CN101971700A - 用于动态移动基板的等离子体处理的线性等离子体源 - Google Patents
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Abstract
本发明大致涉及用于在基板移动穿过一处理室时在该基板上沉积一个层的方法及设备。该基板可沿一滚筒至滚筒系统移动。一滚筒至滚筒系统是其中该基板自第一滚筒卷出，使得基板可进行处理并接着在处理后再卷绕于一个第二滚筒上。当基板移动通过处理室时，一等离子体源可产生等离子体。施加至基板的电偏压可引导等离子体至基板，并因此允许当基板移动通过处理室时，材料沉积于基板上。
Description
技术领域
本发明的实施方式大致涉及用于有机发光二极管(OLED)制造的滚筒至滚筒(Roll to Roll)处理设备。
背景技术
与液晶显示器(LCD)相比，近来OLED显示器在显示器应用上基于其快速响应时间、较大视角、较高对比度、重量较轻、低耗电及对柔性基板的顺从性已引起人们显著的兴趣。除了用于OLED的有机材料外，亦已开发很多聚合物材料以用于小分子、柔性有机发光二极管(FOLED)及聚合物发光二极管(PLED)显示器。很多这些有机及聚合物材料对于在一基板范围上制造复杂、多-层组件具有顺应性，使其可理想的用于多种透明多色显示器应用，如薄型平板显示器(FPD)、电泵浦有机激光器、及有机光学放大器。
在近年来，在显示设备中的层已发展为多层，且每一层提供不同的功能。在多个基板上沉积多层可能需要多个处理室。传送多个基板使其通过多个处理室可能降低基板产出量。因此，在此技术领域中需要一处理OLED结构的有效方法及设备，确保基板产出量最大化且减少基板传送。
发明内容
本发明大致涉及用于在当基板移动穿过处理室时在基板上沉积一个层的方法及设备。此基板可沿一滚筒至滚筒系统移动。滚筒至滚筒系统是这样一种系统，其中该基板自第一滚筒卷出，使得基板可进行处理并接着在处理后再卷绕于一个第二滚筒上。当基板移动通过处理室时，等离子体源可产生等离子体。施加至基板的电偏压可引导等离子体至基板，并因此允许当基板移动通过处理室时，材料沉积于基板上。
在一实施例中，此设备包含一基板处理室，其具有多个壁及一或多个置于处理室中的可转动处理滚轮。该设备亦包含将多个填块设置于基板处理室内并彼此间隔以允许当基板通过基板处理室时，基板通过其间。该设备亦包含一或多个Mu-等离子体源，其耦接至处理室。
在另一实施例中，一卷筒处理(web processing)设备包括一基板处理室及一或多个Mu-等离子体源，其耦接至处理室且能够点燃一大致线性的等离子体。
在另一实施例中，一卷筒处理方法包含在一滚筒至滚筒基板传输系统上移动一基板使其通过一处理室。此处理室具有多个填块，其彼此间隔以允许基板通过其间。此方法亦包含施加一电偏压至一Mu-等离子体源以从远离基板处点燃一大致线性的等离子体。此大致线性的等离子体是大致垂直于基板移动的方向。此方法亦包含施加一电偏压至基板并引导等离子体至基板并当基板移动通过处理室时，沉积一层于基板上。
附图说明
所以，以本发明的前述特征可进一步了解的方式，本发明如前文中概述的那样，可配合在附图中说明的实施例而有一较详细的描述，且部分为述于附图中。然而，需注意附图为仅用于说明本发明的基本实施例且因此不应被视为限制本发明的范围，因为本发明容许其它相等功效的实施例。
为了促进了解，尽可能使用相同的组件标号以指定在图中共享的相同组件。在未特别述明下，亦预期一实施例的组件及特征可有利的并入其它实施例。
图1是根据本发明一实施例的OLED结构100。
图2A是根据本发明一实施例的处理室200的横截面图。
图2B是图2A的处理室200的透视图，为了清晰，已将反应室壁及填料214移除。
图3是本发明另一实施例的处理室300的横截面图。
图4A是本发明另一实施例的处理室400的横截面图。
图4B是图4A的处理室400的部分的侧横截面图。
具体实施方式
本发明大致涉及用于在当基板移动穿过一处理室时在基板上沉积一个层的方法及设备。此基板可沿一滚筒至滚筒系统移动。滚筒至滚筒系统是这样一种系统，其中该基板自第一滚筒卷出，使得基板可进行处理并接着在处理后再卷绕于一个第二滚筒上。当基板移动通过处理室时，等离子体源可产生等离子体。施加至基板的电偏压可引导等离子体至基板，并因此允许当基板移动通过处理室时将材料沉积于基板上。
图1是本发明一实施例的OLED结构100。结构100包括基板102。在一实施例中，基板102是柔性的、滚筒至滚筒基板。需了解当基板102被描述为滚筒至滚筒基板时，亦可使用其它基板以产生包括碱石灰玻璃基板、硅基板、半导体晶片、多边形基板、大面积基板、及平板显示器基板的OLED。
在基板102上，可沉积阳极104。在一实施例中，阳极104可包括一金属，如铬、铜、或铝。在另一实施例中，阳极104可包括一透明材料，如氧化锌、氧化铟-锡等。阳极104可具有介于约
及约
之间的厚度。
接着，在阳极104上可沉积空穴注入层106。空穴注入层106可具有介于约
及约
之间的厚度。在一实施例中，空穴注入层106可包括一具有直链寡聚物的材料，该寡聚物具有亚苯基二胺结构。在另一实施例中，空穴注入层106可包括有支链寡聚物的材料，其具有亚苯基二胺结构。
在空穴注入层106上可沉积空穴传输层108。空穴传输层108可具有介于约
及约
之间的厚度。空穴传输层108可包括二胺。在一实施例中，空穴传输层108包括萘-取代的联苯胺(NPB)衍生物。在另一实施例中，空穴传输层108包括N，N′-二苯基-N，N′-双(3-甲基苯基)-(1，1′-联苯)-4，4′-二胺(TPD)。
在空穴传输层108上可沉积一发射层110。发射层110可被沉积至介于
到约
之间的厚度。发射层110的材料基本上属于一荧光金属螫合络合物类。在一实施例中，发射层包括8-羟基喹啉铝(Alq3)。
电子传输层112可被沉积于发射层110上。电子传输层112可包括金属螫合类咢辛化合物(chelated oxinoid compounds)。在一实施例中，电子传输层112可包括八烃基(oxine)本身的螫合物(一般亦称为8-喹啉或8-羟基喹啉)。电子传输层112可具有介于约200埃至约1000埃的厚度。
电子注入层114可被沉积于电子传输层112上。电子注入层114可具有介于
及约
之间的厚度。电子注入层114可包括铝及至少一种碱金属卤化物或至少一种碱土金属卤化物的混合物。碱金属卤化物可选自由氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铷、及氟化铯组成的组群中，且合适的碱土金属卤化物是氟化镁、氟化钙、氟化锶、及氟化钡。
阴极116可被沉积在电子注入层114上。阴极116可包括金属、金属混合物、或金属合金。在一实施例中，阴极116可包括镁(Mg)、银(Ag)、及铝(Al)的合金。阴极116可具有介于约
及约
之间的厚度。经由一电源18可将电偏压提供给OLED结构100，使得可发出光并经由基板102看到该光。OLED结构100的有机层包括空穴注入层106、空穴传输层108、发射层110、电子传输层112、及电子注入层114。需注意并非需要有机层的全部五层以构建一OLED结构。例如，在某些例子中，只需要空穴传输层108及发射层110。
亦应了解当以OLED结构方式描述设备及方法时，该设备及方法可用来生产任何卷筒处理组件。例如，卷筒处理设备及方法可用于制造柔性印刷电路板(FPCB)、显示器的透明顶电极、柔性太阳能电池、柔性显示器、触控屏幕、平板显示器、场发射极显示器、阴极射线管、窗膜、绕组膜电容、及其它在柔性基板上的组件。
图2A是本发明一实施例的处理室200的横截面图。图2B是图2A的处理室200的透视图，其为清晰目的已将反应室壁及填料214移除。沿滚筒至滚筒系统行进的基板202经第一侧及在滚筒206上方进入处理室200，其在以箭头A显示的第一方向上转动。基板202通过以与第一方向相反的箭头B显示的方向绕轴208转动的滚轮204而直接向下。接着，基板202向上滚动并在离开处理室200前至另一滚筒206上方。
当基板通过处理室时，可使用等离子体源以在基板上沉积一个层。在一实施例中，等离子体源可包括一Mu-源220。Mu-源可包括至少一个铁氧体环222，用于环绕着等离子体管226。至少一个电偏压线圈224可包围围绕铁氧体环222并耦接至电源232。电源232可包括一AC、DC、或切换式-DC电源。线圈224可包括多匝线圈。Mu-源222具有多个延伸至处理室220的臂228。等离子体230可在管226内及在处理室200内介于二臂228之间被点燃。等离子体230可以是一线性等离子体，其在臂228之间延伸。因为等离子体230是线性的，可减少在处理室壁上的不想要的沉积。
滚轮204亦可通过电源210、212而电偏压，这种电源可以是AC、DC、或切换式-DC电源。当基板沿滚轮204的外表面移动时，对滚轮204施加的电偏压向基板202提供一电偏压。对滚轮204施加的电偏压引导等离子体230至基板202，以当基板绕滚轮204转动时在基板202上沉积一该层。
通过点燃远离基板202的等离子体230，在基板202上的电偏压可将等离子体230拉引至基板202以在基板202上沉积一个层。因此，在基板202上电偏压的量可确定被引导至基板202的等离子体230的量，且因此可确定材料被沉积在基板202上的速率。在基板202上电偏压的量可改变膜的性质。
为使在处理室200内的任何不想要的沉积作用最小化，填料214材料可被置于处理室200的开放区域。当移动穿过处理室200一段以箭头C显示的距离时，填料214可与基板202间隔开。在一实施例中，填料214及基板202之间的距离可小于等离子体的暗区。在一实施例中，此距离可小于约30mm。在另一实施例中，此距离可小于约10mm。在另一实施例中，该距离可以是约2mm。在一实施例中，填料214可包括介电材料。在另一实施例中，填料214可包括金属。滚轮204及填料214可共同包括处理室体积的约90％。填料214不会阻挡在Mu-源220及基板202之间的直视路径。可使用填料214以将等离子体230约束于处理室200的特定、预定区域内，并减少寄生等离子体形成。
图3是本发明另一实施例的处理室300的横截面图。基板302进入处理室300并通过一或多个滚筒306。基板302亦沿滚轮304的外表面通过，该滚轮以与滚筒306相反的方向转动。滚轮304可通过一或多个电源310、312而电偏压。电源310、312可以是DC、AC、或切换式-DC。类似于上述讨论的实施例，填料314可被置于处理室300内。对于等离子体源，线圈316可电感耦合至处理室300。线圈316可耦接至RF电源320以使一RF或切换式-DC电流沿线圈316流过。处理气可由处理气体源318中导入。电偏压线圈316可点燃该处理气体使其成为等离子体308，该等离子体被引导至基板302以用于沉积作用。当线圈316显示为在处理室300内时，应理解，线圈316可由处理室300外部经由介电窗322耦接至处理室300。在滚轮304处基板302上的电偏压可将等离子体308拉引至基板302以进行沉积作用。
图4A是本发明另一实施例的处理室400的横截面图。图4B是图4A的处理室400的部分的侧横截面图。基板402进入处理室400并通过一或多个滚筒406，还沿转动滚轮304的外表面。滚轮404以与滚筒406相反的方向转动。填料414如前述有关图2A及2B的讨论那样存在于处理室414中。滚轮404可通过一或多个电源410、412而电偏压。电源410、412可包括切换式-DC、AC、或DC电源。等离子体420可通过一微波源418在处理室400中被点燃。可由气体歧管416将气体馈送至处理室400。在滚轮404处基板402上的电偏压可将等离子体420拉引至基板402以进行沉积作用。
在用于OLED沉积的移动的基板上沉积材料可以是通过点燃远离基板的等离子体且在基板滚动通过等离子体时使基板电偏压而执行的。依如此操作，可将等离子体拉引至基板以使沉积作用发生。因此，仅将沉积一层所必需的等离子体的量拉引至基板，而未过度曝露于该等离子体。
虽然前述是有关本发明的实施例，本发明的其它及更多的实施例可在未偏离本发明基本范围的情况下完成，本发明的范围由权利要求书界定。
Claims (15)
1.一种设备，包含：
基板处理室，其具有多个壁；
一或多个可转动处理滚轮，其设置于基板处理室内；
多个填块，其设置于基板处理室内并彼此间隔，以允许当基板通过基板处理室时让基板通过其间；及
一或多个Mu-等离子体源，其耦接至处理室。
2.如权利要求1所述的设备，其中在通过处理室的基板与多个填块之间的距离小于等离子体暗区。
3.如权利要求2所述的设备，其中多个填块与一或多个可转动处理滚轮共同占处理室体积的约90％，且其中填块不会被置于在一或多个可转动处理滚轮及一或多个等离子体源之间的一直视路径内。
4.如权利要求1所述的设备，其中Mu-等离子体源包括：
等离子体管，其耦接至多个处理室壁的一或多个；及
在等离子体管内产生电感耦合等离子体的构件。
5.如权利要求4所述的设备，其中在等离子体管内产生电感耦合等离子体的构件包括：
一或多个铁氧体块，其大致环绕着等离子体管；及
一或多个驱动线圈，其大致环绕着一或多个铁氧体块。
6.如权利要求5所述的设备，其中等离子体管还包括从中央主体延伸的二个臂部分，其中每个臂的端部耦接至处理室壁。
7.一种卷筒处理设备，包含：
基板处理室；及
一或多个Mu-等离子体源，其与处理室耦接并能够点燃一大致线性的等离子体。
8.如权利要求7所述的设备，其中Mu-等离子体源包括：
等离子体管，其耦接至处理室；
一或多个铁氧体块，其大致环绕着等离子体管；及
一或多个驱动线圈，其大致环绕着一或多个铁氧体块。
9.如权利要求8所述的设备，其中等离子体管还包括从中央主体延伸的二个臂部分，其中每个臂的端部耦接至处理室。
10.如权利要求9所述的设备，还包含RF电源，其耦接至一或多个驱动线圈，其中一或多个驱动线圈包括多匝线圈。
11.一种卷筒处理方法，包含：
在滚筒至滚筒基板传输系统上移动一基板使其通过处理室，处理室具有多个填块，其彼此间隔以允许基板通过其间；
将一电偏压施加至一Mu-等离子体源以在远离基板处点燃一大致线性的等离子体，大致线性的等离子体是大致垂直于基板移动的方向；
将一电偏压施加至基板，并将等离子体引导至基板；及
当基板正移动通过处理室时，在基板上沉积一个层。
12.如权利要求11所述的方法，还包含在处理室内第一方向上使至少一个处理滚轮转动，并在处理室内与第一方向相反的第二方向上使至少一个其它的处理滚轮转动。
13.如权利要求11所述的方法，其中Mu-等离子体源包括：
等离子体管，其耦接至处理室；
一或多个铁氧体块，大致环绕着等离子体管；及
一或多个驱动线圈，大致环绕着一或多个铁氧体块，该方法还包含将一电偏压施加至一或多个驱动线圈。
14.如权利要求13所述的方法，其中等离子体管还包括从中央主体延伸的二个臂部分，其中每个臂的端部耦接至处理室，且其中等离子体在处理室内被点燃，并在每个臂的端部之间延伸。
15.如权利要求11所述的方法，还包含将等离子体拉引至基板以在基板上沉积一个层。
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