本發(fā)明涉及薄膜蒸鍍技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置、蒸鍍監(jiān)測(cè)方法、薄膜蒸鍍裝置和薄膜蒸鍍方法。
背景技術(shù):
有機(jī)發(fā)光二極管(organiclightemittingdiode,oled)顯示裝置由于具有自發(fā)光、無(wú)需背光模組、對(duì)比度以及清晰度高、視角寬、全固化、適用于撓曲性面板、溫度特性好、低功耗、響應(yīng)速度快以及制造成本低等一系列優(yōu)異特性,已經(jīng)成為新一代平面顯示裝置的重點(diǎn)發(fā)展方向之一,隨著oled的快速發(fā)展,照明及顯示產(chǎn)品相繼被推出。
在oled制備過(guò)程中,傳統(tǒng)制備工藝為真空蒸鍍法,大部分有機(jī)材料和金屬材料都可以采用傳統(tǒng)速率監(jiān)測(cè)方式來(lái)檢測(cè)速率。但是堿金屬材料(比如鋰)具有較高的活性,極易在蒸鍍過(guò)程中發(fā)生氧化,致使蒸鍍速率檢測(cè)不準(zhǔn)確。針對(duì)該問(wèn)題,現(xiàn)有的方法是通過(guò)采集壓電薄膜層中與采集電路對(duì)應(yīng)的位置發(fā)生電阻的變化,來(lái)計(jì)算薄膜厚度,從而進(jìn)一步推測(cè)出蒸鍍速率。但是,這種方法容易受到溫度的影響,尤其在高溫蒸鍍過(guò)程中,導(dǎo)致薄膜蒸鍍速率的監(jiān)測(cè)不夠準(zhǔn)確。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提出一種蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置和方法,以薄膜蒸鍍速率監(jiān)測(cè)不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。
基于上述目的,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置包括:
光源,用于照射薄膜的一端面;
光強(qiáng)接收部件,用于接收從所述薄膜的另一端面射出的光強(qiáng);
計(jì)算單元,用于基于第一薄膜的照射面積,從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),以及從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算第二薄膜的照射面積。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述計(jì)算第二薄膜的照射面積的公式為:
a2=a1i1/i2
其中,i1為從第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),i2為從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),a1為第一薄膜的照射面積,a2為第二薄膜的照射面積。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述第一薄膜是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜是基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,其中,所述待測(cè)薄膜蒸鍍?cè)谒龌鶞?zhǔn)薄膜上;或者,
所述第一薄膜是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜是待測(cè)薄膜。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述計(jì)算單元,還用于基于所述第二薄膜的照射面積,計(jì)算待測(cè)薄膜的蒸鍍速率。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜的折射率相同。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述基準(zhǔn)薄膜由有機(jī)材料蒸鍍而成,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。
本發(fā)明還提供一種蒸鍍監(jiān)測(cè)方法,包括:
測(cè)得第一薄膜的照射面積和從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng);
測(cè)得從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng);
基于所述第一薄膜的照射面積,所述從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)以及所述從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算所述第二薄膜的照射面積。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述計(jì)算第二薄膜的照射面積的公式為:
a2=a1i1/i2
其中,i1為從第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),i2為從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),a1為第一薄膜的照射面積,a2為第二薄膜的照射面積。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述第一薄膜是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜是基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,其中,所述待測(cè)薄膜蒸鍍?cè)谒龌鶞?zhǔn)薄膜上;或者,
所述第一薄膜是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜是待測(cè)薄膜。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述蒸鍍監(jiān)測(cè)方法還包括:
基于所述第二薄膜的照射面積,計(jì)算待測(cè)薄膜的蒸鍍速率。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜的折射率相同。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述基準(zhǔn)薄膜由有機(jī)材料蒸鍍而成,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。
本發(fā)明還提供一種薄膜蒸鍍裝置,包括上述任意一個(gè)實(shí)施例中所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置。
本發(fā)明還提供一種薄膜蒸鍍方法,使用上述任意一個(gè)實(shí)施例中所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)薄膜的蒸鍍。
從上面所述可以看出,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置和方法以及薄膜蒸鍍裝置和方法根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,從而進(jìn)一步達(dá)到監(jiān)測(cè)薄膜蒸鍍速率的目的。因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置不受蒸鍍溫度的影響,尤其是在高溫蒸鍍過(guò)程中,仍能十分準(zhǔn)確地得到薄膜蒸鍍的速率。而且,本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為在基板上蒸鍍基準(zhǔn)薄膜,并采用本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為在基準(zhǔn)薄膜上蒸鍍待測(cè)薄膜,并采用本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為在基板上蒸鍍待測(cè)薄膜,并采用本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的描述中,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
此外,在本發(fā)明的描述中,除非另有說(shuō)明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí)施例,并參照附圖,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示,其為本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,所述蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置包括光源1、光強(qiáng)接收部件2和計(jì)算單元3,其中,所述光源1用于照射薄膜的一端面,所述光強(qiáng)接收部件2用于接收從所述薄膜的另一端面射出的光強(qiáng),所述計(jì)算單元3用于基于第一薄膜的照射面積,從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),以及從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算第二薄膜的照射面積??梢姡景l(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,從而進(jìn)一步達(dá)到監(jiān)測(cè)薄膜蒸鍍速率的目的。因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置不受蒸鍍溫度的影響,尤其是在高溫蒸鍍過(guò)程中,仍能十分準(zhǔn)確地得到薄膜蒸鍍的速率。而且,本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
采用本發(fā)明的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),先用光源1照射第一薄膜的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述第一薄膜的另一端面射出的光強(qiáng),根據(jù)公式i=nhv/at,得到i1=n1hv/a1t1。其中,t1為照射第一薄膜的時(shí)間,n1為t1時(shí)間內(nèi)照到第一薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i1為從第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a1為第一薄膜的照射面積。然后用光源1再次照射第二薄膜的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述第二薄膜的另一端面射出的光強(qiáng),根據(jù)公式i=nhv/at,得到i2=n2hv/a2t2。其中,t2為照射第二薄膜的時(shí)間,n2為t2時(shí)間內(nèi)照到第二薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i2為從第二薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a2為第二薄膜的照射面積。
因此,計(jì)算得到第二薄膜的照射面積的公式為:
a2=(n2/i2t2)×(a1i1t1/n1)
為了便于計(jì)算,采用相同的光源、在相同時(shí)間內(nèi)分別照射第一薄膜和第二薄膜,n1=n2,t1=t2,即計(jì)算得到所述第二薄膜的照射面積的公式為a2=a1i1/i2??梢?,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,從而進(jìn)一步達(dá)到監(jiān)測(cè)薄膜蒸鍍速率的目的。因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置不受蒸鍍溫度的影響,尤其是在高溫蒸鍍過(guò)程中,仍能十分準(zhǔn)確地得到薄膜蒸鍍的速率。而且,本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
作為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例,所述第一薄膜可以是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜可以是基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,其中,所述待測(cè)薄膜蒸鍍?cè)谒龌鶞?zhǔn)薄膜上。
具體地,如圖2所示,開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6,使得有機(jī)材料在基板4上蒸鍍,得到基準(zhǔn)薄膜11(有機(jī)材料薄膜),膜厚傳感器5用于監(jiān)測(cè)有機(jī)材料的蒸鍍膜厚;同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11的另一端面射出的光強(qiáng)i1。令蒸鍍開口的面積為m×n,其中m為光源方向上的長(zhǎng)度,n為與光源垂直方向上的長(zhǎng)度,膜厚傳感器5測(cè)得t1(蒸鍍時(shí)間等于光照時(shí)間)時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)薄膜11的厚度為x1,基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率為a1=x1×m×n/t1,則基準(zhǔn)薄膜11的照射面積為a1=x1×n。
所述膜厚傳感器5最好位于基板4的正中間附近,以便于監(jiān)測(cè)薄膜中心點(diǎn)的蒸鍍速率。優(yōu)選地,有機(jī)材料蒸發(fā)源6位于基板4的正中間附近,以保證蒸鍍的均勻性和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。由于有機(jī)材料較為穩(wěn)定,可以采用傳統(tǒng)速率監(jiān)測(cè)方式來(lái)監(jiān)測(cè)蒸鍍速率,因此所述膜厚傳感器5可以是本領(lǐng)域中任何可以監(jiān)測(cè)有機(jī)材料蒸鍍速率的傳感器,可以是可以膜厚計(jì),例如石英膜厚計(jì)。所述膜厚傳感器5可以是通過(guò)任何監(jiān)測(cè)原理來(lái)測(cè)得基準(zhǔn)薄膜(有機(jī)材料薄膜)的蒸鍍速率,例如直接測(cè)得膜厚或者通過(guò)質(zhì)量變化間接得到膜厚,也可以通過(guò)采集壓電薄膜層中與采集電路對(duì)應(yīng)的位置發(fā)生電阻的變化,來(lái)計(jì)算薄膜厚度,進(jìn)一步推測(cè)出蒸鍍速率。需要說(shuō)明的是,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源,只要該蒸鍍材料能夠通過(guò)傳統(tǒng)的速率監(jiān)測(cè)方法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)即可,以提高本發(fā)明的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的適用范圍。
如圖3所示,活潑金屬蒸發(fā)源7位于有機(jī)材料蒸發(fā)源6的一側(cè),同時(shí)開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6和活潑金屬蒸發(fā)源7,在基準(zhǔn)薄膜11上混合蒸鍍,得到待測(cè)薄膜12(混合蒸鍍薄膜),同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的另一端面射出的光強(qiáng)i2。令蒸鍍時(shí)間(即光照時(shí)間)t2=t1,則基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的照射面積為a2=a1i1/i2,待測(cè)薄膜12的照射面積為a2-a1;然后得到待測(cè)薄膜12的蒸鍍速率為a2=(a2-a1)m/t1;最后計(jì)算得到活潑金屬的蒸鍍速率為a=a2-a1。
所述活潑金屬蒸發(fā)源7僅僅是示例性的,其可以是具有較高活性的堿金屬材料(比如鋰),也可以是具有較高活性的有機(jī)材料。可選地,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。其中,所述金屬材料優(yōu)選為選自稀土金屬、堿金屬、堿土金屬、有機(jī)材料和吸水性強(qiáng)的材料中的任一種或上述這些材料的任意組合。進(jìn)而,稀土金屬優(yōu)選為yb,堿金屬優(yōu)選為li,堿土金屬優(yōu)選為ca或mg,吸水性強(qiáng)的材料優(yōu)選為堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物。因此,所述活潑金屬蒸發(fā)源7并不限于活潑的金屬,也可以是其他蒸發(fā)源。所述光源1可以是白光,也可以是單色光,但是要是前后兩次采用的光源相同,以簡(jiǎn)化光強(qiáng)公式的計(jì)算,避免產(chǎn)生前后兩次光強(qiáng)的計(jì)算誤差,也便于計(jì)算第二薄膜的照射面積。所述蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的使用環(huán)境為真空蒸鍍腔,并且為暗室環(huán)境。需要指出的是,待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率應(yīng)相同,兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料可以相同,也可以不相同,但是兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料的折射率應(yīng)相同。并且如前文所述,兩次蒸鍍采用的也可以不是有機(jī)材料,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源。由于活潑金屬的蒸鍍量非常少,可近似認(rèn)為待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率相同。
因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,通過(guò)待測(cè)薄膜的蒸鍍速率減去基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率得到金屬材料的蒸鍍速率,以避免金屬材料的蒸鍍速率計(jì)算受到溫度、氧氣、水等的影響。而且本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,所述第一薄膜可以是基準(zhǔn)薄膜,所述第二薄膜可以是待測(cè)薄膜,其中,所述基準(zhǔn)薄膜、待測(cè)薄膜分別蒸鍍?cè)诨迳?,待測(cè)薄膜的照射面積即為第二薄膜的照射面積。
具體地,如圖2所示,開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6,使得有機(jī)材料在基板4上蒸鍍,得到基準(zhǔn)薄膜11(有機(jī)材料薄膜),膜厚傳感器5用于監(jiān)測(cè)有機(jī)材料的蒸鍍膜厚;同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11的另一端面射出的光強(qiáng)i1。令蒸鍍開口的面積為m×n,其中m為光源方向上的長(zhǎng)度,n為與光源垂直方向上的長(zhǎng)度,膜厚傳感器5測(cè)得t1(蒸鍍時(shí)間等于光照時(shí)間)時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)薄膜11的厚度為x1,基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率為a1=x1×m×n/t1,則基準(zhǔn)薄膜11的照射面積為a1=x1×n。
所述膜厚傳感器5最好位于基板4的正中間附近,以便于監(jiān)測(cè)薄膜中心點(diǎn)的蒸鍍速率。優(yōu)選地,有機(jī)材料蒸發(fā)源6位于基板4的正中間附近,以保證蒸鍍的均勻性和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。由于有機(jī)材料較為穩(wěn)定,可以采用傳統(tǒng)速率監(jiān)測(cè)方式來(lái)監(jiān)測(cè)蒸鍍速率,因此所述膜厚傳感器5可以是本領(lǐng)域中任何可以監(jiān)測(cè)有機(jī)材料蒸鍍速率的傳感器,可以是可以膜厚計(jì),例如石英膜厚計(jì)。所述膜厚傳感器5可以是通過(guò)任何監(jiān)測(cè)原理來(lái)測(cè)得基準(zhǔn)薄膜(有機(jī)材料薄膜)的蒸鍍速率,例如直接測(cè)得膜厚或者通過(guò)質(zhì)量變化間接得到膜厚,也可以通過(guò)采集壓電薄膜層中與采集電路對(duì)應(yīng)的位置發(fā)生電阻的變化,來(lái)計(jì)算薄膜厚度,進(jìn)一步推測(cè)出蒸鍍速率。需要說(shuō)明的是,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源,只要該蒸鍍材料能夠通過(guò)傳統(tǒng)的速率監(jiān)測(cè)方法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)即可,以提高本發(fā)明的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的適用范圍。
如圖4所示,活潑金屬蒸發(fā)源7位于有機(jī)材料蒸發(fā)源6的一側(cè),同時(shí)開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6和活潑金屬蒸發(fā)源7,在基板4上混合蒸鍍,得到待測(cè)薄膜12(混合蒸鍍薄膜),同時(shí)打開光源1,使其照射待測(cè)薄膜12的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述待測(cè)薄膜12的另一端面射出的光強(qiáng)i2。令蒸鍍時(shí)間(即光照時(shí)間)t2=t1,則待測(cè)薄膜12的照射面積為a2=a1i1/i2;然后得到待測(cè)薄膜12的蒸鍍速率為a2=a2m/t1;最后計(jì)算得到活潑金屬的蒸鍍速率為a=a2-a1。
所述活潑金屬蒸發(fā)源7僅僅是示例性的,其可以是具有較高活性的堿金屬材料(比如鋰),也可以是具有較高活性的有機(jī)材料??蛇x地,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。其中,所述金屬材料優(yōu)選為選自稀土金屬、堿金屬、堿土金屬、有機(jī)材料和吸水性強(qiáng)的材料中的任一種或上述這些材料的任意組合。進(jìn)而,稀土金屬優(yōu)選為yb,堿金屬優(yōu)選為li,堿土金屬優(yōu)選為ca或mg,吸水性強(qiáng)的材料優(yōu)選為堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物。因此,所述活潑金屬蒸發(fā)源7并不限于活潑的金屬,也可以是其他蒸發(fā)源。所述光源1可以是白光,也可以是單色光,但是要是前后兩次采用的光源相同,以簡(jiǎn)化光強(qiáng)公式的計(jì)算,避免產(chǎn)生前后兩次光強(qiáng)的計(jì)算誤差,也便于計(jì)算第二薄膜的照射面積。所述蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的使用環(huán)境為真空蒸鍍腔,并且為暗室環(huán)境。需要指出的是,待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率應(yīng)相同,兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料可以相同,也可以不相同,但是兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料的折射率應(yīng)相同。并且如前文所述,兩次蒸鍍采用的也可以不是有機(jī)材料,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源。由于活潑金屬的蒸鍍量非常少,可近似認(rèn)為待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率相同。
因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,通過(guò)待測(cè)薄膜的蒸鍍速率減去基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率得到金屬材料的蒸鍍速率,以避免金屬材料的蒸鍍速率計(jì)算受到溫度、氧氣、水等的影響。而且本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面,本發(fā)明還提出了一種蒸鍍監(jiān)測(cè)方法,如圖5所示,包括以下步驟:
步驟51:測(cè)得第一薄膜的照射面積和從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng);
步驟52:測(cè)得從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng);
步驟53:基于所述第一薄膜的照射面積,所述從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)以及所述從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算所述第二薄膜的照射面積。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,下面對(duì)圖5所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述,包括以下步驟:
步驟51:測(cè)得第一薄膜的照射面積和從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)。其中,所述第一薄膜為基準(zhǔn)薄膜。
具體地,如圖2所示,開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6,使得有機(jī)材料在基板4上蒸鍍,得到基準(zhǔn)薄膜11(有機(jī)材料薄膜),膜厚傳感器5用于監(jiān)測(cè)有機(jī)材料的蒸鍍膜厚;同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11的另一端面射出的光強(qiáng)i1。根據(jù)公式i=nhv/at,可以得到i1=n1hv/a1t1。其中,t1為照射基準(zhǔn)薄膜的時(shí)間,n1為t1時(shí)間內(nèi)照到基準(zhǔn)薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i1為從基準(zhǔn)薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a1為基準(zhǔn)薄膜的照射面積。
令蒸鍍開口的面積為m×n,其中m為光源方向上的長(zhǎng)度,n為與光源垂直方向上的長(zhǎng)度,膜厚傳感器5測(cè)得t1(蒸鍍時(shí)間等于光照時(shí)間)時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)薄膜11的厚度為x1,基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率為a1=x1×m×n/t1,則基準(zhǔn)薄膜11的照射面積為a1=x1×n。
所述膜厚傳感器5最好位于基板4的正中間附近,以便于監(jiān)測(cè)薄膜中心點(diǎn)的蒸鍍速率。優(yōu)選地,有機(jī)材料蒸發(fā)源6位于基板4的正中間附近,以保證蒸鍍的均勻性和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。由于有機(jī)材料較為穩(wěn)定,可以采用傳統(tǒng)速率監(jiān)測(cè)方式來(lái)監(jiān)測(cè)蒸鍍速率,因此所述膜厚傳感器5可以是本領(lǐng)域中任何可以監(jiān)測(cè)有機(jī)材料蒸鍍速率的傳感器,可以是可以膜厚計(jì),例如石英膜厚計(jì)。所述膜厚傳感器5可以是通過(guò)任何監(jiān)測(cè)原理來(lái)測(cè)得基準(zhǔn)薄膜(有機(jī)材料薄膜)的蒸鍍速率,例如直接測(cè)得膜厚或者通過(guò)質(zhì)量變化間接得到膜厚,也可以通過(guò)采集壓電薄膜層中與采集電路對(duì)應(yīng)的位置發(fā)生電阻的變化,來(lái)計(jì)算薄膜厚度,進(jìn)一步推測(cè)出蒸鍍速率。需要說(shuō)明的是,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源,只要該蒸鍍材料能夠通過(guò)傳統(tǒng)的速率監(jiān)測(cè)方法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)即可,以提高本發(fā)明的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的適用范圍。
步驟52:測(cè)得從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng)。所述第二薄膜是基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,且所述待測(cè)薄膜蒸鍍?cè)谒龌鶞?zhǔn)薄膜上。
具體地,如圖3所示,活潑金屬蒸發(fā)源7位于有機(jī)材料蒸發(fā)源6的一側(cè),同時(shí)開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6和活潑金屬蒸發(fā)源7,在基準(zhǔn)薄膜11上混合蒸鍍,得到待測(cè)薄膜12(混合蒸鍍薄膜),同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的一端面,令蒸鍍時(shí)間(即光照時(shí)間)t2=t1,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的另一端面射出的光強(qiáng)i2。
根據(jù)公式i=nhv/at,可以得到i2=n2hv/a2t2。其中,t2為照射基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜的時(shí)間,n2為t2時(shí)間內(nèi)照到基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i2為從基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a2為基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜的照射面積。
步驟53:基于所述第一薄膜的照射面積,所述從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)以及所述從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算所述第二薄膜的照射面積。
計(jì)算得到基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的照射面積的公式為:
a2=(n2/i2t2)×(a1i1t1/n1)
為了便于計(jì)算,采用相同的光源、在相同時(shí)間內(nèi)分別照射基準(zhǔn)薄膜以及基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,n1=n2,t1=t2,即計(jì)算得到所述基準(zhǔn)薄膜11和待測(cè)薄膜12的照射面積為a2=a1i1/i2,待測(cè)薄膜12的照射面積為a2-a1;然后得到待測(cè)薄膜12的蒸鍍速率為a2=(a2-a1)m/t1;最后計(jì)算得到活潑金屬的蒸鍍速率為a=a2-a1。
所述活潑金屬蒸發(fā)源7僅僅是示例性的,其可以是具有較高活性的堿金屬材料(比如鋰),也可以是具有較高活性的有機(jī)材料??蛇x地,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。其中,所述金屬材料優(yōu)選為選自稀土金屬、堿金屬、堿土金屬、有機(jī)材料和吸水性強(qiáng)的材料中的任一種或上述這些材料的任意組合。進(jìn)而,稀土金屬優(yōu)選為yb,堿金屬優(yōu)選為li,堿土金屬優(yōu)選為ca或mg,吸水性強(qiáng)的材料優(yōu)選為堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物。因此,所述活潑金屬蒸發(fā)源7并不限于活潑的金屬,也可以是其他蒸發(fā)源。所述光源1可以是白光,也可以是單色光,但是要是前后兩次采用的光源相同,以簡(jiǎn)化光強(qiáng)公式的計(jì)算,避免產(chǎn)生前后兩次光強(qiáng)的計(jì)算誤差,也便于計(jì)算第二薄膜的照射面積。所述蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的使用環(huán)境為真空蒸鍍腔,并且為暗室環(huán)境。需要指出的是,待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率應(yīng)相同,兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料可以相同,也可以不相同,但是兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料的折射率應(yīng)相同。并且如前文所述,兩次蒸鍍采用的也可以不是有機(jī)材料,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源。由于活潑金屬的蒸鍍量非常少,可近似認(rèn)為待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率相同。
因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)方法根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,通過(guò)待測(cè)薄膜的蒸鍍速率減去基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率得到金屬材料的蒸鍍速率,以避免金屬材料的蒸鍍速率計(jì)算受到溫度、氧氣、水等的影響。而且本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
作為本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例,下面對(duì)圖5所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述,包括以下步驟:
步驟51:測(cè)得第一薄膜的照射面積和從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)。其中,所述第一薄膜為基準(zhǔn)薄膜。
具體地,如圖2所示,開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6,使得有機(jī)材料在基板4上蒸鍍,得到基準(zhǔn)薄膜11(有機(jī)材料薄膜),膜厚傳感器5用于監(jiān)測(cè)有機(jī)材料的蒸鍍膜厚;同時(shí)打開光源1,使其照射基準(zhǔn)薄膜11的一端面,光強(qiáng)接收部件2接收從所述基準(zhǔn)薄膜11的另一端面射出的光強(qiáng)i1。根據(jù)公式i=nhv/at,可以得到i1=n1hv/a1t1。其中,t1為照射基準(zhǔn)薄膜的時(shí)間,n1為t1時(shí)間內(nèi)照到基準(zhǔn)薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i1為從基準(zhǔn)薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a1為基準(zhǔn)薄膜的照射面積。
令蒸鍍開口的面積為m×n,其中m為光源方向上的長(zhǎng)度,n為與光源垂直方向上的長(zhǎng)度,膜厚傳感器5測(cè)得t1(蒸鍍時(shí)間等于光照時(shí)間)時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)薄膜11的厚度為x1,基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率為a1=x1×m×n/t1,則基準(zhǔn)薄膜11的照射面積為a1=x1×n。
所述膜厚傳感器5最好位于基板4的正中間附近,以便于監(jiān)測(cè)薄膜中心點(diǎn)的蒸鍍速率。優(yōu)選地,有機(jī)材料蒸發(fā)源6位于基板4的正中間附近,以保證蒸鍍的均勻性和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。由于有機(jī)材料較為穩(wěn)定,可以采用傳統(tǒng)速率監(jiān)測(cè)方式來(lái)監(jiān)測(cè)蒸鍍速率,因此所述膜厚傳感器5可以是本領(lǐng)域中任何可以監(jiān)測(cè)有機(jī)材料蒸鍍速率的傳感器,可以是可以膜厚計(jì),例如石英膜厚計(jì)。所述膜厚傳感器5可以是通過(guò)任何監(jiān)測(cè)原理來(lái)測(cè)得基準(zhǔn)薄膜(有機(jī)材料薄膜)的蒸鍍速率,例如直接測(cè)得膜厚或者通過(guò)質(zhì)量變化間接得到膜厚,也可以通過(guò)采集壓電薄膜層中與采集電路對(duì)應(yīng)的位置發(fā)生電阻的變化,來(lái)計(jì)算薄膜厚度,進(jìn)一步推測(cè)出蒸鍍速率。需要說(shuō)明的是,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源,只要該蒸鍍材料能夠通過(guò)傳統(tǒng)的速率監(jiān)測(cè)方法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)即可,以提高本發(fā)明的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的適用范圍。
步驟52:測(cè)得從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng)。所述第二薄膜是待測(cè)薄膜,所述基準(zhǔn)薄膜、待測(cè)薄膜分別蒸鍍?cè)诨迳?,待測(cè)薄膜的照射面積即為第二薄膜的照射面積。
具體地,如圖4所示,活潑金屬蒸發(fā)源7位于有機(jī)材料蒸發(fā)源6的一側(cè),同時(shí)開啟有機(jī)材料蒸發(fā)源6和活潑金屬蒸發(fā)源7,在基板4上混合蒸鍍,得到待測(cè)薄膜12(混合蒸鍍薄膜),同時(shí)打開光源1,使其照射待測(cè)薄膜12的一端面,令蒸鍍時(shí)間(即光照時(shí)間)t2=t1,光強(qiáng)接收部件2接收從所述待測(cè)薄膜12的另一端面射出的光強(qiáng)i2。
根據(jù)公式i=nhv/at,可以得到i2=n2hv/a2t2。其中,t2為照射待測(cè)薄膜的時(shí)間,n2為t2時(shí)間內(nèi)照到待測(cè)薄膜上的光子總數(shù),v為光的頻率,h為普朗克常數(shù),i2為從待測(cè)薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng),a2為待測(cè)薄膜的照射面積。
步驟53:基于所述第一薄膜的照射面積,所述從所述第一薄膜的一端面射入、另一個(gè)端面射出的光強(qiáng)以及所述從第二薄膜的一端面射入、另一端面射出的光強(qiáng),計(jì)算所述第二薄膜的照射面積。
計(jì)算得到待測(cè)薄膜的照射面積的公式為:
a2=(n2/i2t2)×(a1i1t1/n1)
為了便于計(jì)算,采用相同的光源、在相同時(shí)間內(nèi)分別照射基準(zhǔn)薄膜以及基準(zhǔn)薄膜和待測(cè)薄膜,n1=n2,t1=t2,即計(jì)算得到所述待測(cè)薄膜12的照射面積為a2=a1i1/i2;然后得到待測(cè)薄膜12的蒸鍍速率為a2=a2m/t1;最后計(jì)算得到活潑金屬的蒸鍍速率為a=a2-a1。
所述活潑金屬蒸發(fā)源7僅僅是示例性的,其可以是具有較高活性的堿金屬材料(比如鋰),也可以是具有較高活性的有機(jī)材料??蛇x地,所述待測(cè)薄膜由有機(jī)材料和金屬材料混合蒸鍍而成。其中,所述金屬材料優(yōu)選為選自稀土金屬、堿金屬、堿土金屬、有機(jī)材料和吸水性強(qiáng)的材料中的任一種或上述這些材料的任意組合。進(jìn)而,稀土金屬優(yōu)選為yb,堿金屬優(yōu)選為li,堿土金屬優(yōu)選為ca或mg,吸水性強(qiáng)的材料優(yōu)選為堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物。因此,所述活潑金屬蒸發(fā)源7并不限于活潑的金屬,也可以是其他蒸發(fā)源。所述光源1可以是白光,也可以是單色光,但是要是前后兩次采用的光源相同,以簡(jiǎn)化光強(qiáng)公式的計(jì)算,避免產(chǎn)生前后兩次光強(qiáng)的計(jì)算誤差,也便于計(jì)算第二薄膜的照射面積。所述蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置的使用環(huán)境為真空蒸鍍腔,并且為暗室環(huán)境。需要指出的是,待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率應(yīng)相同,兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料可以相同,也可以不相同,但是兩次蒸鍍采用的有機(jī)材料的折射率應(yīng)相同。并且如前文所述,兩次蒸鍍采用的也可以不是有機(jī)材料,有機(jī)材料蒸發(fā)源6僅僅是示例性的,其也可以替換為不活潑的金屬蒸發(fā)源。由于活潑金屬的蒸鍍量非常少,可近似認(rèn)為待測(cè)薄膜12與基準(zhǔn)薄膜11的折射率相同。
因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置和方法以及薄膜蒸鍍裝置和方法根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,通過(guò)待測(cè)薄膜的蒸鍍速率減去基準(zhǔn)薄膜的蒸鍍速率得到金屬材料的蒸鍍速率,以避免金屬材料的蒸鍍速率計(jì)算受到溫度、氧氣、水等的影響。而且本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
本發(fā)明還提供一種薄膜蒸鍍裝置,包括上述任意一個(gè)實(shí)施例中所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置。所述薄膜蒸鍍裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,從而進(jìn)一步達(dá)到監(jiān)測(cè)薄膜蒸鍍速率的目的,因此可以顯著提高蒸鍍監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明還提供一種薄膜蒸鍍方法,使用上述任意一個(gè)實(shí)施例中所述的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)薄膜的蒸鍍,可以顯著提高蒸鍍監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
由此可見,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)光強(qiáng)接收器接收到的光強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算薄膜照射面積的變化,可以計(jì)算得到薄膜厚度的變化,從而進(jìn)一步達(dá)到監(jiān)測(cè)薄膜蒸鍍速率的目的。因此,本發(fā)明提供的蒸鍍監(jiān)測(cè)裝置不受蒸鍍溫度的影響,尤其是在高溫蒸鍍過(guò)程中,仍能十分準(zhǔn)確地得到薄膜蒸鍍的速率。而且,本發(fā)明尤其適用于監(jiān)測(cè)活性較高的蒸鍍材料的蒸鍍速率。
所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的,并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子;在本發(fā)明的思路下,以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合,并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化,為了簡(jiǎn)明它們沒有在細(xì)節(jié)中提供。因此,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。