TW202106394A - 用於控制基材之漂浮的裝置、系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種系統,其包含:一漂浮台,其包含複數個通口以使氣體流動以足以產生一氣體承座來使一基材在該漂浮台上方漂浮;一流體網路,其經耦接以將氣體供應至該漂浮台之該複數個通口;以及一控制器,其經組態以控制該流體網路以獨立地控制氣體經由安置於該漂浮台之一第一區帶、一第二區帶及一第三區帶中之每一者中的該複數個通口中的通口之流動。該第一區帶、該第二區帶及該第三區帶係由該漂浮台之平行於沿著該漂浮台輸送該基材之一方向而延伸的區段界定。該第一區帶係由該漂浮台之安置在界定該第二區帶的兩個區段之間的一中心區段界定,且該第一區帶及該第二區帶安置在界定該第三區帶的兩個區段之間。

Description

用於控制基材之漂浮的裝置、系統及方法
本發明大體上係關於用於諸如(例如)在一基材之處理期間經由飄浮支撐該基材之裝置、系統及方法。更具體言之,本發明係關於在處理基材以用於製造電子顯示裝置期間控制基材之飄浮。
諸如光電子裝置之電子裝置可使用各種薄膜沈積及處理技術加以製造,其中材料之一或多個層沈積至基材上,該基材可為犧牲基材或最終裝置之部分。此類裝置之實例包括但不限於微晶片、印刷電路板、太陽能電池、電子顯示器(諸如液晶顯示器、有機發光二極體顯示器,及量子點電致發光顯示器),或其他裝置。用於電子顯示裝置之應用亦可包括一般照明、用作背光照明源,或用作像素光源。一類光電子裝置包括有機發光二極體(OLED)裝置,其可使用諸如小分子、聚合物、螢光或磷光材料之電致發光有機材料產生光。
有機發光裝置(OLED)之製造大體涉及將一或多種有機材料沈積在基材上以形成薄膜堆疊,且將薄膜堆疊之頂部及底部耦接至電極。各種技術可用於形成薄膜堆疊。在熱汽化技術中,有機材料可在相對真空環境中汽化,且隨後在基材上冷凝。用於形成薄膜堆疊之另一技術涉及使有機材料溶解至溶劑中、用所得溶液塗佈基材,及後續移除溶劑。噴墨或熱噴射印刷系統可用於沈積溶解於溶劑中之有機材料。
因為用於電子裝置製造之材料,諸如(例如)用於OLED裝置中之有機材料,亦可能對曝露於各種周圍材料(諸如氧氣、臭氧、水及/或其他蒸氣(例如,溶劑蒸氣))高度敏感,因此用於基材印刷之整個系統可容納於殼體中,其中可使用一或多種惰性氣體或稀有氣體(noble gases)及氣體循環及過濾系統來維持低粒子、非反應性氣氛,該氣體循環及過濾系統自殼體之內部移除由印刷系統產生的粒子。
顆粒污染以及其他系統組件與基材或沈積在基材上的層在處理期間之接觸亦可影響各種電子裝置(包括OLED裝置)之品質。各種方法可用以在光電子裝置之製造過程期間支撐基材。舉例而言,基材可由機械平台(有時稱為台或夾盤)支撐,該機械平台使用真空或機械夾持來在處理期間將基材固持在適當位置。提昇插銷可用以支撐基材之中心區,以例如相對於夾盤升高或降低基材以促進加載及卸載。在真空夾盤之情況下,在基材之中心區定位於其上方的夾盤部分中之真空孔或凹槽可用以將基材固持在適當位置。此類孔或凹槽可能例如於在OLED裝置製造過程期間沈積至基材上的有機材料層中造成不均勻性(或「雲紋」)。此外,在沈積有機材料的作用區處與基材的實體接觸亦可能造成雲紋現象。一般而言,雲紋現象可在不同於OLED裝置製造過程的薄膜沈積過程中出現。雲紋現象之嚴重強度可取決於沈積於基材上的材料之特性,諸如(例如)介電特性、揮發性及流動性。因此,所揭示之裝置、系統及方法亦可適用於其他薄膜沈積過程。
通常,若基材之作用區在材料沈積(例如,印刷)過程期間並不連續地且均勻地(例如,沿著基材之表面在基材之作用區下方均勻地施加力)支撐,則不均勻性或可見缺陷可能存在於沈積至基材上的有機材料中。各種專用均勻支撐技術可用來實現均勻、實質上無缺陷之塗層。舉例而言,可在基材非作用區處提供非均勻或物理支撐,該等非作用區諸如基材之將不形成作用電子件之部分及顯示器之發射部分的周邊區域(例如,OLED裝置中不沈積有機材料的周邊區)。另外,基材之非接觸式支撐可用以在印刷、輸送及/或熱處理過程期間支撐基材。可使用飄浮系統達成此類非接觸式支撐,該飄浮系統使用氣體承座(gas bearing)來使基材漂浮(提昇)於漂浮台之表面之上。在漂浮台之實施中,發射加壓氣體之壓力通口與吸入氣體之吸入通口(例如,真空)之組合用來建立嚴密受控的流體彈簧氣體承座。加壓氣體出口通口提供對基材之潤滑及非接觸式飄浮支撐,而吸入通口提供嚴格控制相對輕重量的基材浮動的高度所必須的反作用力。此類飄浮系統可使用各種氣體,包括但不限於例如氮氣或其他惰性氣體、稀有氣體、空氣,或其組合。
儘管飄浮系統設計允許控制基材在漂浮台之表面上方的豎直(例如,x-y-z笛卡爾座標系統之z方向,其中基材大體處於x-y平面中)飄浮,但以穩健方式控制基材之飛行高度(亦即,基材在漂浮台之表面上方的高度)仍具挑戰性。在加壓氣體供應在漂浮台表面與基材之間的空間中時,氣體可聚積,且捕集在基材下方的一或多個區(諸如(例如)中心區)中。此類聚積尤其可能在無或不足的逸出路徑(例如,真空通口或開口,或專用逸出通口或開口)設置於漂浮台上時發生。隨著氣體聚積,捕集在基材下方的一或多個區中的氣體之壓力變得高於基材下方的基材下空間之其他區(例如,非中心區及/或邊緣區)中的氣體之壓力。與捕集在基材下空間之一或多個區中的氣體相關聯之高壓可建立使氣體退出或逸出該空間之不穩定及/或不可預測的路徑。氣體可能在隨機方向上朝向任何周邊區退出或逸出該空間之中心區,其沿循具有最小阻力的路徑。亦即,逸出路徑可為隨機的。在氣體沿著逸出路徑逸出時,沿著逸出路徑之基材部分的飛行高度增大。位於與逸出路徑相對的地點的基材之其他部分,諸如拐角或邊緣部分,可能由於沿著逸出路徑逸出的氣體之損失而經歷飛行高度之降低。在基材之邊緣或拐角部分處的飛行高度之降低可能導致基材與漂浮台表面上的其他物件碰撞或其他接觸。此類接觸可能造成刮擦或對基材之其他損壞,其又可能導致雲紋現象且產生可能染污基材表面之顆粒物質。因此,仍需要具有可控制在漂浮台表面與基材之間的空間中的氣體之壓力且較穩健地控制基材之飄浮的系統及方法。
基材下方之此類非均勻壓力亦可能出現於使用加壓氣體來支撐基材而不使用吸入氣體來對加壓氣體產生反作用力以產生流體彈簧(其嚴密地控制基材之飛行高度)的飄浮台或飄浮台之區中。在不使用吸入通口的情況下,此類加壓氣體支撐通常用於至基材處理區之進料及出料區中,因為此類進料及出料區不需要精確地控制基材之飛行高度。
根據一例示性具體實例,本發明涵蓋一種系統,其包含:一漂浮台,其包含複數個通口以使氣體流動以足以產生一氣體承座來使一基材在該漂浮台上方漂浮;一流體網路,其經耦接以將氣體供應至該漂浮台之該複數個通口。該系統進一步包含一控制器,其經組態以控制該流體網路以獨立地控制氣體經由安置於該漂浮台之一第一區帶、一第二區帶及一第三區帶中之每一者中的該複數個通口中的通口之流動,其中該第一區帶、該第二區帶及該第三區帶係由該漂浮台之平行於沿著該漂浮台輸送該基材之一方向而延伸的區段界定,該第一區帶係由該漂浮台之安置在界定該第二區帶的兩個區段之間的一中心區段界定,且該第一區帶及該第二區帶安置在界定該第三區帶的兩個區段之間。
根據另一例示性具體實例,一種方法包含:使氣體自一漂浮台之複數個通口流動以在一基材之一表面下方建立一氣體承座,該氣體承座足以在沿著該漂浮台輸送一基材時使該基材在該漂浮台上方漂浮;以及獨立地控制氣體經由安置於該漂浮台之一第一區帶、一第二區帶及一第三區帶中之每一者中的該複數個通口中的通口之流動。該第一區帶、該第二區帶及該第三區帶係由該漂浮台之平行於沿著該漂浮台輸送該基材之一方向而延伸的區段界定,其中該第一區帶係由該漂浮台之安置在界定該第二區帶的兩個區段之間的一中心區段界定,且該第一區帶及該第二區帶安置在界定該第三區帶的兩個區段之間。
在又一例示性具體實例中,一種方法包括使氣體自一漂浮台之複數個通口流動以在一基材之一表面下方建立一氣體承座,該氣體承座足以在沿著該漂浮台輸送一基材時使該基材在該漂浮台上方漂浮。使該氣體流動包含使一第一氣體經由一漂浮台之第一複數個通口以一第一流動速率及一第一壓力流動,且使一第二氣體經由該漂浮台之第二複數個通口以一第二流動速率及一第二壓力流動。該第二複數個通口位於該基材之兩個相對側向邊緣區下方,該第一複數個通口位於該基材之在該兩個相對側向邊緣區之間的一區下方,且該第二流動速率及該第二壓力中之至少一者大於該第一流動速率及該第一壓力中之至少一者。
在另一例示性具體實例中,本發明涵蓋一種系統,其包含:一漂浮台,其包含複數個通口以使氣體流動以足以產生一氣體承座來使一基材在該漂浮台上方漂浮;一流體網路,其經耦接以將氣體供應至該漂浮台之該複數個通口;以及一控制器,其可操作地耦接至該流體網路。該控制器經組態以控制一第一氣體以一第一壓力及一第一流動速率自第一複數個該等通口之一流動,且控制一第二氣體以一第二壓力及一第二流動速率自第二複數個該等通口之一流動,該第二壓力及該第二流動速率中之至少一者大於該第一壓力及該第一流動速率中之至少一者。該第一複數個通口位於該漂浮台之一中心區段中,且安置在該第二複數個該等通口所位於的該漂浮台之兩個區段之間。
在另一例示性具體實例中,本發明涵蓋一種處理一之方法,其包含:使用藉由一漂浮台產生的一氣體承座將該基材支撐在該漂浮台上方。在支撐該基材之同時,該方法亦包括在該漂浮台之一第一區與該漂浮台之一第二區之間輸送該基材。該方法亦包含:在該基材處於該第一區中時,控制在該漂浮台之不同區帶中的氣體流動,以便允許氣體以一實質上均勻之方式自該基材下方逸出;以及在該基材處於該第二區中時,控制自該漂浮台之一氣體氣流以產生一流體彈簧來控制該基材之一飛行高度。
額外目標、特徵及/或其他優點將在以下描述中部分地闡述,且部分地將自該描述顯而易見或可藉由實踐本發明及/或申請專利範圍而習得。此等目標及優點將藉由在所附申請專利範圍中特定指出之元件及組合來實現及獲得。
前文一般描述與以下詳細描述兩者均僅為例示性及解釋性的,且不欲限制申請專利範圍;實際上,申請專利範圍應具備其範疇之全部範圍,包括等效物。
說明各態樣及具體實例之此描述及附圖不應視為限制性的。申請專利範圍界定保護範疇,包括等效物。在不脫離此描述及申請專利範圍之範疇的情況下,可進行各種機械、組成、結構、電及操作改變。在一些情況下,未展示或詳細描述熟知的電路、結構及技術以便不混淆本發明。在各種具體實例中,兩個或更多個圖中的相同數字表示相同或類似元件。
另外,此描述之術語不意欲限制申請專利範圍之範疇。舉例而言,空間相對術語(諸如「之下」、「下方」、「下部」、「之上」、「上部」、「近端」、「遠端」、「x方向」、「y方向」、「z方向」等)可用以描述如圖式中所說明的一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。除了圖中所示的位置及定向之外,此等空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同方向(例如,在笛卡爾座標系統中)、位置(亦即,地點)及定向(亦即,旋轉置放)。舉例而言,若將圖式中之裝置翻轉,則描述為在其他元件或特徵「下方」或「之下」之元件接著將在其他元件或特徵「之上」或「上方」。因此,例示性術語「下方」可涵蓋在上方及在下方的位置及定向兩者。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向),且本文中所使用之空間相對描述符相應地進行解釋。同樣,沿著及圍繞各種軸線之移動的描述包括各種特殊裝置位置及定向。除非上下文另有指示,否則單數形式「一(a/an)」以及「該(the)」亦意欲包括複數形式。而且,術語「包括(comprises/comprising)」、「包括」等指定所陳述的特徵、步驟、操作、元件及/或組件之存在,但不排除存在或添加一或多個其他特徵、步驟、操作、元件、組件及/或其族群。描述為耦接之組件可直接電或機械耦接,或其可經由一或多個中間組件間接地耦接。數學及幾何術語不一定意欲根據其嚴格定義來使用,除非描述之上下文另有指示,因為所屬技術領域中具有通常知識者將理解,舉例而言,以實質上類似之方式行使功能的實質上類似之元件可容易地落在描述性術語之範疇內,即使該術語亦具有嚴格定義。
參考一個具體實例詳細描述的元件及其相關聯態樣可在可行的情況下包括在並不具體展示或描述其之其他具體實例中。舉例而言,若元件參考一個具體實例詳細描述而未參考第二具體實例加以描述,則儘管如此,該元件可主張為包括在第二具體實例中。
本文中所描述的例示性具體實例包括用於在諸如(例如)OLED顯示裝置的多種電子裝置中的任一者之製造期間支撐基材的系統、方法及裝置。例示性所揭示系統、方法及裝置可使得氣體流動之選擇性區帶能夠達成所需且可預測的氣體流動路徑。選擇性地控制供應至基材之不同區的氣體流動可提供跨越氣體流動至的基材表面之實質上均勻的壓力,以使基材較穩定地漂浮,藉此減小基材之碰撞及損壞風險。舉例而言,對於所揭示之系統、方法及裝置,可獨立地控制自漂浮台之不同區帶的氣體流動。漂浮台之不同區帶可包括用於提供氣流之不同通口。可選擇相對於基材位於不同位置之通口來提供達成不同功能之氣流,諸如使基材漂浮、控制基材之不同區之飛行高度、輸送基材,等。藉由控制供應至基材之不同區的氣體之流動(例如,壓力及/或流動速率),基材可維持在所需形狀及飛行高度輪廓,且藉此減小基材之不穩定飄浮及損壞風險。亦即,可經由控制自位於漂浮台上之對應於基材之不同區的不同通口供應的氣體之流動(例如,壓力及/或流動速率)來分開地控制在基材之不同區處的氣體流動。
在一些具體實例中,例示性所揭示裝置、系統及方法可包括漂浮台,其具有不同氣體供應區帶(每一區帶具有一或多個通口)以用於將不同氣體氣流提供至基材之不同區,藉此建立用於使氣體逸出基材與漂浮台之間的空間之所需氣體流動路徑。所需氣體流動路徑又在基材下方建立實質上均勻的氣壓,藉此在基材藉由氣流而漂浮時使基材維持所需形狀(實質上平坦表面輪廓)。舉例而言,在一些具體實例中,漂浮台可包括:第一複數個通口,其供應氣體以使基材在漂浮台之表面上方漂浮;及第二複數個通口,其在基材之特定區處以更高之壓力及/或流動速率供應氣體。在一些具體實例中,漂浮台可包括在基材之橫向邊緣處使用以在基材與漂浮台之間的空間中提供飛行高度及總體氣體流動分佈的通口,該空間提供氣體之逸出路徑以避免氣體之聚積及基材在基材中心區中之所導致弓曲。此類通口在本文中稱為「邊緣控制通口」。邊緣控制通口可位於對應於基材之橫向邊緣的漂浮台上以提供足夠力(藉由自邊緣控制通口提供之氣流產生)來控制基材之飛行高度,藉此在基材於漂浮台之表面上方漂浮時防止在基材之背對漂浮台的表面下方之不均勻壓力增大。
在例示性具體實例中,邊緣控制通口可分佈於漂浮台之未設置逸出通口或路徑(例如,無吸入通口)之進料區及出料區中,以使捕集在基材之較中心區處之氣體逸出基材與漂浮台之間的空間。在漂浮台上之合適地點處(例如,在漂浮台之橫向邊緣處)設置邊緣控制通口可產生跨越基材之氣體流動輪廓,其准許氣體承座之逸出路徑較可預測,從而又使飛行高度及基材下方之氣體的壓力較可控且穩定。出於論述目的,所揭示之系統稱為用於製造OLED裝置之系統。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將理解,所揭示之系統可用於其他目的,包括製造其他裝置(諸如使用基材沈積技術之其他電子裝置)、處理其他材料(不同於本文所揭示之有機材料),或出於其他目的(例如,清潔、熱處理,等)而處理基材。
在一些情況下,供應至不同通口、噴嘴、開口等之氣體在本文中可稱為第一氣體、第二氣體、第三氣體等以促進供應至一組通口、噴嘴等與供應至另一組通口、噴嘴等之氣體之間的區分。預期在如此提及時之所供應氣體可彼此相同,或一或多種氣體可彼此不同。
圖1示意性地說明可用於在諸如製造包括但不限於OLED裝置之各種電子裝置的製造過程期間將材料沈積在基材上的例示性系統100。儘管未在圖1中展示,但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,系統100可包括各種其他組件,且可為作為較大總體製造系統之部分的子系統。作為實例,系統100可包括或可操作地耦接至具有用於使用各種技術在材料沈積至基材上之前及/或之後處理該等材料的一或多個熱處理裝置(例如,加熱器、冷卻器、UV處理裝置,等)之熱處理系統或區段。類似地,系統100可包括或可操作地耦接至包括用於降低基材之溫度的一或多個冷卻裝置之一或多個冷卻區段或區帶。系統100可包括或以操作方式耦接至具有經組態以在材料沈積至基材上之前或之後固持基材之結構(諸如堆疊擱板)的一或多個固持區段或區帶。
在一些具體實例中,系統100處於殼體(圖中未示)中。該殼體可密閉性密封。殼體中的環境可控制且維持為低粒子及/或非反應性環境。舉例而言,系統100可包括經組態以使氣體(其可為惰性氣體)在殼體中循環且過濾該氣體之氣體循環及過濾系統。惰性氣體可與沈積於基材上的材料(諸如有機材料)不具有反應性。該氣體可為氮氣或其他惰性氣體、稀有氣體、空氣,或其組合。氣體循環及過濾系統可包括安置於殼體中之至少一部分及安置於殼體外部之至少另一部分。氣體循環及過濾系統可自殼體中之環境移除粒子、水蒸氣、氧氣及臭氧內容物,使得粒子、水蒸氣、氧氣及臭氧內容物(若存在)可維持低於指定限制,諸如100 ppm、50 ppm、10 ppm、1 ppm、0.1 ppm,等。用於移除一或多種反應性物質(諸如臭氧、水蒸氣及/或溶劑蒸氣)之氣體純化系統亦可可操作地耦接至殼體。用於製造電子裝置組件,包括用於印刷顯示器,之此類系統之非限制性實例揭示於美國專利申請公開案US 2014/0311405 A1、US 2017/0028731 A1及US 2018/0014411 A1以及美國專利第9,505,245號中,其中之每一者以全文引用之方式併入本文中。
系統100可包括用於支撐及/或輸送(例如,平移及/或旋轉)基材110之基材支撐設備105。在各種例示性具體實例中,基材支撐設備為漂浮台105。漂浮台105可經組態以藉由建立氣體承座來以非接觸式方式支撐基材110,以於在系統100中處理基材110期間之任何合適階段使基材110漂浮。
漂浮台105可為具有預定厚度之單件板,如圖1中所展示。漂浮台105可包括在電子裝置之製造期間輸送基材所沿著的不同區。舉例而言,漂浮台105可包括進料區101、印刷區102,及出料區103。進料區101可在基材110之輸送方向A上位於印刷區102之上游(但在印刷區102中,基材110可在兩個方向上來回移動)。出料區103可在基材110之輸送方向A上位於印刷區102之下游。亦可包括漂浮台之額外區,諸如處理區、固持區,等。漂浮台105之平台可由鋁、陶瓷、鋼、其組合或任何其他合適材料製成。漂浮台105可例如相對於地表面支撐於圖1中未展示之支撐框架或結構上。
如圖1中所示,漂浮台105包括複數個通口120。術語「通口」係指設置於漂浮台105中之開口、安置於漂浮台105之開口內的噴嘴之通口,或開口與安置於開口內的噴嘴之通口之組合。通口120可延伸至漂浮台105之厚度中,且在漂浮台105之頂部支撐表面115處開放。在一些具體實例中,通口120可包括在漂浮台105中之通孔,其可自頂部支撐表面115延伸至漂浮台105之與表面115相對的底表面。通口120可具有相同或不同大小。在一些具體實例中,第一複數個通口120(例如,開口120)可具有第一大小(例如,第一直徑),且第二複數個開口120(例如,開口120)可具有可不同於第一大小之第二大小(例如,第二直徑)。通口120可具有相同或不同形狀。在一些具體實例中,第一複數個通口120可具有第一形狀,諸如圓形。第二複數個通口120可具有不同於第一形狀之第二形狀,諸如橢圓形。
通口120可經配置以提供各種功能。舉例而言,第一複數個通口120(或所有通口120)可經配置以使氣體流動以在表面115與基材110之間形成氣體承座來使基材110在表面115上方漂浮。在一些具體實例中,供應至通口120之氣體可為空氣、惰性氣體、惰性氣體或任何其他合適氣體或其組合。第一複數個通口120可經組態以在可實質上正交或垂直於表面115之方向上引導氣體之流動。流入或流出第一複數個通口120之氣體可在基材110之下表面與漂浮台105之表面115之間形成氣體承座。氣體承座可足以將基材110在飛行高度處漂浮地支撐(亦即,漂浮)於漂浮台105之表面115上方或之上,該飛行高度係在z方向(與台之表面115正交)上量測。如本文中所使用的x-y-z笛卡爾座標系統反映於圖式之定向中,其中應理解,x方向與y方向可切換。氣體之流動可具有壓力及流動速率,其可由控制器及其他系統組件控制,如下文所論述。控制器可控制氣體之流動(例如,氣體之壓力及流動速率中之至少一者)以控制基材110之飛行高度。
在用於提供氣體承座的通口120中,一些通口可用作壓力通口,加壓氣體在正壓力下自該等通口吹送至基材110與表面115之間的空間。壓力通口可以可操作地耦接至壓力源(例如,加壓氣體源)。一些通口可用作吸入(例如,真空)通口,氣體經由其自基材110與表面115之間的空間抽出。吸入通口可以可操作地耦接至真空源(例如,真空機器或裝置)。舉例而言,在進料區101及出料區103中,用於提供氣體承座之所有通口可為壓力通口。在一些具體實例中,可能未在進料區101及出料區103中設置任何吸入通口。在印刷區102中,一些通口可組態為壓力通口,且一些通口可組態為吸入通口。壓力通口與吸入通口可在印刷區102中彼此鄰近地交替配置。藉由在印刷區102中提供壓力及吸入兩者,氣體承座之有效剛度增大(因此,印刷區102中之氣體承座亦可稱為流體彈簧),其使得與僅設置壓力通口的進料區101及出料區103相比,更易於較準確地控制在印刷區102中之飛行高度。
漂浮台105之第二複數個通口120可經選擇以控制(例如,升高)基材110之邊緣區之飛行高度。在圖1中所示之具體實例中,基材經定向而使得其與漂浮台105一樣寬或寬於漂浮台,其中側向邊緣部分111及112延伸至漂浮台105之邊緣或自其懸垂。在此具體實例中,第二複數個通口120可位於表面115之邊緣(例如,平行於基材110之行進方向A的橫向邊緣,如圖1中所展示)附近,以提供對基材110之邊緣區之飛行高度的控制(亦即,「邊緣控制」)。然而,應理解,用於邊緣控制之第二複數個通口120並不需要位於漂浮台105之邊緣。舉例而言,在基材110經定向而使得其比漂浮台105窄時,如由圖1中所說明的點線基材所描繪,用於邊緣控制之第二複數個通口120可為位於漂浮台105上、安置於基材110之邊緣區下方的彼等通口。
在一些具體實例中,第二複數個通口120可係選自圖1中所示之通口120。舉例而言,第二複數個通口120可係選自接近於漂浮台105之橫向邊緣的彼等通口。在此具體實例中,位於漂浮台105之邊緣處的通口120中的特定通口可用於提供對基材110之飛行高度的邊緣控制,而通口120中的其他通口可用於提供氣體承座以使基材110漂浮。在一些具體實例中,圖1中所示之所有通口120可僅用於提供氣體承座,且漂浮台105可包括專用於提供對基材110之飛行高度的邊緣控制之額外通口(圖1中未展示),如下文所論述。
在一些具體實例中,第三複數個通口120可用作用於沿著漂浮台105輸送基材110之輸送系統之部分。或者,額外第三複數個通口可包括於漂浮台105中以提供基材110沿著漂浮台105之輸送。流出第三複數個通口之氣體可沿著表面115輸送基材110,包括使基材110平移及/或旋轉(繞著z軸)。
在一些具體實例中,可以相同壓力及相同流動速率向通口120供應相同氣體。在一些具體實例中,可以不同壓力及/或不同流動速率向通口120供應相同氣體。在一些具體實例中,可向不同通口120或通口120之不同群組供應不同氣體。可以相同或不同壓力及/或相同或不同流動速率供應不同氣體。舉例而言,在一些具體實例中,可以高於供應至通口120中之其他通口的氣體之壓力的壓力向通口120中之特定通口供應氣體。在一些具體實例中,可以大於供應至通口120中之其他通口的氣體之流動速率的流動速率向特定通口120供應氣體。在一些具體實例中,在所有通口120用於提供氣體承座時,可以相同壓力及/或流動速率向所有通口120供應相同氣體。或者,在所有通口120用於提供氣體承座時,可以與其他通口120不同之壓力及/或流動速率向一些通口120供應相同氣體。舉例而言,較之於在對應於基材110之非中心區的地點處安置的其他通口120,可以較低壓力及/或較低流動速率向在對應於基材110之中心區的地點處安置於漂浮台105上之一些通口120供應氣體。在一些具體實例中,在所有通口120用於提供氣體承座時,額外邊緣控制通口可沿著漂浮台105之兩個相對橫向邊緣分佈,以提供對基材110之飛行高度的邊緣控制。在漂浮台105之邊緣處供應至此等額外邊緣控制通口之氣體可與供應至用於提供氣體承座之通口120的氣體具有不同的壓力及/或流動速率。在一些具體實例中,與通口120相比,不同氣體可供應至額外邊緣控制通口。
再次參考圖1,系統100包括位於印刷區102中之印刷頭總成125。印刷頭總成125可安裝在橋接件130上,且可沿著橋接件130移動。出於論述目的,印刷頭總成125可包括噴墨印刷總成,其具有至少一個噴墨印刷頭以使用噴墨印刷技術將材料(諸如有機材料)按某圖案沈積在基材110之表面上。舉例而言,在圖1中所示之具體實例中,印刷頭總成125包括複數個印刷頭126、127及128。印刷頭126、127及128中之每一者可經組態以將諸如有機材料之材料沈積至基材110上,以在基材110上形成一或多個層。印刷頭126、127及128中之每一者可為噴墨印刷頭。該材料可包括在油墨中。系統100可包括處理系統,其具有例如一或多個熱處理裝置(諸如加熱器及冷卻器)以處理沈積於基材上的有機材料以形成層。如上文所論述,在各種例示性具體實例中,形成於基材110上之層可為OLED裝置之部分。
儘管圖1及本文中所描述的各種例示性具體實例提及使用噴墨印刷技術將材料沈積在基材上,但所屬技術領域中具有通常知識者將理解,此類沈積技術僅為例示性的而非限制性的。諸如(例如)氣相沈積、熱噴射沈積等之其他材料沈積技術亦可與本發明之飄浮及輸送機構一起使用,且視為在本發明之範疇內。
橋接件130可安置於漂浮台105上方,例如跨越漂浮台105之寬度在漂浮台105之中間區段處。舉例而言,橋接件130可安置於漂浮台105之印刷區102上方。印刷頭總成125可沿著橋接件130在漂浮台105上方移動,例如在x方向(例如,漂浮台105之寬度方向)上。基材110可沿著漂浮台105(例如,在沿著漂浮台105之長度方向的輸送方向A上)移動且定位於橋接件130及印刷頭總成125下方。印刷頭總成125可將有機材料沈積至基材110之上表面上,以形成作為待製造的OLED裝置之部分的薄層。在一些具體實例中,印刷頭總成125可定位於基材110下方。舉例而言,印刷頭可嵌入於漂浮台105之表面115中或其上,且可自基材110之下表面下方將有機材料沈積至基材110之下表面上。
在一些具體實例中,印刷頭總成125相對於固定基材110(例如,台架型式)在x方向及/或y方向(例如,基材輸送方向)上移動。舉例而言,印刷頭總成125可相對於固定基材110在x方向上沿著橋接件130移動。在一些具體實例中,橋接件130可安裝在軌條上且沿著該軌條移動,使得印刷頭總成125可相對於固定基材110沿著y方向移動。在一些具體實例中,印刷頭總成125可相對於固定基材110在x方向及y方向兩者上移動。
在一些具體實例中,印刷頭總成125可為固定的,而基材110可沿著x方向及/或y方向在漂浮台105上移動。舉例而言,基材110可相對於固定印刷頭總成125在x方向上移動。在一些具體實例中,基材110可相對於固定印刷頭總成125在y方向上移動。在一些具體實例中,基材110可相對於固定印刷頭總成125在x方向及y方向兩者上移動。
在一些具體實例中,基材110及印刷頭總成125兩者可相對於彼此(例如,分裂軸線型式)在x方向及y方向中之至少一者上移動。舉例而言,基材110可在x方向上移動,而印刷頭總成125可在y方向上移動。在一些具體實例中,基材110可在y方向上移動,而印刷頭總成125可在x方向上移動。在一些具體實例中,基材110可在x方向及y方向兩者上移動,且印刷頭總成125可相對於基材在x方向及y方向兩者上移動。
在一些具體實例中,基材110及/或印刷頭總成125可在z方向上移動。舉例而言,基材110可例如經由調整藉由漂浮地支撐基材之氣體承座所產生的力而在z方向上上下移動,以變得較接近於及遠離印刷頭總成125。在一些具體實例中,印刷頭總成125可進一步安裝至Z軸板(圖1中未展示),其可相對於固定基材110在橋接件130上在z方向上上下移動。在一些具體實例中,基材110與印刷頭總成125兩者可相對於彼此在z方向上移動。
漂浮台105單獨地或結合另一機械輸送機構可經組態以輸送(例如,平移及/或旋轉)基材110以相對於漂浮台105之表面115且因此相對於印刷頭總成125定位基材110。舉例而言,可沿著漂浮台105自進料區101至印刷區102及自印刷區102至出料區103或在進料區101與印刷區102之間及印刷區102與出料區103之間來回地輸送基材110。在印刷區102處用有機材料印刷時,基材110之一部分可取決於基材110之大小及基材110在印刷期間的移動而延伸至進料區110及/或出料區103中。亦可在沿著一或多個飄浮台105或漂浮台105之區段漂浮的同時經由系統100中之各種區段(諸如處理區段、固持區段、冷卻區段,等)輸送基材110。可替代地或另外,在將基材110輸送(例如,平移)至漂浮台105上之預定地點之後,可藉由夾持器系統(圖中未示)機械地夾持基材110。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,漂浮台105可具有多種格式以在基材沿著系統之不同區移動時達成不同的所需輸送、旋轉及或飛行高度。
可由所揭示之系統支撐的基材之大小不受限制。在顯示器製造中,基材大小常常根據代來稱為代n,其中n表示不同數字,且每一代大小大致對應於所處理的總體基材大小,可最終自總體基材大小製成多個較小的顯示器。較高代之例示性非限制性大的大小基材可為約1500 mm×1850 mm,或2200 mm×2500 mm,或2940 mm×3370 mm,然而,較大大小的基材及數百毫米乘數百毫米之較小大小的基材亦涵蓋在本發明之範疇內。本發明具體實例可適應代大小中的任一者,且在此方面不受限制。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,在根據本發明之例示性具體實例判定可使用本文所描述技術處置的任何特定代大小時,應考慮表面積及拖曳力。亦可藉由所揭示之系統處理其他大小之基材。
在一些具體實例中,如圖1中所示,漂浮台105之寬度可比基材110之寬度窄或大致相同,使得基材110之在橫向邊緣處的邊緣部分111及112與漂浮台105之邊緣對準或懸掛在其上方。邊緣部分111及112之寬度可在約10至約15毫米(mm)之範圍內。自漂浮台105懸垂之邊緣部分111及112之寬度可使用其他值,諸如約0 mm至約10 mm,或約15 mm至約20 mm。在一些具體實例中,懸垂邊緣部分之寬度獨立於總體基材大小。使基材110之側向邊緣部分懸掛於漂浮台105之邊緣上方可幫助使用懸垂側向邊緣部分之重量來控制基材110之飛行高度的均勻性。在側向邊緣部分懸掛於漂浮台105之邊緣上方的情況下,可減小基材110在基材110之不同部分處的飛行高度之變化。在將有機材料在印刷區102處印刷(例如,沈積)至基材110之上表面上時,較均勻的飛行高度(其意謂基材110較平坦,且其在台上方的高度在基材之整個區域上較均勻)可導致更好的印刷效果。
在圖1中所示之具體實例中,漂浮台105包括具有通口分佈於其中的表面115(例如,連續表面)。在不希望受任何特定理論束縛的情況下,本發明人認為,在將氣體供應至表面115與基材110之下表面之間的空間以使用自通口流出的加壓氣體流建立氣體承座時(例如,無逸出通口或吸入通口(諸如(例如)在進料區101或出料區103中)),氣體傾向於聚積或捕集在基材110下方的中心區處。氣體之聚積導致在基材之特定區(諸如在基材之中心區)下方的壓力增大。結果,基材110可能在一或多個區中弓曲。舉例而言,在基材之中心區下方氣體聚積且壓力增大時,基材110之背對漂浮台105的表面可能會具有凸面形狀,其中在基材110之中心區處的飛行高度最高,且在基材110之邊緣部分(或區)處的飛行高度最低。在基材110下方聚積的氣體傾向於經由一或多個隨機逸出路徑(例如,在某時刻具有最小阻力的路徑)逸出該空間。此導致在基材110之一或多個隨機、不可預測區處之飛行高度的降低。因為基材110在漂浮台105之表面上方的飛行高度通常極小,例如約30微米至500微米。在一些具體實例中,飛行高度在中心區處可為約250微米,且在基材110之邊緣處可為約100微米,若在邊緣處之飛行高度進一步隨機地減小,則基材110之邊緣可能與漂浮台105或漂浮台105上之其他物件接觸。因此,需要解決此問題,且提供可在飄浮期間在基材下方實現較均勻且受控的壓力之系統。在穩健地控制飄浮及基材110下方的氣體之壓力的情況下,利用受控且可預測的氣體逸出路徑,在印刷過程期間的基材110之整個處置可較為可控。本發明使用在對應於基材110之橫向邊緣的地點處安置於漂浮台105上的邊緣控制通口來解決上文所論述的問題。
圖2說明支撐基材110之漂浮台105之具體實例的部分側視橫截面圖以示意性地描繪與所捕集氣體相關聯的問題。該橫截面圖係在進料區101或出料區103處跨越漂浮台105之寬度(亦即,沿著圖1中的B-B')截取,其大體上垂直於基材110之行進方向A。進料區101及出料區103兩者皆可具有僅用於提供氣體承座之壓力通口。換言之,漂浮台105在進料區101及出料區103中可不包括任何真空通口(亦稱為吸入通口)或其他逸出通口用於使捕集在基材110下方的空間之中心區中的氣體逸出。漂浮台105可包括複數個通口121、122、123、124及125,其可為圖1中所示之通口120之具體實例。為簡單起見,為說明問題,通口121至125展示為開口,其中無噴嘴安置在其中。應理解,在其他具體實例中,噴嘴可安置於此等開口中,如進一步在下文參考圖4至圖6所展示及描述。
通口121至125經由流體網路與氣體源147流動連通。流體網路包括氣體供應歧管145、氣體控制閥146,及連接各種組件之各種流體導管(亦稱為氣體導管)。如圖2中所說明,通口121至125中之每一者與氣體供應歧管145可操作地耦接(例如,流動連通)。通口121至125可經由氣體導管(諸如氣體管道、管等)與氣體供應歧管145耦接。氣體可在正壓力下自氣體供應歧管145供應至通口121至125。在一些具體實例中,供應至通口121至125之氣體可為空氣、氮氣、另一稀有氣體或惰性氣體,或任何其他合適氣體或其組合。在一些具體實例中,舉例而言,在通口121至125位於進料區101或出料區103中時,通口121至125中無一者用作真空通口。在一些具體實例中,舉例而言,在通口121至125位於印刷區102中時,一或多個通口121至125用作真空通口。應理解,即使在進料區101及出料區103中,在一些具體實例中,一或多個通口仍可用作真空通口。
氣體供應歧管145與氣體控制閥146可操作地耦接(例如,流動連通)。氣體控制閥146可為任何合適的電力操作流量控制閥,諸如螺線管閥。在一些具體實例中,氣體控制閥146為手動控制閥。氣體控制閥146可與氣體源147可操作地耦接。氣體源147可為氣體管道或氣體儲槽,其可用以將氣體供應至氣體控制閥146、氣體供應歧管145及通口121至125。在一些具體實例中,氣體源147可為加壓氣體源。
氣體控制閥146可與控制器148可操作地耦接。控制器148可包括合適的電路系統、閘、開關、邏輯以及其他合適的軟體及硬件組件。舉例而言,控制器148可包括處理器,其具有電路及邏輯用於處理信號且將命令在控制下提供至其他裝置。控制器148可經組態或程式化以控制氣體控制閥146,以便控制供應至通口121至125之氣體的壓力及/或流動速率。控制器148可經組態以自氣體控制閥146接收信號。控制器148可處理自氣體控制閥146接收之信號,且可將信號發送至氣體控制閥146以調節供應至通口121至125之氣體的壓力及/或流動速率。控制器148亦可自包括在系統100中之其他組件(諸如感測器、致動器、馬達)接收信號。控制器148可將命令信號提供至包括在系統100中之此等組件以控制其操作。
儘管在圖2中展示單個氣體供應歧管145,但系統100可包括多於一個氣體供應歧管,各自可操作地耦接至通口群組以分開地供應氣體。可經由不同的氣體供應歧管以相同的壓力及/或流動速率向不同的通口群組供應氣體。或者,可經由不同的氣體供應歧管以不同的壓力及/或不同的流動速率向不同的通口群組供應氣體。在使用兩個或更多個氣體供應歧管145時,可能存在兩個或更多個氣體控制閥146,各自控制供應至各別氣體供應歧管之氣體。此外,可能存在兩個或更多個氣體源147,及兩個或更多個控制器148。兩個或更多個控制器148中之每一者可經組態或程式化以控制各別氣體控制閥146,該各別氣體控制閥又控制各別氣體供應歧管。
圖2說明氣體自通口121至125供應至漂浮台之表面115與基材110之間的空間。附圖標號131至135係指自通口121至125供應的氣體之氣流。在一些具體實例中,氣體之氣流131至135具有實質上相同的壓力及/或流動速率。在一些具體實例中,氣體之氣流131至135具有不同的壓力及/或流動速率。舉例而言,在空間之中心區附近的氣流(例如,氣流133)可具有小於在非中心區處的氣流(例如,氣流131、132、134及135)的壓力及/或流動速率。如圖2中所示,形成氣體承座的氣體可聚積且捕集在基材110下方的空間之大體中心區中(在此具體實例中,捕集在所展示的大體中心區中)。聚積使得中心區處的壓力增大,其使得基材110之中心區處的飛行高度增加。此又使得基材110在向上方向上弓曲,使得基材110之背對漂浮台105之表面115的表面具有凸面形狀,其中中心區處之飛行高度大於任何其他區(諸如基材110之側向邊緣區)處的飛行高度。基材110之弓曲之說明出於說明及論述的目的而加以誇示。
供應至中心區、非中心區及邊緣區的氣體之壓力及流動速率可為任何合適的值。舉例而言,在一些具體實例中,供應至中心區、非中心區及邊緣區的氣體之壓力可在約4 KPa(千帕斯卡)至約20 KPa之範圍內,且流動速率可在每平方公尺漂浮台約200公升/分鐘至每平方公尺漂浮台105約700公升/分鐘之範圍內。
在基材110具有弓曲向上形狀時,聚積在空間之中心區處的氣體傾向於經由提供最小阻力的路線或路徑逸出。因此,逸出路徑變得隨機且不可預測。在基材110被漂浮地支撐時,具有最小阻力的路線任意地藉由指示在第一例項處的方向的箭頭151或藉由指示在第二例項處的另一方向的箭頭152或藉由指示第三例項處的另一不同方向的箭頭153指示。結果為氣體經由隨機路線且在隨機X-Y方向上自中心區逸出。此導致在基材110之隨機部分或區處的飛行高度的不穩定性。在已經具有低飛行高度的基材110之隨機區處(諸如在特定方向上的邊緣部分處)的飛行高度之降低可能會使得邊緣部分與設置於漂浮台105上的另一物件接觸。
圖3展示用於控制漂浮台之壓力輪廓以解決參考圖2論述及呈現的問題之例示性具體實例。圖3示意性地說明支撐基材110的漂浮台105之例示性具體實例之部分側視橫截面圖。為解決上文結合圖2所論述的問題,本發明控制經由漂浮台105之不同區帶供應至基材110之不同區的氣流,以更好地控制基材下方的壓力且因此更好地控制基材110之總體表面輪廓及飄浮穩定性。舉例而言,所揭示之系統可控制經由設置於漂浮台105中的不同通口供應至基材110之不同區的氣體流動,以便維持基材110下方的實質上均勻的壓力,而在基材下方的區中無顯著氣體聚積。在一些具體實例中,所揭示之系統使用邊緣控制,亦即,藉由使用選擇性地定位於漂浮台105中的邊緣控制通口來控制基材110之邊緣處的飛行高度。在一個具體實例中,如圖3中所示,在基材110之寬度方向上位於漂浮台105之橫向邊緣(或周邊區)附近的一或多個通口可經選擇(或組態)以用於邊緣控制(寬度方向界定為橫向於或垂直於基材110沿著漂浮台105之輸送方向)。因此,在圖3中所示之具體實例中(其中基材處於橫向定向,其具有跨越漂浮台之整個寬度延伸的寬度),在每一側向邊緣側(例如,平行於基材之行進方向的側)上沿著漂浮台105之側向邊緣的一列通口可經選擇以用於邊緣控制通口。與用於提供氣體承座以使基材110漂浮的其他通口相比,以較高壓力及/或較大流動速率向經選擇用於邊緣控制的通口供應氣體(以達成總體較高的單位流動速率)。在圖3中所示之具體實例中,通口包括在漂浮台105中的開口。無噴嘴安置於開口內。
邊緣控制通口無需位於漂浮台105之橫向邊緣處。舉例而言,在基材110之寬度比漂浮台105之寬度窄時(諸如(例如),若給定大小的基材以縱向定向在輸送方向上定向),邊緣控制通口可選自設置於漂浮台105中的安置於對應於基材110之邊緣區的地點處的通口,該等地點可在最接近於漂浮台105之橫向邊緣的通口之內側。
在圖3中所示之具體實例中,通口121及125在寬度方向上位於漂浮台105之邊緣附近。此定位允許通口121及125將氣體氣流供應至基材110之平行於基材110之行進方向而延伸的邊緣部分(周邊部分),如圖3中所示。通口121及125可經配置用於邊緣控制(因此,通口121及125可稱為邊緣控制通口)。通口122、123及124可經選擇用於提供氣體承座以使基材110漂浮(因此,本文中為易於描述而可將通口122至124稱為氣體承座通口)。通口121至125經由流體網路與氣體源180流動連通。流體網路包括第一氣體供應歧管170、第二氣體供應歧管185、第一氣體控制閥175、第二氣體控制閥190、可選第三氣體控制閥176,及連接各種組件之各種流體導管(亦稱為氣體導管)。在圖3的例示性具體實例中,通口122、123及124經由氣體導管(例如,氣體管道、管,等)與第一氣體供應歧管170流體耦接,而通口121及125經由氣體導管與第二氣體供應歧管185流體耦接。第一氣體供應歧管170可經由氣體導管與第一氣體控制閥175可操作地耦接。第二氣體供應歧管185可經由氣體導管與第二氣體控制閥190可操作地耦接。第一氣體供應歧管170及第二氣體供應歧管185可類似於圖2中所示之氣體供應歧管145。
參考圖3,第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190經由氣體導管與氣體源180可操作地耦接。第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190可類似於圖2中所示之氣體控制閥146,且氣體源180可類似於圖2中所示之氣體源147。氣體源180將氣體供應至第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190,第一氣體控制閥與第二氣體控制閥又分別將氣體供應至第一氣體供應歧管170與第二氣體供應歧管185。在一些具體實例中,氣體源180可為加壓氣體源。第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190可進一步經由用於資料及/或信號通信之電子連接與控制器195可操作地耦接。電子連接可為有線或無線連接。控制器195可類似於圖2中所示之控制器148。控制器195可經程式化以獨立地控制第一氣體控制閥175與第二氣體控制閥190,以分別調整自第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190供應至第一氣體供應歧管170及第二氣體供應歧管185之氣體的壓力及/或流動速率。
在例示性具體實例中,控制器195經程式化以控制第一氣體控制閥175,使得供應至第一氣體供應歧管170及用於提供氣體承座的通口122至124之氣體具有第一壓力及第一流動速率。控制器195亦經程式化以控制第二氣體控制閥190,使得供應至第二氣體供應歧管185及用於提供對飛行高度之邊緣控制的通口121及125之氣體具有第二壓力及第二流動速率。因此,來自通口121及125之氣體氣流可不同,且與來自通口122至124之氣體氣流獨立地控制。舉例而言,在一具體實例中,第二壓力及第二流動速率中之至少一者可大於第一壓力及第一流動速率中之至少一者。因此,在漂浮台105之邊緣處自通口121及125供應的氣體之氣流161及165比自通口122、123及124提供的氣體之氣流162、163及164具有更高壓力及/或更大流動速率。
舉例而言,在一個具體實例中,自邊緣控制通口121及125提供的氣體之氣流161及165的第二壓力可大於自通口122、123及124提供的氣體之氣流162、163及164之第一壓力。來自通口121及125的氣體之氣流161及165因此可經控制以略微增加基材在基材之邊緣區附近的飛行高度,在基材之邊緣區處,氣流161及165經指向以防止氣體在基材之中心區下方聚積。結果,如圖3中所描繪,跨越基材110之飛行高度可經控制而使得基材110之邊緣略微高於在基材之其他區(諸如基材110之中心區)處的飛行高度,從而向基材110之背對漂浮台105的表面提供實質上平坦或略微凹形的形狀(其中圖3再次出於說明及論述的目的而展示誇示輪廓)。以此方式,在漂浮台105之表面115與基材110之下表面(亦即,面向漂浮台的表面)之間的空間中聚積的任何氣體可沿著固定或可預測的逸出路線或路徑逸出該空間,如由箭頭171及172指示。結果,基材110之飛行高度分佈或飄浮變得較穩健、均勻,且較易於控制。此外,在圖3中所示的基材110之飛行高度輪廓中,飛行高度沿著基材之中心線在圖中的寬度方向(x方向)上自一區逐漸增大至在基材110之外部橫向邊緣處的最大值,減少或消除基材110(特定言之,邊緣部分)與漂浮台105上的另一物件之潛在接觸。
在一些具體實例中,假定平坦基材及漂浮台表面,基材之飛行高度將通常藉由以下等式決定:
Figure 02_image001
其中Q為基材下方之氣體流量,d為飛行高度,且g為黏度。如等式中所反映,Q與「d」之三次冪成比例。因此,飛行高度之輕微改變可能實質上增加可能逸出基材下方的空間之氣體氣流之量,從而為系統添加不穩定性。
儘管單一控制器195在圖3中描繪為用於控制第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190,但系統100可包括用於獨立地且分開地控制第一氣體控制閥175與第二氣體控制閥190之兩個或更多個控制器。系統100可包括用於控制圖3中未展示的系統100之其他組件的其他控制器。此外,儘管單一氣體源180在圖3中展示為用於供應氣體,但系統100可包括兩個或更多個單獨氣體源以分開地將第一氣體及第二氣體分別供應至第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190。
此外,圖3展示具有通口121至125之漂浮台105之橫截面圖。應理解,每一通口表示沿著漂浮台105之長度(亦即,在進入圖3的頁面中的方向上且沿著基材行進之方向)之通口陣列。此配置較清楚地描繪於圖7、8及9(但僅展示邊緣控制通口)。另外,圖中所示的橫向於行進方向而延伸的通口之數目係出於說明的目的,且可提供其他數目之通口,包括作為邊緣控制通口之群組之部分。此外,跨越台且在本文中所描述的飄浮台之不同縱向延伸區帶中的通口之大小、形狀及密度亦可不同,且基於如所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解之多種考慮因素加以選擇。
在一些具體實例中,在用於提供氣體承座的通口中,與供應至位於非中心區(例如,在中心區與邊緣控制通口所位於的邊緣區之間的區)處的其他通口的氣體之氣流相比,供應至位於中心區處的一或多個通口之氣體之氣流可減小。舉例而言,在圖3中所示之具體實例中,通口121及125可稱為邊緣控制通口,其位於基材110或漂浮台105之邊緣區附近。通口122及124可稱為位於基材110之非中心區附近的通口。通口123可稱為位於漂浮台105上在基材110之中心區附近的部分處之通口。儘管在圖3之實施例中,為簡單起見,僅一個通口123展示為位於中心區附近,且僅兩個通口(122及124)展示於非中心區中,但應理解,在漂浮台105包括較多通口時,中心區可包括多於一個通口,且非中心區可包括多於兩個通口。
在圖3中所示之具體實例中,氣流162、163及164用來提供氣體承座。與經由通口122及124供應之氣流162及164相比,經由通口123供應之流動163可減小。舉例而言,與經由通口122及124供應的氣流162及164之對應壓力及對應流動速率中之至少一者相比,經由通口123供應的氣流163之壓力及流動速率中之至少一者可減小。中心區中氣流之此減小可與邊緣控制通口(例如,121及125)處的較大氣流供應組合,以維持基材110之形狀實質上平坦或略微凹形。儘管未在以下論述中重複,但中心區中氣流之減小亦適用於圖4至圖9中所示的其他具體實例。因此,在各種例示性具體實例中,氣體流動通口之2個或更多個區帶可界定於沿著漂浮台在該台之平行於基材之行進方向而延伸的區段(例如,縱向延伸區段)中,且可獨立地控制來自不同區帶中的通口之氣體氣流。
在供應至位於中心區附近的一或多個通口的氣體之氣流減小時,系統100可選地可包括單獨的第三氣體控制閥176以控制供應至位於中心區附近的一或多個通口之氣體。第三氣體控制閥176可類似於第一氣體控制閥175及第二氣體控制閥190。第三氣體控制閥176可直接可操作地耦接至位於中心區附近的一或多個通口,或可經由第一氣體供應歧管170可操作地耦接至位於中心區附近的一或多個通口。或者,第三氣體控制閥176可經由圖3中未展示的單獨氣體供應歧管可操作地耦接至位於中心區附近的一或多個通口。以此方式,供應至位於中心區附近的一或多個通口之氣體可與供應至位於非中心區(例如,中心區與邊緣控制通口所位於的邊緣控制區之間的區)中的其他通口之氣體獨立地加以控制。第三氣體控制閥176可與控制器195或另一控制器可操作地耦接。控制器195可控制第三氣體控制閥176以較之於供應至位於非中心區中的通口之氣體,減小供應至位於中心區附近的一或多個通口之氣體之壓力及/或流動速率。儘管未在圖4至圖5之具體實例中展示,但應理解,第三氣體控制閥176可視情況包括在此等具體實例及本文所揭示之任何其他具體實例中。
圖4示意性地說明支撐基材110的漂浮台105之又一例示性具體實例之部分側視橫截面圖。圖4中所示之系統100之系統組件類似於圖3中所示之系統組件,惟以下情況除外:在圖4中所示之具體實例中,額外噴嘴201及205至少部分地安置於開口121及125內以在基材110之側向邊緣部分處提供用於基材110之飛行高度之邊緣控制的氣體氣流。基材110之側向邊緣通口平行於基材110之行進方向而延伸穿過進料區101及出料區103,且視情況穿過印刷區102。噴嘴201及205可為任何合適噴嘴。在圖4中所示之具體實例中,噴嘴201及205經由氣體導管與第二氣體供應歧管185可操作地耦接。第二氣體供應歧管185可經由氣體導管與第二氣體控制閥190可操作地耦接。第二氣體控制閥190可經由電子連接與控制器195可操作地耦接。
控制器195可經程式化以控制第一氣體控制閥175來調整供應至通口122、122及123之氣體的氣流(例如,第一壓力及/或第一流動速率)。控制器195亦可控制第二控制閥190來調整供應至噴嘴201及205之氣體的氣流(例如,第二壓力及/或第二流動速率)。在例示性應用中,氣流161及165之第二壓力及第二流動速率中之至少一者大於氣流162、163及164之第一壓力及第一流動速率中之至少一者,使得基材110在邊緣部分處之飛行高度可略微高於在中心區處之飛行高度,如圖4中所示(如上文所論述,所展示的基材之表面輪廓出於說明的目的而加以誇示)。基材110之飛行高度的飛行高度輪廓或分佈可具有略微凹形形狀,類似於上文結合圖3所論述的輪廓。換言之,基材110在藉由漂浮台105支撐及輸送時可維持實質上平坦或略微凹形的形狀。因此,至少在其中漂浮台105供應加壓氣體而不經由使用吸入通口與加壓氣體通口之組合來進行對應的精確飛行高度控制之進料區101及出料區103中,基材下方的氣體之壓力可控制為實質上均勻,以便維持基材之大體穩定的飄浮,而不會出現氣體不能逸出基材下方之區或導致不可預測的氣體逸出路徑之情況。
在各種例示性具體實例中,噴嘴201及205可將氣體之脈衝式射流遞送至基材110之邊緣部分,以提供在基材之邊緣區處的飛行高度之輕微增加且維持基材110之所需飛行高度,以便提供自基材與漂浮台之間的空間的可預測及所需的氣體逸出路線。在一些具體實例中,噴嘴201及205將氣體之連續射流遞送至基材110之邊緣部分。在一些具體實例中,供應至噴嘴201及205以及通口122至124之氣體可為空氣、氮氣、另一稀有氣體、惰性氣體,或任何其他合適氣體或其組合。
圖5示意性地說明漂浮台105之又一例示性具體實例之部分側視橫截面圖。圖5中所示之系統組件類似於圖3及圖4中所示的系統組件,惟以下情況除外:在圖5中所示之具體實例中,噴嘴201及205至少部分地安置於開口121及125內以提供氣體氣流用於對側向邊緣部分(在該說明中平行於基材行進之y方向)處的基材110之飛行高度的邊緣控制,且噴嘴202、203及204至少部分地安置於開口122、123及124內以提供氣體承座來使基材110漂浮。在一些具體實例中,供應至噴嘴201至205之氣體可為空氣、氮氣、稀有氣體、惰性氣體,或任何其他合適氣體或其組合。噴嘴202、203及204可類似於噴嘴201及205,或可具有不同組態。在圖5之例示性具體實例中,噴嘴202、203及204經由氣體導管與第一氣體供應歧管170流體耦接。第一氣體供應歧管170經由氣體導管與第一氣體控制閥175可操作地耦接。第一氣體控制閥175經由電子連接與控制器195可操作地耦接。控制器195經程式化以控制第一氣體控制閥175來調整供應至第一氣體供應歧管170的氣體之氣流(例如,第二壓力及第二流動速率中之至少一者),該氣流接著供應至噴嘴202、203及204。氣流161及165(經由噴嘴201及205提供)之壓力及流動速率中之至少一者可控制為大於氣流162、163及164(經由噴嘴202、203及204提供)之壓力及流動速率中之至少一者。以此方式,氣體之氣流161及165可略微升高在邊緣區處的基材110之飛行高度,使得飛行高度輪廓或分佈具有略微凹形形狀。換言之,在基材藉由漂浮台105支撐且沿著其輸送時,在基材110下方的空間中之氣體之壓力可維持實質上均勻,藉此允許氣體可預測地逸出且防止在基材之一或多個區下方的不合需要的聚積。
任何合適的噴嘴可用作用於提供氣體承座的噴嘴202、203、204。任何合適的噴嘴可用作用於提供對側向邊緣區處的基材110之飛行高度的邊緣控制之噴嘴201及205。舉例而言,在一個具體實例中,用於提供氣體承座及/或用於邊緣控制之噴嘴可為可購自Coreflow有限公司之SmartNozzle™。
諸如所屬技術領域中具有通常知識者所熟習的利用多孔材料用於提供空氣承座的飄浮台之其他飄浮台亦可用於所揭示之系統中。為此目的,本文中所使用的術語「通口」應認為包括多種開口,其可包括在供製得各種飄浮台之燒結或陶瓷材料中的孔或開口以及穿過固體材料台之厚度形成的通孔或開口。
圖6為具有邊緣控制通口在漂浮台105之邊緣處的配置之簡化漂浮台105之示意性俯視圖。圖6展示漂浮台105及藉由漂浮台105支撐之基材110。為簡單起見,僅展示設置於漂浮台105上且位於在沿著進料區101或出料區103輸送基材110期間對應於基材110之邊緣部分之位置中的邊緣控制通口(其可為開口或噴嘴)。儘管圖中未示,但類似邊緣控制通口亦沿著漂浮台105之在由基材110覆蓋的區域外部的橫向邊緣分佈(例如,所展示邊緣控制通口之圖案可沿著由基材110覆蓋之區域外部的橫向邊緣重複)。在圖6中所示之位置處,基材110可位於漂浮台105之進料區101或漂浮台105之出料區103中。視情況,在圖6中所示之位置處,基材110可位於印刷區102或其他處理區中。換言之,圖6中所示之邊緣控制通口可位於進料區101或出料區103中,或視情況位於印刷區102中。為說明簡單起見未展示設置於漂浮台105上用於提供氣體承座之其他通口。舉例而言,類似於圖1、圖3、圖4及圖5中所示的用於提供氣體承座的通口之通口通常遍及漂浮台105之全部表面而分佈。
如圖6中所示,在此具體實例中,一行邊緣控制通口可位於每一側向邊緣側(包括不由基材110覆蓋之區域)上以提供對基材110之飛行高度的邊緣控制。在基材110在進料區101或出料區103(或視情況,印刷區102)中的一者中輸送期間的圖6中的基材110之地點處,基材110可在左側藉由邊緣控制通口601至605支撐,且在右側藉由邊緣控制通口606至610支撐以用於提供邊緣控制。為簡單起見,未展示設置於漂浮台105上用於在由基材110覆蓋之區域中提供氣體承座的其他通口,然而,所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,類似於圖1、圖3、圖4及圖5中所示的用於提供氣體承座的通口之通口通常遍及漂浮台105之全部表面而分佈。在一些具體實例中,供應至邊緣控制通口601至610之氣體可為空氣、氮氣、另一稀有氣體、惰性氣體,或任何其他合適氣體或其組合。
在所揭示之具體實例(諸如圖6中所示之具體實例)中,基材110描繪為寬於漂浮台105,其中基材110之邊緣部分111及112自漂浮台105之橫向邊緣懸垂。在一些具體實例中,基材110可比漂浮台105窄。因此,無基材105之邊緣部分可自漂浮台105之邊緣懸垂。在此類配置中,設置於漂浮台105中的定位於基材105之邊緣部分附近的特定通口可選擇為邊緣控制通口。因此可控制漂浮台之不同縱向延伸區段(亦即,在平行於沿著漂浮台的基材行進方向之方向上延伸的區段)中之氣體氣流,以便在基材下方之空間中提供實質的壓力均勻性。舉例而言,可經由此等所選通口供應具有較高壓力及/或流動速率之氣體以升高基材110在邊緣部分處之飛行高度,藉此產生飛行高度輪廓之凹形形狀,其中基材110之中心部分具有最低飛行高度。換言之,設置於漂浮台105中之任何通口可選擇為邊緣控制通口。此類通口無需位於漂浮台105之邊緣處。舉例而言,此類通口可位於任何地方,只要其可將氣體氣流提供至基材之邊緣部分即可。具有較高壓力及/或流動速率之氣體可供應至此類通口以在需要時更改在基材110之邊緣部分處的飛行高度,以提供氣體自漂浮台與基材之間的空間的可預測逸出路徑。
圖7為具有邊緣控制通口在漂浮台105之邊緣處的另一配置的簡化漂浮台105之示意性俯視圖。圖7展示漂浮台105及藉由漂浮台105支撐之基材110。類似於圖6中所示之具體實例,為簡單起見,圖7僅展示設置於漂浮台105上且位於對應於基材110之邊緣部分的位置處且在沿著進料區101或出料區103(或視情況,在印刷區102中)輸送基材110期間由基材110覆蓋的邊緣控制通口(其可為開口或噴嘴)。如圖7中所示,在每一側向邊緣側上,邊緣控制通口701至705可自彼此偏移(而非在平直行中)。若邊緣控制通口701至705由線連接,則該等線可展示Z形圖案,如圖7中所示。類似地,在右側向邊緣側上之邊緣控制通口706至710亦可自彼此偏移以形成Z形圖案。
圖8為具有邊緣控制通口在漂浮台105之邊緣處的另一配置的簡化漂浮台105之示意性俯視圖。圖8展示漂浮台105及藉由漂浮台105支撐之基材110。類似於圖6及圖7,為簡單起見,圖8僅展示設置於漂浮台105上且在沿著進料區101或出料區103輸送基材110期間的基材110之位置處位於由基材110覆蓋之邊緣區域中的邊緣控制通口(其可為開口或噴嘴)。如圖8中所示,在每一側向邊緣側上,兩行邊緣控制通口可用於邊緣控制。舉例而言,在漂浮台105之左側向邊緣側上,邊緣控制通口811至815及821至825可經分佈以用於邊緣控制。在右側向邊緣側上,邊緣控制通口831至835及841至845可經分佈以用於邊緣控制。儘管在圖8中的具體實例中在每一邊緣側上展示兩行,但應理解,可在每一邊緣側上使用多於兩行邊緣控制通口用於邊緣控制。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解,在使用多孔或燒結材料飄浮台時,可控制供應至具有其原位孔(「通口」)之台區帶(諸如邊緣區帶)的氣體,而非控制穿過漂浮台中的個別開口之氣流。
圖9為說明根據本發明之用於支撐基材的方法之例示性步驟之流程圖。方法900可由本文所揭示之系統100執行。舉例而言,方法900可由系統100之各種具體實例中揭示的任何控制器(諸如控制器195)結合包括在系統100中之其他組件(諸如氣體供應歧管、氣體控制閥、可包括於系統100中的任何壓力及/或流動速率感測器,其可能未在先前圖中展示)來執行。
方法900可包括使氣體以第一流動速率及第一壓力流過漂浮台之第一複數個通口,以建立足以使基材在漂浮台之表面上方漂浮的氣體承座(步驟910)。舉例而言,在圖3及圖4中所示之具體實例中,通口122至124可供應第一氣體之氣流以在表面115與基材110之間提供氣體承座來使基材110在表面115上方漂浮。第一氣體可具有第一流動速率及第一壓力。控制器195可控制第一氣體控制閥175以調整供應至第一氣體供應歧管170的氣體之壓力及/或流動速率,藉此調整自通口122至124供應的氣體之壓力及/或流動速率以用於使基材110漂浮。可藉由控制器195調整壓力及/或流動速率,使得藉由氣體氣流所產生之氣體承座提供足夠力來使基材110在漂浮台105之表面115上方漂浮。基材110之飛行高度可在約30微米至500微米之範圍內,例如對於基材110之不同部分為約幾百微米,諸如自中心區附近的100微米至邊緣區附近的約250微米或更大。
在圖3中所示之具體實例中,在用於提供氣體承座之通口中,控制器195可獨立於位於非中心區處的其他通口控制供應至位於中心區處的通口之氣體,使得自位於中心區處的通口供應之氣流(例如,氣流之壓力及/或流動速率)小於自位於非中心區處的通口供應之氣流。自位於中心區處的通口供應的氣流之減小可幫助緩解中心區處的壓力增大,藉此幫助維持基材110之在亦實施邊緣控制時背對漂浮台105的表面之凹形形狀,如上文所論述。舉例而言,控制器195可經由可選第三氣體控制閥176及可選的單獨氣體供應歧管(圖3中未展示)(或經由第一氣體供應歧管170)獨立地控制供應至位於中心區處的通口之氣體。
在圖5中所示之具體實例中,控制器195可控制第一氣體控制閥175以調整供應至第一氣體供應歧管170的氣體之壓力及/或流動速率,該第一氣體供應歧管又將氣體供應至設置於漂浮台105中之通口202至204(以噴嘴202至204之形式)。如上文所論述,儘管圖4至圖5中未展示,但圖4至圖5中所示的具體實例亦可包括可選的第三氣體控制閥176以用於分開地、獨立地控制位於中心區處的通口。因此,對分開地且獨立地減小中心區處的氣流之以上論述亦適用於圖5之具體實例。
方法900亦可包括使氣體以第二流動速率及第二壓力流過漂浮台之第二複數個通口且朝向基材流動。第二複數個通口可沿著漂浮台之平行於基材沿著台之行進方向而延伸的兩個相對邊緣區段而定位,每一區段在含有第一複數個o通口之區段之相對側上,其中第二流動速率及第二壓力中之至少一者大於第一流動速率及第一壓力中之至少一者(步驟920)。舉例而言,在圖3至圖5中所示的具體實例中,邊緣控制通口121及125可將第二氣體(其可相同或不同於用於提供氣體承座之第一氣體)之氣流供應至基材110之平行於基材110之輸送方向而延伸的兩個邊緣區。在圖9中的步驟930處,可獨立地控制第一氣體至第一複數個通口之氣流與第二氣體至第二複數個通口之氣流,以防止不合需要的氣體聚積導致飄浮不穩定性。舉例而言,可獨立地控制該等氣流,使得在基材下方之空間中出現實質上均勻的壓力。在例示性具體實例中,如已論述,自邊緣控制通口流動的氣體之第二壓力及/或流動速率中的一或多者可高於自第一通口流動的氣體之壓力及/或流動速率。再次參考圖3至圖5之例示性具體實例,控制器195可控制第二氣體控制閥190以調整經由通口121及125供應的氣體之壓力及/或流動速率。可調整氣體之壓力及/或流動速率,使得壓力及/或流動速率大於經由用於提供氣體承座之通口122至124供應的氣體之氣流之壓力及/或流動速率。
控制器195可調整經由通口121及125供應的氣體之氣流之壓力及/或流動速率,使得可控制基材110之邊緣部分處的飛行高度,其可使得邊緣部分的飛行高度略微高於基材110之中心區處的飛行高度。因此,經供應用於提供氣體承座之氣體可在相對恆定之方向或流動路徑中逸出基材110與漂浮台105之表面115之間的空間。結果,氣體不會在隨機、不可預測之路徑中逸出該空間,藉此降低或消除基材110之邊緣撞擊漂浮台105上之其他物件的可能性,從而導致基材之較穩定且均勻的總體飛行高度分佈及基材之表面輪廓。
圖10為說明根據本發明之用於支撐基材的另一方法之例示性步驟之流程圖。方法1000可由本文所揭示之系統100執行。舉例而言,方法1000可由系統100之各種具體實例中揭示的任何控制器(諸如控制器195)結合包括在系統100中之其他組件(諸如氣體供應歧管、氣體控制閥、可包括於系統100中的任何壓力及/或流動速率感測器,其可能未在先前圖中展示)來執行。
方法1000可包括使用藉由漂浮台產生之氣體承座將基材支撐於漂浮台上方(步驟1010)。舉例而言,漂浮台105可將氣體之氣流供應至表面115與基材110之間的空間以建立氣體承座來將基材110支撐於表面115上方。方法100亦可包括在支撐基材之同時,在漂浮台之第一區與漂浮台之第二區之間輸送基材(步驟1020)。舉例而言,在使用氣體承座支撐基材110之同時,漂浮台110(或系統100之另一組件)可在第一區(例如,進料區101或出料區103)與第二區(例如,印刷區102或其他處理區)之間輸送基材110。方法1000亦可包括在基材處於第一區中時,控制在基材之相對側向邊緣區下方的地點處自漂浮台之氣體流動,該等相對側向邊緣區在平行於基材之輸送方向的方向上延伸(步驟1030)。舉例而言,在基材110位於進料區101或出料區103中時,本文所揭示之任何控制器可獨立於自其他通口供應至基材110之其他區的氣體氣流來控制在基材110之相對側向邊緣區下方的地點處自漂浮台110之氣體氣流,如上文結合圖3至圖8所論述。相對邊緣區可在基材110之相對外側上,且在平行於基材110之輸送方向的方向上延伸。可獨立於在基材之其他區下方自通口之氣體氣流來控制在基材之邊緣區下方自通口之氣體氣流,以便在基材下方之空間中達成氣體之實質上均勻壓力,以便提供可預測的氣體逸出路徑且避免氣體之截留導致飄浮不穩定性及基材之潛在碰撞/損壞。
方法1000可進一步包括在基材處於第二區中時,經由使用流體彈簧來控制自漂浮台之氣體流動以在整個基材上方產生實質上均勻的飛行高度(步驟1040)。舉例而言,在基材110處於印刷區102中時,類似於圖3至圖5中所揭示的控制器之任何控制器或圖3至圖5中所揭示的控制器中的任一者可控制自漂浮台105之氣體流動以在整個基材110上方產生實質上均勻且嚴格受控的飛行高度。舉例而言,在一些具體實例中,控制器可控制氣體氣流,使得漂浮台105中之一些通口被供應加壓氣體,漂浮台105中之一些通口經受自基材110與表面115之間的空間抽出氣體之真空力。壓力及真空兩者皆可增加藉由加壓氣體及真空兩者產生的流體彈簧之有效剛度。可以增加之有效剛度達成較均勻且嚴格的飛行高度控制。在一些具體實例中,使邊緣部分111及112懸垂可對抗基材110之中心部分的重量,藉此幫助跨越基材110產生較均勻的飛行高度分佈。
圖11示意性地描繪根據本發明,根據各種例示性具體實例之漂浮台可如何適應具有不同定向(或寬度)之基材同時仍提供邊緣控制通口及對應氣體氣流以達成合乎需要的壓力均勻性及穩定的飄浮。漂浮台105包括大體平行於基材(110或110')之輸送方向而延伸的複數個區帶。如圖所示,漂浮台105包含中心區帶1101、邊緣區帶1104及1105,及位於中心區帶1101與邊緣區帶1104、1105之間的非中心區帶1102及1103。每一區帶包含複數個通口(為了易於說明而未展示),其可配置成陣列或如已關於本文中的其他例示性具體實例所描述的其他組態。可獨立地控制至邊緣區帶中的通口、中心區帶中的通口及非中心區帶中的通口之氣體氣流以在沿著漂浮台105輸送基材時達成基材之合乎需要的壓力均勻性及飄浮穩定性。藉由提供具有獨立氣體氣流控制的通口之三個或更多個不同區帶(至少包括具有第一複數個通口之邊緣區帶1104、1105,具有第二複數個通口之非中心區帶1102、1103,及具有第三複數個通口之中心區帶1101)及對彼等區帶上的氣流之獨立控制,漂浮台可對於基材之各種格式及定向達成合乎需要的基材飄浮控制。
構成非中心區帶1102、1103之區及/或構成邊緣區帶1104、1105之區無需具有相等大小。舉例而言,例如若基材未對稱地置放在台之中心處,則分區可偏斜以匹配基材上之地點。另外,若諸如基材110'的寬度比漂浮台之寬度窄的基材之置放在輸送時偏斜(例如,朝向中心之任一側橫向偏斜),則可操作邊緣區帶1104、1105。在一些應用中,例如,基材之一個外側可對準在邊緣區帶1104、1105中的一者上方,但由於基材之總體寬度,其相對邊緣可能僅處於非中心區帶中的一者上方而不完全延伸至相對邊緣區。
舉例而言,如圖11中可見,在基材經定向而使得基材之寬度(垂直於沿著台105之基材輸送之維度)跨越所有區帶1101至1105延伸時,區帶1104及1105中之通口可控制為邊緣控制通口,如上文已描述,其中自彼等通口之氣體之單位流動速率高於自區帶1101、1102及1103中的通口之氣體之單位流動速率。區帶1102及1103可經控制以具有與1101中之通口實質上相同的氣流,或可經控制以具有在中心區帶1101與邊緣區帶1104、1105之單位流動速率之間的單位流動速率。在另一例示性使用情形中,在基材經定向或具有的維度使得其寬度小於漂浮台以致基材不在邊緣區帶1104、1105之通口上方延伸(如藉由圖11中之基材110'所說明)時,可控制各種區帶(亦即,中心區帶1101,非中心區帶1102、1103,及邊緣區帶1104、1105)中之流動控制,使得流過區帶1102及1103中的通口之氣體控制為邊緣控制通口(在其處於基材110'之邊緣區下方時),且經由中心區帶1101中的通口之氣體氣流可如已針對上文其他具體實例所描述加以控制。在例示性具體實例中,並不定位於基材111'下方的邊緣區帶1104、1105中之通口可完全關斷以便不產生氣體氣流。因此,根據本發明,提供氣體流動通口之至少三個可獨立控制的區帶在選擇通口之哪些區帶將控制為邊緣控制通口以達成引導至基材之不同區的合乎需要的氣體氣流方面提供靈活性。
圖12示意性地說明氣動系統1100之一個例示性具體實例,其包括用於供應且獨立地控制至漂浮台105之不同區帶(亦即,區帶1104、1105,區帶1102、1103,及區帶1101)之通口的氣體氣流之流體組件及控制件。如圖12中所示,氣動系統1100包括第一氣體供應子系統1110及第二氣體供應子系統1120。參考圖12,展示氣動系統之例示性具體實例。第一氣體供應子系統1110將氣體供應至邊緣區帶1104及1105之通口,且第二氣體供應子系統1120將氣體供應至中心區帶1101以及非中心區1102及1103之通口。氣動系統1100亦包括用於控制包括在系統1100中的各種組件之控制器1550。控制器1550可為此項技術中已知之任何合適控制器,且可基於本文所揭示之方法及過程進行程式化或寫碼。
第一氣體供應子系統1110包括高壓調節器或控制器1111及低壓調節器或控制器1112。高壓調節器1111及低壓調節器1112中之每一者可控制氣流之壓力,且可包括所屬技術領域中具有通常知識者所熟習的任何合適組件。可藉由控制低壓調節器1112、高壓調節器1111或其組合來對於供應至邊緣區帶1104及1105之氣體達成合適壓力。
第二氣體供應子系統1120包括壓力感測器1125、閥1130及吹風機1135。壓力感測器1125可為可量測氣體導管中的氣體之壓力的任何合適壓力感測器。閥1130可為用於控制流體流動之任何合適閥,諸如氣體流動控制閥。在一些具體實例中,閥1130可為球閥。吹風機1135可為用於吹送氣體之任何合適吹風機。吹風機1135可包括各種組件,諸如馬達及控制馬達之速度的可變頻率控制器1150。在例示性具體實例中,吹風機1135可為離心泵。如圖12中所示,第二氣體供應子系統1120將氣體供應至非中心區帶1102及1103以及區帶1101。在例示性具體實例中,供應至中心區帶1101之氣體由球閥1130控制,而供應至非中心區帶1102及1103之氣體不受球閥1130控制。如上所述,與非中心區帶1102及1103相比,供應至中心區帶1101之氣體氣流可減小,以便緩解基材110之中心區1101下方的空間中之壓力增大。可藉由調整球閥1130來執行供應至中心區帶1101之氣體氣流的減小。
在寬度不延伸至邊緣區帶1104、1105之諸如110'之基材由漂浮台支撐時,第一氣體供應子系統可關斷而不例如經由閥或自流體供應源將氣體供應至區帶1104、1105。與定位於基材110'之中心區下方的中心區帶1101之通口相比,可控制第二氣體供應子系統以經由非中心區帶1102、1103之通口提供較高氣體氣流(經由較高壓力及/或流動速率之單位流動速率),該等通口在其定位於基材110'之邊緣區下方時成為邊緣控制通口。
在一些具體實例中,氣動系統1100可包括與第一氣體供應子系統1110及第二氣體供應子系統1120通信之控制器1550。控制器1550可控制第一氣體供應子系統1110及第二氣體供應子系統1120之各種組件以調整供應至不同區帶(1101、1102/1103,及1104/1105)之氣體的壓力及/或流動速率,該等區帶用於支撐基材110及/或用於氣體在基材110、110'下方的空間中之壓力分佈。
在一些具體實例中,根據本發明之氣動系統可包括用於量測在基材之各種部分處的飛行高度之各種感測器。舉例而言,可利用用於量測在基材110之各種部分處的飛行高度之一或多個雷射感測器,諸如雷射三角量測感測器。此外,一或多個感測器可用來判定基材相對於漂浮台之定向或維度。
控制器1150可自一或多個感測器以及第一氣體供應子系統1110及第二氣體供應子系統1120之其他組件接收信號,且基於所接收之信號控制經由第一氣體供應子系統1110及第二氣體供應子系統1120之氣體供應。舉例而言,若量測到基材在中心區處的過度弓曲,則控制器1150可用來判定基材之寬度,且調整在對應於基材之邊緣區的區帶中之通口中的氣體氣流,以便提供所需且可預測的氣體路徑逸出路線以維持基材之飛行高度及表面輪廓的穩定性及均勻性。控制器1150可使用任何合適的控制方案,諸如但不限於(例如)回饋控制、前饋控制、比例控制、穩健控制,等。控制器1150可類似於本文所揭示之其他控制器,或可為本文所揭示之其他控制器之具體實例。
圖12之氣動系統1100為例示性的,且不限制本發明,且所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解多種其他流體組件及控制系統以提供對通口之不同區帶的選擇性且獨立的控制以在基材下方之空間中達成飄浮氣體壓力之均勻性,且其方式為使得可適應各種基材大小及定向。
儘管各種例示性具體實例描述為基材相對於基材之背對台之表面呈略微凹形組態,但應瞭解,通常需要維持基材之實質上平坦表面輪廓,僅容許凹部或凸度之輕微偏離。展示基材之凹形表面輪廓的圖經誇示以為了說明,且幫助描繪根據本發明之各種態樣,與較中心區中的氣體流速及/或壓力相比,邊緣區處的氣體流速及/或壓力可相對較高。另外,所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,可按需要基於在基材之不同區中的基材之所需控制及表面輪廓來選擇氣體流動之區帶之數目。
本發明之各種例示性具體實例論述經由漂浮台之氣體氣流的使用。應理解,可使用多種氣體,且每一區帶中之氣體可相同或不同。此外,通口之每一區帶可具有通口之相同或不同大小、佈局及密度,而不脫離本發明之範疇。進一步預期,不同於氣體之流體可用於飄浮台中。舉例而言,在一些應用中,可能需要使液體自漂浮台之通口流動。
本文所描述之例示性系統及方法可在處理器或控制器的控制下執行,該處理器或控制器執行體現在電腦可讀記錄媒體上之電腦可讀程式碼或經由暫時性媒體傳輸之通信信號。電腦可讀記錄媒體可為可儲存可由處理器或控制器讀取的資料之任何資料儲存裝置,且可包括揮發性及非揮發性媒體兩者、可移除式及非可移除式媒體,及各種其他網路裝置。
電腦可讀記錄媒體之實例包括但不限於唯讀記憶體(read-only memory;ROM)、隨機存取存儲器(random-access memory;RAM)、可擦除電可程式化ROM(erasable electrically programmable ROM;EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術、全像媒體或其他光學光碟儲存器、包括磁帶及磁碟之磁性儲存器,及固態儲存裝置。電腦可讀記錄媒體亦可分佈於網路耦接之電腦系統上,以使得以分佈方式儲存及執行電腦可讀程式碼。經由暫時性媒體傳輸之通信信號可包括例如經由有線或無線傳輸路徑傳輸之經調變信號。
使用本發明之裝置、系統及方法之具體實例製造的裝置可包括例如而不限於電子顯示器或顯示器組件、印刷電路板或其他電子組件。此等組件可用於例如手持型電子裝置、電視或電腦顯示器或併有顯示技術之其他電子裝置中。
將理解,本發明不限於所附申請專利範圍中所闡述的系統,且預期其他系統、裝置及方法且將其視為在本發明之範疇內。舉例而言,本發明進一步涵蓋一種方法,其包含:使氣體自一漂浮台之複數個通口流動以在一基材之一表面下方建立一氣體承座,該氣體承座足以在沿著該漂浮台輸送一基材時使該基材在該漂浮台上方漂浮;以及獨立地控制氣體經由安置於該漂浮台之一第一區帶、一第二區帶及一第三區帶中之每一者中的該複數個通口中的通口之流動。該第一區帶、該第二區帶及該第三區帶可由該漂浮台之平行於沿著該漂浮台輸送該基材之一方向而延伸的區段界定,其中該第一區帶係由該漂浮台之安置在界定該第二區帶的兩個區段之間的一中心區段界定,且該第一區帶及該第二區帶安置在界定該第三區帶的兩個區段之間。
獨立地控制氣體之流動可包括在使基材漂浮的同時選擇性地使氣體氣流流動或停止。該方法可進一步實施而使得第一區帶、第二區帶及第三區帶中的至少兩者中的通口之密度不同。獨立地控制氣體之流動可包括基於基材之寬度獨立地控制每一區帶中的氣體之流動,其中基材之寬度係在垂直於沿著漂浮台輸送基材之方向的方向上量測。該方法可進一步包括感測基材在基材之不同地點處的飛行高度,且獨立地控制氣體之流動可包括回應於在基材之一或多個地點處感測到飛行高度之預定偏差而獨立地控制每一區帶中的氣體之流動。獨立地控制氣體之流動可包括獨立地控制氣體之流動以在使基材漂浮之同時在基材之表面上達成氣體之實質上均勻壓力。獨立地控制氣體之流動可包括使氣體自第一區帶及第二區帶之通口實質上均勻地流動。供應至第一區帶、第二區帶及第三區帶中之每一者之通口的氣體為選自空氣或惰性氣體的相同類型之氣體。獨立地控制經由第一區帶、第二區帶及第三區帶中之每一者之通口的氣體之流動可包括獨立地控制經由第一區帶、第二區帶及第三區帶中之每一者之通口的氣體之壓力及流動速率中之至少一者。
本發明進一步涵蓋一種方法,其包含使氣體自一漂浮台之複數個通口流動以在一基材之一表面下方建立一氣體承座,該氣體承座足以在沿著該漂浮台輸送一基材時使該基材在該漂浮台上方漂浮。使氣體流動可包含使一第一氣體經由一漂浮台之第一複數個通口以一第一流動速率及一第一壓力流動,且使一第二氣體經由該漂浮台之第二複數個通口以一第二流動速率及一第二壓力流動,其中該第二複數個通口位於該基材之兩個相對側向邊緣區下方,該第一複數個通口位於該基材之在該兩個相對側向邊緣區之間的一區下方,且該第二流動速率及該第二壓力中之至少一者大於該第一流動速率及該第一壓力中之至少一者。
方法之實施可使得兩個相對側向邊緣區在處理基材以製造電子顯示裝置期間在平行於沿著漂浮台輸送基材之方向的方向上延伸。使第一氣體經由第一複數個通口流動可包括使第一氣體經由漂浮台中之第一複數個噴嘴流動。使第二氣體經由第二複數個通口流動可包括使第二氣體經由漂浮台中之第二複數個噴嘴流動。在一實施中,該漂浮台具有沿著沿漂浮台輸送基材之方向串聯安置的進料區、印刷區及出料區,且使第一氣體經由第一複數個通口流動與使第二氣體經由第二複數個通口流動係在進料區及出料區中之至少一者中發生。該方法可進一步包含使第二氣體經由第二複數個通口流動,使得捕集在基材之一區下方的氣體在基材之橫向邊緣處逸出。使第一氣體經由第一複數個通口流動且使第二氣體經由第二複數個通口流動可包括使惰性氣體經由第一複數個通口及第二複數個通口流動。第一氣體與第二氣體可為相同氣體或不同氣體。
本發明進一步涵蓋一種處理基材的方法,其可包含:使用藉由一漂浮台產生的一氣體承座將該基材支撐在該漂浮台上方;在支撐該基材之同時,在該漂浮台之一第一區與該漂浮台之一第二區之間輸送該基材;在該基材處於該第一區中時,控制在該漂浮台之不同區帶中的氣體流動,以便允許氣體以一實質上均勻之方式自該基材下方逸出;以及在該基材處於該第二區中時,控制自該漂浮台之一氣體氣流以產生一流體彈簧來控制該基材之一飛行高度。
該方法可進一步包括藉由與自該漂浮台之在該基材之一中心區下方的一區帶之一氣體氣流以不同方式調整自該漂浮台之在該基材之相對側向邊緣區下方的區帶之一氣體氣流來控制該氣體氣流,其中該基材之相對側向邊緣區平行於在該漂浮台之第一區與第二區之間輸送基材之方向而延伸。該方法可包括在該基材處於該第二區中時自噴墨印刷總成沈積材料。該方法亦可包括在使用氣體承座支撐基材之前將該基材加載至該第一區。該方法可包括自該第一區卸載材料沈積在其上的基材。沈積該材料可包括沈積有機發光材料。在基材處於第二區中時控制氣體氣流可包括使用自該漂浮台之加壓氣體氣流及吸入氣體氣流之組合。在一實施中,該漂浮台中使用的氣體為惰性氣體,諸如(例如)選自氮氣、稀有氣體,或其任何組合。
本文所揭示之方法可進一步包括諸如(例如)經由材料在基材上之噴墨印刷而將材料沈積在基材上。該材料可為有機材料,諸如(例如)用以形成一層有機發光二極體顯示器之材料。
應理解,本文中所闡述的實施例及具體實例為非限制性的,且可在不脫離本發明教示之範疇的情況下進行對結構、尺寸、材料及方法之修改。自本說明書之考慮及本文中所揭示之本發明之實踐,根據本發明之其他具體實例將對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見。希望本說明書及實施例視為僅例示性的,其中根據適用法律,以下申請專利範圍具有其最大廣度,包括等效物。
自單獨或結合附圖進行之以下詳細描述,可理解本發明。包括圖式以提供對本發明之進一步理解,且圖式併入於本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式說明本發明教示之一或多個例示性具體實例,且與該描述一起用以解釋特定原理及操作。
[圖1]示意性地說明根據本發明之一例示性具體實例的用於電子裝置製造之各種印刷系統組件的部分頂部透視圖。
[圖2]示意性地說明支撐基材之漂浮台的部分側視橫截面圖以示意性地描繪與所捕集氣體相關聯的問題。
[圖3]示意性地說明根據本發明之支撐基材之漂浮台的例示性具體實例之部分側視橫截面圖。
[圖4]示意性地說明根據本發明之支撐基材之漂浮台的另一例示性具體實例之部分側視橫截面圖。
[圖5]示意性地說明根據本發明之支撐基材之漂浮台的又一例示性具體實例之部分側視橫截面圖。
[圖6]示意性地說明根據本發明之一例示性具體實例的簡化漂浮台之部分頂部平面圖,其具有邊緣控制通口在漂浮台之邊緣處的配置。
[圖7]示意性地說明根據本發明之另一例示性具體實例的簡化漂浮台之部分頂部平面圖,其具有邊緣控制通口在漂浮台之邊緣處的另一配置。
[圖8]示意性地說明根據本發明之另一例示性具體實例的簡化漂浮台之部分頂部平面圖,其具有邊緣控制通口在漂浮台之邊緣處的另一配置。
[圖9]為說明根據本發明之用於支撐基材之方法的例示性步驟之流程圖。
[圖10]為說明根據本發明之用於支撐基材之另一方法的例示性步驟之流程圖。
[圖11]示意性地說明根據本發明之一例示性具體實例的漂浮台結構,其包括氣體流動通口之三個不同的縱向延伸區段,其中可獨立地控制自每一區段之通口的氣體流動。
[圖12]示意性地說明根據本發明之一例示性具體實例的用於控制供應至圖11之漂浮台之通口的不同區段之氣體流動的系統。

Claims (15)

  1. 一種系統,其包含: 一漂浮台,其包含複數個通口以使氣體流動以足以產生一氣體承座來使一基材在該漂浮台上方漂浮; 一流體網路,其經耦接以將氣體供應至該漂浮台之該複數個通口;以及 一控制器,其經組態以控制該流體網路以獨立地控制氣體經由安置於該漂浮台之一第一區帶、一第二區帶及一第三區帶中之每一者中的該複數個通口中的通口之流動,其中: 該第一區帶、該第二區帶及該第三區帶係由該漂浮台之平行於沿著該漂浮台輸送該基材之一方向而延伸的區段界定, 該第一區帶係由該漂浮台之安置在界定該第二區帶的兩個區段之間的一中心區段界定,且 該第一區帶及該第二區帶安置在界定該第三區帶的兩個區段之間。
  2. 如請求項1所述之系統,其進一步包含安裝在該漂浮台上方之一印刷頭總成。
  3. 如請求項2所述之系統,其中該印刷頭總成經組態以在該印刷區處將一有機材料沈積在由該漂浮台支撐的一基材上。
  4. 一種系統,其包含: 一漂浮台,其包含複數個通口以使氣體流動以足以產生一氣體承座來使一基材在該漂浮台上方漂浮; 一流體網路,其經耦接以將氣體供應至該漂浮台之該複數個通口;以及 一控制器,其可操作地耦接至該流體網路,該控制器經組態以: 控制一第一氣體以一第一壓力及一第一流動速率自第一複數個該等通口之一流動;以及 控制一第二氣體以一第二壓力及一第二流動速率自第二複數個該等通口之一流動,該第二壓力及該第二流動速率中之至少一者大於該第一壓力及該第一流動速率中之至少一者, 其中: 該第一複數個通口位於該漂浮台之一中心區段中,且安置在該第二複數個該等通口所位於的該漂浮台之兩個區段之間。
  5. 如請求項4所述之系統,其中該控制器經組態以彼此獨立地控制該第一氣體與該第二氣體之該流動。
  6. 如請求項4所述之系統,其中該流體網路包含: 一第一氣體供應歧管,其與該第一複數個該等通口可操作地耦接以將該第一氣體供應至該第一複數個該等通口; 一第一氣體控制閥,其與該第一氣體供應歧管可操作地耦接; 一第二氣體供應歧管,其與該第二複數個該等通口可操作地耦接以將該第二氣體供應至該第二複數個該等通口;以及 一第二氣體控制閥,其與該第二氣體供應歧管可操作地耦接, 其中該控制器與該第一氣體控制閥及該第二氣體控制閥可操作地耦接,且經組態以控制該第一氣體控制閥及該第二氣體控制閥以調整該第一壓力、該第一流動速率、該第二壓力及該第二流動速率中之至少一者。
  7. 如請求項4所述之系統,其進一步包含: 第三複數個該等通口,其位於該漂浮台之安置於該中心區段之相對側上且在該兩個區段之間的兩個額外區段中;以及 一第三氣體控制閥,其與該第三複數個該等通口可操作地耦接且與該控制器可操作地耦接, 其中該控制器經組態以分開地控制該第一氣體控制閥與該第三氣體控制閥。
  8. 如請求項4所述之系統,其中該第一複數個通口包含複數個噴嘴。
  9. 如請求項4所述之系統,其中該第二複數個通口包含複數個噴嘴。
  10. 如請求項4所述之系統,其進一步包含安裝在該漂浮台上方之一印刷頭總成,其中該漂浮台包含串聯安置的一進料區、該印刷頭總成安裝於其上的一印刷區,及一出料區, 其中: 該複數個通口中在該印刷區中的通口包含壓力通口及吸入通口,且 該第二複數個該等通口位於該進料區及該出料區中。
  11. 如請求項10所述之系統,其中該中心區段及該漂浮台之兩個區段在平行於串聯安置該進料區、該印刷區及該出料區之一方向的一方向上延伸。
  12. 如請求項4所述之系統,其中該第一氣體與該第二氣體為相同氣體。
  13. 如請求項4所述之系統,其中該第一氣體與該第二氣體為彼此不同之氣體。
  14. 如請求項4所述之系統,其進一步包含安裝在該漂浮台上方之一印刷頭總成。
  15. 如請求項4所述之系統,其中該印刷頭總成經組態以在該印刷區處將一有機材料沈積在由該漂浮台支撐的一基材上。
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