CN102049368A - 涂覆设备和其涂覆方法以及利用该设备形成有机层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂覆设备和其涂覆方法以及利用该设备形成有机层的方法，所述涂覆设备包括：台，支撑涂覆目标；涂覆部件，位于所述台上，涂覆部件被配置成将涂覆材料施加到涂覆目标上；加热源，与所述台相对并与所述台隔开，加热源被配置成在将涂覆材料施加到涂覆目标上之后将热供应到涂覆目标。

Description

涂覆设备和其涂覆方法以及利用该设备形成有机层的方法
技术领域
示例实施例涉及能够提供具有基本均匀的厚度的层的一种涂覆设备、该涂覆设备的涂覆方法和利用该涂覆设备形成有机层的方法。
背景技术
信息通信产业已经快速地发展，显示装置的应用也广泛地增加。最近，需要可以确保低功耗、轻重量、薄厚度和高分辨率的显示装置，例如，平板显示装置。
例如，平板显示装置，例如，液晶显示(LCD)装置和有机发光二极管(OLED)显示装置可包括发射区域和形成在相对的两个基底之间的薄膜晶体管(TFT)。为了保护发射区域不受外部湿气、氧气等的影响，可将密封材料施加到发射区域的外围，以粘附两个基底，由此封装发射区域。
平板显示装置可具有多层结构，其中，各个层，例如，有机层、无机层和金属层可被沉积，以形成发射区域和TFT。例如，有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示装置可包括一种如下所述的结构，所述结构中沉积有缓冲层、半导体层、栅极绝缘层、栅电极、中间绝缘层、源/漏电极、保护层、平坦层(planarization layer)、像素限定层、下电极、包括有机层的有机发射层、上电极等。进一步，有机发射层可包括在下电极和有机层之间的空穴传输层和空穴注入层，并且还可包括在上电极和有机层之间的电子传输层和电子注入层。
平板显示器中的各个层可通过在沉积的层(例如，有机层、中间绝缘层、空穴注入层等)之间施加液晶涂覆材料来形成。可干燥液晶涂覆材料以完成层。
发明内容
实施例指向一种显著解决了由于现有技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题的涂覆设备和其涂覆方法、以及利用该设备形成有机层的方法。
因此，实施例的特征在于提供一种形成具有基本均匀的厚度的层的涂覆设备。
因此，实施例的另一特征在于提供一种利用用于形成具有基本均匀的厚度的层的涂覆设备的涂覆方法。
实施例的又一特征在于提供一种利用能够形成具有基本均匀的厚度的层的涂覆设备来形成有机层的方法。
上述及其他特点和优点中的至少一个可通过提供一种涂覆设备来实现，所述涂覆设备包括：台，所述台上安装涂覆目标；涂覆部件，安装在所述台上并将涂覆材料施加到涂覆目标上；加热源，与所述台相对并与所述台隔开，在将涂覆材料施加到涂覆目标上之后将热供应到涂覆目标。
加热源可与整个涂覆目标重叠，加热源被配置成同时地且均匀地将热供应到整个涂覆目标。加热源可以是红外加热器或卤素灯。加热源可以是卤素灯，加热源还包括反射板。加热源可朝所述台竖直地可移动。加热源可与所述台完全分离。涂覆部件可包括：可移动的支撑框架，位于所述台上；排出部件，位于可移动的支撑框架上，排出部件在与可移动的支撑框架的移动方向垂直的方向上可移动并被配置成排出涂覆材料。支撑框架可包括：第一支撑框架，彼此隔开预定距离且彼此相对，并具有预定高度；第二支撑框架，具有设置在第一支撑框架上的两端并横跨第一支撑框架。第二支撑框架可位于第一支撑框架上并被配置成朝着所述台竖直地移动。排出部件可包括：可移动的涂覆头，被配置成沿着第二支撑框架的纵向方向移动；管嘴，位于涂覆头中并被配置成排出所述涂覆材料。所述涂覆设备还可包括室，所述台在所述室的下部，所述加热源在所述室的上部。
上述及其他特点和优点中的至少一个还可通过提供一种涂覆方法来实现，所述涂覆方法包括：将涂覆目标定位在涂覆设备中的台上；利用涂覆部件将涂覆材料施加到涂覆目标上；当涂覆材料被完全施加时，使用涂覆设备中的加热源将热供应到涂覆材料，以干燥涂覆材料。
将热供应到涂覆目标的步骤可包括：将均匀的热同时供应到整个涂覆目标。施加涂覆材料的步骤可包括：施加有机发射材料、有机薄膜晶体管材料和/或太阳能电池材料。将热供应到涂覆目标的步骤可包括：在大约100℃到大约200℃的温度下干燥涂覆材料。将热供应到涂覆目标的步骤可包括：使用红外加热器或卤素灯。
上述及其他特点和优点中的至少一个还可通过提供一种形成有机层的方法来实现，所述形成有机层的方法包括：利用涂覆部件将有机材料施加到位于涂覆设备中的台上的基底上；在施加有机材料之后，利用涂覆设备中的加热源将热供应到有机材料并干燥所述有机材料，以形成有机层。
施加有机材料的步骤可包括：施加用于形成有机发光二极管的发射层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和/或电子传输层的材料。将热供应到有机材料的步骤可包括：在大约100℃到大约200℃的温度下干燥有机材料。将热供应到有机材料的步骤包括：将均匀的热同时供应到整个基底，以干燥所述有机材料。
附图说明
通过参照附图对示例性实施例进行的详细描述，上述和其他特点及优点对于本领域普通技术人员来说将会变得更加清楚，附图中：
图1示出根据示例性实施例的涂覆设备的透视图；
图2示出图1的涂覆设备的剖视图；
图3示出根据示例性实施例的包括利用涂覆设备形成的有机层的OLED显示设备的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以不同的形式来实现并且不应被解释成局限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并将把本发明的范围充分地传递给本领域技术人员。
在绘制的附图中，为了示出的清晰起见，可能夸大层和区域的尺寸。还应当理解，当层或元件被指出“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可直接在另一层或基底上，或者还可以存在中间层。另外，还应当理解，当层被指出“在”两个层“之间”时，该层可以是所述两个层之间的唯一的层，或者还可存在一个或多个中间层。相同的标号始终指示相同的元件。
以下，将参照图1和图2更详细地描述示例实施例。图1示出了根据示例实施例的涂覆设备的透视图，图2示出图1的涂覆设备的剖视图。
参照图1，根据示例性实施例涂覆设备1可包括：台20，涂覆目标10安装在台20上；涂覆部件30，安装在台20上并将涂覆材料排出到涂覆目标10；加热源40，被安装为与台20相对。
通过运输机构(未示出)的操作，涂覆目标10可位于台20处或从台20移开。涂覆目标10可以是例如用于显示装置或半导体的晶片的基底。另外，安放部件(未示出)还可安装在台20上，以使涂覆目标10可被安装。进一步，其上安放涂覆目标10的运输机构(未示出)可设置在台20上。
涂覆目标10可定位在台20上用于加工，例如，将被涂覆。将被涂覆在涂覆目标10上的涂覆材料可以是液态，例如，材料溶解在将被施加到涂覆目标19的溶液中以形成膜的状态。例如，涂覆材料可以是有机材料。如果涂覆材料是用在有机装置中的有机材料，则涂覆材料可不局限于特定的材料而是可包括有机发射材料、有机TFT材料、太阳能电池材料，等等。
涂覆部件30可以可移动地安装在台20上，以将一定量的涂覆材料施加到涂覆目标10上。涂覆部件30可包括支撑框架31和排出部件33。支撑框架31可以可移动地安装在台20上，即，支撑框架31可以在台20上沿第一方向(X轴方向)为可移动的。排出部件33可安装在支撑框架31上，并且可沿着支撑框架31在垂直于第一方向(X轴方向)的第二方向(Y轴方向)上可移动，以将涂覆材料排出到涂覆目标10上。第一方向(X轴方向)可以是加工方向，所述加工方向可以是涂覆部件30移动的方向或者涂覆目标10移动的方向。
支撑框架31可包括隔开的、彼此相对的且具有一定高度的第一支撑框架31a以及具有设置在第一支撑框架31a上的两端且横跨第一支撑框架31a的第二支撑框架31b。第一支撑框架31a可在台20上是可移动的，涂覆目标10可在台20上设置在第一支撑框架31a之间。第二支撑框架31b可被固定地安装在第一支撑框架31a的顶部上。因此，当第一支撑框架31a在台20上移动时，第二支撑框架31b可被第一支撑框架31a支撑在台20上方。例如，第二支撑框架31b可以按照到涂覆目标10的预定距离被安装，并且可在竖直方向(Z轴方向)上朝台20可移动。在另一示例中，第一支撑框架31a和第二支撑框架31b可彼此一体地形成。
排出部件33可包括沿第二支撑框架31b的纵向方向(Y轴方向)可移动地安装的多个涂覆头33a和分别安装在所述多个涂覆头33a中并排出一定量的涂覆材料的多个管嘴33b。管嘴33b可以是用于涂覆的任意合适的管嘴，例如，喷墨头、分配管嘴、模头(die head)、刀片(knife blade)等。排出部件33可连接到材料供应设备(未示出)，以将涂覆材料供应到涂覆头33a并通过管嘴33b排出涂覆材料。然而，应当注意，实施例不限于此，例如，排出部件33可包括具有多个管嘴的单个涂覆头或具有一个管嘴的单个涂覆头。
加热源40可被设置为与台20相对，且可与台20隔开，使得涂覆部件30不会影响将涂覆材料施加到涂覆目标10上的过程。在通过涂覆部件30将涂覆材料施加到涂覆目标10的整个表面上之后，加热源40可将热供应到涂覆目标10，以干燥涂覆材料并移除溶剂。应当注意，涂覆材料被涂覆在涂覆目标10上然后涂覆材料在涂覆目标10上干燥而不被移动。
可调节由加热源40提供的热，以具有预定温度，使得涂覆材料即使在涂覆目标10移动时也不移动。换句话说，可根据涂覆材料的种类来调节加热源40的温度。例如，如果在用于形成有机发射层的涂覆材料中使用的溶剂可在大约100℃到大约200℃的温度下被移除，则加热源40可提供在大约100℃到大约200℃的温度处的热。
加热源40可用于提供热能，并且可包括任意合适的设备，例如，红外加热器、卤素灯等。例如，当加热源40是红外加热器或卤素灯时，可调节加热源40的加热率，使得涂覆材料可在相对短的时间内被加热。
例如，当加热源40是卤素灯时，加热源40可包括设置在与光朝涂覆目标10移动的方向相反的方向上的反射板，以获得光学均匀性。当设置反射板时，可通过朝涂覆目标10反射沿与涂覆目标10相对的方向发出的光来有效地提供热。
可设置一个或多个加热源40。为了均匀地且同时地将热供应到施加了涂覆材料的涂覆目标10的整个区域，加热源40可对应于涂覆目标10的整个区域。例如，如图1中所示，可定位单个加热源40，以与整个涂覆目标10重叠。在另一实施例中，可将多个加热源布置成与整个涂覆目标10重叠。
例如，加热源40可包括形状与涂覆目标10的形状基本相同的平板。加热源40的至少一部分(例如，平板)可被定位成与涂覆目标10基本平行(例如，在xy平面中)，并且可与涂覆目标10重叠，例如，完全重叠。除了被可移动的涂覆部件30遮挡的区域以外，涂覆目标10(例如，整个涂覆目标10)可暴露到加热源40的平板的底表面，即，面向涂覆目标10的表面，所以可将来自于加热源40的热基本同时地且均匀地施加到涂覆目标10。因此，涂覆目标10上的涂覆材料可被均匀地干燥成基本均匀的层。
相反，当将热不均匀地(例如，顺序地)供应到涂覆材料时，热供应温度可改变，从而改变被涂覆的材料的特性。这样，会难以形成涂覆材料的层的均匀的质量。另外，当热源没有与台分离时，台可能受到热不良的影响，在支撑涂覆材料的基底的不同部分(例如，前部和后部)之间的温度差异可能发生，所以涂覆液体的运动可导致涂覆污点。另外，由于传统的技术不能将基底加热到100°或更高以增加台的精度，所以会难以加热涂覆液体而不流动。
加热源40可以沿竖直方向(Z轴方向)朝台20可移动地安装。因此，可防止或基本最小化加热源40对涂覆部件30的运动的干扰。由于加热源40沿着竖直方向可移动，所以在与涂覆目标和涂覆部件隔开恒定距离处安装不可移动的加热源可消除，从而避免了加热在更大距离处的涂覆目标所需要的增加的时间，并且增加了设备的精度。
即，当涂覆部件30执行涂覆工艺时，加热源40可与涂覆目标10基本隔开。当完成该涂覆工艺时，可沿Z轴方向朝台20降低加热源40，以将热供应到涂覆目标10，从而执行干燥工艺。接下来，当干燥工艺完成时，可沿Z轴方向将加热源40重新升起，以与台20隔开。
台20、涂覆部件30和加热源40可设置在室50中，涂覆目标10安放在台20上。台20可设置在室50的下部，加热源40可设置在室50的上部。
虽然本实施例示出了涂覆部件30是相对于台20的可移动元件，以将涂覆材料施加到涂覆目标10上，但是不排除其他的实施例。例如，涂覆部件30可被相对固定到台20，而涂覆目标10可以是可移动的，以将涂覆材料施加到该移动的涂覆目标10上。
根据示例性实施例的涂覆设备可包括：涂覆目标10，位于台20上；涂覆部件30，沿加工方向(X轴方向)可移动，以将涂覆材料施加到涂覆目标10上；加热源40，将热供应到涂覆目标10上的涂覆材料，从而当涂覆完成时干燥(例如，液化的)涂覆材料。这样一种加热设备可提供基本均匀的涂覆层，例如，基本均匀的厚度和/或特性。
相反，在传统的方法中，当涂覆材料的涂覆和干燥在分离的设备中执行时，即，利用自动机械将被涂覆的涂覆材料传递到涂覆设备并从涂覆设备将被涂覆的涂覆材料传递到分离的干燥设备，由涂覆材料形成的层可以变形，例如，具有不均匀的厚度。即，由于涂覆材料以还未干燥的状态被运送到干燥设备中，所以与自动机械的臂接触的基底(例如，涂覆目标)的温度可变化并导致涂覆污点，基底可能由于在搬运期间产生的外部力而弯曲，和/或由于基底的旋转而引起的向心力会严重地影响基底上的层厚，从而难以形成高质量的层。因此，通过根据示例实施例的涂覆设备来形成层，可以防止(例如，在利用涂覆材料涂覆基底之后将基底搬运到干燥设备的传统方法期间产生的)层厚的变化。
换句话说，可通过在其中执行涂覆工艺的同一设备中以液化的涂覆材料不流动的温度(例如，大约100℃到大约200℃)执行加热(即，干燥液化的涂覆材料)，来防止根据示例实施例的涂覆材料的层的变形，从而可移除一些溶剂。根据示例实施例的加热温度可低于传统的分离的干燥设备的温度(例如，大约250℃或更高)，以在包含的材料中的元件之间进行反应来获得某些特性，从而，例如与传统的分离的涂覆/干燥设备相比，防止或基本最小化高热对涂覆材料的构造的影响。应当注意，施加到传统的干燥设备的高温不会施加到传统的涂覆设备，因此可将传统的涂覆设备中的涂覆目标运送到干燥设备，以经过例如另外的干燥工艺。
如图3中所示，在根据示例实施例的涂覆设备1中，可将有机材料施加到涂覆目标10上，以形成OLED11的有机层12。OLED 11可包括可顺序地沉积在涂覆目标10(即，基底10)上的第一电极层13、有机层12和第二电极层14。
基底10可以是用于OLED 11的任意合适的基底，例如，具有足以支撑OLED 11的强度的任意合适的基底。基底10可根据其用途来由软的材料或硬的材料形成。例如，基底10可包括一个或多个玻璃、石英、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚酯，等等。
当从有机层12的发射层发射的光穿过基底10时，基底10可由透明材料形成。然而，当从有机层12的发射层发射的光在与基底10相对的一侧通过时，基底10不局限于透明材料。
有机层12可在包括发射层的单层结构或者在具有包括发射层的两层或更多层的结构中形成。在有机层12中，除了发射层以外，还可形成电荷注入层(例如，空穴注入层或电子注入层)或者电荷传输层(例如，空穴传输层或电子传输层)。
应当注意，有机层12的发射层可由有机材料形成，并且可由涂覆设备1形成，这在之前参照图1和图2描述过。然而，其它层(例如，有机层)可由相同的方法形成。
在溶剂中溶解有用于发射层的材料的液化的有机材料可通过材料供应设备供应到排出部件33。
例如，有机层12可包括任意合适的光发射有机材料，并且可包括例如色素发射材料、金属络合成发射材料、聚合物发射材料等。另外，出于发射效率的改善和发射波长的变化的目的，可添加添加剂(例如，掺杂剂等)，溶剂可以是例如甲苯、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、二氧杂环乙烷等。
当基底10设置在台20上时，涂覆部件30可沿着加工方向(X轴方向)移动，以通过管嘴33b排出在涂覆头33a中供应的一定量的有机材料，从而将有机材料施加到基底10上。接下来，当施加了有机材料时，加热源40可将热供应到其上施加了有机材料的基底10，并且可干燥液化的有机材料，以形成有机层12。
这里，通过加热源40增加的温度可根据有机材料的溶剂的种类在大约100℃到大约200℃范围内变化。因此，可充分固化根据示例实施例的在涂覆设备1中干燥的有机材料，并且可具有基本均匀的厚度。
从前面可以看出，由于涂覆材料在涂覆设备中干燥，所以可防止层厚度的变化，例如，由从涂覆设备到分离的干燥设备的基底的传统运输导致的材料流动。另外，由于基底没有接触加热源，所以可防止在加热期间的基底的热变形。进一步，由于在台中没有加热源，所以可防止台变形，并且在设备的精度上没有不良的影响。此外，由于可在大约100℃或更高的温度下加热涂覆材料，所以可供应足够的热，以干燥涂覆材料。
这里已公开了示例性实施例，虽然采用了特定的术语，但是仅仅以通用的描述性含义来使用并解释它们，而非出于限制的目的。因此，本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求中所阐述的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种涂覆设备，包括：
台，支撑涂覆目标；
涂覆部件，位于所述台上，涂覆部件被配置成将涂覆材料施加到涂覆目标上；
加热源，与所述台相对并与所述台隔开，加热源被配置成在将所述涂覆材料施加到涂覆目标上之后将热供应到涂覆目标。
2.根据权利要求1所述的涂覆设备，其中，加热源与整个涂覆目标重叠，加热源被配置成同时且均匀地将热供应到整个涂覆目标。
3.根据权利要求1所述的涂覆设备，其中，加热源是红外加热器或卤素灯。
4.根据权利要求3所述的涂覆设备，其中，加热源是卤素灯，加热源还包括反射板。
5.根据权利要求1所述的涂覆设备，其中，加热源朝所述台竖直地可移动。
6.根据权利要求1所述的涂覆设备，其中，加热源与所述台完全分离。
7.根据权利要求1所述的涂覆设备，其中，涂覆部件包括：
可移动的支撑框架，位于所述台上；
排出部件，位于可移动的支撑框架上，排出部件在与可移动的支撑框架的移动方向垂直的方向上可移动并被配置成排出所述涂覆材料。
8.根据权利要求7所述的涂覆设备，其中，可移动的支撑框架包括：
第一支撑框架，彼此隔开预定距离且彼此相对，并具有预定高度；
第二支撑框架，具有设置在第一支撑框架上的两端并横跨第一支撑框架。
9.根据权利要求8所述的涂覆设备，其中，第二支撑框架朝着和远离所述台竖直地可移动。
10.根据权利要求8所述的涂覆设备，其中，排出部件包括：
可移动的涂覆头，被配置成沿着第二支撑框架的纵向方向移动；
管嘴，位于涂覆头中，所述管嘴被配置成排出所述涂覆材料。
11.根据权利要求1所述的涂覆设备，还包括：室，所述台在所述室的下部中，所述加热源在所述室的上部中。
12.一种涂覆方法，包括：
将涂覆目标定位在涂覆设备中的台上；
利用涂覆部件将涂覆材料施加到涂覆目标上；
在将所述涂覆材料施加到涂覆目标上之后，使用加热源将热供应到涂覆目标，所述加热源与涂覆设备中的所述台相对并与所述台隔开。
13.根据权利要求12所述的涂覆方法，其中，将热供应到涂覆目标的步骤包括：将均匀的热同时供应到整个涂覆目标。
14.根据权利要求12所述的涂覆方法，其中，施加所述涂覆材料的步骤包括：施加有机发射材料、有机薄膜晶体管材料和/或太阳能电池材料。
15.根据权利要求12所述的涂覆方法，其中，将热供应到涂覆目标的步骤包括：在100℃到200℃的温度下干燥所述涂覆材料。
16.根据权利要求12所述的涂覆方法，其中，将热供应到涂覆目标的步骤包括：使用红外加热器或卤素灯。
17.一种形成有机层的方法，包括：
利用涂覆部件将有机材料施加到基底上，所述基底位于涂覆设备中的台上；
在施加有机材料之后，使用加热源将热供应到有机材料并干燥所述有机材料，以形成有机层，所述加热源与涂覆设备中的所述台相对并与所述台隔开。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，施加有机材料的步骤包括：施加用于形成有机发光二极管的发射层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和/或电子传输层的材料。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，将热供应到有机材料的步骤包括：在100℃到200℃的温度下干燥有机材料。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，将热供应到有机材料的步骤包括：将均匀的热同时供应到整个基底，以干燥所述有机材料。
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