蒸镀设备及蒸镀方法与流程

文档序号:14984196发布日期:2018-07-20 20:51阅读:512来源:国知局

本发明涉及有机发光显示技术领域,具体涉及一种在阵列基板上蒸镀有机发光层的蒸镀设备及蒸镀方法。



背景技术:

有机电致发光二极管(organiclight-emittingdiodes,oled)显示面板具备自发光、厚度薄、视角广和反应速度快等优点,是新一代平面显示技术的代表,越来越受到业界的推崇。

oled显示面板已成为目前研究的重点与热点。现有技术中,oled显示面板的基本结构包括阳极层、有机发光层和阴极层,其中,有机发光层的成膜方法有很多种,例如,蒸镀成膜法、分子束外延法、有机化学气相沉积法等。由于蒸镀成膜法具有操作简单、膜厚容易控制、对薄膜的污染小等优点,因而现有技术中多采用蒸镀成膜法形成有机发光层,即在真空环境下,将蒸镀材料加热使其蒸发,并沉积到目标基板(阵列基板)上形成有机发光层。

为了使整个oled面板显示出全彩画面,就要使面板中的每一个像素单元都能呈现出不同的颜色,目前,oled主要是采用红、绿、蓝三色发光层分别对应形成红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,不同颜色的子像素的发光层因材料不同、蒸镀的目标区域和图案不同,需要分别依次蒸镀。在蒸镀成膜过程中,主要采用高精度金属掩膜板(finemetalmask,fmm)进行蒸镀,一次一种颜色分别将红、绿、蓝三种颜色有机发光材料并排镀在oled面板的每个像素单元中。

在进行蒸镀工艺时,由蒸镀源气化产生的蒸镀材料颗粒在扩散至目标基板的过程中没有特定的方向性,在依次蒸镀红、绿、蓝三种颜色有机发光材料时,虽然设置有掩膜板阻挡,但是掩膜板和目标基板之间具有一定的间距,蒸镀材料颗粒还是有可能沉积在目标区域之外,导致oled面板发生混色的问题。



技术实现要素:

鉴于现有技术存在的不足,本发明提供了一种蒸镀设备及蒸镀方法,用于在阵列基板上蒸镀有机发光层,其可以避免蒸镀材料颗粒沉积在目标区域之外,降低oled面板发生混色的问题。

为了达到上述的目的,本发明采用了如下的技术方案:

一种蒸镀设备,用于在形成有阳极层的阵列基板上蒸镀有机发光层,其中,所述蒸镀设备包括:

第一基台,所述第一基台上设置有电极板;

第二基台,设置于所述第一基台的相对上方,用于承载所述阵列基板;

蒸发单元,设置于所述电极板上,用于产生带电的蒸镀材料颗粒并将所述带电的蒸镀材料颗粒朝向所述阵列基板喷射;

掩膜版载具,用于将具有开口图案的掩膜版固定于所述阵列基板和所述蒸发单元之间;

电场形成单元,与所述阵列基板和所述电极板电连接,用于使所述阳极层和所述电极板之间形成电场,所述电场将所述带电的蒸镀材料颗粒导向所述阵列基板,沉积形成与所述开口图案相对应的有机发光层。

其中,所述蒸发单元包括坩埚和喷嘴,所述喷嘴朝向所述第二基台开口,所述坩埚用于对蒸镀材料加热使所述蒸镀材料气化形成蒸镀材料颗粒,所述蒸镀材料颗粒从所述喷嘴喷射出并与所述喷嘴发生摩擦形成所述带电的蒸镀材料颗粒。

其中,所述喷嘴的开口宽度为5~15mm,所述蒸镀材料颗粒的粒径为0.1~1nm。

其中,所述电场形成单元通过所述阵列基板向所述阳极层施加第一电压,所述电场形成单元向所述电极板施加第二电压,所述第一电压和所述第二电压不相等以使所述阳极层和所述电极板之间形成电场。

其中,所述电场形成单元根据所述带电的蒸镀材料颗粒的带电极性,控制所述第一电压和所述第二电压的大小关系,以调整所述电场的方向;其中,当所述带电的蒸镀材料颗粒的带电极性为正极性,则所述电场形成单元控制所述第二电压大于所述第一电压;当所述带电的蒸镀材料颗粒的带电极性为负极性,则所述电场形成单元控制所述第二电压小于所述第一电压。

其中,所述阵列基板设置有像素电路和信号输入端,所述阳极层和所述像素电路电性连接,所述电场形成单元通过探针连接于所述信号输入端,再通过所述像素电路向所述阳极层施加第一电压。

其中,所述蒸镀设备还包括:膜厚监控单元,所述膜厚监控单元通过检测所述带电的蒸镀材料颗粒的沉积速率,获取所述有机发光层的成膜厚度。

本发明提供了一种蒸镀方法,用于在形成有阳极层的阵列基板上蒸镀有机发光层,其中,所述蒸镀方法包括:

提供如上所述的蒸镀设备;

将所述阵列基板固定于所述第二基台上;

在所述阵列基板和所述蒸发单元之间设置具有开口图案的掩膜版;

控制所述蒸发单元产生带电的蒸镀材料颗粒并将所述带电的蒸镀材料颗粒朝向所述阵列基板喷射;

控制所述电场形成单元使所述阳极层和所述电极板之间形成电场,所述电场将所述带电的蒸镀材料颗粒导向所述阵列基板,沉积形成与所述开口图案相对应的有机发光层。

其中,所述有机发光层包括形成在第一阳极层上的红光有机发光层、形成在第二阳极层上的绿光有机发光层和形成在第三阳极层上的蓝光有机发光层;其中,

在沉积形成所述红光有机发光层时,所述掩膜版的开口图案正对于所述第一阳极层,所述电场形成单元使得仅在所述第一阳极层和所述电极板之间形成电场;

在沉积形成所述绿光有机发光层时,所述掩膜版的开口图案正对于所述第二阳极层,所述电场形成单元使得仅在所述第二阳极层和所述电极板之间形成电场;

在沉积形成所述蓝光有机发光层时,所述掩膜版的开口图案正对于所述第三阳极层,所述电场形成单元使得仅在所述第三阳极层和所述电极板之间形成电场。

其中,所述蒸镀方法还包括:通过检测所述带电的蒸镀材料颗粒的沉积速率,实时获取所述有机发光层的成膜厚度。

本发明实施例提供的蒸镀设备及蒸镀方法,在阵列基板上蒸镀有机发光层时,首先是蒸发单元产生带电的蒸镀材料颗粒朝向目标阵列基板喷射,然后施加电场将带电的蒸镀材料颗粒导向阵列基板,由此带电的蒸镀材料颗粒在穿过掩膜版的开口图案之后沿着垂直于阵列基板的方向沉积在预定目标区域,其不仅可以避免蒸镀材料颗粒沉积在目标区域之外,降低oled面板发生混色的问题,并且还可以减少蒸镀材料颗粒因不定向扩散沉积造成的损失,提高蒸镀材料的利用率,降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的蒸镀设备的结构示意图;

图2a-2c是本发明实施例提供的蒸镀方法中各个工艺步骤对应的结构图示。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的,并且本发明并不限于这些实施方式。

在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本实施例提供了一种蒸镀设备,如图1所示,所述蒸镀设备包括第一基台1、第二基台3、蒸发单元4、掩膜版载具9和电场形成单元6,所述蒸镀设备是用于在形成有阳极层11的阵列基板10上蒸镀有机发光层12。其中,所述阵列基板10是应用在oled面板中的阵列基板,所述阵列基板10设置有像素电路(图中未示出)和信号输入端13,所述阳极层11阵列形成于所述阵列基板10上,所述阳极层11与所述像素电路电连接。在所述蒸镀设备中,所述第一基台1、第二基台3、蒸发单元4和掩膜版载具9通常是设置在一真空腔室(图中未示出)中,所述电场形成单元6可以是设置在所述真空腔室内,也可以是设置所述真空腔室外。

其中,所述第一基台1和所述第二基台3相对设置,所述第一基台1上设置有电极板2。第二基台3设置于所述第一基台1的相对上方,用于承载固定所述阵列基板10。所述蒸发单元4设置于所述电极板2上,用于产生带电的蒸镀材料颗粒20并将所述带电的蒸镀材料颗粒20朝向所述阵列基板10喷射。所述掩膜版载具9用于将具有开口图案51的掩膜版5固定于所述阵列基板10和所述蒸发单元4之间。所述电场形成单元6分别与所述阵列基板10和所述电极板2电连接,用于使所述阳极层11和所述电极板2之间形成电场e,所述电场e将所述带电的蒸镀材料颗粒20沿着垂直于阵列基板的方向导向所述阵列基板10,所述带电的蒸镀材料颗粒20穿过所述开口图案51沉积在所述阵列基板10上,形成与所述开口图案51相对应的有机发光层12。

具体地,如图1所示,所述蒸发单元4包括坩埚41和喷嘴42,所述喷嘴42朝向所述第二基台3开口,所述坩埚41用于对蒸镀材料30加热使所述蒸镀材料30气化形成蒸镀材料颗粒40,所述蒸镀材料颗粒40从所述喷嘴42喷射出并与所述喷嘴42发生摩擦形成所述带电的蒸镀材料颗粒20。其中,所述蒸镀材料30是有机发光材料,需要根据所要形成的有机发光层12选择具体的材料。

其中,所述喷嘴42的开口宽度可以设置为5~15mm的范围内,所述蒸镀材料颗粒的粒径为0.1~1nm。所述蒸镀材料颗粒40从所述喷嘴42喷射出并与所述喷嘴42发生摩擦从而带电,其原理可参考密立根油滴实验。具体地,需要根据所选择的蒸镀材料30气化形成的蒸镀材料颗粒40的具体粒径大小,设定所述喷嘴42的开口宽度的具体尺寸,以保证蒸镀材料颗粒40能够与所述喷嘴42发生摩擦带电。

具体地,如图1所示,所述电场形成单元6通过所述阵列基板10向所述阳极层11施加第一电压v1,所述电场形成单元6向所述电极板2施加第二电压v2,所述第一电压v1和所述第二电压v2不相等以使所述阳极层11和所述电极板2之间形成电场e。其中,所述电场形成单元6通过探针7连接于所述信号输入端13,再通过所述像素电路向所述阳极层11施加第一电压v1。

其中,所述蒸镀材料30在选择为不同的具体材料时,其对应的蒸镀材料颗粒40与所述喷嘴42发生摩擦后,形成的所述带电的蒸镀材料颗粒20的带电极性可能是正极性或者负极性。例如,所述蒸镀材料30选择为喹吖啶酮(quinacridone)类有机材料时,在高真空环境下,其介电常数高,该类材料的颗粒与喷嘴摩擦带正电。而所述蒸镀材料30选择为tetra(t-butyl)perylene类有机物时,该类材料的颗粒与喷嘴摩擦带负电。因此,所述电场形成单元6根据所述带电的蒸镀材料颗粒20的带电极性,控制所述第一电压v1和所述第二电压v2的大小关系,以调整所述电场e的方向,确保所述电场e是将所述带电的蒸镀材料颗粒20导向所述阵列基板10。

具体地,当所述带电的蒸镀材料颗粒20的带电极性为正极性,则所述电场形成单元6控制所述第二电压v2大于所述第一电压v1,所述电场e的方向是从所述电极板2指向所述阳极层11,正极性的所述带电的蒸镀材料颗粒20在所述电场e中是朝向所述阳极层11的方向运动。当所述带电的蒸镀材料颗粒20的带电极性为负极性,则所述电场形成单元6控制所述第二电压v2小于所述第一电压v1,所述电场e的方向是从所述阳极层11指向所述电极板2,此时,负极性的所述带电的蒸镀材料颗粒20在所述电场e中还是朝向所述阳极层11的方向运动。

其中,所述掩膜版5为金属掩膜版,所述掩膜版5上的开口图案51需要根据所要形成的有机发光层12的图案具体设计。

进一步地,本实施例中,如图1所示,所述蒸镀设备还包括膜厚监控单元8,所述膜厚监控单元8通过检测所述带电的蒸镀材料颗粒20的沉积速率,获取所述有机发光层12的成膜厚度。

如上实施例所提供的蒸镀设备,首先是蒸发单元可以产生带电的蒸镀材料颗粒,然后在带电的蒸镀材料颗粒沉积的过程中,电场形成单元施加电场使得带电的蒸镀材料颗粒沿着垂直于阵列基板的方向沉积,蒸镀材料颗粒的运动方向具有指向性,由此不仅可以避免蒸镀材料颗粒沉积在目标区域之外,降低oled面板发生混色的问题,并且还可以减少蒸镀材料颗粒因不定向扩散沉积造成的损失,提高蒸镀材料的利用率,降低成本。

本实施例还相应提供了一种蒸镀方法,用于在形成有阳极层的阵列基板上蒸镀有机发光层。下面结合图1介绍所述蒸镀方法的工艺过程,所述蒸镀方法包括步骤:

s10、提供本实施例如前所述的蒸镀设备。

s20、将所述阵列基板10固定于所述第二基台3上。

s30、将所述掩膜版5固定于所述掩膜版载具9上,在所述阵列基板10和所述蒸发单元4之间设置具有开口图案51的掩膜版5。

s40、控制所述蒸发单元4产生带电的蒸镀材料颗粒20并将所述带电的蒸镀材料颗粒20朝向所述阵列基板10喷射。

s50、控制所述电场形成单元6使所述阳极层11和所述电极板2之间形成电场e,所述电场e将所述带电的蒸镀材料颗粒20导向所述阵列基板10,沉积形成与所述开口图案51相对应的有机发光层12。

其中,所述蒸镀方法还包括:控制所述膜厚监控单元8,通过检测所述带电的蒸镀材料颗粒20的沉积速率,实时获取所述有机发光层12的成膜厚度。

其中,参阅图2a-2c,所述阵列基板10上的阳极层11包括对应于红色子像素的第一阳极层11a、对应于绿色子像素的第二阳极层11b和对应于蓝色子像素的第三阳极层11c。所述有机发光层12包括形成在第一阳极层11a上的红光有机发光层12r、形成在第二阳极层11b上的绿光有机发光层12g和形成在第三阳极层11c上的蓝光有机发光层12b。所述红光有机发光层12r、绿光有机发光层12g以及蓝光有机发光层12b按照以上的蒸镀方法依次蒸镀形成。

其中,如图2a所示,在蒸镀所述红光有机发光层12r时,所述蒸镀材料30选择为能够发生红光的有机发光材料,所述掩膜版5的开口图案51选择为与所要形成红光有机发光层12r的图案相对应,所述掩膜版5的开口图案51正对于所述第一阳极层11a。由于所述红光有机发光层12r是形成在所述第一阳极层11a上,因此,所述电场形成单元6在向阳极层11施加第一电压时,可以是仅向所述第一阳极层11a施加第一电压,使得仅在所述第一阳极层11a和所述电极板2之间形成电场e,使得发生红光的有机发光材料在所述第一阳极层11a上沉积形成所述红光有机发光层12r。

其中,如图2b所示,在沉积形成所述红光有机发光层12r之后,接着蒸镀所述绿光有机发光层12g。此时,所述蒸镀材料30选择为能够发生绿光的有机发光材料,所述掩膜版5的开口图案51选择为与所要形成绿光有机发光层12g的图案相对应,所述掩膜版5的开口图案51正对于所述第二阳极层11b。由于所述绿光有机发光层12g是形成在所述第二阳极层11b上,因此,所述电场形成单元6在向阳极层11施加第一电压时,可以是仅向所述第二阳极层11b施加第一电压,使得仅在所述第二阳极层11b和所述电极板2之间形成电场e,使得发生绿光的有机发光材料在所述第二阳极层11b上沉积形成所述绿光有机发光层12g。

其中,如图2c所示,在沉积形成所述绿光有机发光层12g之后,接着蒸镀所述蓝光有机发光层12b。此时,所述蒸镀材料30选择为能够发生蓝光的有机发光材料,所述掩膜版5的开口图案51选择为与所要形成蓝光有机发光层12b的图案相对应,所述掩膜版5的开口图案51正对于所述第三阳极层11c。由于所述蓝光有机发光层12b是形成在所述第三阳极层11c上,因此,所述电场形成单元6在向阳极层11施加第一电压时,可以是仅向所述第三阳极层11c施加第一电压,使得仅在所述第三阳极层11c和所述电极板2之间形成电场e,使得发生蓝光的有机发光材料在所述第三阳极层11c上沉积形成所述蓝光有机发光层12b。

如上实施例所提供的蒸镀方法,首先是使得待沉积的蒸镀材料形成带电的蒸镀材料颗粒,然后在带电的蒸镀材料颗粒沉积的过程中,通过施加电场使得带电的蒸镀材料颗粒沿着垂直于阵列基板的方向沉积,蒸镀材料颗粒的运动方向具有指向性,由此不仅可以避免蒸镀材料颗粒沉积在目标区域之外,降低oled面板发生混色的问题,并且还可以减少蒸镀材料颗粒因不定向扩散沉积造成的损失,提高蒸镀材料的利用率,降低成本。

综上所述,本发明实施例提供的蒸镀设备及蒸镀方法,用于在阵列基板上蒸镀有机发光层,其可以避免蒸镀材料颗粒沉积在目标区域之外,降低oled面板发生混色的问题。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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