涂覆方法及用于该方法的涂覆装置。涂覆装置包括组件(5,6)，用于形成混合物，所述混合物包含至少一种表面反应的前体；组件(7)，用于使混合物雾化成为液滴(8)；组件(1)，用于将混合物的液滴(8)往将被表面反应涂覆的基板(4)的表面(3)传输。调整用于形成混合物的组件(5,6)，以将液态载体物质混合到混合物中，所述液态载体物质并不是表面反应的前体，并且在已定义的方法空间中其沸点低于表面反应的前体的沸点。本发明专利技术所提出的设置同时提高涂覆方法的速度和质量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂覆，特别涉及根据独立权利要求中的各自前序部分的涂覆方法及装置。
技术介绍
涂覆通常是指其中将固态的涂覆物质层沉积在基板上的方法。在许多工业相关应用中，涂覆层是非常薄的，且典型地其厚度在若干分之一纳米(单层)至若干个微米。—种广为人知的涂覆方法是基于化学气相沉积(chemical vapordeposition, CVD)反应，其中将基板暴露于一个或多个气相化学前体，该气相化学前体在 基板表面发生反应和/或分解以产生沉积层。已知演变的CVD方法为气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)，其中将液态前体溶液雾化成为分布于整个气态介质中的气溶胶液滴(aerosol droplets)。将形成的气溶胶传输到加热区中，液滴在加热区中经历急速气化(vaporization)和/或分解并形成升高的温度下的前体蒸气。然后气化的前体可经过一次或多次各类的分解和/或化学反应，从而形成想得到的层结构。AACVD方法通常实施于定义的方法空间例如反应室中，将气溶胶液滴和气态介质引入其中。因此可良好地定义方法空间的体积和压力，所以通过控制温度和液滴浓度，通常可调整液滴的气化使其发生在靠近将被涂覆的表面。另一已知的涂覆方法是基于冲击式涂覆(impaction based coating)。实施此涂覆方法是通过将液态液滴朝着基板表面传输，使得包含前体的液态液滴碰撞在基板表面上。表面反应发生在基板表面上的液相中以形成涂层。传统方法和装置中的问题在于找到这样的气溶胶组合物和反应器构造的组合，其可同时满足工业上可应用的涂覆方法的质量和速度需求。如果将液滴设置为在离基板表面相当远的位置气化，将前体足够早气化且因此以想要的型态用于设计的分解和/或化学反应。然而，前体在气相中的传输比在液相中的传输效率低，所以前体浓度在邻近基板表面相对低，对于工业应用来说，物质从蒸气到表面层的传输速率通常太慢。另外，在气相发生的反应通常形成前体聚集体，这些聚集体无法良好地附着在表面，却形成具有过多缺陷的低密度层。如果液滴在其朝着将被涂覆的基板的路径中过早气化，所形成的涂层质量不一定满足工业用途中所需的水平。因此，液滴朝着基板的路径中，优选尽可能远地使其维持在液态形式。另一方面来说，如果将气化设置为在非常接近基板表面处发生，则会增加一些液滴以液态接触表面的机率。液态液滴不一定经历与气相前体蒸气类似的分解和/或化学反应。因此以液态形式碰撞表面的液滴通常不仅不会导致想要的层沉积，也对涂层产生随机的缺陷浓度。因此，为了适当地控制涂覆方法的质量，必须确保将大部分的液滴在其接触基板表面之前足够早地气化。当涂覆是基于在基板表面上的冲击式表面反应时，液滴和前体在撞击到基板表面之前不气化是重要的。当在升高的温度下实施涂覆时，可能难以预防或调整来自液滴的前体的气化。对于工业可应用的涂覆方法来讲，控制气化的平衡使得以可接受的速度达到良好质量的涂层是很重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供改良的涂覆方法和涂覆装置以解决或至少减轻上述提及的现有技术问题。通过涂覆方法和涂覆装置达到本专利技术的目的，本专利技术目的的特征在于独立权利要求中叙述的。在从属权利要求中揭露了本专利技术优选的实施方案。本专利技术基于形成液态混合物的构思，液态混合物包含至少一种前体，该前体在基板表面上反应以形成涂层。所述混合物可包含所需化学气相沉积反应的前体或液相表面反应的前体。将所述混合物雾化成为液滴，液滴在定义的方法空间中朝着将被涂覆的基板表面传输。在朝着所述基板表面传输时，来自液滴的载体物质因热被气化。将混合物设置成 包含液态载体物质，该液态载体物质组成不是化学气相沉积反应的前体，因此并非必要的。此外，在定义的方法空间中，载体物质的沸点低于前体的沸点。这意味着当液滴暴露至热时，载体物质将会首先达到其沸点，且在其气化过程中，液滴的温度将保持基本不变。因此具有较高沸点的前体在基本不变的温度和液态形式下朝着基板表面传输。在一个实施方案中，当载体物质已气化且加热持续时，液滴的温度到达前体的沸点，且最终前体也气化从而用于经由化学气相沉积反应在基板表面上提供涂层。在替代的实施方案中，当载体物质已气化时，液滴碰撞至基板表面且液相表面反应在基板表面上形成涂层。前体的气化因为载体物质而发生在更靠近基板表面的地方，因此在紧邻该表面存在较多可用的前体材料用于化学沉积反应。这加速了涂层的形成。此外，由于以液态形式的传输时间较长，在气相前体内存在较少时间和机会用于形成不想要的颗粒。因此，涂层质量也被提高。另外，当以液相表面反应实施涂覆时，液滴由于载体物质而在热方法条件下以液态形式被传输至基板表面。这意味着可防止前体在液滴碰撞到基板表面前气化。这有助于维持液滴中想要的前体组成。液态混合物可天然地包含用于一个或更多个表面反应的许多前体。可选择载体物质使其在选择的一种前体之前或在混合物中选择的任意数目的前体物质之前在工艺环境中气化。有利地选择载体物质使其在涂覆方法中使用的任意前体之前在工艺环境中气化。本专利技术的实施方案提供其它的优点，这些优点用每个具体实施例作更详细的讨论。附图简介接下来，通过优选的实施方案参考附图更详细地描述本专利技术，在附图中，附图I示意地说明涂覆装置的示例性实施方案。附图2示意地说明涂覆装置的又一示例性实施方案。附图3阐明液滴在其朝着基板表面的路径上的温度曲线。具体实施例方式以下实施方案是示例性的。虽然说明书中可能参照“一”、“一个”或“一些”实施方案，这并不一定表示每次这样的参照为相同的实施方案，或者该特征仅应用于单个实施方案。也可将不同实施方案的单个特征组合以提供其他实施方案。本专利技术可应用于任意类型的气溶胶辅助气相沉积方法。因此，以下描述的所有的文字与措辞意在阐明而非限制，所以应该以它们的最大范围来解释实施方案。将用涂覆系统的操作和元件来描述本专利技术的不同实施方案，其中在涂覆系统中在加热的且移动的平面玻璃板上使层沉积，然而不将实施方案限定为该特定的装置构造和基板材料。附图I示意地说明根据本专利技术的涂覆装置的示例实施方案。所述涂覆装置包括沉积室1，其基本与环境气氛隔离。沉积室代表已知体积和压力的方法空间，且为涂覆方法提供定义的周围环境。可以本领域技术人员通常已知的多种方式实施与环境气氛的隔离。在附图I的实施方案中，沉积室I是由下列组合形成涂覆装置的固体壁2、玻璃基板4的顶部表面3及位于上述两者之间的开口的气幕(gas curtain)(未显示)。优选在常规空气压力中实施本实施方案的涂覆方法。在本文中常规 空气压力表示大气空气压力，或者基本对应于大气空气压力的压力。然而，取决于使用的材料种类和反应，也可实施其他压力。沉积室I与混合物来源5互连。混合物来源5包含液态混合物，液态混合物经过互连结构可被供给到沉积室I中。混合物来源5可为例如已经混合的液体的可置换容器，或混合装置，其将经由一个或多个物质入口 6、12所供给至其的材料混合。在附图I中，设置第一入口 6以将一种或多种前体供给至混合物来源5，及设置第二入口 12以将一种或多种载体物质供给至混合物来源5。在此所指的混合物为均勻物质(homogeneous matter),其由两种或更多种物质组成，每一种物质都保持其本身可鉴别的性质。输入至沉积室的混合物包含至少一种用于在基板本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.20 FI 201054231.一种涂覆基板⑷的表面⑶的方法，所述方法包括 形成液态涂覆混合物，所述液态涂覆混合物包含至少一种在所述基板(4)的表面(3)上反应用于形成涂层的前体； 将所述涂覆混合物雾化为液滴(11); 朝着所述基板(4)的表面(3)传输所述液滴(11)，使得所述至少一种前体在所述基板(4)的表面(3)上反应； 其特征在于 将液态载体物质混合至所述混合物，其中所述液态载体物质不是前体，并且所述液态载体物质的沸点低于所述前体的沸点。2.如权利要求I的方法，其特征在于 在所述液态混合物中包含两种或更多种所述涂覆方法的前体； 将所述液态载体物质混合至所述混合物中，所述液态载体物质的沸点低于任何所述前体的沸点。3.如权利要求I或2的方法，其特征在于在液滴(11)碰撞到所述基板(4)的表面(3)之前，使来自液滴(11)的液态载体物质气化。4.如权利要求3的方法,其特征在于朝着所述基板⑷的表面(3)传输液滴(11)，使得液滴(11)碰撞到所述基板⑷的表面⑶，以提供在所述基板⑷的表面⑶上的涂层。5.如权利要求3的方法，其特征在于首先使来自液滴(11)的液态载体物质气化，和然后使来自液滴(11)的至少一种前体气化。6.如权利要求3的方法,其特征在于朝着所述基板⑷的表面(3)传输液滴(11)，使得液滴(11)在碰撞到所述基板(4)的表面(3)之前气化，以通过化学气相沉积在所述基板(4)的表面(3)上提供涂层，或在至少一种前体在所述基板(4)的表面(3)上反应之前气化，以通过化学气相沉积在所述基板(4)的表面(3)上提供涂层。7.如权利要求1-6任一项的方法,其特征在于在液滴(11)朝着所述基板(4)的表面(3)传输期间将其加热，以气化所述液态载体物质、或所述液态载体物质和所述至少一种前体。8.如权利要求7的方法，其特征在于通过加热所述基板(4)或至少所述基板(4)的表面层使来自液滴(11)的所述液态载体物质或所述液态载体物质和所述至少一种前体气化从而使所述基板(4)提供气化所需的热能。9.如权利要求7或8的方法，其特征在于调整所述液滴(11)在朝着基板(4)的表面(3)的传输中的加热，以调整所述液态载体物质的气化、或所述液态载体物质和所述至少一种前体的气化。10.如权利要求1-11任一项的方法，其特征在于调整所述液态载体物质在所述液态涂覆混合物中或在所述液滴(11)中的浓度，以调整所述液态载体物质、或所述液态载体物质和所述至少一种前体的气化。11.如权利要求1-10任一项的方法，其特征在于调整液滴(11)的气化使得其中所述前体或所有前体基本为气态形式的区域在距离所述基板(4)的表面(3)5毫米的范围内。12.如权利要求11的方法，其特征在于联合地调整所述方法空间的压力、气化热及所述混合物中物质的组成使得其中所述前体或所有前体基本为气态形式的区域在距离基板(4)的表面(3)5毫米的范围内。13.如权利要求11或12的方法，其特征在于所述区域延伸至距离所述基板(4)的表面(3)3毫米。14.如权利要求1-13任一项的方法，其特征在于测量从所述液滴(11)形成的雾的性质。15.如权利要求14的方法，其特征在于调整下列的一个或多个用来基于测量的雾的性质调整所述液滴(11)的气化所述液滴(11)的加热、所述液态载体物质在所述液态涂覆混合物或在所述液滴(11)中的浓度、或在所述方法空间中的压力。16.如权利要求1-13任一项的...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·拉加拉，O·佩科宁，
申请(专利权)人：BENEQ有限公司，
类型：
国别省市：
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