面蒸发源蒸镀装置的制作方法

本实用新型涉及用于制作有机发光二极管(oled)、有机薄膜晶体管(tft)、有机太阳电池、半导体器件、平板显示器件，及其他有机及无机器件制备时把有机及无机的蒸发料进行蒸发的面蒸发源蒸镀装置。

背景技术：

真空蒸镀工艺已广泛的用于半导体元器件及平板显示器件的制作。特别如有机发光二极管(oled)等方面已形成了一个很大的产业，在oled的制备过程中主要的过程是真空蒸发，就是把有机蒸发料放在加热的坩埚中把蒸发料变成蒸汽后沉积在半成品基板上。由于随着平板显示面积的不断扩大，对大面积蒸发的均匀性和低成本的蒸发要求越来越高。而一般常用蒸发源有点蒸发源和线蒸发源。对于点蒸发源如中国专利01129122、200810210270.x、003110977等，该种蒸发源由于蒸发时呈球面状因此在蒸发到平面基板时是不均匀的，中间厚周边薄。为了要得到均匀的薄膜则需要把蒸发源放在基板的边缘处而在基板旋转的情况下才能得到均匀的薄膜。这不仅增加了工艺的复杂性而且也造成了蒸发料的大量浪费。一般用这种方法的蒸发料的利用率只有百分之五左右。特别是对有机发光器件其有机发光的材料很昂贵的情况下它大大的增加了成本。为了提高蒸发料的利用率有很多专利如中国专利200410040581.8、200710169464.5、201010601144.4、201020140696.5等提出了线蒸发源的方案。其方法是通过线蒸发源即把蒸发舟制成一长条形的蒸发舟形成一均匀的线状的蒸发源，通过该线蒸发源或基板的等速移动来实现均匀的蒸发。它的蒸发料利用率有了很大提高，可以达到20％左右的利用率。但是它的结构复杂为实现线上的均匀蒸发速率其控制的因素很多，设备成本就比较高。此外还有一些如改变点蒸发源的气流分布的方法的201010611085.9；多蒸发源来实现大面积蒸发的201010587010.1、201611137800.3；在凹槽阵列里填蒸发料蒸发的201610566599.4和平面蒸发源的201710643162.0等专利。但由于种种原因目前真正能实现批量生产的还是停留在点和线的蒸发源的状态，从而导致器件制造的材料损耗大、速度慢、工艺复杂、设备成本高、成品率底、总体成本还是高于液晶屏的制备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种材料利用率高、蒸发的能耗小、工艺控制简单、蒸发速度快、容易形成流水线的面蒸发源蒸镀装置。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种面蒸发源蒸镀装置，包括接受蒸镀材料的半成品基板、带有匀布状镂空型孔的第一掩膜板，由两个卷有柔性金属箔带卷筒装有一条柔性金属箔带作为蒸发料薄膜层的承载件通过两个转向辊筒转到两个加热电极辊筒之间成一个平整的蒸发面，在该平面上或者是带有发热介质层的基板上用波峰涂的方法，或印刷、或转印、或喷涂、或流延、或蒸发、或溅射方法沉积一层蒸发料薄膜层组成的面蒸发源，面蒸发源平面的两端加有两个电极可以瞬间通电或者用其他如电磁、中频、高频、微波、热辊等方法来实现瞬间加热，瞬间把面蒸发源上的蒸发料薄膜层全部蒸发到在它上面的接受蒸发镀层的半成品基板上，形成蒸发薄膜层,两者之间可以有一个带有匀布镂空型孔的第一掩膜板，组成一个面蒸发源的蒸镀系统，它可以在高真空或惰性气体的低真空气氛下进行蒸发，并由多个蒸镀系统在一个真空系统内排列成一行，接受蒸发料的样品基板可按程序完成第一次蒸镀第一层蒸发薄膜层后的向前推进到下一个蒸镀系统进行下一层第二蒸发薄膜层的蒸镀，形成一个完整的蒸镀线，每个蒸镀系统边上有一个备用的面蒸发源波峰涂膜室在完成蒸发料的波峰涂膜后来更换边上已蒸发完蒸发料的面蒸发源。

所述的电磁、中频、高频、微波、热辊等方法来实现瞬间加热的方法中，以热辊的蒸发方法的面蒸发源蒸镀装置为例它由两个卷有柔性的金属箔带卷筒的柔性的金属箔带作为蒸发料薄膜层的承载件，它上面还沉积有一层的蒸发料薄膜层，以稳定的速度通过高温的热辊，在热辊上面有接受蒸发涂层的半成品样品基板，两者之间可以有一个带有匀布镂空型孔的第二掩膜板，它们以柔性金属箔带移动的同样的速度和柔性金属箔带同步向前移动当蒸发料层经过高温热辊时会瞬间蒸发到基板上形成蒸发薄膜层组成一个面蒸发源热辊式瞬间蒸发的蒸镀系统。

所述的柔性金属箔带是厚度为0.01到0.1mm的不锈钢、钼、钨、铝合金、镍铬质箔片，

所述的柔性金属箔带两边的边上垫上一个间隔窄条。

所述的附着有发热介质层的基板材料是玻璃、石英、陶瓷的平板片。

所述的带有发热介质层的平板基片中的发热介质是均匀的透明的导电膜、金属导电膜、非金属导电膜。

所述的蒸发源板的两端加有两电极可以瞬间通电在0.01秒到10秒之间达到把全部蒸发料蒸发到基板上去。

所述的波峰涂装置是对可溶化在有机溶剂或在水中的蒸发料包括搀杂料按一定的比例溶成一定浓度的溶液放在一个能产生溶液波峰的波峰产生器中产生一高于溶液面的稳定的波峰，此波峰与波峰垂直方向移动的蒸发料薄膜承载件基板的表面接触后在承载件上留下部分的溶液经红外灯或其他加热方式加热烘烤干燥后形成一均匀的蒸发料薄膜，其烘烤出的带溶剂气体被抽气系统抽到溶剂回收装置进行溶剂回收，其厚度由溶液的浓度和承载片移动的速度决定。

所述的波峰产生器是由在一狭长的溶液槽中保持一定液面高度的溶有一定比例的蒸发料和掺杂料的溶液有一长方形的喷口液体泵，使溶液从喷口中喷出如波峰面的溶液波峰并使其波峰的高度能接触到承载件上。

所述的电磁、中频、高频、微波、热辊等方法来实现瞬间加热，实现瞬间蒸发，只要把热辊换成电磁、中频、高频、微波、等加热元件，同样能组成相应的面蒸发源电磁式、中频式、高频式、微波式的瞬间蒸发的蒸镀系统。

所述的由多个蒸镀系统在一个真空系统排列成一行，接受蒸发料的半成品基板可按程序在第一个蒸镀系统完成第一层蒸发薄膜镀层后的向前推进一步到第2个蒸镀系统进行第2层的蒸发薄膜层的蒸镀。如此类推，形成一个完整的蒸镀线，每个蒸镀系统边上有一个或左右两个备用的面蒸发源波峰涂系统对已经蒸发完的柔性金属箔带卷筒，换进波峰涂室用波峰涂的方法把蒸发料涂到柔性金属箔带上构成有面蒸发源薄膜的柔性金属箔带卷筒，在完成蒸发料的涂膜后更换已蒸发完蒸发料的蒸发源。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1)本实用新型放弃了传统的大量蒸发料的蒸发源的概念取而代之的是整体一次性快速蒸发，把原来的在高真空条件下的复杂的蒸发膜的均匀性、膜厚、面积、多源蒸发的速率控制等监控调试过程都放在由波峰涂制备的蒸发料薄膜层里。而用新提出的波峰涂的方法来制备蒸发料薄膜层是在大气或惰性气体的氛围中进行比较容易实现。

2)本实用新型对于能溶于溶剂的材料的蒸发，特别是有机材料，由于可以用波峰涂的方法先在蒸发料薄膜层的承载件柔性或金属箔带带有发热介质层的基板上按所需的面积和厚度涂上蒸发料加上蒸发距离很小所以只要稍比所需的面积宽展一点面积就可以了。所以其蒸发料的利用率可大大提高。如果不需要掩膜板的话其利用率可以达到95％以上。

3)由于使用溶液的波峰涂的方法来形成一层蒸发料薄膜层其搀杂的方法只要调节掺杂料的相对浓度就可以实现。这比起双源或多源蒸发的控制来要方便得多。

4)由于采用瞬间蒸发的方法其加热的时间很短，温度也只要求高于蒸发料的蒸发温度就可以了，这不仅节约能量，还使整个系统的温度下降这有利于器件的性能的提高。

5)由于采用瞬间蒸发使蒸发的时间大大缩短，加快了工艺节拍，大大提高了设备的利用率。

6)由于采用瞬间蒸发和大大缩短了蒸发源和基板之间的距离，缩小了气氛对材料的影响，因此整个蒸发过程可以在惰性气体的低真空条件下进行。降低了对设备的要求也降低了成本。

7)由于蒸发薄膜的均匀性、厚度、搀杂浓度、面积都由面蒸发源来控制，因此对蒸镀设备的要求大大降低，这可以大大降低设备的造价。

8)本实用新型的中的热辊蒸发的方式可以进一步推广到柔性器件的辊对辊的蒸发过程使得整个过程如同印制一样。其好处是显而易见的。

附图说明

图1-1是本实用新型中用柔性金属箔带作为蒸发料薄膜层承载件的面蒸发源的蒸镀系统示意图。

图1-2是本实用新型中用柔性金属箔带上用波峰涂沉积一层蒸发料薄膜层的方法的面蒸发源系统结构示意图。

图1-3是本实用新型中柔性金属箔带上箔带两边镶有一间隔窄条的面蒸发源示意图。

图2是本实用新型中附着有发热介质层的基片作为蒸发料薄膜层承载件的面蒸发源蒸镀系统示意图。

图3是本实用新型中的产生波峰涂用的溶液波峰的波峰产生器的剖视图。

图4是本实用新型中用以热辊的方法来将面蒸发源蒸发到半成品基板上的蒸镀系统示意图。

图5是本实用新型中多个蒸发系统每个边上都有可更换的面蒸发源系统组合成生产线的示意图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1～图5，本面蒸发源蒸镀装置包括包括接受蒸镀材料的半成品基板(115,209)、带有匀布状镂空型孔(112)的第一掩膜板(113)，由两个卷有柔性金属箔带卷筒(105和104)装有一条柔性金属箔带(101)作为蒸发料薄膜层的承载件，通过两个转向辊筒(106和107)转到两个加热电极辊筒(108和109)之间成一个平整的蒸发面，在该平面上或者是带有发热介质层的平板基片(201)用波峰涂(103)的方法，或者用印刷、或转印、或喷涂、或流延、或蒸发、或溅射方法沉积一层蒸发料薄膜层(102,202)组成的面蒸发源，面蒸发源平面的两端加有两个电极(108和109,204和205)可以瞬间通电或者用电磁、或中频、或高频、或微波、或热辊方法来实现瞬间加热，瞬间把面蒸发源上的蒸发料薄膜层(102,202)全部蒸发到在它上面的半成品基板(115,209)上形成蒸发薄膜层(114,208)，两者之间可以有一个带有匀布状镂空型孔(112)的第一掩膜板(113)组成一个面蒸发源的蒸镀系统，它可在高真空或惰性气体的低真空气氛下进行蒸发，并由多个蒸镀系统在一个真空系统内排列成行，接受蒸发料的半成品基板可按程序完成第一次蒸镀第一层蒸发薄膜层后再向前推进到下一个蒸镀系统进行下一层第二层蒸发薄膜层的蒸镀，形成一个完整的蒸镀线，每个蒸镀系统(501，502)边上有一个备用的面蒸发源波峰涂膜室(501-1，502-1)在大气或惰性气氛中完成蒸发料的波峰涂膜后来更换边上已蒸发完蒸发料的面蒸发源。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：

参见图1-1所述用柔性金属箔带作为蒸发料薄膜层的承载件的面蒸发源的蒸镀系统，它由两个卷有柔性金属箔带卷筒(104和105)的装有一条柔性金属箔带(101)组成可卷绕的系统，在(104)卷筒里的柔性金属箔带上面有一系列有一定形状的蒸发料薄膜层(102)作为面蒸发源当它移动到加热电极辊(108和109)之间时停住拉平与它上面的带有匀布镂空型孔(112)的第一掩膜板(113)和待蒸发的半成品基板(115)对位，对准后，在两个加热电极辊(108和109)间瞬间通电加热使在两者之间的柔性金属箔带(101)迅速升温超过蒸发料的蒸发温度而迅速的蒸发到基板(115)上形成(114)的镀层，完成了整个蒸镀过程。然后再把已蒸发完蒸发料的柔性金属箔带经过辊筒(107和106)向柔性金属箔带卷桶(105)移动拉出下一个面蒸发源。如此重复直至全部蒸发完后更换整个面蒸发源系统。

实施例三：本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：

参见图1-2所述柔性金属箔带上沉积一层蒸发料薄膜层的方法的面蒸发源系统结构它由两个卷有柔性金属箔带卷筒(104和105)的柔性金属箔带(101)组成可卷绕的系统，在(105)卷筒里的空白的柔性金属箔带(101)通过辊筒(106和107)向辊筒104方向匀速移动在(106，107)之间形成一个平面与波峰产生器中产生一高于溶液面的波峰接触后在柔性金属箔带(101)上留下薄薄的一层含有有机发光材料溶质的溶液后经辊筒(107)进行到加热的红外灯(110)烘烤干燥后形成一均匀的蒸发料薄膜(102)。其烘烤出的带溶剂气体被抽气系统(111)抽到溶剂回收装置进行溶剂回收，其厚度由溶液的浓度和承载片移动的速度决定。其蒸发料薄膜的形状和尺寸由波峰产生器的喷口形状和喷口的压力和角度来控制。

实施例四：本实施例与实施例三基本相同，特别之处是：

参见图1-3所述柔性金属箔带上箔带两边镶有一间隔窄条的面蒸发源系统它由两个卷有柔性金属箔带卷筒(104和105)的柔性金属箔带(101)组成可卷绕的系统，为了在箔带卷筒卷动金属箔带(101)时不会擦伤蒸发料薄膜(102)所以在金属箔带(101)的两边镶有一薄的窄条(101-1)。在蒸发料薄膜(102)前后有两个加热电极辊(108和109)形成一个面蒸发源系统。

实施例五：本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：

参见图2用带有发热介质层的基片作为蒸发料薄膜层载体的面蒸发源蒸镀系统。它是由带有发热介质层(203)的承载件基片(201)上用波峰涂(103)的方法沉积一层蒸发料薄膜层(202)组成的面蒸发源，发热介质层的两端加有两个电极(204和205)可以瞬间通电加热使在两者之间的迅速升温超过蒸发料的蒸发温度而迅速的蒸发到在它上面的带有匀布镂空型孔(206)的掩膜板(207)和半成品基板(209)上形成(208)的蒸发薄膜层，完成了整个蒸镀过程。然后再更换面蒸发源基片(201)和半成品基板(209)进行下一次的蒸发。

实施例六：本实施例与实施例三基本相同，特别之处是：

参见图3所述制备面蒸发源的蒸发料薄膜层的产生波峰涂用的溶液波峰的波峰产生器它是由在一狭长的溶液槽(301)中保持一定液面高度的溶有一定比例的蒸发料和掺杂料的溶液(302)，在槽内有一个带有长方形或其他形状的喷口(304)的液体泵(303)，使溶液从喷口中喷出很宽的连续的波峰面的溶液波峰(305)并使其波峰的高度能受液体泵的压力和角度控制，使它能接触到蒸发料承载片的表面。

实施例七：本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：

参见图4，用以热辊的方法将面蒸发源蒸发到基板上的蒸镀系统。它由两个卷有柔性金属箔带卷筒(405和404)的柔性金属箔带(401)，在柔性金属箔带卷筒(405)里的柔性金属箔带(401)上面存有由波峰涂的方法在其上涂由一系列一定形状的蒸发料薄膜层(402)，以稳定的速度从卷筒(405)向卷筒(404)移动，当通过高温的热辊(408)热辊的温度远高于蒸发料的蒸发温度，因此通过时很快就蒸发到在热辊上面以同样速度向前移动的半成品基板(415)和在它下面一起移动带有匀布镂空型孔(412)的第二掩膜板(413)，从而在半成品基板(415)下面生成一与镂空图形(412)一样的蒸发涂层(414)，直至完成整个蒸镀过程。组成一个面蒸发源热辊式蒸发的蒸镀系统。

实施例八：本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：

参见图5是多个蒸发系统每个边上都有可更换的面蒸发源系统组合成生产线的示意图。它由多个蒸镀系统(501，502等)在一个真空系统里排列成一行，待蒸发的基板可按程序在第一个蒸镀系统(501)完成第一层蒸镀层后的向前推进一步到第2个蒸镀系统(502)进行第2层的蒸镀。如此类推，形成一个完整的蒸镀线，每个蒸镀系统边上有一个或两个备用的蒸发源波峰涂系统(501-1，502-1等)对已经蒸发完的柔性金属箔带卷筒里的空白柔性金属箔带，用波峰涂的方法把蒸发料涂到柔性金属箔带上构成有面蒸发源薄膜的柔性金属箔带卷筒，在完成蒸发料的涂膜后可更换已蒸发完蒸发料的面蒸发源系统。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。