CN106835029A - 高频感应蒸发源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高频感应蒸发源装置，包括用于承载蒸发材料的内坩埚、套设于内坩埚外围的感应线圈、与所述感应线圈连接的射频发生器、及设于内坩埚内的射频诱导加热部件；所述感应线圈用于接收射频发生器发射的交变电流而产生感应磁场；所述射频诱导加热部件包括具有导电性的感应内核体，所述感应内核体在感应线圈的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热，与现有的高频感应蒸发源装置相比，能够有效分散内坩埚中蒸发材料的加热区域，从而有效避免蒸发材料局部加热速率不均匀、及靠近内坩埚壁的蒸发材料局部过加热而裂化的问题。

Description

高频感应蒸发源装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种高频感应蒸发源装置。
背景技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，也称为有机电致发光显示器，是一种新兴的平板显示装置，由于其具有制备工艺简单、成本低、功耗低、发光亮度高、工作温度适应范围广、体积轻薄、响应速度快，而且易于实现彩色显示和大屏幕显示、易于实现和集成电路驱动器相匹配、易于实现柔性显示等优点，因而具有广阔的应用前景。目前实现量产的OLED制造技术均是采用真空蒸镀的方法制备OLED材料薄膜。
真空蒸镀法是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射至基板表面而凝结形成固态薄膜的方法。蒸发源是蒸发装置的关键部件，按照蒸发源的形状可分为点蒸发源、线蒸发源、面蒸发源等，根据蒸发源加热方式的不同，蒸发源又可以分为，电阻加热蒸发源、电子束加热蒸发源、高频感应蒸发源(High Frequency Induced Cell，HFIC)、以及激光束加热蒸发源等。其中，电阻加热蒸发源蒸镀法就是使用钽(Ta)等高熔点金属做成适当形状的蒸发源如加热丝，通入直流电加热，对蒸发材料进行直接加热蒸发，可用于熔点不太高的材料的蒸发镀膜，因其设备构造简单、造价便宜、使用可靠，目前在实际生产中大量应用。HFIC蒸镀法是将装有蒸发材料的坩埚放在铜(Cu)等金属感应线圈中央，使感应线圈内通入高频电流，在高频带内磁场的感应下产生强大的涡流损失和磁滞损失，使蒸发材料升温，直至汽化蒸发。HFIC所具有的特点是，蒸发速率大，蒸发材料为金属时蒸发材料可产生热量，适用于特殊材料的应用，因此HFIC是普通电阻加热蒸发源的重要补充。
如图1所示，现有一种高频感应蒸发源装置，包括外坩埚(Outer Crucible)10、位于外坩埚10内的内坩埚(Inner Crucible)20、套设于外坩埚10外围的感应线圈30、设于感应线圈30与外坩埚10之间的热保温层(Thermal Insulator)40、设于外坩埚10下方的热电偶(Thermal Couple)50、及与所述感应线圈30连接的射频发生器60，其中所述外坩埚10采用导电性且耐高温的材料，而所述内坩埚20必须采用耐高温性的化学性能稳定的材料，以防止加热过程中与蒸发材料之间发生反应，使用过程中，感应线圈30接受到来自射频发生器60发射的交变电流而产生感应磁场，外坩埚10在该感应磁场下产生感应电流而生成热量，从而对内坩埚20及放置内坩埚20中的蒸发材料进行加热，另外，该高频感应蒸发源装置还设置有工艺冷却水(Process Cooling Water，PCW)通道以在使用时对感应线圈30进行冷却。
随着基板尺寸的增大，内坩埚20的尺寸也随之增大，上述高频感应蒸发源装置在使用过程中将存在以下不足之处：
1、位于远离内坩埚20壁的蒸发材料难以充分加热，从而产生局部加热速率不均匀的现象；
2、位于靠近内坩埚20壁的蒸发材料会因过加热而裂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频感应蒸发源装置，通过在内坩埚内设置具有导电性的射频诱导加热部件对蒸发材料进行加热，能够有效避免蒸发材料局部加热速率不均匀、及局部过加热而裂化的现象发生。
为实现上述目的，本发明提供一种高频感应蒸发源装置，包括用于承载蒸发材料的内坩埚、套设于内坩埚外围的感应线圈、与所述感应线圈连接的射频发生器、及设于内坩埚内的射频诱导加热部件；
所述感应线圈用于接收射频发生器发射的交变电流而产生感应磁场；所述射频诱导加热部件包括感应内核体，所述感应内核体具有导电性，在感应线圈的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热。
所述射频诱导加热部件还包括包覆电应内核体外表面的热传导层；
所述感应内核体的材料为钽、或石墨，所述所述热传导层的材料为氧化铝、氮化硼、或钛。
所述射频诱导加热部件整体为实心、或空心结构。
所述射频诱导加热部件整体为圆柱状、或板状。
所述的高频感应蒸发源装置还包括设于内坩埚与感应线圈之间的外坩埚，所述内坩埚位于外坩埚内。
所述的高频感应蒸发源装置还包括设于所述感应线圈与外坩埚之间的热保温层。
所述外坩埚的材料为钽、或石墨；所述内坩埚的材料为氧化铝、或氮化硼。
所述的高频感应蒸发源装置还包括设于所述外坩埚下方的热电偶。
所述感应线圈的材料为铜。
所述的高频感应蒸发源装置，使用过程中，通过工艺冷却水对感应线圈进行冷却，具体通过在其外侧设置冷却水通道并向冷却水通道内通入工艺冷却水而对感应线圈进行冷却；或者，
所述感应线圈为螺旋环绕的中空管，通过向所述感应线圈内通入工艺冷却水而对感应线圈进行冷却。
本发明的有益效果：本发明提供的一种高频感应蒸发源装置，包括用于承载蒸发材料的内坩埚、套设于内坩埚外围的感应线圈、与所述感应线圈连接的射频发生器、及设于内坩埚内的射频诱导加热部件；所述感应线圈用于接收射频发生器发射的交变电流而产生感应磁场；所述射频诱导加热部件包括具有导电性的感应内核体，所述感应内核体在感应线圈的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热，与现有的高频感应蒸发源装置相比，能够有效分散内坩埚中蒸发材料的加热区域，从而有效避免蒸发材料局部加热速率不均匀、及靠近内坩埚壁的蒸发材料局部过加热而裂化的问题。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的一种高频感应蒸发源装置的示意图；
图2为本发明的高频感应蒸发源装置的示意图；
图3为本发明的高频感应蒸发源装置为一种点蒸发源装置时的俯视示意图；
图4为本发明的高频感应蒸发源装置为一种线蒸发源装置时的俯视示意图；
图5A为本发明的高频感应蒸发源装置的感应线圈的一实施例的局部剖面图；
图5B为本发明的高频感应蒸发源装置的感应线圈的第二实施例的局部剖面图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图2，本发明提供一种高频感应蒸发源装置，包括用于承载蒸发材料的内坩埚1、套设于内坩埚1外围的感应线圈2、与所述感应线圈2连接的射频发生器3、及设于内坩埚1内的射频诱导加热部件(High Frequency Induced Heater)6；
所述感应线圈2用于接收射频发生器3发射的交变电流而产生感应磁场；所述射频诱导加热部件6包括感应内核体61，所述感应内核体61具有导电性，在感应线圈2的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热。
本发明的高频感应蒸发源装置，通过在内坩埚1内设置射频诱导加热部件6而对蒸发材料进行加热，与现有的高频感应蒸发源装置仅通过内坩埚壁传导热量而对蒸发材料进行加热相比，能够有效分散内坩埚1中蒸发材料的加热区域，能够有效避免蒸发材料局部加热速率不均匀、及靠近内坩埚壁的蒸发材料局部过加热而裂化的问题。
具体地，为避免所述射频诱导加热部件6的感应内核体61直接与蒸发材料接触而在加热过程中对蒸发材料造成污染，所述射频诱导加热部件6还包括包覆电应内核体61外表面的热传导层62。
所述感应内核体61的材料为钽、或石墨等耐高温、具有导电性的材料；所述所述热传导层62的材料为耐高温、化学性质稳定的氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、或钛(Ti)等材料。
具体地，所述射频诱导加热部件6整体可以为实心结构，或者也可以为空心结构。
具体地，所述射频诱导加热部件6的形状根据高频感应蒸发源装置的整体形状而进行设计，可在为点蒸发源装置、线蒸发源装置、或面蒸发源装置的高频感应蒸发源装置中应用。
例如，如图3所示，本发明的高频感应蒸发源装置为点蒸发源装置，所述内坩埚1的水平横截面呈圆形，此时所述射频诱导加热部件6呈圆柱状而设于内坩埚1内，当然此时所述射频诱导加热部件6也可以为其他适应内坩埚1形状的形状。
再例如，如图4所示，本发明的高频感应蒸发源装置为线蒸发源装置，所述内坩埚1的水平横截面呈长方形，所述射频诱导加热部件6呈板状，当然此时所述射频诱导加热部件6也可以为其他适应内坩埚1形状的形状。
具体地，本发明的高频感应蒸发源装置还包括设于内坩埚1与感应线圈2之间的外坩埚4、设于所述感应线圈2与外坩埚4之间的热保温层5、及设于所述外坩埚4下方的热电偶7，所述内坩埚1位于外坩埚4内。
具体地，所述外坩埚4的材料为钽、或石墨等耐高温、具有导电性的材料；所述内坩埚1的材料为氧化铝等耐高温的材料；所述热保温层5的材料为氧化铝等隔热绝缘材料，从而起到保温隔热的作用。
具体地，本发明的高频感应蒸发源装置在使用过程中，所述射频诱导加热部件6可以与外坩埚4共同对蒸发材料进行加热，当然也可以独立对蒸发材料进行加热。
具体地，所述感应线圈2的材料为铜等金属材料。
具体地，使用过程中，通过工艺冷却水(PCW)对感应线圈2进行冷却；具体，请参阅图5A，可通过在感应线圈2外侧设置冷却水通道8并向冷却水通道8内通入工艺冷却水而对感应线圈2进行冷却；或者，
请参阅图5B，所述感应线圈2本身为螺旋环绕的中空管，通过向所述感应线圈2内通入工艺冷却水而对感应线圈2进行冷却。
综上所述，本发明提供的高频感应蒸发源装置，包括用于承载蒸发材料的内坩埚、套设于内坩埚外围的感应线圈、与所述感应线圈连接的射频发生器、及设于内坩埚内的射频诱导加热部件；所述感应线圈用于接收射频发生器发射的交变电流而产生感应磁场；所述射频诱导加热部件包括具有导电性的感应内核体，所述感应内核体在感应线圈的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热，与现有的高频感应蒸发源装置相比，能够有效分散内坩埚中蒸发材料的加热区域，从而有效避免蒸发材料局部加热速率不均匀、及靠近内坩埚壁的蒸发材料局部过加热而裂化的问题。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高频感应蒸发源装置，其特征在于，包括用于承载蒸发材料的内坩埚(1)、套设于内坩埚(1)外围的感应线圈(2)、与所述感应线圈(2)连接的射频发生器(3)、及设于内坩埚(1)内的射频诱导加热部件(6)；
所述感应线圈(2)用于接收射频发生器(3)发射的交变电流而产生感应磁场；
所述射频诱导加热部件(6)包括感应内核体(61)，所述感应内核体(61)具有导电性，在感应线圈(2)的感应磁场中产生感应电流并生成热量，从而对蒸发材料进行加热。
2.如权利要求1所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，所述射频诱导加热部件(6)还包括包覆电应内核体(61)外表面的热传导层(62)；
所述感应内核体(61)的材料为-钽、或石墨；所述所述热传导层(62)的材料为氧化铝、氮化硼、或钛。
3.如权利要求2所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，所述射频诱导加热部件(6)整体为实心、或空心结构。
4.如权利要求2所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，所述射频诱导加热部件(6)整体为圆柱状、或板状。
5.如权利要求1所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，还包括设于内坩埚(1)与感应线圈(2)之间的外坩埚(4)，所述内坩埚(1)位于外坩埚(4)内。
6.如权利要求5所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，还包括设于所述感应线圈(2)与外坩埚(4)之间的热保温层(5)。
7.如权利要求6所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，所述外坩埚(4)的材料为钽、或石墨；所述内坩埚(1)的材料为氧化铝、或氮化硼。
8.如权利要求1所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，还包括设于所述外坩埚(4)下方的热电偶(7)。
9.如权利要求1所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，所述感应线圈(2)的材料为铜。
10.如权利要求1所述的高频感应蒸发源装置，其特征在于，使用过程中，通过工艺冷却水对感应线圈(2)进行冷却，具体通过在其外侧设置冷却水通道(8)并向冷却水通道(8)内通入工艺冷却水而对感应线圈(2)进行冷却；或者，
所述感应线圈(2)为螺旋环绕的中空管，通过向所述感应线圈(2)内通入工艺冷却水而对感应线圈(2)进行冷却。
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