用于有机电致发光镀膜机的坩埚式蒸发源制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源。坩锅式蒸发源由支座、热电偶测温系统、加热体炉子及坩锅组成。炉子由上、下两个９５＃陶瓷圆环片（９）、金属钼炉丝（８）、位于上下两个陶瓷圆环片（９）间的筒状石英玻璃内屏蔽层（７）和筒状不锈钢外屏蔽层（６）组成，炉丝（８）上下回绕、通过另一小陶瓷圆环（１２）嵌于两个陶瓷圆环片（９）内；上下两个９５＃陶瓷圆环片（９）用３个钼螺丝杆（５）连接在一起，炉体可以稳固地放置在陶瓷绝缘支座（４）上。该蒸发源具有寿命长、终年不需更换和维护、控温性能优越、蒸发速率稳定、保温性能好、同一真空室的各个蒸发源之间不互相污染、操作方便等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镀膜机的蒸发源，具体涉及一种应用于有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源。
技术介绍
目前，国内现有的有机电致发光镀膜机基本上是沿用传统的钟罩式镀膜机，该种镀膜机所使用的是挂丝式或舟式金属坩埚的蒸发方式。这种蒸发方式的蒸发源寿命短、电压低、功率大、难以控制、蒸发速率不稳定，多源之间相互污染严重，并且更换镀膜材料不方便，蒸发源也需要经常更换，操作很麻烦。另外与这种蒸发源相配套的真空室必须是开放式真空室，即钟罩式真空室，这种真空室不仅操作麻烦，而且每一次的操作必然使其内部彻底暴露于大气中，也就是源及衬底将被彻底污染。而有机电致发光镀膜需要在高真空条件下进行，避免和水、氧接触，以利于提高使用寿命，因此这种传统的钟罩式镀膜蒸发方式已基本上不适合于目前日益先进完善的有机电致发光镀膜机系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一种适用于有机电致发光镀膜机使用的新型蒸发源，即坩锅式蒸发源。本专利技术所述的坩锅式蒸发源由支座、热电偶测温系统、加热体炉子及坩锅四部分组成。如说明书附图1所示，支座部分由不锈钢底座(1)和陶瓷绝缘支座(4)两部分组成，陶瓷绝缘支座(4)通过压环(2)与不锈钢底座(1)连接；铂铑热电偶(3)穿过陶瓷绝缘支座(4)进入炉膛，紧靠坩锅(10)的底部，从而能够准确地测量坩锅底部的温度；加热体炉子由上、下两个95#陶瓷圆环片(9)、金属钼炉丝(8)、位于上下两个陶瓷圆环片(9)间的筒状石英玻璃内屏蔽层(7)和筒状不锈钢外屏蔽层(6)组成，炉丝(8)上下回绕、通过另一小陶瓷圆环(12)嵌于两个陶瓷圆环片(9)内；上下两个95#陶瓷圆环片(9)用3个钼螺丝杆(5)连接在一起，炉体可以稳固地放置在陶瓷绝缘支座(4)上。坩锅(10)可使用石英坩锅、BN坩锅、钼坩锅和陶瓷坩锅等，坩锅(10)具有一定的边缘，整体沉入炉膛，边缘部分放置在陶瓷圆环片(9)上，坩锅可以方便地从炉膛中取出，便于填料及换料等操作。炉丝(8)的两端连在灯丝接线柱(11)上，由外部系统供给电流。灯丝接线柱(11)用陶瓷圆环片(9)作绝缘引出。做为本专利技术的进一步改进，炉丝(8)上下回绕、通过另一小陶瓷圆环(12)嵌于两个陶瓷圆环片(9)内，可使接近上面陶瓷圆环片(9)的炉丝回绕次数多些，接近下面陶瓷圆环片(9)炉丝回绕的次数相对少些，从而提高炉体出口处的温度，目的是使坩锅内的材料更易于蒸发，有利于基片上各种材料的蒸镀，如附图4所示。从附图1中可以看出，炉体和坩埚是分开的独立体，同时炉体与热电偶、支座也是分开的，实验时蒸发源各部分又是可以稳固地安装在一起。本专利技术所述技术方案的优点是陶瓷圆环片(9)、筒状石英玻璃内屏蔽层(7)和筒状不锈钢外屏蔽层(6)既是坩锅式蒸发源的结构部件，又是炉体的绝缘隔热部件，整个蒸发源的保温性能优越。不锈钢底座(1)和陶瓷绝缘支座(4)通过压环(2)固定连接，共同组成坩锅式蒸发源的支座部分，陶瓷绝缘支座(4)既是热电偶(3)的支撑件、又是整个炉子的绝热支撑件，热电偶和炉体是可以分开的，也可以根据实验要求进行更换，以适应不同测温范围的需要。本专利技术所涉及的坩锅式蒸发源是有机电致发光镀膜机的核心部件，它对有机材料的镀膜质量控制有着非常重要的作用。我们为提高有机发光镀膜的质量，操作方便和提高工作效率，开发出此种坩锅式蒸发源，一个有机镀膜机的真空室内可放置多个(1-6个)蒸发源，每个蒸发源装在石英玻璃罩内，上设有一档板。当需要蒸发的材料种类较多时(大于5种)，可在蒸完某种材料后，打开真空室侧门，将坩锅取出，进行材料的更换。由于真空室一直在惰性气体的保护下，且开侧门进行材料的更换，故而外部空气对基片上蒸镀的材料没有污染。该蒸发源完全克服了传统舟式蒸发源的缺陷，寿命达1000小时以上，终年不需更换和维护。同时控温性能优越、蒸发速率稳定、保温性能好、同一真空室的各个蒸发源之间不互相污染、操作方便，可实现一锅一料，可在真空条件下用机械手传送镀膜材料。在维护时可将蒸发源从真空室里方便取出，而与之相匹配的真空室是非开放式的，能够在惰性气体的保护下通过侧开门进行操作，同时可进行安装基片和更换镀膜材料的操作，这样就使真空系统免于大气(主要是水蒸汽)的污染。该蒸发源适合于目前的有机电致发光镀膜的要求。附图说明图1坩锅式蒸发源剖面示意图；图2带有蒸发源的有机镀膜系统；图3安装有钼螺丝的陶瓷圆环片(9)的平面放大示意图；图4炉体的剖面放大示意图。如图2所示为我们现在使用的带有1-5个坩锅式蒸发源的有机真空镀膜系统示意图。系统各部分名称为腔体(15)、旋转机构(13)、行星式旋转衬底托架(14)、基片(16)、侧向舱门及观察窗(17)、惰性气体手套箱(18)、坩锅中添加的有机材料(19)、炉丝加热及控温系统(20)、坩埚式蒸发源(21)、抽真空装置(22)。有机电致发光器件的制作过程如下首先将清洗后的基片(16)放置在行星式旋转衬底托架(14)上，将需要使用的每种有机材料(19)各自放入一个坩埚式蒸发源(21)内。之后根据需要获得的器件结构，通过对每个坩埚式蒸发源的加热控制(每种有机材料的蒸发温度不同，故而坩锅的加热温度也不同；各种需要蒸镀的材料的厚度不同，故而每个坩锅控温的时间也不同)分别在基片上蒸镀上各层有机材料，包括阴电极，最后将蒸镀好的基片传送至惰性气体手套箱进行封装。每个坩锅式蒸发源的上面设置有一个密闭档板，可由外部程序或系统控制，从而可以方便地控制蒸镀材料的时间及厚度，同时也能够避免多个蒸发源间的相互污染。具体实施例方式下面以双层绿光OLED器件生长过程为例，来说明有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源的使用。材料是ITO/NPB(60nm)/Alq(40nm)/Al(100nm)，步骤如下1.将所用的有机材料(Alq和NPB)装入石英坩埚中；2.将装有Alq和NPB坩埚分别放入此设备的3号和4号炉中，设备中共有5个炉子，分别标记为1-5号炉；3.将处理好的ITO玻璃片固定于衬底托架；4.将衬底托通过卡槽固定于设备中的旋转系统上；5.关闭位于衬底下方大挡板和坩埚上方的小挡板；6.关闭系统开口，开机械泵抽低真空；7.当真空度达到100Pa时，开分子泵，待其正常，开真空计；8.当真空度达到2×10-4Pa时，打开4号炉挡板，同时开膜厚仪；9.对4号炉加热，缓慢加热至100，预热10分钟，继续缓慢加热至大约120℃，此时生长速率大约为0.2nm/s(通过膜厚仪测得)；10.打开大挡板，固定生长速率至膜厚为60nm，关闭大挡板和小挡板；11.加热3号炉，类似NPB的过程，在大约140℃时生长至40nm；12.生长过程结束，待炉温降至150℃以下时，停分子泵；13. 2分钟后停机械泵，3分钟后打开放气阀，缓缓充入干燥氮气；14.取片。权利要求1.一种用于有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源，由支座、热电偶、加热体炉子及坩锅四部分组成，其特征在于①支座由不锈钢底座(1)和陶瓷绝缘支座(4)两部分组成，陶瓷绝缘支座(4)通过压环(2)与不锈钢底座(1)连接在一起；②热电偶(3)穿过陶瓷绝缘支座(4)进入炉膛，紧靠在坩锅(10)的底部；③加热体炉子由上、下两个95#陶瓷圆环片(9)、金属钼炉丝(8)、位于上下两个陶瓷圆环片(9)间的筒状石英玻璃内屏蔽层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源，由支座、热电偶、加热体炉子及坩锅四部分组成，其特征在于：①支座由不锈钢底座（１）和陶瓷绝缘支座（４）两部分组成，陶瓷绝缘支座（４）通过压环（２）与不锈钢底座（１）连接在一起；②热电偶（３）穿 过陶瓷绝缘支座（４）进入炉膛，紧靠在坩锅（１０）的底部；③加热体炉子由上、下两个９５＃陶瓷圆环片（９）、金属钼炉丝（８）、位于上下两个陶瓷圆环片（９）间的筒状石英玻璃内屏蔽层（７）和筒状不锈钢外屏蔽层（６）组成，炉丝（８）上下回绕、通过 另一小陶瓷圆环（１２）嵌于两个陶瓷圆环片（９）内，上下两个９５＃陶瓷圆环片（９）用３个钼螺丝（５）连接在一起，炉体可以稳固地放置在陶瓷绝缘支座（４）上；④坩锅（１０）可使用石英坩锅、ＢＮ坩锅、钼坩锅或陶瓷坩锅，坩锅（１０）具有一定的边缘 ；⑤炉丝（８）的两端连在灯丝接线柱（１１）上，灯丝接线柱（１１）用陶瓷圆环片（９）作绝缘引出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晶莹，刘立宁，赵毅，李传南，高强，高文宝，程刚，刘式墉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]