OLED真空蒸镀

OLED真空蒸镀

一、基本知识

真空蒸镀：真空中通过电流加热，电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们随即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜。所以要求镀膜室里残余分子的自由程大于蒸发源到基片的距离，保证镀膜的纯净和牢固。

真空测量工具：测量真空的装置称为真空规，常用的热偶真空规和电离真空规。热偶真空规可以测量0.1～10Pa的压强，利用低压下气体的热传导与压强成正比的原理；电离真空规利用电子与气体分子碰撞产生电离电流随压强变化的原理制成，可测量范围是10－1～10－6Pa。注意，电离真空规必须在0.1Pa以下使用，否则会损坏装置。

真空膜层检测系统：石英芯片微量天平系统（QCM），其工作原理为蒸镀过程中随着材料的蒸发，石英芯片质量增加，从而改变石英芯片的固有振荡周期，将石英振荡器组装到振荡回路中使薄膜质量的变化作为频率的变化读出。

二、蒸镀设备简介

功能：实现有机膜层的蒸镀和无机膜层的蒸镀。

工作原理：利用电阻产生热能，将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在基片表面析出的过程。OLED蒸镀分为有机材料蒸镀和无机蒸镀，有机材料蒸镀：在高真空腔室中设有多个放置有机材料的蒸发源，加热蒸发源蒸镀有机材料，并利用石英晶体振荡器来控制膜厚。ITO玻璃基板放置在样品托架上，其下面放置的金属掩膜板控制蒸镀图案；无机蒸镀：在有机材料薄膜蒸镀完成后进行蒸镀，用于金属电极蒸镀的源通常采用钼、钽和钨等材料制作，以便用于不同的金属电极蒸镀(主要是防止舟金属与蒸镀金属发生化学反应)。

从如下两方面——蒸镀系统和其系统功能的描述对蒸镀设备系统进行简要概括。

（一）蒸镀系统

蒸镀系统结构包括：操作接口、Infeed Load/Lock传输腔体、Plasma真空腔体、有机蒸镀真空腔体、金属蒸镀真空腔体、材料蒸镀控制柜、手套箱、气体循环系统。

1、操作接口

控制软件的各操作接口与设备各组成部分一一对应，以控制设备的相应气阀及机动操作。

2、Infeed Load/Lock传输腔体

Infeed Load/Lock传输腔体包括两个锁紧阀门、可移动的传送板、具有加热器的温度监测表、真空表、机械泵抽气阀门和N2充入阀门等。

3、Plasma真空腔体

Plasma真空腔体包括调节挡板（shutter）、机械泵阀门（valve）、分子泵、观察窗、Plasma电源、Ar、O2、CFX进气管道、真空度监测系统、电极板、托盘（两电极板之间）和N2充入阀门等。

4、有机蒸镀腔体

有机蒸镀腔体包括传送装置、蒸镀腔体、托盘、传送箱与真空腔体之间的阀门(valve)、转盘机械手臂、大挡板（main shutter）、小挡板(source shutter)、有机材料坩锅、加热源、晶振片、厚度检测系统、机械泵、冷泵（低温泵）、维修口、观察窗、PLC 电机、N2充入阀门、粗真空表、高真空表等。

5、金属蒸镀炉

金属蒸镀炉包括传送装置、蒸镀腔体、托盘、传送箱与真空炉之间的阀门(valve)、转盘机械手臂﹑大挡板（main shutter）、小挡板(source shutter)、LiF坩锅、Al坩锅、加热源、自动进料系綂、晶振片、厚度检测系统、冷泵（低温泵）、维修口、观察窗、PLC 电机、N2充入阀门、粗真空表、高真空表等。

6、材料蒸镀控制柜

材料蒸镀控制柜包括温度控制表、厚度测量表、蒸镀金属材料的功率控制表和操作控制界面。

7、手套箱

包括N2手动/自动充入阀门、手动/自动出气阀门、手套、离子消除仪、湿度监测表、O2含量监测器、循环系统接口。

8、气体循环机

包括除氧/除水份系统、循环风机、再生系统、气体压力控制器和粒子过滤器。

（二）系统功能描述

主要功能为：软件控制、传送腔体、O2等离子处理、有机蒸镀、金属蒸镀、材料蒸镀控制、手套箱、气体循环系统。各主要功能如下说明。

1、软件控制

软件控制与设备相结合完成整个镀膜工作。主要是用来控制各气阀、阀门的开关、控制玻璃基片的传入与传出、蒸镀工艺。

2、传送腔体

物品进出手套箱时，起转换气体作用，避免大气直接进入手套箱，污染箱内高N2

含量环境。

加热烘干基片玻璃。

3、O2等离子处理

去除玻璃表面有机物杂质及尘粒，改变表面粗糙度和提高功函数。

4、有机蒸镀

把各种组合的有机材料按一定的顺序﹑结构均匀的蒸镀到已光刻好的ITO玻璃（基片）上。

5、金属蒸镀

为制作金属阴极，蒸镀金属阴极材料（LIF﹑Al等）到基片上。

6、材料蒸镀控制

通过温度控制表控制有机材料的蒸发速度，厚度测量仪精确测量及控制有机材料的厚度；功率控制表控制金属材料的蒸发速度，厚度测量仪读取蒸发速度与厚度等数据，以完成蒸镀工作。

7、手套箱

提供基本符合要求的手动操作平台与环境。

8、气体循环系统

循环干燥手套箱气体并除去O2，以达到维持手套高N2含量，低的氧及水份含量的操作环，循环系统保持在除氧及除水状态，以达到维持手套高N2含量的操作环境。（Y.Du）