JP5703224B2 - 有機材料のための蒸発器、及び、蒸発器を用いて基板を有機材料で被覆するための方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、有機材料、特にメラミンを気化させるための蒸発器に関する。さらに、本発明は、基板を有機材料で、特にメラミンで被覆するための方法に関する。

一般に、メラミンは、蒸発させる（昇華させる）ことができる。典型的には、気化させるべき材料は、長方形のるつぼに配置され、そこで気化させるべき材料が処理される。るつぼは、加熱デバイスまたは加熱システムを用いて加熱されてもよい気化器管中に置かれてもよい。るつぼは、メラミンが蒸発するような温度に加熱されなければならない。メラミンが蒸発する温度は、約２５０℃から３００℃である。メラミンは、約３３０℃の温度で早くも燃焼する。このように、蒸発速度は、加熱デバイスの温度を変えることによって著しく増加させることはできない。さらに、気化器管は、被覆すべき基板またはウェブの幅に適合されなければならない。このように、ノズルが基板またはウェブに隣接して直接置かれたるつぼまたは蒸発器は、被覆すべき基板またはウェブの幅に適合されるので、限定された幅を持つ基板またはウェブだけが効率的プロセスで使用できた。したがって、蒸発器は、約１６００ｍｍの基板の幅に沿った長さを有する。

このように、改善された気化器、特にメラミンのより均一なまたは均質な堆積を可能にするメラミンの気化器を提供することが望まれる。さらに、使用および製造の簡単なメラミンのための気化器、ならびに柔軟な基板またはウェブ、特に大きな幅の基板またはウェブにメラミンの均質な被覆を提供するための方法を提供することが望まれる。

一実施形態によると、有機材料を気化させるための蒸発器が提供される。その蒸発器は、被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、有機材料を気化させるための少なくとも１つの第２のチャンバーと、気化有機材料を少なくとも１つの第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルとを包含し、第１のチャンバーは、第１の仮想昇華表面に対応するノズルに気化有機材料を提供するように構成され、少なくとも１つの第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、操作の間は、結合した第２の昇華表面積を提供するように構成され、その第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する。

さらなる実施形態によると、第１のチャンバーおよび第２のチャンバーを有する蒸発器を用いて基板を有機材料で被覆するための方法が提供される。その方法は、操作の間は第２の昇華表面積を有する第２のチャンバーで有機材料を昇華させるステップと、昇華有機材料を第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するステップであって、第１のチャンバーは、昇華有機材料を基板に堆積させるために基板に向けられるノズルを有する、ステップとを包含し、第１のチャンバーは、第１の仮想昇華表面に対応するノズルに気化有機材料を提供するように構成され、第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する。

さらに別の実施形態によると、被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、メラミンを気化させるための少なくとも１つの第２のチャンバーと、気化メラミンを少なくとも１つの第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルとを包含し、少なくとも１つの第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、操作の間は約０．３４ｍ^２以上の結合した第２の昇華表面積を提供するように構成される、メラミンを気化させるための蒸発器が提供される。

本発明の上で列挙された特徴が詳細に理解できるように、上で簡潔に要約された本発明のより詳しい記述が実施形態の参照によりなされてもよく、その実施形態のいくつかは、添付の図面で例示される。しかしながら、本発明は、他の同等に効果的な実施形態を認めてもよいので、添付の図面はこの発明の典型的な実施形態だけを例示し、したがって本発明の範囲を限定すると理解されるべきでないことに留意すべきである。

概略的気化器アセンブリを示す図である。 第１のチャンバーのさらなる実施形態を示す図である。 第１のチャンバーの別の実施形態を示す図である。 第１のチャンバーのさらなる実施形態を示す図である。 メラミンの蒸発のための第２のチャンバーのさらなる実施形態を示す図である。 メラミンの蒸発のための第２のチャンバーの別の実施形態を示す図である。 メラミンの蒸発のための第２のチャンバーの別の実施形態を示す図である。 一方法の流れ図である。

さまざまな実施形態の参照が、今から詳細になされることになり、その実施形態の１つまたは複数の例は図で例示される。各例は、説明の手段として提供され、本発明の限定として意図されていない。図面の以下の記述内で、同じ参照数字は同じ構成要素を参照する。一般に、個々の実施形態に関する差だけが述べられる。

メラミンのようないくつかの有機材料は、約３００℃で、特に約２１０℃と約３２０℃との間で、１０^−２ｍｂａｒで蒸発させるまたは昇華させることもある。さらなる実施形態では、メラミンは、約２５０℃および３１０℃で蒸発させる。昇華させるべきメラミンは、昇華温度よりわずかに高い温度で燃焼する。例えば、メラミンは、約３３０℃で燃焼する。したがって、蒸発させるべきメラミンの温度は制御されなければならない。典型的には、メラミンがより高い温度では蒸発せず燃焼するから、熱は、狭い温度範囲で提供されなければならないので、蒸発器の蒸発速度は、蒸発温度を高くすることによって著しく増加させることはできない。このように、メラミンの均一なまたは均質な被覆を提供するためには、蒸発メラミンは、大きな幅の基板またはウェブのために実質的に均一な方法でおよび／または速度で蒸発器のノズルに提供されなければならない。

下記ではメラミンの参照が、本明細書でなされる。しかしながら、その実施形態はまた、蒸発が可能で、材料が所望の蒸発温度よりわずかに高い、例えば所望の蒸発温度を７０℃だけ、特に５０℃だけ、または約３０℃だけさえ越える温度で燃焼する可能性がある、比較的小さい範囲を有する他の有機材料に適用されてもよいことが理解されよう。典型的には、本明細書で述べられる実施形態はまた、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の生産での有機材料の堆積に使用されてもよい。

図１は、気化器アセンブリの実施形態を例示する概略図面を示す。気化器アセンブリは、筐体１０を包含する。筐体内部は、約５^−３ｍｂａｒから約１^−２、典型的には約１０^−２ｍｂａｒの圧力を有する。処理すべきウェブまたは基板２２は、筺体１０を通って搬送方向に案内される。ウェブまたは基板２２は、搬送方向に直角に所定の幅Ｗを有する。本明細書での他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態によると、基板の幅は、特定の実施形態では約１．２ｍと４ｍとの間、典型的には約２ｍと３．５ｍとの間に及んでもよい。筐体１０では、基板２２は、メラミンまたは他の材料で被覆される。筐体１０では、基板２２を案内する回転ドラム２０が、設けられる。ドラム２０は、第１のチャンバー３０のノズル３２の前を通る基板２２の支持部を形成するために提供される。

ノズル３２は、基板２２に堆積させるべき蒸発または昇華メラミンを噴出する。第１のチャンバー３０は、昇華メラミンをノズル３２に提供する。このように、第１のチャンバー３０の蒸発メラミンは、ノズル３２を通り抜け、基板またはウェブ２２に堆積される。ドラム２０は、典型的な実施形態では、昇華メラミンが短時間で基板２２に固体化するように冷却されてもよい。このようにして柔軟な基板への熱負荷が、低減される。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わすことができるいくつかの実施形態によると、ノズル３２を備える第１のチャンバー３０は、基板２２を支持するドラム２０の下にまたは対向して配置される。その結果、第１のチャンバー３０のノズル３２は、上方へ向けられる。さらなる実施形態では、特にもし基板２２を支持するドラム２０が、ノズル３２から間隔をあけて水平に配置され、基板２２に向かうノズル３２の昇華メラミンの排出が、実質的に水平に向けられるならば、ノズル３２は、第１のチャンバー３０の横の壁に配置されてもよい。

ノズル３２は、いくつかの実施形態では、ドラムの回転軸および／または基板２２の幅にほとんど平行な縦方向の延びを有するスリット開口を有する。他の実施形態では、ノズル３２はまた、基板２２の幅の実質的部分、特に基板２２の全幅を覆うように配置される複数の開口を有してもよい。本明細書で述べられる実施形態のいずれかと組み合わせることができるさらなる実施形態によると、スリット開口または複数の開口は、図面で示されないシャッターによって開閉されてもよい。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよい典型的な実施形態では、第２のチャンバー４０は、筐体１０の外部に設置される。第２のチャンバー４０は、少なくとも部分的にメラミン４２で満たされてもよい。第２のチャンバー４０は、チャンバー壁４４を有する。加熱デバイス４６は、第２のチャンバー４０のチャンバー壁４４の外面に設置される。加熱デバイスが稼働されると、加熱デバイス４６の熱は、第２のチャンバー４０の壁４４を通り抜けて、第２のチャンバー４０のメラミン４２を加熱する。メラミンが、加熱デバイス４６によって特に約２５０℃から３２０℃の、典型的には約３００℃の昇華温度に加熱されると、メラミン４２は、典型的にはチャンバー壁４４で昇華し始める。昇華表面４８（図１での点線）は、メラミン４２によって覆われ、昇華温度に加熱されるチャンバー壁４４の面積として規定されてもよい。したがって、昇華表面４８は、第２のチャンバー４０のメラミン４２の量によって変化し、昇華メラミンの量は、時間の関数として変化する。

メラミン４２は、蒸発すると、第２のチャンバー４０と第１のチャンバー３０との間の流体接続を提供するチャネル５０を通り抜ける。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態によると、チャネル５０は、第２のチャンバー４０から第１のチャンバー３０への気化または昇華メラミンの流量を調整するための弁５２を包含してもよい。弁５２は、例えばバタフライ弁であってもよい。他の適切な弁が、他の実施形態でその目的のために使用されてもよい。図１では、チャネル５０は、筐体１０の開口１２を通り抜ける。筐体１０は、開口１２でシールされてもよく、その結果いくつかの実施形態によると、メラミン４２を蒸発させる第２のチャンバー４０は、標準大気圧の部屋に置かれてもよい。このように、第２のチャンバー４０は、筐体１０の大気より低い圧力を変えることなくメラミンを補充できる。その目的のために、例えば弁５２は、閉じられてもよく、さらなる開口（図示されず）が、第２のチャンバー４０にメラミン４２を補充するために開かれてもよい。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよいいくつかの実施形態によると、チャネル５０は、第１のチャンバーより小さい横断面を有してもよい。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、第２のチャンバー４０は、真空ポンプ４５と流体接続してもよい。弁５２が閉じた位置にある、すなわち流体交換が第１のチャンバー３０と第２のチャンバー４０との間で許可されない間は、真空ポンプ４５は、筐体１０と同じ圧力で第２のチャンバー４０に真空を生成するように稼働してもよい。次いで、弁５２は、開かれてもよい。加えてまたは別法として、筐体１０のより低い圧力へのバイパスが、弁５２が閉じられているときに第２のチャンバー４０内の圧力を低減するためにまたは第２のチャンバー４０内に低減圧力を提供するために提供されてもよい。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、加熱デバイス３４、５４は、チャネル５０、弁５２、および第１のチャンバー３０の少なくとも１つの周辺に設置されてもよい。チャネル５０および第１のチャンバー３０が、加熱デバイス３４、５４によって加熱される場合、昇華メラミンは、チャネル５０、弁５２および／または第１のチャンバー３０の壁に固体化しないまたは凝結しないこともある。同じ目的のために、他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態では、ノズル３２および弁５２は、少なくとも１つの加熱デバイスまたはいくつかの加熱デバイスを包含してもよい。１つの実施形態では、弁５２は、特にチャネル５０を加熱するために使用される加熱デバイス５４によって受動的に加熱されてもよい。

図１で示される気化器アセンブリはさらに、基板２２へのメラミンの堆積プロセスを制御するためのコントローラ６０を包含してもよい。その目的のために、加熱デバイス３４、４６および／または５４は、コントローラ６０によって制御される。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、センサー７０は、基板２２へのメラミン被覆の厚さを測定し、その測定結果をコントローラ６０に提供するように配置される。基板２２へのメラミン被覆の厚さは、基板２２の完全な幅Ｗまたは幅Ｗの一部分に沿って測定されてもよい。例えば２つ以上のセンサー７０が、基板２２の幅に沿って厚さを測定するために使用されてもよい。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態によると、コントローラは、弁５２を開閉するためのアクチュエータを制御するように構成されてもよい。このように、昇華させるべきメラミン４２およびチャネル５０を通り抜ける昇華メラミンは、ウェブまたは基板２２への均質な被覆を提供するように正確に制御できる。特に、弁５２は、第２のチャンバー４０から第１のチャンバー３０への昇華メラミンの一定流量を提供するように調整されてもよい。その流量は、基板の幅、基板２２への被覆の所望の厚さおよび／または第１のチャンバー３０のノズル３２の長さＬに依存することもある。さらなる実施形態では、ノズル３２を開閉するためのシャッターは、コントローラ６０によって制御される。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよいいくつかの実施形態では、基板２２へのメラミン被覆の厚さを測定するためのセンサー７０ならびに第１のチャンバーから第２のチャンバーへ、次いでノズル３２へのメラミンの流量を調整するための加熱デバイス３４、４６、５４および／または弁５２を使用して、閉ループ制御が提供されてもよい。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、第１のチャンバー３０および第２のチャンバー４０の直径は、互いに関して規定される。一般に、多くの周知の装置については、第１のチャンバー３０が、メラミンを蒸発させるために使用されることになる。したがって、あたかもメラミンが第１のチャンバー３０で蒸発させられるかのように提供される表面は、対応するまたは仮想蒸発表面と呼ばれる。筐体１０に設置される第１のチャンバー３０は、特定量の蒸発メラミンを基板２２への堆積のためにノズル３２に提供し、そのメラミンは、第２のチャンバー４０からチャネル５０および第１のチャンバー３０の側壁の開口３６を通って第１のチャンバー３０に移動した。第１のチャンバー３０のノズル３２に提供される蒸発メラミンは、特定の蒸発表面に対応する。第１のチャンバー３０の仮想昇華表面は、メラミンで被覆すべき基板またはウェブの幅Ｗと実質的に相関するノズル３２の長さＬに依存する。基板２２への被覆の所定の厚さを提供するためには、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面は、ノズル３２の長さＬ当たりの蒸発メラミンに依存する。例えば、第１のチャンバー３０の対応する仮想蒸発表面が、ノズル３２の長さＬに対応する長さを有する場合、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面は、１７０ｍｍの幅を有してもよい。

本発明の実施形態によると、例えば図１の気化器アセンブリ１で示されるように、昇華メラミンは、第２のチャンバー４０で作成される。第２のチャンバー４０はしたがって、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面に適合されてもよい。例えば、第２のチャンバー３０は、第１のチャンバー３０の対応する仮想昇華表面の７０パーセントより大きい昇華表面を有してもよい。さらなる実施形態では、第２のチャンバーは、第１のチャンバーの対応する昇華表面の９０パーセントより大きい昇華表面を有してもよい。典型的な実施形態では、第２のチャンバーの昇華表面は、第１のチャンバーの対応する昇華表面を上回ってもよい。チャネル５０を通り抜けるメラミンの流量および／または量は、弁５２によって制御できるので、被覆すべきウェブまたは基板の厚さはしたがって、正確に制御できる。

下記では、第１のチャンバーのいくつかの実施形態が、図２、３および４の図面を参照して説明される。これらの実施形態は、本明細書で述べられる気化器アセンブリの代替または追加の変更形態として使用されてもよい。

図２は、第１のチャンバー３０’の１つの実施形態を示す。そのチャンバーは、図１で示されるように、基板２２を輸送するドラム２０の下にまたは対向して配置されるノズル３２’を有する。第１のチャンバー３０’は、ノズル３２’の反対側の底部壁３８’および側壁３９’を有する。図１で示される第１のチャンバー３０と対照的に、図２で示される第１のチャンバー３０’は、１つの開口３６だけでなく側壁３９’にいくつかの開口３６’ａ、３６’ｂを有する。図２では、２つの開口３６’ａ、３６’ｂだけが、図示される。しかしながら、本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態では、３つ以上の開口が、側壁３９’に配置されてもよい。開口３６’ａ、３６’ｂは、チャネル５０に、したがって第２のチャンバー４０に流体接続する。このように、第２のチャンバー４０によって提供される昇華メラミンは、いくつかの方向から第１のチャンバー３０に入ることができ、したがって基板２２の幅Ｗに沿って堆積メラミンの均質性を高めることができる。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、それぞれの開口を通る第１のチャンバーへの流量を調整するための対応する弁は、開口３６’ａ、３６’ｂの各々に提供されてもよい。

図３は、第１のチャンバー３０’’の別の実施形態を示す。図３の第１のチャンバー３０’’は、図２の第１のチャンバー３０’に実質的に対応する。しかしながら、図３の第１のチャンバー３０’’は、分離壁３１’’ によって分離される２つのサブチャンバー３０’’ａ、３０’’ｂを有する。分離壁は、第１のチャンバー３０’’の底部３８’’からノズル３２’’まで延びる。第１のチャンバー３０’’の各サブチャンバー３０’’ａ、３０’’ｂは、チャネル５０と、したがって第２のチャンバー４０と流体接続する少なくとも１つの開口３６’’ａ、３６’’ｂを有する。それぞれの開口３６’’ａ、３６’’ｂ、特に各開口を通る第１のチャンバー３０’’のサブチャンバー３０’’ａ、３０’’ｂへの流量を調整するための対応する弁（図示されず）は、本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態では開口の各々に提供されてもよい。さらに、開口３６’’ａ、３６’’ｂは、第１のチャンバー３０’’の側壁３９’’にだけでなく、底部壁３８’’にもまた配置されてもよい。図３で示される第１のチャンバー３０’’の実施形態を用いると、ノズル３２’’を通る排出は、長さＬに沿って正確に制御できる。他の実施形態と組み合わされてもよいさらなる実施形態では、第１のチャンバー３０’’は、例えば蒸発メラミンのための各開口または供給チャネルでの弁によって互いに独立して制御可能なこともある２つだけでなく３つ以上のサブチャンバーもまた包含してもよい。

図４は、第１のチャンバー３０’’’のさらなる実施形態を示す。第１のチャンバー３０’’’は、被覆すべき基板２２を輸送するドラム２０の下にまたは対向して配置されるノズル３２’’’を有する。第１のチャンバーは、ノズル３２’’’の反対側の底部壁３８’’’および側壁３９’’’を有する。開口３６’’’は、第１のチャンバー３０’’’の底部壁’’’に、特に第１のチャンバー３０’’’の底部壁３８’’’の中間に配置される。底部壁３８’’’の中間は、ノズル３２’’’の長さＬ、特にノズル３２’’’のスリット開口の長さに関して規定されてもよい。開口３６’’’は、チャネル５０と、したがって第２のチャンバー４０と流体接続する。そのような第１のチャンバー３０’を用いると、ウェブまたは基板２２へのメラミン堆積の均質性を高めることができる。さらなる実施形態では、第１のチャンバー３０’’’は、底部壁３８’’’に２つ以上の開口、特に第１のチャンバー３０’’’の縦方向に、すなわちノズル３２’’’の長さＬに平行に配置される規則的間隔の開口を包含してもよい。

第２のチャンバーの実施形態を用いると、ノズルの長さＬに沿って蒸発メラミンの実質的に均質な熱分配および流量を提供することが可能である。

下記では、第２のチャンバーのいくつかの実施形態が、図５、６および７の図面を参照して説明される。これらの実施形態は、本明細書で述べられる気化器アセンブリの代替または追加の変更形態として使用されてもよい。

図５は、少なくとも１つの第２のチャンバー４０’のさらなる実施形態を示す。第２のチャンバー４０’は、２つ以上のチャンバー４０’ａおよび４０’ｂを包含する。各チャンバー４０’ａおよび４０’ｂは、加熱デバイス４６’ａおよび４６’ｂによって別々に加熱され、制御されてもよい。さらに、第２のチャンバー４０’の操作時には、各チャンバー４０’ａ、４０’ｂは、異なる量のメラミン４２’ａ、４２’ｂを含有してもよい。チャンバー４０’ａおよび４０’ｂは、チャンバー４０’ａ、４０’ｂのメラミンの量に依存する昇華表面４８’ａ、４８’ｂをそれぞれ有する。図５で示される例では、第１のチャンバー４０’ａは、第２のチャンバー４０’ｂより低い昇華表面を有する。蒸発メラミンは、接続弁４９’ａ、４９’ｂを通って共通チャネル５０に移動する。各弁４９’ａ、４９’ｂは、特にコントローラ６０によって制御される他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態では、別々に開閉できる。両方の接続弁４９’ａ、４９’ｂが、少なくとも部分的に開かれる場合、各チャンバー４０’ａ、４０’ｂは、少なくとも部分的に、自らの昇華表面４８’ａ、４８’ｂを第２のチャンバー４０’の共通の、すなわち結合した昇華表面に提供する。

一般に、本明細書に記載の結合した表面に言及する場合、言及は、表面の面積の合計についてなされる。したがって、結合した表面は、結合した表面積と理解できる。

接続弁４９’ａ、４９’ｂの１つの弁だけが開かれ、もう一方の弁が閉じられる場合には、開いた弁に割り当てられるチャンバー４０’ａ、４０’ｂの１つの昇華表面４８’ａ、４８’ｂだけが、第２のチャンバー４０’の昇華表面に寄与する。例えば、チャンバー４０’ａ、４０’ｂの各々は、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面の７０パーセントより大きい昇華表面を有するように構成される。さらなる実施形態では、チャンバー４０’ａ、４０’ｂの各々は、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面の９０パーセントより大きい昇華表面を有するように構成される。典型的な実施形態では、チャンバー４０’ａ、４０’ｂの各々は、第１のチャンバー３０の対応する昇華表面を上回る昇華を有するように構成される。さらに、他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態では、各チャンバー４０’ａ、４０’ｂは、ポンプ４５’によって筐体１０と同じ圧力に排気されてもよい。そのポンプは、チャンバー４０’ａ、４０’ｂにそれぞれ割り当てられたポンプ弁４７’ａ、４７’ｂを介してチャンバー４０’ａおよび４０’ｂに流体接続する。

本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、基板２２の被覆プロセスの間に、チャンバーの少なくとも１つは、被覆プロセスを止めることなく補充開口（図示されず）を介して補充されてもよい。例えば、第１のチャンバー４０’ａが補充されるべき場合には、第１のチャンバー４０’ａに割り当てられた第１の接続弁４９’ａが、閉じられる。第１のチャンバー３０のために昇華メラミンをなお作成している第２のチャンバー４０’ａに割り当てられた第２のポンプ弁４７’ｂは、閉じたままである。次いで、第１のチャンバー４０’ａは、メラミン４２’ａで満たされる。その後に、第１のチャンバー４０’ａに割り当てられた第１のポンプ弁４７’ａが、開かれ、ポンプは、１つまたは複数の第２のチャンバー４０’の第１のチャンバー４０’ａを筐体１０と同じ圧力、特に１０^−２ｍｂａｒに排気する。次いで、第１の接続弁４９’ａが、再度開かれ、チャンバー４０’ａの昇華メラミンは、基板２２の被覆に寄与する。このように、たとえ第２のチャンバー４０’ａまたは４０’ｂの１つがメラミンを補充されなければならないとしても、ウェブは、連続して被覆できる。さらに、筐体１０の圧力は、補充操作の間変わらない。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、第２のチャンバー４０’の共通の、すなわち結合した昇華表面は、少なくとも１つの第２のチャンバー４０’ａ、４０’ｂの１つの補充のプロセスの間実質的に一定のままである。

チャネル５０は、図１でもまた示されるように、第１のチャンバー３０への蒸発メラミンの流量を調整するための弁５２を包含する。各弁４７’ａ、４７’ｂ、４９ａ’、４９ｂ’、５２およびポンプ４５’は、第１のチャンバー３０への蒸発メラミンの流量の正確な制御を、したがって時間および場所の関数として基板２２の均質な被覆を提供するためにコントローラ６０によって制御される。

図６では、第２のチャンバー４０’’の別の実施形態が開示され、この実施形態は、本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよい。第２のチャンバー４０’’は、大きな底面４１’’および少なくとも１つの実質的に垂直に配置された側面４３’’を有する。底面４１’’は、横の表面４３’’と少なくとも同じ表面を有する。したがって、第２のチャンバー４０’’が側部のまたは横の表面４３’’の中間までメラミン４２’’で満たされる場合、昇華表面４８’’の主要部は、底面４１’’によって提供される。このように、例えばメラミンの昇華に起因する、第２のチャンバー４０’’でのメラミンの充填高さの変動は、第２のチャンバー４０’’でのメラミン４２’’の昇華速度の強い変動につながらない。したがって、図６で示される第２のチャンバー４０’’の実施形態は、基板２２への被覆の厚さのより優れた制御を提供することができる。

図７は、第２のチャンバー４０’’’のさらなる実施形態を示し、この実施形態は、本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わされてもよい。第２のチャンバー４０’’’は、第２のチャンバー４０’’’に配置されるいくつかのバット８０’’’を包含する。そのバットは、昇華させるべきメラミン４２’’’を含有するように構成される。各バット８０’’’は、蒸発させるべきメラミンの異なる量を含有してもよい。特に、蒸発させるべきメラミンの量は、第２のチャンバー４０’’’でのバット８０’’’の位置に依存することもある。バット８０’’’は、加熱デバイス８２’’’によって別々に加熱される。さらに、第２のチャンバー４０’’’は、他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態では、自らの壁４４’’’の外面に、昇華メラミンが第２のチャンバーの壁４４ですぐに固体化しないようにさらなる加熱デバイス４６’’’を包含する。加熱センサー（図示されず）は、各バット８０’’’の蒸発速度を別々に制御するために第２のチャンバー４０’’’またはバット８０’’’に配置されてもよい。さらに、第２のチャンバー４０’’’は、各バットにメラミンを別々に補充するためのいくつかの開口（図示されず）を包含してもよい。

下記では、蒸発システムを制御するための方法が、図８で示されるように、図１の気化器アセンブリに関して述べられる。その方法はまた、蒸発システムの他の実施形態で使用されてもよい。例えば、図２から７で開示される第１および第２のチャンバーは、次の方法またはプロセスで使用されてもよい。第１のステップ１０００では、基板２２への被覆の厚さが、指定され、基板の幅Ｗが、決定される。その厚さおよび幅Ｗに応じて、さらなるステップ１０１０で第１のチャンバーの対応する昇華表面が、計算されるおよび／または基板への堆積速度が、決定される。最後のステップでは、チャネル５０を通って第１のチャンバー３０への昇華メラミンの流量が、弁５２によっておよび／または加熱デバイス４６の温度調整によって調整される（ステップ１０２０）。さらなる実施形態では、閉ループ制御が、基板２２への堆積メラミンの厚さを決定するためのセンサー７０を使用して提供されてもよい。

典型的には、加熱デバイス３４、４６、５４はそれぞれ、チャネル、第１のチャンバーまたは第２のチャンバーと接触して配置され、その結果それらは、接触加熱デバイスを形成する。

このように、コントローラにより、蒸発および被覆プロセスの閉ループ制御が、センサーを使用して提供されてもよい。さらに、第１のチャンバーは、第１のチャンバーへの蒸発メラミンのこの充当のための１つの開口を提供されるだけでなく、第１のチャンバーがいくつかのサブチャンバーに分割されている場合、１つまたは複数の導管が、例えば各側面から、いくつかの側面から、ノズル管または第１のチャンバーのいくつかのチャンバー中に提供されてもよい。この場合には、各導管は、チャネルと同様に、第１のチャンバーへのまたは第１のチャンバーの各サブチャンバーの蒸発メラミンの流量を調整するための別個の調整手段を提供されてもよい。第２のチャンバーまたは蒸発器チャンバーが大気圧中に配置される場合、第２のチャンバーは、大気圧との大きな圧力差に耐えるように構成され、すなわち、筐体、例えば真空チャンバーの内部圧力に相当する、特に１０^−２ｍｂａｒの内部圧力を有してもよい。本明細書で述べられる他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によると、筐体の内部の圧力は、約５^−３ｍｂａｒから１^−２であってもよい。

第２のチャンバー、特に第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、他の実施形態と組み合わされてもよいいくつかの実施形態では、分離したポンプによってまたは真空チャンバーもしくは筐体へのバイパスによって排気されてもよい。このように、被覆されたウェブまたは基板の膜厚さは、約＋／−１０％、特に約＋／−５％に制御可能である。特に、上で開示された実施形態を用いると、ノズルの長さを３ｍより長く拡大することが可能である。さらに、温度は、他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、約＋／−５０℃、特に＋／−５℃以下に閉ループ温度制御を用いて制御できる。

典型的には、実施形態に関して本明細書で述べられる弁は、完全に開いた位置と閉じた位置との間の連続的な範囲の位置を提供するように構成されてもよい。

上記を考慮すると、本明細書で述べられる実施形態は、有機材料のための改善された蒸発器および有機材料を蒸発させるための改善された方法を提供する。これは特に、メラミンまたは同様のものなどの、小さい利用可能な蒸発温度範囲を有する有機材料に適用される。それによって、次の態様、すなわち加熱均一性を改善することによる−軸方向および／または横断面方向での−蒸発の均一性、ノズルおよびシャッターへの材料の凝結、ならびに柔軟な基板への均一性および接着性の少なくとも１つが、改善できる。

したがって、複数の実施形態は、上記の詳細および態様を包含してもよい。例えば、有機材料を気化させるための蒸発器が、提供される。典型的な実施形態では、有機材料は、メラミンである。蒸発器は、被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、有機材料を気化させるための少なくとも１つの第２のチャンバーと、気化有機材料を少なくとも１つの第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルとを包含し、第１のチャンバーは、第１の仮想昇華表面に対応するノズルに気化有機材料を提供するように構成され、少なくとも１つの第２のチャンバーは、操作の間は、結合した第２の昇華表面積を提供するように構成され、その結合した第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する。さらなる実施形態によると、第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも９０パーセント、特に９５パーセントに相当する。これらの実施形態のさらなる変更形態によると、ノズルは、縦軸、および約１０００ｍｍと約３５００ｍｍとの間、特に約２０００と約３０００ｍｍとの間の縦軸での長さＬを有する。それによって、第１の仮想昇華表面は、約１７０ｍｍの長さの第１の寸法およびノズルと同じ長さの第２の寸法によって提供される。

これらの実施形態のさらなる変更形態によると、昇華表面は、蒸発させるべき有機材料によって覆われ、有機材料がその表面から蒸発するように加熱デバイスによって加熱される第１または第２のチャンバーの１つの表面である。さらなる実施形態によると、弁は、第２のチャンバーから第１のチャンバーへの蒸発有機材料の流量を調整するためにチャネルに配置される。それによって、弁は、一実施形態ではバタフライ弁であってもよい。

さらなる実施形態によると、蒸発器は、少なくとも１つの第２のチャンバーから第１のチャンバーへの蒸発有機材料の流量を制御するように構成されるコントローラを包含する。それによって、コントローラは、所望の被覆厚さ、基板の幅および／またはノズルの開口の長さに依存する流量を制御するように構成されてもよい。

さらなる実施形態によると、少なくとも１つの加熱器は、そのデバイスを実質的に昇華温度に加熱するために、蒸気チャネル、第１のチャンバー、弁、およびそれらの組合せから成る群から選択される１つのデバイスに配置される。

さらに他の実施形態によると、第１のチャンバーは、互いに分離された少なくとも２つのサブチャンバーを包含し、第１のチャンバーの各サブチャンバーは、第２のチャンバーと流体接続する。それによって、蒸発器は、第１のチャンバーの各サブチャンバーへの蒸発有機材料の流量を別々に調整するための弁を包含してもよい。

さらなる実施形態によると、少なくとも１つの第２のチャンバーは、互いに分離された少なくとも２つのチャンバーを包含し、少なくとも１つの第２のチャンバーの各チャンバーは、第１のチャンバーと流体接続する。それによって、少なくとも１つの第２のチャンバーの各チャンバーは、第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに、特に第１の仮想昇華表面の少なくとも９０パーセントに相当する昇華表面を有してもよい。

さらに別の実施形態によると、蒸発器はさらに、少なくとも１つの第２のチャンバーの各チャンバーから第１のチャンバーへの蒸発有機材料の流量を別々に調整するための少なくとも１つの弁を包含してもよい。

これらの実施形態のさらなる変更形態によると、第１のチャンバーおよびノズルは、大気より低い圧力の筐体に設置され、第２のチャンバーは、筐体の外部に設置される。

さらに別の実施形態では、ノズルは、縦軸、および約１０００ｍｍと約３５００ｍｍとの間、特に約２０００と約３０００ｍｍとの間の縦軸での長さＬを有する。

別の実施形態によると、第１のチャンバーおよび第２のチャンバーを有する蒸発器を用いて基板を有機材料で被覆するための方法が提供される。典型的な実施形態では、有機材料は、メラミンである。その方法は、操作の間は第２の昇華表面積を有する第２のチャンバーで有機材料を昇華させるステップと、昇華有機材料を第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するステップであって、第１のチャンバーは、昇華有機材料を基板に堆積させるために基板へ向けられるノズルを有する、ステップとを包含し、第１のチャンバーは、第１の仮想昇華表面に対応するノズルに気化有機材料を提供するように構成され、第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する。それによって、第２のチャンバーから第１のチャンバーへの有機材料の流量は、所望の被覆厚さ、基板の幅、ノズルの開口の長さ、およびそれらの組合せから成る群から選択される少なくとも１つのパラメータに依存して制御される。さらなる実施形態では、第２のチャンバーから第１のチャンバーへの有機材料の流量は、ほぼ一定である。

さらに別の実施形態によると、有機材料の流量は、昇華有機材料を第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するためのチャネルに配置された弁を調整することによって、または第２のチャンバーにおける有機材料を昇華させるための加熱デバイスの温度を調整することによって、またはそれらの組合せによって制御される。

さらなる実施形態では、温度は、所定の昇華温度値周辺で約５℃の精度で調整される。

他の実施形態と組み合わされてもよい一実施形態によると、有機材料の流量は、第２のチャンバーの昇華表面を調整することによって制御される。それによって、少なくとも１つの第２のチャンバーは、少なくとも２つのチャンバーを包含し、各チャンバーは、少なくとも部分的に第２のチャンバーの昇華表面を構成する昇華表面を有し、第２のチャンバーの昇華表面は、少なくとも１つの第２のチャンバーの各チャンバーに割り当てられた弁を調整することによって制御され、その弁は、昇華有機材料を第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するためのチャネルに配置される。

さらなる実施形態によると、第２の昇華表面積は、第１の仮想昇華表面の少なくとも９０パーセント、特に９５パーセントに相当する。

別の実施形態によると、被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、メラミンを気化させるための少なくとも１つの第２のチャンバーと、気化メラミンを少なくとも１つの第２のチャンバーから第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルとを包含し、少なくとも１つの第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、操作の間は約０．３４ｍ^２以上の結合した第２の昇華表面積を提供するように構成される、メラミンを気化させるための蒸発器が提供される。

先述のことは、本発明の実施形態を対象にするが、本発明の他のおよびさらなる実施形態が、本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本発明の範囲は、次に来る特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 有機材料を気化させるための蒸発器であって、
   被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、
   前記有機材料を気化させるためのチャンバー壁を有する少なくとも１つの第２のチャンバーと、
   気化有機材料を前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルと、
   前記少なくとも１つの第２のチャンバーに接続された真空ポンプと、を備え、
   前記第１のチャンバーは、あたかも前記有機材料が前記第１のチャンバー内で気化されるかのように提供される第１の仮想昇華表面に対応する前記ノズルに気化有機材料を提供するように構成され、
   前記少なくとも１つの第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、操作の間は、結合した第２の昇華表面積を提供するように構成され、当該結合した第２の昇華表面積は、前記少なくとも１つの第２のチャンバーの昇華表面積の合計であり、１つの第２のチャンバーの昇華表面積は、前記有機材料に覆われ、操作の間に前記有機材料の昇華温度まで加熱される、前記１つの第２のチャンバーの前記チャンバー壁の表面積に対応し、
   前記結合した第２の昇華表面積は、前記第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する、蒸発器。
2. 前記結合した第２の昇華表面積は、前記第１の仮想昇華表面の少なくとも９０パーセントに相当する、請求項１に記載の蒸発器。
3. 前記ノズルの開口は、１０００ｍｍと３５００ｍｍとの間の長手方向の長さＬを有する、請求項１または２に記載の蒸発器。
4. 前記第１の仮想昇華表面は、１７０ｍｍの長さの第１の寸法および前記ノズルと同じ長さの第２の寸法によって提供される、請求項３に記載の蒸発器。
5. 昇華表面は、気化させるべき有機材料によって覆われ、前記有機材料がその表面から気化されるように加熱デバイスによって加熱される前記第１または第２のチャンバーの１つの表面である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の蒸発器。
6. 弁は、前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへの気化有機材料の流量を調整するために前記チャネルに配置される、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の蒸発器。
7. 前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへの前記気化有機材料の流量を制御するように構成されるコントローラをさらに含む、請求項６に記載の蒸発器。
8. 少なくとも１つの加熱器は、デバイスを昇華温度に加熱するために、蒸気チャネル、前記第１のチャンバー、弁、およびそれらの組合せから成る群から選択される前記１つのデバイスに配置される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の蒸発器。
9. 前記少なくとも１つの第２のチャンバーは、互いに分離された少なくとも２つのチャンバーを含み、前記少なくとも１つの第２のチャンバーの各チャンバーは、前記第１のチャンバーと流体接続する、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の蒸発器。
10. 前記第１のチャンバーおよび前記ノズルは、大気より低い圧力の筐体に設置され、前記少なくとも１つの第２のチャンバーは、前記筐体の外部に設置される、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の蒸発器。
11. 前記ノズルの開口は、１０００ｍｍと３５００ｍｍとの間の長手方向の長さＬを有する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の蒸発器。
12. 第１のチャンバーおよび少なくとも１つの第２のチャンバーを有する蒸発器を用いて基板を有機材料で被覆するための方法であって、
    操作の間は第２の昇華表面積を有する前記少なくとも１つの第２のチャンバーで前記有機材料を昇華させるステップであって、結合した第２の昇華表面積が、前記少なくとも１つの第２のチャンバーの昇華表面積の合計であり、１つの第２のチャンバーの昇華表面積は、前記有機材料に覆われ、操作の間に前記有機材料の昇華温度まで加熱される、前記１つの第２のチャンバーの前記チャンバー壁の表面積に対応する、ステップと、
    前記昇華有機材料を前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへ少なくとも１つの蒸気チャネルを介して案内するステップであって、前記第１のチャンバーは、前記昇華有機材料を前記基板に堆積させるために前記基板に向けられるノズルを有し、前記第１のチャンバーは、あたかも前記有機材料が前記第１のチャンバー内で気化されるかのように提供される第１の仮想昇華表面に対応する前記ノズルに気化有機材料を提供するように構成され、前記結合した第２の昇華表面積は、前記第１の仮想昇華表面の少なくとも７０パーセントに相当する、ステップと、
    真空ポンプを稼働し、前記第２のチャンバー内に真空を生成するステップと、
    を備える、方法。
13. 有機材料の流量は、前記昇華有機材料を前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへ案内するためのチャネルに配置される弁を調整することによって、または前記少なくとも１つの第２のチャンバーにおける前記有機材料を昇華させるための加熱デバイスの温度を調整することによって、またはそれらの組合せによって制御される、請求項１２に記載の方法。
14. 有機材料の流量は、前記少なくとも１つの第２のチャンバーの昇華表面を調整することによって制御される、請求項１２ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
15. メラミンを気化させるための蒸発器であって、
    被覆すべき基板に向けられるように構成されるノズルを有する第１のチャンバーと、
    前記メラミンを気化させるための少なくとも１つの第２のチャンバーと、
    気化メラミンを前記少なくとも１つの第２のチャンバーから前記第１のチャンバーへ案内するための少なくとも１つの蒸気チャネルであって、前記少なくとも１つの第２のチャンバーの１つまたは複数のチャンバーは、０．３４ｍ^２以上の結合した昇華表面積を有する、少なくとも１つの蒸気チャネルと、
    前記少なくとも１つの第２のチャンバーに接続された真空ポンプと、
    を備える、蒸発器。

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