CN206692728U - 一种气体分配器、薄膜沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气体分配器、薄膜沉积设备，涉及封装技术领域，为解决采用ALD技术进行薄膜封装时，封装效率低的问题。所述气体分配器包括至少两个前驱体源，所述至少两个前驱体源用于向反应腔室内分别提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体，以便封装材料前驱体和氧化剂前驱体在反应腔室内发生反应，在位于反应腔室内的待封装基板上形成封装薄膜，所述至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置，所述温度控制装置用于控制前驱体源所提供的前驱体的温度。本实用新型提供的气体分配器用于向薄膜沉积设备的反应腔室提供前驱体。

Description

一种气体分配器、薄膜沉积设备

技术领域

本实用新型涉及封装技术领域，尤其涉及一种气体分配器、薄膜沉积设备。

背景技术

随着显示技术的不断发展，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，以下简称OLED)器件以其全固态结构、高亮度、响应速度快、可柔性显示等一系列优点，已成为极具竞争力和发展前景的下一代显示技术。OLED器件一般包括空穴传输层、发光层和电子传输层，工作时，阳极空穴与阴极电子会在发光层中结合，实现OLED器件的自发光功能。由于发光层一般采用有机发光材料制备，且有机发光材料对水和氧气尤其敏感，为了避免水和氧气渗透到发光层中，影响OLED器件的使用寿命，需要对OLED器件的封装提出更高的要求。

目前，常用的薄膜封装技术是以等离子体增强化学气相沉积法，沉积多层堆叠的薄膜结构来实现对OLED器件的封装，但薄膜封装技术存在封装薄膜厚度较大、工艺流程多、杂质微粒多等问题。为了避免这些问题，近年来，逐步将主要应用于太阳能领域的原子层沉积(Atomic Layer Deposition，以下简称ALD)技术引入到了OLED器件的薄膜封装开发中。ALD技术的原理是：将第一种反应气体或蒸汽经过一气体分配器进入反应腔室，通过化学吸附或物理吸附在反应腔室内的待封装基板上形成单层原子层；然后将反应腔室内未被吸附的残留气体或蒸汽吹扫干净，接着再向反应腔室内通入第二种反应气体或蒸汽，使其与形成在待封装基板上的单层原子层发生反应，以生成期望的薄膜，然后再次将反应腔室内未被吸附的残留气体吹扫干净；重复上述过程，直至得到期望的薄膜厚度完成封装过程。采用ALD技术对OLED器件进行薄膜封装时，虽然能够以很薄的膜质实现良好的封装性能，并对杂质微粒具有极佳的包覆性，但ALD技术的封装效率较低，无法实现对OLED器件的高效封装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体分配器、薄膜沉积设备，用于解决采用ALD技术进行薄膜封装时，封装效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的第一方面提供一种气体分配器，包括至少两个前驱体源，所述至少两个前驱体源用于向反应腔室内分别提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体，以便封装材料前驱体和氧化剂前驱体在反应腔室内发生反应，在位于反应腔室内的待封装基板上形成封装薄膜，所述至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置，所述温度控制装置用于控制前驱体源所提供的前驱体的温度。

进一步地，所述温度控制装置位于对应前驱体源靠近所述待封装基板的端部。

进一步地，所述温度控制装置包括：与对应前驱体源相连的热感应器，用于采集所述对应前驱体源的温度信息；与所述热感应器相连的温度处理器，用于根据所述对应前驱体源的温度信息，发出温度控制指令；与所述温度处理器相连，且与所述对应前驱体源相连的温度控制器，用于根据所述温度控制指令，控制所述对应前驱体源的温度。

进一步地，所述温度处理器还分别与待封装基板温度采集模块和反应腔壁温度采集模块相连，其中，所述待封装基板温度采集模块用于采集所述待封装基板的温度信息，所述反应腔壁温度采集模块用于采集所述反应腔室的腔壁温度信息；所述温度处理器用于比较所述前驱体源的温度信息、所述待封装基板的温度信息，以及所述反应腔室的腔壁温度信息，以获得温度信息比较结果；所述温度处理器还用于根据所述温度信息比较结果，发出温度控制指令。

进一步地，所述至少两个前驱体源包括用以提供氧化剂前驱体的氧化剂前驱体源，所述气体分配器还包括：设置在所述氧化剂前驱体源上的等离子体处理装置，所述等离子体处理装置用于对氧化剂前驱体进行等离子解离。

进一步地，当所述氧化剂前驱体源上同时设置有所述温度控制装置和所述等离子体处理装置时，沿所述氧化剂前驱体在所述氧化剂前驱体源中的流动方向，所述等离子体处理装置位于所述温度控制装置的前方。

进一步地，所述等离子体处理装置包括：分别设置在所述氧化剂前驱体源两侧的第一绝缘介质层和第二绝缘介质层；设置在所述第一绝缘介质层上的第一放电电极，所述第一放电电极与电源正极相连；设置在所述第二绝缘介质层上的第二放电电极，所述第二放电电极与电源负极相连。

进一步地，所述至少两个前驱体源包括用以提供无机封装材料的无机封装材料前驱体源，和/或用以提供有机封装材料的有机封装材料前驱体源。

基于上述气体分配器的技术方案，本实用新型的第二方面提供一种薄膜沉积设备，包括反应腔室和位于所述反应腔室内的待封装基板，还包括上述气体分配器。

进一步地，所述薄膜沉积设备还包括：与所述反应腔室连通的腔室进气泵，所述腔室进气泵包括至少一个进气支管，用于将净化气体通入所述反应腔室内；与所述反应腔室连通的腔室排气泵，所述腔室排气泵包括多个排气支管，所述多个排气支管用于将反应后的封装材料前驱体和氧化剂前驱体排出所述反应腔室；其中，所述多个排气支管中，至少存在两个排气支管的进气端与待封装基板的距离不同。

本实用新型提供的气体分配器中，包括至少两个前驱体源，至少两个前驱体源用于向反应腔室内分别提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体，以便封装材料前驱体和氧化剂前驱体在反应腔室内发生反应，在位于反应腔室内的待封装基板上形成封装薄膜。上述至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置，该温度控制装置能够控制对应的前驱体源的温度，进而控制由该前驱体源提供的前驱体的温度。通过对前驱体的温度进行控制，能够使前驱体具有较高的活化能，进而使得前驱体能够在待封装基板上快速的吸附扩散，很好的提高了封装效率。此外，对前驱体的温度进行调节，增强前驱体的活化能，还能够有效避免前驱体在前驱体源内壁的附着，提高了整个封装工艺流程的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的薄膜沉积设备的结构示意图。

附图标记：

1-反应腔室， 2-待封装基板，

3-温度控制装置， 4-封装材料前驱体源，

5-氧化剂前驱体源， 6-等离子体处理装置，

7-进气支管， 8-排气泵，

81-排气支管。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型实施例提供的气体分配器、薄膜沉积设备，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的气体分配器包括至少两个前驱体源，至少两个前驱体源用于向反应腔室1内分别提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体，以便封装材料前驱体和氧化剂前驱体在反应腔室1内发生反应，在位于反应腔室1内的待封装基板2上形成封装薄膜，至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置3，温度控制装置3用于控制前驱体源所提供的前驱体的温度。

下面以上述至少两个前驱体源包括封装材料前驱体源4和氧化剂前驱体源5为例，说明气体分配器的具体工作。具体实施时，封装材料前驱体源4向反应腔室1内提供封装材料前驱体，使得该封装材料前驱体能够在待封装基板2上形成单层原子层，然后氧化剂前驱体源5向反应腔室1内提供氧化剂前驱体，以使由封装材料前驱体形成单层原子层和氧化剂前驱体发生反应，在待封装基板2上形成封装薄膜。此外，上述至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置3，在通过上述至少两个前驱体源提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体时，可以通过温度控制装置3调节对应前驱体源的温度，进而调节封装材料前驱体和/或氧化剂前驱体的温度。

根据上述气体分配器的结构和具体工作过程可知，本实用新型实施例提供的气体分配器中，至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置3，该温度控制装置3能够控制对应的前驱体源的温度，进而控制由该前驱体源提供的前驱体的温度。通过对前驱体的温度进行控制，能够加速前驱体的分子运动，使前驱体具有较高的活化能，进而使得前驱体能够在待封装基板2上快速的吸附扩散，很好的提高了封装效率。此外，对前驱体的温度进行调节，增强前驱体的活化能，还能够有效避免前驱体在前驱体源内壁的附着，提高了整个封装工艺流程的稳定性。

在前驱体源上设置温度控制装置3时，该温度控制装置3的位置存在多种选择，优选的，温度控制装置3位于对应前驱体源靠近待封装基板2的端部。将温度控制装置3设置在对应前驱体源靠近待封装基板2的端部，能够使前驱体在经温度控制装置3调节温度后直接进入反应腔室1内，实现了对进入反应腔室1内的前驱体的温度和活化能的准确控制。

上述实施例提供的温度控制装置3存在多种结构，只要能够实现调节前驱体温度的功能即可，下面给出温度控制装置3的一种具体结构，并对其工作过程和有益效果进行说明。

温度控制装置3具体包括：热感应器、温度处理器和温度控制器，其中，热感应器与对应的前驱体源相连，用于采集对应前驱体源的温度信息；温度处理器与热感应器相连，用于根据对应前驱体源的温度信息，发出温度控制指令；温度控制器与温度处理器相连，且与对应前驱体源相连，用于根据温度控制指令，控制对应前驱体源的温度，进而控制由该前驱体源提供的前驱体的温度。

上述结构的温度控制装置3具体工作时，首先由热感应器采集对应前驱体源的温度信息，并将该温度信息发送给温度处理器；然后温度处理器对接收到的温度信息进行分析，并向温度控制器发出温度控制指令；接着温度控制器根据温度控制指令，控制对应前驱体源的温度，进而控制由该前驱体源提供的前驱体的温度。

为了实现更好的封装效果，现有的薄膜沉积设备中，一般会设置用于采集待封装基板温度信息的待封装基板温度采集模块，以及用于采集反应腔室1的腔壁温度信息的反应腔壁温度采集模块。而为了更好的控制前驱体的温度，可选的，上述温度处理器还分别与待封装基板温度采集模块和反应腔壁温度采集模块相连，且温度处理器用于比较前驱体源的温度信息、待封装基板2的温度信息，以及反应腔室1的腔壁温度信息，以获得温度信息比较结果；温度处理器还用于根据温度信息比较结果，发出温度控制指令。

当温度处理器分别与待封装基板温度采集模块和反应腔壁温度采集模块相连时，温度处理器的具体工作过程为：温度处理器将前驱体源的温度信息分别与待封装基板2的温度信息和反应腔室1的腔壁温度信息进行比较，当前驱体源的温度小于待封装基板2的温度和/或反应腔壁温度时，温度处理器发出升温的温度控制指令，当前驱体源的温度大于待封装基板2的温度和/或反应腔壁温度时，温度处理器发出降温的温度控制指令，或发出维持当前温度的温度控制指令。

上述温度处理器根据前驱体源的温度信息、待封装基板2的温度信息，以及反应腔室1的腔壁温度信息的比较结果，发出温度控制指令，使得前驱体的温度能够处于合适的范围内，既能够满足较高的封装效率，又不会导致能量的损失。

请继续参阅图1，上述实施例提供的至少两个前驱体源包括用以提供氧化剂前驱体的氧化剂前驱体源5，而且上述气体分配器还包括设置在氧化剂前驱体源5上的等离子体处理装置6，等离子体处理装置6用于对氧化剂前驱体进行等离子解离。

具体的，氧化剂前驱体经氧化剂前驱体源5进入反应腔室1时，会经过设置在氧化剂前驱体源5上的等离子体处理装置6，并被该等离子体处理装置6进行等离子解离，以使得氧化剂前驱体以自由基的形式进入到反应腔室1内，并与反应腔室1内的封装材料前驱体发生反应，形成封装薄膜。值得注意的是，在实际形成封装薄膜时，可选用的前驱体的种类多种多样，例如：选用三甲胺(TMA)作为封装材料前驱体，选用氧气作为氧化剂前驱体，氧气被等离子解离后变成氧自由基。

上述等离子体处理装置6在对氧化剂前驱体进行等离子解离时，会产生长时间的等离子轰击作用，导致氧化剂前驱体源5的温度偏高，而且在进行封装薄膜沉积的不同阶段产生的等离子体流量不等，过量的、高能量的等离子体将对已沉积的薄膜产生损伤，影响薄膜致密性均一性；为了避免上述影响，优选的，在氧化剂前驱体源5上同时设置温度控制装置3和等离子体处理装置6，且沿氧化剂前驱体在氧化剂前驱体源5中的流动方向，将等离子体处理装置6设置在温度控制装置3的前方。

将等离子体处理装置6设置在温度控制装置3的前方，使得氧化剂前驱体在经氧化剂前驱体源5进入到反应腔室1内时，依次经过了等离子体处理装置6和温度控制装置3，这样就可以通过温度控制装置3控制经等离子解离后的氧化剂前驱体的温度。具体的，当经等离子解离后的氧化剂前驱体的温度过高时，可以通过温度控制装置3将氧化剂前驱体源5的温度降低，进而降低经等离子解离后的氧化剂前驱体的温度和运动能量，这样经等离子解离后的氧化剂前驱体进入反应腔室1时，就减小了对已沉积的薄膜产生的等离子损伤，保证了封装薄膜的致密性和均一性。

上述等离子体处理装置6多种多样，可选的，等离子体处理装置6包括绝缘介质层和放电电极；其中绝缘介质层包括分别设置在氧化剂前驱体源5两侧的第一绝缘介质层和第二绝缘介质层；放电电极包括设置在第一绝缘介质层上的第一放电电极，和设置在第二绝缘介质层上的第二放电电极，且第一放电电极与与电源正极相连，第二放电电极与电源负极相连。这种结构的等离子体处理装置6能够平行于待封装基板2施加能量，有效减少了大能量等离子体对待封装基板2造成的等离子体损伤，

上述实施例提供的至少两个前驱体源的种类可以包括用以提供无机封装材料的无机封装材料前驱体源，和/或用以提供有机封装材料的有机封装材料前驱体源。由无机封装材料前驱体源提供的无机封装材料，和由有机封装材料前驱体源提供的有机封装材料能够在待封装基板2上发生反应，形成封装薄膜。此外，上述至少两个前驱体源的分布方式有多种，例如：呈条状分布或簇状分布，且呈簇状分布时，可以形成点状的前驱体源布局。

继续参阅图1，本实用新型实施例还提供了一种薄膜沉积设备，包括反应腔室1和位于反应腔室1内的待封装基板2，还包括上述实施例提供的气体分配器。

由于上述气体分配器中，在至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置3，且该温度控制装置3能够控制对应的前驱体源的温度，进而控制由该前驱体源提供的前驱体的温度。而通过对前驱体的温度进行控制，能够使前驱体具有较高的活化能，进而使得前驱体能够在待封装基板2上快速的吸附扩散，很好的提高了封装效率。此外，对前驱体的温度进行调节，增强前驱体的活化能，还能够有效避免前驱体在前驱体源内壁的附着，提高了整个封装工艺流程的稳定性。因此，本实用新型实施例提供的薄膜沉积设备同样具有上述有益效果。

上述薄膜沉积设备还包括分别与反应腔室1连通的腔室进气泵和腔室排气泵8，如图1所示，腔室进气泵包括至少一个进气支管7，用于将净化气体通入反应腔室1内；腔室排气泵8包括多个排气支管81，多个排气支管81用于将反应后的封装材料前驱体和氧化剂前驱体排出反应腔室1；而且，多个排气支管81中，至少存在两个排气支管81的进气端与待封装基板2的距离不同。

下面以气体分配器中的至少两个前驱体源为封装材料前驱体源4和氧化剂前驱体源5，且封装材料前驱体源4上设置有温度控制装置3，氧化剂前驱体源5上设置有等离子体处理装置6和温度控制装置3为例，对薄膜沉积设备的具体封装过程进行说明。

采用上述薄膜沉积设备进行封装时，首先由封装材料前驱体源4向反应腔室1内提供封装材料前驱体，使得该封装材料前驱体能够在待封装基板2上形成单层原子层，在此过程中，可通过设置在封装材料前驱体源4上的温度控制装置3控制封装材料前驱体的温度；然后通过腔室进气泵包括的至少一个进气支管7，将净化气体通入反应腔室1内，使多余的封装材料前驱体通过腔室排气泵8的多个排气支管81排出反应腔室1；接着氧化剂前驱体源5向反应腔室1内提供氧化剂前驱体，在此过程中，氧化剂前驱体会先被等离子体处理装置6解离，然后再被温度控制装置3调节温度，最终进入到反应腔室1内，和由封装材料前驱体形成单层原子层发生反应，在待封装基板2上形成封装薄膜；然后再通过腔室进气泵包括的至少一个进气支管7，将净化气体通入反应腔室1内，使反应后的氧化剂前驱体通过腔室排气泵8的多个排气支管81排出反应腔室1。重复上述过程，直至得到期望的薄膜厚度完成封装过程。

上述腔室排气泵8包括的多个排气支管81中，至少存在两个排气支管81的进气端与待封装基板2的距离不同，这种结构的腔室排气泵8，能够将反应腔室1内未参加反应的前驱体快速的排出，有利于提高封装效率。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种气体分配器，包括至少两个前驱体源，所述至少两个前驱体源用于向反应腔室内分别提供封装材料前驱体和氧化剂前驱体，以便封装材料前驱体和氧化剂前驱体在反应腔室内发生反应，在位于反应腔室内的待封装基板上形成封装薄膜，其特征在于，所述至少两个前驱体源中的至少一个前驱体源上设置有温度控制装置，所述温度控制装置用于控制前驱体源所提供的前驱体的温度。

2.根据权利要求1所述的气体分配器，其特征在于，所述温度控制装置位于对应前驱体源靠近所述待封装基板的端部。

3.根据权利要求1或2所述的气体分配器，其特征在于，所述温度控制装置包括：

与对应前驱体源相连的热感应器，用于采集所述对应前驱体源的温度信息；

与所述热感应器相连的温度处理器，用于根据所述对应前驱体源的温度信息，发出温度控制指令；

与所述温度处理器相连，且与所述对应前驱体源相连的温度控制器，用于根据所述温度控制指令，控制所述对应前驱体源的温度。

4.根据权利要求3所述的气体分配器，其特征在于，所述温度处理器还分别与待封装基板温度采集模块和反应腔壁温度采集模块相连，其中，所述待封装基板温度采集模块用于采集所述待封装基板的温度信息，所述反应腔壁温度采集模块用于采集所述反应腔室的腔壁温度信息；

所述温度处理器用于比较所述前驱体源的温度信息、所述待封装基板的温度信息，以及所述反应腔室的腔壁温度信息，以获得温度信息比较结果；

所述温度处理器还用于根据所述温度信息比较结果，发出温度控制指令。

5.根据权利要求1或2所述的气体分配器，其特征在于，所述至少两个前驱体源包括用以提供氧化剂前驱体的氧化剂前驱体源，所述气体分配器还包括：

设置在所述氧化剂前驱体源上的等离子体处理装置，所述等离子体处理装置用于对氧化剂前驱体进行等离子解离。

6.根据权利要求5所述的气体分配器，其特征在于，当所述氧化剂前驱体源上同时设置有所述温度控制装置和所述等离子体处理装置时，沿所述氧化剂前驱体在所述氧化剂前驱体源中的流动方向，所述等离子体处理装置位于所述温度控制装置的前方。

7.根据权利要求5所述的气体分配器，其特征在于，所述等离子体处理装置包括：

分别设置在所述氧化剂前驱体源两侧的第一绝缘介质层和第二绝缘介质层；

设置在所述第一绝缘介质层上的第一放电电极，所述第一放电电极与电源正极相连；

设置在所述第二绝缘介质层上的第二放电电极，所述第二放电电极与电源负极相连。

8.根据权利要求1所述的气体分配器，其特征在于，所述至少两个前驱体源包括用以提供无机封装材料的无机封装材料前驱体源，和/或用以提供有机封装材料的有机封装材料前驱体源。

9.一种薄膜沉积设备，包括反应腔室和位于所述反应腔室内的待封装基板，其特征在于，还包括如权利要求1～8任一项所述的气体分配器。

10.根据权利要求9所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备还包括：

与所述反应腔室连通的腔室进气泵，所述腔室进气泵包括至少一个进气支管，用于将净化气体通入所述反应腔室内；

与所述反应腔室连通的腔室排气泵，所述腔室排气泵包括多个排气支管，所述多个排气支管用于将反应后的封装材料前驱体和氧化剂前驱体排出所述反应腔室；

其中，所述多个排气支管中，至少存在两个排气支管的进气端与待封装基板的距离不同。