CN1210435C - 用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，旨在解决现有的蒸镀装置导致的基片蒸镀图案不精确、蒸镀膜后不均匀等问题，包括一个与各个蒸发器相连通并独立于各个蒸发器之外的真空状态的蒸镀室(60)，基片(8)位于蒸镀室(60)内的工作台(9)的台面上，掩模板(7)贴于基片(8)的上表面或外表层，蒸镀室(60)的底部与真空抽气系统(61)相通，所述的蒸镀室(60)与各个蒸发器之间还可以进一步设置有混合腔室(4)。采用本发明后，可以得到精确、均匀的基片蒸镀图案，缩小真空蒸镀室的体积，降低蒸镀的成本，此外，本发明还具有在不改变蒸镀室的真空状态下，可以对不同的蒸镀源单独连续加料等优点。

Description

用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置

                      技术领域

本发明涉及一种用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置。

                      背景技术

目前国内外在有机电致发光显示器的制作过程中，所使用的蒸镀装置采用将待蒸镀的基片与蒸发源置放在同一真空腔室中，蒸发源放置在待蒸镀的基片的下方，所述基片的下表层贴有一层掩模板，所述的掩模板根据不同的蒸镀要求，比如，需要在基片上蒸镀出特定的图形，则事先在掩模板上制作出特定要求的图形小孔；在该真空腔室中置放有用来镀膜的蒸发源(一般为固态或粉末态的有机小分子材料)，蒸镀时将该蒸发源加热至预定温度，促使置放于其中的蒸发源升华或蒸发，最终，沉积在带掩模板的基片上，蒸镀完成后去除该掩模板即可得到所需图形的有机电致发光显示器的发光层。

这种结构的蒸镀装置存在的缺陷主要有：由于与基片处于同一真空腔室中的蒸发源放置在基片的下方，基片的待蒸镀面必须面向蒸发源，由此，掩模板则只能贴在基片的下表层，因为有机发光显示器的象素精度在微米量级，为保证图形精度，掩模板很薄，这样易造成贴于基片下表层的掩模板受自重影响，产生中部下沉现象，使得掩模板与基片之间间隙不一致，致使蒸镀出来的图形不准确；另外，传统的蒸发源为点状蒸发源，由于点状蒸发源在升华后，是以蒸发源为中心成圆锥形放射状向基片扩散并沉积的，如图1所示，这样易造成基片各处的膜厚不均匀，为克服此缺点，一般采用增加点源与基片之间的距离，以便提高膜厚均匀性，由此又带来了其它两个缺陷：1、真空室体积变大，使整个真空系统造价提高；2、更为严重的是造成了有机材料的利用率极低，造成了生产运营成本的大幅度提高。还有一种方式就是在同一真空腔室中设置多个点状蒸发源，但是，通过增加蒸发源的数量的方式来提高蒸镀图案的精确性以及膜厚的均匀性总是有一定限度的，因为各个点状蒸发源之间仍然是间断的或不连续的。这样在对蒸镀图案的精确性以及膜厚的均匀性要求较高的场合，此种结构的蒸镀装置并不能满足实际生产的要求，尤其是在使用多种蒸发源的场合，很难有理想的效果。

另外，这种结构的蒸镀装置由于将待蒸镀的基片与蒸发源置于同一真空腔室中，当需要重新添加蒸发源时，必须在大气状态下将该真空腔室打开，装入蒸发源后再关闭真空室门，重新抽真空，对生产效率影响很大。在生产中，经常需要添加或更换蒸发源中的主材料和掺杂材料，因此，这种结构的蒸镀装置的缺陷就更加明显。

此外，由于这种蒸镀装置中作为蒸发源的有机小分子材料本身导热性能并不强，因此，蒸发器中最先升华的往往是位于蒸发器的内壁周围的那部分蒸发源，而位于蒸发器中心部位的蒸发源则不易受热，难以升华。这会使得作为蒸发源的有机小分子材料不能完全利用，由于蒸镀发光显示器发光层所用的蒸发源材料价格特别昂贵，比如常用的蒸发源材料NPB的价格达90美元/克，所以此种蒸镀装置对蒸发源材料利用率很低致使蒸镀成本较高。

                      发明内容

本发明所要解决的技术问题是旨在提出一种可以得到精确的基片蒸镀图案的蒸镀装置。

本发明另一个目的是提出一种可以得到均匀厚度的基片蒸镀膜的蒸镀装置。

本发明进一步的目的是提出一种可以有效地提高蒸发源的利用率的蒸镀装置。

根据本发明，一种用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，包括至少一个可以被密封的第一蒸发器，第一蒸发源放置在所述的第一蒸发器的内腔中，还包括第一加热器，所述的第一加热器位于所述的第一蒸发器的壁体之中或壁体的外侧；还包括有一个真空状态的蒸镀室，所述的蒸镀室独立于第一蒸发器之外并和第一蒸发器相连通，基片位于所述的蒸镀室内的工作台的台面上，掩模板贴于所述的基片的上表面或外表层，所述的蒸镀室与真空抽气装置相通。

本发明还可进一步包括有混合腔室和第二蒸发器，所述的混合腔室通过第一输入管道与所述的第一蒸发器相通、通过第二输入管道与所述的第二蒸发器相通、通过输出管道与所述的蒸镀室相通，第二蒸发源放置在所述的第二蒸发器的内腔中，第二加热器位于所述的第二蒸发器的壁体之中或壁体的外侧。

本发明还可进一步包括一个气源，所述的气源通过第一输气管道与所述的第一蒸发器的内腔相通并可以通过第一输气管道向所述的第一蒸发源的表面输送热气；所述的气源通过第二输气管道与所述的第二蒸发器的内腔相通并可以通过第二输气管道向所述的第二蒸发源的表面输送热气。

由于本发明将待蒸镀的基片与蒸发源分别置放在不同的真空腔室：蒸镀室与蒸发器中，使得基片的待蒸镀面可以朝上放置在蒸镀室内的工作台上，这样掩模板就可以贴于所述的基片的上表面，相比较现有技术，掩模板因自重下垂而与基片产生的间隙，在本发明中将不复存在，由此间隙而致的蒸镀不精确的现象，在本发明中得到了彻底的根除，即使使用低成本的掩模板仍然可以得到满足要求的各种精确蒸镀图案。

由于在本发明的蒸镀室与蒸发器之间还进一步地设有混合腔室，这样不同的蒸发源可以放置在不同的蒸发器中，蒸发以后的气态的蒸发源材料在进入蒸镀室前可以在混合腔室内事先得到充分的混合，不需要设置较大空间的蒸镀室就可以对基片进行均匀的蒸镀，因而在降低设备成本的同时，还可以得到均匀厚度的基片蒸镀膜。

此外，由于本发明另外设置了由气源和各输气管道构成的可以向各蒸发源的表面输送热气的独立的气体加热系统，因此，实际使用中可以由各个加热器对各蒸发源进行预加热，等到蒸发源接近工作状态时，可以通过增设的气体加热系统向其表面输送热气，使蒸发源表面温度继续升高达到或略高于作为蒸发源的有机小分子材料蒸发温度，这样，置放在蒸发器的内腔中的蒸发源升华时总是自其表面由上而下依次升华，并由所输送气体携带至基片上，不会出现有机小分子材料受热不均匀、蒸镀浓度不稳定的现象，既有利于提高蒸镀质量，又可以大幅度提高各蒸发源的利用率，从而有效地降低生产成本

本发明的目的，特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

                      附图说明

图1是现有技术中的蒸镀装置在蒸镀时的示意图；

图2是本发明用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置一种实施例的结构示意图；

图3是本发明用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置中使用的喷淋头在气流进管与气流匀化腔结合处的横截面图；

图4是本发明用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置中使用的喷淋头的结构示意图。

                    具体的实施方式

参照图2，一种用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，包括至少一个可以被密封的第一蒸发器20，第一蒸发源202放置在所述的第一蒸发器20的内腔中，还包括第一加热器201，所述的第一加热器201位于所述的第一蒸发器20的壁体之中或壁体的外侧；还可进一步包括一个气源1，所述的气源通过第一输气管道10与所述的第一蒸发器20的内腔相通并可以通过第一输气管道10向所述的第一蒸发源202的表面输送热气；还有一个真空状态的蒸镀室60，所述的蒸镀室60独立于第一蒸发器20之外并和第一蒸发器20相连通，基片8位于所述的蒸镀室60内的工作台9的台面上，掩模板7贴于所述的基片8的向上的表层，所述的蒸镀室60可以在底部与真空抽气装置61相通。

由于本发明将待蒸镀的基片与蒸发源分别置放在不同的真空腔室：蒸镀室与各个蒸发器中，这样，掩模板7就可以贴于所述的基片8的上表层，基片8则可以位于所述的蒸镀室内的工作台9的的台面上，显然，本发明的工作台9的台面并不局限于水平状态，倾斜一定的角度，甚至为垂直状态也是可以的，此时，掩模板7就贴于所述的基片8的上表面或外表层，这样的改动应该仍在本发明的保护范围之内。通过与蒸镀室60相通的真空抽气管道61，保持蒸镀室60一定的真空度，完成对基片的蒸镀工序，相比较现有技术，掩模板因自重下垂而与基片产生的间隙，在本发明中将不复存在，由此间隙而致的蒸镀不准确的现象，在本发明中得到了彻底的根除。实际生产中，即使使用厚度达0.2毫米的低成本的掩模板就可以获得在现有技术中使用0.02毫米的掩模板才能获得的各种精确蒸镀图案，减低成本的同时还可以提高蒸镀质量。

本发明还可以包括有混合腔室4和第二蒸发器21，所述的混合腔室4通过第一输入管道30与所述的第一蒸发器20相通、通过第二输入管道31与所述的第二蒸发器21相通、通过输出管道32与所述的蒸镀室60相通，第二蒸发源212放置在所述的第二蒸发器21的内腔中，第二加热器211位于所述的第二蒸发器21的壁体之中或壁体的外侧；本发明可以进一步的在所述的第一输入管道30、第二输入管道31、输出管道32上均设有控制管道开合的阀门5；所述的气源1则通过第二输气管道11与所述的第二蒸发器21的内腔相通并可以通过第二输气管道11向所述的第二蒸发源212的表面输送热气。这样设置的目的是蒸发以后的气态的蒸发源材料，即气态的有机小分子材料在进入蒸镀室前，在混合腔室4内可以得到充分、均匀的混合，避免了因不同的气态的蒸发源材料在蒸镀室中的不均匀的分布而造成基片各处的搀杂不均匀等现象，这样，也就不再需要设置较大空间的蒸镀室，提高蒸镀的膜厚的均匀性和蒸镀的精确度，因而可以降低设备成本；另外，当需要重新添加某一个作为蒸发源的有机小分子材料时，只需要关闭相应管道的阀门，并单独打开置放该蒸发源的蒸发器即可，无需改变蒸镀室的真空状态，就可以非常方便地对不同的蒸镀源进行单独连续加料，这样，利用本发明时，可以有效地提高了生产效率。

由上所述，由于在本发明中另外设置了由气源1和各输气管道构成的可以向各蒸发源的表面输送热气的独立的气体加热系统，因此，实际使用中，若所使用某一蒸发源的蒸发温度为T，可以由第一加热器或第二加热器对该蒸发源进行预加热，升温至T1，T1的值略微低于T的值，使得该蒸发源接近工作状态，此时，可以通过增设的气体加热系统向其表面输送温度为T2的热气，T2的值略微高于T的值，所输送的热气最好是不会与该蒸发源中的有机小分子材料发生反应的气体，这样可以保证蒸发源原有的性能不变化；经该热气源第二次加热后，蒸发源的表面温度继续升高达到或略高于其蒸发温度T，此时，蒸发源表面部分的有机小分子材料开始升华，采用本发明后，置放在各蒸发器内腔中的蒸发源升华时总是自其表面由上而下依次升华，并由所输送的气体经混合腔室4携带至蒸镀室内，不会出现不同部位的蒸发源受热不均匀、气态的蒸发源材料，即气态的有机小分子材料浓度前后不稳定的现象，既有利于提高蒸镀质量，又可以大幅度提高蒸发源的利用率，从而有效地降低生产成本。同时。本发明由于有两套独立的加热系统，一套为由加热器构成的加热系统，另一套为由各个输气管道构成的气体加热系统，还产生了一个另外的效果：即可以通过控制进入蒸发器内腔的热气体与各个加热器的温度差，达到控制各蒸发源的蒸镀时间和生产节拍；在各个输气管道上还可以进一步安装气体流量计15以准确控制进入各个蒸发器内的热气源的速率，使得蒸镀时间和生产节拍的控制更为精确。

为了进一步提高蒸镀的膜厚的均匀性和蒸镀图案的精确度，克服现有技术中的单点蒸发源或多点蒸发源对提高蒸镀膜厚的均匀性和蒸镀图案的精确度的限制，本发明还可以进一步包括一个喷淋头63，参照图3和图4，所述的喷淋头63包括气流进管631，气流匀化腔632，喷淋缝633，加热管634，所述的喷淋头63位于蒸镀室60内，所述的输出管道32在蒸镀室60内的开口与所述的喷淋头63的气流进管631密封对接；所述的气流进管631依次经气流匀化腔632、喷淋缝633再与蒸镀室60的内腔相通，所述的喷淋缝633面向所述的基片8，所述的加热管634位于气流匀化腔632的壁体之中(可以如图3中所示，并行设置多个加热管)，目的是为了使进入气流匀化腔632的气态蒸发源材料能够保温，维持在蒸发或升华状态，避免气态的蒸发源材料在气流匀化腔632中过早地沉积或凝结。

采用这种结构的喷淋头(即线源)后，由于喷淋缝633本身为连续的线状缝隙，经过此种连续的缝隙而喷出的气态蒸发源材料最终可以均匀地沉积(或分布)在基片的表面，由于单个的点状或多个点状蒸发源直接面向基片，而出现的基片各处与蒸发源的距离不一致，致使蒸镀的膜厚的不均匀和蒸镀图案的不精确的现象在本发明中将不再存在，实际上，采用本发明后，可以进一步使用更小体积的真空蒸镀室而不会影响蒸镀质量。

为了使蒸镀质量更臻完美，在实际生产中，可以将所述的喷淋缝633制作的尽量精密，即喷淋缝的宽度尽量小一些，使气态的蒸发源以线的形式喷出，即成为“线性源”，使得基片蒸镀膜厚更加均匀，而喷淋缝633的长度则可以稍微大于被蒸镀的基片8的宽度，即喷淋缝633的长度足以覆盖基片8的纵向或横向范围，以避免出现基片的纵向或横向边缘蒸镀不充分或得不到蒸镀等现象；为了使基片的整个蒸镀面也能够得到充分均匀的蒸镀，可以使用现有的多种方式使所述的喷淋头63沿基片的横向或纵向(即相对于前述的基片的纵向或横向)来回平行移动，比如，输出管道32与蒸镀室60的结合采用可伸缩式密封插接，与喷淋头63连为一体的输出管道32、混合腔室4、各个蒸发器可以放置在一个可以沿基片的横向或纵向来回平行移动的小车上(图2中未示出)，或者使工作台连同蒸镀室一起相对于喷淋缝633作来回平行运动，道理是一样的。

Claims (9)

1.一种用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，包括至少一个可以被密封的第一蒸发器(20)，第一蒸发源(202)放置在所述的第一蒸发器(20)的内腔中，还包括第一加热器(201)，所述的第一加热器(201)位于所述的第一蒸发器(20)的壁体之中或壁体的外侧；其特征在于：还包括有一个真空状态的蒸镀室(60)，所述的蒸镀室(60)独立于第一蒸发器(20)之外并和第一蒸发器相连通，基片(8)位于所述的蒸镀室(60)内的工作台(9)的台面上，掩模板(7)贴于所述的基片(8)的上表面或外表层，所述的蒸镀室(60)与真空抽气装置(61)相通。

2.如权利要求1所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：还包括有混合腔室(4)和第二蒸发器(21)，所述的混合腔室(4)通过第一输入管道(30)与所述的第一蒸发器(20)相通、通过第二输入管道(31)与所述的第二蒸发器(21)相通、通过输出管道(32)与所述的蒸镀室(60)相通，第二蒸发源(212)放置在所述的第二蒸发器(21)的内腔中，第二加热器(211)位于所述的第二蒸发器(21)的壁体之中或壁体的外侧。

3.如权利要求2所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：所述的第一输入管道(30)、第二输入管道(31)、输出管道(32)上均设有控制管道开合的阀门(5)。

4.如权利要求1、2或3所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：还包括一个气源(1)，所述的气源(1)通过第一输气管道(10)与所述的第一蒸发器(20)的内腔相通并可以通过第一输气管道(10)向所述的第一蒸发源(202)的表面输送热气。

5.如权利要求2或3所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：还包括一个气源(1)，所述的气源(1)通过第一输气管道(10)与所述的第一蒸发器(20)的内腔相通并可以通过第一输气管道(10)向所述的第一蒸发源(202)的表面输送热气；所述的气源(1)通过第二输气管道(11)与所述的第二蒸发器(21)的内腔相通并可以通过第二输气管道(11)向所述的第二蒸发源(212)的表面输送热气。

6.如权利要求5所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：还包括一个喷淋头(63)，所述的喷淋头(63)包括气流进管(631)，气流匀化腔(632)，喷淋缝(633)；所述的喷淋头(63)位于蒸镀室(60)内，所述的输出管道(32)在蒸镀室(60)内的开口与所述的喷淋头(63)的气流进管(631)密封对接；所述的气流进管(631)依次经气流匀化腔(632)、喷淋缝(633)再与蒸镀室(60)的内腔相通，所述的喷淋缝(633)面向所述的基片(8)。

7.如权利要求6所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：所述的喷淋头(63)还包括加热管(634)，所述的加热管(634)位于气流匀化腔(632)的壁体之中。

8.如权利要求6所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：所述的喷淋缝(633)为连续的线状缝隙。

9.如权利要求8所述的用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置，其特征在于：所述的喷淋缝(633)的长度足以覆盖基片(8)的纵向或横向范围，所述的输出管道(32)与蒸镀室(60)的结合采用可伸缩式密封插接，与喷淋头(63)连为一体的输出管道(32)、混合腔室(4)、各个蒸发器可以放置在一个可以沿基片(8)的横向或纵向来回平行移动的小车上。

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