CN103726022A - 一种有机材料加热蒸镀源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机材料加热蒸镀源，包括一蒸镀腔室以及设于所述蒸镀腔室内的坩埚与加热器，所述加热器包括一条加热线，所述加热线分布于所述坩埚的外围，并且所述加热线在所述坩埚上部位置的分布密度大于在所述坩埚中间及下部位置的分布密度。本发明使用一条加热线，配合一组加热器，分成两个加热区块，在坩埚中间及下部的位置加热线分布密度，而坩埚上缘位置加热线排列较紧密，透过加热线在坩埚中间及下部与在坩埚上部的分布密度不同让坩埚上部得到比较高的温度，让坩埚上部的温度高于坩埚底部使蒸镀材料，使蒸镀材料不在坩埚上口凝结，解决了材料凝结阻塞问题。而且也因为仅需要使用一条加热线，因此仅需一组加热器即可实现，成本较低。

Description

一种有机材料加热蒸镀源

技术领域

本发明涉及一种AMOLED显示屏的制作工艺，尤其涉及一种具有稳定的蒸发速率的有机材料加热蒸镀源。

背景技术

现今大多有机材料加热蒸镀源仅配置一组加热器22，如图1所示，由于坩埚21的顶端具有开口，因此容易散热，导致蒸镀材料容易在坩埚21顶端凝结，坩埚21顶端凝结的材料会挡住坩埚21底端蒸发的材料的蒸镀路径，使蒸镀速度不稳定，时间久后整个坩埚口将完全堵住，使蒸镀无法继续。

理想的真空蒸镀源需要有稳定的蒸发速率，如此才可以使用共蒸镀的手法，制备出特定组成的OLED器件，完成AMOLED显示屏的制作。现在绝大多数的有机蒸发源，在蒸镀的控制上使用自动PID（比例-积分-微分）控制器，当材料在坩埚口凝结将使蒸发速率（Evaporation rate）降低，此时蒸镀源将会提高加热器温度，坩锅底端将会有更多的材料蒸发，但也造成更多的材料凝结于坩埚口，最终完全堵塞后就没了蒸镀速率。但是蒸镀源加热器仍持续增加温度，坩埚内将在一个封闭的空间空烧，可能导致材料烧毁变质。直到加热器升温至相当高的温度，使凝结在坩埚口的材料也蒸发，此时才会再度出现蒸镀速率，但是由于加热器相当高温，因此蒸镀速率也很高，不符合所需。

上诉此种蒸镀源在长时间操作下，蒸镀速率忽高忽低不稳定，不适合量产条件。

现今量产使用可稳定蒸镀速率的蒸发源，通常有配置一个以上的加热器，如图2所示，第一组加热器321控制坩埚31上部，第二组加热器322控制坩埚31中间及下部，通过设定加热器321和322的温度，让第一组的加热器321比第二组的加热器322维持较高的温度，使材料不在坩埚31上缘凝结。多个加热器的蒸镀源虽解决了材料凝结阻塞问题，但是需要倍数的成本备置更多加热器系统，特别是执行AMOLED面板生产时，需要几十个有机加热蒸镀源，如此需耗费大量的设备成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使用一组加热器，在坩埚上缘仍可保持高温状态，使材料不在坩埚上缘凝结，不但解决了材料凝结阻塞问题，又不另外增加成本的有机材料加热蒸镀源。

为实现上述技术效果，本发明公开了一种有机材料加热蒸镀源，包括一蒸镀腔室以及设于所述蒸镀腔室内的坩埚与加热器，所述加热器包括一条加热线，所述加热线分布于所述坩埚的外围，并且所述加热线在所述坩埚上部位置的分布密度大于在所述坩埚中间及下部位置的分布密度。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：使用一组加热器，分成两个加热区块，在坩埚中间及下缘的位置加热线排列较宽松，而坩埚上缘位置加热线排列较紧密，透过两者间不同的排列方式让坩埚上缘得到比较高的温度，让坩埚上缘的温度高于坩埚底部使材料，使材料不在坩埚上缘凝结，解决了材料凝结阻塞问题。而且也因为仅需要使用一条加热线，因此仅需一组加热器即可实现，成本较低。

本发明进一步的改进在于，所述加热器还包括一保温层，用于维持加热线温度、避免热丧失，和复数热解氮化硼环，所述保温层套设于所述坩埚外，所述保温层的内壁设有复数环沟槽，所述热解氮化硼环分别固定于所述沟槽内，且所述热解氮化硼环对应所述加热线的分布位置开设有小孔，所述加热线穿设于所述小孔内进而固定于所述热解氮化硼环。

本发明进一步的改进在于，所述蒸镀腔室设有一用于隔绝外界大气的真空法兰，所述加热器通过一加热器固定座固定于所述真空法兰。

本发明进一步的改进在于，所述坩埚的底部设有一温度侦测机构，用于侦测所述坩埚实际的温度，所述温度侦测机构包括：

一热电偶固定座，位于所述坩埚的下方且固定于所述加热器固定座；

一绝缘陶瓷棒，活动插设于所述热电偶固定座，所述绝缘陶瓷棒的中部设有一抵靠部，且所述抵靠部与所述热电偶固定座之间设置有一复位弹簧；

一热电偶，所述热电偶设置于所述绝缘陶瓷棒的顶端且抵靠于所述坩埚。

当热电偶顶端被坩埚底部压住时，热电偶、绝缘陶瓷棒及热电偶固定座会往下连动，可保证热电偶碰触到坩埚底部，侦测坩埚实际的温度。

当坩埚取走时热电偶、绝缘陶瓷棒及热电偶固定座右回到原先位置，可避免热电偶被加热线影响，确保准确地侦测坩埚的实际温度。

本发明进一步的改进在于，所述坩埚的底部设有一凹槽，所述热电偶伸入所述凹槽内。确保每次坩埚放入时皆侦测相同坩埚位置温度。

本发明进一步的改进在于，所述加热线采用高融点金属材质制成。

本发明进一步的改进在于，所述加热器包括一加热器电极，所述加热器电极的第一端连接所述加热线，所述加热器电极的第二端贯穿所述真空法兰连结外部电源。

本发明进一步的改进在于，所述温度侦测机构包括一热电偶电极，所述热电偶电极的第一端连接所述热电偶，所述热电偶电极的第二端贯穿所述真空法兰连结外部温度监控装置。

附图说明

图1是一种现有有机材料加热蒸镀源的设计结构示意图。

图2是另一种现有有机材料加热蒸镀源的设计结构示意图。

图3是本发明有机材料加热蒸镀源的结构示意图。

图4是本发明有机材料加热蒸镀源结构隐去加热器固定座以及外部保温层后的加热线分布图。

图5是本发明有机材料加热蒸镀源中坩埚中间及下部位置的热解氮化硼环的示意图。

图6是本发明有机材料加热蒸镀源中坩埚上部位置的热解氮化硼环的示意图。

图7是本发明有机材料加热蒸镀源中温度侦测机构的结构示意图。

图8是本发明有机材料加热蒸镀源中温度侦测机构的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先参阅图3和图4所示，本发明公开了一种有机材料加热蒸镀源，包括一蒸镀腔室（图中未显示）以及设于该蒸镀腔室内的坩埚11与加热器，蒸镀腔室设有一用于隔绝外界大气的真空法兰14，加热器通过一加热器固定座18固定于真空法兰14。如图4所示，坩埚11上端开口，用于填装蒸度材料，对应不同蒸镀材料需使用不同材质。加热器包括一加热线12和一加热器电极120，加热器电极120的第一端连接加热线12，加热器电极120的第二端贯穿真空法兰14连结外部电源。加热线12通常为高融点金属材质（ex.Mo,Ta,NiCr,W），分布于坩埚11的外围，并且加热线12在坩埚11上部位置的分布密度大于在坩埚11中间及下部位置的分布密度。从而使得本发明使用一条加热线12，透过加热线12不同的分布密度，分成上下两个加热区块，使得坩埚11上部得到比较高的温度，让坩埚11上部的温度高于坩埚11下部，避免了坩埚11上部开口处材料凝结阻塞的现象。而且也因为仅需要使用一条加热线12，因此仅需配置一组加热器即可实现，降低设备成本。

加热器还包括一保温层17和复数热解氮化硼环（Pyrolytic boron nitride ring，简称PBN ring）13，保温层17由金属片包覆成桶状并套设于坩埚11外，用于维持加热线温度，避免热丧失。保温层17的内壁设有复数环沟槽（图中未显示），热解氮化硼环13固定于沟槽。进一步结合图5和图6所示，热解氮化硼环13上对应加热线12的分布位置开设有小孔130，加热线12穿设于小孔130内进而固定于热解氮化硼环13。其中，图5是位于坩埚中间及下部位置的热解氮化硼环131，由于坩埚11中间及下部位置所要求的加热线12的分布密度较小，因此在制作时，此处热解氮化硼环131上的小孔130分布较稀；图6是位于坩埚11上部位置的热解氮化硼环132，由于坩埚11上部位置所要求的加热线12的分布密度较大，因此在制作时，此处热解氮化硼环132上的小孔130’分布也较密

再参阅结合图7和图8所示，坩埚11的底部设有一温度侦测机构15，用于侦测坩埚11实际的温度，该温度侦测机构15主要由一热电偶固定座151、一绝缘陶瓷棒152和一热电偶（Thermocouple，简称TC）153构成。

其中，热电偶固定座151位于坩埚11的下方且顶部固定于加热器固定座18（图中未显示），底部设有一口径小于其内径的开口155，绝缘陶瓷棒152下端活动插设于热电偶固定座151底部的开口155内，热电偶153设置于绝缘陶瓷棒152的顶端，且抵靠于坩埚11，绝缘陶瓷棒152的中部设有一抵靠部154，该抵靠部154的外径介于热电偶固定座151的内径与其底部开口155口径之间，且抵靠部154与热电偶固定座151之间设置有一复位弹簧156。

当热电偶153顶端被坩埚11底部压住时，热电偶153和绝缘陶瓷棒152会往下运动，热电偶153始终碰触坩埚底部，实时侦测坩埚11的实际温度。

当坩埚11取走时，热电偶153和绝缘陶瓷棒152在复位弹簧156的作用下，又回到原先位置，可避免热电偶153受加热线12影响，确保坩埚11的实际温度侦测的准确性。

作为本发明的较佳实施方式，在坩埚11底部制作一凹槽111，让热电偶153伸入凹槽111中，确保每次坩埚11放入时热电偶153都能侦测到相同位置坩埚11的温度，有益于温度控制。

结合图3所示，温度侦测机构15还包括一热电偶电极150，热电偶电极150的第一端连接热电偶153，热电偶电极150的第二端贯穿真空法兰14连结外部温度监控装置。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种有机材料加热蒸镀源，包括一蒸镀腔室以及设于所述蒸镀腔室内的坩埚与加热器，其特征在于：所述加热器包括一条加热线，所述加热线分布于所述坩埚的外围，并且所述加热线在所述坩埚上部位置的分布密度大于在所述坩埚中间及下部位置的分布密度。

2.如权利要求1所述的蒸镀源，其特征在于：所述加热器还包括一保温层和复数热解氮化硼环，所述保温层套设于所述坩埚外，所述保温层的内壁设有复数环沟槽，所述热解氮化硼环分别固定于所述沟槽内，且所述热解氮化硼环对应所述加热线的分布位置开设有小孔，所述加热线穿设于所述小孔内进而固定于所述热解氮化硼环。

3.如权利要求2所述的蒸镀源，其特征在于：所述蒸镀腔室设有一用于隔绝外界大气的真空法兰，所述加热器通过一加热器固定座固定于所述真空法兰。

4.如权利要求3所述的蒸镀源，其特征在于：所述坩埚的底部设有一温度侦测机构，所述温度侦测机构包括：

一热电偶固定座，位于所述坩埚的下方且固定于所述加热器固定座；

一绝缘陶瓷棒，活动插设于所述热电偶固定座，所述绝缘陶瓷棒的中部设有一抵靠部，且所述抵靠部与所述热电偶固定座之间设置有一复位弹簧；

一热电偶，所述热电偶设置于所述绝缘陶瓷棒的顶端且抵靠于所述坩埚。

5.如权利要求4所述的蒸镀源，其特征在于：所述坩埚的底部设有一凹槽，所述热电偶伸入所述凹槽内。

6.如权利要求5所述的蒸镀源，其特征在于：所述加热器包括一加热器电极，所述加热器电极的第一端连接所述加热线，所述加热器电极的第二端贯穿所述真空法兰连结外部电源。

7.如权利要求6所述的蒸镀源，其特征在于：所述温度侦测机构包括一热电偶电极，所述热电偶电极的第一端连接所述热电偶，所述热电偶电极的第二端贯穿所述真空法兰连结外部温度监控装置。

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