KR20210033989A

KR20210033989A - 패턴화된 oled 제형을 건조하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20210033989A
Application number: KR1020217001706A
Authority: KR
Inventors: 코너 에프. 매디건; 알렉산더 소우-캉 코
Original assignee: 카티바, 인크.
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2021-03-29
Also published as: JP7422414B2; CN112956046A; WO2020023485A1; JP2024045188A; US20200028125A1; JP2021532541A

Abstract

휘발성 캐리어 액체에서 용해되거나 현탁되는 OLED 물질에 의해 젖고 건조 경계 영역에 의해 서로 분리되는 디스플레이 영역으로 패턴화된 기판을 건조시키기 위한 건조 챔버가 제공된다. 마스크는 습윤 영역에 대향하는 증기-투과 영역과 건조 경계 영역에 대향하는 증기-차단 영역을 사용하거나, 진공 추출 전에 캐리어 액체로 빠르게 포화시키는데 충분히 작은 챔버 부피에서 상기 습윤 영역을 전체적으로 제한함으로써 진공 추출 동안 상기 캐리어 액체의 건조 속도를 조정한다.

Description

패턴화된 OLED 제형을 건조하기 위한 시스템 및 방법

본 출원서는 2018년 7월 23일에 출원된 미국 가출원 특허번호 62/702,270호 및 2019년 2월 28일에 출원된 미국 가출원 특허번호 62/812,143호를 우선권으로 주장하고, 이들 각각은 본 발명에서 참고로 포함된다.

유기 발광 다이오드(OLED)는 발광 소자가 유기 물질의 층 또는 필름을 포함하는 발광 다이오드(LED)이다. 예를 들어 텔레비전, 컴퓨터 및 휴대폰용 디스플레이 장치는 작고, 개별적으로 제어된 OLED 어레이를 픽셀로 포함한다.

캐리어 액체에 용해되거나 현탁된 OLED 물질은 잉크젯 기술을 사용하여 기판 상에 증착될 수 있다. 종이로 텍스트를 인쇄하는 것과 유사한 공정에서, OLED 픽셀은 바람직한 패턴으로 OLED 제형의 방울을 정확하게 위치시켜 적합한 기판 상에 "인쇄"된다. 그런 다음 건조 공정은 증착된 액체로부터 캐리어 액체를 제거하여 OLED 물질을 남긴다.

온도, 흐름 및 압력은 건조 공정 동안 정밀하게 제어되어, 픽셀을 물리적으로 왜곡하지 않고 따라서 디스플레이 품질에 악영향을 주지 않으면서 캐리어 액체를 제거한다. 그러나, 픽셀 스케일에서 압력과 온도를 정확하게 제어하기가 어렵다. 따라서 픽셀 및 디스플레이 품질은 디스플레이 영역에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 증착된 OLED 물질로부터 캐리어 액체의 제거를 정확하고 균일하게 제어하기 위한 도구 및 방법이 필요하다.

본 발명에서 설명되는 실시 형태들은 인클로저 내에 배치되는 기판 지지체를 포함하는 건조 챔버를 제공하고, 상기 기판 지지체는 지지 표면; 상기 지지 표면으로부터 조정 가능한 거리에서 상기 인클로저 내의 기판 지지체의 지지 표면을 건너 배치되는 증기-투과 영역 및 증기-차단 영역을 갖는 마스크; 상기 인클로저에 결합되는 가스 공급원; 및 상기 인클로저에 결합되는 진공 공급원을 갖는다.

본 발명에서 설명되는 다른 실시 형태들은 건조 경계 영역에 의해 분리되는 캐리어 액체로 습윤 영역을 갖는 기판을 건조시키기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 상기 기판에 대해 마스크를 배향시키는 단계, 상기 마스크는 증기-투과 영역 및 증기-차단 영역을 가짐; 및 상기 마스크의 증기-투과 영역을 통해 상기 기판의 습윤 영역으로부터 상기 캐리어 액체를 드로잉(drawing)시키는 단계를 포함한다.

본 발명에서 설명되는 다른 실시 형태들은 건조 경계 영역에 의해 분리되는 습윤 영역을 갖는 기판을 지지하기 위한 기판 지지체, 상기 습윤 영역은 캐리어-액체 증기압을 나타내는 휘발성 캐리어 액체를 포함함; 상기 기판 위의 공정-공간 부피의 공정 공간을 정의하는 가스-분배 메커니즘(gas-distribution mechanism), 상기 공정-공간 부피는 5분 내에 상기 휘발성 캐리어 액체의 증기의 포화에 도달함; 및 상기 공정 공간으로부터 상기 휘발성 캐리어 액체의 증기를 드로잉하는 진공 공급원을 포함하는 건조 챔버를 제공한다.

상세한 설명은 첨부된 도면의 그림에서, 제한이 아닌 예로서 도시되고, 유사한 참고 번호는 유사한 요소를 나타낸다:
도 1은 경계 영역(115)에 의해 분리되는 다중 디스플레이 영역(110)을 포함하도록 패턴화된 기판(105)을 건조하기 위한 건조 챔버(100)를 도시한다.
도 2는 도 1에서 도입된 기판(105) 및 마스크(125)의 부분을 상세히 설명한다.
도 3은 기판(105) 및 마스크(125)의 평면도를 나타낸다.
도 4는 다른 실시 형태에 따른 건조 챔버(400)를 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시 형태에 따른 마스크의 평면도이다.
도 6은 다른 실시 형태에 따른 마스크의 평면도이다.
도 7a-7c는 다른 실시 형태들에 따른 마스크 부분의 단면도이다.

도 1은 경계 영역(115)에 의해 분리되는 다수의 디스플레이 영역(110)을 포함하도록 패턴화된 기판(105)을 건조하기 위한 건조 챔버(100)를 도시한다. 기판(105)은 예를 들어, 다수의 OLED 디스플레이를 위한 픽셀 어레이가 증착될 때, 대형 "마더 글라스(mather glass)"일 수 있다. 경계 영역(115)은 예를 들어, 픽셀이 없는 드라이브 전자장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(110)은 기판(105)이 챔버(100)의 인클로저(102) 내의 온도-제어 지지체(120) 상에 위치되어 건조될 때 휘발성 캐리어 액체에 용해되거나 현탁되는 OLED 물질로 패턴화된다. 경계 영역(115)에는 픽셀이 없으므로 캐리어 액체가 없다. 따라서 캐리어 액체의 증기 농도는 경계 영역(115)보다 상대적으로 낮을 수 있다. 기판(105)의 표면 위의 이러한 균일하지 못한 농도는 경계 영역(115)에 접하는 픽셀이 디스플레이 영역(110)에서의 내부 픽셀보다 더 빨리 건조되게 할 수 있다. 고르지 못한 건조는 고르지 못한 픽셀 형성을 초래하여, 디스플레이 품질을 저하시킨다. 픽셀을 정의하는 잉크층이 바람직하게 편평한 경우, 예를 들어 비-이상적인 건조 조건은 둔덕을 형성시키거나 움푹 패인 층을 형성할 수 있다. 따라서 습윤 픽셀 어레이에 걸쳐 달라지는 건조 조건은 픽셀 외관에 가시적이고 바람직하지 않은 변화를 초래할 수 있다.

기판(105) 위의 강성 마스크(125)는 습윤 디스플레이 영역(110)에 대향하는 증기-투과 영역 및 건조 영역(115)에 대향하는 증기-차단 영역을 포함하도록 패턴화된다. 마스크는 기판 지지체(120)의 적어도 일부를 덮는 커버 부재(cover member)이고 일반적으로 기판 지지체(120)의 지지 표면(121)에 평행하다. 이러한 경우, 지지 표면(121) 및 마스크(125)는 일반적으로 형상이 평면이다. 마스크(125)는 지지 표면(121)을 향하는 근위 표면(122) 및 지지 표면(121)으로부터 멀리 향하는 원위 표면(123)을 갖는다. 여기서, 근위 표면(122) 및 원위 표면(123) 모두는 지지 표면(121)에 평행하고, 이러한 경우에 모두 평면이지만, 원위 표면(123)은 임의의 편리한 형상일 수 있다. 근위 표면(122)은 습윤 영역으로부터 가스 흐름 및 전개(evolution)를 관리하도록 형성될 수 있다. 따라서, 근위 표면(122)은 용매 퓨가시티(fugacity), 증기 흐름 또는 증기 제거를 위한 더 많거나 더 적은 증기 공간과 같은 특정 가스 흐름 또는 증발 특성을 제공하기 위해 일부 측면에서 지지 표면(121)에 평행하지 않을 수 있다.

증기-차단 영역은 건조 영역(115)에 대해 크기가 조절되고 이격되어 건조 공정 동안 에지 픽셀 위의 확산 속도를 감소시킨다. 도 1의 예에서, 마스크(125)에서의 증기-투과 영역은 해당하는 습윤 영역 위의 중앙에 위치하고 습윤 영역보다 다소 작다. 마스크(125)의 결과적인 중첩은 습윤 영역의 에지 근처에서 캐리어-액체 확산 속도를 감소시켜, 습윤 영역의 에지에서 건조가 습윤 영역의 중앙으로 더 많이 건조되는 것과 동일한 속도로 진행되도록 한다. 증기-투과 영역의 크기와 기판(105)에 대한 이들의 간격은 에지 및 내부 픽셀의 건조 시간을 동일하게 하기 위해 선택된다. 마스크(125)와 기판(105) 사이의 간격은 에지 픽셀에서 캐리어-액체 확산 속도를 증가 또는 감소시키고 따라서 에지-픽셀 건조 시간을 조절하도록 조절될 수 있다.

증기-투과 영역은 여기에서 디스플레이 영역(110)과 나란히 배치되는 마스크(125)의 큰 오프닝(opening)으로 도시된다. 이러한 경우, 오프닝은 디스플레이 영역(110)의 형상과 관련된 형상을 가질 것이다. 디스플레이 영역(110)의 덮혀진 에지는 디스플레이 영역(110)의 덮혀지고 덮혀지지 않은 영역 사이의 건조 속도에서의 바람직한 차이와 관련된 크기(dimension)를 갖는다. 에지의 폭 축을 따른 방향으로, 디스플레이 영역(110)의 하나의 덮혀진 에지의 폭은 가속된 에지 건조에 의해 영향을 받을 것으로 예상되는 에지 폭에 따라, 에지의 폭 축을 따른 방향으로 디스플레이 영역(110)의 총 폭의 1-10%일 수 있다. 일부 경우에서, 인접한 디스플레이 영역(110) 사이의 공간은 습윤 구역과 건식 구역 사이의 대기 조성 변화가 에지 건조 가속을 야기하기에 충분히 중요하지 않을만큼 충분히 작을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 경우, 이러한 작은 건조 공간에 인접한 에지는 건조 속도를 조정하기 위해 덮힐 필요가 없다. 건조될 디스플레이 영역(110)의 물질의 조성에 따라 달라지는데, 폭 축을 따르는 방향에서 크기로 디스플레이 영역(110) 크기의 1% 미만의, 폭 축을 따르는 방향에서의 크기를 갖는 디스플레이 영역(110) 사이의 건조 구역은 건조 구역에 인접한 이들 에지에 대해 에지 건조 속도 조정이 필요하지 않을 만큼 충분히 작다. 이러한 경우, 여기에 도시된 바와 같이, 오프닝은 하나 이상의 디스플레이 영역(110)을 건너 연장될 수 있다.

오프닝 이외에, 메쉬, 스크린 또는 다공성 물질이 증기-투과 영역을 형성하는데 사용될 수 있다. 필요에 따라 마스크(125)를 통과하는 특정 흐름 패턴을 제공하기 위해 메쉬, 스크린, 다공성 물질 및 오프닝이 조합으로 함께 사용될 수 있다. 추가로 또는 대신에, 증기-투과 영역은 복수의 오프닝을 이용할 수 있다. 이러한 모든 경우에서, 증기-투과 영역은 일반적으로 한 종류 또는 다른 종류의 여러 오프닝이 형성되는 물질을 가질 것이다. 이러한 물질은 마스크(125)의 경계 영역과 연결되는 증기-투과 영역의 측면에서 측면으로 연장될 것이다. 증기-투과 영역의 물질은 경계 영역의 두께와 동일하거나 다른 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 오프닝 및/또는 통로가 형성되는 증기-투과 영역의 물질은 경계 영역의 두께보다 작은 두께를 가질 수 있다. 다시 말해, 증기-투과 영역은 한 종류 또는 다른 종류의 다수의 오프닝 또는 통로가 형성되는 마스크의 오목한 영역일 수 있다.

챔버(100)는 기판 배치 및 제거를 용이하게 하는 리프트 핀(lift pin; 130)을 포함한다. 기판 지지체(120)는 기판(105)과 마스크(125) 사이의 간격을 조정하기 위해 수직으로 작동될 수 있다. 마스크(125)는 마찬가지로 마스크 지지체(135)를 통해 작동될 수 있다. 이들 조정 가능한 요소를 조작하기 위한 액추에이터(미도시)는 챔버(100)의 부피(140) 외부에 위치될 수 있다. 마스크 지지체(135)는 마스크(125)의 두개의 대향 측면을 따라 있을 수 있고, 마스크(125)를 지지하는데 사용될 수 있는 프레임(도 5 참조)에 부착될 수 있다. 마스크(125)의 두개의 대향 측면을 따라 지지체(135)를 위치시키면 기판 지지체(120)와 마스크(125) 사이에서 기판 지지체(120) 상에서의 기판의 배치 및 회수가 가능할 수 있다. 마스크 지지체(135)는 인클로저(102)의 바닥(136)을 통과하여 마스크 지지체(135)가 예를 들어 선형 엑추에이터(미도시)를 사용하여 작동될 수 있는 인클로저(102) 외부의 위치로 연장된다.

외부 가스 공급원(142)은 진공 공급원(170)을 사용하여, 건조 공정 동안 부피(140) 내에서 바람직한 압력 프로파일을 유지하는 폐쇄-루프 제어 하에 불활성 가스를 도입한다. 진공 공급원(170)은 진공 포트(103)에 의해 인클로저의 내부와 결합되고, 외부 가스 공급원은 가스 포트(104)에 의해 인클로저의 내부와 결합된다. 이들 포트는 인클로저(102)의 대향 벽에 위치되는 것으로 도시되지만, 임의의 편리한 위치에 있을 수 있다. 오존을 제거하기 위해 선택적으로 처리되는 깨끗하고 건조한 공기와 같은 다른 가스도 사용될 수 있다. 부피(140), 지지체(120) 및 챔버(100)의 다른 요소의 온도는 가열, 냉각 또는 모두에 대해 폐쇄-루프 제어를 받을 수 있다. 따라서 캐리어 액체는 압력 및 온도 모두에 의해 구동되는 습윤 영역(110)으로부터 증발될 수 있다. 온도 및 압력을 제어하기 위한 메커니즘은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 상세한 처리는 생략한다. 관심있는 사람은 미국 공개특허 제2017/0141310호를 참조하며, 이는 본 발명에서 참고로 포함된다.

구멍(150), 및 마스크(125)와 가스-분배 요소(145) 사이의 갭을 포함하는 영역-선택적인 주변 증기 장벽(155)을 갖는 이동식 또는 고정식 가스-분배 요소(145)는 습윤 영역(110)으로부터 증기(160)의 균일한 흐름을 안내하도록 선택적으로 포함된다. 증기 장벽(155)은 기판(105) 위의 영역(165)으로부터의 증기 확산을 최소화하고 증기(160)의 흐름 또는 분포를 방해할 수 있는 가스의 유입을 감소시키는 역할을 한다. 건조 작업 동안 진공 공급원(170)은 마스크의 증기-투과 영역을 통과하여 습윤 영역(110)으로부터 캐리어 액체의 증기(160)를 드로잉한다. 도시되지 않았지만, 일부 실시 형태들은 예를 들어, 가스-분배 요소(145) 위에 증기(160)를 포획하기 위한 온도-제어 또는 수동 응축 플레이트를 포함한다. 여기서, 가스 공급원(142)은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 인클로저(102) 내로 그리고 증기 장벽(155) 주변 그리고 외부로 가스 흐름을 제공하지만, 가스 공급원(142)은 인클로저(102)의 바닥을 따라 임의의 편리한 위치 또는 인클로저(102)의 측벽에 제공될 수 있다.

가스-분배 요소(145)는 균일한 크기 및 간격 또는 다양한 크기 및 간격의 구멍을 가질 수 있다. 예를 들어, 에지 근처에 작은 구멍 및/또는 더 넓게 분포된 구멍은 가스-분배 요소(145)의 에지 근처 및 마스크(125)의 에지 근처의 가스 압력을 점진적으로 증가시켜, 마스크(125)의 에지에서 건조 조건에 점진적으로 영향을 미칠 수 있다. 구멍 이외에, 메쉬 또는 스크린이 가스-분배 요소(145)에 사용될 수도 있다.

마스크 지지체(135)는 가스 지지체(135)를 이동시키기 위한 하나 이상의 액추에이터를 위치시키는 편의에 따라, 인클로저(102)의 천장(138) 또는 측벽(139)을 통과하여 교대로 연장될 수 있다. 필요한 경우, 마스크 지지체(135)는 가스-분배 요소(145) 및 천장(138)을 통과하여 배치될 수 있거나, 마스크 지지체(135)는 가스-분배 요소(145) 주위로 라우팅될 수 있다.

마스크(125)는 예를 들어, 기반과 접촉하지 않고 기판(105) 위에 수 밀리미터의 균일한 갭을 유지하기 위해 충분히 단단한 가스 방출이 적은 물질로 제조된다. 스테인리스 스틸, 알루미늄 또는 티타늄이 적합한 비-제한적인 예들이다. 강성 플라스틱 물질도 사용될 수 있다. 가스 공급원(142)은 예를 들어, 질소, 아르곤 또는 정화된 공기의 제어된 흐름을 제공하고, 이러한 가스 및 기타 가스의 특정된 최대 농도를 유지하도록 제어될 수 있다. 건조 사이클 동안 습식 영역(110)의 건조는 예를 들어, 지지체(120) 내의 가열 및 냉각 요소(131)를 사용하고, 챔버 부피(140) 내의 압력 및 가스 조성을 관리하며, 마스크(125)와 기판(105) 사이의 간격을 유지하는 것과 같이 지지체(120)의 온도를 조정하여, 기판(105)의 온도를 관리함으로써 제어된다. 가열 및 냉각 요소(131)는 예를 들어, 가열 또는 냉각 유체를 운반하기 위한 저항성 또는 전도성 가열 코일 또는 배관일 수있다. 당업자는 제공된 기판에 대해, 건조 사이클 동안 변경될 수 있는 이들 공정 파라미터의 바람직한 조합을 경험적으로 도출할 수 있다. 도시되지 않았지만, 전술한 바와 같이, 기판 지지체(120) 및 다른 요소는 기판(105)을 가열 및 냉각하고 기판(105)을 일정한 온도 또는 바람직한 온도 프로파일로 유지하기 위한 온도-제어 요소를 포함할 수 있다.

도 2는 도 1에 도입된 기판(105) 및 마스크(125)의 부분을 상세히 설명한다. 습윤 영역(110)은 중앙 영역(110A)과 에지 영역(110B)으로 나뉘며, 이들 모두는 잉크 웰(205) 내에 한정된 습식 OLED 제형 또는 "잉크"(200)의 픽셀을 포함한다. 프레임(125)의 도시된 부분은 중앙 영역(110A) 위의 증기 농도에서 또는 그 근처에서의 에지 픽셀 위의 증기 농도를 유지하기 위해 에지 영역(110B)과 중첩된다. 에지 영역(110B)은 제조될 장치의 기능에 필요한 영역을 넘어 연장될 수 있으며, 추가 주변 픽셀은 더 많은 내부 이웃하는 것들의 기능을 향상시키는 증기 공급원으로서 역할한다. 이러한 희생 또는 "더미" 픽셀은 디스플레이에서 이미지를 생성할 때 활성화되지 않는다.

도 3은 도 1 및 도 2의 기판(105) 및 마스크(125)의 평면도를 도시한다. 마스크(125) 및 습윤 영역(110)에서의 개구(125A)는 이러한 예에서 기하학적으로 유사하고, 마스크(125)는 그렇지 않으면 기판(105)으로 맞춰진다. 마스크(125)는 챔버(100)로부터 쉽게 제거될 수 있고, 다르게 패턴화된 기판을 위한 맞춤형 마스크로 교체될 수 있다. 교체 가능한, 기판별 마스크는 다양한 기판에 걸쳐 건조 균일성을 개선하는데 필요한 보다 중요한 변경에 비해 간단하고 저렴하다.

도 4는 다른 실시 형태에 따른 건조 챔버(400)를 상세히 설명한다. 건조 챔버(400)는 유사하게 식별된 요소가 동일한 도 1의 챔버(100)와 어떤 면에서 유사하다.

건조 챔버(400)는 채널(420) 및 주변 경계(425)를 포함하는, 역 샤워헤드(showerhead)와 같은 가스-분배 메커니즘(415) 및 기판 지지체(410)에 의해 정의되는 공정 공간(405) 내에서 기판(105)을 밀봉한다. 지지체(410) 및 메커니즘(415) 중 하나 또는 모두는 수직으로 작동되어 기판을 쉽게 입장 및 제거할 수 있다. 2차 공정 공간(430)은 예를 들어, 불활성 가스 또는 깨끗하고 건조한 공기로 채워질 수 있다. 예를 들어 O-링을 통한 밀봉부(432)는 건조 공정 동안 해당 가스가 공정 공간(405)의 내용물과 연통하는 것을 방지한다. 공정 공간(405)에 대한 접근은 예를 들어, 측면 도어를 통해 또는 다른 실시 형태들에서 개구를 통해 제공될 수 있다.

챔버(400)는 기판(105) 위에 캐리어-액체 증기 농도를 평형화함으로써 건조 균일성을 향상시킨다. 공간(405)의 부피는 여기에서 증기(160)로 예시된 증발 캐리어 액체가 5분 이내에 포화에 도달하도록 제한된다. 포화에 가까운 증기 농도는 습윤 영역(110) 및 건조 영역(115)에 대해 평형화되고, 따라서 중앙 픽셀에 대해 에지 픽셀의 이질적인 건조를 감소시킨다. 공간(405)의 부피는 캐리어-액체 증기 농도의 함수로 정의되며, 다른 용매, 압력 및 온도에 따라 다를 수 있다. 도 4의 단면은 실제 크기가 아니다. 기판이 9 평방 미터인 실시 형태에서, 예를 들어 메커니즘(415)의 천공된 밑면은 기판 위의 수 밀리미터 내에 있을 수 있다.

건조는 진공 공급원(170)을 통한 낮은 압력의 적용에 의해 공간(405)을 비우기 전에 공간(405) 내의 증기 농도가 평형에 도달하도록 허용함으로써 달성된다. 일 실시 형태에서, 휘발성 캐리어 액체가 증기 추출을 시작하기 전에 공정 공간(405)에서 포화의 90% 이내가 되도록 공정 변수가 설정된다. 증기(160)는 공간(405)의 낮은 부피로 인해 빠르게 추출된다. 빠른 추출은 건조 시간에 대한 인접 픽셀의 영향을 제한하고, 따라서 에지 픽셀의 변형을 감소시킨다. 전술한 유형의 증기 마스크는 다른 실시 형태들에서 공간(405) 내에 포함될 수 있다. 가스-분배 메커니즘(415)에서의 구멍 패턴은 또한 습윤 영역(110)으로부터 증기를 우선적으로 끌어 당기도록 변경될 수 있다.

도 5는 일 실시 형태에 따른 마스크(500)의 평면도이다. 마스크(500)는 도 1의 장치(100)와 같은 건조 장치에서 건조될 습윤 영역을 갖는 기판의 건조 프로파일을 조정하는데 사용될 수 있다. 마스크(500)는 복수의 제1 개구(502), 복수의 제2 개구(504) 및 하나의 제3 개구(506)를 갖는다. 제1 복수의 개구(502)는 기판 상의 제1 복수의 습윤 영역(508)을 마스킹하기 위한 것이며, 여기서는 점선으로 표시된다. 제2 복수의 개구(504)는 마찬가지로 제2 복수의 습윤 영역(510)을 마스킹하기 위한 것이다. 제3 개구(506)는 마찬가지로 제3 복수의 습윤 영역(512)을 마스킹하기 위한 것이다.

제1 복수의 개구(502) 중 개구는 제1 크기 및 제1 형상을 갖는다. 복수의 제2 개구(504) 중 개구는 제2 크기 및 제2 형상을 갖는다. 제3 개구(506)는 제3 크기 및 제3 형상을 갖는다. 여기에서, 제1, 제2 및 제3 크기는 모두 다르며, 제1, 제2 및 제3 형상은 모두 다르다. 형상은 모두 일반적으로 직사각형이지만, 제1 및 제2 형상은 둥근 모서리를 갖는 반면, 제3 형상은 정상적인 직각 모서리를 갖는다. 여기서, 제2 크기는 제1 크기보다 크다. 제1 형상은 제1 곡률 반경을 갖는 둥근 모서리를 가지며, 제2 형상은 제1 곡률 반경보다 작은 제2 곡률 반경을 갖는 둥근 모서리를 갖는다.

제1 복수의 개구(502)는 개구 사이에 제1 간격을 갖고, 제2 복수의 개구(504)는 제1 간격과 상이한 개구 사이에 제2 간격을 갖는다. 개구 사이의 간격은 일반적으로 습윤 영역과 개구의 에지 커버리지(edge coverage) 사이의 간격에 의해 도출된다. 다른 곳에서 설명한 바와 같이, 개구의 에지 커버리지는 중앙 영역에 대해 에지 영역에 필요한 건조 조정을 기반으로 결정된다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크(500) 아래에 적절하게 위치되는 기판 상에서 투영될 때, 각각의 제1 및 제2 개구의 둘레는 건조될 해당하는 습윤 영역 내에 완전히 있고 동심원이다. 따라서, 에지 커버리지는 각각의 습윤 영역의 4개의 면 모두에서 대칭이다. 이러한 적용의 도면에서 도시된 기하학은 일반적으로 직사각형이지만, 동일한 개념이 다른 기하학, 예를 들어, 일반 다각형, 일반 타원 및 원, 불규칙한 형상에 적용될 수도 있다.

제3 개구(506)는 건조 속도 조정을 위한 마스킹을 필요로 하지 않을 정도로 충분히 작은 작은 건조 구역에 의해 서로 분리되는 기판의 복수의 습윤 영역의 에지를 마스킹한다. 따라서, 제3 개구(506)는 큰 건조 구역에 인접한 습윤 영역의 에지를 마스킹한다. 이러한 이유로, 하나의 개구는 복수의 습윤 영역을 마스킹한다.

도 5에 도시된 개구 크기, 형상 및 배치는 하나의 마스크에서 임의의 조합으로 사용될 수 있는 건조 마스크 구조의 개념을 설명하기 위한 것이다. 하나의 마스크의 개구는 동일한 형상 또는 모두 다른 형상을 가질 수 있으며, 일반적으로 직사각형이거나 형상의 혼합일 수 있다. 크기와 간격은 마찬가지로 임의의 조합에서 동일하거나 모두 다를 수 있다.

도 5의 마스크(500)는 마스크(500)를 지지하고 마스크(500)의 조작을 허용하는 프레임(514)과 결합된 것으로 도시된다. 프레임은 프레임(514) 아래에 있고 도 5의 평면도에서 직접적으로 보이지 않기 때문에, 점선으로 도시된 지지체(516)에서 지지된다. 지지체(516)는 일반적으로 도 1과 관련하여 설명된 마스크 지지체(135)와 유사하다. 지지체(516)는 프레임(514)에 결합된 측면 사이의 마스크(500)의 단부로부터 기판 배치 및 회수를 용이하게 하는 마스크(500)의 두개의 대향 측면에 있다.

도 6은 다른 실시 형태에 따른 마스크(600)의 평면도이다. 마스크(600)는 특정 습윤 영역의 건조 조정을 위해 복수의 개구를 사용한다. 구체적으로, 마스크(600)는 복수의 제1 습윤 영역(508)에 대한 증기-투과 영역을 형성하기 위해 복수의 개구를 사용한다. 복수의 증기-투과 영역(602)은 마스크(600)에서 복수의 제1 습윤 영역(508)을 마스킹하기 위해 사용된다. 각각의 증기-투과 영역(602)은 습윤 영역(508)의 에지로부터 중앙까지 건조 속도를 균일화하기 위해 증기-투과 영역(602)의 중앙 영역을 향해 일반적으로 증가하는 여러 상이한 크기의 개구를 갖는다. 개구는 불규칙하게 이격되지만 일반적으로 에지에서 중앙으로 마스크를 통한 흐름 단면이 증가하는 경향을 제공한다. 여기서, 증기-투과 영역(602)의 에지 근처에 작은 오프닝이 사용되고 증기-투과 영역(602)의 중앙 근처에 더 큰 오프닝이 사용된다. 오프닝의 크기는 일반적으로 증기-투과 영역(602)의 에지에서 중앙까지 단조롭게, 선택적이고 선형으로 증가한다. 가장 작은 오프닝은 이러한 경우 모서리 근처의 습윤 영역(508)의 영역이 가장 건조한 영역에 의해 둘러싸이기 때문에, 증기-투과 영역(602)의 모서리 근처에 있고, 가장 빠른 건조 조건이 적용될 것이다.

마스크(600)는 상이한 종류의 증기-투과 특징부를 사용하는 일 실시 형태이다. 여기서, 본 발명은 단일 오프닝을 포함하는 증기 투과 영역이 포함된 복수의 오프닝을 포함하는 증기-투과 영역을 갖는다. 또한 여러 습윤 영역을 덮는 증기-투과 영역이 포함된 단일 습윤 영역을 덮는 단일 오프닝 증기 투과 영역을 갖는다. 다양한 종류의 증기-투과 영역이 단일 마스크에 사용될 수 있다. 증기-투과 영역의 종류는 다공성 물질, 슬롯형 물질, 고체 물질을 통과하여 형성된 구불 구불한 통로를 갖는 에칭 물질, 소결 물질 및 기타 투과성 물질과 함께 도 6에 도시된 것들을 포함한다.

도 7a는 여기에 설명된 장치들과 함께 사용될 수 있는 마스크(700) 일부의 단면도이다. 이러한 도면은 마스크(700)의 증기-투과 영역의 적어도 일부를 형성하는 오프닝의 에지에 있는 마스크(700)의 일부이다. 마스크(700)는 밑에 있는 기판의 건조 구역 위에 일반적으로 배치되는 경계 영역(702) 및 마스크(700)의 원위 표면(706)에서 오목한 증기-투과 영역(704)을 갖는다. 따라서 증기-투과 영역(704)은 외부 벽(707)에서 경계 영역(702)과 연결된다. 증기-투과 영역(704)은 원위 표면(706)의 반대편에 있는 마스크(700)의 근위 표면(708)에서 교대로 오목할 수 있다. 증기-투과 영역(704)은 적어도 하나의 오프닝(710)을 갖는다. 이러한 경우 오프닝의 에지(712)는 가늘어져서, 증기-투과 영역(704)에 의해 덮히는 기판 부분에 대한 바람지한 증발 프로파일을 달성한다. 가늘어진 부분은 오프닝(710) 주위의 얇은 편평한 벽(714)에서 끝난다. 여기서, 가늘어진 부분은 선형, 예를 들어 베벨(bevel)이고, 가늘어진 영역은 외부 벽(707)에서 오프닝(710)의 벽(714)까지 증기-투과 영역(704)의 크기보다 작은 크기를 갖는다. 가늘어진 영역은 만곡될 수 있고, 오프닝(710)으로부터 이격되는 벽(714)으로부터 임의의 바람직한 거리로 연장될 수 있다. 일부 경우에서, 가늘어진 영역은 외부 벽(707)을 넘어 경계 영역(702) 아래의 위치까지 연장될 수 있다. 여기서, 가늘어진 부분은 마스크(700)의 근위 표면(708)에 적용되지만, 가늘어진 부분은 마스크(700)의 원위 표면(706)에 교대로 또는 추가적으로 적용될 수 있다. 도 7b는 다른 실시 형태에 따른 일부 마스크(720)의 단면도이다. 여기서, 증기-투과 영역(722)은 오프닝(724) 주위에 벽을 형성하는 만곡된 에지(726)를 갖는 오프닝(724)을 갖는다. 만곡된 에지(726)는 여기서 타원형이지만, 에지에서 가스 흐름에 영향을 주기 위해, 포물선 또는 쌍곡선을 포함하는 임의의 바람직한 형상일 수 있다. 도 7a 및 7b는 상이한 에지 효과가 여기에서 설명된 다양한 마스크의 증기-투과 영역에서 오프닝에 적용될 수 있음을 입증하기 위해 포함된 예들이다. 단일 증기-투과 영역에서의 각각의 오프닝은 바람직한 경우, 다른 모든 오프닝과 다른 에지 효과를 가질 수 있다. 단일 오프닝은 오프닝 주위에서 변하는 에지 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 설명된 임의의 마스크의 증기-투과 영역에서의 단일 오프닝은 가늘어진 각도 또는 형상이 오프닝의 원주 주위에서 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는 가늘어진 에지를 가질 수 있다. 이러한 오프닝은 오프닝의 일부에서만 에지 효과를 가질 수 있으며, 나머지 오프닝은 단순하게 수직인 편평한 벽에 의해 가장자리가 형성된다. 에지 효과는 메쉬 또는 다공성 물질이 마스크의 경계 영역과 만나는 메쉬 또는 다공성 물질의 증기-투과 영역으로도 사용될 수 있다.

도 7c는 다른 실시 형태에 따른 일부 마스크(740)의 단면도이다. 여기서, 증기-투과 영역(742)은 경계 영역(744)에 의해 둘러싸이고, 벽(746)은 마스크(740)의 근위 표면(748)으로부터 기판 지지체의 지지 표면을 향해 연장된다. 벽(746)은 벽(746)의 편평한 단부(750)를 따라 가스 흐름 단면을 감소시키기 위해 편평한 단부(750)와 지지 표면 사이에 갭을 형성하는 지지 표면을 향하는 편평한 단부(750)를 갖는다. 벽은 증기-투과 영역(742) 또는 경계 영역(744)에서의 근위 표면(748)으로부터 연장될 수 있거나, 증기-투과 영역(742)으로부터 경계 영역(744)까지 중첩될 수 있다. 벽 (746)은 기판의 습윤 영역 주위에 부분적인 밀봉을 제공하기 위해 증기-투과 영역(742)의 오프닝의 전체 주변 주위로 연장될 수 있다. 벽은 또한 전체 증기-투과 영역(742)의 주변 주위로 연장될 수 있다. 벽은 또한 오프닝 또는 전체 증기-투과 영역 주위로 부분적으로 연장된다. 부분적인 밀봉은 습윤 영역의 에지를 따라 증발을 가속화하기 위해 용매 함유 가스의 주변 제거를 위한 기회를 감소시킴으로써 습윤 영역에 인접한 건조 구역으로부터 건조 가속 효과를 감소시킨다. 벽(746)은 편평한 단부(750)가 아닌 만곡된 단부를 가질 수 있다는 것을 유의해야 한다.

주제가 특정 실시 형태들과 관련하여 설명되었지만, 다른 실시 형태들도 예상된다. 예를 들어, 도 1의 마스크(125)는 각각의 습윤 영역(110)에 대한 단일 개구를 포함하지만, 다른 실시 형태들에서 상대적으로 균일한 증기 농도를 유지하기 위해 개구의 상이한 개수, 형상 및 패턴이 사용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구 범위의 사상과 범위는 전술한 설명으로 제한되는 것은 아니다. "수단" 또는 "단계"를 구체적으로 언급하는 청구항은 35 U.S.C. §112의 여섯번째 단락에서 요구되는 방식으로 이해되어야 한다.

Claims

인클로저 내에 배치되고, 지지 표면을 갖는 기판 지지체;
상기 지지 표면으로부터 조정 가능한 거리에서 상기 인클로저 내의 상기 기판 지지체의 지지 표면을 건너 배치되는 증기-투과 영역 및 증기-차단 영역을 갖는 마스크;
상기 인클로저에 결합되는 가스 공급원; 및
상기 인클로저에 결합되는 진공 공급원을 포함하는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 상기 마스크는 상기 인클로저를 통과하여 연장되는 마스크 지지체를 갖는, 건조 챔버.
제2항에 있어서, 상기 마스크 지지체는 상기 마스크의 두개의 대향 측면에 위치되는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 상기 마스크와 상기 진공 공급원 사이에 가스-분배 요소를 추가로 포함하는, 건조 챔버.
제4항에 있어서, 상기 마스크와 상기 가스-분배 요소 사이의 갭을 둘러싸는 주변 증기 장벽을 추가로 포함하는, 건조 챔버.
제4항에 있어서, 상기 가스 공급원은 상기 증기 장벽 외부에 가스 흐름을 제공하는 위치에서 상기 인클로저에 결합되는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 상기 마스크는 상기 마스크의 근위 표면으로부터 상기 지지 표면을 향해 연장되는 벽을 포함하는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 상기 기판 지지체는 온도-제어 요소를 포함하는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 상기 마스크는 상기 기판 위에 배치되고 상기 기판으로부터 이격되는 강성 물질을 포함하는, 건조 챔버.
제1항에 있어서, 각각의 증기-투과 영역은 단일 오프닝, 복수의 오프닝, 메쉬, 스크린 또는 다공성 물질을 갖는, 건조 챔버.
건조 경계 영역에 의해 분리되는 캐리어 액체로 젖는 습윤 영역을 갖는 기판을 건조시키기 위한 방법으로서,
상기 기판에 대해 마스크를 배향시키는 단계(상기 마스크는 증기-투과 영역 및 증기-차단 영역을 포함함); 및
상기 마스크의 증기-투과 영역을 통과하여 상기 기판의 습윤 영역으로부터 상기 캐리어 액체를 드로잉하는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 기판에 대해 마스크를 배향시키는 단계는 상기 습윤 영역에 대향하는 증기-투과 영역 및 상기 건조 경계 영역에 대향하는 증기-차단 영역을 위치시키는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 기판과 상기 마스크 사이에 갭을 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 드로잉 단계는 상기 캐리어 액체를 천공된 가스-분배 요소를 통과시키는, 방법.
제14항에 있어서, 각각의 습윤 영역은 제1 형상이고, 각각의 증기-투과 영역은 유사한 제2 형상에 걸쳐 연장되며, 상기 방법은 증기-투과 영역에 대해 습윤 영역을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 방법.
건조 경계 영역에 의해 분리되는 습윤 영역을 갖는 기판을 지지하기 위한 기판 지지체(상기 습윤 영역은 캐리어-액체 증기 압력을 나타내는 휘발성 캐리어 액체를 포함함);
상기 기판 위의 공정-공간 부피의 공정 공간을 정의하는 가스-분배 메커니즘(상기 공정-공간 부피는 5분 내에 휘발성 캐리어 액체의 증기 포화에 도달함); 및
상기 공정 공간으로부터 휘발성 캐리어 액체의 증기를 드로잉하기 위한 진공 공급원을 포함하는, 건조 챔버.
제16항에 있어서, 상기 기판을 로딩 및 언로딩하기 위해 상기 기판 지지체 및 상기 가스-분배 메커니즘 중 하나에 연결되는 액추에이터를 더 포함하는, 건조 챔버.
제16항에 있어서, 상기 기판 지지체 및 상기 가스-분배 메커니즘을 둘러싸는 2차 공정 공간을 더 포함하는, 건조 챔버.
제18항에 있어서, 상기 2차 공정 공간에 공기를 제공하는 가스 공급원을 더 포함하는, 건조 챔버.