TW200947786A - Linear plasma source for dynamic (moving substrate) plasma processing - Google Patents

Description

200947786 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施大致有關於一用於有機發光二極體 (OLED)製造之滾筒至滾筒（Roll to Roll)處理裝置。 【先前技術】 與液晶顯示器（LCD)相較，近來0LED顯示器在顯示器 φ 應用上基於其快速回應時間、較大視角、較高對比、重 量較輕、低耗電及對可撓性基材的順從性已達到明顯的 利益。除了用於OLED的有機材料外，亦已開發很多聚合 物材料以用於小分子、可撓性有機發光二極體（F〇LED) 及聚合物發光二極體（PLED)顯示器。很多的此些有機及 聚合物材料對於在一基材範圍上製造複雜、多-層元件具 有順應性，使其可理想的用於多種透明多色顯器應用， 如薄型平面顯示器（FPD)、電泵有機雷射、及有機光學放 ^ 大器。 在近年來，在顯示裝置中的層已發展為多層，且每一 - 層提供不同的功能。在多個基材上沈積多層可能需要多 個處理室。傳送多個基材通過多個處理室可能降低基材 產出量。因此，在此技術領域中需要一處理〇LED結構 的有效方法及裝置確保基材產出量最大化且基材傳送降 低0 200947786 【發明内容】 本發明大致有關一用於在當基材移動過一處理室時於 一基材上沉積一層的方法及裝置。此基材可沿一滾筒至 滾筒系統移動。一滾筒至滾筒系統為一系統，其中該基 材自第一滾筒捲出’故基材可進行處理並接著在處理後 再捲繞於一個第二滾筒上。當基材移動通過處理室時， 一電漿源可產生一電漿施用至基材的電偏壓可引導 電漿至基材，並因此允許當基材移動通過處理室時’材 @ 料沉積於基材上。 在一實施例中，此裝置包含一基材處理室，其具有多 數個壁及一或多置於處理室中的可轉動處理鼓輪。裝置 亦包含設置複數個填塊於基材處理室内並彼此間隔以允 許當基材通過基材處理室時，基材通過其間。裝置亦包 含一或多Mu-電漿源，其耦接至處理室。 在另一實施例中，一捲筒處理（web processing)裝置包 φ. 括一基材處理室及一或多Mu-電漿源，其耦接至處理室且 能夠引起一實質線性電漿、 在另一實施例中，一捲筒處理方法包含在一滾筒至滾 筒基材傳輸系統上移動一基材通過一處理室。此處理室 具有多數個填塊，其彼此間隔以允許基材通過其間。此 方法亦包含施用一電偏壓至一 Mu-電漿源以由遠離基材 處引起一實質線性電漿。此實質線性電漿為實質垂直於 基材移動的方向。此方法亦包含施用一電偏壓至基材並 200947786 沈積一層 引導電漿至基材並當基材移動通過處理室時 於基材上。 故以本發明之前述特徵可進一步瞭解的方式本發明 如摘述於前文中，可配合在附圖中說明的實施例而有： 較詳細的描述，且部份為述於附圖中。然而，愛一 兩注意後 附的圖式為僅用於說明本發明的基本實施例且因此不應 被視為限制本發明的範疇，因為本發明容許其他相等功 效的實施例。 ❹ 為了促進瞭解，儘可能使用相同的元件標號以指定在 圖式中共用的相同元件。在未特別述明下，亦預期一實 施例的組件及特徵可有利的併入其他實施例。 【實施方式】 本發明大致有關一用於在當基材移動過一處理室時於 一基材上沉積一層的方法及裝置。此基材可沿一滾筒至 φ 滚筒系統移動。一滾筒至滚筒系統為一系統，其中該基 材自第一滾筒捲出，故基材可進行處理並接著在處理後 再捲繞於一個第二滾筒上。當基材移動通過處理室時， 一電漿源可產生一電漿。一施用至基材的電偏壓可引導 電漿至基材，並因此允許當基材移動通過處理室時，材 料沉積於基材上。 第1圖為圖示本發明一實施例的OLED結構100 ^結構 100包括基材102 ^在一實施例中，基材102為可撓性、滾 200947786 筒至滾筒基材。需瞭解當基材102描述為滾筒至滾筒基材 時’亦可使用其他基材以產生包括鈉鈣玻璃基材、發基 材、半導體晶圓、多邊形基材、大面積基材、及平面顯 示器基材的OLED。 在基材102上’可沈積陽極104❶在一實施例中，陽極 104可包括一金屬如鉻、銅、或鋁。在另一實施例中陽 極104可包括一透明材料如氧化鋅、氧化銦_錫等。陽極 104可具有介於約200A及約2000A的厚度。 ® 接著’可沈積電洞注入層106於陽極1〇4上。電洞注入 層106可具有介於約200A及約2000A間的厚度《在一實施 例中’電洞注入層106可包括一具有直鏈寡聚物的材料， 該寡聚物具有一亞苯基二胺結構。在另一實施例中，電 洞注入層106可包括一有支鏈寡聚物的材料，其具有亞苯 基-胺結構。 電洞傳輸層108可沈積於電洞注入層106上。電洞傳輸 Φ 層108可具有介於約200Α及約1000Α間的厚度。電洞傳輸 層108可包括二胺》在一實施例中，電洞傳輸層108包括 萘-取代之聯笨胺（ΝΡΒ)衍生物。在另一實施例中，電洞 傳輸層108包括Ν,Ν，-二苯基-Ν，Ν，-雙（3-曱基苯基）_(i，r_ 聯苯）-4,4，-二胺（TPD)。 一發射層110可沈積於電洞傳輸層108上。發射層11〇可 沈積至一介於2〇〇A及約1500A間的厚度。發射層110的材 料基本上屬於一螢光金屬螫合錯合物類。在一實施例 中’發射層包括8-羧基啥淋銘（Alg3)。 200947786 電子傳輸層112可沈積於發射層11 〇上。電子傳輸層112 可包括金屬螫合類号辛化合物（chelated oxinoid compounds)。在一實施例中，電子傳輸層112可包括八烴 基（oxine)本身的螫合物（一般亦稱為8-喹啉或8-羥基喧 啉）。電子傳輸層112可具有介於約200埃至約1〇〇〇埃的厚 度。 電子注入層114可沈積於電子傳輸層Π2上《電子注入 層114可具有介於2〇0入及約1000人間的的厚度。電子注入 ® 層114可包括一鋁及至少一鹼金屬鹵化物或至少一鹼土 金屬函化物的混合物。鹼金屬齒化物可選自由氟化鋰、 氟化鈉、氟化鉀、氟化铷、及氟化铯組成的組群中，且 合適的驗土金屬鹵化物是氟化鎂、氟化转、氟化銘、及 氟化鋇。 陰極116可沈積在電子注入層丨丨4上。陰極116可包括一 金屬、一金屬混合物、或一金屬合金。在一實施例中， φ 陰極U6可包括鎂（Μ§)、銀（Ag)、及鋁（A1)的合金。陰極 116可具有介於約ιοοοΑ及約3〇〇〇A間的的厚度。經由一 電源18可供應電偏壓至0LED結構1〇〇，故可發射光並經 由基材102透出。OLED結構i 00的有機層包括電洞注入層 1〇6、電洞傳輸層108、發射層110、電子傳輸層112、及 電子注入層114。需注意並非需要有機層的全部五層以建 構- OLED結構。例如，在某些例子中，只需要電洞傳輸 層108及發射層11〇。 亦應瞭解當以OLED結構方式描述裝置及方法時，裝置 200947786 及方法可用來生產任何捲筒處理元件。例如，捲筒處理 裝置及方法可用於製造可撓性印刷電路板（fpcb)、顯示 器之透明頂電極、可撓性太陽能電池、可撓性顯示器、 觸控螢幕、平面顯示器、場射極顯*器、陰極射線管、 窗膜、繞組膜電容、及其他在可撓性基材上的元件。 第2A圖為本發明一實施例之處理室2〇〇的橫切面圖。第 2B圖為第2A圖之處理室2〇〇的部份示意圖，其為清晰目 的將反應家壁及填料214移除。沿滚筒至滾筒系統行進的 基材202經第一側及在滾筒2〇6上進入處理2〇〇，其在以箭 頭A顯示的第一方向轉動。基材2〇2藉由在依轴2〇8以相反 於第一方向的箭頭B顯示之方向轉動的鼓輪2〇4直接向 下。接著，基材202向上滾動並在離開處理室2〇〇前至另 一滾筒206上。 當基材通過處理室時，可使用電漿源以沈積一層於基 材。在一實施例中，電漿源可包括一 Mu_源22〇。Mu•源 φ 可包括至少一肥粒鐵環222環繞電漿管226。至少一電偏 壓線圈224可包圍圍繞肥粒鐵環222並耦接至電源232。電 源232可包括一 AC、DC、或交換式_DC電源。線圈224可 包括一多螺圈。Μιι-源222具有多數個延伸至處理室22〇 的臂228。電漿230可在管226内及在處理室2〇〇内介於二 臂228間引起。電漿230可為一線性電漿，其在臂228間延 伸。因為電漿230是線性，可減少在處理室壁上的不想要 的沈積。 鼓輪204亦可藉由電源210、212電性偏壓，該等電源可 8 200947786 為AC、DC、或交換式-DC電源。當基材沿鼓輪204的外 表面移動時，對鼓輪204施加的電偏壓對基材202提供一 電偏壓。對鼓輪204施加的電偏壓引導電漿230至基材 202，以當基材依鼓輪204轉動時，沈積一層於基材202 上。 藉由引起遠離基材202的電漿23 0,此在基材202上的電 偏壓可拉引電漿230至基材202以在基材202上沈積一 層。因此，在基材202上電偏壓的量可依引導至基材202 ® 的電漿230之量而決定，且因此決定材料沈積在基材202 上的速率。在基材202上電偏壓的量可改變膜的性質。 為使在處理室200内的任何不欲之沈積作用最小化，填 料2 14材料可置於處理室200的開放區域。填料214在當移 動通處理室200 —以箭頭C顯示的距離時，可間隔分離於 基材202。在一實施例中，填料214及基材202之間的距離 可小於電漿的暗區。在一實施例中，此距離可小於約3 〇 ❹ mm。在另一實施例中，此距離可小於約10 mm。在另一 實施例中，距離可以是約2 mm。在一實施例中，填料214 可包括介電材料。在另一實施例中，填料214可包括金 屬。鼓輪204及填料214可共同包括處理室體積的約9〇百 分比。填料214不會阻礙在Mu-源220及基材202間的直視 路徑。可使用填料214以約束電漿230於處理室200之特 定、預定區域内，並減少寄生電漿形成。 第3圖為本發明另一實施例之處理室3〇〇的橫切面圖。 基材302進入處理室300並通過一或多滾筒3〇6。基材3〇2 9 200947786 亦沿鼓輪3 04的外表面通過，該鼓輪以一相對於滾筒3 〇6 的方向轉動。鼓輪304可藉由一或多電源310、312電性偏 壓。電源3 10、3 12可以是DC、AC、或交換式-DC »類似 於上述討論之實施例，填料314可置於處理室300内。對 於電漿源，線圈316可電感麵合至處理室300。線圈316 可耦接至RF電源320以使一 RF或交換式_DC電流沿線圈 316流過。處理氣可由製程氣體源318導入電偏麼線圈316 可引起該處理氣體至電漿308,該電漿被引導至基材302 β 以用於沈積作用。當線圈316顯示為在處理室300内時， 應理解線圈316可由處理室300外部經由介電窗3 22麵接 至處理室300。於鼓輪304處在基材302上的電偏壓可拉引 電漿308至基材302以進行沈積作用。 第4Α圖為本發明另一實施例之處理室4〇〇的橫切面 圖。第4Β圖為第4Α圖之處理室400的部份之側橫切面 圖。基材402進入處理室400並通過一或多滚筒406，以及 Φ 沿轉動鼓輪304的外表面。鼓輪404以一相對於滾筒406 的方向轉動。填料414如前述有關第2Α及2Β圖的討論存 在於處理室414中。鼓輪4〇4可藉由一或多電源410、412 電性偏壓。電源410、412可包括交換式-DC、AC、或DC 電源。電漿420可由一在處理室4〇〇中的微波源418引起。 可由氣體歧管416餵入氣體至處理室400。於鼓輪404處 在基材402上的電偏壓可拉引電漿42〇至基材402以進行 沈積作用。 用於在一移動基材上OLED沈積作用的沈積材料藉由 200947786 引起遠離基材的電漿進行，且當基材滾動通過電漿時電 偏壓基材。依如此操作，可拉引電漿至基材以使沈積作 用發生。因此，僅拉引需要沈積一層的電漿量至基材， 而未過度曝露至電漿。 雖然前述為有關本發明之實施例，本發明之其他及更 多的實施例可在未偏離本發明基本範疇完成，本發明範 疇完成由下列申請專利範圍界定之。 ® 【圖式簡單說明】 第1圖為圖示本發明一實施例的OLED結構100。 第2A圖為本發明一實施例之處理室2〇〇的橫切面圖。 第2B圖為第2A圖之處理室200的部份示意圖，其為清 晰目的將反應室壁及填料214移除。 第3圖為本發明另一實施例之處理室300的橫切面圖。 第4A圖為本發明另一實施例之處理室400的橫切面圖。 ❹ 第4B圖為第4A圖之處理室40〇的部份之側橫切面圖。 【主要元件符號說明】 100 OLED 結構 102 基材 104 陽極 106 電洞注入層 108 電洞傳輸層 11 200947786

110 發射層 112 電子傳輸層 114 電子注入層 116 陰極 118 電源 200 處理室 202 基材 204 鼓輪 206 滾筒 208 抽 210 電源 212 電源 214 填料 220 Mu-源 222 肥粒鐵 224 線圈 226 電漿管 228 臂 230 電漿 232 電源 300 處理室 302 基材 304 鼓輪 306 滾筒 12 200947786

3 10 電源 3 12 電源 314 填料 316 線圈 3 18 Gas 源 320 電源 322 介電窗 400 處理室 402 基材 404 鼓輪 406 滾筒 410 電源 412 電源 414 填料 416 氣體歧管 418 微波源 420 電漿 A 箭頭 B 箭頭 C 箭頭 D 箭頭

Claims (1)

1. 200947786 七、申請專利範圍： i 一種裝置，包含： 一基材處理室，其具有複數個壁； 一或多可轉動處理鼓輪，其設置於該處理室内； 複數個填塊，其設置於該基材處理室内，並彼此間隔 、允許^該基材通過該基材處理室時，讓該基材通過 其間；及 魯 一或多Mu-電漿源，其耦接至該處理室。 .j0申請專利範圍第1項所述之裝置，其中在通過該處 至的該基材與該複數個填塊間的一距離為小於一電聚 暗區。 •如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該複數個填 與該或多可轉動處理鼓輪共同佔該處理室體積的約 9〇/〇，且其中填料不會阻礙在該一或多可轉動處理鼓輪 及該一或多電漿源間的一直視路徑内。 ® 4.如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該Mu-電漿源 包括：. ' 一電漿管，其耦接至該複數個處理室壁之一或多者； 及 在該電漿管内產生一電感耦合電漿的裝置。 5·如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中上述在該電 毁管内產生電感耦合電漿的裝置包括： 一或多肥粒鐵塊，其實質環繞該電漿管；及 200947786 一或多驅動線圈，其實質環繞該—或多肥粒鐵塊。 6.如申請專利制第5項所述之裝置，其中該電聚管更 包括二臂部份，其延伸自一令央主體，其中每一臂之端 部耦接至該處理室壁。 7· —種捲筒處理裝置，包含： 一基材處理室；及 一或多Mu-電漿源，其與該處理室耦接並能夠引起一 實質線性電漿》 _ 8. *申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該Mu_電漿源 包括： 一電漿管，其耦接至該處理室； 一或多肥粒鐵塊’其實質環繞該電漿管；及 一或多驅動線圈，其實質環繞該一或多肥粒鐵塊。 9.如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該電漿管更 包括二臂部份，其延伸自一中央主體，其中每一臂之端 ❿ 部耦接至該處理室壁。 10·如申請專利範圍第9項所述之裝置，其更包含一 RF 電源，其耦接至該一或多驅動線圈，其中該一或多驅動 線圈包括一多螺圈線圈。 u.—種捲筒處理方法，包含下列步驟： 在一滾筒至滾筒基材傳輪系統上移動一基材通過一 處理至，該處理室具有多數個填塊，其彼此間隔以允許 該基材通過其間； 施用一電偏壓至一 Mu-電漿源以由遠離基材處引起 15 200947786 一實質線性電漿，該實質線性電漿為實質垂直於該基材 移動的方向； 施用一電偏壓至該基材’並引導該電漿至該基材；及 當該基材移動通過該處理室時，沈積一層於該基材 上。 12. 如申請專利範圍第u項所述之方法，更包含於該處 理室内在一第一方向轉動至少一處理鼓輪，並於該處理 室内在相對於該第一方向之一第二方向轉動至少一其他 ® 處理鼓輪。 13. 如申請專利範圍第^項所述之方法’其中該Mu電漿 源包括： 一電漿管’其耦接至該處理室； 一或多肥粒鐵塊實質環繞電漿管；及 或多驅動線圈實質環繞一或多肥粒鐵塊，該方 法更包含施用一電偏壓至該一或多驅動線圈。 ο I4·如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該電漿管 更包括二臂部份，其延伸自一中央主體，其中每一臂之 端部㈣至該處理室壁，且其中該電漿在該處理室内引 起，並在每一臂的端部間延伸。 15.如申請專利範圍帛心所述之方法其更包含拉引 該電漿至該基材以在該基材上沈積一層。 16