CN102016107B - 均热装置和有机膜成膜装置 - Google Patents

Abstract

一种均热装置，包括：容器构造体，该容器构造体具有在内部填充有工作流体、且对被加热材料加热以使被加热材料汽化的加热块(1)；加热单元(6)，该加热单元(6)配置在容器构造体的底部；以及材料供应管(11)，该材料供应管(11)将容器构造体的外侧与内侧连通。在加热块(1)上形成有作为供被加热材料流动的流路的、与材料供应管(11)相连接并朝水平方向延伸的总集气管(12)以及从总集气管(12)分岔并向上下方向延伸的竖管(14)，此外，还形成有作为对工作流体进行冷却冷凝的冷凝路的、形成于竖管(14)两侧并朝水平方向延伸的冷凝孔(10)以及形成于竖管(14)下侧的冷凝槽(16)。在冷凝孔(10)与冷凝槽(16)之间配置有总集气管(12)。

Description

均热装置和有机膜成膜装置

技术领域

本发明涉及一种特别是在有机膜的成膜装置中采用的、用于对收容在容器内的规定材料的原料进行加热的均热装置以及采用这种均热装置的有机膜成膜装置。

背景技术

例如在现有的有机EL(电致发光)的制造中，当将粉体状的有机EL材料在基板上成膜时，作为有机EL原料的蒸发装置，一般使用利用加热器对蒸发皿的外部进行加热从而使蒸发皿内部的有机EL原料升华或熔融蒸发的加热方式。这种加热处理所采用的现有装置例如公开在国际公开第2007/034790号文本(专利文献1)中。

图19是现有的加热处理所采用的蒸发容器的侧视图。图20是现有的加热处理所采用的蒸发容器的俯视图。如图19和图20所示，蒸发容器由蒸发皿50和隔板52构成，其中，上述蒸发皿50包括底面和从该底面立设的侧面并对在侧面内部开口的原料收容空间加以限定，上述隔板52将上述原料收容空间分割成多个局部空间。此外，隔板52设有具有使多个局部空间在蒸发皿的底面侧连通这样的高度的卡定片54。

图21是表示现有的隔板的变形例的示意图。在图21中，作为对上述蒸发皿的底面和侧面部以及隔板的内部进行加热的单元，记载有包括热管741、761的单元。

专利文献1：国际公开第2007/034790号文本

发明的公开

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所示的现有的加热装置中，规定材料的原料被供应至蒸发皿底面侧的连通部，并在蒸发皿的底面、侧面以及隔板部上加热而蒸发。由于所供应的原料停留在蒸发皿底面侧的连通部并被加热，因此，在底部连通部的一部分、尤其是在由侧面和隔板形成的角落部出现原料滞流。一旦出现滞流，将无法充分进行在加热、蒸发的同时用新原料连续替换蒸发皿各个部分的原料。因此，很难在均匀的温度历史下对蒸发皿内原料的各个部分加热、蒸发，因而会有在原料的蒸发量上出现偏差这样的问题。

此外，对于专利文献1所示的现有的加热装置中在隔板内部设有热管的结构，需要确保用于收容热管的隔板的厚度。为了流畅地进行热管的内部工作液的循环，需要将上述热管的直径确保在一定程度以上，例如当以水为工作液时，需要确保热管的直径为7～8mm以上。藉此，在增加隔板厚度并增大蒸发皿尺寸而大型化的同时，会有出现加热装置的热响应迟缓这样的问题。

此外，在专利文献1所示的现有的加热装置中，将蒸发皿的底面部和侧面部作为双重构造，并使设于隔板内部的热管与上述双重构造部连通，当蒸发皿被加热至所需温度时，在上述双重构造部分上会产生与动作温度相应的热管的工作液的蒸汽压作为内压。例如，当以水作为工作液而在200℃进行动作时会产生大约1.6MPa的蒸汽压力，而当以萘为工作液而在400℃进行动作时会产生大约1.9MPa的蒸汽压力。不过，这种双重构造部分由于无法作为保持这种高温加热时的内压强度的结构，因此，会有在高温时出现蒸发皿变形或破损的危险性这样的问题。

本发明为解决上述技术问题发明而成，其目的在于提供一种可在装置内部的各个部分对被加热材料连续加热，使被加热材料的温度均匀而进行稳定的汽化，并且在高温下也能充分承受工作流体的蒸汽压的均热装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的均热装置包括：容器构造体、加热单元以及材料供应管。在容器构造体的内部形成有供工作流体填充的封闭空间。加热单元配置在容器构造体的底部。材料供应管将容器构造体的外侧与内侧连通。容器构造体具有对被加热材料加热以使其汽化的加热块和围住加热块的外壳部。在加热块上形成有供被加热材料流动的流路。流路包括：第一流路，该第一流路与材料供应管相连接并朝水平方向延伸；第二流路，该第二流路从第一流路分岔并向上下方向延伸；以及开口部，该开口部是第二流路在容器构造体的上部表面的开口。此外，在加热块上形成有冷凝路。在冷凝路上，被加热单元加热而蒸发的工作流体被冷却而冷凝。冷凝路包括：上侧冷凝孔，该上侧冷凝孔形成于第二流路两侧并朝水平方向延伸；以及下侧冷凝槽，该下侧冷凝槽形成于第一流路的下侧。在上侧冷凝孔与下侧冷凝槽之间配置有第一流路。

发明效果

根据本发明，利用在设于加热块的冷凝路的内壁面上对气体状的工作流体冷却、冷凝的作用，可对加热块进行加热，并使被加热的加热块的温度均匀化。因此，能使在经过加热块内的流路时被加热的被加热材料的温度均匀化后进行加热。此外，构成被加热材料从流路入口到出口连续流动的流路，不会造成被加热材料的一部分在流路的一部分滞留，从而能提高被加热材料的加热历史的均匀性。此外，通过将被加热材料的流路制成小径，从而能抑制经过流路内部的被加热材料的熔融物的对流。因此，由于可使被加热、汽化的被加热材料的温度的均匀性提高，因而能得到可应用于进行高精度的成膜处理的蒸镀装置。

附图说明

图1是实施方式1的均热装置的剖视图。

图2是与图1所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图3是图1和图2所示的均热装置的俯视图。

图4是实施方式2的均热装置的剖视图。

图5是与图4所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图6是实施方式3的均热装置的剖视图。

图7是与图6所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图8是实施方式3的均热装置的变形例的剖视图。

图9是与图8所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图10是实施方式4的均热装置的剖视图。

图11是与图10所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图12是实施方式5的均热装置的剖视图。

图13是与图12所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图14是实施方式6的均热装置的剖视图。

图15是与图14所示的截面正交的均热装置的剖视图。

图16是表示实施方式1的均热装置的升温过程中的装置各个部分的温度测量结果的曲线图。

图17是表示由不锈钢的催化效果产生的萘的热分解特性的曲线图。

图18是表示由不锈钢的催化效果产生的萘烷的热分解特性的曲线图。

图19是现有的加热处理所采用的蒸发容器的侧视图。

图20是现有的加热处理所采用的蒸发容器的俯视图。

图21是表示现有的隔板的变形例的示意图。

(符号说明)

1加热块

2外壳部

3凸缘

4中空部

5工作液

6加热单元

7蒸汽泡

8、9、17、20箭头

10、10a、10b冷凝孔(日文：凝縮孔)

11材料供应管

12总集气管

13分集气管

14竖管(日文：立上り管)

15开口部

16冷凝槽(日文：凝縮穴)

18柱管(日文：カラム)

21配管系统

22冷凝槽

23蒸发器

24蒸汽管

25液管

26第二工作液

27第二加热单元

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下附图中，对相同或相似的部分标注相同的符号，不重复其说明。

另外，在以下所说明的实施方式中，各个构成要素除了有特别记载的情况之外，对本发明而言均是非必须的。此外，在以下实施方式中，说到个数、量等情况时，除了有特别记载的情况之外，上述个数等均为例示，本发明的范围并不限定于其个数、量等。

(实施方式1)

图1是实施方式1的均热装置的剖视图。图2是与图1所示的截面正交的均热装置的剖视图。图3是图1和图2所示的均热装置的俯视图。在以下实施方式中，水平方向是指均热装置的剖视图中的左右方向，上下方向是指这些图中的上下方向。

如图1～图3所示，均热装置包括加热块1和以围住加热块1的周围的形态配置的外壳部2。此外，均热装置包括凸缘3。加热块1和外壳部2在各自的上端部与凸缘3接合，而各自的下部接合，从而形成作为封闭空间的中空部4形成于内部的容器构造体。容器构造体具有加热块1和外壳部2。

在加热块1的上部形成贯穿加热块1而朝水平方向延伸的冷凝孔10a、10b。冷凝孔10a、10b是沿孔的径向的截面形状为圆形的圆孔，并且是深度方向沿直线延伸的直孔。冷凝孔10a、10b的深度方向是沿着水平方向的。如图2所示，冷凝孔10a、10b分别形成多个。冷凝孔10a、10b的两端向中空部4开口。冷凝孔10a、10b以连通图1所示的容器构造体内部右侧和左侧的中空部4、4的形态形成。

中空部4的内部填充有作为液体状的工作流体的工作液5。工作流体是用于在作为热源的加热单元6与加热块1之间传送热，从而对加热块1进行加热以控制到目标温度的热介质。工作液5在考虑使用温度下的热特性和工作压力(蒸汽压)之后加以选定，在200℃以下程度的区域使用水，而在进一步高温的超过200℃且400℃以下程度的区域则一般使用陶氏(注册商标)A、萘等高沸点的有机热介质。

工作液5在对中空部4内部真空排气之后被填充至中空部4。因此，在中空部4的内部存在有工作液5汽化形成的气体状的工作流体。由于以隔开加热块1与外壳部2的形态形成中空部4，因而会成为不易将热从加热块1向装置外部释放的结构。

在容器构造体的底部配置有对工作液5进行加热的加热单元6。加热单元6安装于加热块1的下部表面以使它们热接触。也就是说，可将在加热单元6上产生的热经由加热块1的底部充分有效地传递至工作液5。

通过加热单元6的加热，会在工作液5内部产生蒸汽泡7。被加热单元6加热、蒸发后的气体状的工作流体的一部分如箭头8所示从工作液5的液面向冷凝孔10a、10b内部移动。向冷凝孔10a、10b内部移动的气体状的工作流体通过将热传递至冷凝孔10a、10b的内壁面而被冷却，从而冷凝液化。冷凝后的液体状的工作流体如箭头9所示返回至容器构造体的底部的工作液停留部。图1所示的虚线箭头8表示气体状的工作流体的流动，实线箭头9表示液体状的工作流体的流动。

均热装置还包括将容器构造体的外侧与内侧连通的材料供应管11。材料供应管11被从容器构造体的外部导入，并与加热块1的一个侧面接合。被上述均热装置加热、汽化的材料即被加热材料经由材料供应管11被供应至均热装置内。为了使被加热材料通过管状的材料供应管11，被加热材料需要是流动体。当所欲汽化的材料是在常温下为固体的材料时，采用将材料加热使其熔融、或破碎以将粉末化的材料与液体相混合而制成浆料等方法来提高材料的流动性，从而能在材料供应管11内穿过。

在加热块1的内部形成有总集气管12、多个分集气管13以及多个竖管14，其中，总集气管12与材料供应管11相连接并沿水平方向延伸，多个分集气管13从总集气管12分岔并沿水平方向延伸，多个竖管14从分集气管13分岔并向上下方向延伸。总集气管12、分集气管13以及竖管14是管状构件。竖管14的上端部形成有向加热块1的上部表面开口的开口部15。总集气管12、分集气管13、竖管14以及开口部15被包括在被加热材料流动的流路中。

在加热块1内部的形成有被加热材料的流路的部分的下侧形成有多个冷凝槽16。多个冷凝槽16沿上下方向延伸。冷凝槽16的深度方向是沿着上下方向的。冷凝槽16形成在总集气管12、分集气管13以及竖管14的下侧。冷凝槽16和中空部4以连通的形态形成，从而使工作液5可在中空部4的内部与冷凝槽16的内部自由流动。

冷凝槽16的平面形状可以是任何形状，例如能为矩形或圆形。冷凝槽16可以以任何形态配置，只要是具有工作液5的储存功能并且被设计成将来自加热单元6的热传递至设于加热块1上部的被加热材料的流路的影响控制到最小即可。

被加热单元6加热、蒸发后的气体状的工作流体的一部分如箭头8所示从工作液5的液面向冷凝槽16内部移动。向冷凝槽16内部移动的气体状的工作流体通过将热传递至冷凝槽16的内壁面而被冷却，从而冷凝液化。冷凝后的液体状的工作流体如箭头9所示返回至容器构造体的底部的工作液停留部。

冷凝孔10a、10b以不与竖管14干扰的形态穿过竖管14之间来形成。冷凝孔10a、10b在竖管14之间与被加热材料的流路隔开而形成。如图2所示，相邻的冷凝孔10a以夹有竖管14的形态形成于竖管14的两侧，相邻的冷凝孔10b以夹有竖管14的形态形成于竖管14的两侧。此外，总集气管12和分集气管13在冷凝孔10b与冷凝槽16之间配置成由冷凝孔10b和冷凝槽16夹住。

以下，对均热装置的动作进行说明。在如上所述构成的实施方式1的均热装置中，利用设置在加热块1下部的加热单元6的发热来对加热块1进行加热。在加热块1被加热后，对容器构造体底部的工作液停留部、即对在形成于加热块1与外壳部2之间的中空部4的底部以及形成于加热块1下部的冷凝槽16的下部所停留的工作液5进行加热。

当工作液5被加热而蒸发时，在工作液5的内部产生蒸汽泡7。被加热单元6加热、蒸发而成为气体状的工作流体的一部分如虚线箭头8所示从工作液5的液面向冷凝孔10a、10b内部移动。向冷凝孔10a、10b内部移动的气体状的工作流体通过将热传递至冷凝孔10a、10b的内壁面而被冷却，从而冷凝液化。冷凝而成为液体状的工作流体如实线箭头9所示自然回流至容器构造体的底部的工作液停留部。

此外，气体状的工作流体的一部分如箭头8所示从工作液5的液面向冷凝槽16内部移动。向冷凝槽16内部移动的气体状的工作流体通过对冷凝槽16的内壁面、尤其是对冷凝槽16的最深部的上表面加热而被冷却，从而冷凝液化。冷凝后的液体状的工作流体如箭头9所示同样自然回流至容器构造体的底部的工作液停留部。

这样，利用工作流体的蒸发、冷凝作用对设于加热块1的冷凝孔10a、10b以及冷凝槽16的内侧表面加热。

另一方面，规定材料的被加热材料如空心箭头17所示从容器构造体外部经由材料供应管11到达加热块1，并被从形成于加热块1的总集气管12经由分集气管13依次压送至竖管14。被加热材料在经过加热块1内部时被设于加热块1内部的冷凝孔10a、10b和冷凝槽16的壁面加热。也就是说，一旦工作液5被加热单元6加热而成为蒸发的气体状工作流体，就能通过热交换来加热经由材料供应管11被向加热块1内部供应的被加热材料。

此时，总集气管12和分集气管13配置在冷凝孔10b与冷凝槽16之间。被加热材料在总集气管12和分集气管13内部流动时，受到形成于上侧的冷凝孔10b的传热。被加热材料同时受到形成于总集气管12和分集气管13下侧且在总集气管12和分集气管13的长度方向整体设置的冷凝槽16的传热。此外，竖管14形成在相邻的两个冷凝孔10a与相邻的两个冷凝孔10b之间。被加热材料在竖管14内部流动时受到形成于左右两侧的冷凝孔10a、10b传热。

在形成于加热块1的流路中流动的被加热材料受到以夹住流路的形态形成的两个冷凝路传热。在流路中流动的被加热材料被从反向的两个方向加热。由于被加热材料受到来自多个方向的热，因此能抑制在流路内部流动的被加热材料上出现温度差。也就是说，能使被加热材料的温度的均匀性提高。

选定总集气管12、分集气管13以及竖管14的内径以使总集气管12内的被加热材料的流速相对于分集气管13内的被加热材料的流速充分小且分集气管13内的被加热材料的流速相对于竖管14内的被加热材料的流速充分小。因此，从总集气管12分岔流出的被加热材料均等地流入多个分集气管13，同样也均匀地流入多个竖管14。也就是说，由于被加热材料在规定的流路中以固定的流动状态移动，因此，被加热材料不会出现停留在流路内特定的一部分而使温度历史在流路内的各个位置不同的现象，而是能将被加热材料的温度历史均匀化，从而使加热后的被加热材料的温度的均匀性提高。

此外，若竖管14是由具有内径为2～3mm左右的小径孔的管构成，则由于在竖管14内部不会与被加热材料的熔融物发生对流，且在竖管14内部不会出现被加热材料的温度不均，因此能使被加热材料的温度进一步均匀化。

在加热块1的内部，一旦被加热材料被加热至接近沸点的温度，则被加热材料会被蒸发而汽化。气体状的被加热材料经由开口部15而向加热块1的外部流出。这样就能得到温度分布得以抑制并被均热化的气体状的被加热材料。

另外，利用形成于加热块1下部的冷凝槽16，而可制得在加热块1下部形成有柱管18且能充分承受因工作液5蒸发而产生的容器构造体内部的蒸汽压的结构。通过上述柱管18会从加热单元6产生向加热块1上部的热传导，但来自加热单元6的热还会在形成于加热块1下部的柱管18周围的冷凝槽16使工作液5一边蒸发一边被传递至加热块1的上部。此外，对冷凝槽16和柱管18进行设计以使柱管18的上部温度即被加热材料的流路的温度降低至与冷凝孔16的上表面的工作流体的温度大致相同的温度。

如以上所说明的那样，实施方式1的均热装置包括容器构造体、加热单元6以及材料供应管11。在容器构造体的内部形成有供工作流体填充的中空部4。容器构造体具有对被加热材料加热以使其汽化的加热块1和围住加热块1的外壳部2。加热单元6被配置在加热块1的底部。材料供应管11将容器构造体的外侧与内侧连通。

在加热块1上形成有供被加热材料流动的流路。流路包括：作为第一流路的总集气管12，该总集气管12与材料供应管11相连接并朝水平方向延伸；作为第二流路的竖管14，该竖管14从第一流路中分岔出并向上下方向延伸；以及开口部15，该开口部15是第二流路在加热块1的上部表面上的开口。

此外，在加热块1上形成有冷凝路。在冷凝路上，被加热单元6加热而蒸发的工作流体被冷却而冷凝。冷凝路包括：作为上侧冷凝孔的冷凝孔10a、10b，该冷凝孔10a、10b形成于竖管14两侧并朝水平方向延伸；以及作为下侧冷凝槽的冷凝槽16，该冷凝槽16形成于竖管14下侧。在冷凝孔10b与冷凝槽16之间配置有总集气管12。

若是这样，利用在设于加热块1的冷凝孔10a、10b以及冷凝槽16的内壁面上使工作流体进行冷凝的作用而对加热块1加热，从而能使被加热的加热块1的温度的均匀性提高。因此，能使在经过加热块1内的流路时被加热的被加热材料的加热后的温度均匀化。此外，从材料供应管11与总集气管12间的连接部到开口部15之间构成有流路以使被加热材料连续流动，不会发生被加热材料的一部分在流路的一部分滞留，从而能提高被加热材料的加热历史的均匀性。此外，通过将竖管14制成小径，从而能抑制经过竖管14内部的被加热材料的熔融物的对流，并能使被加热而汽化的被加热材料的温度的均匀性进一步提高。

此外，作为下侧冷凝槽的冷凝槽16被设置在总集气管12和分集气管13的长度方向整体。若是这样，在总集气管12和分集气管13的长度方向整体，由于除了来自上侧的冷凝孔10a、10b的热传递之外，还能从下侧的冷凝槽16向被加热材料传递热，因此能使被加热材料的温度的均匀性进一步提高。

因此，根据实施方式1的均热装置，能将对被加热材料进行加热的流路的内壁面的温度管理在±1℃以内的温度分布，并能高精度地控制被加热材料的汽化量，因此能得到可应用于进行高精度的成膜处理的蒸镀装置中的蒸发源。

而且，通过在形成于加热块1的多个小径孔即在总集气管12、分集气管13以及竖管14中使被加热材料分散而加热，从而能使传热面的面积增大、并能将被加热材料在很大的表面积上进行加热。因此，不仅能使加热效率增高并使升温时的热响应性大幅改善，还能将升温时的热能控制到最小，因而可得到提高热传递效率、与节能相适的均热装置。

以上所说明的实施方式1的均热装置的均热加热效果可通过均热装置的升温过程中的温度测定来加以确认。图16是表示实施方式1的均热装置的升温过程中的装置各个部分的温度测量结果的曲线图。在图16中，横轴表示从升温开始时刻起的经过时间(单位：分)，纵轴表示温度(单位：℃)。图16是表示在实施方式1中当以水为工作液5时的在加热单元6附近、分集气管13附近以及开口部15处的温度上升曲线的图。

如图16所示，加热单元6附近的温度(加热器附近温度)比其他地方的温度高。另一方面，在被加热材料的出口部的加热块1的上部表面的开口部15的温度(加热孔表面温度)和被加热材料的流路即分集气管13附近的温度(原料回路附近温度)以大致相同的温度上升。也就是说，可知被加热材料一边保持温度非常均匀化的状态一边使温度上升。

此外，温度稳定时的温度控制性也良好，从而能确认实施方式1的均热装置结构的有效性。在本例中，开口部15的静态时的温度分布为±0.5℃以下。此外，在图16所示的例子中，从常温升温至大约200℃所需时间为0.5小时左右，因而具有在短时间内温度上升的特性。

(实施方式2)

图4是实施方式2的均热装置的剖视图。图5是与图4所示的截面正交的均热装置的剖视图。实施方式2的均热装置与实施方式1的均热装置相比，在上侧冷凝孔是如图4和图5所示结构这点上有所不同。

具体而言，在实施方式1中，对形成有作为加热块1上部的冷凝孔10a、10b的圆孔的例子进行了说明，但如图4和图5所示，也可以将作为上侧冷凝孔的冷凝孔10的截面形状设为纵向长度较长的(即长边形成在上下方向上的)矩形。若是这样，在冷凝孔10内部被冷却而冷凝液化的液体状工作流体由毛细管力集合到冷凝孔10的长方形截面的顶点附近的角落部。因此，能抑制冷凝孔10内部因液体状的工作流体而堵塞，从而能可靠地确保有工作液的蒸汽的空间。此外，由于能使附着于冷凝孔10的平面部的液体状的工作流体的膜厚减少，因此能改善冷凝孔10的表面温度分布。

此外，如图5所示，冷凝管10为沿竖管14延伸的结构。冷凝孔10沿竖管14的延伸方向延长。若是这样，能使从冷凝孔10的表面到被加热材料流过的竖管14的传热距离在竖管14的延伸方向上相同。因此，能将在竖管14内部流动的被加热材料加热成使温度从竖管14的下端部到开口部15进一步均匀化。

此外，通过将冷凝孔10制成纵向长度较长的长方形形状，从而能缩小竖管14的配置间隔。因此，由于如图5所示使竖管14的根数与图2所示的冷凝孔为圆孔时相比增加，从而能使竖管14的开口面积增加，因此能提高被加热材料的蒸发效率。此外，当在将竖管14的全表面积固定的情况下，通过将冷凝孔10的截面形状从圆形变成长方形，由于能缩小加热块1的宽度方向上的尺寸，能使装置小型化，因此能得到可提高热响应性且可降低放热表面积的节能结构的均热装置。

例如，当工作流体为水时，圆孔的冷凝孔10的直径需要7～8mm左右，但若将冷凝孔的截面制成纵向长度较长的长方形，则能将冷凝孔10的宽度尺寸(即短边的长度)控制到3～4mm左右，因此能将竖管14的配置间隔降低大约30％。

(实施方式3)

图6是实施方式3的均热装置的剖视图。图7是与图6所示的截面正交的均热装置的剖视图。实施方式3的均热装置与实施方式1的均热装置相比，在上侧冷凝孔是如图6和图7所示结构这点上有所不同。

具体而言，在实施方式1中，对加热块1上部的冷凝孔10a、10b朝水平方向延伸的例子进行了叙述，但如图6和图7所示，也可以使作为上侧冷凝孔的冷凝孔10a、10b的深度方向上的一方侧相对较高、另一方侧相对较低地配置而制成相对于水平方向朝深度方向倾斜的倾斜孔。

若是这样，则与被加热材料热交换而被冷却、冷凝的液体状的工作流体沿冷凝孔10a、10b所倾斜的底面流动。因此，能使液体状的工作流体从冷凝孔10a、10b快速地自然回流至容器构造体底部的工作液滞留部。因此，能进一步减小在冷凝孔10a、10b的内表面上滞留的液体状的工作流体的膜厚，并能进一步提高冷凝孔10a、10b的整个表面上的温度均匀化，因此能使在竖管14内部流动的被加热材料的温度进一步均匀化。

图8是实施方式3的均热装置的变形例的剖视图。图9是与图8所示的截面正交的均热装置的剖视图。如图8和图9所示，即使使截面形状为纵型矩形的冷凝孔10的深度方向的一方侧相对较高、另一方侧相对较低地配置而制成相对于水平方向朝深度方向倾斜的倾斜孔，也能得到与上述相同的效果。

(实施方式4)

图10是实施方式4的均热装置的剖视图。图11是与图10所示的截面正交的均热装置的剖视图。实施方式4的均热装置与实施方式3的均热装置相比，在上侧冷凝孔是如图10和图11所示结构这点上有所不同。

具体而言，在实施方式3中，对加热块1上部的冷凝孔的截面形状为固定并整体倾斜的情况进行了表示，但也可以如图10和图11所示为冷凝孔10的上表面水平、底面倾斜的形状。也就是说，冷凝孔10的上缘朝水平方向延伸，冷凝孔10的下缘朝深度方向倾斜。冷凝孔10的底面倾斜，成为在冷凝孔10的内部冷凝液化的液体状的工作流体返回到容器构造体底部的工作液滞留部的结构。

若是这样，则能将集合在冷凝孔10底部的液体状的工作流体向冷凝孔10外部高效地排出，从而能使液体状的工作流体的液膜薄膜化。此外，能将被加热材料在多根竖管14各自的内部加热至开口部15附近。因此，能使被加热材料的均热加热效果进一步提高。

(实施方式5)

图12是实施方式5的均热装置的剖视图。图13是与图12所示的截面正交的均热装置的剖视图。实施方式5的均热装置与实施方式4的均热装置相比，在上侧冷凝孔是如图12和图13所示结构这点上有所不同。

具体而言，在实施方式4中，冷凝孔底面的倾斜方向对各孔都是一个方向进行表示，但还可以如图12和图13所示将冷凝孔10a、10b的倾斜方向配置成彼此为不同的方向。也就是说，冷凝孔10a的底面朝深度方向倾斜的角度和冷凝孔10b的底面朝深度方向倾斜的角度相对于水平方向的角度的正负相反。其结果是，冷凝孔10a、10b的位于竖管14的两侧的部分在上下方向上错位。

若是这样，能将冷凝孔10a、10b的底面侧的位置相对于各竖管14平均化，能将在竖管14内部流动的被加热材料在从竖管14的下端部到开口部15与在各自的竖管14内同样地加热，因此能将被加热材料进一步均匀地加热。

(实施方式6)

图14是实施方式6的均热装置的剖视图。图15是与图14所示的截面正交的均热装置的剖视图。在图14和图15中表示了用于将经蒸发而汽化的被加热材料对工序容器供应的配置有配管系统21的均热装置。配管系统21下部的一部分以与朝容器构造体的上部表面开口的开口部15相连结的形态开口。载气如空心箭头20所示在配管系统21的内部流动。

当配管系统21的内壁面的表面温度比加热块1的温度低时，会出现在加热块1中被加热的被加热材料冷凝附着在配管系统21的内表面的现象。因此，在实施方式6中，对配管系统21也以均匀地加热为目的。也就是说，实施方式6的均热装置还包括与开口部15相连结的配管系统21和对配管系统21加热的加热设备。

参照图14和图15，对加热设备的例子进行说明。在配管系统21的壁面上配置有冷凝孔22。在配管系统21的外部下方与配管系统21另外设置有蒸发器23。在配管系统21与蒸发器23之间由蒸汽管24和液管25连通从而形成有中空回路。在上述中空回路的内部在真空排气后填充有规定量的第二工作液26。在蒸发器23的下部设有第二加热单元27。

为了与在实施方式1所说明的加热单元6另外设有第二加热单元27，对配管系统21的温度与容器构造体的温度分别进行控制。用第二加热单元27对冷凝槽22的内表面进行加热的方法与加热单元6一样，利用工作液26的蒸发和冷凝作用而对配管系统21的壁面均匀地加热。

此时，利用第二加热单元27能以使配管系统21的内壁面的温度比供加热块1内部的被加热材料连通的流路的温度稍高的方式对配管系统21的内壁面予以保持。若是这样，则能防止蒸发、汽化的被加热材料在配管系统21的内表面冷凝而液化(或凝结而固化)。另外，在图14和图15所示的例子中，对设于配管系统21的壁面内的作为冷凝槽22的多个圆孔进行加工的情况进行了表示，但上述冷凝孔22只要形成为供工作液与蒸发器23连通的中空回路即可，冷凝槽22的截面形状也可以为圆形或矩形或是多边形。

(实施方式7)

在上述一系列实施例中，利用在容器构造体内部的工作流体的蒸发和冷凝，进行从加热单元6向加热块1的热输送以对被加热材料进行加热。例如，能使用萘(C₁₀H₈)作为工作流体。此时，利用萘所接触的面的不锈钢的催化效果，萘分解离解而产生氢气。一旦上述氢气在气体状的工作流体冷凝的面上作为非冷凝气体存在，则会阻碍萘的蒸汽冷凝时的热传递而难以进行均热性的维持。

在实施方式7中，在工作流体流过的路径的内表面形成有含金属氧化物的钝化处理皮膜。因此，利用构成均热装置的金属材料、例如不锈钢的催化效果，能使工作流体的分解离解不会发生。

以下表示对这种工作流体的分解行为进行调查的一个例子。在分析装置采用大气压离子化质谱分析仪(APIMS、Atmospheric PressureIonization Mass Spectroscopy)。作为试样气体，将在Ar气体下稀释调整到300ppb浓度的萘蒸汽以10sccm的流量供应到实施各种钝化处理的不锈钢配管。

此外，不锈钢配管的形状为外径6.35mm、内径4.35mm、长度1m。关于材质，准备对JIS(日本工业规格)SUS316L的配管经电场研磨处理后的不锈钢配管(SUS316L-EP)、对SUS316L的配管实施Cr₂O₃钝化处理的不锈钢配管(Cr₂O₃-SUS)、对SUS316L的配管实施Al₂O₃钝化处理的不锈钢配管(Cr₂O₃-SUS)、对SUS316L的配管实施Y₂O₃型钝化处理的不锈钢配管(Y₂O₃-SUS)作为试样。将这些各种不锈钢配管的试样分别设置在APIMS分析仪正前方，一边供应萘气体一边以4℃/min的升温速度升温至750℃。

图17是表示由不锈钢的催化效果产生的萘的热分解特性的曲线图。图17的横轴表示试样表面的温度(单位：℃)，纵轴表示萘的浓度(单位：ppb)。图17是表示各试样的钝化处理皮膜的表面上的温度与萘浓度之间关系的图。其结果是，在SUS316L-EP表面上确认从312℃起出现伴随萘气体的分解离解而引起的浓度减少。接着，在Y₂O₃型钝化表面上，萘从500℃起开始分解。在Cr₂O₃钝化表面上588℃开始萘的分解、在Al₂O₃钝化表面上608℃开始萘的分解，但在进一步高温区域中在Cr₂O₃钝化表面上确认有分解抑制效果。

从图17可知，当在350～450℃的温度区域内使以萘作为工作流体的均热装置动作的情况下，若与工作流体接触的装置的表面为不锈钢的未处理表面，则会因不锈钢表面的催化效果而出现工作流体的热分解。因此，对与工作流体接触的装置的表面实施由金属氧化物构成的表面钝化处理，这是为了使均热装置稳定地动作而所必须的条件。作为这种钝化处理方法，考虑进行例如Y₂O₃型钝化处理，而进行Al₂O₃钝化处理、Cr₂O₃钝化处理更为理想。

(实施方式8)

在上述一系列实施例中，所选的被加热材料在流过形成于加热块1内部的流路时受到流路的内壁面传热而被加热。当已加热的被加热材料分解离解后，很难以规定浓度供应目标有机原料，从而变得无法使被加热材料具有所要求的性能。在实施方式8中，特征是在被加热材料流过的路径的表面形成含金属氧化物的钝化处理皮膜以使被加热材料不会因构成这些流路的金属材料的催化效果而被分解。

以下表示对被加热材料的分解行为进行调查的一个例子。分析装置与实施方式7一样采用大气压离子化质谱分析仪(APIMS)。作为试样气体，将在Ar气体下稀释调整到5ppm浓度的萘烷(C₁₀H₁₈)蒸汽以5sccm的流量供应到实施各种钝化处理的不锈钢配管。

此外，不锈钢配管的形状为外径6.35mm、内径4.35mm、长度1m。关于材质，采用对JIS(日本工业规格)SUS316L的配管经电场研磨处理后的不锈钢配管(SUS316L-EP)、对SUS316L的配管实施Al₂O₃钝化处理的不锈钢配管(Al₂O₃-SUS)以及Ni配管作为试样。将这些各种不锈钢配管的试样分别设置在FTIR(傅立叶变换红外、Fourier Transform Infrared)分析仪正前方，一边供应萘烷气体一边以2℃/min的升温速度将各种金属配管升温至800℃。

图18是表示由不锈钢的催化效果产生的萘烷的热分解特性的曲线图。图18的横轴表示试样表面的温度(单位：℃)，纵轴表示萘烷的浓度(单位：ppm)。图18表示以确认在有机物材料的金属表面上的一般热分解行为为目的而进行测定的在萘烷的各试样的钝化处理皮膜表面上的热分解特性。其结果是，在Ni表面上确认从150℃起出现伴随萘烷气体的分解离解而引起的浓度减少。而且，在SUS316L-EP表面也从200℃起开始萘烷的分解。与此相对的是，在Al₂O₃钝化表面上确认直到550℃都不会分解离解而可稳定地供应萘烷。

为了供应规定浓度的有机原料，需要提高汽化容器的温度，但从图18中可知，在通常的不锈钢表面或Ni这样的表面上，因金属所特有的催化效果会分解有机原料自身。此外，这也是出现在汽化容器内的反应生成物的堆积和伴随而来的流路堵塞这样的问题的原因。

因此，对有机原料的填充线内表面实施由金属氧化物构成的表面钝化处理，但为了能稳定地汽化供应有机原料，这成为非常重要的技术。另外，在此以Al₂O₃钝化为例加以列举，但也可以是Cr₂O₃或Y₂O₃等其他的金属氧化物。

在上述一系列实施方式中，对外壳部2为围住加热块1周围的近似四边形进行了说明，但加热块1和外壳部2的形状不限定于四边形，既可以是多边形也可以是圆形。此外，还可以按加热块1的各侧面对外壳部2进行分离，将各自的上端部和下部与加热块1的各侧壁接合从而成为容器结构。

此外，作为加热单元6和加热单元27，还可以采用电气加热式、感应加热式、温水加热式或蒸汽加热式等，而不对加热方式加以限定。

此外，表示了材料供应管11贯穿外壳部2的侧面部而与加热块1的侧面部接合的例子，但材料供应管11既可以从加热块1的下表面到达总集气管12，也可以经由凸缘3中间到达总集气管12。只要被加热材料被供应至形成于加热块1内部的总集气管12，无论选择什么样的路径均可。

此外，关于被加热材料的流路所含的总集气管12、分集气管13及竖管14以及冷凝路所含的冷凝孔10及冷凝槽16的延伸方向，对规定为水平方向或上下方向进行了说明，但流路和冷凝路的延伸方向也可以不完全与水平方向或上下方向平行而是倾斜的。此外，流路和冷凝路不限定于直管或直槽，也可以是具有弯曲形状或曲线形状的管或槽。

如上所述对本发明的实施方式进行了说明，但也可以将各实施方式的结构进行适当组合。此外，应考虑到此次公开的实施方式在所有方面都是例示，并不受其限制。本发明的范围是由权利要求书来表示的而不是由上述说明来表示的，本发明的范围包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

工业上的可利用性

本发明能特别有利地应用于将收容在容器内的规定材料的原料进行加热、熔融蒸发而用于对基板表面进行规定材料的成膜处理的加热装置中。

Claims (9)

1.一种均热装置，其特征在于，包括：

容器构造体，该容器构造体在内部形成有填充了工作流体的封闭空间；

加热单元(6)，该加热单元(6)配置在所述容器构造体的底部；以及

材料供应管(11)，该材料供应管(11)将所述容器构造体的外侧与内侧连通，

所述容器构造体具有对被加热材料进行加热而使被加热材料汽化的加热块(1)、以及围住所述加热块(1)的外壳部(2)，

在所述加热块(1)上形成有供被加热材料流动的流路、以及对被所述加热单元(6)加热、蒸发的工作流体进行冷却、冷凝的冷凝路，

所述流路包括：第一流路(12、13)，该第一流路(12、13)与所述材料供应管(11)相连接并朝水平方向延伸；第二流路(14)，该第二流路(14)从所述第一流路(12、13)分岔并向上下方向延伸；以及开口部(15)，该开口部(15)是所述第二流路(14)在所述容器构造体的上部表面上的开口，

所述冷凝路包括：上侧冷凝孔(10)，该上侧冷凝孔(10)形成于所述第二流路(14)两侧并朝水平方向延伸；以及下侧冷凝槽(16)，该下侧冷凝槽(16)形成于所述第一流路(12、13)的下侧，

在所述上侧冷凝孔(10)与所述下侧冷凝槽(16)之间配置所述第一流路(12、13)。

2.如权利要求1所述的均热装置，其特征在于，将所述下侧冷凝槽(16)设置在所述第一流路(12、13)的整体上。

3.如权利要求1或2所述的均热装置，其特征在于，使所述上侧冷凝孔(10)沿所述第二流路(14)延伸。

4.如权利要求1所述的均热装置，其特征在于，使所述上侧冷凝孔(10)的底面倾斜，使所述工作流体返回所述容器构造体的底部。

5.如权利要求4所述的均热装置，其特征在于，使所述上侧冷凝孔(10)的顶面为水平。

6.如权利要求4或5所述的均热装置，其特征在于，使位于所述第二流路(14)两侧的相邻的所述上侧冷凝孔(10)的底面朝彼此不同的倾斜方向倾斜。

7.如权利要求1或2所述的均热装置，其特征在于，还包括：

配管系统(21)，该配管系统(21)与所述开口部(15)相连结；以及

加热设备，该加热设备对所述配管系统(21)进行加热，

所述配管系统(21)的温度和所述容器构造体的温度被分别进行控制。

8.如权利要求1或2所述的均热装置，其特征在于，在所述工作流体流动的路径和所述被加热材料流动的路径中的至少一条路径上形成有含金属氧化物的钝化处理皮膜。

9.一种有机膜成膜装置，其采用权利要求1或2所述的均热装置使有机电致发光材料气化而在基板上成膜。

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