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说到显(xian)示(shi)(shi)技(ji)术，大(da)家最熟悉的(de)可能(neng)还是LCD和LED液晶显(xian)示(shi)(shi)屏，但若您现(xian)(xian)在(zai)再(zai)去商(shang)城采(cai)购，会发现(xian)(xian)OLED（有(you)机发光二极(ji)管）显(xian)示(shi)(shi)技(ji)术已经成为了新(xin)的(de)主(zhu)流。

OLED技(ji)术是指有机(ji)半导体(ti)材(cai)料(liao)和(he)发光(guang)材(cai)料(liao)在电(dian)场驱动下，通(tong)过载(zai)流子注入(ru)和(he)复(fu)合导致发光(guang)的(de)现象(xiang)。作为一种(zhong)固态(tai)自(zi)发光(guang)技(ji)术，OLED不需要以前用LCD搭配LED背光(guang)源(yuan)的(de)组合，因(yin)(yin)此(ci)可(ke)以将电(dian)视厚度做(zuo)得很薄(bo)，可(ke)视角度更广、功(gong)耗更低、色彩也更丰富(fu)，并且可(ke)以在塑料(liao)、树脂(zhi)等(deng)不同的(de)柔性(xing)衬底(di)材(cai)料(liao)上进行生(sheng)产，实(shi)现软屏，因(yin)(yin)此(ci)越(yue)来越(yue)受到消费者的(de)喜爱。

LG的OLED屏幕宣传图

在OLED的制造工艺中，“蒸镀”是其中的精华部分也是难点，是指在高真(zhen)空状况下，将所(suo)要蒸镀的材料(liao)利用电阻或(huo)电子束加热，在真(zhen)空腔(qiang)体(ti)(ti)内使用坩埚加热OLED材料使原子蒸发，到达并附着在基板表面上的一种镀膜技术。

OLED发光原理示意图

在OLED中，除了发光材料外，就连金属电极等也是这么蒸上去的，因此坩埚的好坏直接影响着OLED制程的良率。若选择不合适的坩埚，就会造成(cheng)坩锅里的材料蒸(zheng)镀(du)不完全，达不到设(she)备要求的沸(fei)点(dian)，无(wu)法附着在基板表面上，不仅浪费时(shi)间(jian)、人力，还会造成(cheng)蒸(zheng)镀(du)材料无(wu)法有效应用、制程良率变(bian)差，增加(jia)原物料成(cheng)本负担。因此选用一个(ge)好坩埚，就是一个(ge)好的开始(shi)。

OLED蒸镀用(yong)坩埚的材质选(xuan)择

常用的支撑物有：W、Mo、Ta，耐高温的金属氧化物、陶瓷或石墨坩埚等(deng)，不过也要(yao)注意支撑(cheng)材料与蒸(zheng)发(fa)物之间可能(neng)会发(fa)生反(fan)应(ying)。目前OLED蒸镀材料主要以有机物和金属为主，可使用以下三种材质的坩埚。

1、钽(Ta)

钽是(shi)一(yi)种坚硬蓝灰色的稀有过渡金(jin)属，它具高延展(zhan)性、化学(xue)稳定性高，不与(yu)其他(ta)化合物质发生反应(ying)，熔点(dian)高达(da)2996°C，主要存在于钽铁矿中。钽的硬度适中，富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水(shui)”都不反(fan)应。

钽坩埚

钽可用来(lai)(lai)制造蒸发器(qi)皿等，也可做电(dian)子管的电(dian)极、整流器(qi)、电(dian)解电(dian)容，也常(chang)作为合金的次(ci)要(yao)成(cheng)份，医疗(liao)上用来(lai)(lai)制成(cheng)薄片(pian)或细线，缝补(bu)破坏的组织。钽的抗(kang)腐蚀性主要(yao)来(lai)(lai)源于其表面生成(cheng)的稳定(ding)的五氧化二钽（Ta₂O₅）保护膜，能很好(hao)地抵御氧(yang)化，所(suo)以可作真空蒸镀部(bu)件(jian)的坩锅材料。许(xu)多抗腐(fu)蚀部(bu)件(jian)都需要用到钽。

2、特种石墨(Graphite)

石墨是(shi)一种(zhong)结晶形(xing)碳(tan)。颜色(se)(se)(se)有深黑色(se)(se)(se)，铁墨色(se)(se)(se)至深灰色(se)(se)(se)。溶点(dian)3652℃、沸点4827℃。质软、表面细滑、可导电、化学性质不(bu)活泼，与酸(suan)、碱等不(bu)易反应(ying)，常(chang)常(chang)被(bei)拿来制作(zuo)成坩(gan)埚，是(shi)作(zuo)为多(duo)种类(lei)少数量的(de)(de)(de)合金(jin)熔解最适合使(shi)用的(de)(de)(de)坩(gan)埚，由于(yu)其(qi)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)高温(wen)(wen)性能(neng)和(he)很长的(de)(de)(de)使(shi)用寿命，而(er)被(bei)应(ying)用于(yu)大(da)型的(de)(de)(de)合金(jin)冶炼铸造工艺及(ji)矿石(shi)的(de)(de)(de)熔解分析中。同时(shi)，石(shi)墨坩(gan)锅(guo)很好的(de)(de)(de)液体及(ji)气体防渗(shen)透(tou)性，可耐高温(wen)(wen)，抑制粉尘产生(sheng)。

石墨坩埚

但由于石(shi)墨坩埚在(zai)使用时基本都处于高温(wen)条(tiao)件下，而且(qie)周围存在(zai)很(hen)多空气，因为很(hen)容易被(bei)氧化。而且(qie)在(zai)冶炼铸造(zao)、熔融工(gong)艺中，石(shi)墨坩埚会被(bei)严重腐蚀(shi)，降低其使用寿命。为了提高石(shi)墨坩埚的(de)使用寿命，还可以往石(shi)墨坩埚中添加碳化硅等材料增强其耐腐蚀(shi)性(xing)。

3、热解氮(dan)化(hua)硼(PBN)

热解氮化硼（PBN）是一种六方晶系的(de)先进陶瓷材料，呈象牙白色，无毒，纯度可以达(da)到99.999%，耐酸碱，抗氧化(hua)，导(dao)热性好，表面致(zhi)密好，耐高(gao)(gao)温，无孔(kong)隙、易(yi)加工。它(ta)是(shi)在(zai)高(gao)(gao)温、高(gao)(gao)真空(kong)条件下，采用含(han)硼气体（BCl₃或B₂H₆）当(dang)原料(liao)，以化学(xue)气(qi)相沉积法方式(shi)制作，不过因(yin)B₂H₆有剧毒，目前多以BCl₃为(wei)原料。这当中(zhong)含硼气体经过(guo)热解（1500~1800℃）与NH₃在高(gao)温反应室内反应成氮(dan)化(hua)硼(peng)固体。

PBN材料的生长过程类似于“落(luo)雪”，即反应中生长的六角形BN小雪片不断地堆落在加热的石墨基体（芯模）上，随着时间的延长，堆积层在加厚，即形成了PBN的壳体，脱模取下即是独立的、纯的PBN部件，留于其上即是PBN涂层。相同的方(fang)法也可以用于制备(bei)PBN板(ban)材。

热解氮(dan)化硼生长示意图(tu)

PBN坩埚的高纯度(du)(du)是因为它的制备过程无须添加任何烧(shao)结(jie)剂，因此在真(zhen)空下的使用温(wen)度(du)(du)高达1800度，气氛保护下使用温度最高可达2100℃（一般用氮气或者氩气），目前在蒸镀(du)/分子束磊晶（MBE)/GaAs长晶等用途(tu)上用最多。不(bu)过因(yin)(yin)沉积速度很慢，因(yin)(yin)此PBN坩埚价格相当昂贵，多为小尺(chi)寸(cun)坩埚。

PBN坩埚

该怎么挑选？

当然是要(yao)从实际出发，结合生产工艺要(yao)求再进行选择。比如说蒸(zheng)(zheng)镀材(cai)料(liao)不同，可以(yi)配(pei)合的坩(gan)锅(guo)(guo)也(ye)就不同，因为要(yao)升温到材(cai)料(liao)要(yao)求的沸(fei)点(dian)并不是每个材(cai)质的坩(gan)锅(guo)(guo)都(dou)能(neng)配(pei)合，所以(yi)得(de)依据材(cai)料(liao)特(te)性量身定做，才(cai)能(neng)达到将材(cai)料(liao)充份蒸(zheng)(zheng)镀的目的。此(ci)外(wai)，坩(gan)埚(guo)材(cai)质的密度、热导率(lv)等也(ye)是要(yao)根据实际生产情况来决(jue)定。因此(ci)OLED蒸(zheng)(zheng)镀用(yong)坩(gan)埚(guo)一般都(dou)需(xu)经客制化生产，才(cai)能(neng)达到好的效(xiao)果(guo)。

 

参考资料来源：科富應用材料有(you)限公司

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