CN104313538B - 蒸镀设备及蒸镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蒸镀设备及蒸镀方法,属于真空蒸镀技术领域。其中,该蒸镀设备包括蒸镀腔和设置于所述蒸镀腔中的蒸发源,所述蒸镀腔中还设置有用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台,所述蒸发源的开口朝向所述蒸镀基台,所述蒸镀设备还包括:设置在所述蒸发源侧的阴极;设置在所述蒸镀基台侧的阳极;用于向所述蒸镀腔内输入惰性气体的惰性气体提供装置。本发明的技术方案能够提高蒸镀过程中待成膜物质的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及真空蒸镀技术领域,特别是指一种蒸镀设备及蒸镀方法。
背景技术
OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)显示装置由于具有自发光、无需背光模组、对比度以及清晰度高、视角宽、全固化、适用于挠曲性面板、温度特性好、低功耗、响应速度快以及制造成本低等一系列优异特性,已经成为新一代平面显示装置的重点发展方向之一,因此日益受到越来越多的关注。
现有技术中,OLED显示器件的基本结构包括阳极层,功能膜层以及阴极层等;上述功能膜层包括:空穴传输层、有机发光层以及电子传输层等;其中,有机发光层的成膜方法有很多种,包括蒸镀成膜法、分子束外延法、有机化学气相沉积法以及溶胶-凝胶法等;其中,蒸镀成膜法由于具有操作简单、膜厚容易控制、对薄膜的污染小以及易于实现掺杂等优点,现有技术中多采用蒸镀成膜法形成有机发光层等有机功能膜层,即在真空环境下,将有机材料加热使其蒸发(升华),并沉积到目标基板上形成对应的功能膜层。
如图1所示,现有的真空蒸镀设备包括蒸镀腔3,蒸镀腔3中设置有蒸发源4和基板1,基板1位于蒸发源4的正上方,蒸镀腔3壁上设置有真空抽气孔2,真空抽气孔2连接于蒸镀腔3外部的真空泵,在真空蒸镀过程中,蒸发源4向基板1蒸发气化的有机材料分子,使气化的有机材料分子飞向基板1上成膜,图中箭头方向表示有机材料分子的流动方向。然而,有机材料分子的流动方向是各向同性的,有机材料被蒸镀在基板1上的同时有大量的有机材料被蒸镀到了蒸镀腔3壁上,使得大量有机材料被浪费,导致有机材料的利用率很低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种蒸镀设备及蒸镀方法,能够提高蒸镀过程中待成膜物质的利用率。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供技术方案如下:
一方面,提供一种蒸镀设备,包括蒸镀腔和设置于所述蒸镀腔中的蒸发源,所述蒸镀腔中还设置有用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台,所述蒸发源的开口朝向所述蒸镀基台,所述蒸镀设备还包括:
设置在所述蒸发源侧的阴极;
设置在所述蒸镀基台侧的阳极;
用于向所述蒸镀腔内输入惰性气体的惰性气体提供装置。
优选地,所述阴极的材料采用Mo。
优选地,所述蒸发源为长方体,所述阴极设置在所述蒸发源的四个侧边。
优选地,所述蒸镀基台位于所述阳极与所述蒸发源之间。
优选地,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相背一侧的磁板,所述磁板上设置有所述阳极。
优选地,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相对一侧的金属掩膜板。
优选地,所述金属掩膜板与所述阳极通过导线连接。
本发明实施例还提供了一种蒸镀方法,应用于上述的蒸镀设备,所述蒸镀方法包括:
将所述蒸镀腔抽至高真空状态,并利用所述惰性气体提供装置向所述蒸镀腔内输入惰性气体;
将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内;
在所述阳极与所述阴极之间产生高频电场,使得所述惰性气体电离产生惰性气体离子和电子;
对所述蒸发源进行加热,蒸发出的待成膜物质能够吸附所述电子向所述阳极移动,在所述基板表面形成薄膜。
优选地,所述将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内之后还包括:
对所述基板进行对位,使所述基板位于所述蒸镀基台上。
优选地,所述蒸发源为有机材料蒸发源,对所述蒸发源进行加热包括:
将所述蒸发源加热至400~500度。
本发明的实施例具有以下有益效果:
上述方案中,蒸镀设备包括蒸镀腔和设置于蒸镀腔中的蒸发源,在蒸发源侧设置有阴极,在用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台侧设置有阳极,在进行蒸镀时,阳极与阴极之间产生高频电场,使得蒸镀腔内的惰性气体电离产生惰性气体离子和电子,电子被蒸发源蒸发出的待成膜物质吸附,待成膜物质受到电场作用向阳极移动,局限在基板表面沉积形成薄膜,从而大大降低了待成膜物质的损耗,提高了待成膜物质的利用率。
附图说明
图1为现有真空蒸镀设备的结构示意图;
图2为现有技术在进行蒸镀时的示意图;
图3为本发明实施例蒸镀设备内的结构示意图;
图4为本发明具体实施例进行蒸镀时的示意图。
附图标记
1 基板 2 真空抽气孔 3 蒸镀腔 4 蒸发源
5 精细金属掩膜板 6 有机材料分子 7 磁板 8 阴极
9 阳极 10 Ar离子 11 电子
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中在进行蒸镀时,有机材料的利用率很低的问题,提供一种蒸镀设备及蒸镀方法,能够提高蒸镀过程中待成膜物质的利用率。
本发明实施例提供了一种蒸镀设备,包括蒸镀腔和设置于所述蒸镀腔中的蒸发源,所述蒸镀腔中还设置有用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台,所述蒸发源的开口朝向所述蒸镀基台,所述蒸镀设备还包括:
设置在所述蒸发源侧的阴极;
设置在所述蒸镀基台侧的阳极;
用于向所述蒸镀腔内输入惰性气体的惰性气体提供装置。
本发明的蒸镀设备包括蒸镀腔和设置于蒸镀腔中的蒸发源,在蒸发源侧设置有阴极,在用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台侧设置有阳极,在进行蒸镀时,阳极与阴极之间产生高频电场,使得蒸镀腔内的惰性气体电离产生惰性气体离子和电子,电子被蒸发源蒸发出的待成膜物质吸附,待成膜物质受到电场作用向阳极移动,局限在基板表面沉积形成薄膜,从而大大降低了待成膜物质的损耗,提高了待成膜物质的利用率。
制作阴极的材料需要具备耐高温、稳定等性能,具体地,阴极的材料可以采用Mo。
具体地,所述蒸发源可以为长方体,所述阴极设置在所述蒸发源的四个侧边。
进一步地,所述蒸镀基台位于所述阳极与所述蒸发源之间。
进一步地,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相背一侧的磁板,所述磁板上设置有所述阳极。
进一步地,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相对一侧的金属掩膜板。
进一步地,所述金属掩膜板与所述阳极通过导线连接,这样可以将沉积在基板和金属掩膜板上的电荷传导到阳极上,避免基板上有电荷累积产生反向电场。
本发明实施例还提供了一种蒸镀方法,应用于上述的蒸镀设备,所述蒸镀方法包括:
将所述蒸镀腔抽至高真空状态,并利用所述惰性气体提供装置向所述蒸镀腔内输入惰性气体;
将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内;
在所述阳极与所述阴极之间产生高频电场,使得所述惰性气体电离产生惰性气体离子和电子;
对所述蒸发源进行加热,蒸发出的待成膜物质能够吸附所述电子向所述阳极移动,在所述基板表面形成薄膜。
进一步地,所述将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内之后还包括:
对所述基板进行对位,使所述基板位于所述蒸镀基台上。
进一步地,所述蒸发源为有机材料蒸发源,对所述蒸发源进行加热包括:
将所述蒸发源加热至400~500度。
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的蒸镀设备及蒸镀方法进行详细介绍:
如图2所示,现有技术在形成OLED器件的功能膜层时,是将待蒸镀的基板1放置在蒸镀基台上,基板1朝向蒸发源4的一侧放置有精细金属掩膜板5,基板1背离蒸发源4的一侧放置有磁板7,磁板7可以防止精细金属掩膜板5下垂而使得沉积图形变形。在蒸镀时,加热蒸发源4,气化的有机材料分子进行扩散,并在基板1上成膜,但是有机材料分子的流动方向是各向同性的,有机材料被蒸镀在基板1上的同时有大量的有机材料被蒸镀到了蒸镀腔3壁上,使得大量有机材料被浪费,导致有机材料的利用率很低。
为了解决上述问题,本实施例提供了一种蒸镀设备和蒸镀方法,可以用来制作OLED显示器件的功能膜层。该蒸镀设备包括蒸镀腔和设置于蒸镀腔中的蒸发源,蒸发源可以为坩埚或蒸发舟,蒸镀腔中还设置有用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台,蒸发源的开口朝向蒸镀基台,如图3和图4所示,蒸镀设备还包括:用于向蒸镀腔内输入惰性气体的惰性气体提供装置(未图示);设置在蒸发源4侧的阴极8,蒸发源4为线性蒸发源,阴极8可以设置在蒸发源4的四个侧边,阴极8采用金属制成,具体可以采用Mo制成;设置在蒸镀基台侧的阳极9,阳极9采用金属制成。
如图4所示,在待蒸镀的基板1进入蒸镀腔后,基板1背离蒸发源4的一侧依次设置有磁板7和阳极9,基板1朝向蒸发源4的一侧设置有精细金属掩膜板5,精细金属掩膜板5通过导线与阳极9连接。
本实施例的蒸镀方法包括以下步骤:
步骤11:将蒸镀腔抽至气压为5.0*10-5以下的高真空状态后,向蒸镀腔内通入惰性气体,具体地,可以通入Ar气;
步骤12:将基板1通过预装载腔体传送至蒸镀腔内,然后通过对位***对基板1所处位置进行对位,使基板1位于蒸镀基台上,准备进行蒸镀;
步骤13:在阳极9与阴极8之间产生高频电场,高频电场使得Ar气电离,产生Ar离子10和电子11。通过调整电场的大小,可以得到不同功率的等离子体,等离子体的功率由电场强度和电流密度决定,具体地,本实施例中等离子体的功率为200W/m2~1000W/m2。Ar离子10在电场作用下向阴极8移动,电子11在电场作用下不断向阳极9移动。当Ar离子10到达阴极8后,和阴极8的电子结合,重新生成Ar气回到蒸镀腔内循环使用;
步骤14:对蒸发源4加热,加热的温度一般为400~500度,蒸发源4中的有机材料通过熔融蒸发和升华两种方式形成有机材料蒸汽。打开蒸发源4的阀门,有机材料开始蒸镀,有机材料蒸汽在上升的过程中,有机材料分子6会吸附电子11,使得有机材料分子6带电,在电场的作用下向阳极9移动,此时的蒸镀为各向异性蒸镀。按照电场的方向,有机材料分子6到达基板1表面,形成有机材料薄膜。
为了防止基板1上电荷累积,本实施例将阳极9与精细金属掩膜板5通过导线相连,因为有机材料会同时沉积在基板1上和精细金属掩膜板5上,因此电荷会由基板1上的有机材料传导到精细金属掩膜板5上,最终传导到阳极9上,避免基板1上有电荷累积产生反向电场。
步骤15:线性蒸发源4往复扫描一次,完成蒸镀。
本实施例的有机材料分子受到电场作用向阳极移动,局限在基板表面沉积形成有机材料薄膜,避免大量的有机材料被蒸镀到蒸镀腔挡板上,提高了有机材料的利用率,降低了单位基板的有机材料消耗成本。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种蒸镀方法,应用于蒸镀设备,其特征在于,所述蒸镀设备,包括蒸镀腔和设置于所述蒸镀腔中的蒸发源,所述蒸镀腔中还设置有用于放置待蒸镀的基板的蒸镀基台,所述蒸发源的开口朝向所述蒸镀基台,所述蒸镀设备还包括:设置在所述蒸发源侧的阴极,设置在所述蒸镀基台侧的阳极,用于向所述蒸镀腔内输入惰性气体的惰性气体提供装置,所述蒸镀基台位于所述阳极与所述蒸发源之间,所述蒸镀方法包括:
将所述蒸镀腔抽至高真空状态,并利用所述惰性气体提供装置向所述蒸镀腔内输入惰性气体;
将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内;
在所述阳极与所述阴极之间产生高频电场,使得所述惰性气体电离产生惰性气体离子和电子;
对所述蒸发源进行加热,蒸发出的待成膜物质能够吸附所述电子向所述阳极移动,在所述基板表面形成薄膜。
2.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述将待蒸镀的基板传送至所述蒸镀腔内之后还包括:
对所述基板进行对位,使所述基板位于所述蒸镀基台上。
3.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述蒸发源为有机材料蒸发源,对所述蒸发源进行加热包括:
将所述蒸发源加热至400~500度。
4.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述阴极的材料采用Mo。
5.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述蒸发源为长方体,所述阴极设置在所述蒸发源的四个侧边。
6.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相背一侧的磁板,所述磁板上设置有所述阳极。
7.根据权利要求1所述的蒸镀方法,其特征在于,所述蒸镀设备还包括用于放置在所述基板与所述蒸发源相对一侧的金属掩膜板。
8.根据权利要求7所述的蒸镀方法,其特征在于,所述金属掩膜板与所述阳极通过导线连接。
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