一种高精度OLED器件的制备装置及制备方法与流程

本发明属于OLED领域，具体涉及一种高精度OLED器件的制备装置及制备方法。

背景技术：

有机电致发光器件(Organic light-emitting device，OLED)被公认为下一代显示领域的先锋，OLED器件具有主动发光，面板发光，视角广，响应时间短，发光效率高，色域宽，工作电压低，器件厚度薄，可制成弯曲面板，制作工艺相对简单，成本低等特性。

OLED作为一种面光源，由于OLED发光接近自然光、绿色环保、可用蒸镀、旋涂、离子束溅射等简单工艺制备并能够沉积在柔性衬底上，被认为在固态照明方面将有重大的价值。

白光由红到紫的连续光谱组成，在显示器件中我们采用红绿蓝也就是RGB三种颜色的视觉等亮度混合来调和出白色光。显示屏由许许多多的像素构成，为了让每一个单独的像素可以显示出各种颜色，就需要把它分解为红绿蓝三个比像素更低一级的子像素。也就是说，三个子像素构成一个整体，即彩色像素。当需要显示不同颜色的时候，三个子像素分别以不同的亮度发光，由于子像素的尺寸非常小，在视觉上就会混合成所需要的颜色。单位面积内子像素的个数越多，OLED显示器件的精度就会越高。

现有的蒸镀方法如点蒸发源、小平面蒸发源、环状蒸发源等蒸发源蒸镀小分子材料时，由于蒸发源到基板平面各个位置的距离有差别，随着蒸镀时间的延长，基板上的不同位置，得到厚度不均匀的膜层。OLED显示器根据使用材料的不同．生产制造方法也大不相同。若使用低分子材料，则主要通过真空蒸镀方法形成有机显示薄膜．为了不使影像产生失焦问题．目前采用荫罩技术或掩膜板技术。该技术中基板几乎是紧靠着掩膜板，对掩膜板的材料及制作要求很高，难以制备高精度的OLED器件，而蒸发源和基板较远的距离造成了材料的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高精度OLED器件的制备装置及制备方法，该装置增加了基板与掩膜板的距离，减小掩膜板对蒸镀的影响；减小蒸发源与基板的距离，使得蒸发材料更少地扩散在蒸发环境里，节约了蒸发材料；另外，还减小蒸发源间距，减小掩膜板孔隙间距，可以实现点对点的蒸发，增加单位面积内子像素的个数，实现了高精度OLED器件的制备。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高精度OLED器件的制备装置，包括蒸发源阵列、基板、传动装置，蒸发源阵列由若干个蒸发源排列而成，蒸发源中的材料受热形成分子流垂直向上蒸发至基板，通过传动装置带动基板或蒸发源阵列的移动，完成基板的蒸镀，进而形成OLED器件。

在本发明一实施例中，所述蒸发源阵列中每个蒸发源中只装一种子像素蒸发材料，三个蒸发源为一个基础单位，且三个蒸发源分别放置红绿蓝三种颜色的子像素蒸发材料，一个基础单位中放置红绿蓝三种颜色发子像素材料的蒸发源位置是可调的。

在本发明一实施例中，所述蒸发源阵列中的各蒸发源相互之间单独进行控制。

在本发明一实施例中，所述蒸发源的蒸发头直径为1μm ~200μm，蒸发头间距为5μm ~400μm。

在本发明一实施例中，所述蒸发源内放置的子像素蒸发材料垂直向上蒸发；所述掩膜板置于基板前方，掩膜版与基板的距离为0~500μm，蒸发头到基板的距离为10μm~10cm。

在本发明一实施例中，所述蒸发源阵列中每个蒸发源均只放置一种蒸发材料；所述蒸发材料包括阴极材料、阳极材料、电子注入层材料、电子传输层材料、空穴注入层材料、空穴传输层材料、发光层材料。

在本发明一实施例中，所述蒸发源的蒸发头直径为1μm ~200μm，蒸发头间距为5μm ~400μm。

在本发明一实施例中，所述蒸发源内放置的蒸发材料垂直向上蒸发；所述掩膜板置于基板前方，掩膜版与基板的距离为0~500μm，蒸发头到基板的距离为10μm~10cm。

本发明还提供一种基于上述装置的高精度OLED器件制备方法，包括如下步骤，

S1、处理基板：将基板清洗后，烘干或吹干；

S2、蒸镀各功能层：将步骤S1处理后的基板置于真空腔内，通过加热使得蒸发源中的材料受热形成分子流垂直向上蒸发，并通过传动装置带动基板或蒸发源阵列的移动，依次完成各功能层的蒸镀，从而形成OLED器件。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（1）减小蒸发头间距，减小掩膜板孔隙间距，可以实现点对点的蒸发，增加了单位面积内子像素的个数，可以制备高精度OLED器件。

（2）减小蒸发源与基板的距离，垂直蒸发，使得蒸发材料更少地扩散在蒸发环境里，节约了蒸发材料；

（3）增加基板与掩膜板的距离，降低掩膜板对蒸镀的影响，并且可对掩膜板进行加热处理；

（4）可以实现精确控制成膜厚度、结构与成分。

附图说明

图1为本发明装置示意图。

图2为本发明装置蒸发效果图。

图3为本发明基板bank的3D观测图。

图中：101为基板；102为掩膜板上的空隙；103为掩膜板；104为蒸发头；105为蒸发源；201为红色子像素点；202为绿色子像素点；203为蓝色子像素点。

具体实施方式

下面结合附图1-3，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明的一种高精度OLED器件的制备装置：包括蒸发源阵列、基板、传动装置，蒸发源阵列由若干个蒸发源排列而成，蒸发源中的材料受热形成分子流垂直向上蒸发至基板，通过传动装置带动基板或蒸发源阵列的移动，完成基板的蒸镀，进而形成OLED器件。

所述蒸发源阵列中每个蒸发源中只装一种子像素蒸发材料，三个蒸发源为一个基础单位，且三个蒸发源分别放置红绿蓝三种颜色的子像素蒸发材料，一个基础单位中放置红绿蓝三种颜色发子像素材料的蒸发源位置是可调的。所述蒸发源阵列中的各蒸发源相互之间单独进行控制。

所述蒸发源的蒸发头直径为1μm ~200μm，蒸发头间距为5μm ~400μm。所述蒸发源内放置的子像素材料垂直向上蒸发；所述掩膜板置于基片前方，掩膜版与基板的距离为0~500μm，蒸发头到基板的距离为10μm~10cm。

所述蒸发源阵列中每个蒸发源均只放置一种子像素蒸发材料；所述蒸发材料包括阴极材料、阳极材料、电子注入层材料、电子传输层材料、空穴注入层材料、空穴传输层材料、发光层材料。

本发明还提供了一种基于上述装置的高精度OLED器件制备方法，包括如下步骤，

S1、处理基板：将基板清洗后，烘干或吹干；

S2、蒸镀各功能层：将步骤S1处理后的基板置于真空腔内，通过加热使得蒸发源中的材料受热形成分子流垂直向上蒸发，并通过传动装置带动基板或蒸发源阵列的移动，依次完成各功能层的蒸镀，从而形成OLED器件。

以下为本发明的具体实现过程。

本发明提供一种高精度OLED器件的制备装置，如图1-2所示：101为基板，102为掩膜板上的空隙，103为掩膜板，104为蒸发头，105为蒸发源；201为红色子像素点，202为绿色子像素点，203为蓝色子像素点。

当采用的蒸镀装置只有三个蒸发源时，在三个蒸发源中分别放入所要蒸发的子像素蒸发材料，基板可以具有“槽”（bank）结构，蒸发源中的材料透过掩膜板上的空隙垂直地蒸镀到相对应的bank里，再采用移动基板或蒸发源的方式镀好整个基板。当采用的外延装置具有多个蒸发源时，在每个蒸发源中分别放入对应的子像素蒸发材料，甚至可以是蒸镀OLED器件不同功能层的蒸发材料。

装置的关键是每个蒸发源的蒸发材料和蒸发速率都必须进行独立的控制和指示，或者对每排或每列的蒸发源可进行独立的控制和指示，或者对蒸发源有选择地进行独立的控制和指示。

实施例1

本实施例中有机电致发光器件（OLED）发光层的蒸镀例如：

（1）处理基板：

依次用纯水、丙酮、乙醇、纯水对ITO玻璃进行超声清洗各10-15分钟，再将洗好的ITO玻璃放于烘箱中烘干，或用氮气吹干。再对清洁干燥的基板进行等离子处理或UV处理。

（2）蒸镀发光层：

把上述带有阳极的ITO玻璃基片置于真空腔内，基板面向蒸发源的表面直接覆有掩膜版，基板面积为5cm*5cm；掩膜版的阵列为96*64，按照掩膜版阵列图形选择蒸发头的组合个数为一排64个，蒸发头直径为100μm，蒸发头的间距依掩膜版中64子像素的间距而定；在蒸发头内按顺序依次放上红、绿、蓝这三种发光子像素材料，蒸发头至基板的距离为5cm。对蒸发源进行加热至发光材料的蒸发温度后，使得子像素材料受热蒸发穿过掩膜版上的图形空隙，垂直地镀到基板表面上。蒸发头组合在基台平面内的水平方向上匀速移动，移动速度为1cm/min，5min即可完成发光层的蒸镀。

以上蒸发条件在2-3*10^-3Pa的真空环境下进行。

实施例2

本实施例中有机电致发光器件（OLED）所采用的结构可以为：

基片/阳极/空穴注入层（HIL）/空穴传输层（HTL）/有机发光层（EML）/电子传输层（ETL）/电子注入层（ETL）/阴极。

具体的本实施例中结构有机电致发光器件所采用的结构如：

ITO/HAT(CN)6/NPB/DPVBi/Bphen/LiF/Al

本实施例的有机电致发光器件的制备方法如下：

（1）处理基板：

依次用纯水、丙酮、乙醇、纯水对ITO玻璃进行超声清洗，再将洗好的ITO玻璃放于烘箱中烘干，或用氮气吹干；可以对基板进行等离子处理或UV处理。

（2）蒸镀各功能层：

把上述带有阳极的ITO玻璃基片置于真空腔内，依次蒸镀空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL），有机发光层（EML），电子传输层（ETL），电子注入层（ETL），阴极。

把上述带有“槽”bank的ITO玻璃基片置于真空腔内，基板上bank的个数为96*64，其尺寸为水平像素间距343μm，垂直像素间距 350μm，蒸发头的组合个数为一排64个，蒸发头直径为50μm，蒸发头的间距为300μm；蒸发头至基板的距离为500μm。在蒸发头内按顺序依次放上红、绿、蓝这三种发光子像素材料，对蒸发源进行加热至发光材料的蒸发温度后，使得子像素材料受热蒸发，垂直地镀到基板上。在没有放置掩膜版的情况下，蒸发头在蒸发一行64个子像素后，停止蒸发，蒸发头组合在基台平面内，先沿着竖直方向向下移动，然后沿着水平方向平移到下一子像素位置的下方，再沿着竖直方向向上移动，再次加热蒸发一行64个子像素后，停止蒸发，如此重复96次，直至蒸发完96*64个子像素。具体移动速度及对位方式可由系统软件设计完成。

以上蒸发条件在2-3*10^-3Pa的真空环境下进行。

实施例3

本实施例中有机电致发光器件（OLED）所采用的结构可以为：

基片/阳极/空穴注入层（HIL）/有机发光层（EML）/电子注入层（ETL）/阴极。

具体的本实施例中结构有机电致发光器件所采用的结构如：

ITO/NPB/PFO/ZnO/Al

本实施例的有机电致发光器件的制备方法如下：

（1）处理基板：

依次用纯水、丙酮、乙醇、纯水对ITO玻璃进行超声清洗，再将洗好的ITO玻璃放于烘箱中烘干，或用氮气吹干；可以对基板进行等离子处理或UV处理。

（2）蒸镀各功能层

把上述带有阳极的ITO玻璃基片置于真空腔内，依次蒸镀空穴注入层（HIL）、有机发光层（EML），电子注入层（ETL），阴极。

把上述带有“槽”bank的ITO玻璃基片置于真空腔内，基板上bank的个数为96*64，其尺寸为水平像素间距343μm，垂直像素间距 351μm，蒸发头的组合个数为一排64个，蒸发头直径为50μm，蒸发头的间距为300μm；蒸发头至基板的距离为500μm。在蒸发头内按顺序依次放上红、绿、蓝这三种发光子像素材料，对蒸发源进行加热至发光材料的蒸发温度后，使得子像素材料受热蒸发，垂直地镀到基板上。在没有放置掩膜版的情况下，蒸发头在蒸发一行64个子像素后，停止蒸发，蒸发头组合在基台平面内，先沿着竖直方向向下移动，然后沿着水平方向平移到下一子像素位置的下方，再沿着竖直方向向上移动，再次加热蒸发一行64个子像素后，停止蒸发，如此重复96次，直至蒸发完96*64个子像素。具体移动速度及对位方式可由系统软件设计完成。

以上蒸发条件在2-3*10^-3Pa的真空环境下进行。

在本发明实施例中，所述阴极的材料包括Mg、Ag、Al、Ca等低功函数金属，或氧化铟锡（ITO）、金等作为透明电极。

在本发明实施例中，所述阳极的材料包括石墨烯及ITO、IZO、ZnO、Al:ZnO等导电性良好的金属氧化物。常见的金属如 Au、Ag、Al、Ni、Pt 等材料均可用于顶发射器件的阳极。

在本发明实施例中，所述电子注入层的材料采用包括锂等碱性金属、氧化锂、锂化合物、掺杂碱性金属有机物；也包括LiF、Cs2CO3、K2SiO3等的碱金属氧化物，硅酸盐，碳酸盐，氟化物等高功函数金属。

在本发明实施例中，所述电子传输层的材料包括TRZ、TAZ、BCP等电子迁移率较高的材料；也包括锂化合物、Oxadiazole类、三氮唑Triazole类等化合物材料。

在本发明实施例中，所述空穴注入层的材料包括CuPc、2-TNATA、polyaniline、PEDOT：PSS等。

在本发明实施例中，所述空穴传输层的材料包括NPB、TPD等空穴迁移率较高的材料；也包括三芳香胺（triarylamine）类有机材料。

在本发明实施例中，所述发光层的材料包括铝化合物、铟错化合物、稀土类化合物、各种荧光色素，包括共轭系：（Poly-Phenylene-Vinylene 类、Poly-Fluorene 类、Poly-Thiophene类）、含色素高分子系、主链型高分子、侧链型高分子等材料。如Alq3、PFO、Ir(ppy)3等材料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。