一种成膜装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料加工，尤其涉及一种成膜装置及方法。
【背景技术】
[0002]在光学器件的制造领域，有机材料越来越受欢迎。在光学器件制造中使用有机材料比使用无机材料相对便宜。另外，有机材料的固有性能，例如其柔性，可使得它们非常适合于诸如柔性基底之类的特定应用。有机光学器件包括有机发光器件(OLED，OrganicLight-Emitting D1de)、有机光敏晶体管、有机光生伏打电池和有机光检测器。对于OLED来说，有机材料相对于常规材料可具有突出的性能优势；例如，通常可以采用合适的掺杂剂微调有机发射层发光时的波长。
[0003]早期有机材料的方法包括通过掩模沉积有机材料。有机材料可通过“一体化”的掩模沉积，所述掩模连接于基底上，或者，也可通过没有一体化地连接到基底上的掩模沉积有机材料。然而，许多因素限制了采用这种掩模可能实现的分辨率，其中包括掩膜所可以实现的分辨率、有机材料在掩模上的累积和有机材料在基底上的扩散。
[0004]目前将有机材料在基板上沉积成膜时，主要采用蒸镀或OVJP(Organic Vapor JetDeposit1n，有机蒸汽机沉积)方法。这两种方法各自都存在弊端:蒸镀方法受蒸发源距离、基板面积大小等因素的影响，只能够在尺寸较小的基板上成膜，提高成膜速度时需要将蒸发源温度升高，容易引起有机材料的物理化学性质的改变；0VJP方法是将有机材料的胶状物质喷射到基板上的目标区域，材料喷射压力、成膜厚度和速度均不易控制，且容易出现成膜厚度不均一的现象。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种成膜装置及方法，成膜过程容易控制，适用大多数尺寸的目标基板。
[0006]基于上述目的本发明提供的一种成膜装置，用于在基板的目标位置形成有机材料薄膜，所述装置包括气体输送机构、气体喷射机构，其中:
[0007]气体输送机构:用于将有机材料的蒸汽和惰性气体的混合气体输送到气体喷射机构；
[0008]气体喷射机构:用于将所述气体输送机构输送来的混合气体喷射到基板上的目标位置。
[0009]可选的，所述气体输送机构包括惰性气体输送管、有机材料蒸发源、混合气体输送管；所述惰性气体输送管输出惰性气体，所述混合气体输送管将所述惰性气体与所述有机材料蒸发源产生的有机材料的蒸汽混合输送到所述气体喷射机构。
[0010]可选的，所述装置还包括具有腔体的本体部；所述气体喷射机构包括气体动力推杆；所述气体动力推杆穿过所述本体部的第一开孔插设于所述本体部的腔体中；所述混合气体输送管通过所述本体部上的第二开孔与本体部的腔体连通，其连接处设置有阀门；所述阀门在所述本体部腔体中限定出气体储存空间；所述气体储存空间中设置有加热机构。
[0011]可选的，所述混合气体输送管设置有多个。
[0012]可选的，所述本体部包括用于容纳所述气体动力推杆的直线通道以及设置于所述直线通道末端的气体出口 ；所述气体动力推杆接近于所述气体出口的圆周面上设置有螺旋凸缘，所述螺旋凸缘的末端设置有与所述气体出口形状匹配的头部。
[0013]可选的，所述开孔处设置有密封构件；所述开孔邻接所述密封构件且接近于所述气体储存空间的部分设置有扩径段。
[0014]可选的，所述气体动力推杆包括第一杆和第二杆；所述第二杆一端设有所述螺旋凸缘，另一端与所述第一杆连接；所述第一杆的直径大于所述第二杆的直径。
[0015]可选的，所述气体喷射机构还包括旋转电机，用于驱动所述气体动力推杆。
[0016]可选的，所述气体喷射机构为压电泵。
[0017]进一步，本发明还提供一种成膜方法，通过本发明所提供的成膜装置将有机材料的蒸汽和惰性气体的混合气体输送到基板上的目标位置，使得所述有机材料在所述目标位置上沉积。
[0018]可选的，所述有机材料沉积过程初期的混合气体流速小于沉积过程中期的混合气体流速。
[0019]可选的，通过本发明所提供的的成膜装置将有机材料的蒸汽和惰性气体的混合气体输送到基板上的目标位置，在所述沉积过程停止时，以正反角度对所述气体动力推杆进行往复旋转。
[0020]可选的，所述气体动力推杆往复旋转的速度为设定值，能够使得沉积过程停止后，所述混合气体封闭在所述气体存储空间中。
[0021]从上面所述可以看出，本发明提供的成膜装置和方法，将有机材料气体和惰性气体混合，在基板上的目标位置成膜，成膜过程、有机材料沉积速度、有机材料薄膜的均匀度等均容易控制；适用于多种面积的基板、多种粘度的有机材料气体。同时，本发明实施例所提供的成膜装置和方法，能够在不提高混合气体温度的情况下提高有机材料沉积的速度，同时能够保证气体的封闭性和密封构件较长的寿命。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的成膜装置结构示意图；
[0023]图2为本发明一种实施例的成膜装置俯视方向示意图；
[0024]图3为本发明一种实施例的扩径段结构示意图；
[0025]图4为本发明一种实施例的气体动力推杆结构不意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0027]本发明首先提供一种成膜装置，用于在基板的目标位置形成有机材料薄膜，结构如图1所示，所述装置包括气体输送机构101、气体喷射机构102，其中:
[0028]气体输送机构101:用于将有机材料的蒸汽和惰性气体的混合气体输送到气体喷射机构102 ；
[0029]气体喷射机构102:用于将所述气体输送机构输送来的混合气体喷射到基板上的目标位置。
[0030]从上面所述可以看出，本发明提供的成膜装置，将有机材料气体和惰性气体的混合气体喷射到基板上的目标位置，使得有机材料在基板上的目标位置成膜，通过控制气体喷射机构102的气体出口大小，可以控制混合气体喷射到基底上的面积，通过增加气体喷射点，即可扩大成膜面积，因而适用于各种面积的基板。同时，由于通过喷射有机材料气体和惰性气体的混合气体在基板上的目标位置成膜，通过控制气体喷射机构102的大小，可以控制气体喷射点的大小，无需因为要保证成膜厚度的均一性而增大气体喷射机构102和目标基板之间的距离。另一方面，混合气体浓度、均匀度、喷射速度均容易控制，成膜过程控制难度降低。
[0031]现有技术中采用的OVJP方法，采用惰性气体携带有机材料的胶状物质进行印刷成膜，不仅厚度、均匀性不容易控制，且成膜的过程中胶状物质容易粘连在输送管道上。而气体的流动性强，在不液化的情况下，输送过程中不易附着在输送管道上，因而本发明提供的成膜方法还避免了胶状物质粘连问题。
[0032]在本发明具体实施例中，所述惰性气体的温度较高，热的惰性载气夹带起有机材料气体喷射到冷的基底的目标位置上，其中有机材料气体被基板吸收并沉积在基板上。通过控制气体喷射速度即可控制沉积成膜速度，沉积速度可以达到埃/秒的级别，不需要为了提高沉积成膜速度而提高有机材料气体或惰性气体的温度，从而有机材料分子结构不会因为高温而受到破坏。
[0033]在本发明具体实施例中，所述有机材料气体可以通过有机材料蒸发源产生。所述气体喷射机构可以是任意适用于本发明情况的泵。
[0034]在本发明具体实施例中，所述惰性气体可以是化学意义上的稀有气体，还可以是氮气等常温或高温情况下不易与其它物质发生反应的气体，也可以是与本发明所述的有机材料气体不易发生反应的气体。所述混合气体可以在所述气体输送机构101输送到气体推送机构102之前进行压缩，如此，将混合气体从气体推送机构102中推送出来的推力相当于气体推送机构102的推力和气体压力的结合。
[0035]优选的，气体输送机构101输送气体的压力大小应当满足在气体推送机构102不推送混合气体且气体推送机构102与气体输送机构101连通时，混合气体不会从气体推送机构