用于产生气溶胶的设备和方法以及聚集部的制作方法_2

文档序号:9931999阅读:来源:国知局
方法中,雾化器和待涂覆的基板布置在相同的沉积室中。
[0015]在根据本发明的设备中,第一雾化器用于产生第一雾化的气溶胶喷射流,并且第二雾化器用于产生第二雾化的气溶胶喷射流。雾化的气溶胶喷射流从一种或多种液体前体产生,并且通过雾化器中的排出开口从雾化器排出。每个雾化器包括雾化头,其中液体被雾化成雾化的气溶胶喷射流。所述雾化器还包括布置成限制雾化的气溶胶喷射流以用于提供点状的(精确的)气溶胶喷射流的聚集部,所述聚集部直接从雾化头延伸。第一和第二雾化器一起形成雾化器对,使得雾化器朝向彼此对齐用于使气溶胶喷射流彼此碰撞。
[0016]在本发明的一个实施方式中,聚集部是阻流部,在该阻流部中布置有一个或多个流量限制件,从而以减小气溶胶喷射流的平均液滴尺寸的方式改变从雾化头排出到阻流部中的气溶胶喷射流的流体动力学特性。一个或多个流量限制件布置在阻流部中,使得它们相对于彼此连续地、相邻地或以相应的方式设置。
[0017]在根据本发明的用于雾化器的聚集部中,将所述聚集部布置成直接从雾化头延伸,并且布置成限制雾化的气溶胶喷射流以用于提供点状的(精确的)气溶胶喷射流,所述聚集部包括用于排出点状的(精确的)气溶胶喷射流的排出开口。该聚集部基本上是气溶胶流动的方向上的雾化头之后的管状的圆形区段(部段,sect1n)。该聚集部的目的在于将气溶胶对准(准直)到碰撞点,使得由气溶胶携带的能量被集中到碰撞点,从而导致最佳雾化和较大的液滴的破碎。聚集部的长度是聚集部的内径的至少10倍,优选地是15倍。
[0018]在本发明的一个实施方式中,聚集部是具有区段的直管状部件(管状部),其中该区段的内径小于该管状部件的其余部分的内径,以用于将气溶胶喷射流的形状变为圆形或类圆形。
[0019]在本发明的另一实施方式中,聚集部包括在气溶胶流动的方向上的首先的阻流部和然后的区段,在该阻流部中布置有一个或多个流量限制件,该段部的形状和尺寸从阻流部件的槽型开口到聚集部的其余部分(其被称为调平区(平整区,levelling area))的圆形形状的平滑地变化。这最小化了湍流和到雾化头或聚集部的表面的材料的沉积。
[0020]聚集部优选地是这样的:将来自雾化头的雾化的气溶胶喷射流限制成点状的(精确的)气溶胶喷射流,使得当两个相对的点状的气溶胶喷射流在碰撞点彼此碰撞时实现点状的(精确的)碰撞。换言之,聚集部具有用于限制雾化的气溶胶喷射流使得点状的气溶胶喷射流的总开放角度小于10的装置。因此,当从雾化器排出的气溶胶喷射流的总开放角度小于10且在本发明的一个优选实施方式中小于5ο时,实现了点状的(精确的)碰撞。当在与雾化器对平行的平面上测量时,总开放角度是气溶胶喷射流在从雾化器出来时(即当从排出开口扩散时)形成的角度。总开放角度并不是指关于雾化器的纵向轴线的角度。
[0021]在本发明的一个实施方式中,聚集部可以是阻流部,在该阻流部中布置有一个或多个流量限制件,以按减小气溶胶喷射流的平均液滴尺寸的方式改变从雾化头排出到阻流部的雾化的气溶胶喷射流的流体动力学特性,该阻流部直接从雾化头延伸。阻流部包括在排出开口和与排出开口最近的流量限制件之间的用于使点状的气溶胶喷射流成水平的调平区,所述调平区具有在10-20_之间的长度。在本发明的另一实施方式中,调平区的长度为调平区中的聚集部的内径的10-15倍。
[0022]在整个本申请中,术语调平区描述了其中使点状的(精确的)气溶胶喷射流成水平的聚集部中的三维体积(容积)。调平区是在排出开口和最近的流量限制件之间的管状区段(体积)。最近的流量限制件是指与排出开口最近。
[0023]假设气溶胶喷射流或气溶胶的流速是足够的,则可以通过使利用气动雾化器产生的气溶胶喷射流或气溶胶经受流量限制件来产生其中液滴的平均直径小于3微米并且优选地小于I微米的气溶胶。这可以例如通过将利用气体分散雾化器产生的气溶胶供给到含有布置在管内部的多个流量限制件的管来实现,假设液滴-气体混合物(即气溶胶)在管中以足够高的速率行进,则由此可以产生具有非常小的液滴尺寸的气溶胶。流量限制件用于以减小气溶胶的平均液滴尺寸的方式改变所产生的气溶胶的流体动力学特性。该机制既基于碰撞能量又基于由流量限制件所造成的压力变化。换言之,流量限制件以这样的方式布置,即:从雾化头排出的气溶胶的液滴与一个或多个流量限制件碰撞和/或互相碰撞以用于减小气溶胶的液滴大小。另外或可替换地,流量限制件以这样的方式布置,即:它们引起了从雾化头排出的气溶胶的流中的压力变化和/或节流(throttling)以用于减小气溶胶的液滴大小。结果,从喷嘴中排出超小的液滴。
[0024]阻流部用于产生包括小液滴的气溶胶,从而使在雾化头中产生的气溶胶喷射流或气溶胶经受流量限制件。用那种方式可以产生气溶胶,其中液滴的平均直径小于3微米,并且优选地小于I微米。阻流部是包含布置在管内的多个流量限制件的管。从雾化头出来的气体-液滴混合物(即气溶胶)以足够高的速率在管中行进,使得产生具有非常小的液滴大小的气溶胶。流量限制件用于以减小气溶胶的平均液滴尺寸的方式改变产生的气溶胶的流体动力学特性。流量限制件减少了在阻流部中雾化器的横截面面积,使得存在气溶胶喷射流流过的节流孔。
[0025]为了使得气溶胶喷射流彼此碰撞,第一和第二雾化器形成雾化器对,使得雾化器相互对准。在本发明的一个优选实施方式中,在竖直方向上布置雾化器,使得将从雾化器出来的气溶胶喷射流基本上竖直地定向,以致当气溶胶喷射流在碰撞点彼此碰撞时,由于气溶胶喷射流的碰撞所产生的气溶胶在水平的或在基本上水平的平面上扩散。气溶胶喷射流的碰撞产生了压力点,平面的气溶胶区将从该压力点扩散,并且这创建了主要的气溶胶流,但有些气流也将被引向雾化器,这将影响雾化器,使得雾化器将保持清洁。所以压力流还将具有对雾化头的非污染和非润湿的效果。
[0026]本发明的方法和设备的优点是,重力使得气溶胶的密度均匀,并且气溶胶的密度较大的部分扩散至更大的区域,因为该密度较大的部分将通过向上推密度较小的气溶胶来置换该密度较小的气溶胶。在基板的表面上形成了更均匀的液体涂层,而无需使用移动部件且仍具有良好的沉积量和简单的结构。本发明的优点还在于雾化器的排出开口保持清洁,这是因为气溶胶喷射流的碰撞及其压力引起了气溶胶从碰撞点离开远离雾化器,并由于液滴比气体重,所以仅存在返回至雾化器的排出开口的气流,该气流擦拭该开口从而其保持清洁。
【附图说明】
[0027]下文中将参考附图借助于优选的实施方式来更详细地描述本发明,附图中:
[0028]图1示出了根据本发明的设备的示意性侧视图,其中两个雾化器在垂直(竖直)方向上基本上直接彼此相向;
[0029]图2示出了图1的细节;
[0030]图3a示出了根据本发明的聚集部的一个实施方式;
[0031]图3b示出了根据本发明的聚集部的另一实施方式;以及
[0032]图3c示出了根据本发明的聚集部的又一实施方式。
【具体实施方式】
[0033]图1示出了根据本发明的用于产生气溶胶的设备。该设备的侧视图示出了两个雾化器1、2,所述两个雾化器基本上彼此相向并固定至该设备的主体。优选地,将第一和第二雾化器1、2以将其气溶胶喷射流6a、6b(图2中所示)基本上直接彼此碰撞的方式布置成基本上同轴地彼此相对。图1示出了一对雾化器1、2,但该设备也可以包括更多的雾化器。优选地,雾化器1、2成对布置以用于按以下方式构造一个或多个雾化器对:每个雾化器对的雾化器1、2基本上直接地(优选同轴地)彼此相向,由此各雾化器对的气溶胶喷射流6a、6b直接彼此碰撞。雾化器1、2布置在沉积室10中,使得雾化器对
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