CN213228043U - 真空干燥装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供真空干燥装置，其包括真空腔室，主气流管道，所述主气流管道与所述真空腔室连接，承载台，位于所述真空腔室内部，及基板罩，位于所述真空腔室内部，其中，所述承载台用于放置所述基板，所述基板包括多个像素坑，所述基板罩设置于所述基板上，所述基板罩遮挡所述像素坑的周边区域。通过基板罩遮挡像素坑的周边区域，使得在真空干燥过程中像素坑内气流均匀稳定，有利于像素坑中的功能层材料墨滴溶剂挥发速率平衡，进而提高成膜均匀性，改善器件发光性能。

Description

真空干燥装置

技术领域

本申请属于干燥设备技术领域，具体涉及一种真空干燥装置。

背景技术

目前在显示行业的喷墨打印技术中，像素基板被吸附在打印基台上，溶解在溶剂中的各种材料(包括，功能层材料，以及红、绿、蓝三色发光材料)的溶液被喷涂在该基板的像素坑中，形成红、绿、蓝三基色发光像素的膜层。再通过后续的干燥工艺去除膜层中的多余溶剂，其中，干燥工艺一般包括抽真空干燥工艺，抽真空干燥通常在一个真空腔室中采用减压除湿法去除膜层中的溶剂，但发现干燥后的膜层形貌不均匀，严重影响器件的质量。

实用新型内容

针对上述技术问题，本申请提供一种真空干燥装置，该真空干燥装置用于干燥一基板，包括：真空腔室，主气流管道，所述主气流管道与所述真空腔室连接；承载台，位于所述真空腔室内部，及基板罩，位于所述真空腔室内部，其中，所述承载台用于放置所述基板，所述基板包括多个像素坑，所述基板罩设置于所述基板上，所述基板罩遮挡所述像素坑的周边区域。

进一步地，所述像素坑具有开口部，所述基板罩包括多个开孔，所述开孔与所述开口部对应设置，所述开孔的面积小于所述开口部的面积；

优选地，所述像素坑还具有底部，所述开孔的面积小于所述底部的面积。

进一步地，还包括气流缓冲区，所述气流缓冲区设置于所述主气流管道和所述基板罩之间，所述气流缓冲区包括多个气流导管，所述气流导管与所述主气流管道连接；

优选地，所述气流导管上具有多个孔洞。

进一步地，所述气流缓冲区还包括导流板，所述导流板位于所述气流导管和所述基板罩之间，所述导流板上设置多个导流孔。

进一步地，所述多个导流孔在所述导流板上呈由中心至边缘减少排布。

进一步地，所述基板罩包括第一子板和与所述第一子板交叉设置的第二子板，所述开孔设置于所述第一子板与所述第二子板交叉围成的区域；

优选的，所述开孔的面积通过所述第一子板和所述第二子板调节。

进一步地，所述基板罩还包括驱动组件，所述驱动组件分别连接所述第一子板和所述第二子板；

优选地，所述驱动组件与所述第一子板或所述第二子板的连接方式为滑动连接、铰链连接、螺纹连接中的一种；

优选地，所述驱动组件包括驱动部、导轨和滑块，所述滑块固定设置于所述第一子板或所述第二子板，所述驱动部驱动所述滑块沿所述导轨滑动。

进一步地，所述承载台的温度由中心向边缘逐渐降低；

优选地，所述承载台为多个；

优选地，所述承载台具有卡位。

进一步地，所述真空腔室具有基板输送窗口，所述基板输送窗口的高度大于所述基板的厚度。

进一步地，所述基板与所述基板罩的间距不超过1cm，优选为100～500μm；

优选地，所述基板罩的材料为合金材料。

有益效果：本申请的真空干燥装置，通过在基板上设置基板罩，基板罩遮挡了像素坑内的周边区域，降低了周边区域中墨滴溶剂的挥发速率，使得像素坑的中间区域与周边区域的墨滴溶剂挥发速率趋于一致，进而提高成膜均匀性，改善器件发光性能。

附图说明

图1为本申请中一个实施方式的真空干燥装置的结构示意图；

图2为本申请中一个实施方式的基板罩遮挡像素坑的俯视示意图；

图3为本申请中一个实施方式的基板罩遮挡像素坑的侧视示意图；

图4为本申请中另一个实施方式的真空干燥装置的结构示意图；

图5为本申请中一个实施方式的基板罩的结构示意图；

图6为本申请的另一实施方式的驱动组件的结构示意图。

在附图中相同的部件使用了相同的附图标记。附图仅示意性地显示了本申请的实施方案。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

正如背景技术所述，目前生产过程中，在将功能层材料溶液喷墨至基板子像素坑后，溶液是以很小的墨滴形式分布在像素坑的像素区中(通常200*50um，甚至更小)，在后续的真空干燥过程中，墨滴的溶剂在像素坑边缘处挥发速度快，溶剂带动溶质从像素坑中间向边缘处运动，进而出现咖啡环现象(即墨滴的溶质在像素坑边缘堆积)，导致器件发光不均；另外，在抽真空干燥工艺中，真空设备的抽气端口通常设置在炉子的角落部位，容易导致气流的分布不均，从而使得各个子像素的膜层中溶剂挥发速率不同，最后造成干燥后的薄膜的形貌不均匀，严重影响器件的质量。

本申请提供一种真空干燥装置，参见图1，一种实施方式的真空干燥装置，包括真空腔室100，主气流管道200，承载台300及基板罩400，主气流管道200与真空腔室100连接，承载台300和基板罩400均位于真空腔室100内部，承载台300用于放置基板800，基板800包括多个像素坑，基板罩遮挡所述像素坑的周边区域，可以理解的是，本申请中像素坑的周边区域指像素坑内部像素坑中间区域未被遮挡，降低周边区域的墨滴溶剂的挥发速度，使得像素坑的中间区域与周边区域的墨滴溶剂挥发速率趋于一致，进而提高成膜均匀性，改善器件发光性能。

其中，像素坑包括像素坑开口部81和像素坑底部82，基板罩400设置于基板800上，基板罩400包括多个开孔40，开孔40的面积小于像素坑开口部的面积。通过在真空干燥装置内设置开孔40的面积小于像素坑开口部81的面积的基板罩400，以降低像素坑内墨滴边缘的挥发速率，避免干燥过程中因像素坑中的墨滴中部和边缘处挥发速率不同而引起功能材料成膜形貌差异大。

本申请中，基板罩400可以为设置于像素坑上方的一整层结构，该整层结构可以连接真空腔室100内壁，有利于降低像素坑边缘上方空气的流速，从而使像素坑中的功能材料墨滴的挥发速率相对均衡，缓解咖啡环现象。基板罩400也可以为架设于承载台300上的结构，基板800位于基板罩400和承载台300之间，由于基板800位于一个较小容纳空间中，更方便控制像素坑的上方的气流流速，从而缓解干燥的功能材料的咖啡环现象，改善功能层薄膜成膜均匀性。

在一实施方式中，如图2和图3所示，像素坑底部82的面积小于像素坑开口部81的面积。基板罩400上的开孔40的面积小于像素坑底部82的面积，由于像素坑底部一般是电极，电极对应的发光层为有效发光区域，像素坑底部82的面积大于开孔40的面积，有效降低像素坑中液滴边缘的挥发速率，缓解咖啡环现象，改善功能层薄膜成膜均匀性。

在一个具体实施方式中，如图4所示，真空干燥装置还包括气流缓冲区，气流缓冲区位于主气流管道200和基板罩400之间，用于缓解在抽真空时缓冲基板罩400和主气流管道200之间的瞬时气压差距引起的气流不均。气流缓冲区包括多个气流导管500，例如气流缓冲区包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、10个、15个气流导管500，本申请对此不进行限制，多个气流导管500与主气流管道200连接，多个气流导管500有效分散主气流管道200的气流，利于基板800上像素坑的周边区域与中间区域的液滴蒸发速率更均衡，使干燥后的功能层形貌趋于一致。每个气流导管500上可以开设一定数量的孔洞(未示出)，有利于调节气体流动性，缓解气流变化，从而提高腔室内不同位置的气流均匀性，促进基板800上的像素坑中的墨滴均匀干燥成膜。气流导管500上孔洞的形状可以是圆孔，方孔或其它形状孔，只要满足调节气流的作用即可，本申请对此不做具体限定。一方面，设备在进行抽真空操作时，真空腔室100内气压减小，不同位置处的瞬时气压不同，基板800中心与边缘处的干燥环境不同一致，影响干燥均匀性。气流导管500的设置，缓解了腔室抽真空过程中瞬时气压差距引起的气流不均。另一方面，在向真空腔室100内抽气的过程中，如果气流变化剧烈，可能会破坏膜层。气流导管500的设置，也避免了腔室充气过程中气流变化对膜层的影响。气流导管500在真空腔室100内部呈对称分布。气流导管500的数量可以根据实际干燥要求而定，不作具体限定。

在一个具体的实施方式中，气流导管500上孔洞410的数量及孔洞410的开孔大小可以调节，通过调节每个气流导管500的开孔数量与大小，可以根据实际基板的情况具体选择气流导管500上孔洞的数量及孔洞的开孔大小，从而实现对气体流速的粗调控与微调控。

在另一具体实施方式中，继续如图4所示，气流缓冲区还包括导流板600，导流板600位于气流导管500和基板罩400之间，导流板600用于抽真空时气流从基板800处均匀被抽出时经过导流板600缓冲，从而使基板800上的像素坑受到的气流较均匀，利于墨滴经干燥后形成形貌均匀的功能层。导流板600上设置多个导流孔，起到进一步调控和稳定真空腔室100内气流的效果。

在本实施方式中，气流导板上的导流孔形状可以是圆孔、方孔或其他形状孔，只要满足调节气流的作用即可，本申请对此不做具体限定。导流孔的分布可以根据实际需要进行设置，可以仅在基板800对应位置处进行设置，也可以在导流板600整面设置，导流孔的面积根据实际需要设置，在一实施例中，导流孔的面积自基板800在导流板600上的投影区域的中心至边缘方向减少。导流孔在导流板600上的密度可以自基板800中心至四周由疏至密设置，如此可提高基板800中心位置处的气体流速，降低基板800边缘处的气体流速，有利于平衡基板800各处的干燥速度，提高成膜均匀性。

在又一实施例方式中，如图5所示，基板罩400包括第一子板41和与所述第一子板交叉的第二子板42，所述开口部由所述第一子板与第二子板交叉围成，通过设置第一子板41和第二子板42，既可以形成开孔40，又可以根据需要调节开孔40的大小，使开孔40的面积小于所述像素坑开口部81的面积。

在另一实施方式中，真空干燥装置还包括驱动组件，驱动组件设置于真空腔室100内，驱动组件分别连接第一子板41和第二子板42，连接方式包括但不限于滑动连接、铰链连接、螺纹连接，驱动组件用于驱动第一子板41和第二子板42移动，从而形成面积小于所述像素坑开口部81的面积的开孔40，适应不同像素分辨率的基板800的墨滴干燥。

具体的，如图6所示，驱动组件可以包括驱动部(未视出)、导轨43和滑块44，滑块44连接第一子板41，驱动部连接滑块44从而控制滑块44在导轨43中移动，从而带动第一子板41移动，导轨43和所述滑块44滑动连接，驱动部根据显示面板的像素坑的排布、位置、面积大小等情况控制第一子板41的移动距离，第二子板42与驱动组件的设置方式可参考第一子板41与驱动组件的设置方式，根据像素坑情况，通过分别调整第一子板41和第二子板的移动距离实现对开孔40的大小及位置的调整。

在另一实施方式中，真空干燥装置包括若干个承载台300，承载台300用于放置待干燥的基板800，承载台300上可以设置卡位，使基板800能根据实际位置或者面积需要设置于承载台300的卡位上。承载台300的温度可控，用于加热或冷却。承载台300的加热面积覆盖全部基板800，沿中心向边缘处的温度逐渐递减，温度可调。如上所述，在抽真空干燥过程中，基板800周边区域的干燥速率快于中心区域的干燥速率，容易导致膜层的内部形成湍流，而且基板800附近由于溶剂蒸发而产生较大温度变化，各处气流不稳定，会造成功能膜层厚度不均。通过承载台300对基板800进行温度控制，可以补偿真空腔室100因真空快速变化而造成的温度变化，保证基板800附近区域的温度较为稳定，有利于稳定基板800附近区域的气流。承载台300可以为多个，便于一次性对多个基板800同时进行干燥，大大简化了工艺流程。

在一实施方式中，真空腔室100具有基板输送窗口700，基板输送窗口700的高度大于基板800的厚度，可以设置基板输送窗口700的高度略大于基板800的厚度，通过在真空腔室100开设较小的基板输送窗口700传输基板800，有效减少了外部空气向腔室内部引入，避免了基板800上的墨滴的性能被进入的水氧破坏，有利于后续抽真空过程顺利进行，保证多实验结果的重复性及可靠性。

在本申请中，基板罩400的材料可以为无机材料，也可以为有机材料，还可以为无机有机复合材料，例如可以为树脂金属复合材料，优选为合金材料，合金材料稳定性强、结构稳固，在真空环境下能保持良好形貌，从而利于精确控制开孔40的面积，进而使干燥后的功能层薄膜形貌更均匀。

在一实施方式中，基板800与基板罩400的距离不超过1cm，使基板罩400有效降低像素坑内周边墨滴溶剂的挥发速率。基板800与基板罩400的距离优选为100～500μm。由于功能材料墨滴滴入像素坑，墨滴顶面可能会略高于像素坑开口部81，基板800与基板罩400的距离太小，可能会使基板罩400沾染墨滴，影响干燥后功能膜层的形貌均匀性，而基板800与基板罩400的距离太大的话基板罩400对单个像素坑中的功能层材料墨滴边缘的阻挡作用减弱从而不能有效降低墨滴边缘挥发速率，同样会影响最终形成的功能层薄膜的形貌均匀性。

本实用新型的真空干燥装置可用于干燥各种功能材料的溶液，如量子点溶液、有机发光材料溶液、空穴传输材料溶液、空穴注入材料溶液、电子传输材料溶液、电子注入材料溶液等，本申请对此不做具体限定。

与现有的真空干燥装置相比，本实用新型提供的真空干燥装置中设有基板罩400。基板罩400上的开孔40对应像素坑设置，且基板罩400遮挡像素坑的周边区域，像素坑开孔40面积小于像素坑开口部81面积，有效降低像素坑中的功能层材料墨滴周边的挥发速率。设置气流缓冲区不仅有助于稳定真空腔室100内气流，还可以调节基板800不同位置处溶剂的挥发速率，进而进一步提高基板800上墨滴的成膜稳定性。基板罩400通过设置交叉连接的多个第一子板41和多个第二子板42，可以适应不同像素的显示面板的要求。设置温度可控的承载台300，进一步平衡基板800中心区域和边缘区域的功能层材料墨滴溶剂的蒸发速度，从而干燥后的功能层薄膜形貌趋于一致。

尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。

Claims (19)

1.一种真空干燥装置，其特征在于，用于干燥一基板，所述基板包括多个像素坑，所述真空干燥装置包括：

真空腔室，

主气流管道，所述主气流管道与所述真空腔室连接，

承载台，位于所述真空腔室内部，所述承载台用于放置所述基板，及

基板罩，位于所述真空腔室内部，

其中，所述基板罩设置于所述基板上，所述基板罩遮挡所述像素坑的周边区域。

2.如权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述像素坑具有开口部，所述基板罩包括多个开孔，所述开孔与所述开口部对应设置，所述开孔的面积小于所述开口部的面积。

3.如权利要求2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述像素坑还具有底部，所述开孔的面积小于所述底部的面积。

4.如权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，还包括气流缓冲区，所述气流缓冲区设置于所述主气流管道和所述基板罩之间，所述气流缓冲区包括多个气流导管，所述气流导管与所述主气流管道连接。

5.如权利要求4所述的真空干燥装置，其特征在于，所述气流导管上具有多个孔洞。

6.如权利要求4或5所述的真空干燥装置，其特征在于，所述气流缓冲区还包括导流板，所述导流板位于所述气流导管和所述基板罩之间，所述导流板上设置多个导流孔。

7.如权利要求6所述的真空干燥装置，其特征在于，所述多个导流孔在所述导流板上呈由中心至边缘减少排布。

8.如权利要求2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述基板罩包括第一子板和与所述第一子板交叉设置的第二子板，所述开孔设置于所述第一子板与所述第二子板交叉围成的区域。

9.如权利要求8所述的真空干燥装置，其特征在于，所述开孔的面积通过所述第一子板和所述第二子板调节。

10.如权利要求8或9所述的真空干燥装置，其特征在于，所述基板罩还包括驱动组件，所述驱动组件分别连接所述第一子板和所述第二子板。

11.如权利要求10所述的真空干燥装置，其特征在于，所述驱动组件与所述第一子板或所述第二子板的连接方式为滑动连接、铰链连接、螺纹连接中的一种。

12.如权利要求10所述的真空干燥装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动部、导轨和滑块，所述滑块固定设置于所述第一子板或所述第二子板，所述驱动部驱动所述滑块沿所述导轨滑动。

13.如权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述承载台的温度由中心向边缘逐渐降低。

14.如权利要求13所述的真空干燥装置，其特征在于，所述承载台为多个。

15.如权利要求13所述的真空干燥装置，其特征在于，所述承载台具有卡位。

16.如权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述真空腔室具有基板输送窗口，所述基板输送窗口的高度大于所述基板的厚度。

17.如权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述基板与所述基板罩的间距不超过1cm。

18.如权利要求17所述的真空干燥装置，其特征在于，所述基板与所述基板罩的间距为100～500μm。

19.如权利要求17所述的真空干燥装置，其特征在于，所述基板罩的材料为合金材料。

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