CN114686819B - 一种坩埚盖及坩埚 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种坩埚盖及坩埚，其中，所述坩埚盖包括坩埚盖本体以及设置在所述坩埚盖本体上的加热棒组件。本发明通过在所述坩埚盖本体上设置有加热棒组件，所述坩埚盖在坩埚加热时，所述加热棒组件也一并加热，由于所述加热棒组件可插入粉体材料中，使得位于坩埚内中心的粉体材料也能与加热源充分接触，从而提高了粉体材料的受热面积，使其受热更加均匀稳定；并且所述加热棒组件还可将所述坩埚盖本体一并加热，有效避免粉体材料在升华过程中冷凝堵孔；进一步地，所述加热棒组件作为热源后，提高了粉体材料的加热效率。
Description
技术领域
本发明涉及发光器件的坩埚设备领域，尤其涉及一种坩埚盖及坩埚。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)是新一代的显示技术，因其色彩艳丽、能耗低、响应快，作为显示技术在移动设备上得到了广泛的应用。OLED之所以能发光，其核心在于用于发光层的有机材料。发光层中，电子和空穴注入后复合形成激子，使得发光层有机分子外层的电子由基态跃迁到激发态，由于处于激发态的电子极其不稳定，其会向基态跃迁，在跃迁的过程中会有能量以光的形式被释放出来，进而实现了器件的发光。
目前移动设备上普遍的OLED结构AMOLED，在TFT背板上依次沉积各种有机发光材料形成R、G、B三原色的多层三明治结构，通过TFT调节发光亮度，得到不同的三原色比例，然后发出各种各样的颜色。
目前OLED所存在的问题为制作工艺复杂，成本高，良率低等，主要表现在发光层材料成膜全部由真空蒸镀工艺完成，而且蒸镀工艺要求精度高，蒸镀速率稳定。目前导致OLED蒸镀速率不稳定的一个重要因素为部分发光层材料为升华型材料，材料粉体在加热以后不会熔融成液体，而是直接蒸发成气体蒸镀到基板上，这个过程中，由于粉体本身导热性能差，往往造成了与蒸镀所用的坩埚接触部分的温度高，粉体中心温度低，受热不均，因此速率不均匀，甚至会存在局部过热导致材料分解的情况，降低了薄膜的质量。
导致蒸镀速率不均匀的另一个重要原因为，坩埚本身的受热不均。主流的OLED材料坩埚电阻丝加热方式难以将整个坩埚加热均匀，往往在材料蒸汽出口的地方温度较低，材料易产生凝结，形成最后堵孔，导致蒸汽出不来，速率不稳定，薄膜质量差。
因此现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种坩埚盖及坩埚，旨在解决现有坩埚无法对粉体材料进行均匀加热，导致粉体材料蒸镀速率不稳定的问题。
本发明的技术方案如下：
一种坩埚盖，其中，包括坩埚盖本体以及设置在所述坩埚盖本体上的加热棒组件。
所述的坩埚盖，其中，所述加热棒组件包括至少两根加热棒，所述加热棒设置在所述坩埚盖本体上且与所述坩埚盖本体呈任意夹角。
所述的坩埚盖，其中，所述坩埚盖本体上设置有出气孔，所述加热棒间隔设置在所述出气孔的外延伸边上。
所述的坩埚盖，其中，所述坩埚盖本体为圆环形板状结构，所述圆环形板状结构的内圆为所述出气孔，所述加热棒成环形阵列设置在所述圆环形板状结构的内圆与外圆之间的位置。
所述的坩埚盖，其中，所述加热棒组件包括3n根加热棒，所述n为大于等于1的整数。
所述的坩埚盖，其中，所述加热棒组件包括6根加热棒，所述6根加热棒的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正六边形。
所述的坩埚盖，其中，所述加热棒组件包括3根加热棒，所述3根加热棒的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正三角形。
所述的坩埚盖，其中，相邻加热棒之间通过弧形金属段连接。
所述的坩埚盖，其中，3根或3根以上数量的加热棒中，相邻加热棒之间在同一平面通过弧形金属段连接，位于同一平面的所述弧形金属段连接后形成金属环。
所述的坩埚盖，其中，每两个加热棒之间通过U型金属段连接，形成一根U型加热棒。
所述的坩埚盖，其中，所述加热棒上设置有用于实时采集待蒸镀的粉体材料温度的热电偶。
一种坩埚，其中，包括坩埚本体以及与所述坩埚本体适配的如本发明所述的坩埚盖。
所述的坩埚，其中，所述坩埚盖上设置有若干根加热棒，所述加热棒的长度小于所述坩埚本体的高度，且大于所述坩埚本体高度的1/2。
有益效果：本发明通过在所述坩埚盖本体上设置有加热棒组件，所述坩埚盖在坩埚加热时，所述加热棒组件也一并加热，由于所述加热棒组件可插入粉体材料中，使得位于坩埚内中心的粉体材料也能与加热源充分接触，从而提高了粉体材料的受热面积，使其受热更加均匀稳定；并且所述加热棒组件还可将所述坩埚盖本体一并加热，有效避免粉体材料在升华过程中冷凝堵孔；进一步地，所述加热棒组件作为热源后，提高了粉体材料的加热效率。
附图说明
图1为本发明一种坩埚盖的第一实施例立体图。
图2为本发明加热棒的结构示意图。
图3为本发明一种坩埚盖的第一实施例俯视图。
图4为本发明一种坩埚盖的第二实施例立体图。
图5为本发明第二实施例中加热棒与金属环的组装结构示意图。
图6本发明一种坩埚盖的第二实施例俯视图。
图7为本发明一种坩埚盖的第三实施例立体图。
图8为本发明第三实施例中U型加热棒的结构示意图。
图9为本发明一种坩埚盖的第三实施例俯视图。
具体实施方式
本发明提供一种坩埚盖及坩埚，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
目前导致蒸镀速率不稳定的一个重要因素为部分发光层材料为升华型材料，材料粉体在加热以后不会熔融成液体，而是直接蒸发成气体蒸镀到基板上，这个过程中，由于粉体本身导热性能差，往往造成了与蒸镀所用的坩埚接触部分的温度高，粉体中心温度低，受热不均，因此速率不均匀，甚至会存在局部过热导致材料分解的情况，降低了薄膜的质量。导致蒸镀速率不均匀的另一个重要原因为，坩埚本身的受热不均。坩埚电阻丝加热方式难以将整个坩埚加热均匀，往往在材料蒸汽出口的地方温度较低，材料易产生凝结，形成最后堵孔，导致蒸汽出不来，速率不稳定，薄膜质量差。
基于此，本发明提供了一种坩埚盖，如图1所示，所述坩埚盖包括坩埚盖本体10以及设置在所述坩埚盖本体10上的加热棒组件20。
本实施例通过在所述坩埚盖本体10上设置加热棒组件20，所述坩埚盖10在坩埚加热时，所述加热棒组件20也一并加热，由于所述加热棒组件20可插入粉体材料中，使得位于坩埚内中心的粉体材料也能与加热源充分接触，从而提高了粉体材料的受热面积，使其受热更加均匀，从而提升蒸镀速率的稳定性；并且所述加热棒组件20还可将所述坩埚盖本体10一并加热，有效避免粉体材料在升华过程中冷凝堵孔；进一步地，所述加热棒组件20作为热源后，提高了粉体材料的加热效率。
在一些具体的实施方式中，还提供一种坩埚，所述坩埚包括坩埚本体以及与所述坩埚本体适配的坩埚盖，所述坩埚盖包括坩埚盖本体10以及设置在所述坩埚盖本体10上的加热棒组件20。
在本实施例中，所述坩埚可用于对升华型OLED发光层材料进行加热，在蒸镀过程中，电阻丝对所述坩埚本体进行加热，同时由于所述加热棒组件20可插入到升华型OLED发光层材料中，通过所述加热棒组件20可对位于坩埚内中心的升华型OLED发光层材料进行直接加热，从而提高了所述升华型OLED发光层材料的受热面积，使其受热更加均匀更加高效，从而提升了所述升华型OLED发光层材料蒸镀速率的稳定性，形成质量更高的薄膜。在本实施例中，所述加热棒组件20还可将所述坩埚盖本体10一并加热，有效避免所述升华型OLED发光层材料在升华过程中冷凝堵孔，从而提高了成膜效率。
在一些实施方式中，如图1所述，所述加热棒组件20包括至少两根加热棒21，所述加热棒21设置在所述坩埚盖本体10上且可根据需求与所述坩埚盖本体10形成任意角度。作为举例，所述加热棒21与所述坩埚盖本体10呈90°，即所述加热棒21垂直设置在所述坩埚盖本体10上，便于所述加热棒21直接插入到待蒸镀的粉体材料中，提升加热效率。
在一些实施方式中，所述加热棒21与所述坩埚盖本体10可拆卸连接。作为举例，所述加热棒21可与所述坩埚盖本体10通过螺纹连接，具体来讲，所述坩埚盖本体10上设置有内螺纹孔，所述加热棒21上设置有外螺纹，将所述加热棒21设置有外螺纹的一端通过旋转插入到所述内螺纹孔中，实现所述加热棒21与所述坩埚盖本体10的可拆卸组装。
在一些实施方式中，所述坩埚盖本体10的材料可以为绝缘、耐高温材料，例如碳化硅、结晶质的天然石墨、可塑性的耐火粘土等。所述加热棒21包括金属外壳和绝缘层内衬，并采用电阻丝加热；或者所述加热棒21包括绝缘非金属外壳和绝缘层内衬，同样采用电阻丝加热。
在一些具体的实施方式中，所述加热棒21上还可设置有热电偶，通过所述热电偶可实时采集到待蒸镀的粉体材料温度，有利于精确控温，从而使得蒸镀速率稳定。
在一些实施方式中，如图1所示，所述坩埚盖本体10上设置有出气孔11，所述加热棒21间隔设置在所述出气孔11的外延伸边上。作为举例，所述加热棒21均匀设置在所述出气孔11的外延伸边上，便于实现对待蒸镀的粉体材料进行均匀加热。
在一些实施方式中，所述坩埚盖本体10可以为与坩埚本体适配的任意形状，如矩形板状结构、圆环形板状结构等。作为举例，如图1所示，所述坩埚盖本体10的形状为圆环形板状结构，所述圆环的内圆为所述出气孔11，所述加热棒21成环形阵列设置在所述圆环的内圆与外圆之间的位置。
在一些具体的实施方式中，如图1-图3所示，所述坩埚盖本体10为圆环形板状结构，所述圆环形板状结构的内圆为所述出气孔11，所述加热棒成环形阵列设置在所述圆环形板状结构的内圆与外圆之间的位置。
在一些实施方式中，所述加热棒组件包括3n根加热棒，所述n为大于等于1的整数。
作为举例，如图1-3所示，所述加热棒组件20包括6根加热棒21，所述6根加热棒21的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正六边形。在本实施例中，所述6根加热棒21均可插入到待蒸镀的粉体材料中，从而对粉体材料进行直接加热，使得所述粉体材料均匀蒸发，有效避免现有技术中由于受热不均导致的蒸镀速率不稳以及粉体材料易分解的问题，所述出气孔附近受所述加热棒加热也处于与所述粉体材料接近的温度，有效避免粉体材料长生凝结堵孔的状况。
在本实施例中，如图2所示，所述加热棒21为圆柱状，所述加热棒21的顶部设置有适配头22，所述加热棒21通过所述适配头22安装在所述坩埚盖本体10上。作为举例，所述坩埚盖本体10的外直径为20mm，所述出气孔的直径为5mm，所述坩埚盖本体10的厚度为1.5mm；所述加热棒的直径为2mm，所述加热棒的长度为15mm。在本实施例中，所述加热棒的长度小于所述坩埚本体的高度，且大于所述坩埚本体高度的1/2。作为举例，所述坩埚本体的高度为18mm。
在一些具体的实施方式中，如图4-图6所示，所述坩埚盖本体10为圆环形板状结构，所述圆环形板状结构的内圆为所述出气孔11，所述加热棒成环形阵列设置在所述圆环形板状结构的内圆与外圆之间的位置；所述加热棒组件包括3根加热棒21，所述3根加热棒21的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正三角形。在本实施例中，所述3根加热棒21均可插入到待蒸镀的粉体材料中，从而对粉体材料进行直接加热，使得所述粉体材料均匀蒸发，有效避免现有技术中由于受热不均导致的蒸镀速率不稳以及粉体材料易分解的问题，所述出气孔附近受所述加热棒加热也处于与所述粉体材料接近的温度，有效避免粉体材料长生凝结堵孔的状况。
在本实施例中，所述加热棒21为圆柱状，所述加热棒21的顶部设置有适配头22，所述加热棒21通过所述适配头22安装在所述坩埚盖本体10上。作为举例，所述坩埚盖本体10的外直径为20mm，所述出气孔的直径为5mm，所述坩埚盖本体10的厚度为1.5mm；本实施例中，由于加热棒的数量较少，因此可通过扩大所述加热棒的直径来增加加热棒与待蒸镀的粉体材料的接触面积，从而更高效率地对粉体材料进行加热。作为举例，所述加热棒的直径为4mm，长度为18mm。在本实施例中，所述加热棒的长度小于所述坩埚本体的高度，且大于所述坩埚本体高度的1/2。作为举例，所述坩埚本体的高度为22mm。
在一些实施方式中，为进一步增加粉体材料与加热源的接触面积，使其受热充分且均匀，还可在相邻加热棒之间设置弧形金属段，使各个加热棒连接起来。
在一些实施方式中，3根或3根以上数量的加热棒中，相邻加热棒之间在同一平面通过弧形金属段连接，位于同一平面的所述弧形金属段连接后形成金属环。作为举例，如图4-图5所示，所述加热棒组件包括3根加热棒21，所述3根加热棒中的相邻加热棒之间在同一平面通过弧形金属段连接，位于同一平面的所述弧形金属段连接后形成所述金属环23。本实施例中，所述金属环23可将所述3根加热棒21连接起来，所述金属环作为导热介质可进一步增加粉体材料与加热源的接触面积，使其受热充分且均匀，从而进一步提升粉体材料的加热效率。
在一些实施方式中，在所述加热棒的竖直方向，在不同的梯度上可设置若干个金属环23将所述加热棒21连接起来，从而最大效率地对粉体材料进行加热。作为举例，如图4-图5所示，在所述加热棒的不同高度上设置有两个金属环23。在本实施例中，所述金属环所在的平面可与所述坩埚盖平行或成一定的夹角。
在一些实施方式中，如图7-9所示，所述坩埚盖本体10为圆环形板状结构，所述圆环形板状结构的内圆为所述出气孔11，所述加热棒成环形阵列设置在所述圆环形板状结构的内圆与外圆之间的位置；所述加热棒组件包括四根加热棒21，每两根加热棒21通过U型金属段连接，两根通过U型金属段连接的加热棒形成一根U型加热棒，则所述四根加热棒21在通过U型金属段连接后形成以所述出气孔为对称中心对称设置的两根U型加热棒。本实施例通过在相邻两个加热棒21之间设置U型金属段，所述U型金属段作为导热介质也可进一步增加粉体材料与加热源的接触面积，使其受热充分且均匀，从而进一步提升粉体材料的加热效率。
在本实施例中，如图8所示，所述U型加热棒的一侧设置有热电偶24，通过所述热电偶能够实时测得待蒸镀的粉体材料的温度，有利于精确控温，从而使得粉体材料的蒸镀速率稳定。
作为举例，本实施例中的所述坩埚盖本体10的外直径为20mm，所述出气孔的直径为5mm，所述坩埚盖本体10的厚度为1.5mm；所述U型加热棒的直径为4mm，其单侧长度为18mm；在本实施例中，所述加热棒的单侧长度小于所述坩埚本体的高度，且大于所述坩埚本体高度的1/2。作为举例，所述坩埚本体的高度为22mm。
综上所述，本发明通过在所述坩埚盖本体上设置有加热棒组件，所述坩埚盖在坩埚加热时，所述加热棒组件也一并加热，由于所述加热棒组件可插入粉体材料中，使得位于坩埚内中心的粉体材料也能与加热源充分接触，从而提高了粉体材料的受热面积，使其受热更加均匀稳定；并且所述加热棒组件还可将所述坩埚盖本体一并加热，有效避免粉体材料在升华过程中冷凝堵孔；进一步地，所述加热棒组件作为热源后，提高了粉体材料的加热效率；更进一步地，所述加热棒内部还可设置有热电偶，通过所述热电偶可实时采集到待蒸镀的粉体材料温度，有利于精确控温，从而使得蒸镀速率稳定。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种坩埚盖，其特征在于，包括坩埚盖本体以及设置在所述坩埚盖本体上的加热棒组件；
所述加热棒组件包括至少两根加热棒，所述加热棒设置在所述坩埚盖本体上且与所述坩埚盖本体呈任意夹角；
所述加热棒上设置有用于实时采集待蒸镀的粉体材料温度的热电偶；
所述加热棒组件插入粉体材料中，使位于坩埚内中心的粉体材料能与加热源充分接触，所述加热棒组件还将所述坩埚盖本体一并加热。
2.根据权利要求1所述的坩埚盖，其特征在于，所述坩埚盖本体上设置有出气孔，所述加热棒间隔设置在所述出气孔的外延伸边上。
3.根据权利要求1所述的坩埚盖，其特征在于，所述坩埚盖本体为圆环形板状结构，所述圆环形板状结构的内圆为出气孔，所述加热棒成环形阵列设置在所述圆环形板状结构的内圆与外圆之间的位置。
4.根据权利要求3所述的坩埚盖，其特征在于，所述加热棒组件包括3n根加热棒，所述n为大于等于1的整数。
5.根据权利要求4所述的坩埚盖，其特征在于，所述加热棒组件包括6根加热棒，所述6根加热棒的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正六边形。
6.根据权利要求4所述的坩埚盖，其特征在于，所述加热棒组件包括3根加热棒，所述3根加热棒的顶部连线形成以所述出气孔为中心的正三角形。
7.根据权利要求1所述的坩埚盖，其特征在于，相邻加热棒之间通过弧形金属段连接。
8.根据权利要求7所述的坩埚盖，其特征在于，3根或3根以上数量的加热棒中，相邻加热棒之间在同一平面通过弧形金属段连接，位于同一平面的所述弧形金属段连接后形成金属环。
9.根据权利要求7所述的坩埚盖，其特征在于，每两个加热棒之间通过U型金属段连接，形成一根U型加热棒。
10.一种坩埚，其特征在于，包括坩埚本体以及与所述坩埚本体适配的如权利要求1-9任一所述的坩埚盖。
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