TWI432596B - 具精確之粉末計量功能之汽化設備 - Google Patents

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Description

具精確之粉末計量功能之汽化設備
本發明係關於在一大進料速率範圍內對進入一汽化設備中之粉末狀材料之計量。
需要能夠準確且精確地連續計量少量的粉末狀材料，例如每秒1至9微克。電子工業需要計量到達一汽化帶用於直接氣相沈積或用於化學氣相沈積(CVD)中之前體之少量的粉末狀材料。亦需要能夠以高於三個數量級準確且精確地計量材料數量，例如每秒1000微克。在許多系統中，能夠藉助相同設備在1至1000微克之範圍內計量粉末狀材料將係有利的。有機發光二極體裝置(OLED)例如具有一發光層，該發光層常常含有以相差兩個或三個數量級的數量沈積之一宿主及一摻雜劑。在OLED製造中，能夠獨立且連續地計量使用對宿主、共同宿主及摻雜劑材料之一共同傳輸設計到達一汽化區域之粉末狀有機材料將係一大的優點。
眾所周知，精確地計量少數量之粉末狀材料頗為困難。存在許多使用額外材料作為載體及添加劑以促進粉末狀材料之傳輸之系統之實例。已使用之載體包含惰性氣體、液體及固體。對於需要與感興趣之實際材料分開添加、移除及處理之載體或添加劑而言，使用任一種類之添加劑增加材料傳輸複雜性。使用載體亦增加污染的危險，此在尤其需要計量材料之製藥及電子製造工業中尤其有害。
在美國專利第3,754,529號中，Fleischner描述一種用於傳輸已與一惰性載體(較佳沙子)混合之粉末狀材料之螺旋鑽裝置。據報道，活性材料與沙子的比率為1:9。傳輸一大部分為惰性載體之混合物添加系統成本及複雜性，並增加將污染引入材料進料中之可能。
共同讓與之美國專利申請公開案第2006/0062918號及第2006/0177576號使用一傳統螺旋鑽設計來計量粉末，其中在一平滑筒內存在一經圖案化之螺釘。圖1顯示一顯示一平滑筒7內之一經圖案化之螺旋鑽螺釘5之典型先前技術螺旋鑽結構之一橫截面圖。一螺旋鑽結構8之螺旋鑽螺釘5係由一馬達(未顯示)轉動。該螺釘螺旋鑽線之螺紋之間的距離及螺紋高度經選擇以足夠大以使得粉末往往不擠入該螺旋鑽線中並與其一起旋轉，而是保持在水平定向之螺旋鑽筒7之底部處並藉助螺旋鑽螺釘5與螺旋鑽筒7之間的相對運動來線性傳輸。沿如圖所示之水平定向，粉末狀材料主要沿螺旋鑽螺釘5之底部以翻滾及分散形式行進。螺旋鑽螺釘5之末端可經組態以具有一無螺紋部分9，該無螺紋部分如圖所示在一小長度上具有一恆定圓形橫截面以抑制經合併粉末形成一窄的環形或管狀形狀。使用此種類型之具有粉末之螺旋鑽結構的一個問題係變化的出料速率。已觀察該出料速率隨著螺旋鑽螺釘5之有角定向循環變化。由該螺旋鑽逐轉所排放之材料量極具可再現性，但在一轉內其極具可變性。沿水平定向，較駐存於該螺旋鑽筒之上半部，更多粉末駐存於下半部中，且此可加強循環出料。沿一垂直定向使用螺旋鑽以使得粉末圍繞該螺旋鑽筒內部均勻分配可加強循環出料，但保持循環變化且螺旋鑽及攪拌器之機械驅動配置更為複雜。
此揭示內容之計量裝置亦可用作一較大氣相沈積系統之一部分。尤其感興趣之氣相沈積系統係彼等設計用於製造有機發光二極體(OLED)裝置之氣相沈積系統。一OLED裝置包含一基板、一陽極、一由有機化合物製成之電洞傳輸層、一具有適宜摻雜劑之有機發光層、一有機電子傳輸層及一陰極。OLED裝置因其低驅動電壓、高亮度、寬視角及全色彩平板發射顯示能力而具有吸引力。Tang等人於其美國專利第4,769,292號及第4,885,211號中描述此多層OLED裝置。
一真空環境中之物理氣相沈積係沈積如在小分子OLED裝置中所使用之薄有機材料膜之主要方法。此等方法在(例如)Barr之美國專利第2,447,789號及Tanabe等人之歐洲專利第0 982 411號中眾所周知。在以或接近所期望之速率相依汽化溫度維持大延長之時間週期時，在OLED裝置之製造中所使用之有機材料常常經受降格。將敏感有機材料曝露至較高溫度可導致分子結構改變及相關聯之材料性質改變。
為克服該等材料之熱敏性，僅已將少量的有機材料裝載於源中且並盡可能少地對其加熱。以此方法，該材料在其達到引起顯著降格之溫度曝露臨限值之前被消耗掉。此實踐之限制係在於有效汽化速率因對加熱器溫度之限制而極低、且該源之作業時間因該源中存在少量的材料而極短。在先前技術中，需要排空沈積室、拆卸並清潔蒸氣源、再填充該源、重新建立該沈積室中之真空並在重新開始作業之前數小時內將剛引入之有機材料脫氣。與再裝填一源相關聯之低沈積速率及頻繁且耗時製程已對OLED製造設施之產出率施加實質性限制。
將整個有機材料注料加熱至幾乎相同溫度之另一後果係在於其不可能使額外有機材料(例如摻雜劑)與一宿主材料混合，除非該摻雜劑之汽化行為及蒸氣壓力極接近於該宿主材料之汽化行為及蒸氣壓力。另外，獨立源之標準使用在所沈積之膜中產生一梯度效應，其中最接近於前進基板之源中之材料過度呈現於緊接毗鄰該基板之初始膜中而最後源中之材料過度呈現於最終膜表面中。此梯度共沈積在其中將一單一材料自多個源中之每一者直接汽化至一基板上之先前技術源中不可避免。在若干端部源中之任一者的貢獻大於中心源之數個百分數時所沈積之膜中之梯度尤其明顯，例如在使用一共同宿主時。圖2顯示此一先前技術汽化裝置10之一橫截面圖，其包含三個用於汽化有機材料之個別源11、12及13。蒸氣羽流14較佳係來自該等不同源之均勻材料，但實際上，組成自一側至另一側發生變化，從而在基板15上導致不均勻塗層。
共同讓與之美國專利申請公開案第2006/0062918號及第2006/0062919號藉由計量到達一急驟汽化帶之材料克服許多使用獨立點源之缺點。美國專利申請公開案第2006/0062918號教示一單粉末傳輸機制中對宿主及摻雜劑混合物之計量，並使用一歧管來將蒸氣分配至基板。美國專利申請公開案第2006/062919號揭示在歧管中混合若干有機蒸氣並將一材料混合物遞送至基板表面之能力。然而，該等較早教示中無一者預期需要具有對宿主及摻雜劑材料之獨立計量控制。因此，該等傳輸機制因設計而不能以一獨立摻雜劑進料之低速率(1-10微克/秒)計量。
美國專利申請公開案第2007/0084700號及第2006/0157322號、美國專利第6,832,887號及第7,044,288號揭示用於使用並行間隔之盤將粉末自一入口埠移動至一出料埠之粉末進料幫浦，該等並行間隔之盤在一具有一內部空腔之外殼內旋轉，該內部空腔界定一其容積自輸入埠至出料埠增加之容積。該等粉末進料幫浦旨在供用於甚大粒徑粉末且並不適於根據毫克或微克來計量粉末粉末。
繼續需要精確地控制對進入一汽化設備之毫克至微克量之粉末狀材料之計量。
因此，本發明之一目標係精確地控制對到達一汽化裝置之毫克至微克量之粉末之計量及遞送。
此目標係藉助一用於汽化一微粒材料之設備來達成，該設備包括：
(a)　一計量設備，該計量設備包含：
(i)　一貯存器，其用於接收微粒材料；
(ii)　一外殼，其具有一內部容積且具有用於分別自該貯存器接收該微粒材料並用於排放該微粒材料之第一及第二開口；
(iii)一可旋轉軸，其安置於該內部容積中，該軸具有一平滑表面及一與用於自該貯存器接收微粒材料並用於排放該微粒材料之該等第一及第二開口對準之圓周凹槽；
(iv)該可旋轉軸與該內部容積協作以使得該微粒材料大致上由該圓周凹槽且不沿該可旋轉軸之剩餘部分傳輸；及
(v)一刮刀，其相對於該第二開口安置，在其端部處具有與該旋轉軸中之該凹槽大致相同的橫截面，該刮刀與該凹槽協作以逐出保留於其中之微粒材料，且回應於該軸旋轉，透過該第二開口遞送經計量數量之微粒材料；及
(b)一急驟蒸發器，其接收並汽化該經計量材料。
此發明之一優點係，其可比迄今已可能的更均勻地提供對少量的粉末狀材料之可調整之經控制之計量及汽化。本發明之微粒材料傳輸設備具有一唯一特徵在於，其可遞送少數量之粉末狀材料(例如，每秒1微克)，以及較大數量(例如每秒多達1000微克)。本發明之一進一步優點係，其可均勻地計量粉末，而不使用一載體(例如，一惰性氣體、液體或固體)。本發明之一進一步優點係，其可在一連續補充之有機材料注料且在源材料被消耗掉時不需要加熱器溫度改變之情況下維持一穩定汽化速率。本發明之一進一步優點係，微粒材料在材料貯存器及傳輸設備中維持在室溫且僅在其排放至相關聯之汽化設備中時被加熱。該裝置准許源在顯著減小降格甚至每一熱敏有機材料之危險之情形下以比先前技術裝置中顯著高的汽化速率實施擴展作業。本發明之一進一步優點係，其可用於一汽化系統中以供獨立控制摻雜劑及宿主進料速率。本發明之一進一步優點係，其准許快速開始及停止汽化。本發明之一進一步優點係，其可遞送經控制之蒸氣容積並藉此控制區沈積製程中所沈積之膜厚度。本發明之一進一步優點係，其可沿任一定向提供一蒸氣源，此通常係藉助先前技術裝置不可能實現的。
現轉向圖3，其顯示一根據本發明之設備之一個實施例之一剖視圖。汽化設備100係一用於汽化微粒材料之設備。汽化設備100包含一計量設備，該計量設備包含：一貯存器，其用於接收微粒材料；一外殼，其具有一內部容積及第一及第二開口；一可旋轉軸，其安置於該內部容積中，該軸具有一對應於該內部容積之形狀之形狀及一圓周凹槽；及一刮刀，在其端部處具有與該旋轉軸中之該凹槽大致相同的橫截面。將更詳細描述該等組件。貯存器130a係用於接收微粒材料。該微粒材料可包含一單一組份，或可包含兩種或更多種不同材料組份，每一種皆具有一不同汽化溫度。雖未顯示，但貯存器130a可在其上方包含一較大儲存及進料設備以增加可裝載之微粒材料容積。已由Long等人在共同讓與之美國專利第7,288,285號中描述此等容器及進料設備。貯存器130a係在外殼140中且包含一使貯存器130a中之微粒材料流體化之攪拌器190a。外殼140較佳係由導熱材料(例如，鋁)構成，其可被有效地冷卻並用於將貯存器130a中之微粒材料維持在一遠低於該微粒材料之有效汽化溫度之溫度。進料速率均勻度在接近於一可旋轉軸170之橫切部分之微粒材料因攪拌而流體化時得以改良。此可藉由藉助攪拌器190a緩慢攪拌微粒材料或藉由引起振動來達成，例如藉助一經調諧以引起該微粒材料之液體狀行為但並不如此高能以致引起氣體狀行為之壓電結構。攪拌器190a可係一旋轉螺旋線，其極適於餵入混合組份粒子材料，此乃因其給粉末賦予極小的能量且因此不可能因大小或密度而引起粒子分離。出於最佳結果，期望攪拌器190a與可旋轉軸170間隔開自0.01至2mm且大致正切於軸170之表面。攪拌器190a之旋轉速度可端視特定微粒材料之粒徑及性質而變化。
外殼140亦包含一內部容積150。可旋轉軸170具有一平滑表面及一對應於內部容積150之形狀之形狀(例如在此實施例中圓柱形)且安置於內部容積150中。可旋轉軸170亦具有一圓周凹槽，該圓周凹將在其他圖式中變得顯而易見。可旋轉軸170較佳由導熱材料(例如，鎳)構成，其可被有效地冷卻並用於將該圓周凹槽中之微粒材料維持在一極低於該微粒材料之有效汽化溫度之溫度。硬塗層(例如，氮化鈦及金剛石狀碳)有利地施用至內部容積150及可旋轉軸170。一馬達180以一預定速率旋轉可旋轉軸170。馬達180亦可用於旋轉攪拌器190a。外殼140亦包含其性質及功能將變得顯而易見之第一及第二開口。汽化設備100亦在一蒸發器圍罩210內包含一急驟蒸發器120a。汽化設備100可視情況進一步包含壓力感測器230，其可用於監控材料汽化速率。
現轉向圖4，其顯示圖3之發明性設備之一部分在可旋轉軸170之圓周凹槽之平面中之一橫截面圖。外殼140具有第一開口155及第二開口160。可旋轉軸170中之圓周凹槽175與第一開口155及第二開口160對準。期望地，可旋轉軸170僅包含一單個凹槽。第一開口155自貯存器130a將微粒材料接收至圓周凹槽175中。期望包含一安置於貯存器130a中以供填充及壓縮凹槽175中之微粒材料之裝置。攪拌器190a(其用於使貯存器130a中之微粒材料流體化)亦可藉由將微粒材料於第一開口155處掃入至凹槽175中來提供此功能。在此實施例中，可旋轉軸170沿一逆時針方向旋轉。第二開口160准許自圓周凹槽175排放微粒材料以將經計量數量之該微粒材料遞送至急驟蒸發器120a。圓周凹槽175之尺寸、該微粒材料之尺寸及可旋轉軸170之旋轉速率確定到達急驟蒸發器120a之微粒材料之計量速率。期望地，圓周凹槽175具有一在0.01至2mm之範圍內間的寬度及一自0.01至5mm的深度。一刮刀185相對於第二開口160安置以在該軸旋轉時與凹槽175協作從而逐出保留於該凹槽中之微粒材料以將經計量數量之微粒材料遞送至急驟蒸發器120a，該急驟蒸發器接收並汽化該經計量材料。期望地，急驟蒸發器120a係如由Long等人在共同讓與之美國專利申請案11/834,039中所描述之網狀玻璃質碳或網狀鎳、鎢、鈦、鉬或鉭。可對急驟蒸發器120a直接進行加熱。另一選擇為，可對蒸發器圍罩210進行加熱，藉此亦可對刮刀185進行加熱。可有效地冷卻貯存器130a及外殼140。圓周凹槽175及夾帶於其中之微粒材料可藉由有效冷卻維持在一低於粉末狀材料之所期望汽化溫度之溫度。由於僅一小部分微粒材料-達到並透過第二開口160落下之部分-被加熱至速率相依汽化溫度，而該材料塊保持極低於汽化溫度，可藉由使可旋轉軸120a之旋轉停止及開始來快速地停止及開始汽化。該汽化可在一基板表面未被塗佈時停止以保存有機材料並最小化任一相關聯之設備(例如，一沈積室之壁)之污染，此將在下文予以闡述。此係一勝於使用溫度來控制汽化速率之先前技術裝置之優點，且其不准許快速停止及開始或汽化速率改變。在蒸發器圍罩210與外殼140之間具有一絕緣體220來減小至該外殼之熱轉移亦頗有用。絕緣體220可包含例如由Cogebi Group出售之合成雲母。一絕緣陶瓷材料、一薄間隙或圍罩210與外殼140之間的簡單光接觸。
該材料在高溫下(亦即，在速率相關汽化溫度下)之停留時間比許多先前技術裝置及方法小若干數量級(若干秒對先前技術中之若干小時或若干天)，此准許將材料加熱至比先前技術中高的溫度。因此，當前裝置及方法可達成顯著更高汽化速率，而不引起有機材料組份之明顯降格，此乃因曝露時間與溫度的乘積比先前技術裝置中顯著更低。
現轉向圖5，其顯示圖3之發明性設備之一部分之一三維橫截面圖。可見，刮刀185在其端部處具有與圓周凹槽175大致相同的橫截面以自該凹槽最佳逐出微粒材料。
此發明將微粒材料因可旋轉軸170之轉移限於圓周凹槽175之區域之目的頗為重要。可旋轉軸170及內部容積150協作以使得該微粒材料將大致上由圓周凹槽175且不沿可旋轉軸170之剩餘部分傳輸。藉此，此意謂著可旋轉軸170與外殼140之間的間隔經選擇以小於微粒材料之平均粒徑，從而將微粒材料轉移大致排除在軸170在圓周凹槽175外部之所有部分。
第二開口160經定大小以具有與可旋轉軸170中之圓周凹槽175大致相同的寬度，且該開口在其穿透至蒸發器圍罩210中時具有一增加之橫截面區以鼓勵由刮刀185自凹槽逐出之材料落入蒸發器圍罩210中，而不依附於該開口之壁。外殼140及蒸發器圍罩210兩者之可旋轉軸170、刮刀185與第二開口160之間的緊接接近或光接觸形成一正位移計量組態，該正位移計量組態迫使材料離開凹槽並進入蒸發器圍罩210而不依靠重力。
此揭示內容之材料進料及汽化裝置在有凹槽之軸如圖3-9中所示水平時傳輸微粒材料時頗為有效，但其亦可用於其他定向。該微粒材料被迫進入凹槽中並充分保留於其中以使其作業對許多材料而言重力獨立。此微粒材料保持力足夠大以使得需要一刮刀來逐出該微粒材料並准許逆著重力向上垂直分發該微粒材料。在一其中有凹槽之軸垂直定向之實施例中，微粒材料將自第二開口160落下，沿蒸發器圍罩210之錐形壁到達經定向以接收該微粒材料之急驟蒸發器120a上。該等特性在達成混合組份有機材料、及在汽化之前流體化之有機材料之經控制之汽化中頗為重要。
在實驗上，已觀察到，在低於一大氣壓力一半之部分真空下，精細粉末更難以計量。該粉末在剩餘空氣分子移動時結塊，且行為更像一固體而非一可傾倒粉末。雖然存在此趨勢，但此揭示內容之材料進料及汽化裝置已證明能夠分發具有一低於50微米之粒徑差量之粉末以及經製備以具有介於50與100微米之間及介於100與200之間的粒徑差量之粉末。
管理粉末進料汽化系統中之凝聚極其重要，此乃因此係材料進料問題及材料降格或分份之一主要原因。使通至蒸發器圍罩210之第二開口160足夠大以准許材料進入該蒸發器圍罩中，但以小於1mm直徑，故意使該開口對蒸氣逆流具有一低傳導性。在第二開口160處，圓周凹槽175中之材料呈一其中其充當一蒸氣密封件之經合併之粉末形式，從而防止該蒸發器圍罩中具有一大於周圍真空位準之壓力之經汽化之材料沿圓周凹槽175流回至微粒材料貯存器。刮刀185維持在一足以防止凝聚之溫度下，但一少數量之蒸氣將於仍在凹槽中之微粒材料之冷面上凝聚。材料蒸氣將另外於緊接毗鄰該凹槽之冷卻軸上凝聚。然而，此裝置中之所有凝聚點皆自限制且被限於極小區。在一初始汽化週期之後，每一單位轉之材料進料將穩定。只要該軸進一步旋轉以自該凹槽逐出材料，於該凹槽中之微粒材料之冷面上凝聚之蒸氣即將被汽化。於該凹槽中凝聚之任何蒸氣可積聚至其接觸經加熱之刮刀之點且在該軸旋轉時自該凹槽機械地移除。該凝聚有效地減小凹槽尺寸直至其較佳符合刮刀尺寸。該凝聚積聚因此自限制。類似地，於該軸上凝聚之蒸氣將積聚直至其與第一及第二開口之銳利邊緣機械地介接並藉助其移除，且同樣地達到一穩定、自限制尺寸。
此組態藉助刮刀185顯著增加微粒材料在圓周凹槽175之溫度與蒸發器圍罩210之溫度之間的可達到溫度梯度。此梯度防止自混合組份材料之塊體積正常濾除更具揮發性之成份並使得一單個源能夠共沈積多個微粒材料。即使在採用在低至100℃之溫度下流體化之材料時，此大梯度亦進一步有助於維持在達到第二開口160時呈一經合併之粉末形式之微粒材料。在已計量所期望量之材料之後，可旋轉軸170可沿相反方向旋轉數個角度以使圓周凹槽175中之微粒材料不與刮刀185接觸並使冷卻外殼140內之材料免受由蒸發器圍罩210發射之輻射熱。此行為進一步有助於維持所有微粒材料之大的熱梯度。在所曝露凹槽之空洞部分中凝聚之小量的蒸氣將在可旋轉軸170沿進料方向再次旋轉時由刮刀185移除。
實際上，如下使用汽化設備100。將微粒材料接收於貯存器130a中。可旋轉軸170如上所述在內部容積150中旋轉，該內部容積如上所述形成於外殼140中，藉此圓周凹槽175透過第一開口155自貯存器130a接收微粒材料並將其自第二開口160排放。刮刀185自圓周凹槽175刮除該微粒材料以透過第二開口160將經計量數量之微粒材料遞送至蒸發器圍罩210及急驟蒸發器120a，其中該經計量微粒材料被急驟汽化。在某些實施例中，刮刀185之位置可經調整以控制透過第二開口160遞送之經計量材料之數量。
現轉向圖6，其顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一部分之一三維橫截面圖。在此實施例中，外殼140之一部分經成形以提供一楔形入口125以在微粒材料沿可旋轉軸170之旋轉方向餵入至圓周凹槽175中時提供其之某一壓縮。現轉向圖7，其顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一部分之一三維橫截面圖。在此實施例中，外殼140亦具有一楔形入口135。然而，楔形入口135經成形以沿可旋轉軸170之旋轉方向且亦沿垂至於旋轉之方向將微粒材料壓縮至圓周凹槽175中。此減小材料被卡在外殼與可旋轉軸之間的可能性，此藉助圖6中之楔形入口125可行。
現轉向圖8，其顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一橫截面圖。在此實施例中，一撓性壁145附接至外殼140並提供可旋轉軸170安置於其內之內部容積240之周長之一部分。在此圖解說明中，其提供該內部容積之可旋轉軸170正朝向其旋轉之部分且因此內部容積240之將在圓周凹槽175之區域外部首先遇到所捕獲之微粒材料之部分。若可旋轉軸170及內部容積240兩者皆具有剛性，則在粉末在軸170與內部容積240之間壓碎時，該所捕獲之微粒材料可增大可旋轉軸170與內部容積240之間的接觸力。此可增大轉動可旋轉軸170超過可接受限制所需之扭矩。使用撓性壁145可減小摩擦，此乃因其在此情形下為內部容積240提供某一撓性。撓性壁145可係由金屬(例如，鋁、鎳、鋼、鈦)構成或由一陶瓷材料(例如，穩定的氧化鋯)構成，且相對具有剛性，但具有足夠的形變能力以容納被計量之粒子。類似地，若該可旋轉軸經設計以具有一小程度的徑向撓性，則可達成相同結果。圖8中所示之實施例亦包含內部容積240之一刮刀邊緣260及一粉末收集空腔270部分，刮刀邊緣260及粉末收集空腔270部分用於移除並收集已在圓周凹槽175外部夾帶於可旋轉軸170與內部容積240之間的過量微粒材料。因此，在此實施例中，可旋轉軸170不具有一對應於整個內部容積240之形狀，但可旋轉軸170及內部容積240進行協作以使得微粒材料大致上由圓周凹槽且不沿可旋轉軸170之剩餘部分傳輸。任一可在圓周凹槽175外部夾帶於可旋轉軸170與內部容積240之間的過量微粒材料不透過第二開口大致遞送且不大致接收也不由急驟蒸發器汽化。藉助內部容積240或可旋轉軸170中之徑向撓性，在驅動扭矩甚低於該軸及內部容積完全不具有粉末時，在內部容積240與可旋轉軸170之間具有一層極精細微粒材料可頗有利。
現轉向圖9，其顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一剖視圖。該可旋轉軸及其安置於其內之內部容積之形狀並不限於一圓柱。其可具有其它形狀，例如球形或圓錐形，可旋轉軸195顯示其之一個實施例。可旋轉軸195之圓錐形形狀具有如下優點：准許藉由改變該軸之軸向位置來調整該可旋轉軸與外殼之間的間隔。相對於內部容積之該可旋轉軸軸向位置可基於粒子大小調整為最合適各種微粒材料並選擇一小於該材料之平均粒徑之間隔。在計量具有改變的大小之不同微粒材料時，此調整可頗有用。
現轉向圖10，其顯示對由本發明之一設備隨時間之所積聚之微粒材料遞送重量之量測結果。用於獲得該等量測之實施例顯示於圖3-5中。使用一6.35mm直徑圓柱形軸，其具有一0.35mm深的0.5mm寬圓周凹槽，圖10提供針對一每秒0.1轉之軸旋轉速度以一每秒43μg之速率之微粒材料遞送之一詳細視圖。該實驗係在為1微托之減小之壓力條件下進行。使用一數位電子天平來量測所分發之粉末重量。該數位天平具有毫克解析度，而非微克解析度。該跡線顯示因數位天平之受限解析度而導致之離散化，但該跡線描述其斜率指示在一每秒0.1轉之軸旋轉時每秒43μg之一平均材料進料速率之一實質直線。在此情形下，圓周凹槽每轉餵入430微克或每一軸旋轉角度1.2微克。對於相同材料之一不同粒徑範圍，以一每秒0.1轉之軸旋轉速率重複材料材料進料測試，且將結果顯示於表1中(下文)。據觀察，較精細粒子以僅兩倍粗糙粒子之速率餵入，很可能因凹槽中之較高粒子封裝摩擦。在一長時間週期內記錄實驗量測以確定一比天平之毫克數位更好的解析度之平均有效粉末計量速率。
在許多應用中，此精確計量能力可簡化控制系統以使得馬達速度或馬達轉速單獨提供對材料進料速率之一足夠準確量測，而無須實際稱重所計量之材料。
現轉向圖11A，其顯示在本發明以一間斷進料模式作業之情形下所沈積之膜厚度對時間之量測結果。此顯示汽化被迅速地發起且每一循環可重複最終所沈積之厚度。圖11B係自圖11A之一個沈積循環之一展開圖。在此圖中，可旋轉軸經計量微粒材料在2秒內在時間T=1.5秒處開始並接著在時間T=3.5秒處停止。在計量停止之後，沈積繼續約15秒並導致在總共17秒的時間內沈積一具有一為38nm之厚度之膜。
現轉向圖12，其顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一三維橫截面圖。汽化設備200係一用於汽化複數個微粒材料之設備。汽化設備200包含兩個獨立計量設備，每一個計量設備皆包含：一貯存器，其用於接收微粒材料；一外殼，其具有一內部容積及第一及第二開口；一可旋轉軸，其安置於該內部容積中，該旋轉軸具有一對應於該內部容積之形狀之形狀及一圓周凹槽；及一刮刀，在其端部處具有與該旋轉軸中之凹槽大致相同的橫截面。將更詳細描述該等組件。其包含兩個貯存器130b及130c用於各自接收一不同微粒材料。雖未顯示，貯存器130b及130c在其上方可包含較大儲存及進料設備以增加可加載之微粒材料之容積。每一個貯存器在外殼205中且包含一攪拌器(例如，190b及190c)以使微粒材料流體化。外殼205亦包含一內部容積215。可旋轉軸225具有一平滑表面及一對應於內部容積215之形狀之形狀，並安置於內部容積215中。可旋轉軸225亦具有一對應於每一個貯存器之圓周凹槽。每一個圓周凹槽之容積可相同，或可不同以汽化不同數量之每一種不同微粒材料，例如，一宿主及一摻雜劑材料。外殼205亦包含一第一及第二開口及一如上所述之刮刀，其在每一個第二開口中對應於每一個圓周凹槽。因此，可旋轉軸225為每一個計量設備所共有。汽化設備200亦在一共同蒸發器圍罩235內包含兩個獨立急驟蒸發器(例如，120b及120cb)。每一個急驟蒸發器皆經定位以自其對應計量設備接收經計量材料並將其汽化。在一替代實施例中，該汽化設備可含有一單個急驟蒸發器，該單個急驟蒸發器經定位以自該兩個計量設備接收經計量材料並將其汽化。汽化設備200可視情況進一步包含一壓力感測器230，其可用於監控材料汽化速率。
藉助多個計量設備汽化之其他實施例亦可行。舉例而言，一個實施例可採用兩個並排汽化設備(例如，如圖3中所示之汽化設備100)，且因此將針對每一個計量設備包含一獨立可旋轉軸。在此實施例中，每一個圓周凹槽可具有相同或不同容積，因此提供對每一種不同組份之相對數量之總控制。該等軸中之每一者可以不同速度旋轉，因此亦提供對不同組份之相對數量之精細控制。
現轉向圖13，其顯示本發明之一具有一用於氣相沈積之基板及一封閉該基板之沈積室之設備之一橫截面圖。沈積室280係一准許用自一岐管250轉移之有機材料塗佈一OLED基板285之封閉設備。歧管250經由如上所述之急驟蒸發器120a供應有有機材料。為清楚地圖解說明，已省去上述汽化設備之其他部分。沈積室280保持在受控條件下，例如，一由一真空源300提供之1托或更小之壓力。沈積室280包含加載鎖275，其可用於加載未經塗佈之OLED基板285並卸載經塗佈之OLED基板。OLED基板285可由一平移/支撐設備295固持以使得歧管250提供一均勻經汽化之材料塗層以在OLED基板285之整個表面上方凝聚並形成一層。雖然該具有一歧管之汽化設備顯示為由沈積室280部分封閉，但應瞭解，其他配置亦可行，包含其中整個汽化設備(包含任何用於容納微粒材料之容器)皆由沈積室280完全封閉之配置。
現轉向圖14，其顯示一可藉助本發明之一設備部分製備之發光OLED裝置310之一像素之一橫截面圖。OLED裝置310最低限度包含一基板320、一陰極390、一與陰極390間隔開之陽極330及一發光層350。OLED裝置310亦可包含一電洞注入層335、一電洞傳輸層340、一電子傳輸層355、及一電子注入層360以及熟悉此項技術者所眾所周知之其他層。電洞注入層335、電洞傳輸層340、發光層350、電子傳輸層355及電子注入層360包含一系列安置於陽極330與陰極390之間的有機層370。有機層370係最期望藉由此發明之設備沈積之有機材料層。將更詳細描述該等組件。
基板320可係一有機固體、一無機固體或有機與無機固體之一組合。基板320可為剛性或撓性且可作為獨立個別片(例如，薄板或晶圓)或作為一連續捲加以處理。典型基板材料包含玻璃、塑膠、金屬、陶瓷、半導體、金屬氧化物、氧化物半導體、氮化物半導體或其組合。基板320可係若干材料之一均勻混合物、一材料複合物或多個材料層。基板320可係一OLED基板，亦即一通常用於製備OLED裝置之基板，例如，主動矩陣型低溫多晶矽或非晶形矽TFT基板。基板320可端視期望光發射方向而為透光或不透明。該透光性質係為透過該基板觀察EL發射所期望。在此等情形下，通常採用透明玻璃或塑膠。對於其中透過頂部電極觀察EL發射之應用而言，底部支承件之透射特性並不重要，且因此其可係透光、吸光或反光。用於此情況中之基板包含(但不限於)玻璃、塑膠、半導體材料、陶瓷及電路板材料或任何其他通常用於OLED裝置之形成(其可係被動矩陣型裝置或主動矩陣型裝置)中之材料。
一電極形成於基板320上方並最通常構造為一陽極330。在透過基板320觀察EL發射時，陽極330應對感興趣之發射透明或大致透明。用於本發明中之通常透明陽極材料係氧化銦錫及氧化錫，但其它金屬氧化物亦可工作，包含(但不限於)經鋁或銦摻雜之氧化鋅、氧化鎂銦及氧化鎳鎢。除該等氧化物之外，諸如氮化鎵等金屬氮化物、諸如硒化鋅等金屬硒化物及諸如硫化鋅等金屬硫化物亦可用作一陽極材料。對於其中透過頂部電極觀察EL發射之應用而言，該陽極材料之透射特性並不重要，且可使用任何透明、不透明或反射性導電材料。用於此應用之導體之實例包含(但不限於)金、銥、鉬、鈀及鉑。較佳陽極材料(透射性或其它方面)具有一為4.1eV或更大之功函數。可藉助任一適宜方法沈積所期望之陽極材料，例如蒸發、濺鍍、化學氣相沈積或電化學製程。陽極材料可使用眾所周知之微影製程來圖案化。
雖然並不始終需要，但通常在一有機發光顯示器中於陽極330上方形成一電洞注入層335係有用的。電洞注入材料可用於改良後續有機層之膜形成性質並促進將電洞注入至電洞傳輸層中。供用於電洞注入層335中之適宜材料包含(但不限於)如在美國專利第4,720,432號中所述之卟啉類化合物、如在美國專利第6,208,075號中所述之電漿沈積之碳氟聚合物及包含氧化釩(VOx)、氧化鉬(MoOx)及氧化鎳(NiOx)在內之無機氧化物。在歐洲專利第0 891 121 A1號及歐洲專利第1 029 909 A1號中描述所報導可用於有機EL裝置中之替代電洞注入材料。
雖然並不始終需要，但通常將一電洞傳輸層340形成並安置於陽極330上方係有用的。所期望之電洞傳輸材料可藉助任一適宜方法(例如，蒸發、濺鍍、化學氣相沈積、電化學製程、自一施主材料之熱轉移或雷射熱轉移)沈積，並可藉助本文中所述之裝置及方法沈積。眾所周知用於電洞傳輸層340之電洞傳輸材料包含諸如芳族三級胺等化合物，其中後者應理解為一含有至少一個僅鍵結至碳原子(其中之至少一者係一芳環之成員)之三價氮原子之化合物。在一種形式中，該芳族三級胺可係芳基胺，例如，一單芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或一聚合芳基胺。例示性單體三芳基胺由Klupfel等人於美國專利第3,180,730號中圖解說明。其它經一個或多個乙烯基自由基取代或包含至少一個含活性氫基團之適宜三芳基胺由Brantley等人於美國專利第3,567,450號及第3,658,520號中揭示。
一類更佳的芳族三級胺係彼等包含至少兩個如美國專利第4,720,432號及第5,061,569號中所述之芳族三級胺部分者。該等化合物包括彼等由結構式A表示者。
其中：Q1 與Q2 係獨立選定芳族三級胺部分；且G係一鏈接基團，例如，一碳碳鍵之伸芳基、伸環烷基或伸烷基基團。
在一個實施例中，Q1或Q2中之至少一者含有一多環稠合環結構，例如一萘。當G係一芳基基團時，其便利地為一伸苯基、伸聯苯基或萘部分。
一類滿足結構式A且含有兩個三級胺部分之有用三級胺係由結構式B表示。
其中：R1 及R2 各自獨立表示一氫原子、一芳基基團或一烷基基團，或R1 與R2 共同表示構成一環烷基基團之原子；且R3 及R4 各自獨立表示一芳基基團，其又以一經二芳基取代之胺基基團(如結構式C所表示)取代。
其中，R5 及R6 係獨立選定芳基基團。在一個實施例中，R5 或R6 中至少一者含有多環稠合環結構，例如一萘。
另一類芳族三級胺係四芳基二胺。期望之四芳基二胺包括兩個藉助一伸芳基基團鏈接在一起的二芳基胺基基團，例如由式C所表示者。有用的四芳基二胺包括彼等由式D所表示者。
其中：每一個Ar係一獨立選定伸芳基基團，例如一伸苯基或蒽部分；n係一自1至4之整數；且Ar、R7 、R8 及R9 係獨立選定芳基基團。
在一典型實施例中，Ar、R7 、R8 及R9 中之至少一者係一多環稠合環結構，例如一萘。
又可各自取代前述結構式A、B、C、D之各種烷基、伸烷基、芳基及伸芳基部分。典型取代基包含烷基基團、烷氧基基團、芳基基團、芳氧基基團及諸如氟、氯及溴等鹵素。各種烷基及伸烷基部分通常含有1至6個碳原子。該等環烷基部分可含有自3至10個碳原子，但通常含有五個、六個或七個碳原子，例如環戊基、環己基及環庚基環結構。該等芳基及伸芳基部分通常係苯基及伸苯基部分。
一OLED裝置中之電洞傳輸層可係由單一芳族三級胺化合物或其混合物形成。具體而言，可採用一三芳基胺(例如，一滿足式B之三芳基胺)與四芳基二胺(例如，由式D所指示者)之組合。當一三芳基胺與一四芳基二胺組合採用時，後者定位為一插入該三芳基胺與電子注入及傳輸層之間的層。本文中所述之裝置及方法可用於沈積單組份或多組份層，且可用於順序沈積多個層。
另一類有用的電洞傳輸材料包含如歐洲專利第1 009 041號中所述之多環芳族化合物。另外，可使用聚合電洞傳輸材料，例如，聚(N-乙烯基卡唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及諸如聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸鹽)(亦稱為PEDOT/PSS)等共聚物。
發光層350回應於電洞-電子重組產生光。發光層350通常安置於電洞傳輸層340上方。所期望之有機發光材料可藉助任一適宜方法(例如，蒸發、濺鍍、化學氣相沈積、電化學製程、或自一施主材料之輻射熱轉移)沈積，並可藉助本文中所述之裝置及方法沈積。有用的有機發光材料係眾所周知。如美國專利第4,769,292號及第5,935,721號中更全面描述，該有機EL元件之發光層包含一發光或螢光材料，其中電致發光係因此區域中之電子-電洞對重組而產生。該等發光層可包含一單一材料，但更通常包含一摻雜有一客體化合物或摻雜劑之宿主材料，其中光發射主要來自該摻雜劑。該摻雜劑經選擇以產生具有一特定光譜之彩色光。該等發光層中之宿主材料可係一如下文所界定之電子傳輸材料、一如上文所界定之電洞傳輸材料、或另一支持電洞-電子重組之材料。該摻雜劑通常係選自高螢光染料，但諸如WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676及WO 00/70655中所述之過渡金屬錯合物等磷光化合物亦適用。摻雜劑通常以0.01%至10%重量塗佈至宿主材料。本文中所述之裝置及方法可用於塗佈多組份客體/宿主層，而無須多個汽化源。
已知有用的宿主及發射分子包含(但不限於)彼等揭示於美國專利第4,768,292號；第5,141,671號；第5,150,006號；第5,151,629號；第5,294,870號；第5,405,709號；第5,484,922號；第5,593,788號；第5,645,948號；第5,683,823號；第5,755,999號；第5,928,802號；第5,935,720號；第5,935,721號；及第6,020,078號中者。
8-羥基喹啉之金屬錯合物及類似衍生物(式E)構成一類有用的能夠支持電致發光之宿主材料，且尤其適宜於長於500奈米(例如，綠色、黃色、橙色及紅色)之波長之光發射。
其中：M表示一金屬；n係一自1至3之整數；且Z在每一情形下獨立表示構成一具有至少兩個稠合芳環之核之原子。
自前述內容顯而易見，該金屬可係單價、二價或三價金屬。該金屬可(例如)係一鹼金屬，例如鋰、鈉或鉀；一鹼土金屬，例如鎂或鈣；或土金屬，例如硼或鋁。一般而言，可採用任一已知為一有用螯合金屬之單價、二價或三價金屬。Z構成一含有至少兩個稠合芳環(其中之至少一者此一唑或吖嗪環)之雜環核。若需要，額外環(包含脂肪族及芳族環二者)可與該兩個所需環稠合在一起。為避免增加分子體積而無功能改良，環原子數目通常維持在18個或更少。
發光層350中之宿主材料可係一在9及10位置處具有烴或經取代之烴取代基之蒽衍生物。舉例而言，9,10-二-(2-萘基)蒽之衍生物構成一類有用的能夠支持電致發光之宿主材料，且尤其適宜於長於400奈米(例如，藍色、綠色、黃色、橙色或紅色)之波長之光發射。
苯并吡咯衍生物構成另一類有用的能夠支持電致發光之宿主材料，且尤其適宜於長於400奈米(例如，藍色、綠色、黃色、橙色或紅色)之波長之光發射。一有用的苯并吡咯之一實例係2,2',2"-(1,3,5-伸苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
所期望之螢光摻雜劑包含苝或苝衍生物、蒽衍生物、並四苯、呫噸、紅螢烯、香豆素、羅丹明(rhodamine)、喹吖啶酮、二氰基亞甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚甲炔化合物、氧雜苯及硫雜苯化合物、二苯乙烯基苯或二苯乙烯基聯苯之衍生物、雙(吖嗪基)甲烷硼錯合物及喹諾酮化合物。
其他有機發射材料可為聚合物質，例如，聚伸苯基伸乙烯基衍生物、二烷氧基-聚伸苯基伸乙烯基、聚一對一伸苯基衍生物及聚茀衍生物，如由Wolk等人在共同讓與之美國專利第6,194,119 B1號中所教示且以引用方法併入其中。
雖然並不始終需要，但通常OLED裝置310包含一安置於發光層350上方之電子傳輸層355係有用的。所期望之電子傳輸材料可藉助任一適宜方法(例如，蒸發、濺鍍、化學氣相沈積、電化學製程、自一供體材料之熱轉移或雷射熱轉移)來沈積，並可藉助本文中所述之裝置及方法沈積。供用於電子傳輸層355中之較佳電子傳輸材料此金屬螯合之類惡辛化合物，其包含喔星自身(通常亦稱為8-喹啉醇或8-羥基喹啉)之螯合物。此等化合物有助於注入及傳輸電子、展示高效能位準易於按薄膜形式製作兩者。所涵蓋之類惡辛化合物之實例係彼等滿足先前所述之結構式E者。
其它電子傳輸材料包含如美國專利第4,356,429號中所揭示之各種丁二烯衍生物及如美國專利第4,539,507號中所述之各種雜環光學增白劑。滿足結構式G之苯并吡咯亦係有用的電子傳輸材料。
其他電子傳輸材料可係聚合物質，例如，聚伸苯基伸乙烯基衍生物、聚-對-伸苯基衍生物、聚茀衍生物、聚噻吩、聚乙炔及其他導電聚合物有機材料(例如，彼等Handbook of Conductive Molecules and Polymers ，第1-4卷，H.S. Nalwa編輯，John Wiley and Sons,Chichester (1997)中所列舉者)。
在陰極與電子傳輸層之間亦可存在一電子注入層360。電子注入材料之實例包含鹼或鹼土金屬、鹼金屬鹵化物鹽(例如，上文所述之LiF)或經鹼或鹼土金屬摻雜之有機層。
若不使用一電子傳輸層，則陰極390形成於電子傳輸層355上方或發光層350上方。在光發射透過陽極330時，該陰極材料可包含幾乎任一導電材料。所期望之材料具有良好的膜形成性質，以確保與下伏有機層之良好接觸，在低電壓下促進電子注入且具有良好的穩定性。有用的陰極材料通常含有一低功函數金屬(<3.0eV)或金屬合金。如美國專利第4,885,221號中所述，一種較佳陰極材料包含一鎂：銀合金，其中銀之百分比在1至20%之範圍內。另一類適宜之陰極材料包含若干雙層，其包含一覆蓋有一較厚導電金屬層之低功函數金屬或金屬鹽之薄層。一種此陰極包含一薄LiF層、後跟一較厚Al層，如美國專利第5,677,572號中所述。其他有用的陰極材料包含(但不限於)彼等揭示於美國專利第5,059,861號；第5,059,862號；及第6,140,763號中者。
在透過陰極390觀察光發射時，該陰極必須透明或幾乎透明。對此等應用而言，金屬必須較薄或必須使用透明導電氧化物、或該等材料之一組合。已在美國專利第5,776,623號中更詳細地描述光學透明陰極。陰極材料可藉助蒸發、濺鍍或化學氣相沈積來沈積。在需要時，可藉助許多眾所周知之方法來達成圖案化，該等方法包含(但不限於)：通罩沈積、如美國專利第5,276,380號及歐洲專利第0 732 868號中所述整體蔭罩、鐳射切割、及選擇性化學氣相沈積。
陰極材料可藉助蒸發、濺鍍或化學氣相沈積來沈積。在需要時，可藉助許多眾所周知之方法來達成圖案化，該等方法包含(但不限於)：通罩沈積、如美國專利第5,276,380號及歐洲專利第0 732 868號中所述之整體蔭罩、鐳射切割、及選擇性化學氣相沈積。
5．．．經圖案化之螺旋鑽螺釘
7．．．平滑筒
8．．．螺旋鑽結構
9．．．無螺紋部分
10．．．先前技術汽化設備
11．．．源
12．．．源
13．．．源
14．．．蒸氣羽流
15．．．基板
100．．．汽化設備
120a．．．急驟蒸發器
120c．．．急驟蒸發器
120b．．．急驟蒸發器
125．．．楔形入口
130a．．．貯存器
130b．．．貯存器
130c．．．貯存器
135．．．楔形入口
140．．．外殼
145．．．撓性壁
150．．．內部容積
155．．．第一開口
160．．．第二開口
170．．．可旋轉軸
175．．．圓周凹槽
180．．．馬達
185．．．刮刀
190a．．．攪拌器
190b．．．攪拌器
190c．．．攪拌器
195．．．可旋轉軸
200．．．汽化設備
205．．．外殼
210．．．蒸發器圍罩
215．．．內部容積
220．．．壓力感測器
225．．．可旋轉軸
230．．．絕緣體
235．．．共同蒸發器圍罩
240．．．內部容積
250．．．岐管
260．．．刮刀邊緣
270．．．粉末收集空腔
275．．．加載鎖
280．．．沈積室
285．．．OLED基板
295．．．平移/支撐設備
300．．．真空源
310．．．OLED裝置
320．．．基板
330．．．陽極
335．．．電洞注入層
340．．．電洞傳輸層
350．．．發光層
355．．．電子傳輸層
360．．．電子注入層
370．．．有機層
390．．．陰極
圖1顯示一先前技術汽化裝置之一橫截面圖；
圖2顯示一先前技術粉末進料設備之末端之一橫截面圖；
圖3顯示一根據本發明之設備之一個實施例之一剖視圖；
圖4顯示圖3之發明性設備之一部分之一橫截面圖；
圖5顯示圖3之發明性設備之一部分之一三維橫截面圖；
圖6顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一三維橫截面圖；
圖7顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一三維橫截面圖；
圖8顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一橫截面圖；
圖9顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一剖視圖；
圖10顯示對由本發明之一設備隨時間之所積聚之微粒材料遞送重量之量測結果；
圖11A顯示對本發明隨時間所沈積之膜厚度之連續量測結果；
圖11B顯示自圖11A之一個沈積循環之一特寫圖；
圖12顯示一根據本發明之設備之另一實施例之一三維橫截面圖；
圖13顯示本發明之一具有一用於氣相沈積之基板之設備之一橫截面圖；及
圖14顯示一可藉助本發明之一設備製備之發光裝置之一橫截面圖。
100．．．汽化設備
120a．．．急驟蒸發器
130a．．．貯存器
140．．．外殼
150．．．內部容積
160．．．第二開口
170．．．可旋轉軸
180．．．馬達
190a．．．攪拌器
210．．．蒸發器圍罩
230．．．絕緣體

Claims (19)

  1. 一種用於汽化一微粒材料之設備，其包括：(a)一計量設備，該計量設備包含：(i)一貯存器，其用於接收微粒材料；(ii)一外殼，其具有一內部容積且具有用於分別自該貯存器接收該微粒材料並用於排放該微粒材料之第一及第二開口；(iii)一可旋轉軸，其安置於該內部容積中，該軸具有一平滑表面及一與用於自該貯存器接收微粒材料並用於排放該微粒材料之該等第一及第二開口對準之圓周凹槽；(iv)該可旋轉軸與該內部容積協作以使得該微粒材料由該圓周凹槽且不沿該可旋轉軸之剩餘部分傳輸；及(v)一刮刀，其相對於該第二開口安置，在其端部處具有與該旋轉軸中之該凹槽相同的橫截面，該刮刀與該凹槽協作以逐出保留於其中之微粒材料，且回應於該軸旋轉，透過該第二開口遞送經計量數量之微粒材料；及(b)一急驟蒸發器，其接收並汽化該經計量材料。
  2. 如請求項1之設備，其進一步包含一安置於該貯存器中以供填充及壓縮該凹槽中之該微粒材料之裝置。
  3. 如請求項2之設備，其中該設備包含一攪拌器，該攪拌器使該貯存器中之該微粒材料流體化並將微粒材料於該 第一開口處掃入至該凹槽中。
  4. 如請求項1之設備，其中該刮刀被加熱。
  5. 如請求項1之設備，其中該貯存器及該外殼被有效地冷卻。
  6. 如請求項1之設備，其中僅存在一單個凹槽。
  7. 如請求項1之設備，其進一步包含一撓性壁且其中該撓性壁提供該內部容積之周長之至少一部分。
  8. 如請求項1之設備，其中該凹槽之寬度係在0.01至2mm之範圍內。
  9. 如請求項1之設備，其中該凹槽之深度係自0.01至5mm。
  10. 一種用於汽化複數個微粒材料之設備，其包括：(a)兩個獨立計量設備，該兩個獨立計量設備各自包含：(i)一貯存器，其用於接收微粒材料；(ii)一外殼，其具有一內部容積且具有用於分別自該貯存器接收該微粒材料並用於排放該微粒材料之第一及第二開口；(iii)一可旋轉軸，其安置於該內部容積中，該軸具有一平滑表面及一與用於自該貯存器接收微粒材料並用於排放該微粒材料之該等第一及第二開口對準之圓周凹槽；(iv)該可旋轉軸與該內部容積協作以使得該微粒材料由該圓周凹槽且不沿該可旋轉軸之剩餘部分傳輸； 及(v)一刮刀，其相對於該第二開口安置，在其端部處具有與該旋轉軸中之該凹槽相同的橫截面，該刮刀與該凹槽協作以逐出保留於其中之微粒材料，且回應於該軸旋轉，透過該第二開口遞送經計量數量之微粒材料；及(b)急驟蒸發器構件，其自每一個計量設備接收該經計量材料並將其汽化。
  11. 如請求項10之設備，其中該可旋轉軸係為每一個計量設備所共有。
  12. 如請求項10之設備，其中該急驟蒸發器構件包含分別自該兩個計量設備接收該經計量微粒材料並將其汽化的兩個獨立急驟蒸發器。
  13. 如請求項10之設備，其中該兩個計量設備中之該等凹槽具有不同容積。
  14. 如請求項10之設備，其中該兩個計量設備中之該等軸以不同速度旋轉。
  15. 如請求項10之設備，其中每一個計量設備進一步包含一撓性壁且其中該撓性壁提供該內部容積之周長之至少一部分。
  16. 如請求項10之設備，其中該凹槽之寬度在0.01至2mm之範圍內。
  17. 如請求項10之設備，其中該凹槽之深度係自0.01至5mm。
  18. 一種用於汽化一微粒材料之方法，其包括：(a)於一貯存器中接收微粒材料；(b)於一外殼中形成一內部容積及此外殼中用於分別自該貯存器接收該微粒材料並用於排放該微粒材料之第一及第二開口；(c)旋轉一安置於該內部容積中之軸，並在該軸與該外殼之間提供小於該微粒材料之平均粒徑之間隔，該軸具有一平滑表面及一與用於自該貯存器接收微粒材料並用於排放該微粒材料之該等第一及第二開口對準之圓周凹槽；(d)自該凹槽刮除該微粒材料並透過該第二開口遞送經計量數量之微粒材料；及(e)急驟汽化該經計量材料。
  19. 如請求項18之方法，其中由一刮刀提供刮除，該刮刀之位置經調整以控制透過該第二開口遞送之經計量材料之數量。
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