[发明专利]多测量头的水氧透气率测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于封装材料的水氧透气率的测量系统，特别是一种多测量头的水氧透气率测量系统。

背景技术

由于有机发光二极管（OLED）、有机薄膜晶体管（TFT）、有机太阳电池（OPV）对水氧气特别敏感，其水氧的透气率都要在10^-6g/m²/d以下才能符合实用要求，这对于柔性显示器使用的柔性基板和封装是一个严重的挑战。为此需要开展大量的有关柔性基板和多层薄膜的水氧隔阻层高灵敏度的透气率的测量，目前使用的水氧透气率的测量方法有：用蒸发在透明基板上的钙膜与透过的水氧气反应生成透明的氢氧化钙的圆点面积来计算其透过率，此方法的缺点是：需要时间长而且即使采用摄像系统和计算机来计算面积也未必精确。另外一种方法是用两电极间的钙薄膜的厚度随透过水氧气量增加而减薄，而使电阻随时间的变化来计算水气的透过率，此方法优点是可以全过程的监测，但它的缺点是钙膜的探测片只能用一次。要做一次测量：需在一个与高纯氮手套箱相连的蒸发台里完成对石英晶振片进行气敏层钙膜的蒸镀、后在高纯氮的气氛下移进手套箱、在手套箱里装入测试头后取出手套箱放到大气中或恒温恒湿箱中进行测试，整个过程臃长而且整套设备昂贵。

用石英晶振片测膜厚的方法来测定在其上的蒸发的钙膜的质量随着透过水氧气的量而变化来来计算水氧气的透过率的方法在专利CN201010237106中已有描述，此方法的优点是作为探测器的石英晶振片可重复应用很多次。但是此方法只有一个测量腔体而且还没有形成能方便使用的量产的仪器。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种多测量头的水氧透气率测量系统，能够在一个系统进行真空蒸发钙薄膜并能提供多个测量头的测量系统。能够用于有机发光二极管（OLED）、有机薄膜晶体管（OTFT）、有机薄膜太阳电池（OPV）等有机半导体、光电器件的的薄膜封装中膜片和多层薄膜水氧阻隔层封装片的水氧透气率的测量。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种多测量头的水氧透气率测量系统，包括一个公共腔，所述公共腔是由上基板，下基板和边桶构成的一个密闭空间，工作时充以高纯惰性气体；在公共腔的上基板上固定有多个与上基板中心等距的测量探头腔，在公共腔体的下基板的中心固定有一个共用的真空蒸发腔；在每一个测量探头腔下有一个与之对接的移动腔，所述移动腔内装有一个蒸镀有活泼金属膜的石英晶振片，所述石英晶振片的上下电极经电线穿过移动腔的移动腔体和公共腔的边桶连接到振荡器形成振荡信号，通过各自的电子开关再转接到膜厚测量仪，所述膜厚测量仪连接计算机；所述膜厚测量仪测量待测样品片膜厚随时间的变化，计算机进行数据处理后，得到该测量探头腔上的待测样品片的水氧透过率；所述移动腔体连接转柄，所述转柄旋转带动移动腔体旋转使移动腔在测量探头腔和真空蒸发腔之间转换，当移动腔完成一次测量后转到与真空蒸发腔对接的位置时，通过真空蒸发腔中的蒸发坩埚蒸发活泼金属到石英晶振片上形成新的气敏层后，再转回到原来测量探头腔下方位置进行下一次的测量过程。

所述测量探头腔是由测量探头腔体、密封圈、待测样品片、中间带窗孔的测量腔体压盖和带胶圈的开关阀组成；在所述测量腔体压盖上面套有一个腔外气氛腔，在测量探头腔体的底部开有通孔连通到移动腔，在通孔上面装有带胶圈的开关阀，在测量探头腔体上还有抽气口和进气口，所述抽气口连接阀门和真空泵，所述进气口连接阀门和高纯惰性气体系统，所述测量探头腔体的下平面与公共腔的上基板的下平面呈一平整的平面。

所述腔外气氛腔是由气氛罩与测量腔体压盖和待测样品片形成的空间，在气氛罩上有气氛进气口和气氛出气口，气氛进气口通过阀门与气氛产生装置相连，气氛产生装置提供恒温恒湿空气、纯氧或纯水汽。

所述真空蒸发腔是由真空蒸发腔体、第二密封圈、装有上蒸发坩埚和加热炉丝引出电极的下盖和带第二胶圈的第二开关阀组成，在真空蒸发腔体的上底部开有第二通孔，第二通孔连通到转动过来的移动腔，在第二通孔上面装有带第二胶圈的第二开关阀，在真空蒸发腔体上还有第二抽气口和第二进气口，第二抽气口与阀门和高真空系统相连，第二进气口与阀门和高纯惰性气体系统相连，所述真空蒸发腔体的上平面与公共腔的下基板的上平面呈一平整的平面。

所述移动腔是由上下开口的桶状结构移动腔体和上下第三密封圈组成，或由下面封闭的筒状结构的移动腔体和上部第三密封圈组成，为了保证能使移动腔体与测量探头腔体以及真空蒸发腔体的密封，在测量探头腔体以及真空蒸发腔体的另一面安装有压块，当移动腔转动到位后再压紧压块以保证气密性。