日本Canon Tokki的蒸镀机。 未来可卷曲、如纸一样轻薄的各类终端屏幕主要选材是OLED(有机发光二极管),OLED生产过程重要的一环就是“蒸”,工艺难度。 真空蒸镀机就如同OLED面板制程的“心脏”,被日本Canon Tokki独占市场,说其掌握着OLED产业的咽喉也不过分,业界对它的年产量预测通常在几台到十几台之间。有钱也买不到,说的就是它。 可惜,目前我国还没有生产蒸镀机的企业,在这个领域我们没什么发言权。 这台设备就如同生产OLED面板的“入场券”。Canon Tokki能把蒸镀误差控制在5微米以内蒸镀是OLED制造工艺的关键,直接影响着OLED屏幕显示,蒸镀机的工作就是把OLED有机发光材料、均匀、可控地蒸镀到基板上。
作为OLED生产工艺来讲,仅仅靠蒸镀机就能够完成全部工作?事实上,生产过程的工艺控制以及品质控制同样重要。作为品质控制的重要组成部分,分析仪器在OLED液晶的生产过程所起的作用越来越被厂商所认识到并接受。
水滴角测试仪作为界面化学的分析仪器以来以服务于各大科研院所、学校的研发,特别是新材料的研发的形像而出现。但很少有人注意到其在电子、半导体行业的应用。中国台湾企业作为先行者,自20世纪90年代开始即开始采购来自美国、日本、德国的水滴角测量仪,并利用其精密分析、灵敏度高的特性,提升电子材料生产、半导体、晶圆、液晶屏的制造工艺中。以来,德国和日本的水滴角测试仪以及特有的Young-Laplace方程拟合技术以及全自动分析功能,基本上在半导体和液晶行业形成了有效的技术壁垒。中国的水滴角测试仪厂商虽然一直在努力,但是,由于核心的算法技术仍停留在1950年代的圆拟合、椭圆拟合的量角器阶段,因而,在半导体行业、液晶行业以来以边角料的形像展现。在用户看来,测试精度不高、测值结果不可信是国产水滴角测试仪的致命之处。
上海梭伦作为美国科诺中国战略投资公司,于水滴角测试仪在中国的研制与技术推广,是上海市、国家科技部创新基金扶持单位,拥有3项上海市高新成果转化项目,20多项技术。上海梭伦并取得国家发明授权的阿莎算法(ADSA-RealDrop)算法,基于世界的A.W.Neumann教授的Young-Laplace方程拟合技术,并实现了应用于真正固体材料表面分析的非轴对接触角测量,实现了对美、日、德三国仪器厂商的技术壁垒的突破,在技术水平以及应用可靠性、测值灵敏度方面均取得了重大突破,处于明显的地位。
1、水滴角测试仪应用于OLED蒸镀的技术要点包括:
(1)利用水滴角测试仪的阿莎算法可以灵敏分析水滴左、右角水滴角度值的的技术要点,测试蒸镀材料以后的样品表面的水滴角度值。如果出现水滴角度值左、右偏差超过1度的位置点,则说明蒸镀均匀度不好;
(2)利用水滴角测试仪的阿莎算法可以测得固体材料表面的物理化学性质的特性,通过实际测试得到的被测试固体、被镀固体的表面自由能、水接触角值,并利用润湿包络图,分析可润湿性,研发新材料,改进新工艺。
(3)利用水滴角测试仪的探针液体-蒸馏水的高油污敏感度,测试材料的污染情况。
水滴角测试仪测得的干净的材料的水滴角情况:可以看出,水滴角度值左、右几乎保持一致。
水滴角测试仪测得的不干净的材料的水滴角情况:可以看出,水滴角度值左、右相差较大。
同时通过如上两张图片对比可以看出,阿莎算法可以而灵敏地判断出水滴角的变化,为分析均匀度或清洁度提供高效、可靠的方法。
2、水滴角测试仪与中国制的伪水滴角测试仪的区别在于:
水滴角测试仪要求算法能够基于修正重力系数后,综合将表面张力、接触角参与运算并得到非轴对称条件下水滴角值。而中国一些厂商宣称的水滴角测试仪提供的WH法或量高法、椭圆拟合法或切线法,在实际中也可以测得左、右角度值。但是,
(1)这样的左右角度值并没有修正重力系数,与界面化学分析无关,因而这样的所谓的水滴角测试仪的数据的科学性得不到
(2)另一方面,水滴角的变化即可能是由于液滴量的变化或重力影响造成的。而此时,如果不修正重力,出现微小的水滴角的变化,是本身材料的变化还是重力造成的,就无法判断出来;
基于阿莎算法的真正的水滴角测试仪要求必须提供:
(1)水滴角测试仪必须提供样品台的微米级控制水平调整机构;
(2)水滴角测试仪必须提供镜头微米级控制的水平调整机构;
且如上两个机构必须是独立分开单独运行。
而中国制造的很多不的所谓的水滴角测试仪不能提供如上功能,此时极可能出现的问题包括:
(1)出现的左、右角度值的变化是由于左、右倾斜的样品台造成的还是材料本身的原因?
(2)出现水平基线无法判断(向上仰视)或向下俯视的情况,两者均会导致角度变化。更为重要的是,俯视条件下,即使俯视角度是固定的,也是无法通过简单的软件将所测得的角度值进行修正,因而,不同的测试角度值,所修正的角度与测得的角度是非线性关系。因而,为可靠的解决方案是测试3D接触角,这样才可以解决问题。
具体的俯视1-5度条件下水滴角的影响值会在6-9%左右。了解更详细信息,请访问www.surface-science.cn 下载PPT资料
理想的条件下,液晶屏(OLED或LCD)的水滴角在顶视时应是这样的理想圆形,在水滴角测试仪侧视条件下,水滴角表面为左、右对称。当然,如果仪器本身就无法判断或判断出左、右值,那就谈不上符合液晶行业的应用了。