CN112376018A - 蒸发源装置以及蒸镀设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蒸发源装置及蒸镀设备,蒸发源装置包括:坩埚,所述坩埚包括顶部、底部以及连接所述顶部和所述底部的侧部,所述顶部设有开口;第一加热组件,设置于所述坩埚的周侧;第一冷却组件,设置于所述第一加热组件靠近所述坩埚的一侧;其中,所述第一冷却组件包括多个独立控制的冷却单元,多个所述冷却单元沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向依次排列。本发明可以解决现有技术中因蒸发源装置内的有机材料受到过多非必要的加热而发生降解、变性等问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置的制造技术领域,特别是涉及一种蒸发源装置以及蒸镀设备。
背景技术
目前,蒸镀工艺被广泛应用于电子器件的镀膜生产中,所用的设备为包括蒸发源装置的蒸镀设备,其原理是将待成膜的源材料放置于真空环境中,通过加热使得源材料加热到一定温度发生蒸发或升华,气化后的源材料凝结沉积在待成膜的基板表面从而完成镀膜。例如,在有机电致发光显示器(OLED)的制备工艺中,需要利用蒸镀设备进行蒸镀工艺,以在待镀基板上形成各个有机发光单元。然而现有的蒸镀设备在蒸镀时存在源材料受到非必要的加热而发生降解、变性等问题,导致蒸镀形成的OLED器件寿命短、性能差。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供一种蒸发源装置以及蒸镀设备,以解决现有技术中因蒸发源装置的定向加热功能差导致有机材料会受到过多非必要的加热而存在的有机材料降解阻碍OLED器件性能差和寿命低的问题。
为达上述目的,本发明提供一种蒸发源装置,所述蒸发源装置包括:坩埚,所述坩埚包括顶部、底部以及连接所述顶部和所述底部的侧部,所述顶部设有开口;第一加热组件,设置于所述坩埚的周侧;第一冷却组件,设置于所述第一加热组件靠近所述坩埚的一侧;其中,所述第一冷却组件包括多个独立控制的冷却单元,多个所述冷却单元沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向依次排列。
优选地,所述蒸发源装置还包括第二冷却组件,所述第二冷却组件设置于所述坩埚底部外侧;
优选地,所述第二冷却组件和所述坩埚底部一体成型。
优选地,所述第一冷却组件设置于所述坩埚的侧部中;和/或,所述第二冷却组件设置于所述坩埚的底部中。
优选地,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述冷却单元排列的密度逐渐变小。
优选地,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述冷却单元的冷却能力逐渐变小。
优选地,所述蒸发源装置还包括第二加热组件,所述第二加热组件位于所述坩埚顶部外侧。
优选地,所述第一加热组件包括多个独立控制的加热单元,所述加热单元沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向依次排列。
优选地,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述加热单元排列的密度逐渐变大。
优选地,每一所述冷却单元和所述加热单元还包括温度传感器,用于获取对应的所述冷却单元和所述加热单元位置处的温度。
本发明还提供一种蒸镀设备,该蒸镀设备包括如上所述的蒸发源装置。
与现有技术相比,本发明通过在坩埚外面增加可以独立工作的多组冷却结构,可以在不改变原来加热丝加热条件的情况下,实现定向冷却有机材料以及区域温度精细控制的目的,从而保证蒸发表面附近的有机材料处于较高的蒸发温度,而蒸发表面附近以下的有机材料处于较低的温度。从而,可以最大程度地减少蒸发时有机材料的非必要受热,以及温度对有机材料性能造成的不良影响。而如果蒸镀时,有机材料的性能损失降低,则又可以带来以下两个有益的效果:
(1)相同条件下,利用改造后的线蒸发源蒸镀制备的OLED器件的性能更优、寿命更长,因此,此技术方案可以达到进一步提高OLED器件性能和延长OLED器件寿命的效果。
(2)坩埚中有机材料的单次添加量可以进一步增加,从而延长蒸镀时长,降低加料(PM)频率,进而达到进一步提高产线产能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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1为现有技术中的蒸发源装置的示意图。
图2为本发明一实施例的蒸发源装置的示意图。
图3为图2中的蒸发源装置的壳体的内部结构的示意图。
图4为本发明另一实施例的坩埚的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,附图所示的各元件的形状、大小、方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明的技术内容,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,现有的蒸发源装置1,包括壳体2、坩埚3以及设置于坩埚3与壳体2之间的加热丝4,在蒸镀时,有机材料放在坩埚3内,然后三组加热丝4对有机材料进行加热,使有机材料蒸发从坩埚3的喷嘴部5喷出。有机材料的蒸发是从蒸发表面开始的,因此,理论上讲,只需要加热位于蒸发表面附近的有机材料即可。但是,由于目前垂直方向的加热丝4仅分成了上下两段,定向加热功能较差,造成位于有机材料蒸发表面之下的材料会受到过多的非必要加热。而以上问题的存在会进一步引起以下两个不利影响:(1)有机材料对高温较为敏感,当受到过多的非必要加热时,会导致有机材料的降解,从而降低OLED器件的性能和寿命;(2)蒸镀时,坩埚中的有机材料一次加入量不能太大,从而导致蒸镀时每间隔一定的时间就需要停机重新加入有机材料,进而影响产线产能的进一步提高。
请参见图2和图3,图2为本发明一实施例的蒸发源装置的示意图,图3为图2中的蒸发源装置的壳体的内部结构的示意图。本发明提供一种蒸发源装置10,蒸发源装置10包括坩埚12、第一加热组件13以及第一冷却组件14。除此之外,在坩埚12外侧还可设置有壳体11,壳体11的顶部111设置有开口112,坩埚12设置于壳体11内。坩埚12包括顶部122、底部123以及连接所述顶部122和所述底部123的侧部121,所述顶部122设有开口125,坩埚12的内部形成有用于放置蒸镀材料的腔室124,且坩埚12的顶部122上的开口125与壳体11上的开口112连通,由于蒸镀材料的喷发,其中上述蒸镀材料例如为有机材料。
另外,上述第一加热组件13设置于坩埚12的周侧,并位于壳体11内。其中,上述坩埚12的周侧可以理解为坩埚12侧部121一周的外侧,如果坩埚12的横截面为多边形结构,坩埚12的侧部121由多个侧壁围绕形成,那么坩埚12的周侧可以为坩埚12某一侧壁或多个侧壁的外侧;如果坩埚12的横截面为圆形结构,则坩埚12的周侧为坩埚12的环形侧壁的外侧。
其中,较佳地,为了保证腔室124中蒸镀材料的受热均匀性,第一加热组件13环绕地设置于坩埚12的周侧。
第一冷却组件14设置于第一加热组件13靠近坩埚12的一侧;其中,第一冷却组件包括多个独立控制的冷却单元,多个冷却单元沿坩埚12底部123朝向坩埚12顶部122的方向依次排列。例如本实施方式中,第一冷却组件14包括4个冷却单元1411、1412、1413、1414,这四个冷却单元1414、1413、1412、1411沿坩埚12底部123朝向坩埚12顶部122的方向依次排列,但本发明并不以此为限,具体数量可根据实际控制精度来设置。而且,较佳地,每一冷却单元141与第一加热组件至少部分相对,也就是说,这些冷却单元141中的任一冷却单元不会与第一加热组件完全错位设置,其中,这些冷却单元141设置为分别独立控制,在每一冷却单元上均设置有冷却液进口1416和冷却液出口1417,因而能够实现定向冷却有机材料的目的。
如图2所示,蒸发源装置10还包括第二加热组件15,第二加热组件15设置于坩埚12的顶部121外侧,并位于坩埚12与壳体11之间。第二加热组件15除了可对坩埚12的顶部121进行加热,还可用以对开口125进行加热,保证有机材料的喷发。
请继续参见图2,蒸发源装置10还包括第二冷却组件16,第二冷却组件16设置于坩埚12底部123外侧,能够对坩埚12的底部123进一步进行降温,或者当坩埚12内的有机材料剩余不多时,可以仅控制底部123的第二冷却组件16开启,即可实现降温冷却。第二冷却组件16可以也由多个可独立控制的冷却单元形成,也可以是单个冷却单元。
第一冷却组件14以及第二冷却组件16的各部分均可以实现独立工作,从而能够实现定向降温以及区域温度精细控制的目的,减少不同部位的有机材料非必要的受热。
另外,腔室124中的有机材料是自坩埚12顶部122向坩埚12底部123的第一方向D1逐步蒸发的,而本发明的目的就是为了使得蒸发表面附近的有机材料处于较高的蒸发温度,而蒸发表面附近以下的有机材料处于较低的温度,也就是说,靠近坩埚12的开口125位置的温度要高,远离坩埚12的开口125的位置温度则要低。
因此,较佳地,沿所述坩埚12底部123朝向所述坩埚12顶部122的方向,上述冷却单元排列的密度逐渐变小。冷却单元排列密度大的区域冷却功率高,降温速度快,能够快速固化远离坩埚12顶部122的有机材料,防止坩埚内的蒸发表面以下的有机材料温度过高而导致有机材料降解、变性;冷却单元排列密度小的区域冷却功率低,降温速度慢,能够使得蒸发表面处的温度足以使有机材料蒸发。
又一实施例中,沿所述坩埚12底部123朝向所述坩埚12顶部122的方向,所述冷却单元的冷却能力逐渐变小。冷却能力是指,对相同的待冷却对象进行冷却时,所述待冷却的对象温度降低的速率。也即是说,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,冷却单元使得待冷却对象的温度降低的速度逐渐变小。冷却能力越大,冷却速度越快,使得坩埚内的有机材料能够快速降温,减少有机材料过热导致的降解和变性。本发明对冷却单元的冷却方式并不作限制,只要可以使得沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向冷却单元的冷却能力逐渐变小即可。比如说,在不同冷却单元设置不同的冷却剂,这些不同的冷却剂的冷却能力不同;又或者,也可以在不同的冷却单元中设置相同的冷却剂,通过调节冷却剂的循环速度,来使得不同冷却单元中的冷却剂的循环速度不同,从而实现不同的冷却效果;又或者,可以将不同冷却单元的容积设置为不同,那么对应的不同冷却单元的冷却剂的量不同,冷却效果就不同,例如冷却剂的量越大,对热量的吸收就更好,冷却能力就更好。
在本申请的又一个实施例中,第一加热组件13包括多个独立控制的加热单元,这些加热单元沿坩埚12底部123朝向坩埚12顶部121的方向依次排列,如此不仅能够实现对坩埚12内有机材料的定向加热,还能实现对坩埚12内区域温度精细控制的目的。如图2所示,本实施例中,第一加热组件13位于坩埚12的侧部121与壳体11之间,第一加热组件13包括上下两个加热单元131,但本发明并不以此为限,可根据实际需求开设置加热单元数量。较佳地,其中一实施例中,沿所述坩埚12底部123朝向所述坩埚12顶部122的方向,所述加热单元排列的密度逐渐变大。加热单元排列密度大的区域加热功率高,温度上升快,如此更有利于靠近坩埚12顶部122的有机材料的气化;加热单元排列密度小的区域加热功率低,温度上升慢,如此更有利于防止远离坩埚12顶部122的有机材料过热导致降解和变性。
此外,上述每一冷却单元和加热单元还包括温度传感器,用于获取对应的冷却单元和加热单元位置处的温度。从而可根据实际温度情况手动或自动调整冷却单元或加热单元的工作状态。
上述蒸发源装置10在工作过程中,第一加热组件13以及第二加热组件15对坩埚12进行加热,使得坩埚12中的有机材料蒸发,蒸发的有机材料通过开口125喷射至基板上,并在基板上形成有机膜层。而在加热过程中,有机材料的蒸发是从蒸发表面开始的,所以只需要保证位于蒸发表面附近的有机材料能够蒸发。本发明通过在坩埚外面增加可以独立工作的多组冷却结构,能够实现定向冷却有机材料的目的,从而保证蒸发表面附近的有机材料处于较高的蒸发温度,而蒸发表面附近以下的有机材料处于较低的温度。从而,可以最大程度地减少蒸发时有机材料的非必要受热,以及温度对有机材料性能造成的不良影响。
在本申请的一个实施例中,如图2所示,第一冷却组件14可以与坩埚侧部121分离设置,即第一冷却组件14与坩埚侧部之间121不接触,此时在对坩埚12的侧部121进行加热时,由于坩埚侧部121和第一加热组件13、第一冷却组件14之间的空隙,位于远离坩埚顶部122的有机材料受热较少,从而能够减少有机材料的非必要加热,避免有机材料的降解和变性。
另一实施方式中,第一冷却组件14以及该第二冷却组件16均与坩埚12为一体成型结构,即第一冷却组件14以及该第二冷却组件16分别设置于坩埚12的侧部和底部上,能够减小蒸发源装置的体积。当然,第一冷却组件14也可以设置于坩埚12的侧部121中,第二冷却组件116设置于所述坩埚12的底部123中,能够进一步减小蒸发源装置的体积,同时能够提高第一冷却组件14和第二冷却组件16的冷却能力。
在本申请的又一实施例中,请参见图4,第一冷却组件24以及第二冷却组件26分别构成坩埚22的侧部和底部,即第一冷却组件24组成坩埚22的侧部,第二冷却组件26组成坩埚22的底部,能够简化坩埚22的结构,并提高冷却组件的冷却能力。具体地,本实施方式中,第一冷却组件24可以包括5个冷却单元241,第二冷却组件26可以为单个冷却单元。
本发明还提供一种蒸镀设备,蒸镀设备用于将有机材料蒸镀到基板上,蒸镀设备包括如上所述的蒸发源装置。上述蒸镀设备例如用以制备OLED显示面板中的有机发光层。
综上所述,本发明通过在坩埚外面增加可以独立工作的多组冷却结构,可以在不改变原来加热丝加热条件的情况下,实现定向冷却有机材料的目的,从而保证蒸发表面附近的有机材料处于较高的蒸发温度,而蒸发表面附近以下的有机材料处于较低的温度。从而,可以最大程度地减少蒸发时有机材料的非必要受热,以及温度对有机材料性能造成的不良影响。而如果蒸镀时,有机材料的性能损失降低,则又可以带来以下两个有益的效果:
(1)相同条件下,利用改造后的线蒸发源蒸镀制备的OLED器件的性能更优、寿命更长,因此,此技术方案可以达到进一步提高OLED器件性能和延长OLED器件寿命的效果。
(2)坩埚中有机材料的单次添加量可以进一步增加,从而延长蒸镀时长,降低加料(PM)频率,进而达到进一步提高产线产能的目的。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。此外,上面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种蒸发源装置,其特征在于,所述蒸发源装置包括:
坩埚,所述坩埚包括顶部、底部以及连接所述顶部和所述底部的侧部,所述顶部设有开口;
第一加热组件,设置于所述坩埚的周侧;
第一冷却组件,设置于所述第一加热组件靠近所述坩埚的一侧;其中,
所述第一冷却组件包括多个独立控制的冷却单元,多个所述冷却单元沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向依次排列。
2.如权利要求1所述的蒸发源装置,其特征在于,所述蒸发源装置还包括第二冷却组件,所述第二冷却组件设置于所述坩埚底部外侧;
优选地,所述第二冷却组件和所述坩埚底部一体成型。
3.如权利要求2所述的蒸发源装置,其特征在于,所述第一冷却组件设置于所述坩埚的侧部中;和/或
所述第二冷却组件设置于所述坩埚的底部中。
4.如权利要求1所述的蒸发源装置,其特征在于,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述冷却单元排列的密度逐渐变小。
5.如权利要求1或4所述的蒸发源装置,其特征在于,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述冷却单元的冷却能力逐渐变小。
6.如权利要求1所述的蒸发源装置,其特征在于,所述蒸发源装置还包括第二加热组件,所述第二加热组件位于所述坩埚顶部外侧。
7.如权利要求1所述的蒸发源装置,其特征在于,所述第一加热组件包括多个独立控制的加热单元,所述加热单元沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向依次排列。
8.如权利要求7所述的蒸发源装置,其特征在于,沿所述坩埚底部朝向所述坩埚顶部的方向,所述加热单元排列的密度逐渐变大。
9.如权利要求7所述的蒸发源装置,其特征在于,每一所述冷却单元和所述加热单元还包括温度传感器,用于获取对应的所述冷却单元和所述加热单元位置处的温度。
10.一种蒸镀设备,其特征在于,所述蒸镀设备包括如权利要求1-9中任意一项所述的蒸发源装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210219 |
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