ExploraVAC PVD VLTE 有机热蒸发器，20 英寸立方不锈钢，有机物低温蒸发器，有机染料 LTE 沉积，OLEDS 发射层的有机薄膜沉积，6 个热坩埚

该箱式真空镀膜机系统专为实验室环境下对温度敏感的有机和有机金属化合物进行真空低温蒸发和沉积而设计。该腔体体积为 20 x 20 x 20 英寸立方，由不锈钢制成。它有 6 个热蒸发坩埚，装载容量为 10 cc，总容量为 15 cc。它配备了许多功能，包括一个定制的 6 英寸旋转基片支架。它有 2 个 Inficon QCM 传感器和一个内置 Inficon STM-2 厚度控制器，具有手动和自动处理模式。如有需要，可以为基片支架添加辐射加热器。沉积过程可以是连续的，也可以是共沉积的。其他功能包括 2 个反应沉积气体入口、带重力快门的门视窗和用于观察涂层进度的腔体照明、气动源和基片快门、故障安全机制、烟囱灯和警报形式的视觉和音频状态指示器。

该系统包括一个内置的 15.5 英寸触摸屏显示器，配备不过期的 AutoExplor™ 软件基本版，由板载 Windows 计算机运行，可控制所有腔室和沉积过程功能。所有电子元件均通过北美 UL 认证。该系统在下柜中安装了直接视在坩埚线圈功率、电压和负载电流测量模块和显示单元。

该系统可以蒸发常见的有机和有机金属材料，如 PMMA、AIQ3、CuPc、MAI、富勒烯 - C60 和苝衍生物，如 PTCDA 和 PDI。还可以蒸发用于介电材料沉积的多种有机基前体，如 SiO2、TiO2、Al2O3、GeO2。

腔室由 Edwards nXDS20i 干式涡旋泵粗抽，由 Pfeiffer HiPace 300 涡轮分子泵精抽，在适当调节的情况下，基底压力为 3 x 10-7 Torr。沉积前，坩埚可加热至 100 °C 以干燥样品。安装低温泵以捕获水分。每个陶瓷坩埚袋都包裹在带有 PID 温度控制器的加热线圈中，以确保样品不会过热。

我们可以为您的 VLTE 工艺定制配方。我们会在发货前对您的工艺进行全面测试。我们还可根据要求提供 SOP 的现场或虚拟培训。我们的系统提供标准的一年保修。交货时间为采购订单确认后的 90 天。

ExploraVAC PVD VLTE 有机热蒸发器：

• 全封闭式 20” 焊接不锈钢真空室，带内部防护罩
• 6 个坩埚，15.0 cc，10 cc 负载容量
• 坩埚温度范围：30 – 800 °C
• 兼容氧化铝、氧化锆、钨、石墨、石英坩埚
• 旋转基片支架（定制）
• 气动百叶窗
• 2 个 QCM 传感器
• 基底辐射加热器（可选）
• 带重力快门的 6 英寸视口门
• 快速锁扣前门关闭装置
• 通过视口 LED 室内照明
• 15.5 英寸 LCD 触摸屏
• Edwards nXDS20i 干式涡旋真空泵
• 普发 HiPace 300 涡轮泵
• 坩埚线圈视在功率测量和显示
• 最大线圈功率 - 160W
• 每个坩埚均采用 PID 温度控制
• 视觉和音频运行状态指示器
• 故障安全机制

PVD 热蒸发沉积概述


图 1. PVD 工艺过程中舟皿中目标材料热蒸发示意图。

热蒸发物理气相沉积 (PVD) 是一种简单的方法，用于在真空环境中将材料薄膜沉积到基板上。金属和非金属薄膜都可以通过这种方法沉积。在沉积过程中，材料被加热直至熔化并蒸发，然后蒸汽升起并凝结到较冷的基板上，形成薄膜。某些材料（如 Cr）只是升华而不熔化，从而达到最佳沉积蒸汽压。蒸汽分子的平均自由程必须足够长，以避免与腔室中的残留气体发生碰撞。这是通过确保在开始蒸发之前基准压力降至计算阈值以下来实现的。

我们的腔体由 Pfeiffer HiPace 涡轮分子泵在几分钟内抽至 10-7 Torr 以下，在此气压下，蒸汽的平均自由程增加到 40 英寸以上，大约是沉积过程投射距离的四倍。这确保了我们的系统高效且无污染地沉积。QCM 传感器是一种常见的薄膜厚度监测器，集成在 PVD 腔体中，用于不断反馈沉积速率和薄膜厚度。

VLTE 有机材料沉积原理
真空低温蒸发 (VLTE) 是一种在真空条件下相对较低的温度下将材料薄膜沉积到基板上的方法。源材料被加热到刚好蒸发而不会分解或反应的程度。对于有机材料，这种技术特别有用，因为许多有机化合物对高温敏感，如果暴露在过多的热量下会降解。在 VLTE 中，要沉积的材料在真空下在坩埚中加热，直到蒸发或升华。材料不会像传统热蒸发那样直接与加热元件接触。真空环境降低了材料的沸点，使其在较低的温度下蒸发。然后，这种蒸汽凝结在基板上，形成薄膜。对于有机材料，这个过程是经过严格控制的，以防止分解并确保高质量的薄膜。VTLE 工艺的工作温度范围高达约 800°C，超过此温度，大多数热稳定有机化合物开始分解，从而改变薄膜涂层的化学结构，导致薄膜缺陷。

VLTE 有机薄膜涂层材料示例

图 2. 三(喹啉-8-醇)铝 AlQ3

AlQ3 是一种黄色粉末，熔点为 410 – 430 °C。AlQ3 通常用作 OLED 中的电子传输层。它有助于电子从阴极传输到发射层。AlQ3 还可以用作发射层材料，在电子和空穴复合时会发光。它通常发出绿光。

图 3. 苝衍生物

苝衍生物是一类由苝衍生的有机化合物，由于其优异的电荷传输和发光特性，常用于有机光伏和光电探测器。苝衍生物的一个例子是苝四羧酸二酐 (PTCDA)。PTCDA 是一种深红色粉末，熔点为 403°C。它用于有机场效应晶体管 (OFET)、有机光伏 (OPV) 和有机发光二极管 (OLED)。它具有高热稳定性、良好的电子迁移率和在可见光谱中的强吸收性。用于为涂料提供红色颜料。

图 4. 富勒烯 - C60

富勒烯，例如 C60，颜色为深紫色，熔点约为 600 °C（升华）。富勒烯通常用作有机光伏器件（OPV）中的电子受体。它们从供体材料中接受电子，从而促进有效的电荷分离和传输。它们具有较高的电子亲和力和迁移率，从而提高了太阳能电池的整体效率。C60 还广泛用于生产钙钛矿太阳能电池、光电探测器、有机发光二极管 (OLED) 和有机场效应晶体管 (OFET)。

图 5. 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)
PMMA 是一种透明的热塑性聚合物，用于光学涂层和光刻中的抗蚀剂材料，熔点为 160°C。PMMA 广泛用作电子束光刻中的正性抗蚀剂。当暴露于电子束时，PMMA 会发生断链，使暴露区域更易溶于显影液。这允许在基板上创建高分辨率图案。PMMA 可用于通过暴露于紫外线在基板上形成图案，然后进行显影以去除暴露区域。
它还可用作电子和光电设备中的介电材料，其中 PMMA 可充当导电层或元件之间的绝缘层。它具有提供良好电绝缘性的优点，并且可以沉积成薄而均匀的层。PMMA 具有出色的光学透明度和透光性，非常适合用于光学涂层。

应用：有机材料低温蒸发（VLTE）

1.有机光伏电池（OPV）：
有机薄膜用于太阳能电池以吸收光并将其转化为电能。
VLTE 可以精确沉积活性层，从而提高 OPV 的效率。

2.有机薄膜晶体管（OTFT）：
用于柔性电子产品和显示器。
VLTE 提供高质量的有机半导体层，以实现更好的设备性能。

3.传感器：
有机材料可用于化学和生物传感器。
VLTE 可以沉积可与目标分析物相互作用的敏感有机薄膜。

4.有机激光器：
开发用于各种光学应用的有机半导体激光器。
需要精确控制有机薄膜的厚度和成分，可通过 VLTE 实现。

5.有机发光二极管（OLED）：
VLTE 用于沉积 OLED 中的有机层，这对于显示器和照明至关重要。
它确保高效发光和设备性能所需的均匀薄膜。

简单 OLED（有机发光二极管）中的各层的排列可以从下到上描述如下：

图6.有机发光二极管基本结构

• 基板：通常由玻璃或柔性塑料材料制成，为 OLED 提供机械支撑。


• 阳极：一种透明层，通常由氧化铟锡 (ITO) 制成，可允许光线穿过并将正电荷载流子（空穴）注入设备中。


• 空穴传输层（HTL）：该层促进空穴从阳极到发射层的传输。


• 发射层 (EML)： OLED 的核心，光由此产生。此层包含有机分子或聚合物，当在电极上施加电压时，它们会发光。


• 电子传输层 (ETL)：该层促进电子从阴极到发射层的传输。


• 阴极：通常由铝或钙等材料制成的金属层，用于将电子注入设备。



OLED（有机发光二极管）因其色彩鲜艳、对比度高、灵活性强、节能等特点而具有广泛的应用。

主要应用包括：显示屏：

• 智能手机：高端显示器。
• 电视：卓越的图像质量。
• 可穿戴设备：智能手表和健身追踪器。
• 监视器：专业的视觉工作。
• 数字标牌：公共广告和信息显示。
• 柔性显示器：可折叠和可卷曲的屏幕。


概括
真空低温蒸发是沉积有机薄膜的关键技术，在温度控制和薄膜均匀性方面具有优势。尽管存在与材料敏感性和工艺复杂性相关的挑战，但它在先进有机电子和光电子器件的生产中发挥着至关重要的作用。适当优化和控制沉积参数对于获得高质量薄膜并确保有机基器件的性能和可靠性至关重要。