專利名稱：蒸鍍遮罩、蒸鍍系統(tǒng)及材料的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸鍍遮罩，以及應(yīng)用該遮罩的系統(tǒng)和采用該蒸鍍遮罩進(jìn)行材料提純的方法。
背景技術(shù)：
蒸鍍工藝被廣泛應(yīng)用于電子器件的生產(chǎn)過程，例如有機(jī)電致發(fā)光器件(0LED)，而在有機(jī)電致發(fā)光顯示器或者OLED照明面板中，各個(gè)有機(jī)發(fā)光單元就是以蒸鍍工藝所制成。通常是在一基板上(例如是玻璃)設(shè)置由氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)等透明電極所構(gòu)成的陽極，以及鋁、鎂或鈣合金等低功函數(shù)的金屬電極所構(gòu)成的陰極，在兩個(gè)電極之間一次沉積有機(jī)功能層和發(fā)光層等有機(jī)材料；其中，該有機(jī)發(fā)光層與金屬電極均采用蒸鍍方法形成。傳統(tǒng)的鍍膜設(shè)備大多是采用單點(diǎn)蒸鍍?cè)醇夹g(shù)，其材料利用率僅5%，換言之，100公克的有機(jī)發(fā)光材料進(jìn)入使用單點(diǎn)蒸鍍?cè)醇夹g(shù)的設(shè)備后，將只有5公克可真正被應(yīng)用到AMOLED面板中， 而剩下的95%材料則在制程中被浪費(fèi)掉，對(duì)面板廠而言無疑是增加成本。有鑒于此，有必要提供一種新型的蒸鍍遮罩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種蒸鍍遮罩、蒸鍍系統(tǒng)及材料的提純方法，不僅可以控制蒸鍍材料的輻射角度，還可以對(duì)蒸鍍材料進(jìn)行提純并二次回收，節(jié)約材料。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下:一種蒸鍍遮罩，配置于蒸鍍?cè)春突逯g，包括:管狀的主體部，包括一開口部；部分遮擋所述開口部的遮擋部，用以控制來自蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)物質(zhì)在開口部的輻射角度。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的蒸鍍遮罩的材料為玻璃、石英、氟化鎂或氟化鈣。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的主體部的截面為環(huán)形或矩形。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的主體部的側(cè)壁的厚度為I 7mm，所述的主體部的高度為15 50_。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遮擋部的面積為所述開口部面積的1/8到2/5。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的遮擋部包括多個(gè)遮擋件，所述的多個(gè)遮擋件遮擋于所述開口部的不同位置。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的遮擋部轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述主體部。本發(fā)明還提供了一種材料的提純方法，包括:(I)將上述的蒸鍍遮罩置于蒸鍍?cè)春突逯g；(2)對(duì)蒸鍍?cè)吹牟牧线M(jìn)行加熱，蒸發(fā)的物質(zhì)一部分從開口部輻射至基板上，另一部分沉積在蒸鍍遮罩的內(nèi)壁上；(3)收集沉積在蒸鍍遮罩內(nèi)壁上的材料。優(yōu)選的，在上述的材料提純方法中，所述蒸鍍?cè)床牧蠟橛袡C(jī)小分子材料。本發(fā)明還提供一種蒸鍍系統(tǒng)，包括:蒸鍍?cè)矗患訜崞?，?duì)蒸鍍?cè)催M(jìn)行加熱；上述的蒸鍍遮罩，位于所述蒸鍍?cè)吹纳戏?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少有以下優(yōu)點(diǎn):(I)蒸鍍遮罩采用熱膨脹系數(shù)與基板相當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)，利于有機(jī)材料刮取，蒸鍍遮罩收集的有機(jī)材料性能優(yōu)于蒸鍍?cè)吹牟牧?，該方法?duì)材料提純有明顯效果，同時(shí)該發(fā)明也極大提聞了材料的利用率；(2)蒸鍍遮罩上方的遮擋部可以控制蒸鍍材料的輻射角度；(3)蒸鍍遮罩設(shè)置為管狀，蒸鍍材料除了從開口部輻射至基板的部分外，其他均沉積在管狀的側(cè)壁上，收集后可再次利用，避免了蒸鍍材料的浪費(fèi)。管狀結(jié)構(gòu)的高度應(yīng)于腔體大小相對(duì)應(yīng)，保證通過管狀結(jié)構(gòu)輻射出去的材料能夠有效的覆蓋所需要蒸鍍的區(qū)域內(nèi)，同時(shí)保證非輻射區(qū)域外的材料盡可能多的附著在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上。防止過多的材料蒸鍍到腔壁上，使得在蒸鍍過程中有可能造成污染，同時(shí)在高功率蒸鍍時(shí)，腔壁上的材料也會(huì)“放氣”從而影響腔體真空度。因此盡可能好的保持腔體的潔凈度，能有有利于維護(hù)腔體的本底真空度，提高蒸鍍質(zhì)量。`


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所述為本發(fā)明實(shí)施例1中蒸鍍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為實(shí)施例1中蒸鍍遮罩的俯視圖；圖3所示為實(shí)施例1中的蒸鍍遮罩上設(shè)有I個(gè)遮擋部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為實(shí)施例1中的蒸鍍遮罩上設(shè)有2個(gè)遮擋部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所述為本發(fā)明實(shí)施例2中蒸鍍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示為實(shí)施例2中蒸鍍遮罩的俯視圖；圖7所示為實(shí)施例2中的蒸鍍遮罩上設(shè)有I個(gè)遮擋部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8所示為實(shí)施例2中的蒸鍍遮罩上設(shè)有2個(gè)遮擋部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中器件I和器件2的電壓-電流密度曲線；圖10所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中器件I和器件2的電流密度-亮度曲線；圖11所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中器件I和器件2的亮度-電流效率-功率效率曲線；圖12所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中器件I和器件2的光譜曲線。
具體實(shí)施例方式在蒸鍍時(shí)，利用在蒸鍍?cè)粗?，設(shè)置具有特定形狀、材質(zhì)和規(guī)格的蒸鍍遮罩，可以有效控制材料蒸發(fā)角度，一方面提高蒸鍍薄膜均勻性；另一方面通過蒸鍍遮罩對(duì)于有機(jī)材料蒸鍍過程中，部分材料會(huì)沉積在蒸鍍遮罩上，這對(duì)于蒸鍍材料來說起到二次升華、提純的作用，回收的材料也可以提高有機(jī)材料利用率，節(jié)約成本。通常蒸鍍過程是在真空室內(nèi)，一基板的ITO面作為蒸鍍面，而將蒸鍍遮罩配置于基本的蒸鍍面與蒸發(fā)源之間，進(jìn)行蒸鍍時(shí)，將蒸發(fā)源加熱使蒸鍍材料蒸發(fā)，并經(jīng)由遮罩上的開口使其附著于基板的蒸鍍面。在蒸鍍的過程中，為了在基板上形成均勻的薄膜，除了控制蒸發(fā)源到基板的距離，包括水平距離和垂直距離外，還包括蒸發(fā)源的蒸鍍材料的輻射角度，過大的輻射角度，會(huì)造成材料不必要的浪費(fèi)；輻射角度過小，又會(huì)引起薄膜厚度不均等問題。而且由于蒸鍍遮罩是配置于較靠近加熱的蒸發(fā)源處，而且蒸發(fā)物質(zhì)會(huì)以較高的溫度狀態(tài)輻射過來，故遮蔽正讀物的蒸鍍遮罩必須承受該蒸發(fā)物質(zhì)的溫度，所以蒸鍍遮罩必須具有耐熱性及低熱變形的特性。為解決材料利用率過低的問題，本發(fā)明采用蒸鍍遮罩 作為材料收集的媒介，在現(xiàn)有技術(shù)的蒸鍍遮罩設(shè)計(jì)上，沒有考慮過蒸鍍材料的二次升華的作用，蒸鍍遮罩的材質(zhì)也大多不利于材料的沉積和收集。因此，本發(fā)明主要從這些問題出發(fā)找到解決方案。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蒸鍍遮罩及材料提純方法，采用玻璃、石英、氟化鎂(MgF2)或氟化鈣(CaF2)等，其熱膨脹系數(shù)與加熱基板相同或在其之下的材料作為蒸鍍遮罩。該蒸鍍遮罩置于蒸鍍?cè)粗希黧w為管狀結(jié)構(gòu)，該管狀結(jié)構(gòu)之上加有相應(yīng)的遮擋部，遮擋部的目的是控制蒸發(fā)源的輻射角度，使輻射角度控制在比蒸鍍基板尺寸稍大的范圍內(nèi)，防止有機(jī)材料蒸鍍到真空腔壁上，造成腔體污染，該管狀結(jié)構(gòu)適用于點(diǎn)源或者線源。所述提純方法為:當(dāng)蒸鍍遮罩至于蒸發(fā)源之上時(shí)，除出射范圍之外的有機(jī)材料會(huì)沉積于管狀結(jié)構(gòu)上，對(duì)管壁上的材料進(jìn)行回收，可以起到提純和提高材料利用率的作用。因此，該蒸鍍遮罩即可以保持腔體相對(duì)潔凈，在提高材料利用率的同時(shí)，對(duì)蒸鍍材料進(jìn)行提純，提高材料純度。優(yōu)選的，所述蒸鍍遮罩管狀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁厚度為I 7mm，高度為15 50mm ;蒸鍍遮罩管狀結(jié)構(gòu)為圓柱形管或矩形管，即截面為圓環(huán)形或矩形；遮擋部的面積為蒸鍍遮罩開口部面積的1/8到2/5之間，具體遮擋位置可選擇一處遮擋或多處遮擋，多處遮擋優(yōu)選為對(duì)稱遮擋，即開口部的對(duì)稱兩側(cè)分別設(shè)有遮擋部。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。實(shí)施例1參圖1所示，蒸鍍系統(tǒng)包括蒸鍍?cè)?1、用于對(duì)蒸鍍?cè)催M(jìn)行加熱的加熱器12以及位于蒸鍍?cè)?1上方的蒸鍍遮罩13。蒸鍍?cè)?1為有機(jī)小分子材料。
蒸鍍遮罩13采用玻璃、石英、氟化鎂(MgF2)或氟化鈣(CaF2)等熱膨脹系數(shù)與加熱基板相同或在其之下的材料作為蒸鍍遮罩。該蒸鍍遮罩13置于蒸鍍?cè)粗?，主體為管狀結(jié)構(gòu)，其截面為圓形，參圖2所示。蒸鍍遮罩13包括一開口部131。參圖3所示，在其他實(shí)施例中，開口部131還遮擋有一個(gè)遮擋部132，遮擋部132遮擋了開口部131的部分空間，其用以控制來自蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)物質(zhì)在開口部的輻射角度，遮擋部形狀和大小與真空腔體尺寸和玻璃基板大小有關(guān)，使輻射角度控制在比蒸鍍基板尺寸大2%-5%的范圍內(nèi)。遮擋部132可以固定于蒸鍍遮罩13的主體部(管狀側(cè)壁)上，也可以與主體部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，當(dāng)為轉(zhuǎn)動(dòng)連接時(shí)，可以控制遮擋開口部131的面積，進(jìn)而可以自由調(diào)整輻射的角度。參圖4所示，遮擋部132也可以設(shè)置有多個(gè)，以在開口部的多個(gè)位置進(jìn)行遮擋，進(jìn)而起到控制開口部的輻射角度。圖4中所示為兩個(gè)遮擋部，該兩個(gè)遮擋部對(duì)稱設(shè)于圓環(huán)的兩側(cè)。易于想到的是，在其他實(shí)施例中，遮擋部亦可為大于兩個(gè)。該實(shí)施例中的蒸鍍遮罩13可應(yīng)用于點(diǎn)源形式的蒸鍍?cè)?1。實(shí)施例2參圖5所示，蒸鍍系統(tǒng)包括蒸鍍?cè)?1、用于對(duì)蒸鍍?cè)催M(jìn)行加熱的加熱器22以及位于蒸鍍?cè)?1上方的蒸鍍遮罩23。蒸鍍?cè)?1為有機(jī)小分子材料。蒸鍍遮罩23采用玻璃、石英、氟化鎂(MgF2)或氟化鈣(CaF2)等熱膨脹系數(shù)與加熱基板相同或在其之下的材料作為蒸鍍遮罩。該蒸鍍遮罩23置于蒸鍍?cè)粗?，主體為管狀結(jié)構(gòu)，其截面為矩形，參圖6所示 。蒸鍍遮罩23包括一開口部231。參圖7所示，在其他實(shí)施例中，開口部231還遮擋有一個(gè)遮擋部232，遮擋部232遮擋了開口部231的部分空間，其用以控制來自蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)物質(zhì)在開口部的輻射角度，遮擋部形狀和大小與真空腔體尺寸和玻璃基板大小有關(guān)，使輻射角度控制在比蒸鍍基板尺寸大2%-5%的范圍內(nèi)。遮擋部232可以固定于蒸鍍遮罩23的主體部(管狀側(cè)壁)上，也可以與主體部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，當(dāng)為轉(zhuǎn)動(dòng)連接時(shí)，可以控制遮擋開口部231的面積，進(jìn)而可以自由調(diào)整輻射的角度。參圖8所示，遮擋部232也可以設(shè)置有多個(gè)，以在開口部的多個(gè)位置進(jìn)行遮擋，進(jìn)而起到控制開口部的輻射角度。圖8中所示為兩個(gè)遮擋部，該兩個(gè)遮擋部對(duì)稱設(shè)于矩形的兩側(cè)。易于想到的是，在其他實(shí)施例中，遮擋部亦可為大于兩個(gè)。該實(shí)施例中的蒸鍍遮罩23可應(yīng)用于線源形式的蒸鍍?cè)?1。利用上述的蒸鍍遮罩進(jìn)行材料的提純方法，包括:(I)將蒸鍍遮罩置于蒸鍍?cè)春突逯g；(2)對(duì)蒸鍍?cè)吹牟牧线M(jìn)行加熱，蒸發(fā)的物質(zhì)一部分從開口部輻射至基板上，另一部分沉積在蒸鍍遮罩的內(nèi)壁上；(3)收集沉積在蒸鍍遮罩內(nèi)壁上的材料。以下通過具體實(shí)驗(yàn)對(duì)其效果進(jìn)行驗(yàn)證:對(duì)ITO玻璃基板分別用丙酮，乙醇和蒸餾水進(jìn)行超聲清洗，再用蒸餾水沖洗一遍并干燥。轉(zhuǎn)移基板至真空熱蒸鍍腔室中。在ITO基板上分別熱升華蒸鍍HAT-CN10nm，NPB75nm, Alq360nm, Liq2nm;最后熱升華蒸鍍招150nm形成陰極。沉積速度對(duì)NPB和Alq3保持在2埃/秒，對(duì)HAT-CN和Liq保持在0.5埃/秒，對(duì)鋁保持在8埃/秒，最后形成器件結(jié)構(gòu)如下: ITO/HAT-CN (IOnm) /NPB (75nm) /Alq3 (60nm) /Liq (2nm) /Al (150nm)其中，HAT-CN為空穴注入層，NPB為空穴傳輸層，Alq3為發(fā)光層兼電子傳輸層，Liq為電子注入層，該器件為綠色熒光器件。本實(shí)施例通過對(duì)NPB和Alq3這兩個(gè)材料使用本發(fā)明提純方法蒸鍍后，對(duì)兩種材料進(jìn)行收集，并制備成器件2，而提純前用于蒸鍍的NPB和Alq3制備為器件I。圖9所示為器件I和器件2的電壓-電流密度曲線；圖10所示為器件I和器件2的電流密度-亮度曲線；圖11所示為器件I和器件2的亮度-電流效率-功率效率曲線；圖12所示為器件I和器件2的光譜曲線。圖9-12說明收集的材料制備出來的器件性能更加優(yōu)越，因?yàn)槭占牟牧霞兌雀?，并且沒有出現(xiàn)材料分解的情況，收集到的材料具有較高的純度和穩(wěn)定性。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí) 施方式。
權(quán)利要求
1.一種蒸鍍遮罩，配置于蒸鍍?cè)春突逯g，其特征在于，包括: 管狀的主體部，包括一開口部； 部分遮擋所述開口部的遮擋部，用以控制來自蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)物質(zhì)在開口部的輻射角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述的蒸鍍遮罩的材料為玻璃、石英、氟化鎂或氟化鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述的主體部的截面為環(huán)形或矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述的主體部的側(cè)壁的厚度為I 7mm,所述的主體部的高度為15 50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 或3所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述遮擋部的面積為所述開口部面積的1/8到2/5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述的遮擋部包括多個(gè)遮擋件，所述的多個(gè)遮擋件遮擋于所述開口部的不同位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍遮罩，其特征在于:所述的遮擋部轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述主體部。
8.—種材料的提純方法，其特征在于，包括: (1)將權(quán)利要求1至7任一所述的蒸鍍遮罩置于蒸鍍?cè)春突逯g； (2)對(duì)蒸鍍?cè)吹牟牧线M(jìn)行加熱，蒸發(fā)的物質(zhì)一部分從開口部輻射至基板上，另一部分沉積在蒸鍍遮罩的內(nèi)壁上； (3)收集沉積在蒸鍍遮罩內(nèi)壁上的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的材料的提純的方法，其特征在于:所述蒸鍍?cè)床牧蠟橛袡C(jī)小分子材料。
10.一種蒸鍍系統(tǒng)，其特征在于，包括: 蒸鍍?cè)矗? 加熱器，對(duì)蒸鍍?cè)催M(jìn)行加熱； 權(quán)利要求1至7任一所述的蒸鍍遮罩，位于所述蒸鍍?cè)吹纳戏健?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸鍍遮罩，配置于蒸鍍?cè)春突逯g，包括管狀的主體部，包括一開口部；部分遮擋所述開口部的遮擋部，用以控制來自蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)物質(zhì)在開口部的輻射角度。本發(fā)明還公開了一種蒸鍍系統(tǒng)及材料的提純方法。本發(fā)明的蒸鍍遮罩，不僅可以控制蒸鍍材料的輻射角度，還可以對(duì)蒸鍍材料進(jìn)行提純回收，節(jié)約材料。
文檔編號(hào)C23C14/12GK103194724SQ20131012017
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者廖良生, 丁磊, 周東營 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)