OLED蒸鍍用坩堝的性能對比：鉭、石墨、氮化硼

說到顯示技術，大家最熟悉的可能還是LCD和LED液晶顯示屏，但若您現在再去商城采購，會發現OLED（有機發光二極管）顯示技術已經成為了新的主流。

OLED技術是指有機半導體材料和發光材料在電場驅動下，通過載流子注入和復合導致發光的現象。作為一種固態自發光技術，OLED不需要以前用LCD搭配LED背光源的組合，因此可以將電視厚度做得很薄，可視角度更廣、功耗更低、色彩也更豐富，并且可以在塑料、樹脂等不同的柔性襯底材料上進行生產，實現軟屏，因此越來越受到消費者的喜愛。

在OLED的制造工藝中，“蒸鍍”是其中的精華部分也是難點，是指在高真空狀況下，將所要蒸鍍的材料利用電阻或電子束加熱，在真空腔體內使用坩堝加熱OLED材料使原子蒸發，到達并附著在基板表面上的一種鍍膜技術。

OLED發光原理示意圖

在OLED中，除了發光材料外，就連金屬電極等也是這么蒸上去的，因此坩堝的好壞直接影響著OLED制程的良率。若選擇不合適的坩堝，就會造成坩鍋里的材料蒸鍍不完全，達不到設備要求的沸點，無法附著在基板表面上，不僅浪費時間、人力，還會造成蒸鍍材料無法有效應用、制程良率變差，增加原物料成本負擔。因此選用一個好坩堝，就是一個好的開始。

OLED蒸鍍用坩堝的材質選擇

常用的支撐物有：W、Mo、Ta，耐高溫的金屬氧化物、陶瓷或石墨坩堝等，不過也要注意支撐材料與蒸發物之間可能會發生反應。目前OLED蒸鍍材料主要以有機物和金屬為主，可使用以下三種材質的坩堝。

1鉭(Ta)

鉭是一種堅硬藍灰色的稀有過渡金屬，它具高延展性、化學穩定性高，不與其他化合物質發生反應，熔點高達2996°C，主要存在于鉭鐵礦中。鉭的硬度適中，富有延展性，可以拉成細絲式制薄箔。其熱膨脹系數很小。鉭有非常出色的化學性質，具有極高的抗腐蝕性。無論是在冷和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應。

鉭可用來制造蒸發器皿等，也可做電子管的電極、整流器、電解電容，也常作為合金的次要成份，醫療上用來制成薄片或細線，縫補破壞的組織。鉭的抗腐蝕性主要來源于其表面生成的穩定的五氧化二鉭（Ta2O5）保護膜，能很好地抵御氧化，所以可作真空蒸鍍部件的坩鍋材料。許多抗腐蝕部件都需要用到鉭。

2特種石墨(Graphite)

石墨是一種結晶形碳。顏色有深黑色，鐵墨色至深灰色。溶點3652℃、沸點4827℃。質軟、表面細滑、可導電、化學性質不活潑，與酸、堿等不易反應，常常被拿來制作成坩堝，是作為多種類少數量的合金熔解最適合使用的坩堝，由于其具有良好的高溫性能和很長的使用壽命，而被應用于大型的合金冶煉鑄造工藝及礦石的熔解分析中。同時，石墨坩鍋很好的液體及氣體防滲透性，可耐高溫，抑制粉塵產生。

但由于石墨坩堝在使用時基本都處于高溫條件下，而且周圍存在很多空氣，因為很容易被氧化。而且在冶煉鑄造、熔融工藝中，石墨坩堝會被嚴重腐蝕，降低其使用壽命。為了提高石墨坩堝的使用壽命，還可以往石墨坩堝中添加碳化硅等材料增強其耐腐蝕性。

3熱解氮化硼(PBN)

熱解氮化硼（PBN）是一種六方晶系的先進陶瓷材料，呈象牙白色，無毒，純度可以達到99.999%，耐酸堿，抗氧化，導熱性好，表面致密好，耐高溫，無孔隙、易加工。它是在高溫、高真空條件下，采用含硼氣體（BCl3或B2H6）當原料，以化學氣相沉積法方式制作，不過因B2H6有劇毒，目前多以BCl3為原料。這當中含硼氣體經過熱解（1500~1800℃）與NH3在高溫反應室內反應成氮化硼固體。

PBN材料的生長過程類似于“落雪”，即反應中生長的六角形BN小雪片不斷地堆落在加熱的石墨基體（芯模）上，隨著時間的延長，堆積層在加厚，即形成了PBN的殼體，脫模取下即是獨立的、純的PBN部件，留于其上即是PBN涂層。相同的方法也可以用于制備PBN板材。

熱解氮化硼生長示意圖

PBN坩堝的高純度是因為它的制備過程無須添加任何燒結劑，因此在真空下的使用溫度高達1800度，氣氛保護下使用溫度最高可達2100℃（一般用氮氣或者氬氣），目前在蒸鍍/分子束磊晶（MBE)/GaAs長晶等用途上用最多。不過因沉積速度很慢，因此PBN坩堝價格相當昂貴，多為小尺寸坩堝。

該怎么挑選？

當然是要從實際出發，結合生產工藝要求再進行選擇。比如說蒸鍍材料不同，可以配合的坩鍋也就不同，因為要升溫到材料要求的沸點并不是每個材質的坩鍋都能配合，所以得依據材料特性量身定做，才能達到將材料充份蒸鍍的目的。此外，坩堝材質的密度、熱導率等也是要根據實際生產情況來決定。因此OLED蒸鍍用坩堝一般都需經客制化生產，才能達到好的效果。

蒂姆（北京）新材料科技有限公司

主營產品：金顆粒、金絲、銅靶材、銀靶材、鋁靶材、晶振片、單晶硅片、氮化硼坩堝、鍵合金絲

電話：010-56073481   18201317600

微信：18201317600

QQ：2031869415

官網：http://www.forsterkuechen.com/

阿里巴巴店鋪： https://dmmaterial.1688.com/