CN113512700A - 一种梯度膜层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：将基板置于蒸发源的上方，并保持静止状态；所述蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。有益效果是：通过对某一膜层采用基板静止进行蒸镀的方法，可在基板上一次性得到一系列所述膜层厚度、掺杂率不同的器件，极大的提升了技术研究、器件开发、工艺优化的工作效率；使用本发明的方法在同一基板上得到的多个器件，除去梯度膜层外，其他膜层的特性完全一致，有利于横向比较特定膜层的差异对器件带来的影响。

Description

一种梯度膜层的制备方法
技术领域
本发明涉及OLED有机镀膜技术领域，尤其是涉及一种梯度膜层的制备方法。
背景技术
OLED即有机发光二极管OLED(Organic Light-Emitting Diode)，是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件。OLED显示技术具有全固态、自发光、对比度高、功耗低、色域广、视角广、响应速度块、工作温度范围广等一系列优点，被业界公认为是继液晶显示器(LCD)之后的第三代显示技术，能极大地满足消费者对显示技术的新需求。按照OLED有机发光材料的不同，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。
OLED材料是一种半导体材料，但由于器件的膜厚很薄，通常小于几百纳米，因此通过电流需要施加的电压大大降低，超薄膜结构还可以保证发光层发出的光尽可能多地透射到外部，而不是被器件本身吸收。可以看出，OLED成功发光的关键就在于超薄膜的结构。在OLED器件的制备中，膜厚不但影响器件电压、掺杂率等，还通过微腔效应显著影响器件的出光效率和出射光谱，因此膜厚控制是OLED有机蒸镀工艺的一个关键点。
若能找到各个膜层的最佳膜厚，材料的最佳掺杂率，并合理利用微腔效应，将能在同一个材料体系内得到性能最佳的器件结构，这正是器件设计和工艺优化工作的核心。但是，为了验证某一个OLED膜层在不同膜厚下的器件性能，需要制备一系列不同膜厚的器件，加之一个OLED器件涉及多个不同的膜层，为完成全部的工艺验证就需要制备大量的样品器件，这将耗费大量的人力物力和时间。
因此，本发明提出了一种梯度膜层的制备方法。
发明内容
本发明提供一种梯度膜层的制备方法，可经过一次蒸镀工艺，在同一个基板上得到膜厚梯度变化的薄膜，从而同时得到不同膜厚的多个器件，大幅提升了工作效率。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：
将基板置于蒸发源的上方，并保持静止状态；
所述蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
在一些实施例中，所述基板为圆形结构的硅晶板。
在一些实施例中，所述基板为长方形结构的硅晶板。
在一些实施例中，在竖直方向上，所述蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应。
在一些实施例中，完成蒸镀后器件，靠近所述蒸发源一侧膜层A部的厚度大于远离所述蒸发源一侧膜层B部的厚度，所述A部和B部之间的膜层厚度成线性变化。
一种掺杂型梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：
将基板置于主蒸发源和掺杂蒸发源的上方，并保持静止状态；
所述主蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述主蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应；或者，所述主蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
所述掺杂蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述掺杂蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应；或者，所述掺杂蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
在一些实施例中，所述基板为圆形结构的硅晶板。
在一些实施例中，所述基板为长方形结构的硅晶板。
在一些实施例中，所述主蒸发源和掺杂蒸发源分别位于与所述基板的两侧，且处于相互对立的位置。
进一步的，完成蒸镀后器件，靠近所述主蒸发源一侧膜层C部的厚度大于远离所述主蒸发源一侧膜层D部的厚度，所述C部和D部之间的膜层厚度成线性变化；靠近所述掺杂蒸发源一侧膜层E部的掺杂率大于远离所述掺杂蒸发源一侧膜层F部的掺杂率，且所述E部和F部之间的掺杂率成线性变化。
本发明具有的有益效果是：通过对某一膜层采用基板静止进行蒸镀的方法，可在基板上一次性得到一系列所述膜层厚度、掺杂率不同的器件，极大的提升了技术研究、器件开发、工艺优化的工作效率；使用本发明的方法在同一基板上得到的多个器件，除去梯度膜层外，其他膜层的特性完全一致，有利于横向比较特定膜层的差异对器件带来的影响；本发明的方法完全兼容目前常见的点蒸发源OLED蒸镀设备，且无需做出任何硬件改动，具有广泛的适用性；使用本发明的方法可大大减少相关工作中基板及OLED材料的消耗量，具有很好的经济价值。
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为现有的OLED蒸发源蒸镀系统结构示意图；
图2为实施例1中梯度膜层的制备方法的蒸镀系统结构示意图；
图3为实施例1中蒸镀完成后基板的结构示意图；
图4为实施例1中基板上完成OLED器件的结构示意图；
图5为实施例2中梯度膜层的制备方法的蒸镀系统结构示意图；
图6为实施例2中蒸镀完成后基板的结构示意图；
图7为实施例3中掺杂梯度膜层的制备方法的蒸镀系统结构示意图；
图8为实施例3中蒸镀完成后基板的结构示意图。
其中：
101-基板、102-蒸发源、103-主蒸发源、104-掺杂蒸发源、105-膜厚测试点、106-OLED器件。
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。
参照图1所示，在现有的OLED点蒸发源蒸镀系统中，基板101’位于腔室上方的中心位置，蒸发源102’位于腔室底部的四周，偏离底部中心位置一定的距离。进行蒸镀工艺时，蒸发出的OLED材料沉积到基板上，靠近蒸发源的一端A沉积速率较快，远离蒸发源的一端B沉积速率较慢。蒸镀工艺过程中，基板101’绕中心旋转，抵消了这种不均匀性，最终在基板101’上得到厚度均匀的薄膜。
实施例1
参照图2-4所示，一种梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：
将基板101置于蒸发源102的上方，并保持静止状态；
蒸发源102位于基板101的下方，且在竖直方向上，蒸发源102的中心处与基板101的中心相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
在本实施例中，由于基板101始终处于静置状态，因此，基板101为圆形结构的硅晶板。在另一方面，由于不需要过多的样本数量，故此，基板101也可以为长方形结构的硅晶板。
完成蒸镀后器件，靠近蒸发源102一侧膜层A部的厚度大于远离蒸发源102一侧膜层B部的厚度，A部和B部之间的膜层厚度成线性变化。其中，A部即基板101的中心位置，B部为基板101的边缘位置。
具体的，以蒸镀材料HIL01为例，基板101为圆形结构的硅晶板，蒸发源102位于基板101的下方，且在竖直方向上，蒸发源102的中心处与基板101的中心相对应，将基板101在蒸镀过程中设定为静止，蒸发源102内注入材料HIL01，目标膜厚设定为
Figure BDA0003040248890000061
蒸镀完成后，在基板101上得到膜厚梯度变化的HIL01薄膜。选取如图3所示的11个膜厚测试点105，使用椭偏仪测量其膜厚，得到如下膜厚值：281、290、302、311、321、330、321、311、302、290、281，单位为
Figure BDA0003040248890000062
由膜厚数据可见，膜厚按远离蒸发源102的一端B到靠近蒸发源102的一端A线性变化，基板101中心位置的膜厚为
Figure BDA0003040248890000063
与设定目标值
Figure BDA0003040248890000064
基本一致。结合以上膜厚测试数据，可拟合得到膜厚在虚线方向上的膜厚分布曲线，当目标膜厚改变时，可由该膜厚分布曲线计算得到虚线上任意点的膜厚值。
采用上述的方法，通过对某一膜层采用基板101静止进行蒸镀的方法，可在基板101上一次性得到一系列膜层厚度、掺杂率不同的器件，极大的提升了技术研究、器件开发、工艺优化的工作效率。
当我们要验证HIL01的厚度对OLED器件性能的影响时，首先在基板101上制作阳极；其次，使用固定基板101蒸镀的方法制备膜厚梯度变化的HIL01膜层，膜厚变化范围为
Figure BDA0003040248890000065
至
Figure BDA0003040248890000066
然后采用常规工艺及蒸镀方式依次制备其他OLED膜层和阴极，在基板101上得到多个OLED器件106；选择图4所示虚线上的11个器件进行光电性能测试，结合膜厚分布数据就可以得到HIL01的膜层厚度和器件光电性能的对应关系，借此研究HIL01的膜层对器件性能的影响。
实施例2
参照图1-4所示，一种梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：
将基板101置于蒸发源102的上方，并保持静止状态；
蒸发源102位于基板101的下方，且在竖直方向上，蒸发源102的中心处与基板101的边缘相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
完成蒸镀后器件，靠近蒸发源102一侧膜层A部的厚度大于远离蒸发源102一侧膜层B部的厚度，A部和B部之间的膜层厚度成线性变化。其中，A部即基板101靠近蒸发源102一侧的边缘位置，B部为基板101远离蒸发源102一侧的边缘位置。
具体的，以蒸镀材料HIL01为例，基板101为圆形结构的硅晶板，蒸发源102位于基板101的下方，且在竖直方向上，蒸发源102的中心处与基板101的中心相对应，将基板101在蒸镀过程中设定为静止，蒸发源102内注入材料HIL01，目标膜厚设定为
Figure BDA0003040248890000071
蒸镀完成后，在基板101上得到膜厚梯度变化的HIL01薄膜。选取如图3所示的11个膜厚测试点105，使用椭偏仪测量其膜厚，得到如下膜厚值：248、259、269、281、290、302、311、321、330、342、351，单位为
Figure BDA0003040248890000072
由膜厚数据可见，膜厚按远离蒸发源102的一端B到靠近蒸发源102的一端A线性变化，基板101中心位置的膜厚为
Figure BDA0003040248890000073
与设定目标值
Figure BDA0003040248890000081
基本一致。结合以上膜厚测试数据，可拟合得到膜厚在虚线方向上的膜厚分布曲线，当目标膜厚改变时，可由该膜厚分布曲线计算得到虚线上任意点的膜厚值。
当我们要验证HIL01的厚度对OLED器件性能的影响时，具体方法和实施例1类似，在此不再赘述。值得说明的是，采用本方案获得的膜厚度变化曲线更宽。
实施例3
参照图1所示，一种掺杂型梯度膜层的制备方法，包括以下步骤：
将基板101置于主蒸发源103和掺杂蒸发源104的上方，并保持静止状态；
主蒸发源103位于基板101的下方，且在竖直方向上，主蒸发源103的中心处与基板101的边缘相对应；
掺杂蒸发源104位于基板101的下方，且在竖直方向上，掺杂蒸发源104的中心处与基板101的边缘相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
同样的，本实施例中的基板101为圆形结构的硅晶板，也可以为长方形结构的硅晶板。
另外的，本实施例中的主蒸发源103和掺杂蒸发源104分别位于与基板101的两侧，且处于相互对立的位置。完成蒸镀后器件，靠近主蒸发源103一侧膜层C部的厚度大于远离主蒸发源103一侧膜层D部的厚度，C部和D部之间的膜层厚度成线性变化；靠近掺杂蒸发源104一侧膜层E部的掺杂率大于远离掺杂蒸发源104一侧膜层F部的掺杂率，且E部和F部之间的掺杂率成线性变化。
当然的，本发明中的主蒸发源103和掺杂蒸发源104也可以在同一位置，或者，在竖直方向上，主蒸发源103和掺杂蒸发源104的中心处与基板101的中心相对应。具体以实际需要为准。
将本发明的方法应用于研究掺杂率对器件性能的影响，具体的，以蒸镀主体材料H01，掺杂材料D01为例，基板101为圆形结构的硅晶板，主蒸发源103和掺杂蒸发源104均位于基板101的下方，且在竖直方向上，主蒸发源103和掺杂蒸发源104的中心处与基板101的边缘相对应，同时，主蒸发源103和掺杂蒸发源104分别位于与基板101的两侧，且处于相互对立的位置。其中主体材料H01目标厚度
Figure BDA0003040248890000096
掺杂材料D01的掺杂率设定为3％，完成蒸镀工艺后，可在基板101上得到掺杂率和膜厚同时梯度变化的薄膜，结合两种材料的膜厚分布数据和设定掺杂率，可计算得到11个测试位置的掺杂率和膜厚为：
Figure BDA0003040248890000091
Figure BDA0003040248890000092
Figure BDA0003040248890000093
采用上述方法制备某一OLED结构的发光层，其余膜层用常规蒸镀工艺制备，于是可在同一基板101上可得到一系列发光层具有不同掺杂率和膜厚的OLED器件，掺杂率范围4.2％到2.1％，发光层厚度
Figure BDA0003040248890000094
到
Figure BDA0003040248890000095
便于研究不同掺杂率对器件性能的影响。具体方法和实施例1类似，在此不再赘述。
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 (10)

1.一种梯度膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基板置于蒸发源的上方，并保持静止状态；
所述蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
2.根据权利要求1所述的一种梯度膜层的制备方法，其特征在于，所述基板为圆形结构的硅晶板。
3.根据权利要求1所述的一种梯度膜层的制备方法，其特征在于，所述基板为长方形结构的硅晶板。
4.根据权利要求1所述的一种梯度膜层的制备方法，其特征在于，在竖直方向上，所述蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应。
5.根据权利要求1所述的一种梯度膜层的制备方法，其特征在于，完成蒸镀后器件，靠近所述蒸发源一侧膜层A部的厚度大于远离所述蒸发源一侧膜层B部的厚度，所述A部和B部之间的膜层厚度成线性变化。
6.一种掺杂型梯度膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基板置于主蒸发源和掺杂蒸发源的上方，并保持静止状态；
所述主蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述主蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应；或者，所述主蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
所述掺杂蒸发源位于所述基板的下方，且在竖直方向上，所述掺杂蒸发源的中心处与所述基板的边缘相对应；或者，所述掺杂蒸发源的中心处与所述基板的中心相对应；
启动蒸发直至完成蒸镀工艺，即得具有梯度膜层的器件。
7.根据权利要求6所述的一种掺杂型梯度膜层的制备方法，其特征在于，所述基板为圆形结构的硅晶板。
8.根据权利要求6所述的一种掺杂型梯度膜层的制备方法，其特征在于，所述基板为长方形结构的硅晶板。
9.根据权利要求6所述的一种掺杂型梯度膜层的制备方法，其特征在于，所述主蒸发源和掺杂蒸发源分别位于与所述基板的两侧，且处于相互对立的位置。
10.根据权利要求9所述的一种掺杂型梯度膜层的制备方法，其特征在于，完成蒸镀后器件，靠近所述主蒸发源一侧膜层C部的厚度大于远离所述主蒸发源一侧膜层D部的厚度，所述C部和D部之间的膜层厚度成线性变化；
靠近所述掺杂蒸发源一侧膜层E部的掺杂率大于远离所述掺杂蒸发源一侧膜层F部的掺杂率，且所述E部和F部之间的掺杂率成线性变化。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103938161A (zh) * 2014-04-29 2014-07-23 京东方科技集团股份有限公司 基板蒸镀装置和蒸镀方法
CN109628886A (zh) * 2019-01-10 2019-04-16 云谷（固安）科技有限公司 一种蒸镀装置、蒸镀方法、混合层和显示面板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103938161A (zh) * 2014-04-29 2014-07-23 京东方科技集团股份有限公司 基板蒸镀装置和蒸镀方法
CN109628886A (zh) * 2019-01-10 2019-04-16 云谷（固安）科技有限公司 一种蒸镀装置、蒸镀方法、混合层和显示面板

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