有機材料的蒸發器及蒸發有機材料的方法
2023-11-03 01:07:32 1
專利名稱：有機材料的蒸發器及蒸發有機材料的方法
技術領域：
本發明的實施例是關於使有機材料汽化，例如使有機材料汽化的蒸發器，蒸發有機材料的方法。詳言之，這些實施例是關於汽化三聚氰胺(melamine)的蒸發器及其操作方法。
背景技術：
一般而言，有機材料(如三聚氰胺)可被蒸發(升華)。通常，欲汽化的材料是配置在矩形坩堝中，而在坩堝中設置該欲汽化的材料。坩堝可置放於汽化器管中，且該汽化器管可用加熱組件或加熱系統來加熱。坩堝必須加熱至使有機材料蒸發的溫度。通常，汽化器管具有一開口，經汽化的材料通過該開口以沉積於一鄰近該汽化器管的開口而置放的基板上。通常，基板置放於該開口上方。然而，噴嘴蒸發器可能因此被欲蒸發的材料而堵塞。因此，希望提供一種用於蒸發材料的改良蒸發器及一種用於蒸發材料的改良方法。因此，(舉例而言)希望提供一種蒸發管，其允許汽化的材料的均勻或均質地沉積。另外，塗布裝置應易於使用及製造，且該方法應易於實施。
發明內容
根據一實施例，提供一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的有機材料的蒸發器。 該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置且適以加熱該蒸發管；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門(shutter)，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有在140°C的擋門溫度範圍內的溫度，以使得該噴嘴蓋的溫度在該擋門溫度範圍內。根據另一實施例，提供一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的有機材料的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置且適以加熱該蒸發管；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高50°C的第二溫度之間的溫度。根據另一實施例，提供一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的三聚氰胺的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔；至少一個加熱裝置，其經配置以加熱該蒸發管；該蒸發管具有至少一個噴嘴組件，其中該壁的平均熱導率為約200W/m · K或更高，且該壁的厚度為6mm或更高。根據另一實施例，提供一種適於在一撓性基板上汽化三聚氰胺的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置且適以將該蒸發管加熱至200°C至350°C的範圍內的溫度，且蒸發管的該溫度的溫度均勻性為士3% ；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高50°C的第二溫度之間的溫度，且其中提供一用於加熱該擋門的擋門加熱器或該擋門具有4mm或4mm以下的厚度。根據另一實施例，提供一種用於蒸發三聚氰胺的方法。該方法包括將一蒸發管中的三聚氰胺加熱至使該三聚氰胺汽化的溫度，其中該蒸發管包含一包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔的壁及至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋，及一擋門，其具有該噴嘴的該開口為基本上關閉所處的一關閉位置及該三聚氰胺可通過該開口所處的一開啟位置；將該擋門自該關閉位置移動至該開啟位置； 及將該擋門加熱至介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高 50 0C的第二溫度之間的溫度。
因此，可詳細理解本發明的上述特徵結構的方式，即上文簡要概述的本發明的更特定描述可參照實施例進行，一些實施例圖示於附加圖式中。然而，應注意，附加圖式僅圖示本發明的典型實施例，且因此不欲視為本發明範疇的限制，因為本發明可以允許其它同等有效的實施例。圖1顯示一汽化器組件的一側視圖；圖2顯示一蒸發管的一立體視圖；圖3顯示一供欲汽化的材料用的坩堝；圖4顯示該噴嘴組件的一放大側視圖；圖5顯示一擋門的一實施例；圖6顯示一擋門的另一實施例；圖7顯示一擋門的另一實施例；圖8顯示一蒸發管的一實施例的一放大側視圖；圖9顯示一蒸發管的另一實施例的一放大側視圖；及圖10以側視圖顯示一蒸發管的另一實施例。
具體實施例方式現將詳細提及各種實施例，這些實施例的一或多個實例圖標於圖中。各實例是以解釋說明方式提供且不欲作為本發明的限制。在以下圖式描述內，相同組件符號是指相同組件。一般而言，僅僅描述關於個別實施例的差異。通常，例如三聚氰胺的有機材料可在10_2mbar，且在約300°C下，尤其在約210°C與約320°C之間蒸發或升華。在另一實施例中，該有機材料在約250°C及310°C之間蒸發。一些欲升華的有機材料在比升華溫度稍高的溫度下燃燒。舉例而言，三聚氰胺在約330°C燃燒。因此，必須控制欲蒸發的材料的溫度。通常，由於必須在狹窄溫度範圍內提供熱，所以有機材料的蒸發速率不能藉由增大蒸發溫度而顯著地增加，因為材料在較高溫度下不會蒸發反而會燃燒。因此，為提供有機材料的均勻或均質塗層，對有機材料的熱供應不能以位置及時間為函數而大幅度地變化。
圖1顯示一側視圖，其說明一蒸發組件的實施例。蒸發組件1包括一蒸發管10及一噴嘴組件20。一圓筒(drum) 30支撐一撓性腹板(web)或一基板，而蒸發的材料則待沉積於該撓性腹板或基板上。因此，舉例而言，圓筒30可經冷卻以便減小該撓性基板上的熱負荷。蒸發組件1可進一步包括一容納該蒸發管及該噴嘴組件的腔室50。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，一坩堝14可提供於蒸發管10內。因此，與具有一相似蒸發管但並不包括一坩堝的實施例相比，可實現更均勻的加熱。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，一助黏劑發射器 (adhesion promoter emitter) 40可配置於蒸發器管10與圓筒30之間，以使得該助黏劑朝欲藉由欲蒸發的材料而塗布的基板或腹板投射。該助黏劑發射器可(例如)為一甲醇蒸發器。甲醇蒸發器為具有一受熱氣體導引系統及一受熱氣體噴槍的液體蒸發器。該助黏劑發射器的該氣體噴槍可經置放以使得蒸發管10中的一團欲蒸發的有機材料與一團該助黏劑混合ο蒸發管10、助黏劑發射器40及噴嘴組件20可置放於一共享腔室50中，該共享腔室具有一開口 52，且該開口 52是基本上由圓筒30關閉的，藉此，在一實施例中，可於腔室 50內提供次大氣壓力(sub-atmospheric pressure) 0根據一些實施例，該腔室內部的壓力可處於約5_3mbar至l_2mbar，通常處於約10_2mbar。腔室50內的壓力可取決於欲蒸發的材料，尤其是欲蒸發的有機材料而定。圖1更顯示出一用以抽空該腔室50的泵54。如圖1中所示，噴嘴組件20自蒸發管10突出。噴嘴組件20包括一具有一開口 24 的噴嘴蓋22，來自蒸發管10的經蒸發的材料通過該開口。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，該開口可提供為一狹縫開口，在操作時，例如三聚氰胺的經蒸發的材料通過該狹縫開口。另外，該噴嘴組件可包括一導引通道26，該導引通道26用於將來自蒸發管10的經汽化的材料導引至該噴嘴蓋的開口 24。噴嘴蓋22的開口 24可藉由一擋門 (shutter) 28選擇性地開啟或關閉。擋門28可藉由關於一軸29樞轉而自一開啟位置移動至一關閉位置，在該開啟位置中，噴嘴開口 24開啟，以使得蒸發的材料可通過該開口且沉積於該基板或該腹板上；在該關閉位置中，防止該蒸發的材料通過噴嘴開口 24。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，可使用其它移動機制。舉例而言，擋門28可藉由自該開啟位置至該關閉位置的直線移動而移動。如自圖1及圖2可見，根據一些實施例，蒸發管10具有一基本上圓柱形式。根據一實施例，一圓柱可藉由兩個平行平表面(plane surface)及一由平行直線形成的表面來形成。在一典型實施例中，該蒸發管由一圓柱形成，該圓柱具有一由平行直線的單參數族橫跨的直紋面(ruled surface)。若穿過一表面的每一點都存在一條位於該表面上的直線，則該表面為直紋面。因此，根據可與本文中所述的實施例的任何實施例組合的不同實施例，該圓柱可具有一圓形基底表面或一非圓形基底表面。根據典型實施例，該圓柱可為一橢圓柱 (circular cylinder)0通常，操作時，蒸發管10具有一基本上水平圓柱軸。該蒸發管的橫截面因此具有兩個側扇形體(lateral quadrant)，即一上扇形體及一下扇形體。如在圖1中可見，該噴嘴組件配置在該蒸發管的左側扇形體處，以使得蒸發管10且尤其是蒸發管10的噴嘴組件20 在操作時在一基本上水平的方向上引導汽化的有機材料。噴嘴組件20配置在該蒸發管的縱向方向上。因此，噴嘴組件20的開口 24可形成一狹縫開口，該狹縫具有一平行於該蒸發管的圓柱軸的縱向方向。因此，根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，可提供一具有一水平圓柱軸及一水平開口 M的水平圓柱。如圖1中所示，該蒸發管或汽化器管具有平均寬度B，及在導引方向上(亦即，在自汽化器管10至噴嘴開口 M的方向上)具有長度L的導引通道沈。因此，根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，比率B/L可為至少5。在一典型實施例中，長度L可介於約30mm至約60mm之間，尤其為約40mm。由於該長度，該導引通道可藉由一噴嘴蓋的一加熱裝置及/或蒸發或汽化器管10的一加熱裝置來被動地加熱。操作時，該導引通道可被動地加熱至接近於該蒸發管中的欲蒸發的材料的蒸發溫度的溫度。「被動加熱」意謂無加熱裝置設置於導引通道沈的一外壁處或外壁中，亦即，熱是藉由熱傳遞而自該噴嘴蓋及/或該蒸發管傳遞至導引通道26。因此，藉由被動加熱該導引通道且提供具有足夠小的長度的該導引通道，則防止在操作汽化器管10期間，欲蒸發的材料於導引通道沈的壁上的去升華 (desublimation)或冷凝。圖2顯示蒸發管10的立體視圖。在蒸發管10的外表面上，加熱裝置或加熱器18a、 18b經配置以加熱該蒸發或汽化器管10。在圖2中，顯示出兩個加熱組件，在該蒸發管的縱向軸方向上，一者在空間上設置於另一者之後。圖2中所示的兩個加熱組件18a、18b可經獨立控制，以沿汽化器管10的縱向軸提供均勻熱分布。在其它實施例中，可沿該蒸發管的縱向軸，而在空間上相繼地設置三個或三個以上的加熱組件。由於該配置，用於汽化該有機材料的溫度可在蒸發管10的縱向軸的方向上得以精確控制。因此，可改良該汽化材料沿蒸發或汽化器管10的縱向軸的沉積的均質性。如圖1中所示，一坩堝12可配置於蒸發管10中。提供坩堝12以容納欲汽化的有機材料且該坩堝在下方圖3中更詳細顯示。坩堝12具有一開放側(open side) 14，以使得該汽化的材料可容易地經由導引通道26及噴嘴開口 M而由置放於蒸發管10中的該坩堝傳遞至欲塗布的該撓性腹板或基板上。坩堝12通常置放於蒸發管10中以使得坩堝12的一邊緣16剛好配置在噴嘴組件20的導引通道沈下方或接近於噴嘴組件20的導引通道26。圖3顯示一用於置入蒸發管10中的坩堝12。根據一些實施例，坩堝12具有一基本上圓柱形式，且該坩堝的一側(例如，圖3中的上側)上具有至少一個開口 14。坩堝12 具有兩個由一壁13分離的區域12a、12b。壁13可具有一或多個孔15a、15b，通常是兩個孔。 孔15a、1 允許兩個區域12a、12b之間的氣體交換。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，當坩堝12置放於蒸發管10中時，該坩堝的橫截面具有與蒸發管10的圓柱表面的一部分對立的一部分，其中該坩堝的該圓柱基底表面的該部分(即，關於該蒸發管的該縱向軸的橫截面)具有一與蒸發管10的該橫截面的對立部分相似的形狀。如在圖 1中可見，此允許該部分具有介於蒸發管10與坩堝12之間的基本上均勻的熱傳遞。根據一些實施例，該部分可為該圓柱橫截表面的至少20%，通常至少50%，該部分並不對應於該坩堝的該開口。在另一實施例中，該部分為坩堝12的該圓柱表面的至少75%，尤其至少 90 %，該部分並不對應於該坩堝的該開口。因此，改良自蒸發或汽化器管10至坩堝12的熱傳遞，且至少沿著與蒸發或汽化器管10的該圓柱表面的該部分對立的坩堝10的該橫截部分提供在該蒸發管的橫截面中的更均質的熱分布。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，該坩堝及該蒸發器管的對應圓柱橫截表面可尤其用於蒸發三聚氰胺或其它有機材料，其自蒸發溫度至燃燒溫度的溫度範圍小，例如低於70°c，或其自期望蒸發溫度至燃燒溫度的溫度範圍小，例如低於50°C或甚至30°C。因此，操作所期望的溫度窗口範圍為約50°C或更小，諸如約30°C。鑑於小溫度範圍，極少攝氏度的溫度波動導致該溫度範圍的大百分比適於蒸發。因此，對具有適於蒸發的小溫度範圍的三聚氰胺及其它有機材料而言，難以獲得均勻蒸發速率。因此，該坩堝與該蒸發管之間的上述均勻熱傳遞可有利地用於三聚氰胺或其類似物，而該均勻熱傳遞可藉由具有對應圓柱橫截表面部分，即，沿(例如)該橫截表面的至少10%的均勻熱接觸而實現。圖4顯示噴嘴組件20的放大視圖。根據一些實施例，噴嘴蓋22可以為可釋放地連接至導引通道26。因此，假若材料已於噴嘴蓋22上冷凝或去升華，則可替換該噴嘴蓋。 該噴嘴蓋可藉由螺釘或螺栓連接至導引通道26。在另一實施例中，該噴嘴組件鉗合至導引通道26上。在另一實施例中，噴嘴蓋22被塞在導引通道26上，以使得該噴嘴蓋基本上藉由摩擦力而固持在導引通道26上。此外，可使用數種連接技術的組合。另外，根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，噴嘴蓋22具備一加熱裝置23。因此，減小該汽化材料由於該噴嘴蓋的較低溫度的冷卻及於噴嘴蓋22上所產生的冷凝或去升華。在一典型實施例中，噴嘴蓋22(尤其是鄰近該開口 24的該噴嘴蓋的這些部分)被加熱升溫至該欲汽化的有機材料的升華溫度士30°C的範圍。舉例而言，該噴嘴蓋在鄰近該噴嘴開口處可具有210°C至320°C的溫度，尤其250°C至300°C的溫度。在另一實施例中，僅僅開口 24周圍的噴嘴蓋22的一部分藉由加熱裝置23來加熱。如上所述，根據其它實施例，噴嘴開口 24可藉由一擋門26而關閉。因此，該擋門可經配置以在操作時具有一個溫度，以使得蒸發的有機材料並不會在擋門26及/或噴嘴蓋 22上冷凝或去升華。詳言之，擋門26的溫度可約與噴嘴蓋22的溫度相同或大於噴嘴蓋22 的溫度。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，該擋門可經配置以在操作該蒸發管時具有在140°C的範圍內的溫度，其中該噴嘴蓋的溫度在該範圍內。亦即，該擋門可經配置以具有為約該噴嘴蓋的溫度的溫度，例如，該溫度介於比該噴嘴蓋的溫度低50°C 的溫度與比該噴嘴蓋的溫度高50°C的溫度之間。通常，該溫度可介於比該噴嘴蓋的溫度低 300C的溫度與比該噴嘴蓋的溫度高30°C的溫度之間。根據可與本文中所述的其它實施例組合的一些實施例，該擋門被提供而在操作期間將其加熱及/或當在操作期間關閉時具有短暫的加熱升溫時期。根據一些實施例，該擋門具有一第一側28a及一第二側28b，假若擋門28處於關閉位置，則該第一側與噴嘴蓋22的開口 24對立。在一第一實施例中，擋門28的第一側28a 具有大於約15W/m · K (例如50W/m · K或更高)的熱導率(heat conductivity)，及/或該第一側的熱容量每平方米小於約7，8X 103kJ/K。在此種配置中，擋門28的該第一側可在操作蒸發器管10時藉由鄰近擋門28的第一側28a的環境的溫度來加熱。另外，在擋門28的第一側28a，該擋門經設計以具有高熱導率及/或低熱容量，以使得當擋門28 (尤其是擋門28的第一側28a)與噴嘴蓋22進行接觸時，該擋門的第一側28a立即被加熱至約與噴嘴蓋22的溫度相同的溫度。因此，可減小或避免該蒸發的材料於該擋門及/或該噴嘴蓋上的去升華。根據一些實施例，擋門28(尤其是擋門28的第一側28a)可使用銅來製造。根據一些實施例，該擋門具有小於4mm的厚度d，在一典型實施例中，小於2mm。隨後，當擋門28處於關閉位置時，該擋門藉由噴嘴蓋22中提供的熱來被動地加熱。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，該擋門可配置於導引通道 26內，以使得噴嘴開口 M自噴嘴蓋22的內側關閉。因此，根據替代修改方案，在開口對允許材料進入的操作條件期間，該擋門可隨蒸發管10來設置。因此，與一外部位置相比，在操作期間擋門觀所暴露的環境增大，以使得該擋門可更加容易地提供於高溫下。圖5圖示關於一本文中所述的一蒸發器中的擋門的替代或額外修改方案的其它實施例。圖5顯示一擋門觀『。擋門觀『具有一第一側觀『a，若擋門觀『處於關閉位置，則該第一側觀『a與噴嘴蓋22進行接觸。該擋門包括一適以至少加熱擋門觀『的第一側觀『a的加熱裝置觀『C。在一實施例中，提供兩個與擋門觀『的加熱裝置觀『c連接的觸點觀『d。當該擋門處於開啟位置時，這些觸點觀『d與引腳(pin)28' e產生電接觸，這些引腳電性連接至用於控制加熱裝置觀『c的電源及/或控制裝置。在另一實施例中，自加熱裝置觀『c至控制裝置及/或能量來源的電連接可經由該擋門的軸四『來提 {共。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，如圖6中所示，來自該能量來源的能量是以無接觸輸送的方式提供至一擋門觀「中的一加熱組件觀「C。一第一線圈觀〃 d提供於擋門觀〃中，與加熱組件觀〃 c為電連接。一第二線圈觀〃 e被適配成將能量傳遞至第一線圈觀「d，且其經配置以使得在擋門觀「的該開啟位置的能量傳遞成為可能。在該實施例中，不會有觸點(如圖5中所示的實施例的觸點觀『d及引腳觀『e)因欲蒸發的有機材料而可能變髒或被塗覆。另外，第二線圈觀「e的一外殼可作為擋門觀「 的止擋件(stop)。因此，非接觸電感性電力輸送為擋門觀「提供可靠的加熱系統。根據其它修改方案，如圖7中所示，一擋門2 」 『維持在其開啟位置，如圖7中所示，頂著一含有一加熱系統觀〃 『c的止擋件觀〃 『e。擋門觀〃『必須製成足夠薄以使得在短時期內擋門觀「『的第一側觀「『a加熱至期望溫度，尤其約與噴嘴蓋22的溫度相同或大於噴嘴蓋22的溫度的溫度。在一實施例中，止擋件觀「『e是基本上覆蓋擋門 28"『的第二側觀〃 『b的完整表面。另外，止擋件觀〃 『e的表面及擋門觀〃『的第二表面觀「』 b彼此符合以提供自止擋件觀「』 e至擋門觀「』的良好熱傳輸。因此，擋門觀〃『在開啟位置藉由止擋件觀〃 『e來被動地加熱，且在關閉位置藉由噴嘴蓋22來被動地加熱。舉例而言，擋門觀「『可具有大於15W/m*K，且通常大於 50ff/m · K或甚至200ff/m · K的熱導率。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，用於加熱蒸發管10的該加熱器或加熱裝置可根據不同實施例來提供，以達成該蒸發管的更均勻加熱。如上文所說明，可例如藉由使一死循環控制系統連接至下文所述的不同加熱組件而提供的良好加熱均勻性，而其尤其是相對於諸如三聚氰胺及其類似物的有機材料(其具有小的蒸發溫度範圍)而言。通常，這些加熱裝置與該蒸發管接觸以使得其形成接觸式加熱裝置。圖8顯示蒸發管10的部分區段。坩堝12設置於蒸發管10中。在蒸發管10外部，提供加熱組件18a以加熱蒸發管10。在該蒸發管內部，坩堝12的外表面基本上符合蒸發管10的內表面，以提供自蒸發管10至坩堝12的良好熱傳遞。詳言之，欲蒸發的典型的有機材料為三聚氰胺。因此，蒸發溫度不可超過330°C，或三聚氰胺在操作參數下開始燃燒的對應溫度。根據一些實施例，加熱可藉由加熱管18a來執行。
根據其它實施例，如圖9中所示，該蒸發管藉由與蒸發或汽化器管10的外側進行接觸的薄膜加熱組件來加熱。薄膜加熱組件18' a配置於一基板上，該基板提供與加熱組件18' a的電連接。使用薄膜加熱組件，可提供更均勻及適應性的熱分布。根據一選擇性的實施例，各加熱組件18' a的表面可視欲加熱的蒸發管10的部分上的位置而定。舉例而言，加熱組件的較小表面可在蒸發管10 (在其內側不覆蓋有坩堝1 的部分處提供。在一典型實施例中，各薄膜加熱組件可獨立控制。因此，對於欲汽化的有機材料的熱傳遞可受精確控制，以將均質熱引入提供給該坩堝中的該有機材料。根據一些實施例，例如圖9及圖10中所示的蒸發管10可使用不鏽鋼來製造。在一典型實施例中，坩堝12由不鏽鋼、銅及/或鋁製得。因此，該坩堝及該蒸發管的熱傳遞係數(heat transfer coefficient)大於約4，5 X 103W/m2 · K。在一典型實施例中，該蒸發管具有約3mm的壁厚度，且該坩堝的壁具有約3mm的厚度。因此，該壁可具有大於6mm的厚度。 因此，藉由加熱裝置或組件18' a或18a提供的熱是基本上均質分布於坩堝12的該壁的內側上，以使得將均質熱引入提供給該坩堝中的該有機材料。圖10顯示該蒸發或汽化器管的其它實施例的橫截面。如圖10中所示，無坩堝置放於汽化器管10中。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，選擇蒸發管10的厚度及材料以使得其提供約4，5X 103W/m2 · K的熱輸送係數(heat transmission coefficient)及/或以使得圖10的蒸發管10的壁厚為約6mm。根據一些修改方案，該材料可為銅或鋁。因此，與圖9中所示的蒸發管相比，可提供改良的熱均勻性且可省略該坩堝。使用省略坩堝的蒸發或汽化器管，可減小升溫循環，亦即，與含有坩堝的蒸發管相比，可減小達到設置於該蒸發管中的該有機材料的升華溫度的時間。根據可產生本文中所述的實施例的其它修改方案的其它實施例，該蒸發管的壁厚可視位置而變化。舉例而言，蒸發管10的壁可在置放該欲汽化的材料的該蒸發管的下面部分或下扇形體處具有較大厚度。在蒸發管10的上扇形體中，該蒸發管的壁的厚度可比在蒸發管10的下扇形體中的厚度小。在一典型實施例中，該蒸發管使用銅及/或鋁來製造。另外，圖10顯示呈管狀加熱組件形式的加熱組件或裝置18a。藉由加熱裝置或組件18' a或 18a提供的熱以基本上均質方式分布於蒸發管10的壁的內側上，以使得將均質熱引入提供給設置於蒸發管10的壁的內側上的該有機材料。在另一實施例中，圖10的實施例可使用如圖9中所示的薄膜加熱組件。關於(例如)圖1及圖8-圖9而言，已描述內部具有及不具有一坩堝的蒸發管。 因此，已提及該蒸發管的壁的熱導率，以達改良用於蒸發該有機材料的熱的均勻性的目的。 因此，應了解熱導率必須作為該蒸發管的壁及(若存在)該坩堝的壁的平均值來得到。因此，若該蒸發管的壁的厚度與該坩堝的壁的厚度相同，則平均熱導率提供為蒸發管材料的熱導率及該坩堝的熱導率的平均值。舉例而言，若該蒸發管的壁厚為整個壁厚的30%，且該坩堝的壁厚為整個壁厚的其餘70%，則熱導率為分別由30%及70%加權(weight)的平均值。因此，平均熱導率可理解為用該壁的這些部分的厚度加權該壁部分的平均值。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，欲由該有機材料塗布的該腹板及/或該撓性基板與噴嘴蓋12之間的距離可足夠大以提供一供一助黏劑發射裝置用的空間。因此，提供一助黏劑裝置空間。通常，該距離可為80mm或更高。因此，有可能將一助黏劑發射器置放於蒸發管10與欲由在蒸發管10中蒸發的該有機材料塗布的該腹板/或基板之間。另外，噴嘴蓋12與該欲塗布的撓性腹板或基板之間的較大距離實現沉積於該腹板或基板上的該材料的較大均勻性。根據上文，本文中所述的實施例提供一種有機材料的改良蒸發器及一種用於蒸發有機材料的改良方法。此尤其適用於具有小的可用(available)蒸發溫度範圍的有機材料，諸如三聚氰胺或其類似物。因此，可改良以下方面中的至少一者在軸向及/或橫截面方向上的蒸發的均勻性-藉由改良加熱均勻性；材料於該噴嘴及該擋門上的冷凝；及該撓性基板上的均勻性及黏著力。因此，多個實施例可包括上述細節及方面。舉例而言，提供一種汽化欲沉積於一撓性基板上的有機材料的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置，且適以加熱該蒸發管；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有在140°C的擋門溫度範圍內的溫度，以使得該噴嘴蓋的溫度在該擋門溫度範圍內。作為另一實例，提供一種用於汽化有機材料的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁， 該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置且適以加熱該蒸發管；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高50°C的第二溫度之間的溫度。根據可包括任選修改方案的其它實施例，該擋門可具有一第一側及一第二側，其中該第一側與該噴嘴蓋的該開口對立，且其中該擋門的該第一側被適配成處於上文所述的這些溫度範圍內。根據這些實施例的其它修改方案，可提供一用於至少加熱該擋門的一第一側的擋門加熱器，擋門的厚度可提供為4mm或4mm以下，可提供該擋門(尤其該第一側)以具有約15W/mK或更高的熱導率，及/或該第一側的熱容量為每 m2約7，8X 103kJ/K或更低，及/或該噴嘴蓋包括至少一個用於加熱該噴嘴蓋的加熱裝置。 根據可與本文中所述的實施例的任何實施例組合的其它實施例，該蒸發管可在操作時具有一基本上水平圓柱軸，其中該蒸發管的橫截面具有兩個側扇形體一上扇形體及一下扇形體，其中該至少一個噴嘴組件配置在該蒸發管的一側扇形體處，以使得(例如)可在一基本上水平的方向上導引該汽化的材料；及/或該噴嘴組件可進一步包括一用於將汽化的材料自該蒸發管導引至該噴嘴蓋的該開口的導引通道。因此，根據其它額外或任選的修改方案， 該噴嘴蓋可以為可釋放地連接至該導引通道；該噴嘴蓋的該開口可為一狹縫開口 ；該蒸發管具有平均寬度B ；及/或該導引通道在導引方向上具有長度L，其中比率B/L可為至少5， (例如)以使得該長度L可介於約30mm與約60mm之間，尤其為約40mm。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，該有機材料可為三聚氰胺。因此，該蒸發器可適以在200°C至350°C的溫度範圍內且以該蒸發溫度的士 10%，通常士5%或甚至3%的均勻性來蒸發三聚氰胺。根據其它額外或替代實施例，該噴嘴蓋的該開口與該撓性基板相距一距離，以提供一供一助黏劑蒸發裝置用的空間，該距離為例如IOOmm 或更低，諸如80mm。根據另一實施例，提供一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的三聚氰胺的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔；至少一個加熱裝置，其經配置以加熱該蒸發管；該蒸發管具有至少一個噴嘴組件，其中該壁具有約 220W/mK或更高的平均熱導率，及6mm或更高的厚度。根據可與本文中所述的其它實施例組合的其它實施例，該壁可包括一內壁及一外壁，該內壁為一坩堝的壁；該至少一個加熱裝置可與該蒸發管接觸；該蒸發器可包括至少兩個在一縱向方向上而於空間上相繼設置的加熱裝置，其中該至少兩個加熱裝置為可獨立電性控制的；及/或該坩堝可被定形為符合該蒸發管的內壁。根據另一實施例，提供一種蒸發三聚氰胺的方法。該方法包括將一蒸發管中的三聚氰胺加熱至使該三聚氰胺汽化的溫度，其中該蒸發管包含一包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔的壁及至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋，及一擋門，該擋門具有該噴嘴的該開口為基本上關閉所處的一關閉位置及該三聚氰胺可通過該開口所處的一開啟位置；將該擋門自該關閉位置移動至該開啟位置； 及將該擋門加熱至介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高 50°C的第二溫度之間的溫度。根據可與本文中所述的實施例的任何實施例組合的另一任選實施例，該擋門可藉由至少一種選自以下者的群組的方式來加熱藉由鄰近該擋門的環境的溫度而被動地加熱、藉由該噴嘴蓋的溫度而被動地加熱、藉由一設置鄰近該擋門的加熱裝置而主動地加熱、藉由一置放於該擋門中的加熱裝置而主動地加熱，或其組合。作為上述方法的另一額外或替代修改方案，該擋門可自該開啟位置移動至該關閉位置。根據另一實施例，提供一種適於在一撓性基板上汽化三聚氰胺的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一包圍一用於汽化該三聚氰胺的空腔的壁；至少一個加熱裝置，其鄰近該壁配置且適以將該蒸發管加熱至200°C至350°C的範圍內的溫度，且以該蒸發管的該溫度的士 3%的溫度均勻性來加熱；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，其用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有介於一比該噴嘴蓋的溫度低50°C的第一溫度與一比該噴嘴蓋的溫度高50°C的第二溫度之間的溫度，且其中提供一用於加熱該擋門的擋門加熱器或該擋門具有4mm或4mm以下的厚度。雖然前文是針對本發明實施例，但可在不脫離本發明的基本範疇的情況下設計本發明的其它及另外實施例，且本發明的範疇是藉由隨後的權利要求書來確定。
權利要求
1.一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的有機材料的蒸發器，包含 蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其配置以加熱該蒸發管；該蒸發管具有至少一個噴嘴組件，其中該壁的平均熱導率約為200W/m ·Κ或更高，該壁的厚度為6mm或更高。
2.如權利要求1所述的蒸發器，其中該至少一個加熱裝置與該蒸發管接觸。
3.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該蒸發器包含至少兩個在一縱向方向上且在空間上相繼設置的加熱裝置，其中該至少兩個加熱裝置是可獨立電性控制的。
4.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器管，其中該壁包含一內壁及一外壁，該內壁是一坩堝的壁。
5.如權利要求4所述的蒸發器，其中該坩堝被定形為符合該蒸發管的內壁。
6.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該有機材料為三聚氰胺。
7.如權利要求6所述的蒸發器，其中該蒸發器被適配成在200°C至350°C的溫度範圍內並以該蒸發溫度的士 10%的均勻性來蒸發三聚氰胺，且該均勻性通常為士5%或甚至為3 % ο
8.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該蒸發管在操作時具有一基本上水平的圓柱軸，其中該蒸發管的橫截面具有兩個側扇形體即上扇形體及下扇形體，其中該至少一個噴嘴組件被配置在該蒸發管的一側扇形體處。
9.如權利要求8所述的蒸發器，其中該汽化的材料是在一基本上水平的方向上被導引的。
10.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該噴嘴組件更包含一導引通道，用於將該汽化的材料從該蒸發管導引至該噴嘴蓋的開口。
11.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該噴嘴蓋被可釋放地連接至該導引通道。
12.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器，其中該噴嘴蓋的開口具有一狹縫開口。
13.如權利要求12所述的蒸發器，其中該狹縫具有一平行於該蒸發管的圓柱軸的縱向方向。
14.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器管，其中該蒸發管是用鋁製造的。
15.如上述權利要求中任一項所述的蒸發器管，其中該噴嘴組件被配置在該蒸發管的縱向方向上。
全文摘要
本發明描述一種用於汽化欲沉積於一撓性基板上的有機材料的蒸發器。該蒸發器包括一蒸發管，其具有一壁，該壁包圍一用於汽化該有機材料的空腔；至少一個加熱裝置，其鄰近於該壁配置且適以加熱該蒸發管；至少一個自該蒸發管突出的噴嘴組件，其中該噴嘴組件進一步包含一具有一開口的噴嘴蓋；及一擋門，該擋門用於選擇性開啟及關閉該噴嘴蓋的該開口，其中該擋門被適配成在操作該蒸發管時具有在140℃的擋門溫度範圍內的溫度，以使得該噴嘴蓋的溫度在該擋門溫度範圍內。
文檔編號C23C14/24GK102165090SQ200980138390
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月29日 優先權日2008年9月29日
發明者G·霍夫曼, P·斯庫克, S·海恩 申請人:應用材料股份有限公司