无机材料真空蒸镀设备转让专利

申请号 : CN201410043581.7

文献号 : CN103757599B

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相似专利:

发明人 : 张洪杰周亮李成宇邓瑞平

申请人 : 中国科学院长春应用化学研究所

摘要 :

本发明提供了一种无机材料真空蒸镀设备,包括真空蒸镀室和自动控制系统。在本发明提供的真空蒸镀设备中,各模块通过收集真空蒸镀室内各项参数信号,并将各项参数信号发送给控制总机,所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号,并将该反馈信号反馈给相应的控制模块,相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件进行自动调控,实现无机材料真空镀膜的自动控制,不仅节省了大量人力,更重要的是能够实现对无机材料真空蒸镀过程的有效监测,实现了无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的提高。

权利要求 :

1.一种无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,包括真空蒸镀室和自动控制系统;

其中,所述真空蒸镀室包括:

腔体;

与所述腔体相通的抽真空设备;

设置在所述腔体内、用于加热蒸发源的电阻加热束源炉,所述电阻加热束源炉上方设置有第一挡板;

与所述电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,所述衬底平台上设置有第二挡板;

设置在所述腔体内的掩膜版储仓;

与所述掩膜版储仓相连、用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统;

与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统,所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接;

所述自动控制系统包括:控制总机,分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块;其中,所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空设备;

所述膜厚监测控制模块用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机;

所述束源炉温控模块用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机;以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;还用于接收所述控制总机依据所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;

所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台;

所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号,并根据所述控制信号控制机械传送交接系统;

所述掩膜版对接模块用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统;

所述挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。

2.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块,所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号,并将所述反馈信号发送给相应模块。

3.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,所述抽真空设备包括:

通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵;

所述真空系统控制模块包括:分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块;

所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机;

所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制机械泵或分子泵。

4.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,所述膜厚监测控制模块包括分别与控制总机相连的蒸发速度探测器和膜厚探测器,所述蒸发速度探测器用于采集蒸发源的蒸发速率信号并将所述蒸发速率发送给控制总机;所述膜厚探测器用于采集衬底上生长的膜的厚度信号并将所述厚度信号发送给控制总机。

5.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,所述衬底平台控制模块包括分别与控制总机相连的高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块,所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号,并将所述高度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号,并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号,并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号,并将所述转速信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台。

6.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,所述挡板监控模块包括第一挡板监控模块和第二挡板监控模块,所述第一挡板监控模块和第二挡板监控模块分别与所述控制总机相连;

第一挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板;

第二挡板控制模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第二挡板。

7.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,还包括与控制总机相连的工作模式切换模块,所述工作模式切换模块用于接收控制总机发送的切换信号并根据该切换信号进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。

8.根据权利要求1所述的无机材料真空蒸镀设备,其特征在于,还包括与所述控制总机相连的阀门监控模块,所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。

说明书 :

无机材料真空蒸镀设备

技术领域

[0001] 本发明属于真空蒸镀技术领域,尤其涉及一种无机材料真空蒸镀设备。

背景技术

[0002] 在过去十年里,有机发光二极管、有机太阳能电池和有机薄膜晶体管等有机光电器件得到了学术界与企业界的广泛关注。经过科研人员的不断努力,有机光电器件的相关技术得到了长足的发展,有机光电器件产业正在迅速形成并不断成熟和壮大。同时,国际国内市场对高性能、高品质有机光电器件的需求正在与日俱增。令人欣慰的是,我国在有机光电器件领域的基础研究非常扎实,材料合成与器件设计的理念与国际一流水平基本同步,甚至在某些具体方面具有一定的优势。可惜的是,国内的相关研发项目一直没有给予器件制备工艺足够的重视,从而导致我国的有机光电器件制造装备研发进展缓慢,其相关产业的规模和能力与我国庞大的有机光电器件产业不匹配,无法满足这一新兴产业对制造装备的需求。因而,我国有机光电器件的研发与推广长期依赖从国外进口相关制造装备,这一困局严重制约了我国有机光电器件产业全面均衡发展。
[0003] 长期以来,困扰我国有机光电器件制造装备产业成长与发展的一个重要问题是欠缺包括金属在内的无机材料真空蒸镀设备与相关工艺技术。没有精密的、可靠的无机蒸镀设备与工艺技术做保障,就无法获得高品质、高性能的有机光电器件。通常,无机材料的真空蒸镀通过在真空氛围下电阻加热无机材料,然后控制温度及加热功率等条件来调节无机薄膜的生长速率和界面形貌。近年来,欧美日韩等国家都在积极研发有机光电器件制造装备,其中美国科特莱斯科公司、德国布劳恩公司、日本索尼/松下公司、韩国三星公司都已经推出自主设计的适用于产业化的无机材料真空蒸镀设备,并且普遍已经实现了自动化控制。目前,国产的无机材料真空蒸镀设备缺少对无机材料真空蒸镀过程的有效监测与自动控制,在具体的操作过程中需要依赖技术人员的经验和感觉,从而造成无机材料真空蒸镀进程精度较低、损耗严重;同时,由于无法自动控制无机材料真空蒸镀进程,导致不同批次器件的性能存在很大的差异。另外,由于缺少精密的对接与传送技术,无机材料真空蒸镀过程非常缓慢无法实现大规模量产,满足不了日益增长的产业化需求。
[0004] 综上所述,如何提供一种无机材料真空蒸镀设备,以实现对无机材料真空蒸镀过程的有效监控,进而实现在提高有机光电器件性能、品质和制备速度的同时减少制造工艺对不同批次器件性能造成的偏差,是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种无机材料真空蒸镀设备,本发明提供的无机材料真空蒸镀设备能够实现自动控制无机材料的真空蒸镀过程,提高无机材料真空蒸镀的精密度,从而提高有机光电器件的性能。
[0006] 本发明提供了一种无机材料真空蒸镀设备,包括真空蒸镀室和自动控制系统;
[0007] 其中,所述真空蒸镀室包括:
[0008] 腔体;
[0009] 与所述腔体相通的抽真空设备;
[0010] 设置在所述腔体内、用于加热蒸发源的电阻加热束源炉,所述电阻加热束源炉上方设置有第一挡板;
[0011] 与所述电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,所述衬底平台上设置有第二挡板;
[0012] 设置在所述腔体内的掩膜版储仓;
[0013] 与所述掩膜版储仓相连、用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统;
[0014] 与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统,所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接;
[0015] 所述自动控制系统包括:控制总机,分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块;其中,
[0016] 所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空设备;
[0017] 所述膜厚监测控制模块用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机;
[0018] 所述束源炉温控模块用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号和所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;
[0019] 所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台;
[0020] 所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号,并根据所述控制信号控制机械传送交接系统;
[0021] 所述掩膜版对接模块用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统;
[0022] 所述挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。
[0023] 优选的,所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块,所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号,并将所述反馈信号发送给相应模块。
[0024] 优选的,所述抽真空设备包括:通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵;
[0025] 所述真空系统控制模块包括:分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块;
[0026] 所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机;
[0027] 所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制机械泵或分子泵。
[0028] 优选的,所述膜厚监测控制模块包括分别与控制总机相连的蒸发速度探测器和膜厚探测器,所述蒸发速度探测器用于采集蒸发源的蒸发速率信号并将所述蒸发速率发送给控制总机;所述膜厚探测器用于采集衬底上生长的膜的厚度信号并将所述厚度信号发送给控制总机。
[0029] 优选的,所述衬底平台控制模块包括分别与控制总机相连的高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块,所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号,并将所述高度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号,并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号,并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号,并将所述转速信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台。
[0030] 优选的,所述挡板监控模块包括第一挡板监控模块和第二挡板监控模块,所述第一挡板监控模块和第二挡板监控模块分别与所述控制总机相连;
[0031] 第一挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板;
[0032] 第二挡板控制模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第二挡板。
[0033] 优选的,还包括与控制总机相连的工作模式切换模块,所述工作模式切换模块用于接收控制总机发送的切换信号并根据该切换信号进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。
[0034] 优选的,还包括与所述控制总机相连的阀门监控模块,所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。
[0035] 与现有技术相比,本发明提供的无机材料真空蒸镀设备包括真空蒸镀室和自动控制系统,其中,所述真空蒸镀室包括:腔体;与所述腔体相通的抽真空设备;设置在所述腔体内、用于加热蒸发源的电阻加热束源炉,所述电阻加热束源炉上方设置有第一挡板;与所述电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,所述衬底平台上设置有第二挡板;设置在所述腔体内的掩膜版储仓;与所述掩膜版储仓相连、用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统;与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统,所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接;所述自动控制系统包括:控制总机,分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块;其中,所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空设备;所述膜厚监测控制模块用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机;所述束源炉温控模块用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号和所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台;所述传送交接模块用于接收所述控制总机发送的控制信号,并根据所述控制信号控制机械传送交接系统;所述掩膜版对接模块用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统;所述挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。
[0036] 在本发明提供的真空蒸镀设备中,真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块等各模块通过收集真空蒸镀室内束源炉温度、蒸发速度、膜厚、衬底平台温度、衬底平台转速、衬底平台高度、衬底平台位置等各项参数信号,并将各项参数信号发送给控制总机,所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号,并将该反馈信号反馈给相应的控制模块,相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件,如抽真空设备、束源炉、衬底平台等进行自动调控,实现无机材料真空镀膜的自动控制,不仅节省了大量人力,更重要的是能够实现对无机材料真空蒸镀过程的有效监测,实现了无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的提高。同时,本发明提供的无机材料真空蒸镀设备中,各控制模块与控制总机相互作用,实现了对无机材料真空蒸镀过程中蒸发速率、加热温度、膜厚度、衬底平台和掩膜版的位置等参数的精密监测和控制,在提高无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的基础上,提高有机光电器件的性能,减少不同批次器件的性能偏差。

附图说明

[0037] 图1为本发明实施例提供的真空蒸镀室的结构示意图;
[0038] 图2为本发明实施例提供的无机材料真空蒸镀设备的自动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

[0039] 本发明提供了一种无机材料真空蒸镀设备,包括真空蒸镀室和自动控制系统;
[0040] 其中,所述真空蒸镀室包括:
[0041] 腔体;
[0042] 与所述腔体相通的抽真空设备;
[0043] 设置在所述腔体内、用于加热蒸发源的电阻加热束源炉,所述电阻加热束源炉上方设置有第一挡板;
[0044] 与所述电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,所述衬底平台上设置有第二挡板;
[0045] 设置在所述腔体内的掩膜版储仓;
[0046] 与所述掩膜版储仓相连、用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统;
[0047] 与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统,所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接;
[0048] 所述自动控制系统包括:控制总机,分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块;其中,
[0049] 所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空设备;
[0050] 所述膜厚监测控制模块用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机;
[0051] 所述束源炉温控模块用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号和所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;
[0052] 所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台;
[0053] 所述传送交接控制模块用于接收所述控制总机发送的控制信号,并根据所述控制信号控制机械传送交接系统;
[0054] 所述掩膜版对接模块用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统;
[0055] 所述挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。
[0056] 本发明提供的真空蒸镀设备中,真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块等各模块通过收集真空蒸镀室内束源炉温度、蒸发速度、膜厚、衬底平台温度、衬底平台转速、衬底平台高度、衬底平台位置等各项参数信号,并将各项参数信号发送给控制总机,所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号,并将该反馈信号反馈给相应的控制模块,相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件,如抽真空设备、束源炉、衬底平台等进行自动调控,实现无机材料真空镀膜的自动控制,不仅节省了大量人力,更重要的是能够实现对无机材料真空蒸镀过程的有效监测,实现了无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的提高。同时,本发明提供的无机材料真空蒸镀设备中,各控制模块与控制总机相互作用,实现了对无机材料真空蒸镀过程中蒸发速率、加热温度、膜厚度、衬底平台和掩膜版的位置等参数的精密监测和控制,在提高无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的基础上,提高有机光电器件的性能较好,减少不同批次器件的性能偏差。
[0057] 本发明提供的无机材料真空蒸镀设备包括真空蒸镀室和自动控制系统,其中,真空蒸镀室实现无机材料的真空蒸镀,自动控制系统实现对无机材料真空蒸镀过程的自动控制。
[0058] 在本发明中,所述真空蒸镀室包括:
[0059] 腔体;
[0060] 与所述腔体相通的抽真空设备;
[0061] 设置在所述腔体内、用于加热蒸发源的电阻加热束源炉,所述电阻加热束源炉上方设置有第一挡板;
[0062] 与所述电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,所述衬底平台上设置有第二挡板;
[0063] 设置在所述腔体内的掩膜版储仓;
[0064] 与所述掩膜版储仓相连、用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统;
[0065] 与所述腔体相通、用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统,所述机械传送交接系统与所述衬底平台相连接。
[0066] 参见图1,图1为本发明实施例提供的真空蒸镀室的结构示意图,其中,1为腔体,2为与腔体1相通的抽真空设备,3为设置在腔体内的电阻加热束源炉,31为设置在电阻加热束源炉3上方的第一挡板,4为与电阻加热束源炉对应设置的衬底平台,41为衬底平台上方的第二挡板,5为掩膜版储仓,6为用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接或分离的掩膜版对接系统,7为用于传送衬底并使所述衬底与所述衬底平台连接或分离的机械传送交接系统。
[0067] 在本发明中,所述真空蒸镀室包括腔体1,腔体1为真空蒸镀提供场所,可以为圆柱体腔体或者长方体腔体,其材质可以为不锈钢或者其他金属材料,本发明对其并无特殊限制;本发明对其尺寸也无特殊限制,根据需要进行调整即可。在本发明其他实施例中,腔体1上还设置有透明观察窗,用于观察腔体1内的情况。
[0068] 所述真空蒸镀室还包括与腔体1相同的抽真空装置2,其用于对腔体1抽真空。抽真空装置2包括通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵,其中,机械泵作为分子泵的前级泵,用于预抽真空,当真空度达到
100Pa时,由分子泵继续进行抽真空处理。在本发明中,机械泵可以为真空机械泵,其抽速至少为4L,优选采用既能够保证抽速又具有良好静音、散热性能的真空机械泵;分子泵可以为真空分子泵,其功率不低于600W,优选采用既能够保证抽速又具有良好静音、散热性能的真空分子泵。机械泵阀门和分子泵阀门均可以选用能够精密控制抽真空速率的电磁阀、闸板阀、真空针阀或微调阀等。在本发明中,机械泵和分子泵可以通过两个通道与腔体1相连通,也可以通过一个通道与腔体1相连通;在通过一个通道与腔体1相连通时,机械泵和分子泵也可以共用一个阀门,本发明并无特殊限制。
[0069] 在本发明中,腔体1内设置有电阻加热束源炉3,电阻加热束源炉3的作用在于加热蒸发源。电阻加热束源炉3采用电阻丝加热的方式实现电阻加热,具有陶瓷内胆,不仅能够绝缘而且能够保温,能够保证快速加热及快速冷却,从而实现无机材料的蒸发。
[0070] 电阻加热束源炉3上方设置有第一挡板31,第一挡板31的作用在于通过开启和关闭实现对蒸发源的阻挡。在本实施例中,第一档板31直接与腔体1的内壁相连,与电阻加热束源炉独立设置,利于实现对其的自动控制。
[0071] 当需要进行两种或两种以上无机材料时,腔体1内可设置相应数量的束源炉,每个束源炉分别用于一种无机材料的真空蒸镀。蒸镀时,首先由蒸发速率最小的无机材料所在的束源炉进行蒸镀,然后按照蒸发速率由小到大的顺序依次进行蒸镀。该两个或两个以上的束源炉与衬底平台相对设置,调整衬底平台的高度、位置等使蒸镀时与相应的束源炉相对即可。
[0072] 在本发明中,衬底平台4与电阻加热束源炉3相对设置,用于安放生长无机薄膜的衬底以及掩膜版。衬底平台4包括与腔体1内壁相连的支撑装置和与支撑装置相连的载物平台,支撑装置可自由伸缩,从而调整载物平台的高度;支撑装置可移动,从而调节载物平台的位置;载物平台可以支撑装置为轴进行旋转,从而带动衬底旋转。衬底平台4还包括加热装置,该加热装置可对衬底平台4上的载物平台进行加热,为无机薄膜的生长提供适宜的温度。
[0073] 衬底平台4上还设置有第二挡板41,第二挡板41通过开启与关闭控制无机材料在衬底上的生长与结束。第二挡板41可以设置在衬底平台4上,也可以独立于衬底平台4设置。其独立于衬底平台4设置时,只要能够实现对载物平台的遮挡即可。
[0074] 在本发明中,所述真空蒸镀室还包括与腔体1相通的机械传送交接系统7,所述机械传送交接系统7在腔体1内与衬底平台4相连,用于将衬底输送至衬底平台4处,并将衬底安放于衬底平台4上或者将生长有无机薄膜的衬底与衬底平台4分离并输送出腔体1。在本发明中,所述机械传送交接系统包括机械传送带和驱动电机,此时,腔体1上设置有传送通道,用于机械传送带的进出。机械传送带在驱动电机的作用下将衬底由腔体1外输送至腔体1的衬底平台4处,并将衬底安放于衬底平台上。当蒸镀完成后,衬底平台4上的衬底经由机械传送带输出腔体1进行下一步处理。
[0075] 腔体1内还设置有掩膜版储仓5,其用于储存掩膜版。本发明对所述掩膜版储仓5的位置没有特殊限制,利于掩膜版的输送、不影响无机材料在衬底上的蒸镀即可。在掩膜版储仓5和衬底平台4之间还设置有掩膜版对接系统6,其用于输送掩膜版并使所述掩膜版与衬底对接。在本发明提供的实施例中,掩膜版对接系统6可以为机械传送带,将掩膜版储仓内的掩膜版输送至衬底平台处,并与衬底平台上的衬底相对接。当掩膜版对接系统6和机械传送交接系统7均为机械传输带时,可以为同一个机械传输带,该机械传输带经过衬底平台和掩膜版储仓,当需要安放衬底时,将衬底由腔体外输送至衬底平台;然后行进至掩膜版储仓,负载掩膜版后将其输送至衬底平台处并与衬底对接。在其他实施例中,掩膜版对接系统6和机械传送交接系统7可以为两个独立的系统,分别负责掩膜版的输送和对接以及衬底的输送和安放。
[0076] 本发明提供的无机材料真空蒸镀设备还包括自动控制系统,所述自动控制系统包括:控制总机,分别与所述控制总机相连的真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块;其中,[0077] 所述真空系统控制模块用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空设备;
[0078] 所述膜厚监测控制模块用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机;
[0079] 所述束源炉温控模块用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号和所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉;
[0080] 所述衬底平台控制模块用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台;
[0081] 所述传送交接控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号和衬底平台的位置信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制机械传送交接系统;
[0082] 所述掩膜版对接模块用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统;
[0083] 所述挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。
[0084] 参见图2,图2为本发明实施例提供的无机材料真空蒸镀设备的自动控制系统的结构示意图,其中,101为控制总机,102为与所述控制总机相连的真空系统控制模块,103为与所述控制总机相连的膜厚监测控制模块,104为与所述控制总机相连的束源炉温控模块,105为与所述控制总机相连的衬底平台控制模块;106为与所述控制总机相连的传送交接控制模块;107为与所述控制总机相连的掩膜版对接模块;108为与所述控制总机相连的挡板监控模块。
[0085] 所述自动控制系统包括控制总机1,控制总机1可以为人机交互界面,可以进行无机材料蒸镀过程中各工艺参数和蒸镀程序的设置,也可以接收上述各控制模块采集并发送的信号,并根据预设的工艺参数和蒸镀程度对接收到的信号进行处理生成反馈信号,并将各反馈信号发送给相应的控制模块,从而实现对无机材料真空蒸镀过程的自动控制。
[0086] 所述自动控制系统包括真空系统控制模块102,真空系统控制模块102用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发给控制总机101,控制总机接收所述真空度信号后,根据预设的抽真空程序以及真空度对该信号进行处理,并生成反馈信号发送给真空系统控制模块102;真空系统控制模块102接收该反馈信号后,依据该反馈信号控制抽真空设备,例如控制抽真空设备的开启与关闭。
[0087] 真空系统控制模块102包括分别与所述控制总机相连的真空计和抽真空控制模块;
[0088] 所述真空计用于采集所述腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给所述控制总机;
[0089] 所述抽真空控制模块用于接收所述控制总机依据所述真空度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空装置。
[0090] 在本发明中,所述真空计可以设置在腔体1内部,用于采集腔体1内的真空度信号。真空计可以采用复合真空计、电离真空计或石英真空计等能够在低真空和高真空区间自动切换并实现真空度信号数字化的真空计。所述真空计采集腔体1内的真空度信号后,将其发送给控制总机1,控制总机1接收该真空度信号,并根据预设的真空度信号进行处理后生成反馈信号,然后将该反馈信号发送给抽真空控制模块;所述抽真空控制模块接收所述反馈信号,并依据所述反馈信号控制抽真空装置。
[0091] 当抽真空设备包括通过机械泵阀门与所述腔体相通的机械泵和通过分子泵阀门与所述抽真空阀门相通的分子泵时,所述抽真空控制模块根据接收到的反馈信号分别控制所述机械泵和分子泵的开启与关闭,例如,当腔体1内真空度较低时,开启机械泵进行抽真空;当真空度降低至100Pa时,关闭机械泵,开启分子泵进行抽真空。
[0092] 在本发明中,所述膜厚监测控制模块103用于采集蒸发源的蒸发速度信号和膜厚度信号,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给所述控制总机。膜厚监测控制模块103采集腔体1内蒸发源的蒸发速度和衬底上生长的膜的厚度,并将所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号发送给控制总机1。在无机材料蒸镀过程中,蒸发源,即无机材料的蒸发速度稳定后开始蒸镀才能够得到厚度均匀的膜;当膜厚达到预定数值时,即可停止蒸镀。膜厚检测控制模块103在蒸镀初期采集蒸发源的蒸发速度信号并将该蒸发速度信号发送给控制总机1,在蒸镀后期采集衬底上生长得到的膜的厚度信号并将该膜厚度信号发送给控制总机1。在本实施例中,膜厚监测控制模块103包括膜厚探测器,其设置在腔体1内,可以设置在电阻加热束源炉附近,此时,其监测探头的高度可以调整,以便进行衬底上的膜厚度的监测;也可以设置在衬底平台附近,同样的,其监测探头的高度也可以调整,以便进行蒸发速度的监测。在其他实施例中,膜厚监测控制模块103可以包括蒸发速度探测器和膜厚探测器,所述蒸发速度探测器用于采集蒸发源的蒸发速率信号并将所述蒸发速率发送给控制总机;所述膜厚探测器用于采集衬底上生长的膜的厚度信号并将所述厚度信号发送给控制总机。在本实施例中,膜厚探测器可以采用6M Hz的石英晶体振荡器。
[0093] 控制总机101接收到上述蒸发速度信号和/或膜厚度信号后,可以单独对所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号进行处理生成反馈信号,也可以对蒸发速度信号和/或膜厚度信号以及其他信号综合处理生成反馈信号。
[0094] 在本发明中,所述束源炉温控模块104用于采集束源炉的温度信号并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述温度信号和所述蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述反馈信号控制束源炉。蒸镀初始,束源炉升温过程中,蒸发源的蒸发速度不稳定,当蒸发源的蒸发速度得到预定蒸镀速率后,控制束源炉温度稳定开始进行蒸镀;当蒸镀到预定的膜厚度时,束源炉开始降温直至熄灭。即,在蒸镀初始,束源炉温控模块104采集电阻加热束源炉的温度信号,并将该温度信号发送给控制总机101,控制总机101对该温度信号进行处理,同时根据预设的温度生成反馈信号并发送给束源炉温控模块,束源炉温控模块根据该信号控制束源炉,使其快速升温或者保持稳定;当蒸镀即将结束时,控制总机根据接收到的蒸发速度信号和/或膜厚度信号生成反馈信号,并发送给束源炉温控模块104,束源炉温控模块104接收所述反馈信号后,根据所述反馈信号控制电阻加热束源炉的关闭或者降温速率等。在本实施例中,束源炉温控模块104包括用于采集束源炉温度的温度传感器,其可以为热偶探头。
[0095] 在其他实施例中,当包括多个束源炉时,控制总机根据预设的蒸发速率生成相应的控制信号,并发送给束源炉温控模块104;所述束源炉温控模块104接收控制总机的控制信号,首先控制蒸发速率最低的无机材料所在的束源炉,然后按照蒸发速率由低至高的顺序依次控制各束源炉,控制方法与上文所述相同,本发明在此不再赘述。
[0096] 在本发明中,所述衬底平台控制模块105用于采集衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号并将所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机分别依据所述高度信号、位置信号、温度信号和转速信号生成的反馈信号,并依据各反馈信号控制衬底平台。在本实施例中,所述衬底平台控制模块105包括高度控制模块、位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块,所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号,并将所述高度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的高度和所述高度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述位置控制模块用于采集衬底平台的位置信号,并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的位置和所述位置信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述温度控制模块用于采集衬底平台的温度信号,并将所述温度信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的温度和所述温度信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台;所述转速控制模块用于采集衬底平台的转速信号,并将所述转速信号发送给所述控制总机,以及接收所述控制总机根据预设的衬底平台的转速和所述转速信号生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制衬底平台。
[0097] 所述高度控制模块用于采集衬底平台的高度信号,并将所述高度信号发送给所述控制总机,所述控制总机接收到所述高度信号后,根据预设的衬底平台的高度对所述高度信号进行处理生成反馈信号,并将所述反馈信号发送给高度控制模块,所述高度控制模块接收到所述反馈信号后根据该反馈信号控制衬底平台的升降,控制衬底平台的高度。同样的,所述位置控制模块、温度控制模块和转速控制模块的工作原理与所述高度控制模块相同,区别在于其控制的分别是衬底平台的位置、温度和转速,其中,衬底平台的高度是指衬底平台相对于腔体的高度,衬底平台的位置是指衬底平台相对于蒸发源的位置。
[0098] 当腔体内设置有多个束源炉,需要进行多个蒸发源的蒸镀时,一种蒸发源蒸镀完成后,控制总机根据预设的蒸发源的蒸镀顺序生成控制信号使可束源炉温控模块控制相应的束源炉,同时,控制总机根据接收到的衬底平台的高度信号、位置信号、温度信号和转速信号以及预设的衬底平台的高度、位置、温度和转速生成反馈信号,并发送给衬底平台控制模块105,衬底平台控制模块接收该反馈信号并根据该反馈信号控制衬底平台的高度、位置、温度和转速。
[0099] 在本发明中,所述传送交接控制模块106用于接收所述控制总机发送的控制信号,并根据所述控制信号控制机械传送交接系统。蒸镀初期,所述控制总机依据接收到的所述真空度信号和衬底平台的位置信号以及预设的真空度信号和衬底平台的位置信号生成反馈信号,并将该反馈信号发送给传送交接模块106,所述传送交接模块接收该反馈信号后控制机械传送交接系统将衬底送至腔内并安装在衬底平台上;蒸镀完成后,所述控制总机依据预设的蒸发源的蒸发量生成控制信号,并将该控制信号发送给传送交接模块106,所述传送交接模块106根据该控制信号控制机械传送交接系统从衬底平台上将衬底取下并将衬底由腔内送至下一操作装置中。
[0100] 在本发明中,所述掩膜版对接模块107用于采集掩膜版的位置信号并将所述位置信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述掩膜版的位置信号和衬底平台的位置信号所生成的反馈信号,并根据所述反馈信号控制掩膜版对接系统。在蒸镀过程中,将衬底安放在衬底平台上后,掩膜版对接模块采集掩膜版的位置信号,并将所述位置信号发送给所述控制总机;所述控制总机接收到掩膜版的位置信号后,结合衬底平台的位置信号生成反馈信号并发送给掩膜版对接模块,掩膜版对接模块接收该反馈信号并依据该反馈信号控制掩膜版对接系统,使掩膜版对接系统从掩膜版储仓将掩膜版取出输送至衬底平台并将其对接到衬底的下方位置并紧密贴合;当蒸镀完成后,控制总机依据预设的蒸发源的蒸发量生成控制信号,并将所述控制信号发送给掩膜版对接模块,掩膜版对接模块接收所述控制信号并依据该控制信号控制掩膜版对接系统,使掩膜版对接系统将掩膜版与衬底分离并将掩膜版送至掩膜版储仓。
[0101] 所述自动控制系统还包括挡板监控模块108,挡板监控模块108用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板和第二挡板。挡板监控模块108包括分别与控制总机相连的第一挡板监控模块和第二挡板监控模块,其中,第一挡板监控模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第一挡板;第二挡板控制模块用于接收所述控制总机发送的开启信号和关闭信号,以及接收所述控制总机分别依据所述蒸发速度信号和所述膜厚度信号生成的反馈信号,并依据所述开启信号、关闭信号和反馈信号控制第二挡板。
[0102] 蒸镀初始,蒸镀速率不稳定时,第一档板打开,第二挡板关闭;当蒸镀速度稳定后,第二挡板也打开,蒸发源蒸发并在衬底上形成薄膜;蒸镀至预定膜厚后,关闭第二挡板,并关闭束源炉,束源炉完全冷却后,关闭第一挡板。在此过程中,控制总机根据预设程序对第一挡板控制模块发送开启信号,第一挡板控制模块接受该开启信号并依据该开启信号开启第一档板;控制总机根据接收到的蒸发速度信号生成反馈信号,并将该反馈信号发送给第二挡板控制模块,第二挡板控制模块根据该反馈信号控制第二挡板,使第二档板开启;控制总机根据接收到的膜厚信号以及预设的膜厚信号生成反馈信号并将所述反馈信号发送给第二挡板控制模块,所述第二档板控制模块接收所述反馈信号并根据所述反馈信号控制第二档板,使第二挡板关闭;控制总机根据接收到的束源炉温度信号以及预设的冷却时间生成反馈信号,并将该反馈信号发送给第一挡板控制模块,所述第一挡板控制模块接收所述反馈信号并根据所述反馈信号控制第一挡板,使第一挡板关闭。
[0103] 在其他实施例中,所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的运行检测模块,所述运行检测模块用于采集真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机,以及用于接收所述控制总机依据所述异常信号生成的反馈信号,并将所述反馈信号发送给相应模块,各相应模块根据接收到的反馈信号控制相应的部件。
[0104] 在其他实施例中,所述无机材料真空蒸镀设备还包括与控制总机相连的工作模式切换模块,所述工作模式切换模块用于接收控制总机发送的切换信号并根据该切换信号进行手动工作模式和全自动工作模式的切换。
[0105] 在其他实施例中,所述自动控制系统还包括与所述控制总机相连的阀门监控模块,所述阀门监控模块用于接收控制总机发送的控制信号并依据该控制信号控制阀门。例如,当抽真空系统包括机械泵和分子泵时,机械泵上设置机械泵阀门,分子泵上设置分子泵阀门,当开始抽真空时,所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号,控制机械泵阀门的开启进行抽真空;当腔体内真空度下降为100Pa时,所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号,控制机械泵阀门关闭同时控制分子泵阀门开启继续进行抽真空;当蒸镀完成时,所述阀门监控模块接收控制总机发送的控制信号,控制分子泵阀门关闭,停止抽真空。
[0106] 本发明提供的无机材料真空蒸镀设备的工作过程及工作原理如下:
[0107] 首先,开启所述无机材料真空蒸镀设备的总开关,通过控制总机101设定真空度、衬底平台与束源炉的距离、各无机材料的蒸镀速率、各无机材料形成的膜的厚度等参数;
[0108] 然后,启动自动控制系统,控制总机101向真空系统控制模块102发送控制信号,真空系统控制模块102接收该控制信号后开启抽真空系统,同时,衬底平台控制模块105采集衬底平台的位置、高度、温度和转速信号并将所述信号发送给控制总机101;当抽真空系统包括机械泵和分子泵时,真空系统控制模块102首先根据所述控制信号控制机械泵开启进行抽真空;真空系统控制模块102同时采集腔体内的真空度信号并将所述真空度信号发送给控制总机101,控制总机101根据该真空度信号以及预设的真空度生成反馈信号并发送给真空系统控制模块102,真空系统控制模块102接收该反馈信号并依据该反馈信号控制抽真空系统;当腔体内真空度降低至100Pa时,控制总机根据接收到的真空度信号生成反馈信号并将所述反馈信号传递给真空系统控制模块102,真空系统控制模块102控制机械泵关闭同时控制分子泵开启;
[0109] 当腔体内真空度达到预定真空度时,即,控制总机接收到的真空度信号与预设的真空度相同时,控制总机根据接收到的真空度信号和预设的真空度生成反馈信号并将所述反馈信号发送给传送交接模块106,传送交接模块106接收该反馈信号并依据所述反馈信号控制机械传送交接系统,将衬底输送至腔体内;同时,控制总机接收来自衬底平台的位置信号,并依据所述位置信号生成反馈信号发送给传送交接模块,传送交接模块接收该反馈信号,并依据所述反馈信号控制机械传送交接系统,将衬底输送至衬底平台处,将并衬底安放于衬底平台上;
[0110] 衬底安放完毕后,控制总机101向掩膜版对接模块107发送控制信号,掩膜版对接模块107接收该控制信号并依据该控制信号控制掩膜版对接系统;同时,掩膜版对接模块107将采集到的掩膜版的位置信号发送给控制总机101,控制总机101接收该位置信号并根据该位置信号以及接收到的衬底平台的位置信号生成反馈信号,并将该反馈信号发送给掩膜版对接模块107,掩膜版对接模块107控制掩膜版对接系统将掩膜版从掩膜版储仓中取出并输送至衬底平台处,并将掩膜版安放于衬底下方,并与衬底紧密贴合;掩膜版安放完毕后,控制总机101向挡板监控模块108发送关闭信号,,所述挡板监控魔窟奥108控制第二挡板关闭,然后,控制总机101根据接收到的衬底平台的位置信号、高度信号、温度信号和转速信号以及预设的衬底平台的位置、高度、温度和转速生产反馈信号,并将该反馈信号发送给衬底平台控制模块105,衬底平台控制模块105接收该反馈信号并根据所述反馈信号控制所述衬底平台,使其升降至蒸镀位置经根据工艺设定开始旋转或加热;
[0111] 完成上述操作后,控制总机101向挡板控制模块108发送控制信号,挡板控制模块108接收所述控制信号并根据所述控制信号控制第一档板开启;控制总机101接收束源炉温控模块104发送的温度信号,依据该温度信号以及预设的温度生成反馈信号,并发送给束源炉温控模块104,束源炉温控模块104根据所述反馈信号控制电阻加热束源炉,使电阻加热束源炉开启、升温、加热无机材料;同时,膜厚监测控制模块103采集无机蒸发源的蒸发速度信号,并将所述蒸发速度信号发送给所述控制总机101,所述控制总机101根据所述蒸发速度信号和预设的蒸镀速度生成反馈信号,并将所述反馈信号发送给束源炉温控模块
104;当无机蒸发源的蒸发速度与预设的蒸发速度相同时,束源炉温控模块104接收到控制总机101发送的反馈信号并根据该反馈信号控制电阻加热束源炉稳定加热功率和温度;同时,控制总机101根据蒸发速度信号和预设的蒸镀速度生成反馈信号,并将所述反馈信号发送给挡板控制模块108,挡板控制模块108接收所述反馈信号后并依据所述反馈信号控制第二挡板,使第二挡板打开,在衬底上开始生长薄膜;
[0112] 膜厚监测控制模块103采集衬底上生长的膜的厚度信号,并将所述厚度信号发送给控制总机101;控制总机101接收所述厚度信号,依据所述厚度信号和预设的膜厚度生成反馈信号,并将所述反馈信号发送给挡板控制模块108;所述挡板控制模块108接收所述反馈信号并根据所述反馈信号控制第二挡板,当膜厚度与预设的膜厚度相同时,挡板控制模块108根据接收的反馈信号控制第二挡板关闭,停止薄膜的生长;
[0113] 控制总机101依据接收到的膜厚度信号和预设的膜厚信号生成反馈信号并发送给束源炉温控模块104,束源炉温控模块104接收所述反馈信号并依据所述反馈信号控制电阻加热束源炉。当膜厚度与预设的膜厚度相同时,束源炉温控模块104根据接收到的反馈信号控制电阻加热束源炉,使电阻加热束源炉停止加热。束源炉温控模块104同时采集束源炉的温度信号,并将该温度信号发送给控制总机101;控制总机101接收该温度信号并根据该温度信号和预定的温度信号生成反馈信息,并将所述反馈信息发送给挡板控制模块108;挡板控制模块108接收到所述反馈信息,并根据所述反馈信息控制第一档板,当电阻加热束源炉温度与预设温度相同时,挡板控制模块108根据接收到的反馈信息控制第一挡板,使第一挡板关闭;
[0114] 当蒸镀两种或两种以上无机材料时,按照蒸发速率由小到大的顺序,按照上述过程依次进行无机材料的蒸镀。蒸镀完毕后,控制总机101依据预设的蒸发源的蒸发量生成控制信号,并发送给掩膜版对接模块107,掩膜版对接模块107接收所述控制信号并根据所述控制信号控制掩膜版对接系统,使掩膜版对接系统将掩膜版与衬底分离并将掩膜版送至掩膜版储仓;
[0115] 取下掩膜版后,控制总机101根据预设的蒸发源的蒸发量生成控制信号,并将该控制信号发送给传送交接模块106,所述传送交接模块106接收该控制信号并根据该控制信号控制机械传送交接系统从衬底平台上将衬底取下并将衬底由腔内送至下一操作装置中,继续器件制备的其他步骤;
[0116] 最后,控制总机101根据预设指令对真空系统控制模块102发出控制信号,真空系统控制模块102接收所述控制信号并根据所述控制信号控制抽真空系统,使抽真空系统停止抽真空,使得整个系统完全关系。
[0117] 在所述无机材料蒸镀设备运行期间,运行检测模块采集真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块的异常信号并将所述异常信号发送给所述控制总机,所述控制总机接收所述异常信号并根据所述异常信号生成反馈信号,并将所述反馈信号发送给运行检测模块,所述运行检测模块接收所述异常信号并将所述反馈信号发送给相应模块,各相应模块根据接收到的反馈信号控制相应的部件。
[0118] 在本发明提供的真空蒸镀设备中,真空系统控制模块、膜厚监测控制模块、束源炉温控模块、衬底平台控制模块、传送交接控制模块、掩膜版对接模块和挡板监控模块等各模块通过收集真空蒸镀室内束源炉温度、蒸发速度、膜厚、衬底平台温度、衬底平台转速、衬底平台高度、衬底平台位置等各项参数信号,并将各项参数信号发送给控制总机,所述控制总机根据预设的各项参数对收到的各项参数信号进行处理得到反馈信号,并将该反馈信号反馈给相应的控制模块,相应的控制模块再根据相应的反馈信号对相应的部件,如抽真空设备、束源炉、衬底平台等进行自动调控,实现无机材料真空镀膜的自动控制,不仅节省了大量人力,更重要的是能够实现对无机材料真空蒸镀过程的有效监测,实现了无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的提高。同时,本发明提供的无机材料真空蒸镀设备中,各控制模块与控制总机相互作用,实现了对无机材料真空蒸镀过程中蒸发速率、加热温度、膜厚度、衬底平台和掩膜版的位置等参数的精密监测和控制,在提高无机材料真空蒸镀精度、品质和速度的基础上,提高有机光电器件的性能,减少不同批次器件的性能偏差。
[0119] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。