蒸发源检测系统以及检测方法、蒸镀设备
技术领域
[0001] 本
发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种蒸发源检测系统以及检测方法、蒸镀设备。
背景技术
[0002] OLED(Organic Light-Emitting Diode，
有机发光二极管)显示装置是一种主流的显示装置，具有功耗低、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示、明暗比例突出以及高画质的色彩等诸多优点。
[0003] OLED显示装置通常包括色阻层，该色阻层包括R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三种色阻，形成RGB色阻一般采用蒸镀工艺。蒸镀过程为：将蒸发源置于蒸镀设备的
真空腔室内，将
基板设置于蒸发源的上方，所述蒸发源包括
坩埚，坩埚外部设置有加热器，坩埚内部装有蒸镀材料，坩埚上方设置有盖板，盖板上设有多个
喷嘴，通过加热器加热坩埚，使坩埚内的蒸镀材料从各喷嘴蒸发出来，附着到基板的表面成膜。
[0004] 但是，上述蒸镀过程存在以下问题：在蒸镀过程中，各喷嘴很容易附着蒸镀材料，在长时间进行蒸镀的过程中，附着在喷嘴上的蒸镀材料会越来越多，导致喷嘴喷出的蒸镀材料减少，并且由于各喷嘴所附着的蒸镀材料的
质量不同，造成从不同喷嘴喷出的蒸镀材料的量也不同，从而导致蒸镀到基板上的
薄膜的厚度不均匀。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种蒸发源检测系统以及检测方法、蒸镀设备，用于提高蒸镀到基板上的薄膜的厚度均匀性。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 本发明的第一方面提供了一种蒸发源检测系统，所述蒸发源检测系统包括：设置于蒸发源的喷嘴上方的质量
传感器，一个喷嘴对应至少一个所述质量传感器，所述质量传感器用于在进行蒸镀前检测由该质量传感器所对应的喷嘴喷出并附着在该质量传感器上的蒸镀材料的质量；与所述质量传感器连接的喷嘴堵塞程度分析单元，所述喷嘴堵塞程度分析单元根据检测得到的蒸镀材料的质量，分析该质量传感器所对应喷嘴的堵塞程度。
[0008] 本发明所提供的蒸发源检测系统中，由于喷嘴的堵塞程度与附着在该喷嘴所对应的质量传感器上的蒸镀材料的质量呈反比关系，因此可以通过质量传感器检测附着在自身的蒸镀材料的质量，然后利用喷嘴堵塞程度分析单元根据检测得到的蒸镀材料的质量分析相应喷嘴的堵塞程度，以便于根据分析得到的喷嘴的阻塞程度对相应喷嘴进行处理，比如，对喷嘴进行清洗或者置换。可见，本发明所提供的技术方案能够及时发现并处理堵塞程度较大的喷嘴，从而保证在蒸镀过程中基板各区域所对应的喷嘴喷出的蒸镀材料的量相同或基本相同，避免了由于不同喷嘴堵塞程度不一致所引起的蒸
镀膜层厚度不均匀的问题，提高了蒸镀膜层厚度的均匀性。
[0009] 本发明的第二方面提供了一种蒸发源检测方法，所述蒸发源检测方法包括：在进行蒸镀前检测由蒸发源的喷嘴所喷出的蒸镀材料的质量；根据检测得到的质量，确定相应喷嘴的堵塞程度。
[0010] 上述蒸发源检测方法的有益效果与本发明的第一方面所提供的蒸发源检测系统的有益效果相同，此处不再赘述。
[0011] 本发明的第三方面提供了一种蒸镀设备，包括真空腔室，及设置于所述真空腔室内部的蒸发源，所述蒸镀设备还包括上述蒸发源检测系统，所述蒸发源检测系统用于对所述蒸发源进行检测。
[0012] 上述蒸镀设备的有益效果与本发明的第一方面所提供的蒸发源检测系统的有益效果相同，此处不再赘述。
附图说明
[0013] 为了更清楚地说明本发明
实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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。
[0014] 图1为本发明实施例一中蒸镀设备的结构示意图；
[0015] 图2为本发明实施例一中蒸镀设备的蒸发源的结构示意图；
[0016] 图3为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图一；
[0017] 图4为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图二；
[0018] 图5为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图三；
[0019] 图6为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图四；
[0020] 图7为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图五；
[0021] 图8为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图六；
[0022] 图9为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图七；
[0023] 图10为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图八；
[0024] 图11为本发明实施例一所提供的蒸发源检测系统的结构示意图九。
[0025] 附图标记说明：
[0026] 1-有机蒸发腔室； 2-金属蒸发腔室；
[0028] 5-坩埚； 6-喷嘴；
[0031] 11-质量传感器； 13-激光
扫描仪；
[0032] 14-蒸发源； 15-残余气体分析仪；
[0033] 16-蒸镀材料； 17-盖板；
[0034] 18-电馈通； 19-滤网；
[0035] 20-真空腔室； 21-
电阻测试仪；
具体实施方式
[0037] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
[0038] 本发明实施例提供的蒸发源检测系统主要对具有如下结构的蒸发源进行检测，如图1～图2所示，该蒸发源14包括坩埚5和盖板，盖板位于坩埚5上方，用于对坩埚5进行封盖；盖板上设置有多个喷嘴6，蒸镀时坩埚内的蒸镀材料从盖板上的各喷嘴6蒸发出来，附着到基板的表面成膜。
[0039] 实施例一
[0040] 如图1～图3所示，本实施例提供了一种蒸发源检测系统，用于对上述蒸发源14进行检测，该蒸发源检测系统包括：质量传感器11和喷嘴堵塞程度分析单元；其中，质量传感器11安装在喷嘴6的上方，一个喷嘴对应至少一个质量传感器11，质量传感器11用于在蒸镀前检测由该质量传感器所对应的喷嘴喷出并附着在该质量传感器上的蒸镀材料的质量；喷嘴堵塞程度分析单元与质量传感器11连接，喷嘴堵塞程度分析单元用于根据质量传感器11检测得到的蒸镀材料的质量，分析该质量传感器所对应的喷嘴的堵塞程度。具体而言，由于附着在质量传感器11上的蒸镀材料的质量与该质量传感器所对应的喷嘴6的堵塞程度成反比，因此可以通过测量附着在质量传感器11上的蒸镀材料的质量来衡量相应喷嘴6的堵塞程度，比如，若检测得到的蒸镀材料的质量越小，则表明对应的喷嘴6的堵塞程度越严重。
[0041] 在进行蒸镀前，通过质量传感器11检测由该质量传感器所对应的喷嘴喷出并附着在该质量传感器上蒸镀材料的质量，并利用喷嘴堵塞程度分析单元对检测得到的蒸镀材料的质量进行分析，判定相应喷嘴6的堵塞程度，以便根据喷嘴6的堵塞程度对相应喷嘴6进行清理、更换等处理，从而保证了基板各个区域所对应的喷嘴6喷出的蒸镀材料的量相同或基本相同，这样蒸镀到基板的膜层厚度的均匀性也得到了保证。相比于
现有技术中在各喷嘴6堵塞程度不一致的情况下进行蒸镀的技术方案，本发明所提供的技术方案由于及时了解了各个喷嘴6的堵塞情况，使得能够对相应喷嘴6进行及时处理，从而保证了蒸镀到基板上的膜层厚度的均匀一致。
[0042] 需要注意的是，本实施例中所提及的“堵塞程度”随附着在质量传感器11上的蒸镀材料的量的变化而变化，二者成反比关系。也就是说，附着在质量传感器11上的蒸镀材料的量越少，相应喷嘴的“堵塞程度”越大；附着在质量传感器11的蒸镀材料的量越多，相应喷嘴的“堵塞程度”越小。
[0043] 基于上述质量传感器11检测附着在喷嘴6的蒸镀材料的质量的方案，为了方便实时了解喷嘴6的堵塞程度，避免由于质量传感器11的损坏而中断对附着在喷嘴6的蒸镀材料的质量的检测，优选的，如图3所示，可在每个喷嘴6的上方均对应设置至少一个质量传感器11。本实施例中质量传感器11组成
石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance，简称QCM)，
石英晶体微天平的形状可以为圆形或线形，具体可与蒸发源的形状相同。
[0044] 蒸镀所得到的膜层的质量不仅与蒸镀时喷嘴的堵塞程度有关，还与蒸镀时坩埚内的温度和压力、真空腔室内清洁程度等参数有关，因此，为了进一步改善上述蒸发源检测系统的性能，本发明在上述实施例提供的蒸发源检测系统的
基础上，对蒸发源检测系统作了进一步改进，具体如下：
[0045] 如图4所示，本实施例所提供的蒸发源检测系统还可包括坩埚温度调控单元和多个热电偶9。多个热电偶9与各喷嘴6一一对应设置，每个热电偶9经过对应喷嘴6插入到坩埚5内部，热电偶9用于在进行蒸镀前检测对应喷嘴6下方的坩埚5内部区域的温度。坩埚温度调控单元与多个热电偶9连接，坩埚温度调控单元根据多个热电偶9所检测到的对应喷嘴下方的坩埚内部区域的温度，对坩埚5内部的温度进行调控，使坩埚5内部各个区域的温度均达到蒸镀所需要的温度，保证在蒸镀前坩埚5内部的各个区域的温度均匀一致，避免由于坩埚5内部各个区域的温度不一致，造成从坩埚5的不同区域蒸发出的蒸镀材料的量不一致，进而影响蒸镀到基板上的膜层的厚度均匀性。
[0046] 在进行蒸镀前不仅对坩埚5内部温度的调控很重要，对坩埚5内部区域的压力的调控也非常重要，如果坩埚5内部各个区域的压力不一致，则会造成从坩埚5的不同区域蒸发出的蒸镀材料的量不一样，从而影响蒸镀到基板上的膜层的厚度均匀性。因此，如图5所示，可一一对应地在各喷嘴6的上方设置多个压力测量仪10，压力测量仪10用于在进行蒸镀前检测对应喷嘴6下方的坩埚5内部区域的压力。相对应的，设置与多个压力测量仪10连接的压力调控单元，压力调控单元根据多个压力测量仪10所检测到的各喷嘴6下方的坩埚内部区域压力，对坩埚5内部的压力进行调控，使坩埚5内部各个区域的压力均达到蒸镀所需要的压力。
[0047] 在蒸镀过程中，随着蒸镀时间的延长，坩埚的外部尺寸也会随着减小，因此通过检测坩埚的外部尺寸的变化，可以分析得到坩埚的
变形程度，从而根据坩埚的变形程度分析出坩埚的使用寿命，以便及时对变形程度较大的坩埚进行维护或更换。为了得到坩埚的变形程度。如图6所示，可选的，可在真空腔室的内部安装激光扫描仪13，该激光扫描仪13用于扫描蒸镀过程中坩埚5的外部尺寸。相对应的，设置与激光扫描仪13连接的坩埚变形分析单元，坩埚变形分析单元用于获取激光扫描仪13所扫描到的外部尺寸，并根据扫描到的外部尺寸分析坩埚5的变形程度，具体而言，当扫描得到的坩埚5的外部尺寸相比未使用时的坩埚5的外部尺寸的减小量超出减小量的
阈值时，则表明坩埚5的变形程度较大。优选的，为了及时地监测坩埚5的变形程度，可使激光扫描仪13周期性地对坩埚5的外部尺寸进行扫描。
[0048] 如图7所示，在蒸镀过程中，可能会发生蒸镀材料的固有结合状态破裂，形成其它的结合状态，或者结晶成其它物质的现象，这种现象称为蒸镀材料的变性。蒸镀材料变性不仅会污染真空腔室20，而且也会使得蒸镀到基板上膜层受到污染。为了避免上述问题，需要判断从蒸发源14内挥发出的蒸镀材料是否变性，以便于根据判断结果来确定是否更换蒸镀材料。可选的，可在真空腔室20内安装残余气体分析仪15，残余气体分析仪15用于检测蒸镀过程中真空腔室20内的气体组分，并根据气体组分判断从蒸发源14内挥发出的蒸镀材料是否变性。
[0049] 如图8所示，在蒸镀过程中，盖板17上很容易附着蒸镀材料16，蒸镀材料16过多的堆积会对盖板17造成污染，进而容易造成位于盖板17上的喷嘴6的污染，间接性地影响蒸镀到基板上的膜层质量。针对这一问题，可在盖板17的一侧安装电馈通18，电馈通18与盖板清洁程度分析单元连接，盖板清洁程度分析单元用于检测蒸镀过程中盖板17的电阻值，并根据电阻值分析盖板17的清洁程度，具体而言，若检测到盖板17的电阻值大于或小于所设定的阈值，则需要对盖板17进行清洁维护。
[0050] 如图9所示，为了检测真空腔室20内的清洁程度，优选的可在真空腔室20内安装滤网19，滤网19优选的可安装在真空腔室20的内部，滤网19的上端设有开口，蒸镀过程中弥散至滤网19处的蒸镀材料颗粒通过滤网19上端的开口落入滤网19内，粒径大于滤网19网格尺寸的蒸镀材料颗粒会留在滤网19内，通过测量滤网19所采集到的蒸镀材料颗粒的大小和/或数量，能够判断真空腔室20内部的清洁程度。具体而言，若所采集到的蒸镀材料颗粒的粒径大于设定的阈值，表明真空腔室20的清洁程度较低，则可对真空腔室20进行清理或维护。另外，不同蒸镀材料对真空腔室20的清洁程度要求也是不同的，此时需要调节滤网19的孔径大小，以保证真空腔室20内的清洁程度达到不同蒸镀材料对真空腔室20的清洁程度的不同要求。而且所设置的滤网19数量并不限定为一个，为了更好的采集到弥散在真空腔室20不同区域的蒸镀材料颗粒，可在真空腔室20内部的不同
位置设置多个滤网19。
[0051] 为了检测真空腔室20内的清洁程度，优选的可在真空腔室20内部安装光学扫描仪，光学扫描仪用于扫描蒸镀过程中真空腔室20的内部环境，并生成相关图像，该图像记录有弥散在真空腔室20内部的蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息。相应的，设置与光学扫描仪连接的真空腔室清洁程度分析单元，该真空腔室清洁程度分析单元用于获取蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息，并根据蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息分析真空腔室内部的清洁程度。具体而言，若蒸镀材料颗粒的粒径大于设定的阈值，则表明真空腔室20内部的清洁程度下降，此时需对真空腔室20进行清理或维护，以满足蒸镀要求；若蒸镀材料颗粒的分布
密度大于设定的阈值，则表明真空腔室20内部的清洁程度下降，此时需对真空腔室20进行清理或维护，以满足蒸镀要求。
[0052] 蒸发源的温度不仅受到上述坩埚温度的影响，也会受到位于坩埚
侧壁的外部的加热器的影响。例如，如果蒸镀过程中加热器的温度
波动较大，会造成坩埚的受热不恒定，这样不仅影响坩埚内部的蒸镀材料的蒸发率，造成蒸镀到基板上的膜层质量较差，而且还会造成加热器和坩埚的使用寿命下降。基于这一思想，需要检测加热器的温度变化情况，又由于在蒸镀过程中，加热器的温度会随着加热器的电阻值的升高而升高，当加热器的电阻值稳定在一定范围内后，加热器的温度也会稳定在一定范围内，因此通过检测加热器的电阻值变化就可得到加热器的温度变化情况，进而可以通过对加热器的电阻值的调控，使加热器的温度稳定在一定范围内。如图10所示，优选的，可在加热器7的一端安装电阻测试仪21，电阻测试仪21用于检测蒸镀过程中加热器7的电阻值，并得到加热器7的电阻值的变化情况。相应的，设置与电阻测试仪21连接的加热器电阻调控单元，加热器电阻调控单元用于获取电阻测试仪21检测得到的电阻值的变化情况，并根据电阻值的变化情况对加热器7的电阻进行调控，使加热器7的电阻值保持在一定范围内，从而使加热器7的温度保持在一定范围内。
[0053] 蒸发源的温度不仅受到上述坩埚温度的影响，也会受到位于坩埚底部的外侧的冷却板的影响。基于这一思想，如图11所示，为了避免冷却板8的温度的急剧变化引起蒸发源温度的变化，进而导致蒸发源使用寿命缩减的问题，优选的，可在冷却板8上安装温度仪22，温度仪22用于检测在蒸镀过程中冷却板8的温度。相应的，设置与温度仪22连接的冷却板温度调控单元，冷却板温度调控单元用于获取温度仪22所检测到的温度，并根据温度对冷却板8的温度进行调控，使冷却板8的温度达到蒸镀所需要的温度，并保持恒定或基本恒定，以将冷却板8温度急剧变化对蒸发源造成的损坏降到最低。
[0054] 实施例二
[0055] 本实施例提供了一种蒸发源检测方法，该蒸发源检测方法适用于实施例一的蒸发源检测系统，如图1～3所示，该蒸发源检测方法包括：利用质量传感器11在进行蒸镀前检测由该质量传感器所对应的喷嘴喷出并附着在该质量传感器上的蒸镀材料的质量；利用喷嘴堵塞程度分析单元根据检测得到的蒸镀材料的质量，分析该质量传感器所对应的喷嘴6的堵塞程度。
[0056] 由于附着在质量传感器11上的蒸镀材料的质量与该质量传感器所对应的喷嘴6的堵塞程度呈反比，因此可以通过分析附着在质量传感器11上的蒸镀材料的质量判断该质量传感器所对应的喷嘴6的阻塞程度，从而对阻塞程度较严重的喷嘴6进行清洗或者置换等处理，保证在蒸镀过程中从各个喷嘴6喷出的蒸镀材料的量一致，从而保证蒸镀到基板上的膜层厚度均匀一致。
[0057] 如图4所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用热电偶9在进行蒸镀前检测各个喷嘴6下方的坩埚5内部区域的温度；利用坩埚温度调控单元根据检测得到的温度对坩埚5内部的温度进行调控，使坩埚5内部各个区域的温度均达到蒸镀所需要的温度。
[0058] 由于在进行蒸镀前对坩埚5的温度进行了调控，因此保证了在蒸镀过程中坩埚5的内部各个区域的温度均达到蒸镀所需要的温度，优化了蒸镀工艺。
[0059] 如图5所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用压力测量仪10在进行蒸镀前检测每个喷嘴下方的坩埚内部区域的压力；利用压力调控单元根据检测得到的压力对坩埚内的压力进行调控，使坩埚内部各个区域的压力均达到蒸镀所需要的压力。
[0060] 由于在进行蒸镀前对坩埚的压力进行了调控，因此保证了在蒸镀过程中坩埚的内部各个区域的压力均达到蒸镀所需要的压力，优化了蒸镀工艺。
[0061] 如图6所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用激光扫描仪在蒸镀过程中扫描坩埚5的外部尺寸；利用坩埚变形分析单元根据扫描得到的外部尺寸分析坩埚5的变形程度。
[0062] 通过在蒸镀过程中对坩埚5的外部尺寸进行检测，根据坩埚5的外部尺寸变化来预测坩埚5的变形程度，以便及时对变形程度较严重的坩埚5进行维护或者更换。
[0063] 如图7所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用残余气体分析仪在蒸镀过程中检测真空腔室20内的气体组分，根据检测得到的气体组分判断从蒸发源14内挥发出的蒸镀材料是否变性。
[0064] 通过分析弥散在真空腔室20内的蒸镀材料的气体组分，判断从蒸发源14内挥发出的蒸镀材料是否变性，以便于根据判断结果来确定是否更换蒸镀材料。
[0065] 如图8所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用盖板清洁程度分析单元在蒸镀过程中检测盖板的电阻值，根据检测得到的电阻值分析盖板的清洁程度。
[0066] 通过在蒸镀过程中测量盖板17的电阻值，利用电阻值分析盖板17的清洁程度，以便于及时对盖板17进行清理或者维护。
[0067] 如图9所示，蒸发源检测方法还包括：利用滤网19采集蒸镀过程中粒径大于或等于设定值的蒸镀材料颗粒，以便根据所采集到的蒸镀材料颗粒分析真空腔室20内部的清洁程度。
[0068] 通过在蒸镀过程中利用滤网19采集粒径大于或等于设定值的蒸镀材料颗粒，判断真空腔室20内的清洁程度，以便于及时对真空腔室20进行清理或维护。
[0069] 本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用光学扫描仪在蒸镀过程中扫描真空腔室的内部环境，并生成相关图像，该图像记录有弥散在所述真空腔室内部的蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息；利用真空腔室清洁程度分析单元根据真空腔室内部的蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息分析真空腔室内部的清洁程度。
[0070] 通过在蒸镀过程中扫描真空腔室的内部环境，记录有弥散在真空腔室内部的蒸镀材料颗粒的粒径信息和分布情况信息，判断真空腔室内的清洁程度，以便于及时对真空腔室进行清理或维护。
[0071] 如图10所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用电阻测试仪在蒸镀过程中测试加热器7的电阻值，得到加热器7电阻值的变化情况；利用加热器电阻调控单元根据所得到的电阻值的变化情况调控加热器7的电阻值，使加热器7的电阻值保持在一定范围以内。
[0072] 通过在蒸镀过程中调控加热器7的电阻值，保证加热器7的电阻值保持恒定或基本恒定，保证坩埚受热温度保持恒定或基本恒定，同时保证蒸镀材料的蒸发率保持在一定范围内。
[0073] 如图11所示，本实施例提供的蒸发源检测方法还包括：利用温度仪在蒸镀过程中检测冷却板8的温度；利用冷却板温度调控单元根据检测到的温度对冷却板8的温度进行调控，使冷却板8的温度达到蒸镀所需要的温度。
[0074] 通过在蒸镀过程中检测冷却板8的温度，并对冷却板8的温度进行调控，从而保证了冷却板8的温度达到蒸镀所需要的温度，为蒸发源提供恒定或基本恒定的冷却温度。
[0075] 实施例三
[0076] 本实施例提供了一种蒸镀设备，该蒸镀设备包括真空腔室，设置于真空腔室内部的蒸发源，及如实施例一中所述的蒸发源检测系统，该蒸发源检测系统用于对蒸发源进行检测，以便根据检测结果对蒸发源或真空腔室所包含的部件进行相应的维护、更换、调控等操作，达到优化蒸镀工艺的目的。
[0077] 以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述
权利要求的保护范围为准。
