CN105483789A - 薄膜制造装置和利用其制造有机发光器件的方法 - Google Patents

Abstract

一种薄膜制造装置，包括：电极浴槽，容纳薄膜形成材料；多个针电极，设置在电极浴槽中；多个环形电极，在对应于针电极的位置处设置在电极浴槽上；和基板台，与针电极和环形电极相对设置，其中基板台保持基板，在该基板上将要形成薄膜。

Description

薄膜制造装置和利用其制造有机发光器件的方法

技术领域

本公开涉及薄膜制造装置和利用该薄膜制造装置制造有机发光器件的方法。

背景技术

有机电致发光(“EL”)器件是电流驱动型发光器件，在其中电极典型地设置在包括有机材料的薄膜的相对表面上并且电压施加在电极之间以通过在相对的电极两者中使注入到该有机薄膜中的电子和空穴复合来发射光。因此，这样的有机EL器件在重量轻的薄显示器、照明设备等中的应用已经被积极地研究，因为有机EL器件可利用低电压提供高发光、可以自身发射光、并且可具有高可见性。

制造主要用于提供有机EL器件的有机薄膜的常规方法可包括干法工艺，诸如真空沉积、或湿法工艺，诸如旋涂。干法工艺是利用相对低分子的有机材料的涂覆工艺，从而有效地控制厚度、利用具有适当尺寸的孔的掩模划分涂覆区域、以及容易地提供层叠有具有不同特性的有机材料的结构。在干法工艺中，用于提供层叠结构的多层技术可以有效地用于允许亮度效率和器件寿命显著提高。因此有机EL器件可以用于包括显示器件的许多应用。然而，在这样的技术中，使用了真空设备，所以在引入设备的早期状态下或者在设备维护中的制造成本会相当高，并且这样的技术不能有效地用于制造大基板。因此，具有降低的成本的生产力进步会被限制。

湿法工艺可以有效地用于大规模生产从而制造低价产品，因为湿法工艺可以应用于具有稳定物理性能诸如高涂覆性能和耐热性的聚合物材料，设备被简化，以及可以不采用诸如真空的特殊环境。然而，在湿法工艺中，用于上层的薄膜形成材料的溶剂可溶解且扩散到下层的有机材料中以通过渗透而将下层分层。因此，如以上所说明的，利用具有不同特性的材料制造层叠结构(其是实现高效率和长寿命的重要因素)不能通过湿法工艺有效地进行。在湿法工艺中，可以使用诸如交联硬化剂的添加剂以利用具有不同特性的材料制造层叠结构，但是众所周知添加剂使发光功能恶化。因此，具有高性能而不使器件功能恶化的多层结构不能通过湿法工艺有效地提供。

已经提出了利用电喷射(ES)方法制造有机发光器件的一些建议，因为ES方法可以以简单的方法提供图案。ES方法包括通过在导电基板和用于发射溶液的喷嘴之间施加高电压来喷射功能材料的溶液从而将溶液附着到基板上。带电的溶液可以通过相互排斥和分散而变成具有纳米尺寸的细微液滴，通过快速增大表面积使溶剂蒸发从而仅使得溶液中的溶质(例如，有机材料)以干燥状态附着到基板上来提供均匀的层，由此层叠多个层。

多个层可以利用ES方法以纳米量级形成在基板上，但是一般地，处理时间相当长，所以常规的ES方法不能有效地用于大规模生产，常规ES方法会具有进一步限制，诸如部件的电解腐蚀、污染可能性、维护、缺乏实用性等等。

发明内容

如上所述，在常规技术中薄膜形成材料从窄的空心针的内部供应，该常规技术不能通过以稳定的方式沉积具有纳米量级水平的微粒用于大规模生产来有效地用于提供纳米量级的均匀层。

因此，本发明的实施方式提出一种薄膜制造装置，其可以应用于大规模生产并可稳定地提供均匀纳米级层。

根据本发明的一种薄膜制造装置的示范实施方式，包括：电极浴槽，容纳薄膜形成材料；多个针电极，设置在电极浴槽中；多个环形电极，在对应于针电极的位置处设置在电极浴槽上；和基板台，与针电极和环形电极相对设置，其中基板台保持基板，在该基板上将要形成薄膜。

在示范实施方式中，每个针电极可以设置在与其对应的环形电极的中心轴处。

在示范实施方式中，第一电压、第二电压和第三电压可以分别施加到针电极、环形电极和基板，其中第二电压可以具有与第一电压的极性相同的极性，并且绝对值小于第一电压的绝对值，第三电压可以具有与第一电压的极性相反的极性，或可以具有与第一电压的极性相同的极性并且绝对值小于第一电压的绝对值。

在示范实施方式中，薄膜制造装置可以还包括：供应单元，其供应薄膜形成材料到电极浴槽，和收集单元，其收集从电极浴槽流出的薄膜形成材料。

在示范实施方式中，电极浴槽可以包括水平控制单元，其允许薄膜形成材料流进收集单元中，使得薄膜形成材料的水平基本维持在第一高度。

在示范实施方式中，针电极的高度可以比第一高度高出0.15毫米(mm)至4mm范围的长度。

在示范实施方式中，电极浴槽可以以预定角度倾斜从而薄膜形成材料在预定方向上流动，供应单元可以包括支管，其中供应单元可以通过分散薄膜形成材料到电极浴槽的倾斜表面上而基本一致地在第一高度处供应薄膜形成材料，收集单元可以设置在电极浴槽的倾斜表面的下端。

在示范实施方式中，针电极的高度可以比第一高度高出0.15mm至4mm范围的长度。

在示范实施方式中，基板台可以包括使得基板上下反转的反转单元。

在示范实施方式中，反转单元可以包括：传送带；固定单元，其将基板固定到传送带上；和旋转单元，其驱动传送带并旋转通过固定单元固定在传送带上的基板。

在示范实施方式中，固定单元可以包括减压抽吸装置。

在示范实施方式中，旋转单元可以包括三角形辊。

在示范实施方式中，针电极的末端可以具有尖头形状、半尖头形状、圆顶状形状、圆柱形状、多边柱形和火山口形状中的至少一种形状。

在示范实施方式中，薄膜制造装置可以满足以下不等式：(Vn-Vr)/Lr≦3,000,000(V/m)，其中Lr表示环形电极的下端与薄膜形成材料的上表面之间的距离值，以米为单位，Vn表示施加到针电极的电压值，以伏为单位，Vr表示施加到环形电极的电压值，以伏为单位。

在示范实施方式中，薄膜制造装置可以满足以下不等式：(Vr-Vs)/Ls≦3,000,000(V/m)，其中Ls表示环形电极的上端与基板的下表面之间的距离值，以米为单位，Vr表示施加到环形电极的电压值，以伏为单位，Vs表示施加到基板的电压值，以伏为单位。

在示范实施方式中，薄膜制造装置可以满足以下不等式：(Vr-Vs)≦(Lsρg/6)×(πD³/2γ)^1/3，其中Ls表示环形电极的上端与基板的下表面之间的距离值，Vr表示施加到环形电极的电压值，Vs表示施加到基板的电压值，ρ表示薄膜形成材料的比重值，以千克每立方米为单位，g表示重力加速度值，以平方米每秒为单位，D表示薄膜形成材料的液滴的直径值，以米为单位，和γ表示薄膜形成材料的液滴的表面张力值，以牛顿每米为单位。

在示范实施方式中，针电极可以包括不锈钢、钨和铂的至少一个。

在示范实施方式中，一种制造有机发光装置的方法，可以包括利用如上所述的薄膜制造装置提供至少一个有机膜。

附图说明

图1是薄膜制造装置的示范实施方式的示意截面图。

图2是示出图1所示的薄膜制造装置的针电极、环形电极和基板台的示意截面图。

图3是示出图1所示的薄膜制造装置的针电极和环形电极的俯视平面图。

图4是透视图，示出薄膜制造装置的示范实施方式中的针电极和环形电极的布置。

图5是示意截面图，示出薄膜制造装置的示范实施方式的针电极浴槽和材料收集单元。

图6是示意截面图，示出薄膜制造装置的替代示范实施方式的针电极浴槽和材料收集单元。

图7至图10是示出针电极的示范实施方式的截面图。

图11是薄膜制造装置的示范实施方式的基板台的示意截面图。

图12是薄膜制造装置的示范实施方式的减压抽吸型基板台的示意截面图。

图13是相对介电常数ε与值“a”之间的相关性的曲线图。

具体实施方式

现在在下文将参考在其中示出各种实施方式的附图更加充分地描述实施方式。然而，这些实施方式可以以许多不同形式实现并且不应理解为限于在此阐述的这些实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开将彻底和完整，并将向本领域技术人员完全地传达本发明的范围。相同的附图标记通篇涉及相同的元件。

可以理解当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在其他元件上或可以存在中间的元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，则没有中间元件存在。

可以理解虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可以用于此来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分应不受这些术语限制。这些术语只用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与其他元件、部件、区域、层或部分。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离在此处的教导。

这里所使用的术语是只为了描述特别的实施方式的目的且不旨在限制。如这里所用，单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式，包括“至少一个”，除非内容清楚地指示另外的意思。“或者”意谓着“和/或”。这里所用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或更多的任何和所有组合。可以进一步理解，当在此说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一个或更多其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。

此外，可以使用空间相对术语，诸如“下”或者“底部”以及“上”或者“顶部”，来描述一个元和其他元件如图中所示的关系。可以理解空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外的装置的不同方向。例如，如果在附图之一中的装置被翻转，被描述为在其他元件的“下”侧的元件则应取向在所述其他元件的“上”侧。因此，示范性术语“下”可以包含下和上两个方向，取决于图的具体取向。类似地，如果在附图之一中的装置被翻转，被描述为在其他元件的“下方”或“下面”的元件则应取向在所述其他元件的“上方”。因此，示范性术语“下方”或“下面”可以包含上方和下方两个方向。

当在此使用时，考虑到对测量的质疑和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)，“大约”或“大致”包括所述值在内，并表示在本领域普通技术人员确定的对于特定值的可接受的偏差范围内。例如，“大约”可以表示在一个或多个标准偏差之内，或者在所述值的±30％、20％、10％、5％之内。

除非另有界定，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同的意思。还可以理解诸如那些在通用词典中定义的术语应解释为与在相关技术和本公开的背景中的它们的涵义一致的涵义，而不应解释为理想化或过度形式化的意义，除非在这里明确地如此界定。

参考横截面图示在这里描述了示范性实施方式，该图示是本发明的理想实施方式的示意图。因此，可以预期由于例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，在此描述的实施方式不应解释为限于这里所示的特别的区域形状，而是包括由于例如由制造引起的形状的偏离。例如，示出或描述为平的区域可以通常具有粗糙和/或非线性的特征。另外，示出的尖角可以是倒圆的。因此，图中示出的区域本质上是示意性的且它们的形状不旨在示出区域的精确的形状且不旨在限制本权利要求书的范围。

在下文，将参考附图来进一步详细描述示范实施方式。

图1是薄膜制造装置的示范实施方式的示意截面图；图2是示出图1所示的薄膜制造装置的针电极、环形电极和基板台的示意截面图；图3是示出图1所示的薄膜制造装置的示范实施方式的针电极和环形电极的俯视平面图。图4是透视图，示出在薄膜制造装置的示范实施方式中针电极和环形电极的布置。

薄膜制造装置的示范实施方式包括：基板台1；设置在基板台1上的基板2；针电极浴槽6，与基板台1相对设置并包括以预定布置设置在其表面上的多个针电极4；多个环形电极3，设置为分别面对针电极4；以及材料供应和收集单元(也被称为“材料供应器”)100，其供应薄膜形成材料5到针电极浴槽6并从针电极浴槽6收集薄膜形成材料5以重复利用。

在示范实施方式中，基板台1可以是用于在其表面(例如，底表面)上保持基板2以面对针电极4和环形电极3使得薄膜可以形成在基板2上的装置。在这样的实施方式中，基板台1利用固定装置或器件诸如抽吸单元(例如，抽吸装置)在其表面上固定基板2，并提供(例如，传输)基板2到薄膜形成区域中以被设置在针电极4和环形电极3上，并且在预定方向上移动形成有薄膜的基板2以排出并传输基板2到下一个工艺。基板台1将在后面更详细的描述。

在示范实施方式中，针电极浴槽6包括以预定形式例如基本矩阵形式设置在其表面上的多个针电极4。在这样的实施方式中，针电极浴槽6可包括围绕针电极4并容纳预定高度的液体薄膜形成材料5的壁。在这样的实施方式中，一部分的壁(也被称为“液位控制部件”或“液位控制器”)可具有比壁的其他部分低的高度以使得薄膜形成材料通过其溢出。

在这样的实施方式中，薄膜形成材料5的高度可以通过液位控制部件在针电极浴槽6中基本维持不变，通过液位控制部件溢出的薄膜形成材料5可以被收集器10收集。针电极4可以以规则(例如，恒定)间隔设置在针电极浴槽6中，并可具有各种尖锐的或尖头形状以提供泰勒锥(Taylorcone)。在替代示范实施方式中，针电极4的间隔可以是不规则的，并可以改变成预定图案。针电极4的高度比针电极浴槽6中的薄膜形成材料5的高度高预定水平。针电极4和薄膜形成材料5之间的高度差(Hn)可以在大约0.25毫米(mm)至大约4mm的范围。针电极浴槽6可包括导体或由导体制成以施加电势到针电极4。在一个示范实施方式中，例如，仅接触针电极4的一部分针电极浴槽6可包括导体或由导体制成。在一个示范实施方式中，例如，针电极4可包括不锈钢、钨或铂。针电极浴槽6将在后文更详细地描述。

在示范实施方式中，如图4所示，环形电极3可以彼此串联连接，或可以在彼此交叉的方向上连接以形成类似网形状。在这样的实施方式中，预定电压可以施加到环形电极3。每个环形电极3对应于针电极4布置。在一个示范实施方式中，例如，每个环形电极3可以设置为允许其中心点或轴交叠对应的针电极4，如图3所示。在这样的实施方式中，环形电极3可以与薄膜形成材料5的上表面间隔开预定距离，并与基板2的表面间隔开预定距离，如图2所示。在示范实施方式中，环形电极3可以设置在满足以下不等式的位置处：(Vn-Vr)/Lr≦3,000,000(V/m)，其中Lr表示环形电极3的下端与薄膜形成材料5的上表面之间的距离值(例如，绝对值)，以米为单位；Vn表示针电极4的电压值，以伏为单位；和Vr表示环形电极3的电压值，以伏为单位。在这样的实施方式中，环形电极3和基板2可以设置在满足以下不等式的位置处：(Vr-Vs)/Ls≦3,000,000(V/m)，其中Ls表示环形电极3的上端和基板2的下表面之间的距离值，以米为单位；Vr表示环形电极3的电压值，以伏为单位；Vs表示基板2的电压值，以伏为单位。在这样的实施方式中，环形电极3诱导薄膜形成材料5的喷射液滴的前进方向。

在示范实施方式中，材料供应和收集单元100包括：材料储存部14，容纳液体薄膜形成材料5；供给泵15，从材料储存部14抽吸材料5并通过材料供应路径16供应该材料到电极浴槽6；收集器10，接收从电极浴槽6溢出的材料并暂时存储该材料；和再供应泵11，抽吸存储在收集器10中的材料并通过再供应路径12将该材料再供应到电极浴槽6。在示范实施方式中，如图1所示，材料供应路径16和再供应路径12可以彼此连接，使得将被供应到电极浴槽6的材料5可以是收集的材料和新近供应的材料的混合材料。在替代示范实施方式中，供应路径16和再供应路径12可以彼此不连接，以彼此独立地供应材料到电极浴槽6。供给泵15和再供给泵11可以被控制为彼此互锁。

在下文，将详细地描述薄膜制造装置的电极浴槽6的示范实施方式。

图5是示意截面图，示出薄膜制造装置的示范实施方式的针电极浴槽和材料收集单元；图6是示意截面图，示出薄膜制造装置的替代示范实施方式的针电极浴槽和材料收集单元；图7至图10是示出针电极的不同示范实施方式的截面图。

在示范实施方式中，参考图5，电极浴槽6包括一容器，其具有平底部分和围绕平底部分的周围并具有预定高度以容纳薄膜形成材料5的壁。在这样的实施方式中，液位控制单元61可以限定在一部分壁中。液位控制单元61的高度被控制为低于其他部分的壁的高度，使得当薄膜形成材料5的液位高于液位控制部件的高度时，薄膜形成材料5可以被允许通过液位控制单元61而溢出，从而保持电极浴槽6中的薄膜形成材料的液位一致。液位控制单元61可以限定在实质远离薄膜形成材料5被注入的地方的位置处，或可以限定在其间具有预定间隔的多个位置处。液位控制单元61的高度可以比设置在电极浴槽6的平底上的多个针电极4的高度低预定水平。在这样的实施方式中，液位控制单元61的高度被确定为提供针电极4与液位控制单元61之间的高度差，由于薄膜形成材料5的表面张力等导致针电极4与液位控制单元61之间的该高度差高于针电极4和薄膜形成材料5之间的高度差(Hn)。在一个示范实施方式中，例如，当针电极4和薄膜形成材料之间的高度差(Hn)在大约0.25mm至大约4mm的范围中时，针电极4和液位控制单元61之间的高度差可以在大约0.45mm至大约4.2mm的范围中。

设置在电极浴槽6中的针电极4可以以预定形式布置，例如，以矩阵形式、同心圆形式等布置，针电极4之间的间隔可以是规则的或不规则的。在一个示范实施方式中，例如，针电极4可在电极浴槽6的中心部分具有宽的间隔并在电极浴槽6的周围边缘处具有窄的间隔。针电极4的末端可具有朝向端点锐化的尖头形状，诸如圆锥和角锥，或如图7至图10所示，可具有截头圆锥形或截头棱锥形(图7被称为“半尖头形状”)、圆柱或多边柱形(图8)、半球形或半椭圆拱顶形(图9被称为“圆顶状形状”)、内凹碗形半球或锥形(图10被称为“火山口(caldera)形状”)等。在一个示范实施方式中，例如，针电极4的末端的圆形的半径(其表示该末端的尖锐程度)可以小于或等于大约100微米(μm)，但是不限于此。在这样的实施方式中，针电极4的末端的尖锐程度可以被不同地改变，只要细微的液滴由此被喷射。

在替代示范实施方式中，如图6所示，电极浴槽6以预定斜率(例如，在大约1度至大约5度的范围的斜率)倾斜，薄膜形成材料5被均匀地分散并供应到电极浴槽6的顶部区域中并在电极浴槽6之上流下。电极浴槽6可具有矩形或正方形形状，在其中薄膜形成材料5被注入并流下到收集器10的侧面可以不包括一部分的壁，该壁设置在两个倾斜侧面上。在这样的实施方式中，可以有效地防止薄膜形成材料5在该两侧面处流下。在薄膜形成材料5的供应侧上，可以限定支管62，以均匀地分散薄膜形成材料5并供应薄膜形成材料5到电极浴槽6的注入侧。薄膜形成材料5的供应量基于针电极4和薄膜形成材料5之间确定的高度差(Hn)而调节，针电极4和薄膜形成材料5之间的高度差(Hn)可以在大约0.25mm至大约4mm的范围。

针电极4的布置和针电极4的末端形状等可以被不同地改变，如在图5示出的实施方式中。

在示范实施方式中，如图6所示，当电极浴槽6设置为倾斜时，基板台1也可以以与电极浴槽6基本相同的角度倾斜。

在下文，将更详细地描述基板台的示范实施方式的结构。

图11是薄膜制造装置的示范实施方式的基板台的示意截面图，图12是薄膜制造装置的示范实施方式的减压抽吸型基板台的示意截面图。

在示范实施方式中，基板台包括传送带21、用于以规则间隔固定基板的固定单元22、和用于循环传送带21并使得由固定单元22固定的基板上下反转同时保持基板不折叠或弯曲的三角形辊23。

固定单元22可以是限定在传送带21上而且允许基板被固定到传送带21的表面上的结构。在一个示范实施方式中，例如，固定单元22可包括直接接触并固定基板的夹具或用于利用气压固定基板的减压抽吸型装置。在示范实施方式中，如图12所示，在固定单元22包括减压抽吸型装置的情况下，减压抽吸型装置可具有附接在传送带211上的减压抽吸板212，多个吸气孔213限定在减压抽吸板212上。基板设置在减压抽吸板212上并通过吸气孔213抽吸空气以将基板贴附到减压抽吸板212上。

在示范实施方式中，如图11所示，当由固定单元22固定在传送带21上的基板在三角形辊23的一侧移动时，所有三角形辊23可以旋转以使得基板上下反转。反转的基板通过传送带21移动到薄膜制造室中以执行薄膜形成工艺，其中薄膜制造装置设置在该薄膜制造室中，已形成薄膜的基板在移动到薄膜制造室之外后被固定单元22释放并装载在用于移动基板到下一个工艺的装置上。在替代示范实施方式中，三角形辊23可以由具有诸如矩形或五边形的形状的多边形辊代替。在这样的实施方式中，多个薄膜制造室可以接连地设置以连续地形成多个薄膜。

在下文，将详细描述薄膜制造装置的示范实施方式的操作。

薄膜制造装置的示范实施方式可包括利用瑞利不稳定性(Rayleighinstability)的静电沉积(ESD)装置。瑞利不稳定性是当液面带电时由表面电荷所引起的静电排斥力阻止由表面张力导致的液面下倾的现象。当由带电的表面电荷所引起的排斥力比表面张力更强时，液体被分离以发射具有电荷的细微的液滴。在此，ESD涉及薄涂覆技术，在其中细微液滴通过施加高电压到针端而被发射以沉积在基板上。

在示范实施方式中，当高电压施加到圆柱形针时，瑞利不稳定现象在针端处发生。在这样的实施方式中，当由高电压引起的电荷留在表面上以提供比在针端处形成液体弯曲的表面张力更强的静电排斥力时，在针端处液面从凸形(凸)变为凹形(凹)。结果，凹形(凹)末端变为圆锥状，被称为泰勒锥，细微液滴在所谓的泰勒锥的端点处被排出。在这样的实施方式中，发射的液滴可以在适当的条件和方法下以大约1μm至大约7μm范围的尺寸(例如，直径)被喷射。

以微米单位的尺寸喷射的液滴具有非常大的比表面积(specificsurfacearea)，使得可以以高速进行干燥。因此，在干燥工艺期间液滴的表面积减小同时保持电荷，因此通过进行干燥增加了电荷密度，静电排斥力增强以重复喷雾。然而，具有小于或等于大约1μm尺寸的液滴可能通过由表面电荷形成的强电场所引起的电晕放电而丢失其电荷，由此不被进一步划分开。当液滴包含固体时，液滴被蒸发以提供固体微粒。

ESD是通过将如上所述形成的微粒附着并沉积在基板等的表面上来提供层的工艺。利用ESD，可以获得具有纳米单位的薄层。在该沉积时液体挥发。因此，当根据ESD用具有不同成分的液体形成多个层时，可以形成层而没有液体被扩散到相邻层以混合在一起的现象，所以这样的方法可以有效地用于涂覆低分子材料，该低分子材料用于制造有机电致发光装置。

在薄膜制造装置的示范实施方式中，如图1所示，在具有多个针电极4的针电极浴槽6填充有液体薄膜形成材料5的状态下施加高电压。高电压意味着当直流(DC)电压施加到尖头针电极4的末端时在发生电晕放电的区域中的大于或等于大约5千伏特(kV)的电压。每个针电极4可以设置在邻近于针电极4安装的对应的环形电极3的中心轴上，但是即使中心轴被扭曲也不会发生排放混乱(dischargedisorder)。电极4的末端设置在比薄膜形成材料5的液面高出Hn的位置。

在没有施加电压的状态下，针电极4暴露在薄膜形成材料5上，但是当施加高电压时通过SUMOTO效应液面被倾斜。

喷射的液滴通过环形电极3和基板台1之间的电势差而移动并附着于基板2。环形电极3可以施加有低极性电势(具有低绝对值的电势或地电势)从而没有将液滴7附着到环形电极3上。低电势意味着小于或等于大约1kV的电势，或有效地防止发生绝缘击穿的电势。

基板台1的电势可以实质是低的并具有与液滴7的电性相反的极性以有效地将液滴附着到基板上。在一个示范实施方式中，例如基板台1可具有地电势。基板台1的低电势意味着小于或等于针电极4的电势的大约1/100的电势。

在示范实施方式中，当针电极4的末端设置得比供应的薄膜形成材料5的液面高出大约0.25mm至大约4mm范围的长度时可以更有效地实现薄膜形成功能。在这样的实施方式中，薄膜形成材料的液滴7通过集中于针电极4末端的电场而形成泰勒锥，然后在被转移低于针电极4的薄膜形成材料5倾斜达到针电极4的末端之后液滴7被喷射。

在这样的实施方式中，针电极4的末端可以设置得比薄膜形成材料5高出的量与电场被聚集的一样多，但是当针电极4端部的位置太高时薄膜形成材料5不能完全倾斜。因此，针电极4的末端可具有与薄膜形成材料5的液面可以倾斜的一样多的高度，并且也可以发生电场聚集。

液面倾斜可以根据SUMOTO效应进行。SUMOTO效应指的是通过将针置于液面上并施加电压到其而使液面倾斜以被喷射的现象。液面倾斜(H(mm))与电压(kV)之间的关系可以由以下等式1表示。

H＝a×V^b[等式1]

在此，“a”和“b”表示常量，其根据溶剂的种类而改变，但是“b”值可以确定为2，因为“b”在大约1.8至大约2.2的范围。此外，“a”值可以在大约0.01至0.3范围，但是从如图13所示的发明者研究的结果导出“a”值与相对介电常数ε有关。“a”值与相对介电常数ε如图13所示的关系可以由以下等式2表示：

a＝0.0589×ε-0.1064[等式2]

表1示出利用等式1和等式2计算液面倾斜和一般用于ESD的溶剂的施加电压的结果。

在ESD中，静电喷涂可在施加具有大于或等于大约5kV的电压时发生。在此，施加的电压可以小于或等于大约20kV以简化电绝缘维持设备结构。因此，在示范实施方式中，当施加的电压在大约5kV至20kV范围时，针电极4可具有和液面可以倾斜的一样多的高度。如表1所示，具有低极性的溶剂诸如甲苯或二甲苯可以期望具有至少大约0.15mm的高度。在这样的实施方式中，针电极4的高度可以小于或等于大约5mm以有效地防止由于其过多的高度导致排放或喷射重复发生。因此，在示范实施方式中，针电极4的末端可以设置得比液面高出在大约0.25mm至大约4mm范围的长度，以有效地实现薄膜形成功能。

表1

在示范实施方式中，从环形电极3的下端到薄膜形成材料5的液面的距离Lr(以米为单位：m)、针电极4的电压Vn(以伏为单位：V)以及环形电极3的电压Vr(以V为单位)满足以下不等式：{(Vn-Vr)/Lr}≦3,000,000(V/m)，使得可以更有效地形成薄膜。现在将更详细地描述从环形电极3的下端到薄膜形成材料5的液面的距离Lr与针电极4的电压Vn和环形电极3的电压Vr之间的关系。

在这样的实施方式中，高电压(Vn)施加到针电极4。在这样的实施方式中，Vr施加与Vn的极性相同的极性以不附着有液滴，并且起到接地作用以向Vn和Vr提供高电场。在这样的实施方式中，液面具有与针电极4的电势相同的电势，所以液面电势可以是Vn。因此，当Vn和Vr之间的电场强度大于空气的绝缘击穿强度时，发生点火放电，使得不能提供ESD效应。空气的绝缘击穿强度一般公知为大约3兆伏每米(MV/m)。因此，液面和环形电极3的表面的电场强度可以小于或等于大约3MV/m。液面和环形电极3的表面的电场强度可以由等式3计算。

E＝(Vn-Vr)/Lr[等式3]

在这样的实施方式中，可以满足不等式{(Vn-Vr)/Lr}≦3000000(V/m)以获得小于或等于大约3MV/m的E。因此，在这样的实施方式中，从环形电极3的下表面到涂层液面的距离Lr(以米为单位：m)、针电极4的电压Vn(以伏为单位：V)以及环形电极3的电势Vr(以V为单位)之间的关系满足以下不等式：{(Vn-Vr)/Lr}≦3,000,000(V/m)，使得可以实质上有效地形成薄膜。

在示范实施方式中，在从环形电极3的上表面到基板的下表面的距离Ls(以米为单位)、基板的电压Vs(以V为单位)以及环形电极3的电势Vr(以V为单位)之间的关系满足以下不等式：{(Vr-Vs)/Ls}≦3,000,000(V/m)的情况下，可以更有效地形成薄膜。在这样的实施方式中，形成在环形电极3和基板2之间的电场可以小于或等于空气的绝缘击穿强度。在这样的实施方式中，通过计算提供E＝3MV/m或更小值的条件，当从环形电极3的上表面到基板2的下表面的距离Ls(以m为单位)和基板的电压Vs(以V为单位)之间的关系满足以下不等式：{(Vr-Vs)/Ls}≦3,000,000(V/m)时，可以更有效地形成薄膜。

在示范实施方式中，当满足以下不等式：(Vr-Vs)≦(Lsρg/6)×(πD³/2γ)^1/3时，可以有效地形成薄膜，其中ρ(以千克每立方米为单位：kg/m³)表示薄膜形成材料5的比重(specificgravity)值，g(以平方米每秒为单位：m²/s)表示重力加速度值，D(以米为单位：m)表示液滴的直径值，γ(以牛顿每米为单位：N/m)表示液滴的表面张力值。

液滴具有电荷并被由环形电极3和基板2形成的电场吸引以附着到基板2。由于基板2位于薄膜形成材料5上方，液滴需要克服重力和空气阻力以向上移动。当空气阻力和重力等于库仑力(qE)时，可以获得等式4的关系。

3πηDU-π/6×ρgD³＝qE[等式4]

在此，η(以帕斯卡秒为单位：Pas)表示大气的粘度，U(以米每秒为单位：m/sec)表示速率。当液滴的表面电荷密度由σ(以库仑每平方米为单位：C/m²)表示时，库仑力可以定义为等式5。

qE＝πD²σ[(Vr-Vs)/Ls][等式5]

液滴不超过瑞利不稳定性的条件由以下等式6表示。

σ＝(2γ/πD)^1/2[等式6]

根据等式4、5和6，可以获得等式7。

3πηDU＝πD²(2γ/πD)^1/2[(Vr-Vs)/Ls]+π/6×ρgD³[等式7]

在此，U≥0可以被满足以允许液滴通过克服重力和空气阻力而向上移动。

根据满足来自等式7的U≥0的条件可以获得不等式1。

(Vr-Vs)≦(Lsρg/6)×(πD³/2γ)^1/2[不等式1]

因此，当满足不等式1时液滴可向上移动。

虽然已经结合目前认为是实际的示范实施方式来描述此公开，但是将理解的是，本发明不限于公开的示范实施方式，相反地，而是旨在覆盖被包括在权利要求的精神和范围内的各种变型和等效布置。

本申请要求于2014年10月6日向韩国专利局提交的韩国专利申请No.10-2014-0134508的优先权，其全部内容通过引用结合在此。

Claims (18)

1.一种薄膜制造装置，包括：

电极浴槽，容纳薄膜形成材料；

多个针电极，设置在所述电极浴槽中；

多个环形电极，在对应于所述针电极的位置处设置在所述电极浴槽上；和

基板台，与所述针电极和所述环形电极相对设置，其中所述基板台保持基板，在该基板上将要形成薄膜。

2.如权利要求1所述的装置，其中每个针电极设置在与其对应的环形电极的中心轴处。

3.如权利要求2所述的装置，其中

所述针电极、所述环形电极和所述基板被分别施加有第一电压、第二电压和第三电压，

所述第二电压具有与所述第一电压的极性相同的极性，并且绝对值小于所述第一电压的绝对值，

所述第三电压具有与所述第一电压的极性相反的极性，或具有与所述第一电压的极性相同的极性并且绝对值小于所述第一电压的绝对值。

4.如权利要求1所述的装置，还包括∶

供应单元，其供应所述薄膜形成材料到所述电极浴槽，和

收集单元，其收集从所述电极浴槽流出的所述薄膜形成材料。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述电极浴槽包括水平控制单元，该水平控制单元允许所述薄膜形成材料流进所述收集单元中，使得薄膜形成材料的水平基本维持在第一高度。

6.如权利要求5所述的装置，其中针电极的高度比所述第一高度高出0.15mm至4mm范围的长度。

7.如权利要求4所述的装置，其中

所述电极浴槽以预定角度倾斜从而所述薄膜形成材料在预定方向上流动，

所述供应单元包括支管，其中所述供应单元通过分散所述薄膜形成材料到所述电极浴槽的倾斜表面上而基本一致地在第一高度处供应所述薄膜形成材料，和

所述收集单元设置在所述电极浴槽的倾斜表面的下端处。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述针电极的高度比所述第一高度高出0.15mm至4mm范围的长度。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述基板台包括使得所述基板上下反转的反转单元。

10.如权利要求9所述的装置，其中

所述反转单元包括：

传送带；

固定单元，其将所述基板固定到所述传送带上；和

旋转单元，其驱动所述传送带并旋转通过所述固定单元固定在所述传送带上的所述基板。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述固定单元包括减压抽吸装置。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述旋转单元包括三角形辊。

13.如权利要求1所述的装置，其中所述针电极的末端具有尖头形状、半尖头形状、圆顶状形状、圆柱形状、多边柱形和火山口形状中的至少一种形状。

14.如权利要求1所述的装置，满足以下不等式：(Vn-Vr)/Lr≦3,000,000V/m，

其中

Lr表示环形电极的下端与所述薄膜形成材料的上表面之间的距离值，以米为单位，

Vn表示施加到所述针电极的电压值，以伏为单位，和

Vr表示施加到所述环形电极的电压值，以伏为单位。

15.如权利要求1所述的装置，满足以下不等式：(Vr-Vs)/Ls≦3,000,000V/m，

其中

Ls表示环形电极的上端与所述基板的下表面之间的距离值，以米为单位，

Vr表示施加到所述环形电极的电压值，以伏为单位，和

Vs表示施加到所述基板的电压值，以伏为单位。

16.如权利要求1所述的装置，满足以下不等式：(Vr-Vs)≦(Lsρg/6)×(πD³/2γ)^1/3，

其中

Ls表示环形电极的上端与所述基板的下表面之间的距离值，

Vr表示施加到所述环形电极的电压值，

Vs表示施加到所述基板的电压值，

ρ表示所述薄膜形成材料的比重值，以千克每立方米为单位，

g表示重力加速度值，以平方米每秒为单位，

D表示所述薄膜形成材料的液滴的直径值，以米为单位，和

γ表示所述薄膜形成材料的液滴的表面张力值，以牛顿每米为单位。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述针电极包括不锈钢、钨和铂的至少一个。

18.一种制造有机发光装置的方法，包括利用权利要求1所述的薄膜制造装置提供至少一个有机膜。