度方向的剖面结构示意图；

图5c为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的宽度方向的剖面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的长度方向的部分剖面结构示意图；

图7为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的长度方向的部分剖面结构示意图；

图8为本发明另一实施例提供的一种线性蒸发源的安装板和喷嘴沿安装板的长度方向的部分剖面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种线性蒸发源的喷射趋势曲线图。

具体实施方式

下面将结合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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参考图1～图9。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种线性蒸发源，包括：

坩埚1，具有沿其长度方向延伸的开口部；

安装板2，可拆卸地安装于坩埚1的开口部上，并且，该安装板2上设有沿开口部的延伸方向排列、且贯穿该安装板2厚度方向的多个蒸发孔20；

多个喷嘴3，与安装板2上的蒸发孔20一一对应，且每个喷嘴3可拆卸地安装于与其对应的蒸发孔20上。

上述线性蒸发源中，安装板2可拆卸地安装于坩埚1的开口部上，多个喷嘴3可拆卸地安装于安装板2上，进而，可以通过选择安装合适的喷嘴3，例如具有合适的长度、合适的内径形状和尺寸的喷嘴3，来提高该线性蒸发源蒸镀的均匀性和蒸镀速率；并且，当该线型蒸发源的喷射特性发生变化时，可以通过更换部分或全部喷嘴3，或者，通过直接更换事先安装有新喷嘴3的安装板2，以继续保证较高的蒸镀均匀性；即，该线性蒸发源可以通过阶段性地更换喷嘴3或者带有新喷嘴3的安装板2来保证其长期稳定的蒸镀均匀性；另外，上述对于线性蒸发源的维护过程不需要更换坩埚1和蒸镀材料，因此，操作简单方便、耗时较短，对生产效率的影响较小，并且更新的成本费用也较低。

如图1和图2所示，一种具体的实施例中，安装板2与坩埚1开口部的形状相匹配，且安装板2的边沿可以通过螺栓5安装于坩埚1开口部的边沿上。

如图1、图3a～图3c所示，在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，安装板2上的每个蒸发孔20，在沿其轴心线o的方向上可以包括集气孔201和螺纹孔202两部分；其中，集气孔201位于靠近坩埚1的一侧，螺纹孔202位于远离坩埚1的一侧；且集气孔201的径向尺寸大于螺纹孔202的径向尺寸。

如图2～图3c所示，可选地，安装板2沿其厚度方向上可以包括底层部21和顶层部22两部分结构，底层部21的延展面积大于顶层部22的延展面积；底层部21的边缘设有安装孔23，用于安装螺栓5；螺纹孔202位于顶层部22内。

如图3a所示，在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，集气孔201可以为锥筒状，以便于可以更好地收集和引导蒸发材料进入喷嘴3内；当然，如图3b和图3c所示，集气孔201也可以呈直筒状或者呈直筒与锥筒结合的形状。

如图3a～图5c所示，在上述两个实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的线性蒸发源中，喷嘴3可以呈两端贯通的圆筒状，且喷嘴3第一端的外表面设有可以与蒸发孔20的螺纹孔202螺纹配合的第一螺纹部31。

优选地，可以对安装板2的螺纹孔202上部进行精密加工，以防止蒸发材料泄漏；具体地，如图4所示，可以在安装板2的螺纹孔202上部边缘进行边槽203加工，当喷嘴3固定在安装板2的螺纹孔202上时，通过螺纹固定的下部方向的力，可以使螺纹孔202边缘的边槽203和喷嘴3的第一螺纹部31边缘的平整部分接触并且紧密贴合，进而可以防止材料的泄漏。

在上述实施例的基础上，

如图1和图6所示，一种优选的实施例中，多个喷嘴3的内径尺寸a可以不同；具体地，可以根据坩埚1的尺寸、蒸发温度、蒸镀材料的性质、以及蒸发孔20的位置分布等条件，来选择与每个蒸发孔20相对应的喷嘴3的内径尺寸a；在安装板2上安装有多种内径尺寸a的喷嘴3，可以控制从各个蒸发孔20位置喷出的蒸发材料的喷出量；从而，可以实现提高蒸镀的均匀性以及蒸镀速率。

如图1和图7所示，另一种优选的实施例中，多个喷嘴3的长度d可以不同；具体地，可以根据坩埚1的尺寸、蒸发温度、蒸镀材料的性质、以及蒸发孔20的位置分布等条件，来选择与每个蒸发孔20相对应的喷嘴3的长度d；在安装板2上安装有多种长度d的喷嘴3，可以控制从各个蒸发孔20位置喷出的蒸发材料的速度以及喷出的蒸发材料在基板上的分布；从而，可以实现提高蒸镀的均匀性以及蒸镀速率。

在上述各实施例的基础上，进一步地，还可以通过控制蒸发材料的喷出角度来控制蒸镀到基板上各位置处的膜层的均匀度；可选地，如图5a和图5b所示，喷嘴3的内表面可以呈直筒状、正锥筒状或者倒锥筒状、以形成不同的喷出角度；或者，如图5c所示，也可仅将喷嘴3第二端(喷出端)的内表面做成多种倾斜角度，例如，将喷嘴3第二端的内表面设置呈发散的锥筒状，而除第二端部分外的内表面则呈直筒状。

如图8所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的线性蒸发源还可以包括喷嘴盖4，可选地，该喷嘴盖4呈两端贯通的圆筒状，且可以套设于喷嘴3的第二端。

如图8所示，在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，喷嘴盖4与喷嘴3可以采用螺纹配合的连接方式；具体地，喷嘴3的第二端外表面可以设有第二螺纹部32；喷嘴盖4的第一端内表面可以设有与喷嘴3的第二端外表面螺纹配合的第三螺纹部41，进而，喷嘴盖4的第一端与喷嘴3的第二端即能够可拆卸地连接起来。

如图1和图8所示，具体地，该喷嘴盖4可以安装于喷嘴3的第二端(喷出端)，进而可以改变蒸发材料的最终喷口处到基板之间的距离，从而可以用来控制从某个蒸发孔20蒸发出来的蒸发材料的速度以及最终喷出的蒸发材料在基板上的分布，进而，可以实现提高蒸镀的均匀性以及蒸镀速率。

可选地，该喷嘴盖4的内径尺寸可以与喷嘴3的内径尺寸相等；或者，该喷嘴盖4的内径也可以不等于喷嘴3的内径，如大于或者小于喷嘴3的内径，以用于改变从某个蒸发孔20蒸发出来的蒸发材料的喷出速率和喷出量，进而改变蒸镀速率、提高蒸镀的均匀性。

如图1和图2所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的线性蒸发源中，位于安装板2两端的蒸发孔20之间的间距小于位于安装板2中间的蒸发孔20之间的间距，即靠近坩埚1两端的蒸发孔20的密度大于其中间区域的密度，进而，可以弥补由于坩埚1中间温度高而导致的中间蒸发速率大于两端蒸发速率的问题，从而可以实现提高蒸镀的均匀性和蒸镀速率。

当然，多个蒸发孔20也可以均匀分布于安装板2上，此时，可以通过选择不同内径尺寸和/或长度的喷嘴3来解决坩埚1中间蒸发速率大于两端蒸发速率的问题；例如，选择内径尺寸较小的喷嘴3对应安装于安装板2中间区域的蒸发孔20上，选择内径尺寸较大的喷嘴3对应安装于安装板2两端的蒸发孔20上。

如图1所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明实施例提供的线性蒸发源还可以包括围绕坩埚1壁体设置的加热源，该加热源可以通过导热丝6沿坩埚1壁体蜿蜒形成；具体地，该加热源可以与坩埚1壁体不接触，仅在真空条件下通过热辐射传热，以保证对坩埚1加热的均匀性。

如图1所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的线性蒸发源还可以包括坩埚支撑台，该坩埚支撑台设有两个定位部7；安装板2在其长度方向的两端可以设置有固定孔，具体地，可以通过固定销8将安装板2的两端固定安装于坩埚支撑台的两个定位部7上，从而实现将线型蒸发源定位于坩埚支撑台上。

在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖可以采用钛、钽、钨、钼、碳或者不锈钢等材料制备，具体地，可以采用单一材料制备，也可以采用多种材料混合制备，制备材料的选择以能够提高线性蒸发源的热稳定性及蒸镀均匀性为优选；具体地，本发明实施例提供的线性蒸发源中，坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖可以均采用钛金属制备，这样对于长时间保证热稳定性和机械稳定性更为有利。

本发明实施例提供的线性蒸发源，可以通过多种内径尺寸，和/或，多种内部形状，和/或，多种长度的喷嘴、喷嘴盖、以及可安装上述喷嘴的安装板，来实现调整蒸发材料的喷射行为(速度、分布及方向等)，进而可以提高蒸镀在基板上的有机物薄膜的厚度和均匀度。

具体地，如图9所示，图9是在喷嘴的内径尺寸不变的情况下，模拟喷嘴的长度改变所形成的蒸发物质喷射趋势变化的曲线图；其中，横坐标为镀膜长度区间，该区间范围为0～880mm；纵坐标为膜层沉积速率，即镀膜速率；另外，不同的线形代表不同的喷嘴长度L；由图9可以看出，喷嘴长度越长，则沉积速率越快、曲线越平缓，可得出结论为：喷嘴长度越长，则镀膜速率越快、蒸发物质的扩散程度越大、均匀度越好；换句话说，即，喷嘴长度越短，则镀膜速率越慢、蒸发物质的扩散程度越小、蒸镀的均匀度越差。

本发明实施例还提供了一种真空蒸镀装置，该真空蒸镀装置包括上述任一实施例中的线性蒸发源。该真空蒸镀装置的蒸镀均匀性较好，蒸镀速率较快，效率较高，并且维护成本较低。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种线性蒸发源，其特征在于，包括：

坩埚，具有沿其长度方向延伸的开口部；

安装板，可拆卸地安装于所述坩埚的开口部上，所述安装板上设有沿所述开口部的延伸方向排列、且贯穿安装板厚度方向的多个蒸发孔；

多个喷嘴，与所述安装板的蒸发孔一一对应，且每个喷嘴可拆卸地安装于与其对应的蒸发孔上。

2.根据权利要求1所述的线性蒸发源，其特征在于，沿轴心线方向上，所述蒸发孔包括靠近坩埚一侧的集气孔和远离坩埚一侧的螺纹孔；所述集气孔的径向尺寸大于所述螺纹孔的径向尺寸。

3.根据权利要求2所述的线性蒸发源，其特征在于，所述集气孔呈锥筒状或者直筒状。

4.根据权利要求2所述的线性蒸发源，其特征在于，所述喷嘴呈两端贯通的圆筒状，且所述喷嘴的第一端外表面设有与所述螺纹孔螺纹配合的第一螺纹部。

5.根据权利要求4所述的线性蒸发源，其特征在于，所述螺纹孔的上部边缘设有边槽，所述边槽和所述喷嘴的第一螺纹部的边缘紧密贴合。

6.根据权利要求4所述的线性蒸发源，其特征在于，所述多个喷嘴的内径尺寸不同；和/或，所述多个喷嘴的长度不同。

7.根据权利要求4所述的线性蒸发源，其特征在于，所述喷嘴的内表面呈直筒状、正锥筒状或者倒锥筒状。

8.根据权利要求4所述的线性蒸发源，其特征在于，还包括：

喷嘴盖，呈两端贯通的圆筒状，所述喷嘴盖可套设于所述喷嘴的第二端。

9.根据权利要求8所述的线性蒸发源，其特征在于，所述喷嘴的第二端外表面设有第二螺纹部；

所述喷嘴盖的第一端内表面设有与所述喷嘴的第二端外表面螺纹配合的第三螺纹部。

10.根据权利要求9所述的线性蒸发源，其特征在于，所述喷嘴盖的内径尺寸等于所述喷嘴的内径尺寸；或者，所述喷嘴盖的内径尺寸小于所述喷嘴的内径尺寸。

11.根据权利要求1所述的线性蒸发源，其特征在于，位于所述开口部两端的蒸发孔之间的间距小于位于所述开口部中间的蒸发孔之间的间距。

12.根据权利要求1～11任一项所述的线性蒸发源，其特征在于，所述安装板的边沿通过螺栓安装于所述坩埚开口部的边沿上。

13.根据权利要求8～11任一项所述的线性蒸发源，其特征在于，所述坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖采用钛、钽、钨、钼、碳和不锈钢中的一种或几种材料制备。

14.根据权利要求8～11任一项所述的线性蒸发源，其特征在于，所述坩埚、安装板、喷嘴及喷嘴盖采用钛材料制备。

15.一种真空蒸镀装置，其特征在于，包括权利要求1～14任一项所述的线性蒸发源。