用于加工oled装置的方法_5

文档序号:9423001阅读:来源:国知局
合,如上文实施例2c,2d,2e,3曰,3b,4b,4c,4d,4e所示例化的表面改性层 30 (包括材料和结合表面热处理),可用来在载体10和薄片材20之间提供结合区域40。
[0117] 与区域50中受控的结合相反,在区域50中可存在非结合区域,其中非结合区域 可为如US'727所述的有增加的表面粗糖度的区域,或可通过如实施例2a所示例化的表 面改性层来提供。 阳1化]用于制备由子装晉
[0119] 本文所述的受控的结合的第五种应用是用于制备玻璃制品-包括具有载体和结 合到该载体的薄片材-它们进而可用来制备电子装置,例如TFT、OLED(包含有机发光材 料)、PV装置、触摸传感器和显示器。可使用例如如上所述的可再次利用的载体。或者,可 使用例如如上所述的具有结合区域和受控的结合区域的玻璃制品。
[0120] 无论如何,目前设计用于较厚的片材的电子装置加工设备可用于加工玻璃制品, 从而把电子装置组件或电子装置的零件设置到制品的片材上。电子装置组件应用通过如 上所述的受控的结合设置在结合到载体的薄片材的一个或更多个部分上,由此甚至在加工 到制备电子装置所需的溫度之后,该薄片材仍然可与载体分离。例如,装置加工可包括在 > 400°C,> 500°C,> 600°C,或最高达650°C的溫度下加工。如上所述,可选择合适的 表面改性层,从而甚至在加工到运种溫度之后,仍然可W在至少不损坏薄片材和优选地不 损坏薄片材和载体的情况下,从载体去除薄片材。可为此W任意数目的步骤来设置任意数 目的电子装置组件,直到完成电子装置或达到合适的中间阶段。可在电子装置加工之前组 装该制品,或者可进行组装作为电子装置制造过程的一部分。 阳121] 装置加工可包括在整个装置加工过程中保持制品完整,或可包括在加工中在一个 或多个点切割制品。例如,装置加工可包括在制品上形成一电子装置组件,然后将制品切割 成两个或更多个部分用W随后进行进一步加工,即将其它的电子装置组件设置到片材上或 者设置到在之前步骤中于片材上设置的已经存在的电子装置组件上。可进行切割步骤,从 而制品的各部分包括一部分的仍然结合到载体的薄片材,或者只有切割部分的子集包括运 种设置。在任意被切割的部分之内,在那个部分中的薄片材的整个区域可仍然结合到在那 个部分中的载体的整个区域。
[0122] 在到达完成或中间阶段的装置加工之后,可从载体取下装置和上面设置该装置的 那部分薄片材。可整体地取下薄片材,或者可将薄片材的一部分与其余部分分离并将该部 分从载体取下。可整体地从制品进行运种取下,或者可从该制品切割的一个或多个部分进 行运种取下。 阳123] 脱气
[0124]用于典型晶片结合应用的聚合物粘合剂通常是10-100微米厚,且在等于或接近 其溫度极限时损失约5%的质量。对于从厚聚合物膜逸出的运些材料,容易通过质谱来对 质量损失或或脱气的量进行定量。另一方面,测量来自IOnm厚或更小量级的薄表面处理的 脱气,例如如上所述的等离子体聚合物或自组装的单层表面改性层,W及测量用于热解娃 油(siliconeoil)薄层的脱气,是更具挑战的。对于运些材料,质谱不够灵敏。但是,存 在多种其它方式来测量脱气。
[0125]测量少量脱气的第一方式基于表面能测量,且将参考图7进行描述。为了实施该 测试,可使用如图7所示的装置。第一基材或载体900的上面具有待测试的表面改性层,且 呈现表面902,目P,组成和厚度对应于待测试的表面改性层30的表面改性层。设置第二基 材或覆盖片材910,从而它的表面912非常靠近载体900的表面902但不与之接触。表面 912是未涂覆的表面,目P,用来制备覆盖片材的裸露材料的表面。在载体900和覆盖片材 910的不同点之间设置间隔件920,使它们相互间隔。间隔件920应厚到足W分离覆盖片材 910和载体900来允许材料在它们之间相互移动,但足够薄从而在测试时最小化来自腔室 气氛的在表面902和912上的污染的量。载体900,间隔件920,和覆盖片材910 -起形成 制品901。
[01%] 组装测试制品901之前,测量裸露表面912的表面能,也测量表面902 (即上面提 供表面改性层的载体900的表面)的表面能。表面能如图8所示,该表面能同时包括极性 分量和色散分量,通过拟合由S.吴仅Wu) (1971)开发的针对与S种测试液体即水、二舰甲 烧和十六烧的S种接触角的理论模型来测量表面能。(参考文献:S.吴仅Wu),J.化Iym. SciC, :34, 19, 1971)。
[0127] 组装之后,将该测试制品901放入加热腔室930,并通过时间-溫度循环加热。加 热在大气压压力和流动的N2气流下实施,目P,W2标准升/分钟的速率沿着箭头940的 方向流动。
[0128] 在加热循环中,表面902的变化(包括例如因蒸发、热解、分解、聚合、与载体的反 应和去润湿对表面改性层造成的变化)通过表面902的表面能变化来证实。表面902的表 面能变化本身不必然意味着表面改性层发生脱气,但的确表明材料在该溫度下的总体不稳 定性,因为它的特征因为例如如上所述的机理而发生变化。因此,表面902的表面能变化越 小,表面改性层越稳定。另一方面,因为表面912非常接近表面902,从表面902脱气的任 意材料将在表面912上累积,并改变表面912的表面能。因此,表面912的表面能变化是 表面902上表面改性层的脱气的代表(proxy)。
[0129] 因此,用于脱气的一种测试使用覆盖表面912的表面能变化。具体来说,如果表面 912的表面能变化> 10mJ/m2,则存在脱气。运种量值的表面能变化与下述污染一致,该污 染可导致损失膜粘附或使材料性质和装置性能下降。表面能变化《5mJ/m2接近表面能测 量的可重复性和表面能的不均匀性。运么小的变化与最小脱气一致。 阳130]在得到图8中所示结果的测试之中,载体900,覆盖片材910,和间隔件920,由EagleXG玻璃制成,它是一种不含碱的棚侣娃酸盐玻璃显示器级别玻璃,可从纽约康宁的 康宁有限公司(CorningInco巧orated)购买,但并非必然如此。载体900和覆盖片材910 是150mm直径和0.63mm厚。通常,载体910和覆盖片材920分别由与载体10和薄片材20 相同的材料制成,需要对其进行脱气测试。在该测试中,娃间隔件是0.63mm厚,2mm宽,和 8cm长,由此在表面902和912之间形成0. 63mm的间隙。在该测试中,将腔室930结合进 入MPT-RTP600S快速热加工设备,其W9. 2°C/分钟的速率从室溫循环到测试极限溫度,在 测试极限溫度下保持不同的时间(如图表中作为"退火时间"所示),随后W炉速率冷却到 200°C。把炉子冷却到200°C之后,移出测试制品,在测试制品冷却到室溫之后,再次测量 各表面902和912的表面能。因此,将到极限溫度450°C测试的用于覆盖片材表面能变化 的数据(即用于材料#1的线1003)作为示例,如下所述收集数据。在0分钟处的数据点 显示75mJ/m2(毫焦耳/平方米)的表面能,是裸玻璃的表面能,即还没有进行时间-溫 度循环。在1分钟处的数据点显示在实施如下所述的时间-溫度循环之后所测的表面能: 在室溫和大气压压力下,将制品901 (在载体900上具有用作表面改性层的材料#1,从而提 供表面902)放入加热腔室930 ;W9. 2°C/分钟的速率,将腔室加热到450°C的测试-极限 溫度,且有W2标准升/分钟流动的N2气体,和在450°C的测试-极限溫度下保持1分 钟;使腔室WTC/分钟的速率冷却到300°C,并随后从腔室930移出制品901 ;然后使制品 冷却到室溫(没有N2流动气氛);然后测量表面912的表面能,并作图为曲线1003上1分 钟的点。然后,使用类似的方式测定用于材料#1(线1003, 1004)的其余数据点,W及用 于材料 #2 (线 1203, 1204),材料 #3 (线 1303, 1304),材料 #4 (线 1403, 1404),材料 #5 (线 1503,1504),和材料#6(线1603,和1604)的数据点,且退火时间的分钟数等于在测试-极 限溫度(450°C,或600°C,视情况而定)下的保持时间。按照类似的方式,测定用于线100 1,1002, 1201,1202, 1301,1302, 1401,1402, 1501,1502, 1601,和 1602 的数据点,其表示用 于相应的表面改性层材料(材料#1-6)的表面902表面能,但在各时间-溫度循环之后测 量表面902的表面能。 阳131] 对如下所述的6种不同材料实施上述的组装过程和时间-溫度循环,结果见图8 的图表。在运6种材料中,材料#1-4对应于如上所述的表面改性层材料。材料#5和#6 是比较例。
[0132]材料#1是CHF3-CF4等离子体聚合的含氣聚合物。该材料与上文的实施例3b中 的表面改性层一致。如图8所示,线1001和1002表明载体的表面能没有发生显著变化。 因此,该材料在450°C-600°C的溫度下非常稳定。此外,如线1003和1004所示,覆盖片 材的表面能也没有发生显著变化,即变化《5mJ/m2。因此,从450°C到600°C,不存在与该 材料相关的脱气。 阳133] 材料#2是苯基硅烷,且是从苯基=乙氧基硅烷的1%甲苯溶液沉积的自组装单层 (SAM),并于19(TC下在真空烘箱中固化30分钟。该材料与上文的实施例4c中的表面改性 层一致。如图8所示,线1201和1202显示载体上的表面能发生一些变化。如上所述,运 显示表面改性层发生一些变化,且相比较而言,材料#2比材料#1略微更不稳定。但是, 如线1203和1204所示,载体的表面能变化《5mJ/m2,表明表面改性层的变化没有导致脱 气。
[0134] 材料#3是五氣苯基硅烷,且是从五氣苯基=乙氧基硅烷的1%甲苯溶液沉积的 SAM,并于19(TC下在真空烘箱中固化30分钟。该材料与上文的实施例4e中的表面改性层 一致。如图8所示,线1301和1302显示载体上的表面能发生一些变化。如上所述,运显示 表面改性层发生一些变化,且相比较而言,材料#3比材料#1略微更不稳定。但是,如线 1303和1304所示,载体的表面能变化《5mJ/m2,表明表面改性层的变化没有导致脱气。
[0135] 材料#4是于140°C下在YESHMDS烘箱中从蒸气沉积的六甲基二氮硅烷(HMD巧。 该材料与上文的实施例化和表2中的表面改性层一致。如图8所示,线1401和1402显 示载体上的表面能发生一些变化。如上所述,运显示表面改性层发生一些变化,且相比较 而言,材料#4比材料#1略微更不稳定。此外,用于材料#4的载体的表面能变化大于用于 材料#2和#3的载体的表面能变化,运表明相比较而言材料#4略微比材料#2和#3更不稳 定。但是,如线1403和1404所示,载体的表面能变化《5mJ/m2,表明表面改性层的变化 没有导致影响覆盖片材的表面能的脱气。但是,运与HMDS脱气的方式一致。目P,HMDS脱 气产生氨和水,运不影响覆盖片材的表面能,也可能不影响有些电子制造设备和/或加工。 另一方面,当脱气的产品被俘获在薄片材和载体之间时,可能会存在其他问题,如下文针 对第二脱气测试所述。
[0136] 材料#5是环氧丙氧基丙基硅烷,且是从环氧丙氧基丙基二乙氧基硅烷的1%甲 苯溶液沉积的SAM,并于190°C下在真空烘箱中固化30分钟。运是比较例材料。虽然如线 1501和1502所示,载体的表面能变化相对很小,但如线1503和1504所示,覆盖片材的表 面能变化显著。目P,虽然材料#5在载体表面上是相对稳定的,但它的确脱气排放显著量的 材料到覆盖表面上,由此覆盖表面能变化> 10mJ/m2。虽然600°C下在10分钟结束时表面 能在10mJ/m2之内,但那时的变化的确超过10mJ/m2。参见例如在1和5分钟处的数据点。 虽然无意受限于理论,但从5分钟到10分钟的表面能的略微上升可能是因为有些脱气的材 料发生分解,并从覆盖表面掉落。
[0137] 材料#6是DC704娃酬(silicone)涂层,其通过将5ml道康宁值ow-Corning) 704 扩散累油四甲基四苯基S硅氧烷(可购自道康宁值OW-Corning))分配到载体上,并于空 气中将其在500°C的加热板上放置8分钟来制备。通过结束时可见的冒烟,来判断样品制备 完成。在按照如上所述方式制备样品之后,实施如上所述的脱气测试。运是比较例材料。如 图8所示,线1601和1602显示载体上的表面能发生一些变化。如上所述,运显示表面改 性层发生一些变化,且相比较而言,材料#6比材料#1更不稳定。此外,如线1603和1604 所示,载体表面能变化表明发生显著的脱气。具体来说,在450°C的测试-极 限溫度下,用于10分钟的数据点显示表面能下降约15mJ/m2,且对于在1和5分钟的点, 表面能下降甚至更大。类似地,在600°C的测试-极限溫度下循环时覆盖片材的表面能变化 中,在10分钟数据点处,覆盖片材的表面能下降约25mJ/m2,略微比5分钟处的数据点更 大,且略微比1分钟处的数据点更小。然而总之,对于该材料在整个测试范围中,显示显著 的脱气量。
[0138] 值的注意的是,对于材料#1-4,在整个时间-溫度循环的表面能显示覆盖表面的 表面能仍然保持与裸玻璃的表面能一致,即没有累积从载体表面脱气的材料。在材料#4 的情况下,如针对表2所述,其中制备载体和薄片材表面的方式对制品(通过表面改性层 使薄片材与载体结合在一起)能否能够耐受FTO加工影响很大。因此,虽然图8中所示的 材料#4示例可能不发生脱气,但该材料可能能够耐受或无法耐受400°C或600°C测试,如针 对表2的讨论所述。
[0139] 测量少量脱气的第二方式基于组装的制品,即其中通过表面改性层将薄片材结 合到载体的制品,并使用气泡面积变化百分比来测定脱气。目P,在加热制品时,载体和薄 片材之间形成的气泡显示表面改性层的脱气。如上文针对第一脱气测试所述,难W测量非 常薄的表面改性层的脱气。在该第二测试中,薄片材下的脱气可受到薄片材和载体之间的 强粘附的限制。然而,层《IOnm厚(等离子体聚合的材料,SAM,和热解硅油表面处理,例 如)仍然可在热处理时形成气泡,尽管它们的绝对质量损失更小。且薄片材和载体之间形 成气泡可给图案形成、光刻加工,和/或把装置加工到薄片材上时的对齐带来问题。此外, 在薄片材和载体之间的结合区域的边界处的鼓泡可导致下述问题:来自一工艺的加工流体 污染下游的工艺。气泡面积变化百分比>5是显著的并显示脱气,运不是所需要的。另一 方面,气泡面积变化百分比《1是不显著的,且表示不存在脱气。
[0140] 在1000级洁净房中,具有手动结合的结合的薄玻璃的平均气泡面积是1%。结合 的载体中的气泡百分比随载体的清洁度,薄玻璃片材的的清洁度,和表面制备的清洁度 而变化。因为运些初始缺陷用作热处理之后气泡生长的成核区域,热处理之后小于1%的 任意气泡面积变化都在样品制备的可变性之内。为了实施该测试,就在结合之后,立刻使 用具有透明性装置的市售台式扫描仪(爱普生巧psorOExpression10000XL化oto)来形 成结合薄片材和载体的区域的第一次扫描图象。使用508化i(50微米/像素)和24比特 (Mt)RGBW及标准爱普生软件来扫描零件。图象处理软件首先通过把样品的不同部分的 图象合并(如有需要)成单一图象和去除扫描仪假象(arti化Cts)(通过使用在没有样品 时,在扫描仪中进行的校正扫描参比)来形成图象。然后,使用标准的图象处理技术如阔 值、孔填满、侵蚀/膨胀和化OB分析化lobanalysis)对结合区域进行分析。还可W类似 的方式,使用更新的爱普生Expression11000XL化oto。在透射模式下,结合区域中的气泡 在扫描的图象中是可见的,并可测定气泡面积的值。然后,将气泡面积与总结合区域(即, 薄片材和载体之间的总重叠面积)进行比较来计算结合区域中相对于总结合区域的%气 泡面积。然后,在N2气氛下,将样品在MPT-RTP600S快速热加工系统中于300°C,450°C, 和600°C的测试-极限溫度下热处理最高达10分钟。具体来说,实施的时间-溫度循环包 括:在室溫和大气压压力下,把制品插入加热腔室;然后W9°C/分钟的速率,将腔室加热 到测试-极限溫度;将腔室在测试-极限溫度下保持10分钟;然后W炉子速率将腔室冷却 到200°C;从腔室移出制品并使该制品冷却到室溫;然后,使用光学扫描仪第二次扫描制品。 然后,如上所述计算来自第二次扫描的%气泡面积,并与来自第一次扫描的%气泡面积比 较
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