專利名稱:用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鍍膜機(jī)的蒸發(fā)源,具體涉及一種應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)基本上是沿用傳統(tǒng)的鐘罩式鍍膜機(jī),該種鍍膜機(jī)所使用的是掛絲式或舟式金屬坩堝的蒸發(fā)方式。這種蒸發(fā)方式的蒸發(fā)源壽命短、電壓低、功率大、難以控制、蒸發(fā)速率不穩(wěn)定,多源之間相互污染嚴(yán)重,并且更換鍍膜材料不方便,蒸發(fā)源也需要經(jīng)常更換,操作很麻煩。另外與這種蒸發(fā)源相配套的真空室必須是開放式真空室,即鐘罩式真空室,這種真空室不僅操作麻煩,而且每一次的操作必然使其內(nèi)部徹底暴露于大氣中,也就是源及襯底將被徹底污染。而有機(jī)電致發(fā)光鍍膜需要在高真空條件下進(jìn)行,避免和水、氧接觸,以利于提高使用壽命,因此這種傳統(tǒng)的鐘罩式鍍膜蒸發(fā)方式已基本上不適合于目前日益先進(jìn)完善的有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種適用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)使用的新型蒸發(fā)源,即坩鍋式蒸發(fā)源。
本發(fā)明所述的坩鍋式蒸發(fā)源由支座、熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)、加熱體爐子及坩鍋四部分組成。如說明書附圖1所示,支座部分由不銹鋼底座(1)和陶瓷絕緣支座(4)兩部分組成,陶瓷絕緣支座(4)通過壓環(huán)(2)與不銹鋼底座(1)連接;鉑銠熱電偶(3)穿過陶瓷絕緣支座(4)進(jìn)入爐膛,緊靠坩鍋(10)的底部,從而能夠準(zhǔn)確地測(cè)量坩鍋底部的溫度;加熱體爐子由上、下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)間的筒狀石英玻璃內(nèi)屏蔽層(7)和筒狀不銹鋼外屏蔽層(6)組成,爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi);上下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個(gè)鉬螺絲桿(5)連接在一起,爐體可以穩(wěn)固地放置在陶瓷絕緣支座(4)上。坩鍋(10)可使用石英坩鍋、BN坩鍋、鉬坩鍋和陶瓷坩鍋等,坩鍋(10)具有一定的邊緣,整體沉入爐膛,邊緣部分放置在陶瓷圓環(huán)片(9)上,坩鍋可以方便地從爐膛中取出,便于填料及換料等操作。爐絲(8)的兩端連在燈絲接線柱(11)上,由外部系統(tǒng)供給電流。燈絲接線柱(11)用陶瓷圓環(huán)片(9)作絕緣引出。
做為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi),可使接近上面陶瓷圓環(huán)片(9)的爐絲回繞次數(shù)多些,接近下面陶瓷圓環(huán)片(9)爐絲回繞的次數(shù)相對(duì)少些,從而提高爐體出口處的溫度,目的是使坩鍋內(nèi)的材料更易于蒸發(fā),有利于基片上各種材料的蒸鍍,如附圖4所示。
從附圖1中可以看出,爐體和坩堝是分開的獨(dú)立體,同時(shí)爐體與熱電偶、支座也是分開的,實(shí)驗(yàn)時(shí)蒸發(fā)源各部分又是可以穩(wěn)固地安裝在一起。本發(fā)明所述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是陶瓷圓環(huán)片(9)、筒狀石英玻璃內(nèi)屏蔽層(7)和筒狀不銹鋼外屏蔽層(6)既是坩鍋式蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)部件,又是爐體的絕緣隔熱部件,整個(gè)蒸發(fā)源的保溫性能優(yōu)越。不銹鋼底座(1)和陶瓷絕緣支座(4)通過壓環(huán)(2)固定連接,共同組成坩鍋式蒸發(fā)源的支座部分,陶瓷絕緣支座(4)既是熱電偶(3)的支撐件、又是整個(gè)爐子的絕熱支撐件,熱電偶和爐體是可以分開的,也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行更換,以適應(yīng)不同測(cè)溫范圍的需要。
本發(fā)明所涉及的坩鍋式蒸發(fā)源是有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的核心部件,它對(duì)有機(jī)材料的鍍膜質(zhì)量控制有著非常重要的作用。我們?yōu)樘岣哂袡C(jī)發(fā)光鍍膜的質(zhì)量,操作方便和提高工作效率,開發(fā)出此種坩鍋式蒸發(fā)源,一個(gè)有機(jī)鍍膜機(jī)的真空室內(nèi)可放置多個(gè)(1-6個(gè))蒸發(fā)源,每個(gè)蒸發(fā)源裝在石英玻璃罩內(nèi),上設(shè)有一檔板。當(dāng)需要蒸發(fā)的材料種類較多時(shí)(大于5種),可在蒸完某種材料后,打開真空室側(cè)門,將坩鍋取出,進(jìn)行材料的更換。由于真空室一直在惰性氣體的保護(hù)下,且開側(cè)門進(jìn)行材料的更換,故而外部空氣對(duì)基片上蒸鍍的材料沒有污染。該蒸發(fā)源完全克服了傳統(tǒng)舟式蒸發(fā)源的缺陷,壽命達(dá)1000小時(shí)以上,終年不需更換和維護(hù)。同時(shí)控溫性能優(yōu)越、蒸發(fā)速率穩(wěn)定、保溫性能好、同一真空室的各個(gè)蒸發(fā)源之間不互相污染、操作方便,可實(shí)現(xiàn)一鍋一料,可在真空條件下用機(jī)械手傳送鍍膜材料。在維護(hù)時(shí)可將蒸發(fā)源從真空室里方便取出,而與之相匹配的真空室是非開放式的,能夠在惰性氣體的保護(hù)下通過側(cè)開門進(jìn)行操作,同時(shí)可進(jìn)行安裝基片和更換鍍膜材料的操作,這樣就使真空系統(tǒng)免于大氣(主要是水蒸汽)的污染。該蒸發(fā)源適合于目前的有機(jī)電致發(fā)光鍍膜的要求。
圖1坩鍋式蒸發(fā)源剖面示意圖;圖2帶有蒸發(fā)源的有機(jī)鍍膜系統(tǒng);圖3安裝有鉬螺絲的陶瓷圓環(huán)片(9)的平面放大示意圖;圖4爐體的剖面放大示意圖。
如圖2所示為我們現(xiàn)在使用的帶有1-5個(gè)坩鍋式蒸發(fā)源的有機(jī)真空鍍膜系統(tǒng)示意圖。系統(tǒng)各部分名稱為腔體(15)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(13)、行星式旋轉(zhuǎn)襯底托架(14)、基片(16)、側(cè)向艙門及觀察窗(17)、惰性氣體手套箱(18)、坩鍋中添加的有機(jī)材料(19)、爐絲加熱及控溫系統(tǒng)(20)、坩堝式蒸發(fā)源(21)、抽真空裝置(22)。
有機(jī)電致發(fā)光器件的制作過程如下首先將清洗后的基片(16)放置在行星式旋轉(zhuǎn)襯底托架(14)上,將需要使用的每種有機(jī)材料(19)各自放入一個(gè)坩堝式蒸發(fā)源(21)內(nèi)。之后根據(jù)需要獲得的器件結(jié)構(gòu),通過對(duì)每個(gè)坩堝式蒸發(fā)源的加熱控制(每種有機(jī)材料的蒸發(fā)溫度不同,故而坩鍋的加熱溫度也不同;各種需要蒸鍍的材料的厚度不同,故而每個(gè)坩鍋控溫的時(shí)間也不同)分別在基片上蒸鍍上各層有機(jī)材料,包括陰電極,最后將蒸鍍好的基片傳送至惰性氣體手套箱進(jìn)行封裝。每個(gè)坩鍋式蒸發(fā)源的上面設(shè)置有一個(gè)密閉檔板,可由外部程序或系統(tǒng)控制,從而可以方便地控制蒸鍍材料的時(shí)間及厚度,同時(shí)也能夠避免多個(gè)蒸發(fā)源間的相互污染。
具體實(shí)施例方式下面以雙層綠光OLED器件生長(zhǎng)過程為例,來說明有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源的使用。
材料是ITO/NPB(60nm)/Alq(40nm)/Al(100nm),步驟如下1.將所用的有機(jī)材料(Alq和NPB)裝入石英坩堝中;2.將裝有Alq和NPB坩堝分別放入此設(shè)備的3號(hào)和4號(hào)爐中,設(shè)備中共有5個(gè)爐子,分別標(biāo)記為1-5號(hào)爐;3.將處理好的ITO玻璃片固定于襯底托架;4.將襯底托通過卡槽固定于設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上;5.關(guān)閉位于襯底下方大擋板和坩堝上方的小擋板;6.關(guān)閉系統(tǒng)開口,開機(jī)械泵抽低真空;7.當(dāng)真空度達(dá)到100Pa時(shí),開分子泵,待其正常,開真空計(jì);8.當(dāng)真空度達(dá)到2×10-4Pa時(shí),打開4號(hào)爐擋板,同時(shí)開膜厚儀;9.對(duì)4號(hào)爐加熱,緩慢加熱至100,預(yù)熱10分鐘,繼續(xù)緩慢加熱至大約120℃,此時(shí)生長(zhǎng)速率大約為0.2nm/s(通過膜厚儀測(cè)得);10.打開大擋板,固定生長(zhǎng)速率至膜厚為60nm,關(guān)閉大擋板和小擋板;11.加熱3號(hào)爐,類似NPB的過程,在大約140℃時(shí)生長(zhǎng)至40nm;12.生長(zhǎng)過程結(jié)束,待爐溫降至150℃以下時(shí),停分子泵;13. 2分鐘后停機(jī)械泵,3分鐘后打開放氣閥,緩緩充入干燥氮?dú)猓?4.取片。
權(quán)利要求
1.一種用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源,由支座、熱電偶、加熱體爐子及坩鍋四部分組成,其特征在于①支座由不銹鋼底座(1)和陶瓷絕緣支座(4)兩部分組成,陶瓷絕緣支座(4)通過壓環(huán)(2)與不銹鋼底座(1)連接在一起;②熱電偶(3)穿過陶瓷絕緣支座(4)進(jìn)入爐膛,緊靠在坩鍋(10)的底部;③加熱體爐子由上、下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)間的筒狀石英玻璃內(nèi)屏蔽層(7)和筒狀不銹鋼外屏蔽層(6)組成,爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi),上下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個(gè)鉬螺絲(5)連接在一起,爐體可以穩(wěn)固地放置在陶瓷絕緣支座(4)上;④坩鍋(10)可使用石英坩鍋、BN坩鍋、鉬坩鍋或陶瓷坩鍋,坩鍋(10)具有一定的邊緣;⑤爐絲(8)的兩端連在燈絲接線柱(11)上,燈絲接線柱(11)用陶瓷圓環(huán)片(9)作絕緣引出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源,其特征在于加熱體爐子內(nèi)的爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi),接近上面陶瓷圓環(huán)片(9)的爐絲回繞次數(shù)多些,接近下面陶瓷圓環(huán)片(9)爐絲回繞的次數(shù)相對(duì)少些。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源,其特征在于多個(gè)坩鍋式蒸發(fā)源共存于一個(gè)有機(jī)鍍膜機(jī)的真空室內(nèi),每個(gè)蒸發(fā)源放在石英玻璃罩內(nèi),上面設(shè)置有一檔板,實(shí)現(xiàn)一鍋一料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光鍍膜機(jī)的坩鍋式蒸發(fā)源。坩鍋式蒸發(fā)源由支座、熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)、加熱體爐子及坩鍋組成。爐子由上、下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)間的筒狀石英玻璃內(nèi)屏蔽層(7)和筒狀不銹鋼外屏蔽層(6)組成,爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個(gè)陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi);上下兩個(gè)95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個(gè)鉬螺絲桿(5)連接在一起,爐體可以穩(wěn)固地放置在陶瓷絕緣支座(4)上。該蒸發(fā)源具有壽命長(zhǎng)、終年不需更換和維護(hù)、控溫性能優(yōu)越、蒸發(fā)速率穩(wěn)定、保溫性能好、同一真空室的各個(gè)蒸發(fā)源之間不互相污染、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/26GK1431339SQ0311097
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者侯晶瑩, 劉立寧, 趙毅, 李傳南, 高強(qiáng), 高文寶, 程剛, 劉式墉 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)