CN116445879A - 用于涂布柔性基板的处理系统、蒸发器及其方法 - Google Patents

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CN116445879A CN202210012288.9A CN202210012288A CN116445879A CN 116445879 A CN116445879 A CN 116445879A CN 202210012288 A CN202210012288 A CN 202210012288A CN 116445879 A CN116445879 A CN 116445879A
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乌韦·赫拉姆斯
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Applied Materials Inc
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Abstract

描述用于涂布柔性基板的处理系统(100)和涂布柔性基板的方法。特别地,描述蒸发器(30)和操作蒸发器的方法。蒸发器(30)包括坩埚布置(35),坩埚布置(35)具有数量R个相邻行的坩埚(350),坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独坩埚的感应线圈(36)。此外,蒸发器(30)包括电源(40),电源(40)用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1。

Description

用于涂布柔性基板的处理系统、蒸发器及其方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及用于处理柔性基板的处理系统和方法,特别是用于在真空条件下的卷对卷(roll-to-roll)工艺中处理柔性基板。特别地,本公开内容的实施方式涉及用于通过涂布材料的蒸发来涂布柔性基板的处理系统和方法。
背景技术
在包装行业、半导体行业和其他行业中对柔性基板(诸如塑料膜或箔)的处理有很高需求。特别地,由于以低成本实现高产量,柔性基板的卷对卷(R2R)处理备受关注。特别地,在薄膜电池的制造、显示器行业和光伏(PV)行业中,卷对卷沉积系统备受关注。例如,对于柔性触摸面板元件、柔性显示器和柔性PV模块的需求不断增长,造成对于在R2R涂布机中沉积合适的层的需求不断增长。
对改善的R2R处理系统存在持续需求,特别是在处理质量、处理时间和处理效率方面。为了在柔性基板上实现高质量的涂层,必须驾驭与柔性基板传输和均匀层沉积有关的各种挑战。例如,在真空条件下的基板传输期间提供适当的基板-辊接触,以及用具有改善的均匀性、改善的产品寿命和更低单位表面积缺陷数量的高质量层涂布柔性基板仍然具有挑战性。
相应地,对提供可以用来减少或克服现有技术的至少一些缺点的方案有持续的需求。
发明内容
鉴于以上,提供根据独立权利要求的一种蒸发器、一种操作蒸发器的方法、一种用于涂布柔性基板的处理系统和一种涂布柔性基板的方法。另外的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书和附图而清楚易见。
根据本公开内容的一个方面,提供一种蒸发器。蒸发器包括坩埚布置,该坩埚布置具有数量R个相邻行的坩埚。坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独的坩埚的感应线圈。此外,蒸发器包括用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流单独地提供到相邻感应线圈的电源,其中Nf=3或Nf=R+1。
根据本公开内容的另一方面,提供一种蒸发器,该蒸发器包括坩埚布置,该坩埚布置具有数量R个相邻行的坩埚。坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独坩埚的感应线圈。另外,蒸发器包括用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流单独地提供到相邻感应线圈的电源,其中Nf=3或Nf=R+1。数量Nf的不同频率fN包括选自第一范围5kHz≤f1≤20kHz的第一频率f1、选自第二范围10kHz≤f2≤30kHz的第二频率f2和选自第三范围15kHz≤f3≤50kHz的第三频率f3。此外,应用以下项中的至少一项:关于以下项中的至少一项调制数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位和频率;以及通过Nf个不同的振荡电路提供数量Nf的不同频率fN,每个振荡电路具有电感器和电容器,其中不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同。
根据本公开内容的另一方面,提供一种操作蒸发器的方法。所述蒸发器包括具有数量R个相邻行的坩埚的坩埚布置。坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独坩埚的感应线圈。该方法包括将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1,并且其中R≥2。
根据本公开内容的另一方面,提供一种用于涂布柔性基板的处理系统。该处理系统包括卷绕腔室,该卷绕腔室容纳用于供应柔性基板的供应辊、用于存储处理之后的柔性基板的卷取辊和用于沿着基板传输路径引导柔性基板的多个引导辊。另外,该处理系统包括处理腔室,该处理腔室容纳蒸发器,该蒸发器用于蒸发要沉积在柔性基板上的材料。此外,处理系统包括用于引导柔性基板经过蒸发器的涂布滚筒。蒸发器是根据本文所述的任何实施方式的蒸发器。
根据本公开内容的另一方面,提供一种涂布柔性基板的方法。该方法包括使用以下项中的至少一项:根据本文所述的任何实施方式的蒸发器、根据本文所述的任何实施方式的操作蒸发器的方法和根据本文所述的任何实施方式的处理系统。
实施方式还针对用于执行所公开的方法的设备并且包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部件。这些方法方面可以通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、通过两者的任何结合或以任何其他方式来执行。此外,根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所述设备的方法。用于操作所述设备的方法包括用于执行设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征,可通过参考实施方式获得以上简要概述的本公开内容的更特定描述。附图涉及本公开内容的多个实施方式,并且在下文中描述附图:
图1示出根据本文描述的实施方式的处理系统的示意图;
图2示出根据本文描述的另外实施方式的处理系统的一部分的示意图;
图3示出根据本文描述的实施方式的涂布滚筒的纵向截面图的示意图;
图4示出沿着图3中所指示的A-A线的截面图;
图5示出根据本文描述的实施方式的具有气体出口布置的涂布滚筒的示意性俯视图;
图6示出根据本文描述的实施方式的涂布滚筒的在图4中所指示的放大部分的示意图;
图7至图9示出根据本文描述的实施方式的涂布滚筒的在图6中所指示的放大部分的一部分的示意性截面图;
图10至12示出根据本文描述的实施方式的具有不同气体出口密度的涂布滚筒的示意性俯视图;
图13至15示出根据本文描述的实施方式的具有不同出口直径的涂布滚筒的示意性俯视图;
图16和17示出根据本文描述的实施方式的具有冷却剂供应源的涂布滚筒的示意性纵向截面图;
图18示出根据本文描述的实施方式的蒸发器的示意性侧视截面图;
图19示出根据本文描述的实施方式的蒸发器的示意性俯视图;
图20示出根据本文描述的实施方式的蒸发器的一部分,示出由连接到单独电源的单独感应线圈围绕的各别坩埚;
图21示出用于图示根据本文描述的实施方式的操作蒸发器的方法的方框图;并且
图22示出根据本文描述的实施方式的坩埚的详细示意性截面图;
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的各种实施方式,在图中图示实施方式的一个或多个示例。在以下对附图的描述中,相同的附图标记指代相同的部件。仅描述关于各个实施方式的差异。每个示例都是以解释本公开内容的方式而提供的,并且不意味着对本公开内容的限制。此外,作为一个实施方式的部分而图示或描述的特征可用于其他实施方式上或与其他实施方式结合使用,以产生又一实施方式。说明书意图包括这样的修改和变化。
示例性地参考图1,描述根据本公开内容的处理系统100。特别地,本文所描述的处理系统100是用于涂布柔性基板的卷对卷沉积系统。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括卷绕腔室10和处理腔室20。卷绕腔室10容纳多个辊,提供用于传输要处理的柔性基板1的卷绕系统。特别地,在卷绕腔室10内提供用于供应柔性基板1的供应辊11、用于存储处理之后的柔性基板的卷取辊12和多个引导辊13。此外,可以提供以下项中的至少一项:一个或多个伸展辊14、一个或多个张力辊15和一个或多个轧辊16。另外,提供涂布滚筒17。涂布滚筒17被布置和配置为将柔性基板1从卷绕腔室10引导到处理腔室20中。如图1中示例性所示,处理系统100的多个辊提供从供应辊11到卷取辊12或从卷取辊12到供应辊11(即图1中所示的上部卷取辊12可以是供应辊并且供应辊11可以是卷取辊)的基板传输路径。换句话说,供应辊11和卷取辊12可以在顺时针旋转方向以及逆时针旋转方向上操作。
特别地,示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,基板传输路径可以由以下项提供:第一伸展辊141,布置在供应辊11的下游并且在预处理机60的上游;一个或多个引导辊13,布置在预处理机60的下游并且在第二伸展辊142的上游;第二伸展辊142,布置在预处理机60的下游并且在涂布滚筒17的上游;涂布滚筒17,布置在第二伸展辊142的下游并且在后处理机70的上游;一个或多个引导辊13,布置在后处理机70的下游并且在张力辊15的上游;张力辊15,布置在层测量系统80的下游并且在枢转臂18的上游;一个或多个引导辊13,布置在张力辊15的下游并且在第三伸展辊143的上游;第三伸展辊143,布置在张力辊15的下游并且安装到枢转臂;一个或多个引导辊13,布置在第三伸展辊143的下游并且在卷取辊12的上游。
在本公开内容中,用语“在……的上游”和“在……的下游”表示在从供应辊11到卷取辊12的基板传输方向T上沿着传输路径(如图1中示例性所示),相应部件相对于另一部件的位置。
应理解,与图1中所示的不同基板传输路径相比,可以提供一个或多个不同的基板传输路径。例如,如图2中示例性所示,对于不同的基板,基板传输路径可以不同。换句话说,取决于所采用的基板,可以在后续辊之间的自由跨距距离和/或围绕辊的基板的缠绕角方面优化基板传输路径。例如,通过提供附加的引导辊13A,如图2中示例性所示,与第一基板1A围绕涂布滚筒的缠绕角相比,可增大第二基板1B围绕涂布滚筒的缠绕角。例如,当使用PET基板时,可以使用图2中所示的用于第一基板1A的传输路径,而当使用OPP基板时,图2中所示的用于第二基板的另一传输路径可为有益的。
在本公开内容中,“供应辊”可以理解为在其上存储要处理的柔性基板的辊。相应地,本文所述的“卷取辊”可以理解为适于接收经处理的柔性基板的辊。此外,应当注意,“供应辊”也可以称为“退绕器”,并且“卷取辊”也可以称为“重绕器”。图1示出供应辊11和空的卷取辊12,在供应辊11上卷绕有柔性基板。图1中所示的围绕卷取辊12的虚线圆圈指示柔性基板完全地从供应辊11退绕并且完全地重绕在卷取辊12上的情况。根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,供应辊11和卷取辊12是主动辊。主动辊可以理解为设置有用于主动地移动或旋转相应辊的驱动或马达的辊。通常,主动辊是可控的,以提供预定扭矩和/或预定旋转速度。例如,AC驱动可以耦接到如本文所述的主动辊。本文所述的多个主动辊的多个AC驱动可以同步。应理解,主动辊的扭矩和/或旋转速度可以是可控的,使得可以提供可变的扭矩和/或速度。
在本公开内容中,“柔性基板”可以理解为可弯曲的基板。例如,“柔性基板”可以是“箔”或“卷材”。在本公开内容中,术语“柔性基板”和术语“基板”可以同义地使用。例如,本文所述的柔性基板可包括像以下材料的材料:BOOP、CPP、HDPE、LDPE、PA(尼龙)、PET、PVC(特别是未增塑的PVC)、PE、PI、PU、TaC、OPP、一种或多种金属、纸、上述材料的组合或任何其他适合使用蒸发来涂布的材料。此外,应注意,也可以使用已经涂布的基板。通常,基板厚度Ts可以是1μm≤Ts≤200μm,特别是5μm≤Ts≤100μm,更特别是5μm≤Ts≤50μm。基板长度Ls可以是Ls≥10000m,特别是Ls≥20000m,更特别是Ls≥25000m。基板宽度Ws可以是0.5m≤Ws≤5m,特别是1m≤Ws≤3m。
在本公开内容中,“引导辊”可以理解为适于在柔性基板正被传输时引导柔性基板的辊。通常,本文所述的“引导辊”是被动辊。被动辊可以理解为没有设置用于主动地移动或旋转辊的驱动器的辊。在操作期间,被动辊可通过与外辊表面直接接触的柔性基板的摩擦力而旋转。换句话说,被动辊是不被驱动的辊,被动辊通过与经过的基板接触而转动。如图1中示例性所示,通常沿着柔性基板的从供应辊11到卷取辊12的传输路径提供多个引导辊13。特别地,在卷绕系统中,引导辊沿着基板传输路径导引柔性基板并且使柔性基板弯曲。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,一个或多个引导辊13可被配置为张力测量辊。张力测量辊可以理解为被配置为用于在基板传输期间测量柔性基板的张力的辊。提供张力测量辊可有益于在操作期间监测基板张力。
在本公开内容中,“伸展辊”可以理解为适于在要涂布的柔性基板的宽度方向上提供限定的张力的辊。特别地,伸展辊可以被配置用于拉伸柔性基板,例如通过具有沿着伸展辊的长度方向的弯曲表面,在柔性基板的宽度方向上产生张紧效果,而拉伸柔性基板。换句话说,可以在平行于伸展辊的旋转轴线的方向上拉伸柔性基板。提供伸展辊的优点是可以减少或甚至消除基板传输期间产生的褶皱。应理解,可以提供各种类型的伸展辊,诸如弓形辊、可膨胀辊、弯曲条形辊、带槽辊或类似辊。
根据一个示例,伸展辊可以包括电加热装置,用于支持或增强由伸展辊引入到柔性基板的机械拉伸。示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,沿着柔性基板的从供应辊11到卷取辊12的传输路径提供多个伸展辊14。特别地,可以在供应辊11的下游并且在预处理机60的上游提供第一伸展辊141。可以在预处理机60的下游并且在涂布滚筒17的上游提供第二伸展辊142。可以在张力辊15的下游并且在卷取辊12的上游提供第三伸展辊143。特别地,第三伸展辊143可以安装到本文描述的枢转臂18。根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第一伸展辊141和第二伸展辊142是被动辊。第三伸展辊143可以是主动辊。
在本公开内容中,“张力辊”可以理解为适于增大柔性基板的张力的辊。例如,张力辊可以包括用于冷却由张力辊引导的柔性基板的冷却装置。相应地,柔性基板可以通过热收缩而张紧。根据另一示例,张力辊可以耦接到用于移动张力辊的致动器,使得张力辊的位移造成基板张紧。应理解,可以采用适合于增大基板张力的张力辊的其他配置。
在本公开内容中,“轧辊”可以理解为被配置为抵靠另一个辊按压柔性基板的辊。相应地,轧辊可以耦接到致动器,例如液压或气动致动器,用于抵靠另一个辊按压轧辊。示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,轧辊16可被布置和配置为用于将柔性基板按压在供应辊11上所存储的基板上。如双向箭头示意性指示的,通过采用耦接到轧辊16的致动器161,轧辊16可以是相对于供应辊11可移动的。
在本公开内容中,“涂布滚筒”可以理解为具有用于在处理期间接触柔性基板的基板支撑表面的滚筒或辊。特别地,涂布滚筒可以是围绕旋转轴线可旋转的,并且可以包括基板引导区域。通常,基板引导区域是涂布滚筒的弯曲的基板支撑表面,例如圆柱对称的表面。涂布滚筒的弯曲基板支撑表面可适于在操作期间(至少部分地)与柔性基板接触。基板引导区域可以限定为在引导基板期间基板与弯曲的基板支撑表面接触所在的辊的角度范围,并且可以对应于辊的缠绕角。例如,辊的缠绕角可以是120°或更大,特别是180°或更大,或甚至270°或更大。根据可以与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式,涂布滚筒是圆柱形的并且具有0.5m≤L≤8.5m的长度L。此外,涂布滚筒可以具有1.0m≤D≤3.0m的直径D。相应地,涂布滚筒有益地被配置用于引导和传输具有大宽度的柔性基板。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒的基板支撑表面具有包括负电性聚合物的涂层。“负电性聚合物”可以理解为具有负电性特性的聚合物。通常,在整个支撑表面上提供涂层。特别地,涂层具有恒定的厚度,例如选自2.5μm≤T≤15μm的范围的厚度T。提供具有选自2.5μm≤T≤15μm的范围的厚度T的涂层可有益于确保足够的电容来确保在柔性基板和涂布滚筒的经涂布的支撑表面之间的足够的钉扎力。
根据可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式,在涂布滚筒的基板支撑表面上所提供的涂层具有摩擦电特性。换句话说,负电性聚合物可被配置为通过与柔性基板摩擦接触而产生静电荷。特别地,负电性聚合物(例如含氟聚合物)可以被配置为在引导期间通过摩擦电效应在柔性基板表面上产生镜像电荷(mirror charge)。摩擦电效应(也称为摩擦带电)是一种接触起电,在这种接触起电时,某些材料在与不同材料摩擦接触后带电。换句话说,摩擦电效应可以描述为电荷(电子)在摩擦或滑动接触后从一种材料到另一种材料的转移。两种材料之间的总电荷转移由两种接触材料表面之间的电荷亲和力差异而限定。
相应地,在涂布滚筒的支撑表面上提供包含负电性聚合物的涂层,该涂层被配置为在基板引导期间在与作用装置接触的柔性基板表面上产生镜像电荷,这有益地改善柔性基板对涂布滚筒的粘附。换句话说,在涂布滚筒的支撑表面上提供具有摩擦电特性的涂层,有益地提供涂层与柔性基板之间的电荷转移,使得可以确保在柔性基板与涂布滚筒之间恒定且均匀的接触力(也称为钉扎力或固持力)。此外,利用摩擦电效应有益地允许在柔性基板与在涂布滚筒的支撑表面上提供的涂层之间的滑移减少。
例如,本文所述的基板材料具有-90nC/J≤CA≤-40nC/J的电荷亲和力CA。例如,PET具有CA≈-40nC/J的电荷亲和力CA,BOOP具有CA≈-85nC/J的电荷亲和力CA,而LDEP、HDPE和PP具有CA≈-90nC/J的电荷亲和力CA。本文所述的包含负电性聚合物、特别地包含含氟聚合物或由含氟聚合物构成、特别地包含PTFE和/或PFA或由PTFE和/或PFA构成的涂层具有CA≈-190nC/J的电荷亲和力CA。
相应地,本文所述的提供在涂布滚筒的支撑表面上的涂层有益地确保经涂布的涂布滚筒与基板相比带负电,即使在没有外部施加的电场的情况下也是如此。相应地,应理解,根据可与本文中的其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒的支撑表面上的涂层可被配置为提供相对于要通过涂布滚筒引导的柔性基板的电荷亲和力差ΔCA。特别地,涂层与基板之间的电荷亲和力差ΔCA可以为50nC/J≤ΔCA≤200nC/J,特别是100nC/J≤ΔCA≤150nC/J。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,负电性聚合物可以是电介质。特别地,负电性聚合物可以是可以被极化的电绝缘材料。例如,负电性聚合物可以是含氟聚合物,特别是弹性含氟聚合物,例如包含全氟烷氧基聚合物(PFA)和/或聚四氟乙烯(PTFE)。特别地,含氟聚合物可由PFA或PTFE构成。包含含氟聚合物(诸如PFA或PTFE)或由含氟聚合物(诸如PFA或PTFE)构成的涂层有益地提供具有非常高的介电击穿强度的涂层。此外,包含含氟聚合物(诸如PFA或PTFE)或由含氟聚合物(诸如PFA或PTFE)构成的涂层有益地提供低摩擦系数,特别是超低摩擦系数。相应地,可以有益地提供涂层的低磨损率(例如与钢相当的低磨损率),从而确保涂层寿命。换句话说,含氟聚合物涂层提供氟化聚合物涂层表面,有益地提供减少有效涂层磨损的优异低摩擦性能水平。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,在涂布滚筒的支撑表面上提供的涂层可具有μ≤0.1的摩擦系数μ,特别是μ≤0.05的摩擦系数μ。更特定地,未润滑的含氟聚合物摩擦系数μ可以是μ≤0.1,特别是μ≤0.05。应注意,涂层凹凸不平结构(coating asperities)的局部磨损可以提供高度疏水的流体动力学边界润滑,有益地进一步以大约F=10的倍率F降低摩擦系数。相应地,可以有益地实现接近钢的固有磨损率水平的有效涂层材料磨损率。
例如,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,在涂布滚筒的支撑表面上提供的涂层可具有0.4×10-7MPa-1≤ka≤2.0×10-6MPa-1的磨损率常数ka。换句话说,涂层可被配置为具有选自0.4×10-7Mpa-1≤ka≤2.0×10-6MPa-1的范围的磨损率常数ka。磨损率常数ka是无量纲磨损率常数k除以硬度[MPa],即ka[MPa-1]=k/硬度[MPa]。
根据可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式,在涂布滚筒的支撑表面上提供的涂层具有2.0MV/cm≤BFS≤30MV/cm的击穿场强度BFS。例如,当施加300V的电场时,具有T=5μm的厚度T的PFA涂层具有2.0MV/cm的BFS。当施加300V的电场时,具有T=10μm的厚度T的PTFE涂层具有24MV/cm的BFS。
对涂布滚筒提供本文所描述的包括负电性聚合物的涂层有益地在基板传输期间提供改善的柔性基板与涂布滚筒的接触。相应地,使用如本文所述的涂布滚筒,可实现柔性基板与涂布滚筒之间的大体上恒定且均匀的接触力,使得可改善柔性基板到涂布滚筒的固持或粘附。接触力也可称为固持力。此外,通过采用如本文描述的具有涂层的涂布滚筒,可以改善从柔性基板到涂布滚筒的热传递,这对于处理热敏柔性基板、特别是薄的聚合物柔性基板是有益的。改善的热传递起因于以下事实:当用本公开内容的涂布滚筒引导柔性基板时,可以为大体上整个接触表面提供基板与经涂布的支撑表面的直接接触。换句话说,可以减少或大体上消除柔性基板与经涂布的支撑表面之间具有间隙(小至微观尺度)的区域。
示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒17被布置和构造为用于引导柔性基板经过蒸发器30,以将蒸发的材料沉积在基板上。通常,涂布滚筒17是如本文所述的主动辊。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒17包括主体171,主体171具有多个气体供应狭缝173,如图3至图5中示例性所示。在主体171的外表面172中提供多个气体供应狭缝173。此外,多个气体供应狭缝173在涂布滚筒17的中心旋转轴线17C的方向上延伸。另外,涂布滚筒17可包括围绕主体171周向地提供并且与主体171接触的套筒174。套筒174可包括在多个气体供应狭缝173上方提供的多个气体出口175。特别地,如图4和图5中示例性所示,可以直接在多个气体供应狭缝173上方提供多个气体出口175。更特定地,具有多个气体出口175的套筒174的内表面174I通常与具有多个气体供应狭缝173的主体171的外表面172接触。相应地,可以在多个气体供应狭缝173中的相应气体供应狭缝上方提供多个气体出口175中的每个气体出口。通常,多个气体出口175在径向方向R上延伸。此外,套筒可以包括嵌入隔离材料1740内的金属层176。应理解,本文所描述的提供多个气体供应狭缝173、多个气体出口175和冷却气体供应源1710是涂布滚筒的可选特征。
在本公开内容中,“嵌入隔离材料内的金属层”可以理解为被隔离材料围绕的金属层。例如,该金属层可以具有选自在下限TML与上限TMU之间的范围的厚度TM,即TML≤TM≤TMU。下限TML可以是TML=10μm,特别是TML=20μm,更特别是TML=30μm。上限TMU可以是TMU=200μm,特别是TMU=150μm,更特别是TMU=100μm。
应理解,本文所述的嵌入隔离材料内的金属层可以起到静电吸盘的作用。通常,静电吸盘理解为被配置用于提供静电电荷以用于通过静电力保持基板的装置。相应地,静电吸盘被配置为用于提供吸引力,以用于保持与涂布滚筒的弯曲表面接触的柔性基板。相应地,可进一步改善柔性基板与涂布滚筒之间的恒定且均匀的接触力。
在本公开内容中,“隔离材料”可以理解为电隔离材料。相应地,“隔离材料”可以理解为不导电的材料,例如具有非常低的电导率或可忽略不计的电导率的材料。例如,隔离材料可以是陶瓷材料或聚合材料。
通过如本文所述提供具有套筒的涂布滚筒,该套筒包括嵌入在隔离材料内的金属层,可以提供用于传输柔性基板的改进的涂布滚筒。特别地,涂布滚筒可以提供在涂布滚筒与柔性基板之间采用静电相互作用以增大接触压力的可能性,特别是与柔性基板的气体冷却相结合。此外,由于有可能增大在涂布滚筒与柔性基板之间的接触压力,因此可以使用更高的气体压力来冷却基板,从而提高冷却效率。而且,具有绝缘材料外表面的涂布滚筒的特定构造具有以下优点:可以避免由于向涂布滚筒施加电位而引起的诸如漏电或形成电弧的有害影响。
在本公开内容中,涂布滚筒的“主体”可以理解为圆柱主体,特别是固体材料的圆柱壳体。通常,主体由具有高热导率λ的材料制成,特别地λ≥50W/(m·K),更特别地λ≥100W/(m·K)。例如,主体可以由包括铜的材料制成,例如铜合金。应理解,替代地,主体可以由具有高热导率λ的任何其他合适的材料制成。
在本公开内容中,“气体供应狭缝”可以理解为被配置用于将气体供应到本文所述的多个气体出口的狭缝。特别地,本文所述的“气体供应狭缝”通常设置在主体的外表面中并且平行于涂布滚筒的中心旋转轴线延伸。而且,通常可以从冷却气体供应源1710向本文所述的“气体供应狭缝”供应冷却气体,如图2中示意性所示。根据可以与本文描述的其他实施方式结合的实施方式,在周向方向上气体供应狭缝之间的距离dG可以选自在下限dGL与上限dGU之间的范围,即dGL≤dG≤dGU。在图6中示意性地指示距离dG。下限dGL可以是dGL=4mm,特别是dGL=6mm,更特别是dGL=8mm。上限dGU可以是dGU=10mm,特别是dGU=12mm,更特别是dGU=15mm。例如,距离dG可以是10mm。
在本公开内容中,“套筒”可理解为与本文所述的主体的外表面接触的套筒。相应地,套筒可以是围绕涂布滚筒的主体周向设置并且与涂布滚筒的主体接触的壳。通常,在柔性基板的传输期间,套筒至少部分地与柔性基板接触。特别地,套筒可以提供本文所述的基板支撑表面。通常,套筒由金属片制成或包括金属层176。套筒可具有选自在下限TL与上限TU之间的范围的厚度T,即TL≤T≤TU。下限TL可以是TL=0.5mm,特别是TL=1.0mm,更特别是TL=1.5mm。上限TU可以是TU=2.0mm,特别是TU=2.5mm,更特别是TU=3.0mm。
在本公开内容中,“气体出口”可以理解为被配置用于在通过涂布滚筒传输基板期间向柔性基板提供气体的出口。相应地,本文所述的气体出口可以理解为气体排放孔。根据本公开内容的气体出口的出口直径Dout可以选自在下限DL与上限DU之间的范围,即DL≤Dout≤DU。下限DL可以是DL=30μm,特别是DL=40μm,更特别是DL=60μm。上限DU可以是DU=150μm,特别是DU=100μm,更特别是DU=80μm。通常,本文所述的气体出口是通过使用激光钻孔方法产生的。激光钻孔也可称为激光灼烧。通常,本文所述的“气体出口”具有圆柱形内表面,圆柱形内表面的内径对应于本文所述的气体出口的出口直径Dout。换句话说,本文所述的“气体出口”可理解为沿出口轴线具有恒定出口直径Dout、通常在径向方向上延伸的圆柱形出口。
根据可以与本文描述的其他实施方式结合的实施方式,圆周方向上在相邻气体出口之间的距离dC可以选自在下限dCL与上限dCU之间的范围,即dCL≤dC≤dCU。下限dCL可以是dCL=4mm,特别是dCL=6mm,更特别是dCL=8mm。上限dCU可以是dCU=10mm,特别是dCU=12mm,更特别是dCU=15mm。例如,距离dC可以是10mm。在图6中示例性地指示圆周方向上在相邻的气体出口175之间的距离dC。通常,距离dC是在相邻气体出口175的中心轴线之间的距离,如图6中所示。相应地,通常在相邻气体供应狭缝173之间的距离dG是在相邻气体供应狭缝173的中心轴线之间的距离。特别地,如图6中示例性所示,距离dG可以大体上对应于距离dC,即dG=dC。用语“大体上对应”应理解为,因为涂布滚筒的直径D远大于圆周方向上在相邻气体供应狭缝之间的距离dG以及在相邻气体出口之间的距离dC,即D>>dC并且D>>dG,所以涂布滚筒的曲率对dG与dC之间的差异的影响可以忽略不计。相应地,准确地说,相邻气体出口175的中心轴线之间的夹角可以与相邻的气体供应狭缝173的中心轴线之间的夹角相同。如图4中示例性所示,通常周向方向上气体出口175的数量对应于气体供应狭缝173的数量。或者,在周向方向上气体出口的数量可以是气体供应狭缝的数量的任意整数倍。
示例性地参考图5,根据可与本文描述的其他实施方式结合的实施方式,轴向方向上在相邻气体出口之间的距离dA可以选自在下限dAL与上限dAU之间的范围,即dAL≤dA≤dAU。下限dAL可以是dAL=4mm,特别是dAL=6mm,更特别是dAL=8mm。上限dAL可以是dAL=10mm,特别是dAL=12mm,更特别是dAL=15mm。例如,距离dA可以是10mm。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的实施方式,周向方向上在相邻气体出口之间的距离dC对应于轴向方向上在相邻气体出口之间的距离dA,即dC=dA。换句话说,本文所述的多个气体出口可规则地分布在套筒中。
示例性地参考图7,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,套筒174包括隔离顶层177和内隔离套筒174I。如图7中所示,金属层176可以设置在隔离顶层177与内隔离套筒174I之间。特别地,金属层176可以设置在隔离顶层177之下。更特定地,金属层176可以直接地设置在隔离顶层之下。相应地,金属层176可以与隔离顶层接触。此外,金属层176可以设置在内隔离套筒174I的顶部上。特别地,金属层176可以直接地设置在内隔离套筒174I的顶部上。相应地,金属层176可与内隔离套筒174I接触。
如图7中示例性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175延伸穿过隔离顶层177和内隔离套筒174I。相应地,气体出口的内壁设置有隔离材料1740,即隔离顶层177的隔离材料和内隔离套筒174I的隔离材料。换句话说,气体出口的内壁可以由隔离材料构成。应理解,隔离顶层177和内隔离套筒174I由隔离材料1740构成。
示例性参考图8,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,套筒174包括设置在内金属套筒174M上的外隔离层178。金属层176嵌入外隔离层178内。应理解,外隔离层178由隔离材料1740构成。如图8中示例性所示,多个气体出口175延伸穿过外隔离层178和内金属套筒174M。相应地,气体出口的内壁设置有外隔离层178的隔离材料和内金属套筒174M的材料。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,金属层176连接到电位施加装置1720,如图6和图7中示意性指示的。
在本公开内容中,“电位施加装置”可以理解为被配置为向涂布滚筒、特别是向涂布滚筒的金属层施加电位的装置。特别地,本文所述的电位施加装置可被配置为提供中频(MF)电位。例如,中频(MF)电位可以是从1kHz到100kHz。通常,电位施加装置经由物理触点(例如电触点)连接到涂布滚筒。相应地,可以在电位施加装置与涂布滚筒之间提供电触点。例如,电触点可以是电滑动触点或电刷触点。根据另一示例,电触点可以是插头触点。相应地,电位施加装置可以理解为充电装置,该充电装置被配置为向涂布滚筒、特别是嵌入隔离材料中的金属层提供电荷。应理解,通常提供到达所嵌入的金属层的电连接线。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,电位施加装置被配置为用于施加具有中频(MF)的电位,特别是1kHz至100kHz的频率。换句话说,从电位施加装置提供的电位可以是频率为1kHz至100kHz的电位。特别地,中频电位可以理解为具有在选自1kHz至100kHz范围的频率下的交替极性的电位。已经发现,将MF电位施加到涂布滚筒具有可以实质避免或甚至消除基板、特别是沉积在基板上的层的充电的优点。相应地,可以在基板上沉积具有更高质量(例如更高的均匀性、更少的缺陷等)的层。
示例性地参考图9,描述替代配置,该替代配置与参考图4至图7描述的涂布滚筒的实施方式解决相同的问题。特别地,图9中所示的替代配置亦有益地通过使用静电相互作用来提供增大在涂布滚筒与柔性基板之间的接触压力的可能性,同时可以避免通过向涂布滚筒施加电位而引起的诸如漏电或形成电弧的有害影响。如图9中示意性所示,根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒17可包括具有隔离材料的多个插入物179的套筒174。此外,多个插入物179中的每一个插入物包括气体出口175。相应地,在多个插入物179中提供多个气体出口175。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,气体供应狭缝173的表面可涂布有隔离材料。换句话说,气体供应狭缝173可以包括隔离涂层173C,如图9中示例性所示。此外,套筒174可以包括隔离顶层177和内金属套筒174M。隔离顶层177还可以覆盖多个插入物179的外顶表面。此外,如图9中示意性指示的,内金属套筒174M可以连接到本文所述的电位施加装置1720。或者,电位施加装置1720可以连接到主体171。
示例性地参考示出涂布滚筒17的示意性俯视图的图10,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,在套筒174中提供的多个气体出口175的密度朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B中的至少一个改变。在图10中,指出了涂布滚筒的长度L、涂布滚筒的直径D和涂布滚筒的中心旋转轴线17C。通常,多个气体出口175的密度朝向涂布滚筒17的两个轴向端(即第一轴向端17A和第二轴向端17B)改变。更特定地,在套筒174中提供的多个气体出口175的密度可以朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B对称地改变,特别是相对于第一轴向端17A与第二轴向端17B之间的轴向中间对称地改变。特别地,如图10中所示,相邻气体出口之间的距离dA可以朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和/或第二轴向端17B减小,在图10中示例性地由dA1<dA2<dA3<dA4指示,造成气体出口密度朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和/或第二轴向端17B增大。
在本公开内容中,表述“多个气体出口的密度”可以理解为单位面积的气体出口数量。相应地,与以较低密度提供的气体出口相比,较高密度的气体出口通常造成相邻气体出口之间的距离较短,特别是在气体供应狭缝的方向上。通常,气体供应狭缝沿周向方向均等分布地设置。换句话说,在周向方向上相邻的气体供应狭缝之间的距离可以是恒定的。相应地,通常在气体供应狭缝上方提供的相邻气体出口之间的距离也在周向方向上均等分布。换句话说,在周向方向上相邻的气体出口之间的距离可以是恒定的。在图5和图6中示例性指示在周向方向上相邻气体出口175之间的距离dC
相应地,有益地通过改变多个气体出口的密度,可以改变提供到单位面积柔性基板的气体流量。特别地,通过增大多个气体出口的密度,可以增加提供到单位面积柔性基板的气体流量。相应地,通过增加气体流量,可以增加柔性基板上的气体压力。所以,通过选择多个气体出口的密度分布,可以调整单位面积的气体流量和柔性基板上的气体压力。
示例性地参考图11,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175至少包括气体出口175的第一子组175A和气体出口175的第二子组175B。气体出口175的第一子组175A具有第一密度。气体出口175的第二子组175B具有不同于第一密度的第二密度。特别地,第二密度高于第一密度。此外,如图11中示例性所示,气体出口175的第二子组175B可以设置在套筒174的一个或两个轴向端部174E处。例如,如图11中示例性所示,第二子组175B的在轴向方向上相邻的气体出口之间的第二距离dA2可以小于第一子组175A的在轴向方向上相邻的气体出口之间的第一距离dA1
示例性参考图12,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175还包括气体出口175的第三子组175C。气体出口175的第三子组175C具有不同于第一密度和第二密度的第三密度。特别地,第三密度可以低于第一密度和第二密度。通常,气体出口175的第三子组175C设置在套筒174的轴向端部174E之间的中间部分174MP中。例如,如图12C中示例性所示,第三子组175C的在轴向方向上相邻的气体出口之间的第三距离dA3可大于第一子组175A的在轴向方向上相邻的气体出口之间的第一距离dA1且大于第二子组175B的在轴向方向上相邻气体出口之间的第二距离dA2。尽管未明确示出,但是从图10至图12中所示的示例性实施方式应理解,可以提供各种气体出口密度的另外的子组。
示例性地参考图13,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175的出口直径朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B中的至少一个改变。通常,多个气体出口175的出口直径朝向涂布滚筒17的两个轴向端(即第一轴向端17A和第二轴向端17B)改变。更特定地,设置在套筒174中的多个气体出口175的出口直径可以朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B对称地改变,特别是相对于在第一轴向端17A与第二轴向端17B之间的轴向中间对称地改变。
相应地,有益地通过改变多个气体出口的出口直径,可以改变提供到单位面积柔性基板的气体流量。特别地,通过增大多个气体出口的出口直径,可以增加提供到单位面积柔性基板的气体流量。相应地,通过增加气体流量,可以增加柔性基板上的气体压力。所以,通过选择多个气体出口的出口直径分布,可以调整单位面积的气体流量和柔性基板上的气体压力。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175的出口直径朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B中的至少一个增大。特别地,多个气体出口175的出口直径可以朝向第一轴向端17A和第二轴向端17B中的至少一个逐渐增大。通常,多个气体出口175的出口直径朝向涂布滚筒17的两个轴向端(即第一轴向端17A和第二轴向端17B)增大。更特定地,设置在套筒174中的多个气体出口175的出口直径可以朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B对称地增大,特别是相对于第一轴向端17A与第二轴向端17B之间的轴向中间对称地增大。朝向涂布滚筒的轴向端增大多个气体出口的出口直径可有益于减少或甚至避免朝向基板边缘的压力降。相应地,可以提高基板冷却效率。此外,可以改善基板冷却均匀性。
尽管未明确示出,但应理解,多个气体出口175的出口直径也可朝向涂布滚筒17的第一轴向端17A和第二轴向端17B中的至少一个减小。
示例性参考图14,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175至少包括气体出口175的第四子组175D和气体出口175的第五子组175E。气体出口175的第四子组175D具有第一出口直径。气体出口175的第五子组175E具有不同于第一出口直径的第二出口直径。特别地,第二出口直径大于第一出口直径。通常,气体出口175的第五子组175E设置在套筒174的一个或两个轴向端部174E处。
示例性地参考图15,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,多个气体出口175还包括气体出口175的第六子组175F。气体出口175的第六子组175F具有不同于第一出口直径和第二出口直径的第三出口直径。特别地,第三出口直径可以小于气体出口175的第四子组175D的第一出口直径。另外,第三出口直径可以小于气体出口175的第五子组175E的第二出口直径。通常,气体出口175的第六子组175F设置在套筒174的轴向端部174E之间的中间部分。
虽然没有明确地示出,但是从图13至图15中所示的示例性实施方式应理解,可以提供各种气体出口直径的另外的子组。
示例性地参考图16,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,涂布滚筒17包括用于冷却涂布滚筒17的第一部分1711的第一冷却剂供应源1731。另外,涂布滚筒17包括用于冷却涂布滚筒17的第二部分1712和第三部分1713的第二冷却剂供应源1732。第一部分1711设置在第二部分1712与第三部分1713之间。特别地,第一部分1711是涂布滚筒17的主体171的轴向中间部分。通常,第一部分1711是涂布滚筒17的圆柱形主体171的第一圆柱形部分。相应地,通常第二部分1712是主体171的第二圆柱形部分,并且第三部分1713是主体171的第三圆柱形部分。
相应地,涂布滚筒的实施方式可允许选择性地且单独地冷却涂布滚筒的不同部分。相应地,涂布滚筒的暴露于较高温度的部分(通常在材料沉积期间涂布滚筒的中间部分暴露于升高的温度)可以独立于涂布滚筒的其他部分被冷却。此外,本文描述的涂布滚筒的实施方式有益地提供以均匀方式从柔性基板提取热量的可能性。相应地,可以降低或甚至消除柔性基板在传输期间产生褶皱的风险。所以,可以改善沉积在柔性基板上的涂层的质量。此外,提供具有可选择性冷却的部分的涂布滚筒的优点在于,可以通过使用热材料变形效应(诸如热膨胀和热收缩)来控制辊形状。例如,可以改变辊的形状,特别是基板支撑表面的形状。特别地,可以将辊的形状控制为具有平坦的基板支撑表面、凹入的基板支撑表面或凸出的基板支撑表面。
在本公开内容中,“冷却剂供应源”可以理解为被配置用于提供冷却剂的装置或系统。相应地,本文所述的冷却剂供应源通常包括冷却剂和用于输送冷却剂的管道。更特定地,冷却剂供应源可包括具有吸热器、减压器、增压器和排热器的闭环制冷系统。通常,吸热器由设置在要冷却的位置处的管道提供,要冷却的位置例如是如本文所述的涂布滚筒的一个或多个部分。在本公开内容中,“冷却剂”可以理解为冷却流体,特别是不可压缩的冷却流体,该冷却流体使得能够提供在从-100℃到+80℃、特别是-50℃到+80℃、更特别是-30℃至+80℃的范围中的冷却温度。此外,通常冷却剂是无毒的并且不与锂反应。例如,冷却剂可以是油。
在本公开内容中,“涂布滚筒的部分”可以理解为具有基板支撑表面的涂布滚筒的部分。通常,本文所述的“涂布滚筒的部分”可理解为本文所述的圆柱形主体的圆柱形部分。
示例性地参考图16,根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式,第一冷却剂供应源1731被配置用于提供第一温度T1的第一冷却剂。第二冷却剂供应源1732被配置用于提供第二温度T2的第二冷却剂,第二温度T2不同于第一温度T1。特别地,第一温度T1低于第二温度T2。
如图16中示意性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第一冷却剂供应源1731包括用于从涂布滚筒17的第一部分1711去除热量的第一吸热器1761。通常,第二冷却剂供应源1732包括用于从涂布滚筒17的第二部分1712去除热量的第一吸热器1762。此外,如图16中示例性所示,第二冷却剂供应源1732包括用于从涂布滚筒17的第三部分1713去除热量的第三吸热器1763。例如,本文所述的“吸热器”可以由管道提供,该管道特别是与要冷却的辊的部分接触的管道。例如,吸热器的管道可以包括围绕辊的中心旋转轴线17C而提供的卷绕物(windings)。为简化图示,仅图16的上部示出冷却剂供应源,即第一冷却剂供应源1731和第二冷却剂供应源1732。然而,应理解,通常全部的圆柱形部分(例如图16中所示的第一部分1711、第二部分1712和第三部分1713)可以通过本文所述的相应冷却剂供应源来冷却。相应地,图16的上部图示也可应用于图16的下部。
如图16中示意性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第一冷却剂供应源1731包括第一冷却剂管道1741,并且第二冷却剂供应源1732包括第二冷却剂管道1742,第一冷却剂管道1741和第二冷却剂管道1742均连接到公共冷却剂流出管道1750。特别地,如图16中示例性所示,冷却剂流出管道沿着辊的中心旋转轴线17C的方向延伸。
示例性地参考图17,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,辊还包括用于冷却涂布滚筒17的第四部分1714和第五部分1715的第三冷却剂供应源1733。通常,第二部分1712设置在第一部分1711与第四部分1714之间。第三部分1713可以设置在第一部分1711与第五部分1715之间。通常,第四部分1714是涂布滚筒17的圆柱形主体171的第四圆柱形部分。相应地,通常第五部分1715是圆柱形主体171的第五圆柱形部分。
如图17中示意性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第三冷却剂供应源1733包括用于从涂布滚筒17的第四部分1714去除热量的第四吸热器1764。此外,通常第三冷却剂供应源1733包括用于从涂布滚筒17的第五部分1715去除热量的第五吸热器1765。类似地,如在图16中那样,为了简化图示,仅图17的下部示出第三冷却剂供应源。然而,应理解,图17的下部中所示的第三冷却剂供应源1733的图示通常也应用于图17的上部。
如图17中示例性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第三冷却剂供应源1733包括连接到冷却剂流出管道1750的第三冷却剂管道1743,冷却剂流出管道1750沿着涂布滚筒17的中心旋转轴线17C的方向延伸。特别地,如图17中示例性所示,第一冷却剂管道1741、第二冷却剂管道1742和第三冷却剂管道1743中的每一个都连接到公共冷却剂流出管道。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,第三冷却剂供应源1733被配置用于提供第三温度T3的第三冷却剂,第三温度T3不同于第一温度Tl和第二温度T2。特别地,第三温度T3可以低于第一温度T1。附加地或替代地,第三温度T3可以低于第二温度T2。
示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括预处理机60,预处理机60用于在将基板引导到处理腔室20中之前处理基板。特别地,预处理机60设置在卷绕腔室10中并且布置在供应辊11的下游并且在涂布滚筒17的上游。根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,预处理机60是等离子体处理装置。通常,等离子体处理装置包括连接到电源的等离子体源,电源用于向等离子体源提供电流。等离子体源被配置为产生等离子体。等离子体是一种离子化的气相物质,可包括总体维持电中性的离子、电子及中性原子和/或分子。除了等离子体与电子之间的边界区域外,等离子体包含相同数量的正电荷和负电荷。此外,等离子体中的带电粒子共同响应外部电磁场。
相应地,应理解,在用本文所述的等离子体预处理装置对基板进行表面处理时,等离子体中产生的高能粒子(例如离子和/或电子)与聚合物膜的表面(通常经由自由基化学过程)强烈地相互作用。总的来说,一般观察到等离子体对聚合物膜表面的四种主要影响。每种影响总是以某种程度存在,但是与其他影响相比可能偏好其中一种影响,这取决于基板、工艺气体、等离子体处理装置和工艺参数。
相应地,四个主要影响是:(a)表面清洁,即从基板表面去除有机污染物;(b)从基板表面消蚀或蚀刻材料,这可以去除弱的边界层并且增加表面积;(c)基板的靠近表面的聚合分子的交联或支化,这可增强基板表面的内聚力;和(d)基板表面化学结构的改性,这可发生在用等离子体处理装置对基板进行表面处理期间和将基板的经处理部分重新暴露于空气时,在将基板的经处理部分重新暴露于空气时残留的自由基可以与大气中的氧气或水蒸气反应。
此外,在聚合物膜的表面处理期间,等离子体中的电子和离子可以通过扩散或再结合而消失。为了维持稳定的等离子体,需要外部激发来产生更多的电子和离子,使得它们的产生率与损失率达到平衡。大多数等离子体产生方法依赖于给予电子足够的能量以将中性原子或分子分解为离子和电子。应用这样的等离子体产生方法的一些等离子体源是辉光放电、电晕放电、电容耦合放电、电感耦合放电和电子回旋共振(ECR)。应理解,等离子体对聚合物膜表面的影响主要可以通过改变各种工艺参数来控制,工艺参数诸如等离子体源压力、等离子体电源、工艺气体类型、工艺气体流量、处理持续时间(或处理速度)和等离子体距基板表面的距离。
特别地,可用于改善聚合基板的粘附特性的等离子体处理装置是电晕处理装置。电晕处理装置使用低温电晕放电等离子体来改变表面的特性。例如,电晕处理装置经设计以增加聚合基板的表面能,以允许改善涂层(诸如油墨和粘合剂)的粘附。结果,经过表面处理的基板表现出改善的印刷与粘附质量和层压强度。相应地,应理解,预处理机60可以是电晕处理装置。
相应地,提供如本文所述的预处理机可以有益于制备基板表面以用于要在基板表面上提供的后续涂层。特别地,可以通过使用如本文所述的预处理机来改善用于后续涂层的基板的粘附特性。
示例性地参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括用于在将基板从处理腔室20引导回到卷绕腔室10中之后处理基板、特别是处理基板上的涂层的后处理机70。特别地,后处理机70设置在卷绕腔室10中并且布置在涂布滚筒17的下游且在张力辊15的上游。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,后处理机70可被配置为使经涂布的基板经受氧化气氛,特别是在升高的温度下。在本公开内容中,“氧化气氛”可以理解为促进氧化反应的气氛,例如以改善沉积在基板上的层的化学计量成分(stoichiometry)。例如,氧化气氛可以包含大于20体积百分比的氧。通常,后处理机70包括气体供应源71,气体供应源71被配置为向经涂布的基板供应气体,特别是氧化气体(例如氧气)。此外,后处理机70可包括抽吸装置72,抽吸装置72被配置为抽吸过量的氧化气体,即未被用于使沉积在基板上的层氧化的氧化气体。抽吸装置72可相对于柔性基板而与气体供应源71相对地布置。相应地,气体供应源71所供应的气体可被提供至沉积在基板上的层,横越基板,并且被抽吸装置72吸入。
附加地或替代地,后处理机70可被配置用于对经涂布的基板进行退火,特别是用于对沉积在基板上的层进行退火。应理解,“经涂布的基板”包括本文所述的基板和沉积在基板上的如本文所述的蒸发材料的涂层。沉积材料的涂层也可称为层。后处理机70可以包括加热器73,加热器73被配置为升高以下项中至少一者的温度:所供应的氧化气体、沉积在基板上的层和基板。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,后处理机70包括等离子体源74。通常,等离子体源74被配置为在气体供应源71与柔性基板1之间产生等离子体。例如,等离子体源74可以是被配置为用电子束点燃等离子体的电子束装置。或者,等离子体源可以是中空阳极等离子体源。可采用等离子体源74来离子化和/或加热由气体供应源71供应的氧化气体,这可以有益于提高沉积在基板上的层的氧化速率。
示例性参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括层测量系统80。通常,层测量系统80布置在涂布滚筒17的下游。特别地,层测量系统80被配置用于评估设置在基板上的涂布层。更特定地,层测量系统80可以被配置为测量涂层厚度和/或涂层均匀性。通常,层测量系统80包括一个或多个测量探头。
例如,一个或多个测量探头可以包括一个或多个辐射源和一个或多个传感器/检测器,传感器/检测器被布置和配置为测量穿过经涂布基板的辐射透射。相应地,一个或多个辐射源可以布置在基板的经涂布侧(即基板的前侧)上,并且一个或多个传感器/检测器可以布置在相对侧(即基板的背侧)上。附加地或替代地,一个或多个辐射源和一个或多个传感器/检测器可以被布置和配置为测量来自经涂布基板的反射率。相应地,一个或多个辐射源和一个或多个传感器/检测器可以布置在基板的相同侧上,该相同侧通常是经涂布侧。例如,一个或多个辐射源可以是选自光源、伽马射线源、X射线源和短波长辐射源中的一个或多个。相应地,一个或多个传感器/检测器可以被布置和配置用于检测所采用的辐射源的相应辐射的反射率和/或透射。应理解,层测量系统80可以被配置为跨基板宽度进行多次测量,使得可以获得关于涂层厚度均匀性的信息。特别地,层测量系统80可以包括沿着跨基板宽度的线布置的多个测量探头。更特定地,这些测量探头可以布置在与坩埚相对于基板的位置一致的相对于基板的位置处。此外,可以在与坩埚之间的位置对应的位置处布置一个或多个测量探头,这可有益于基板弯曲的测量,特别是用于参考。
示例性参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括设置在卷绕腔室10中的枢转臂18。特别地,枢转臂18布置在张力辊15的下游并且在卷取辊12的上游。典型地,枢转臂18相对于卷取辊12可移动,如图1中的双向箭头所指示的。枢转臂18可包括一个或多个引导辊13。此外,枢转臂可包括伸展辊14。应理解,通常一个或多个引导辊13和/或伸展辊14被可旋转地安装到枢转臂18。枢转臂18有益地提供适应由于卷起的基板而增大的卷取辊的辊直径的可能性。特别地,有益地,卷取辊的外直径与枢转臂18的最后引导辊13之间的距离可以保持大体上恒定。此外,由卷取辊的外径与该最后引导辊13之间的距离提供的间隙可以通过光阻挡物(light barrier)来控制。相应地,可以自动控制枢转臂18的移动,以例如向上或向下移动,这取决于卷取辊12上卷起的基板的量。
如图1中示例性所示,处理腔室20容纳布置在涂布滚筒17下方的蒸发器30。蒸发器被配置用于蒸发要沉积在柔性基板上的材料。相应地,要沉积的材料是可以蒸发的材料。例如,可以通过蒸发来沉积的材料包括金属(例如铝、铜、银、锡等)、ZN/ZnS、陶瓷(例如AlOx等)、聚合物和其他适用于蒸发沉积的材料。
通常,蒸发器30包括坩埚布置35,坩埚布置35具有数量R个相邻行的坩埚350。通常,坩埚布置35布置在具有顶部主开口311的蒸发器箱31内部。图18和图19示出具有两行坩埚(即第一行R1坩埚和第二行R2坩埚350)的示例性实施方式。特别地,第一行R1坩埚和第二行R2坩埚350平行于彼此。此外,如图19中示例性所示,第二行R2坩埚相对于第一行R1坩埚在蒸发器的长度方向上偏移。更特定地,第二行R2的坩埚的中心布置成在蒸发器的宽度方向上具有第一偏移O1并且在蒸发器的长度方向上具有第二偏移O2,如图19中示例性指示的。
如图1中示例性所示,通常在蒸发器30与涂布滚筒17之间提供可移动挡板32。如图1中所示的可移动挡板32中的双向箭头所指示的,可移动挡板32可以移入和移出蒸发路径。蒸发路径是蒸发的材料从坩埚350到由涂布滚筒17引导的柔性基板的路径。
如图18中示例性所示,蒸发器箱31可包括用于打开和关闭蒸发器箱31的侧开口312的侧挡板33。侧开口可包括窗口。如图1中示意性所示,侧开口可用于将来自闪光仪(stroboscope)22的光照射到蒸发器箱31中。由此,操作者可在视觉上检查蒸发。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,蒸发器箱可包括冷却装置。特别地,蒸发器箱的冷却可以通过与蒸发器箱的壁接触的冷却管道来提供。例如,可以在蒸发器箱壁的内部提供冷却管道。应理解,在操作期间,可以将冷却剂(例如水)提供到冷却管道中。
通常,如图19中示意性所示,坩埚350中的每一个坩埚由单独的感应线圈36包围。单独的感应线圈单独地连接到电源系统40的单独电源41。相应地,可以感应地加热坩埚。换句话说,坩埚350是感应加热的坩埚。
示例性参考图19,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,蒸发器30包括电源40,用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流单独地提供到相邻的感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1。应理解,不同频率fN的最大数量Nf可以对应于蒸发器的坩埚数量。特别地,电源40通常包括连接到围绕单独坩埚350的单独感应线圈36的单独电源41。
相应地,通过提供如本文所述的用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流单独地提供到相邻感应线圈的电源40,可以减少或甚至消除诸如感应线圈之间的干扰和/或共振之类的不利影响。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,数量Nf的不同频率fN具有在5kHz≤fN≤100kHz的范围中的频率。提供给相邻感应线圈的频率相差Δf≥2kHz。更特定地,通常提供给相邻感应线圈的频率的差Δf选自2kHz≤Δf<50kHz的范围,特别是4kHz≤Δf≤25kHz的范围。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,选择数量Nf的不同频率fN以提供彼此不同的两个或更多个频率差。例如,可以选择数量Nf的不同频率fN以提供Δf1≥2kHz的第一频率差Δf1和第二频率差Δf2≥2kHz,第二频率差Δf2与第一频率差Δf1不同。例如,第一频率差Δf1可以选自2kHz≤Δf≤50kHz、特别是4kHz≤Δf1≤25kHz的范围。相应地,第二频率差Δf2可以选自2kHz≤Δf2≤50kHz、特别是4kHz≤Δf2≤25kHz的范围。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,数量Nf的不同频率fN包括第一频率f1、第二频率f2和第三频率f3。第一频率f1可以选自5kHz≤f1≤100kHz、特别是5kHz≤f1≤50kHz、更特别是10kHz≤f1≤20kHz的范围。第二频率f2可以选自5kHz≤f2≤100kHz、特别是10kHz≤f2≤50kHz、更特别是10kHz≤f2≤30kHz的范围。第三频率f3可以选自5kHz≤f3≤100kHz、特别是15kHz≤f2≤50kHz、更特别是20kHz≤f2≤40kHz的范围。应理解,第一频率f1、第二频率f2和第三频率f3被选择为彼此不同。此外,应理解,数量Nf的不同频率fN可以包括四个或更多个不同频率。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,关于以下项中的至少一项调制数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位和频率。特别地,提供闭环控制以用于调制数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率。数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率可以具有选自由正弦波形、直角波形或任何其他周期性波形构成的群组的至少一种波形。应理解,根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的一些实施方式,可以关于以下项中的至少一项调制数量Nf的不同频率fN中的三个或更多个频率:它们的幅度、相位和频率。特别地,可以关于以下项中的至少一项调制数量Nf的不同频率fN中的每一个频率:它们的幅度、相位和频率。
提供关于以下项中的至少一项而对数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率进行调制:它们的幅度、相位和频率,这有益于减少或甚至消除感应线圈之间的有害共振影响和/或有害干扰影响。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,数量Nf的不同频率fN由数量NOC的不同振荡电路提供,每个振荡电路具有电感器和电容器。不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同。通常,数量NOC的不同振荡电路对应于所提供的数量Nf的不同频率fN(NOC=Nf)。相应地,应理解,通过提供在相应电容器的电容方面不同的不同振荡电路,可以向围绕坩埚的感应线圈提供不同的频率fN。相应地,可以降低甚至消除感应线圈之间的有害共振影响和/或有害干扰影响的风险。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,相应电容器的电容在1μF≤CN≤50μF的范围中。特别地,可以选择电容以提供ΔC1≥2μF的第一电容差ΔC1和第二电容差ΔC2≥2μF。通常,第二电容差ΔC2不同于第一电容差ΔC1。特别地,第一电容差ΔC1可以选自范围2μF≤ΔC1≤50μF、特别是2μF≤ΔC1≤25μF。相应地,第二电容差ΔC2可以选自范围2μF≤ΔC2≤50μF,特别是2μF≤ΔC2≤25μF。
根据可以与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,数量NOC的不同振荡电路包括第一振荡电路411、第二振荡电路412和第三振荡电路413,第一振荡电路411具有带有1μF≤C1≤10μF的第一电容C1的第一电容器,第二振荡电路412具有带有3μF≤C2≤15μF的第二电容C2的第二电容器,第三振荡电路413具有带有10μF≤C2≤30μF的第三电容C3的第三电容器。此外,应理解,数量NOC的不同振荡电路可以包括四个或更多个不同的振荡电路。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的特定示例,蒸发器30包括坩埚布置35,坩埚布置35具有数量R个相邻行的坩埚350。坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独坩埚的感应线圈36。另外,蒸发器30包括电源40,电源40用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻的感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1。数量Nf的不同频率fN包括第一频率f1、第二频率f2和第三频率f3,第一频率f1选自第一范围5kHz≤f1≤20kHz,第二频率f2选自第二范围10kHz≤f2≤30kHz,第三频率f3选自第三范围15kHz≤f3≤50kHz。此外,应用以下项中的至少一项:关于以下项中的至少一项调制数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位或频率;和通过NOC个不同振荡电路提供数量Nf的不同频率fN,每个振荡电路具有电感器415和电容器414,其中不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同。
示例性参考图21中的方框图,描述根据本公开内容的实施方式的操作蒸发器的方法200。根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,该方法包括将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供(由图21中的方框210表示)到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1,并且其中R≥2。例如,通过数量NOC的不同振荡电路向相邻感应线圈提供数量Nf的不同频率fN的交变电流,每个振荡电路具有电感器和电容器,其中不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同,如本文所述。
此外,方法可以包括关于以下项中的至少一项调制(由图21中的方框220表示)数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位或频率。
示例性参考示出根据本文描述的实施方式的坩埚的详细示意性截面图的图22,描述蒸发器的另外的方面。根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,本文所述的坩埚布置的坩埚包括用于接收要蒸发的材料39的可更换罐353。可更换罐353也可以称为容器并且可以由石墨制成。通常,在操作期间,包含要蒸发的材料39的可更换罐353布置在接收部内,该接收部可包括内罐351和外罐352。接收部(特别是内罐351和外罐352)可以由陶瓷材料制成,陶瓷材料例如是AlOx
此外,如图22中示例性所示,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,可在接收部中提供周向绝缘件355。换句话说,当可更换罐353放置在接收部内时,提供周向绝缘件355以围绕可更换罐353。相应地,周向绝缘件355可以提供在可更换罐353与接收部的内罐351之间。例如,周向绝缘件355可以是碳纤维羊毛状物。如图22中示例性所示,可以在内罐351的底部与外罐352的底部之间提供分开的底板354。通常,内罐351包括用于接收底板354的接收部。底板354可以由陶瓷材料制成,陶瓷材料例如是AlOX
示例性参考图22,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,围绕坩埚提供感应线圈36。特别地,围绕用于可更换罐353的接收部提供感应线圈36。更特定地,可以围绕该接收部的外罐352提供感应线圈36。感应线圈36可以嵌入在感应线圈绝缘件361中。例如,感应线圈绝缘件361可以由玻璃纤维制成,特别是钢化玻璃纤维织物。此外,感应线圈36可以包括涂层。特别地,感应线圈的涂层可以由耐受高达250℃的温度并且耐受高达1500V的电压的材料制成。例如,感应线圈的涂层材料可以由环氧树脂/聚酯混合物制成,特别是热塑性塑料。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,坩埚350布置在脚板37的顶部上,如图22中示例性所示。通常,在脚板37与坩埚350之间提供脚板绝缘件371。更特定地,可以在外罐352的底部和感应线圈绝缘件361的底部中的至少一者与脚板37之间提供脚板绝缘件371。脚板绝缘件371可以由玻璃纤维、特别是钢化玻璃纤维织物制成。此外,如图1中示例性所示,可在脚板37与蒸发器箱的底部之间提供蒸发器箱承载板绝缘件314。蒸发器箱的底部也可称为蒸发器箱承载板313。
示例性参考图22,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,可在蒸发器的坩埚350上提供保护顶盖38。顶盖38被配置用于针对在蒸发器的坩埚350之间掉落的碎片提供防护。应理解,保护顶盖38包括开口,使得蒸发的材料可以离开坩埚。顶盖38可以由玻璃纤维、特别是玻璃纤维织物或羊毛状物制成。
鉴于本文描述的蒸发器的实施方式,应理解,与现有技术相比,提供改进的蒸发器。特别地,本文描述的热蒸发器配备有直立的一些感应加热坩埚。通常,坩埚被封闭在水冷防护罩中,水冷防护罩例如是包括本文描述的冷却装置的蒸发器箱。应注意,感应加热坩埚的数量与要涂布的柔性基板的宽度有关。此外,本文描述的蒸发器的实施方式有益地提供改变每个坩埚的蒸发速率并且将每个坩埚的蒸发速率与选定的涂布速率匹配的可能性。通常,在降压期间,经由升温功能(ramp function)加热蒸发器,以在坩埚中在材料储存器中熔化。在处理腔室降压至高真空后,开启热蒸发器。可以安装在操作台上的电源提供电力来加热各个坩埚,特别是将坩埚中的材料加热于熔点以上以进行蒸发。如本文所述,为了避免蒸发工艺期间过热,蒸发器区域和诸如涂布窗口的部件被水冷并且部分地覆盖有隔离材料。此外,如图19中示例性所示,坩埚通常布置成两个或更多个偏移的行,这有益于实现高的层厚度均匀性。换句话说,本文描述的坩埚布置的布局确保均匀的层厚度分布。换句话说,本文所描述的蒸发器的实施方式有益地提供增加的涂层均匀性、更快的熔化时间和改进的蒸发控制。
鉴于本文描述的实施方式,应理解,与现有技术相比,提供一种改进的用于涂布柔性基板的处理系统100。如图1中示例性所示,处理系统100包括容纳用于供应柔性基板1的供应辊11的卷绕腔室10。另外,处理系统100包括用于存储处理之后的柔性基板的卷取辊12。此外,提供用于沿着基板传输路径引导柔性基板的多个引导辊13。而且,处理系统100包括容纳蒸发器30的处理腔室20,蒸发器30用于蒸发要沉积在柔性基板1上的材料。根据本文描述的蒸发器的任何实施方式来配置蒸发器30。如图1中所示,处理系统100包括用于引导柔性基板1经过蒸发器30的涂布滚筒17。应理解,可以根据本文所描述的涂布滚筒的任何实施方式来配置涂布滚筒17。此外,卷绕腔室10可以包括卷绕腔室冷阱19。类似地,处理腔室20可以包括处理腔室冷阱21。提供一个或多个冷阱可有益于降低相应腔室内部的湿度,这可有益于提高处理质量。
示例性参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统包括真空系统50。真空系统50可被配置为抽空卷绕腔室10和处理腔室。或者,两个分开的真空系统(未明确示出)例如是用于抽空卷绕腔室10的第一真空系统和用于抽空处理腔室20的第二真空系统。
本文所使用的用语“真空”可以理解为具有小于例如10mbar的真空压力的技术真空。通常,本文所述的真空腔室中的压力可以在10-5mbar与约10-8mbar之间,更典型地在10- 5mbar与10-7mbar之间,甚至更典型地在约10-6mbar与约10-7mbar之间。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,真空系统50被配置用于在卷绕腔室10中提供具有第一真空压力p1的第一真空并且在处理腔室20中提供具有第二真空压力p2的第二真空。通常,第二真空压力p2比第一真空压力p1低两个数量级。例如,第一真空压力p1可以在10-2mbar范围中而第二真空压力p2可以在10-4mbar范围中。
通常,真空系统50包括多个频率受控的大型罗茨泵和多个高效扩散泵。此外,通常真空系统50被配置为对于每个腔室提供单独的泵设定,例如在卷绕腔室10中的第一真空压力p1和在处理腔室20中的第二真空压力p2
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,卷绕腔室10通过一个或多个充气密封件与处理腔室20分开。一个或多个充气密封件也可称为气动密封件。例如,可以在对卷绕腔室和处理腔室抽气期间,在环境压力下使一个或多个充气密封件充气。应理解,通常在卷绕腔室与处理腔室的壁之间的界面处提供一个或多个充气密封件。换句话说,一个或多个充气密封件被布置和配置用于在卷绕腔室与处理腔室之间提供气密密封。
尽管图1示出根据本公开内容的处理系统100的特定实施方式,但是应注意,本申请应涵盖本文所描述的实施方式和部件配置的所有组合。相应地,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括以下部件中的一个或多个:根据本文描述的任何实施方式的供应辊11;根据本文描述的任何实施方式的卷取辊12;根据本文描述的任何实施方式的多个引导辊;根据本文描述的任何实施方式的一个或多个伸展辊14;根据本文描述的任何实施方式的一个或多个张力辊15;根据本文描述的任何实施方式的一个或多个轧辊16;根据本文描述的任何实施方式的涂布滚筒17;根据本文描述的任何实施方式的枢转臂18;根据本文描述的任何实施方式的卷绕腔室冷阱19;根据本文描述的任何实施方式的处理腔室冷阱21;根据本文描述的任何实施方式的闪光仪22;根据本文描述的任何实施方式的蒸发器30;根据本文描述的任何实施方式的电源40;根据本文描述的任何实施方式的真空系统50;根据本文描述的任何实施方式的预处理机60;根据本文描述的任何实施方式的后处理机70;根据本文描述的任何实施方式的层测量系统80;和根据本文描述的任何实施方式的控制器90。
示例性参考图1,根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,处理系统100包括控制器90,用于控制本文所描述的处理系统100的部件。通常,控制器90包括用户界面,诸如控制面板和监视器91,特别是触摸屏,如图1中示意性所示。
在本公开内容中,本文所使用的用语“控制”可以广义地理解,并且可以包括用于适配基板上陶瓷层的厚度的操作。用语“控制”可以涵盖诸如测量、评定、调整、适配、均衡、均匀化、监测、监视、比较、校正和类似用语的用语。
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式,控制器被配置用于控制柔性基板的传输速度,特别是经由本文所描述的主动辊来控制。特别地,控制器90被配置用于控制供应辊11的驱动和/或涂布滚筒17的驱动和/或伸展辊的驱动(特别是安装到本文所描述的枢转臂18的伸展辊的驱动)和/或卷取辊12的驱动。另外,控制器90可被配置为控制根据本文描述的实施方式的用于涂布滚筒17的冷却气体供应源1710、用于涂布滚筒17的电位施加装置1720和用于涂布滚筒17的冷却剂供应源1730中的至少一个。
此外,控制器90可以被配置为致动耦接到轧辊16的致动器161,如本文所述。控制器90可以被配置用于控制本文所描述的预处理机60。特别地,可以由控制器90控制连接到预处理机的等离子体源的电源。此外,控制器90可以被配置为打开和关闭本文所描述的在蒸发器30与涂布滚筒17之间提供的挡板32。通常,控制器90被配置用于控制蒸发器30,特别是包括本文所描述的多个单独电源41的电源系统40。控制器90可以被配置用于控制本文所描述的后处理机70,特别是本文所描述的气体供应源71、抽吸装置72、加热器73和等离子体源74中的至少一个。此外,控制器90可以被配置用于控制层测量系统80,特别是本文所描述的层测量系统80的一个或多个测量探头。控制器90可以被配置为控制本文所描述的张力辊15的冷却。此外,控制器90可以被配置为移动本文所描述的枢转臂18。此外,控制器可以被配置为控制卷绕腔室冷阱19和处理腔室冷阱21中的至少一个的冷却。再者,控制器90可被配置用于控制本文所描述的真空系统50。
鉴于本文所描述的实施方式,应理解,可以提供涂布柔性基板的方法。特别地,该方法包括使用根据本文所述任何实施方式的蒸发器30。此外,该方法可包括采用操作根据本文所述任何实施方式的蒸发器的方法200。应理解,可以通过使用根据本文所述任何实施方式的处理系统100来执行涂布柔性基板的方法。
相应地,鉴于本文所述的实施方式,应理解,与现有技术相比,提供改进的蒸发器、改进的处理系统和因此改进的方法。特别地,本公开内容的实施方式有益地提供通过使用蒸发工艺以各种各样的材料涂布各种各样的柔性基板的可能性。所采用的本文描述的蒸发工艺是高度经济且通用的。此外,本文所述的实施方式有益地提供产生基本上无针孔的涂层的可能性。另外,应注意,与现有技术相比,蒸发器的实施方式有益地提供在更高温度下运行的可能性。相应地,本文所描述的蒸发器的实施方式有益地提供增加的涂层均匀性、更快的熔化时间和改进的蒸发控制。
虽然前述内容针对实施方式,但在不背离基本范围的情况下可设计其他及进一步的实施方式,并且范围由随附的权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种蒸发器(30),包含:
坩埚布置(35),所述坩埚布置(35)具有数量R个相邻行的坩埚(350),所述坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独的坩埚的感应线圈(36);和
电源(40),所述电源(40)用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1。
2.如权利要求1所述的蒸发器(30),其中所述数量Nf的不同频率fN具有在5kHz≤fN≤100kHz的范围中的频率,并且其中提供到相邻感应线圈的所述频率相差Δf≥2kHz。
3.如权利要求1所述的蒸发器(30),其中所述数量Nf的不同频率fN具有在5kHz≤fN≤100kHz的范围中的频率并且经选择以提供Δf1≥2kHz的第一频率差Δf1和第二频率差Δf2≥2kHz,所述第二频率差Δf2与所述第一频率差Δf1不同。
4.如权利要求1所述的蒸发器(30),其中所述数量Nf的不同频率fN包含第一频率f1、第二频率f2和第三频率f3,其中所述第一频率f1是5kHz≤f1≤20kHz,其中所述第二频率f2是10kHz≤f2≤30kHz,并且其中所述第三频率f3是15kHz≤f3≤50kHz。
5.如权利要求1至4中任一项所述的蒸发器(30),其中关于以下项中的至少一项调制所述数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位和频率。
6.如权利要求5所述的蒸发器(30),其中提供闭环控制以用于调制所述数量Nf的不同频率fN中的所述至少两个频率。
7.如权利要求6所述的蒸发器(30),其中所述数量Nf的不同频率fN中的所述至少两个频率至少具有选自由以下项构成的群组的至少一种波形:正弦波形、直角波形或任何其他周期性波形。
8.如权利要求1至4中任一项所述的蒸发器(30),其中所述数量Nf的不同频率fN由数量NOC的不同振荡电路提供,每个振荡电路具有电感器和电容器,其中所述不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同。
9.如权利要求8所述的蒸发器(30),其中所述相应电容器的所述电容在1μF≤CN≤50μF的范围中,并且经选择以提供ΔC1≥2μF的第一电容差ΔC1和第二电容差ΔC2≥2μF,所述第二电容差ΔC2不同于所述第一电容差ΔC1
10.如权利要求8所述的蒸发器(30),其中所述数量NOC的不同振荡电路包括第一振荡电路、第二振荡电路和第三振荡电路,所述第一振荡电路具有带有1μF≤C1≤10μF的第一电容C1的第一电容器,所述第二振荡电路具有带有3μF≤C2≤15μF的第二电容C2的第二电容器,所述第三振荡电路具有带有10μF≤C2≤30μF的第三电容C3的第三电容器。
11.一种蒸发器(30),包含:
坩埚布置(35),所述坩埚布置(35)具有数量R个相邻行的坩埚(350),所述坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独的坩埚的感应线圈(36);和
电源(40),所述电源(40)用于将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1,
其中所述数量Nf的不同频率fN包含第一频率f1、第二频率f2和第三频率f3,所述第一频率f1选自第一范围5kHz≤f1≤20kHz,所述第二频率f2选自第二范围10kHz≤f2≤30kHz,所述第三频率f3选自第三范围15kHz≤f3≤50kHz,并且
其中应用以下项中的至少一项:
关于以下项中的至少一项调制所述数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位或频率;和
所述数量Nf的不同频率fN由NOC个不同振荡电路提供,每个振荡电路具有电感器和电容器,其中所述不同振荡电路的相应电容器的电容CN彼此不同。
12.如权利要求11所述的蒸发器,其中所述感应线圈(36)包含环氧树脂/聚酯混合物的涂层。
13.如权利要求11或12所述的蒸发器,其中所述感应线圈(36)嵌入在玻璃纤维材料的感应线圈绝缘件(361)中。
14.一种操作蒸发器的方法(200),所述蒸发器具有坩埚布置,所述坩埚布置具有数量R个相邻行的坩埚,所述坩埚中的每一个坩埚具有围绕单独的坩埚的感应加热线圈,所述方法包含:
将数量Nf的不同频率fN的交变电流分别地提供到相邻感应线圈,其中Nf=3或Nf=R+1,并且其中R≥2。
15.如权利要求14所述的方法,进一步包含:关于以下项中的至少一项调制所述数量Nf的不同频率fN中的至少两个频率:它们的幅度、相位或频率。
16.如权利要求14或15所述的方法,其中所述蒸发器是如权利要求1至13中任一项所述的蒸发器。
17.一种用于涂布柔性基板(1)的处理系统(100),包含:
卷绕腔室(10),所述卷绕腔室(10)容纳用于供应所述柔性基板(1)的供应辊(11)、用于存储处理之后的所述柔性基板的卷取辊(12)和用于沿着基板传输路径引导所述柔性基板的多个引导辊(13);
处理腔室(20),所述处理腔室(20)容纳蒸发器(30),所述蒸发器(30)用于蒸发要沉积在所述柔性基板(1)上的材料;和
涂布滚筒(17),所述涂布滚筒(17)用于引导所述柔性基板(1)经过所述蒸发器(30),所述蒸发器是如权利要求1至13中任一项所述的蒸发器。
18.如权利要求17所述的处理系统(100),进一步包含真空系统(50),所述真空系统(50)被配置用于在所述卷绕腔室(10)中提供具有第一真空压力p1的第一真空并且在所述处理腔室(20)中提供具有第二真空压力p2的第二真空,所述第二真空压力p2比所述第一真空压力p1低两个数量级。
19.如权利要求17或18所述的处理系统,进一步包含以下项中的至少一项:
-伸展辊(14),所述伸展辊(14)用于在所述柔性基板(1)的宽度方向上提供限定的张力;
-张力辊(15),所述张力辊(15)用于增大所述柔性基板(1)的所述张力;
-轧辊(16),所述轧辊(16)被配置用于将所述柔性基板(1)按压在所述供应辊(11)上所存储的基板上;
-枢转臂(18),所述枢转臂(18)相对于所述卷取辊(12)可移动;
-卷绕腔室冷阱(19),所述卷绕腔室冷阱(19)用于降低所述卷绕腔室(10)内部的湿度;
-处理腔室冷阱(21),所述处理腔室冷阱(21)用于降低所述处理腔室(20)内部的湿度;
-闪光仪(22),所述闪光仪(22)用于观察蒸发的材料;
-预处理机(60),所述预处理机(60)用于在将所述基板引导到所述处理腔室(20)中之前处理所述基板;
-后处理机(70),所述后处理机(70)用于在将所述基板从所述处理腔室(20)引导回到所述卷绕腔室(10)中之后处理所述基板、特别是处理设置在所述基板上的涂层;
-层测量系统(80),所述层测量系统(80)被配置用于评估设置在所述基板上的涂布层;和
-控制器(90),所述控制器(90)用于控制所述处理系统的工艺参数。
20.一种涂布柔性基板的方法,所述方法包含使用以下项中的至少一项:如权利要求1至13中任一项所述的蒸发器、如权利要求14至16中任一项所述的操作蒸发器的方法和如权利要求17至19中任一项所述的处理系统。
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