(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングを基板上に提供する方法であって、
基板を有機薄膜コーティングシステムの移送モジュール内に受け取ることであって、ここで、前記基板は前記基板の表面上に電子デバイスを有する、ことと、
前記基板を、スロットダイコーティングアセンブリを含む封入型コーティングモジュールに移送することと、
基板支持装置を使用して、前記基板を前記封入型コーティングモジュール内で支持することであって、前記基板支持装置は、前記基板と前記基板支持装置との間にガスクッションを確立する、ことと、
前記封入型コーティングモジュール内で前記基板を前記基板支持装置を用いて支持しながら、前記スロットダイコーティングアセンブリから有機材料を前記基板の堆積領域を覆ってあるパターンで堆積させることであって、前記堆積領域は前記基板の前記表面上の前記電子デバイスの少なくとも一部を覆う、ことと、
前記基板を前記封入型コーティングモジュールから前記移送モジュールに移送することと、
前記基板を前記移送モジュールから封入型硬化モジュールに移送することと、
前記基板上に堆積された有機材料を前記封入型硬化モジュール内で処理し、有機膜層を前記基板の前記堆積領域上に提供することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基板を前記有機薄膜コーティングシステムの前記移送モジュールの中に受け取ることは、前記基板を前記コーティングシステムの環境と異なる環境から受け取ることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板支持装置は、多孔性材料を備え、
前記ガスクッションは、ガスを前記多孔性材料を通して押し進めることによって確立される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガスクッションは、加圧ガスを使用して確立される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスクッションは、加圧ガス領域および少なくとも部分的真空領域の組み合わせを使用して確立される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記封入型コーティングシステムのエンクロージャ内で大気条件またはその近くで制御された処理環境を維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記制御された処理環境は、粒子状汚染レベルの規定された限界より下に維持される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記制御された処理環境は、内部の反応性種の各々が１００ｐｐｍ以下であるように維持される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
コーティングシステムであって、前記コーティングシステムは、
内部を画定するガスエンクロージャであって、制御された環境が、前記内部で維持される、ガスエンクロージャと、
前記ガスエンクロージャの前記内部に格納されているコーティング装置であって、前記コーティング装置は、
スロットダイコーティングアセンブリと、
基板を支持するための基板支持システムと、
前記スロットダイコーティングアセンブリから前記基板上にあるパターンで材料を堆積させるように、前記基板のコーティングの間に前記基板と前記スロットダイコーティングアセンブリとの互いに対する位置を制御するように構成されている運動システムと
を備えている、コーティング装置と、
前記ガスエンクロージャ内部と流動連通しているガス循環および濾過システムと、
前記ガスエンクロージャ内部と流動連通しているガス浄化システムと
を備えている、コーティングシステム。
【請求項１０】
前記制御された環境は、不活性環境を備えている、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項１１】
前記不活性環境は、窒素、貴ガスのうちの任意のもの、およびそれらの組み合わせから選択された不活性ガスを使用して維持される、請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項１２】
前記ガス浄化システムは、前記内部の反応性種を１００ｐｐｍ以下に維持するように構成されている、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項１３】
前記基板支持システムは、浮遊式テーブルを備えている、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項１４】
前記ガス循環および濾過システムは、前記内部を通して実質的に層流のガスを提供するように構成されている、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項１５】
前記ガスエンクロージャの内部の容積は、約６ｍ３〜約９５ｍ３である、請求項９に記載のコーティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６２／０８５，２１１号（２０１４年１１月２６日出願）に対する利益を主張し、上記仮出願は、その全体が参照により本明細書に引用される。
【０００２】
本教示による封入型コーティングシステムの実施形態は、広範囲の技術分野における種々のデバイスおよび装置、例えば、限定ではないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造において、基板のパターン化されたエリアコーティングのために有用であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
例えば、非限定的な例として、ＲＧＢ  ＯＬＥＤディスプレイに対して、小画面用途、主に、携帯電話のためのＯＬＥＤディスプレイの実証が、技術の可能性を強調する働きをしてきたが、ＲＧＢ  ＯＬＥＤのための高収率で一連の基板形式にわたって大量生産をスケーリングすることにおいて課題が残っている。ＲＧＢ  ＯＬＥＤディスプレイ技術のための形式のスケーリングに関して、Ｇｅｎ５．５基板は、約１３０ｃｍ×１５０ｃｍの寸法を有し、約８枚の２６インチフラットパネルディスプレイを生じさせることができる。比較すると、より大型の形式の基板は、Ｇｅｎ７．５およびＧｅｎ８．５母ガラス活性エリアサイズを使用することを含む。Ｇｅｎ７．５母ガラスは、約１９５ｃｍ×２２５ｃｍの寸法を有し、基板につき８枚の４２インチまたは６枚の４７インチフラットパネルディスプレイに切断されることができる。Ｇｅｎ８．５で使用される母ガラスは、約２２０ｃｍ×２５０ｃｍであり、基板につき６枚の５５インチまたは８枚の４６インチフラットパネルディスプレイに切断されることができる。より大型の形式へのＲＧＢ  ＯＬＥＤディスプレイ製造のスケーリングにおいて残る課題の１つの指示は、Ｇｅｎ５．５基板より大きい基板における高収率でのＲＧＢ  ＯＬＥＤディスプレイの大量生産は、実質的に困難であることが判明していることである。
【０００４】
原則として、ＲＧＢ  ＯＬＥＤスタック構造を構成する種々の材料は、酸化および他の化学プロセスによる損傷を受けやすくあり得る。さらに、そのようなＲＧＢ  ＯＬＥＤ材料を含む活性エリアは、効果的に密閉シールされ得るまで、ＲＧＢ  ＯＬＥＤデバイスまたは装置の活性エリア内の種々の材料は、例えば、限定ではないが、水蒸気、酸素、オゾン、有機溶媒蒸気等の種々の反応性ガス状種によって劣化を被る。処理中の劣化に関する同様の考慮は、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路等の他のタイプの電子デバイスの製造においても明白である。本教示によると、環境的に制御されたコーティングシステムの種々の実施形態は、有機膜層を種々の電子デバイスを覆ってコーティングするように構成されることができる。
【０００５】
しかしながら、種々のデバイスおよびデバイスサイズのためにスケーリングされ得、かつ不活性の実質的に低粒子のプロセス環境において行われ得る方式でコーティングシステムを格納することは、種々の技術的課題を提示し得る。例えば、高スループット大判基板コーティング（例えば、種々のＯＬＥＤデバイスのためのＧｅｎ７．５およびＧｅｎ８．５基板のコーティングに匹敵する基板）のための製造ツールは、実質的に大型設備を必要とする。故に、非限定的な例として、水蒸気、オゾン、および酸素等の反応性大気種、ならびに有機溶媒蒸気を除去するためにガス浄化を必要とする、不活性雰囲気下で大型設備を維持すること、ならびに実質的に低粒子のプロセス環境を維持することは、有意な課題を提示する。
【０００６】
したがって、高収率である範囲のデバイスサイズにわたる種々の電子デバイスおよび装置の製造のための大量生産コーティングシステムをスケーリングすることにおいて課題が残っている。故に、種々の実施形態のために、種々の活性エリア縦横比およびサイズならびに種々のデバイスおよび装置材料を有し得る、種々の電子デバイスおよび装置のコーティングを提供するように容易にスケーリングされることができる、不活性で実質的に低粒子の環境内に格納される環境的に制御された封入型コーティングシステムの必要性がある。加えて、本教示の種々の封入され、環境的に制御されたコーティングシステムは、処理中の外部からコーティングシステムへの即時アクセス、および最小限の休止時間を伴う保守のための内部への即時アクセスを提供することができる。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
コーティングを基板上に提供する方法であって、
基板を有機薄膜コーティングシステムの移送モジュール内に受け取ることと、
前記基板を封入型コーティングモジュールに移送することであって、前記封入型コーティングモジュールは、パターン化された有機材料層を堆積領域内において前記基板上に製作される電子デバイスの少なくとも一部を覆って堆積するように構成されている、ことと、
基板支持装置を使用して、前記基板を前記封入型コーティングモジュール内で均一に支持することであって、前記基板支持装置は、前記基板と前記基板支持装置との間にガスクッションを確立する、ことと、
前記基板を前記基板支持装置を用いて均一に支持しながら、前記封入型コーティングモジュールを使用して、有機材料を前記基板の前記堆積領域を覆ってコーティングすることと、
前記基板を前記封入型コーティングモジュールから前記移送モジュールに移送することと、
前記基板を前記移送モジュールから封入型硬化モジュールに移送することと、
前記基板上に堆積された有機材料を前記封入型硬化モジュール内で処理し、有機膜層を前記基板の前記堆積領域内に提供することと
を含む、方法。
（項目２）
前記基板を前記有機薄膜コーティングシステムの前記移送モジュールの中に受け取ることは、前記基板を前記コーティングシステムの環境と異なる環境から受け取ることを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記基板支持装置は、多孔性材料を備え、
前記ガスクッションは、ガスを前記多孔性材料を通して押し進めることによって確立される、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記ガスクッションは、加圧ガスを使用して確立される、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記ガスクッションは、加圧ガス領域および少なくとも部分的真空領域の組み合わせを使用して確立される、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記封入型コーティングシステムのエンクロージャ内で大気条件またはその近くで制御された処理環境を維持することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記制御された処理環境は、粒子状汚染レベルの規定された限界より下に維持される、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記制御された処理環境は、内部の反応性種の各々が１００ｐｐｍ以下であるように維持される、項目６に記載の方法。
（項目９）
コーティングシステムであって、前記コーティングシステムは、
内部を画定するガスエンクロージャであって、制御された環境が、前記内部で維持される、ガスエンクロージャと、
前記ガスエンクロージャの前記内部に格納されているコーティング装置であって、前記コーティング装置は、
スロットダイコーティングアセンブリと、
基板を支持するための基板支持システムと、
前記基板と前記スロットダイコーティングアセンブリとを互いに対して位置付けるように構成されている運動システムと
を備えている、コーティング装置と、
前記ガスエンクロージャ内部と流動連通しているガス循環および濾過システムと、
前記ガスエンクロージャ内部と流動連通しているガス浄化システムと
を備えている、コーティングシステム。
（項目１０）
前記スロットダイコーティングアセンブリは、前記基板上であるパターンで材料を堆積し、前記基板をコーティングするように構成されている、項目９に記載のコーティングシステム。
（項目１１）
前記制御された環境は、不活性環境を備えている、項目９に記載のコーティングシステム。
（項目１２）
前記不活性環境は、窒素、貴ガスのうちの任意のもの、およびそれらの組み合わせから選択された不活性ガスを使用して維持される、項目１１に記載のコーティングシステム。
（項目１３）
前記ガス浄化システムは、前記内部の反応性種の各々を１００ｐｐｍ以下に維持するように構成されている、項目９に記載のコーティングシステム。
（項目１４）
前記基板支持システムは、浮遊式テーブルを備えている、項目９に記載のコーティングシステム。
（項目１５）
前記ガス循環および濾過システムは、前記内部を通して実質的に層流のガスを提供するように構成されている、項目９に記載のコーティングシステム。
（項目１６）
前記ガスエンクロージャの容積は、約６ｍ３〜約９５ｍ３である、項目９に記載のコーティングシステム。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の特徴および利点のさらなる理解が、本教示を限定するのではなく例証することを意図している、添付の図面を参照することによって得られるであろう。
【０００８】
【図１】図１は、本教示の種々の実施形態による、コーティングシステムのためのエンクロージャアセンブリの図の正面斜視図である。
【０００９】
【図２Ａ】図２Ａは、図１に描写されるようなエンクロージャにおけるような封入型コーティングシステムの種々の実施形態の分解図を描写する。
【００１０】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに描写されるコーティングシステムの分解等角斜視図を描写する。図２Ｃは、図２Ｂに示されるスロットダイコーティング装置の拡大斜視図である。
【００１１】
【図２Ｃ】図２Ｂは、図２Ａに描写されるコーティングシステムの分解等角斜視図を描写する。図２Ｃは、図２Ｂに示されるスロットダイコーティング装置の拡大斜視図である。
【００１２】
【図２Ｄ】図２Ｄは、パターン化されたエリアのコーティングを基板上に提供するように構成されるスロットダイコーティング装置の概略図である。
【００１３】
【図３Ａ】図３Ａは、概して、コーティングモジュールおよび他のモジュールを含む、システムの少なくとも一部の等角図を図示する。図３Ｂは、概して、図３Ａに図示されるシステムの平面図を図示する。
【００１４】
【図３Ｂ】図３Ａは、概して、コーティングモジュールおよび他のモジュールを含む、システムの少なくとも一部の等角図を図示する。図３Ｂは、概して、図３Ａに図示されるシステムの平面図を図示する。
【００１５】
【図４】図４は、有機薄膜を基板上にコーティングすることを含み得る、方法等の技法を図示する。
【００１６】
【図５】図５は、本教示の封入型コーティングシステムおよび関連システム構成要素の種々の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本教示は、制御されたコーティング環境を提供し得る、エンクロージャアセンブリ内に維持され得る、封入型コーティングシステムの種々の実施形態を開示する。エンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、シール可能に構築され、そのような環境を要求する本教示の種々のコーティングプロセスのための実質的に低粒子である不活性ガス環境を持続し得る、封入型コーティングシステムの種々の実施形態を形成するように、ガス循環および濾過システム、粒子制御システム、ガス浄化システム、および熱調節システム等を提供する、種々の構成要素と統合されることができる。エンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、コーティングシステムエンクロージャと、エンクロージャアセンブリの一区分として構築される補助エンクロージャとを有することができ、補助エンクロージャは、コーティングシステムエンクロージャからシール可能に隔離されることができる。本教示による封入型コーティングシステムの実施形態は、広範囲の技術分野における種々の装置およびデバイス、例えば、限定ではないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造において、基板のパターン化されたエリアコーティングのために有用であり得る。
【００１８】
本教示によると、例えば、限定ではないが、有機カプセル化層が、パターン化されたコーティング技術を使用して、種々のＯＬＥＤベースのデバイスおよび装置の種々の実施形態の活性エリア上にコーティングされることができる。本教示による封入型コーティングシステムの実施形態は、広範囲の技術分野における種々の装置およびデバイス、例えば、限定ではないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造において、基板のパターン化されたエリアコーティングのために有用であり得る。本教示の環境的に制御されたコーティングシステムの種々の実施形態では、種々のコーティング溶液が、スロットダイコーティングを使用して、コーティングされることができる。スロットダイコーティングは、いくつかの利点を提供することができる。第１に、ある範囲の真空処理動作は、そのようなコーティングベースの製作が大気圧で行われることができるので、排除されることができる。加えて、スロットダイコーティングプロセス中、コーティング溶液またはコーティング調合物が、種々のデバイスおよび装置の標的部分を被覆し、基板のそのような標的部分を効果的に被覆するように局所に制限されることができる。最後に、コーティングを使用した標的パターン化は、材料廃棄物の排除をもたらし、かつ有機層のパターン化を達成するために典型的に要求される追加の処理を排除する。
【００１９】
例えば、本教示の封入型コーティング装置の種々の実施形態を用いるパターン化されたコーティングのために使用される種々の有機材料調合物は、粘度および表面張力等の広範囲の物理的特性を有することができる。本教示の封入型コーティング装置を使用して堆積される有機材料調合物は、熱処理（例えば、焼成）、ＵＶ露光、およびそれらの組み合わせを使用して硬化させられ得るポリマー（例えば、限定ではないが、アクリレート、メタクリレート、ウレタン、または他の材料、ならびにコポリマーおよびそれらの混合物を含む）を含むことができる。本明細書で使用される場合、ポリマーおよびコポリマーは、コーティング溶液の中に調合され、基板上に硬化させられ、均一ポリマー層を形成し得る、任意の形態のポリマー成分を含むことができる。そのようなポリマー成分は、ポリマー、およびコポリマー、ならびにその前駆体、例えば、限定ではないが、モノマー、オリゴマー、および樹脂を含むことができる。
【００２０】
図２Ｂに拡大図が示される、図２Ａのコーティング装置２０００等の封入型コーティング装置は、種々のＯＬＥＤベースのデバイスおよび装置のための基板活性エリアの特定の場所上へのコーティング溶液の確実なコーティングを可能にする、いくつかのデバイスおよび装置から成ることができる。コーティングは、コーティングアセンブリとデバイスまたは装置基板との間の相対的運動を要求する。これは、運動システム、典型的には、ガントリまたは分割軸ＸＹＺシステムを用いて遂行されることができる。コーティングアセンブリが、静止基板の上を移動することができる（ガントリ式）か、またはコーティングアセンブリおよび基板の両方が、移動することができる（分割軸構成の場合）のいずれかである。別の実施形態では、コーティングアセンブリは、例えば、ＸおよびＹ軸において実質的に静止していることができ、基板は、コーティングダイアセンブリに対してＸおよびＹ軸に移動することができ、Ｚ軸運動は、基板支持装置、またはコーティングアセンブリに関連付けられたＺ軸運動システムのいずれかによって提供される。基板は、基板ローディングおよびアンローディングシステムを使用して、コーティング装置に挿入され、そこから除去されることができる。コーティング装置構成に応じて、これは、機械的コンベヤ、運搬アセンブリを伴う基板浮遊式テーブル、またはエンドエフェクタを伴う基板移送ロボットを用いて遂行されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態に対して、Ｙ軸運動システムは、空気ベアリンググリッパシステムに基づくことができる。
【００２１】
原則として、大版活性エリアサイズを含む、種々のデバイス活性エリアサイズのコーティングを可能にすることができる製造ツールは、そのような製造ツールを格納するための実質的に大型の設備を必要とし得る。したがって、不活性雰囲気下で大型設備全体を維持することは、大量の不活性ガスの継続的浄化等の工学的課題を提示する。封入型コーティングシステムの種々の実施形態は、ガスエンクロージャの外部のガス浄化システムと併せて、エンクロージャアセンブリの内部に循環および濾過システムを有することができ、それらは、封入型コーティングシステムの全体を通して実質的に低いレベルの反応種を有する、実質的に低粒子状物質の不活性ガスの連続循環を一緒に提供することができる。本教示によると、不活性ガスは、定義された一式のプロセス条件下で化学反応を受けない任意のガスであり得る。不活性ガスのいくつかの一般的に使用されている非限定的な例は、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびそれらの任意の組み合わせを含むことができる。加えて、種々の反応大気ガス（例えば、水蒸気、酸素、およびオゾン、ならびに種々のコーティング溶液から生成される有機溶媒蒸気等）の汚染を防止するように本質的に密封されている、大型設備を提供することは、工学的課題を提起する。本教示によると、コーティング設備は、水蒸気、酸素、およびオゾン等の種々の反応大気ガス、ならびに有機溶媒蒸気を含む種々の反応種の各種のレベルを、１００ｐｐｍ以下、例えば、１０ｐｐｍ以下、１．０ｐｐｍ以下、もしくは０．１ｐｐｍ以下に維持するであろう。
【００２２】
種々の電子デバイスの製造において反応性種のレベルを維持する必要性を例証することを意図した非限定的な例として、表１に提示される情報は、環境条件に対する種々のＯＬＥＤ発光材料の感度の例証である。表１で要約されるデータは、大型ピクセルのスピンコーティングされたデバイス形式で製作される、赤、緑、および青の各々のための有機薄膜組成物を備えている、試験クーポンの各々の試験からもたらされた。種々のＯＬＥＤデバイスのそのような試験クーポンは、種々の調合物およびプロセスの迅速な評価の目的で、製作および試験することが実質的により容易である。試験クーポン試験は、製作されるＯＬＥＤデバイスの耐用年数試験と混同されるべきではないが、耐用年数への種々の調合物およびプロセスの影響を示すことができる。以下の表に示される結果は、試験クーポンの製作におけるプロセスステップの変動を表し、プロセスステップにおいて、窒素環境の代わりに空気中で同様に製作された試験クーポンと比較して反応種が１ｐｐｍ未満であった窒素環境で製作された試験クーポンに対して、スピンコーティング環境のみが変動した。
【００２３】
異なる処理環境下で製作される試験クーポンの表１内のデータの点検を通して、特に、赤および青の場合、ＯＬＥＤデバイスの反応種への種々の有機薄膜組成物の露出を効果的に低減させる環境での製作が、種々のＯＬＥＤ材料の安定性、したがって、デバイス耐用年数に実質的な影響を及ぼし得ることが明白である。耐用年数仕様は、これが種々のＯＬＥＤベースの技術が満たすべき課題となっている製品寿命に直接相関するので、種々のＯＬＥＤ技術にとって特に重要である。必要耐用年数仕様を満たすために、限定ではないが、水蒸気、酸素、オゾン、ならびに有機溶媒蒸気等の反応種の各々のレベルは、本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態を用いて、１００ｐｐｍ以下、例えば、１０ｐｐｍ以下、１．０ｐｐｍ以下、もしくは０．１ｐｐｍ以下に維持されることができる。これらのデータは、ＯＬＥＤ活性エリアの密閉シールが達成されるまで、製作されている種々のＯＬＥＤデバイスおよび装置のための制御された環境条件を維持する必要性を強調する。
【表１】
0006570147.tif 000002
【００２４】
不活性環境を提供することに加えて、ＯＬＥＤベースの技術のための実質的に低粒子の環境を維持することは、非常に小さい粒子でさえも最終製品における可視欠陥につながり得るので、特に重要である。封入型コーティングシステム内の粒子制御は、例えば、開放型高流動層流濾過フード下の大気条件で行われることができるプロセスに対して提示されない有意な課題を提示し得る。例えば、製造設備は、例えば、限定されないが、コーティングシステムを動作させるために必要とされる光学、電気、機械、および流体接続を提供するために、種々のシステムおよびアセンブリから動作可能に接続されることができる相当な長さの種々のサービス束を必要とし得る。コーティングシステムの動作で使用され、コーティングのために位置付けられた基板の近くに位置する、そのようなサービス束は、継続中の粒子状物質源であり得る。加えて、摩擦ベアリングを使用するファンまたは線形運動システム等のコーティングシステムで使用される構成要素は、粒子生成構成要素であり得る。ガス循環および濾過システムの種々の実施形態は、本教示の配管の種々の実施形態と併せて、粒子状物質を阻止し、効果的に濾過するために使用されることができる。加えて、限定されないが、基板浮遊式テーブル、空気ベアリング、空気圧動作型ロボット等の種々の本質的に低粒子生成の空気圧動作型構成要素を使用することによって、封入型コーティングシステムの種々の実施形態のための低粒子環境が維持されることができる。例えば、ガス循環および濾過システムの種々の実施形態は、クラス１からクラス５によって規定されるような、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＩＳＯ）１４６４４−１：１９９９「Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ  ａｎｄ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １：Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｉｒ  ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ」の規格を満たす、空中浮遊粒子状物質のための低粒子不活性ガス環境を提供するように設計されることができる。しかしながら、例えば、限定されないが、コーティングプロセス中に基板の近くに生成される粒子が、ガス循環および濾過システムを通して掃除されることができる前に基板表面上に蓄積し得るので、空中浮遊粒子状物質を制御することだけでは、そのようなプロセス中に基板の近くに低粒子環境を提供するために十分ではない。
【００２５】
システム内の空中浮遊粒子状物質および粒子堆積に関して、相当な数の変数が、任意の特定の製造システムに対して、例えば、基板等の表面上の粒子落下率の値の近似値を十分に算出し得る一般モデルを開発することに影響を及ぼし得る。粒子のサイズ、特定のサイズの粒子の分布、基板の表面積、およびシステム内の基板の露出の時間等の変数は、種々の製造システムに応じて変動し得る。例えば、粒子のサイズおよび特定のサイズの粒子の分布は、種々の製造システム内の粒子生成構成要素の源および場所による影響を実質的に受け得る。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態に基づく計算は、本教示の種々の粒子制御システムがない場合、基板の１平方メートルにつきコーティングサイクルあたりの粒子状物質の基板上堆積が、０．１μｍ以上のサイズ範囲内の粒子に対して、約１００万より多い〜約１０００万より多い粒子であり得ることを示唆する。そのような計算は、本教示の種々の粒子制御システムがない場合、基板の１平方メートルにつきコーティングサイクルあたりの粒子状物質の基板上堆積が、約２μｍ以上のサイズ範囲内の粒子に対して、約１０００より多い〜約１０，０００より多い粒子であり得ることを示唆する。
【００２６】
本教示の低粒子コーティングシステムの種々の実施形態は、サイズが１０μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境を維持することができる。本教示の低粒子コーティングシステムの種々の実施形態は、サイズが５μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境を維持することができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態では、サイズが２μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境が維持されることができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態では、サイズが１μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境が維持されることができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態は、サイズが０．５μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１０００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境を維持することができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、サイズが０．３μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１０００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境が維持されることができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態は、サイズが０．１μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１０００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす平均基板上粒子分布を提供する低粒子環境を維持することができる。
【００２７】
エンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、封入型コーティングシステムのための輪郭を提供するように構築される種々のフレーム部材を有することができる。本教示のエンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、コーティングシステムを収容し、不活性ガス量を最小限にするように作業空間を最適化し、処理中に外部から封入型コーティングシステムへの容易なアクセスも可能にすることができる。その点に関して、本教示の種々のエンクロージャアセンブリは、輪郭形成されたトポロジおよび容積を有することができる。本明細書で後に詳細に議論されるように、コーティングシステムエンクロージャの種々の実施形態は、その上に基板支持装置が搭載され得るコーティングシステムのベースの周囲に輪郭形成されることができる。さらに、コーティングシステムエンクロージャは、例えば、キャリッジアセンブリのＸ軸移動のために使用され得るブリッジ構造の周囲に輪郭形成されることができる。非限定的な例として、本教示による輪郭形成されたコーティングシステムエンクロージャの種々の実施形態は、例えば、種々のＯＬＥＤベースの技術のための基板、例えば、Ｇｅｎ３．５〜Ｇｅｎ１０活性エリアサイズのＯＬＥＤディスプレイデバイス基板に対応する種々の活性エリアサイズをコーティングすることが可能なコーティングシステムの実施形態を格納するために、約６ｍ３〜約９５ｍ３の容積を有することができる。さらなる非限定的な例として、本教示による輪郭形成されたガスエンクロージャの種々の実施形態は、例えば、Ｇｅｎ５．５〜Ｇｅｎ８．５活性エリアサイズをコーティングすることが可能なコーティングシステムの種々の実施形態を格納するために、約１５ｍ３〜約３０ｍ３のガスエンクロージャ容積を有することができる。輪郭形成されたガスエンクロージャのそのような実施形態は、幅、長さ、および高さのための非輪郭形成寸法を有する非輪郭形成エンクロージャと比較して、容積が約３０％〜約７０％節約され得る。
【００２８】
図１は、本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態による、エンクロージャアセンブリ１０００の斜視図を描写する。エンクロージャアセンブリ１０００は、前パネルアセンブリ１２００´と、中央パネルアセンブリ１３００´と、後パネルアセンブリ１４００´とを含むことができる。前パネルアセンブリ１２００´は、前天井パネルアセンブリ１２６０´と、基板を受け取るための開口部１２４２を有し得る、前壁パネルアセンブリ１２４０´と、前ベースパネルアセンブリ１２２０´とを含むことができる。後パネルアセンブリ１４００´は、後天井パネルアセンブリ１４６０´と、後壁センブリ１４４０´と、後ベースパネルアセンブリ１４２０´とを含むことができる。中央パネルアセンブリ１３００´は、第１の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３４０´と、中央壁および天井パネルアセンブリ１３６０´と、第２の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３８０´と、中央ベースパネルアセンブリ１３２０´とを含むことができる。
【００２９】
加えて、図１に描写されるように、中央パネルアセンブリ１３００´は、第１の補助パネルアセンブリと、第２の補助パネルアセンブリ（図示せず）とを含むことができる。エンクロージャアセンブリの一区分として構築される補助エンクロージャの種々の実施形態は、封入型コーティングシステムの作業容積からシール可能に隔離されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、エンクロージャアセンブリ容積の約１％以下であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、エンクロージャアセンブリ容積の約２％以下であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態に対して、補助エンクロージャは、エンクロージャアセンブリ容積の約５％以下であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、エンクロージャアセンブリ容積の約１０％以下であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、エンクロージャアセンブリ容積の約２０％以下であり得る。反応性ガスを含む周囲環境への補助エンクロージャの開口部が、例えば、保守手順を行うために示される場合、コーティングシステムエンクロージャの作業容積から補助エンクロージャを隔離することによって、コーティングシステムエンクロージャの汚染を防止することができる。さらに、補助エンクロージャと比較して比較的小さい補助エンクロージャの容積を考慮すると、補助エンクロージャの回復時間は、エンクロージャアセンブリ全体の回復時間より有意に少ない時間を要し得る。
【００３０】
図２Ａで描写されるように、ガスエンクロージャアセンブリ１０００は、前ベースパネルアセンブリ１２２０´と、中央ベースパネルアセンブリ１３２０´と、後ベースパネルアセンブリ１４２０´とを含むことができ、それらは、完全に構築されると、コーティング装置２０００が搭載され得る隣接ベースまたはパンを形成する。本教示によると、エンクロージャアセンブリ１０００の前パネルアセンブリ１２００´と、中央パネルアセンブリ１３００´と、後パネルアセンブリ１４００´を構成する種々のフレーム部材およびパネルは、コーティング装置２０００の周囲に接合され、コーティングシステムエンクロージャを形成することができる。前パネルアセンブリ１２００´は、搭載されるコーティング装置２０００の周囲に輪郭形成され、ガスエンクロージャの第１のトンネル区分を形成することができる。同様に、後パネルアセンブリ１４００´は、コーティング装置２０００の周囲に輪郭形成され、ガスエンクロージャの第２のトンネル区分を形成することができる。加えて、中央パネルアセンブリ１３００´は、コーティング装置２０００の周囲に輪郭形成され、ガスエンクロージャのブリッジ区分を形成することができる。エンクロージャアセンブリ１０００等の完全に構築されたエンクロージャアセンブリは、種々の環境制御システムと統合されると、コーティング装置２０００等の封入型コーティングシステムの種々の実施形態を含む封入型コーティングシステムの種々の実施形態を形成することができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態によると、封入型コーティングシステムによって画定される内部容積の環境制御は、例えば、特定の波長のライトの数および配置による照明の制御、粒子制御システムの種々の実施形態を使用する粒子状物質の制御、ガス浄化システムの種々の実施形態を使用する反応性ガス種の制御、および熱調節システムの種々の実施形態を使用する封入型コーティングシステムの温度制御を含むことができる。
【００３１】
図２Ｂに拡大図が示されるコーティング装置（図２Ａのコーティング装置２０００等）は、種々のＯＬＥＤベースのデバイスおよび装置の基板上の特定の場所へのコーティング溶液またはコーティング調合物の確実な設置を可能にするいくつかのデバイス、アセンブリ、およびサブアセンブリから成ることができる。コーティング装置のこれらの種々のデバイス、アセンブリ、およびサブアセンブリは、コーティングアセンブリ、コーティング溶液送達システム、コーティングアセンブリと基板との間の相対運動を提供するための運動システム、基板支持装置、基板ローディングおよびアンローディングシステムを含むことができるが、それらに限定されない。
【００３２】
例えば、スロットダイコーティングに対して、図２Ｂの第１の側２８０１および第２の側２８０２を有するスロットダイコーティングアセンブリ２８００は、コーティング溶液を制御された率および厚さで堆積可能なスロットダイコーティングアセンブリであることができる。コーティングアセンブリ２８００の種々の実施形態は、コーティング溶液をパターン化されたエリアコーティングとして、例えば、基板の複数の堆積領域上に堆積することができる。語句「堆積領域」は、概して、有機材料層が基板上にコーティングされている領域を指す。スロットダイコーティングアセンブリ２８００は、コーティング溶液をスロットダイコーティングアセンブリ２８００に提供するコーティング溶液供給システム（図示せず）と流動連通することができる。図２Ｂの拡大図に示されるように、コーティング装置２０００は、チャック、例えば、限定されないが、真空チャック、圧力ポートを有する基板浮遊式チャック、ならびに真空および圧力ポートを有する基板浮遊式チャック等の基板支持装置によって支持され得る基板２０５０等の基板を有することができる。本教示の種々の実施形態によると、支持装置は、例えば、限定ではないが、圧力ポートを有する基板浮遊式テーブル、および真空および圧力ポートを有する基板浮遊式テーブルであることができる。チャックおよび浮遊式テーブルの種々の実施形態は、均一分布真空、圧力、または真空および圧力の組み合わせを確立するために、多孔性媒体を使用して構成されることができる。本教示のチャックまたは浮遊式テーブルを構成するために使用される種々の多孔性媒体は、炭素またはセラミック材料、焼結ガラス、または１マイクロメートル未満もしくはさらに０．５マイクロメートル未満の直径の細孔サイズを含み得るようなある他の材料等の多孔性材料を含むことができる。そのような小細孔サイズは、基板を支持するために使用され得る、真空、圧力、ならびに真空および圧力の組み合わせの均一分布を確実にすることができる。
【００３３】
例証的例では、圧力真空ゾーンにおける均一高さ、すなわち、飛高は、圧力のみのゾーンと比較して実質的に異なり得る。圧力および真空を利用した基板支持装置にわたる基板の飛高は、圧力および真空の組み合わせを使用して形成され得る双方向流体ばねの形成を考えると、基板の面積全体にわたって精密なＺ軸飛高に保持されることができる。圧力のみゾーンにわたる基板の飛高は、圧力のみのゾーン内にプレロードされた真空がないことにより、圧力真空ゾーンにわたる基板全体にわたる飛高の精度より多くの基板のエリアにわたる飛高の変動をもたらし得る。飛高に関して、例証的例では、基板は、圧力のみのゾーンの上方では、約１５０マイクロメートルμ〜約３００μ、圧力真空ゾーンの上方では、約３０μ〜約５０μの飛高を有することができる。
【００３４】
図２Ｂの基板浮遊式テーブル２２００は、Ｙ軸運動システムと併せて、基板２０５０の無摩擦運搬を提供する基板運搬システムの一部であることができる。本教示のＹ軸運動システムは、基板を保持するためのグリッパシステム（図示せず）を含むことができる、第１のＹ軸トラック２３５１と、第２のＹ軸トラック２３５２とを含むことができる。Ｙ軸運動は、線形空気ベアリングまたは線形機械システムのいずれかによって提供されることができる。図２Ａおよび図２Ｂに示されるコーティング装置２０００の基板浮遊式テーブル２２００は、コーティングプロセス中、図１のエンクロージャアセンブリ１０００を通した基板２０５０の移動を画定することができる。
【００３５】
図２Ｂに関して、コーティング装置ベース２１００は、ブリッジ２１３０が搭載される第１のライザ２１２０と、第２のライザ２１２２とを含むことができる。加えて、第１のアイソレータセット２１１０（第２のものは、反対側にあって示されない）および第２のアイソレータセット２１１２（第２のものは、反対側にあって示されない）は、コーティング装置２０００の基板浮遊式テーブル２２００を支持する。コーティング装置２０００の種々の実施形態に対して、ブリッジ２１３０は、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２を支持することができ、それらは、Ｘ軸キャリッジ上に搭載され得る種々のデバイスおよびアセンブリの移動を制御することができる。例えば、Ｚ軸可動プレートは、Ｘ軸キャリッジに搭載されることができる。本教示のコーティング装置の種々の実施形態では、コーティングアセンブリは、Ｚ軸可動プレートの一方または両方に搭載されることができる。本教示のコーティング装置の種々の実施形態では、コーティングアセンブリは、Ｘ軸キャリッジの一方に搭載されることができ、検査アセンブリは、他方のＸ軸キャリッジに搭載されることができる。コーティング装置２０００の種々の実施形態に対して、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、本質的に低粒子生成である、線形空気ベアリング運動システムを利用することができる。本教示のコーティングシステムの種々の実施形態によると、Ｘ軸キャリッジは、その上に搭載されたＺ軸移動プレートを有することができる。図２Ｂでは、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１は、第１のＺ軸可動プレート２３１０を伴って描写される一方、第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、第２のＺ軸可動プレート２３１２を伴って描写される。
【００３６】
本教示のコーティングシステムの種々の実施形態によると、自動化された産業コーティングシステムの連続使用を考えると、第１の保守システム２７０１および第２の保守システム２７０２は、コーティングプロセスの中断を殆どまたは全く伴わずに、種々の保守タスクを行うために、コーティングプロセス中、コーティングシステムエンクロージャから隔離され得る補助エンクロージャに格納されることができる。図２Ｂから分かるように、保守モジュール２７０７、２７０９および２７１１は、コーティング装置の近くに位置付けられることができるが、図２Ａから分かるように、図２Ａの補助エンクロージャ１３３０´および１３７０´等の補助エンクロージャ内にも位置付けられる。装置２７０７、２７０９、および２０１１は、種々の保守機能を行うための種々のサブシステムまたはモジュールのうちのいずれかであり得る。例えば、装置２７０７、２７０９、および２０１１は、システム修理動作のための部品を保管または受け取るためのモジュールのいずれかであることができる。
【００３７】
図２Ｂのコーティング装置２０００の拡大図では、コーティングシステムの種々の実施形態は、基板浮遊式テーブルベース２２２０によって支持される、基板浮遊式テーブル２２００を含むことができる。基板浮遊式テーブルベース２２２０は、コーティング装置ベース２１００上に搭載されることができる。封入型コーティングシステムの基板浮遊式テーブル２２００は、基板２０５０を支持することができ、かつＯＬＥＤ基板のコーティング中、ガスエンクロージャアセンブリ１０００を通して基板２０５０が移動させられ得る運動距離を画定することができる。本教示のＹ軸運動システムは、基板を保持するためのグリッパシステム（図示せず）を含むことができる第１のＹ軸トラック２３５１と、第２のＹ軸トラック２３５２とを含むことができる。Ｙ軸運動は、線形空気ベアリングまたは線形機械システムのいずれかによって提供することができる。その点に関して、運動システム、すなわち、図２Ｂで描写されるように、Ｙ軸運動システム等と併せて、基板浮遊式テーブル２２００は、コーティングシステムを通して基板２０５０の無摩擦運搬を提供することができる。
【００３８】
図２Ｃは、図２Ｂのスロットダイコーティングアセンブリ２８００の種々の実施形態の第１の側２８０１の拡大斜視切り取り図を描写する。位置センサ２８２０等の複数の位置決めセンサが、図２Ｂの基板２０５０に対するスロットダイコーティングアセンブリ２８００の位置が継続的に決定され得るように、スロットダイコーティングアセンブリ２８００に動作可能に接続されることができる。本明細書で後に詳細に議論されるように、位置決めは、カメラアセンブリの種々の実施形態を使用して追加的に提供されることができる。位置決めセンサ２８２０は、例えば、レーザベースの位置決めシステムであることができる。スロットダイアセンブリ２８００は、第１のリップ２８１２および第２のリップ２８１４を有する、スロットダイ２８０５を含むことができ、その間に、スロットダイ間隙出口２８１４が、描写される。コーティングプロセス中、スロットダイ２８０５は、コーティング溶液と流動連通し、スロットダイ間隙出口２８１４は、図２Ｂの基板２０５０から所定の距離にある。コーティング溶液は、基板２０５０が図２Ｂのコーティングアセンブリ２８００に対して移動するにつれて、スロットダイ間隙出口２８１４から流動し、固定位置、幅、および厚さのコーティングを基板２０５０上に形成する。非常に平坦かつ直線のダイ表面は、基板に対するダイの精密な位置決めと併せて、膜厚さ均一性が標的膜厚さの約１％〜約３％であるパターン化されたスロットダイコーティングを提供することができる。基板の堆積領域にわたって形成される膜の良好なコーティング均一性を達成するために、パターン化されたスロットダイコーティングのために、基板とのダイの位置の正確かつ再現可能なタイミングと、ダイ移動に伴ったコーティング流体流の開始および停止の適切なタイミングとが、コーティングされた基板のエリアの前縁に蓄積がないこと、および、後縁が均一な直線かつ厚さであることを確実にするように行われることができる。
【００３９】
図２Ｄは、図２Ｂのコーティング装置２０００のための本明細書に説明されるようなコーティング装置を使用した基板のパターン化されたコーティングを図式的に描写する。図２Ｄに示されるのは、図２Ｂおよび図２Ｃのスロットダイコーティングアセンブリ２８００等のスロットダイコーティングアセンブリを使用した基板２０５０上のパターン化されたコーティングエリアまたは堆積領域５０等のパターン化されたコーティングエリアまたは堆積領域のアレイである。語句「堆積領域」は、概して、有機材料層が基板上にコーティングされている領域を指す。本教示によると、コーティング装置の種々の実施形態は、基板の堆積領域を覆ってコーティングされる膜のために、約２０ｎｍ（ナノメートル）〜約１５０μ（ミクロン）のコーティング膜厚さを提供するパターン化されたコーティングを基板上に提供することができ、膜均一性は、前述のように、標的膜厚さの約１％〜約３％であり、約＋／−１００μ（ミクロン）以下のコーティング正確度を伴う。本教示によると、コーティング装置の種々の実施形態は、高基板収率および低廃棄物を伴う効果的材料使用を提供するパターン化されたコーティングを基板上に提供することができる。加えて、本教示の封入型コーティング装置の種々の実施形態を用いてパターン化されたコーティングのために使用される種々の調合物は、粘度および表面張力等の広範囲の物理的特性を有することができる。
【００４０】
図３Ａは、概して、第１のコーティングモジュール３５００Ａと、第２のコーティングモジュール３５００Ｂと、種々のデバイス、例えば、限定ではないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路を製造することにおいて使用され得る他のモジュールとを含む封入され、環境的に制御されたコーティングシステム３０００の少なくとも一部の等角図を図示し、図３Ｂは、概して、平面図を図示する。そのようなデバイスの製造では、パターン化されたコーティングは、製造プロセスの一部として行われることができる。
【００４１】
封入され、環境的に制御されたコーティングシステム３０００は、本明細書の他の例に関連して説明されるコーティング装置２０００等のコーティング装置を含み得る第１のコーティングモジュール３５００Ａを含むことができる。増加されたスループット、冗長性、または複数の処理動作のうちの１つ以上のものを提供するために、本明細書に前述されるようなコーティング装置２０００等のコーティング装置もまた含み得る、第２のコーティングモジュール３５００Ｂ等の他のコーティングシステムも、含まれることができる。システム封入型コーティングシステム３０００は、第１の処理モジュール３２００Ａまたは第２の処理モジュール３２００Ｂ等の１つ以上の他のモジュールも含むことができる。
【００４２】
本教示によると、第１または第２の処理モジュール３２００Ａまたは３２００Ｂは、基板の保持（例えば、より平面または均一な膜を達成するように、堆積される材料層の流動または分散を促進するため）、または第１もしくは第２のコーティングモジュール３５００Ａもしくは３５００Ｂのうちの１つ以上のものによって堆積されるような材料の層の硬化（例えば、ＵＶ放射を使用した照明等の光照明を介して）のうちの１つ以上のもののために使用されることができる。例えば、基板上にコーティングされる材料層、または第１もしくは第２の処理モジュール３２００Ａもしくは３２００Ｂを使用して硬化させられる材料層は、カプセル化層（紫外線光への露出を介して硬化または処理される有機封止剤を含む薄膜層等）の一部を含むことができる。第１または第２の処理モジュール３２００Ａまたは３２００Ｂは、前述のように、スタック構成において等、基板を保持するために構成されることができる。処理モジュール３２００Ｂは、代替として（または加えて）、スタック構成において等、１つ以上の基板を真空乾燥するために構成され得る。第１または第２の処理モジュール３２００Ａまたは３２００Ｂのうちの１つ以上のものが、ある時、２つ以上の基板のための真空乾燥モジュールとして機能する場合、スタック構成は、単一チャンバまたは隔離されたチャンバのスタック内に複数の乾燥スロットを含むことができ、各々は、単一乾燥スロットを有する。さらに別の構成では、第１または第２の処理モジュール３２００Ａまたは３２００Ｂのうちの１つ以上のものは、基板を保持するために構成されることができ、別の処理モジュールは、１つ以上の基板を真空乾燥するために、移送モジュール３４００に取り付けられて提供されることができる。第１および第２のコーティングモジュール３５００Ａおよび３５００Ｂは、例えば、基板上に同一層を堆積するために使用されることができるか、またはコーティングモジュール３５００Ａおよび３５００Ｂは、基板上に異なる層を堆積するために使用されることができる。
【００４３】
封入型コーティングシステム３０００は、封入型コーティングシステム３０００の１つ以上のエンクロージャ内に維持される制御された環境の中断を実質的に回避する様式で、封入型コーティングシステム３０００の１つ以上のチャンバの内部の中に、またはそこから基板２０５０の移送を可能にする様式で、ロードロックとして、または別様に使用され得るような入力または出力モジュール３１００（例えば、「ローディングモジュール」）を含むことができる。例えば、図３Ａに関連して、「中断を実質的に回避する」とは、１つ以上のエンクロージャの中への、またはそこからの基板２０５０の移送動作の間、もしくはその後、１つ以上のエンクロージャ内の１０パーツパーミリオン、１００パーツパーミリオン、または１０００パーツパーミリオンを上回るそのような種の上昇を回避する等、規定された量の反応性種の濃度の上昇を回避することを指すことができる。例えば、ハンドラ３４１０を含み得る移送モジュール３４００は、種々の動作の前、間、または後に、基板２０５０を操作するために使用されることができる。１つ以上の追加のハンドラも、基板を入力もしくは出力モジュール３１００に提供するか、または基板を入力もしくは出力モジュール３１００から受け取る等のために含まれることができる。封入型コーティングシステム３０００は、例えば、図３Ａおよび図３Ｂに明確に示される移送モジュール３４００の右側に、追加の入力または出力モジュールを含むことができ、移送モジュール３４００の反対側には、入力または出力モジュール３１００が、図３Ａおよび図３Ｂでは示される。
【００４４】
図４は、概して、有機薄膜層を電子デバイス（例えば、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路）の堆積領域上に形成することを含み得る方法等の技法を図示する。図４の例４０００では、４１００において、基板は、本明細書の他の例と関連して図示および説明されるように、図３Ａおよび図３Ｂの移送モジュール３４００等の移送チャンバ内に受け取られることができる。基板は、図３Ａおよび図３Ｂのローディングモジュール３１００等のローディングモジュール（例えば、「ロードロック」）を使用して等、移送モジュールの制御された環境と異なる環境からのものであることができる。４２００において、基板は、少なくとも部分的に、図３Ａおよび図３Ｂの移送モジュール３４００内に位置するハンドラロボット３４１０等のハンドラロボットを使用して、封入型コーティングモジュールに移送されることができる。代替として、ハンドラロボットは、封入型コーティングモジュール内に格納されることができる。４３００において、基板は、コーティング動作または他の動作の間、可視欠陥の形成を低減または阻止するための技法および装置を使用して等、コーティングモジュール内に均一に支持されることができる。
【００４５】
例えば、そのような基板支持は、活性電子デバイスが形成された基板のエリアまたは基板の反対領域との均一物理的接触を提供するように構成されるようなチャック（例えば、平面チャックもしくはトレイ）、または浮遊式テーブルを含むことができる。しかしながら、例えば、種々の基板支持装置は、概して、ローディングおよびアンローディング動作を促進するために、リフトピンがそれを通して基板を上昇および降下させ得る孔を基板の中心領域内に提供するので、これは、種々の課題を提示し得る。これらの孔は、基板との非均一物理的接触の領域を表し得る。真空チャックの例では、溝または孔も存在することができ、それを通して基板を定位置に保持する真空吸引が提供され、概して、そのような溝または孔特徴ののうちのいくつかは、基板の中心領域内に位置し、所望の保持−降下性能を達成する。
【００４６】
本発明者らは、とりわけ、チャックまたは浮遊式テーブル（または基板を支持するシステムの他の部分）等の基板支持装置が、標的コーティングパターンへのその影響を最小化または排除するように基板支持装置特徴を位置付けるように構成されることができることを認識する。例では、チャックまたは浮遊式テーブル等の基板支持装置は、活性電子デバイスが形成された場所の外側の基板の領域上、またはその領域の反対側の基盤のあるエリアに非均一物理的接触をさらに提供することができる。本発明者らはまた、基板の均一支持が、個々の真空溝または孔の代わりに、それを通して真空吸引が提供される連続多孔性媒体等、分散真空領域を有するチャックを使用することによって対処され得ることを認識する。リフトピンに関連付けられたチャック内の残りの孔は、基板の周縁または活性領域の周縁（基板の周縁または基板の活性領域の周縁を画定する表面と反対の領域を含む）のうちの１つ以上のものに位置することができる。これらの例では、同一支持構造構成が、任意の活性電子、光学、または光電子デバイスに適用されることができ、活性領域は、コーティングされているデバイスが位置する領域を表すことができる。
【００４７】
代替として、例えば、本発明者らはまた、とりわけ、基板が、硬化モジュール内の紫外線処理の前または後等、コーティング動作または他の処理のうちの１つ以上のものの間等、少なくとも部分的に、ガスクッションを使用して、チャックまたは浮遊式テーブルによって均一に支持されることができることを認識する。そのようなガスクッションの使用は、基板上のコーティングされた有機材料または処理された有機膜層の均一性を向上させることができる。例えば、基板を物理的基板支持表面の上方で浮遊させることによって、基板は、領域の全てにおいて、ガスによって均一に支持され、基板は、リフトピンのための孔、リフトピン、または物理的基板支持表面上に存在し得る他の局所に制限された特徴の存在に比較的に鈍感である。そのような浮遊支持例では、基板の中心領域内のリフトピンは、基板が、延長または後退させられるリフトピンと物理的に接触せず、コーティング、保持、または硬化等の処理の間、中心領域内のガスクッションによって支持されるので、それらのエリア内の膜均一性に影響を及ぼさずに、支持機構の中に組み込まれることができる。加えて、または代わりに、基板は、基板周縁または活性領域間の周縁のうちの１つ以上のものにおけるように、そのような活性領域の外側の領域に制限される物理的接触によってさらに均一に支持または保持されることができる。このように、基板面積の全てが、非常に均一なコーティングをもたらすことができ、潜在的に、それを浮遊平面内の定位置に制約または保持するように、基板が物理的に接触される基板縁における除外ゾーンを除き、生産的に使用されることができる。
【００４８】
４４００において、ポリマー成分等を含む、有機材料調合物が、基板の標的堆積領域内にコーティングされ、均一有機材料の未処理層を形成することができる。語句「堆積領域」は、概して、有機材料層が基板上にコーティングされている領域を指す。４５００において、基板は、コーティングモジュールから移送モジュールに移送されることができる。４６００において、基板は、移送モジュールから硬化モジュールに移送されることができる。硬化モジュールは、４７００において、均一有機膜層を提供するために、コーティングされた有機材料を処理するように構成されることができる。例えば、硬化モジュールは、紫外線光処理等の光学処理をコーティングされた有機材料調合物層に提供し、基板の堆積領域上にコーティングされた有機材料を重合化または別様に硬化させ、有機膜層を形成するように構成されることができる。
【００４９】
コーティングシステムの種々の実施形態は、追加の特徴を本教示の種々のコーティングシステムに提供するための追加の装置およびサブアセンブリを有することができる。本教示の種々のキャリッジアセンブリを支持する運動システムに関して本明細書ですでに議論されたように、図２Ａのコーティング装置２０００は、コーティングアセンブリを搭載するために使用され得る第１のＸ軸キャリッジと、カメラアセンブリを含み得る、検査アセンブリ等の様々な種々のアセンブリを搭載するために使用され得る第２のキャリッジアセンブリとを有することができる。例えば、カメラアセンブリを含む、基板検査アセンブリが、Ｘ軸キャリッジのＺ軸可動プレート上に搭載され、図２Ｂの浮遊式テーブル２２２０等の基板支持体上に位置付けられる基板に対する検査アセンブリの精密なＸ、Ｚ位置決めを提供することができる。カメラアセンブリは、非限定的な例として、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、またはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）デバイス等の光学画像を電子信号に変換する任意の画像センサデバイスであることができる。種々の画像センサデバイスは、面走査カメラ用のセンサのアレイ、または線走査カメラ用の一列のセンサとして構成され得る。カメラアセンブリは、例えば、結果を記憶、処理、および提供するためのコンピュータを含み得る、画像処理システムに接続されることができる
【００５０】
さらに、基板に対するカメラの精密ＸＹＺ運動が、面走査または線走査プロセスのいずれか一方のために行われることができる。本明細書で以前に議論されたように、ガントリ運動システム等の他の運動システムも、基板に対して、例えば、コーティングアセンブリおよび／またはカメラアセンブリの間で、３次元での精密移動を提供するために使用されることができる。加えて、照明が、種々の位置に、すなわち、Ｘ軸運動システム上または基板の近くの基板支持装置上のいずれか一方、およびそれらの組み合わせで、搭載されることができる。その点に関して、照明が、種々の明視野および暗視野分析、ならびにそれらの組み合わせを行うことに従って、位置付けられることができる。運動システムの種々の実施形態は、基板の表面の一連の１つ以上の画像を捕捉するように、連続または段階的運動もしくはそれらの組み合わせを使用して、基板に対してカメラアセンブリを位置付けることができる。例えば、粒子検証制御に関して、種々のＯＬＥＤベースのデバイスおよび装置の活性エリア上のカプセル化層のコーティングの間、粒子の画像が、画像処理を使用して得られることができ、特定のサイズの粒子のサイズおよび数が、決定されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、約８１９２ピクセルを有する線走査カメラが使用されることができ、作業高度が約１９０ｍｍで、約３４ｋＨｚにおいて走査することが可能である。
【００５１】
加えて、１つより多くのカメラが、コーティングシステム基板カメラアセンブリの種々の実施形態のためのＸ軸キャリッジアセンブリ上に搭載されることができ、各カメラは、視野および解像度に関して異なる仕様を有することができる。例えば、１つのカメラが、原位置粒子点検のための線走査カメラであり得る一方で、第２のカメラは、封入型コーティングシステム内の基板の標準的ナビゲーション用であり得る。標準的ナビゲーションに有用であるそのようなカメラは、約０．９Ｘの倍率を伴う約５．４ｍｍ×４ｍｍ〜約０．４５Ｘの倍率を伴う約１０．６ｍｍ×８ｍｍの範囲内の視野を有する面走査カメラであり得る。なおもその他の実施形態では、１つのカメラが、原位置粒子点検のための線走査カメラであり得る一方で、第２のカメラは、封入型コーティングシステム内の基板の精密ナビゲーションに、例えば、基板整列に使用されることができる。精密ナビゲーションに有用であるそのようなカメラは、約７．２Ｘの倍率を伴う約０．７ｍｍ×０．５ｍｍの視野を有する、面走査カメラであり得る。
【００５２】
図５は、封入型コーティングシステム５００を示す概略図である。本教示による封入型コーティングシステム５００の種々の実施形態は、コーティングシステムを格納するためのエンクロージャアセンブリ１００と、エンクロージャアセンブリ１００と流体連通するガス浄化ループ１３０と、少なくとも１つの熱調整システム１４０とを備えていることができる。加えて、封入型コーティングシステム５００の種々の実施形態は、封入型コーティングシステムのための基板浮遊式テーブル等の種々のデバイスを動作させるための不活性ガスを供給し得る加圧不活性ガス再循環３００を有することができる。加圧不活性ガス再循環３００の種々の実施形態は、加圧不活性ガス再循環システム３００の種々の実施形態の供給源として、圧縮機、送風機、および２つの組み合わせを利用することができる。加えて、封入型コーティングシステム５００は、封入型コーティングシステム５００の内部に循環および濾過システムを有することができる（図示せず）。
【００５３】
図５の封入型コーティングシステム５００は、例えば、図１に示されるように、第１のエンクロージャ容積を伴う第１のエンクロージャと、第２のエンクロージャ容積を伴う第２のエンクロージャとを有する。封入型コーティングシステム５００に対して、全ての弁、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、およびＶ４が開放される場合、ガス浄化ループ１３０は、第１のエンクロージャ容積１００−Ｓ１および第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２の両方を浄化するように動作する。Ｖ３およびＶ４が閉鎖されると、第１のエンクロージャ容積１００−Ｓ１のみが、ガス浄化ループ１３０と流体連通する。この弁状態は、例えば、限定ではないが、第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２が大気に開放されることを要求する保守手技の間、第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２が第１のエンクロージャ容積１００−Ｓ１からシール可能に閉鎖および隔離されるときに使用され得る。Ｖ１およびＶ２が閉鎖されると、第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２のみが、ガス浄化ループ１３０と流体連通する。この弁状態は、例えば、限定ではないが、第２のエンクロージャが大気に開放された後、第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２の回復の間、使用され得る。ガス浄化ループ１３０のための要件は、封入型コーティングシステム５００の総容積に関して規定されるので、ガス浄化システムのリソースを実質的に第１のエンクロージャ容積１００−Ｓ１の容積より小さい第２のエンクロージャ容積１００−Ｓ２の回復に充てることによって、封入型コーティングシステム５００の回復時間は、実質的に短縮されることができる。
【００５４】
図５に描写されるように、本教示による封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、循環および濾過システムの設計は、封入型コーティングシステムの種々の実施形態のために連続的に濾過され、内部で循環させられる不活性ガスからガス浄化ループ１３０を通して循環させられる不活性ガスを分離することができる。ガス浄化ループ１３０は、エンクロージャアセンブリ１００から、溶媒除去システム１３２、次いで、ガス浄化システム１３４への出口ライン１３１を含む。溶媒ならびに酸素、オゾン、および水蒸気等の他の反応性ガス種が浄化された不活性ガスが、次いで、エンクロージャアセンブリ１００に入口ライン１３３を通して返される。ガス浄化ループ１３０はまた、適切な導管および接続、ならびにセンサ、例えば、酸素、オゾン、水蒸気、および溶媒蒸気センサを含み得る。ファン、送風機、またはモータ等のガス循環ユニットは、別個に提供され、または例えば、ガス浄化ループ１３０を通してガスを循環させるように、ガス浄化システム１３４に組み込まれることができる。封入型コーティングシステムの種々の実施形態によると、溶媒除去システム１３２およびガス浄化システム１３４は、図５に示される概略では、別個のユニットとして示されるが、溶媒除去システム１３２とガス浄化システム１３４とは、単一の浄化ユニットとして一緒に格納されることができる。
【００５５】
図５のガス浄化ループ１３０は、エンクロージャアセンブリ１００から循環される不活性ガスが、出口ライン１３１を介して、溶媒除去システム１３２を通過するように、ガス浄化システム１３４の上流に設置された溶媒除去システム１３２を有することができる。種々の実施形態によると、溶媒除去システム１３２は、図５の溶媒除去システム１３２を通過する不活性ガスから溶媒蒸気を吸着することに基づく、溶媒捕捉システムであり得る。例えば、限定されないが、活性炭、分子篩等の１つまたは複数の吸着剤層が、多種多様の有機溶媒蒸気を効果的に除去し得る。封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、冷却トラップ技術が、溶媒除去システム１３２内の溶媒蒸気を除去するために採用され得る。本明細書で以前に議論されたように、本教示による封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、酸素、水蒸気、および溶媒蒸気センサ等のセンサがが、図５の封入型コーティングシステム５００等の封入型コーティングシステムを通って連続的に循環する不活性ガスからのそのような種の効果的な除去を監視するために使用され得る。溶媒除去システムの種々の実施形態は、１つまたは複数の吸着剤層が再生もしくは交換されることができるように、活性炭、分子篩等の吸着剤が容量に達したときを示すことができる。分子篩の再生は、分子篩を加熱すること、分子篩をフォーミングガスと接触させること、それらの組み合わせ等を伴うことができる。酸素、オゾン、水蒸気、および溶媒を含む、種々の種を捕捉するように構成される分子篩は、加熱し、水素を含むフォーミングガス、例えば、約９６％窒素および４％水素を含むフォーミングガスに露出することによって、再生されることができ、該割合は、容積または重量による。活性炭の物理的再生は、不活性環境下で、類似加熱手順を使用して行われることができる。
【００５６】
任意の好適なガス浄化システムが、図５のガス浄化ループ１３０のガス浄化システム１３４のために使用されることができる。ＭＢＲＡＵＮ  Ｉｎｃ．（Ｓｔａｔｈａｍ，Ｎｅｗ  Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ）またはＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ａｍｅｓｂｕｒｙ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なガス浄化システムは、本教示による封入型コーティングシステムの種々の実施形態の中への統合のために有用であり得る。ガス浄化システム１３４は、封入型コーティングシステム５００内の１つ以上の不活性ガスを浄化するため、例えば、封入型コーティングシステム内のガス雰囲気全体を浄化するために使用されることができる。本明細書で以前に議論されたように、ガス浄化ループ１３０を通してガスを循環させるために、ガス浄化システム１３４は、ファン、送風機、またはモータ等のガス循環ユニットを有することができる。その点に関して、ガス浄化システムは、ガス浄化システムを通して不活性ガスを移動させるための体積流量を定義することができるエンクロージャの容積に応じて、選択されることができる。最大約４ｍ３の容積を伴う封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、約８４ｍ３／時移動させ得るガス浄化システムが、使用されることができる。最大約１０ｍ３の容積を伴う封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、約１５５ｍ３／時を移動させ得るガス浄化システムが、使用されることができる。約５２〜１１４ｍ３の容積を有する封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、１つよりも多くのガス浄化システムが使用され得る。
【００５７】
任意の好適なガスフィルタまたは浄化デバイスが、本教示のガス浄化システム１３４に含まれることができる。いくつかの実施形態では、ガス浄化システムは、デバイスのうち１つが、保守のためにラインから外されることができ、他方のデバイスが、中断することなくシステム動作を継続するために使用されることができるように、２つの並列浄化デバイスを備えていることができる。いくつかの実施形態では、例えば、ガス浄化システムは、１つ以上の分子篩を備えていることができる。いくつかの実施形態では、ガス浄化システムは、分子篩のうちの１つが不純物で飽和するか、またはそうでなければ十分効率的に動作していないと見なされるとき、飽和した、もしくは非効率的な分子篩を再生しながら、システムが他方の分子篩に切り替わることができるように、少なくとも第１の分子篩および第２の分子篩を備えていることができる。各分子篩の動作効率を決定するため、異なる分子篩の動作を切り替えるため、１つ以上の分子篩を再生するため、もしくはそれらの組み合わせのために、制御ユニットが提供されることができる。本明細書で以前に議論されたように、分子篩は、再生および再使用され得る。
【００５８】
図５の熱調節システム１４０は、冷却剤を封入型コーティングシステムの中へ循環させるための流体出口ライン１４１と、冷却剤を冷却装置に戻すための流体入口ライン１４３とを有する少なくとも１つの冷却装置１４２を含むことができる。少なくとも１つの流体冷却装置１４２は、封入型コーティングシステム５００内のガス雰囲気を冷却するために提供されることができる。本教示の封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、流体冷却装置１４２は、冷却された流体をエンクロージャ内の熱交換器に送達し、そこで不活性ガスが、エンクロージャの内部の濾過システムに渡される。少なくとも１つの流体冷却装置も、封入型コーティングシステム５００内に封入される装置から発生する熱を冷却するために、封入型コーティングシステム５００に具備されることができる。例えば、限定されないが、少なくとも１つの流体冷却装置も、封入型コーティングシステム５００のために提供され、封入型コーティングシステムから発生する熱を冷却するために提供されることができる。熱調整システム１４０は、熱交換またはペルチェデバイスを備えていることができ、種々の冷却能力を有することができる。例えば、封入型コーティングシステムの種々の実施形態に対して、冷却装置は、約２ｋＷ〜約２０ｋＷの冷却能力を提供することができる。封入型コーティングシステムの種々の実施形態は、１つ以上の流体を冷却することができる複数の流体冷却装置を有することができる。いくつかの実施形態では、流体冷却装置は、冷却剤としていくつかの流体、例えば、限定されないが、熱交換流体として水、不凍剤、冷媒、およびそれらの組み合わせを利用することができる。関連導管およびシステム構成要素を接続することにおいて適切な漏出しない係止接続が使用されることができる。
【００５９】
本開示の実施形態が、本明細書で示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白であろう。本教示による封入型コーティングシステムの実施形態は、広範囲の技術分野における種々の装置およびデバイス、例えば、限定ではないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機太陽光発電装置、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造において、基板のパターン化されたエリアコーティングのために有用であり得る。多数の変形例、変更、および代用が、ここで、本開示から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。以下の請求項は、本開示の範囲を定義し、これらの請求項およびその均等物の範囲内の方法および構造が、それによって網羅されることが意図される。
【図１】
0006570147.tif 000003
【図２Ａ】
0006570147.tif 000004
【図２Ｂ】
0006570147.tif 000005
【図２Ｃ】
0006570147.tif 000006
【図２Ｄ】
0006570147.tif 000007
【図３Ａ】
0006570147.tif 000008
【図３Ｂ】
0006570147.tif 000009
【図４】
0006570147.tif 000010
【図５】
0006570147.tif 000011