TW201546310A - 用以於真空腔中處理可撓式基板的處理設備及使用其之方法 - Google Patents

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Abstract

描述一種用以於一真空腔中處理一可撓式基板的處理設備。處理設備包括一處理鼓、一輥排列以及一溫度調節元件；處理鼓用以處理可撓式基板，同時可撓式基板於處理鼓上被引導；輥排列具有一或多個輥，輥係配置成在可撓式基板於處理鼓上被引導之前，沿著該一或多個輥之一或多個圓周之一部分接觸可撓式基板，其中沿著一或多個輥之一或多個圓周之一或多個部分之一接觸長度的和為270毫米或更大，且其中沿著一或多個輥之一或多個圓周之各該一或多個部分之一各自的接觸長度為500毫米或更小；溫度調節元件調節一或多個輥的溫度。

Description

延展可撓式基板之捲軸，處理可撓式基板之裝置及其操作方 法
本發明的實施例係有關於一種具有一輥的真空處理設備。本發明的實施例特別係有關於一種具有用以塗佈可撓式基板的輥排列(roller arrangement)的真空處理設備，特別是在真空處理過程期間，引導輥排列以引導可撓式基板。本發明的實施例還有關於一種於一真空處理設備中操作一輥之方法。
在封裝工業、半導體工業及其它工業中，對於處理可撓式基板，例如塑膠膜或銅箔(foil)，係具有高度需求。處理可由塗佈可撓式基板、蝕刻及其它為了所需應用而對基板執行的處理步驟所組成，塗佈可撓式基板係使用一所需材料，例如金屬(特別是鋁)、半導體及介電材料。執行此一工作的系統一般包含一處理鼓(processing drum)，例如一圓柱輥，處理鼓耦接於一用以傳輸基板的系統。其它輥裝置可幫助引導及指揮將要於處理室內受到塗佈的基板。
一般來說，一濺鍍製程(sputter process)、一蒸鍍製程(evaporation process)(例如熱蒸鍍製程)、一化學氣相沉積(CVD)製程(例如電漿輔助化學氣相沉積製程)，可用以沉積薄層至可撓式基板上。在顯示器工業及光電(photovoltaic,PV)工業中，捲對捲沉積系統(Roll-to-Roll deposition systems)也經歷了強烈的需求成長。舉例來說，觸控面板元件、可撓式顯示器及可撓式光電模組，造成了對於在捲對捲塗佈器中沉積合適層的需求增加，特別是具有低製程成本的捲對捲塗佈器。
可撓式基板可由多個製程處理，例如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(例如電漿輔助化學氣相沉積(PECVD))、蝕刻、熱處理或其他。特別是對於製造精密的電子、光電或其它裝置而言，待處理或已處理的表面需要避免被接觸。此外，在製程(例如沉積)的需求上，對於均勻性、精密度和類似需求有漸增的要求，特別是對薄膜的製程而言更是如此。因此，基板需要被傳輸且無皺褶(wrinkle)地捲曲。
可撓式基板，其也可以被稱為膜，當在捲對捲塗佈器中彎曲可撓式基板時，可撓式基板會輕易地產生皺褶或波浪(wave)。作為一個對策，可以提供拉幅輥(spreader roller)或所謂的軋輥(Nip-roller)以降低皺褶。然而，處理設備中的溫度差異仍可能發生，且其結果可能無法藉由現有的擴展裝置(spreading devices)完全補償。這樣的溫度差異可能另外導致可撓式基板中的皺褶或波浪。
考慮到上述內容，期望能提供一種包括一輥的處理設備及一種於一真空處理設備中操作一輥的方法，其克服至少一些上述問題。
鑑於上述內容，提出一種用以於一真空腔中處理一可撓式基板的處理設備及一種於一真空處理設備中處理一可撓式基板的方法。本發明的其他方面、優點及特徵將藉由附屬項、說明書描述以及所附圖式而呈現。
根據一實施例，提出一種用以於一真空腔中處理一可撓式基板的處理設備。處理設備包括一處理鼓、一輥排列以及一或多個溫度調節元件；處理鼓用以處理可撓式基板，同時可撓式基板於處理鼓上被引導；輥排列具有一或多個輥，該一或多個輥係配置成在可撓式基板於處理鼓上被引導之前，沿著該一或多個輥之一或多個圓周之一部分接觸可撓式基板，其中沿著一或多個輥之一或多個圓周之一或多個部分之一接觸長度的和為270毫米或更大，且其中沿著一或多個輥之一或多個圓周之各該一或多個部分之一各自的接觸長度為500毫米或更小；一或多個溫度調節元件調節一或多個輥的溫度。
根據另一實施例，提出一種於一真空處理設備中處理一可撓式基板的方法。此方法包括：於一真空腔中使用一輥引導可撓式基板，其中所述引導包括沿著一或多個輥之一或多個圓周之一或多個部分之一接觸長度的和為270毫米或更 大，其中沿著一或多個輥之一或多個圓周之各該一或多個部分之一各自的接觸長度為500毫米或更小；以及當基板與輥接觸時，調節可撓式基板的溫度使其接近一處理鼓的溫度。
30‧‧‧包覆角
40‧‧‧接觸長度
41‧‧‧輥接觸位置
42‧‧‧輥出口位置
43‧‧‧處理鼓接觸位置
50‧‧‧距離
100‧‧‧處理設備
103、104‧‧‧輥
105‧‧‧包覆角調節輥
106‧‧‧處理鼓
110‧‧‧基板
120‧‧‧真空腔
122‧‧‧可旋轉的濺鍍靶材
124‧‧‧處理站
131‧‧‧退捲輥
133‧‧‧重捲輥
150、160‧‧‧控制器
152、162‧‧‧連接線
200‧‧‧輥裝置
210、310、311、410‧‧‧外表面
212‧‧‧中空空間
220‧‧‧加熱裝置
225‧‧‧外表面
250‧‧‧第一端
260‧‧‧第二端
271‧‧‧第一固持裝置
272‧‧‧第二固持裝置
320、321、420‧‧‧加熱裝置
371、373‧‧‧固持裝置
380、385‧‧‧軸承排列
381、383‧‧‧軸承
382、384‧‧‧支撐元件
430‧‧‧支撐件
440‧‧‧加熱元件
512‧‧‧通道
602、604‧‧‧步驟
為了可了解本發明上述之特點的細節，簡要摘錄於上之本發明更詳細的說明會配合實施例提供。所附圖式係有關於本發明的實施例且係說明如下：第1A圖繪示根據此處所述實施例之一部份處理設備的示意圖，其中處理設備包括一處理鼓和配置成用以溫度調節的一輥；第1B與1C圖繪示根據此處所述實施例之處理設備的示意圖，其中處理設備包括一處理鼓和配置成用以溫度調節的一輥；第2圖繪示能被使用於此處所述實施例之一輥裝置與一加熱裝置的示意圖；第3A圖繪示能被使用於此處所述實施例之一輥裝置與一加熱裝置的局部示意圖；第3B圖繪示能被使用於此處所述實施例之一輥裝置與一加熱裝置的局部示意圖；第4圖繪示能被使用於此處所述實施例之一輥裝置與一加熱裝置的示意圖；第5圖繪示能被使用於此處所述實施例之一輥裝置與一冷卻裝置的示意圖；以及第6圖繪示根據此處所述實施例之一溫度調節可撓式基板的 方法的流程圖。
現將詳細描述本發明的各種實施例，其一個或多個範例係繪示於圖式中。在以下對於圖式的敘述中，相同的元件符號意指相同的元件。一般而言，僅針對個別的實施例的不同處作描述。各個範例的提供係作為解釋本發明的一種手段，並不代表作為本發明的限制。此外，所描繪或敘述為一個實施例之一部分的特徵，可使用在其它實施例、或與其它實施例一同使用，以產生又一個實施例。本說明書中意欲包括此類的修飾與變形。
此外，在以下的敘述中，輥或輥裝置可以被理解為一種裝置，其提供一基板在存在於一沉積佈置(deposition arrangement)(例如是一沉積設備或沉積室)期間，讓此基板(或基板的一部份)可以接觸到的一表面。至少一部分的輥裝置可以包括用以接觸基板的一類圓形形狀。在一些實施例中，輥裝置可以具有一實質上為圓柱形的形狀。此實質上為圓柱形的形狀可以沿著一直線縱軸形成，或沿著一彎曲縱軸形成。根據一些實施例，如此處所述的輥裝置可適用於接觸一可撓式基板。如此處所述的輥裝置可以是：一引導輥(guiding roller)，適用於在塗佈基板(或塗佈基板的一部分)時、或基板位於一沉積裝置時引導基板；一拉幅輥，適用於提供所要塗佈的基板一受到界定的張力(defined tension)；一轉向輥(deflecting roller)，用 以依據一受到界定的傳輸路徑或其他來轉向基板。
第1A圖繪示處理鼓106，在處理基板的期間，基板110於處理鼓106上被引導(亦即支撐)。典型地，基板可以被加熱或冷卻至一所需的溫度以處理可撓式基板。例如，基板上的層沉積可能需要提升基板的溫度至所需的沉積溫度。為了提升基板的溫度，處理鼓可以包括溫度調節手段，例如一加熱裝置以加熱至少處理鼓106的表面。據此，當可撓式基板接觸處理鼓106的表面時，可撓式基板係被加熱。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，此處所述的基板可以包括材料例如PET、HC-PET、PE、PI、PU、TaC、一或多種金屬、紙、其組合、以及已經被塗佈的基板如硬塗佈PET(Hard Coated PET(例如HC-PET、HC-TAC))及類似物。
可撓式基板，也可以被稱為膜，當其進入接觸處理鼓時可能產生波浪或皺褶，此處理鼓可能具有一相較於膜(亦即可撓式基板)在加熱前不同的溫度。舉例來說，所謂的熱波浪(heated wave)，可能藉由去除基板的氣體(degassing)而造成，可能妨礙可撓式基板在處理鼓上的平滑捲曲(smooth winding)。取決於可撓式基板或膜的類型，溫度的改變可以造成可撓式基板的膨脹或可撓式基板的收縮，兩者可能會進一步導致波浪或皺褶。
如第1A圖所繪示，根據此處所述的實施例，輥 104係被提供，其被配置成於基板與處理鼓106在處理鼓接觸位置接觸之前，調節可撓式基板的溫度至處理鼓106的溫度，處理鼓接觸位置是由虛線43表示。當可撓式基板接觸輥104，藉由具有溫度調節元件的輥，可撓式基板110被加熱或冷卻。可撓式基板與輥104的接觸長度40以一虛線表示。長度40是由輥104的直徑(或半徑)，和在輥接觸位置以及輥出口位置之間的包覆角(wrapping angle)30所決定，其中輥接觸位置是由虛線41表示，輥出口位置是由虛線42表示。
根據此處所述的實施例，可撓式基板與輥104的接觸長度40為270毫米至500毫米，例如為300毫米至350毫米。接觸長度，亦即輥104的圓周的所述部分，由包覆角所定義，係足夠長的以加熱可撓式基板110，且足夠短的以允許可撓式基板於輥104的表面上滑動或滑行。藉由可撓式基板於輥的表面上滑動或滑行，可以減少或避免波浪或皺褶。
為了允許足夠長的接觸長度，輥104相較於其他輥，例如可以典型地被利用於一捲對捲塗佈器的一引導輥，可以具有一增加的直徑。根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，輥104的直徑可以是180毫米或更大。然而，該直徑典型地顯著小於處理鼓106的直徑，例如低於300毫米。
此處所述的實施例提供了平衡可撓式基板(亦即膜)的溫度的機會。一旦可撓式基板或膜例如在熱處理鼓或塗佈鼓之前預熱，熱波浪可以被消除或大幅地減少。
舉例來說，具有小於200毫米之直徑的一加熱的引導輥，可以被使用以加熱(亦即預熱)可撓式基板或膜。由於相較於塗佈鼓(直徑例如是1400毫米)，膜在這樣的輥上的彎曲遠大於在塗佈鼓上的彎曲，沒有熱波浪在這樣的輥上產生。根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，包覆角至少是90°，例如是160°至200°。
根據此處所述的實施例，輥，例如是在第1A圖中的輥104，可以被設定至希望的溫度，以調節可撓式基板的溫度至基板在處理期間於處理鼓上被引導時所需的溫度。由於預熱或預冷，亦即溫度調節，可撓式基板或銅箔、從而以及最終的產物的形狀可以維持。在處理鼓上的起皺(wrinkling)、不想要的收縮或膨脹可以被降低或避免。在可撓式基板和輥之間的接觸長度是足夠長的，以允許在可撓式基板(亦即膜或銅箔)被進一步引導至處理鼓之前的溫度調節。此外，在可撓式基板和輥之間的接觸長度是足夠短的，以避免可撓式基板的不利行為，此不利行為例如可能發生在具有一甚至更大之直徑的處理鼓上。
根據又另外的可以與此處所述的其它實施例結合的實施例，在輥出口位置(由虛線42表示)和處理鼓接觸位置(由虛線43表示)之間的距離50是600毫米或更小。因此，可以避免在可撓式基板失去與輥的接觸後有重大的溫度改變，且為了接觸處理鼓而進行的可撓式基板的溫度調整可以更容易 地進行。
第1B圖顯示根據此處所述的用於可撓式基板110的一處理設備100。處理設備包括一真空腔120。一處理鼓106或塗佈鼓係提供於真空腔120中。一或多個處理站124係提供於真空腔120中，以在基板於處理鼓上被引導時處理基板。第1B圖示範地顯示處理站124，以四個沉積站的形式。示範性地，每個處理站124係藉由一對可旋轉的濺鍍靶材(rotatable sputtering target)122所顯示。
如第1B圖進一步所顯示，塗佈鼓或處理鼓106具有一轉軸，其提供於設備中。處理鼓具有一彎曲的外表面，用以沿著此彎曲的外表面引導基板。基板因此被導引通過一第一真空處理區域及例如至少一第二真空處理區域。即使在此時常將沉積站視為處理站，也可以沿著處理鼓106的彎曲表面提供其它處理站，例如是蝕刻站、加熱站等。據此，此處所述的設備，且具有用於各種沉積源的隔室(compartment)，允許單一沉積設備(例如是一捲對捲塗佈器)中數種CVD、PECVD及/或PVD製程的模組化組合(modular combination)。
根據一些實施例，處理站可以模組化地裝備不同的處理工具。模組化概念，其中根據此處所述的實施例，所有種類的沉積源可以用於一沉積設備，係幫助降低必須以不同沉積技術或複雜製程參數組合所形成的複合層堆疊的成本。
一般而言，根據可以與此處所述的其它實施例結 合的不同實施例，電漿沉積源可適於沉積一薄膜於一可撓式基板上，可撓式基板例如是一捲(web)或一銅箔、一玻璃基板或矽基板。典型的，電漿沉積源可適應且能夠用於沉積一薄膜於一可撓式基板上，例如用以形成一可撓式TFT、一觸控螢幕裝置組件或一可撓式PV模組。
根據此處所述的實施例，可提供電漿沉積源做為具有一多區(multi-region)電極裝置的PECVD源，其中該多區電極裝置包括相對於一移動的捲的二、三或甚至更多的射頻(radio frequency,RF)電極。根據實施例，多區電漿沉積源也可提供予中頻(middle frequency,MF)沉積。根據又另外的可以與此處所述的其他實施例結合的實施例，提供於此處所述的沉積設備的一或多個沉積源，可以是微波源(microwave source)且/或可以是濺鍍源(sputter source)，濺鍍源例如是濺鍍靶材，特別是一如第1B圖所示的轉動濺鍍靶材。舉例來說，對於微波源而言，電漿被微波輻射激發且保持在電漿態，且此源係配置成以微波輻射去激發及/或維持電漿。
如第1B圖所繪示，基板110從退捲輥(unwinding roller)131被引導至處理鼓106，且被捲繞至可撓式基板之處理中的重捲輥(rewinding roller)133上。為了引導可撓式基板110通過處理設備100，可以提供複數個輥103。因此，輥可以提供至少一功能性，選自由：引導可撓式基板、拉緊(tension)可撓式基板、延展(spread)可撓式基板、使可撓式基板帶電、 除去可撓式基板的電荷、以及加熱或冷卻可撓式基板所組成的群組。第1B圖顯示輥104，其相似於第1A圖所繪示的輥104，其中直徑被配置成提供可撓式基板110和輥104之間一理想的接觸長度。根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，可以額外提供一包覆角調節輥105，以提供或調節如此處所述的可撓式基板之環繞於輥104的包覆角。舉例來說，包覆角調節輥105、溫度調節輥104與處理鼓106的配置可以是提供輥104在包覆角調節輥105和處理鼓106之間。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，處理鼓106可以被加熱或冷卻至一所需的處理溫度。控制器160係藉由一連接線162連接至處理鼓106內的一加熱或冷卻裝置。根據典型的實施例，處理鼓106可以為了沉積目的被加熱，且可以例如在蝕刻過程期間被冷卻。又一控制器150係通過連接線152連接至輥104，以藉由此處提供的溫度調節手段調節輥104的溫度。據此，在可撓式基板接觸處理鼓106之前，可以藉由溫度調節輥104調節可撓式基板110的溫度。根據此處所述的實施例，在可撓式基板和輥104之間的接觸長度是配置成足夠長的以溫度調節可撓式基板，且是足夠短的以避免可撓式基板的皺褶及/或波浪。
根據又另外的可以與此處所述的其它實施例結合的實施例，包覆角至少是150°，例如是160°至200°。由於相較於基板在處理鼓106上的彎曲，可撓式基板在輥104上的彎 曲較大，可以降低或避免可能由於氣體處理(gassing)可撓式基板而產生的熱波浪。
第1C圖顯示根據此處所述的用於可撓式基板110的又一處理設備100。處理設備包括一真空腔120。一處理鼓106或塗佈鼓係提供於真空腔120中。根據一些實施例，處理站可以模組化裝備不同的處理工具，例如參照第1B圖所描述的。然而，處理鼓也可以被使用於除氣(outgassing)可撓式基板。這示範性地顯示於第1C圖中，其中處理鼓本身係提供為例如用以除氣可撓式基板的處理鼓。藉由加熱處理鼓至100℃或更高的溫度，可以除氣可撓式基板。處理鼓的除氣若未預熱，可能由於氣體被困在鼓和可撓式基板之間，造成在鼓上的基板的波浪。鑒於處理鼓的大直徑，亦即沿著鼓的圓周之大的接觸長度，不能輕易的避免波浪且波浪使得基板無法受到足夠的處理。
如第1C圖所繪示，可撓式基板110從退捲輥131被引導至處理鼓106，且被捲繞至可撓式基板之處理中的重捲輥133。為了引導可撓式基板110通過處理設備100，可以提供複數個輥103。因此，輥可以提供至少一功能性，選自由：引導可撓式基板、拉緊可撓式基板、延展可撓式基板、使可撓式基板帶電、除去可撓式基板的電荷、以及加熱或冷卻可撓式基板所組成的群組。第1C圖顯示輥排列，具有多於一個的輥104，其相似於第1A圖所繪示的輥104，其中輥的直徑、輥的 數量以及/或輥的包覆角被配置成提供可撓式基板110和輥排列之間一理想的接觸長度。輥排列的輥具有溫度調節手段，例如繪示於第1C圖中的加熱裝置。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，處理鼓106可以被加熱或冷卻至一所需的處理溫度。在可撓式基板接觸處理鼓106之前，可以藉由溫度調節輥排列(temperature adjustment roller arrangement)調節可撓式基板110的溫度。根據此處所述的實施例，在可撓式基板和輥排列之間的接觸長度是配置成足夠長的以溫度調節可撓式基板，且在可撓式基板和輥排列的各個輥之間的各個接觸長度是足夠短的以避免可撓式基板的皺褶及/或波浪。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一個實施例，處理可以是除氣可撓式基板。如第1C圖所繪示，可以加熱處理鼓106以除氣可撓式基板。例如，可撓式基板可被加熱至100℃或更高的溫度，例如是130℃至170℃。取決於可撓式基板的材料，甚至更高的溫度是可能的。為了在可撓式基板接觸處理鼓之前調節可撓式基板的溫度，用以加熱可撓式基板之具有一或多個輥的一輥排列係被提供。此輥排列的一或多個輥具有溫度調節手段，例如加熱裝置222，將基板加熱至接近處理鼓的溫度。根據替代的實施例，可以調節可撓式基板的溫度至稍微低於處理鼓的溫度，例如比處理鼓的溫度低少於20℃(低於標準(under-regulation))，可以調節可撓式基板的溫 度至稍微高於處理鼓的溫度，例如比處理鼓的溫度高少於20℃(高於標準(over-regulation))，或可以調節可撓式基板的溫度至大約等同於處理鼓的溫度。
在一冷卻的處理鼓的情況下，具有一低於標準的調節控制(adjustment control)可以調節溫度至稍微高於處理鼓的溫度，且具有一高於標準的調節控制可以調節溫度至稍微低於處理鼓的溫度。
理想的接觸長度，係用以調節可撓式基板的溫度至處理鼓的溫度，或根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，至處理鼓的溫度正負20℃的溫度範圍，其也可以取決於可撓式基板在處理設備內的傳送速度。然而，此處所述的實施例，基於一理想的傳送速度，提供可撓式基板與具有溫度調節元件的一輥之一接觸長度、或可撓式基板與具有溫度調節元件的兩個或更多輥的一輥排列之一接觸長度的和。據此，此處所述的實施例提供可以在足夠高的速度下處理可撓式基板的一設備。根據不同的實施例，在兩個或更多用以溫度調節的輥的情況下，每個輥可以具有一各自的溫度調節元件，或一些(或全部)輥可以分亨一共同的溫度調節元件。
此處所述的實施例，部分是談論一輥排列，其具有一或多個輥，例如具有一溫度調節元件的輥。因此，在提供一個具有一溫度調節元件的輥的情況中，輥排列包括一個輥，且在可撓式基板與輥之間的接觸長度的和係與此一輥的一圓 周的一部分相關。接觸長度的和，亦即此一單一的接觸長度，具有如此處所述的上限與下限。對於具有兩個或更多輥的輥排列而言，在可撓式基板和輥排列之間之接觸長度的和是此兩個或更多輥的圓周的所述部分的總和。接觸長度的和具有一下限。此外，輥排列的各個輥各別具有如此處所述的上限。
在下文中，將描述輥的溫度調節之各種選項，所述輥以相似於第1A與1B圖所繪示的輥104的方式被使用。第2圖繪示一輥裝置200的一實施例，輥裝置200可以被使用在根據此處所述的實施例的處理設備中。例如，如第2圖所繪示的輥裝置200可以被使用在如第1B圖示範性地繪示的沉積設備100中。輥裝置200可以包括一表面210，其適用於接觸待處理的可撓式基板，例如材料將沉積至該待處理的可撓式基板上。
雖然圖中僅顯示直線狀的輥裝置，顯示於圖中的輥裝置也可以是拉幅輥，例如具有一沿著輥長度方向的彎曲表面的拉幅輥。此拉幅輥的彎曲表面可以在基板的寬度方向具有一張力效應(tensioning effect)。
在輥裝置200內，提供一電子加熱裝置220。電子加熱裝置220可以適用於在一真空中操作，例如在一真空沉積室。例如，電子加熱裝置可以適用於當沉積室被抽空至真空狀態時發生的壓力擾動(pressure fluctuation)。這可以藉由選擇加熱裝置的合適設計和結構、用於加熱裝置的合適材料，或用於 加熱裝置的合適絕緣材料來達成，如將在下文中詳細說明的一般。
如此處所述的電子加熱裝置應該被理解為用於加熱輥裝置的一加熱裝置，其中電子加熱裝置係被排列在輥裝置中。根據一些實施例，電子加熱裝置可以是以電磁方式加熱一表面的一加熱裝置。舉例來說，電子加熱裝置可以是一輻射加熱裝置，例如一紅外線加熱裝置、一感應加熱裝置或類似裝置。根據一些實施例，電子加熱裝置是一非接觸式加熱裝置。非接觸式加熱裝置可以將輥裝置、或輥裝置的一表面帶至一限定的溫度而沒有接觸它，特別是沒有為了加熱的目的而接觸它。理應理解的是，加熱裝置仍可以與輥定義接觸區域，例如在輥裝置中被支撐的區域。
根據此處所述的實施例，一功率密度(power density)，即每輥長度的加熱功率，至少是1kW/m以上。加熱裝置的功率，亦即提供至加熱裝置的電功率或更多的電功率，可以藉由加熱裝置提供，以調節基板的溫度。
於一些實施例中，輥裝置可以具有一特定的加熱長度，該加熱長度將藉由加熱裝置所加熱，且在加熱長度上加熱裝置沒有與輥裝置接觸。根據一些實施例，加熱裝置可以提供兩端，且適用於在兩端被支撐、固持或固定。在一個實施例中，加熱裝置可以具有一實質上圓柱形的形式，其中加熱裝置的兩端是此實質上圓柱形的加熱裝置的長軸的兩端，或其中加 熱裝置的兩端包括此實質上圓柱形的加熱裝置的兩個前端。
根據一些此處所述的實施例，在真空沉積過程期間，加熱裝置適用於提供實質上處於與輥裝置相同的電位能(electrical potential)的加熱裝置之外表面。於第2圖中，加熱裝置的外表面以元件符號225表示。根據一些實施例，加熱裝置的外表面是加熱裝置面對輥裝置的表面。在一個實施例中，加熱裝置220的外表面225和輥裝置(特別是輥裝置200的表面210)，兩者皆可以是接地電位(ground potential)。在可以與此處所述的其它實施例結合的一個實施例中，加熱裝置與輥裝置適用於在真空沉積過程期間，保持加熱裝置面對輥裝置之外表面處於與輥裝置在加熱長度上實質上相同的電位能。
此處使用的術語「實質上」可以意味著以「實質上」表示的特性可能存在一特定的偏差。例如，術語「實質上處於相同電位」是指其中具有實質上相同的電位的兩個元件的電位可能具有與完全相同的電位有特定的偏差的一種情況，例如其中一個元件的電位有大約1%至15%的偏差，或具有20V或更低的電位差異。在一個實施例中，具有或正是「實質上處於相同電位」，可以被理解為兩個具有實質上相同電位的元件的電位差是足夠小的，以至於在兩個元件之間沒有電壓放電(voltage discharge)的風險，特別在真空狀態下是如此。
在根據此處所述的處理設備中，相同的真空可以存在於腔室中和輥裝置內部。根據一些實施例，「相同的真空」 可以意味著在真空裝置中於輥裝置外部和輥裝置內部的真空偏差是在真空狀態的變動範圍內，此變動範圍可以典型的存在於真空腔中，例如具有一限定尺寸的真空腔。舉例來說，在真空腔中，「相同的真空」存在輥裝置內部和輥裝置外部，可以意味著具有加熱裝置於其中的輥裝置相對於真空腔並非是隔絕的。在處理設備中，一個真空產生裝置，亦即一單一裝置，例如一真空幫浦，可以使用於真空腔中以及輥裝置內部的真空。
於第2圖中，可以看到加熱裝置220的第一端250和第二端260；特別是可以看到第一端250和第二端260位於實質上為圓柱形狀的加熱裝置的前端。一般而言，於此處所述的實施例中，加熱裝置是在第一端250和第二端260固持。根據一些實施例，加熱裝置220的第一端250係至少藉由一固持裝置固持，例如藉由一第一固持裝置271固持，且加熱裝置220的第二端260係藉由一第二固持裝置272固持。
舉例來說，加熱裝置可以藉由至少一沿著輥裝置中加熱裝置的長度延伸的固持裝置固持。在一個例子中，固持裝置，其提供加熱裝置之第一端與第二端的固持功能，可以提供加熱裝置於真空腔中或輥裝置中的支撐。
根據一些實施例，所述一固持裝置或複數固持裝置可以被支撐於真空腔中。例如，沉積設備可以適用於固定固持裝置，其中固持裝置固持在輥裝置內的加熱裝置的兩端。在 一個實施例中，處理設備包括位於加熱裝置的各端(相對於長軸)的一支撐件，用於固定固持裝置。根據又另外的實施例，固持裝置固定在處理設備之真空腔的外部。於一些實施例中，輥裝置也可以被固持裝置支撐，或固持裝置可以被支撐於輥裝置中，如參照第3A與3B圖之更詳細的說明。於可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例中，所述一固持裝置或複數固持裝置可以包括一軸承，用於要被保持的加熱裝置之各端。
根據一些實施例，所述一固持裝置或複數固持裝置可以包括一或多個接收部(reception)，用以保持和引導用於加熱裝置的電源供應的電源供應線。在一個例子中，當固持裝置是連接至加熱裝置，該固持裝置允許連接電源線至加熱裝置。在一個實施例中，提供兩個固持裝置以連接在加熱裝置的各端。
根據此處所述的一些實施例，可以增加真空腔中輥裝置排列的精確度。例如，藉由在兩端支撐加熱裝置和輥裝置(並且於一些實施例中，二者彼此獨立)，輥裝置和加熱裝置在處理期間可以被穩定的固持，特別是不受基板的重量或處理期間的長短影響。於一些實施例中，在兩端被固持的輥裝置其位置精確度可以典型地介於每公尺長輥裝置大約1/100毫米至大約1/5毫米的範圍中，更典型地介於每公尺長輥裝置大約1/100毫米和大約1/10毫米之間，且甚至更典型地介於每公尺 長輥裝置大約1/100毫米和大約1/50毫米之間。例如，輥裝置的端部的位置與理想位置具有少於每公尺長1/10毫米的偏差。根據一些實施例，對於確認沉積設備之一可信賴的操作，輥裝置位置的高精確度可能是需要的。另外，如上所述，在兩端固持加熱裝置允許輥裝置之一「開放式」的設計。輥裝置之一「開放式」的設計可以包括並非真空密封的一設計。此外，藉由輥裝置之開放式設計及/或固持加熱裝置的兩端，可促進供應電源至加熱裝置。
第3A圖繪示一輥裝置200的局部示意圖，其可以被使用於根據此處所述的實施例的沉積設備。輥裝置200包括將與要被塗佈的基板接觸之表面310。一部份的加熱裝置320可以於第3A圖中被看到。於第3A圖所繪示的實施例中，輥裝置200係可旋轉地連接至固持裝置。例如，輥裝置200可以藉由一軸承排列380可旋轉地連接至固持裝置。軸承排列380可以允許輥裝置在固持裝置371上旋轉。於一些實施例中，軸承排列380包括一軸承381和一支撐元件382。支撐元件382可以被提供以支撐輥裝置300，例如將其支撐在固持裝置上或在真空腔中。當輥裝置可旋轉地連接於將加熱裝置固持在輥裝置內的固持裝置上，輥裝置可以繞著加熱裝置旋轉。因此，輥裝置的表面藉由通過並同時旋轉加熱裝置被均勻地加熱。
第3B圖繪示包括一加熱裝置321的一輥裝置200的一實施例。輥裝置200被繪示成具有在處理期間與基板接觸 的一表面311。如第3B圖的例子可以看出，加熱裝置321是藉由固持裝置373固持。藉由一軸承排列385可以可旋轉地提供輥裝置301。於第3B圖所示的實施例中，軸承排列385包括一軸承383，軸承383允許輥裝置200進行旋轉。支撐元件384支撐軸承383，且可以藉由輥裝置200排列於其中的處理室被支撐。於一些實施例中，支撐元件384可以是沉積室的一部份。於第3B圖所示的實施例中，輥裝置200與加熱裝置321之間沒有連接。根據一些實施例，輥裝置獨立地相對於加熱裝置旋轉，特別是，輥裝置沒有連接至加熱裝置，或反之亦然。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，加熱裝置和輥裝置可以分別地被支撐。例如，加熱裝置和輥裝置可以具有分開的支撐系統用於固持加熱裝置和輥裝置。在一個例子中，加熱裝置可以藉由一固持系統被支撐在真空腔中，且輥裝置可以藉由一固持系統被支撐在真空腔中，其中輥裝置的固持系統不同於加熱裝置的固持系統，特別是，加熱裝置和輥裝置可以實質上未彼此連接，或沒有結構上彼此連接，或沒有彼此接觸。
第4圖繪示根據可以與此處所述的其它實施例結合的實施例之一輥裝置200。輥裝置200包括在處理期間與被塗佈的基板接觸之表面410。此外，一加熱裝置420係繪示於第4圖中。根據一些實施例，加熱裝置420包括一支撐件430和一加熱元件440，特別是一加熱管。於第4圖所示的實施例 中，顯示加熱元件440捲曲環繞於支撐件440。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，輥的加熱裝置可適用於在真空沉積過程期間，提供加熱裝置之外表面處於實質上與輥相同的電位能。特別是，加熱裝置之外表面的電位能與輥裝置之外表面的電位能可能具有低於15%或低於50V的偏差。
第5圖繪示又一輥200，其中溫度調節元件被提供為冷卻裝置及/或加熱裝置的形式。輥200為具有外表面210的一實質上為圓柱形的形式。外表面210被配置成與可撓式基板接觸。輥可以環繞軸202旋轉。根據一些實施例，可以提供一軸承380以環繞軸202旋轉一部分的輥200。根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，可以提供一中空空間212。中空空間212被配置為具有冷卻流體(或加熱流體)提供及/或循環於其中。據此，外表面210的溫度可以藉由流體被調節。
根據可以與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，流體可以是氣體，例如空氣、氬氣、氮氣或類似物，或者流體可以是液體，例如水、油或其他具有足夠大的熱容量(heat capacity)的液體。冷卻流體(或加熱流體)可以藉由導管(duct)或通道(channel)512被提供於中空空間212中，所述導管或通道512可以被連接至位於軸202中的導管或通道。藉由軸承380中的適當手段，可以提供用以提供流體於旋轉裝置 (例如輥200)的中空空間中的一適當手段。為了避免對於旋轉裝置的流體連接，也可以利用其他冷卻裝置，例如使用帕爾帖效應(Peltier effect)的熱電冷卻裝置。
第2圖至第4圖以一加熱裝置的形式繪示輥200的一溫度調節元件。根據又另外的可以與此處所述的其它實施例結合的實施例，繪示於第5圖中的輥200的溫度調節元件也可以被使用作為一加熱裝置，其中中空空間212包括溫度被加熱至高於輥的溫度的一加熱流體，亦即上述的氣體或液體的其中一者。據此，即使是參照第2圖、第3A圖與3B圖、以及第4圖所描述的輥200，亦可以有利地被使用於真空腔中，其他加熱裝置，例如繪示於第5圖中的溫度調節元件，可以被使用於加熱輥。
根據又另外的可以與此處所述的其它實施例結合的實施例，也可以一起提供一加熱裝置和一冷卻裝置予一輥，此輥可以被利用在此處所述的實施例。例如，如第5圖所述的一冷卻裝置可以被提供，且如第2至第4圖所述的一加熱裝置可以被提供。此外，如第5圖所述的輥裝置200可以被利用以進行加熱形式及/或冷卻形式的溫度調節。
第6圖繪示描述根據此處所述的實施例之於一真空處理設備中處理一可撓式基板之一方法的流程圖。於步驟602，基板於一或多個輥之上被引導，其中該引導包括沿著輥的圓周的所述部分之接觸長度的和是270毫米或更大。於步驟 604，調節可撓式基板的溫度，以使得當可撓式基板與一或多個輥接觸時，可撓式基板與處理鼓之間的溫度梯度降低。在一個輥的情況下，可撓式基板與此一輥的接觸長度是500毫米或更小。在二個或更多輥的情況下，各個輥各自的接觸長度是500毫米或更小。
此處所述的實施例，提供一種改善的用於可撓式基板之處理設備，例如一捲膜塗佈器(web-coater)或捲對捲塗佈器，其中於處理鼓上的可撓式基板的皺褶或波浪可以被減少或避免。在基板接觸處理鼓之前，係提供加熱或冷卻的形式之可撓式基板的預處理。因此，可以提供對於可能在處理鼓上造成波浪的基板的溫度調節及/或氣體去除。根據此處所述的實施例，具有溫度調節元件的輥之圓周之所述部份的長度，其與聽從其引導的可撓式基板接觸，關於其熱調節能力、滑行在輥上的能力及/或包覆角係被改善。關於包覆角的改善可以降低或避免因為去除可撓式基板的氣體而可能產生的波浪。
雖然前述內容以提供本發明之實施例，本發明的其他和更進一步之實施例可以被設計而不脫離本發明的基本範圍，本發明的範圍將由隨後附之申請專利範圍決定。
30‧‧‧包覆角
40‧‧‧接觸長度
41‧‧‧輥接觸位置
42‧‧‧輥出口位置
43‧‧‧處理鼓接觸位置
50‧‧‧距離
104‧‧‧輥
106‧‧‧處理鼓
110‧‧‧基板

Claims (19)

  1. 一種處理設備，用以於一真空腔中處理一可撓式基板，該處理設備包括：一處理鼓，用以處理該可撓式基板，同時該可撓式基板於該處理鼓上被引導；一輥排列，具有一或多個輥，該一或多個輥係配置成在該可撓式基板於該處理鼓上被引導之前，沿著該一或多個輥之一或多個圓周之一部分接觸該可撓式基板，其中沿著該一或多個輥之該一或多個圓周之一或多個部分之一接觸長度的和係為270毫米或更大，且其中沿著該一或多個輥之該一或多個圓周之各該一或多個部分之一各自的接觸長度係為500毫米或更小；以及一或多個溫度調節元件，調節該一或多個輥的溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該溫度調節元件包括一加熱裝置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之處理設備，其中該加熱裝置包括一第一端與一第二端，且其中該加熱裝置係在該第一端與該第二端被固持。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之處理設備，其中該加熱裝置係在該第一端與該第二端被固定於該真空腔中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中沿著該一或多個輥之該一或多個圓周之該一或多個部分之該接觸長度的和係為350毫米或更大。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該一或多個輥之一第一輥係配置成在該可撓式基板於該處理鼓上被引導之前，沿著該第一輥之該第一圓周之該第一部分直接接觸該可撓式基板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該可撓式基板從該第一輥至該處理鼓之自由跨距(free-span distance)係為50毫米至600毫米。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該第一輥的直徑係為180毫米或更大。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該第一輥的直徑係為300毫米或更小。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該一或多個輥係被動式驅動(passively driven)。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該一或多個輥係由該可撓式基板驅動。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之處理設備，其中該一或多個輥係由該可撓式基板驅動。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之處理設備，其中該處理設備更包括一真空產生裝置，用以提供相同的真空狀態於該真空裝置中該一或多個輥之外部和該一或多個輥之內部。
  14. 如申請專利範圍第1至13項的任一者所述之處理設備，其中該溫度調節元件包括一冷卻裝置。
  15. 一種於一真空處理設備中處理一可撓式基板之方法，包括：於一真空腔中，使用一輥排列引導該可撓式基板，該輥排列具有一或多個輥於該真空腔中，其中該引導包括沿著該一或多個輥之該一或多個圓周之一或多個部分之一接觸長度的和係為270毫米或更大，其中沿著該一或多個輥之該一或多個圓周之各該一或多個部分之一各自的接觸長度係為500毫米或更小；以及當該基板與各該一或多個輥接觸時，調節該可撓式基板的溫 度使其接近一處理鼓的溫度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該調節溫度包括加熱該可撓式基板，或其中該調節溫度包括冷卻該可撓式基板。
  17. 如申請專利範圍第15至16項的任一者所述之方法，其中調節該可撓式基板的溫度至比該處理鼓的溫度低20℃或更少的溫度差，或其中調節該可撓式基板的溫度至比該處理鼓的溫度高20℃或更少的溫度差。
  18. 如申請專利範圍第15至16項的任一者所述之方法，更包括：加熱該處理鼓的溫度至100℃或更高；以及當該可撓式基板於該處理鼓上被引導時，除氣該可撓式基板。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，更包括：加熱該處理鼓的溫度至100℃或更高；且當該可撓式基板於該處理鼓上被引導時，除氣該可撓式基板。
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