CN103849837B - 一种蒸发源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发源装置，包括坩埚、线圈、浮力环和蒸发界面加热装置，线圈环绕于坩埚外侧；坩埚的中间设有一圆柱形中空突起，突起内部设置一铁芯；浮力环为中空的环形结构，浮力环套于坩埚中间的突起上；蒸发界面加热装置包括若干个同心圆环加热片，每个圆环加热片均采用陶瓷包裹圆环铁质薄片的结构，蒸发界面加热装置套于坩埚中间的突起上并置于浮力环上。该蒸发源装置采用感应涡流加热的方法，一方面，在同等条件下，能够显著缩短蒸发速率地稳定时间；另一方面，可对蒸发界面实时、直接加热，补充蒸发带走的热量，有利于提高蒸发速率和蒸发稳定性，便于形成均匀的镀膜。

Description

一种蒸发源装置

技术领域

本发明属于OLED显示技术领域，具体涉及一种新型的蒸发源装置。

背景技术

有机电致发光显示器（OrganicLightEmittingDiode，OLED），又称“有机电激发光显示器”，是继LCD、PDP之后发展潜力最大的新型平板显示技术，由于其突出的性能优势得到了世界上许多国家和企业的重视，目前正处于技术快速发展、产业逐步启动的阶段。

OLED具有主动发光、响应速度快、低压驱动、耗电量低、全固态结构、超轻薄、视角宽、可使用温度范围大等诸多优点，被业内称为“梦幻显示器”，代表了目前显示技术的发展方向。有机材料蒸镀工序作为OLED生产过程中的关键工序，对最终产品的良率和生产效率都有非常大的影响；蒸镀是指在真空环境中有机材料在蒸发源装置（坩埚）内受热蒸发后在基板表面析出，生成一层附着于基板上的薄膜的技术。

真空蒸镀中蒸发源装置的加热方式通常有电阻加热、电弧加热、感应加热、电子束加热、镭射加热这几种，它们的加热特点分别如下：

1.电阻加热：这是一种最简单的加热方法，设备便宜、操作容易，应用较广；

2.电弧加热：蒸镀速率快；基板不须加热；可镀高温金属及陶瓷化合物；

3.感应加热：加热效率佳，升温快速，并可加热大容量；一般用于金属蒸发源装置的加热；

4.电子束加热：这种加热方法是把数千电子伏特的高能量电子，经磁场聚焦，直接撞击被蒸发物加热，温度可以高达3000摄氏度，一般用于高熔点的蒸发源装置；

5.镭射加热：激光束可经由光学聚焦在蒸发源装置上，产生局部瞬间高温使其逃离，用以加热蒸镀的功能和电子束类似，常被用来披覆成份复杂的化合物，镀膜的品质甚佳。

目前OLED发光材料的沸点均在几百摄氏度，一般在真空蒸镀过程中采取电阻加热的方式，但是电阻加热方式存在很明显的缺点，如蒸发速率稳定时间长等，不仅造成蒸镀材料的浪费而且影响整个OLED面板的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服电阻加热方式存在的问题，提供一种蒸发速率稳定时间短、蒸发速率快且蒸发过程稳定性高的蒸发源装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种蒸发源装置，包括坩埚、线圈、浮力环和蒸发界面加热装置，所述线圈环绕于坩埚外侧；所述坩埚的中间设有一圆柱形中空突起，所述突起内部设置一铁芯；所述浮力环为中空的环形结构，浮力环套于坩埚中间的突起上；所述蒸发界面加热装置包括若干个同心圆环加热片，每个圆环加热片均采用陶瓷包裹圆环铁质薄片的结构，蒸发界面加热装置套于坩埚中间的突起上并置于浮力环上。

进一步地，所述各个圆环加热片的圆环铁质薄片的厚度之和小于感应涡流的趋肤厚度，且圆环铁质薄片厚度随圆环加热片与圆心距离的增大而减小。

进一步地，所述蒸发界面加热装置的若干个同心圆环加热片的环间距相等。

进一步地，所述铁芯的高度小于所述线圈的纵向深度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，本发明的蒸发源装置采用感应涡流加热的方法，在同等条件下，能够显著缩短蒸发速率的稳定时间；其次，本发明的蒸发源装置的蒸发界面加热装置可对蒸发界面实时、直接加热，补充蒸发带走的热量，有利于提高蒸发速率和蒸发稳定性，便于形成均匀的镀膜。

附图说明

图1为本发明的蒸发源装置的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的蒸发源装置包括坩埚1、线圈2、浮力环3和蒸发界面加热装置4：

线圈2环绕于坩埚1的外侧；坩埚1的中间设有一圆柱形中空突起11，突起11的内部设置一铁芯12，当线圈2中通入交变电流时，铁芯12内部将会产生涡流，进而产生热量，构成感应涡流加热的发热体，热量通过热传导加热坩埚，进而对蒸镀材料进行加热，实现蒸镀材料的蒸发。

为了避免铁芯12对蒸镀材料造成污染且尽量减少热传导导致的热量损失，坩埚1采用耐高温热传导系数高的陶瓷材料作为涂层，如高纯氧化铝。

为了保证铁芯12各处的磁通量均匀一致，线圈2的纵向深度大于铁芯12的高度。

蒸镀材料蒸发时会带走蒸发界面的一部分热量，如果不及时进行热量补充，将会影响到蒸镀材料蒸发的稳定性及蒸发速率，基于此，本发明的蒸发源装置设计了蒸发界面加热装置4，如图1所示，蒸发界面加热装置4包括若干个同心圆环加热片41，每个圆环加热片41均采用陶瓷411包裹圆环铁质薄片412的结构，可见，当线圈2中通入交变电流时，圆环铁质薄片412也是感应涡流加热的发热体，可以实现对蒸镀材料的加热。为了实现对蒸镀材料蒸发界面的加热，本发明的蒸发源装置还包括一呈中空的环形结构的浮力环3，浮力环3套于坩埚1中间的突起11上，而蒸发界面加热装置4置于浮力环3上同时也套于坩埚1中间的突起11上，当蒸镀材料在坩锅1内溶化后，由于浮力环3的作用，浮力环3与蒸发界面加热装置4便一起漂浮于蒸发界面上，从而实现蒸发界面加热装置4对蒸发界面直接、实时的加热。

蒸发界面加热装置4的陶瓷411可选用与坩埚1涂层一样的材料。

感应涡流现象存在趋肤效应，电流集中在临近导体外表的薄层，趋肤厚度为：

$\mathrm{\δ}={\left(\frac{2}{\mathrm{\ω}{\mathrm{\μ}}_0\mathrm{\σ}}\right)}^{\frac{1}{2}}=\frac{1}{K}$

其中，ω为电磁波场振动的角频率(弧度/s)；σ为金属的电导率(Ω-1*m-1)；u₀为真空中的磁导率；K为衰减系数。

越靠近临近导体的外表则电流密度越大，因此，在本实施例中，为保证所有圆环铁质薄片412都能产生大致相同的加热效果，几个圆环铁质薄片412的总厚度要小于趋肤厚度，且每一环圆环铁质薄片的厚度均不相同，位置越远离圆心，则对应的圆环铁质薄片412就越薄，因为由于趋肤效应，越靠外，涡流密度就越大，为保证加热效果在整个蒸发界面上均匀，圆环铁质薄片412的厚度就需由外至内而递增。

为了便于计算每环圆环铁质薄片412的厚度，蒸发界面加热装置4的若干个同心圆环加热片41间的间距相等，且整个蒸发过程中，保持不变。

本发明的蒸发源装置应用感应涡流加热方法，在其他条件一样的情况下，可以显著缩短蒸发速率的稳定时间，而且所设计的蒸发界面加热装置4可以实现对蒸镀材料蒸发界面的实时，直接加热，能有效提高蒸镀材料的蒸发速率和蒸发稳定性，便于获得均匀的镀膜。

尽管这里参照本发明的最佳解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种蒸发源装置，其特征在于：包括坩埚、线圈、浮力环和蒸发界面加热装置，所述线圈环绕于坩埚外侧；所述坩埚的中间设有一圆柱形中空突起，所述突起内部设置一铁芯；所述浮力环为中空的环形结构，浮力环套于坩埚中间的突起上；所述蒸发界面加热装置包括若干个同心圆环加热片，每个同心圆环加热片均采用陶瓷包裹圆环铁质薄片的结构，蒸发界面加热装置套于坩埚中间的突起上并置于浮力环上。

2.根据权利要求1所述的蒸发源装置，其特征在于：所述各个同心圆环加热片的圆环铁质薄片的厚度之和小于感应涡流的趋肤厚度，且圆环铁质薄片厚度随圆环加热片与圆心距离的增大而减小。

3.根据权利要求2所述的蒸发源装置，其特征在于：所述蒸发界面加热装置的若干个同心圆环加热片的环间距相等。

4.根据权利要求1～3任一项权利要求所述的蒸发源装置，其特征在于：所述铁芯的高度小于所述线圈的纵向深度。