柔性掩膜版和蒸镀装置的制作方法
本申请属于显示技术领域,具体涉及一种柔性掩膜版和蒸镀装置。
背景技术:
随着显示技术的快速发展,柔性显示引起了人们极大关注,包括全面屏、可弯折(甚至可折叠、可卷曲等)、固定曲线形状的手机在未来市场会被广泛应用。柔性显示技术,尤其是可卷曲的柔性显示技术可以改变显示器件的形状,增加了显示的灵活性和多样性,有望为显示技术领域带来重大变革。
目前一般通过蒸镀的方式来制备可卷曲的柔性屏体的发光层,但其存在效率低的问题。
技术实现要素:
本申请提供一种柔性掩膜版和蒸镀装置,以解决蒸镀过程效率低的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种柔性掩膜版,柔性掩膜版可卷曲。
其中,柔性掩膜版的材料为有机高分子聚合物或柔性金属
为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种蒸镀装置,包括:第一传送机构,用于承载掩膜版;第一驱动机构,用于驱动第一传送机构运动;第二传送机构,用于承载待蒸镀的柔性基板;第二驱动机构,用于驱动第二传送机构运动;其中,在蒸镀过程中,第一驱动机构和第二驱动机构分别使掩膜版和柔性基板沿第一传送路径和第二传送路径同步运动。
其中,第一传送路径和第二传送路径相对且平行区域形成有效蒸镀区域,第一传送机构和第二传送机构相互配合以使得位于有效蒸镀区域内的柔性基板和掩膜版在蒸镀时相互平行,且运行速度和方向相同。
其中,第一传送机构包括在第一传送路径上间隔设置的两个第一滚轮,第二传送机构包括在第二传送路径上分别对应两个第一滚轮间隔设置的两个第二滚轮;两个第一滚轮的中心点连线与两个第二滚轮的中心点连线相互平行;其中,掩膜版为可卷曲的柔性掩膜版,柔性掩膜版依序绕过两个所述第一滚轮并绷紧,两个第一滚轮之间的区域定义为有效蒸镀区域。
其中,第一传送机构还包括两个第三滚轮,分别位于第一传送路径的两端,用于收卷或展开柔性掩膜版;第二传送机构还包括两个第四滚轮,分别位于第二传送路径的两端,用于收卷或展开柔性基板。
其中,第一传送机构还包括两个分别位于第一滚轮和第三滚轮之间的第一传导轮,第一传导轮的中心点和与其相邻的第一滚轮的中心点的连线垂直于两个第一滚轮中心点的连线;第二传送机构还包括两个分别位于第二滚轮和第四滚轮之间的第二传导轮,第二传导轮的中心点和与其相邻的第二滚轮的中心点的连线垂直于两个第二滚轮中心点的连线。
其中,还包括:控制器,与第一驱动机构和第二驱动机构耦接,用于控制第一驱动机构和第二驱动机构的运行,以使得柔性掩膜版和柔性基板能够沿各自的传送路径往复运动。
其中,还包括:第一速度传感器,靠近其中一个第一滚轮设置,用于获得对应位置处的第一滚轮的旋转速度或柔性掩膜版的运行速度;第二速度传感器,靠近其中一个第二滚轮设置,用于获得对应位置处的第二滚轮的旋转速度或柔性基板的运行速度;其中,第一速度传感器和第二速度传感器分别与控制器耦接,控制器根据第一速度传感器和第二速度传感器的数据调整第一滚轮和第二滚轮的旋转速度或柔性掩膜版和柔性基板的运行速度。
其中,在第一传送路径上,柔性掩膜版包括分别位于两端的两个非有效区域以及位于两个非有效区域之间的至少一个蒸镀单元;其中,非有效区域的长度大于或等于与其同侧的有效蒸镀区域的边界至同侧的第一传送路径端点的长度;在第二传送路径上,柔性基板包括分别位于两端的两个非待蒸镀区域以及位于两个非待蒸镀区域之间的至少一个待蒸镀区域;其中,非待蒸镀区域的长度大于或等于与其同侧的有效蒸镀区域的边界至同侧的第一传送路径端点的长度。
区别于现有技术情况,本申请的有益效果是:本申请所提供的柔性掩膜版可卷曲,进而使得该柔性掩膜版可以通过卷曲传输,为实现动态蒸镀提供技术支持,且可以提高后续蒸镀作业的连续性,提高蒸镀效率。
此外,本申请所提供的蒸镀装置包括带动掩膜版移动的第一传送机构和第一驱动机构、以及带动待蒸镀的柔性基板移动的第二传送机构和第二驱动机构;在蒸镀过程中,第一驱动机构和第二驱动机构分别使掩膜版和柔性基板沿第一传送路径和第二传送路径同步运动。通过上述方式,可以实现动态蒸镀柔性基板,可以提高蒸镀作业的连续性,提高蒸镀效率;且当柔性基板包含多个基板单元时,上述方式可以提升蒸镀所形成的膜厚的均一性和准确性,进而提升可卷曲的柔性屏体的蒸镀精度、以及提升所形成的发光器件的发光效率和寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1为本申请蒸镀装置一实施方式的结构示意图;
图2a为柔性基板一实施方式的结构示意图;
图2b为本申请柔性掩膜版一实施方式的结构示意图;
图2c为本申请柔性掩膜版另一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请公开了一种柔性掩膜版,该柔性掩膜版可卷曲,即该柔性掩膜板能够绕卷于转轴或滚轮上。进一步地,该柔性掩膜版材质可以为pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)等有机高分子聚合物,也可为柔性金属等;其可通过丝印的方式在原本设计好的精密掩膜版fmm磨具上注入成型物质形成。该柔性掩膜版上设置有图案化结构,且图案化结构至少包括对应一颜色的像素图案矩阵。可卷曲的柔性掩膜版一方面便于保存,占用空间少,另一方面,进行蒸镀时,形变较少,且能够实现与待蒸镀基板之间的动态点对点蒸镀,提高蒸镀的精度。
请参阅图1,图1为本申请蒸镀装置一实施方式的结构示意图,该蒸镀装置10包括:第一传送机构102、第一驱动机构(图未示)、第二传送机构106和第二驱动机构(图未示)。
具体地,第一传送机构102用于承载掩膜版100,第一传送机构102可以包括多个滚轮等,具体结构将在后续实施例中详细说明。上述掩膜版100可以为柔性掩膜版,且该柔性掩膜版可卷曲,当然,在其他实施例中,上述掩膜版100也可为非柔性的。第一驱动机构可以是电机等,用于驱动第一传送机构102运动,第一驱动机构的个数可以为一个或者多个。在第一驱动机构的作用下,第一传送机构102带动掩膜版100沿第一传送路径运动(图1中虚线箭头所形成的路径),并到达与蒸镀源104对应的位置。
第二传送机构106用于承载待蒸镀的柔性基板108,需要注意的是,该柔性基板108并不在实际售卖的蒸镀装置10的范围内。第二传送机构106可以包括多个滚轮等,具体结构将在后续实施例中进行详细说明。第二驱动机构可以是电机等,用于驱动第二传送机构106运动,第二驱动机构的个数可以为一个或者多个。在第二驱动机构的作用下,第二传送机构106可以带动柔性基板108沿第二传送路径运动(如图1中实线箭头所形成的路径),并到达与蒸镀源104对应的位置。
其中,在蒸镀过程中,上述第一驱动结构和第二驱动结构分别使掩膜版100和柔性基板108沿第一传送路径和第二传送路径同步运动。通过上述方式,可以实现动态蒸镀柔性基板,可以提高蒸镀作业的连续性,提高蒸镀效率;且当柔性基板108包含多个基板单元时,上述方式可以提升蒸镀所形成的膜厚的均一性和准确性,进而提升可卷曲的柔性屏体的蒸镀精度、以及提升所形成的发光器件的发光效率和寿命。
在本实施例中,第一传送路径和第二传送路径相对且平行区域形成有效蒸镀区域20,第一传送机构102和第二传送机构106相互配合以使得位于有效蒸镀区域20内的柔性基板108和掩膜版100在蒸镀时相互平行,且运行速度和方向相同。可以理解的是,在蒸镀时,位于有效蒸镀区域20内的柔性基板108和掩膜版100同时向左或向右运动,且运动速度相同,以使得有效蒸镀区域20内的柔性基板108和掩膜版100可以相对保持静止,进而使得蒸镀源104所喷出的物质能够精确的透过掩膜版100到达柔性基板108上所需蒸镀的位置,以提升蒸镀精度。
在上述实施例中,如图2a和图2b所示,图2a为柔性基板一实施方式的结构示意图,图2b为本申请掩膜版一实施方式的结构示意图。柔性基板108可以包含多个间隔设置的基板单元1080,每个基板单元1080后续可以形成一个显示面板;对应的,掩膜版100可以包含多个间隔设置的蒸镀单元1000。较佳的,待蒸镀的多个基板单元1080结构相同,对应的多个蒸镀单元1000的结构相同。上述蒸镀装置10中的掩膜版100的个数可以为三个,分别为用于蒸镀红色发光物质、蓝色发光物质和绿色发光物质,具体掩膜版100上的像素图案矩阵由基板单元1080上的像素排布决定。在蒸镀过程中,当蒸镀完其中一个颜色的发光物质后,可以将对应的掩膜版100拆卸,更换为下一个颜色对应的掩膜版100再进行蒸镀过程,直至所有颜色的发光物质均蒸镀完成。
当然,在其他实施例中,上述掩膜版100的结构也可为其他,例如,请参阅图2c,图2c为本申请掩膜版另一实施方式的结构示意图。该掩膜版100a可以包含多个间隔设置的蒸镀单元1000a,且多个蒸镀单元1000a形成连续的红色蒸镀区域r、绿色蒸镀区域g和蓝色蒸镀区域b,且红色蒸镀区域r的大小、绿色蒸镀区域g的大小以及蓝色蒸镀区域b的大小均与所有基板单元1080所形成大小相同;即在本实施例中,可以将图2b中单独的三个掩膜版100设置到同一掩膜版100a上。
在又一个实施方式中,请再次参阅图1,上述第一传送机构102包括在第一传送路径上间隔设置的两个第一滚轮1020,第二传送机构106包括在第二传送路径上分别对应两个第一滚轮1020间隔设置的两个第二滚轮1060;两个第一滚轮1020的中心点连线a1a2与两个第二滚轮1060的中心点连线b1b2相互平行;其中,上述掩膜版100为柔性掩膜版,柔性掩膜版依序绕过两个第一滚轮1020并绷紧,两个第一滚轮1020之间的区域定义为有效蒸镀区域20。对应的,柔性基板108也依序绕过两个第二滚轮1060并绷紧,两个第二滚轮1060之间的区域也处于有效蒸镀区域20。上述第一传送机构102和第二传送机构106的结构设计较为简单,且传送效率较高。此外,蒸镀源104的蒸镀出口可以朝向有效蒸镀区域20的掩膜版100背离柔性基板108一侧,上述第一传送机构102和第二传送机构106的设计方式可以使得有效蒸镀区域20内无其他结构遮挡蒸镀源104,进而提高蒸镀效果。
而为了降低第一滚轮1020对柔性掩膜版的损伤,第一滚轮1020与柔性掩膜版接触的表面可以设置有软性层;同样地,为了降低第二滚轮1060对柔性基板108的损伤,第二滚轮1060与柔性基板108接触的表面也可以设置有软性层。
进一步,请继续参阅图1,当掩膜版未可卷曲的柔性掩膜版时,第一传送机构102还包括两个第三滚轮1022,分别位于第一传送路径的两端,用于收卷或展开柔性掩膜版,即柔性掩膜板能够卷绕在第三滚轮1022上。第二传送机构106还包括两个第四滚轮1062,分别位于第二传送路径的两端,用于收卷或展开柔性基板108,即柔性掩膜板能够卷绕在第四滚轮1062上。即上述第一传送机构102和第二传送机构106均由滚轮形成,其结构简单,且传输效率较高。
在一个应用场景中,第三滚轮1022的尺寸可以大于其他位置处的第一传送路径上的滚轮的尺寸。该设计方式是考虑到起点和终点处的第三滚轮1022起到收卷柔性掩膜版的作用,大尺寸设计方式可以降低柔性掩膜版在收卷时的卷曲应力,进而降低其损伤的概率。同样地,第四滚轮1062的尺寸可以大于第二传送路径上其他位置处的滚轮的尺寸。该设计方式是考虑到起点和终点处的第四滚轮1062起到收卷柔性基板108的作用,大尺寸设计方式可以降低柔性基板108在收卷时的卷曲应力,进而降低其损伤的概率。
在又一个应用场景中,请再次参阅图1,第一传送机构102还包括两个分别位于第一滚轮1020和第三滚轮1022之间的第一传导轮1024,第一传导轮1024的中心点和与其相邻的第一滚轮1020的中心点的连线垂直于两个第一滚轮1020中心点的连线,即图1中两个第一滚轮1020的中心点a1a2的连线垂直于第一传导轮1024的中心点a3和第一滚轮1020的中心点a1连线;图1中仅以一个第一滚轮1020为例进行标示,可以理解的是,图1中的两个第一滚轮1020均满足上述条件。
和/或,第二传送机构106还包括两个分别位于第二滚轮1060和第四滚轮1062之间的第二传导轮1064,第二传导轮1064的中心点和与其相邻的第二滚轮1060的中心点的连线垂直于两个第二滚轮1060中心点的连线,即图1中两个第二滚轮1060的中心点b1b2的连线垂直于第二传导轮1064的中心点b3和第二滚轮1060的中心点b1的连线;图1中仅以一个第二滚轮1060为例进行标示,可以理解的是,图1中的两个第二滚轮1060均满足上述条件。上述设计方式可以使得位于有效蒸镀区域20内的柔性掩膜版100和柔性基板108张紧,下垂量或变形较小,平行度较高,以保证蒸镀精度。
此外,为了降低第一传送路径和第二传送路径之间的相互影响,上述位于第一传送路径上的所有滚轮所围设的区域与位于第二传送路径上的所有滚轮所围设的区域相互独立,无重叠区域。
在另一个实施方式中,为了实现自动化控制,提高蒸镀效率,本申请所提供的蒸镀装置10还可以包括控制器(图未示);控制器与第一驱动机构和第二驱动机构耦接,用于控制第一驱动机构和第二驱动机构的运行,以使得柔性掩膜版100和柔性基板108能够沿各自的传送路径往复运动,能够对同一柔性基板进行多次蒸镀,进而使得柔性基板108上所蒸镀的膜层厚度符合预设要求。
一般而言,沿传送路径运动一次过程能够在柔性基板108上所形成的膜层的厚度与柔性基板108和柔性掩膜版的运行速度反相关。某些情况下,可能沿传送路径运动一次所形成的膜厚不能达到预设要求,则可以通过往复多次(例如,3次、4次等)以增大膜厚。
而为了更为精确地控制柔性基板108和柔性掩膜版的运行速度,上述蒸镀装置10还可以包括:第一速度传感器(图未示)和第二速度传感器(图未示)。具体地,第一速度传感器与控制器耦接,且靠近其中一个第一滚轮1020设置,用于获得对应位置处的第一滚轮1020的旋转速度或柔性掩膜版100的运行速度;第二速度传感器与控制器耦接,且靠近其中一个第二滚轮1060设置,用于获得对应位置处的第二滚轮1060的旋转速度或柔性基板108的运行速度。蒸镀装置10中的控制器根据第一速度传感器和第二速度传感器的数据调整所述第一滚轮1020和第二滚轮1060的旋转速度或柔性掩膜版和柔性基板108的运行速度。
在本申请的另一个实施例中,如图1和图2b所示,在第一传送路径上,柔性掩膜版100包括分别位于两端的两个非有效区域1002以及位于两个非有效区域之间的至少一个蒸镀单元1000;其中,非有效区域1002的长度大于或等于与其同侧的有效蒸镀区域20的边界至第一传送路径端点的长度。对于非有效区域1002可以不设置图案化结构,以减少工艺复杂程度,且降低成本。
与之对应的,在第二传送路径上,柔性基板108包括分别位于两端的两个非待蒸镀区域1082以及位于两个非待蒸镀区域1082之间的至少一个待蒸镀区域(即图2a中基板单元1080);其中,非待蒸镀区域1082的长度大于或等于与其同侧的有效蒸镀区域20的边界至同侧的第一传送路径端点的长度。
优选地,至少一个非有效区域1002的长度大于与其同侧的有效蒸镀区域20的边界至同侧的第一传送路径端点的长度。即当非有效区域1002的一端与同侧的第一传送路径末端重合时,非有效区域1002的另一端会超出同侧的有效蒸镀区域20的边界;此时,在柔性掩膜版运动过程中,非有效区域1002具有与有效蒸镀区域20相互重合的重叠区域10020(如图2b所示);柔性掩膜版100对应重叠区域10020的位置设置有监测开口(图未示),该监测开口所形成的图案化结构可以与蒸镀单元1000内的图案化结构相同。蒸镀装置10还可以包括厚度监测器(图未示),与控制器耦接,用于获得与重叠区域对应的柔性基板108上所形成的膜层的厚度,即图2a中非待蒸镀区域1082的虚线框位置处膜层的厚度。该设计方式可以降低监测膜厚时对正常基板单元1080的影响。
此外,本申请所提供的蒸镀装置10还可包括温度传感器,位于蒸镀源104内,用于监测蒸镀源104所喷射的蒸镀材料的温度,该蒸镀源104所喷射的蒸镀材料可以为由主体材料和客体材料所形成的混合物。一般而言,蒸镀源104需要先从室温加热至预设温度(例如300℃),其喷射速率与温度正相关。通过温度传感器可以精确监控当前蒸镀源104所达到的温度,以保证蒸镀膜厚的均一性和准确性。
在本实施例中,控制器可以控制蒸镀源104的温度还未达到预设温度时,柔性基板108和柔性掩膜版就开始运动;此时,柔性基板108上的非待蒸镀区域1082的长度、以及柔性掩膜版上非有效区域1002的长度与蒸镀源104的温度控制以及其运动速率相关。此时,需要保证柔性掩膜版的第一个蒸镀单元1000接触到蒸镀物质时,蒸镀源104的温度已经恒定在预设温度。当然,在其他实施例中,控制器也可控制蒸镀源104的温度达到预设温度后,柔性基板108和柔性掩膜版再开始运动。此时,柔性基板108上的非待蒸镀区域1082的长度、以及柔性掩膜版上非有效区域1002的长度与蒸镀源104的温度控制无关。
请再次参阅图2b,上述实施例中所提及的可卷曲的柔性掩膜版也可单独存在并销售。该柔性掩膜版的材质可以为pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)等有机高分子聚合物,也可为柔性金属等。其上设置有图案化结构,且图案化结构至少包括对应一颜色的像素图案矩阵。在本实施例中,上述柔性掩膜版的具体结构可参见上述实施例中的相关说明,在此不再赘述。
下面以一个具体地实施例对本申请所提供的蒸镀装置作进一步说明,下列实施例中所采用的柔性基板和柔性掩膜版的结构可参见图2a和图2b。
a:在材质为pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)的柔性基板上依次形成阵列层、图案化的阳极层、空穴传输层;其中阳极层的材质可以为ito,其可采用物理气相沉积pvd方式形成;空穴传输层的厚度可以为960a。
b:将上述柔性基板的一端与第二传送机构的一端的第四滚轮固定连接;剩余的柔性基板在第二传送机构的作用下沿第二传送路径运动至另一端的第四滚轮,且柔性基板的另一端与此处的第四滚轮固定连接;且一般而言,柔性基板的总长度大于第二传送路径的长度,此时长于第二传送路径的柔性基板可以卷绕在第四滚轮上;例如,在本实施例中,柔性基板的总长度可以达到100米,柔性基板两端的非待蒸镀区域的长度可以为5米。以及将柔性掩膜版的一端与第一传送机构的一端的第三滚轮固定连接;剩余的柔性掩膜版在第一传送机构的作用下沿第一传送路径运动至另一端的第三滚轮,且柔性掩膜版的另一端与此处的第三滚轮固定连接;且一般而言,柔性掩膜版的总长度大于第一传送路径的长度,此时长于第一传送路径的柔性掩膜版可以卷绕在第三滚轮上。
c:柔性掩膜版和柔性基板上可以设置有对位标识,控制器可以控制第一驱动机构和第二驱动机构运动以使得柔性掩膜版和柔性基板对位。
d:假设此时蒸镀红色发光物质,且蒸镀源的温度已经达到预设温度(300℃);此时控制器控制第一传送机构和第二传送机构相互配合以使得位于有效蒸镀区域内的柔性基板和柔性掩膜版在蒸镀时相互平行,且运行速度和方向相同;例如,以图1中为例,控制器控制第一传送机构中的所有滚轮顺时针运动,控制第二传送机构中的所有滚轮逆时针运动。此时经过有效蒸镀区域的柔性基板上可以被蒸镀上红色发光物质。当柔性基板和柔性掩膜版沿一个方向运动至末端时,若此时膜厚未达到要求,控制器可以控制柔性基板和柔性掩膜版反向运动,以使得柔性基板上再被蒸镀上一层红色发光物质。往复几次,以使得柔性基板上的膜厚符合预设要求,例如,预设要求为250-1000a。
e:假设此时红色发光物质蒸镀完毕,需要蒸镀绿色发光物质,则可以先将步骤d中所使用的柔性掩膜版拆下,更换上绿色发光物质对应的柔性掩膜版,以蒸镀绿色发光物质。具体蒸镀过程与上述步骤c、d中类似。同样地,对于蒸镀蓝色发光物质,其过程类似。当所有颜色的发光物质蒸镀完毕,发光层形成。
f、在发光层上再依次形成电子传输层、阴极层、保护层和封装层;其中,电子传输层的厚度可以为350a;阴极层的材质可以为ag,其厚度可以为1500a;保护层的厚度可以为700a;封装层的厚度可以为14微米。
上述动态蒸镀发光层的过程可以实现发光层厚度的均一性和准确性,提升了发光层蒸镀工艺的精度,提升了可卷曲的柔性屏体的发光效率和寿命。
以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
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