KR20080012800A - 기판 캐리어 인클로저 - Google Patents

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KR20080012800A
KR20080012800A KR1020070078213A KR20070078213A KR20080012800A KR 20080012800 A KR20080012800 A KR 20080012800A KR 1020070078213 A KR1020070078213 A KR 1020070078213A KR 20070078213 A KR20070078213 A KR 20070078213A KR 20080012800 A KR20080012800 A KR 20080012800A
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찰스 디. 랭
조셉 안토니 패로토
토마스 패트릭 달리
제임스 넬슨 틸튼
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명에 따르면 이동식 기판 캐리어 인클로저가 제공된다. 캐리어 인클로저는 캐리어 지지부, 변위가능한 커버, 지지부와 커버 사이의 스페이서, 가스 유입부, 및 제거가능한 덮개를 갖는다. 또한, 이동식 기판 캐리어 인클로저를 이용하여 기판에 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법 및 조립체가 제공된다.
기판 캐리어 인클로저, OLED, 공기 민감성 재료, 적층, 스페이서

Description

기판 캐리어 인클로저 {SUBSTRATE CARRIER ENCLOSURE}
본 발명은 일반적으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 인클로저에 관한 것이다.
유기 활성 재료를 사용하는 전자 장치는 많은 상이한 종류의 전자 장비에 존재한다. 이러한 장치에서, 유기 활성층은 2개의 전극들 사이에 개재된다.
전자 장치의 한 유형은 유기 발광 다이오드("OLED")이다. 높은 동력-변환 효율과 낮은 처리 비용으로 인하여 OLED는 디스플레이 적용에 있어서 유망하다. 이러한 디스플레이는, 특히, 휴대폰, 휴대용 개인정보 단말기, 핸드헬드 퍼스널 컴퓨터 및 DVD 플레이어 등의 전지-동력식, 휴대형 전자 장치에 대해서 유망하다. 이들 적용은 낮은 동력 소비에 부가하여 빠른 비디오 레이트(video rate), 높은 정보 함유, 및 풀 컬러를 요구한다.
처리 이점은 전자 장치 내의 하나 이상의 유기층이 액체 적층(liquid deposition)에 의해 형성된 때 달성될 수 있다. 그러나, 많은 유기 재료가 산소 및/또는 수분에 민감하다. 인쇄 동안의 오염을 방지하기 위한 전형적인 접근 방법은 불활성 환경 내에서 인쇄 작업 전체를 수행하는 것이다. 이러한 접근 방법은 열 증발(thermal evaporation)에 비해 인쇄의 경제적인 장점을 감소시킨다. 처리 고장(process upset) 및 장비 유지는 인부의 안전한 진입 및 처리의 재시작 모두를 위해 처리 환경을 제어하는데 장시간의 세척 시간을 요구한다. 상당한 투자를 요구하면서, 많은 양의 가스가 처리되어야만 한다.
이 재료들을 적층시키기 위한 새로운 처리에 대한 요구가 있다.
본 발명에 따르면,
캐리어 지지부와,
변위 가능한 커버와,
지지부와 커버 사이의 스페이서와,
가스 유입부를 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저가 제공된다.
일부 실시예에서, 기판 캐리어 인클로저는 제거 가능한 덮개를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 조립체가 또한 제공되며, 이 조립체는
상술한 바와 같은 휴대용 기판 캐리어 인클로저와,
선단 에지, 후단 에지 및 2개의 측면 에지를 구비하는 적층 스테이지를 구비하는 재료 적층 장치와,
적층 스테이지의 후단 에지 위에서 액체 적층 장치에 부착된 고정 커버를 포 함한다.
일부 실시예에서, 조립체는 적층 스테이지의 한쪽 또는 양쪽 측면 에지 상에 커튼 가스 매니폴드를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법이 또한 제공되며, 이 방법은
a. 캐리어 지지부와; 변위 가능한 커버와; 지지부와 커버 사이의 스페이서와; 가스 유입부를 포함하는 기판 캐리어 인클로저를 제공하는 단계와,
b. 커버를 변위시켜 캐리어 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계와,
c. 캐리어 지지부 상의 기판 위로 커버를 재위치시키는 단계와,
d. 실질적으로 일정한 가스 유동 속도로 가스 유입부를 통해 비활성 가스를 도입하는 단계와,
e. 비활성 가스 유동을 유지하면서 기판의 제1 부분을 노출시키도록 커버를 부분적으로 변위시키고, 공기 민감성 재료를 기판의 제1 부분에 적층하는 단계와,
f. 기판의 2번째 내지 n번째 부분에 대해 단계 e.를 반복하는 단계와,
g. 가스 유동을 유지하면서 기판 및 지지부 위로 커버를 재위치시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 기판 캐리어 인클로저는 제거 가능한 덮개를 더 포함하며, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법은 단계 g. 이후에,
h. 가스 유동을 유지하면서 지지부 위로 덮개를 위치시키고, 지지부에 대해 덮개를 밀봉하고, 그 후 가스 유동을 중단하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법이 또한 제공되며, 이 방법은
a. 캐리어 지지부와; 변위 가능한 커버와; 지지부와 커버 사이의 스페이서와; 가스 유입부를 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저와,
선단 에지, 후단 에지 및 2개의 측면 에지를 구비하는 적층 스테이지를 구비하는 재료 적층 장치와,
적층 스테이지의 후단 에지 위에서 액체 적층 장치에 부착된 고정 커버를 포함하는 조립체를 제공하는 단계와,
b. 커버를 변위시켜 캐리어 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계와,
c. 캐리어 지지부 상의 기판 위로 커버를 재위치시키는 단계와,
d. 실질적으로 일정한 가스 유동 속도로 가스 유입부를 통해 비활성 가스를 도입하는 단계와,
e. 적층 스테이지의 선단 에지에 캐리어 지지부를 위치시키는 단계와,
f. 비활성 가스 유동을 유지하면서 캐리어 지지부를 적층 스테이지 내로 부분적으로 이동시켜 적층 스테이지의 기판의 제1 부분을 노출시키도록 커버를 부분적으로 변위시키고, 공기 민감성 재료를 기판의 제1 부분 상으로 적층하는 단계와,
g. 제1 부분이 후단 에지를 지나 고정 커버 아래로 이동되면서, 캐리어 지지부를 적층 스테이지 내로 더 이동시켜 적층 스테이지의 기판의 제2 부분을 노출시키도록 커버를 변위시키는 단계와,
h. 기판의 3번째 내지 n번째 부분에 대해 단계 g.를 반복하는 단계와,
i. 가스 유동을 유지하면서 기판 및 지지부 위로 커버를 재위치시키는 단계를 포함한다.
이상의 개략적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시 및 설명을 위한 것일 뿐이며, 첨부된 청구항에 규정된 것처럼 발명을 제한하지 않는다.
본 발명에 따르면, 저렴하고 효율적으로 공기 민감성 재료를 적층할 수 있게 하는 기판 캐리어 인클로저가 제공된다.
여러 태양 및 실시예들이 위에 설명되어 있으며, 이들은 한정이 아니라 설명을 위한 것일 뿐이다. 상세한 설명을 참조한 후에, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 태양 및 실시예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
임의의 하나 이상의 실시예의 다른 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명 및 청부항으로부터 명확해질 것이다. 상세한 설명은 "용어의 정의 및 해설", "기판 캐리어 인클로저", "조립체", "프로세스", "유기 발광 다이오드" 및 마지막으로 "예"의 순이다.
1. 용어의 정의 및 해설
후술된 실시예들의 상세한 설명 전에, 일부 용어가 정의되거나 또는 의미를 분명히 한다.
재료를 지칭할 때의 용어 "공기 민감성"이란, 산소 및/또는 수분의 존재에 의해 부정적으로 영향을 받는 재료의 성능을 의미하고자 하는 것이다.
용어 "기판"은 강성이거나 가요성일 수 있으며 하나 이상의 재료로 된 하나 이상의 층을 포함할 수 있는 작업편을 의미하고자 하는 것이다. 제한하려는 것은 아니지만, 재료는 유리, 중합체 또는 다른 유기 재료, 금속 또는 세라믹 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
용어 "적층"이란 증착, 액체 적층(연속 및 불연속 기술), 및 열전달을 포함하는 종래 임의의 적층 기술을 포함하고자 하는 것이다.
본 명세서에서 사용되는 것과는 달리, 용어 "구비한다", "구비하는", "포함한다", "포함하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 변형은 한정적이지 않는 포함을 망라하고자 한 것이다. 예를 들어, 일 목록의 요소를 구비하는 장치, 처리, 방법, 또는 물품은 이러한 처리, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 것이 아니며 명백하게 목록에 실리지 않은 다른 요소를 단지 포함할 수만 있는 다른 요소만으로 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한, 명백하게 반대로 기재되어 있지 않다면, "또는"은 '배타적인 또는(exclusive or)'이 아니라 '배타적이지 않은 또는(inclusive or)'을 나타낸다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음) 이고 B는 참(또는 존재함), A와 B 모두가 참(또는 존재함).
또, 부정관사 "a" 또는 "an"의 사용은 본 명세서에서 설명된 요소 및 부품을 기술하는데 사용된다. 이것은 편리함만을 위한 것이며, 발명의 범위의 일반적인 이해를 부여하는 것이다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이며, 또한, 명백하게 다른 것을 의미하는 것이 아니라면 단수 는 복수를 포함한다.
원소의 주기율표 내의 칼럼에 대응하는 족 번호는 화학 및 물리학의 CRC 핸드북 제81판(2000-2001)에 게재된 "새로운 표기법" 약정("New Notation" convention)을 사용한 것이다.
달리 정의되어 있지 않으면, 본 명세서에 사용된 모든 기술적인 그리고 과학적인 용어들은 본 발명이 속하는 당업계의 숙련자들에 의해 통상 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 서술된 것과 유사하거나 또는 동일한 방법들 및 재료들이 본 발명의 실시예들의 실시 또는 테스트에 이용될 수 있지만, 이하에 적당한 방법들 및 재료들을 설명한다. 본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 다른 참조 문헌은 특정 문구가 인용되지 않으면 그 전체가 참조에 의해 병합된다. 논란이 있을 시에, 정의들을 포함하는 본 명세서는 조정될 것이다. 또한, 재료, 방법 및 예들은 예시적일 뿐이고 제한하려는 의도는 아니다.
본 명세서에 서술되지 않은 범위까지, 특정 재료. 처리 작용 및 회로에 관한 많은 상세한 기술은 통상적이고, 교과서 및 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광전지 및 반도체 부재 분야 내의 다른 공급원들에서 알 수 있다.
2. 기판 캐리어 인클로저
휴대 가능한 기판 캐리어 인클로저는,
캐리어 지지부,
변위 가능한(displaceable) 커버,
지지부와 커버 사이의 스페이서,
가스 유입부, 및
선택적인 제거 가능한 덮개를 포함한다.
지지부는 기판이 위치될 수 있고 이동될 수 있는 평면형 베이스(base) 재료이다. 지지부는 유리, 폴리머, 금속 또는 세라믹 재료, 또는 그 조합을 포함하지만 그에 한정되지 않는 임의의 안정한 재료로 이루어질 수 있다. 용어 "안정한(stable)"은 재료가 기판 또는 사용되는 환경과 접촉하지 않는 것을 의미한다. 지지부는 다소 가요성을 가질 수 있지만, 일반적으로 지지부는 대체로 강성이다. 지지부의 치수는 주로 사용될 액체 증착 환경에 의해 결정된다. 일부 실시예에서, 지지부는 적어도 1 mm의 두께를 갖고, 일부 실시예에서, 적어도 1 cm의 두께를 갖는다.
변위 가능한 커버는 지지부 위에 높여 있는 대체로 평면형 베이스 재료이다. "변위 가능한(displaceable)"은, 커버가 지지부의 면과 평행한 방향으로 이동될 수 있어서 지지부의 영역이 노출되는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 커버는 지지부의 길이를 따라 이동 가능하다. 커버는 유리, 폴리머, 금속 또는 세라믹 재료, 또는 그 조합을 포함하지만 그에 한정되지 않는 임의의 안정한 재료로 이루어질 수 있다. 커버는 다소 가요성을 가질 수 있지만, 일반적으로 커버는 대체로 강성이다. 커버의 치수는 지지부의 치수보다 조금 작다. 일부 실시예에서, 커버는 적어도 1 mm의 두께를 갖고, 일부 실시예에서, 적어도 1 cm의 두께를 갖는다. 커버의 적어도 일부는 투명하다.
스페이서는 지지부로부터 커버를 분리하도록 제공된다. 임의의 유형의 스페 이서는 지지부에 대해 커버의 이동을 허용하는 한 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 스페이서는 베어링이다. 일부 실시예에서, 스페이서로서 4개의 베어링들이 있다. 일부 실시예에서, 변위 가능한 커버와 지지부 사이의 간극은 지지부의 표면으로부터 제어된 가스 배출율을 제공하도록 설계된다.
가스 유입부는 불활성 가스가 캐리어 내로 유입되도록 그리고 지지부를 가로질러 유동하도록 한다. 노즐과 같은 임의의 종래의 가스 유입부가 사용될 수 있다. 가스 유입부는 불활성 가스의 공급원에 연결된다. 불활성 가스의 예는 질소, 헬륨 및 아르곤을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 기판 캐리어 인클로저는 제거 가능한 덮개를 더 포함한다. 부착 시에 선택적 덮개는 캐리어 지지부의 상면의 적어도 일부를 완전히 둘러싼다. 덮개는 반송 시에 수납된 기판을 보호하는 캐리어 지지부의 상면의 적어도 일부를 둘러싸도록 지지부와 결합하거나 또는 실질적으로 결합한다. 덮개는 그 주연에서 베이스에 수직이거나 또는 대체로 수직이고 연속인 밴드 부재를 갖는 베이스를 포함한다. 베이스는 통상 평면형이지만 이에 한정되지 않고, 예를 들면 돔 형상일 수 있다. 밴드는 지지부와 결합하고, 지지부 내에 안착되거나 또는 존재하도록 사이즈가 설정될 수 있다. 선택적으로 덮개는 취급을 돕기 위해 베이스 상에 핸들을 포함할 수 있다. 베이스 및 밴드 부재는 동일하거나 또는 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 덮개는 나사와 같은 임의의 종래의 수단을 이용하여 지지부 상의 제 위치에 유지된다. 대안적으로, 덮개는 밴드 상에 고정 장치(fastening device) 또는 지지부에 커버를 일시적으로 연결하는 부재를 포함할 수 있다. 덮개는 유리, 폴리 머, 금속 또는 세라믹 재료, 또는 그 조합을 포함하지만 그에 한정되지 않는 임의의 안정한 재료로 이루어질 수 있다. 덮개는 다소 가요성을 가질 수 있지만, 일반적으로 덮개는 대체로 강성이다. 덮개의 베이스는 보호되는 구조의 영역 및 형상과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 영역 및 평면 형상을 갖는다.
일부 실시예에서, 캐리어는 가스 유입부로부터의 가스를 캐리어 지지부의 표면에 걸쳐 분배시키도록 제1 가스 매니폴드를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 캐리어는 불활성 가스를 분배하도록 하나 이상의 매니폴드를 포함한다. 가스 공급은 제어가능하며, 각각의 매니폴드에 대해 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 캐리어는 제1 및 제2 가스 매니폴드를 포함한다. 제1 가스 매니폴드는 지지부의 일단부에 있으며, 제2 가스 매니폴드는 타단부에 있다. 불활성 가스를 가스 유입부로부터의 제2 가스 매니폴드까지 공급하도록 가스 공급 라인이 존재한다. 이러한 실시예에서, 캐리어의 양단부로부터의 지지부를 가로질러 흐르는 가스는 지지부 너머의 환경을 더 잘 제어한다.
일부 실시예에서, 캐리어는 지지부 상에 로케이팅 핀(locating pin)을 더 포함한다. 로케이팅 핀은 기판을 캐리어 지지부 상에 정확하게 로케이팅시키기 위해 사용될 수 있다. 로케이팅 핀은 정 위치에 고정될 수도 있고, 또는 기판을 배향시키고 중심결정시키기 위해 캐리어의 표면에 평행하게 이동할 수도 있다.
일부 실시예에서, 캐리어는 기판을 캐리어의 표면 위로 상승시키기 위한 이동가능한 리프트 핀을 더 포함한다. 리프트 핀은 로봇식 아암이 기판 아래에 도달하도록 허용한다. 또한, 리프트 핀은 로케이팅 핀일 수도 있으며, 그에 의해 기판 을 캐리어 지지부 상에 정확하게 로케이팅시키는 기능을 포함한다.
일부 실시예에서, 덮개(lid)는 밸브를 더 포함한다. 덮개는 지지부 위에 위치될 수 있고 가스가 흐르는 동안 개방된 밸브에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로 수납된 지지부 내의 압력은 대체로 동일하게 유지된다. 덮개가 부착되면, 가스 흐름은 잠기고 밸브는 폐쇄될 수 있다.
이동식 기판 캐리어 및 인클로저의 일 예시의 분해도가 도1에 도시된다. 기판(100)은 캐리어 지지부(200)의 상부면에 존재한다. 지지부는 엔드 스탑(210)을 더 포함한다. 변위 가능한 커버(300)는 불투명부(310)와 투명부(320)를 갖는다. 불투명부는 프레임워크(330) 상에 위치될 것이다. 투명부는 불투명부의 개구에 위치될 것이다. 커버는 엔드 피스(340)를 더 포함한다. 엔드 피스는 커버가 지지부를 가로질러 이동할 때 엔드 스탑(210)에 접촉하고 커버가 지지부로부터 완전히 이격되어 이동하는 것을 방지하도록 설계된다. 스페이서(400)는 지지부(200)의 외측 에지에 부착될 트랙(410)을 따라 이동되도록 위치된다. 가스 유입부(500)는 위치(510)에서 지지부에 부착될 것이다. 선택사양인 덮개(600)가 스크류(610)에 의해 지지부에 부착된다.
3. 조립체
공기에 민감한 재료를 기판에 가하기 위한 조립체는,
전술한 바와 같은 이동식 기판 캐리어 인클로저와,
선단 에지, 후단 에지, 및 두 개의 측면 에지를 갖는 적층 스테이지를 갖는 재료 적층 장치와,
적층 스테이지의 후단 에지 너머의 적층 장치에 부착된 고정 커버를 포함한다.
재료 적층 장치는 공기에 민감한 재료를 바람직한 패턴으로 적층시킬 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 액체 적층 장치이며, 공기에 민감한 재료는 액체로서 적층된다. "액체"라는 용어는 단일 액체 재료 및 액체 재료의 화합물을 포함하도록 의도되며, 조합체들은 용액, 분산액, 서스펜션 및 에멀젼일 수 있다. 액체 적층 기술은 연속 및 비연속 기술을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 기판 캐리어와 함께 사용될 수 있는 연속 적층 기술은 그라비아(gravure) 코팅, 커튼 코팅, 슬롯 다이(slot-die) 코팅, 스프레이 코팅, 및 연속 노즐 코팅을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 비연속 적층 기술은 잉크 젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 및 스크린 프린팅을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
적층 장치는 적층 스테이지를 포함한다. 이 곳은 적층이 실행되는 영역이다. 이것은 전체 장치의 주요 부분 또는 작은 부분만을 구성할 수 있다. 스테이지는 임의의 형상일 수 있다. 임의의 실시예에서, 적층 스테이지는 필수적으로 사각형이다. 적층 스테이지는 선단 에지와 후단 에지를 가진다. 기판을 구비한 기판 캐리어는 먼저 적층 스테이지의 선단 에지로 이동하고, 스테이지를 가로질러 이동한 다음, 후단 에지를 지나 스테이지를 넘어 이동한다. 또한, 적층 스테이지는 2개의 측부 에지를 가진다. 임의의 실시예에서, 측부 에지는 필수적으로 선단 에지 및 후단 에지에 수직이다.
고정 커버는 적층 스테이지의 후단 에지 상의 적층 스테이지에 부착된다. " 고정"의 의미는 커버가 적층 스테이지에 상대적으로 이동하지 않는다는 것이다. 고정 커버는 탈착식이거나, 장치에 영구적으로 부착될 수도 있다. 고정 커버는 그것이 후단 에지로부터 적층 스테이지를 벗어날 때 기판 캐리어 위에 있도록 위치된다. 임의의 실시예에서, 고정 커버는 고정 커버와 캐리어 지지체 사이의 분리 거리가 캐리어 상에서 변위 가능한 커버와 캐리어 지지체 사이의 분리 거리와 사실상 동일하도록 위치된다.
고정 커버의 일 실시예는 도2에 도시되어 있다. 고정 커버(700)는 지지체(710)에 의해 적층 장치에 부착된다. 기판 캐리어는 고정 커버 아래로 통과할 수 있다.
일 실시예에서, 조립체는 적층 스테이지의 일측부 또는 양측부 상에서 비활성 가스 커튼 매니폴드를 더 포함한다. 이것은 적층 스테이지 상부의 환경을 제어하는 것을 돕는다.
4. 프로세스
공기 민감성 재료를 기판 상에 적층하기 위한 프로세스는,
a. 캐리어 지지체와; 변위 가능한 커버와; 상기 지지체와 커버 사이의 스페이서와; 가스 유입부와; 선택적으로 제거 가능한 덮개를; 포함하는 기판 캐리어를 제공하는 단계와,
b. 존재한다면, 덮개를 제거하고, 커버를 제거하고, 기판을 캐리어 지지체 상에 위치시키는 단계와,
c. 캐리어 지지체 상의 기판 상의 커버를 교체하는 단계와,
d. 비활성 가스를 가스 유입부를 통해 사실상 일정한 가스 유동율로 도입하는 단계와,
e. 비활성 가스 유동을 유지하면서 기판의 제1 부분을 드러내도록 커버를 부분적으로 변위시키고, 공기 민감성성 재료를 기판의 제1 부분으로 적층하는 단계와,
f. 기판의 제2 부분 내지 제n 부분에 있어서 상기 e 단계를 반복하는 단계와,
g. 가스 유동을 유지하면서 덮개를 지지체 상에 선택적으로 위치시키고, 덮개를 지지체에 밀봉한 다음, 가스 유동을 중단하는 단계를 포함한다.
캐리어 지지체 및 인클로저는 기판을 캐리어 지지체 상에 위치시키도록 개방된다. 지지체가 접근할 수 있도록, 존재한다면, 덮개가 제거되고 커버가 변위됩니다. 임의의 실시예에서, 기판은 위치설정 핀 또는 다른 정렬 마크로 정렬되어서 지지체 상의 특정 위치에 위치된다. 그 다음, 커버는 지지체 및 기판 상에서 교체된다.
그 다음, 기판을 포함하는 휴대용 기판 캐리어는 공기 민감성성 재료의 적층이 수행되는 장치로 이동될 수 있다. 임의의 실시예에서, 공기 민감성성 재료를 포함하는 액체는 잉크 제트 인쇄에 의해 적층된다. 임의의 실시예에서, 공기 민감성성 재료를 포함하는 액체는 연속적인 노즐 코팅에 의해 적층된다.
비활성 가스는 가스 유입부를 통해 사실상 일정한 가스 유동율로 도입된다. 임의의 실시예에서, 하나 이상의 가스 유입부가 있고, 가스는 모든 가스 유입부로 도입된다. 각각의 입구에 대한 가스 유동율은 동일하거나 상이하지만, 가스 유동율은 캐리어 지지체와 캐리어 커버 사이의 환경이 사실상 일정하게 유지되도록, 사실상 일정하게 유지된다.
일부 실시예에서, 그 후 기판을 갖는 기판 캐리어는 증착 스테이지를 통과한다. 예를 들어, 이는 잉크 제트 인쇄 헤드(들) 아래로 지나가질 수도 있다. 기판 상에 공기 민감성 재료(air-sensitive material)를 증착하기 위해, 캐리어 커버는 기판의 제1 부분만을 커버를 벗기도록 증착 스테이지에서 부분적으로 변위된다. 공기 민감성 재료는 기판의 제1 부분 위로 소정 패턴으로 인가된다. 그 후, 캐리어는 전진되고, 커버는 기판의 제2 부분을 커버를 벗기도록 변위된다. 공기 민감성 재료는 기판의 제2 부분 위로 소정 패턴으로 인가된다. 이는 기판의 제3 부분, 제4 부분,...제n 부분에 있어서 반복되며, 제1 부분으로부터 제n 부분은 공기 민감성 재료가 증착되는 기판의 전체 영역을 나타낸다.
공기 민감성 재료는 기판의 제n 부분 상에 증착된 후에, 캐리어 커버가 기판 및 지지부 위로 대체된다. 가스 유동이 유지된다.
고정 커버가 증착 장치 위에 위치될 때, 기판의 각각의 부분은 증착 후에 고정 커버에 의해 덮어진다. 예를 들어, 기판의 제2 부분이 증착을 위해 커버가 벗겨질 때, 제1 부분은 후단 에지를 지나 증착 스테이지를 지나 전진된다. 따라서, 기판의 각각의 부분은 먼저 캐리어 커버에 의해 덮어지고, 공기 민감성 재료가 증착되는 동안에 커버가 벗겨지고, 그 후 고정 커버에 의해 덮어진다. 고정 커버 및 변위 가능한 캐리어 커버의 조합은 아래에서 기판이 이동하는 고정 폭을 갖는 개구 를 생성한다. 고정 개구 폭을 가져서, 기판 표면 위에 더욱 일정한 유량을 가져온다.
하나 이상의 가스 커튼 매니폴드가 증착 스테이지의 측부 에지 상에 위치될 때, 불활성 가스가 증착 중에 환경을 추가로 제어하기 위해 이들 안으로 도입된다.
일부 실시예에서, 그 후, 증착 후에 가스 유동이 유지되는 동안 다시 덮개(lid)가 지지부 위에 위치되고 적소에 고정된다. 덮개가 가스 밸브를 갖는다면, 이는 가스 유동이 수행되는 동안에 개방된다. 그 후, 가스 유동은 중단되고, 덮개 상의 가스 밸브는 폐쇄된다. 그 후, 기판 캐리어 인클로저는 필요에 따라 추가 프로세싱을 위한 상이한 장비로 이동될 수 있다.
자동화 프로세스에서, 선택적 덮개가 요구되지 않을 수도 잇다. 이 경우, 기판이 기판 캐리어 인클로저 내의 후속 프로세싱 정지부로 이송될 수 있다. 그 후, 이는 추가 프로세싱을 위해 비활성 환경에서 제거될 수 있다. 이 경우, 가스 유동은 기판을 보호하기 위해 선택적으로 지속될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 공기 민감성 재료가 동일한 증착 장비를 이용하여 기판 상에 증착된다. 이 경우, 캐리어 커버가 대체되고 증착 프로세스가 다시 시작된다. 캐리어 덮개는 존재하는 경우에 기판 모두가 상이한 장비로 이동될 때까지 인가되지 않는다.
5. 유기 발광 다이오드
전술된 기판 캐리어 인클로저를 이용하여 제조될 수 있는 일 유형의 장치는 유기 발광 다이오드("OLED")이다. OLED는 하기의 층들을 순서대로 포함한다: 애오 드와, 애노드 층으로부터 구멍(hole)의 주입(injection) 및 이송(transport)을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 구멍 주입/이송 층들과, 전기 발광층과, 하나이상의 선택 전자 주입/이송 층들과, 캐노드 층을 포함한다. 지지 부재가 애노드 및 캐소드에 인접하여 위치될 수 있다. 지지 부재는 애노드에 인접하여 종종 위치된다. OLED의 다양한 층들에 유용한 재료가 널리 공지되어 있다.
대부분의 풀컬러 OLED에서, 장치는 3개 세트의 서브 픽셀 영역을 갖는다. 전기 발광층은 제1 전기 발광 재료를 포함하는 제1 서브 픽셀 영역, 제2 전기 발광 재료를 포함하는 제2 서브 픽셀 영역 및 제3 전기 발광 재료를 포함하는 제3 서브 픽셀 영역으로 분할된다. 장치를 가로지르는 전압의 인가 시에, 제1 서브 픽셀 영역은 제1 컬러의 광을 방출하고, 제2 서브 픽셀 영역은 제2 컬러의 광을 방출하고, 제3 서브 픽셀 영역은 제3 컬러의 광을 방출한다.
일부 실시예에서, 전술된 기판 캐리어 인클로저는 구멍 주입/이송 층들 중 하나 이상을 증착하는데 이용된다. 일부 실시예에서, 기판 캐리어 인클로저는 전기 발광 재료들 중 하나 이상을 증착하는데 이용된다. 일부 실시예에서, 전술된 기판 캐리어 인클로저는 전자 주입/이송 층들 중 하나 이상을 증착하는데 이용된다.
예시
본원에 개시된 개념은 하기 예시에 추가로 설명되었으며, 청구범위에 개시된 본 발명의 범위를 제한하고자하는 것은 아니다.
예1
예1은 공기에 민감한 사이클로메탈레이티드 이리듐 복합체(cyclometalated iridium complex)의 증착을 위한 휴대용 기판 캐리어 인클로저의 사용을 개시한다. 이러한 복합체는 예를 들어 그루신(Grushin) 등에게 허여된 미국 특허 제6,670,645호에 개시되어 있다.
본원에 개시된 휴대용 기판 캐리어를 이용하여 수동 화소 디스플레이(passive matrix display)가 준비된다. 표준 OLED 공정을 이용하여 인듐 주석 산화물 층을 가지며 크기가 152 mm x 152 mm인 유리 시트에 디스플레이가 형성되었다. 불화 술폰산 폴리머(fluorinated sulfonic acid polymer)와 복합된 폴리피롤(polypyrrole)로 구성된 구멍 주입 층(hole injection layer)이 전체 시트에 코팅되었고, 130 ℃에서 180 nm의 두께로 건조되었다. 교차 결합 가능한 구멍 이송 폴리머(hole transport polymer)로 구성된 구멍 이송 층은 전체 층에 대해서 구멍 주입 층에 코팅되었으며, 200 ℃에서 20nm의 두께로 경화되었다. 이러한 조립체는 공기에 민감한 재료가 증착될 기판이었다. 기판은 도1에 도시된 기판 인클로저에 놓였으며, 진공을 통해 연속적인 노즐 프린터(다이 니폰 스크린-Dai Nippon Screen)의 이동 스테이지에 클램핑되었다. 인클로저는 15 scfn의 유동 비율의 질소로 정화되었다. 인클로저는 노즐 인쇄가 수행되는 증착 스테이지의 선단 에지를 향해 이동되었다. 변위 가능한 커버는 기판의 제1 부분을 노출시키기 위해 후방으로 이동하였다. 톨루엔과 3,4-디메틸아니솔 혼합물에서 전기형광 싸이클로메탈레이티드 이리듐 복합체를 포함하는 방사성 잉크가 제1 부분의 구멍 이송 층에 인쇄되었다. 캐리어는 전방으로 이동했고, 변위 가능한 커버는 기판의 제2 부분을 노 출시키기 위해 더 후방으로 이동했다. 그와 동시에, 기판의 제1 부분은 인쇄 장비에 부착된 고정 커버 아래에서 이동하였다. 이러한 공정은 기판의 모든 부분이 인쇄될 때까지 반복되었다. 그런 다음, 기판 캐리어는 캐리어 지지부에 대해서 변위 가능한 커버를 교체하는 동안 증착 스테이지로부터 후방으로 이동하였다. 그런 후에, 제거 가능한 덮개가 지지부 상에 위치되어, 가스 유동이 정지되었고, 덮개 밸브가 닫힌다. 그런 다음, 인쇄 기판을 포함하는 휴대용 캐리어 인클로저는 추가의 공정이 진행되는 질소 글로브 박스로 이동하였다. 디스플레이 패널은 질소 하에서 105도에서 30분간 베이킹되었다. 20 nm의 테트라키스(8-하이드록시퀴놀린) 지르코늄과, 15 nm의 LiF와, 350 nm의 알루미늄을 포함하는 캐소드가 증착되었다. 디스플레이는 유리 덮개와 에폭시로 캡슐화되었다.
일반적인 설명이나 예시로 전술된 모든 과정들이 꼭 필요한 것은 아니며, 특정 과정의 일부는 필요하지 않을 수 있고, 하나 이상의 추가 과정이 전술된 과정에 더 수행될 수 있다. 또한, 열거된 과정 순서가 반드시 그 순서대로 수행될 필요는 없다.
전술된 설명에서, 특정 실시예를 참고로 개념이 설명되었다. 그러나, 당업자라면 청구 범위에 개시된 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 상세한 설명과 도면은 설명을 위함이지 제한을 하고자 하는 것으로 이해되어서는 안되며, 이러한 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함되도록 되어 있다.
이득, 다른 이점 및 문제점에 대한 해결책이 특정 실시예에 대해서 설명되었 다. 그러나, 이득, 이점 및 문제점에 대한 해결책, 그리고 이러한 사항들을 발생시키거나 현저하게 만드는 특징은 중요하고, 필수적이거나 모든 청구항의 본질적인 특징으로 구성되지 않는다.
명확성을 위해 본원에서 별도의 실시예로 설명된 특정한 특징은 단일한 실시예와의 조합으로 제공될 수도 있음을 알아야 한다. 반대로, 간결함을 위해 하나의 실시예로 개시된 다양한 특징들은 별도로 제공되거나 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위로 한정된 수치에 대한 기준은 그 범위 내의 값을 포함한다.
본 명세서에 설명된 개념에 대한 이해를 향상하기 위해 첨부된 도면에 실시예들이 도시되어 있다.
도1은 기판 캐리어 인클로저의 분해도이다.
도2는 고정 커버를 나타내는 도면이다.
당업자들은 도면이 단순함 및 명확함을 위해 도시되어 있으며, 반드시 스케일에 맞추어 도시된 것은 아니라는 점을 이해한다. 예를 들어, 도면에 있어서 일부 대상의 치수는 실시예에 대한 이해 향상에 도움이 되도록 다른 대상에 비해 확대될 수 있다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 기판
200: 캐리어 지지부
300: 변위 가능한 커버
330: 프레임워크
400: 스페이서
410: 트랙
500: 가스 유입부
600: 덮개

Claims (13)

  1. 표면을 갖는 캐리어 지지부와,
    변위 가능한 커버와,
    지지부와 커버 사이의 스페이서와,
    가스 유입부를 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  2. 제1항에 있어서, 가스를 가스 유입부로부터 캐리어 지지부의 표면을 가로질러 분배하는 제1 가스 매니폴드를 더 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  3. 제2항에 있어서, 제2 가스 매니폴드, 및 상기 유입부로부터 상기 제2 매니폴드로의 가스 공급 라인을 더 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  4. 제1항에 있어서, 스페이서는 베어링을 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  5. 제1항에 있어서, 캐리어 지지부는 기판을 지지부 상에 정렬하기 위한 위치 설정 핀을 더 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  6. 제1항에 있어서, 제거 가능한 덮개를 더 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클 로저.
  7. 제6항에 있어서, 덮개는 밸브를 더 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저.
  8. 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 조립체이며,
    캐리어 지지부와; 변위 가능한 커버와; 지지부와 커버 사이의 스페이서와; 가스 유입부를 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저와,
    선단 에지, 후단 에지 및 2개의 측면 에지를 구비하는 적층 스테이지를 구비하는 재료 적층 장치와,
    적층 스테이지의 후단 에지 위에서 액체 적층 장치에 부착된 고정 커버를 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 적층 스테이지의 하나의 측면 에지 상에 적어도 하나의 가스 커튼 매니폴드를 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 적층 스테이지의 각 측면 에지 상에 가스 커튼 매니폴드를 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 조립체.
  11. 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법이며,
    a. 캐리어 지지부와; 변위 가능한 커버와; 지지부와 커버 사이의 스페이서와; 가스 유입부를 포함하는 기판 캐리어 인클로저를 제공하는 단계와,
    b. 커버를 변위시켜 캐리어 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계와,
    c. 캐리어 지지부 상의 기판 위로 커버를 재위치시키는 단계와,
    d. 실질적으로 일정한 가스 유동 속도로 가스 유입부를 통해 비활성 가스를 도입하는 단계와,
    e. 비활성 가스 유동을 유지하면서 기판의 제1 부분을 노출시키도록 커버를 부분적으로 변위시키고, 공기 민감성 재료를 기판의 제1 부분에 적층하는 단계와,
    f. 기판의 2번째 내지 n번째 부분에 대해 단계 e.를 반복하는 단계와,
    g. 가스 유동을 유지하면서 기판 및 지지부 위로 커버를 재위치시키는 단계를 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 기판 캐리어 인클로저는 제거 가능한 덮개를 더 포함하며, 상기 방법은 단계 g. 이후에,
    h. 가스 유동을 유지하면서 지지부 위로 덮개를 위치시키고, 지지부에 대해 덮개를 밀봉하고, 그 후 가스 유동을 중단하는 단계를 더 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법.
  13. 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법이며,
    a. 캐리어 지지부와; 변위 가능한 커버와; 지지부와 커버 사이의 스페이서 와; 가스 유입부를 포함하는 휴대용 기판 캐리어 인클로저와,
    선단 에지, 후단 에지 및 2개의 측면 에지를 구비하는 적층 스테이지를 구비하는 재료 적층 장치와,
    적층 스테이지의 후단 에지 위에서 액체 적층 장치에 부착된 고정 커버를 포함하는 조립체를 제공하는 단계와,
    b. 커버를 변위시켜 캐리어 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계와,
    c. 캐리어 지지부 상의 기판 위로 커버를 재위치시키는 단계와,
    d. 실질적으로 일정한 가스 유동 속도로 가스 유입부를 통해 비활성 가스를 도입하는 단계와,
    e. 적층 스테이지의 선단 에지에 캐리어 지지부를 위치시키는 단계와,
    f. 비활성 가스 유동을 유지하면서 캐리어 지지부를 적층 스테이지 내로 부분적으로 이동시켜 적층 스테이지의 기판의 제1 부분을 노출시키도록 커버를 부분적으로 변위시키고, 공기 민감성 재료를 기판의 제1 부분 상으로 적층하는 단계와,
    g. 제1 부분이 후단 에지를 지나 고정 커버 아래로 이동되면서, 캐리어 지지부를 적층 스테이지 내로 더 이동시켜 적층 스테이지의 기판의 제2 부분을 노출시키도록 커버를 변위시키는 단계와,
    h. 기판의 3번째 내지 n번째 부분에 대해 단계 g.를 반복하는 단계와,
    i. 가스 유동을 유지하면서 기판 및 지지부 위로 커버를 재위치시키는 단계를 포함하는, 기판 상으로 공기 민감성 재료를 적층하기 위한 방법.
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