環境受控的塗層系統的製作方法

2023-04-25 20:18:46 1

相關案件的交叉引用

本申請要求2014年11月26日提交的美國臨時申請62/085,211的權益，所述美國臨時申請通過引用全文引入本文。

根據本教導的封閉塗層系統的實施例能夠用於在寬範圍的技術領域中製造各種裝置和設備的基板圖案化區域塗層，例如但不限於，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路。

背景技術：

例如，通過非限制性示例的方式，對於rgboled顯示器來說，雖然主要用於蜂窩電話的小屏幕應用的oled顯示器的展現已經用於強調技術的潛能，但是對於rgboled在以高成品率（highyield）跨越一定範圍的基板幅面對大批量製造進行擴展（或縮放，scaling）方面仍存在挑戰。關於rgboled顯示器技術的幅面擴展，gen5.5（或5.5代）基板具有大約130cmx150cm的尺寸，並且能夠生產大約八塊26"平板顯示器。相比之下，較大幅面的基板能夠包括使用gen7.5（或7.5代）和gen8.5（或8.5代）的母玻璃有源區域尺寸。gen7.5母玻璃具有大約195cmx225cm的尺寸，並且能夠被切割成每個基板八塊42"或六塊47"的平板顯示器。用於gen8.5中的母玻璃為大約220cmx250cm，並且能夠被切割成每個基板六塊55''或八塊46''的平板顯示器。在將rgboled顯示器製造擴展至較大幅面中仍然存在的挑戰的一個跡象在於：在大於gen5.5基板的基板上以高成品率大批量製造rgboled顯示器已證明是在很大程度上具有挑戰性的。

原則上，包括rgboled堆疊體結構的各種材料能夠易被氧化和其它化學過程損壞。此外，除非包含這種rgboled材料的有源區域（activearea，或活性區域）能夠被有效地氣密地密封，rgboled裝置或設備有源區域中的各種材料易被各種反應性氣體物種（例如但不限於，水蒸汽、氧氣、臭氧、有機溶劑蒸汽和類似物）降級。關於在處理期間的降級的類似考慮在製造其它類型的電子裝置（例如，oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路）時是明顯的。根據本教導，環境受控的塗層系統的各個實施例能夠配置用於在各種電子裝置上塗層有機膜層。

然而，以能夠針對各種裝置和裝置尺寸進行縮放並且能夠在惰性、基本上低顆粒的過程環境中完成的方式收容塗層系統可能存在多種工程挑戰。例如，用於高吞吐量的大幅面基板塗層（例如基板等於用於各種oled裝置的gen7.5和gen8.5基板的塗層）的製造工具需要相當大的設施。因此，將大的設施維持在惰性氣氛下、需要氣體淨化以去除反應性大氣物種（例如，通過非限制性示例，水蒸汽、臭氧和氧氣）及有機溶劑蒸汽以及維持基本上低顆粒過程環境已證明是顯著具有挑戰性的。

因此，在以高成品率跨越一定範圍的裝置尺寸擴展用於製造各種電子裝置和設備的大批量塗層系統方面仍存在挑戰。因此，需要在惰性、基本上低顆粒的環境中收容環境受控的封閉塗層系統的各種實施例，其能夠被容易地擴展以提供用於塗層各種電子裝置和設備，其可具有各種有源區域縱橫比和尺寸以及各種裝置和設備材料。此外，本教導的各種封閉環境受控的塗層系統能夠提供在處理期間從外部便於接近塗層系統且便於接近內部，用於在最低停機時間的情況下進行維護。

附圖說明

通過參考附圖將獲得對本公開的特徵和優點的更好的理解，這些附圖意在說明而非限制本教導。

圖1是根據本教導的各種實施例的塗層系統的封閉組件的視圖的正視透視圖。

圖2a示出了在圖1所示的封閉件中的封閉塗層系統的各個實施例的分解圖。

圖2b示出了圖2a所示的塗層系統的放大等角透視圖。圖2c是圖2b所示的狹縫式模頭塗層設備的放大透視圖。

圖2d是配置成在基板上提供圖案化區域塗層的狹縫式模頭塗層設備的示意圖。

圖3a總體上圖示系統的至少一部分的等角圖，例如包括塗層模塊和其它模塊。圖3b圖示了總體上在圖3a中所示的系統的平面圖。

圖4圖示了可以包括在基板上塗層有機薄膜的技術，例如方法。

圖5是本教導的封閉塗層系統和相關系統部件的各個實施例的示意圖。

具體實施方式

本教導公開了能夠保持在可以提供受控塗層環境的封閉組件中的封閉塗層系統的各個實施例。封閉組件的各個實施例可以密封地構造且與提供氣體循環和過濾系統、顆粒控制系統、氣體淨化系統和熱調節系統和類似物的各個部件整體形成，以形成可以保持基本低顆粒的惰性氣體環境的封閉塗層系統的各個實施例，用於需要這種環境的本教導的各個塗層過程。封閉組件的各個實施例可以具有塗層系統封閉件和構造為封閉組件的一部段的輔助封閉件，為此，輔助封閉件能夠從塗層系統封閉件密封地隔離。根據本教導的封閉塗層系統的實施例可以用於在寬範圍的技術領域中製造各種設備和裝置的基板圖案化區域塗層，例如但不限於，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路。

根據本教導，例如但不限於，有機封裝層能夠使用圖案化塗層技術塗層在各種基於oled的裝置和設備的各個實施例的有源區域上。根據本教導的封閉塗層系統的實施例可以用於在寬範圍的技術領域中製造各種設備和裝置的基板圖案化區域塗層，例如但不限於，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路。在本教導的環境受控的塗層系統的各個實施例中，各種塗層溶液可以使用狹縫式模頭塗層來塗層，因為狹縫式模頭塗層能提供多個優點。首先，可以省去一定範圍的真空處理操作，因為這種基於塗層的製造可以在大氣壓力下執行。此外，在狹縫式模頭塗層過程期間，塗層溶液或塗層製劑可以被局部化，以覆蓋各種裝置和設備的目標部分，以有效地覆蓋基板的這種目標部分。最後，使用塗層的目標圖案化導致消除了材料浪費，以及消除了實現有機層的圖案化通常需要的附加處理。

例如，用本教導的封閉塗層設備的各個實施例來圖案化塗層所使用的各種有機材料製劑可以具有寬範圍的物理屬性，例如粘度和表面張力。使用本教導的封閉塗層設備沉積的有機材料製劑可包括能使用熱處理（例如，烘焙）、uv暴露及其組合來固化的聚合物（包括例如但不限於：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯或其它材料）及其共聚物和混合物。如本文使用的，聚合物和共聚物可以包括任何形式的聚合物成分，可以製劑成塗層溶液且在基板上固化以形成一致的聚合物層。這種聚合物成分可以包括聚合物和共聚物及其前體，例如但不限於單體、低聚物和樹脂。

封閉塗層設備，例如圖2a的塗層設備200，在圖2b中以放大圖示出，可以包括多個裝置和設備，這允許塗層溶液可靠塗層到用於各種基於oled的裝置和設備的基板有源區域的特定位置上。塗層需要塗層組件和裝置或設備的基板之間的相對運動。這可以使用運動系統完成，通常是龍門架或分離軸xyz系統。要麼塗層組件可以跨過固定基板移動（龍門架樣式），要麼在分離軸配置的情況下塗層組件和基板兩者可以移動。在另一個實施例中，塗層組件可以是基本上固定的；例如，在x和y軸，基板可以相對於塗層模頭組件在x和y軸移動，z軸運動通過基板支撐設備或者與塗層組件有關的z軸運動系統提供。基板可以使用基板裝載和卸載系統插入塗層設備和從塗層設備移開。取決於塗層設備配置，這可以使用機械輸送器、具有輸送組件的基板懸浮臺或者具有終端執行器的基板輸送機器人完成。對於本教導的系統和方法的各個實施例，y軸運動系統可以基於空氣軸承抓握器系統。

原則上能夠允許塗層包括大幅面有源區域尺寸的各種裝置有源區域尺寸的製造工具能夠需要用於收容這樣的製造工具的相當大的設施。因此，在惰性氣氛下維持整個大的設施提出工程上的挑戰，例如大體積惰性氣體的連續淨化。封閉塗層系統的各個實施例可以具有在封閉組件內部的循環和過濾系統，與氣體封閉件外部的氣體淨化系統結合，一起在整個封閉塗層系統內提供具有基本低水平的反應性物種的基本低顆粒惰性氣體的連續循環。根據本教導，惰性氣體可以是在一組限定的過程條件下不經歷化學反應的任何氣體。惰性氣體的一些常用的非限制性示例能夠包括氮氣、任何稀有氣體及其任何組合。此外，提供基本上氣密密封以防止例如水蒸汽、氧氣和臭氧之類的各種反應性大氣氣體以及例如從各種塗層溶液產生的有機溶劑蒸汽的汙染的大的設施提出了工程上的挑戰。根據本教導，塗層設施將使包括例如水蒸汽、氧氣和臭氧之類的各種反應性大氣氣體以及有機溶劑蒸汽的各種反應性物種中的每個物種的水平維持在100ppm或更低，例如，維持在10ppm或更低，維持在1.0ppm或更低，或者維持在0.1ppm或更低。

通過意在說明在製造各種電子裝置時維持反應性物種的水平的需要的非限制性示例的方式，表1所述的信息說明各種oled放射性材料對環境條件的敏感性。表1上總結的數據從包括以大像素、旋塗的裝置幅面製造的紅、綠和藍中的每一種的有機薄膜組分的測試試樣中的每一個的測試產生。為了快速評估各種oled裝置的各種製劑和過程的目的，這樣的測試試樣基本上更易於製造和測試。儘管測試試樣測試不應與所製造的oled裝置的壽命測試混淆，但它能夠指示各種製劑和過程對壽命的影響。下表中所示的結果表示在測試試樣的製造中的過程步驟的變化，其中，與在空氣而不是氮氣環境中類似地製造的測試試樣相比，僅旋塗環境對於在反應性物種小於1ppm的氮氣環境中製造的測試試樣變化。

通過檢查表1中針對在不同處理環境下製造的測試試樣的數據，特別是在紅和藍的情況下，顯而易見的是，在有效減少各種有機薄膜組分暴露於反應性物種的環境中製造oled裝置對各種oled材料的穩定性（並且因此，對裝置壽命）可具有相當大的影響。壽命規範對於各種oled技術具有特別的重要性，因為這直接關係到產品的耐久性；針對各種基於oled的技術而言，符合所述產品規範已是具有挑戰性的。為了符合必要的壽命規範，利用本教導的封閉塗層系統的各種實施例，例如但不限於水蒸氣、氧氣、臭氧以及有機溶劑蒸氣之類的反應性物種中的每一種的水平能夠被維持在100ppm或更低，例如，10ppm或更低，1.0ppm或更低或者0.1ppm或更低。這些數據強調對於製造的各種oled裝置和設備維持受控環境條件的需要，除非已經實現oled有源區域的氣密密封。

表1：惰性氣體處理對oled面板的壽命的影響

除了提供惰性環境之外，維持基本上低顆粒的環境對基於oled的技術而言具有特別的重要性，這是因為甚至非常小的顆粒都能夠在終端產品中導致可見的缺陷。封閉塗層系統中的顆粒控制可能呈現了對於能夠例如在露天、高流動層流過濾罩下的大氣條件下完成的過程未呈現的顯著挑戰。例如，製造設施可能需要各種服務束的相當大的長度，所述各種服務束能夠操作性地從各種系統和組件連接，以提供操作例如但不限於塗層系統所需的光學、電氣、機械和流體連接。用於塗層系統的操作中且位於被定位用於塗層的基板附近的這種服務束能夠是顆粒物質的持續的源。此外，塗層系統中使用的部件，例如風扇或使用摩擦軸承的線性運動系統，可能是顆粒產生部件。氣體循環和過濾系統的各種實施例與本教導的管道系統的各種實施例結合可以用於遏制和有效過濾顆粒物質。此外，通過使用各種內在地低顆粒產生氣動操作部件，例如但不限於，基板懸浮臺、空氣軸承和氣動操作的機器人和類似物，可以維持封閉塗層系統的各個實施例的低顆粒環境。例如，氣體循環和過濾系統的各種實施例能夠被設計成提供針對氣載顆粒的低顆粒惰性氣體環境，所述低顆粒惰性氣體環境符合國際標準組織標準（iso）14644-1:1999「cleanroomsandassociatedcontrolledenvironments—part1:classificationofaircleanliness」的如class1至class5所規定的標準。然而，單獨控制氣載顆粒物質對於在例如但不限於塗層過程期間提供基板附近的低顆粒環境而言是不夠的，這是因為在這樣的過程期間基板附近產生的顆粒在它們能夠掠過氣體循環和過濾系統之前能夠積聚在基板表面上。

關於系統內的氣載顆粒物質和顆粒沉積，相當數量的變量能夠影響開發出通用模型，所述通用模型可以適當地計算出例如對任何特定的製造系統而言表面（例如，基板）上的顆粒沉降率（falloutrate）的近似值。例如顆粒的尺寸、特定尺寸的顆粒的分布、基板的表面面積和基板在系統內的暴露時間之類的變量能夠根據各種製造系統而變化。例如，顆粒的尺寸和特定尺寸的顆粒的分布能夠在很大程度上受到各種製造系統中的顆粒產生部件的源和位置影響。基於本教導的封閉塗層系統的各種實施例的計算表明，在沒有本教導的各種顆粒控制系統的情況下，對於在0.1μm和更大的尺寸範圍中的顆粒而言，每平方米的基板每個塗層周期的顆粒物質的基板上沉積能夠在多於大約1百萬至多於大約1千萬個顆粒之間。這樣的計算表明，在沒有本教導的各種顆粒控制系統的情況下，對於在大約2μm和更大的尺寸範圍中的顆粒而言，每平方米的基板每個塗層周期的顆粒物質的基板上沉積能夠在多於大約1000個顆粒至大約多於大約10,000個顆粒之間。

本教導的低顆粒塗層系統的各種實施例能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於10μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約100個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。本教導的低顆粒塗層系統的各種實施例能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於5μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約100個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。在本教導的封閉塗層系統的各種實施例中，能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於2μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約100個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。在本教導的封閉塗層系統的各種實施例中，能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於1μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約100個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。本教導的低顆粒塗層系統的各種實施例能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於0.5μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約1000個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。對於本教導的封閉塗層系統的各種實施例，能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於0.3μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約1000個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。本教導的低顆粒塗層系統的各種實施例能夠維持低顆粒環境，對於在尺寸上大於或等於0.1μm的顆粒而言，所述低顆粒環境提供符合每分鐘每平方米的基板小於或等於大約1000個顆粒的基板上沉積速率規範的平均基板上顆粒分布。

封閉組件的各種實施例能夠具有各種框架構件，這些框架構件被構造成為封閉塗層系統提供輪廓。本教導的封閉組件的各種實施例能夠容納塗層系統，同時優化工作空間，以最小化惰性氣體體積，並且還允許在處理期間從外部便於接近封閉塗層系統。在這方面，本教導的各種封閉組件能具有成形（contoured）拓撲結構和容積。如本文隨後更詳細討論的，塗層系統封閉件的各個實施例可以圍繞塗層系統基部成形，基板支撐設備可以安裝在塗層系統基部上。此外，塗層系統封閉件可以圍繞例如可以用於滑架組件x軸移動的梁結構成形。作為非限制性示例，根據本教導的成形塗層系統封閉件的各種實施例能夠具有大約6m3至大約95m3之間的容積，用於收容能夠塗層各種有源區域尺寸（與例如用於各種基於oled的技術的基板相對應，例如從gen3.5到gen10有源區域尺寸的oled顯示器裝置基板）的塗層系統的各種實施例。通過另一個非限制性示例，根據本教導的成形氣體封閉件的各種實施例能夠具有大約15m3至大約30m3之間的氣體封閉容積，用於收容能夠塗層例如gen5.5到gen8.5有源區域尺寸的塗層系統的各種實施例。與具有寬度、長度和高度的非成形尺寸的非成形封閉件相比，成形的氣體封閉件的這種實施例在容積上能夠有大約30％至大約70％之間的節省。

圖1描繪了根據本教導的封閉塗層系統的各種實施例的封閉組件1000的透視圖。封閉組件1000能夠包括前面板組件1200'、中部面板組件1300'和後面板組件1400'。前面板組件1200'能夠包括：前頂板面板組件1260'；前壁面板組件1240'，其能夠具有用於接收基板的開口1242；以及前基部面板組件1220'。後面板組件1400'能夠包括後頂板面板組件1460'、後壁面板組件1440'和後基部面板組件1420'。中部面板組件1300'能夠包括第一中部封閉件面板組件1340'、中部壁和頂板面板組件1360'和第二中部封閉件面板組件1380'以及中部基部面板組件1320'。

此外，如圖1所示，中部面板組件1300'能夠包括第一輔助面板組件以及第二輔助面板組件（未示出）。構造為封閉組件的一個部段的輔助封閉件的各種實施例能夠與封閉塗層系統的工作容積可密封地隔離。對於本教導的系統和方法的各種實施例，輔助封閉件能夠小於或等於封閉組件容積的大約1％。在本教導的系統和方法的各種實施例中，輔助封閉件能夠小於或等於封閉組件容積的大約2％。對於本教導的系統和方法的各種實施例，輔助封閉件能夠小於或等於封閉組件容積的大約5％。在本教導的系統和方法的各種實施例中，輔助封閉件能夠小於或等於封閉組件容積的大約10％。在本教導的系統和方法的各種實施例中，輔助封閉件能夠小於或等於封閉組件容積的大約20％。如果指示輔助封閉件對包含反應性氣體的周圍環境開放用於執行例如維護程序，則將輔助封閉件與塗層系統封閉件的工作容積隔離能夠防止汙染塗層系統封閉件。此外，考慮到與封閉組件相比輔助封閉件的相對較小的容積，輔助封閉件的恢復時間能夠花費顯著小於整個封閉組件的恢復時間。

如圖2a中所描繪的，封閉組件1000能夠包括前基部面板組件1220'、中部基部面板組件1320'以及後基部面板組件1420'，當完全構建時形成連續的基部或盤，塗層設備2000能夠被安裝在所述基部或盤上。根據本教導，包括封閉組件1000的前面板組件1200'、中部面板組件1300'和後面板組件1400'的各種框架構件和面板能夠圍繞塗層設備2000來結合，以形成塗層系統封閉件。前面板組件1200'可以圍繞所安裝的塗層設備2000成形以形成氣體封閉件的第一通道部段。類似地，後面板組件1400'可以圍繞塗層設備2000成形以形成氣體封閉件的第二通道部段。此外，中部面板組件1300'可以圍繞塗層設備2000成形以形成氣體封閉件的梁部段。完全構造後的封閉組件，例如封閉組件1000，在與各種環境控制系統整體形成時可以形成封閉塗層系統的各個實施例，包括封閉塗層系統的各個實施例，例如，塗層設備2000。根據本教導的封閉塗層系統的各個實施例，由封閉塗層系統限定的內部容積的環境控制可包括例如通過特定波長的燈的數量和放置來控制照明，使用顆粒控制系統的各個實施例來控制顆粒物質，使用氣體淨化系統的各個實施例來控制反應性氣體物種，以及使用熱調節系統的各個實施例對封閉塗層系統進行溫度控制。

在圖2b中以放大圖示出的塗層設備，例如圖2a的塗層設備2000，可以包括多個裝置、組件和子組件，這允許塗層溶液或塗層製劑可靠放置到各種基於oled的裝置和設備基板的特定位置上。塗層設備的這些各種裝置、組件和子組件可包括但不限於，塗層組件、塗層溶液輸送系統、用於在塗層組件和基板之間提供相對運動的運動系統、基板支撐設備、基板裝載和卸載系統。

例如，對於狹縫式模頭塗層，圖2b的狹縫式模頭塗層組件2800（具有第一側2801和第二側2802）可以是能夠以受控速率和厚度沉積塗層溶液的狹縫式模頭塗層組件。塗層組件2800的各個實施例可以作為圖案化區域塗層沉積塗層溶液，例如在基板的多個沉積區域上。術語「沉積區域」總體上指的是有機材料層被塗層在基板上的區域。狹縫式模頭塗層組件2800可以與將塗層溶液提供給狹縫式模頭塗層組件2800的塗層溶液供應系統（未示出）流體連通。如圖2b的放大圖中所示，塗層設備2000能夠具有基板，例如基板2050，所述基板能夠通過例如卡盤之類的基板支撐設備來支撐，例如但不限於真空卡盤、具有壓力埠的基板懸浮卡盤以及具有真空和壓力埠的基板懸浮卡盤。根據本教導的各個實施例，支撐設備可以是例如但不限於具有壓力埠的基板懸浮臺以及具有真空和壓力埠的基板懸浮臺。卡盤和懸浮臺的各個實施例可以配置成使用多孔介質來建立一致分布的真空度、壓力或者真空度和壓力的組合。用於配置本教導的卡盤或懸浮臺的各種多孔介質可以包括多孔材料，例如碳或陶瓷材料、燒結玻璃、或一些其它材料，例如可以包括直徑小於1微米或甚至小於0.5微米的孔尺寸。這種小的孔尺寸可以確保可以用於支撐基板的真空度、壓力以及真空度和壓力的組合的一致分布。

在說明性示例中，與僅僅壓力區相比，壓力-真空區的一致高度或飛行高度可以顯著不同。基板在使用壓力和真空的基板支撐設備上的飛行高度可以保持在基板的整個區域上的精確z軸飛行高度，考慮到可以使用壓力和真空的組合形成的雙向流體彈簧的形式。基板在僅僅壓力區上的飛行高度可能比整個基板在壓力-真空區上的飛行高度的精度更多變化的基板區域上的飛行高度，由於在僅僅壓力區中缺乏真空預加負載。關於飛行高度，在說明性示例中，基板可以具有在僅僅壓力區上大約150微米（μ）至大約300μ之間的飛行高度，於是在壓力-真空區上大約30μ至大約50μ之間的飛行高度。

圖2b的基板懸浮臺2200結合y軸運動系統，能夠成為提供基板2050的無摩擦輸送的基板輸送系統的一部分。本教導的y軸運動系統能夠包括第一y軸軌道2351和第二y軸軌道2352，能夠包括用於保持基板的抓握器系統（未示出）。y軸運動能夠通過直線空氣軸承或直線機械系統來提供。圖2a和圖2b中所示的塗層設備2000的基板懸浮臺2200能夠限定基板2050在塗層過程期間通過圖1的封閉組件1000的行程。

關於圖2b，塗層設備基部2100能夠包括第一立管2120和第二立管2122，梁2130被安裝在所述第一立管2120和所述第二立管2122上。此外，第一隔離器組2110（第二個未示出，在相對側上）和第二隔離器組2112（第二個未示出，在相對側上）支撐塗層設備2000的基板懸浮臺2200。對於塗層設備2000的各種實施例，梁2130能夠支撐第一x軸滑架組件2301和第二x軸滑架組件2302，所述第一x軸滑架組件2301和所述第二x軸滑架組件2302能夠控制可以安裝在x軸滑架上的各種裝置和組件的移動。例如，z軸移動板能夠安裝到x軸滑架。在本教導的塗層設備的各個實施例中，塗層組件可以安裝到z軸移動板中的一個或兩者。在本教導的塗層設備的各個實施例中，塗層組件可以安裝到x軸滑架中的一個，檢查組件可以安裝到另一個x軸滑架。對於塗層設備2000的各種實施例，第一x軸滑架組件2301和第二x軸滑架組件2302能夠利用直線空氣軸承運動系統，所述直線空氣軸承運動系統是內在地低顆粒產生的。根據本教導的塗層系統的各種實施例，x軸滑架能夠具有安裝在其上的z軸移動板。在圖2b中，第一x軸滑架組件2301被描繪為具有第一z軸移動板2310，而第二x軸滑架組件2302被描繪為具有第二z軸移動板2312。

根據本教導的塗層系統的各種實施例，考慮到自動化工業塗層系統的連續使用，第一維護系統2701和第二維護系統2702能夠被收容在輔助封閉件中，所述輔助封閉件在塗層過程期間能夠與塗層系統封閉件隔離，以便在很少或不中斷塗層過程的情況下執行各種維護任務。如在圖2b中能夠看到的，維護模塊2707、2709和2711可以定位靠近塗層設備，但是如在圖2a中能夠看到的，定位在輔助封閉件內，如圖2a的輔助封閉件1330'和1370'。設備2707、2709和2011能夠是用於執行各種維護功能的多種子系統或模塊中的任一個。例如，設備2707、2709和2011能夠是用於存儲或接收用於系統修復操作的部件的任何模塊。

在圖2b的塗層設備2000的放大圖中，塗層系統的各種實施例能夠包括通過基板懸浮臺基部2220來支撐的基板懸浮臺2200。基板懸浮臺基部2220能夠被安裝在塗層設備基部2100上。封閉塗層系統的基板懸浮臺2200能夠支撐基板2050，以及限定在oled基板的塗層期間基板2050能夠移動通過封閉組件1000的行程。本教導的y軸運動系統能夠包括第一y軸軌道2351和第二y軸軌道2352，所述y軸軌道能夠包括用於保持基板的抓握器系統（未示出）。y軸運動能夠通過直線空氣軸承或直線機械系統來提供。在這方面，結合如圖2b中所描繪的諸如y軸運動系統的運動系統，基板懸浮臺2200能夠提供基板2050通過塗層系統的無摩擦輸送。

圖2c示出了圖2b的狹縫式模頭塗層組件2800的各個實施例的第一側2801的放大透視剖視圖。多個定位傳感器，例如位置傳感器2820，能夠操作性地連接到狹縫式模頭塗層組件2800，從而狹縫式模頭塗層組件2800相對於圖2b的基板2050的位置可以被連續地確定。如本文隨後更詳細討論的，定位還可以使用照相機組件的各個實施例提供。定位傳感器2820可以例如是基於雷射的定位系統。狹縫式模頭組件2800可以包括具有第一唇緣2812和第二唇緣2814的狹縫式模頭2805，狹縫式模頭間隙出口2814在第一唇緣2812和第二唇緣2814之間示出。在塗層過程期間，狹縫式模頭2805與塗層溶液流體連通，從而狹縫式模頭間隙出口2814處於距圖2b的基板2050預定距離處。當基板2050相對於塗層組件2800或圖2b移動時，塗層溶液從狹縫式模頭間隙出口2814流動，從而在基板2050上形成固定位置、寬度和厚度的塗層。極其平坦和筆直的模頭表面與模頭相對於基板的精確定位結合，可以提供圖案化狹縫式模頭塗層，其中，目標膜厚度的大約1%至大約3%的膜厚度一致性。為了實現在基板沉積區域上形成的膜的良好塗層一致性，對於圖案化狹縫式模頭塗層，模頭與基板的位置的準確和可重複定時以及塗層流體流開始和停止與模頭移動的合適定時可以執行，以確保在前緣處沒有積聚（build-up），塗層的基板區域的後緣一致地筆直和厚。

圖2d示意性地示出了使用塗層設備的基板的圖案化塗層，如在本文針對圖2b的塗層設備200所述。圖2d中示出了使用狹縫式模頭塗層組件（如圖2b和2c的狹縫式模頭塗層組件2800）的基板2050上的圖案化塗層區域或沉積區域的陣列，例如圖案化塗層區域或沉積區域50。術語「沉積區域」總體上指的是有機材料層被塗層在基板上的區域。根據本教導，塗層設備的各個實施例能夠在基板上提供圖案化塗層，對於在基板的沉積區域上塗層的膜，所述圖案化塗層提供大約20nm（納米）至大約150μ（微米）的塗層膜厚度，如前所述的膜一致性是目標膜厚度的大約1%至大約3%，塗層準確性在大約+/-100μ（微米）之間或更小。根據本教導，塗層設備的各個實施例能夠在基板上提供圖案化塗層，所述圖案化塗層提供高基板成品率和有效材料使用，具有低浪費。此外，用本教導的封閉塗層設備的各個實施例來圖案化塗層所使用的各個製劑可以具有寬範圍的物理屬性，例如粘度和表面張力。

圖3a總體上圖示了等角圖，圖3b總體上圖示了封閉和環境受控塗層系統3000的至少一部分的平面圖，例如，包括第一塗層模塊3500a、第二塗層模塊3500b、以及可以用於製造各種裝置（例如但不限於，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路）的其它模塊。在這種裝置的製造中，圖案化塗層可以作為製造過程的一部分執行。

封閉和環境受控塗層系統3000可以包括第一塗層模塊3500a，可包括塗層設備，如結合本文其它示例所述的塗層設備2000。為了提供增加吞吐量、冗餘性或多個處理操作中的一個或更多個，可以包括其它塗層系統，如也可以包括塗層設備（如本文先前所述的塗層設備2000）的第二塗層模塊3500b。系統封閉塗層系統3000還可以包括一個或更多個其它模塊，如第一處理模塊3200a或第二處理模塊3200b。

根據本教導，第一或第二處理模塊3200a或3200b可以用於如下中的一個或更多個：保持基板（例如，以利於流動或分散所沉積材料層，從而實現更平面或一致的膜）或者固化（例如，經由光照射，例如使用uv射線照射）例如通過第一或第二塗層模塊3500a或3500b中的一個或更多個沉積的材料層。例如，對於在基板上塗層或者固化的材料層，使用第一或第二處理模塊3200a或3200b可以包括封裝層（例如，包括經由暴露於紫外光而固化或處理的有機密封劑的薄膜層）的一部分。第一或第二處理模塊3200a或3200b可以配置用於保持基板，如上所述，例如以堆疊配置。處理模塊3200b可以可選地（或附加地）配置用於真空乾燥一個或更多個基板，例如以堆疊配置。在第一或第二處理模塊3200a或3200b中的一個或更多個用作一次多於一個基板的真空乾燥模塊時，堆疊配置可包括在單個腔室中的多個乾燥狹縫或者隔離腔室堆疊體（每個具有單個乾燥狹縫）。在又一個配置中，第一或第二處理模塊3200a或3200b中的一個或更多個可以配置用於保持基板，且可以提供另一處理模塊，其附連到輸送模塊3400，用於真空乾燥一個或更多個基板。第一和第二塗層模塊3500a和3500b可以例如用於在基板上沉積相同層，或者塗層模塊3500a和3500b可以用於在基板上沉積不同層。

封閉塗層系統3000可以包括輸入或輸出模塊3100（例如，「裝載模塊」），例如可以用作負載鎖或者以其它方式允許基板2050輸送進出封閉塗層系統3000的一個或更多個腔室的內部，以基本上避免幹擾封閉塗層系統3000的一個或更多個封閉件內維持的受控環境的方式。例如，結合圖3a，「基本上避免幹擾」可以指的是避免將反應性物種的濃度升高指定量，例如避免在基板2050進出所述一個或更多個封閉件的輸送操作期間或之後所述一個或更多個封閉件內的這種物種升高超過10ppm，100ppm或者1000ppm。輸送模塊3400，例如可以包括搬運器3410，可以用於在各種操作之前、期間和之後搬運基板2050。可以包括一個或更多個附加搬運器，從而將基板提供給輸入或輸出模塊3100或者從輸入或輸出模塊3100接收基板。封閉塗層系統3000可包括附加的輸入或輸出模塊，例如在圖3a和3b中清楚示出的輸送模塊3400的右側上，與輸入或輸出模塊3100在圖3a和3b中所示的輸送模塊3400那一側相對。

圖4總體上圖示了技術，例如方法，可以包括在電子裝置（例如，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路）的沉積區域上形成有機薄膜層。在圖4的示例4000中，在4100，基板可以接收在輸送腔室中，例如圖3a和3b的輸送模塊3400，如結合本文其它示例所示和所述。基板可以來自於與輸送模塊的受控環境不同的環境，例如，使用裝載模塊（例如，「負載鎖」），例如圖3a和3b的裝載模塊3100。在4200，基板可以輸送給封閉塗層模塊，例如至少部分地使用操控器機器人，例如位於圖3a和3b的輸送模塊3400內的操控器機器人3410。可選地，操控器機器人可以收容在封閉塗層模塊內。在4300，基板可以在塗層模塊中一致地支撐，例如使用減少或抑制塗層操作或其它操作期間形成可見缺陷的技術和設備。

例如，這種基板支撐件可以包括卡盤（例如，平面卡盤或託盤）或者懸浮臺，例如配置成在基板區域中或在基板的已經形成有源電子裝置的相對區域上提供一致的物理接觸。然而，這可能呈現多個挑戰，因為例如各種基板支撐設備通常在基板的中心區域提供孔，提升銷能夠通過所述孔升高和降低基板，從而利於裝載和卸載操作。這些孔可能代表與基板的不一致物理接觸區域。在真空卡盤的示例中，也可能有凹槽或孔，通過所述凹槽或孔提供將基板保持到位的真空抽吸，這種凹槽或孔特徵中的一些通常位於基板的中心區域以實現期望壓緊性能。

本發明人已經認識到，除了其它事情之外，基板支撐設備，如卡盤或懸浮臺（或支撐基板的系統的其它部分）可以配置成定位基板支撐設備特徵以最小化或消除其對目標塗層圖案的影響。在一個示例中，基板支撐設備，如卡盤或懸浮臺，還可以提供與基板的某些區域或者已經形成有源電子裝置之外的基板的相對區域的不一致物理接觸。本發明人還已經認識到，基板的一致支撐可以通過使用具有分布真空區域取代各個真空凹槽或孔的卡盤解決，例如連續多孔介質，真空抽吸通過其提供。與提升銷有關的卡盤中的其餘孔可以位於基板的外圍或者有源區域的外圍中的一個或更多個（包括與限定基板外圍或者基板的有源區域外圍的表面相對的區域）。在這些示例中，相同支撐結構配置可以應用於任何有源電子、光學或光電裝置，其中，有源區域可以表示被塗層裝置所定位的區域。

可選地，例如，本發明人還已經認識到，除了其它事情之外，基板可以至少部分地使用氣墊通過卡盤或懸浮臺一致地支撐，例如在塗層操作或者其它處理（如固化模塊中的紫外線處理之前或期間）中的一個或更多個期間。這種氣墊的使用可以增強基板上的塗層有機材料或者處理有機膜層的一致性。例如，通過將基板懸浮在物理基板支撐表面上方，基板在所有區域中通過氣體一致地支撐，且對用於提升銷的孔、提升銷或可能在物理基板支撐表面上存在的其它局部特徵的存在相對更不敏感。在這種懸浮支撐示例中，基板的中心區域中的提升銷可以結合到支撐機構中，而不影響那些區域中的膜一致性，因為基板不與伸出或縮回的提升銷物理接觸，且在處理（如塗層、保持或固化）期間在中心區域通過氣墊支撐。此外，或者取而代之，基板可以通過限制於這種有源區域之外的區域（例如在基板外圍或者有源區域之間的外圍中的一個或更多個中）的物理接觸更一致地支撐或保持。由此，所有基板區域可以提供高度一致的塗層，且可以高產地使用，除了可能在基板邊緣的排除區域之外，其中，基板被物理接觸，從而將其在懸浮平面中約束或者保持到位。

在4400，有機材料製劑可以塗層在基板的目標沉積區域中，例如包括聚合物成分，以形成一致的有機材料未處理層。術語「沉積區域」總體上指的是有機材料層被塗層在基板上的區域。在4500，基板可以從塗層模塊輸送到輸送模塊。在4600，基板可以從輸送模塊輸送到固化模塊。固化模塊可以配置成在4700處理塗層有機材料，例如提供一致的有機膜層。例如，固化模塊可以配置成給塗層有機材料製劑層提供光學處理，例如紫外光處理，以聚合或者以其它方式固化在基板沉積區域上塗層的有機材料，以形成有機膜層。

塗層系統的各個實施例可以具有附加設備和子組件，用於給本教導的各個塗層系統提供附加特徵。如本文先前所討論的，關於支撐本教導的各個滑架組件的運動系統，圖2a的塗層設備2000可以具有可用於安裝塗層組件的第一x軸滑架和可以用於安裝多個各種組件（如可以包括照相機組件的檢查組件）的第二滑架組件。例如，包括照相機組件的基板檢查組件能夠安裝在x軸滑架的z軸移動板上，以提供檢查組件相對於位於基板支撐件（如圖2b的懸浮臺2220）上的基板的精確x、z定位。照相機組件能夠是將光學圖像轉換成電子信號的任何圖像傳感器裝置，例如，作為非限制性示例，電荷耦合裝置（ccd）、互補金屬氧化物半導體（cmos）裝置或n型金屬氧化物半導體（nmos）裝置。各種圖像傳感器裝置能夠被配置為用於區域掃描照相機的傳感器陣列或用於線掃描照相機的單行傳感器。照相機組件能夠被連接到圖像處理系統，所述圖像處理系統能夠包括例如用於存儲、處理和提供結果的計算機。

此外，能夠為區域掃描或線掃描過程進行照相機相對於基板的精密xyz運動。如本文先前所論述的，例如龍門架運動系統之類的其它運動系統還能被用於提供相對於基板在例如塗層組件和/或照相機組件之間在三維中的精確移動。此外，照明裝置能夠被安裝在各種位置，即在x軸運動系統上或在基板附近的基板支撐設備上及其組合。在這方面，照明裝置能夠根據執行各種光場和暗場分析及其組合來定位。運動系統的各種實施例能夠使用連續或步進運動或其組合相對於基板來定位照相機組件，以捕捉基板的表面的一系列的一個或多個圖像。例如，關於驗證顆粒控制，在各種基於oled的裝置和設備的有源區域上的封裝層塗層期間，通過使用圖像處理，能夠獲得顆粒的圖像，並且能夠確定特定尺寸的顆粒的尺寸和數量。在本教導的系統和方法的各種實施例中，能夠使用具有大約8192個像素、具有大約190mm的工作高度並且能夠以大約34khz掃描的線掃描照相機。

此外，對於塗層系統基板照相機組件的各種實施例，多於一個照相機能夠被安裝在x軸滑架組件上，其中，每個照相機關於視場和解析度能夠具有不同的規範。例如，一個照相機能夠是用於現場顆粒檢查的線掃描照相機，而第二照相機能夠用於基板在封閉塗層系統中的定期導航。這種可用於定期導航的照相機能夠是區域掃描照相機，其具有在大約5.4mmx4mm、大約0.9x的放大倍率至大約10.6mmx8mm、大約0.45x的放大倍率的範圍中的視場。在另外的實施例中，一個照相機能夠是用於現場顆粒檢查的線掃描照相機，而第二照相機能夠用於封閉塗層系統中的基板的精確導航，例如用於基板對準。這種可用於精確導航的照相機能夠是區域掃描照相機，其具有大約0.7mmx0.5mm、大約7.2x的放大倍率的視場。

圖5為示出了封閉塗層系統500的示意圖。根據本教導的封閉塗層系統500的各種實施例能夠包括用於收容塗層系統的封閉組件100、與封閉組件100流體連通的氣體淨化迴路130以及至少一個熱調節系統140。此外，封閉塗層系統500的各種實施例能夠具有加壓惰性氣體再循環系統300，其能夠供應用於操作各種裝置的惰性氣體，所述裝置例如用於封閉塗層系統的基板懸浮臺。加壓惰性氣體再循環系統300的各種實施例能夠利用壓縮機、鼓風機和二者的組合作為用於加壓惰性氣體再循環系統300的各種實施例的源。此外，封閉塗層系統500能夠具有封閉塗層系統500內部的循環和過濾系統（未示出）。

圖5的封閉塗層系統500能夠具有帶第一封閉容積的第一封閉件和帶有第二封閉容積的第二封閉件，如例如圖1中所示。對於封閉塗層系統500，如果所有閥v1、v2、v3和v4都打開，則氣體淨化迴路130操作淨化第一封閉容積100-s1和第二封閉容積100-s2兩者。在v3和v4關閉的情況下，僅第一封閉容積100-s1與氣體淨化迴路130流體連通。例如，但不限於，當在需要第二封閉容積100-s2對大氣開放的維護程序期間，第二封閉容積100-s2被可密封地關閉並且與第一封閉容積100-s1隔離時，可使用此閥狀態。在v1和v2關閉的情況下，僅第二封閉容積100-s2與氣體淨化迴路130流體連通。例如，但不限於，在第二封閉件已對大氣開放之後第二封閉容積100-s2的恢復期間，可使用此閥狀態。由於相對於封閉塗層系統500的總容積來指定對氣體淨化迴路130的需求，通過將氣體淨化系統的資源用於第二封閉容積100-s2的恢復，所述第二封閉容積100-s2顯著小於第一封閉容積100-s1的體積，能夠大幅減少封閉塗層系統500的恢復時間。

如圖5中所描繪的，對於根據本教導的封閉塗層系統的各種實施例，循環和過濾系統的設計能夠使循環通過氣體淨化迴路130的惰性氣體與對封閉塗層系統的各種實施例而言在內部連續過濾和循環的惰性氣體分離。氣體淨化迴路130包括從封閉組件100到溶劑去除系統132並且隨後到氣體淨化系統134的出口管路131。然後，淨化掉溶劑和例如氧氣、臭氧和水蒸汽之類的其它反應性氣體物種的惰性氣體通過入口管路133返回到封閉組件100。氣體淨化迴路130還可以包括適當的管道和連接件以及傳感器，例如，氧氣、臭氧、水蒸汽和溶劑蒸汽傳感器。例如風機、鼓風機或馬達和類似物的氣體循環單元能夠被單獨地設置或整合在例如氣體淨化系統134中，以使氣體循環通過氣體淨化迴路130。根據封閉塗層系統的各種實施例，儘管溶劑去除系統132和氣體淨化系統134在圖5中所示的示意圖中被示出為單獨的單元，溶劑去除系統132和氣體淨化系統134能夠被收容在一起作為單個淨化單元。

圖5的氣體淨化迴路130能夠具有放置在氣體淨化系統134上遊的溶劑去除系統132，使得從封閉組件100循環的惰性氣體經由出口管路131通過溶劑去除系統132。根據各種實施例，溶劑去除系統132可以是溶劑捕集系統，其基於從通過圖5的溶劑去除系統132的惰性氣體吸附溶劑蒸汽。例如但不限於諸如活性炭、分子篩和類似物的吸附劑的一個或多個床可以有效地去除寬範圍的多種有機溶劑蒸汽。對於封閉塗層系統的各種實施例，冷阱技術可以在溶劑去除系統132中用於去除溶劑蒸汽。如本文先前所論述的，對於根據本教導的封閉塗層系統的各種實施例，例如氧氣、臭氧、水蒸汽和溶劑蒸汽傳感器之類的傳感器可以被用於監測從連續循環通過封閉塗層系統的惰性氣體有效去除這樣的物種，例如圖5的封閉塗層系統500。溶劑去除系統的各種實施例能夠指示例如活性炭、分子篩和類似物的吸附劑何時達到容量，使得能夠再生或更換吸附劑的一個或多個床。分子篩的再生能夠涉及加熱分子篩，利用合成氣體（forminggas）接觸分子篩，及其組合等。配置成捕集包括氧氣、臭氧、水蒸汽和溶劑的各種物種的分子篩能夠被再生，這是通過加熱和暴露於包括氫氣的合成氣體，例如，合成氣體包括大約96％的氮氣和4％的氫氣，其中，所述百分比是體積百分比或重量百分比。活性炭的物理再生能夠使用在惰性環境下加熱的類似程序來完成。

任何合適的氣體淨化系統能夠被用於圖5的氣體淨化迴路130的氣體淨化系統134。例如可從新罕布夏州statham的mbrauninc.或麻薩諸塞州的innovativetechnologyofamesbury獲得的氣體淨化系統可用於整合到根據本教導的封閉塗層系統的各種實施例。氣體淨化系統134能夠被用於淨化封閉塗層系統500中的一種或多種惰性氣體，例如，用於淨化封閉塗層系統內的整個氣體氣氛。如本文先前所論述的，為了使氣體循環通過氣體淨化迴路130，氣體淨化系統134能夠具有氣體循環單元，例如風機、鼓風機或馬達等。在這方面，氣體淨化系統能夠根據封閉件的容積來選擇，所述容積能夠限定用於使惰性氣體移動通過氣體淨化系統的體積流率。對於具有容積多達大約4m3的封閉塗層系統的各種實施例，能夠使用能夠移動大約84m3/h的氣體淨化系統。對於具有容積多達大約10m3的封閉塗層系統的各種實施例，能夠使用能夠移動大約155m3/h的氣體淨化系統。對於具有大約52-114m3之間的容積的封閉塗層系統的各種實施例，可以使用多於一個氣體淨化系統。

任何合適的氣體過濾器或淨化裝置能夠被包括在本教導的氣體淨化系統134中。在一些實施例中，氣體淨化系統能夠包括兩個並行的淨化裝置，使得裝置中的一個能夠離線用於維護，另一個裝置能夠被用於繼續系統操作而不中斷。在一些實施例中，例如，氣體淨化系統能夠包括一個或多個分子篩。在一些實施例中，氣體淨化系統能夠包括至少第一分子篩和第二分子篩，使得當分子篩中的一個變得雜質飽和或以其它方式被認為無法足夠有效地操作時，系統能夠切換到另一個分子篩，同時再生飽和或非高效的分子篩。控制單元能夠被設置用於確定每個分子篩的操作效率，用於在不同分子篩的操作之間切換，用於再生一個或多個分子篩，或用於它們的組合。如本文先前所論述的，分子篩可以被再生和再利用。

圖5的熱調節系統140能夠包括至少一個冷卻器142，其能夠具有用於使冷卻劑循環到封閉塗層系統中的流體出口管路141以及用於使冷卻劑返回到冷卻器的流體入口管路143。至少一個流體冷卻器142能夠被設置用於冷卻封閉塗層系統500內的氣體氣氛。對於本教導的封閉塗層系統的各種實施例，流體冷卻器142將冷卻的流體輸送至封閉件內的熱交換器，在那裡，惰性氣體被傳送通過封閉件內部的過濾系統。至少一個流體冷卻器還能隨封閉塗層系統500設置，以冷卻從封閉在封閉塗層系統500內的設備釋出的熱。例如，但不限於，至少一個流體冷卻器還能被設置用於封閉塗層系統500以冷卻從封閉塗層系統釋出的熱。熱調節系統140能夠包括熱交換或珀爾帖（peltier）裝置，並且能夠具有各種冷卻容量。例如，對於封閉塗層系統的各種實施例，冷卻器能夠提供從大約2kw至大約20kw之間的冷卻容量。封閉塗層系統的各種實施例能夠具有能夠冷卻一種或多種流體的多個流體冷卻器。在一些實施例中，流體冷卻器能夠利用若干流體作為冷卻劑，例如但不限於，作為熱交換流體的水、防凍劑、製冷劑以及它們的組合。適當的無洩漏、鎖定連接件能夠在連接相關聯的管道和系統部件中使用。

雖然本文已示出和描述了本公開的實施例，但對於本領域技術人員而言將顯而易見的是，這樣的實施例僅作為示例提供。根據本教導的封閉塗層系統的實施例能夠用於在寬範圍的技術領域中製造各種設備和裝置的基板圖案化區域塗層，例如但不限於，oled顯示器、oled照明裝置、有機光伏裝置、鈣鈦礦太陽能電池、以及有機半導體電路。在不脫離本公開的情況下，本領域技術人員現在將想到許多變型、改變和替換。所附權利要求意在限定本公開的範圍，並且意在由此覆蓋在這些權利要求及其等同物的範圍內的方法和結構。