[发明专利]用于在移动基板上提供瞬态热分布处理的装置

说明书

优先权利

本申请根据35U.S.C第119（e）（1）要求在2010年4月8日提交的序号为61/321,910的临时申请的优先权，此处通过引用将其内容并入。

技术领域

本发明一般涉及用于固化基板上的薄膜的装置，并且更具体地，涉及用于提供在移动基板上的薄膜的瞬态热分布处理的装置。

背景技术

通常基板的特性限制薄膜的热处理。由于基板的成本可能是最终产品的整个成本的重要部分，通常优选廉价基板。廉价基板，例如聚合物或纤维素，趋于比更昂贵的基板（例如，玻璃或陶瓷）具有更低的最大加工温度。因此，当在低温度基板上热处理薄膜时，典型地将整个基板叠层加热到基板的最大加工温度，以使处理时间最小化。

一些薄膜材料要求与低温度基板不兼容的更高等级的热处理。解决方案可以是增加处理时间或增加温度的形式。前一解决方案通过降低吞吐量而增加了成本并且对于许多类型的薄膜仍然可能是不足的。后一解决方案通常要求使用能够经受更高处理温度的更为昂贵的基板。因此，从经济的角度来看，两种解决方案都不是所期望的。

发明内容

当由于特殊应用可能要求特定特性而导致在实践上不能使用低温基板时，仍然希望快速地处理材料。例如，在高速处理期间需要控制瞬态热分布，以避免因热应力而损坏材料。因此，希望提供以相对高速度来热处理薄膜叠层而不损坏它们的装置。

根据本发明的优选实施方式，热处理装置包括：计算机控制系统、传送系统、闪光灯控制器和闪光灯。计算机控制系统包括模拟程序，以允许用户定制设计用于固化特殊薄膜叠层的特定热分布。包括电源和闪光灯驱动器的闪光灯控制器，调制脉冲宽度以实现薄膜叠层的特定热分布。闪光灯控制器发送脉宽调制的光以固化薄膜，同时传送系统相对于闪光灯移动所述薄膜。来自一个或多个传感器的输入由计算机控制系统接收，并且由热模拟器处理以将所期望的热处理分布发送到控制计算机系统。

在下面详细书写的说明书中，将会更加了解本发明的所有特征和优点。

附图说明

当结合附图进行阅读时，通过参考下面对示例性实施方式的详细说明可以更好地理解本发明自身，以及优选的使用模式、其他目的和本发明的优点，其中：

图1是根据本发明优选实施方式的热处理装置的示意图；

图2是来自图1的热处理装置中的闪光灯控制器的框图；

图3至9是各种模拟热分布的波形。

具体实施方式

当在低温度基板上利用脉冲光瞬时处理薄膜时，希望控制到基板的热分布。当瞬时加热时，如果对低温基板进行快速加热和快速冷却，可能将低温基板上的薄膜加热到远超过低温基板的最大加工温度且不损坏。这样允许选择与较高温度基板相比具有更低最大加工温度的基板，其中较高温度基板通常总是更为昂贵。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯具有150℃的最大加工温度。如果加热时间非常短并且冷却速度非常快，则在PET表面上可将薄膜可以加热到超过1000℃。通过固化光脉冲的形状以及薄膜和基板的物理特性和尺寸来确定加热时间和冷却速度。热处理的优化通常涉及对热分布的控制。

在工业热处理领域，“控制热分布”通常意味着在时间上控制材料的温度。简单的热分布以坡升（ramp-up）阶段为开始，其中在坡升阶段中在特定时间量内以特定速率增加温度，随后是“均热”或恒定温度阶段，并且以坡降阶段为结束，其中在坡降阶段中在特定时间量内以特定速率降低温度。坡升和坡降热分布的目的是避免被处理的材料中的热梯度。

可以按批量或连续方式来处理材料。在批量处理中，将材料放置在炉中，在炉中随时间改变材料的温度以实现用于材料的温度对时间分布。在连续处理中，将各种区域保持在不同的温度并且传送材料通过各种区域，从而实现用于材料的温度对时间分布。在批量和连续处理中，要被处理的材料通常处于热平衡。这些通常的方法应用到热加热以及微末、射频、感应加热、辐射加热等。

对于本发明，“控制热分布”意味着在时间和空间上控制薄膜叠层（例如基板上的薄膜）的温度。此处介绍的热处理基本上是批量处理，但是实际中，由于其连续地处理被传送的材料，所以它是连续的，例如传送器上的移动网或片。