JP2022545190A - 電子デバイス製造用の基板上に堆積させた材料を乾燥させるシステム、装置、および方法 - Google Patents

Abstract

基板上に堆積させた材料を乾燥させて固体膜層を形成するシステムは、基板を支持する温度制御型基板支持装置と、基板支持装置によって支持されたときに基板の表面の１つ以上の位置に入射する経路に沿って電磁エネルギーを送るように位置決めされた電磁エネルギー伝送システムとを含む。電磁エネルギー伝送システムは、基板の１つ以上の位置に堆積させた液体材料の分子を励起させるのに十分な量の電磁エネルギーを伝送するように構成される。【選択図】 図１Ａ

Description

本開示の態様は、基板上に堆積させたインク等の液体材料を乾燥させて基板上に薄膜層を形成するシステム、装置、および方法に関する。このようなシステム、装置、および方法は、例えば、電子ディスプレイ等を含む電子デバイスを製造するための基板の処理に使用することができるが、これらに限定されるものではない。

本明細書に記載の各見出しは系統立てた説明のためにすぎず、記載の主題をいかなる形にも限定するものではない。

光電子デバイス等の電子デバイスは、１層以上の材料層を基板上に堆積させる種々の薄膜堆積技術および加工技術を用いて作製することができる。基板は、犠牲基板の場合もあれば、最終デバイスの一部の場合もある。このようなデバイスの例として、マイクロチップ、プリント回路基板、太陽電池またはパネル、電子ディスプレイ（液晶ディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、量子ドットエレクトロルミネッセンスディスプレイ等）、または他のデバイスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。電子表示デバイスの用途としては、一般照明、バックライト照明光源、画素光源等がある。光電子デバイスの１種として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスがある。ＯＬＥＤデバイスは、低分子、ポリマー、蛍光体、燐光体等のエレクトロルミネッセンス発光有機材料を用いて光を発生させることができる。

ＯＬＥＤを製造するためには、一般的に、１種以上の有機材料、例えば有機発光性液体材料を基板上に堆積させて薄膜積層体を形成し、薄膜積層体の上面と下面を電極に結合させる。有機材料は、バンク構造によって区切られた「ウェル」とも呼ばれる個々の領域に堆積させるが、画素化ディスプレイを形成するための個々の領域の配置は任意とすることができる。薄膜積層体の形成には、種々の手法を用いることができる。熱蒸着法を用いる場合、有機材料を相対真空環境で蒸発させ、その後基板上で凝縮させる。薄膜積層体を形成するための別の方法として、有機材料を溶媒に溶解させ、その溶液を基板に堆積させた後、溶媒を乾燥させて除去するという方法もある。このような流体移送機構により、非常に薄い膜層が得られる。溶媒に溶解させた有機材料の堆積には、インクジェット印刷システムまたはサーマルジェット印刷システムを用いることが可能である。有機材料を堆積させる他の方法として、有機気相成長法がある。また、別の乾燥技術として、液体材料を硬化させ、堆積材料を重合させることによって乾燥させることもできる。

材料の堆積工程と乾燥工程の制御は、製造される電子デバイスの品質と寿命にとって重要である。例えば、乾燥させた薄膜層が不均一であると、電子ディスプレイを見た観察者に視認し得るほどの欠陥（ムラ）の発生等、電子デバイスに求められる動作に不良が生じるおそれがある。また、電子機器の需要拡大に伴い、より大量の基板、またより大型の基板を高品質かつ効率的に製造し加工することがますます求められている。

乾燥工程を制御するためには、例えば有機インク材料中の溶媒の蒸発や、硬化性材料の重合が制御不能に生じることを避けるために、基板上に堆積させた液体材料を実質上可能な限り迅速に乾燥工程に移して制御することが望ましい。さらに、製造される薄膜層の均一性と製造時の高スループットを実現するために、乾燥は短時間で行うことが望ましい。また、従来の乾燥技術では真空チャンバを使用するが、特に処理基板のサイズが大型になり、そのサイズに対応したチャンバが必要となるため、電子デバイスの製造に係るコストと時間が増大する可能性がある。したがって、比較的低コストで維持できる条件、環境で乾燥を実現できることが求められている。

したがって、大型のＯＬＥＤディスプレイパネルの製造に適した乾燥技術が求められている。本開示の乾燥システムの各種実施形態は、ＯＬＥＤディスプレイパネルの製造に使用することができ、高品質のパネルを提供することができる。本開示の実施形態の乾燥システムを用いて、インクジェット液滴を迅速に乾燥させ、均一かつ平坦な膜を提供することができる。さらに、本開示の実施形態の乾燥システムは、真空チャンバ内ではなく、大気圧下で使用することができる。例えば、ある実施形態では、本開示の乾燥システムは、約－５ｍｂａｒから約５ｍｂａｒの範囲の圧力とすることができる。

前述の概略および以下の詳細な説明は、例示および説明のためにすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲は、均等物を含めてその全範囲にわたり権利が及ぶものである。

例示的な実施形態によれば、基板上に堆積させた材料を乾燥させて固体膜層を形成するシステムは、基板を支持する温度制御型基板支持装置と、基板支持装置によって支持されたときに、基板上の１つ以上の位置に入射させる経路に沿って電磁エネルギーを送るように配置された電磁エネルギー伝送システムとを備える。電磁エネルギー伝送システムは、基板の１つ以上の位置に堆積させた液体材料の分子を励起させるのに十分な量の電磁エネルギーを伝送するように構成される。

別の例示的な実施形態によれば、基板上の液体材料を乾燥させて固体膜層を形成する方法は、基板の第１表面上の１つ以上の位置に液体材料を堆積させることと、第１表面とは反対側の第２表面を制御された温度に維持することとを含む。本方法は、基板の第２表面を制御された温度に維持しながら、基板上の１つ以上の位置に堆積させた液体材料に入射するように電磁エネルギーを送り、電磁エネルギーは、１つ以上の位置に堆積させた液体材料から液体を蒸発させて基板の１つ以上の位置に固体膜層を形成するのに十分な量であることをさらに含む。

さらに別の例示的な実施形態では、基板上に膜層を形成するシステムは、基板を支持する温度制御型基板支持装置と、基板支持装置によって支持されたときに、基板の表面上の１つ以上の位置に液体材料を堆積させるインクジェットプリントヘッドアセンブリを備える印刷システムと、基板支持装置によって支持されたときに、基板の表面上の１つ以上の位置に入射させる経路に沿って電磁エネルギーを送るように配置された電磁エネルギー伝送システムを備える乾燥システムとを備え、電磁エネルギー伝送システムは、基板の１つ以上の位置に堆積させた液体材料の分子を励起させるのに十分な量の電磁エネルギーを伝送するように構成される。

追加の目的、特徴、および／または他の利点は、一部は以下の説明に記載され、一部は本明細書から明白であり、あるいは本開示および／または特許請求の範囲を実施することによって理解されるであろう。これらの目的および利点の少なくとも一部は、添付の特許請求の範囲に特に記載された要素および組み合わせによって実現し、達成することができる。

前述の概略および以下の詳細な説明は、例示および説明のためにすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲は、均等物を含めてその全範囲にわたり権利が及ぶものである。

本開示は、以下の詳細な説明を単独で、または添付の図面と合わせて読めば理解されるであろう。図面は、本開示の理解を促すために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成している。図面は、本教示の１つ以上の例示的な実施形態を示しており、説明と合わせて特定の原理および動作を説明している。

本開示の様々な例示的な実施形態に係る、電子デバイスを製造する薄膜層を形成するために基板上に堆積させたインクを乾燥させるためのシステムを模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、乾燥システムの構成要素を模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す図である。

本開示のさらに別の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を示す概略斜視図である。

図６Ａの乾燥システムの部分拡大図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す斜視図である。 本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す斜視図である。 本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す斜視図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素の配置を模式的に示す上面図である。

本開示の別の例示的な一実施形態に係る、光エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素の配置を模式的に示す上面図である。

本開示のさらに別の例示的な一実施形態に係る、高周波（ＲＦ）エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素を模式的に示す側面図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、高周波エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素の配置を模式的に示す上面図である。

本開示の別の例示的な一実施形態に係る、高周波エネルギーを用いた乾燥システムの構成要素の配置を模式的に示す上面図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、印刷システム筐体内に組み込まれた乾燥システムを模式的に示す図である。

本開示の例示的な一実施形態に係る、乾燥システム筐体に動作可能に結合された印刷システム筐体を備えた塗布システムを模式的に示す図である。

本明細書および添付の図面に諸態様および実施形態を示すが、これらは限定的なものとみなすべきではない。特許請求の範囲は、均等物を含む保護の範囲を定義している。本明細書および特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の機械的、組成的、構造的、電気的、および動作上の変更がなされ得る。実施形態および開示の本発明を不明瞭にしないために、周知の回路、構造、および技術を詳細には図示または説明しない場合がある。

さらに、本明細書の用語は、特許請求の範囲を限定するものではない。例えば、「ｙ軸方向」「ｘ軸方向」「ｚ軸方向」「上」「下」等の空間的な相対用語を用いて、図面に示す一要素または一特徴部と他の要素または特徴部との関係を説明する場合がある。これらの空間的な相対用語は、図示された位置および向きに加えて、使用中または動作中のデバイスにおける異なる方向（例えば、直交座標系における異なる方向）、位置（すなわち、場所）、および向き（すなわち、回転配置）を包含するものとする。例えば、図中のデバイスを反転すると、他の要素または特徴部の「下」または「下方」と説明されていた要素が、他の要素または特徴部の「上」または「上方」となる。このように、「下」という例示的な用語は、上および下の位置および向きの両方を包含し得る。デバイスは他の向きに配置することも可能であり（９０度回転または他の向きに配置）、本明細書で使用する空間的に相対的な記述も同様にその向きに応じて解釈することができる。同様に、種々の軸に沿った動きおよび軸周りの動きの説明には、特定のデバイスの種々の位置および向きが含まれる。また、不定冠詞および定冠詞を伴う単数形は、文脈上特段の明記がない限り、複数形も含むものとする。また、「備える」「備えている」「含む」等の用語は、記載の特徴部、ステップ、動作、要素、および／または部品の存在を示すものであり、１つ以上の他の特徴部、ステップ、動作、要素、部品、および／または群の存在または追加を排除するものではない。結合されていると説明した部品は、電気的または機械的に直接結合されている場合もあれば、１つ以上の中間部品を介して間接的に結合されている場合もある。数学用語および幾何学用語は、本明細書の文脈上特段の明記がない限り、必ずしも厳密な定義に従って使用するものではない。というのは、記載用語は厳密な定義も有するが、例えば実質的に同様に機能する実質的に同様の要素が記載用語の範囲に明らかに含まれ得ることを、当業者であれば理解するからである。

一実施形態を参照して詳細に説明される要素およびそれに関連する態様は、実施可能であれば、それらの要素が特に図示あるいは説明されていない他の実施形態に含めてもよい。例えば、ある要素が一実施形態で詳細に説明され、第２の実施形態では説明されていない場合であっても、その要素は第２の実施形態に含まれるものとして請求の範囲に含まれ得る。

本明細書に記載の様々な例示的な実施形態は、例えば、限定されるものではないが、ＯＬＥＤ表示デバイス等の種々の電子デバイスのうちの任意のデバイスの製造中に基板上に堆積させた液体材料を乾燥させるシステム、方法、およびデバイスを含む。様々な例示的な実施形態は、そのような電子デバイスの工業規模の製造を想定し、したがって比較的小型サイズの世代の基板形式から、例えば、第８．５世代から第１１世代といった大型サイズの基板形式まで、様々な製造用途を想定している。第８．５世代の基板は寸法が約２２０ｃｍ×２５０ｃｍ、第１１世代の基板は寸法が約３００ｃｍ×３３２ｃｍである。

本開示に係る様々な例示的な実施形態は、堆積させた液体材料（例えば、有機インク材料）を乾燥させて溶媒を除去し、基板上に薄膜層を形成するための乾燥技術の使用を想定し、それによって乾燥を比較的迅速に、例えば大気圧環境等の真空を必要としない圧力環境において行うことができる。

様々な例示的な実施形態によれば、乾燥システムは、例えば、塗布システム（例えば、インクジェット印刷システム）を収容する筐体等、基板への材料の堆積を行う筐体内に配置することができる。乾燥システムを塗布システムの筐体に組み込むことにより、例えば、画素ごとに、または画素の行または群ごとに等、堆積後比較的迅速に基板の一部分を一時に乾燥させることができる。あるいは、本開示は、乾燥システムが独立型モジュールであり、別体である塗布システムの筐体から搬送された乾燥用の基板を受け取ることができる実施形態を想定する。

例えば熱伝導による基板全体の加熱、および／または乾燥させる材料を堆積させた基板の表面にわたる対流を使用する技術とは異なり、様々な例示的な実施形態は、乾燥させる材料に直接エネルギーを吸収させる乾燥技術を想定している。このように、本明細書に開示の乾燥技術は、堆積させた材料の意図した部分に直接使用することができるため、比較的効率的かつ迅速に乾燥を実現することができる。これにより、均一な膜層と高いスループットを実現することができる。さらに、本開示の乾燥技術の各種実施形態により、材料に加えるエネルギーの強度と暴露時間を調整することができ、したがって製造される膜層の均一性をさらに高めることができる。このような局所化かつ個別調整した乾燥により、画素内のインクの乾燥を中央に集中させ、例えば画素内で不均一性が生じ得る縁部での乾燥の影響を補償することができる。したがって、様々な例示的な実施形態による乾燥技術により、画素内の膜厚均一性だけでなく、ディスプレイ全体またはディスプレイの複数の画素にわたる均一性の両方を高めることができる。

本開示の各種実施形態では、液体材料からの溶媒の蒸発によって乾燥を実施するが、本開示では、液体材料の重合を生じさせる硬化による乾燥も想定される。

本開示の各種実施形態では、基板の表面上の別個位置で複数の乾燥パターンを実現する機能、および各種構成要素（例えば、基板および／または電磁エネルギー伝送システムの構成要素）の配置および運動に対する制御において柔軟に対応できる乾燥システムがさらに想定される。大規模製造の場合、このように自由度を持たせることにより、乾燥工程（ひいては製造工程全体）を効率化し、スループットを向上させ、１台の乾燥システムで各種サイズの基板に対応することが可能となる。

本開示の各種実施形態では、温度制御型支持装置を使用して基板を支持し、例えば伝導および／または対流によって加熱および／または冷却を行う乾燥システムがさらに想定される。このような温度制御型支持装置により、加熱または冷却を追加で行うことができ、製造される膜層の均一性をさらに高めることができる。ある実施形態では、基板支持装置は、基板を周囲温度に対して冷却させる温度に保持するように制御することができる。堆積材料への電磁エネルギーの集中的な印加と併せてこのような冷却を行うことにより、例えば、乾燥して固体層となる堆積液体材料の下方に位置する電気的特徴部等、基板下の特徴部への損傷を防ぐために望ましいことがある。

本開示に係る乾燥システムの例示的な一実施形態を図１Ａに示す。乾燥システム１００は、基板７０上に堆積させた液体材料の液滴８０を乾燥させて基板７０上に固体薄膜を形成するために、電磁エネルギー２０を生成し送ることができる電磁エネルギー伝送システムを備える。電磁エネルギー２０は、液体材料中の溶媒を蒸発させるか、または液体材料を重合させる（すなわち、液体材料を硬化させる）ことによって、液滴８０を乾燥させることができる。電磁エネルギー２０は、例えば、乾燥させる材料（例えば、液滴８０）を堆積させた基板７０上の１つ以上の別個位置（画素等）において、基板７０の表面に入射させるように経路に沿って伝送することができる。ある実施形態では、電磁エネルギー２０は相対的に集光され、例えばディスプレイの画素またはサブ画素を形成するために液滴を堆積させたウェル等の基板の局所領域、または他の別個位置に入射させるように送られる光エネルギー経路である。ある実施形態では、別個位置は、約１５μｍから約１００μｍの範囲の幅と、約３２μｍから約２５０μｍの範囲の長さとを有する。例えば、別個位置は、ある実施形態では、約６０μｍ×１７５μｍの範囲のサイズを有する。あるいは、図１Ａには示されていないが、電磁エネルギーは、複数の液滴および／または基板の広範な被覆領域に一時に入射するように、基板のより広い領域にわたって入射させることができる。これについては、追加の実施形態に関して以下でさらに説明する。

液滴８０は、インク液滴等の液体有機材料であってもよい。液滴８０は単一の液滴であっても、複数の個々の液滴が合わさって単一の体積を形成してもよいことが、本開示の範囲内に含まれる。このように、用語「液滴」の使用は便宜上であり、電子ディスプレイに関して基板の画素またはサブ画素の形式を画定する層を形成するために乾燥させる材料の比較的微細な別個の体積を包含することが意図される。液滴は、例えば、約３ｐＬから約３０ｐＬの範囲の体積を有してもよい。さらに、本明細書では、液滴は、スプレーコーティングまたはスロットノズルコーティングの等の成膜工程において基板上に堆積させた液膜であってもよい。

一実施形態では、電磁エネルギー２０は、液滴８０によって吸収されて液滴８０中の分子を励起させ、例えば、液体材料からの溶媒の蒸発によって液滴８０を加熱および乾燥させて固体膜層を形成するのに十分なエネルギーでよい。したがって、この加熱機構によって、液滴８０を迅速かつ効率的に直接加熱し、液滴を比較的迅速に乾燥させて、基板７０上に比較的均一かつ平坦な膜層を設けることが可能である。ある実施形態では、電磁エネルギー２０は、液滴８０中の極性分子を励起させ、液滴８０を加熱および乾燥させるのに十分なエネルギーでよい。電磁エネルギー２０は、液滴８０のみに印加し、基板７０のうち液滴８０周囲の部分には印加しないようにしてもよい。液滴８０に印加されたエネルギーにより液滴８０に熱勾配が生じ、液滴８０の上部（基板支持装置１０から比較的遠い箇所）が液滴８０の下部（基板支持装置１０に比較的近い箇所）よりも熱温度が高くなることがある。液滴８０内に生じる熱勾配により、電磁エネルギー２０によって液滴８０を均一に乾燥させることができる。

様々な例示的な実施形態において、電磁エネルギー２０は、光エネルギーまたは高周波エネルギーである。光エネルギーを使用する場合、波長は約５００ｎｍから約５０００ｎｍの範囲であってもよい。ある例では、波長は、約１０００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲であってもよく、ある実施形態では、約１５００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲であってもよい。波長は、液滴８０中のインク溶媒の特性に基づいて選択してもよい。また、波長は、液滴８０中のインク溶媒の光吸収率に基づいて変化させてもよい。高周波エネルギーを使用する場合、周波数は産業科学医療用バンド（ＩＳＭ：industrial, scientific, andmedical）内、例えば、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚであってもよい。ただし、これらの周波数は例示であって非限定的なものであり、上述したように、他の波長および周波数を用いて硬化性液体材料の重合を実現してもよい。

図１Ａに示すように、乾燥システム１００は、乾燥工程中に基板７０を支持する基板支持装置１０をさらに備える。基板支持装置１０は、真空チャック等のプレートまたはチャック、基板を浮動させて支持するように構成された浮動式テーブル（例えば、例示的な実施形態における気体軸受）、または電子デバイス製造のための基板処理の技術分野において当業者に周知の他の任意の適切な基板支持装置等、様々な構成を有することが可能である。基板支持装置は、基板７０を固定位置に保持することができ、または、例えば後述する運動システムを介して、例えば、液滴８０が載置された基板の表面に平行な面内に定義されたＸ方向またはＹ方向に基板７０を移動（搬送）するように構成されてもよい。例示的な一実施形態では、乾燥システム１００は、複数の乾燥ゾーンを含むことができ、これらのゾーンを介して基板７０を移動させることができる。これについては他の図および実施形態を参照しながら以下でさらに説明する。さらに、基板７０は、基板搬入出システム（図示せず）を用いて、乾燥システム１００に搬入および搬出することができる。このシステムは、その構成に応じて機械コンベア、基板浮動式テーブル、エンドエフェクタを有する基板搬送ロボット、またはそれらの組み合わせにより実現することができる。

ある実施形態では、基板支持装置１０は、温度制御され、基板７０を加熱および／または冷却するように構成されている。加熱および／または冷却は、基板７０上での液滴８０の蒸発速度または硬化速度を制御する一助となり、したがって得られる膜の均一性が高まる。加熱および／または冷却は、基板７０全体にわたって均一に実施してもよいし、基板支持装置の複数の制御ゾーンで実施してもよい。例えば、基板７０を支持する基板支持装置１０のうち異なる部分に対して異なる温度制御を行うことにより、基板７０の第１ゾーンを基板７０の第２ゾーンとは異なる温度で制御してもよい。基板支持装置１０は、例えば、基板支持装置内を循環し、基板７０に接触する液体媒体または気体媒体の伝導を利用して基板７０を加熱および／または冷却してもよい。あるいは、基板支持装置１０は、ペルチェ温度制御を用いた熱電素子であってもよい。

ある実施形態では、基板を基板支持装置に接触させた状態で伝導により基板を加熱および／または冷却することが想定されるが、他の実施形態では、基板を（例えば、リフトピン有り、または無しの浮動式テーブルによって）基板支持装置の上方に持ち上げ、少なくとも基板の下方で液体または気体の流れおよび対流によって加熱および／または冷却することが想定される。例示的な実施形態では、基板支持装置が真空チャックである場合には真空によって、および／またはクランプ若しくは他の機械的把持機構によって、基板支持装置上の所定の位置に基板を保持することができる。

ある実施形態では、基板支持装置１０は、電磁エネルギーを基板上の液滴に送り液滴に吸収させる間基板を冷却し、それによって液滴の乾燥または硬化を実現する。基板を冷却することにより、電気部品や付加層等の基板に設けられた特徴部が、電磁エネルギーの吸収等により極度な高温にさらされた場合に生じ得る損傷を防ぐことができる。基板支持装置は、基板の支持側の温度を例えば約０℃から約３０℃、例えば約１０℃から約３０℃、例えば約１５℃から約３０℃に保持することによって基板を冷却してもよい。ただし、基板を冷却する温度は、基板内部に設けられた特徴部および基板の材料に基づいて変動し得ることが想定される。

図１Ｂは、温度制御された流体Ｆ（例えば、気体または液体）を基板支持装置１１から吐出させて基板７１を加熱および／または冷却する間、基板７１を支持するリフトピン（格納可能）を有する基板支持装置１１の例示的な一実施形態を示す。リフトピン１５は、基板７１の外周に配置することができるが、この位置に限定されるものではなく、他の位置も想定される。基板支持装置１０、１１はまた、さらに後述するように、基板７０、７１を１つ以上の異なる位置に移動させることもできる。

基板支持装置が浮動式テーブルである場合、圧力のみ、および／または圧力と真空の組合せを含む各種浮動式テーブルを用いて流体バネ効果を生じさせ、浮動中の基板の浮動高さをより厳密に制御することが想定される。後者の場合、基板を支持するためにリフトピンを使用しなくてもよい。当業者には、基板の加熱／冷却を制御するためにガス流を適切に加熱または冷却するのに利用できる各種浮動式テーブルが周知である。

再び図１Ａを参照すると、乾燥システム１００は、図１Ａに点線で示した筐体３０を任意選択で含んでもよい。筐体３０は、筐体３０内の温度、圧力、ガス含有量等のいずれかの制御を含め、制御された処理環境を維持できるように密閉可能である。様々な例示的な実施形態において、乾燥システム１００等の乾燥システムは、大気圧内で動作するように想定され、したがって筐体３０内の環境は、大気圧または大気圧付近とすることができる。様々な例示的な実施形態において、乾燥システム１００の筐体３０は、内部への気体源（空気、窒素、貴ガスのいずれか、またはそれらの組合せ等）、気体の循環およびろ過システム、気体精製システム、熱調節システム、および／または蒸発した微粒子を除去する溶媒捕捉装置および／また溶媒排出システムとなる各種構成要素と動作可能に結合させることが可能である。このような構成要素を、図１Ａの３５としてまとめて模式的に示している。

乾燥システム１００は、乾燥システムと塗布システムとが同じ筐体内にあるように、塗布システムの一部であってもよい。他の実施形態では、乾燥システム１００は、２つの別個の筐体等、塗布システムの筐体とは別個であってもよく、塗布システムで処理された基板を受け取るように構成される。例えば、乾燥システム１００を、塗布システムに結合させ、基板に液体コーティング材料を堆積させた後、基板が塗布システムの筐体から乾燥システム１００の筐体に移動するようにしてもよい。乾燥システムの筐体は、塗布システムの筐体に直接連結することができる。あるいは、塗布システムの筐体と乾燥システムの筐体との間に搬送モジュールや保持モジュールを設けることも可能である。他の実施形態では、乾燥システムを塗布システムと併設し、基板のコーティング（液体材料の堆積）とともにその場で乾燥を行うことができる。

本開示の各種実施形態によれば、乾燥システムにおいて、乾燥工程の電磁エネルギーとして光エネルギーを使用することができる。図２から図９に、本開示に係る光エネルギーを用いた乾燥システムの各種実施形態を模式的に示す。図２を参照すると、基板２７０上に堆積させた液体材料の乾燥に電磁エネルギーとして光エネルギーを利用する乾燥システム２００の例示的な一実施形態が示されている。本実施形態において、乾燥システム２００は、光源からの光エネルギーを、基板２７０の表面に堆積させた液滴２８０に入射させるように送る光エネルギー伝送システムを備える。図示のように、図２の光エネルギー伝送システムは、上述のように液滴２８０に入射光を発して液滴２８０中の分子を励起させ発熱させるのに十分な光源２４０を含む。光源２４０は、レーザ、ＬＥＤ、白熱灯等の各種光源から選ぶことができ、約５００ｎｍから約５０００ｎｍの範囲の波長を有する。ある例では、波長は約１０００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲であり、ある実施形態では、約１５００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲である。これらの範囲は非限定的であり、波長は、液滴２８０中のインク溶媒の光吸収特性を含む液滴８０中のインク溶媒の特性に基づいて選択することができる。光源２４０は、他の光学装置との組合せ、および／またはそれ自体が、乾燥させる液滴の材料の特性等の特定の仕様に基づいて所望の異なる波長を提供するように調整可能である。光源２４０の出力もやはり調整可能であり、変調出力またはパルス状出力となるように構成してもよい。

乾燥システム２００は、光学系アセンブリ２５０と、光が液滴２８０に当たるように光の向きを変更および／または集光させるように配置された１つ以上の反射部材２６０とをさらに含む。光源２４０は、光源２４０と光学系アセンブリ２５０がともにそれぞれの光路を基板２７０の表面に概ね平行に送るように、光学系アセンブリ２５０の側方に横方向に配置することができる。図２に示すように、光学系アセンブリ２５０は、適量のエネルギーが液滴２８０に印加されるように、光源２４０からの光を集光し改変する１つ以上の構成要素を含むことができる。さらに、光学系アセンブリ２５０の構成要素を用いて、伝送光が液滴２８０に直接入射するように適切に位置決めしてもよい。光学系アセンブリ２５０の構成要素には、当業者には周知のように、例えば１つ以上の光学フィルタ、レンズ、プリズム、および／またはミラーが含まれ得る。光学系アセンブリ２５０は、光学系アセンブリ２５０に入射し、そこから伝送される光の特性を測定するための１つ以上の光学センサを含んでもよい。光学系アセンブリ２５０はまた、例えば、レンズや偏光板等、伝送光のビームを成形する１つ以上の構成要素を含んでもよい。

乾燥システム２００は、光源からの光エネルギーの方向を変更し、任意選択で光学系アセンブリ２５０を介して液滴２８０に入射させる反射部材２６０をさらに備える。言い換えれば、反射部材は、基板２７０の表面に対して略法線方向となるように光エネルギーの光路を変更し、乾燥させる液滴２８０に入射するように配置および構成されている。また、乾燥モジュール２００は光学系アセンブリ２５０を含まなくてもよいことが想定される。光学系アセンブリ２５０が含まれる場合、図２に示すように、光源２４０と反射部材２６０との間に配置してもよい。しかし、光学系アセンブリ２５０は、反射部材２６０の下流（上流から下流への方向は光源から基板への方向）等、光エネルギーの伝送経路のいずれに配置してもよいことが想定される。光学系アセンブリ２５０はまた、２つ以上のアセンブリ、例えば、２つまたは３つのアセンブリを含んでもよい。さらに、光源２４０と光学系アセンブリ２５０を１つの構成要素に組み合わせてもよく、および／または、光学系アセンブリ２５０と反射部材２６０を１つの構成要素に組み合わせてもよい。当業者であれば、光源、光学系アセンブリ、および反射部材の様々な組合せや配置を理解し、特定の用途に基づいて所望の乾燥を実現するように光エネルギーを改変および伝送できることを理解するであろう。

反射部材２６０は、伝送光を液滴２８０に直接送る１つ以上の回転可能なミラーであってもよい。例示的な一実施形態では、反射部材２６０は、例えば、移動／並進ミラーまたは電磁気的に枢動するミラーであってもよい。反射部材２６０の位置は、基板の乾燥工程中に様々な位置に光エネルギー経路を任意に再配置するように自動的に監視、記録、および／または制御されてもよい。

光源２４０、光学系アセンブリ２５０、および／または反射部材２６０の各々は、伝送光の視覚的表現を表示、分析、および記録するソフトウェアと結合させてもよい。さらに、これらの各構成要素は、基板の位置、乾燥させる材料の種類、および当業者であれば理解できる他の多くの要因について検知された情報に基づいて構成要素を自動的に制御するための制御部と結合させてもよい。

図２の説明では、伝送した光エネルギーは、単一の液滴２８０に入射する。一実施形態において、入射エネルギーは、液滴２８０の全体を包含するのに十分であってもよい。別の実施形態では、入射エネルギーが一時に液滴２８０の一部のみ包含するだけであってもよく、その場合、光エネルギー経路は、液滴２８０の様々な部分に順次入射させるように液滴に対して移動させてもよい。例えば、光エネルギーを最初に液滴の左半分に、次に液滴の右半分に、またはその逆に送ることができる。例えば、単一の液滴に集光させる場合、液滴２８０周囲の基板領域に入射エネルギーが入射しないように、また、それらの領域に堆積させた乾燥させる材料に入射エネルギーが入射しないように送ることが可能である。

例示的な一実施形態では、乾燥システム２００は、基板表面の様々な位置で局所乾燥を実現するように、伝送した光エネルギーを基板表面に対して移動させるように構成することができる。この移動は、入射エネルギー経路、基板（図２では例えば矢印Ａで示す）、またはその両方を移動させることで実現することができる。

運動システムによって、乾燥システム２００の１つ以上の構成要素を移動させてもよい。運動システムは、入射した光エネルギーを基板表面に対して様々な位置に送り、移動させるように構成要素を互いに対して移動させることが可能である。また、基板２７０を入射電磁エネルギーの経路に対して相対的に移動できることが想定される。運動システムは、基板２７０を移動させるために、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述したような基板支持装置１０を含むことができる。

図２の実施形態に示すように、入射光エネルギー経路に対して矢印Ａで示すように基板２７０を相対的に移動させるように動作システムを構成することができる。したがって、基板２７０は、Ｙ方向に沿って水平面内で移動可能である。このような構成において、反射部材２６０は、基板表面の全体において最終的に光エネルギーが入射するように、入射光エネルギー経路をＸ方向に送り移動させるように構成してもよい。当業者であれば、基板と入射光エネルギーとを相対的に移動させる各種運動を理解することができるであろう。

図３は、光伝送システムが、基板の表面の法線方向に入射光を伝送するように配置された光源および光学系アセンブリを備える乾燥システム３００の実施形態を示す。このような配置では、光エネルギーの方向を変更させる反射部材が不要になり得る。図３において、光源３４０は、図示のように基板３７０の表面に対して略法線方向に光エネルギー経路を送るように基板３７０の表面上方に配置される。光学系アセンブリ３５０は、光源３４０からのエネルギー伝送経路を遮断し、さらに、例えば液滴３８０に入射するように、基板の表面に対して法線方向に入射光エネルギーを送るように配置することができる。また、図３の実施形態では、光エネルギー伝送システムは、入射光エネルギー経路を基板３７０に対して相対的に移動させる際、並進移動するように構成されることが想定される。矢印Ｂで示すように、光源３４０および光学系アセンブリ３５０は、基板３７０のＹ軸方向に沿って水平面内で移動して、液滴３８０に対して伝送光を適切に位置決めすることができる。運動システム（図示せず）は、そのような運動を可能にするように動作可能に結合させることができる。図３には、光源３４０および光学系アセンブリ３５０のＹ方向への移動を示す矢印Ｂを示しているが、当業者であれば、光源３４０および光学系アセンブリ３５０がＹ方向ではなく、またはＹ方向に加えて、Ｘ方向に移動し得ることを理解するであろう。さらに、図２の実施形態に関して説明したように、基板３７０は、Ｘ方向およびＹ方向の一方または両方に移動することができる。

図２および図３に示す実施形態は、相対的に集光され送られる光エネルギー経路を示し、例えばディスプレイの画素またはサブ画素を形成するために液滴を堆積させたウェル等の基板の局所領域、または他の別個位置に入射させる。ある実施形態では、別個位置は、約１５μｍから約１００μｍの範囲の幅と、約３２μｍから約２５０μｍの範囲の長さとを有する。一実施形態では、別個位置は、約６０μｍ×１７５μｍのサイズを有する。しかし、様々な例示的な実施形態に係る乾燥システムは、複数の別個経路または基板のより広い表面積を覆う、より広い拡散経路のいずれかを介して、複数の液滴に同時に光エネルギーを入射させることが可能である。

図４は、光エネルギー伝送システムが、光源からの光エネルギーを複数の別個位置（例えば、液滴）に一時に送るように構成された乾燥システム４００の一実施形態を示す。図４に示すように、反射部材４６０は、光源４４０から伝送したエネルギーを複数の液滴４８０に同時に送ることができる。このように、図４の乾燥システムでは、複数の液滴を同時に乾燥させることができる。例えば、基板４７０にわたって概ね線（列）状に配置された複数の液滴に光エネルギーを一時に送る能力を実現するために、反射部材４６０は、走査型の移動／並進ミラーとすることができる。

図４の実施形態において矢印ＡおよびＢで示すように、反射部材４６０および基板４７０のいずれか一方または両方を、例えば、基板表面の全体をカバーきるようにＹ方向に沿って移動させて、図４の実施形態においてその上に配列された液滴の列（Ｘ方向に延びる）を乾燥させることが可能である。図４の実施形態では、反射部材４６０は、光源４４０（および任意選択で光源４４０の一部として含まれ得る光学系アセンブリ４５０）と共に矢印Ｂの方向に移動させて、伝送光を各液滴４８０に送る。Ｙ方向への並進に加えて、またはその代わりに、入射光エネルギーを基板４７０の表面のうち異なる領域に送る、すなわち例えば光エネルギーを液滴４８０の異なる列に送るように、反射部材４６０を傾斜および／または回転させることも可能である。さらに、上述のように、反射部材４６０からの入射光エネルギー経路が乾燥させる材料の全体（例えば、液滴の全体）をカバーしない場合、乾燥を実施するために液滴のうち異なる部分に光を送るように反射部材４６０を傾斜および／または並進させることが可能である。図４の実施形態では、光源４４０と光学系アセンブリ４５０は、任意選択で、上述のように１つの構成要素に結合させてもよい。しかし、光学系アセンブリ４５０は、例えば図２に示すように、光源４４０とは別の構成要素であってもよいことが想定される。

図５は、光エネルギー伝送システムを用いた乾燥システム５００の別の例示的な実施形態を示す。図５の実施形態は、２つの反射部材５６３、５６５を含み、これらは上記のように、例えば、走査および／または移動／並進ミラーとすることができる。第１ミラー５６３および／または第２ミラー５６５は、伝送した光エネルギーを基板５７０の表面上の各液滴５８０に個別に送るように移動させてもよい。一構成では、基板５７０の表面全体にわたって個々の別個位置（例えば、アレイ内の液滴）を乾燥させるように、基板５７０を矢印Ａで示すようにＹ方向に移動させ、反射部材５６５を矢印Ｄで示すようにＸ方向に移動させることが可能である。光源５４０／光学系アセンブリ５５０および反射部材５６３は静止させたまま、反射部材５６５および基板５７０を移動させることにより、基板５７０の表面全体をカバーするのに必要な入射光エネルギーと基板表面とのＸＹ方向への相対移動を実現することができる。別の構成では、基板５７０を静止させたまま、反射部材５６３を矢印Ｃで示すようにＹ方向に移動させ、反射部材５６５を矢印Ｄで示すようにＸ方向に移動させることが可能である。また、このような構成により、入射光エネルギーと基板表面とをＸＹ方向に相対移動させ、基板表面のあらゆる所望の位置において乾燥を行うことが可能となる。さらに他の構成では、基板５７０、反射部材５６３、および反射部材５６５をすべて移動させて、入射光エネルギーを基板表面のあらゆる所望の位置に送ることができる。

本明細書に記載の例示的な実施形態の乾燥システムの様々な構成要素の移動を制御するために、各種運動システムを使用してもよい。例えば、様々な例示的な実施形態において、分割軸ガントリシステム等のガントリシステムを用いて、光エネルギー伝送システムの構成要素の１つ以上を移動させることができる。図６Ａおよび図６Ｂは、図５を参照して説明したものと同様の構成要素および運動を有する光エネルギー伝送システムのための、移動／並進ミラー等の第１反射部材６６３および第２反射部材６６５を移動させるガントリシステム６９０の例示的な一実施形態を示す。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、ガントリシステム６９０は、乾燥させる基板を受けるようにサイズ設定された筐体６３３（内部を示すために天井が取り外されている）内に示されている。筐体６３３は、独立した乾燥モジュールとしても、印刷システムを収容した印刷乾燥複合モジュールとしてもよい。

図６Ａおよび図６Ｂは、光源６４０（および任意選択で光学系アセンブリ６５０）が筐体６３３の外部にある配置を示す。伝送光は、上述の図５の実施形態と同様に、筐体６３３から出射し、反射部材６６３、６６５によって反射される。また、光源６４０（および任意選択で光学部材６５０）は、筐体６３３の内部に配置されてもよいことが想定される。光源６４０（および任意選択で光学部材６５０）を筐体６３３の内部に配置することで、これらの構成要素に対する保護を強化することができる。しかし、光源６４０（および任意選択で光学部材６５０）を筐体６３３の外部に配置することにより、筐体６３３をより小型形状とすることが可能となり、筐体６３３内部で発生する熱量を低減させ、筐体内の各種構成要素の保守が軽減され得る。また、特に筐体を不活性ガス環境等特定の条件にする必要がある場合、各種光学部品を筐体外に配置すると、保守が簡易になり得る。

ガントリシステム６９０は、基板６７０の上方に配置され、基板６７０の幅方向にわたり延在するレール６９３を備える。反射部材６６５は、レール６９３を横切ってＸ方向に移動するように構成することができる。さらに、ガントリシステム６９０は、例えば図５を参照して上述したように、第１反射部材６６３および第２反射部材６６５を基板６７０のＹ軸方向に移動させるように構成してもよい。

図２から図６Ｂは、光源、光学系アセンブリ、反射部材、および／または基板を基板のＹ軸方向に沿って移動させた状態を示している。しかし、これらの構成要素いずれかの移動が、基板のＸ軸方向であってもよいことが想定される。さらに、またはあるいは各種構成要素をＺ軸方向に移動させることによって、光源、反射部材、基板間の距離を変化させることも可能である。例えば、光源や反射部材を基板の上面に対して近づけたり遠ざけたりすることができる。

ある実施形態では、本開示に係る光エネルギー伝送システムを備える乾燥システムは、図２から図６Ｂを参照して上述した集光入射経路とは異なり、基板表面のより広い領域にわたって入射光エネルギーを生成するために、１つ以上の広スペクトル拡散光源である光源を使用することが可能である。図７Ａに示すように、光エネルギー伝送システム７００は、ランプ７４０等の広スペクトル拡散光源である光源を備える。ランプ７４０は、例えば、基板７７０にわたる列として配列された複数の液滴７８０等、基板を横切る各位置に堆積させたインクを乾燥させるように、基板７７０の幅にわたって光を送るように構成されている。図７Ａから図７Ｃには１つの広スペクトル拡散光源しか示されていないが、光源が一群の広スペクトル拡散光源であっても本開示の範囲内に含まれる。光源７４０は、例えば、１つ以上のＬＥＤ、ＩＲエミッタ、キセノンランプ、プラズマランプ、またはガス放電ランプであってもよい。

図７Ａに示すように、光源７４０と基板７７０とは、例えば、１つ以上の運動システムを用いて互いに対して移動させることができる。例えば、１つ以上の光源７４０によって基板のＸ方向にわたり入射光エネルギーを生成する実施形態では、１つ以上の光源７４０および／または基板７７０は、それぞれ矢印ＥおよびＡで示すように、Ｙ方向に互いに対して移動するように構成することができる。

図７Ａに示すように、光源７４０は、矢印Ｅの方向に移動する際に、一時に基板７７０の一部のみを照明するように構成することができる。例えば、図７Ａは、光源７４０が一時に１列の液滴７８０を照明する様子を示している。しかし、光源７４０からの入射光エネルギーが、基板７７０の上面領域全体をカバーすることを含めて、複数の液滴列または他の配列をカバーするように光源７４０を基板７７０に対してサイズ設定し調整できることも想定される。

上述のように、光源７４０は、基板７７０の長さおよび幅と実質的に同じであってもよい。また、光源７４０が基板７７０に比例してサイズ設定され得ることも本開示の範囲内に含まれる。例えば、光源７４０は、基板７７０の２分の１、３分の１、４分の１のサイズであってもよい。さらに、光源７４０は、例えば、正方形、円形、三角形、または楕円形等の様々にグループ分けされた液滴の列、または複数の液滴をカバーするように照明光を発するように構成してもよい。

図７Ｂに示すように、光源７４０から液滴７８０に入射した伝送光エネルギーを、基板支持装置７１０と組み合わせて用いて、例えばＹ方向に沿って基板を移動させてもよい。基板をＹ軸方向に移動させるために基板支持装置を使用することは、入射光エネルギーが基板のＸ方向にわたって延びるかまたは基板のＸ方向にわたって移動できる場合に有用であるが、当業者であれば、各種実施形態の基板支持装置がＸ方向またはＸ方向およびＹ方向の両方に移動し得ることを理解するであろう。例示的な一実施形態では、基板支持装置７１０は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述したように、基板７７０を加熱および／または冷却する温度制御型基板支持装置とすることができる。このような配置により、得られる薄膜の均一性を高めるように、基板７７０上の液滴７８０の蒸発に対してより優れた制御が可能となり得る。図２から図６Ｂ、図８、および図９の実施形態には示されていないが、当業者であれば、それらの実施形態のいずれもが、例えばＸ方向および／またはＹ方向に基板を移動させるために移動可能な基板支持装置を使用できること、および／または図１Ａおよび１Ｂを参照して上述したような温度制御が可能であることも理解するであろう。

本開示の乾燥システムの各種実施形態では、マスクと結合された光源を用いて、入射光を液滴に直接送ってもよい。図７Ｃに示すように、光源７４０から伝送された光は、マスク７９０を通ってから基板７７０に入射するように送ってもよい。上述のように、光源７４０は、ランプ等の広スペクトル拡散光源であってもよい。マスク７９０は、光源７４０と基板７７０との間に配置してもよく、マスク７９０は入射光が通過する１つ以上の孔７９５を含んでもよく、これらの孔７９５を通って入射光が基板７７０上の液滴７８０に送られる。したがって、光源７４０からの入射光の一部をマスク７９０によって遮断することができ、遮断された光は基板７７０に到達しなくなる。入射光の一部を遮断することにより、マスク７９０は入射光を液滴７８０に局所的に当てる一助となり得る。ある実施形態では、孔７９５は、液滴７８０のパターンに対応して一致させてもよい。例えば、孔７９５は、一列の液滴７８０と整列した一列の孔であってもよい。しかし、孔７９５は、液滴７８０のパターンと同様に整列された任意のパターンの孔であってもよいことが想定される。したがって、マスク７９０は、マスクを適切に位置決めするための位置合せ装置（図示せず）と共に使用することができる。孔７９５は、液滴７８０よりも大径、小径、または同径となるようにサイズ設定してもよい。

各種実施形態において、光エネルギー伝送システムは、Ｘ方向に沿って一時に複数の液滴列をカバーするように入射光を発するように構成できることも想定される。図８は、複数の光源８４０を用いて、基板８７０にわたる帯状の複数の入射エネルギー経路（例えば、各経路が液滴列をカバーする）を実現する光エネルギー伝送システム８００の実施形態における基板８７０の上面斜視図を模式的に示す。図８では、このような光源８４０を３つ示しているが、任意の数の光源を使用することができる。光源を有する光エネルギー伝送システムは、図７Ａの実施形態のランプ７４０のような構成を有することが想定される。光エネルギー伝送システムは、光源８４０の各々、ひいては入射エネルギー帯が、基板８７０に対して矢印Ｅで示すＹ方向に相対的に移動するように構成することができる。これらの光源は基板８７０に対して一緒に移動するように構成しても、互いに別々に移動するように構成してもよい。また、上述のように、基板８７０は、矢印Ａで示すＹ方向に移動するように構成してもよい。

図９に示す光エネルギー伝送システム９００の別の実施形態では、光源９４０は、Ｘ方向に平行ではなく、Ｘ方向に対して斜めに配置することができる。例えば、光源９４０は、基板９７０のＹ軸に対して約５度から約１５度の位置に配置してもよい。光源９４０はそれぞれ、基板９７０のＹ軸に対して同じ角度で配置してもよいし、異なる角度で配置してもよい。上述のように、光源９４０および／または基板９７０は、入射光エネルギーが最終的に基板９７０の表面全体にわたって照射されるように（例えば、表面に堆積させた全液滴をカバーするように）互いに対して移動させてもよい。図９に示すように入射エネルギーを傾斜させると、基板表面の画素／サブ画素の配列の整列行および／または列において乾燥が不均一となった場合に顕著に視認し得る欠陥を最小限に抑えることができる。図９では、複数の傾斜光源９４０を示しているが、光源が１つのみの光エネルギー伝送システムも傾斜光源を使用できることが本開示の範囲内に含まれる。

図８および図９の実施形態における複数の光源８４０、９４０は、複数のマスクと併用してもよい。例えば、各光源８４０、９４０は、入射光を各液滴に送るマスクと組み合わせてもよい。

図７Ａから図９の実施形態において、光源（複数可）の波長は、上述のように、液滴８０中のインク溶媒の特性、例えば液滴の吸光特性等に基づいて選択してもよい。例示的な実施形態では、図７Ａから図９の光源（複数可）は、約５００ｎｍから約５０００ｎｍの波長範囲の光を発し得る。ある例では、波長は約１０００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲であってもよく、ある実施形態では、波長は約１５００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲であってもよい。光源（複数可）は各々基板の幅にわたる単一の細長い光源であってもよい。あるいは、各光源は、基板の全幅にわたって効果的に光を広げるように配置された複数の光源を備えてもよい。また、光源（複数可）は、液滴を堆積させた位置に対応した１つ以上の集光領域において、照明光をより多く照射できることが想定される。また、各光源（複数可）によって、照明光の波長、強度、周波数変調、および／または持続時間が異なる領域を設けてもよいことが想定される。

図７Ａから図９は、光源がＹ方向に沿って移動する様子を示している。ただし、光源はＸ方向に移動してもよく、さらに図７Ａから図８のＹ方向と平行に光源を配置してもよいことが想定される。さらに、またはあるいは各種構成要素をＺ軸方向に移動させることによって、光源（複数可）と基板との間の距離を変化させることもできる。例えば、光源（複数可）を基板の上面に対して近づけたり遠ざけたりすることができる。

図２から図９の実施形態において、入射光エネルギーの波長、持続時間、周波数変調、強度は、各種要因に基づいて選択してもよい。例えば、波長、持続時間、周波数変調、強度は、液滴の体積、材料の吸収／励起波長等、乾燥させる材料の特性に基づいて選択することができる。例えば、入射光は、波長１５５０ｎｍ、強度３５ｍＷ、露光時間約３５分としてもよい。

図２から図９は、光エネルギーを用いて液滴を乾燥させて、基板上に均一な薄膜を形成する実施形態を示す。しかし、電子デバイス製造時に基板表面に堆積させた液滴を直接励起させるために、他の種類の電磁エネルギーを用いて必要な入射エネルギーを生じさせてもよいことが想定される。例えば図１０に示すように、高周波エネルギーを用いて液滴を乾燥させ、均一な薄膜層を形成してもよい。図１０では、乾燥システム１０００は、基板１０７０上の液滴を乾燥させるための高周波エネルギー伝送システムを含む。光入射エネルギーを用いて乾燥工程を実施する実施形態と同様に、乾燥させる材料（例えば、１つ以上の液滴）に入射する高周波エネルギーによって材料内の分子を励起させ、分子が熱を発生して材料を乾燥させる。

乾燥システム１０００は、互いに間隔を空けて配置された第１電極１０４３および第２電極１０４５と結合された高周波発生器１０４０を含む。高周波発生器１０４０に電力を供給して電極１０４３と電極１０４５との間に電位が生じると、これらの電極間に高周波エネルギー場１０６５が生成される。エネルギー場１０６５は、電極１０４３と電極１０４５との間の距離に基づいて操作することができる。したがって、電極１０４３と電極１０４５とはそれぞれ他方の電極に対してＺ軸方向に相対的に移動させてもよい。電極１０４３と電極１０４５とは、必要に応じて電極の一方を基板に近づけることができるように、互いに独立に移動させてもよい。

エネルギー場１０６５の生成前または生成後のいずれかにおいて、基板１０７０の少なくとも一部分を第１電極１０４３と第２電極１０４５との間で移動させる。基板１０７０は、上述のように、基板支持装置１０、１１、７１０（例えば、機械式コンベア、気体クッション、浮動式テーブル、および／またはチャック）を介して第１電極１０４３および第２電極１０４５に対して相対的に移動させることができる。また、第１電極１０４３および第２電極１０４５も基板１０７０に対して相対的に移動できることが想定される。エネルギー場１０６５は、電極１０４３と電極１０４５との間に配置された基板表面の液滴に入射し、それによって液滴材料の分子を励起させて液滴を加熱、乾燥させ、薄膜層を形成する。高周波エネルギー場１０６５は、一般的に基板の表面領域にわたることになり、したがって複数の液滴に同時に作用することになる。

第１電極１０４３および第２電極１０４５は、基板１０７０全体が電極間に配置され、エネルギー場１０６５内に同時に配置されるようにサイズ設定してもよい。あるいは、図１０に示すように、基板１０７０の全体よりも少ない一部分のみを電極間およびエネルギー場１０６５内に同時に配置してもよい。

上述のように、基板１０７０と第１電極１０４３および第２電極１０４５とは、矢印Ｆで示す方向に互いに対して移動させることができ、したがって基板１０７０とエネルギー場１０６５とを相対的に移動させることができる。基板１０７０、第１電極１０４３および第２電極１０４５、エネルギー場１０６５の移動は、図１０に矢印Ｆで示すように基板１０７０のＹ方向であってもよい。このような移動により、基板１０７０の全部分をエネルギー場１０６５内に移動させることができる。

図８および図９の実施形態と同様に、基板の複数部分をより効果的に一時に乾燥させるために、乾燥システム１１００において複数の高周波エネルギー場を基板に沿って配置できることが想定される。図１１は、複数の電極が基板１１７０に沿って配置された実施形態における基板１１７０の上面透視図である。図１１は、基板の上方に配置された３つの第１電極１１４３を示す。第２電極は示されていないが、この実施形態では、３つのエネルギー場を生成するために、対応する３つの第２電極も含まれることになる。図１１では３つのエネルギー場が生成されるが、任意の数の電極対を使用することも想定される。電極対は、図１１の実施形態では、互いにＸ方向に平行となるように配置されている。

図１１の実施形態において、第１電極および第２電極は、上述のように矢印Ｆで示す方向に移動するように構成してもよい。電極対は、基板１１７０に対して共に移動するように構成してもよいし、他の電極対から離れるように構成してもよい。また、上述のように、基板１１７０は、電極に対して矢印Ｆで示す方向に相対移動するように構成してもよい。

また、図１１の実施形態では、異なるエネルギー場を生成するように、第１電極１１４３がすべて共通の第２電極と対をなすことも想定される。あるいは、複数の第２電極を共通の第１電極と対にして、異なるエネルギー場を生成してもよい。

ある実施形態では、電極を互いに平行にＸ方向に配置するのではなく、上述の図９の実施形態と同様に、乾燥システム１２００に示すようにＸ方向に対して平行ではなく、斜めに配置してもよい。この配置により、基板表面の画素／サブ画素の配列の行または列に沿って整列し得る乾燥層が均一でない場合に生じ得る視認可能な欠陥の影響を最小限に抑えることができる。上述のように、電極および／または基板１２７０は、基板１２７０上の全液滴がエネルギー場内に配置されるように移動させてもよい。図１２には複数の傾斜電極を示すが、単一の傾斜電極対のみを使用することも本開示の範囲内に含まれる。

図１０から図１２の実施形態において、高周波エネルギー場１０６５は、基板の幅にわたる単一のエネルギー場であってもよい。あるいは、１つ以上の高周波発生器と電極対を配置して、基板の全幅にわたって１つ以上の高周波エネルギー場を効果的に生成することもできる。また、高周波エネルギー場を、液滴を堆積させる位置に対応した１つ以上の集光領域に印加し得ることが想定される。また、複数の高周波発生器を使用し、それぞれが異なる強度および／または持続時間の高周波エネルギー場を生成することも想定される。

図１０から図１２の実施形態において、高周波エネルギー発生器は、例えば１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、または４０．６８ＭＨｚの産業科学医療用バンド内の周波数を有する、基板の表面に入射する高周波エネルギー場を生成してもよいが、これらの周波数に限定されるものではない。高周波発生器は、基板表面に入射する高周波エネルギー場の周波数、ひいては強度を変更できるように制御可能であってもよい。したがって、各種実施形態において、高周波エネルギー場は、乾燥させる材料の特性、乾燥させる材料の体積等の特定の仕様に基づいて乾燥を実施するように所望のように調整され得る。図１０から図１２の実施形態において、生成された高周波エネルギー場の持続時間および強度は、各種要因に基づいて選択され得る。例えば、持続時間および強度は、液滴の体積、材料の吸収／励起波長等、乾燥させる材料の特性に基づいて選択することができる。

図１０から図１２は、電極が基板のＹ軸に沿って移動する様子を示している。しかし、これらの構成要素いずれかの移動が、基板のＸ軸方向であってもよいことが想定される。さらに、またはあるいは各種構成要素をＺ軸方向に移動させることによって、基板と各電極との間の距離を変化させることもできる。例えば、上述のように、電極を基板の方に近づけたり、基板から遠ざけたりすることができる。これにより、高周波エネルギー場を生成するのに最適な電極間隔を実現することができる。

図１０から図１２の実施形態において生成された高周波エネルギー場を、上述のいずれかの実施形態に係る基板支持装置（図示せず）と共に用いて、基板の支持、移動、および／または温度制御（加熱および／または冷却）を行ってもよい。

各種実施形態に係る乾燥システムは、例えば大気圧条件等、真空圧以外の圧力条件下で使用してもよい。薄膜層を形成するための乾燥を比較的短時間で均一に行うことができれば、電子デバイス製造における乾燥工程を簡略化することができる。例えば、本開示の例示的な実施形態に係る乾燥システムを例えば印刷システムの筐体等の塗布システムの筐体内に組み込むことができる。これにより、例えば真空圧条件を満たすために基板を別のチャンバに搬送する必要なく、基板上に材料を堆積させた後その場で乾燥を実施することが可能となる。乾燥システムが印刷システムの筐体内に組み込まれている実施形態では、プリントヘッドアセンブリをＸ方向に移動させる基板支持装置および／またはブリッジ等の印刷システムの各種構成要素を乾燥システムの構成要素と組み合わせて用いて、基板と入射エネルギー伝送経路（複数可）との相対運動を実現し、基板表面上の様々な所望位置にわたって乾燥を実施できることが当業者は理解されるであろう。

図１３は、印刷システム筐体１３３０内に組み込まれた乾燥システム１３００、基板支持装置１３１０、およびインクジェットプリントヘッドアセンブリ１３２５を支持する印刷システムブリッジ１３２０の実施形態を模式的に示す。このような配置により、基板１３７０を基板支持装置１３１０で支持しながら、プリントヘッドアセンブリ１３２５をブリッジ１３２０に沿って移動させて、基板１３７０上の別個位置および／またはパターンとして材料（例えば、有機材料インク滴）を堆積させることができる。基板支持装置は、各種実施形態を参照して上述した基板支持装置構造のいずれでもよい。運動システムは、当業者には周知のように、基板とインクジェットプリントヘッドアセンブリとの相対移動を制御することができる。乾燥システム１３００は、図１３において一般的な構成要素として描かれているが、当業者であれば、システム１３００は、本開示の乾燥システムの実施形態の、本明細書に記載の任意の構成要素を備えることができることを理解するであろう。例えば、印刷システムブリッジ１３２０は、ガントリシステム６９０の少なくとも一部を構成してもよい。ある実施形態では、印刷システムブリッジ１３２０が反射部材６６５を備えてもよく、プリントヘッドアセンブリ１３２５が反射部材６６３を備えてもよい。さらに、本明細書に記載のいくつかの構成要素は、筐体の外部に配置してもよいが、その場合も乾燥工程が印刷システムの筐体内で行われ得るように筐体に動作可能に結合される。

例示的な一実施形態では、乾燥システム１３００は、入射する乾燥電磁エネルギーを、プリントヘッドアセンブリによってインクを堆積させた基板位置に送るためにプリントヘッドアセンブリ１３２５と同調して制御できることが想定される。したがって、この印刷システムでは、例えば、本開示の乾燥システムの動作と共に、基板上の１つ以上の別個位置および／または基板上の所望のパターンとして材料をその場で堆積させることができる。例えば、例示的な一実施形態では、乾燥システム１３００は、堆積後約３０秒から約３分以内に基板位置に堆積させた材料を乾燥させるように制御することができる。

乾燥システム１３００および印刷システム筐体１３３０を収容する筐体の内部は、制御された処理環境に維持してもよい。ある実施形態では、制御された処理環境は、大気圧である。

別の例示的な実施形態では、乾燥システムは、塗布システムの筐体とは別体の筐体として設けられるが、２つの筐体間で基板を直接搬送するか、または２つの筐体間に配置された搬送チャンバまたは保持チャンバを用いることによって、それらの筐体をつなぐことができる。他の実施形態では、乾燥システムは、様々な場所およびワークフローにおいて、モジュール式の塗布システム全体と組み合わせることができるモジュールであることが想定される。したがって、乾燥システムを他の塗布システムの他のモジュールと動作可能に結合させる際に自由度が得られる。これらの各実施形態において、乾燥システムおよび塗布システムはいずれも大気圧に制御された処理環境に維持されてもよい。図１４は、図１３の１３３０と同様の部品に１３００番台ではなく１４００番台として符号付けした印刷システム筐体１４３０を備える塗布システムを乾燥システム１４００に動作可能に結合させた例示的な実施形態を示す図であり、本例では両システム間で基板を搬送することが可能である。このような実施形態では、基板の一部分に対して段階的に印刷を行い、乾燥システム筐体に移動して乾燥させ、その後、印刷システム筐体１４３０に戻すことができる。例えば、赤、緑、青の画素ディスプレイを形成する例示的な一実施形態では、赤色材料を基板上の所望の位置にまず堆積させ、次に基板を乾燥システムに移動させて堆積済みの赤色材料を乾燥させ、次に緑色材料、次に青色材料を乾燥させることが可能である。当然ながら、当業者であれば、材料堆積と乾燥のこの順序は一例にすぎず、他の順序や技術も本開示に基づき自明であることを理解するであろう。

電磁エネルギー伝送システムを含めて、乾燥システムの上述の実施形態を組み合わせることが本開示の範囲内に含まれる。したがって、これらの各実施形態の特徴を他の実施形態の特徴と組み合わせてもよい。異なる実施形態は相互に排他的ではなく、相互に組み合わせることが可能であることが当業者には明らかである。

本開示全体において記載した乾燥システムの様々な例示的な実施形態によって、基板上の液滴の迅速な乾燥を実現し、基板上に均一な薄膜層を形成することができる。したがって、液滴を基板上に堆積させた後、実質的に直ちに乾燥させることができる。さらに、各液滴は、本開示の乾燥システムによって、例えば、液滴の第２部分が完全に乾燥する前に、液滴の第１部分が完全に乾燥しないように均一に乾燥させてもよい。あるいは、本開示の乾燥システムでは、液滴全体を均一に乾燥させる。

各種実施形態による乾燥システムではまた、比較的大型のディスプレイパネルを製造するための大型基板を容易に乾燥させることが可能となる。この乾燥システムでは、基板が大型であっても、様々な位置から基板上の液滴に接近し乾燥させることが可能である。したがって、各種実施形態に係る本開示の乾燥システムは、各種サイズの基板上の液滴を乾燥させる経済的かつ効率的な方法を提供することができる。

本開示の乾燥技術および乾燥システムの実施形態を用いて製造された電子デバイスとして、例えば、電子ディスプレイまたはディスプレイ部品、プリント回路基板、または他の電子部品が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの部品は、例えば、携帯用電子デバイス、テレビ、コンピュータディスプレイ、またはディスプレイ技術を組み込んだ他の電子デバイスに使用することができる。

本明細書に記載の例および実施形態は、非限定的であり、構造、寸法、材料、および方法について、本教示の範囲から逸脱することなく改変可能であることが理解されるであろう。本開示による他の実施形態は、本開示の発明の明細書および実施を考慮すれば当業者には明らかであろう。本明細書および実施例は、例示にすぎず、均等物を含め、以下の特許請求の範囲全体が適用法の下で権利範囲に含まれるものである。

Claims (33)

1. 基板上に堆積させた材料を乾燥させて膜層を形成するシステムであって、
   基板を支持する温度制御型基板支持装置と、
   前記基板支持装置によって支持されたときに、前記基板の表面の一部分を画定する１つ以上の位置に入射させる経路に沿って電磁エネルギーを送るように配置された電磁エネルギー伝送システムと
   を備え、
   前記電磁エネルギー伝送システムは、前記基板の前記１つ以上の位置に堆積させた液体材料の分子を励起させるのに十分な量の電磁エネルギーを伝送するように構成され、
   前記電磁エネルギー伝送システムおよび前記温度制御型基板支持装置は、前記基板と前記電磁波エネルギーの前記経路とを相対的に移動させるように構成される、システム。
2. 前記温度制御型基板支持装置は、前記温度制御型基板支持装置によって支持された基板を冷却する温度に維持される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記電磁エネルギー伝送システムは、前記基板支持装置から離れる方向に面した前記基板の表面上の１つ以上の位置に前記電磁エネルギーを送るように配置される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記１つ以上の位置の各々は、約１５μｍから約１００μｍの範囲の幅と、約３２μｍから約２５０μｍの範囲の長さとを有する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記基板支持装置は、前記基板支持装置によって支持された前記基板と前記電磁エネルギー伝送システムからの前記電磁エネルギーの前記経路との間で相対運動が生じるように構成される、請求項２に記載のシステム。
6. 前記電磁エネルギー伝送システムは、前記電磁エネルギーの前記経路を前記基板に対して相対的に移動させるように構成される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記電磁エネルギーの前記経路に沿って配置された１つ以上の反射部材をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
8. 前記１つ以上の反射部材は、第１反射部材と第２反射部材とを備え、
   前記第１反射部材および前記第２反射部材は、前記基板に対して前記基板のＹ軸方向に移動可能であり、
   前記第２反射部材は、前記基板および前記第１反射部材に対して前記基板のＸ軸方向に移動可能である、請求項７に記載のシステム。
9. 前記電磁エネルギーは、約５００ｎｍから約５０００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記電磁エネルギーは、約１５００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記入射する電磁エネルギーの少なくとも一部が前記基板に到達するのを阻止するように構成されたマスクをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
12. 前記電磁エネルギー伝送システムは、入射する前記電磁エネルギーを生成する複数の光源を備え、前記複数の光源は、前記基板にわたって直線状に配列される、請求項１に記載のシステム。
13. 前記複数の光源は、前記基板の縁部に対して非垂直な角度で配置される、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記電磁エネルギー伝送システムは、高周波エネルギー場を用いて前記電磁エネルギーを送るように構成される、請求項１に記載のシステム。
15. 前記高周波エネルギー場を生成する電極対をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記電極対は、前記基板に沿って異なる位置に配置された複数の電極対である、請求項１５に記載のシステム。
17. 基板上の液体材料を乾燥させて固体膜層を形成する方法であって、
    前記基板の第１表面上の１つ以上の位置に液体材料を堆積させることと、
    前記基板の前記第１表面とは反対側の第２表面を制御された温度に維持することと、
    前記基板の前記第２表面を制御された温度に維持しながら、前記基板上の前記１つ以上の位置に堆積させた前記液体材料に入射するように電磁エネルギーを送り、前記１つ以上の位置は前記基板の前記第１の表面の一部分を画定し、前記電磁エネルギーは、前記１つ以上の位置に堆積させた前記液体材料から液体を蒸発させて前記基板の前記１つ以上の位置に固体膜層を形成するのに十分な量であることと、
    前記基板と前記電磁エネルギーとを相対的に移動させることと
    を含む、方法。
18. 前記１つ以上の位置の各々は、約１５μｍから約１００μｍの範囲の幅と、約３２μｍから約２５０μｍの範囲の長さとを有する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記基板の前記第２表面を前記制御された温度に維持することは、前記基板の前記第２表面を前記基板の周囲環境の大気温度に対して冷却することを含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記電磁エネルギーは、約５００ｎｍから約５０００ｎｍの範囲の波長を有する入射光である、請求項１７に記載の方法。
21. 前記電磁エネルギーは、約１５００ｎｍから約３０００ｎｍの範囲の波長を有する入射光である、請求項２０に記載の方法。
22. 前記電磁エネルギーは、高周波エネルギー場から生じる、請求項１７に記載の方法。
23. 前記基板と入射する前記電磁エネルギーの少なくとも一方を互いに対して移動させて、前記基板の前記第２表面の異なる領域に前記入射電磁エネルギーを送ることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
24. 前記液体材料は、前記１つ以上の位置において別個の体積で堆積され、
    前記電磁エネルギーは、前記１つ以上の位置の各々において前記液体材料の分子を励起させるのに十分な量で前記別個の体積に入射する、請求項１７に記載の方法。
25. 電磁エネルギーは、一時に複数の位置に入射する、請求項１７に記載の方法。
26. 前記電磁エネルギーは、一時に単一の位置に入射し、前記方法はさらに、前記基板と前記電磁エネルギーの少なくとも一方を互いに対して移動させて、前記液体材料を堆積させた複数の位置に前記電磁エネルギーを送ることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
27. 前記液体材料は、有機発光性液体材料である、請求項１７に記載の方法。
28. 基板上に膜層を形成するシステムであって、
    基板を支持する温度制御型基板支持装置と、
    前記基板支持装置によって支持されたときに、前記基板の表面上の印刷領域を画定する１つ以上の印刷位置に液体材料を堆積させるインクジェットプリントヘッドアセンブリを備える印刷システムと、
    前記基板支持装置によって支持されたときに、前記基板の前記表面上の1つ以上の乾燥位置に入射させる経路に沿って電磁エネルギーを送るように配置され、前記１つ以上の乾燥位置は、前記印刷領域の一部分を画定する、電磁エネルギー伝送システムを備える乾燥システムと、を備え、
    前記電磁エネルギー伝送システムは前記液体材料の分子を励起させるのに十分な量の前記電磁エネルギーを伝送するように構成され、
    前記乾燥システムは、前記基板と前記電磁エネルギーの経路とを相対的に移動させるように構成される、システム。
29. 前記温度制御型基板支持装置は、前記温度制御型基板支持装置によって支持された基板を冷却する温度に維持される、請求項２８に記載のシステム。
30. 前記電磁エネルギー伝送システムは、前記基板支持装置から離れる方向に面した前記基板の表面上の１つ以上の位置に前記電磁エネルギーを送るように配置される、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記１つ以上の位置の各々は、約１５μｍから約１００μｍの範囲の幅と、約３２μｍから約２５０μｍの範囲の長さとを有する、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記乾燥システムは、前記印刷システムの筐体内に収容される、請求項２８に記載のシステム。
33. 前記印刷システムの前記筐体は、大気圧に制御された処理環境に維持される、請求項３２に記載のシステム。
    
    

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