CN110042345B - 一种蒸发源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蒸发源装置，包括：主坩埚组件，包括多个倾斜排列的主坩埚，每一所述主坩埚均包括N个喷嘴；以及，补位坩埚组件，包括N‑1个补位坩埚，所述补位坩埚组件的喷嘴的连线形成直角三角形，以将所述主坩埚组件的喷嘴阵列填补为矩形方阵；本发明中坩埚组件提升坩埚内材料切换速度和设备保养效率，任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，提升蒸镀材料间均一性，从而在基板上形成多种蒸镀材料种类和比例分布均匀的膜层，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，有效控制了蒸镀成膜区，利于保证器件结构的完整和性能，同时可通过增加蒸镀成膜区以提高蒸镀材料的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板制造技术领域，尤其涉及一种蒸发源装置。
背景技术
蒸镀制程在液晶显示器组件、半导体组件及太阳能电池组件制作过程中受到了广泛的应用，为了将制作过程中所使用的蒸镀材料均匀涂布于基板，一般是将基板设置于坩埚喷嘴的上方，借助加热丝将坩埚内的蒸镀材料加热，形成蒸汽，以均匀地附着在基板上，获得高品质的膜层。
如图1a所示，现有技术的蒸发源装置，从俯视图看，主坩埚1、辅助坩埚2和主坩埚3形状相同，呈长圆形，坩埚的长边垂直于蒸镀气体扫描的方向，多个喷嘴10，喷嘴20，喷嘴30呈阵列分布；如图1b所示，围绕主坩埚1、辅助坩埚2和主坩埚3分别设置有制限板，从纵向截面图上，喷嘴10周围有制限板4，喷嘴20周围有制限板5，喷嘴30周围有制限板6，制限板4、制限板5和制限板6为倾斜的板材，外围均设置有支架，内侧与相邻的喷嘴保持预设距离，喷嘴之间两侧相邻的虚线之间区域为该喷嘴的有效喷射区域；如图1c所示，主坩埚1、辅助坩埚2和主坩埚3分别存放蒸镀材料40、蒸镀材料50和蒸镀材料60，当成膜位置大于或等于600mm时，基板上只蒸镀有辅助材料50，当成膜位置小于或等于100mm时，基板上只蒸镀材料50和蒸镀材料60，当成膜位置位于100mm到550mm区域内时，基板上蒸镀材料40、蒸镀材料50和蒸镀材料60形成多层膜，且膜层中三种材料比例不相等，分布位置不均匀。
综上所述，现有技术的蒸发源装置中不同蒸镀材料蒸镀到基板时，存在先后顺序，蒸镀材料种类和比例在蒸镀区域中分布集中，造成基板上形成多层膜，且膜层中蒸镀材料分布和比例不均匀，每个坩埚设置了制限板，缩小喷嘴的喷射区域，导致两侧喷嘴喷射到基板两端的蒸镀材料较少，制限板的高度较低，造成一些材料未喷射到基板上，降低了蒸镀材料的利用率，且集成式坩埚造成材料更换、保养困难、耗时长的技术问题。
发明内容
本发明提供一种蒸发源装置，能够解决现有技术的蒸发源装置中不同蒸镀材料蒸镀到基板时，存在先后顺序，蒸镀材料种类和比例在蒸镀区域中分布集中，造成基板上形成多层膜，且膜层中蒸镀材料分布和比例不均匀，每个坩埚设置了制限板，缩小喷嘴的喷射区域，导致两侧坩埚的喷嘴喷射到基板两端的蒸镀材料较少，制限板的高度较低，造成一些材料未喷射到基板上，降低了蒸镀材料的利用率，且集成式坩埚造成材料更换、保养困难、耗时长的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种蒸发源装置包括：主坩埚组件，包括多个倾斜排列的主坩埚，每一所述主坩埚均包括N个喷嘴，所述主坩埚组件的喷嘴阵列分布形成平行四边形；以及，补位坩埚组件，包括N-1个补位坩埚，所述补位坩埚组件的喷嘴的连线形成直角三角形，以将所述主坩埚组件的喷嘴阵列填补为矩形方阵；其中，所述矩形方阵中任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料。
根据本发明一优选实施例，所有所述主坩埚的形状相同，任意相邻所述主坩埚沿着纵向等间距、平行设置。
根据本发明一优选实施例，所述主坩埚倾斜排列的方向与纵向呈预设角度α，且0°＜α＜90°。
根据本发明一优选实施例，所述补位坩埚的倾斜角度与所述主坩埚的倾斜角度相同。
根据本发明一优选实施例，N-1个所述补位坩埚的喷嘴数目呈等差数列，所述等差数列的首项为1，公差为1，其中，N大于或等于3。
根据本发明一优选实施例，所述矩形方阵中每一排的喷嘴的数量相同，每一列的喷嘴的数量也相同。
根据本发明一优选实施例，任意坩埚的形状为圆柱体或者长圆柱体，且任意坩埚的扫描方向与纵向垂直。
根据本发明一优选实施例，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料。
根据本发明一优选实施例，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中。
根据本发明一优选实施例，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，所述制限板的内壁向所述制限板的中心倾斜或弯曲。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明提供的蒸发源装置，能够解决现有技术的蒸发源装置中不同蒸镀材料蒸镀到基板时，存在先后顺序，蒸镀材料种类和比例在蒸镀区域中分布集中，造成基板上形成多层膜，且膜层中蒸镀材料分布和比例不均匀，每个坩埚设置了制限板，缩小喷嘴的喷射区域，导致两侧坩埚的喷嘴喷射到基板两端的蒸镀材料较少，制限板的高度较低，造成一些材料未喷射到基板上，降低了蒸镀材料的利用率，且集成式坩埚造成材料更换、保养困难、耗时长的技术问题；坩埚组件提升坩埚内材料切换速度和设备保养效率，缩短基板上成膜时间，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，多种蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中，任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，实现了蒸镀材料在蒸镀区域中种类和比例分布均匀，确保了蒸镀材料在基板上形成均匀的膜层，同时膜层内各种混合材料分布和比例也均匀，获得高品质的膜层，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，有效控制了蒸镀成膜区，利于保证器件结构的完整和性能，同时可通过增加蒸镀成膜区以提高蒸镀材料的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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1a为现有技术的蒸发源装置的结构示意图；
图1b为现有技术的制限板的结构示意图；
图1c为现有技术的蒸发源装置蒸镀三种材料到基板上的分布示意图；
图2a为本申请实施例提供一种蒸发源装置的的结构示意图；
图2b为本申请实施例提供一种蒸发源装置中主坩埚组件的结构示意图；
图2c为本申请实施例提供一种蒸发源装置中补位坩埚组件的结构示意图；
图2d为本申请实施例提供一种具有1个喷嘴的坩埚的结构示意图；
图2e为本申请实施例提供一种具有2个喷嘴的坩埚的结构示意图；
图2f为本申请实施例提供一种具有3个喷嘴的坩埚的结构示意图；
图2g为本申请实施例提供一种制限板的结构示意图；
图3a和图3b为本申请实施例提供一种蒸镀蒸发源装置中蒸镀两种和三种材料的分布示意图；
图4为本申请又一实施例提供一种蒸镀蒸发源装置中蒸镀三种材料的分布示意图；
图5为本申请另一实施例提供一种蒸发源装置的结构示意图；
图6为本申请再一实施例提供一种蒸发源装置的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。
本发明针对现有技术的蒸发源装置中不同蒸镀材料蒸镀到基板时，存在先后顺序，蒸镀材料种类和比例在蒸镀区域中分布集中，造成基板上形成多层膜，且膜层中蒸镀材料分布和比例不均匀，每个坩埚设置了制限板，缩小喷嘴的喷射区域，导致两侧坩埚的喷嘴喷射到基板两端的蒸镀材料较少，制限板的高度较低，造成一些材料未喷射到基板上，降低了蒸镀材料的利用率，且集成式坩埚造成材料更换、保养困难、耗时长的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
本发明提供一种蒸发源装置，包括主坩埚组件，包括多个倾斜排列的主坩埚；每一主坩埚均包括N个喷嘴，主坩埚组件的喷嘴阵列分布形成平行四边形；以及，补位坩埚组件，包括N-1个补位坩埚，补位坩埚组件的喷嘴的连线形成直角三角形，以将主坩埚组件的喷嘴阵列填补为矩形方阵；其中，矩形方阵中任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料。
具体地，如图2a至图2c所示，本实施例中提供一种蒸发源装置，包括主坩埚组件1030，主坩埚组件1030包括多个向同一方向倾斜排列的主坩埚103，每一个主坩埚103包括3个喷嘴，N等于3，不同位置的坩埚103可以拆卸和重新组装，用夹持装置固定在移动的机架上，可以沿着横向上扫描，坩埚103上的喷嘴1031、喷嘴1032和喷嘴1033的中心连线在一条直线上，该直线与坩埚103的长边平行，根据实际情况主坩埚103的喷嘴数目N还可以大于3，所有主坩埚103的形状相同，任意相邻主坩埚103沿着纵向等间距、平行设置，主坩埚103倾斜排列的方向与纵向呈预设角度α，且0°≤α＜90°，如图2b所示，主坩埚组件1030最外侧的喷嘴中心连线形成平行四边形104(图中用虚线表示)。
位于主坩埚组件1030边缘的主坩埚103轴线10313(图中用虚线表示)和轴线10314(图中用虚线表示)的空白侧分别设置有补位坩埚组件1010，本实施例中补位坩埚组件的数目为2个，各补位坩埚组件1010包括2个倾斜排列的补位坩埚，各个补位坩埚可以拆卸和重新组装，用夹持装置固定在移动的机架上，可以沿着横向上扫描，各个补位坩埚的倾斜角度与主坩埚103的倾斜角度相同，补位坩埚的喷嘴数目呈等差数列，该等差数列的首项为1，公差为1，补位坩埚101和补位坩埚102喷嘴数目分别为1和2，喷嘴1021和喷嘴1022的中心连线与坩埚102的长边平行，补位坩埚102与竖直方向夹角为α，如图2c所示，补位坩埚1010最外侧的喷嘴中心连线形成直角三角形105(图中用虚线表示)。通过设计不同喷嘴数目的坩埚，并优化组合，提升坩埚内材料切换速度和设备保养效率，缩短基板上成膜时间。
如图2a所示，在横向和纵向上，补位坩埚组件1010的喷嘴将主坩埚组件1030的喷嘴阵列填补为矩形方阵(图中用虚线表示)；其中，矩形方阵中任意相邻两个的喷嘴不属于同一个坩埚，每一排的喷嘴的数量相同，每一列的喷嘴的数量也相同，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中，任意坩埚的扫描方向与纵向垂直。本实施例中矩形方阵为3×9方阵，任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，坩埚102的喷嘴1021在横向和纵向上相邻喷嘴1011和喷嘴1031，喷嘴1011和喷嘴1031分别属于坩埚101和坩埚103，都不属于坩埚102，提高了蒸镀材料间的种类和比例的均匀性，确保了蒸镀材料在基板上形成均匀的膜层，同时膜层内各种混合材料分布和比例均匀。
如图2d所示，具有1个喷嘴1011的坩埚101，坩埚101包括长圆柱体的本体1010，本体1010设置有用于收容蒸镀气体的腔体1012，腔体1012设置有一个开孔1013，开孔1013与喷嘴1011相连，腔体1012内高压气体相同情况下，开孔1013内径越大，喷嘴1011喷出的材料越多，对应基板区域沉积蒸镀材料膜层越厚；反之，开孔1013内径越小，喷嘴1011喷出的材料越少，对应基板区域沉积的蒸镀材料膜层越薄。喷嘴1011包括主体10110，本体10110设置有蒸镀气体喷射通道。
腔体1012设置有一套动力装置，动力装置包括多条加热丝，外部电源给加热丝通电后，加热丝加热蒸镀材料，在腔体1012内形成具有预设高压的蒸镀气体，蒸镀气体通过喷嘴1011的喷射通道溅射到基板上，器件结构上膜层的薄厚可以通过动力装置调整坩埚内气压的大小实现的。
如图2e所示，具有2个喷嘴的坩埚102，坩埚102包括长圆柱体的本体1020，本体1020设置有用于收容蒸镀气体的腔体1023，腔体1023设置有一套动力装置，动力装置包括多条加热丝，加热丝加热蒸镀材料，形成蒸镀气体。腔体1023设置有开孔1024和开孔1025，开孔1024和开孔1025分别与喷嘴1021和喷嘴1022相连，喷嘴1021和喷嘴1022与喷嘴1011结构类似。
如图2f所示，具有3个喷嘴的坩埚103，坩埚103包括长圆柱体的本体1034，本体1034设置有用于收容蒸镀气体的腔体1035，腔体1035设置有一套动力装置，动力装置包括多条加热丝，加热丝加热蒸镀材料，形成蒸镀气体。腔体1035设置有开孔1036、开孔1037和开孔1038，开孔1036、开孔1037和开孔1038分别与喷嘴1031、喷嘴1032和喷嘴1033相连，便于坩埚组件中喷嘴的阵列分布，喷嘴1031、喷嘴1032和喷嘴1033与喷嘴1011结构类似，优选等间距分布一条直线上，且与喷嘴1021和喷嘴1022的间距相等，
如图2g所示，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，制限板的内壁向制限板的中心倾斜或弯曲，制限板为倾斜的板材，外围均设置有支架，内侧与相邻的喷嘴保持预设距离，喷嘴之间两侧相邻的虚线之间区域为该喷嘴的有效喷射区域，从截面剖视图看，喷嘴1011和喷嘴1031两侧设置有制限板71，在制限板71表面还设置有制限板72，喷嘴1011和喷嘴1021设置有T型制限板73，喷嘴1021和喷嘴1031设置有T型制限板74，喷嘴1011、喷嘴1021和喷嘴1031有效喷射区域相同，均为喷射区域9，制限板71、制限板73和制限板74与喷嘴1011、喷嘴1021和喷嘴1031保持一定距离，本实施中根据实际需要，制限板还可以具备可伸缩，可旋转角度的特点，以满足不同类型的蒸发源装置；与现有技术的制限板比较，本实施例中制限板7和制限板8有效控制了蒸镀成膜区，增加了有效的喷射区域，利于保证器件结构的完整和性能，同时避免蒸镀材料溅射到基板以外的地方，可通过增加蒸镀成膜区以提高蒸镀材料的利用率。
如图3a和图3b所示，为本申请实施例提供一种蒸镀蒸发源装置中蒸镀两种和三种材料的分布示意图，坩埚的最大喷嘴为3个，矩形方阵中任意相邻两个的喷嘴不属于同一个坩埚，每一排的喷嘴的数量相同，每一列的喷嘴的数量也相同，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中。如图3a所示，从矩形方阵中右上方顶点处坩埚开始向左下方坩埚中依次交替设置蒸镀材料201和蒸镀材料202，如图3b所示，从矩形方阵中右上方顶点处坩埚开始向左下方坩埚中依次交替设置蒸镀材料201、蒸镀材料202和蒸镀材料203，本实施例能够实现蒸镀两种和三种材料在横向和纵向上，任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，实现了蒸镀材料在蒸镀区域中种类和比例分布均匀，从而提升基板上蒸镀材料成膜的均一性。
如图4所示，本申请又一实施例提供一种蒸发源装置蒸镀三种材料的分布示意图，坩埚组件中坩埚的最大喷嘴为4个，矩形方阵中任意相邻两个的喷嘴不属于同一个坩埚，每一排的喷嘴的数量相同，每一列的喷嘴的数量也相同，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中。例如，从矩形方阵中右上方顶点处坩埚开始向左下方坩埚中依次交替设置蒸镀材料301、蒸镀材料302和蒸镀材料303，本实施例能够实现蒸镀三种或者四种材料在横向和纵向上任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，实现了蒸镀材料在蒸镀区域中种类和比例分布均匀，从而提升基板上蒸镀材料成膜的均一性。
如图5所示，本申请另一实施例还提供一种蒸发源装置，主坩埚组件包括多个倾斜排列的主坩埚402，任意相邻主坩埚402沿着纵向等间距、平行设置，主坩埚402倾斜排列的方向与纵向呈预设角度α，且0°≤α＜90°，每一个主坩埚402包括喷嘴4021和喷嘴4022，所有主坩埚402的喷嘴阵列分布形成平行四边形；补位坩埚401的倾斜角度与主坩埚402的倾斜角度相同，补位坩埚401的喷嘴4011以将主坩埚组件的喷嘴阵列填补为矩形方阵；本实施例中蒸发源装置可以实现两种蒸镀材料均一分布，该蒸发源装置结构跟图2a中蒸发源装置结构类似。
如图6所示，本申请再一实施例提供一种蒸发源装置，包括两个坩埚组件，在图2a中形成坩埚组件基础，再增加一个相同的坩埚组件，本实施例还可以根据实际需要增加多个相同的坩埚组件。
根据不同空间位置、不同种类蒸镀材料，参考上述的类型的坩埚组件，设计出需要的蒸镀装置，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中，实现了蒸镀材料在蒸镀区域中种类和比例分布均匀，确保了蒸镀材料在基板上形成均匀的膜层，同时膜层内各种混合材料分布和比例也均匀，获得高品质的膜层。
本发明中坩埚组件提升坩埚内材料切换速度和设备保养效率，缩短基板上成膜时间，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料，多种蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中，任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料，实现了蒸镀材料在蒸镀区域中种类和比例分布均匀，确保了蒸镀材料在基板上形成均匀的膜层，同时膜层内各种混合材料分布和比例也均匀，获得高品质的膜层，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，有效控制了蒸镀成膜区，利于保证器件结构的完整和性能，同时可通过增加蒸镀成膜区以提高蒸镀材料的利用率。
综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种蒸发源装置，其特征在于，包括：
主坩埚组件，包括多个倾斜排列的主坩埚，每一所述主坩埚均包括N个喷嘴，所述主坩埚组件的喷嘴阵列分布形成平行四边形；以及，
补位坩埚组件，包括N-1个补位坩埚，所述补位坩埚组件的喷嘴的连线形成直角三角形，以将所述主坩埚组件的喷嘴阵列填补为矩形方阵；
其中，所述矩形方阵中任意相邻每一排和每一列的喷嘴用于喷出的蒸镀材料种类均相同，且任意相邻的两个喷嘴用于喷出不相同的蒸镀材料；
所有所述主坩埚的形状相同，任意相邻所述主坩埚沿着纵向等间距、平行设置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主坩埚倾斜排列的方向与纵向呈预设角度α，且0°＜α＜90°。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述补位坩埚的倾斜角度与所述主坩埚的倾斜角度相同。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，N-1个所述补位坩埚的喷嘴数目呈等差数列，所述等差数列的首项为1，公差为1，其中，N大于或等于3。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述矩形方阵中每一排的喷嘴的数量相同，每一列的喷嘴的数量也相同。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，任意坩埚的形状为圆柱体或者长圆柱体，且任意坩埚的扫描方向与纵向垂直。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，同一个坩埚用于存放相同蒸镀材料，任意相邻坩埚用于存放不同蒸镀材料。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，不同种类的蒸镀材料依次交替设置到蒸发源装置中自右而左，自上而下排列的坩埚中。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，围绕蒸发源装置轮廓上设置有多层制限板，所述制限板的内壁向所述制限板的中心倾斜或弯曲。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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