CN1904129A - 蒸发器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于涂覆衬底的蒸发器装置,特别用于在OLED上涂敷铝层。为了获得例如具有低蒸汽压的材料蒸发所要求的高的蒸发器管温度,加热系统被放到蒸发器管的内部。热损失因此最小化,以同样的接入加热功率可以获得更高的管温。

Description

蒸发器装置
[技术领域
[0001]本发明涉及气相沉积装置,更具体地,本发明涉及衬底气相沉积的具有蒸发器源的气相沉积装置。
背景技术
[0002]现代平板显示器包括液晶元件(LCE)或等离子体元件,用于显示图像或字符。
[0003]近来也已经开始利用有机发光二极管(OLED)作为彩色象素来生产平板显示器。
[0004]与已知的结构元件相比,OLED的一大优点就是其超过16%的高效率(Helmuth Lemme:OLEDs-Senkrechtstarter aus Kunststoff,Elektronik 2/2002,p.98,right column,2nd paragraph,No.[5]:Yi He;Janicky,J.:High Efficiency Organic Polymer Light-Emitting HeterostructureDevices,Eurodisplay 99,VDE-Verlag Berlin,Offenbach)。此外,OLED的效率远高于由无机III-V族半导体构成的LED的量子效率。
[0005]而且,OLED具有低重量、宽辐射角,并能产生更强亮度的色彩,以及能够用于从负40℃到正85℃的宽温度范围。还有一个优点就是它们可以在低于5伏电压的情况下运行,并具有低电能消耗,从而使OLED特别适于安装在电池供电的装置中。
[0006]OLED通过OVPD技术(OVPD=有机气相沉积)生产,例如在美国专利US 5 554 220或德国专利DE 101 28 091 C1中所描述的。其中有机材料被涂敷到位于玻璃上的电极上。这种电极可以是,例如,先前已经被气相沉积到玻璃上的ITO电极(其中ITO为铟锡氧化物)。
[0007]可以在以这样的方式产生的OLED层上涂覆另外的材料,特别是金属,该涂覆的材料层起到控制电极的作用。因为OLED是热敏的,必须采取措施防止OLED上的热效应变得太强。
[0008]通常,用于金属蒸发的加热组件沿着蒸发器管的周围设置(参见德国专利DE 38 17 513 C2,DE 101 28 091 C1)。加热组件是竖直的加热棒或线圈加热器(参见DE 102 56038 A1,US 4 880 960)。置于蒸发器管外部的加热系统的缺点就是其热损失高。当用金属涂覆OLED时,为了金属的蒸发必须产生高于1200℃的温度,这种加热组件就会因为其热辐射而对OLED具有不良影响。
[0009]另一种已知的用于涂覆衬底的蒸发器装置包括具有加热系统的蒸发器(参见US 5 157 240A)。然而,这种蒸发器装置不具有线性的分配器孔口。
[0010]从欧洲专利EP 0 581 496 A也可得知一种用于涂覆衬底的蒸发器装置。然而,该专利中也未用线性分配器孔口。美国专利US 6 117 498A公开了一种具有真空室的涂覆装置。在该真空室的中央设置有钽板形式的电阻加热器。在这种涂覆装置中也没有提供线性分配器孔口。
[0011]另外,已知的一种金属蒸发器装置用圆柱管作为蒸发器。这种管包括棒状的电阻加热器(参见德国专利DE 41 33 615A)。这种装置也不包括线性分配器孔口。
发明内容
[0012]本发明所要解决的问题是提供一种蒸发器装置,其中,高沸点的物质被转换成气相,而没有太高的热辐射到达要被涂覆的衬底。
[0013]这个问题是通过根据具有以下特征的用于涂覆衬底的蒸发器装置解决的,该蒸发器装置包括:具有线性分配器(30-33)以及加热系统的蒸发器(19,90),其中将被蒸发的材料的表面在第一平面内延伸,其特征在于所述线性分配器(30-33)设置在垂直于所述第一平面的第二平面内,而所述加热系统(22;60-62;78-80;102)设置在所述蒸发器(19,90)的内部。
[0014]因此,本发明涉及一种用于涂覆衬底的蒸发器装置,特别是用于将铝层涂敷到OLED上。为了获得高的蒸发器管温度,例如使具有低蒸汽压的材料蒸发所必需的温度,加热系统被置于蒸发器管的内部中。因此热损失被最小化,以同样接入的或提供的加热功率就可以获得更高的管温。
[0015]本发明所具有的优点包括,特别是,加热能量保持在蒸发器管内,因而不会向外辐射。因此,产生的能量损失低,并可以产生非常高的蒸发器温度。另外还可以改进蒸发器管与外界的热隔离,这是因为省略了外部加热器,隔热件可以与蒸发器管直接接触。而且,通过改进结构的对称性可以获得更均匀的热能分离(decoupling)。在已知的蒸发器中,没有在蒸汽出口孔的前方提供加热组件。这样就导致一定程度上蒸发材料在出口孔附近的冷凝。
附图说明
[0016]本发明结合附图被阐释并在下面被进一步详细地解释说明。
其中:
图1显示一种蒸发器装置的截面图,
图2显示一种蒸发器管的内壁的一部分的透视图,
图3显示蒸发器管的外壁的一部分的透视图,
图4显示一种蒸发器管的透视图,其具有在蒸发器管内延伸的加热元件,
图5显示一种蒸发器管的透视图,其具有与蒸发器棒接触的加热装置。
具体实施方式
[0017]图1示出了一种蒸发器装置1的纵向剖视图,蒸发器装置1由下壳部分2和上壳部分3构成。上壳部分3在此处被放到下壳部分2上。下壳部分2和上壳部分3利用连接夹板4、5和连接销6被固定在一起。当下壳部分2放置在底座25上时,上壳部分3被罩件26关闭。作为连接夹板4、5的替换,也可以提供一种简单的插头联接(plug connection)。
[0018]在上壳部分3的内部设置有蒸发器管19,该蒸发器管包括若干喷嘴30、31、32、33,这些喷嘴线性地一个设置在另一个的下方,蒸汽可以通过这些喷嘴从蒸发器管逸出。这种蒸汽被沉积在衬底7的表面上,衬底7可以移动通过蒸发器装置1到附图所在的平面中。
[0019]坩锅8设置在蒸发器管19之下,蒸发器管19通过锥形件48安放在坩锅8上。坩锅8通过电加热装置被加热,该电加热装置的电源线标为9和10。电加热装置可以是,例如,未示出的绕着坩锅8缠绕的加热线圈。坩锅内部11用要被汽化的材料填充。在坩锅8的下侧面上设置热传感器12,通过热传感器12来测量坩锅8的温度。该热传感器12通过电接线端13与控制系统连接,该控制系统未在图1中示出,利用该控制系统可以控制坩锅8的温度。
[0020]隔层14设置在坩锅8的周围。在坩锅8的周围设置有至少一个屏蔽管45。外侧形成有成冷却管46,该冷却管是由同心壁54、55形成的。
[0021]蒸发器管19也被管状的隔层15包围,该隔层被屏蔽管28包围。接着其上的同心圆柱壁56、57在其间形成冷却空间58。
[0022]蒸发器管19在其上端形成为孔口16,该孔口可以通过活塞17和活塞杆18被闭合。
[0023]冷却空间58和46是分开的可控冷却空间,冷却介质可以流动通过该冷却空间。
[0024]为了防止从坩锅8上升的蒸汽在蒸发器管19上的冷凝,在蒸发器管19的内侧上设置加热装置22。这种加热装置优选地是电加热器22,该电加热器只在图1中示意性地示出。该电加热器可以包括,例如,棒状的加热棒,该加热棒由电绝缘的垫块23、24固定。
[0025]通过这种内部加热装置22,可以在蒸发器管19的内部21达到非常高的温度,因此即便是低蒸汽压的材料也不会凝结。
[0026]加热棒不需要在蒸发器管中对称地设置,因而通过对加热棒的技巧性的几何设置,甚至可以加热那些发生高的热损失的地方,例如在蒸发器管19的出口孔30到33处。
[0027]作为设置在蒸发器管19内表面上的替换方案,加热棒也可以成组地设置在蒸发器管19的中央。
[0028]图2示出了具有隔层15的蒸发器管19的内部的立体剖视图。可以看出若干喷嘴30到33线性地一个设置在另一个的上方,蒸汽可以通过喷嘴从内部逸出到外部。喷嘴30到33因而形成一个线性分配器系统,通过该分配器系统蒸汽可以垂直地喷射到衬底7的表面上。
[0029]在喷嘴30到33的两侧设置两个曲折形状的加热元件35、36,加热元件35、36分别通过电绝缘的垫块37到40和41到44与蒸发器管的内壁连接。向加热元件35、36供应电能的电源在图2中未示出。
[0030]图3示出具有蒸发器管19和隔层15的蒸发器管3的外部的立体剖视图。隔层15几乎完全地包围内管19只留下楔形窗口47的开放空间。喷嘴30到33在窗口47中线性地一个设置在另一个的上方,这些喷嘴30到33以[反]楔形口或由内向外扩大的形式增加了朝向外侧的尺寸。扩大的部分由50到53标出。
[0031]为了更好地屏蔽内管19和隔层15,可以进一步设置屏蔽管(参考图1中的28)。在这种情况下,这些屏蔽管必须具有邻近隔层15窗口的窗口。这样的屏蔽管具有大小不同的导热率,导热率优选从内部到外部地增加。
[0032]图4示出了具有隔层15的蒸发器管19的透视图,其中加热元件60到62设置成通过蒸发器管3的中央。这些加热元件60到62延伸通过两个平行Y形托架65、66的中央63、64,每个所述托架分别具有三个板72到74和75到77。托架66设置在坩锅上方的蒸发器管的下部区域中,而上托架65紧邻蒸发器管19上端的下方设置。
[0033]为了避免加热元件60到62之间的可能接触,它们被电绝缘隔离件70、71分开,所述隔离件是三角形的,并且它们在竖直方向上设置而且彼此之间有一定的间距。
[0034]除了内部加热棒60到62之外,也可以设置外部加热棒78到80,外部加热棒78到80设置成分别通过板72到74和板75到77的端部。在这种情况下,加热棒78到80进一步通过间隔垫块83、84沿着蒸发器管19的内壁90延伸。应该理解的是也可以设置加热棒78到80,而不设置加热元件60到62。
[0035]也可以安装具有更多板的托架,从而可以允许容纳更多的加热元件。在板的一端若干加热元件也可以突出并沿管壁延伸,因而加热功率可以进一步增加。
[0036]应该理解的是,托架和加热元件由具有高热阻的材料构成。
[0037]图5示出用于蒸发器管90的一种内部加热系统的另一种设置方案。在此方案中蒸发器管90被隔层91包围,而隔层被金属屏蔽板92包围。冷却管93包围屏蔽板92,该冷却管93具有两个同心壁94、95,在同心壁94、95之间延伸着分隔板96到98。与壁94、95一起这些分隔板96到98形成冷却流体可以流经的通道。具有喷嘴30到32的喷嘴条99作为凸缘设置在蒸发器管90的端部100、101上。喷嘴条99的后面直接设置内加热器102,该内加热器102由排列成圆形的若干加热棒103到105构成。这些加热棒103到105由内外支撑环106、107固定。因为喷嘴条99向外突出,从而形成很小的宽度为b的辐射区域,该区域与特别的内加热器102连接。

Claims (11)

1.用于涂覆衬底的蒸发器装置,包括具有线性分配器(30-33)以及加热系统的蒸发器(19,90),其中将被蒸发的材料的表面在第一平面内延伸,其特征在于,所述线性分配器(30-33)设置在垂直于所述第一平面的第二平面内,而所述加热系统(22;60-62;78-80;102)设置在所述蒸发器(19,90)的内部。
2.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统是电阻加热系统。
3.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统(6062)设置在所述蒸发器(19,90)的中央。
4.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统(22)设置在所述蒸发器(19,90)的内壁上。
5.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统(60-62;102)直接设置在线性分配器的孔口(30-33)处。
6.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述线性分配器的孔口由喷嘴条(99)形成,而加热系统(102)设置成直接对着所述分配器条。
7.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统包括若干加热棒(103-105)。
8.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述蒸发器(19,90)是管状的。
9.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统包括曲折形状的加热元件(35,36)。
10.如权利要求1所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热系统包括棒状的加热元件(103-105)。
11.如权利要求7所述的蒸发器装置,其特征在于,所述加热棒形成圆柱体。
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