專利名稱:制造薄膜電子器件以及電路的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明與電子器件和/或電路的形成有關(guān)。更具體地講,本發(fā)明與 通過(guò)通過(guò)孔眼掩模沉積材料進(jìn)行電子器件的制造有關(guān)。
背景技術(shù):
可通過(guò)從沉積源朝基底噴射材料在基底上形成材料圖案。通過(guò)使 掩模位于沉積源和基底之間,從而使材料以特定的圖案在基底上沉積。 掩模包括限定圖案的孔眼,并且只有通過(guò)孔眼的沉積材料到達(dá)基底, 從而使材料沉積為圖案。
可使電子器件在基底上形成為層狀結(jié)構(gòu)??赏ㄟ^(guò)多個(gè)沉積步驟使 材料圖案成層沉積,以形成層狀電子器件??赏ㄟ^(guò)導(dǎo)電軌跡的沉積使 器件連接成電路。
材料通過(guò)掩模沉積在基底材料巻筒上的常規(guī)的圖案化沉積方法通 過(guò)分步重復(fù)方式完成?;紫蚯耙苿?dòng)預(yù)定的量并停止,從而掩模相對(duì) 于基底處于固定且已知的位置。接著,沉積源通過(guò)掩模噴射材料以形 成圖案。接著,基底再次移動(dòng)預(yù)定的量并停止,并且沉積再次進(jìn)行。 重復(fù)該步驟以在基底材料巻筒上形成多種實(shí)例的給定的材料圖案???使基底上的材料的每一種圖案暴露于另一個(gè)下游掩模和沉積源,以形 成圖案化材料的附加層。
這種分步重復(fù)步驟雖然在精確地制備具有相對(duì)細(xì)小特征尺寸的圖 案的多個(gè)實(shí)例時(shí)有效,但其具有相對(duì)低效的缺點(diǎn)。移動(dòng)基底以及使掩 模和基底精確地對(duì)準(zhǔn)所花費(fèi)的時(shí)間并未用于沉積材料,所述時(shí)間相對(duì) 于沉積層所用的總時(shí)間而言是相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此,這種分步重復(fù)步驟可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的生產(chǎn)率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及在柔性、伸長(zhǎng)的基底上形成具有多個(gè)重 疊層的一個(gè)或多個(gè)電子器件的方法。該方法包括移動(dòng)柔性基底使其通 過(guò)一個(gè)或多個(gè)沉積工位。在每一個(gè)沉積工位處,使伸長(zhǎng)的孔眼掩模相 對(duì)于旋轉(zhuǎn)筒移動(dòng),該孔眼掩模具有以圖案形式布置的孔眼。在旋轉(zhuǎn)筒 的圓周的一部分上使孔眼掩模和基底對(duì)準(zhǔn)并且接近。通過(guò)孔眼掩模的 孔眼沉積層狀電子器件的層。保持層狀電子器件中的至少兩層之間的 對(duì)準(zhǔn)。層狀電子器件中至少一層包含電子或光學(xué)活性材料。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及用于在柔性、伸長(zhǎng)的基底上形成具有 多個(gè)重疊層的一個(gè)或多個(gè)電子器件的設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)沉 積工位。每一個(gè)沉積工位包括伸長(zhǎng)的孔眼掩模,該孔眼掩模具有以 圖案形式布置的孔眼;旋轉(zhuǎn)筒;以及相對(duì)于旋轉(zhuǎn)筒布置的沉積源。沉
積源被構(gòu)造用于通過(guò)孔眼掩模的孔眼朝基底噴射材料,以形成層狀電 子器件的層。傳送系統(tǒng)被構(gòu)造用于移動(dòng)基底使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沉積 工位。在每一個(gè)沉積工位處,在筒的圓周的一部分上使基底接近該沉 積工位的孔眼掩模。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)被構(gòu)造用于保持層狀電子器件中至少兩 層之間的對(duì)準(zhǔn)。層狀電子器件中至少一層包含電子或光學(xué)活性材料。
本發(fā)明的以上發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施例或本 發(fā)明的每種實(shí)施方式。通過(guò)參照結(jié)合附圖的以下具體實(shí)施方式
和權(quán)利 要求書,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和成效與對(duì)本發(fā)明的更完整的理解一起將變得 顯而易見并得到理解。
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造層狀電子器件的方法的
示意圖2示出了可用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的、具有多個(gè)沉積工位1至N的沉積系統(tǒng);
圖3A — 3D為可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造的薄膜晶體管(TFT)的剖
視圖4示出了可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造的光電池的剖視圖5示出了可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造的肖特基二極管;
圖6A — 6D示出了可使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法形成的、
整合有機(jī)活性層的LED器件(OLED)的多種構(gòu)造;
圖6E示出了可使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法形成的、共用
基底上的像素TFT和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的構(gòu)造;
圖7示出了提供沉積方法第一階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用
了內(nèi)部筒沉積方式,未采用預(yù)先圖案化的基準(zhǔn)元件,并且采用了滾筒
式掩模;
圖8示出了提供沉積方法第一階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用 了內(nèi)部筒沉積方式,未采用預(yù)先圖案化的基準(zhǔn)元件,并且采用了連續(xù) 環(huán)式掩模;
圖9示出了提供沉積方法第一階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用 了外部筒沉積方式,未采用預(yù)先圖案化的基準(zhǔn)元件,并且采用了滾筒 式掩模;
圖IO示出了提供沉積方法第一階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用 了內(nèi)部筒沉積方式,采用了預(yù)先圖案化的基準(zhǔn)元件,并且采用了滾筒 式掩模;
圖11示出了提供沉積方法第一階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用 了外部筒沉積方式,未采用預(yù)先圖案化的基準(zhǔn)元件,而是在外部筒沉 積之前進(jìn)行基準(zhǔn)圖案化,并且采用了滾筒式掩模;
圖12示出了提供沉積方法第二階段的設(shè)備的實(shí)施例,該階段采用 了內(nèi)部沉積方式,并且采用了滾筒式掩模;
圖13示出了用于控制各種實(shí)施例縱向幅材位置的示例性回轉(zhuǎn)電機(jī) 和速度/位置控制系統(tǒng)的示意圖。
圖14示出了用于控制各種實(shí)施例側(cè)向幅材位置的示例性導(dǎo)向電機(jī) 控制系統(tǒng)的示意圖;圖15示出了用于保持各種實(shí)施例的兩個(gè)幅材正確對(duì)準(zhǔn)的幅材基準(zhǔn) 對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的示意圖16示出了提供沉積方法第二階段的設(shè)備的實(shí)施例的基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)傳 感器的示例性控制系統(tǒng)接口;
圖17示出了圖16的示例性控制系統(tǒng)接口所采用的控制回路;
圖18示出了掩模和/或基底上所采用的基準(zhǔn)元件的示例性圖案, 該基準(zhǔn)元件用于感測(cè)每個(gè)幅材的相對(duì)側(cè)向和縱向位置;
圖19A示出了用于感測(cè)側(cè)向和縱向幅材位置的示例性感測(cè)系統(tǒng)的 視圖;以及
圖19B-19D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的各種類型傳感器的圖像 視圖內(nèi)的準(zhǔn)標(biāo)的例子。
雖然本發(fā)明可具有多種修改形式和替代形式,其具體特點(diǎn)已在圖 中以實(shí)例的方式示出,并將詳盡描述。然而,應(yīng)當(dāng)理解,其目的不在 于將本發(fā)明局限于所述具體實(shí)施例。相反,其目的在于涵蓋由所附權(quán) 利要求書限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替代形式。
具體實(shí)施例方式
在以下示例性實(shí)施例的描述中,參考了組成本文一部分的附圖, 其中以舉例說(shuō)明的方式示出可用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的各種實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理
解,在不脫離本發(fā)明范圍的前提下,可以利用這些實(shí)施例,并可以對(duì) 其進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的修改。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及在柔性基底上制造層狀電子器件的方法和系 統(tǒng)。柔性基底上薄層的使用允許對(duì)層狀電子器件進(jìn)行滾筒式制造。本 文所述的實(shí)施例有利地提供了高速制造小特征的層狀電子器件的方 法,所述層狀電子器件包括薄膜晶體管、二極管、發(fā)光二極管、和/或 其它電子器件。所述沉積技術(shù)可用于在柔性幅材基底上形成層狀電子 器件,其中可實(shí)現(xiàn)的特征尺寸可為大約若干微米,最低為約2微米。
層狀電子器件中至少兩層以正確對(duì)準(zhǔn)的方式保持在最小特征維度的1/2的公差內(nèi)。例如,特征尺寸可為小于約100微米,并且對(duì)準(zhǔn)公差可為 小于約50微米。
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造層狀電子器件的方法的 示意圖。該制造方法涉及移動(dòng)柔性基底使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沉積工位, 以形成具有多個(gè)重疊層的一個(gè)或多個(gè)電子器件(IIO)。電子器件層中的 至少一層為電子或光學(xué)活性材料。在一個(gè)或多個(gè)沉積工位中的每一個(gè)
沉積工位處,使具有孔眼的孔眼掩模在旋轉(zhuǎn)筒上移動(dòng)(120)。在旋轉(zhuǎn)筒 的圓周的一部分上使柔性基底和孔眼掩模接近(130)。材料從沉積源朝 基底噴射,并且通過(guò)孔眼掩模的孔眼沉積,以形成電子器件的層(140)。 沉積期間,保持電子器件的至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn)(150)。
采用該方法形成的一個(gè)或多個(gè)層狀電子器件包含電子或光學(xué)活性 材料,例如可在一個(gè)或多個(gè)沉積工位處沉積的有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。在 其它沉積工位處,可以沉積向電子或光學(xué)活性材料提供電接觸的材料。 在另外的沉積工位處,可沉積形成附加電子器件層的材料,例如電介 質(zhì)材料、空穴或電子傳遞材料、摻雜質(zhì)的緩沖材料、或器件之間的連 接。
電子器件在層與此前沉積的層充分對(duì)準(zhǔn)時(shí)對(duì)準(zhǔn),從而獲得功能正 常的電子器件。不同的層可以容許不同的未對(duì)準(zhǔn)程度。 一般來(lái)講,對(duì) 準(zhǔn)精度越高,可以制成的特征尺寸就越小。采用本發(fā)明方法和系統(tǒng)可 實(shí)現(xiàn)的特征尺寸可為大約若干微米。電子器件層之間的對(duì)準(zhǔn)(公差) 可保持為最小特征尺寸的1/2。
本發(fā)明的方法可通過(guò)具有一個(gè)或多個(gè)沉積工位的沉積系統(tǒng)來(lái)實(shí) 施。例如,在一種構(gòu)造中,沉積系統(tǒng)(例如圖2所示的沉積系統(tǒng))可 沉積多個(gè)器件層,保持這些層中的至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn)。在另一種構(gòu) 造中,沉積系統(tǒng)可僅包括沉積單個(gè)電子器件層的一個(gè)沉積工位,并且 保持該單個(gè)層與一個(gè)或多個(gè)此前沉積的層之間的對(duì)準(zhǔn)。例如,電子器件中的一個(gè)或多個(gè)第一層可為在此前通過(guò)另一種方法(例如光刻法或 噴墨印刷法)形成或沉積的層。具有一個(gè)用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法 的沉積工位的沉積系統(tǒng)可以沉積后續(xù)的層,保持該后續(xù)的層與此前沉 積的層中至少 一 層之間的對(duì)準(zhǔn)。
圖2示出了具有可用于實(shí)施本文所述制造方法的多個(gè)沉積工位1
至N的沉積系統(tǒng)200。如前所述,在其它實(shí)施例中僅采用了一個(gè)沉積 工位。圖2的沉積系統(tǒng)包括傳送系統(tǒng),該傳送系統(tǒng)被構(gòu)造用于移動(dòng)基 底201,使其通過(guò)多個(gè)沉積工位1至N,并且用于在每一個(gè)工位1至N 處相對(duì)于旋轉(zhuǎn)筒211、 221、 231移動(dòng)孔眼掩模212、 222、 232。該傳送 系統(tǒng)可被構(gòu)造用于保持孔眼掩模212、 222、 232或基底201的預(yù)定伸 長(zhǎng)。
在一個(gè)實(shí)施例中,柔性基底201通過(guò)退繞輪205遞送。傳送基底 201通過(guò)多個(gè)沉積工位1至N,從而在基底201通過(guò)沉積工位1至N時(shí) 獲得連續(xù)的電子器件層。每一個(gè)沉積工位包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)筒211、 221、 231;至少一個(gè)孔眼掩模212、 222、 232;以及至少一個(gè)沉積源 213、 223、 233。 一些沉積工位(例如工位2)可包括用于通過(guò)孔眼掩 模222同時(shí)或順序地沉積單獨(dú)的器件層的多個(gè)沉積源223、 224。
在每一個(gè)沉積工位210、 220、 230處,在筒211、 221、 231的表 面圓周上使柔性基底201和孔眼掩模212、 222、 232接近。在使其接 近時(shí),柔性基底201和孔眼掩模212、 222、 232可以接觸或可以不接 觸。
沉積材料從沉積源213、 223、 224、 233朝基底201噴射,并且通 過(guò)孔眼掩模212、 222、 232的孔眼沉積以形成連續(xù)的電子器件層。
在一些具體實(shí)施中,可將孔眼掩模212、 222、 232中的孔眼圖案 形成為使得在本文所述的制造過(guò)程中,圖案補(bǔ)償掩模上設(shè)置的張力??梢哉{(diào)節(jié)未拉緊的孔眼掩模圖案以補(bǔ)償掩模圖案在工作張力下的收縮 和/或變形,以便在系統(tǒng)工作期間獲得所需的掩模圖案。例如,在一些
構(gòu)造中,掩模212、 222、 232保持在縱向拉緊,并且在側(cè)向未拉緊或 未拉緊至相同的程度。在這些構(gòu)造中,柔性掩模212、 222、 232在縱 向拉伸,導(dǎo)致掩模212、 222、 232中初始形成的孔眼發(fā)生變形。例如, 當(dāng)在縱向拉緊掩模212、 222、 232時(shí),圓形的孔眼可變形成為長(zhǎng)軸在 其縱向的橢圓形。為補(bǔ)償因拉緊掩模212、 222、 232而產(chǎn)生的這種變 形,可通過(guò)首先將孔眼形成為在側(cè)向具有主維度的橢圓形而使孔眼"預(yù) 先變形"。后續(xù)在縱向?qū)ρ谀?12、 222、 232施加的張力會(huì)形成圓形 的孔眼。
對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)被構(gòu)造用于使一個(gè)或多個(gè)孔眼掩模212、 222、 232與基 底201對(duì)準(zhǔn)并保持層狀電子器件的各層之間的對(duì)準(zhǔn)。例如,對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng) 可使用孔眼掩模212、 222、 232和/或基底201上的準(zhǔn)標(biāo)來(lái)確定孔眼掩 ?;蚧椎奈恢?。也可以使用其它類型的對(duì)準(zhǔn)技術(shù),例如通過(guò)使用基 底和/或孔眼掩模傳送系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)編碼器和幅材拉緊機(jī)構(gòu),來(lái)確定基底 和/或孔眼掩模的速度和/或位置。在退出最后一個(gè)沉積工位后,可將其 上沉積有層狀電子器件的柔性基底201巻繞在巻繞輪295上。
包括薄膜晶體管(TFT)、光電(PV)器件、肖特基二極管、和有機(jī)發(fā) 光二極管(OLED)在內(nèi)的各種類型的層狀的電子和/或光電器件以及子 系統(tǒng)均可使用本文所述的方法和系統(tǒng)來(lái)制造。也可以形成層疊的層狀 的器件,如在TFT上層疊的OLED。在下文更詳細(xì)描述的實(shí)例中,層 疊的OLED和TFT形成可使用本文所述的技術(shù)制造的顯示器背板。
根據(jù)本文所述的多種實(shí)施例形成的層狀電子器件包含活性層,例 如電子或光學(xué)活性半導(dǎo)體層。活性層通常通過(guò)沉積系統(tǒng)沉積,但這并 不是必需的??赏ㄟ^(guò)沉積直接或間接接觸活性層材料的導(dǎo)電材料,形 成與活性層的電阻或整流接觸。 一般來(lái)講,可由包括例如銀、金、鋁、 銅、氧化銦錫的材料、和/或其它材料的金屬或?qū)щ娊饘傺趸锊牧现瞥膳c活性層的接觸。導(dǎo)電材料可包括有機(jī)導(dǎo)體,例如聚(3,4-乙烯二氧
噻吩)(PEDOT)。可以使用多種其它適合的導(dǎo)電材料。在形成層狀電子 器件之前、之中或之后,可沉積導(dǎo)電材料的圖案以制作形成在基底上 的兩個(gè)或更多個(gè)電子器件之間的電路連接。
活性層可包含一種或多種摻雜質(zhì)的或無(wú)摻雜的半導(dǎo)體材料。無(wú)機(jī) 半導(dǎo)體(例如非晶態(tài)或晶體無(wú)機(jī)半導(dǎo)體)可用于形成電子器件的活性 層。例如,可使用的非限制性示例性材料包括非晶硅、氧化鋅、和其 它II-VI化合物及其合金和混合物、InZnO和InGaZnO。多種在本領(lǐng)域 中已知的其它適合的電子或光學(xué)活性無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可用于形成根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例的層狀電子器件。
有機(jī)半導(dǎo)體可用于形成電子器件的活性層。例如,可使用的多種
有機(jī)半導(dǎo)體材料包括如以小分子為例的稠合芳族環(huán)化合物,例如含并 五苯化合物、含并四苯化合物、含蒽化合物、雙(乙?;?乙炔化合物、 以及并苯-噻吩化合物。數(shù)種聚合物材料也已被考慮在內(nèi),例如以聚(3-烷基噻吩)為例的結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚噻吩以及具有稠合噻吩單元或雙噻吩 單元的聚合物。
共聚材料可用于形成活性層。更具體地講,連接有甲硅烷基乙炔 基基團(tuán)的并苯-噻吩共聚物可用于電子器件(例如有機(jī)薄膜晶體管、發(fā) 光二極管、以及光電池)中的一個(gè)或多個(gè)層。
肖特基二極管的形成涉及對(duì)材料進(jìn)行選擇,以在整流和電阻觸點(diǎn) 與半導(dǎo)體活性層之間實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)哪軒шP(guān)系。 一種尤其可用作肖特基二 極管活性層的有機(jī)化合物為并五苯(一種^共軛分子)。最近已有描 述采用摻雜質(zhì)緩沖層(例如,電阻觸點(diǎn)和活性層之間的緩沖層)的肖 特基二極管。在一個(gè)具體實(shí)施中,如果有機(jī)半導(dǎo)體層為p型材料,則 4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)可用于制備緩沖層。 MTDATA是一種用作有機(jī)發(fā)光二極管空穴傳送材料的穩(wěn)定非晶態(tài)玻璃。在MTDATA的層中摻入雜質(zhì)以極大地提高其傳導(dǎo)性??赏ㄟ^(guò)使 MTDATA與氟化形式的四氰二甲基苯醌(F4-TCNQ)受體分子共升華來(lái) 在MTDATA中摻入雜質(zhì)。F4-TCNQ在MTDATA中的3-20%摻雜濃度 為有效,F(xiàn)4-TCNQ在MTDATA中具有約5%至約10%摻雜濃度提供最
佳的效果。
器件可包括空穴或電子傳送層??昭▊魉蛯佑欣趯⒖昭ㄉ淙肫?件并且有利于空穴朝重組區(qū)遷移,和/或可充當(dāng)電子通道的屏蔽。在一 些實(shí)例中,并苯-噻吩共聚物可用于空穴傳送層。在其它實(shí)例中,空穴 傳送層可包括(例如)二胺衍生物,例如N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯(lián)苯胺(TPD)、 N,N'-雙(2-萘基)-N,N'-雙(苯基)聯(lián)苯胺(P -NPB)、禾卩N,N'-雙(l-萘基)-N,N'-雙(苯基)聯(lián)苯胺(NPB);或三芳 香基胺類衍生物,例如4,4',4"-三(!^^-二苯胺)三苯胺0^^了八)、4,4',4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(MTDATA)、 4,4',4"-三(N-吩 嗪基)三苯胺(TPOTA)、禾B 1,3,5-三(4-二苯氨基苯基)苯(TDAPB)。
電子傳送層有利于將電子射入器件并且有利于電子朝器件的重組 區(qū)遷移,和/或可進(jìn)一步充當(dāng)空穴通道的屏蔽。在一些實(shí)例中,可使用 有機(jī)金屬化合物來(lái)形成電子傳送層40,這些有機(jī)化合物可為(例如) 三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)和聯(lián)苯二 (8-羥基喹啉)鋁(BAlq)??捎糜?電子傳送層260的其它電子傳送材料的例子包括1,3-二[5- (4- (l,l-二 甲基乙基)苯基)—1,3,4-氧二氮茂-2-yl]苯;2-(聯(lián)苯勿l) -5- (4- (1,1-二甲基乙基)苯基)-1,3,4-氧二氮茂;9,10-二 (2-萘基)蒽(ADN); 2-(4-聯(lián)苯)-5- (4-叔丁苯基)-1,3,4-氧二氮茂;或3- (4-聯(lián)苯)-4-苯基 -5- (4-叔丁苯基)-1,2,4-三唑(TAZ)。
可用于形成TFT、 PV器件、和OLED的材料和結(jié)構(gòu)在共同擁有的 提交于2006年4月21日的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/379,642以及提交于 2006年4月21日的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/379,662中還有描述,這些專 利以引用的方式并入本文??捎糜谛纬尚ぬ鼗O管的材料和結(jié)構(gòu)在共同擁有的美國(guó)專利公布20050212072中有所描述,該專利以引用的 方式并入本文。
圖3 — 6所示器件提供了可使用本文所述制造方法形成的器件的實(shí) 例。這些實(shí)例并非是對(duì)可使用這些方法形成的電子器件的詳盡列舉。 通過(guò)使用這些實(shí)例描述的方法和系統(tǒng)到其它類型的電子器件的外推法 對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
采用本文所述方法和系統(tǒng)制造的電子器件具有多個(gè)重疊的層,并 且電子器件層中的至少一個(gè)為電子或光學(xué)活性層。電子器件的其它層 可包括(例如)導(dǎo)電層、電阻層、介質(zhì)層、粘合促進(jìn)層、防擴(kuò)散層、 空穴傳送層、電子傳送層、和/或本領(lǐng)域中已知的、用于制造層狀電子 器件的其它類型的層??稍诔练e階段之間應(yīng)用多種表面處理技術(shù),例 如等離子或電暈處理。
在電子器件的制造期間,保持電子器件層中至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn)。 器件的一些層之間的對(duì)準(zhǔn)可以不是必需的。例如,電子器件的一些層 可為無(wú)需對(duì)準(zhǔn)的非圖案化層。
并非電子器件的所有的層都需要使用本文所述的方法來(lái)沉積。例 如,電子器件的一些層可通過(guò)其它方法形成在基底上。在一個(gè)實(shí)例中, 通過(guò)另一種方法(例如光刻法或噴墨印刷法)沉積第一層。在形成第 一層后,可將基底傳送至根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)造的沉積系統(tǒng)。在該 沉積系統(tǒng)處,按照本文所述的方法沉積電子器件的一個(gè)或多個(gè)附加層, 其中沉積系統(tǒng)保持此前沉積的第一層與一個(gè)或多個(gè)附加層之間的對(duì) 準(zhǔn)。
形成電子器件的方法可為基本上連續(xù)的或可為不連續(xù)的。例如, 在一種場(chǎng)景中,電子器件以基本上連續(xù)的方式形成在基底上,開始時(shí) 輸入基底巻筒,該巻筒前進(jìn)通過(guò)一系列沉積工位,結(jié)束時(shí)獲得包括其上沉積有層狀電子器件的基底的輸出巻筒。
沉積一個(gè)或多個(gè)層之后,可將基底巻筒從沉積系統(tǒng)中移除。基底 巻筒可包括能夠用于附加處理的子組件巻筒物件。該附加處理可包括 根據(jù)本發(fā)明的方法或通過(guò)其它類型的沉積系統(tǒng)沉積的附加的器件或電 路層。
可采用以本發(fā)明的實(shí)施例為例的加工方法制造的電子器件包括多 種類型的晶體管、二極管、光電器件、發(fā)光器件、電容器、層疊的電 子器件、和/或其它器件??稍诨咨铣练e的兩個(gè)或多個(gè)電子器件之間 進(jìn)行連接以形成電路。
圖3A—3D為可使用圖2的沉積系統(tǒng)制造的薄膜晶體管(TFT)的剖 視圖。本文所述的TFT示出晶體管實(shí)施例,其中層中的一個(gè)或多個(gè)使 用采用孔眼掩模的制造方法進(jìn)行沉積。通常,TFT基于諸如非晶硅或 硒化鎘之類的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。近來(lái),有機(jī)半導(dǎo)體材料已用于形成TFT。 本文所述的制造方法尤其有利于形成通常不宜使用蝕刻法或光刻法的 整合有機(jī)材料的電子器件和電路。
圖3A示出了底部柵極、底部觸點(diǎn)TFT的剖視圖。形成柵極觸點(diǎn) 311的導(dǎo)電材料的圖案在第一沉積工位處沉積在基底310上。在一個(gè)實(shí) 施例中,柵極材料為金,其厚度為約60nm??赏ㄟ^(guò)真空蒸鍍、濺射、 或其它方法來(lái)沉積金屬層。
電介質(zhì)材料312在第二沉積工位處的柵極金屬311上圖案化。在 一個(gè)具體實(shí)施中,電介質(zhì)材料312包含氧化鋁并以150nm的厚度沉積。 在其它實(shí)施例中,電介質(zhì)可包含二氧化硅、硅和鋁的氧化物與氮化物 的混合物、類金剛石玻璃、和/或其它氧化物或電介質(zhì)??刹捎谜婵照?鍍法、濺射法、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)或采用其它方法 來(lái)沉積介質(zhì)層。在第三沉積工位處,導(dǎo)電材料(例如金)的圖案沉積在介質(zhì)層312
上,從而形成源極和漏極觸點(diǎn)313、 314。半導(dǎo)體材料315在第四沉積 工位處沉積在源極和漏極觸點(diǎn)313、 314上。該半導(dǎo)體可包含(例如) 通過(guò)蒸鍍?cè)谡婵罩谐练e的氧化鋅或并五苯層??扇芜x地,在第五沉積 工位處,將密封劑316沉積在TFT的半導(dǎo)體層315上。
圖3B示出了可采用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例步驟的方法制造的頂部 柵極、頂部觸點(diǎn)TFT的剖視圖。半導(dǎo)體材料321在第一沉積工位處的 基底320上圖案化。漏極和源極觸點(diǎn)322、 323由在第二沉積工位處沉 積在半導(dǎo)體層321上方的導(dǎo)電材料的圖案形成。在第三沉積工位處, 電介質(zhì)材料324沉積在源極和漏極觸點(diǎn)322、 323上。柵極觸點(diǎn)325由 在第四沉積工位處沉積的導(dǎo)電材料的圖案形成??扇芜x地,在第五沉 積工位處,將密封劑326沉積在TFT的柵極觸點(diǎn)325上。
圖3C提供了可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造的底部柵極、頂部觸點(diǎn) TFT的剖視圖。在第一沉積工位處沉積的導(dǎo)電材料的圖案形成基底330 上的柵極觸點(diǎn)331。電介質(zhì)材料332在第二沉積工位處的柵極觸點(diǎn)331 上圖案化。在第三沉積工位處,半導(dǎo)體材料333的圖案在電介質(zhì)332 上圖案化。在第四沉積工位處,導(dǎo)電材料的圖案沉積在半導(dǎo)體層333 上,從而形成源極和漏極觸點(diǎn)334、 335??扇芜x地,在第五沉積工位 處,將密封劑336沉積在TFT的源極和漏極觸點(diǎn)334、 335上。
圖3D示出了可采用本文所述方法制造的頂部柵極、底部觸點(diǎn)TFT 的剖視圖。在基底340上形成漏極和源極觸點(diǎn)341、 342的導(dǎo)電材料的 圖案在第一沉積工位處沉積。半導(dǎo)體材料343在第二沉積工位處的源 極和漏極觸點(diǎn)341、 342上圖案化。在第三沉積工位處,電介質(zhì)材料344 的圖案沉積在半導(dǎo)體層343上。在第四沉積工位處以某種圖案沉積的 導(dǎo)電材料形成了柵極觸點(diǎn)345??扇芜x地,在第五沉積工位處,將密封 劑層346沉積在TFT的柵極345上。在一些實(shí)施例中,本文所述的制造方法可用于制備發(fā)光二極管
(LED)或光電(PV)電池。在多個(gè)具體實(shí)施中,LED或PV電池的活性材 料可為有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。PV電池和LED具有通用元件,例如陽(yáng)極、 陰極、以及布置在陽(yáng)極和陰極之間的活性有機(jī)或無(wú)機(jī)材料。在PV電池 中,使活性層暴露于光將引起電流在陽(yáng)極和陰極電極之間流動(dòng)。通過(guò) 光學(xué)活性材料中的電子和空穴的重組,電流在LED電極之間流動(dòng)產(chǎn)生 光。
圖4示出了可采用本文所述沉積方法制造的PV電池的剖視圖。 陽(yáng)極觸點(diǎn)411在第一沉積工位處的基底410上圖案化。活性層412 (如 有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體層)在第二沉積工位處沉積在陽(yáng)極觸點(diǎn)411上。在 第三沉積工位處,添加陰極觸點(diǎn)413??扇芜x地,在第四沉積工位處將 密封劑層414沉積在陰極413上。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將顯而易 見的是,可以顛倒陽(yáng)極和陰極層的沉積順序,以使得陰極在第一沉積 工位處沉積而陽(yáng)極在第三沉積工位處沉積。
可根據(jù)本文所述的方法來(lái)制造肖特基二極管。肖特基二極管由整 流金屬-半導(dǎo)體結(jié)形成。通常,肖特基二極管包括置于兩種金屬之間的 半導(dǎo)體。 一種金屬形成與半導(dǎo)體的整流觸點(diǎn),而另一種金屬形成與半 導(dǎo)體的電阻觸點(diǎn)。在某些應(yīng)用中,可以采用有機(jī)半導(dǎo)體。在有機(jī)半導(dǎo) 體和電阻觸點(diǎn)之間的摻雜質(zhì)的緩沖層有利地提高了器件擊穿電壓的量 級(jí)。
圖5示出了可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法制造的肖特基二極 管。電阻觸點(diǎn)511在第一沉積工位處的基底510上圖案化。在第二沉 積工位處,摻雜質(zhì)的緩沖層512沉積在電阻觸點(diǎn)材料511上。有機(jī)或 無(wú)機(jī)半導(dǎo)體513在第三沉積工位處沉積在摻雜質(zhì)的緩沖層512上。在 第四沉積工位處,添加整流觸點(diǎn)514??扇芜x地,可在第五沉積工位處 將密封劑層(未示出)沉積在整流觸點(diǎn)514上。圖6A—6D示出了可使用本文所述的制造方法形成的、整合有機(jī) 活性層的LED器件(OLED)的多種構(gòu)造。用于形成OLED的光學(xué)活性光 發(fā)射器材料可包括(例如)包含小分子或聚合物材料的有機(jī)材料。
圖6A示出了可采用本文所述沉積方法制造的OLED的剖視圖。 陽(yáng)極觸點(diǎn)611在第一沉積工位處的基底610上圖案化?;钚詫?12 (如 有機(jī)光發(fā)射器)在第二沉積工位處沉積在陽(yáng)極觸點(diǎn)611上。在第三沉 積工位處,添加陰極觸點(diǎn)613??扇芜x地,在第四沉積工位處將密封劑 層614沉積在陰極613上。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將顯而易見的是, 可以顛倒陽(yáng)極和陰極層的沉積順序,以使得陰極在第一沉積工位處沉 積而陽(yáng)極在第三沉積工位處沉積。
除光發(fā)射器材料之外,OLED可以采用空穴和/或電子傳送層???穴傳送層有利于將空穴從陽(yáng)極射入器件并且有利于空穴朝光發(fā)射器內(nèi) 的重組區(qū)遷移。電子傳送層有利于將電子從陰極射入器件并且有利于 電子朝重組區(qū)遷移。
圖6B示出了可根據(jù)本文所述方法制造的OLED。圖6B的OLED 包括電子傳送層。陽(yáng)極觸點(diǎn)621在第一沉積工位處的基底620上圖案 化?;钚怨獍l(fā)射器材料622在第二沉積工位處沉積在陽(yáng)極觸點(diǎn)621上。 在第三沉積工位處,電子傳送材料623沉積在光發(fā)射器622上。在第 四沉積工位處,添加陰極觸點(diǎn)624??扇芜x地,在第五沉積工位處將密 封劑層625沉積在陰極623上。
在圖6C的剖視圖中示出了整合空穴傳送層的OLED。 OLED的制 造涉及在第一沉積工位處將陽(yáng)極觸點(diǎn)631沉積在基底630上。在第二 沉積工位處,空穴傳送材料632沉積在陽(yáng)極631上?;钚怨獍l(fā)射器材 料633在第三沉積工位處沉積在空穴傳送材料632上。在第四沉積工 位處,添加陰極觸點(diǎn)634??扇芜x地,在第五沉積工位處將密封劑層635沉積在陰極634上。
圖6D示出了可通過(guò)本文所述方法制造的、采用空穴和電子傳送層 的OLED??捎糜谛纬煽昭ê碗娮觽魉蛯拥牟牧显谏衔囊延兴枋?。陽(yáng) 極觸點(diǎn)641在第一沉積工位處的基底640上圖案化。在第二沉積工位 處,空穴傳送材料642沉積在陽(yáng)極641上?;钚怨獍l(fā)射器材料643在 第三沉積工位處沉積在空穴傳送材料642上。在第四沉積工位處,電 子傳送材料644沉積在光發(fā)射器643上。在第五沉積工位處,添加陰 極觸點(diǎn)645??扇芜x地,在第六沉積工位處將密封劑層646沉積在陰極 645上。
層狀電子器件的制造可涉及層疊的電子器件的形成。例如,可將 諸如OLED之類的發(fā)光器件層疊在TFT上,或反之亦然。在一種構(gòu)造 中,用于OLED沉積的輸入幅材包含基底,該基底具有此前沉積的薄 膜晶體管和基準(zhǔn)。
層疊電子器件尤其可用的一個(gè)實(shí)例為在顯示器背板的制造中。圖 6E的實(shí)例示出了共用基底662上像素TFT和OLED的沉積。在該實(shí)例 中,OLED為頂部發(fā)光型(即遠(yuǎn)離而不是通過(guò)基底發(fā)光)。諸如鈦和金 之類的材料構(gòu)成的柵極664在基底662上直接圖案化,然后諸如Si02 或A1203之類的柵極電介質(zhì)666在柵極664上圖案化,以使柵極664與 半導(dǎo)體通道668完全隔離。半導(dǎo)體通道668為在柵極電介質(zhì)666上圖 案化的ZnO層。
諸如鋁之類的材料構(gòu)成的漏極652在通道668的一側(cè)圖案化,同 時(shí)可以由與漏極652相同的材料構(gòu)成的單獨(dú)的源極650在通道668的 另一側(cè)圖案化。源極650延伸到基底662上,并且被布置在基底662 和OLED層疊件656之間。諸如感光環(huán)氧樹脂或其它材料(例如Si02) 之類的材料構(gòu)成的密封劑層654在包括源/漏極650、 652和通道668的 TFT的層上圖案化,同時(shí)在圖案化OLED層疊件656的源極650區(qū)域的上方留下空隙。應(yīng)該指出的是,術(shù)語(yǔ)"源極"和"漏極"的使用在
一定程度上是隨意的,因?yàn)閼?yīng)當(dāng)理解,接觸OLED層疊件656的電極 可為源極,也可為漏極,這取決于所選擇的電路設(shè)計(jì)。
OLED層疊件656由有機(jī)材料的層疊件構(gòu)成。例如,OLED層疊 件可包括摻有3。/o氟化四氰二甲基苯醌(TCNQ)的4,4',4"-三(N- (3-甲 基苯基)-N-苯基氨基)三苯胺(MTDATA)層、然后是N,N'-雙(萘-l-yl) -N,N'-雙(苯基)聯(lián)苯胺(NPB)層、摻有10- (2-苯并噻唑基)-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四羥基-1H,5H,11H苯并吡喃并(6,7,8-ij)喹嗪-11-酮 (0545丁)的三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)層、Alq3層、氟化鋰層、鋁層、 以及最后的銀層。
為完整地形成用于使電流流過(guò)OLED層疊件656的通道,將頂部 電極655在OLED層疊件656頂部上圖案化。該頂部電極655由諸如 氧化銦錫(ITO)或薄金屬層之類的透明材料構(gòu)成,以使得光可以射穿電 極655。
在開始沉積電子器件的層之前,可將準(zhǔn)標(biāo)的圖案在基底上沉積。 然后基準(zhǔn)可用于后續(xù)階段,使基底與后續(xù)階段的掩模正確對(duì)準(zhǔn),從而 實(shí)現(xiàn)接近于微米的對(duì)準(zhǔn)公差。使其上形成了電子器件的至少一層的基 底與用于沉積后續(xù)層的沉積工位的孔眼掩模對(duì)準(zhǔn)是必要的,以在電子 器件的層與層之間形成充分的對(duì)準(zhǔn)。
在一些實(shí)施例中,可以通過(guò)使用如圖7所示的孔眼掩模和旋轉(zhuǎn)筒 的方法,在第一沉積工位處將基準(zhǔn)在基底上沉積。圖7示出了根據(jù)一 個(gè)實(shí)施例的沉積工位設(shè)備的一個(gè)示例性實(shí)施例。在該沉積工位處,通 過(guò)包含為基準(zhǔn)提供圖案的孔眼的掩模701沉積材料,以此來(lái)涂布基準(zhǔn)。 除基準(zhǔn)以外,也可以沉積一個(gè)或多個(gè)電子器件的第一層,其中該第一 層的材料與沉積基準(zhǔn)所用材料相同?;?00的加工從基底退繞巻軸702的巻筒上開始,該基底退繞 巻軸起到將基底700傳送至此第一沉積階段設(shè)備的其余部分的遞送輥 的作用。基底700被精密驅(qū)動(dòng)輥708在張力測(cè)力傳感器706上方從巻 軸702拉動(dòng)通過(guò)浮動(dòng)輥704?;?00被拉動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)筒724圓周的一 部分,并且到達(dá)基底700的另一個(gè)接收輥710上?;?00退出接收 輥710,并且被拉入后續(xù)的沉積工位或重新巻繞在基底重巻巻軸上。
浮動(dòng)輥704和張力測(cè)力傳感器706用于在給定基底700速度的情 況下,在朝筒724遞送的方向上實(shí)現(xiàn)基底700預(yù)定且受控的伸長(zhǎng)或拉 伸?;?00的速度由精密驅(qū)動(dòng)輥708的速度決定,該精密驅(qū)動(dòng)輥與 自身具有精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的筒724的速度緊密同步。選擇何種速度是設(shè) 計(jì)中的考慮事項(xiàng),取決于是否能達(dá)到預(yù)定的伸長(zhǎng)和正確的沉積厚度。
如本領(lǐng)域中已知的那樣,當(dāng)通過(guò)浮動(dòng)輥704的致動(dòng)器對(duì)基底700 施加張力時(shí),浮動(dòng)輥704利用可提供反饋的旋轉(zhuǎn)傳感器來(lái)控制退繞巻 軸702的速度。張力測(cè)力傳感器706提供力的讀數(shù),該讀數(shù)可用于修 正由浮動(dòng)輥704的致動(dòng)器施加的力??刂葡到y(tǒng)根據(jù)張力測(cè)力傳感器706 的讀數(shù)和筒724的速度來(lái)執(zhí)行邏輯操作,從而根據(jù)需要對(duì)驅(qū)動(dòng)輥708 的速度進(jìn)行輕微的改變,以控制基底700的伸長(zhǎng)。
掩模701的操作在掩模退繞巻軸712的巻筒上開始,該掩模退繞 巻軸起到將掩模701傳送至此第一沉積階段設(shè)備的其余部分的遞送輥 的作用。掩模701被精密驅(qū)動(dòng)輥718在張力測(cè)力傳感器716上方從巻 軸712拉動(dòng)通過(guò)浮動(dòng)輥714。掩模701在旋轉(zhuǎn)筒724圓周的一部分上被 拉緊,基底也被拉到此處,從而使掩模701非常接近或接觸基底700, 并且掩模被進(jìn)一步拉動(dòng)到掩模701的接收輥720。掩模701退出接收輥 720并且重新巻繞在掩模重巻巻軸722上。
與基底700 —樣,浮動(dòng)輥714和張力測(cè)力傳感器716用于在給定 掩模701速度的情況下,在朝筒724遞送的方向上實(shí)現(xiàn)掩模701預(yù)定且受控的伸長(zhǎng)或拉伸。掩模701的速度進(jìn)一步由精密驅(qū)動(dòng)輥718的速 度決定,而且該精密驅(qū)動(dòng)輥與筒724的速度緊密同步。如上文相對(duì)于 基底700的描述,選擇何種速度是設(shè)計(jì)中的考慮事項(xiàng),取決于是否能 達(dá)到預(yù)定的伸長(zhǎng)和正確的沉積厚度。
與浮動(dòng)輥704 —樣,當(dāng)通過(guò)浮動(dòng)輥714的致動(dòng)器對(duì)掩模701施加 張力時(shí),浮動(dòng)輥714利用旋轉(zhuǎn)傳感器為掩模退繞巻軸712提供反饋。 張力測(cè)力傳感器716提供力的讀數(shù),該讀數(shù)可用于修正由浮動(dòng)輥714 的致動(dòng)器施加的力??刂葡到y(tǒng)根據(jù)張力測(cè)力傳感器716的讀數(shù)和筒724 的速度來(lái)執(zhí)行邏輯操作,從而根據(jù)需要對(duì)驅(qū)動(dòng)輥718的速度進(jìn)行輕微 的改變,以控制掩模701的伸長(zhǎng)。
該具體實(shí)施例包括位于筒724內(nèi)部的沉積源726。因此,必須使掩 模701直接接觸筒724,同時(shí)使基底700非常接近或直接接觸掩模701, 并且掩模701使基底與筒724分開。筒724具有較大的孔眼730,該孔 眼730設(shè)計(jì)在巻筒內(nèi)以適于材料朝掩模流動(dòng)而基本不受限制,并且圍 繞筒的圓周間隔排列,以允許從沉積源726噴射出的沉積材料728通 過(guò)筒724到達(dá)掩模701。接著,掩模中的孔眼允許沉積材料728到達(dá)基 底700,從而在基底700上形成圖案。
沉積源726可為多種類型中的一種,取決于所需的沉積類型和沉 積材料類型。例如,沉積源726可為濺射陰極或磁控管濺射陰極,用 于沉積此前描述的金屬或?qū)щ娊饘傺趸锊牧稀㈦娊橘|(zhì)材料、有機(jī)或 無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料、空穴或電子傳送材料和/或摻雜質(zhì)的緩沖層材料。又 如,沉積源726可為蒸鍍?cè)?,用于沉積上述列出的材料或其它材料。
筒724、沉積源726、掩模701、以及基底700的構(gòu)造可使得掩模 701和基底700傳送到筒的底部,同時(shí)沉積源726向下噴射沉積材料。 然而,應(yīng)當(dāng)理解,作為另外一種選擇,掩模701和基底700可被布置 為通過(guò)筒724的頂部,同時(shí)沉積源726向上噴射沉積材料。這種替代形式尤其適合于使用蒸鍍?cè)吹那闆r。
基底700和掩模701也可以為多種材料類型中的一種。實(shí)例包括
聚合材料,例如聚酯(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二 醇酯(PEN))、聚酰亞胺、聚碳酸酯、或聚苯乙烯、金屬箔材料(例如 不銹鋼或其它鋼)、鋁、銅、或紙張或機(jī)織物或非織造織物材料,上 述所有材料具有或不具有帶涂層的表面。然而,使用具有高彈性的材 料(例如聚合物材料)用于基底和掩模涉及本文所述的精確的伸長(zhǎng)控 制和精確對(duì)準(zhǔn),從而可以使特征尺寸非常小。聚合物型掩模中的孔眼 的最小維度可為大約若干微米。例如,孔眼的最小維度可為小于約100 微米或小至約2微米。在基底上沉積的對(duì)應(yīng)部件也可以具有大約若干 微米的最小維度,如小于約100微米或小至約2微米,特征尺寸的對(duì) 準(zhǔn)公差為特征尺寸的1/2,如小于約50微米或小至約1微米。因此,可 以達(dá)到非常高的電子器件密度或其它電路的密度,以獲得高分辨率、 小占有面積的層狀的器件部件,同時(shí)器件的層之間保持精確對(duì)準(zhǔn)。應(yīng) 當(dāng)理解,如果電子器件或電路部件的縱橫比較大,則可能必須通過(guò)使 幅材通過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)連續(xù)的沉積工位,利用平版印刷陰影掩模進(jìn)行 兩次或更多次的連續(xù)沉積來(lái)沉積軌跡,因?yàn)樵谟绊懢酆衔镄脱谀V械?孔眼的尺寸穩(wěn)定性之前,掩??籽鄣目v橫比受限于開口的長(zhǎng)度。與本 實(shí)施例有關(guān)的制造聚合物型孔眼掩模的其它細(xì)節(jié)在美國(guó)專利No. 6,897,164 (Baude等人)中有進(jìn)一步的描述,該專利以引用的方式并入 本文。
圖8示出了類似于圖7的實(shí)施例,不同的是掩模不是滾筒式構(gòu)造, 而是連續(xù)環(huán)式構(gòu)造。在這里,基底800從巻軸802退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥 804,經(jīng)過(guò)測(cè)力傳感器806上方,并且由驅(qū)動(dòng)輥808拉動(dòng)?;?00通 過(guò)筒824圓周的一部分,并且被拉動(dòng)經(jīng)過(guò)接收輥810,然后進(jìn)入下一沉 積階段或重新巻繞在重巻巻軸上。從而,基底800的伸長(zhǎng)和速度如圖7 中那樣受控。另外,沉積源826噴射材料828,材料828通過(guò)筒824的 孔眼840到達(dá)掩模801,然后通過(guò)掩模801中的孔眼到達(dá)基底800,如圖7中所發(fā)生的那樣。
然而,掩模801為從張力測(cè)力傳感器834通過(guò)的連續(xù)環(huán),該張力 測(cè)力傳感器為幅材導(dǎo)向裝置832的輥,并且當(dāng)掩模經(jīng)過(guò)傳感器838時(shí), 會(huì)被驅(qū)動(dòng)輥818拉動(dòng)。掩模801通過(guò)筒824圓周的一部分,并且在接 收輥820上方被拉出。然后掩模801到達(dá)另一個(gè)接收輥822,該接收輥 822為張緊輪823的輥,其將掩模801傳送至后續(xù)的接收輥830,然后 接收輥830將掩模801傳送回幅材導(dǎo)向裝置832的輥836。在這種構(gòu)造 中,通過(guò)基于張力測(cè)力傳感器834的讀數(shù)調(diào)整由張緊輪823的致動(dòng)器 施加的力,以及驅(qū)動(dòng)輥818的速度,使得掩模801的伸長(zhǎng)和速度持續(xù) 受控,并且掩模801的側(cè)向?qū)?zhǔn)也由幅材導(dǎo)向裝置832控制,其中這 類幅材導(dǎo)向裝置在下文中將結(jié)合圖IO進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。然而,為 了重復(fù)使用,掩模801持續(xù)成環(huán)。最終,由于掩模上積聚了沉積材料 828,因此必須對(duì)掩模801進(jìn)行更換或清潔。
雖然除持續(xù)成環(huán)的掩模801以外,圖8示出的構(gòu)造類似于圖7,但 應(yīng)當(dāng)理解,如圖8所示的持續(xù)成環(huán)的掩模801同樣適用于下述圖9一12 中的其它構(gòu)造。
圖9示出了類似于圖7的實(shí)施例,不同的是沉積源926位于筒924 之外。在這里,基底900從巻軸902退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥904并且通過(guò) 測(cè)力傳感器卯6,然后由驅(qū)動(dòng)輥卯8拉動(dòng)?;?00通過(guò)筒924圓周的 一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥910上,然后進(jìn)入下一沉積階段 或重新巻繞在重巻巻軸上。因此,基底900的伸長(zhǎng)和速度如圖7中那 樣受控。另外,如圖7中所發(fā)生的那樣,掩模901從巻軸912退繞, 通過(guò)浮動(dòng)輥914并且通過(guò)測(cè)力傳感器916,然后由驅(qū)動(dòng)輥918拉動(dòng)。掩 模901通過(guò)筒924圓周的一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥920上, 然后重新巻繞在重巻巻軸922上。因此,掩模901的伸長(zhǎng)和速度也如 圖7中那樣受控。然而,沉積源926位于筒924的外部,使得沉積材料928無(wú)需在 到達(dá)掩模901和基底900之前通過(guò)筒924。因此,筒924無(wú)需包括孔眼。 此外,基底卯0直接接觸筒924,而掩模901非常接近或直接接觸基底 900,同時(shí)基底卯0被布置在掩模901和筒924之間。
雖然除位于筒924外部的沉積源926以外,圖9示出的構(gòu)造類似 于圖7,但應(yīng)當(dāng)理解,如圖9所示的將沉積源926定位在外部的方式同 樣適用于其它構(gòu)造,包括圖8和圖10—12中的那些構(gòu)造。
圖IO示出了類似于圖7的實(shí)施例,不同的是基底1000上已經(jīng)沉 積了或以其它方式形成了電子器件的至少一層。可以使用任何方法來(lái) 制備這種此前形成的層。由于至少一層已經(jīng)形成,因此必須保持此前 形成的層和所沉積層之間的對(duì)準(zhǔn)。如將在下文更詳細(xì)描述的那樣,隨 后形成的層的沉積期間,對(duì)準(zhǔn)孔眼掩模1001與基底1000,以實(shí)現(xiàn)層與 層之間的對(duì)準(zhǔn)。
在圖IO的實(shí)施例中,基底1000從巻軸1002退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥1004 并且通過(guò)測(cè)力傳感器1006,然后由驅(qū)動(dòng)輥1008拉動(dòng)。基底1000通過(guò) 筒1024圓周的一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥1010,然后進(jìn)入下 一沉積階段或重新巻繞在重巻巻軸上。因此,基底1000的伸長(zhǎng)和速度 如圖7中那樣受控。另外,如圖7中所發(fā)生的那樣,掩模1001從巻軸 1012退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥1014并且通過(guò)測(cè)力傳感器1016,然后由驅(qū)動(dòng) 輥1018拉動(dòng)。掩模1001通過(guò)筒1024圓周的一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo) 向至接收輥1020上,然后重新巻繞在重巻巻軸1022上。因此,掩模 401的伸長(zhǎng)和速度也如圖7中那樣受控。
然而,對(duì)伸長(zhǎng)和速度還有附加控制,該附加控制基于對(duì)基底1000 和掩模1001的基準(zhǔn)進(jìn)行的感測(cè),以使基底1000和掩模1001在朝筒1024 遞送的方向上保持正確的對(duì)準(zhǔn)。傳感器1038感測(cè)基底1000上的基準(zhǔn), 而傳感器1048感測(cè)掩模1001上的基準(zhǔn)??梢苑謩e通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥1008和1018來(lái)調(diào)整基底1000和掩模1001之間的相對(duì)速度,以對(duì)領(lǐng)先或落后 于掩模1001的基底1000進(jìn)行補(bǔ)償。
此外,在用于基底1000的測(cè)力傳感器1006和驅(qū)動(dòng)輥1008之間, 精確幅材導(dǎo)向裝置1030基于傳感器1038控制基底的橫向(側(cè)向)位 置接收基底1000,該傳感器1038感測(cè)基準(zhǔn)以確定橫向位置。移動(dòng)的幅 材具有在輥上橫向移動(dòng)的趨勢(shì),但是在大多數(shù)情況下,筒1024處的橫 向位置必須至少保持在最小特征維度的1/2的精確公差內(nèi),因此幅材導(dǎo) 向裝置1030會(huì)調(diào)整基底1000的橫向位置。幅材導(dǎo)向裝置1030包括第 一輥1032、框架1034、以及第二輥1036。如圖所示,框架1034可繞 第一輥1032邊緣處的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)樞轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開紙面,以對(duì)基底1000進(jìn) 行導(dǎo)向并且改變其在驅(qū)動(dòng)輥1008上的橫向位置,并由此改變其在筒 1024上的橫向位置。有關(guān)適用于此目的的精確幅材導(dǎo)向裝置的更多細(xì) 節(jié)可見于美國(guó)專利申請(qǐng)公開No. 2005/0109811 (Swanson等人),該專 利以引用的方式并入本文。
同樣,對(duì)于掩模1001而言,在測(cè)力傳感器1016和驅(qū)動(dòng)輥1018之 間,精確幅材導(dǎo)向裝置1040接收掩模1001并且基于傳感器1048控制 掩模1001的橫向位置,該傳感器1048通過(guò)感測(cè)基準(zhǔn)來(lái)確定橫向位置。 筒1024處掩模1001的橫向位置也必須在精確公差內(nèi),因此幅材導(dǎo)向 裝置1040會(huì)調(diào)整掩模1001的橫向位置。幅材導(dǎo)向裝置1040包括第一 輥1042、框架1044、以及第二輥1046。如圖所示,框架1044可繞第 一輥1042邊緣處的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)樞轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開紙面,以對(duì)掩模1001進(jìn)行 導(dǎo)向并且改變其在驅(qū)動(dòng)輥1018上的橫向位置,并由此改變其在筒1024 上的橫向位置。
橫向位置控制系統(tǒng)可以與伸長(zhǎng)控制系統(tǒng)結(jié)合使用或可以獨(dú)立于伸 長(zhǎng)控制系統(tǒng)使用。同樣,伸長(zhǎng)控制系統(tǒng)可以與橫向位置控制系統(tǒng)結(jié)合 使用或可以獨(dú)立于橫向位置控制系統(tǒng)使用。與圖7中所示一樣,筒1024內(nèi)的沉積源1026噴射沉積材料1028, 沉積材料1028通過(guò)筒1024的孔眼1050到達(dá)位于筒1024圓周的一部 分上方的掩模1001和基底1000。雖然圖10以這種被用作初始沉積階 段的構(gòu)造與圖7相關(guān),但應(yīng)當(dāng)理解,圖10的構(gòu)造在以下情況中也可以 被用作后續(xù)階段基底1000不是直接從之前的沉積階段進(jìn)入,而是已 在之前的階段被重新巻繞,然后從退繞巻軸1002引入該后續(xù)階段。
圖11示出了類似于圖9的實(shí)施例,不同的是基底1100設(shè)有使用 基準(zhǔn)沉積步驟1140的基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)沉積步驟1140在基底1100開始與筒 1124的周邊接觸、但掩模1101尚未到達(dá)筒位置處時(shí)的某一點(diǎn)將基準(zhǔn)涂 覆到基底1100上。由于基準(zhǔn)在筒1124處早已就位,因此可以保持基 底1100和掩模1101之間的精確對(duì)準(zhǔn),并且可在此階段期間沉積電子 器件層,而無(wú)需同步沉積相同材料的基準(zhǔn)。
在一些構(gòu)造中,從巻軸1102遞送的基底1100可具有沉積在其上 的至少一層此前形成的電子器件層。由步驟1140沉積的基準(zhǔn)可用于使 孔眼掩模1101和基底1100對(duì)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)至少一層此前形成的電子器 件層與通過(guò)圖11的沉積工位所沉積的電子器件層之間的對(duì)準(zhǔn)。
基準(zhǔn)沉積步驟1140中,基準(zhǔn)如何在基底上形成的實(shí)例包括濺射法、 氣相沉積法、激光燒蝕或激光打標(biāo)法、化學(xué)銑切法、化學(xué)蝕刻法、模 壓法、刮擦法、以及打印法。
在圖11的實(shí)施例中,基底IIOO從巻軸1102退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥1104 并且通過(guò)測(cè)力傳感器1106,然后由驅(qū)動(dòng)輥1108拉動(dòng)?;?100通過(guò) 包括基準(zhǔn)步驟1140目標(biāo)部分的筒1124圓周的一部分,被進(jìn)一步導(dǎo)向 至接收輥1110上,然后進(jìn)入下一沉積階段或重新巻繞在重巻巻軸上。 因此,基底1100的伸長(zhǎng)和速度如圖9中那樣受控。另外,如圖9中所 發(fā)生的那樣,掩模1101從巻軸1112退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥1114并且通過(guò) 測(cè)力傳感器1116,然后由驅(qū)動(dòng)輥1118拉動(dòng)。掩模1101通過(guò)筒1124圓周的一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥1120上,然后重新巻繞在重
巻巻軸1122上。因此,掩模1101的伸長(zhǎng)和速度也如圖9中那樣受控。
然而,對(duì)伸長(zhǎng)和速度還有附加控制,該附加控制基于使用傳感器
1138對(duì)掩模1101的基準(zhǔn)進(jìn)行的感測(cè),基準(zhǔn)圖案化步驟1140中,使掩 模1101在朝筒1124遞送的方向上保持正確對(duì)準(zhǔn)??梢酝ㄟ^(guò)驅(qū)動(dòng)輥1118 來(lái)調(diào)整掩模1101的相對(duì)速度,以對(duì)領(lǐng)先或落后于基準(zhǔn)圖案化步驟1140 的掩模1101進(jìn)行補(bǔ)償。
此外,在測(cè)力傳感器1116和驅(qū)動(dòng)輥1118之間,精確幅材導(dǎo)向裝 置1130基于傳感器1138將掩模1101的橫向位置控制在精確的公差內(nèi), 該傳感器1138通過(guò)感測(cè)掩模1101上的基準(zhǔn)來(lái)確定橫向位置。幅材導(dǎo) 向裝置1130包括第一輥1132、框架1134、以及第二輥1136。如圖所 示,框架1134可繞第一輥1132邊緣處的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)樞轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開紙面, 以對(duì)掩模1101進(jìn)行導(dǎo)向并且改變其在驅(qū)動(dòng)輥1118上的橫向位置,并 由此改變其在筒1124上的橫向位置。
與圖9中所示一樣,位于筒1124外部的沉積源1126噴射沉積材 料1128,以到達(dá)位于筒1124圓周的一部分上方的掩模1101和基底 1100。
圖12示出了類似于圖10的實(shí)施例,不同的是基底1200直接從之 前的沉積工位遞送,而不是從退繞巻軸遞送。與圖10中所示一樣,由 于基準(zhǔn)已經(jīng)就位,因此可以保持基底1200和掩模1201之間的對(duì)準(zhǔn), 從而電子器件層以與至少一層此前沉積的電子器件層對(duì)準(zhǔn)的方式進(jìn)行 沉積。
在圖12的實(shí)施例中,在張力測(cè)力傳感器1202處直接從前一個(gè)階 段接收基底1200,并且由驅(qū)動(dòng)輥1208拉動(dòng)基底?;?200通過(guò)筒1224 圓周的一部分,并且被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥1210上,然后進(jìn)入下一沉積階段或重新巻繞在重巻巻軸上。該階段的基底1200不經(jīng)過(guò)浮動(dòng)輥,
因此控制基底1200的伸長(zhǎng)和速度的方法是在測(cè)力傳感器1202處對(duì) 基底1200的張力進(jìn)行感測(cè),和對(duì)驅(qū)動(dòng)輥1208和筒1224的速度進(jìn)行微 小改變??赏ㄟ^(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)輥1208和筒1224之間的相對(duì)速度來(lái)對(duì)基底 1200的伸長(zhǎng)進(jìn)行進(jìn)一步的微調(diào)。另外,如圖10中所發(fā)生的那樣,掩模 1201從巻軸1212退繞,通過(guò)浮動(dòng)輥1214并且通過(guò)測(cè)力傳感器1216, 然后由驅(qū)動(dòng)輥1218拉動(dòng)。掩模1201通過(guò)筒1224圓周的一部分,并且 被進(jìn)一步導(dǎo)向至接收輥1220,然后重新巻繞在重巻巻軸1222上。因此, 掩模1201的伸長(zhǎng)和速度也如圖10中那樣受控。
對(duì)伸長(zhǎng)和速度還有附加控制,該附加控制基于對(duì)基底1200和掩模 1201的基準(zhǔn)進(jìn)行的檢測(cè),使基底1200和掩模1201在朝筒1224遞送的 方向上保持正確的對(duì)準(zhǔn)。傳感器1238感測(cè)基底1200上的基準(zhǔn),而傳 感器1248感測(cè)掩模1201上的基準(zhǔn)。可以分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥1208和1218 來(lái)調(diào)整基底1200和掩模1201之間的相對(duì)速度,以對(duì)領(lǐng)先或落后于掩 模1201的基底1200進(jìn)行補(bǔ)償。
此外,對(duì)于基底1200,在測(cè)力傳感器1202和驅(qū)動(dòng)輥1208之間, 精確幅材導(dǎo)向裝置1230接收基底1200并根據(jù)傳感器1238來(lái)控制基底 的橫向位置,該傳感器感測(cè)基準(zhǔn)以確定橫向位置。幅材導(dǎo)向裝置1230 包括第一輥1232、框架1234和第二輥1236??蚣?234可以如圖所示 在第一輥1232邊緣的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開紙面,以導(dǎo)向基底1200 并改變其在驅(qū)動(dòng)輥1208上的橫向位置,以及由此改變其在筒1224上 的橫向位置。
相似地,對(duì)于掩模1201,在測(cè)力傳感器1216和驅(qū)動(dòng)輥1218之間, 精確幅材導(dǎo)向裝置1240接收掩模1201并根據(jù)傳感器1248來(lái)控制掩模 1201的橫向位置,該傳感器感測(cè)基準(zhǔn)以確定橫向位置。幅材導(dǎo)向裝置 1240包括第一輥1242、框架1244和第二輥1246??蚣?244可以如圖 所示在第一輥1242邊緣的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開紙面,以導(dǎo)向掩模1201并改變其在驅(qū)動(dòng)輥1218上的橫向位置,以及由此改變其在筒1224
上的橫向位置。
如圖IO所示,筒1224內(nèi)的沉積源1226噴出沉積材料1228,沉積 材料通過(guò)筒1224的孔眼1250以到達(dá)筒1224圓周的一部分上的掩模 1201和基底1200。
圖13示出一種示例性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)位置和速度控制系統(tǒng)1300,其中 系統(tǒng)1300中的一個(gè)可以用于控制向每一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥和筒施加的位置、速 度和扭矩。控制系統(tǒng)1300接收位置命令1301作為輸入,并且該命令 源自軌跡發(fā)生器,這對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可以理解。該 命令被提供給位置前饋操作1302,該位置前饋操作隨后將位置前饋信 號(hào)輸出到前饋增益控制操作1312。
位置命令1301還與另一個(gè)信號(hào)疊加,該信號(hào)基于提供給低通濾波 器操作1304的負(fù)載位置反饋信號(hào)1303。負(fù)載位置反饋信號(hào)1303以直 接安裝在驅(qū)動(dòng)輥或筒上的高精度旋轉(zhuǎn)傳感器為基礎(chǔ)進(jìn)行接收。低通濾 波器操作1304向觀測(cè)器1306提供輸出,該觀測(cè)器使用其它內(nèi)部信號(hào) 來(lái)生成施加到反饋濾波操作1308的輸出,從而得到與位置命令1301 負(fù)疊加的信號(hào)。該信號(hào)隨后饋送到位置控制器1310,該位置控制器輸 出與另外兩個(gè)信號(hào)疊加的信號(hào)。
前饋增益控制操作1312的前饋增益信號(hào)輸出與位置控制器1310 的輸出信號(hào)以及電機(jī)位置前饋反饋信號(hào)進(jìn)行疊加,該反饋信號(hào)由位置 前饋衍生操作1314輸出并且通過(guò)低通濾波器1315,并且該反饋信號(hào)基 于接收的電機(jī)位置反饋信號(hào)1305。該信號(hào)1305從安裝在驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥或 筒的電機(jī)電樞上的高精度旋轉(zhuǎn)傳感器接收。隨后將疊加的輸出提供給 低通濾波器1320,該低通濾波器的輸出隨后被提供給速度控制器1322。
隨后,前饋增益操作1312的前饋增益信號(hào)輸出被提供給速度前饋操作1316,該速度前饋操作將其輸出提供給前饋增益操作1318以生成 第二前饋增益信號(hào)。第二前饋增益信號(hào)被提供給電流前饋操作1324, 該電流前饋操作向前饋增益操作1326提供輸出。另外,第二前饋增益 信號(hào)與速度控制器1322的輸出疊加,并形成源于軌跡發(fā)生器的幅材命 令的速度前饋信號(hào)1307。軌跡發(fā)生器生成每一個(gè)輥的控制系統(tǒng)的位置 參考,包括以正確單位計(jì)量的位置和速度。速度前饋信號(hào)1307與速度 控制器1322的輸出疊加的結(jié)果通過(guò)陷波濾波器和其它濾波器1328,并 與作為前饋增益操作1326輸出的前饋增益信號(hào)和實(shí)際的電機(jī)電流測(cè)量 結(jié)果1309進(jìn)行疊加,以向電流控制器1330提供輸入。然后,電流控 制器1330向驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥或筒的電機(jī)輸出電流。
圖14示出了示例性的導(dǎo)向電機(jī)位置和速度控制系統(tǒng)1400,其中系 統(tǒng)1400中的一個(gè)可以用于控制基底的側(cè)向位置,而系統(tǒng)1400中的另 一個(gè)可以用于控制掩模的側(cè)向位置。控制系統(tǒng)1400接收位置命令1401 作為輸入,并且該命令源自檢測(cè)表征幅材側(cè)向位置的基準(zhǔn)的感測(cè)系統(tǒng)。 該命令被提供給位置前饋操作1402,該位置前饋操作隨后將位置前饋 信號(hào)輸出到前饋增益控制操作1410。
位置命令1401也與另一個(gè)信號(hào)疊加,該信號(hào)基于提供給低通濾波 器操作1404的負(fù)載位置反饋信號(hào)1403。負(fù)載位置反饋信號(hào)1403以i 接安裝在幅材導(dǎo)向框架上的高精度線性傳感器為基礎(chǔ)進(jìn)行接收。前饋 操作1404向觀測(cè)器1406提供輸出,該觀測(cè)器使用其它內(nèi)部信號(hào)生成 施加到反饋濾波操作1408的輸出,從而提供與位置命令1401負(fù)疊加 的信號(hào)。該信號(hào)隨后被饋送到位置控制器1412,該位置控制器輸出與 下述另外兩個(gè)信號(hào)疊加的信號(hào)。
前饋增益控制操作1410的前饋增益信號(hào)輸出與位置控制器輸出信 號(hào)1412以及電機(jī)位置前饋反饋信號(hào)進(jìn)行疊加,該反饋信號(hào)由位置前饋 衍生操作1409輸出并且通過(guò)低通濾波器1411,并且該反饋信號(hào)基于接 收的電機(jī)位置反饋信號(hào)1405。該信號(hào)1405以直接安裝在移動(dòng)幅材導(dǎo)向框架的電機(jī)電樞上的高精度旋轉(zhuǎn)傳感器為基礎(chǔ)進(jìn)行接收。然后將疊加 的輸出提供給低通濾波器1418,該低通濾波器的輸出隨后被提供給速
度控制器1420。
前饋增益控制操作1410的前饋增益信號(hào)輸出隨后被提供給速度前 饋操作1414,該速度前饋操作向前饋增益操作1416提供輸出,以生成 第二前饋增益信號(hào)。第二前饋增益信號(hào)被提供給為前饋增益操作1424 提供輸出的電流前饋操作1422。另外,第二前饋增益信號(hào)與速度控制 器1420的輸出進(jìn)行疊加。結(jié)果通過(guò)陷波濾波器和其它濾波器1426,并 與前饋增益操作1424的輸出和實(shí)際電機(jī)電流測(cè)量結(jié)果1407疊加,以 向電流控制器1428提供輸入。電流控制器1428隨后向移動(dòng)幅材導(dǎo)向 框架的電機(jī)輸出電流。
圖15示出了示例性的幅材基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)1500,該系統(tǒng)在沉積 過(guò)程的各階段保持掩模的基準(zhǔn)和基底的基準(zhǔn)之間正確的對(duì)準(zhǔn),其中兩 個(gè)幅材上早已存在光標(biāo),例如圖12所示??刂葡到y(tǒng)1500接收幅材位 置命令1501作為輸入,并且該命令源于軌跡發(fā)生器。該命令被提供給 位置前饋操作1502,該位置前饋操作隨后將位置前饋信號(hào)輸出給前饋 增益控制操作1508。
位置命令1501也與基于幅材位置反饋信號(hào)1503的另一個(gè)信號(hào)疊 加。幅材位置反饋信號(hào)1503基于縱向幅材位置進(jìn)行接收。該信號(hào)可以 表示基底或掩模位置、或它們之間的差值。幅材位置反饋信號(hào)1503被 提供給觀測(cè)器1504,該觀測(cè)器增強(qiáng)由傳感器生成的位置信號(hào),并且其 輸出被施加到反饋濾波操作1505,以提供與位置命令1501疊加的信號(hào)。 來(lái)自該疊加的信號(hào)隨后被饋送到位置控制器1510,該位置控制器輸出 與以下段落將描述的另外兩個(gè)信號(hào)疊加的信號(hào)。
前饋增益控制操作1508的前饋增益信號(hào)輸出與位置控制器1510 的信號(hào)輸出以及來(lái)自軌跡發(fā)生器的幅材前饋開放回路位置補(bǔ)償信號(hào)1512進(jìn)行疊加。疊加的輸出為隨后提供給圖13所示幅材位置控制器的
導(dǎo)向位置命令。電機(jī)位置和速度可得自電機(jī)1516,并且對(duì)應(yīng)的反饋信 號(hào)1518被提供給電機(jī)位置和速度控制器1514。電機(jī)位置和速度控制器 1514包括具有線速度控制的傳感器位置偏移補(bǔ)償。
圖16示出了示例性實(shí)施例的一部分,其中在掩模和基底之間保持 基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn),以獲得所需的若干微米的特征尺寸以及Y2特征尺寸的對(duì)準(zhǔn)公 差。基底1600經(jīng)過(guò)傳送輥1602,然后通過(guò)具有安裝到框架1644的輥 1642和1646的幅材導(dǎo)向裝置1640。然后,基底經(jīng)過(guò)檢測(cè)縱向和/或側(cè) 向幅材位置的傳感器1648。驅(qū)動(dòng)輥1618在基底1600行進(jìn)到筒1624圓 周的一部分上時(shí)對(duì)該基底的伸長(zhǎng)和速度進(jìn)行最終校正,然后出口輥 1620將基底1600導(dǎo)向到下一個(gè)目的地上。
掩模1601進(jìn)入具有安裝到框架1634的輥1632和1636的幅材導(dǎo) 向裝置1630。掩模1601通過(guò)檢測(cè)縱向和/或側(cè)向幅材位置的傳感器 1638,并且驅(qū)動(dòng)輥1608在掩模1601行進(jìn)到筒1624圓周的一部分上時(shí) 對(duì)該掩模的伸長(zhǎng)和速度進(jìn)行最終校正,同時(shí)出口輥1610將掩模1601 從筒1624導(dǎo)出。
在操作期間,基底傳感器1648和掩模傳感器1638將幅材位置反 饋信號(hào)輸出到應(yīng)變控制器1652。應(yīng)變控制器隨后向虛擬張力觀測(cè)器 1654生成輸出信號(hào)。虛擬張力觀測(cè)器是一種控制系統(tǒng)技術(shù),其中基于 其它變量的已知值估算一個(gè)變量的值。觀測(cè)器通過(guò)減少變量的測(cè)量滯 后、提高其準(zhǔn)確度、或提供難以或不可能直接測(cè)量的變量的值來(lái)提高 控制系統(tǒng)性能。虛擬張力觀測(cè)器1654隨后根據(jù)提供給應(yīng)變控制器1652 的位置反饋以及基底和掩模的材料參數(shù)計(jì)算幅材的張力,并且對(duì)上游 控制器生成正確的張力設(shè)定值,以及生成可以添加到任一驅(qū)動(dòng)輥的附 加校正位置命令偏移。虛擬張力觀測(cè)器能夠?qū)崟r(shí)估算變化的參數(shù)。本 實(shí)施例的虛擬張力觀測(cè)器的其它詳細(xì)信息可見于共同擁有的美國(guó)專利 申請(qǐng)公開2005/0137738 Al,該專利申請(qǐng)以引用的方式并入本文。虛擬張力觀測(cè)器1654隨后向驅(qū)動(dòng)輥1608的電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖17示出了應(yīng)變控制器1652結(jié)合虛擬張力觀測(cè)器1654所用的控 制回路。從位置操作1702處的傳感器輸出讀取基底的位置,同時(shí)從位 置操作1712處的傳感器輸出讀取掩模的位置。在計(jì)算操作1704中計(jì) 算針對(duì)基底的未應(yīng)變長(zhǎng)度,同時(shí)在計(jì)算操作1714中計(jì)算針對(duì)掩模的未 應(yīng)變長(zhǎng)度。在計(jì)算操作1706中計(jì)算針對(duì)基底的時(shí)間,同時(shí)在計(jì)算操作 1716中計(jì)算針對(duì)掩模的時(shí)間。根據(jù)針對(duì)的時(shí)間,在計(jì)算操作1708中計(jì) 算新的e J直,其中該值表示幅材的理想應(yīng)變。根據(jù)新的e p在計(jì)算操 作1710中計(jì)算所需的Tsp,其中該值表示達(dá)到應(yīng)變程度所需的張力。
圖18示出可以位于基底和掩模上的基準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)例,基準(zhǔn)用于控 制側(cè)向和縱向位置并在兩個(gè)幅材之間保持正確的對(duì)準(zhǔn)。如上所述,這 些基準(zhǔn)標(biāo)記可以預(yù)先圖案化或可以在沉積過(guò)程階段添加到幅材。
如該實(shí)例所示,側(cè)向或橫維基準(zhǔn)可以與擬布置在幅材1800上的沉 積圖案具有固定距離的線1806。幅材1800的邊緣1801可以不按照與 橫維基準(zhǔn)線1806或在幅材1800上沉積或形成的任何部件具有精確關(guān) 系的方式進(jìn)行布置。通過(guò)在側(cè)向感測(cè)行1806的位置,可以確定幅材1800 是否位于正確的位置或是否有必要調(diào)整幅材導(dǎo)向裝置,以在側(cè)向重新 對(duì)準(zhǔn)幅材。
同樣如該實(shí)例所示,縱向準(zhǔn)標(biāo)包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)準(zhǔn)標(biāo),例如圖 18所示的正弦標(biāo)記1804和余弦標(biāo)記1805?;旧线B續(xù)的周期性準(zhǔn)標(biāo) (例如圖18所示的正弦或余弦標(biāo)記1804、 1805)包含可以用于確定幅 材的大體和精確位置的信息??梢酝ㄟ^(guò)周期性準(zhǔn)標(biāo)的周期性重現(xiàn)特征 確定大體位置。就正弦或余弦準(zhǔn)標(biāo)1804、 1805而言,用于確定幅材大 體縱向位置的周期性重現(xiàn)特征可以包括(例如)峰或零點(diǎn)交叉。
在一個(gè)實(shí)施例中,對(duì)每一個(gè)周期中正弦或余弦標(biāo)記1804、 1805的零點(diǎn)交叉進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定大體位置。例如,通過(guò)計(jì)算對(duì)應(yīng)正弦和余弦
標(biāo)記1804、 1805的傳感器信號(hào)的arctan2函數(shù),可以確定每一個(gè)周期 的精確位置。計(jì)算arctan2函數(shù)可得到直接與幅材1800在周期內(nèi)的精 確位置相關(guān)的角度和象限信息。
圖19A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的幅材位置檢測(cè)器的框圖,該幅材 位置檢測(cè)器被構(gòu)造用于確定幅材的縱向和側(cè)向位置。在該實(shí)施例中, 單一傳感器1912用于同時(shí)感測(cè)縱向和側(cè)向準(zhǔn)標(biāo)1904-1906。在其它配 置中,第一傳感器可以用于感測(cè)側(cè)向基準(zhǔn),第二傳感器用于感測(cè)縱向 準(zhǔn)標(biāo)。
如圖19A所示,幅材1902包括具有正弦和余弦標(biāo)記1904、 1905 的縱向準(zhǔn)標(biāo)。準(zhǔn)標(biāo)不需要為正弦曲線標(biāo)記,并且可以是提供實(shí)現(xiàn)電子 裝置層之間所需對(duì)準(zhǔn)的足夠信息的任何基本上連續(xù)或分段連續(xù)的標(biāo) 記。
幅材1902還包括具有水平標(biāo)記1906的側(cè)向準(zhǔn)標(biāo)。幅材1902通過(guò) 輥1908、 1910之間時(shí),傳感器1912同時(shí)感測(cè)縱向準(zhǔn)標(biāo)1904、 1905和 側(cè)向準(zhǔn)標(biāo)1906。傳感器1912可以為攝像頭或其它類型的光傳感器、電 磁傳感器、密度傳感器、接觸傳感器或任何能夠感測(cè)準(zhǔn)標(biāo)的其它類型 的傳感器。在圖19A所示的實(shí)施例中,傳感器具有電荷耦合器件(CCD) 攝像頭。
攝像頭1912的輸出被導(dǎo)向至圖像數(shù)據(jù)采集電路1914,該圖像數(shù)據(jù) 采集電路采集和數(shù)字化來(lái)自攝像頭1912的準(zhǔn)標(biāo)1904-1906的圖像。來(lái) 自圖像數(shù)據(jù)采集電路1914的準(zhǔn)標(biāo)的數(shù)字圖像被導(dǎo)向至數(shù)字圖像處理系 統(tǒng)1916。數(shù)字圖像處理系統(tǒng)1916分析圖像以生成與所感測(cè)準(zhǔn)標(biāo)對(duì)應(yīng)的 信號(hào)。數(shù)字圖形處理系統(tǒng)1916生成的信號(hào)可以輸出到縱向位置檢測(cè)器 1918并且可選地輸出到側(cè)向位置檢測(cè)器1920。來(lái)自側(cè)向幅材位置檢測(cè) 器1920的信息可由縱向幅材位置檢測(cè)器1918用于提高縱向幅材位置的內(nèi)推。由縱向幅材位置檢測(cè)器1918和側(cè)向幅材位置檢測(cè)器1920確 定的縱向和側(cè)向位置,可以分別輸出到被構(gòu)造用于控制幅材的縱向和 側(cè)向位置的移動(dòng)控制系統(tǒng)。
圖19B-19D示出了多種類型傳感器的像域的實(shí)例。圖19B示出了 區(qū)域傳感器的像域1970內(nèi)的準(zhǔn)標(biāo)1904、 1905、 1906。區(qū)域傳感器輸出 值的XnXY。數(shù)組,這些值表示每一個(gè)像素位置的光強(qiáng)。區(qū)域傳感器提 供大量的數(shù)據(jù)用于信號(hào)處理。大數(shù)據(jù)集允許比較當(dāng)前視圖和上一視圖, 提供更完善的數(shù)據(jù)濾波,從而在(例如)位置準(zhǔn)確度方面帶來(lái)潛在優(yōu) 點(diǎn)。與一些其它類型的傳感器相比,區(qū)域傳感器提供的位置更新速率 較慢,因?yàn)槠涮幚硐鄬?duì)較大的數(shù)據(jù)集需要更多時(shí)間。
圖19C示出了行掃描傳感器的像域1980內(nèi)的準(zhǔn)標(biāo)1904、 1905、 1906。行掃描傳感器輸出像素強(qiáng)度的lXYn矢量。與區(qū)域傳感器相比, 行掃描傳感器可快速提供位置更新,但需要位置歷史所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器。
在圖19D中,漸進(jìn)式掃描傳感器的像域1990內(nèi)示出準(zhǔn)標(biāo)1904、 1905、 l卯6。 一般來(lái)講,區(qū)域掃描傳感器允許用戶選擇要掃描的行數(shù), 如X。 = 4或其它數(shù)值。漸進(jìn)式掃描傳感器采集比行掃描更多的數(shù)據(jù)用 于信號(hào)處理,但提供的位置更新較慢。
可以通過(guò)對(duì)正弦和余弦標(biāo)記1904、 1905進(jìn)行縮放來(lái)實(shí)現(xiàn)最大的分 辨率。例如,可以采用盡可能大的標(biāo)記振幅,以在傳感器的像域1970、 1980、 1990內(nèi)使標(biāo)記1904、 1905最大化,同時(shí)保留一定的邊界以應(yīng)對(duì) 側(cè)向位置錯(cuò)誤??梢愿鶕?jù)期望的操作速度選擇縱向標(biāo)度。使正弦和余 弦標(biāo)記1904、 1905具有較高(較高的頻率和較小的峰間距離)的節(jié)距, 可以提供較陡的斜率和較高的縱向分辨率。過(guò)高的節(jié)距可降低信噪比 并加大所需的采樣率。最小采樣率需要樣品之間具有不超過(guò)K周期的間 隔。然而,當(dāng)所使用的采樣率為使用的最低采樣率的至少3至4倍時(shí),操作增強(qiáng)??蛇_(dá)到的采樣率隨所用的傳感器類型而異,但攝像頭傳感
器的采樣率可超過(guò)lkHz。
可以通過(guò)多種信號(hào)處理技術(shù)補(bǔ)償準(zhǔn)標(biāo)的缺陷。例如,可以對(duì)所生 成的響應(yīng)標(biāo)記的傳感器信號(hào)進(jìn)行平移、濾波和/或角度調(diào)整,以提高信 噪比。在一些實(shí)施例中,可以通過(guò)線性或非線性濾波改善傳感器信號(hào)。 例如,如果已知或已估算出當(dāng)前的幅材速度,可以設(shè)定下一次估算的 位置更新的界定??梢詫⑦@些界定以外的任何值假定為噪聲。具體地 講,使用遞歸濾波,例如通過(guò)使用卡爾曼濾波器,可以改進(jìn)估算的幅 材位置。卡爾曼濾波器使用兩個(gè)或更多個(gè)信息源,并將其組合以根據(jù) 信號(hào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的知識(shí)形成最佳的估算值。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)生成,或 用于靜止過(guò)程,可以離線生成以降低計(jì)算負(fù)荷。使用幅材上縱向設(shè)置 的基本上連續(xù)的準(zhǔn)標(biāo)確定縱向幅材位置的方法和系統(tǒng),在與本專利申 請(qǐng)同時(shí)提交的共同擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)(代理人檔案號(hào)
No.62616US002)中有更詳細(xì)的詳述,該專利申請(qǐng)以引用的方式并入本 文。
在另一方面,提供了一種使用上述裝置沉積形成分層電子器件的 材料的方法。該方法涉及從基底傳送輥傳送基底,同時(shí)在第一基底接 收輥上接收基底,其中基底在基底傳送輥和第一基底接收輥之間時(shí)在 第-一筒的圓周的一部分的附近通過(guò)。該方法還涉及在傳送和接收基底 時(shí),將第一掩模從第一掩模傳送輥傳送,同時(shí)在第一掩模接收輥上接 收第一掩模,其中第一掩模在第一掩模傳送輥和第一掩模接收輥之間 時(shí)在第一筒的圓周的一部分的附近通過(guò),并且其中第一掩模有形成第 一圖案的多個(gè)孔眼,并且這些孔眼中至少一部分的最小維度為約2微 米。另外,該方法涉及在傳送和接收基底和第一掩模時(shí),將第一沉積 材料從第一沉積源導(dǎo)向到與第一筒的圓周的一部分鄰近的第一掩模的 一部分,使得一個(gè)或多個(gè)電子器件的層在基底上沉積。
該方法還可涉及從第一基底接收輥傳送基底,同時(shí)在第二基底接收輥上接收基底,其中基底在第一基底接收輥和第二基底接收輥之間 時(shí)在第二筒的圓周的一部分的附近通過(guò)。該方法還涉及從第二掩模傳 送輥傳送第二掩模,同時(shí)在第二掩模接收輥接收第二掩模,其中第二 掩模在第二掩模傳送輥和第二掩模接收輥之間時(shí)在第二筒的圓周的一 部分的附近通過(guò),并且其中第二掩模具有形成第二圖案的多個(gè)孔眼。 另外,該方法涉及在傳送和接收基底和第二掩模時(shí),將沉積材料從第 二沉積源導(dǎo)向到與第二筒的圓周的一部分鄰近的第二掩模的一部分, 使得一個(gè)或多個(gè)電子器件的第二層以與第一層對(duì)準(zhǔn)的方式沉積,對(duì)準(zhǔn) 公差為約l微米。
給出本發(fā)明不同實(shí)施例的上述具體實(shí)施方式
是出于舉例說(shuō)明和描 述目的。并非意圖詳盡列舉本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明局限于所公開的精確形 式。可以按照上述教導(dǎo)內(nèi)容進(jìn)行多個(gè)修改和變型。所預(yù)期的是,本發(fā) 明的范圍不受該具體實(shí)施方式
的限定,相反,其受所附權(quán)利要求書的限定。
權(quán)利要求
1.一種在柔性、伸長(zhǎng)的基底上形成具有多個(gè)重疊層的一個(gè)或多個(gè)電子器件的方法,包括移動(dòng)所述柔性基底通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沉積工位,在每一個(gè)沉積工位處相對(duì)于旋轉(zhuǎn)筒移動(dòng)伸長(zhǎng)的孔眼掩模,所述孔眼掩模具有以圖案形式布置的孔眼;對(duì)準(zhǔn)所述孔眼掩模和所述基底;在所述旋轉(zhuǎn)筒的圓周的一部分上使所述孔眼掩模和所述基底接近;通過(guò)所述孔眼掩模的所述孔眼沉積層狀電子器件的層;以及保持所述層狀電子器件中的至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn),所述層狀電子器件的至少一層包含電子或光學(xué)活性材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述電子或光學(xué)活性材料包 括光電材料、發(fā)光材料、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料或有機(jī)半導(dǎo)體材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述層狀電子器件中的至少 一層包括為電子或光學(xué)活性材料層提供電觸點(diǎn)的導(dǎo)電材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述層狀電子器件中的至少 一層包括電子傳送材料或空穴傳送材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中對(duì)準(zhǔn)所述孔眼掩模和所述基 底包括對(duì)準(zhǔn)所述筒上的所述孔眼掩模的縱向位置和橫向位置中的一者 或兩者;以及對(duì)準(zhǔn)至少一個(gè)沉積工位的所述筒上的所述基底的縱向位置和橫 向位置中的一者或兩者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括保持所述孔眼掩模的預(yù)定 伸長(zhǎng)和所述基底的預(yù)定伸長(zhǎng)中的一者或兩者。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中對(duì)準(zhǔn)所述孔眼掩模和所述基底包括感測(cè)至少一個(gè)沉積工位的所述孔眼掩模上的基準(zhǔn)和在所述至少 一個(gè)沉積工位處的所述基底上的基準(zhǔn)中的一者或兩者;以及 根據(jù)所述基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)所述孔眼掩模和所述基底。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中對(duì)準(zhǔn)所述孔眼掩模和所述基 底包括感測(cè)設(shè)置在所述孔眼掩模和所述基底中的一者或兩者上的一個(gè) 或多個(gè)基本上連續(xù)的基準(zhǔn);以及根據(jù)所述基本上連續(xù)的基準(zhǔn)確定所述孔眼掩模和所述基底中的 一者或兩者的縱向位置。
9. 一種在柔性、伸長(zhǎng)的基底上形成具有多個(gè)重疊層的一個(gè)或多個(gè) 電子器件的裝置,包括一個(gè)或多個(gè)沉積工位,每一個(gè)沉積工位包括伸長(zhǎng)的孔眼掩模,所述伸長(zhǎng)的孔眼掩模具有以圖案形式布置的孔眼;旋轉(zhuǎn)筒;以及沉積源,所述沉積源被構(gòu)造用于通過(guò)所述孔眼掩模的所述孔眼向所述基底噴射材料,以形成層狀電子器件的層;傳送系統(tǒng),所述傳送系統(tǒng)被構(gòu)造用于移動(dòng)所述基底通過(guò)所述一個(gè) 或多個(gè)沉積工位,在每一個(gè)沉積工位處,所述基底接近所述筒的圓周 的一部分上的所述沉積工位的所述孔眼掩模;以及對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)被構(gòu)造用于保持所述層狀電子器件中的 至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn),所述層狀電子器件中的至少一層包含電子或光學(xué)活性材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述層狀電子器件包括光 電器件、發(fā)光器件、二極管和晶體管中的一個(gè)或多個(gè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述孔眼掩模中的孔眼的圖案在所述裝置的操作期間補(bǔ)償所述孔眼掩模的畸變。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述一個(gè)或多個(gè)沉積工位 中的至少一個(gè)沉積工位被構(gòu)造用于沉積包含所述電子或光學(xué)活性材料 的所述層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述活性材料包括光電材 料、發(fā)光材料、有機(jī)半導(dǎo)體材料或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中至少一個(gè)孔眼掩模為聚合 物型孔眼掩模。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述基底為聚合物基底。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中至少一個(gè)孔眼掩模包括小 于約100微米的孔眼。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中在所述電子器件的所述至 少兩層之間保持小于約50微米的對(duì)準(zhǔn)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)被構(gòu)造用于 感測(cè)縱向布置在所述孔眼掩模和所述基底中的至少一者上的基本上連 續(xù)的準(zhǔn)標(biāo),并進(jìn)一被構(gòu)造用于使用所述準(zhǔn)標(biāo)在所述層狀電子器件的所 述至少兩層之間保持對(duì)準(zhǔn)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其中所述準(zhǔn)標(biāo)包括正弦曲線準(zhǔn)標(biāo)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述傳送系統(tǒng)被構(gòu)造用于 保持所述沉積工位的所述孔眼掩模的預(yù)定伸長(zhǎng)并保持所述基底的預(yù)定 伸長(zhǎng)。
全文摘要
本文描述了在柔性、伸長(zhǎng)的基底上形成層狀電子器件的方法和系統(tǒng)。所述層狀電子器件包括至少一個(gè)電子或光學(xué)活性層。在移動(dòng)所述柔性基底通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沉積工位的過(guò)程中沉積所述電子器件的一個(gè)或多個(gè)層。在每一個(gè)沉積工位處,使所述基底和孔眼掩模對(duì)準(zhǔn),所述孔眼掩模具有以圖案形式布置的孔眼。在旋轉(zhuǎn)筒的圓周的一部分上使所述孔眼掩模和所述基底接近。通過(guò)使材料通過(guò)所述孔眼掩模的所述孔眼進(jìn)行沉積,形成所述層狀電子器件的層。在每一個(gè)沉積工位處,保持所述層狀電子器件的至少兩層之間的對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H01L51/00GK101578718SQ200880002062
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者丹尼爾·H·卡爾森, 唐納德·J·穆克盧爾, 杰弗里·H·托其, 約翰·T·斯特蘭德, 羅納德·P·斯萬(wàn)松, 詹姆斯·N·多布斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司