TWI675935B - 反應器上包含方向控制閥之氣體混合裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關一種特別用於沈積有機層於基板上之裝置及一種用於混合氣體之裝置，包括：數個與共用的收集室(1)連通的輸入管道(2至5)、及起源於該收集室(1)而用於集中排出由該等輸入管道(2至5)送入該收集室(1)之氣體流的排出管道(6)。為了改良OLED沈積裝置中溫度升高情況下的氣體交換，提出以下建議：連接排出管道(6)與收集室(1)的開口(7)可由封閉段(8")透過線性位移或旋轉位移而加以封閉，其中，當通風管道(10)之開口(9)封閉時，該開口(7)打開。設有單獨一個封閉件，此封閉件可在執行機構控制下，在運行位置與通風位置之間來回切換。
Description
本發明係有關一種用於混合氣體之裝置，包括：數個與共用的收集室連通的輸入管道、及起源於該收集室而用於集中排出由該等輸入管道送入該收集室之氣體流的排出管道。
DE 102 12 923 A1描述一種用於為基板塗層之裝置與方法。該裝置具有兩個蒸發器，此等蒸發器透過加熱固態或液態起始材料而產生處理氣體，其處理氣體隨運載氣體一同被導入收集室。兩種分別在蒸發器內產生的不同處理氣體在收集室內混合，並作為氣體混合物而進入反應器之處理室。在通往收集室的諸輸入管道中分別設有方向控制閥，此等方向控制閥可將氣體流切入收集室，或者，使氣體流從收集室旁邊經過後經由通風管道直接進入氣體處置裝置。DE 10 2007 030 499 A1描述一種用於為光伏(photovoltaic)器件沈積摻雜層及OLED(organic light-emitting diode，有機發光二極體)之裝置，包含數個氣體源。每個氣體源皆透過設有改質室的輸氣管道而與處理室之進氣機構連接。
DE 35 37 544描述一種用於反應器之進氣系統，其中，依次設有數個可用沖洗氣體加以沖洗的四通閥。利用該閥組，可將反應氣體切入排氣管道或通風管道。
本發明之目的在於提供一種用於實現快速氣體交換之氣體混合系統、及一種具有該氣體混合系統之反應器，其中，可在溫度升高情況下轉接氣體交換以沈積OLED。
此目的透過申請專利範圍所給出的本發明而達成。
首先且主要提出以下建議：連接排出管道與收集室的開口可被封閉件之一個區段所封閉。當由封閉件及可用該封閉件封閉的開口所構成的閥門處於打開狀態時，由輸入管道送入收集室之氣體流，可集中經由排出管道離開收集室，以例如進入反應器之處理室。根據本發明之改良方案，其閥組為方向控制閥組。設有用作為第二排出管道的通風管道。此通風管道係透過一個開口以連接收集室，此開口可被封閉件之一個區段所封閉。當通風管道打開時，通往處理室的排出管道(其係構成為運行管道)便封閉。當通風管道封閉時，通往處理室的排出管道之開口便打開。根據本發明之較佳技術方案，單獨一個封閉件不僅能封閉通風管道之開口，亦能封閉排出管道之開口。此點可藉由一個執行機構而實現。該執行機構可控制共用的封閉件在兩個操作位置間來回切換。在第一操作位置上，通風管道之開口打開，且排出管道之開口封閉。在第二操作位置上，通風管道之開口關閉，且排出管道(運行管道)之開口打開。亦即，僅需切換一個封閉體便能將此裝置自通風位置送入運行位置。該封閉體可透過線性運動而在其操作位置之間來回位移。有利地，此二個開口(即，通風管道之開口及排出管道之開口)係相對佈置。該等開口可為分別構成為通風管道及排出管道之管件之端部。在此情況下，諸管件開口係相對佈置。在此情況下，該等管件之軸線較佳係同軸延伸。其封閉件可為一個可沿管件軸線方向位移的封
閉板，在第一操作位置上，一個板面將通風管道之開口封閉，在第二操作位置上，背對該板面的板面將排出管道之開口封閉。根據本發明之變體方案，其封閉件可透過旋轉而自打開位置進入封閉位置。通風管道及排出管道在此亦可由管件所構成。其較佳為具有圓柱形剖面的管件。該封閉件可為一個安裝在相關管件之末端區段上的套筒。該管件之柱面壁可具有縫隙狀開口。該封閉件同樣可具有縫隙狀開口。在打開位置上，管件之縫隙狀開口(即，通風管道或排出管道之縫隙狀開口)係與封閉套筒之縫隙狀開口相重疊。在關閉位置上，管件之縫隙狀開口被封閉套筒之縫隙間隙所封閉。此變體方案中亦可設有套筒形式之共用的封閉件，其具有兩個相分離的軸向段，此等軸向段內可分別伸入一個由排出管道或通風管道構成的管件之末端區段。該封閉件可一體成型。其亦可具有數個各完成一項封閉功能的組成部分。其套筒裝置亦可沿其軸向線性位移。該套筒裝置僅為滑閥裝置之一個示例。該封閉件亦可由具有通孔或封閉面的線性滑閥所構成。亦可使用兩個相分離的封閉件，此等封閉件可交替地封閉通風管道或運行管道，其另一管道則打開。根據本發明之較佳技術方案，用作為氣體混合室的收集室係呈環形。不同的處理氣體透過徑向佈置的進料口，被送入其圍繞著中央排出管道而佈置的環形室。該排出管道可為一個其軸線與該環形室之圖形軸相重合的管件。特別有利地，具有一或數項前述性能的閥組可在高溫(約400℃)下，在運行管道與通風管道之間來回切換處理氣體，故，該閥組特別地適用於可用來沈積OLED的反應器。
本發明另亦有關一種特別是用於沈積有機層於基板上之裝置，包括：具有處理室的反應器、及至少兩個用於分別產生
一處理氣體的蒸發器，其中，該等蒸發器透過輸入管道而連接一混合裝置，此混合裝置係透過排出管道而連接該處理室。該等輸入管道係被加熱，以免輸入管道之壁上出現冷凝。其閥組同樣被加熱，且可保持在約400℃之溫度上。
此種裝置採用了具有前述性能的氣體混合室。
以下結合所附圖式闡述本發明之實施例。
1‧‧‧收集室
2‧‧‧輸入管道
3‧‧‧輸入管道
4‧‧‧輸入管道
5‧‧‧輸入管道
6‧‧‧排出管道；(排出)管件
7‧‧‧(排出管道)端部；(排出管道)開口
8‧‧‧封閉板；封閉件；封閉體
8'‧‧‧(第二)封閉段；(封閉板)(上方)寬面
8"‧‧‧(第一)封閉段；(封閉板)(下方)寬面
9‧‧‧(通風管道)開口
10‧‧‧通風管道；(通風)管件
11‧‧‧執行機構
12‧‧‧氣體致偏板
13‧‧‧(收集室)壁部；(混合室)壁部
14‧‧‧(收集室)底部；(混合室)壁部
15‧‧‧(收集室)頂部；(混合室)壁部
16‧‧‧間壁
17‧‧‧(軸向)縫隙；開口
18‧‧‧封閉件；封閉套筒；封閉體
18'‧‧‧(封閉件)(上)區段；(第二)封閉段
18"‧‧‧(封閉件)(下)區段；(第一)封閉段
19‧‧‧(軸向)軸向縫隙；開口
20‧‧‧(軸向)縫隙
21‧‧‧(軸向)縫隙
30‧‧‧(氣體)混合裝置；混合室
31‧‧‧(第一)蒸發器
32‧‧‧(第二)蒸發器
33‧‧‧反應器
34‧‧‧處理室
35‧‧‧排氣管道
圖1係氣體混合裝置之第一實施例之沿圖2中I-I線截取的剖面圖。
圖2係沿圖1中II-II線截取的剖面圖。
圖3係如同圖1而關於第二操作位置的示意剖面圖。
圖4係如圖1而關於第二實施例的示意剖面圖。
圖5係沿圖4中V-V線截取的剖面圖。
圖6係沿圖4中VI-VI線截取的剖面圖。
圖7係藉由圖1至圖6所示之氣體混合裝置30來沈積有機層於基板上的裝置之示意圖。
圖7示出一個用於沈積有機層於基板上的裝置之主要元件。此裝置具體地可將OLED層沈積於例如由玻璃構成的扁平基板上，詳見DE 10 2007 030 499 A1或DE 102 12 923 A1。
此種裝置具有第一蒸發器31，此蒸發器係透過將液態或固態起始材料蒸發而產生第一處理氣體。該第一處理氣體係由輸入管道2視情況利用運載氣體，送往氣體混合裝置30。
設有第二蒸發器32，此蒸發器係透過將另一液態或固態有機起始材料蒸發而產生第二處理氣體，該第二處理氣體同樣隨運載氣體一同由輸入管道3送入混合室30。其中，混合室30及輸入管道2、3被加熱裝置保持在能使已蒸發的起始材料不冷凝的溫度上，圖中未示出該加熱裝置，而用虛線框予以了象徵性表示。
混合室30可具有下文聯繫圖1至圖6所闡述之結構。
混合室30內設有閥組，此閥組可將輸入管道2、3所送入的處理氣體選擇性導入排出管道6或通風管道10。通風管道10將處理氣體送入未圖示的氣體處置系統。排出管道6將處理氣體送入反應器33之處理室34，該反應器具有將未用完的處理氣體或反應產物送入氣體處置系統的排氣管道35。
在反應器33內部設有可將在混合室30內混合的處理氣體導入處理室34的進氣機構。該處理室具有基座，待塗層的基板係平放於該基座上。
上述閥組可用來打開及關閉排出管道6。當排出管道6處於關閉狀態時，通風管道10便打開，以便蒸發器31、32所提供的處理氣體能穿過通風管道10。藉由將閥組自第一操作位置送入第二操作位置來啟動塗層製程，在第二操作位置上，通風管道10關閉，且排出管道6打開，以便蒸發器31、32所提供的處理氣體能經由排出管道6流入反應器33及該處之處理室34，從而沈積有機層於基板上。
圖1至圖3示出圖7中用元件符號30標示的混合裝置之第一實施例。
關於一個總共包含四個輸入管道2、3、4、5的閥組，
該等輸入管道係呈星型佈置而與收集室1相連通。收集室1之輪廓大體上呈圓形，且在其對稱軸中具有一個沿軸向延伸的管件，此管件構成排出管道6。在構成排出管道6的該管件內部設有多個氣體致偏板12，此等氣體致偏板有助於形成渦流，以便經由輸入管道2至5送入收集室1的處理氣體在排出管道6內亦能相互混合。輸入管道2、3、4、5至少在其出口區內在一平面內延伸，排出管道6之軸線則垂直於該平面。
收集室1具有大體上平整的底部14，此底部位於一平面內，輸入管道2至5則在該平面內與收集室1相連通。收集室1具有柱形的壁部13，此壁部係與管件6之壁部同軸延伸。收集室1被平行於底部14延伸的頂部15所封閉。
排出管件6與收集室1自由連通，且透過其端部7形成一個開口。在圖1所示之第一操作位置上，開口7之圓形邊緣被一個碟形封閉件8所封閉。
收集室1之頂部15具有圓環形開口9，其係與管件10相接，該管件則構成為通風管道。通風管道10之開口9與排出管道6之開口7係相對佈置。通風管道10之管接頭對準於構成排出管道6的管件。
設有推桿形式之執行機構11，利用該執行機構11可將封閉體8自圖1所示之第一操作位置送入圖3所示之第二操作位置。在圖1所示之第一操作位置上，碟形的封閉體8以其下方寬面8"之邊緣，將排出管道6之開口7封閉。在該操作位置上，通風管道10之開口9未被封閉，故，被送入收集室1的處理氣體可經由通風管道10離開收集室1。
封閉板8線性位移之後，其另一寬面8'之邊緣將通風管道10之開口9封閉。此時，排出管道6之開口7打開，以便被送入收集室1的處理氣體可經由排出管道6離開收集室1。諸處理氣體隨後被導入處理室34。
圖1至圖3所示之實施例包括一個封閉件8，其具有兩個封閉段，即，封閉板8之兩個寬面。此等封閉段係交替地起作用。
在未圖示的實施例中，此二個分別用於封閉開口9或開口7的封閉段亦可被分配給兩個相分離的封閉件。
在圖4至圖6所示之第二實施例中，收集室1同樣呈環形。其係呈環形圍繞著排出管道6或通風管道10而佈置。在本實施例中，封閉件18係由一套筒所構成。通風管道10及排出管道6分別由管件所構成，該等管件在同軸佈置之情況下各以一末端區段伸入收集室1。通風管道10及排出管道6之管件末端區段皆被間壁16所隔開。
封閉套筒18延伸覆蓋住兩個末端區段。通風管道10之伸入至收集室1的管件末端區段之壁部具有軸向縫隙19。排出管道6之末端區段則具有軸向縫隙17。
封閉套筒18具有對應於軸向縫隙17的軸向縫隙20、及對應於軸向縫隙19的軸向縫隙21。
在如圖4至圖6所示之第一操作位置上，軸向縫隙21與通風管道10之末端區段之軸向縫隙19相重疊。排出管道6之末端區段之軸向縫隙17則被封閉套筒18之縫隙20之間的縫隙間隙所封閉。由輸入管道2至5送入的處理氣體進入收集室1，並
透過縫隙19、21流入通風管道10。
封閉套筒18旋轉進入一個未圖示的操作位置之後，達到第二操作狀態，在該操作位置上，通風管道10之末端區段之縫隙19係被縫隙21間之縫隙間隙所封閉，並且，排出管道6之末端區段之縫隙17係位於封閉套筒18之縫隙20下方，使得，處理氣體可透過縫隙17、20而流入排出管道6。通風管道10之縫隙19則被封閉。
封閉件18在本實施例中亦形成有兩個封閉段，即，與該通風管道10之縫隙19配合作用的封閉段、及與排出管道6之縫隙17配合作用的封閉段。此二個封閉段在此亦可被分配給兩個相分離的封閉件，較佳地同步驅動該二個封閉件，以實現前述之轉接效果。
兩個相分離的封閉段具有以下有益效果：可利用執行機構來操作此等封閉段，使得通風管道10及排出管道6不會同時打開。
特別有利地，設於混合室30內部的閥組被建構成為方向控制閥，從而，可將處理氣體導入處理室，或者，使其從處理室旁邊經過後進入通風管道10，以形成平穩的處理氣體流。本發明之解決方案成本低廉，因為，僅需單獨一個閥組便可將數種(至少兩種)處理氣體送入處理室34或通風管道10。
混合室之壁部13、14、15可由金屬、特別是優質鋼構成。通風管道10及排出管道6亦可由優質鋼構成。其皆為優質鋼管。封閉體8、18亦可由優質鋼構成。藉此，可將整個閥組保持在能使處理氣體不冷凝的溫度上。此溫度介於300℃與500℃間，
特別是，約為400℃。
在實施例中，封閉件8之一個寬面形成為第一封閉段8"與之相對的寬面形成第二封閉段8'。在圖4至圖6所示之實施例中，封閉件18之上區段18'及下區段18"分別形成封閉段。
前述實施方案係用於說明本申請案整體所包含之發明，此等發明至少透過以下特徵組合分別獨立構成相對於先前技術之進一步方案：一種裝置，其特徵在於：設有可將排出管道6通往收集室1的開口7、17予以封閉的第一封閉段8"、18"。
一種裝置，其特徵在於：設有具有開口9、19的通風管道10，其開口可被第二封閉段8'、18'封閉，其中，當該通風管道10之開口9、19封閉時，該排出管道6之開口7、17便打開。
一種裝置，其特徵在於：該二個封閉段8'、18'；8"、18"係由單獨一個封閉件8、18所形成，此封閉件可在執行機構11之控制下在兩個操作位置之間來回切換，其中，在第一操作位置上，該通風管道10之開口9、19打開，且該排出管道6之開口7、17關閉，並且，在第二操作位置上，該通風管道10之開口9、19關閉，且該排出管道6之開口7、17打開。
一種裝置，其特徵在於：封閉件8可在其兩個操作位置之間線性位移。
一種裝置，其特徵在於：通風管道10之開口9與排出管道6之開口7係相對佈置，並且，封閉件8為一個可在諸開口7、9之間進行線性位移的封閉板。
一種裝置，其特徵在於：封閉件18可透過旋轉而在
該二之操作位置之間來回切換。
一種裝置，其特徵在於：封閉件18為一個設有縫隙20、21的套筒，並且，諸開口17、19係由縫隙所構成，該等縫隙可被該套筒之縫隙20、21之縫隙間隙所封閉。
一種裝置，其特徵在於：收集室1呈環形，其中，排出管道6或通風管道10係設於該收集室1之中心。
一種特別是用於沈積有機層於基板上之裝置，包括：具有處理室34的反應器33、及至少兩個用於分別產生一處理氣體的蒸發器31、32，其中，該等蒸發器31、32透過輸入管道2、3而連接一混合裝置30，此混合裝置30係透過排出管道6而連接該處理室34，其特徵在於：設有一氣體混合裝置。
一種裝置，其特徵在於：該氣體混合裝置可被加熱裝置加熱至一升高的溫度，特別是，可被加熱至400℃之溫度，該升高的溫度特別是介於300℃與500℃之間，尤佳為介於350℃與450℃之間。
所有已揭露特徵(作為單項特徵或特徵組合)皆為發明本質所在。是故，本申請案之揭露內容亦包含相關/所附優先權檔案(在先申請案副本)所揭露之全部內容，該等檔案所述特徵亦一併納入本申請案之申請專利範圍。附屬項以其特徵對本發明針對先前技術之改良方案的特徵予以說明，其目的主要在於可在該等請求項基礎上進行分案申請。
Claims (11)
- 一種氣體混合裝置，包括：數個與一共用的收集室(1)連通的輸入管道(2至5)、及起源於該收集室(1)而用於將由該等輸入管道(2至5)送入該收集室(1)之氣體流集中排出該收集室(1)的一排出管道(6)，其特徵在於：設有可將該排出管道(6)通往該收集室(1)的開口(7,17)予以封閉的第一封閉段(8",18")；設有具有開口(9,19)的一通風管道(10)，其開口可被第二封閉段(8',18')封閉，其中，當該通風管道(10)之開口(9,19)封閉時，該排出管道(6)之開口(7,17)便打開；以及該二個封閉段(8',18'；8",18")係由單獨一個封閉件(8,18)所形成，此封閉件可在一執行機構(11)之控制下在兩個操作位置之間來回切換，而其中，在第一操作位置上，該通風管道(10)之開口(9,19)打開，且該排出管道(6)之開口(7,17)關閉，並且，在第二操作位置上，該通風管道(10)之開口(9,19)關閉，且該排出管道(6)之開口(7,17)打開。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該封閉件(8)可在其兩個操作位置之間線性位移。
- 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中，該通風管道(10)之開口(9)與該排出管道(6)之開口(7)係相對佈置，並且，該封閉件(8)為一個可在該等開口(7,9)之間進行線性位移的封閉板。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該封閉件(18)可透過旋轉而在該二個操作位置之間來回切換。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該封閉件(18)為一個設有縫隙(20,21)的套筒，並且，該等開口(17,19)係由縫隙所構成，該等縫隙可被該套筒之縫隙(20,21)之縫隙間隙所封閉。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該收集室(1)呈環形，而其中，該排出管道(6)或該通風管道(10)係設於該收集室(1)之中心。
- 一種用於沈積有機層於基板上之裝置，包括：具有一處理室(34)的一反應器(33)、及至少兩個用於分別產生一處理氣體的蒸發器(31,32)，其中，該等蒸發器(31,32)透過輸入管道(2,3)而連接一混合裝置(30)，該混合裝置(30)係透過一排出管道(6)而連接該處理室(34)，其特徵在於：設有申請專利範圍第1至6項中任一項之氣體混合裝置。
- 如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該氣體混合裝置可被加熱裝置加熱至介於300℃與500℃之間的一升高的溫度。
- 如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該氣體混合裝置可被加熱裝置加熱至介於350℃與450℃之間的一升高的溫度。
- 如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該氣體混合裝置可被加熱裝置加熱至400℃之溫度。
- 一種申請專利範圍第1至6項中任一項之氣體混合裝置之用途，用於將來自於一原料源的有機氣體送入一反應器，以沈積有機層於一基板上。
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