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CN103938161A - 基板蒸镀装置和蒸镀方法 - Google Patents

基板蒸镀装置和蒸镀方法 Download PDF

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元裕太
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Ordos Yuansheng Optoelectronics Co Ltd
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Abstract

本发明涉及蒸镀技术领域，公开了一种基板蒸镀装置及蒸镀方法，该蒸镀方法包括：对基板进行预蒸镀并测量蒸镀后膜层的厚度分布情况，根据膜层厚度分布情况划分厚度区域；调节蒸发源和基板之间的间距；根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度。本发明特别适用于点蒸发源，蒸发源由静止改为移动，并根据膜层的厚度分布情况设置蒸发源的运动轨迹，使点蒸发源在蒸镀的同时按一定轨迹运动，从而解决了膜厚不均现象。同时，由于基板和蒸发源之间的距离可调，可以通过减小该间距来减少节拍时间和提高材料的利用率。

Description

基板蒸镀装置和蒸镀方法
技术领域
本发明涉及蒸镀技术领域，特别是涉及一种基板蒸镀装置和蒸镀方法。
背景技术
在OLED器件(全称：Organic Light-Emitting Diode，中文名：有机发光二极管)制造过程中，蒸镀是最关键的一个工艺，OLED器件需要在玻璃基板上蒸镀光电薄膜层(金属材料)和有机薄膜。
目前的蒸发源主要分点蒸发源和线蒸发源两种，由于OLED器件阴极蒸镀所需的温度较高，业界一般都会采用点蒸发源来进行蒸镀。如图1所示，在蒸镀的过程中，蒸发源1置于上部开口的壳体2内，玻璃基板3置于蒸发源的上部，蒸发源1固定不动，根据离子发射余弦定律可知，假如玻璃基板也相对不动的话，点蒸发源蒸镀后的基板薄膜中间厚、周围薄，假如玻璃基板在蒸镀的过程中同时移动的话，那么蒸镀后的薄膜的厚度则有可能出现中间薄、周边厚或者厚度分布不规则的情况。
综上，现有采用点蒸发源进行蒸镀的玻璃基板，其膜厚均一性较差，严重影响了显示效果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何解决现有玻璃基板在采用点蒸发源进行蒸镀时，膜厚不均匀的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种基板蒸镀装置，其包括：
蒸发源，用于对基板进行蒸镀；
X轴移动机构，用于实现蒸发源在X轴方向的移动；
Y轴移动机构，用于实现蒸发源在Y轴方向的移动；
Z轴移动机构，用于实现蒸发源在Z轴方向的移动。
进一步地，还包括控制器，所述控制器分别与X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构连接，用于控制所述蒸发源在X、Y、Z轴上移动的位置和速度。
进一步地，所述蒸发源的喷射口的开口大小可调。
进一步地，所述喷射口处设挡板，所述挡板的下端与所述喷射口的边沿可转动连接，所述挡板可绕着所述喷射口的边沿并沿着所述喷射口的半径方向翻转。
进一步地，所述挡板为沿着所述喷射口的边沿弯曲的曲面状。
进一步地，所述挡板为两块，分别设于所述喷射口相对的两侧，两块所述挡板围合成喇叭口；在所述挡板绕着所述喷射口的边沿翻转的过程中，两块所述挡板可相对滑动。
本发明还提供一种基板蒸镀方法，其包括：
对基板进行预蒸镀并测量蒸镀后膜层的厚度分布情况，根据膜层厚度分布情况划分厚度区域；
调节蒸发源和基板之间的间距；
根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度。
进一步地，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上的分布为中间厚、周围薄，则控制蒸发源在X轴和Y轴上的运动轨迹使其做圆周运动。
进一步地，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上的分布为中间薄、周围厚，则控制蒸发源在X轴和Y轴上的运动轨迹使其做直线运动或S状曲线运动。
进一步地，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上呈不规则分布，则控制蒸发源在X轴和Y轴上做圆周运动和直线运动相结合的运动。
进一步地，在蒸发源的移动过程中，同时调节蒸发源的喷射口的开口大小。
进一步地，如通过蒸发源的移动还不能改善基板的膜层厚度分布情况，则通过控制蒸发源在Z轴上运动来调整蒸发源和基板之间的距离
(三)有益效果
本发明提供的一种基板蒸镀装置及蒸镀方法，特别适用于点蒸发源，蒸发源由静止改为移动，并根据膜层的厚度分布情况设置蒸发源的运动轨迹，使点蒸发源在蒸镀的同时按一定轨迹运动，从而解决了膜厚不均现象。同时，由于基板和蒸发源之间的距离可调，可以通过减小该间距来减少节拍时间和提高材料的利用率。
附图说明
图1是现有点蒸镀源的蒸镀原理图；
图2是本发明蒸镀装置的分解图；
图3是本发明蒸发源的结构示意图；
图4是本发明蒸镀方法一的工作原理图；
图5是本发明蒸镀方法二的工作原理图；
图6是本发明蒸镀方法三的工作原理图。
其中，1、蒸发源；2、壳体；3、玻璃基板；10、蒸发源；20、基板；31、X轴滑块；32、X轴导轨；41、Y轴滑块；42、Y轴导轨；51、Z轴滑块；52、Z轴导轨；60、挡板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图2和图4所示，本发明的一种基板蒸镀装置，其包括蒸发源10、X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构。其中，蒸发源10用于对基板20进行蒸镀；X轴移动机构用于实现蒸发源在X轴方向的移动；Y轴移动机构用于实现蒸发源在Y轴方向的移动；Z轴移动机构用于实现蒸发源在Z轴方向的移动。
本发明的基板蒸镀装置还包括控制器，该控制器分别与X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构连接，用于控制所述蒸发源在X、Y、Z轴上移动的位置和速度。
优选地，X轴移动机构包括X轴滑块31、分别设于X轴滑块31上的X轴导轨32和X轴驱动马达，Y轴移动机构包括Y轴滑块41、分别设于Y轴滑块41上的Y轴导轨42和Y轴驱动马达，Z轴移动机构包括Z轴滑块51、分别设于Z轴滑块51上的Z轴导轨52和Z轴驱动马达，蒸发源20可移动地安装在Z轴导轨52上，Z轴滑块51可移动地安装X轴导轨32上，X轴滑块31可移动地安装在Y轴导轨42上。其中：Z轴驱动马达通过Z轴传动机构与蒸发源20连接，以驱动蒸发源在Z轴导轨上沿着Z轴方向移动；X轴驱动马达通过X轴传动机构与Z轴滑块51连接，以驱动Z轴滑块51及安装在其上的蒸发源在X轴导轨32上沿着X轴方向移动；Y轴驱动马达通过Y轴传动机构与X轴滑块31连接，以驱动X轴滑块31及安装在X轴滑块31上的Z轴滑块51和蒸发源20在Y轴导轨42上沿着Y轴方向移动。
需要指出的，X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构还可以为其它结构，以能够实现蒸发源在X、Y、Z轴上的运动为准。
如图3所示，蒸发源10的喷射口11的开口大小可调。优选地，喷射口11的开口调节方式可为：在喷射口11处设挡板60，该挡板60的下端与喷射口11的边沿可转动连接，挡板60可绕着喷射口11的边沿沿着喷射口11的半径方向翻转，当挡板60往喷射口11的内部翻转时，喷射口11的开口变小，当挡板60向喷射口11的外部翻转时，如图3中的箭头方向，喷射口11的开口变大。喷射口11的开口越大，其喷射面积越大。
为了提高蒸镀时喷射的均匀性，以及为了使得喷射蒸汽经挡板的导向后出射的角度与原来未经挡板导向时的角度基板保持一致，挡板为沿着喷射口的边沿弯曲的曲面状。为了方便喷射口的开口大小尺寸的调节，挡板60为两块，分别设于喷射口11相对的两侧，两块挡板60围合成喇叭口，如图3所示；在挡板60绕着喷射口11的边沿翻转的过程中，该两块挡板60可相对滑动，在调节好该两块挡板60的位置后，可采用插接件或卡扣件将这两块挡板进行固定，该插接件和卡扣件设于挡板上，具有多个调节点，适用于不同喷射口的开口大小的挡板固定。
本发明还提供一种上述技术方案的基板蒸镀装置的蒸镀方法，其包括：
S1、对基板进行预蒸镀并测量蒸镀厚度后膜层的厚度分布情况，根据膜层厚度分布情况划分厚度区域，并进行标识；对于点蒸发源而言，其产生的膜层厚度分布情况一般为以下三种情况：中间厚、周围薄；中间薄、周围厚；不规则分布。
S2、调节蒸发源和基板之间的间距，对于蒸发源的喷射口的开口大小可调的情况下，可同时调节蒸发源的喷射口的开口大小；具体地，通过控制蒸发源沿Z轴导轨在Z轴方向上进行移动，来调节合适的蒸发源和基板的间距，该间距通过实验得出，得出膜厚均一性最好的间距一般为400-800mm；并可通过蒸发源的喷射口11处的挡板60来调节其开口大小，其开口可为5-30mm。
S3、根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源的移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度。
具体地：根据步骤S1所测得的膜层厚度分布情况，来选择蒸发源移动轨迹，并在控制器中预先设置蒸发源的运动轨迹，通过控制蒸发源的移动轨迹来调节基板的膜层厚度，以下为最常用到的几种情况。
当膜层在基板20上的分布为中间厚、周围薄时，则通过控制器来控制蒸发源10在X轴和Y轴上做圆周运动，Z轴方向固定不动，即设置合适的X、Y坐标以调节蒸发源10在X轴和Y轴上的运动轨迹，使得蒸发源10在膜层较薄的周围做圆周运动(如图4中的箭头方向)，以补偿厚度不足的区域，从而使得基板20的膜厚均匀，如图4所示。
如膜层在基板20上的分布为中间薄、周围厚，则通过控制器控制蒸发源10在X轴和Y轴的运动轨迹使其做直线运动，Z轴方向固定不动，使得蒸发源10在膜层较薄的中间区域做直线运动(如图5中的箭头方向)或S状曲线运动，以补偿厚度不足的区域，从而使得基板20的膜厚均匀，如图5所示。
如膜层在基板20上呈不规则分布，则通过控制器来控制蒸发源10在X轴和Y轴做圆周运动和直线运动相结合的运动，可根据需要选择做圆周运动或是直线运动或S状曲线运动(如图6中的箭头方向)，其过程Z轴方向依然保持固定不动，如图6所示。
在上述的蒸发源的移动过程中，可同时调节蒸发源的喷射源的开口大小，结合蒸发源的开口调节和移动轨迹的调节，可进一步实现蒸镀膜厚的均匀性。
如通过蒸发源的移动还不能改善基板的膜层厚度分布情况，则通过控制器来控制蒸发源在Z轴导轨上滑动以调整蒸发源和基板之间的距离。且调节基板和蒸发源之间的距离，可以减少蒸镀的节拍时间和提高材料的利用率。
本发明的基板蒸镀装置及蒸镀方法，特别适用于点蒸发源，蒸发源由静止改为移动，并根据膜层的厚度分布情况设置蒸发源的运动轨迹，使点蒸发源在蒸镀的同时按一定轨迹运动，从而解决了由离子发射余弦定律所造成的膜厚不均现象。同时，基板和蒸发源之间的距离可调节，相对灵活，可以通过减小该间距来减少蒸镀的节拍时间和提高材料的利用率。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基板蒸镀装置，其特征在于，其包括：
蒸发源，用于对基板进行蒸镀；
X轴移动机构，用于实现蒸发源在X轴方向的移动；
Y轴移动机构，用于实现蒸发源在Y轴方向的移动；
Z轴移动机构，用于实现蒸发源在Z轴方向的移动。
2.如权利要求1所述的基板蒸镀装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构连接，用于控制所述蒸发源在X、Y、Z轴上移动的位置和速度。
3.如权利要求1所述的基板蒸镀装置，其特征在于，所述蒸发源的喷射口的开口大小可调。
4.如权利要求3所述的基板蒸镀装置，其特征在于，所述喷射口处设挡板，所述挡板的下端与所述喷射口的边沿可转动连接，所述挡板可绕着所述喷射口的边沿并沿着所述喷射口的半径方向翻转。
5.如权利要求4所述的基板蒸镀装置，其特征在于，所述挡板为沿着所述喷射口的边沿弯曲的曲面状。
6.如权利要求4或5所述的基板蒸镀装置，其特征在于，所述挡板为两块，分别设于所述喷射口相对的两侧，两块所述挡板围合成喇叭口；在所述挡板绕着所述喷射口的边沿翻转的过程中，两块所述挡板可相对滑动。
7.一种基板蒸镀方法，其特征在于，包括：
对基板进行预蒸镀并测量蒸镀后膜层的厚度分布情况，根据膜层厚度分布情况划分厚度区域；
调节蒸发源和基板之间的间距；
根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度。
8.如权利要求7所述的基板蒸镀方法，其特征在于，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上的分布为中间厚、周围薄，则控制蒸发源在X轴和Y轴上的运动轨迹使其做圆周运动。
9.如权利要求7所述的基板蒸镀方法，其特征在于，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上的分布为中间薄、周围厚，则控制蒸发源在X轴和Y轴上的运动轨迹使其做直线运动或S状曲线运动。
10.如权利要求7所述的基板蒸镀方法，其特征在于，根据所测得的膜层厚度分布情况来选择蒸发源移动轨迹，通过蒸发源的移动来调节基板的膜层厚度：如膜层在基板上呈不规则分布，则控制蒸发源在X轴和Y轴上做圆周运动和直线运动相结合的运动。
11.如权利要求7-10任一项所述的基板蒸镀方法，其特征在于，在蒸发源的移动过程中，同时调节蒸发源的喷射口的开口大小。
12.如权利要求7-10任一项所述的基板蒸镀方法，其特征在于，如通过蒸发源的移动还不能改善基板的膜层厚度分布情况，则通过控制蒸发源在Z轴上运动来调整蒸发源和基板之间的距离。
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