CN1854332A - 多真空蒸镀装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多真空蒸镀装置及其控制方法。真空蒸镀装置包括多个蒸发源、适合旋转该多个蒸发源的旋转部件和适合在任何时候遮挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，所述多个蒸发源中的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩锅、在坩锅内的蒸发材料、一个设置在坩锅外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、一个适合阻挡由加热装置产生的热向外传递的冷却装置。

Description

多真空蒸镀装置及其控制方法

本申请参考并在此并入了于2005年3月9日在先提交给韩国知识产权局的申请“通过多重蒸发来真空镀的装置及方法”，其序列号为No.10-2005-0019645，并要求根据35U.S.C.§119得到的全部权益。

技术领域

本发明涉及一种多真空蒸镀装置及其控制方法，更特别地，本发明涉及一种具有能够在控制蒸发装置旋转角度的同时阻挡热传播的冷却装置的装置和方法。

背景技术

通常，有机发光二极管(OLED)显示装置具有一氧化铟锡(ITO)阳极、一金属阴极和在该阳极和阴极之间的有机薄膜多层。有机薄膜多层还能具有一ETL(电子传输层)、一HTL(空穴传输层)和一EML(发射层)。有机薄膜多层还能具有一EIL(电子注入层)、一HIL(空穴注入层)或一附加插入以改善元件特性的HBL(空穴阻挡层)。

用于形成有机薄膜多层的典型OLED真空蒸镀装置通常按照如下过程执行。第一步是通过溅射在玻璃基底表面上真空蒸发出几个ITO薄膜图案的ITO薄膜蒸镀过程。然后，如同前述ITO薄膜过程那样，将其放电，使得空穴能轻易地从用于正极的ITO移动到发射层，同时，使用紫外线或等离子来氧化表面。此后，在有机薄膜蒸镀过程中，如在高真空状态下使用真空蒸镀的方法，在玻璃基底表面上形成有机薄膜。在其内这些薄膜被涂覆的真空腔的结构包括一材料蒸发源、一控制薄膜厚度的传感器、一使玻璃基底对准金属遮蔽掩膜的装置和用于蒸发材料的电源。在这些有机薄膜的蒸镀完成之后，依次执行金属电极的蒸镀、保护性薄膜的蒸镀和封装过程。

在这种方法中，用来蒸镀薄膜的蒸镀装置是这样形成的，使得通过加热有机和无机材料，材料能涂镀在安装于真空腔内部的板上。已经开发了各种蒸镀装置。有人使用了多真空蒸镀装置，其中几个蒸发源能够旋转，当蒸发源位于加热位置时，坩埚受加热装置加热。在这种装置中，蒸发源的形成使得装有蒸发材料的坩埚能够受加热装置加热。加热坩埚的位置包括用来蒸镀的主加热位和在坩埚移动到主加热位之前加热坩埚的初加热位。

这种多真空蒸镀装置布置的一个缺点是从坩埚辐射出来的热常常会传递到附近的坩埚，导致附近坩埚中的蒸镀材料释放。此外，因为主加热位和初加热位彼此离得很远，因此，初加热效率低。所以，需要一种能克服上述问题的多真空蒸镀装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的多蒸镀装置。

本发明的另一个目的是提供一种多蒸镀装置，其中一个装置产生的热不会加热其它装置。

本发明的进一步目的是提供一种具有改进辅助加热效率的多蒸镀装置。

本发明还有一个目的是提供一种操作多蒸镀装置的改进方法。

本发明再有一个目的是提供一种多真空蒸镀装置及其控制方法，其通过安装阻挡并冷却由加热装置和坩埚所产生的热的反射器和在蒸发源处具有低温水的冷却装置，能够防止所产生的热传递到附近蒸发源，同时通过控制蒸发源的旋转并将主加热位定位至靠近初加热位来提高初加热效率。

这些和其它目的可以通过这样一种真空蒸镀装置来实现，其包括多个蒸发源、一个适合旋转所述多个蒸发源的旋转部件、以及一个适合在任何时候遮挡所述多个蒸发源中除了一个蒸发源以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，所述多个蒸发源中的每一个都一个包括壳体、一个设置在所述壳体内的坩埚、布置在坩埚内的蒸发材料、一个设置在坩埚外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、以及一个适合阻挡由加热装置所产生的热向外传递的冷却装置。

冷却装置可以包括至少一个反射器，该至少一个反射器适合于覆盖加热装置。壳体可以具有双层结构，这种结构包括内壁、外壁以及内壁和外壁之间的封闭空间，壳体适合于将冷却水提供到并排放出封闭空间。

真空蒸镀装置可以进一步包括分别设置在内壁和外壁上部和下部处的上和下遮挡部，该上和下遮挡部适合于将封闭空间封闭。输送管和排出管可以分别布置在外壁的上和下阻挡部上。真空蒸镀装置可以进一步包括设置在封闭空间内并适合于分隔输送管和排出管的隔板，隔板配置在靠近每个输送管和排出管附近。

输送管和排出管可以分别配置在外壁的下部和上部，而且输送管和排出管可以布置成关于壳体相互对称。真空蒸发装置还可以包括至少一个设置在封闭空间内且处于输送管和排出管之间的冷却感应管。真空蒸镀装置还可以包括适合于封闭开口于坩埚和壳体之间的冷却源上部的冷却罩，该冷却罩由壳体支撑并延伸至坩埚。旋转部件可以适合于旋转所述多个蒸发源，每个加热装置可以包括适合于加热适宜蒸发的主加热的第一加热装置，和适宜初加热的第二加热装置。

根据本发明的另一个方面，操作真空蒸镀装置的方法可以包括提供包括多个蒸发源的蒸镀装置；适合旋转所述多个蒸发源的旋转部件；以及适合在任何时候阻挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀的挡板，所述多个蒸发源中的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩埚、装在所述坩埚内的蒸发材料、设置在坩埚外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、以及适合阻挡由加热装置产生的热向外传递的冷却装置，加热所述多个蒸发源中的所述没有受所述涂镀挡板阻挡的一个，同时初加热所述多个蒸发源中相邻的一个，将所述多个蒸发源旋转θ角度，以使得所述多个蒸发源中所述相邻一个不再受到所述涂镀挡板的阻挡，所述角度θ等于360°×((t-1)/s)，其中，t和s满足0＜((t-1)/s)≤1.0，其中，s为蒸发源的总数，t为自然数，360°是第n个(nth)蒸发源旋转一次所需要的角度。s可以≥2。t和s可以满足不等式1＜t≤s。在蒸发源中，第n个蒸发源由第一加热装置加热，其中第n-1个蒸发源由第二加热装置加热。

根据本发明的另一个方面，蒸镀装置可以包括多个蒸发源、一个适合旋转该多个蒸发源的旋转部件、一个适合在任何时候阻挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，所述多个蒸发源中的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩埚、在坩埚内的蒸发材料、一个设置在坩埚外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、以及一个设置在加热装置外部并适合防止由加热装置产生的热穿过其传递的冷却装置。

所述冷却装置可以包括至少一个适合反射由加热装置产生并在冷却装置方向传播的热的反射器。冷却装置可以包括一个第一反射器和一个设置在该第一反射器外部的第二反射器，第一反射器和第二反射器中的每一个都适合于反射由加热装置所产生并在冷却装置方向传播的热。冷却装置可以包括充有冷却水并配置在加热装置外部的封闭空间。冷却装置可以包括连接到封闭空间上并适合将冷却水传递到封闭空间及从封闭空间排出的供水管和排水管。

附图说明

通过参照结合附图的以下详细说明，本发明更完整的理解及其许多附带的优点将变得更加明显和更好理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。

图1是大致示出根据本发明的一个实施例的具有多个蒸发源的真空蒸镀装置的截面图。

图2是一幅放大了的截面图，示出了图1所示的真空蒸镀装置中一个蒸发源。

图3至5是图2中蒸发源冷却装置的各种变化。

图6是图1所示蒸镀装置的平面图。

图7示出了图6所示蒸镀装置的旋转状态。

具体实施方式

参照附图，图1是一幅截面图，大致示出根据本发明的一个实施例的具有多个蒸发源110的真空蒸镀装置100。参照图1，板20安装在真空腔10内，蒸镀装置100安装在真空腔10上以允许蒸镀材料的蒸发涂镀。蒸镀装置100包括几个蒸发源110、其上安装有所述几个蒸发源110的旋转部件120、固定在真空腔10上、允许旋转部件120旋转的固定护罩130和一个电源部分140。

蒸发源110设置成可以旋转360°，这样每个蒸发源110形成彼此相同的角度。在旋转部件120中是几个用于旋转的轴承122，应该使用真空密封以防止旋转部件120的真空状态的损坏。

蒸镀挡板132安装在固定护罩130的上部，使得能阻挡从非主加热蒸发源110释放出来的蒸镀材料。蒸镀挡板132形成具有特定角度的开口，使得只有当前受到主加热的一个蒸发源能将材料释放到真空腔10中。蒸镀挡板固定在固定护罩130上。

现在参看图2，图2是图1所示蒸发源110之一的放大截面图。参照图2，蒸发源110包括一个坩埚111、一个位于坩埚111外部加热坩埚111的加热装置112、一个将加热装置112连接至电源部分140的电路接头113、一个安装有电路接头113的壳体114、以及一个防止由坩埚111和加热装置112所产生的热向外传递的冷却装置。

冷却装置包括一个覆盖加热装置112以阻挡来自加热装置112和坩埚111的热散出的反射器150。冷却装置还包括具有冷却水162流入和流出的封闭空间160，封闭空间160和冷却水162在壳体114内处于内壁114a和外壁114b之间。

反射器150优选由几个元件组成，包括反射从加热装置112和坩埚111发散出的高温热的第一反射器150a。第一反射器150a位于加热装置112附近。反射器150还包括反射由第一反射器150a传播的高温热的第二反射器150b。

在第一和第二反射器150a和150b之间优选地形成的具有一些空间。此外，第一和第二反射器150a和150b优选位于加热装置112和壳体114的内壁114a之间的空间内。反射器150用来防止不需要的向蒸发源外部的热传递。

封闭空间160优选通过在内壁114a和外壁114b的上部和下部安装封堵材料114c来密封。封堵材料114c可以用来隔绝壳体114的内壁114a和外壁114b。壳体114具有双壁结构，在这个双壁结构内部就是封闭空间160。

输送管164和排出管166分别安装在外壁114b的下部和上部。输送管164和排出管166都连接到封闭空间160上，使得冷却水162可以供应到封闭空间160中并从封闭空间160中排出。优选输送管164连接到位于外部的供水箱(未示出)上，并配置一个单独的泵(未示出)以通过输送管164向封闭空间160提供冷却水162。排出管166也优选连接到排水箱(未示出)上。可以安装另一个泵(未示出)，以通过排出管166将冷却水162排出封闭空间160到水箱。

还包括冷却罩170，以阻挡热量从位于坩埚111的上侧和内壁114a之间的开口处的蒸发源110的上端散出。冷却罩170优选延伸到坩埚111的端部，并由上部封堵材料114支撑。冷却罩170可以由与反射器150相同的材料制成，或由一些其它绝缘材料制成。

现在参看图3至5。图3至5示出了图2中冷却装置的各种变化。参照图3，隔板180设置在封闭空间160内部，使得输送管164和排出管166能够进一步彼此分开。输送管164和排出管166优选分别位于隔板180的相对侧面上。这种结构允许由输送管164提供的水在由排出管166从封闭空间160排出之前变热。

参照图4，输送管164和排出管166位于壳体114的相对侧面上，二者在径向上彼此相对。图4这种布置的目的在于，仅在冷却水162由输送管164供给之后已经有机会充分流过整个封闭空间160之后，才通过排出管166将冷却水162排出。

参照图5，冷却装置还包括一个或多个设置在封闭空间160内的感应管190。在图5中，优选使用多于一根的感应管190，使得能够减小吸热范围。优选的是，感应管190的一端位于封闭空间160的上端，并附装在排出管166上，而每个感应管190的另一端位于封闭空间160的下端，并附装在输送管164上。

参照图6和7，示出了相对于蒸镀挡板130和主及辅助加热器的具有多个蒸发源的真空蒸镀装置的控制方法。图6是图1所示蒸镀装置的平面图，图7示出了图6中蒸发源移动到下一过程时状态的平面图。图6示出了初始位置，图7示出了在旋转一个位置后蒸发源的位置。

参照图6，其内带有冷却装置的几个蒸发源110是这样设置的，即，通过旋转部件120，这些蒸发源可以旋转360°。旋转部件120联接于蒸发源110和为旋转部件120提供旋转能量的电源部分140。一个控制部件通过电源部分140的旋转能量测量并控制旋转部件120的旋转角度。旋转部件120是通常安装在旋转型蒸镀装置100中的装置，在此省略其详细说明。

蒸镀挡板132仅允许受主加热的蒸发源110a的释放，并阻挡其它剩余蒸镀源110b、110c…的释放。这样，只有受主加热装置200加热的蒸发源110a的蒸镀材料被允许涂镀到图1中的板20上。

设定蒸发源110a受第一(主)加热装置200加热的位置和蒸发源110b受第二(初)加热装置210加热的位置。第一和第二加热装置200、210如图6和7所示彼此靠近地布置。

如图6所示，第一蒸发源110a受第一(主)加热装置200的加热，以允许蒸镀。在受主加热装置110a加热的蒸发源附近的一个位置上是受第二(初)加热装置120加热的第二蒸发源110b。这样就完成了一个过程。

换句话说，具有冷却装置的几个蒸发源中的第n个蒸发源110a受到第一(主)加热装置200加热，第n-1个蒸发源110b在等待主加热的同时受第二(初)加热装置210加热。当受主加热装置200加热的第n个蒸发源110a的蒸镀完成时，受初加热装置210加热的第n-1个蒸发源110b移动到主加热位置，使得其能受第一(主)加热装置200的加热，如图7所示。同时，图6中的第n-2个蒸发源110c移动到图7中初加热装置210的位置上。这样，图7就示出了旋转部件210一个增量旋转后的结果。

当蒸发源110的一个过程完成之后，如果蒸发源110的旋转用等式1来表示，那么旋转装置在一个过程中旋转的旋转角度θ可以如下表示，其中s为蒸发源的总数，360°为当第n个蒸发源旋转一次时的角度：

等式1：

θ＝360°×((t-1)/s)

在这里，等式1应该满足0＜(t-1)/s≤1.0

其中，蒸发源的总数应该满足s≥2。

同时，自然数t应该满足1＜t≤s。

类似地，主加热位置和初加热位置应该彼此靠近的原因是从蒸发源110a和110b释放出来的高温热能通过为每个蒸发源110安装一个冷却装置来阻挡和冷却。

根据前述的本发明，因为由受主和辅助加热装置加热的蒸发源产生的高温热被防止向附近蒸发源传递，所以显著降低了加热除了受主加热装置加热的蒸发源以外的蒸发源而导致的蒸镀材料释放。同样，主加热装置的位置和初加热装置的位置彼此靠近，因此根据其初始目的增加了利用初加热装置的效率。

尽管已经示出并说明了本发明的一些实施例，但是，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明原则和精神的情况下可以做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种蒸镀装置，包括：

多个蒸发源；

一个适合旋转该多个蒸发源的旋转部件；

一个适合在任何时候阻挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，所述多个蒸发源中的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩锅、设置在该坩锅内的蒸发材料、一个设置在坩锅外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、一个适合于阻挡由该加热装置产生的热向外传递的冷却装置。

2.如权利要求1的蒸发源，所述冷却装置包括至少一个反射器，该至少一个反射器适合于覆盖该加热装置。

3.如权利要求1的蒸发源，其中壳体具有包括内壁、外壁及内壁和外壁之间的封闭空间的双层结构，该壳体适合于向所述封闭空间供应冷却水并将冷却水从封闭空间排出。

4.如权利要求3的蒸发源，还包括分别设置在内壁和外壁的上部和下部的上和下遮挡部，该上和下遮挡部适合于将所述封闭空间封闭。

5.如权利要求3的蒸发源，其中输送管和排出管分别设置在外壁的上部和下部上。

6.如权利要求5的蒸发源，还包括设置在封闭空间内并适合将输送管与排出管隔离开的隔板，该隔板设置在每个输送管和排出管的附近。

7.如权利要求5的蒸发源，其中输送管和排出管分别设置在外壁的下部和上部，其中输送管和排出管设置的关于壳体相互对称。

8.如权利要求3的蒸发源，还包括至少一个设置在所述封闭空间内部输送管和排出管之间的冷却感应管。

9.如权利要求4的蒸发源，还包括一个适合于阻挡开口于坩锅和壳体之间的冷却源上部的冷却罩，该冷却罩由壳体支撑并延伸到坩锅。

10.如权利要求1的真空蒸发单元，其中旋转部件适合旋转所述多个蒸发源，每个加热装置包括适合加热适宜蒸发的主加热的第一加热装置和适宜初加热的第二加热装置。

11.控制蒸镀装置的方法，包括：

提供一蒸镀装置，其包括多个蒸发源；一个适合旋转该多个蒸发源的旋转部件；一个适合在任何时候阻挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，所述多个蒸发源的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩锅、在坩锅内的蒸发材料、一个设置在坩锅外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置以及一个适合于阻挡所述加热装置所产生的热向外传递的冷却装置；

加热所述多个蒸发源中所述没有受到涂渡挡板的遮挡的一个，同时初加热所述多个蒸发源中相邻的一个；

使所述多个蒸发源旋转θ角度，使得所述多个蒸发源中所述相邻一个不再受所述涂镀挡板的遮挡，所述角度θ等于＝360°×((t-1)/s)，其中t和s满足0＜(t-1)/s≤1.0，同时s为蒸发源的总数，t为自然数，360°是当第n个蒸发旋转一次时所获得的角度。

12.如权利要求11的方法，其中s≥2。

13.如权利要求11的方法，其中1＜t≤s。

14.如权利要求11的方法，其中在蒸发源中，第n个蒸发源受第一加热装置加热，其中第n-1个蒸发源受第二加热装置加热。

15.一种蒸镀装置，包括：

多个蒸发源；一个适合旋转该多个蒸发源的旋转部件；

一个适合在任何时候遮挡所述多个蒸发源中除了一个以外的其它所有蒸发源的涂镀挡板，该多个蒸发源中的每一个都包括一个壳体、一个设置在所述壳体内的坩锅、在坩锅内的蒸发材料、一个设置在坩锅外部并适合加热和蒸发所述蒸发材料的加热装置、一个设置在该加热装置外部并适合防止由加热装置产生的热穿过其传递的冷却装置。

16.如权利要求15的蒸发装置，所述冷却装置包括至少一个适合反射由加热装置产生并在冷却装置方向传播的热的反射器。

17.如权利要求15的蒸发装置，所述冷却装置包括一个第一反射器和一个设置在该第一反射器外部的第二反射器，第一反射器和第二反射器中的每一个适合于反射由加热装置产生并在冷却装置方向传播的热。

18.如权利要求15的蒸发装置，所述冷却装置包括充有冷却水并设置在加热装置外部的封闭空间。

19.如权利要求16的蒸发装置，所述冷却装置包括充有冷却水并设置在加热装置外部的封闭空间。

20.如权利要求18的蒸发装置，还包括连接到封闭空间并适合向封闭空间供应冷却水及从封闭空间排出冷却水的供水管和排水管。

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