槽模涂布方法及设备技术

一种用于在基底(1)上制造带图案的涂层(3)的槽模涂布设备，包括基底载体(6)、涂布装置、传感器装置(70)和控制器(80)。基底载体(6)被布置在用于设置所述基底(1)的支架上。所述涂布装置包括能够通过电动机(52，56)相对于彼此相互移动的头侧单元和支撑侧单元(50，55；52)。所述头侧单元包括平移器部件(52)和槽模涂布头(2)。所述支撑侧单元(55)包括所述电动机的定子部件(56)。控制器(80)控制所述电动机(52)以将槽模涂布头定位在期望的距离(Ds)处。所述支撑侧单元(55)具有至少等于所述头侧单元(50)的质量的质量，并且所述支撑侧单元(55)被柔性地联接到所述支架(60)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于在基底上制造带图案的涂层的槽模涂布方法及设备。
技术介绍
有机涂层作为液体溶液通常被涂覆于基底，例如用于制造有机发光二极管(OLED)或有机太阳能电池(OPV)装置。对于许多应用，例如光敏层和/或发光层的制造，可能希望在基底上提供一个或多个均匀涂层，即具有均匀的层厚度。用于制造均匀涂层的一种技术可被称为“槽模涂布(slot-die coating)”。该技术通常包括提供布置在基底表面上方的槽模涂布头。该槽模涂布头包括形成狭缝的出流(outf low)孔口，该狭缝在基底表面上方沿狭缝方向布置。例如由涂布流体供应部供应的涂布流体通过出流孔口流到基底表面上。出流孔口和基底表面之间的相对移动沿涂布方向受控。涂布方向通常横向于狭缝方向，即具有垂直于狭缝方向的垂直分量。以此方式，可沿狭缝的宽度在基底表面上制造均匀的层。除具有均匀涂层之外，还可能期望在基底表面上提供涂布图案，例如，其中带图案的涂布包括在基底表面上由未涂布区域分开的涂布区域。例如，对于光敏层和/或发光层的制造，可能希望在基底上提供分开的敏感区域(active areas)，例如用于建造光电池阵列。已知许多不同的用于提供带图案的涂层的方法，例如，诸如喷墨印刷、旋转丝网印刷、凹版印刷、平版印刷、柔版印刷的印刷或印迹技术。遗憾的是，在实践中，这些工艺不总是提供所期望的涂层均勾性和/或大规模生产的适合性(例如在卷对卷(roll-to-roll)工艺中)。因此，使用可与槽模涂布工序结合的构图技术可能是有利的。用于通过槽模涂布制造带图案的涂层的第一选择可被称为“现场构图(in-situpatterning)”或“主动构图(active patterning)”，其中槽模涂布头被主动地用于在基底的特定区域上选择性地涂覆涂层。在一个示例中，从槽模涂布头到基底表面上的涂布流体被控制为间歇传送，例如通过开关槽模涂布头和涂布流体供应部之间的阀和/或选择性地将槽模涂布头从基底移开。以此方式，涂布区域可被提供具有横向于涂布方向的界线。遗憾的是，发现供应部的间歇开关和/或移开以及涂布头的再涂覆可能带来边缘效应，其中例如由于涂布材料在涂布头上的累积，涂布不再均匀。例如，US7041336和US5536313描述了边缘效应带来的问题，并且提出对喷嘴进行适应性改变以在流动被中断时更好地控制流出喷嘴的流速。不利的是，这可能导致复杂的喷嘴设计。考虑可既具有均匀的首部涂布边缘又具有均匀的尾部涂布边缘的替代的方法是动态控制涂布头和基底之间的距离。其中，涂布头向靠近基底的第一位置移动以在待形成图案的首部边缘处开始涂布工序。为在图案的尾部边缘处中断涂布工序，涂布头向进一步远离基底的第二位置移动。根据基底将被涂布的液体的特性，第一位置通常选择在5-250微米范围内。在首部边缘和尾部边缘之间的涂布工序中，涂布头应保持靠近(例如以大约I微米的公差)第一位置。另外，涂布头的定位应以较高速度执行。例如，涂布头应在25ms内移过4mm的距离。实践中发现，这些要求的组合难于实现。涂布头的快速移动趋于在涂布装置中引起振动，这导致涂布头和基底之间的距离的较大的暂时变化。这导致涂覆的涂层的非均匀性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种改进的槽模涂布设备。本专利技术的另一目的是提供一种改进的槽模涂布方法。根据本专利技术的第一方面，提供如权利要求1中所要求保护的槽模涂布设备。根据本专利技术的第二方面，提供如权利要求13中所要求保护的槽模涂布方法。在根据本专利技术的槽模涂布方法和设备中，至少一个支撑侧单元具有至少等于至少一个头侧单元的质量的质量，并且所述至少一个支撑侧单元被柔性地联接到支架。如果所述设备具有多于一个的支撑侧单元和/或多于一个的头侧单元，则所述支撑侧单元的总质量至少等于所述支撑侧单元的总质量。以此方式，使得能够在涂布头的靠近基底的有效位置和远离基底的无效位置之间迅速移动涂布头，同时在包括基底载体的环境中大幅减轻振动。于是，涂布头和基底载体之间的距离也可被精确而迅速地控制。【附图说明】参照附图更详细地描述这些以及其它方面，附图中:图1示出根据本专利技术的第一方面的槽模涂布设备的第一实施例；图2示出根据本专利技术的第一方面的槽模涂布设备的第二实施例；图3A-3D分别将根据本专利技术的第一方面的槽模涂布设备的第三实施例以俯视图、正视图、分解图和透视图不出；图4示出用于根据本专利技术的第一方面的槽模涂布设备的各个实施例中的更多细节部分；图5更详细地示出用于根据本专利技术的第一方面的槽模涂布设备的第三实施例中的控制系统；图6更详细地示出图5的控制系统的一部分。【具体实施方式】除非另作说明，各附图中相同的附图标记表示相同的部件。除非另作限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员在阅读说明书和附图的上下文时所通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用辞典中定义的那些词语的术语应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不按照理想化或者过于正规的观念来解释，除非在此明确这样定义。在一些示例中，已知设备和方法的详细说明可能被省去，以免使本系统和方法的说明不清楚。用于描述特定实施例的术语不旨在限定本专利技术。如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意欲也包括复数形式，除非上下文明确另外说明。术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或多个的任何和所有组合。还将理解，术语“包括”和/或“包含”指出所述特征的存在，但不排除一个或多个其它特征的存在或附加。在此提到的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献均通过引用整体并入。在有冲突的情况下，包括定义的本说明书将限制。如在此所使用的，术语“基底”具有其在材料科学中的通常含义，即为包括在其上进行加工(在本案中是层沉积)的表面的物体。在通常的半导体制造工艺中，基底可以是硅片。在柔性电子产品的生产中，基底通常包括箔。术语“箔”是指包括一层或多层材料的片。优选地，箔是柔性的，使得其可被用于卷对卷(R2R)或卷对片(roll to sheet) (R2S)制造工艺中。为此目的，如果箔可被以超过50cm或例如12cm的更小的曲率半径卷或弯曲而没有损失其基本功能，例如电子功能，那么其可被认为是柔性的。替代地，或者结合，如果箔具有小于500Pa.m3的抗弯刚度，那么其可被认为是柔性的。如在此所使用的，基底载体包括能够承载和/或运送基底的结构。例如，在R2R工艺中，基底载体可包括一个或多个被布置用于供应和移动基底从而使经过了一个或多个沉积头(即，在本案中为槽模涂布头)的基底表面通过的辊。基底载体和/或槽模涂布头通常被包括在槽模涂布设备中，槽模涂布设备可包括更多部件，例如涂布流体供应或贮存部，其被布置用于向槽模涂布头供应涂布流体以从涂布头的出流孔口提供连续的或半连续的涂布流体流。如在此所使用的，术语“涂布”用于表示涂覆材料层的工艺。术语“涂层”表示覆盖基底或中间层的一部分的材料层。对于在此描述的涂层典型的是，其最初可作为流体或液体被涂覆以例如由表面能量差异驱动而在沉积后允许一定程度的涂布自组(s e I f -assembly)或迀移。在涂层获得期望的图案后，该涂层可例如通过固化和/或干燥被硬化。下面参考示出本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基底(1)上制造带图案的涂层(3)的槽模涂布设备，该设备包括：布置在支架上的基底载体(6)，该基底载体(6)被布置为用于提供包括基底表面(1s)的所述基底(1)；涂布装置，该涂布装置包括能够通过至少一个电动机(52，56；56A)相对于彼此相互移动的至少一个头侧单元(50)和至少一个支撑侧单元(55)，所述头侧单元包括所述至少一个电动机的平移器部件(52)和槽模涂布头(2)，所述槽模涂布头(2)包括出流孔口(2a)，涂布流体(3f)从所述出流孔口(2a)流出，其中所述出流孔口(2a)形成狭缝，所述狭缝在使用中沿狭缝方向(y)布置在所述基底表面(1s)的上方，所述至少一个支撑侧单元(55；55A)包括所述至少一个电动机的定子部件(56；56A)；传感器装置(70)，该传感器装置(70)用于沿着横向于所述狭缝方向(y)的平移方向(x)测量所述出流孔口(2a)和所述基底载体的表面或基底表面之间的距离(D)，并用于提供表示所述距离(D)的测量值的感测信号(Dm)；控制器(80)，该控制器(80)用于根据表示所述距离的期望值(Ds)的输入信号(Ds)控制所述至少一个电动机(52,56；56A)，以将所述槽模涂布头定位在具有所述期望值(Ds)的距离处，其中所述至少一个支撑侧单元(55)具有至少等于所述至少一个头侧单元(50)的质量的质量，并且所述至少一个支撑侧单元(55)被柔性地联接到所述支架(60)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊凯·格克·德·弗里斯，马尔滕·范·兰特，耶罗·安东纽斯·斯梅尔廷克，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL