一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法
阅读说明：本技术 一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法 (Blind hole display preparation method based on planar evaporation source vacuum evaporation technology ) 是由 潘燕萍 熊超 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法,属于真空蒸镀技术领域。本发明的基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法,首先利用线源材料真空蒸镀制备平面蒸发源,在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上形成相应的面源通孔,利用平面蒸发源垂直真空蒸镀,在玻璃基板上蒸镀形成带有蒸镀盲孔的蒸镀材料层,可一次实现盲孔显示器的制备,制备工艺更加简单,与现有工艺相比,无需镭射去除有机材料的步骤,也无需更改金属掩膜版的结构,并且显示器屏下盲孔制备精度和效率高,制备的显示器产品显示稳定性和显示效果更好。(The invention discloses a blind hole display preparation method based on a planar evaporation source vacuum evaporation technology, and belongs to the technical field of vacuum evaporation. The invention relates to a blind hole display preparation method based on a plane evaporation source vacuum evaporation technology, which comprises the steps of firstly preparing a plane evaporation source by utilizing a line source material vacuum evaporation, forming a corresponding surface source through hole at a position of the plane evaporation source corresponding to a blind hole of a display screen, utilizing the plane evaporation source to perform vertical vacuum evaporation, and forming an evaporation material layer with an evaporation blind hole on a glass substrate by evaporation, so that the preparation of the blind hole display can be realized at one time.)
技术领域
本发明涉及显示器真空蒸镀工艺，更具体地说，涉及一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法。
背景技术
AMOLED(主动式有机发光显示器)被称为下一代显示技术，目前已在穿戴、手机、平板电脑和笔记本等众多领域逐步使用。并随着技术的成熟和良率的提升，占有份额越来越高，具有逐步取代a-Si及LTPS显示器的趋势。
AMOLED现在主流的生产方式为真空蒸镀，其中金属掩膜版作为真空蒸镀不可或缺的治具，也越来越受到市场的关注，其中分为共同金属掩膜版(CMM)和精细金属掩膜版(FMM)，金属掩膜版目前主要由韩国、日本及中国台湾地区生产垄断。
随着显示器产品的屏幕设计多样化，目前很多显示器需要在屏下挖孔，即在显示器背面去除有机材料形成盲孔区域，如用于前置摄像头的正常拍摄使用等。目前，显示器的屏下盲孔区域大多是通过镭射去除有机材料形成，从而使摄像头等部件正常工作。以图1所示的屏幕为例，在屏幕玻璃101上真空蒸镀出有机材料层102，有机材料层102为屏幕的显示区，在有机材料层102上具有盲孔区域103(如图1的(a)所示)；盲孔区域103被有机材料覆盖，通过镭射技术将盲孔区域103的有机材料去除(如图1的(b)所示)，即可在屏幕玻璃 101的屏下形成如图1的(c)所示的盲孔104，进而在盲孔104处形成屏幕的非显示区。但这种方式需要增加一道镭射去除有机材料的工序，使产品的制造工艺复杂程度增加。
另一种屏下盲孔是在真空蒸镀过程中，在金属掩膜版的相应位置处设置遮挡片，对显示器背面的盲孔区域形成遮挡，如图2所示的共同金属掩膜版(CMM)为例，金属掩膜版包括金属框201和张网固定在金属框201上的掩模网202，掩模网202上设有若干开口203，开口 203所在区域即为真空蒸镀过程中在玻璃基板上形成的有机材料区，为了在有机材料区形盲孔，在掩模网202的开口203对应位置通过金属条204设置遮挡片205，遮挡片205用于遮挡真空蒸镀过程中的有机材料，使玻璃基板上形成具有盲孔的有机材料区。但这种方式由于需要金属条204固定遮挡片205，会在金属条204位置造成产品的弱暗线现象，对产品产生不良影响。上述在金属掩膜版上设置遮挡片来形成盲孔区域的具体方案也可见中国专利号ZL201911053494.9公开的“一种掩膜版”的专利申请案，其是利用连接部(金属条)来固定遮挡部(遮挡片)，并对连接部的截面形状进行优化以减少连接部对于产品的负面影响，但连接部的存在显然无法完全避免连接部带来的弱暗线现象。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有真空蒸镀显示器屏下镭射挖孔制备工艺复杂、掩模版遮挡片制备盲孔显示器存在弱暗线等不良问题的不足，提供一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，采用本发明的技术方案，首先利用线源材料真空蒸镀制备平面蒸发源，在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上形成相应的面源通孔，利用平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板上蒸镀形成带有蒸镀盲孔的蒸镀材料层，可一次实现盲孔显示器的制备，制备工艺更加简单，与现有工艺相比，无需镭射去除有机材料的步骤，也无需更改金属掩膜版的结构，并且显示器屏下盲孔制备精度和效率高，制备的显示器产品显示稳定性和显示效果更好。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，包含以下步骤：
S1、采用线源材料真空蒸镀制备平面蒸发源，在面源材料承载台上蒸发沉积形成面源材料；
S2、在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上去除有机材料，在平面蒸发源的面源材料上形成相应的面源通孔；
S3、对平面蒸发源进行翻面，并对平面蒸发源与待蒸镀的玻璃基板进行定位，通过平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板上蒸镀形成带有蒸镀盲孔的蒸镀材料层。
更进一步地，在步骤S1中，直接在面源材料承载台上蒸发沉积形成面源材料；然后在步骤S2中，在平面蒸发源的面源材料对应显示器屏幕盲孔的位置上直接打孔形成面源通孔。
更进一步地，在步骤S1中，预先在面源材料承载台上打孔形成承载台通孔，并在面源材料承载台的承载台通孔处用治具堵孔，然后在面源材料承载台上蒸发沉积形成面源材料；之后在步骤S2中，通过去除承载台通孔内的堵孔治具，使承载台通孔对应位置处的有机材料被去除，在面源材料上形成相应的面源通孔。
更进一步地，所述的面源材料承载台上的承载台通孔采用精密机加工形成。
更进一步地，所述的承载台通孔的精密机加工方式为：先通过线切割工艺进行粗开孔，然后通过钻孔及磨孔工艺进行精加工，保证承载台通孔的开孔位置精度和形状精度。
更进一步地，在步骤S1制备平面蒸发源过程中，线源材料在面源材料承载台的下方沿线源扫描方向往复平移进行真空热蒸镀，使线源材料的有机分子蒸发吸附沉积在面源材料承载台上。
更进一步地，在步骤S1中，面源材料承载台的平面度控制在20μm以内，蒸发沉积在面源材料承载台上的面源材料的厚度均匀性控制在3％以内。
更进一步地，在步骤S3中，平面蒸发源翻面后放置于面加热源上，所述的面加热源的加热面尺寸略大于面源材料承载台的平面尺寸，面加热源对面源材料承载台的背面加热均匀性控制在98％以上。
更进一步地，所述的面源通孔的孔径D2与玻璃基板上蒸镀形成的蒸镀盲孔直径D1之间具有误差补偿Δ，误差补偿Δ＝h/tanα，D2＝D1+2Δ，其中h为面源材料上表面与玻璃基板下表面之间的距离，α为面源材料的真空蒸镀角度。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其首先利用线源材料真空蒸镀制备平面蒸发源，在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上形成相应的面源通孔，利用平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板上蒸镀形成带有蒸镀盲孔的蒸镀材料层，可一次实现盲孔显示器的制备，制备工艺更加简单，与现有工艺相比，无需镭射去除有机材料的步骤，也无需更改金属掩膜版的结构，并且显示器屏下盲孔制备精度和效率高，制备的显示器产品显示稳定性和显示效果更好；
(2)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其面源通孔可在面源材料在其承载台上蒸镀后在进行打孔形成，面源通孔制作更加简单；面源通孔也可通过预先成型在面源材料承载台上的承载台通孔堵孔进行蒸镀沉积形成面源材料后，再通过去除承载台通孔内的堵孔治具来形成，能够保证面源通孔内没有有机材料，面源通孔制备精度高；
(3)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其屏幕盲孔的封装网印精度一般在100μm左右，加上圆孔加工精度等等，单边大致有0.2～0.3mm的精度冗余量，因此面源材料承载台上的承载台通孔采用精密机加工即可保证承载台通孔的开孔位置精度和形状精度；
(4)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其在步骤S1 制备平面蒸发源过程中，线源材料在面源材料承载台的下方沿线源扫描方向往复平移进行真空热蒸镀，使线源材料的有机分子蒸发吸附沉积在面源材料承载台上，面源材料承载台的平面度控制在20μm以内，能够保证蒸镀后的面源材料的厚度均匀性，进而提高了玻璃基板上蒸镀材料层的蒸镀精度；
(5)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其平面蒸发源翻面后放置于面加热源上，面加热源的加热面尺寸略大于面源材料承载台的平面尺寸，面加热源对面源材料承载台的背面加热均匀性控制在98％以上，保证了面源材料的蒸镀加热均一性，也进一步提高了蒸镀到玻璃基板上蒸镀材料层的厚度均匀性；
(6)本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，由于平面蒸发源真空蒸镀的蒸镀角度并非绝对90°，因此实际蒸镀出来的屏幕盲孔尺寸小于面源通孔的尺寸，故设计了误差补偿，误差补偿Δ＝h/tanα，其中h为面源材料上表面与玻璃基板下表面之间的距离，α为面源材料的真空蒸镀角度，使得屏幕盲孔的蒸镀制备尺寸精度更高。
附图说明
图1为现有技术中镭射去除屏幕玻璃上的有机材料来形成屏下盲孔的工艺流程图；
图2为现有技术中在掩模版上设置遮挡片来形成屏下盲孔工艺中掩模版的结构示意图；
图3为本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法的流程图；
图4为本发明中平面蒸发源的制备原理示意图；
图5为本发明中平面蒸发源垂直真空蒸镀的原理示意图；
图6为本发明中蒸镀沉积在玻璃基板上的带蒸镀盲孔的蒸镀材料层的结构示意图；
图7为本发明中带有面源通孔的面源材料平面结构示意图；
图8为本发明中平面蒸发源垂直真空蒸镀的误差补偿原理示意图；
图9为本发明中玻璃基板上蒸镀盲孔位置处的封装网印结构示意图。
示意图中的标号说明：
101、屏幕玻璃；102、有机材料层；103、盲孔区域；104、盲孔；
201、金属框；202、掩模网；203、开口；204、金属条；205、遮挡片；
11、线源材料；12、面源材料承载台；12a、承载台通孔；13、面源材料；13a、面源通孔；14、面加热源；15、玻璃基板；15a、封装区域；15b、屏幕盲孔区；15c、外围走线区域； 16、蒸镀材料层；16a、蒸镀盲孔。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
结合图3所示，本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，包含以下步骤：
S1、采用线源材料11真空蒸镀制备平面蒸发源，在面源材料承载台12上蒸发沉积形成面源材料13；采用线源蒸镀形成平面蒸发源，能够保证面源材料13的厚度均匀性，保证后续平面蒸发源垂直真空蒸镀的精度；
S2、在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上去除有机材料，在平面蒸发源的面源材料13上形成相应的面源通孔13a；平面蒸发源在热蒸镀过程中，有机材料分子基本保持垂直飞行，由于面源通孔13a位置没有有机材料，因此在蒸镀沉积在玻璃基板15上的蒸镀材料层 16上也会出现与面源通孔13a位置对应的蒸镀盲孔16a；
S3、对平面蒸发源进行翻面，并对平面蒸发源与待蒸镀的玻璃基板15进行定位，通过平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板15上蒸镀形成带有蒸镀盲孔16a的蒸镀材料层16，该蒸镀盲孔16a即为显示器上的屏幕盲孔，蒸镀盲孔16a的形状、尺寸和位置均由面源通孔13a 的形状、尺寸和位置决定，因此进行保证面源通孔13a的尺寸和位置精度，即可得到高精度的屏幕盲孔结构，与现有工艺相比，无需镭射去除有机材料的步骤，也无需更改金属掩膜版的结构，并且显示器屏下盲孔制备精度和效率高，制备的显示器产品显示稳定性和显示效果更好。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[实施例1]
如图3所示，基于上述制备方法和原理，本实施例的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，包含以下步骤：
S1、采用线源材料11真空蒸镀制备平面蒸发源，在面源材料承载台12上蒸发沉积形成面源材料13；具体制备原理如图4所示，在制备平面蒸发源过程中，采用具有一定成膜均匀性的线源蒸发源，线源材料11在面源材料承载台12的下方沿线源扫描方向往复平移进行真空热蒸镀，使线源材料11的有机分子蒸发吸附沉积在面源材料承载台12上，形成厚度均匀的面源材料13；具体在本实施例中，面源材料承载台12的平面度控制在20μm以内，蒸发沉积在面源材料承载台12上的面源材料13的厚度均匀性控制在3％以内，能够保证蒸镀后的面源材料的厚度均匀性，进而提高了玻璃基板上蒸镀材料层的蒸镀精度；上述的面源材料承载台12由金属板制成，线源材料11真空蒸镀制备平面蒸发源的原理与现有线源真空蒸镀的原理类似；
S2、在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上去除有机材料，在平面蒸发源的面源材料13上形成相应的面源通孔13a；面源通孔13a的形状和位置决定了后续蒸镀过程中玻璃基板15上的蒸镀盲孔16a的形状和位置，具体在本实施例中，直接在面源材料承载台12上蒸发沉积形成面源材料13，然后在平面蒸发源的面源材料13对应显示器屏幕盲孔的位置上直接打孔形成面源通孔13a。如图9所示，显示器屏幕盲孔区域的精度一般较大，在屏幕盲孔区15b的外围为封装区域15a，封装区域15a外围为外围走线区域15c，AMOLED的Frit封装工艺为现有技术，其精度一般在100μm，加上圆孔加工精度等等，单边大致有0.2～0.3mm 的精度冗余量，因此面源通孔13a采用现有精密机加工成型即可保证其尺寸精度，如通过钻孔及磨孔工艺加工形成等；
S3、对平面蒸发源进行翻面，并对平面蒸发源与待蒸镀的玻璃基板15进行定位，通过平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板15上蒸镀形成带有蒸镀盲孔16a的蒸镀材料层16；具体地，平面蒸发源的翻面动作在真空腔体内设置翻转机构即可实现，如图5所示，平面蒸发源翻面后使面源材料13朝上，即平面蒸发源的面源材料13位于玻璃基板15的下方，面源材料13与玻璃基板15保持平行，且通过定位机构对平面蒸发源与待蒸镀的玻璃基板15进行相对位置定位和固定；如图4所示，平面蒸发源翻面后放置于面加热源14上，利用面加热源14对面源材料13进行加热，在真空环境下，使面源材料13的有机分子垂直于玻璃基板15 蒸发沉积在玻璃基板15下表面，当然，在玻璃基板15的下方还设有金属掩模版，该蒸镀原理与现有平面蒸发源真空蒸镀原理类似；由于面源通孔13a位置没有有机材料，因此在蒸镀沉积在玻璃基板15上的蒸镀材料层16上也会出现与面源通孔13a位置对应的蒸镀盲孔16a，该蒸镀盲孔16a即为显示器上的屏幕盲孔；另外，具体在本实施例中，面加热源14的加热面尺寸略大于面源材料承载台12的平面尺寸，以使面源材料承载台12能够完全贴覆在面加热源14的加热面上，并且面加热源14对面源材料承载台12的背面加热均匀性控制在98％以上，保证了面源材料的蒸镀加热均一性，也进一步提高了蒸镀到玻璃基板上蒸镀材料层的厚度均匀性。
由于平面蒸发源真空蒸镀的蒸镀角度并非绝对90°，因此实际蒸镀出来的屏幕盲孔尺寸会小于面源通孔13a的尺寸。如图6所示为蒸镀有蒸镀材料层16的玻璃基板15，蒸镀材料层16上的蒸镀盲孔16a的直径为D1，图7所示为带有面源通孔13a的面源材料13，面源通孔13a的直径为D2，在蒸镀过程中，面源通孔13a周围的面源材料13在一定蒸镀角度下会向孔的内侧蒸发，进而使蒸镀盲孔16a的直径为D1小于面源通孔13a的直径为D2。为了保证蒸镀盲孔16a的尺寸精度，在面源通孔13a的孔径D2与玻璃基板15上蒸镀形成的蒸镀盲孔16a直径D1之间具有误差补偿Δ，如图8所示，误差补偿Δ＝h/tanα，D2＝D1+2Δ，其中h 为面源材料13上表面与玻璃基板15下表面之间的距离，α为面源材料13的真空蒸镀角度。实际生产过程中，面源材料13的真空蒸镀角度α约为83°，假设面源材料13上表面与玻璃基板15下表面之间的距离h为10cm，则误差补偿Δ＝10/tan83°cm≈1.23cm。这样，将面源通孔13a根据上述误差补偿相对于所设计蒸镀盲孔16a的尺寸开孔稍大一些，即可消除面源材料13非垂直飞行而产生的尺寸误差，使得屏幕盲孔的蒸镀制备尺寸精度更高。
[实施例2]
如图3所示，本实施例的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其基本步骤和工作原理同实施例1，不同之处在于
在本实施例中，如图5所示，步骤S1中预先在面源材料承载台12上打孔形成承载台通孔12a，并在面源材料承载台12的承载台通孔12a处用治具堵孔，然后在面源材料承载台12 上蒸发沉积形成面源材料13；之后在步骤S2中，通过去除承载台通孔12a内的堵孔治具，使承载台通孔12a对应位置处的有机材料被去除，在面源材料13上形成相应的面源通孔13a。面源材料承载台12上的承载台通孔12a的位置可根据蒸镀盲孔16a的位置设计而改变，在线源蒸镀制备面源过程中，面源材料承载台12在安装时需要专有治具将承载台通孔12a堵上，这样防止有机材料在承载台通孔12a内塞孔，在面源材料承载台12翻转放置于面加热源14 时，面源材料承载台12与堵孔治具分离，与承载台通孔12a对应位置的有机材料被去除，这样可保证承载台通孔12a处无有机材料。在本实施例中，面源材料承载台12上的承载台通孔 12a也可采用精密机加工预先成型。具体地，承载台通孔12a的精密机加工方式为：先通过线切割工艺进行粗开孔，然后通过钻孔及磨孔工艺进行精加工，保证承载台通孔12a的开孔位置精度和形状精度。采用上述设计，不仅方便了面源通孔13a的成型，孔的精度高，而且由于面源材料承载台12翻转过程中，治具可与面源材料承载台12直接分离形成面源通孔13a，这样无需在面源材料13蒸镀后再进行机加工形成面源通孔13a，制备效率相对更高，便于真空蒸镀的自动化设计。
需要说明的是，本发明上述实施例1和实施例2的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，其实施过程中采用的真空腔体、蒸镀设备、蒸发源材料、加热热源以及真空蒸镀具体参数设置等，均与现有技术类似，在此不再展开说明。
本发明的一种基于平面蒸发源真空蒸镀技术的盲孔显示器制备方法，首先利用线源材料真空蒸镀制备平面蒸发源，在平面蒸发源对应显示器屏幕盲孔的位置上形成相应的面源通孔，利用平面蒸发源垂直真空蒸镀，在玻璃基板上蒸镀形成带有蒸镀盲孔的蒸镀材料层，可一次实现盲孔显示器的制备，制备工艺更加简单，与现有工艺相比，无需镭射去除有机材料的步骤，也无需更改金属掩膜版的结构，并且显示器屏下盲孔制备精度和效率高，制备的显示器产品显示稳定性和显示效果更好。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
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