CN101655315A - 内板和具有该内板的用于沉积的坩埚组件 - Google Patents
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Abstract
一种内板和具有该内板的用于沉积的坩埚组件。该坩埚组件包括：主体，具有容纳沉积材料的内部空间和布置在所述内部空间的上部的开口；盖子，具有布置在所述盖子的顶部的孔，所述盖子与所述主体结合；内板，布置在所述主体和所述盖子之间，所述内板遮盖所述主体的开口，坩埚组件包括内部通道，所述内部通道被布置成允许沉积材料的蒸汽经设置在内板的外侧表面和所述盖子的内侧表面之间的空间从主体的内部空间排出到所述盖子中的孔的外部。
Description
本申请参考早先于2008年8月22日提交到韩国知识产权局的第10-2008-0082266号的题为“INNER PLATE AND CRUCIBLE ASSEMBLY FORDEPOSITION HAVING THE SAME”(内板和具有该内板的用于沉积的坩埚组件)的申请，将该申请结合于此并要求该申请的权益。
技术领域
本发明涉及一种用于导电层或有机薄膜的沉积的坩埚组件以及一种用于坩埚组件的内板。
背景技术
通常，例如真空沉积、离子电镀和溅射的物理气相沉积(PVD)以及通过气体反应的化学气相沉积(CVD)作为在基底上形成薄膜的方法是公知的。在这些方法中，真空沉积能够用于形成薄膜，例如用于有机发光装置的有机膜或者电极。
真空沉积是利用设置在真空室的下部的蒸发源和设置在真空室的上部的用于形成膜的基底来形成薄膜的技术。通常，在利用真空沉积的薄膜形成设备中，真空室的内部利用真空泵保持预定的真空气压，然后呈薄膜材料的沉积材料从位于真空室的下部的蒸发源被蒸发。用于形成膜的与蒸发源隔开预定距离的基底位于真空室的内部。因此，从坩埚被蒸发的沉积材料行进到基底，并通过包括吸收、沉积和再蒸发等的连续工艺被固化到用于形成膜的基底上，从而形成薄膜。
利用被称为间接加热方法的感应加热方法的泄流单元(effusion cell)常常被用作用于真空沉积的蒸发源。泄流单元包括具有容纳在其内部的沉积材料的坩埚和缠绕在坩埚的外周表面以电加热沉积材料的加热器。坩埚的顶部是敞开的，从而当容纳在坩埚内的沉积材料被蒸发时，蒸汽可以被排放到坩埚的外部。设置有具有预定尺寸的孔的盖构件通常形成在坩埚的上部，以防止当沉积材料被蒸发时沉积材料溅到泄流单元的外部。盖构件还用于保证在用于形成膜的基底上的膜的可再生的厚度。
但是，在用于上述薄膜形成设备的泄流单元中，由于形成在坩埚的上部的盖构件中的孔而在坩埚的上部产生热损失。由于盖构件的内部和外部之间温度的快速变化，所以在坩埚内部蒸发然后行进到用于形成膜的基底上的沉积材料会在孔附近凝结(condense)。这样，盖构件的孔会被凝结的沉积材料堵塞。盖构件中孔的堵塞会使沉积过程中沉积率变得不稳定。因此，需要设计一种盖构件中的孔不允许被堵塞的坩埚组件。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于沉积的坩埚组件，该坩埚组件由于坩埚组件的内部压力的增加而能够防止坩埚孔被堵塞，从而使得坩埚组件的沉积率的可靠性得到改善。
本发明的另一目的在于提供一种用于沉积的坩埚组件的内板，该内板通过将坩埚中的被蒸发的沉积材料的路径从直线形状改变为迂回的曲线形状来增加坩埚组件的内部压力。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种坩埚组件，该坩埚组件包括：主体，具有容纳沉积材料的内部空间和布置在所述内部空间的上部的开口；盖子，具有布置在所述盖子的顶部的孔，所述盖子与所述主体结合；内板，布置在所述主体和所述盖子之间，所述内板遮盖所述主体的开口，坩埚组件包括内部通道，所述内部通道被布置成允许沉积材料的蒸汽经设置在内板的外侧表面和所述盖子的内侧表面之间的空间从主体的内部空间排出到所述盖子中的孔的外部。
所述内板可包括：基础构件；分隔壁，沿着基础构件的厚度方向布置在基础构件的中间部分，以将基础构件的内部分隔成第一层空间和第二层空间；入口，允许第一层空间从基础构件的底侧暴露；出口，允许第二层空间从基础构件的顶侧暴露；多个第一通道，允许第一层空间与所述基础构件的外侧表面连通；多个第二通道，允许第二层空间与所述基础构件的外侧表面连通。
所述内部通道可被布置成允许蒸汽顺序地流过入口、第一层空间、第一通道、基础构件的外侧表面、第二通道、第二层空间和出口。所述第一通道可沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。所述第二通道可沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。所述入口可被布置成从所述基础构件的底侧暴露整个第一层空间。所述基础构件可由从由铜、铍铜合金和磷青铜构成的组里选出的材料构成。所述坩埚组件还可包括加热器，所述加热器用于将热提供给主体，所述加热器被附着到所述主体的外周表面。
根据本发明的另一方面，提供了一种内板，所述内板包括：基础构件；分隔壁，沿着基础构件的厚度方向布置在基础构件的中间部分，分隔壁将基础构件的内部分隔成第一层空间和第二层空间；入口，允许第一层空间从基础构件的底侧暴露；出口，允许第二层空间从基础构件的顶侧暴露；多个第一通道，允许第一层空间与所述基础构件的外侧表面连通；多个第二通道，允许第二层空间与所述基础构件的外侧表面连通。多个内部通道，所述内部通道被布置成允许流体通过入口进入，以依次顺序地流过入口、第一层空间、第一通道、基础构件的外侧表面、第二通道、第二层空间和出口。
所述第一通道可沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。所述第二通道可沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。所述入口可被布置成从所述基础构件的底侧暴露整个第一层空间。所述基础构件可包括从由铜、铍铜合金和磷青铜构成的组里选出的材料。
附图说明
通过结合附图进行的下面的详细描述，本发明更完整的评价和很多伴随的优点将变得清楚和更加易于理解，在附图中，相同的标号指示相同或相似的部件，其中：
图1是根据本发明实施例的用于沉积的坩埚组件的分解透视图；
图2是图1的坩埚组件的被局部切开的透视图；
图3是图1的用于坩埚组件的内板的透视图；
图4是图3的内板被横向切开的剖视图；
图5是显示根据本发明实施例的用于沉积的坩埚组件的沉积率的曲线图。
具体实施方式
在下面详细的描述中，简单地通过示出的方式仅显示并描述了本发明的特定的示例性实施例。本领域的技术人员应该认识到，在不脱离本发明的精神或者范围的情况下可以按照各种不同的方式修改被描述的实施例。因此，附图和描述实际上被认为是示意性的而非限制性的。此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上或者间接在另一元件上，即一个或者更多的中间元件介于二者之间。此外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到另一元件或者间接连接到另一元件，即一个或者更多的中间元件介于二者之间。以下，相同的标号指示相同的元件。
现在参照图1至图4，图1是根据本发明实施例的用于沉积的坩埚组件的分解透视图，图2是图1的坩埚组件的被局部切开的透视图，图3是图1的用于坩埚组件的内板的透视图，图4是图3的内板被横向切开的剖视图。图2的透视图是从图1所示的内板的低侧观看的透视图。
参照图1至图4，根据本发明实施例的用于沉积的坩埚组件包括主体10、内板30和盖子50。主体10具有沉积材料被容纳在其中的内部空间12和形成在内部空间12的上部以允许被蒸发的材料通过其被排出的开口14。主体10由能够承受高温和高压的材料(例如石墨)制成。
主体10还具有加热沉积材料并使沉积材料蒸发的加热器20。加热器20能够与主体10结合，并具有各种形状和结构，从而使热能够被施加到主体10。例如，加热器20能够被固定地附着到主体10的外周表面以提供热。
盖子50具有形成在其顶部的孔52，并且盖子50与主体10的上部结合，内板30介于盖子50和主体10之间。优选地，孔52的尺寸大于内板30的出口34b(稍后描述)的尺寸。当盖子50与主体10结合时，内板30的凸缘部分31通过盖子50的支撑紧紧地附着到主体10的开口14的边缘部分。
内板30具有由铜、铍铜合金、磷青铜等制成的平板状(flat-plate-shaped)基础构件36a以及形成在基础构件36a的主表面的边缘的凸缘部分31。凸缘部分31按照与开口14的形状基本相同的形状形成，以当内板30布置在主体10的开口14上时遮盖开口14的整个边缘。例如，当主体10具有呈环形、椭圆形或者六边形的开口14时，凸缘部分31可也按照与开口14的形状类似的形状实现。
内板30具有沿着基础构件36a的厚度方向形成在基础构件36a的中间部分的分隔壁33，以将基础构件36a的内部分隔成第一层空间32a和第二层空间32b。第一层空间32a通过设置在基础构件36a的一个表面上的入口34a在内板30的低侧被暴露，第二层空间32b通过设置在与基础构件36a的所述一个表面相对的另一表面上的出口34b在内板30的顶侧被暴露。当主体10、内板30和盖子50被结合在一起时，如图2所示，内板30的底侧面对主体10，内板30的顶侧面对盖子50。
内板30还具有第一通道35和第二通道37。第一通道35允许第一层空间32a在内板30的径向上从基础构件36a的外侧表面36暴露。第二通道37允许第二层空间32b也在径向上从基础构件36a的外侧表面36暴露。也就是说，第一通道35允许基础构件36a内侧上的第一层空间32a与基础构件36a的外侧表面36上的空间39连通，第二通道37允许基础构件36a内侧上的第二层空间32b与基础构件36a的外侧表面36上的空间39连通。当主体10、内板30和盖子50结合在一起时，如图2所示，基础构件36a的外侧表面36上的空间39指的是在内板30的基础构件36a的外侧表面36与盖子50的内侧表面之间形成的空间。
根据上述结构的内板30，在主体10的内部空间中蒸发的沉积材料(以下，也称为“蒸汽”)通过形成在内板30中的内部通道38被排出到主体10的外部。这里，内部通道38指的是形成为允许蒸汽依次顺序地流过内板30的入口34a、第一层空间32、第一通道35、基础构件36a外的空间39、第二通道37、第二层空间32b和内板30的出口34b的流动区域。
沉积材料可以包括用于形成有机层的有机材料或者用于形成导电层的导电材料。有机层可以包括有机二极管或者电发光(EL)装置的发射层。有机层还可以包括电子传输层、空穴传输层、空穴注入层和电子注入层。电子传输层、空穴传输层、空穴注入层和电子注入层是由有机化合物形成的有机薄膜。导电层可以包括通过被层压在有机层上而形成的阳极或者阴极。
将描述根据本发明实施例的用于沉积的坩埚组件的操作。如图2和图4所示，在主体10中被加热并被蒸发的沉积材料M通过位于主体10的上部的内板30的入口34a被引入到第一层空间32a中。然后，这个被汽化的材料在第一层空间32a中从竖直的z方向被弯曲90度到径向r，从而使蒸汽穿过基础构件36a中的第一通道35，并进入基础构件36a的外侧表面36上的空间39。然后，沉积材料M在基础构件36a的外侧表面36上的空间39中转变180度，从+r方向转到-r方向，使得沉积材料沿着-r方向穿过基础构件36a中的第二通道37，并进入第二层空间32b。在第二层空间32b中，蒸汽路径弯曲90度，从-r方向转到竖直方向z。然后，被蒸发的沉积材料M从第二层空间32b经出口34b被排出，然后，被蒸发的沉积材料M穿过第二层空间32b上方的盖子50的孔52。
根据该实施例的坩埚组件，在主体10中的内部压力由于内板30的结构而增加，在内板30中，蒸汽M的路径弯曲并旋转总共360度。因此，更大量的内部压力需要被施加到坩埚组件中，从而改善材料的沉积率的稳定性。此外，由于内部压力的增加，所以可以防止形成在坩埚组件中的孔被升华的可熔材料堵塞。而且，内板30通过遮盖形成在主体10的上部的开口14而基本用作障碍物，从而可以防止可熔材料溅到主体10的外部。
由于内板30不位于主体10中，所以在主体中的固体材料的容量没有由于内板30的存在而被减小。也就是说，基于具有预定体积和容量的主体10，每次充电的持续操作时间可以被最大化。
同时，在该实施例中，入口34a可以仅形成在基础构件的一个表面的中间部分，与出口34b类似。换句话说，入口34a可以形成为使得第一层空间32a的一部分不直接从内板30的底侧暴露。这样，蒸汽经过的路径比在整个第一层空间都从内板30的底侧暴露的情况下蒸汽经过的路径要长。因此，主体10中的内部压力可以通过减小入口34a的尺寸而被进一步增加。
现在参照图5，图5是显示根据本发明实施例的利用用于沉积的坩埚组件的沉积率的曲线图。Alq3(三(8-羟基喹啉)铝，tris(8-quinoline)-aluminum)被用作升华材料。
如图5所示，升华材料被置于到坩埚组件中，坩埚组件被操作108小时。在操作54小时之后，坩埚组件的操作被暂时停止，用于进行大约18小时掩模测试周期(MTP，mask test period)。在MTP之后，恢复坩埚组件的操作，持续剩下的36小时，同时测量沉积率。
该实施例的坩埚组件的沉积率在仅被充电一次之后在108小时内稳定地保持在大约2
/秒。这样，当使用具有该实施例的用于沉积的内板的坩埚组件时，由于坩埚组件的主体中内部压力的增加，所以可以防止孔被材料堵塞，因此，坩埚组件的沉积率可以长时间被稳定地保持。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，而且相反，本发明的目的在于覆盖落入权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同替换。
Claims (13)
1、一种坩埚组件，包括：
主体，具有容纳沉积材料的内部空间和布置在所述内部空间的上部的开口；
盖子，具有布置在所述盖子的顶部的孔，所述盖子与所述主体结合；
内板，布置在所述主体和所述盖子之间，所述内板遮盖所述主体的开口，坩埚组件包括内部通道，所述内部通道被布置成允许沉积材料的蒸汽经设置在内板的外侧表面和所述盖子的内侧表面之间的空间从主体的内部空间排出到所述盖子中的孔的外部。
2、如权利要求1所述的坩埚组件，其中，所述内板包括：
基础构件；
分隔壁，沿着基础构件的厚度方向布置在基础构件的中间部分，以将基础构件的内部分隔成第一层空间和第二层空间；
入口，允许第一层空间从基础构件的底侧暴露；
出口，允许第二层空间从基础构件的顶侧暴露；
多个第一通道，允许第一层空间与所述基础构件的外侧表面连通；
多个第二通道，允许第二层空间与所述基础构件的外侧表面连通。
3、如权利要求2所述的坩埚组件，其中，所述内部通道被布置成允许蒸汽顺序地流过入口、第一层空间、第一通道、基础构件的外侧表面、第二通道、第二层空间和出口。
4、如权利要求2所述的坩埚组件，其中，所述第一通道沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。
5、如权利要求4所述的坩埚组件，其中，所述第二通道沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。
6、如权利要求2所述的坩埚组件，其中，所述入口被布置成从所述基础构件的底侧暴露整个第一层空间。
7、如权利要求2所述的坩埚组件，其中，所述基础构件由从由铜、铍铜合金和磷青铜构成的组里选出的材料构成。
8、如权利要求1所述的坩埚组件，还包括加热器，所述加热器将热提供给主体，所述加热器被附着到所述主体的外周表面。
9、一种内板，包括：
基础构件；
分隔壁，沿着基础构件的厚度方向布置在基础构件的中间部分，分隔壁将基础构件的内部分隔成第一层空间和第二层空间；
入口，允许第一层空间从基础构件的底侧暴露；
出口，允许第二层空间从基础构件的顶侧暴露；
多个第一通道，允许第一层空间与所述基础构件的外侧表面连通；
多个第二通道，允许第二层空间与所述基础构件的外侧表面连通。
多个内部通道，所述内部通道被布置成允许流体通过入口进入，以依次顺序地流过入口、第一层空间、第一通道、基础构件的外侧表面、第二通道、第二层空间和出口。
10、如权利要求9所述的内板，其中，所述第一通道沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。
11、如权利要求10所述的内板，其中，所述第二通道沿着所述基础构件的侧表面径向地布置。
12、如权利要求9所述的内板，其中，所述入口被布置成从所述基础构件的底侧暴露整个第一层空间。
13、如权利要求9所述的内板，其中，所述基础构件由从由铜、铍铜合金和磷青铜构成的组里选出的材料构成。
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