CN101270469B - 用于涂覆设备的灌流室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于涂覆设备的灌流室，利用该灌流室能够实现更短的灌流时间，和更短的时钟循环。在其中利用了两个灌流装置，衬底对称设置在两个灌流装置之间。灌流装置将气体喷射导向到衬底。由此衬底固定在灌流装置之间。

Description

用于涂覆设备的灌流室
技术领域
本发明涉及用于其中涂覆平面衬底的涂覆设备的灌流室(floodingchamber)。
背景技术
在高真空涂覆设备中，进料和出料锁定室通常分别设置在高真空涂覆室前面或者后面。待涂覆的衬底(例如玻璃板)被引导通过这些进料和出料室，以不必对再抽空具有每个单个衬底的整个高真空涂覆室。进料室具有将衬底从大气压力的区域传递进入真空区域中的功能，而出料室具有将当前涂覆的衬底从真空传递进入大气压力的区域中的任务。
例如，在DE 102004008598A1的图1中公开了具有进料室、处理室和出料室的涂覆设备。在进料室和出料室与处理室之间，可以附加设置缓冲室。这样的涂覆设备还称为串列式设备。
在入口室中，使压力为适合传递的压力，例如，为p＝5×10-3hPa。于是在随后的处理室中获得例如p＝1×10-3hPa的压力，而将在其后的出料室中的压力从处理室压力变为大气压力。
在给定的衬底运输和阀切换时间下将进料室置于需要传递压力所需的时间是决定循环时间的重要因素。
在新的设备中，越来越频繁地对非常薄的玻璃板或者其它面衬底进行涂覆，将出料室置于所需压力所需时间已经变得越来越重要。由于在快速灌流中，衬底易于被毁或者受损，仅仅获得从8sec到12sec范围中的灌流时间。
对串列式涂覆设备的生产率有决定性的一个因素是循环时间或者时钟循环，即涂覆每个衬底所必须用去的时间。为了获得45sec的循环时间，锁定系统必须能够以小于45sec的时间将衬底从大气压力下的点移到高真空区域中的点，反之亦然。在这时间内，衬底必须运输进出锁定系统，并且锁定系统必须抽空或者通风。于是抽空和灌流所用的时间通常少于循环时间，例如，45秒中的20秒，这是因为其它所有的任务必须在该循环时间内完成。
根据已知的公式
t＝(V/S)·In(p0/p1)
其中，
t＝泵送时间
V＝体积
S＝泵吸能力
p0＝初始压力(大气压力)
p1＝目标压力(传递压力、最终锁定压力)
可以理解到，可以使用以下对策来缩短泵送时间以及循环时间：
-减小锁定机构的体积
-增大泵吸能力
-降低p0与p1的比率。
通常，在实践中，优选减小锁定室的体积。遗憾的是，减小体积频繁地带来负面的效果：在快速灌流下，在锁定系统中产生更大的压力差，这毁坏了衬底或者使这些衬底离开原来的位置。
已经知道一种用于在真空室中运输扁平衬底的装置，其中在扁平衬底的相对一侧上设置具有导向到扁平衬底的孔的气体通道(WO 2004/096678A1)。此处获得的气体缓冲防止衬底靠在支撑件上并受损。
此外还知道用于真空室的瀑布形式的气体供应装置，其中壁中的若干开口从相同的气源馈送(DE 10119766A1)。
最后，知道一种衬底处理系统，其能够包括与处理室和背对背处理室相邻的可抽空室或者可抽空室和处理室的其它组合(US 6016611)。处理系统包括各种设置在相邻室之间的隔离阀以及气体流动阀和真空阀。控制器控制部分取决于各种隔离阀是否在打开或者密封位置来控制各个气体流动阀和真空阀的相应位置。
这些已知的装置不涉及到缩短循环时间。
发明内容
本发明致力于解决将循环时间减小更短的灌流时间的问题。
根据本发明第一方面的特征解决该问题。
本发明因而涉及用于涂覆设备的灌流室，利用该灌流室，能够实现更短的灌流时间和更短的时钟循环。在其中利用两个灌流装置，衬底对称设置在两个灌流装置之间。灌流装置将气体喷射导向衬底。由此，衬底固定在灌流装置之间。
本发明涉及用于涂覆设备的灌流室，其中灌流室包括具有多个流体贯穿开口的至少两个灌流单元，并且其中衬底对称布置在灌流单元之间，其中灌流单元将流体射流直接导向至衬底上，以使得衬底被固定在灌流单元之间，并且其中至少两个灌流单元以给定的流体压力连接到至少一个流体源。
利用本发明获得的优点具体包括通过快速灌流，借助于高气体流动，衬底不会被吹掉离开运输系统并抵靠锁定室壁。由此，衬底被在衬底上彼此抵消的流动力作用，没有力会使衬底翻转。
通过将灌流时间例如从10秒缩短到现在仅仅保持的2秒，可以将循环时间减小例如8秒。本发明的另一优点是在灌流过程中衬底固定在灌流装置之间，即，灌流装置本身用作衬底的无接触保持器。同时在衬底和灌流装置之间同时形成阻尼耦合，这抵消了衬底可能的摆动。
与公知的扁平衬底的空气缓冲运输相反，在本发明中，衬底局部地被高动压力(通过气体喷射实现)可靠地保持在若干位置处，即衬底被固定在中央。防止了气体流入室体积中而造成的静压力使衬底离开运输的平面。
附图说明
本发明的实施例的示例示出在附图中，并将在下面进一步详细描述，
其中：
图1是具有进料室、处理室和出料室的串列涂覆设备的示意图。
图2是出料室的窄侧的视图。
图3是具有两个气体供应装置的出料室的视图。
图4是气体供应装置在中心的出料室的视图。
图5是作用到衬底的各个力的表示。
图6是作用到倾斜衬底上的各个力的表示。
图7a是出料室的另一个实施例的立体图。
图7b是图7a中描述的出料室的正视图。
具体实施方式
图1示出了具有进料室2、处理室3和出料室4的串列式涂覆设备1的示意图。待涂覆的面衬底(例如玻璃板)通过进料室2的开口5引入，并运输到处理室3，在那里对衬底进行涂覆。在涂覆之后，衬底到达出料室4，并从那儿被运输到外部。
图2再次示出了被隔离的出料室4。可以看见四个锁定室壁6至9以及用于衬底11(此处为玻璃板)的运输装置10。灌流壁用12和13表示，并设置有若干孔14、15。灌流壁12、13与锁定室壁6、7的内部一起形成灌流通道16、17，气体流经灌流通道16、17随后穿过孔14、15。气流用箭头18、19表示。经由气体供应管29馈送，通过与中央主通道28连接的若干侧通道20至27进行气体供应。主通道28此处由顶壁31中的凹部30形成。顶壁31还在侧通道20至27进入灌流通道16、17的位置处具有凹部。
灌流气体结果通过气体入口管29到达主通道28，并从此处到达侧通道20至27，并在灌流通道16、17中结束。从此处灌流气体穿过孔14、15并碰撞衬底11。衬底11被同时从两个灌流通道16、17吹着。
气体从灌流壁12、13的排放必须相同并镜像对称(即，与灌流壁12、13彼此对应的孔彼此直接相对。然而，少量的偏移对于保持效果和谐振也是有利的。
将气体供应进入灌流室16、17对称地进行和等量的气体始终以相同的速率进入灌流通道是重要的。还可以利用喷嘴、间隙等代替孔。
图3示出了与图2相同的出料室4，但是示意并且很简化。明显可见，气体供应可以不从上方而是从下方或者从上下进行。出于此目的，设置两个终止于灌流通道16、17的气体供应装置32、33。如在图2的实施例中那样，沿着箭头34的方向运输衬底11。由于第二气体供应装置33的原因，可以使气体流经灌流通道16、17均匀(即，流经下孔和流经上孔的气体量相同)。
在图4中，出料室4示出包括两个设置在中央并垂直于灌流通道16、17延伸的气体供应装置35、36。这些中央气体供应装置35、36确保气体均匀分布在灌流通道16、17的上下区域中。
图3和图4没有示出气体供应装置32、33或者35、36对称地工作(即，流经气体供应装置32、33和35、36的气体源自公共源)。不将气体流动对称分开就需要复杂和昂贵的调节装置，这确保了相同的气流被供应到两侧的灌流壁。
图5示出了作用到衬底的各个力彼此抵消。各个力F1至F14源自从孔14、15流出的气体压力，并都具有相同的大小。然而，力F8至F14导向成与力F1至F7相对，使得各个力在衬底11彼此抵消。
图6示出了如果衬底11向一侧倾斜则气体流动引起的各个力行为的方式。由于衬底11在此情况下靠近灌流壁12、13的上开口，从灌流壁流出的气体施加了由长力箭头F1表示的更大的力。由此，使衬底再次直立(即，移到竖直的位置)。
只有动压力的大小的规格很难形成，这是因为该压力取决于影响它的大量因素，并且必须针对单个情况优化或者以经验的方式确定。诸如氢的轻气体比例如氙的重气体产生更小的压力。此外，孔的数量和它们的横截面确定该压力。灌流杆和衬底之间的距离也是影响因素，气体产量也是这样。
此外，动压力在灌流期间变化，这是因为一方面在室中增大的静压力下，气体射流的膨胀减小，这增大了作用到衬底上的力效果；然而，另一方面，力效果通过增大的旋涡状态减小。
用于灌流的气体不是关键。然而，成本有效的气体是优选的。由于在根据本发明的快速灌流中高速气体流吹在衬底11的两侧，所以使用清洁、干燥和特别是没有微粒的气体以在灌流过程中不对涂覆造成损害是必要的。满足该要求的气体例如为氮，其可以大量储存在保持箱中。然而，如果空气预先被干燥净化或者至少过滤，则也可以使用空气。
在锁定室中，会有例如已经在涂覆处理中产生并沉积在涂层上的微粒。如果气体流确实碰撞该涂层，则微粒被运输到室中，使得在灌流过程中很大程度上保持衬底没有微粒。
为了将所需量的气体以最短可能的时间引入到锁定室中，可以设置大量孔14、15或者大尺寸的孔。然而，可以设置附加的气体枪或者灌流设备，其排出气体的方向不朝着衬底11导向。所需的条件在此处是：通过附加的气体供应，必须在流动中不产生旋涡状态，旋涡状态使衬底移动离开原来的位置或者将其吹走。
尽管气体传导杆(如在例如DE 10319379A1中所描述)会令人满意，但建议在整个壁13上分布孔14、15。
图7a描述了其中设置灌流杆来代替灌流壁的本发明的另一实施例。
包括两个侧壁39、40的出料室38设置有总计十个灌流杆41至45和46至50，其中每五个灌流杆与另外五个灌流杆相对设置。出料室的顶部和底部被顶壁51和底部52关闭。在图7a中可以看见灌流杆41至45，因为侧壁40示出为断裂贯通的形式。在相对的灌流杆之间定位衬底53，衬底53的一个边缘搁在运输装置54上。通过与气体歧管56耦合的气体供应装置55来将气体供应到灌流杆41至50，气体歧管56又将灌流杆41至45毗连。灌流杆46至50(在图7a中看不见)以相同的方式用气体供应。灌流杆中的气体流用箭头57、58表示。由于灌流杆41至50的孔59、60设置在它们向内的一侧，所以气体朝着衬底53的方向排放。这由箭头61、62表示。
在图7a中描述的灌流设备还可以在不失去功能性能力的情况下旋转90度。灌流杆41至50和气体供应装置55可以在此情况下垂直地延伸，而气体歧管56可以水平延伸。衬底53、锁定开口和运输装置54可以在此情况下保持它们的方向。
图7b示出了出料室38的前视图。可以看见，灌流杆41至50沿着垂直的方向彼此间隔开。选择间隔以抵消静压力的可能的负面效果。静压力理解为在出料室38中通常获得的压力。相反，动压力理解为从灌流杆41至50排放的气体沿着朝向衬底53的方向所产生的压力。
静压力在图7b中用箭头65至68表示，而动压力用箭头69至72表示。箭头73，74表示碰撞衬底53的气体射流69、70再次沿着朝向壁40的方向偏转。由于这两个压力，各个力作用到衬底53上。利用灌流杆41至50来代替连续的灌流壁，防止在衬底的左右侧上积聚不同的压力。如果当使用连续的壁时，衬底53将出料室38分隔成两个隔室，通过高流动阻力和积聚在两侧上的静压力差而防止两个隔室之间的溢流。由此造成的静压力差会损坏衬底53，或者使衬底移动离开中心位置。使用灌流杆防止了这样的问题，一方面因为由此引起的高动压力叠加在相对低的静压力上，并且另一方面因为由于灌流杆之间的竖直距离而在衬底两侧之间形成附加压力平衡。
静压力不是固定值，因为锁定室被填充的压力水平从处理室的压力水平(大约1×10-3hPa)到大气压力。灌流杆41至51是否水平或者垂直设置无关紧要。然而，重要的是，通过灌流杆41至50流入的气体相对衬底53对称地引入，从而对衬底53产生稳定和阻尼的效果，并且其余的室体积被灌流，使得积聚的静压力不会损坏衬底53。
为了通过动压力获得特定的保持效果，灌流杆中的孔的横截面积之和应该小于或者等于具体的灌流设备的相关的入口横截面。
如结合图7a所描述，根据图7b的构造也可以旋转90度。在此情况下，图7b是俯视图。

Claims (14)

1.一种用于涂覆设备的灌流室，其中所述灌流室包括具有多个流体贯穿开口的至少两个灌流单元，并且其中衬底(11)对称布置在所述灌流单元之间，其中所述灌流单元将流体射流直接导向至所述衬底(11)上，以使得所述衬底(11)被固定在所述灌流单元之间，并且其中至少两个所述灌流单元以给定的流体压力连接到至少一个流体源。
2.根据权利要求1所述的灌流室，其特征在于，所述灌流单元是灌流壁，所述灌流壁包括若干流体贯穿开口。
3.根据权利要求2所述的灌流室，其特征在于，所述流体贯穿开口的至少一部分朝向衬底(11)导向。
4.根据权利要求1所述的灌流室，其特征在于，所述灌流单元是灌流杆，其包括若干流体贯穿开口。
5.根据权利要求4所述的灌流室，其特征在于，所述灌流杆沿着水平方向彼此分隔开。
6.根据权利要求1所述的灌流室，其特征在于，所述流体是空气。
7.根据权利要求1所述的灌流室，其特征在于，所述流体是氮。
8.根据权利要求2所述的灌流室，其特征在于，所述灌流壁与真空室壁(6，7)一起形成中空空间(16、17)。
9.根据权利要求2所述的灌流室，其特征在于，所述流体贯穿开口在灌流壁的整个侧面分布，并且彼此以相同的距离设置。
10.根据权利要求8所述的灌流室，其特征在于，所述中空空间(16、17)连接到公共流体源。
11.根据权利要求8所述的灌流室，其特征在于，所述中空空间(16、17)连接到两个公共流体源。
12.根据权利要求8所述的灌流室，其特征在于，所述流体源与所述中空空间(16、17)的窄侧连接。
13.根据权利要求11所述的灌流室，其特征在于，所述流体源与所述中空空间(16、17)的中心线连接。
14.根据权利要求4所述的灌流室，其特征在于，所述灌流杆在垂直方向上彼此之间具有距离。
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