1、毕 业设 计设计题目 OLED 有机材料线性蒸发镀膜系统研制 学生姓名 黄少球 学 号 20090762 专业班级 机设 09-10 班 指导教师 王旭迪 院系名称 机械与汽车工程学院 2013 年 6 月 6 日OLED 有机材料线性蒸发镀膜系统的研制摘 要:随着太阳能电池的发展，对于其基板上有机材料膜层的要求越来越越高。考虑到基板一般为柔性的，因此将其设计为卷绕式线性蒸发 镀膜机。卷绕式蒸发镀膜机主要有卷绕系统、线性蒸发源、抽气系 统、控制系统组成。本课题主要对前三个部分进行设计、计算、分析。对于卷绕系统主要是进行机械结构的设计，然后通过 ANSYS软件对辊子、支撑架等进行受力分析。对于蒸
2、发源主要是考虑到其蒸发速率对膜厚的影响，然后对完成对其结构的设计，并用 ANSYS对其进行温度分布分析。对于抽气系统，主要是完成泵的选用、管路的设计及其阀门的选用等，然后对达到极限真空度时所需的抽气时间进行计算分析。总之，该设计充分阐述了卷绕式真空镀膜机的工作原理、结构、适用范围及其镀膜工艺。关键词：卷绕式镀膜机，卷绕系统，线性蒸发源，抽气系统The research of OLED organic material linear evaporation coating systemAbstract:With the development of solar cells, the demand
3、 of the substrate of organic material layer is higher and higher.Taking into account the substrate is commonly flexible, so its design for the winding evaporation coating machine. The winding evaporation coating machine is composed of winding system,the linear evaporation source ,pumping system and
4、control system.This paper mainly carries on the design, calculation analysis of the first three parts. For the winding system is mainly the design of mechanical structure,and then carry on the stress analysis of the roller,supporting frame through the ANSYS software.For the evaporation ,we mainly on
5、 account of its evaporation rate on the influence of the film thickness,and then to complete the design of the structure and the temperature distribution analysis with ANSYS.For the pumping system,wo mainly to complete the selection of the pump、the design of the pipe line and the selection of the se
6、lection of the valve and so on,and then complete the calculation and analysis of the time to reach the ultimate vacuum. In a word,the design fully describes the working principle,the winding vacuum coater structure,scope of application and coating technology.Keywords:winding coating machine, the win
7、ding system,linear evaporation source, pumping system.目 录第 1 章 引言 .11.1 课题背景 .11.2 卷绕式真空镀膜机的介绍 .1第 2 章 卷绕系统 .22.1 卷绕系统简介 .32.2 卷绕系统中个辊道的设计 .32.3 卷绕系统的传动及其控制 .62.4 卷绕系统中的密封 .8第 3 章 线性蒸发源 .83.1 线性蒸发源的选择 .93.1.1 线性蒸发源的加热方式 .93.1.2 线性蒸发源的结构设计 .103.2 线性蒸发源的电极引入 .11第 4 章 抽气系统的设计 .114.1 抽气系统的概述 .114.2 抽气机组
8、的选择 .124.2.1 主泵的选择 .124.2.3 配泵的选择 .124.3 抽气系统的设计计算 .134.3.1 主泵的设计计算 .134.3.2 阀门、管道的选用，并验证 K-300 的油扩散泵是否合适 .144.3.3 前级泵的设计计算 .154.3.4 抽气时间的计算 .164.2.1 抽气系统图 .17第 5 章 ANSYS 软件的应用 .185.1 ANSYS 软件的简单介绍 .185.2 ANSYS 软件的分析计算过程 .185.3 ANSYS 软件中的子结构方法 .195.4 用 ANSYS 对轴辊进行有限元分析 .205.4.1 收、放膜辊道的有限元分析 205.4.2
9、展平辊道的有限元分析 .225.5 用 ANSYS 对线性蒸发源的温度分析 .23结 论 .25谢 辞 .25参考文献 .26第 1 页1 引 言1.1 课题背景OLED 显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板。当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且 OLED 显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能。随着 OLED 产业竞争的不断升级，大型企业间战略投资与资本运作日趋频繁。国内优秀的 OLED 生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的 OLED 品牌也在发展中。随着我国光伏电器行业的迅速发展，
10、对于太阳能电池板的镀膜要求也越来越高。由于 OLED 太阳能电池的基板一般都是柔性的，因此卷绕式真空镀膜机是其镀膜的最佳选择。真空卷绕式镀膜发展至今，其技术已经相当成熟，已完全适应了现代工业生产的需要。卷绕式真空镀膜技术的应用领域很广泛，可应用于装饰，彩印，光伏等行业。1.2 卷绕式真空镀膜机介绍卷绕式真空镀膜机主要由卷绕系统、蒸发源、真空抽气系统、控制系统组成。其主要的技术特征有：1.被镀材料为柔性基材，即具有可卷绕性；2.镀膜过程具有连续性，即在一个镀膜工作周期内是连续进行的；3.镀膜过程始终在高真空环境中进行。一些卷绕式镀膜机的实物图如下所示：第 2 页图 1.2.1图 1.2.2第 2
11、 章 卷绕系统第 3 页2.1 卷绕系统的简介卷绕系统是真空镀膜机的核心，也是该系统中的传动机构。通过卷绕系统带动卷状柔性基材的连续运动，从而实现基材的镀膜。真空室分为卧式上、下室结构，上室为卷绕室，下室为镀膜室。其平面结构布局如下图：图 2.11-放膜辊子 2-弹簧辊子 3-展平辊子 4-压力测试辊子 5-收膜辊子 6-展平辊子 7-压辊 8-压力测试辊子 9-主蒸镀辊子2.2 卷绕系统中各辊道的设计（1）收、放膜辊道的设计考虑到装、取柔性基材的方便，因此收、放膜辊道都设计成悬臂梁的形式，只固定其中一端，在另一端通过齿轮传动与电机相连。其结构见图如下：第 4 页图 2.2.1滚道与电机的连接方式如下图所示：图 2.2.2（2）展平辊道的设计展平辊道主要是使柔性基材在镀膜过程中能够充分展平，防止出现收缩而导致镀膜不均的现象。其结构如下图：图 2.2.3第 5 页（3）蒸镀主辊的结构设计蒸镀主辊是所有滚道中结构比较复杂的一个部分，由于镀膜过程在蒸镀主辊的外壁面完成，高温的蒸镀材料会使辊子产生高温，因此要引入一个水冷结构。蒸镀主辊的结构如下图所示：图 2.2.4由于蒸镀主辊是一直在转动，而外接水管是不动的，在两者相接触的地方要设置一个相对运动的传动结构。具体如下图所示：图 2.2.51-密封圈 2-橡皮圈 3-进水管 4-螺母 5-排水口 6-轴 7-轴承
