專利名稱：用于氣體氣相沉積的負(fù)載膜暗盒的制作方法
用于氣體氣相沉積的負(fù)載膜暗盒相關(guān)申請的交叉引用本文所公開的主題公開于下列共同未決的專利申請中并受下列共同未決的專利申請的權(quán)利要求書的保護(hù)，所述這些專利均與本文同時提出申請且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的專利權(quán)受讓人用于氣體氣相沉積的膜暗盒(CL-4584)；制造用于氣體氣相沉積的膜暗盒的方法(CL-4819)；用于氣體氣相沉積的設(shè)備(CL-4821)；負(fù)載用于氣體氣相沉積的膜暗盒的設(shè)備和方法(CL-4820)；以及卸載用于氣體氣相沉積的膜暗盒的設(shè)備和方法(CL-4822)。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在氣體氣相沉積工藝期間用于支撐膜基質(zhì)的膜暗盒、用于制造所述暗盒的方法、采用氣體氣相沉積方法將一種或多種材料沉積在基質(zhì)上的設(shè)備、 以及用于負(fù)載和卸載所述暗盒的設(shè)備和方法。現(xiàn)有技術(shù)說明為了制造普及型薄膜光電模塊，需要超阻擋膜的卷具有工業(yè)長度(大約10-200米或更長)和約350-1650mm的寬度?？山邮艿某钃跄?yīng)當(dāng)能夠?qū)⑺魵夂?或氧進(jìn)入到薄膜光電模塊的光電層中的水蒸氣傳輸速率限制在小于5 X KT4g-H2O/ m2-天。水蒸氣或氧的進(jìn)入是有害的，因為其往往快速毀壞模塊的光電層。目前，采用輥到輥方法來制造水蒸氣傳輸速率僅低至10-3g-H20/m2-天的涂布膜 (例如用于可食的快餐產(chǎn)品的袋)是可能的。已證明，嘗試使用有效的輥到輥技術(shù)來制造用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的超阻擋膜的工業(yè)長度卷是不成功的，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)揮超阻擋效用的膜所需的閾值(5X 10_4g-H20/m2-天單位)。在前面這些輥對輥制造用于OLED的涂布超阻擋膜的努力中，利用化學(xué)或氣體氣相沉積例如被稱作原子層沉積的方法將一種材料沉積到膜基質(zhì)的表面上。在以前的輥對輥制造嘗試期間，所述工藝輥接觸貼靠基質(zhì)的整個表面，從而在基質(zhì)上產(chǎn)生表面刮痕。此外， 隨著基質(zhì)從一個輥被引導(dǎo)至另一個輥，基質(zhì)經(jīng)受明顯的彎曲，從而在整個沉積的阻擋涂層產(chǎn)生附加的裂紋。此類刮痕、磨損、折皺或裂紋破壞任何沉積的阻擋涂層阻止水分或氧氣侵入的能力。在化工批處理顯影期間能夠支撐各種長度的鹵化銀膜(通常寬度介于35-100mm 之間)的膠片暗盒在攝影技術(shù)領(lǐng)域中是已知的。此類暗盒通常以螺旋方式來支撐待顯影的膠片。在螺旋纏繞的暗盒中，正被處理的膠片沿邊保持在暗盒的螺旋凹槽中，而與膠片的表面不存在接觸。此類現(xiàn)有技術(shù)膠片暗盒的代表是由Hewes Photographic Equipment Manufactures (Bedfordshire, England) f胃售白勺金屬 0音 i 禾口由 Paterson Photographic Limited(ffest Midlands, England)銷售的塑料暗盒。然而，在測量供寬度大于IOOmrn的膜使用的或是金屬線(不銹鋼)或是通常所用的塑料螺旋型暗盒方面存在著困難。盡管這些鹵化銀暗盒的高肋節(jié)距對輪輻間的間距比(約2. 5-6. 5% )對于允許沖洗加工液滲入各圈螺旋卷繞的膠卷間的空間來說是理想的，但是這樣一種高節(jié)距與輪輻間的間距比對于用于加工超阻擋膜的工業(yè)卷來說是非常低效的。僅僅一小段膜能夠以這樣一種高的節(jié)距與輪輻間的間距比承載在暗盒上。已證明加工寬于IOOmm的金屬線暗盒和低溫塑料暗盒是困難的，因為在卷繞/焊接金屬線或者注塑塑料暗盒上的流線上的小變化會引起端板的扭曲。這些結(jié)構(gòu)上的扭曲將使膜難以負(fù)載。所述膜將也具有從螺旋凹槽脫落的傾向。盡管金屬線暗盒可采取氣相沉積的較粗糙的加工狀態(tài)，但是隨著它從室溫膨脹到加工溫度，它們對稱的肋幾何形狀(縱橫比1 1)不具有足以保持膜的寬度，尤其是對于小于約6mm的肋節(jié)距。塑料暗盒在氣相沉積的較粗糙的加工條件下扭曲，這些條件均大大超過塑料的熱變形溫度。此外，一些暗盒的自螺紋特征隨著膜基質(zhì)沿暗盒的柔軟塑料肋滑動而產(chǎn)生碎屑。因此，根據(jù)前述，據(jù)信提供在氣相沉積處理期間能夠沿邊支撐螺旋卷繞的膜基質(zhì)的工業(yè)長度卷的膜暗盒是有利的，以在處理期間最小化膜表面的刮痕以及在負(fù)載和卸載期間最小化膜或涂層的折皺或開裂的危險，從而能夠制造工業(yè)長度超阻擋膜。發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明涉及在氣體氣相沉積工藝期間用于支撐一段膜基質(zhì)的暗盒。 所述暗盒包括中心軸，所述中心軸具有安裝在其上的第一端板和第二端板。每個端板均包括從其輻射多個以角度間隔的輪輻的中心轂。所述輪輻具有內(nèi)表面，其位于被取向成基本上垂直于軸的軸線的基準(zhǔn)平面上。輪輻的內(nèi)表面是面對地設(shè)置的并且被間隔開由基準(zhǔn)表面之間限定的預(yù)定輪輻間的間距。每個端板具有在其上被安裝到輪輻內(nèi)表面的螺旋肋。每個螺旋肋具有預(yù)定數(shù)目的均勻間隔的圈和與其相關(guān)聯(lián)的預(yù)定節(jié)距。螺旋肋相鄰圈之間的空間限定能夠接納膜邊緣的在每個端板上的螺旋凹槽。每個肋具有在包含軸的軸線的徑向平面上的橫截面構(gòu)型。橫截面構(gòu)型具有大致線性的主要邊緣。每個肋表現(xiàn)出預(yù)定的寬度尺寸、預(yù)定的平均厚度尺寸和至少2 1的寬度與厚度縱橫比。在一個實施方案中，肋的橫截面構(gòu)型是大致矩形并且還可包括在其自由端處的擾流器。在一個可供選擇的實施方案中，每個肋的橫截面構(gòu)型是大致楔形。輪輻間的間距為至少三百毫米(300mm)并也大于在氣相沉積溫度下膜基質(zhì)所表現(xiàn)出的寬度尺寸。肋在每個端板上的寬度尺寸介于輪輻間的間距的約0. 5%至約2. 0%之間。在其它方面，本發(fā)明涉及負(fù)載有預(yù)定長度的膜基質(zhì)的暗盒并且涉及具有插件的氣相沉積設(shè)備，負(fù)載暗盒被接納在所述插件中。在又一其它方面，本發(fā)明涉及用于負(fù)載膜暗盒的設(shè)備和方法并且涉及用于卸載膜暗盒并立刻將它層壓到保護(hù)性覆蓋片的設(shè)備和方法。附圖簡述通過下列發(fā)明詳述并結(jié)合作為本專利申請的一部分的附圖，將會更全面地理解本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的利用膜暗盒采用氣態(tài)流體氣相沉積方法來涂布膜基質(zhì)的設(shè)備的程式化圖解示圖2是用于圖1的氣相沉積設(shè)備的任選擴(kuò)散板的正視圖；圖3是示出了在暴露于氣態(tài)流體期間用于支撐一段膜基質(zhì)的根據(jù)本發(fā)明的膜暗盒沿圖1和4的剖線3-3截取的截面圖；圖4是沿圖3中的視線4-4截取的正視圖；圖5是沿圖4中的剖線5-5截取的截面圖，其示出了被所述暗盒接納的膜基質(zhì)的邊緣并且還示出了當(dāng)膜被暗盒支撐時蒸氣流過擴(kuò)散板并流進(jìn)膜基質(zhì)的相鄰圈之間所限定的流動通道中；圖6是大致類似于圖5的截面圖，其示出了在氣相沉積工藝期間以及當(dāng)將最終的基質(zhì)從所述暗盒移除時被所述暗盒接納的膜基質(zhì)的邊緣之間的相對位置；圖7A和7B是示出了膜暗盒的肋的備選橫截面構(gòu)型的截面圖；圖8A和8B是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的用于制造暗盒的端板和制造包括兩個端板的暗盒的步驟的圖解視圖；圖9A、9B和9C是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于負(fù)載膜暗盒的設(shè)備的圖解視圖；并且圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于卸載膜暗盒并立刻將它層壓到保護(hù)性覆蓋片的設(shè)備的圖解視圖。發(fā)明詳述在下列發(fā)明詳述中，類似的附圖標(biāo)號表示所有附圖中類似的元件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的用一種或多種材料采用氣態(tài)流體氣相沉積方法來涂布預(yù)定的連續(xù)長度的膜基質(zhì)F的插件(一般用參考字符10來指示)的程式化圖解示圖。卷筒形式的膜基質(zhì)F示出于附圖中，其被示出為由根據(jù)本發(fā)明的暗盒100支撐在插件10的內(nèi)部。插件10在氣體氣相沉積設(shè)備中是有用的，其用于制造工業(yè)長度的超阻擋膜，即具有小于5X 10_4g-H20/m2-天水蒸氣傳輸速率的膜。超阻擋膜自身用來保護(hù)光電模塊的輻射聚集表面。為了制造此類超阻擋膜，采用例如原子層沉積之類的方法將透明材料(例如，氧化鋁Al2O3)沉積在聚合物膜基質(zhì)的兩個表面上。將氧化鋁Al2O3原子層沉積在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的氣態(tài)沉積溫度介于約80-120攝氏度的范圍內(nèi)。工業(yè)膜卷基質(zhì)F(即，能夠被用于制造光電模塊的工業(yè)規(guī)模方法)應(yīng)當(dāng)具有大約十至二百米或更大(10-200m)的最小長度。優(yōu)選地，所述膜F的厚度介于約0.002英寸至約0.010英寸(約0.05至約0.25毫米)的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地大約0.005英寸(0. 13 毫米)。用于此類用途的膜基質(zhì)可具有介于至少三百毫米(300mm)至約一千六百五十毫米 (1650mm)的范圍內(nèi)的預(yù)定標(biāo)稱寬度尺寸W( S卩，室溫下的寬度尺寸)。也應(yīng)當(dāng)理解，由于沉積過程期間的熱效應(yīng)的緣故，基質(zhì)F的寬度尺寸可增加大約0. 4-0. 6%。如圖1和3圖解所提出的以及如本文將要表述的那樣，暗盒100的結(jié)構(gòu)特征的尺寸被設(shè)置成并且被布置成使得當(dāng)膜基質(zhì)F由暗盒100沿邊支撐時，膜F的螺旋卷繞卷的相鄰圈T限定氣態(tài)蒸氣能夠通過其傳播的敞開的(沒有障礙的)流體傳導(dǎo)通道C。此類無阻擋的通道對于確保涂層被沉積在膜的兩個表面上而不形成間斷是非常重要的。同樣重要的是在將所述膜負(fù)載以及將所述膜從暗盒卸載時，防止在膜和/或涂層上產(chǎn)生的彎曲、表面磨蝕和/或可導(dǎo)致折皺或裂紋的其它力的強(qiáng)加。此類磨蝕、折痕或裂紋 (甚至納米尺寸的裂紋)可損害由氣相沉積方法沉積的超阻擋膜的保護(hù)效果。因此也選擇了根據(jù)本發(fā)明的暗盒100的結(jié)構(gòu)特征的尺寸和排列。
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如圖1圖解所示，用于氣體氣相沉積設(shè)備的插件10包括具有處理流體入口 14和處理流體出口 16的壓力容器12?？晒┎寮?0使用的一種適用的原子層沉積設(shè)備是購自 Planar Systems Inc. (Hillsboro，Oregon)的被稱作"Planar 400，，或"Planar 800，，的設(shè)備。分流導(dǎo)向器18被連接到工藝流體入口 14。分流導(dǎo)向器18用來引導(dǎo)并均勻地分配朝向暗盒100的第一端板106-1的層流的氣態(tài)流體，如流動箭頭沈指示的那樣。分流導(dǎo)向器18接觸貼靠端板106-1的外表面或位于其預(yù)定的近距離之內(nèi)。匯流導(dǎo)向器28可設(shè)置在插件10中而與設(shè)置在暗盒100的另一端處的端板106_2 相鄰。匯流導(dǎo)向器觀用來將源于端板106-2的蒸氣傳導(dǎo)至排氣口 16，如流動箭頭30指示的那樣。優(yōu)選地，匯流導(dǎo)向器觀接觸抵靠端板106-2的外表面或者位于預(yù)定的近距離之內(nèi)。在所示出的實施方案中，分流導(dǎo)向器18包括任選的擴(kuò)散板22，其從表面被接合成抵靠端板106-1或在其近距離之內(nèi)。擴(kuò)散板22被顯示在圖2的正面圖中并包括以螺旋構(gòu)型布置的多個開口 22P。所述板可由具有類似于氧化鋁的熱膨脹系數(shù)的材料例如鋁或鈦制造。圖3示出了完全在膜暗盒100的截面中的側(cè)正視圖。暗盒100包括中心軸102，第一端板106-1和第二端板106-2安裝在所述中心軸上。在所示出的實施方案中，每個端板106-1、106_2是大致圓形的構(gòu)件，其包括中心轂106H，從其輻射多個以角度間隔的輪輻106S。輪輻102S的徑向外端可由外輪輞106M相連接。軸102延伸穿過每個輪轂106H上的開口。一旦被定位后，輪轂106H即被便利地固定到軸102，如通過粘合劑或扣件108。優(yōu)選地，每個端板106-1、106-2的位置沿軸102是可選擇調(diào)整的。軸102是細(xì)長的中空構(gòu)件，具有在其上的第一端和第二端102A、102B和延伸穿過其的基準(zhǔn)軸線102R。盡管可采用能夠抵抗加工溫度的任何其它合適的剛性金屬或聚合材料，但是軸102優(yōu)選地由鋁或鈦加工而成。軸102的表面由沿軸長度延伸預(yù)定距離102D的縫槽102S中斷。縫槽102S平行于基準(zhǔn)軸線102R。輪輞106M和每個輪輻106S在其上具有各自的外表面106 和106 以及各自的內(nèi)表面1061 和106IS。輪輞106M的外表面106 充當(dāng)便利表面，分流導(dǎo)向器18和匯流導(dǎo)向器(如果提供)可接觸抵靠所述便利表面。每個端板上輪輞和輪輻的內(nèi)表面1061 和106IS相對彼此面對設(shè)置。在所示出的實施方案中，每個端板106-1、106-2的內(nèi)表面106IM、106IS位于相應(yīng)的基準(zhǔn)平面112-1、112-2 上。每個端板106-1、106-2具有安裝到輪輻106S的至少內(nèi)表面106IS上的螺旋肋106R。 輪輞106M的內(nèi)表面106IM可根據(jù)具體情況從基準(zhǔn)表面112-1、112-2偏移，只要輪輞的表面 106IM不向內(nèi)延伸超出輪輞的末端106R?；鶞?zhǔn)平面112-1、112-2被取向成基本上垂直于軸 102的軸線102R。對于固定在軸102上期望的位置處的端板106-1、106_2，在面對的基準(zhǔn)平面 112-1、112-2之間限定預(yù)定的軸向輪輻間的間距114。一旦暗盒被構(gòu)造成能夠表現(xiàn)出端板間期望的預(yù)定輪輻間的間距114，則輪轂和軸應(yīng)當(dāng)被固定成使得輪輻間的間距114在端板的周界周圍改變不超過四分之一至三毫米(0. 25-3mm)。軸102的外直徑應(yīng)當(dāng)徑向地等于端板106-1、106-2的輪轂106H的外直徑，以便輪轂和軸在端板之間呈現(xiàn)徑向均勻的表面。為此，在所示出實施方案中的軸102具有在面對的基準(zhǔn)平面112-1、112-2之間設(shè)置在軸102上的套管110。套管100具有與輪轂106H的外徑相同的外徑。套管110提供了與軸102上的縫槽102S對準(zhǔn)的縫槽。如前所述，每個端板106-1、106-2具有安裝到輪輻106S的至少內(nèi)表面106IS上的螺旋肋106R。肋的一部分也可被安裝到輪輞106M的內(nèi)表面106Im。每個端板106_1、106_2 上的螺旋肋106R具有預(yù)定數(shù)目的均勻地間間隔的圈，所述圈具有預(yù)定的節(jié)距尺寸116。節(jié)距尺寸116在相對于軸102的軸線102R的徑向上在端板上的給定角度位置處進(jìn)行測量。例如，節(jié)距尺寸116可在螺旋肋的相鄰圈的中心之間獲取。在螺旋肋106R的相鄰圈之間的敞開間距118限定每個端板106_1、106_2上的連續(xù)的螺旋凹槽106G。所述凹槽106G具有第一外端106F和第二內(nèi)端106N(圖4)。端板上的螺旋凹槽106G被布置成使得每個相應(yīng)的凹槽的第一末端和第二末端106F、106N軸向?qū)R。每個肋106R具有在包括所述軸的軸線的徑向平面上的橫截面構(gòu)型。一般來講，肋 106R的橫截面構(gòu)型表現(xiàn)出大致線性的主要邊緣，如圖5、7A、7B可能最佳地所示。每個端板上的肋106R具有預(yù)定的寬度尺寸106W和預(yù)定的平均厚度尺寸106T。寬度尺寸106W從其上安裝了肋106R的輪輻106S的內(nèi)表面106IS( S卩，從基準(zhǔn)平面112-1、112-2)到肋的自由端進(jìn)行測量并且在平行于所述軸的軸線的方向上獲得。預(yù)定的最小厚度尺寸106T在相對于軸102的軸線的徑向上進(jìn)行測量。平均厚度尺寸是在橫跨肋的寬度的預(yù)定若干點處獲得的厚度尺寸的平均值。根據(jù)本發(fā)明，所述肋具有至少2 1的寬度與平均厚度縱橫比。在圖3-6中所示的實施方案中，每個肋106R均具有大致矩形的橫截面構(gòu)型。關(guān)于大致矩形，它是指肋的橫截面構(gòu)型的主要邊緣沿基本上整個寬度大體上相互平行并且肋的厚度尺寸106T在肋的基本上整個寬度上是大體上均勻的。如果需要的話，肋的自由端可具有倒圓邊緣。圖7A中顯示了具有大致矩形橫截面的肋的一個改進(jìn)的實施方案。此類改進(jìn)的肋包括設(shè)置在其自由端處的擾流器106P。本文詳細(xì)地討論了擾流器106P的作用。根據(jù)本發(fā)明的肋也可被構(gòu)造成表現(xiàn)出大致楔形的橫截面構(gòu)型106D。聯(lián)系圖7B，示出并討論了肋的此類可供選擇構(gòu)型的實施方案。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將暗盒100的各種結(jié)構(gòu)特征的尺寸設(shè)定成并被布置成表現(xiàn)出在下列范圍內(nèi)的尺寸。輪輻間的間距114與由暗盒支撐的膜基質(zhì)的標(biāo)稱寬度尺寸至少一樣大。因此，一般來講，根據(jù)本發(fā)明的暗盒具有至少約三百毫米(300mm)的輪輻間的間距114。此外，輪輻間的間距114也大于膜基質(zhì)F在氣態(tài)沉積溫度下表現(xiàn)出的寬度尺寸， 這樣當(dāng)基質(zhì)F被接納在暗盒中時，在基質(zhì)F的邊緣和輪輻的內(nèi)表面之間限定了凈距離 106C(圖 3)。每個端板上的肋106R的寬度尺寸106W也是重要的。如下面的表1所示，根據(jù)本發(fā)明，寬度尺寸106W應(yīng)當(dāng)介于輪輻間的間距的約0. 5%至約2. 0%的范圍內(nèi)。表 1膜寬度輪輻間的肋的輪輻間的間距的百分比(mm)間距(mm)寬度(mm)350至少3502-6.50.57-1.86%700至少7004-80.57-1.14%1000至少10006-120.60-1.20%1350至少13508-160.59-1.18%1650至少165010-200.60-1.20%可從圖5和圖6理解構(gòu)型具有以上定義范圍內(nèi)的肋寬106W和輪輻間的間距114 的效果。如圖6所示，暗盒具有寬度尺寸106W處于規(guī)定范圍內(nèi)的肋106R確保了當(dāng)被接納在螺旋凹槽106G中時，具有給定剛度的膜基質(zhì)F將被沿邊緣支撐并且不下垂或妨礙在膜F 的鄰圈T之間所定義的流體傳導(dǎo)槽C。具有膜寬度大于約500mm的膜卷的自由外端可能需要由軸向延伸的剛性元件V所提供的支撐(圖3)。間隙距離106C調(diào)整由于加工膜期間在加工溫度下熱膨脹對膜寬度尺寸的任何放大。給膜提供沿邊支撐也最小化膜被操縱者接觸的可能性，所述接觸可能在膜表面上留下有害的有機(jī)物。膜的沿邊支撐可最小化對于膜的損害/碎屑和成品率損失。蒸氣通過根據(jù)本發(fā)明的暗盒100的流動路徑最佳地示于圖5中。人們注意到，由于膜F的剛度，有可能膜的邊緣在膜的整個全長可能不與肋的相同表面相接觸。因此，如圖 5所示，膜F的邊緣可接觸或是肋的徑向內(nèi)表面或徑向外表面，或者可居于肋的相鄰圈之間的空隙中。目前，氣體氣相沉積設(shè)備依賴擴(kuò)散機(jī)構(gòu)來傳輸氣態(tài)流體與進(jìn)行涂布的表面接觸。 然而，擴(kuò)散基加工要求相當(dāng)長的周期時間在膜上涂布一層。能夠使用本發(fā)明的插件10來減少涂布周期時間。如關(guān)于圖1所述，插件10包括具有擴(kuò)散板22的分流導(dǎo)向器18，擴(kuò)散板22被設(shè)置成面接觸抵靠端板106-1或者在其近距離內(nèi)。如圖5中的流動箭頭所示，分流導(dǎo)向器18的存在用來引導(dǎo)和均勻地分配氣態(tài)流體的層流26流向擴(kuò)散板22上的通路22P。當(dāng)工藝氣體沖出所述板并進(jìn)入到擴(kuò)散板22和肋106R之間存在的空間(由輪輻的軸向尺寸所規(guī)定)中時，工藝氣體的層流被加速，因為它被迫通過通路22P并且過渡到湍流。從層流到湍流的轉(zhuǎn)換用流體箭頭27的扇形陣列來指示。氣體的這種湍流27被引導(dǎo)通過限定端板106-1上的螺旋凹槽的間隔的開口 118流向膜F的相鄰圈之間所形成的流動通道C。通過以與端板 106-1的接觸關(guān)系來設(shè)置板22 (或者在其近距離內(nèi))而使氣體滲透達(dá)到最小化。因此，當(dāng)分流導(dǎo)向器18與擴(kuò)散板22聯(lián)合使用時，所述氣體流進(jìn)肋之間的空間118 并流進(jìn)具有徑向以及軸向流動分量的通道C中，如流動箭頭觀所示。流進(jìn)流動通道C中的徑向分量需要使氣體中承載的前體開始與基質(zhì)直接接觸。因為當(dāng)前體沖擊基質(zhì)時只很少百分比的前體氣體實際上吸收到基質(zhì)，流動的徑向分量是必須的以增大吸收的機(jī)會，因此使通過通道C的流動更有效率并且減小整體周期時間以便超阻擋層合適地生長。人們注意到，單獨層流將引起大部分前體行進(jìn)流動通道的長度而不是顯著沖擊在基質(zhì)上，從而降低整體涂布效率。如果在端板106-1上利用如圖7A或7B所示的改進(jìn)的肋構(gòu)型，則可省略擴(kuò)散板22。當(dāng)如這些附圖所示的那樣來成形肋106R時，來自流動導(dǎo)向器18的層流在它進(jìn)入通道C時被轉(zhuǎn)換成湍流。所述轉(zhuǎn)換或是受擾流器106P(圖7A)或是受肋的楔形106D(圖7B)的影響。處于規(guī)定范圍內(nèi)的輪輻間的間距114還使膜能夠被插進(jìn)凹槽中而不會過度彎曲所述膜表面。這示于圖6中。這意味著當(dāng)將它負(fù)載到暗盒中時在膜上形成折皺或裂紋的危險或者當(dāng)將所述膜從暗盒中卸載時基質(zhì)上的涂層將破裂的危險都被最小化?？偠灾?，通過確定根據(jù)本發(fā)明的暗盒的尺寸，輪輻間的間距114和肋寬106W 二者均足夠?qū)捯栽谒诠に嚋囟鹊恼麄€溫度范圍膨脹時沿邊支撐膜而不下垂，還足夠窄以在將膜插進(jìn)和移出暗盒時使膜壓迫最小，從而減少折皺或開裂。按照膜卷能夠被支撐的長度，暗盒的容量因而通過肋106R的節(jié)距尺寸和厚度尺寸進(jìn)行控制。肋盡可能地薄以允許最大氣態(tài)流體流和最大負(fù)載膜長度而且還足夠強(qiáng)壯以便在負(fù)載或卸載時不折斷。表2中列表顯示了肋節(jié)距和膜長度之間的關(guān)系。表 權(quán)利要求
1.用于氣體氣相沉積方法的膜暗盒，所述暗盒包括 中心軸，所述中心軸具有從其中穿過的軸線；第一端板和第二端板，每個端板均被安裝到所述軸上，每個端板均包括中心轂，從所述中心轂輻射出多個以角度間隔的輪輻，所述每個端板的輪輻均具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面位于被取向成基本上垂直于所述軸的軸線的基準(zhǔn)平面上，每個端板均具有安裝到其所述內(nèi)表面上的螺旋肋， 每個螺旋肋均具有預(yù)定數(shù)目的均勻間隔的圈和與其相關(guān)聯(lián)的預(yù)定節(jié)距， 所述螺旋肋的相鄰圈之間的空間限定每個端板上的螺旋凹槽； 膜基質(zhì)，所述膜基質(zhì)在其上具有第一邊緣和第二邊緣并且具有大于三百毫米(300mm) 的預(yù)定寬度尺寸，所述膜基質(zhì)的每個邊緣均被接納在所述端板中的一個上的螺旋凹槽內(nèi)以限定具有多個圈的螺旋膜纏繞，所述螺旋膜纏繞的相鄰圈之間的空間協(xié)作以限定氣體流導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽在所述端板之間橫跨所述暗盒軸向延伸，每個肋均在包含所述軸的軸線的徑向平面中具有橫截面構(gòu)型，所述橫截面構(gòu)型表現(xiàn)出大致線性的主要邊緣，每個肋均具有在平行于所述軸的軸線的方向上從其上安裝有所述肋的輪輻的內(nèi)表面測量的預(yù)定寬度尺寸、針對所述軸的軸線在徑向上測量的預(yù)定平均厚度尺寸、以及至少 2 1的寬度對平均厚度縱橫比，其中所述輪輻的內(nèi)表面被間隔開一定距離，所述距離大于由所述膜基質(zhì)在氣體沉積溫度下所表現(xiàn)出的寬度尺寸，并且每個端板上的所述肋的寬度尺寸均為介于所述輪輻的內(nèi)表面之間的間距的約0. 5%至約2.0% ；并且在一個端板上設(shè)置在相鄰輪輻之間的所述螺旋安裝的肋的相鄰圈之間的空間限定多個用于氣態(tài)流體的入口開口，在另一個端板上在相鄰輪輻之間延伸的所述螺旋安裝的肋的相鄰圈之間的空間限定多個用于氣態(tài)流體的出口開口，所述入口開口和所述出口開口與所述氣體流導(dǎo)槽連通。
2.權(quán)利要求1的暗盒，其中所述螺旋肋具有預(yù)定節(jié)距， 每個螺旋肋的節(jié)距均小于所述輪輻間的間距的約1. 2%。
3.權(quán)利要求2的暗盒，其中每個螺旋肋的節(jié)距均小于所述輪輻間的間距的約0. 5%。
4.權(quán)利要求2的暗盒，其中每個端板上的所述肋的厚度尺寸均小于所述節(jié)距的約百分之五十。
5.權(quán)利要求1的暗盒，其中每個螺旋肋均在其上具有預(yù)定厚度的涂層，所述涂層厚度處在約100埃至約2000埃的范圍內(nèi)，所述涂層具有小于約五十微米(50微米)的預(yù)定表面粗糙度以及大于30肖氏硬度D 的硬度。
6.權(quán)利要求5的暗盒，其中所述涂層為氧化鋁，并且其中所述涂層厚度處在約100埃至約1000埃的范圍內(nèi)。
7.權(quán)利要求1的暗盒，其中所述一個端板具有限定在其上的預(yù)定面積，并且其中所述入口開口的面積為所述一個端板的預(yù)定面積的至少百分之五十。
8.權(quán)利要求1的暗盒，其中所述膜纏繞具有內(nèi)端，并且其中所述軸為中空構(gòu)件，所述中空構(gòu)件具有設(shè)置在其中的軸向延伸的縫槽，所述縫槽平行于所述軸的軸線延伸，并且其中所述膜纏繞的內(nèi)端被接納在所述軸中的縫槽中。
9.權(quán)利要求1的暗盒，其中每個端板均由聚合材料制成，所述聚合材料足以經(jīng)受氣體氣相沉積方法，所述氣體氣相沉積方法使用水蒸氣和三甲基鋁(TMA)，具有至少80攝氏度的最小加工溫度。
10.權(quán)利要求1的暗盒，其中所述端板之間的輪輻間的間距的變化不超過一至三毫米 (l-3mm) ο
11.權(quán)利要求1的暗盒，其中每個端板均具有外輪輞，所述轂和輪輞通過所述以角度間隔的輪輻彼此連接。
12.權(quán)利要求1的暗盒，其中每個肋的橫截面構(gòu)型均為大致矩形。
13.權(quán)利要求12的暗盒，其中每個肋均具有外端，并且其中每個肋均在其外端具有擾流器。
14.權(quán)利要求1的暗盒，其中每個肋的橫截面構(gòu)型均為大致楔形。
全文摘要
本發(fā)明公開了在氣體氣相沉積期間用于支撐膜的暗盒，所述暗盒具有第一端板和第二端板。每個端板上的肋均形成螺旋凹槽，所述螺旋凹槽沿邊緣接納具有大于300mm寬度的螺旋膜纏繞。膜纏繞的圈之間的空間限定氣體流導(dǎo)槽，并且肋的相鄰圈之間的空間在一個端板中限定多個與所述導(dǎo)槽連通的入口開口。每個肋均具有預(yù)定寬度尺寸、預(yù)定平均厚度尺寸、以及至少2∶1的寬度-厚度縱橫比。端板之間的間距為至少三百毫米(300mm)并且也大于膜基質(zhì)在氣體沉積溫度下的寬度尺寸。每個肋的寬度尺寸均介于端板間距的約0.5％至約2.0％之間。
文檔編號C23C16/458GK102597315SQ201080049087
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者C·埃斯特拉達(dá), K·H·施爾基圖斯, P·F·卡西亞, R·D·基納德, R·S·麥克利恩 申請人:納幕爾杜邦公司