CN113151788A - 一种遮挡板、蒸镀设备及其蒸镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种遮挡板、蒸镀设备及其蒸镀方法，其中，遮挡板包括：一圆形遮挡板本体，在所述遮挡板本体上包括至少一个开口区域，所述开口区域允许蒸发分子穿过遮挡板本体；当所述开口区域为多个时，所述开口区域均匀分布在所述遮挡板本体上。有益效果是：通过具有特定开口的可旋转圆形遮板，在蒸镀过程中有效阻挡了大部分蒸发材料，只让少量的蒸发材料通过所述遮板上的开口区域到达基板。在工艺中可大幅提高掺杂材料的蒸发速率，同时将所述掺杂材料的掺杂率维持在极小的目标值，实现了掺杂材料以极小速率沉积的精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及蒸镀工艺技术领域，尤其是涉及一种遮挡板、蒸镀设备及其蒸镀方法。
背景技术
OLED有机发光器件，是一种利用OLED有机发光材料制备得到多层有机薄膜结构，产生电致发光的器件。按照OLED有机发光材料可分为小分子材料器件和高分子材料器件，这两种器件的主要差别在制作工艺上，小分子器件主要采用真空蒸镀工艺，高分子器件采用的是旋转涂覆或者是喷涂印刷工艺，目前原材料和器件制造工艺较为成熟的是通过真空蒸镀工艺制备的小分子OLED材料器件。
小分子OLED发光材料，主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄各种颜色发射峰等优点。在多掺杂发光层的白光器件中，需要在主体材料中掺杂两种或者三种不同颜色的发光材料，利用不完全能量传递的原理使器件同时发出不同颜色的光，从而混合得到白光。为了实现发白光的多掺杂荧光器件结构，常用的方法是在高效率的蓝绿光发光体中掺杂“少量”发橘红光的客体发光材料，使得除了本身的蓝绿光外，有一小部分的能量传递到橘红光的发光体发光，达到颜色混合为白光的目的。但由于荧光能量传递的效率较高，所以橘红光的客体发光材料的掺杂比例必须很小而且需要得到精准的控制，因此也增加了控制颜色的难度，白光颜色的重复性、稳定性和均匀性常常会受影响。例如，柯达早期开发的结构，只要用少量的DCJTB(0.1％)红光色素掺杂在蓝光发光体中(ADN:2％perylene)，就可使原本的蓝绿光加入一定DCJTB的红色而呈现白光。假设主体材料的蒸镀速率为
那么红光材料DCJTB的蒸镀速率就应当为
如此小的蒸镀速率是很难精确控制的。当然，最简单地，可以通过提高主体材料蒸镀速率的办法同时提高掺杂材料的蒸镀速率，但是，在实际工艺过程中，只能在一定范围内适当提高主体材料的蒸镀速率，因为蒸镀速率过大将会导致成膜质量差和材料损耗过快的问题。
因此，本发明提出了一种高灵敏度的遮挡板、蒸镀设备及其蒸镀方法。
发明内容
本发明提供一种遮挡板、蒸镀设备及其蒸镀方法，以解决现有技术中无法实现高灵敏、高精度的掺杂工艺的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种遮挡板，包括：一圆形遮挡板本体，在所述遮挡板本体上包括至少一个开口区域，所述开口区域允许蒸发分子穿过遮挡板本体；
当所述开口区域为多个时，所述开口区域均匀分布在所述遮挡板本体上。
在一些实施例中，所述开口区域为扇形结构，或圆形结构，或其他规则形状结构。
在一些实施例中，所述开口区域为不规则形状。
在一些实施例中，所述开口区域的面积与所述遮挡板本体的面积之比为1/20～19/20。
在一些实施例中，在所述遮挡板本体的外侧设有边缘，将所述开口区域的包覆于所述边缘之内。
在一些实施例中，所述遮挡板本体的材质包括金属。
一种蒸镀设备，包括：
蒸发源，
前述的遮挡板，所述遮挡板位于所述蒸发源的正上方，并固定在一动力机构的转轴上，所述遮挡板在动力机构的驱动下旋转，并使从所述蒸发源中蒸发出来的蒸发分子按比例通过所述遮挡板上的开口区域。
在一些实施例中，所述蒸发分子的通过比率与所述开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比相同，优选的，所述蒸发分子的通过比率为1/20～1/2。
在一些实施例中，所述蒸发源包括主蒸发源和掺杂蒸发源，所述遮挡板位于掺杂蒸发源的上方。
在一些实施例中，所述遮挡板与掺杂蒸发源的垂直距离为2-5cm。
在一些实施例中，所述遮挡板的旋转速度为200r/min～1000r/min。
一种蒸镀方法，包括以下步骤：
计算掺杂材料的目标沉积速率V目标；
在掺杂蒸发源的上方放置遮挡板，并匀速旋转，所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比为C开；
调节所述掺杂蒸发源的蒸发速率V蒸发，并使蒸发分子保持稳定蒸发，所述蒸发分子经过所述遮挡板的遮挡效应后，部分蒸发分子穿过所述遮挡板并蒸镀固定在目标基底上；
其中，C开＝V目标/V蒸发。
在一些实施例中，所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比C开为1/20～1/2。优选的，所述的C开为1/20～1/5。
在一些实施例中，所述目标基底保持一定速度的旋转，所述目标基底的旋转速度为5r/min～20r/min。
在一些实施例中，所述遮挡板的旋转速度为200r/min～1000r/min。
本发明具有的有益效果是：通过在现有蒸发源系统中增加一个具有特定开口的可旋转圆形遮板，在蒸镀过程中有效阻挡了大部分蒸发材料，只让少量的蒸发材料通过所述遮板上的开口区域到达基板。在工艺中可大幅提高掺杂材料的蒸发速率，同时将所述掺杂材料的掺杂率维持在极小的目标值，实现了掺杂材料以极小速率沉积的精确控制。解决了多掺杂发光层的白光器件中，掺杂率过小导致的掺杂材料沉积速度不稳定、器件颜色难以控制、白光颜色重复性差、工艺稳定性和均匀性差等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有蒸发源示意图；
图2为本发明的遮挡板的结构示意图；
图3为本发明的一种蒸镀设备的结构示意图；
图4为本发明的一种掺杂蒸镀设备的结构示意图。
其中：
101-基板、102-蒸发源、1021-主蒸发源、1022-掺杂蒸发源、103-加热源挡板、104-遮挡板、1040-遮挡板本体、1041-开口区域、1042-边缘、1043-动力机构、105-晶振探头。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
参照图2所示，一种遮挡板104，包括：一圆形遮挡板本体1040，在遮挡板本体1040上包括至少一个开口区域1041，开口区域1041允许蒸发分子穿过遮挡板本体1040；开口区域1041为扇形结构，或圆形结构，或其他规则形状结构，例如方形等。当然的，开口区域1041也为不规则形状，具体以实际的应用为准。当开口区域1041为多个时，开口区域1041均匀分布在遮挡板本体1040上。本实施例中的开口区域1041为多个，且呈扇形结构，均匀分布在遮挡板本体1040上。
本发明中的开口区域1041的面积与遮挡板本体1040的面积之比为1/20～19/20，采用不同比例的面积占比，主要为了能够更好的控制蒸发分子的通过率，从而使得通过率更加精准。例如，当蒸发分子的蒸发速率为
开口区域1041的面积为遮挡板本体1040面积的1/10，那么通过遮挡板本体1040的蒸发速率是
本发明中的在遮挡板本体1040的外侧设有边缘1042，将开口区域1041的包覆于边缘1042之内。本发明的遮挡板本体1040的材质包括金属，优选为耐高温且稳定的金属材质，如钛。
使用本结构，在蒸镀过程中有效阻挡了大部分蒸发材料，只让少量的蒸发材料通过遮挡板104上的开口区域1041到达基板，能够实现极小速率沉积的精确控制。
实施例2
参照图1所示，该结构为现有的蒸镀设备，由蒸发源102’，加热源挡板103’，晶振探头105’组成。蒸发源102’中蒸发的材料可以随时到达晶振探头105’，实现对蒸发速率的实时监控，加热源挡板103’关闭时，蒸发的材料不会沉积到基板101’上。进行蒸镀工艺时，加热源挡板103’打开，蒸发的材料开始沉积到基板101’上。当蒸发材料的沉积速率极小时，只有微量的蒸发材料沉积到晶振探头105’上，当该沉积速率低于晶振探头105’能够有效测量的沉积速率范围时，将导致晶振探头105’的测试结果不稳定，无法实现精准地进行速率监控和热源温度控制。
参照图2-3所示，本发明的一种蒸镀设备，包括：蒸发源102，加热源挡板103、晶振探头105、以及实施例1中的遮挡板104，基板101置于蒸发源102的上方，遮挡板104位于蒸发源102的正上方，并固定在一动力机构1043的转轴上，遮挡板104在动力机构1043的驱动下旋转，并使从蒸发源102中蒸发出来的蒸发分子按比例通过遮挡板104上的开口区域1041。由于遮挡板104处于旋转状态，因此，本发明中的蒸发分子的通过比率与开口区域1041的面积和遮挡板104的面积之比相同，优选的，蒸发分子的通过比率为1/20～1/2。具体的比例可以按照实际的需要进行选择，例如1/10。
具体的，在使用过程中，本实施例中的遮挡板104为圆形片状结构，材质为金属钛，直径为5-10cm，固定在动力机构1043的转轴上，遮挡板104在动力机构1043的驱动下旋转，遮挡板104位于加热源挡板103和蒸发源102出口之间，距离蒸发源102出口的垂直距离为2-5cm，遮挡板104以完全覆盖蒸发源102出口到基板101方向的路径，但不会遮挡蒸发源102出口到晶振探头105方向的路径。
本实施例中的遮挡板104上有4个扇形的开口区域1041，开口区域1041均匀分布在遮挡板104的表面，其中开口区域1041的面积和遮挡板104的面积之比为1:10。也就是说，使用该遮板进行蒸镀工艺，只有1/10的蒸发材料可以从开口区域1041穿过遮挡板104到达基板101表面，因此维持基板101上的沉积速度不变，材料的实际蒸发速度要增大到原来的10倍。
参照图4所示，本发明中的蒸镀设备可以适用于掺杂蒸镀，即蒸发源102为两个，一个为主蒸发源1021，另一为掺杂蒸发源1022，遮挡板104位于掺杂蒸发源1022的上方，遮挡板104与掺杂蒸发源1022的垂直距离为2-5cm。
例如，主蒸发源1021的目标沉积速率为
掺杂蒸发源1022的掺杂率为0.1％，目标沉积速率为
遮挡板104的开口区域1041的面积是遮挡板104的面积的1/10，因此，掺杂蒸发源1022的掺杂材料蒸发速率设定值为
该蒸发速率能通过晶振探头105监测，若蒸发速率低于
晶振探头105监测精度就会下降，因此，更无法准确监测到
的蒸发速率。待两种材料的蒸发速率稳定后，动力机构1043驱动遮挡板104开始旋转，转速为200-1000r/min，同时基板101也开始旋转，转速为5-20r/min；随后主蒸发源1021和掺杂蒸发源1022的加热源挡板103同时打开，主体材料和掺杂材料开始同时沉积到基板101上实现掺杂，其中主体材料沉积速率为
由于遮挡板104的遮挡效应，掺杂材料的沉积速率仅为设定值的1/10，即
掺杂率为0.1％。采用遮挡板104前，掺杂材料的蒸发速率需设定为
难以实现稳定控制，采用遮挡板104后，掺杂材料的蒸发速率增加10倍，为
容易稳定控制，更加精确地在基板101上实现了
的沉积速度。
因此，在工艺中可大幅提高掺杂材料的蒸发速率，同时将所述掺杂材料的掺杂率维持在极小的目标值，实现了掺杂材料以极小速率沉积的精确控制。解决了多掺杂发光层的白光器件中，掺杂率过小导致的掺杂材料沉积速度不稳定、器件颜色难以控制、白光颜色重复性差、工艺稳定性和均匀性差等问题。
实施例3
一种蒸镀方法，包括以下步骤：
计算掺杂材料的目标沉积速率V目标；
在掺杂蒸发源的上方放置遮挡板，并匀速旋转，所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比为C开；
调节所述掺杂蒸发源的蒸发速率V蒸发，并使蒸发分子保持稳定蒸发，所述蒸发分子经过所述遮挡板的遮挡效应后，部分蒸发分子穿过所述遮挡板并蒸镀固定在目标基底上；其中，C开＝V目标/V蒸发。
本发明中的所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比C开为1/20～1/2。优选的，所述的C开为1/20～1/5。
在蒸镀过程中，所述目标基底保持一定速度的旋转，所述目标基底的旋转速度为5r/min～20r/min，所述遮挡板的旋转速度为200r/min～1000r/min。
采用本发明的蒸镀工艺，可大幅提高掺杂材料的蒸发速率，同时将所述掺杂材料的掺杂率维持在极小的目标值，实现了掺杂材料以极小速率沉积的精确控制，解决了多掺杂发光层的白光器件中，掺杂率过小导致的掺杂材料沉积速度不稳定、器件颜色难以控制、白光颜色重复性差、工艺稳定性和均匀性差等问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (14)
1.一种遮挡板，其特征在于，包括：一圆形遮挡板本体，在所述遮挡板本体上包括至少一个开口区域，所述开口区域允许蒸发分子穿过遮挡板本体；
当所述开口区域为多个时，所述开口区域均匀分布在所述遮挡板本体上。
2.根据权利要求1所述的一种遮挡板，其特征在于，所述开口区域为扇形结构，或圆形结构，或其他规则形状结构。
3.根据权利要求1所述的一种遮挡板，其特征在于，所述开口区域为不规则形状。
4.根据权利要求1所述的一种遮挡板，其特征在于，所述开口区域的面积与所述遮挡板本体的面积之比为1/20～19/20。
5.根据权利要求1所述的一种遮挡板，其特征在于，在所述遮挡板本体的外侧设有边缘，将所述开口区域的包覆于所述边缘之内。
6.根据权利要求1所述的一种遮挡板，其特征在于，所述遮挡板本体的材质包括金属。
7.一种蒸镀设备，其特征在于，包括：
蒸发源，
如权利要求1-6任意一项权利要求所述的遮挡板，所述遮挡板位于所述蒸发源的正上方，并固定在一动力机构的转轴上，所述遮挡板在动力机构的驱动下旋转，并使从所述蒸发源中蒸发出来的蒸发分子按比例通过所述遮挡板上的开口区域。
8.根据权利要求7所述的一种蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发分子的通过比率与所述开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比相同。
9.根据权利要求8所述的一种蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发分子的通过比率为1/20～1/2。
10.根据权利要求7所述的一种蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发源包括主蒸发源和掺杂蒸发源，所述遮挡板位于掺杂蒸发源的上方。
11.根据权利要求10所述的一种蒸镀设备，其特征在于，所述遮挡板与掺杂蒸发源的垂直距离为2-5cm。
12.一种蒸镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算掺杂材料的目标沉积速率V目标；
在掺杂蒸发源的上方放置遮挡板，并匀速旋转，所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比为C开；
调节所述掺杂蒸发源的蒸发速率V蒸发，并使蒸发分子保持稳定蒸发，所述蒸发分子经过所述遮挡板的遮挡效应后，部分蒸发分子穿过所述遮挡板并蒸镀固定在目标基底上；
其中，C开＝V目标/V蒸发。
13.根据权利要求12所述的一种蒸镀方法，其特征在于，所述遮挡板上的开口区域的面积和所述遮挡板的面积之比C开为1/20～1/2。
14.根据权利要求12所述的一种蒸镀方法，其特征在于，所述目标基底保持一定速度的旋转，所述目标基底的旋转速度为5r/min～20r/min；所述遮挡板的旋转速度为200r/min～1000r/min。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114672772A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-06-28 | 昆山梦显电子科技有限公司 | 一种蒸发源装置及其使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1896846A (zh) * | 2005-07-14 | 2007-01-17 | 精工爱普生株式会社 | 取向膜的制造装置和制造方法、液晶装置以及电子机器 |
| CN104213078A (zh) * | 2013-05-30 | 2014-12-17 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种低浓度掺杂的蒸发设备 |
-
2021
- 2021-04-27 CN CN202110457598.7A patent/CN113151788A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1896846A (zh) * | 2005-07-14 | 2007-01-17 | 精工爱普生株式会社 | 取向膜的制造装置和制造方法、液晶装置以及电子机器 |
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