有機發光二極體(OLED)陰極材料的金屬鍍層,會選用低功率函數的金屬,讓元件有較快的反應速度。小尺寸常見的是鎂+銀(蒸鍍溫度約為700℃+1200℃,共鍍),大尺寸為鋁(蒸鍍溫度約為1250℃)。除了以上的陰極材料,大尺寸的緩衝絕緣層LiF(蒸鍍溫度約為750℃),這些都必須使用PBN坩堝進行蒸鍍作業。
在蒸鍍作業中,使用的是真空氣氛,好的PBN坩堝,在此環境下不會有氣體蒸發出來,污染鍍層。要控制PBN坩堝不含有低蒸氣壓氣體,PBN坩堝生產時使用的氣體種類與純度控制,CVD生產製程控制(避免產生缺陷與包入氣體等)與坩堝後製處理手續都是關鍵的因素。
此外,目前PBN坩堝最大的問題在於使用壽命(易破裂或發生裂痕),特別在鋁金屬蒸鍍上更為嚴重。PBN坩堝發生破裂或裂痕的主要原因有:
1.蒸鍍腔中的真空度不足 :若真空度不足,含有氧氣,PBN坩堝會與氧反應生成B2O3,B2O3易吸水且熱膨脹係數較大,會降低PBN坩堝壽命,並且會污染鍍層。
2.降溫速度過快 :雖然PBN坩堝的熱衝擊性很好 ,但是若降溫速度過快,仍然會累積熱應力,降低PBN坩堝壽命。除此之外,若坩堝有殘留金屬,因金屬與PBN坩堝的熱膨脹係數差異,也會讓坩堝底部產生微裂痕。因此建議每次操作 ,都盡量把金屬燒乾,以延長PBN坩堝的壽命。
3.坩堝本身的缺陷 :在CVD生產PBN坩堝過程,要盡量讓BN的晶粒緻密且大小一致,並避免產生微裂痕、包入氣體,因為這些缺陷都會降低坩堝壽命。
4.好的降溫設計 :蒸鍍機的降溫設計也會影響PBN坩堝壽命。
5.合適的坩堝形狀與尺寸設計:坩堝太厚散熱不易且內應力較大,太薄不易製作且若晶粒太大會讓強度不足,因此坩堝整體的形狀與尺寸設計是相當重要的 ,也需與蒸鍍機的降溫設計搭配 。
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