一種低濃度摻雜的蒸發設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低濃度摻雜的蒸發設備，包括真空鍍室、主蒸發源和摻雜蒸發源，蒸發設備還包括掩膜裝置，掩膜裝置包括至少一個掩膜板及蒸發腔體，蒸發腔體的上端開口并通向待制備器件；掩膜板水平安裝在蒸發腔體內，掩膜板上開設多個通孔，多個通孔均勻分布于掩膜板；摻雜蒸發源設置在蒸發腔體內且位于掩膜板的下方。摻雜蒸發源蒸發的摻雜材料需通過掩膜裝置2(才能到達待制備器件，由于掩膜板上設置有均勻分布的開孔，使在單位時間內通過掩膜板的摻雜材料速度發生變化，在不改變摻雜蒸發源蒸發熱量的情況下，能夠使摻雜材料的蒸發實現一個非常低的蒸發速度，能夠有效降低摻雜材料的比例■’同時掩膜裝置結構簡單，易于實現。
【專利說明】一種低濃度摻雜的蒸發設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及有機發光面板的制作設備，尤其涉及一種低濃度摻雜的蒸發設備。
【背景技術】
[0002] 到目前為止，在待制備器件領域，盡管全世界各國的科研人員通過選擇合適的有 機材料和合理的器件結構設計，已使器件性能的各項指標得到了很大的提升，例如采用PN 摻雜傳輸層的工藝，可以降低器件的啟動電壓以提高光效，并且有利于壽命的提高。對于P 摻雜而言，目前OLED研究領域用的最多的是如F4-TCNQ，F4-TNAP -類的摻雜劑，摻雜在空 穴傳輸材料如MeO-TPD，NPB中。對于這一類有機摻雜劑，經過摻雜后，有機物的導電率可以 從10_ 9S/cm提高到10_4S/cm，經過理論計算，要實現傳輸材料電導率達到10_6-10_ 4S/cm量 級之間，摻雜劑在有機物中的摩爾比僅需要在1%。的量就夠了，但是對于其制備工藝而言， 由于制備的傳輸層通常在幾十納米，如此低的摻雜量，很難進行控制。因為目前的膜厚監控 設備一般采用石英晶振，通過質量的變化來評定薄膜厚度，在共蒸鍍時，兩種材料的蒸鍍速 度之比，即使摻雜的質量之比。目前通常采用F4-TCNQ摻雜在MeO-TPD中時，通常采用的 摩爾比為2%-5%，其質量分數一般在1-4%之間，意味著單位之間內，F4-TCNQ的蒸鍍速度是 MeO-Tro的1-4%之間，其需要非常精確的蒸發設備，以保證兩種材料的蒸發速度在一定的 比值從而獲得較穩定的摻雜比例。
[0003] 對于發光層材料而言，同樣也存在這樣的問題，例如采用超低濃度摻雜，將發光材 料摻雜在主體材料中，例如Rubrene摻雜在NPB中，其摻雜質量分數可以低至0. 01%，DCTJB 摻雜在Alq3中，其摻雜質量分數可以低至在0. 02%。對于如此低的摻雜含量，需要采用非常 精密的監控設備，而且對蒸發源有著精確的要求。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題在于，提供一種低濃度摻雜的蒸發設備，能夠有效降 低摻雜材料的比例，結構簡單，易于實現。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種低濃度摻雜的蒸發設備，包 括真空鍍室，以及均設置在所述真空鍍室內的主蒸發源和摻雜蒸發源，所述蒸發設備還包 括掩膜裝置，所述掩膜裝置包括至少一個掩膜板及蒸發腔體，所述蒸發腔體的上端開口并 通向待制備器件；所述掩膜板水平安裝在所述蒸發腔體內，所述掩膜板上開設多個通孔，多 個所述通孔均勻分布于所述掩膜板；所述摻雜蒸發源設置在所述蒸發腔體內且位于所述掩 膜板的下方。
[0006] 其中，所述掩膜板的開孔率為9%-50%。
[0007] 其中，所述掩膜板為兩個或兩個以上，各掩膜板沿堅直方向層疊排布于所述托架， 且各所述掩膜板之間間隔設置。
[0008] 其中，相鄰兩個所述掩膜板之間的間隔為5-lOcm。
[0009] 其中，所述掩膜板的周緣與所述蒸發腔體的內壁無縫貼合連接。
[0010] 其中，所述掩膜板通過可拆卸式連接結構連接在所述蒸發腔體內。
[0011] 其中，所述通孔為圓形、多邊形、及不規則形狀中的一種。
[0012] 其中，所述掩膜板與所述所述摻雜蒸發源之間設有5-20cm的間隙。
[0013] 其中，其特征在于，所述蒸發設備還包括用于監控所述摻雜蒸發源處的蒸發速度 的晶振探頭，且設置在所述掩膜板的下方。
[0014] 其中，所述蒸發設備還包括用于監控到達所述待鍍膜器件處的蒸發速度的晶振探 頭，且設置在所述掩膜板的上方。
[0015] 本發明實施例提供的低濃度摻雜的蒸發設備，摻雜蒸發源蒸發的摻雜材料需通過 掩膜裝置才能到達待制備器件，由于掩膜板上設置有均勻分布的開孔，使在單位時間內通 過掩膜板的摻雜材料速度發生變化，在不改變摻雜蒸發源蒸發熱量的情況下，能夠使摻雜 材料的蒸發實現一個非常低的蒸發速度，能夠有效降低摻雜材料的比例；同時掩膜裝置結 構簡單，易于實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1是本發明第一實施方式提供的用于待制備器件的蒸發設備的示意圖；
[0018] 圖2是圖1的蒸發設備中蒸發掩膜裝置與待制備器件配合的結構示意圖；
[0019] 圖3是圖2中蒸發掩膜裝置的掩膜板的結構示意圖；
[0020] 圖4是本發明第二實施方式提供的蒸發掩膜裝置與待制備器件配合的結構示意 圖；
[0021] 圖5是本發明第三實施方式提供的蒸發掩膜裝置與待制備器件配合的結構示意 圖；
[0022] 圖6是本發明第四實施方式提供的掩膜板的示意圖；
[0023] 圖7是本發明第五實施方式提供的掩膜板的示意圖；
[0024] 圖8是本發明第六實施方式提供的掩膜板的示意圖；
[0025] 圖9是本發明第七實施方式提供的掩膜板的示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。
[0027] 參見圖1至圖3,為本發明中第一實施例提供的低濃度摻雜的蒸發設備，包括真空 鍍室100,以及均設置在所述真空鍍室100內的主蒸發源200、摻雜蒸發源300和掩膜裝置 400。主蒸發源200用于蒸發主體材料，摻雜蒸發源300用于蒸發摻雜材料，二者數目均為 至少一個，其具體數目可根據需要在待制備器件500生成的薄膜材料組成確定。
[0028] 如圖1及圖2所示，掩膜裝置400包括一蒸發腔體410及一掩膜板421。蒸發腔體 410的上端開口且通向待制備器件500,掩膜板421水平安裝在蒸發腔體410內，摻雜蒸發 源300設置在蒸發腔體410內且位于掩膜板421的下方。摻雜蒸發源300產生的蒸發材料 通過蒸發腔體410并經掩膜板421傳輸到待制備器件500上。主蒸發源200設置在蒸發腔 體410外，其蒸發的主體材料可直接地道待制備器件500。
[0029] 如圖3所示，掩膜板421上開設多個通孔420,多個通孔420均勻分布于掩膜板 421。通孔420的形狀可以為圓形，以便于加工制備。掩膜板421的周緣與蒸發腔體410的 內壁無縫貼合連接，使得摻雜材料僅能通過通孔420穿過掩膜板421。通過掩膜板421的 通孔420可控制單位時間內通過掩膜板421的摻雜材料數目，從而得到較低的摻雜材料蒸 發速度，從而能夠有效降低摻雜材料的比例。同時多個通孔420均勻分布于掩膜板421，可 使得蒸發材料分別均勻，保證器件的發光性能。單位時間內通過的摻雜材料數目由掩膜板 421的開孔率決定，以達到不同的蒸發速度。作為優選，掩膜板421的開孔率為9%-50%，本 實施方式中，掩膜板421的開孔率為9%。
[0030] 掩膜板421可通過緊固件、卡扣、或插接等可拆卸式連接結構連接在蒸發腔體410 內，以便于更換不同開孔率的掩膜板421，達到調節摻雜材料蒸發速度的目的。由于掩膜板 421的周緣與蒸發腔體410的內壁無縫貼合連接，即掩膜板421的形狀與蒸發腔體410的 內腔橫截面形狀相同，在本實施方式中，如圖3所示，掩膜板421的形狀為方形，相應蒸發腔 體410的內腔橫截面形狀為與之相配合的方形；當然，在其他的實施方式中，二者亦可均為 圓形、三角形、或其他形狀，或者，掩膜板421與蒸發腔體410的內壁之間亦可為略有間隙。
[0031] 如圖1所示,蒸發設備還包括三個晶振探頭601、602、603。晶振探頭601設置在蒸 發腔體410內，且位于掩膜板421與摻雜蒸發源300之間，用于監控摻雜蒸發源300處的蒸 發速度。晶振探頭602設置在掩膜板421上方，用于監控到達待制備器件300處的蒸發速 度，以便于調整掩膜板421從而控制蒸發速度。晶振探頭603設置在主蒸發源200上方，用 于監控主蒸發源200的蒸發速度。
[0032] 掩膜板421與待制備器件500之間、及掩膜板421與摻雜蒸發源300之間均設有 間隙，以便使掩膜板421能起到更好的減速作用。作為優選，掩膜板421與待制備器件500 之間的間隙為5-lOcm，掩膜板421與摻雜蒸發源300之間的間隙為5-20cm，具體地，本實施 例中，掩膜板421與待制備器件500之間的間隙為10cm，掩膜板421與摻雜蒸發源300之間 的間隙為20cm。
[0033] 在進行制備過程中，可將待制備器件500防止在真空鍍室100的頂部，且位于主蒸 發源200與摻雜蒸發源300的上方。在主蒸發源200中設置有機材料MeO-TPD，通過晶振 探頭603監控到蒸發速度為lnm/s ;在摻雜蒸發源300中的設置摻雜劑材料F4-TCNQ，處于 掩膜板421下方的晶振探頭601監控的蒸發速度為0. 5nm/s，摻雜劑材料通過掩膜板421 后，在掩膜板421上方的晶振探頭602監控的蒸發速度約為0. 04-0. 05nm/s，這樣就實現了 F4-TCNQ與MeO-TPD的蒸發速度之比達到1:20。使F4-TCNQ的摻雜質量之比為5:100。
[0034] 如圖4所示，在本發明第二實施方式中，掩膜板為兩個422a及422b，沿堅直方向層 疊排布設置。處于下方的掩膜板422a的開孔率為50%，且與摻雜蒸發源300之間的間隙為 5cm。處于上方的掩膜板422b的開孔率為16. 7%，其與待制備器件500之間的間隙為5cm， 該掩膜板422b上的通孔420為圓形。兩個掩膜板422a、422b之間的間隙為5cm。其他部分 與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0035] 制備過程中，在主蒸發源200中設置有機材料MeO-TPD，通過晶振探頭603監控到 蒸發速度為lnm/s ;在摻雜蒸發源300中的設置摻雜劑材料F4-TCNQ，處于掩膜板422a下方 的晶振探頭601監控的蒸發速度為lnm/s，摻雜劑材料通過掩膜板421后，在掩膜板422b上 方的晶振探頭602監控的蒸發速度約為0. 04-0. 05nm/s，這樣就實現了 F4-TCNQ與MeO-TPD 的蒸發速度之比達到1:20。使F4-TCNQ的摻雜質量之比為5:100。
[0036] 如圖5所示，在本發明提供的第三實施方式中，掩膜板為三個423a、423b、423c，處 于最下方的掩膜板423a的開孔率為50%，且與摻雜蒸發源300之間的間隙為5cm。處于中間 位置的掩膜板423b的開孔率為50%，與最下方的掩膜板423a之間的間距為5cm。處于最上 方的掩膜板423c的開孔為9%，其與中間位置的掩膜板423b之間的間距為5cm，掩膜板423c 與待制備器件500之間的間距為10cm。其他部分與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0037] 制備過程中，在主蒸發源200中設置有機材料MeO-TPD，通過晶振探頭603監控到 蒸發速度為lnm/s ;在摻雜蒸發源300中的設置摻雜劑材料F4-TCNQ，處于掩膜板423a下方 的晶振探頭601監控的蒸發速度為lnm/s，摻雜劑材料通過掩膜板421后，在掩膜板423b上 方的晶振探頭602監控的蒸發速度約為0. 02-0. 03nm/s，這樣就實現了 F4-TCNQ與MeO-TPD 的蒸發速度之比達到1:50。使F4-TCNQ的摻雜質量之比為2:100。
[0038] 在此處，需要說明的是，掩膜板的數目并不局限于上述實施方式，亦可為四個或四 個以上，且沿堅直方向層疊排布設置。當掩膜板的數目為兩個或兩個以上時，相鄰兩個掩膜 板之間的通孔錯位配合，已達到更好的減速效果。當掩膜板的數目為三個或三個以上時，各 掩膜板可以等間隔排布設置，以便于裝配。
[0039] 如圖6所示，在本發明提供的第四實施方式中，掩膜板421上所開設的通孔420為 方孔，掩膜板42的開孔率為23%，其他部分與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0040] 如圖7所示，在本發明提供的第五實施方式中，掩膜板421上所開設的通孔420為 圓孔，掩膜板42的開孔率為16. 7%，其他部分與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0041] 如圖8所示，在本發明提供的第六實施方式中，掩膜板421上所開設的通孔420為 圓孔，掩膜板42的開孔率為13%，其他部分與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0042] 如圖9所示，在本發明提供的第七實施方式中，掩膜板421上所開設的通孔420為 三角形孔，掩膜板42的開孔率為50%，其他部分與第一實施方式相同，在此不再贅述。
[0043] 在此處，需要說明的是，通孔420的形狀還可以為長方形、菱形、三角形等多邊形， 或為其他不規則形狀。本發明第四實施方式至第七實施方式中提供的掩膜板亦可運用到第 二或第三實施方式中。
[0044] 以上所述的實施方式，并不構成對該技術方案保護范圍的限定。任何在上述實施 方式的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該技術方案的保護范 圍之內。
【權利要求】
1. 一種低濃度摻雜的蒸發設備，包括真空鍍室，以及均設置在所述真空鍍室內的主蒸 發源和摻雜蒸發源，其特征在于，所述蒸發設備還包括掩膜裝置，所述掩膜裝置包括至少一 個掩膜板及蒸發腔體，所述蒸發腔體的上端開口并通向待制備器件；所述掩膜板水平安裝 在所述蒸發腔體內，所述掩膜板上開設多個通孔，多個所述通孔均勻分布于所述掩膜板；所 述摻雜蒸發源設置在所述蒸發腔體內且位于所述掩膜板的下方。
2. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述掩膜板的開孔率 為 9%-50%。
3. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述掩膜板為兩個或 兩個以上，各掩膜板沿堅直方向層疊排布于所述托架，且各所述掩膜板之間間隔設置。
4. 根據權利要求3所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，相鄰兩個所述掩膜板 之間的間隔為5-10cm。
5. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述掩膜板的周緣與 所述蒸發腔體的內壁無縫貼合連接。
6. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述掩膜板通過可拆 卸式連接結構連接在所述蒸發腔體內。
7. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述通孔為圓形、多邊 形、及不規則形狀中的一種。
8. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述掩膜板與所述摻 雜蒸發源之間設有5-20cm的間隙。
9. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，其特征在于，所述蒸發 設備還包括用于監控所述摻雜蒸發源處的蒸發速度的晶振探頭，且設置在所述掩膜板的下 方。
10. 根據權利要求1所述的低濃度摻雜的蒸發設備，其特征在于，所述蒸發設備還包括 用于監控到達所述待鍍膜器件處的蒸發速度的晶振探頭，且設置在所述掩膜板的上方。
【文檔編號】C23C14/24GK104213078SQ201310210299
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】周明杰, 馮小明, 陳吉星, 王平 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司