專利名稱：用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(fā)源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍膜機的蒸發(fā)源，具體涉及一種應用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(fā)源。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)現(xiàn)有的有機電致發(fā)光鍍膜機基本上是沿用傳統(tǒng)的鐘罩式鍍膜機，該種鍍膜機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。而有機電致發(fā)光鍍膜需要在高真空條件下進行，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完善的有機電致發(fā)光鍍膜機系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種適用于有機電致發(fā)光鍍膜機使用的新型蒸發(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)進入爐膛，緊靠坩鍋(10)的底部，從而能夠準確地測量坩鍋底部的溫度；加熱體爐子由上、下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個陶瓷圓環(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)嵌于兩個陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi)；上下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個鉬螺絲桿(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)明的進一步改進，爐絲(8)上下回繞、通過另一小陶瓷圓環(huán)(12)嵌于兩個陶瓷圓環(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立體，同時爐體與熱電偶、支座也是分開的，實驗時蒸發(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)實驗要求進行更換，以適應不同測溫范圍的需要。
本發(fā)明所涉及的坩鍋式蒸發(fā)源是有機電致發(fā)光鍍膜機的核心部件，它對有機材料的鍍膜質(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，一個有機鍍膜機的真空室內(nèi)可放置多個(1-6個)蒸發(fā)源，每個蒸發(fā)源裝在石英玻璃罩內(nèi)，上設有一檔板。當需要蒸發(fā)的材料種類較多時(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，進行材料的更換。由于真空室一直在惰性氣體的保護下，且開側(cè)門進行材料的更換，故而外部空氣對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1000小時以上，終年不需更換和維護。同時控溫性能優(yōu)越、蒸發(fā)速率穩(wěn)定、保溫性能好、同一真空室的各個蒸發(fā)源之間不互相污染、操作方便，可實現(xiàn)一鍋一料，可在真空條件下用機械手傳送鍍膜材料。在維護時可將蒸發(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下通過側(cè)開門進行操作，同時可進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個坩鍋式蒸發(fā)源的有機真空鍍膜系統(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材料(19)各自放入一個坩堝式蒸發(fā)源(21)內(nèi)。之后根據(jù)需要獲得的器件結(jié)構(gòu)，通過對每個坩堝式蒸發(fā)源的加熱控制(每種有機材料的蒸發(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，故而每個坩鍋控溫的時間也不同)分別在基片上蒸鍍上各層有機材料，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行封裝。每個坩鍋式蒸發(fā)源的上面設置有一個密閉檔板，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間及厚度，同時也能夠避免多個蒸發(fā)源間的相互污染。
具體實施例方式下面以雙層綠光OLED器件生長過程為例，來說明有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(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坩堝分別放入此設備的3號和4號爐中，設備中共有5個爐子，分別標記為1-5號爐；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，開機械泵抽低真空；7.當真空度達到100Pa時，開分子泵，待其正常，開真空計；8.當真空度達到2×10-4Pa時，打開4號爐擋板，同時開膜厚儀；9.對4號爐加熱，緩慢加熱至100，預熱10分鐘，繼續(xù)緩慢加熱至大約120℃，此時生長速率大約為0.2nm/s(通過膜厚儀測得)；10.打開大擋板，固定生長速率至膜厚為60nm，關(guān)閉大擋板和小擋板；11.加熱3號爐，類似NPB的過程，在大約140℃時生長至40nm；12.生長過程結(jié)束，待爐溫降至150℃以下時，停分子泵；13. 2分鐘后停機械泵，3分鐘后打開放氣閥，緩緩充入干燥氮氣；14.取片。
權(quán)利要求
1.一種用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(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)進入爐膛，緊靠在坩鍋(10)的底部；③加熱體爐子由上、下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個陶瓷圓環(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)嵌于兩個陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi)，上下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個鉬螺絲(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所述的用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(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)相對少些。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(fā)源，其特征在于多個坩鍋式蒸發(fā)源共存于一個有機鍍膜機的真空室內(nèi)，每個蒸發(fā)源放在石英玻璃罩內(nèi)，上面設置有一檔板，實現(xiàn)一鍋一料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應用于有機電致發(fā)光鍍膜機的坩鍋式蒸發(fā)源。坩鍋式蒸發(fā)源由支座、熱電偶測溫系統(tǒng)、加熱體爐子及坩鍋組成。爐子由上、下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)、金屬鉬爐絲(8)、位于上下兩個陶瓷圓環(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)嵌于兩個陶瓷圓環(huán)片(9)內(nèi)；上下兩個95#陶瓷圓環(huán)片(9)用3個鉬螺絲桿(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、終年不需更換和維護、控溫性能優(yōu)越、蒸發(fā)速率穩(wěn)定、保溫性能好、同一真空室的各個蒸發(fā)源之間不互相污染、操作方便等優(yōu)點。
文檔編號C23C14/26GK1431339SQ0311097
公開日2003年7月23日 申請日期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, 高文寶, 程剛, 劉式墉 申請人:吉林大學