TWI404812B - 內板以及具有此內板用於沉積之坩鍋組件 - Google Patents
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Description
本申請案參考於2008年8月22日在韓國智慧財產局申請且適時指派序列號10-2008-0082266的申請案「內板以及具有此內板用於沈積之坩鍋組件(INNER PLATE AND CRUCIBLE ASSEMBLY FOR DEPOSITION HAVING THE SAME)」、將其併入本文中並根據35 U.S.C.§119主張自其產生的所有權利。
本發明係關於一種用於沈積有機薄膜或導電層之坩鍋組件及一種用於該坩鍋組件中之內板。
大體而言，作為在基板上形成薄膜之方法，物理氣相沈積(PVD)(諸如，真空沈積、離子電鍍、濺鍍)及經由氣體之反應而進行之化學氣相沈積(CVD)係眾所熟知的。其中，真空沈積可用於形成薄膜，諸如，用於有機發光裝置之電極或有機膜。
真空沈積係用於使用一設置於一真空腔室之下部部分處之蒸發源及一設置於該真空腔室之上部部分處之用於膜形成之基板形成薄膜的技術。通常，在一使用真空沈積之薄膜形成設備中，使用一真空泵將真空腔室之內部維持在預定真空環境下，且接著自一位於該真空腔室之下部部分處之蒸發源蒸發一沈積材料(其為薄膜材料)。位於距該蒸發源預定距離處之用於膜形成之基板定位於該真空腔室之內部內。因此，自一坩鍋蒸發之沈積材料
行進至該基板且經由包括吸附、沈積、再蒸發及其類似者之連續製程，在該用於膜形成之基板上固化，藉此形成薄膜。
使用被稱為間接加熱方法之感應加熱方法的逸散單元(effusion cell)頻繁作用為真空沈積之蒸發源。該逸散單元包括：一坩鍋，其具有一容納於其內部內之沈積材料；及一加熱器，其纏繞在該坩鍋之外圓周表面周圍以電加熱該沈積材料。該坩鍋之頂部打開以使得在容納於該坩鍋內之沈積材料蒸發時，蒸氣可排至該坩鍋之外側。一具備有一具有預定大小之孔隙之罩蓋構件通常形成於該坩鍋之上部部分處，以便防止在該沈積材料蒸發時，該沈積材料濺至該逸散單元之外側。該罩蓋構件亦用於確保在用於膜形成之基板上之膜的可再生厚度。
然而，在用於前述薄膜形成設備之逸散單元中，該坩鍋之上部部分處之熱損耗由形成於該坩鍋之上部部分處的罩蓋構件中的孔隙產生。在該坩鍋之內部中蒸發且接著行進至用於膜形成之基板的沈積材料可由於在該罩蓋構件之內部與外部之間的迅速溫度變化而在該孔隙周圍冷凝。因而，該罩蓋構件之孔隙可由冷凝之沈積材料阻塞。該罩蓋構件中之孔隙之阻塞可使沈積製程中之沈積速率變得不穩定。因此，需要不會使該罩蓋組件中之孔隙變得阻塞的坩鍋組件設計。
因此，本發明之一目標在於提供一種用於沈積之坩鍋組件，其可藉由增加該坩鍋組件之內部壓力而防止坩鍋孔隙變得阻塞，其結果是該坩鍋組件之沈積速率的一改善可靠性。
本發明之另一目標在於提供一種用於一用於沈積之坩鍋組件之內板，其可用以藉由將該坩鍋內之蒸氣化沈積材料之路徑自直線形狀改變至旁路彎曲形狀而增加該坩鍋組件之內部壓力。
根據本發明之一態樣，本發明提供一種坩鍋組件，其包括：一主體，其具有一容納一沈積材料之內部空間及一配置於該內部空間之一上部部分處的開口；一罩蓋，其具有一配置於該主體之一頂部處的孔隙且與該主體結合；及一內板，其配置於該主體與該罩蓋之間，該內板覆蓋該主體之該開口，該坩鍋組件包括若干內部通道，其經配置以使來自該主體之該內部空間的該沈積材料之蒸氣可經由一配置於該內板之一外側表面與該罩蓋之一內側表面之間的空間排至該罩蓋中之該孔隙之外側。
該內板可包括：一基底構件；一分割壁，其在該基底構件之一厚度方向上配置於該基底構件之一中間部分處，該分割壁將該基底構件之一內部分割為第一層空間及第二層空間；一入口，其使該第一層空間可自該基底構件之一底側暴露；一出口，其使該第二層空間可自該基底構件之一頂側暴露；複數個第一通道，其使該第一層空間可與該基底構件之一外側表面連通；及複數個第二通道，其使該第二層空間可與該基底構件之該外側表面連通。
該等內部通道可經配置以使該蒸氣可連續地流經該入口、該第一層空間、該等第一通道、該基底構件之外側表面、該等第二通道、該第二層空間及該出口。該等第一通道可徑向配置於該基底構件之一側表面中。該等第二通道可徑向配置於該基底構件之該側表面中。該入口可配置成自該基底構件之該底側暴露該第一層空間之全部。該基底構件可由選自一由銅、鈹銅合金及磷青銅組成之群的材料製成。該坩鍋組件亦可包括一加熱器以將熱供應給該主體，該加熱器附著至該主體之一外圓周表面。
根據本發明之另一態樣，提供一種內板，其包括：一基底構件；一分割壁，其在該基底構件之一厚度方向上配置於該基底構件之一中間部分處，該分割壁將該基底構件之一內部分割為第一層空間及第二層空間；一入口，
其使該第一層空間可自該基底構件之一底側暴露；一出口，其使該第二層空間可自該基底構件之一頂側暴露；複數個第一通道，其使該第一層空間可與該基底構件之一外側表面連通；及複數個第二通道，其使該第二層空間可與該基底構件之該外側表面連通，複數個內部通道經配置以使一經由該入口引入之流體可連續地依序流經該入口、該第一層空間、該等第一通道、該基底構件之該外側表面、該等第二通道、該第二層空間及該出口。
該等第一通道可徑向配置於該基底構件之一側表面中。該等第二通道可徑向配置於該基底構件之一側表面中。該入口可配置成自該基底構件之該底側暴露該第一層空間之全部。該基底構件可包括選自一由銅、鈹銅合金及磷青銅組成之群的材料。
M‧‧‧沈積材料
10‧‧‧主體
12‧‧‧內部空間
14‧‧‧開口
20‧‧‧加熱器
30‧‧‧內板
31‧‧‧凸緣部分
32a‧‧‧第一層空間
32b‧‧‧第二層空間
33‧‧‧分割壁
34a‧‧‧入口
34b‧‧‧出口
35‧‧‧第一通道
36‧‧‧外側表面
36a‧‧‧基底構件
37‧‧‧第二通道
38‧‧‧內部通道
39‧‧‧空間
50‧‧‧罩蓋
52‧‧‧孔隙
參考以下詳細描述與結合隨附圖式加以考慮，本發明之更全面評價及其許多伴隨之優勢將容易顯而易見同時被較佳理解，在隨附圖式中，相似元件符號指示相同或相似組件。
圖1為根據本發明之實施例的用於沈積之坩鍋組件之分解透視圖；圖2為圖1之坩鍋組件之部分切去透視圖；圖3為用於圖1之坩鍋組件中之內板的透視圖；圖4為圖3之內板之橫向橫截面圖；及圖5為展示根據本發明之實施例之用於沈積之坩鍋組件的沈積速率之圖表。
在下文詳細描述中，僅簡單地藉由說明來展示並描述本發明之特定例示性實施例。如熟習此項技術者應認識到，可以各種不同方式修改所描述之實施例，其均不偏離本發明之精神或範疇。因此，圖式及描述被視為本質上
說明性的而非限制性的。此外，當一元件被稱為在另一元件「上」時，其可直接在另一元件上，或間接在另一元件上，其中一或多個介入元件插入於該元件與另一元件之間。且，當一元件被稱為「連接至」另一元件時，其可直接連接至另一元件，或間接連接至另一元件，其中一或多個介入元件插入於該元件與另一元件之間。下文中，相似元件符號標示相似元件。
現參看圖1至圖4，圖1為根據本發明之實施例的用於沈積之坩鍋組件之分解透視圖，圖2為圖1之坩鍋組件之部分切去透視圖，圖3為使用於圖l之坩鍋組件中之內板的透視圖，且圖4為圖3之內板之橫向橫截面圖。圖2之透視圖為自圖1中所示之內板之底側所見的透視圖。
參看圖1至圖4，根據本發明之實施例的用於沈積之坩鍋組件包括一主體10、一內板30及一罩蓋50。該主體10具有：一內部空間12，一沈積材料容納於其中；及一開口14，其形成於該內部空間12之一上部部分處以使一蒸發之材料可經由其排出。該主體10係由諸如石墨之材料製成，其可耐受高溫及高壓。
該主體10亦具有一加熱器20，其加熱並蒸發一沈積材料。該加熱器20可與該主體10結合且具有各種形狀及結構，以使得熱可施加至該主體10。舉例而言，該加熱器20可固定地附著至該主體10之一外圓周表面以供應熱。
該罩蓋50具有一形成於其一頂部處的孔隙52且與該主體10之一上部部分結合，具有內板30插入於罩蓋50與主體10之間。較佳地，該孔隙52之尺寸大於將在下文描述之內板30之一出口34b之尺寸。當該罩蓋50與該主體10結合時，內板30之一凸緣部分31藉由該罩蓋50之支撐而緊密附著至該主體10之該開口14的一周邊部分。
該內板30具有：一平坦板狀基底構件36a，其由銅、鈹銅合金、磷青銅及其
類似者製成；及凸緣部分31，其形成於該基底構件36之一主表面的邊緣處。該凸緣部分31以一與該開口14之形狀大體上相同的形狀形成，以便當內板30配置於主體10之開口14上時，覆蓋開口14之所有邊緣。舉例而言，當主體10具有一具有圓形、橢圓形或六邊形形狀之開口14時，亦可以一類似於該開口14之形狀的形狀實施該凸緣部分31。
內板30具有一分割壁33，其在該基底構件36a之一厚度方向上形成於該基底構件36a之一中間部分中，以便將該基底構件36a之一內部分割為第一層空間32a及第二層空間32b。該第一層空間32a藉由一提供於該基底構件36a之一表面處的入口34a而在該內板30之一底側處暴露，且該第二層空間32b藉由提供於與該基底構件36a之該一表面相反的另一表面處的出口34b而在該內板30之一頂側處暴露。當該主體10、該內板30及該罩蓋50如圖2中所示結合在一起時，該內板30之該底側面對該主體10，且該內板30之該頂側面對該罩蓋50。
該內板30亦具有第一通道35及第二通道37。該等第一通道35使該第一層空間32a在該內板30之一徑向方向上暴露於基底構件36a之一外側表面36。該等第二通道37使該第二層空間32b亦在一徑向方向上暴露於基底構件36a之該外側表面36。亦即，該等第一通道35使基底構件36a之一內側上的該第一層空間32a可與基底構件36a之外側表面36上的一空間39連通，且該等第二通道37使基底構件36a之一內側上的該第二層空間32b可與基底構件36a之外側表面36上的該空間39連通。當該主體10、該內板30及該罩蓋50如圖2中所示結合在一起時，基底構件36a之外側表面36上的該空間39指代一形成於該內板30之基底構件36a之外側表面36與該罩蓋50之一內側表面之間的空間。
根據該內板30之前述結構，一蒸發於主體10之一內部空間中的沈積材料(
下文中，亦被稱為「蒸氣」)經由形成於內板30內之內部通道38排至主體10之外側。此處，該等內部通道38指代經形成以使該蒸氣可連續地依序流經該內板30之入口34a、該第一層空間32a、該等第一通道35、基底構件36a外之空間39、該等第二通道37、該第二層空間32b及該內板30之出口34b的流場。
該沈積材料可包括用於形成有機層之有機材料或用於形成導電層之導電材料。該有機層可包括有機二極體或電激發光(EL)裝置之射極層(emitter layer)。有機層可進一步包括一電子轉移層、一電洞轉移層、一電洞注入層及一電子注入層。電子轉移層、電洞轉移層、電洞注入層及電子注入層為由有機化合物製成的有機薄膜。導電層可包括藉由層壓在有機層上而產生的陽極或陰極。
將描述根據本發明之實施例的用於沈積之坩鍋組件的操作。如圖2及圖4中所示，在主體10中受到加熱且蒸發之沈積材料M經由位於主體10之上部部分處的內板30之入口34a引入至該第一層空間32a中。此蒸氣化之材料接著在該第一層空間32a內自垂直z方向彎轉約90度至徑向方向r，從而使該蒸氣穿過基底構件36a中之第一通道35且進入基底構件36a之外側表面36上的空間39中。接著，該沈積材料M在基底構件36a之外側表面36上的空間39內作自+r方向至-r方向的180度轉向，以使得該沈積材料在-r方向上穿過基底構件36a中之第二通道37且進入至第二層空間32b中。在第二層空間32b內，蒸氣路徑自-r方向彎轉90度至垂直方向z。接著，該蒸氣化之沈積材料M經由出口34b自第二層空間32b排出，且該蒸氣化之沈積材料M接著穿過該第二層空間32b上方之罩蓋50的孔隙52。
根據此實施例之坩鍋組件，該主體10內之內部壓力歸因於內板30之結構而增加，在該內板30中，該蒸氣M之路徑彎轉且旋轉總計360度。因此，需要
在該坩鍋組件內施加較大量之內部壓力，藉此改良該材料之沈積速率之穩定性。此外，歸因於內部壓力之增加，有可能防止由於可熔材料的昇華而使形成於該坩鍋組件中的孔隙阻塞。此外，內板30藉由覆蓋形成於主體10之上部部分處的開口14而實質上充當屏障，以使得有可能防止可熔材料濺至主體10之外側。
因為該內板30未定位於該主體10內，所以主體內之固體材料之容量未因該內板30之存在而減少。亦即，可基於具有預定容積及容量之主體10而最大化每一電荷(per one electric charge)之持續操作時間。
同時，在此實施例中，類似於出口34b，入口34a可僅形成於基底構件之該一表面的中央部分處。換言之，該入口34a可經形成以使得第一層空間32a之一部分未自該內板30之底側直接暴露。藉由如此進行，與該第一層空間之全部自該內板30之底側暴露的狀況相比，該蒸氣行進之路徑較長。因此，可藉由減小入口34a之尺寸而進一步增加主體10內之內部壓力。因而，該內板30可經設計以使得將產生特定內部壓力。
現參看圖5，圖5為展示使用根據本發明之實施例之用於沈積之坩鍋組件的沈積速率的圖表。Alq3使用為昇華材料。
如圖5中所示，將昇華材料插入至坩鍋組件中，且坩鍋組件操作歷時108小時。在54小時之操作後，該坩鍋組件之操作暫時停止歷時約18小時的遮罩測試時段(MTP)。在該MTP後，坩鍋組件之操作繼續剩餘的36小時，同時量測沈積速率。
在填料僅一次後，此實施例之坩鍋組件之沈積速率穩定維持於約2埃(Å)/秒歷時108小時。因此，當使用此實施例之具有內板的用於沈積之坩鍋組件時，由於該坩鍋組件之主體內增加之內部壓力，有可能防止孔隙由材料堵塞
，且因此可在長時期中穩定維持該坩鍋組件之沈積速率。
雖然已結合特定例示性實施例描述本發明，但應理解本發明不限於所揭示之實施例，而是相反意欲涵蓋包括於隨附申請專利範圍及其均等物之精神與範疇內的各種修改及等效配置。
10‧‧‧主體
12‧‧‧內部空間
14‧‧‧開口
20‧‧‧加熱器
30‧‧‧內板
31‧‧‧凸緣部分
34b‧‧‧出口
35‧‧‧第一通道
36‧‧‧外側表面
36a‧‧‧基底構件
37‧‧‧第二通道
50‧‧‧罩蓋
52‧‧‧孔隙
Claims (12)
- 一種坩鍋組件，其包含：一主體，其具有一容納一沈積材料之內部空間及一配置於該內部空間之一上部部分處的開口；一罩蓋，其具有一配置於該主體之一頂部處的孔隙且與該主體結合；及一內板，其配置於該主體與該罩蓋之間，該內板覆蓋該主體之該開口，該坩鍋組件包括內部通道，該等內部通道經配置以使來自該主體之該內部空間的該沈積材料之蒸氣可經由一配置於該內板之一外側表面與該罩蓋之一內側表面之間的空間排至該罩蓋中之該孔隙之外側；其中該內板包含：一基底構件；一分割壁，其在該基底構件之一厚度方向上配置於該基底構件之一中間部分處，該分割壁將該基底構件之一內部分割為第一層空間及第二層空間；一入口，其使該第一層空間可自該基底構件之一底側暴露；一出口，其使該第二層空間可自該基底構件之一頂側暴露；複數個第一通道，其使該第一層空間可與該基底構件之一外側表面連通；及複數個第二通道，其使該第二層空間可與該基底構件之該外側表面連通。
- 如申請專利範圍第1項之坩鍋組件，其中該等內部通道經配置以使該蒸氣可連續地流經該入口、該第一層空間、該等第一通道、該基底構件之該 外側表面、該等第二通道、該第二層空間及該出口。
- 如申請專利範圍第1項之坩鍋組件，其中該等第一通道徑向配置於該基底構件之一側表面中。
- 如申請專利範圍第3項之坩鍋組件，其中該等第二通道徑向配置於該基底構件之該側表面中。
- 如申請專利範圍第1項之坩鍋組件，其中該入口配置成自該基底構件之該底側暴露該第一層空間之全部。
- 如申請專利範圍第1項之坩鍋組件，其中該基底構件包含一選自一由銅、鈹銅合金及磷青銅組成之群的材料。
- 如申請專利範圍第1項之坩鍋組件，其進一步包含一加熱器以將熱供應給該主體，該加熱器附著至該主體之一外圓周表面。
- 一種內板，其包含：一基底構件；一分割壁，其在該基底構件之一厚度方向上配置於該基底構件之一中間部分處，該分割壁將該基底構件之一內部分割為第一層空間及第二層空間；一入口，其使該第一層空間可自該基底構件之一底側暴露；一出口，其使該第二層空間可自該基底構件之一頂側暴露；複數個第一通道，其使該第一層空間可與該基底構件之一外側表面連通；及複數個第二通道，其使該第二層空間可與該基底構件之該外側表面連通，複數個內部通道經配置以使一經由該入口引入之流體可連續地依序流經該入口、該第一層空間、該等第一通道、該基底構件之該外側表面、該等第二通道、該第二層空間及該出口。
- 如申請專利範圍第8項之內板，其中該等第一通道徑向配置於該基底構件之一側表面中。
- 如申請專利範圍第9項之內板，其中該等第二通道徑向配置於該基底構件之一側表面中。
- 如申請專利範圍第8項之內板，其中該入口配置成自該基底構件之該底側暴露該第一層空間之全部。
- 如申請專利範圍第8項之內板，其中該基底構件包含一選自一由銅、鈹銅合金及磷青銅組成之群的材料。
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