高效蒸镀OLED显示器件有机发光层的设计

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柔性有机电致发光显示屏的制造过程中，以现有的蒸镀机进行的有机发光材料蒸镀工艺存在有机发光材料利用率低、生产效率低、成本高和工艺缺陷多等问题。

现提出一种新型蒸镀装置设计，达到提高蒸镀机材料利用率和设备生产效率，降低生产成本的目的，实现高效低耗的智能化生产。

高效产出和成本控制是制造型企业两个最重要的指标。

柔性屏的生产过程中，蒸镀是一项高成本且极其重要的工艺，通过加热
固体有机发光材料，使之气化并上升，透过金属掩膜板，在产品表面形成有机材料发光层。

有机发光材料根据种类不同，市场价达几十万至几百万每克，目前用于生成OLED 显示器件有机发光膜层的蒸镀机，对有机发光材料的利用率不足5%，造成了极大的成本浪费。

如图1所示，图1(a)处于无产品时准备阶段，蒸发器持续加热固态有机材料，这部分材料沉积于遮挡盖板(shutter)上，图1(b)处于有效蒸镀阶段，气态的有机材料蒸镀到glass 基板上，但仍有部分有机材
高效蒸镀OLED显示器件有机发光层的设计
成都京东方光电科技有限公司 钟 全 王子勋 李洪生 张哲宇 刘东升
(a)无产品时准备阶段 (b)有效蒸镀阶段
图1 现有蒸镀装置工作示意图
(a)气态有机材料收集阶段 (b)蒸镀工艺阶段
图2 新型蒸镀装置示意图
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料喷发到真空腔壁上，其脱落后会形成particle ，易造成产品不良。

且过多的材料冷凝附着需要关闭设备，进行停机清理，造成人力成本浪费和设备稼动率降低等问题。

因此亟需研发并投入使用一种新型的蒸镀装置，以达到提高有机蒸镀材料利用率、生产效率，降低生产成本的目的。

1 新型蒸镀装置的构想
本设计中提出的新型蒸镀装置，由一个蒸镀内腔、一个压缩作用腔和一个喷发器组成。

新型蒸镀装置的理想工作状态如图2所示，对压缩作用腔通入或抽取气体（CDA 或者惰性气体），通过压缩作用腔内气体体积的多少控制蒸镀内腔收缩或扩张，长条型喷发器可以有效的喷出气态有机发光材料。

工作状态时，蒸镀基板（Glass 基板）位于金属掩膜板上方（有效蒸镀阶段）进行工艺，蒸镀内腔收缩，使腔体的有机发光材料处于高浓度状态，同时气态的有机发光材料从蒸镀内腔顶部的喷发器喷出，实现对蒸镀基板（Glass 基板）的蒸镀；当蒸镀基板（Glass 基板）未在金属掩膜板上方时（无蒸镀基板为准备阶段，通常为蒸镀基板传送及等待过程），蒸镀内腔扩大。

该过程中，蒸发源产生的气态发光材料储存在蒸镀内腔中，能有效的收集准备阶
段被气化的有机发光材料，待有效蒸镀阶段所用。

图4 蒸镀内腔腔壁结构
2 硬件结构
蒸镀内腔、压缩作用腔、蒸发源及喷发器组成的蒸镀装置的三
维模型如图3所示。

其中，压缩作用腔将蒸镀内腔整体外包，形成密封环境，选择结构稳定的金属材料即可。

喷发器位于压缩作用腔上方，且与蒸镀内腔紧密连接。

蒸镀内腔由两块刚性板和四段柔性连接层组成。

刚性板由导热层、调温层和绝热层组成，最内层为导热层，可以选择耐高温导热电子硅胶，且因为和气态有机发光材料直接接触，表面需具备耐热防静电涂层。

中间一层为调温层，具有调节温度作用的加热丝和冷凝管，镶嵌于全氟橡胶中，与导热层接触的面上有一个温度传感器，实现加热控温和温度信号反馈。

最外层为绝热层，由耐高温绝热橡胶（三元乙丙绝热橡胶）制成。

柔性连接层的材料选择需考虑
绝热、耐高温和气体透过性低等方面的条件，可以选用陶瓷纤维复合绝热材料。

腔壁结构如图4
所示。

图3 新型蒸镀装置三维模型
图6 控制流程图
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喷发器整体呈双楔形，长边为喷发口，尽可能使气态有机发光材料逸散后均匀蒸镀到蒸镀基板表面。

喷发器的三维模型与切面如图5
所示。

图5 喷发器三维模型与切面示意图靠近喷发口附近有一组crystal sensor ，可以采集有机发光材料气体浓度，进而通过该信号控制蒸镀内腔的收缩或扩张的速度及蒸发源的蒸发速度，确保蒸镀基板上蒸镀有机发光层的均一性。

3 自动化控制
新型蒸镀装置的运行可选择西门子或三菱等PLC 进行自动化控制，确保其高效稳定蒸镀的控制信息号，包含关键的输入、输出信号各三组。

输入信号包括产品的当前位置，crystal sensor 检测的气体浓度、调温层温度传感器的温度信号。

输出信号包括蒸发源的温度控制信号，向压缩作用腔通入气体的体积多少的调控信号，以及调温层发热丝和冷凝管的相应调控信号。

将硬件与软件结合，实现智能化生产。

控制流程图，如图6所示。

4 可替代部件或方案
本文提出的新型蒸镀装置是基于实际生产现场所提出的改善型结构设计，在实际使用或处于其他应用场景时，可以根据现场需求和条件，对部分结构或控制方式进行更改。

例如，在确保蒸镀内腔温度稳定且达标的基础上，可不使用控温结构，整个蒸镀内腔全部使用柔性材质。

在有效蒸镀阶段，可以使用电机控制刚性板压缩替代通入气体控制蒸镀内腔收缩。

也就是说，只要达到在准备阶段有效收集气态有
机发光材料，在工作阶段使所收集的气态有机发光材料迅速、均匀蒸镀的目的，便可以根据实际情况灵活使用本文所提出的结构设计。

5 结语
利用OLED 技术生产的柔性显示屏是各终端制造商的中高端产品
的必备之选，蒸镀作为柔性显示屏生产过程中一项极其重要的瓶颈工艺，相比于其他工艺，在产出效率和成本控制方面需要更多的关注和改善。

就现阶段而言，包括京东方、三星和LG 等全球顶尖的柔性显示屏生产工厂基本都会选择日本佳能公司生产的蒸镀机，因其在掩膜板形变控制和设备工艺良率方面的技术积累，其市场占有率与其他企业相比有巨大的优势，这是其他企业无法企及的。

总而言之，在柔性显示屏甚至未来更新型的显示面板生产过程中，我国还有许多技术障壁需要突破，这需要业内各有志之士共同努力！
在社会发展过程中云技术应用范
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各界广泛关注，成为云数据库应用发展阻力，需安全技术不断推陈出新。

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常州刘国钧高等职业技术学校 刘逸云
探究云环境下数据库安全的实现技术
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