一种可监测速率的蒸镀装置及速率监测方法与流程

本发明涉及蒸镀技术领域，尤其涉及一种可监测速率的蒸镀装置及速率监测方法。

背景技术：

有机发光二极管oled，是一种新型显示器件，具有广视角、宽色域、高对比度、色彩鲜艳、还原度高等优点，其应用愈发广泛。目前oled器件的生产制造工艺主要还是以有机物/无机物热蒸镀为主。制作oled各功能层的主要工艺手段是将盛放在各蒸镀源内的蒸镀材料，蒸镀到基板上。因为oled不同功能层的材料不同，所以需要使用不同的蒸发源来蒸镀不同的蒸镀材料，包括：注入层材料、传输层材料、发光材料、电极材料等。

在实际使用过程中，用于蒸镀oled各层材料的蒸发源布置在蒸镀工艺腔室内，且根据不同的生产和制备要求，蒸镀工艺腔室内往往会分布多个可用于蒸镀各层材料的蒸发源。各蒸发源上部安装了蒸发源遮挡板，蒸发源遮挡板开启时，蒸发源材料蒸镀到基板上，蒸发源遮挡板关闭时，蒸发源内材料结束蒸镀状态。

一般地，在蒸镀过程中，位于蒸发源上部会安装用于监控材料蒸镀速率信息的石英晶体微天平qcm，qcm在蒸发源遮挡板关闭时，无法监控材料的蒸镀速率。所以在同一蒸镀工艺腔室内蒸镀不同材料时，因为需要保证蒸镀材料的纯净性，一般都是等待一种材料蒸发源蒸镀结束，完成降温到待用状态后，再进行第二种材料蒸发源的升温和蒸镀。在进行这样的蒸镀过程时，在有限时间内无法提高器件的制备效率。

技术实现要素：

本发明提供一种可监测速率的蒸镀装置及速率监测方法，解决了在同一蒸镀工艺腔室内蒸镀不同材料时，因为需要保证蒸镀材料的纯净性，一般都是等待一种材料蒸发源蒸镀结束，完成降温到待用状态后，再进行第二个材料蒸发源的升温和蒸镀，在进行这样的蒸镀过程时，在有限的时间内无法提高器件的制备效率的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种可监测速率的蒸镀装置及速率监测方法，具体包括：

依照本发明第一方面，提供一种可监测速率的蒸镀装置，所述装置包括蒸发源模块、蒸发源遮挡板模块和测速模块，包括：

所述蒸发源模块包括坩埚和加热子模块，所述加热子模块用于加热所述坩埚内的待蒸镀材料至蒸镀状态；

所述蒸发源遮挡板模块包括遮挡板，所述遮挡板一端带传输通道a且可绕所述另一端旋转，用于在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚连通，在需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚错开；

所述测速模块包括测速子模块及与测速子模块连接的传输通道b，在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述传输通道b与所述传输通道a相对形成用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块的通道，所述测速子模块用于根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速。

依照本发明第二方面，一种蒸镀工艺腔室，包括：

至少两个可监测速率的蒸镀装置；

在其中一个可监测速率的蒸镀装置利用蒸镀材料进行蒸镀时，将该可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚错开，将此时不需要进行蒸镀的可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚连通。

依照本发明第三方面，提供一种蒸镀速率监测方法，包括：

加热子模块加热腔室内的待蒸镀材料至蒸镀状态；

在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚连通，传输通道b与所述传输通道a相对形成用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块的通道，在需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚错开；

测速子模块根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速。

在一个可监测速率的蒸镀装置利用蒸镀材料进行蒸镀时，将该可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚错开，将此时不需要进行蒸镀的可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚连通。

本发明提供的一种可监测速率的蒸镀装置及速率监测方法与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明提供的蒸镀速率监控装置，无论材料是否需要蒸镀到基板上，都可使材料蒸镀速率保持恒定，并且可被测速模块监测到蒸镀材料的蒸镀速率，当需要将蒸镀材料蒸镀到基板上时，只需要将遮挡板旋转到传输通道a与坩埚错开，此时材料即可蒸镀到基板上，当不需要将材料蒸镀到基板上时，可将遮挡板旋转到传输通道a与坩埚连通，此时材料无法蒸镀到基板上，蒸镀材料可通过传输通道到达测速模块，通过本发明提供的装置，使得待蒸镀材料在未开始蒸镀到基板上时，也能保持速率稳定状态，大大提高了基板蒸镀效率。

附图说明

图1为实施例一提供的一种可监测速率的蒸镀装置示意图；

图2为实施例二提供的一种蒸镀工艺腔室示意图；

图3为实施例一提供的一种蒸发源模块示意图；

图4为实施例一提供的一种蒸发源遮挡板模块示意图；

图5为实施例一提供的一种测速模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图对本发明实施例做进一步详细描述。

实施例一

本发明提供一种可监测速率的蒸镀装置，如图1所示，所述装置包括蒸发源模块110、蒸发源遮挡板模块120和测速模块130，具体包括：

所述蒸发源模块110，如图3所示，包括坩埚111和加热子模块112，坩埚111内放置一种待蒸镀材料，所述加热子模块112用于加热所述坩埚111内的待蒸镀材料至蒸镀状态；

在实施中，加热子模块112可选择抗氧化性能比较强的加热丝，例如钽金属电热丝，此处不对选择的加热子模块做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况选择合适的加热子模块。

加热子模块112采用加热丝时，可以设置在坩埚111的外侧，如图3所示，加热丝与坩埚111的侧边平行，实现对坩埚111的腔室内的待蒸镀材料的加热。

在实施中，可以选择坩埚作为盛放待蒸镀材料的坩埚111，坩埚用于盛有待蒸镀材料。

在实施中，将待蒸镀材料蒸镀到基板上，需要将蒸镀材料加热至蒸镀状态，使蒸镀材料能以一个预定的恒定的速率蒸镀到基板上。所述蒸镀状态为蒸镀材料能以一个预定的恒定的速率蒸镀到基板上时的状态。

所述蒸发源模块110，如图3所示，还包括：

隔离板113，用于隔离所述坩埚111和加热子模块112；

所述隔离板113包裹在所述坩埚外侧，隔离板113的形状可以根据坩埚111的形状做出适应性改变，例如坩埚111采用圆柱体方式时，坩埚111包括侧周边和底边，则隔离板113包裹坩埚111的底边和侧周边，位于所述坩埚和所述加热子模块112之间；当然，坩埚111还可以是其它的如正方体或梯形体等形式。

所述隔离板材质可以但不限于为热膨胀系数小于预设系数、导热性能达到预设条件的金属或陶瓷。

在实施中，在蒸发源模块使用过久后，会存在因为蒸镀材料泄露，导致蒸发源加热丝短路的现象，影响蒸发源模块的使用。因此，在加热丝与坩埚之间，在坩埚的外侧包裹一层隔离板用于隔离泄露的蒸镀材料与加热丝，使泄露的蒸镀材料泄露到隔离板上而非加热丝上。在实施中，随着蒸镀时间的延长，泄露到隔离板上的蒸镀材料会累积增加，因此，在装置维护时，需定期取出隔离板清洗并更换上备用隔离板。

在实施中，选择热膨胀系数尽量小，导热性能尽量高的金属或陶瓷作为隔离板，此处不对选择的隔离板材质做限定，本领域相关技术人员可根据实际需求选择隔离板的材质。

所述蒸发源遮挡板模块120，如图4所示，包括遮挡板121，所述遮挡板121一端带传输通道a且可绕所述遮挡板121另一端旋转，用于在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板121一端旋转至传输通道a与所述坩埚111连通，在需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板121一端旋转至传输通道a与所述坩埚111错开，这里的连通具体是指遮挡板121的传输通道临近坩埚111的开口与坩埚111的开口密闭合在一起，从而形成从腔室到传输通道的连通通道，这里的错开是指遮挡板121的传输通道临近坩埚111的开口与坩埚111的开口完成错开，无任何交集，从而不影响蒸镀时待蒸镀材料到基板的蒸镀；

在实施中，蒸发源遮挡板模块120位于蒸发源模块110的上方，所述蒸发源遮挡板模块120包括遮挡板121和连接在遮挡板121一端的传输通道a。

在实施中，遮挡板121带传输通道a的一端可以围绕所述遮挡板121的另一端旋转，不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板121一端旋转至传输通道a与所述坩埚111连通，在需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板121一端旋转至传输通道a与所述坩埚111错开。

遮挡板121平行于所述坩埚111的开口，所述传输通道a位于所述坩埚111上方且与所述坩埚111开口成预设角度。

在实施中，需要合理设置传输通道a的长度和所述传输通道a与遮挡板121之间的角度，以保证在不需要利用蒸镀材料蒸镀到基板时，保证蒸镀材料只通过传输通道a传输到测速模块而不传输到基板上，此处不对传输通道a的长度和传输通道a与遮挡板121之间的角度做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况进行合理设置。

所述蒸发源遮挡板模块120，如图4所示，还包括：

垂直于所述遮挡板121的支撑架123，所述遮挡板121另一端与所述支撑架123的一端固定，在支撑架123旋转时带动所述遮挡板121旋转；或者

所述遮挡板121另一端与所述支撑架123的一端活动连接以围绕所述支撑架123旋转。

在实施中，为保证蒸发源遮挡板121位于蒸发源模块的上方，并保证蒸发源遮挡板121可以根据情况进行旋转，需要一个垂直于所述遮挡板121的可以带动所述蒸发源遮挡板121旋转的支撑架123；

在实施中，所述遮挡板121另一端可以与所述支撑架123的一端固定，使在转动支撑架123时带动所述蒸发源遮挡板121转动；所述遮挡板121另一端也可以与所述支撑架123的一端活动连接如套接在支撑架123上，使可以直接旋转遮挡板121，以围绕所述支撑架123旋转。此处不对遮挡板121与支撑架123的连接方式做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况选择合适的连接方式。

所述测速模块130，如图5所示，包括测速子模块131及与测速子模块131连接的传输通道b，在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述传输通道b与所述传输通道a相对形成用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块131的通道，所述测速子模块131用于根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速，本实施例中的传输通道a与传输通道b相对，具体是指传输通道a临近传输通道b的开口与传输通道b临近传输通道a的开口相对，可以是密合在一起，也可是间隔设定距离开口相对，经平移两个开口可以密合在一起。

在实施中，在遮挡板121旋转至传输通道a与坩埚111错开时，实现对基板的蒸镀，由于测速模块130位于蒸镀工艺腔室内，待蒸镀材料分布在整个蒸镀工艺腔室内，因此可以实现利用测速子模块131进行蒸镀速率测速，在遮挡板121旋转至传输通道a与坩埚111连通时，传输通道a同时与传输通道b连通，因此蒸镀材料沿传输通道a传输至传输通道b从而进入测速子模块131进行测速。可见，无论是否需要利用蒸镀材料进行蒸镀，蒸镀材料均可通过与测速子模块131连接的传输通道b传输到测速子模块131，测速子模块131可根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速，以使蒸镀速率保持在预定的恒定的目标速率，且在结束将蒸镀材料蒸镀到基板上时，不需要对蒸镀材料进行冷却降温，当再次需要将该蒸镀材料蒸镀到基板上时，也不需要重新对蒸镀材料加热到蒸镀状态，提高了蒸镀效率。

在实施中，蒸镀材料需要以预定的恒定目标速率蒸镀到基板上，此处不对目标速率做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况设置合适的目标速率。在实施中，为保证蒸镀材料以预定的恒定目标速率蒸镀到基板上需要一个测速子模块131监测蒸镀速率，在具体实施时，选择石英晶体微天平做为测速子模块131，石英晶体微天平是一种非常灵敏的质量检测仪器，比灵敏度在微克级的电子微天平高100倍，理论上可以测到的质量变化相当于单分子层或原子层的几分之一，石英晶体微天平利用了石英晶体的压电效应，将石英晶体电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化，进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的数据，此处不对选择的测速子模块131做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况选择合适的测速子模块。

在实施中，为提高蒸镀效率，在不需要将蒸镀材料蒸镀到基板上时，仍需保证蒸镀材料以预定的恒定的目标速率进行蒸镀，因此，在不需要将蒸镀材料蒸镀到基板上时，仍需要测速子模块131监测蒸镀速率；

在实施中，通过测速模块130的传输通道b与蒸发源模块110的传输通道a形成通道，因此需要将传输通道b设置合适的长度和合适的与蒸发源模块110之间的角度，以使在不需要将蒸镀材料蒸镀到基板上时，将蒸镀材料传输到测速子模块131以使测速子模块131根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速，此处不对传输通道b的长度和与蒸发源模块110之间的角度做限定，本领域相关技术人员可根据实际情况进行设置。所述测速模块130，如图5所示，还包括：

遮挡模块133，用于防止通过传输通道b传输到所述测速子模块131的蒸镀材料蒸发到所述测速子模块131外；所述遮挡模块包括侧周边、与侧周边连接在一起底边和与侧周边及传输通道b的靠近测速子模块一端密闭连接的顶边，所述遮挡模块133包裹在测速子模块131的外侧。

在实施中，为保证基板上蒸镀材料的纯度，在对不需要蒸镀到基板上的蒸镀材料的蒸镀速率测速时，需要防止蒸镀材料蒸镀到除测速模块外的位置，因此，采用包括侧周边、与侧周边连接在一起底边和与侧周边及传输通道b的靠近测速子模块一端密闭连接的顶边的遮挡模块133包裹在测速子模块131的外侧，使蒸镀材料通过传输通道b只传输到遮挡模块133以内的部分。

实施例二

本实施例提供一种蒸镀工艺腔室，所述蒸镀工艺腔室，如图2所示，包括：

可监测速率的蒸镀装置210，可监测速率的蒸镀装置220，可监测速率的蒸镀装置230，可监测速率的蒸镀装置240；

在其中一个可监测速率的蒸镀装置210利用蒸镀材料进行蒸镀时，将该可监测速率的蒸镀装置的遮挡板121一端旋转至传输通道a与坩埚111错开，将此时不需要进行蒸镀的可监测速率的蒸镀装置220、可监测速率的蒸镀装置230及可监测速率的蒸镀装置240的遮挡板121一端旋转至传输通道a与坩埚111连通。

在实施中，用于蒸镀oled各层材料的蒸发源布置在一个蒸镀工艺腔室内，且根据不同的生产和制备要求，蒸镀工艺腔室内往往会分布多个可用于蒸镀各层材料的蒸发源模块110，每一个蒸发源模块110上部都安装了一个蒸发源遮挡板模块120和测速模块130。

在实施中，当其中一个蒸发源模块110需要进行蒸镀时，将该蒸发源模块110上方对应的蒸发源遮挡板模块120的遮挡板121一端旋转至与该遮挡板121连通的传输通道a与该蒸发源模块110坩埚111错开，此时，蒸镀材料可蒸镀到基板，并通过与该蒸发源上方对应的测速模块130的与测速子模块131连接的传输通道b传输到该测速模块130的测速子模块131，该测速子模块131根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速；同时，该蒸镀工艺腔室内的暂时不需要蒸镀的蒸镀装置220、蒸镀装置230、及蒸镀装置240，将其蒸发源遮挡模块120的遮挡板121一端旋转至其传输通道a与其蒸发源模块110的坩埚111连通，此时，蒸镀材料通过其传输通道b与其传输通道a相对形成的用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块131的通道传输到所述暂时不需要蒸镀的蒸镀装置的测速子模块131，用于所述暂时不需要蒸镀的蒸镀装置的测速子模块131根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速；当可监测速率的蒸镀装置210的蒸发源模块110蒸镀结束时，将该蒸发源模块110上方对应的蒸发源遮挡板模块120的遮挡板121一端旋转至与该遮挡板121连通的传输通道a与该蒸发源模块110的坩埚111连通，此时，所述该蒸发源模块110的蒸镀速率保持在目标值恒定，不进行降温结束蒸镀处理；继续将下一个需要蒸镀的蒸镀材料所在的蒸镀装置220对应的遮挡板121一端旋转至其传输通道a与其蒸发源模块110的坩埚111错开，此时，所述下一个需要蒸镀的蒸镀材料的蒸镀速率保持在目标值恒定，只需要旋转使与遮挡板121连通的传输通道a与所述下一个需要蒸镀的蒸镀材料所在的蒸发源模块110的坩埚111错开，即可直接将蒸镀材料蒸镀到基板上。

实施例三

本实施例提供一种蒸镀速率监测方法，该方法包括：

加热子模块加热腔室内的待蒸镀材料至蒸镀状态；

在不需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚连通，传输通道b与所述传输通道a相对形成用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块的通道，在需要利用蒸镀材料进行蒸镀时，所述遮挡板一端旋转至传输通道a与所述坩埚错开；

测速子模块根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速。

在一个可监测速率的蒸镀装置利用蒸镀材料进行蒸镀时，将该可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚错开，将其他可监测速率的蒸镀装置的遮挡板一端旋转至传输通道a与坩埚连通。

在实施中，同一蒸镀工艺腔室内的所有蒸发源模块的加热子模块加热蒸发源模块的坩埚内的所有待蒸镀材料至蒸镀状态，使所有蒸发源模块的蒸镀速率保持在目标值恒定；当其中一个蒸发源模块需要进行蒸镀时，将该蒸发源模块上方对应的蒸发源遮挡板模块的遮挡板一端旋转至与该遮挡板连通的传输通道a与该蒸发源模块的坩埚错开，此时，蒸镀材料可蒸镀到基板，并通过与该蒸发源上方对应的测速模块的与测速子模块连接的传输通道b传输到该测速模块的测速子模块，该测速子模块根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速；同时，该蒸镀工艺腔室内的暂时不需要蒸镀的蒸镀装置，将其蒸发源遮挡模块的遮挡板一端旋转至其传输通道a与其蒸发源模块的坩埚连通，此时，蒸镀材料通过其传输通道b与其传输通道a相对形成的用于将蒸镀材料传输至所述测速子模块的通道传输到所述其他测速子模块，用于所述其他测速子模块根据监测到的蒸镀材料进行蒸镀速率测速；当该蒸发源模块蒸镀结束时，将该蒸发源模块上方对应的蒸发源遮挡板模块的遮挡板一端旋转至与该遮挡板连通的传输通道a与该蒸发源模块的坩埚连通，此时，所述该蒸发源模块的蒸镀速率保持在目标值恒定，不进行降温结束蒸镀处理；继续将下一个需要蒸镀的蒸镀材料所在的蒸镀装置对应的遮挡板一端旋转至其传输通道a与其蒸发源模块的坩埚错开，此时，所述下一个需要蒸镀的蒸镀材料的蒸镀速率保持在目标值恒定，只需要旋转使与遮挡板连通的传输通道a与所述下一个需要蒸镀的蒸镀材料所在的蒸发源模块的坩埚错开，即可直接将蒸镀材料蒸镀到基板上。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。