低颗粒气体封闭系统和方法

文档序号:1455800 发布日期:2020-02-21 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 低颗粒气体封闭系统和方法 (Low particle gas enclosure system and method ) 是由 J.莫克 A.S-K.高 E.弗龙斯基 S.阿尔德森 A.斯特帕诺夫 于 2014-05-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种系统,所述系统包括:气体封闭件,所述气体封闭件限定内部;印刷系统,所述印刷系统被定位在所述气体封闭件的内部中,所述印刷系统包括印刷头组件;基板支撑设备,所述基板支撑设备被定位在所述气体封闭件的内部中,所述基板支撑设备用于支撑要被印刷的基板;管道系统,所述管道系统限定开口,所述开口被定位成接收从所述管道系统被布设到所述气体封闭件的内部中的服务束;以及密封覆盖件机构,所述密封覆盖件机构具有打开位置和关闭位置,以分别打开和关闭所述开口,在所述关闭位置中,所述密封覆盖件机构能够密封所述开口。(The invention relates to a system comprising: a gas enclosure defining an interior; a printing system positioned in an interior of the gas enclosure, the printing system comprising a printhead assembly; a substrate support device positioned in the interior of the gas enclosure, the substrate support device for supporting a substrate to be printed; a conduit system defining an opening positioned to receive a service bundle routed from the conduit system into an interior of the gas enclosure; and a seal cover mechanism having an open position and a closed position to open and close the opening, respectively, in the closed position the seal cover mechanism being capable of sealing the opening.)

低颗粒气体封闭系统和方法

本申请是针对国家知识产权局于2019年10月08日发出的第二次审查意见通知书(发文序号2019092702159030)中指出的单一性缺陷提交的分案申请。

相关案件的交叉引用

本申请要求2013年6月10日提交的美国临时申请号61/833,398的权益。本申请要求2013年12月4日提交的美国临时申请号61/911,934的权益。本申请要求2014年1月9日提交的美国临时申请号61/925,578的权益。本申请要求2014年4月23日提交的美国临时申请号61/983,417的权益。本申请为2014年3月11日提交的美国申请号14/205,340的部分继续。2014年3月11日提交的美国申请号14/205,340为2013年3月13日提交并且2013年8月15日公开为US 2013/0206058的美国申请号13/802,304的部分继续。美国申请号13/802,304为2012年12月19日提交的美国申请号13/720,830的部分继续;并且2013年9月26日公开为US2013/0252533。美国申请号13/720,830要求2011年12月22日提交的美国临时申请号61/579,233的权益。2012年12月19日提交的美国申请号13/720,830为2010年1月5 日提交并且2013年2月26日公告为US 8,383,202的美国申请号12/652,040的部分继续,所述美国申请号12/652,040为对2008年6月13日提交并且2008年12月18日公开为US 2008/0311307的美国申请号12/139.391的部分继续。美国申请号12/652,040还要求2009年1月5日提交的美国临时申请号61/142,575的权益。本文列出的所有交叉引用申请都通过引用整体地结合于本文中。

技术领域

本教导涉及为在多种基板尺寸和基板材料上制造OLED面板而具有惰性、基本上低颗粒的环境的气体封闭系统的各种实施例。

背景技术

对有机发光二极管(OLED)显示技术的潜力的兴趣由OLED显示技术的属性驱动,包括具有高度饱和的颜色、高对比度、超薄、快速响应以及高效节能的显示面板的展示。此外,包括柔性聚合物材料的多种基板材料能够被用于OLED显示技术的制造中。尽管针对小屏幕应用、主要针对手机的显示器的展示用于强调该技术的潜力,但在以高成品率(highyield)跨越一系列基板幅面对大批量制造进行扩展(或缩放,scaling)方面仍存在挑战。

关于幅面的缩放,Gen 5.5基板具有大约130cm X 150cm的尺寸,并且能够生产大约八块26"平板显示器。相比之下,较大幅面的基板能够包括使用Gen 7.5和Gen 8.5的母玻璃基板尺寸。Gen 7.5母玻璃具有大约195cm x 225cm的尺寸,并且能够被切割成每个基板八块42"或六块47"的平板显示器。用于Gen 8.5中的母玻璃为大约220cm x 250cm,并且能够被切割成每个基板六块55''或八块46''的平板显示器。在将OLED显示器制造扩展至较大幅面中仍然存在的挑战的一个迹象在于:在大于Gen 5.5基板的基板上以高成品率大批量制造OLED显示器已证明是在很大程度上具有挑战性的。

原则上,OLED装置可以通过使用OLED印刷系统在基板上印刷各种有机薄膜以及其他材料来制造。这样的有机材料能够易被氧化和其他化学过程损坏。以能够针对各种基板尺寸进行缩放并且能够在惰性、基本上低颗粒的印刷环境中完成的方式收容OLED印刷系统能够存在多种工程挑战。用于高吞吐量的大幅面基板印刷(例如Gen 7.5和Gen 8.5基板的印刷)的制造工具需要相当大的设施。因此,将大的设施维持在惰性气氛(inertatmosphere)下、需要气体净化以去除例如水蒸气和氧气之类的反应性大气物种以及有机溶剂蒸气以及维持基本上低颗粒印刷环境已证明是显著具有挑战性的。

因此,在以高成品率跨越一系列基板幅面扩展OLED显示技术的大批量制造方面仍存在挑战。因此,需要本教导的气体封闭系统的各种实施例,其能够在惰性、基本上低颗粒的环境中收容OLED印刷系统,并且能够被容易地缩放以供在多种基板尺寸和基板材料上制造OLED面板。此外,本教导的各种气体封闭系统能够提供在处理期间从外部对OLED印刷系统的方便的接近(ready access),以及在最低停机时间的情况下对内部的方便的接近用于维护。

具体实施方式

本教导公开了能够收容OLED印刷系统的气体封闭组件的各种实施例。气体封闭组件的各种实施例能够可密封地构造和集成有提供颗粒控制系统、气体循环和过滤系统、气体净化系统之类的各种部件,以形成能够维持惰性气体环境的气体封闭系统的各种实施例,所述惰性气体环境对需要这样的环境的过程而言是基本上低颗粒的(substantiallylow-particle)。

原则上能够允许印刷包括大幅面基板尺寸的多种基板尺寸的制造工具能够需要用于收容这样的OLED制造工具的相当大的设备。因此,在惰性气氛下维持整个大型设备提出工程上的挑战,例如大量惰性气体的连续净化。根据本教导,惰性气体可以是在一组限定的条件下不经历化学反应的任何气体。惰性气体的一些常用的非限制性示例能够包括氮气、稀有气体中的任何稀有气体及其任何组合。此外,提供基本上气密密封以防止例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体以及从各种印刷过程产生的有机溶剂蒸气的污染的大型设备也提出了工程上的挑战。根据本教导,OLED印刷设备将使包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体以及有机溶剂蒸气的各种反应性物种中的每个物种的水平维持在100ppm或更低,例如,维持在10ppm或更低,维持在1.0ppm或更低,或者维持在0.1ppm或更低。

需要惰性环境的大型设备的连续维护又提出了附加的挑战。例如,制造设备能够需要各种服务束的相当大的长度,所述各种服务束能够在操作上从各种系统和组件连接,以提供操作例如但不限于印刷系统所需的光学、电气、机械和流体连接。根据本教导,作为非限制性示例,服务束能够包括光缆、电气线缆、导线和管道等。由于在服务束中将各种线缆、导线和管道等捆扎在一起所产生的相当大数量的空隙空间,根据本教导的服务束的各种实施例能够具有相当大的总死区体积(dead volumn)。由服务束中相当大数量的空隙空间所引起的总死区体积能够导致保存相当大体积的闭塞在其中的反应性气体物种。这种相当大体积的闭塞的反应性气体物种对于有效地使气体封闭进入到关于反应性大气成分(例如,氧气和水蒸气)以及有机蒸气的水平的规范中而言能够提出挑战。此外,这样的用于印刷系统的操作中的服务束能够是颗粒物质的持续的源。

在这方面,在OLED制造设备中提供和维持基本上惰性和低颗粒的环境提供了对例如能够在露天、高流动层流过滤罩下的大气条件下完成的过程而言未呈现的附加的挑战。因此,本教导的系统和方法的各种实施例应对针对在惰性、基本上低颗粒的环境中多种尺寸和材料的OED基板的OLED印刷所提出的挑战。

关于维持基本上低颗粒的环境,气体循环和过滤系统的各种实施例能够被设计成提供针对气载颗粒的低颗粒惰性气体环境,所述低颗粒惰性气体环境符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999“Cleanrooms and associated controlled environments—Part1: Classification of air cleanliness”的如Class 1至Class 5所规定的标准。但是,单独控制气载颗粒物质对于在例如但不限于印刷过程期间提供靠近基板的低颗粒环境而言是不够的,这是因为在这样的过程期间靠近基板产生的颗粒在它们能够掠过气体循环和过滤系统之前能够积聚在基板表面上。

因此,本教导的气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统除气体循环和过滤系统之外能够包括在印刷步骤中的处理期间能够提供靠近基板的低颗粒区的部件。根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,用于本教导的气体封闭系统的各种实施例的颗粒控制系统能够包括气体循环和过滤系统、用于使印刷头组件相对于基板移动的低颗粒产生的X轴直线轴承系统、服务束壳体排放系统以及印刷头组件排放系统。在这方面,除用于维持气载颗粒物质的基本上低颗粒规范的循环和过滤系统之外,本教导的气体封闭系统的各种实施例还能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统能够包括用于维持沉积在基板上的颗粒物质的基本上低颗粒规范的附加的部件。

本教导的系统和方法的各种实施例能够维持基本上低颗粒的环境,所述基本上低颗粒的环境提供所关注的特定尺寸范围的颗粒的不超过基板上沉积速率规范的平均基板上分布。基板上沉积速率规范(on-substrate deposition rate specification)能够针对在大约0.1μm和更大至大约10μm和更大之间的关注的颗粒尺寸范围中的每一个来设置。在本教导的系统和方法的各种实施例中,基板上颗粒沉积速率规范能够被表达为针对目标颗粒尺寸范围中的每一个的每分钟每平方米的基板所沉积的颗粒的数量界限。

基板上颗粒沉积速率规范的各种实施例能够容易地从每分钟每平方米的基板所沉积的颗粒的数量界限转换成针对目标颗粒尺寸范围中的每一个的每分钟每个基板所沉积的颗粒的数量界限。这样的转换能够通过例如特定代尺寸的基板和该基板代的相对应的面积的基板之间已知的关系容易地完成。例如,下面的表1总结了一些已知代尺寸的基板的长宽比和面积。应当理解的是,随着制造商的不同可以看到长宽比(并且因此,尺寸)的略微变化。但是,无论该变化如何,对于多种代尺寸的基板中的任何基板,都能够获得针对特定代尺寸的基板和按照平方米的面积的转换因子。

表1:面积和基板尺寸之间的关联

Generation ID X (mm) Y (mm) 面积(m<sup>2</sup>)
Gen 3.0 550 650 0.36
Gen 3.5 610 720 0.44
Gen 3.5 620 750 0.47
Gen 4 680 880 0.60
Gen 4 730 920 0.67
Gen 5 1100 1250 1.38
Gen 5 1100 1300 1.43
Gen 5.5 1300 1500 1.95
Gen 6 1500 1850 2.78
Gen 7.5 1950 2250 4.39
Gen 8 2160 2400 5.18
Gen 8 2160 2460 5.31
Gen 8.5 2200 2500 5.50
Gen 9 2400 2800 6.72
Gen 10 2850 3050 8.69

此外,表达为每分钟每平方米的基板沉积的颗粒的数量界限的基板上颗粒沉积速率规范能够被容易地转换成多种单位的时间表达中的任何表达。将容易理解的是,归一化为分钟的基板上颗粒沉积速率规范,通过已知的时间关系,例如,但不限于,例如秒、小时、天等,能够被容易地转换成任何其他时间表达。此外,能够使用与处理具体相关的时间单位。例如,印刷周期能够与时间单位相关联。对于根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,印刷周期能够是如下时间段,即:其中,基板移动到气体封闭系统中用于印刷,并且随后在印刷完成之后从气体封闭系统移除。对于根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,印刷周期能够是如下时间段,即:从基板相对于印刷头组件对准开始至最后喷出的墨滴传送到基板上。在处理的技术中,总平均周期时间或TACT能够是针对特定过程周期的时间单位的表达。根据本教导的系统和方法的各种实施例,针对印刷周期的TACT能够为大约30秒。对于本教导的系统和方法的各种实施例,针对印刷周期的TACT能够为大约60秒。在本教导的系统和方法的各种实施例中,针对印刷周期的TACT能够为大约90秒。对于本教导的系统和方法的各种实施例,针对印刷周期的TACT能够为大约120秒。在本教导的系统和方法的各种实施例中,针对印刷周期的TACT能够为大约300秒。

相对于系统内的气载颗粒物质和颗粒沉积,相当数量的变量能够影响开发出一般模型,所述一般模型可以适当地计算出例如对任何特定的制造系统而言表面(例如,基板)上的颗粒沉降率(fallout rate)的近似值。例如颗粒的尺寸、特定尺寸的颗粒的分布、基板的表面面积和基板在系统内的暴露时间之类的变量能够根据各种制造系统而变化。例如,颗粒的尺寸和特定尺寸的颗粒的分布能够在很大程度上受到各种制造系统中的颗粒产生部件的源和位置影响。基于本教导的气体封闭系统的各种实施例的计算表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在0.1μm和更大的尺寸范围中的颗粒而言,每平方米的基板每个印刷周期的颗粒物质的基板上沉积能够在多于大约1百万至多于大约1千万个颗粒之间。这样的计算表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在大约2μm和更大的尺寸范围中的颗粒而言,每平方米的基板每个印刷周期的颗粒物质的基板上沉积能够在多于大约1000个颗粒至大约多于大约10,000个颗粒之间。

本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于10μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于2μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.3μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。

如本文先前所论述的,在大于Gen 5.5基板的基板上以高成品率大批量制造OLED显示器已证明是相当具有挑战性的。为了更清楚地认识能够用于各种OLED装置的制造中的基板尺寸,各代的母玻璃基板尺寸从大约90年代初开始已针对通过OLED印刷以外的技术制造的平板显示器经历了的进化。指定为Gen 1的第一代母玻璃基板为大约30cm x 40cm,并且因此,能够生产15"面板。大约90年代中期,用于生产平板显示器的现有技术已进化至具有大约60cm x 72cm的尺寸的Gen 3.5的母玻璃基板尺寸。相比之下,Gen 5.5基板具有大约130cm X 150cm的尺寸。

随着一代代前进,Gen 7.5和Gen 8.5的母玻璃尺寸用于OLED印刷以外的制造过程的生产中。Gen 7.5的母玻璃具有大约195cm x 225cm的尺寸,并且能够被切割成每个基板八块42"或六块47"的扁平面板。用于Gen 8.5中的母玻璃为大约220cm x 250cm,并且能够被切割成每个基板六块55"或八块46"的扁平面板。OLED平板显示器对于例如更真实的颜色、更高的对比度、薄度、柔性、透明度和能量效率等的质量的承诺已经实现,同时OLED制造实际上被限于Gen 3.5和更小。当前,OLED印刷据信是打破此限制并且使得能够实现不仅针对Gen 3.5和更小的母玻璃尺寸而且在最大的母玻璃尺寸(例如,Gen 5.5、Gen 7.5和Gen8.5)下的OLED面板制造的最佳制造技术。OLED面板显示技术的特征之一包括能够使用多种基板材料,例如,但不限于,多种玻璃基板材料以及多种聚合物基板材料。在这方面,由缘于使用基于玻璃的基板的术语列举的尺寸能够被应用于适用于OLED印刷中的任何材料的基板。

可以预期的是,各种各样的油墨配方能够在本教导的气体封闭系统的各种实施例的惰性、基本上低颗粒的环境内印刷。在OLED显示器的制造期间,OLED像素能够被形成为包括OLED膜堆(film stack),所述OLED膜堆当施加电压时能够发出特定峰值波长的光。OLED膜堆结构在阳极和阴极之间能够包括空穴注入层(HIL)、空穴输送层(HTL)、发射层(EL)、电子输送层(ETL)以及电子注入层(EIL)。在OLED膜堆结构的一些实施例中,电子输送层(ETL)能够与电子注入层(EIL)结合以形成ETL/EIL层。根据本教导,针对OLED膜堆的各种颜色像素EL膜的EL的各种油墨配方能够使用喷墨印刷来印刷。此外,例如,但不限于,HIL、HTL、EML和ETL/EIL层能够具有能够使用喷墨印刷来印刷的油墨配方。

还可以预期的是,有机封装层能够使用喷墨印刷来印刷在OLED面板上。可以预期的是,由于喷墨印刷能够提供若干优点,有机封装层能够使用喷墨印刷来印刷。首先,能够消除真空处理操作的范围,这是因为该基于喷墨的制造能够在大气压力下执行。此外,在喷墨印刷过程期间,有机封装层能够被局部化(localized)来覆盖OLED基板在激活区域(active region)之上和附近的部分,以有效地封装激活区域,包括激活区域的侧边。使用喷墨印刷的靶向模式化(patterning)导致消除了材料浪费,以及消除了实现有机层的模式化通常所需的附加处理。封装墨能够包括聚合物,包括:例如,但不限于,丙烯酸、丙烯酸脂、尿烷或其他材料,以及共聚物及其混合物,其能够使用热处理(例如,烘)、UV照射及其组合来固化。

关于OLED印刷,根据本教导,维持基本上低水平的反应性物种,例如,但不限于,大气成分(例如,氧气和水蒸气)以及用于OLED墨中的各种有机溶剂蒸气,已发现关联到提供符合必要的寿命(lifetime)规范的OLED平板显示器。寿命规范对于OLED面板技术具有特别的重要性,因为这直接关联到显示产品的耐久性;针对所有面板技术的产品规范,对OLED面板技术而言,符合所述产品规范已是具有挑战性的。为了提供符合必要的寿命规范的面板,利用本教导的气体封闭系统的各种实施例,例如水蒸气、氧气以及有机溶剂蒸气之类的反应性物种中的每一种的水平能够被维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低或者0.1ppm或更低。

能够在查阅表2中总结的信息时说明需要在如下设备中印刷OLED面板,即:其中,例如水蒸气、氧气以及有机溶剂蒸气之类的反应性物种中的每一种的水平能够被维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低或者0.1ppm或更低。表2上总结的数据从包括以大像素、旋涂的装置格式(format)制造的红、绿和蓝中的每一种的有机薄膜组分的测试试样(test coupon)中的每一个的测试产生。为了快速评估各种配方(formulation)和过程的目的,这样的测试试样基本上更易于制造和测试。尽管测试试样测试不应与印刷面板的寿命测试混淆,但它能够指示各种配方和过程对寿命的影响。下表中所示的结果表示在测试试样的制造中的过程步骤的变化,其中,与在空气而不是氮气环境中类似地制造的测试试样相比,仅旋涂环境对于在反应性物种小于1ppm的氮气环境中制造的测试试样变化。

通过检查表2中针对在不同处理环境下制造的测试试样的数据,特别是在红和蓝的情况下,显而易见的是,在有效减少有机薄膜组分暴露于反应性物种的环境中印刷对各种EL的稳定性(并且因此,对寿命)可具有相当大的影响。

表2:惰性气体处理对OLED面板的寿命的影响

Figure 40554DEST_PATH_IMAGE001

此外,维持基本上低颗粒的环境对OLED印刷而言具有特别的重要性,这是因为甚至非常小的颗粒都能够在OLED面板上导致可见的缺陷。在这方面,本教导的系统和方法提供维持例如水蒸气、氧气以及有机溶剂蒸气之类的反应性物种中的每一种的低水平,并且附加地提供维持用于高质量OLED面板制造的基本上低颗粒的环境。气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统除气体循环和过滤系统之外还能够包括在印刷步骤中的处理期间提供靠近基板的低颗粒区的部件。

本教导的气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统提供靠近基板的低颗粒区,为此,能够包含和排放靠近基板的各种颗粒产生部件以防止在印刷过程期间颗粒积聚在基板上。在气体封闭系统的各种实施例中,颗粒控制系统能够包括气体循环和过滤系统,所述气体循环和过滤系统用于在气体封闭系统内以及靠近基板二者维持符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999的如Class 1至Class 5所规定的标准的气载颗粒水平。颗粒控制系统的各种实施例能够包括与已包含的颗粒产生部件流体连通的气体循环和过滤系统,使得这样的颗粒包含部件能够被排放到气体循环和过滤系统中。对于颗粒控制系统的各种实施例,已包含的颗粒产生部件能够被排放到死区空间中,从而使这样的颗粒物质对气体封闭系统内的再循环而言难以接近。本教导的气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,用于所述颗粒控制系统的各种部件能够是内在低颗粒产生的,从而防止在印刷过程期间颗粒积聚在基板上。本教导的颗粒控制系统的各种部件能够利用颗粒产生部件的包含和排放,以及选择内在低颗粒产生的部件,以提供靠近基板的低颗粒区。

对于本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例,在例如封闭的OLED印刷系统的封闭的系统中维持基本上低颗粒的环境提供了对于能够在大气条件下(例如,在露天、高流动层流过滤罩(high flow laminar flow filtration hoods)下)完成的过程的颗粒减少未呈现的附加的挑战。气体封闭系统的各种实施例能够提供基本上低颗粒的环境,这是例如但不限于:1)通过消除颗粒物质能够聚集的靠近基板的区域;2)通过包含和排放颗粒产生部件,例如,能够包括捆扎的线缆、线材和管道等的服务束,以及本教导的颗粒控制系统的各种实施例内的例如利用例如风机或使用摩擦轴承的直线运动系统的部件的各种设备、组件和系统;以及3)通过使用多种内在低颗粒产生的气动操作的部件,例如,但不限于,基板浮选台、空气轴承以及气动操作的机器人等。根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,基本上低颗粒的环境能够包括颗粒控制系统,所述颗粒控制系统包括用于在印刷期间提供靠近基板的低颗粒区的部件。

如本文后续将更详细地论述的,直接控制靠近基板的颗粒产生来提供靠近基板的低颗粒区能够通过包含颗粒产生元件,通过使用低颗粒产生部件以及通过包含颗粒产生件和使用低颗粒产生部件的结合来实施。因此,气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统能够包括与用于使印刷头组件相对于基板移动的低颗粒产生的X轴直线轴承系统流体连通的气体循环和过滤系统、服务束壳体排放系统以及印刷头组件排放系统。对于服务束壳体排放系统和印刷头组件排放系统的各种实施例,包含在这样的系统中的颗粒能够被排放到气体循环和过滤系统中。在服务束壳体排放系统和印刷头组件排放系统的各种实施例中,包含在这样的系统中的颗粒能够被排放到死区空间中,从而使该颗粒物质这样排放到对气体封闭系统内的循环而言难以接近的死区空间中。

此外,系统验证以及持续的系统监测能够对气载和基板上颗粒监测二者执行。气载颗粒物质的确定能够在印刷过程之前使用例如便携式颗粒计数装置针对气体封闭系统的各种实施例执行作为质量检查。在气体封闭系统的各种实施例中,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板时原位执行作为持续的质量检查。对于气体封闭系统的各种实施例,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板之前以及附加地在印刷基板时原位执行作为质量检查。基板上的颗粒物质的基板上分布的确定能够使用例如测试基板在印刷基板之前针对气体封闭系统的各种实施例执行,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,颗粒物质的基板上分布的确定能够例如使用安装在X轴滑架组件上的摄像机组件在印刷基板时原位执行作为持续的质量检查。对于气体封闭系统的各种实施例,颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板之前执行用于系统验证,以及附加地在印刷基板时原位执行。

气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,对于在大约0.1μm或更大至大约10μm或更大之间的颗粒,所述颗粒控制系统能够维持提供基板上颗粒规范的基本上低颗粒的环境。基板上颗粒规范的各种实施例能够容易地从每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布转换成针对目标颗粒尺寸范围中的每一个的每分钟每个基板的平均基板上颗粒分布。如本文先前所论述的,这样的转换能够通过基板之间已知的关系容易地完成,例如特定代尺寸(generation-sized)的基板和该代基板的相对应的面积的关系。此外,每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布能够被容易地转换成多种单位时间表达中的任何表达。例如,除在例如秒、分钟和天之类的标准时间单位之间的转换外,还能使用与处理具体相关的时间单位。例如,如本文先前所论述的,印刷周期能够与时间单位相关联。

本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于10μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于2μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.3μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。

此外,可以预期的是,气体封闭系统将具有如下属性,包括:例如但不限于,气体封闭组件,所述气体封闭组件能够被容易地缩放,以提供用于OLED印刷系统的优化工作空间,同时提供最小化的惰性气体量,并且附加地提供在处理期间从外部对OLED印刷系统的方便的接近,同时在最少停机时间的情况下提供对内部的访问用于维护。在这方面,对于需要惰性环境的各种空气敏感过程具有效用的气体封闭组件的各种实施例能够包括能够被密封在一起的多个壁框架和顶板框架构件。在一些实施例中,多个壁框架和顶板框架构件能够使用例如螺栓和螺纹孔之类的可重用的紧固件来紧固在一起。对于根据本教导的气体封闭组件的各种实施例,每个框架构件包括多个面板框架部段的多个框架构件能够被构造成限定气体封闭框架组件。气体封闭组件的各种实施例能够包括辅助包围件,所述辅助包围件构造为气体封闭组件的部段,所述部段能够可密封地与例如印刷系统包围件的气体封闭系统的工作容积隔离。辅助包围件与例如印刷系统包围件的这种物理隔离能够使得例如但不限于对印刷头组件的各种维护过程的各种过程能够在印刷过程具有较小中断或不中断的情况下进行,从而最小化或消除气体封闭系统的停机时间。

本教导的气体封闭组件能够被设计成以能够最小化围绕系统的包围件的体积的方式来容纳印刷系统,例如OLED印刷系统。气体封闭组件的各种实施例能够以如下方式来构造,即:最小化气体封闭组件的内部容积,并且同时优化工作空间,以容纳各种OLED印刷系统的各种占用空间(footprint)。根据本教导的气体封闭系统的各种实施例的OLED印刷系统例如能够包括:花岗岩基座;能够支撑OLED印刷装置的可移动梁;从加压惰性气体再循环系统的各种实施例运行的一个或多个装置和设备,例如基板浮选台(substratefloatation table)、空气轴承、轨、轨道;用于使OLED膜形成材料沉积到基板上的喷墨印刷机系统,包括OLED墨供应子系统和喷墨印刷头;一个或多个机器人等。考虑到能够包括OLED印刷系统的多种部件,OLED印刷系统的各种实施例能够具有多种占用空间和形状因子(form factor)。如此构造的气体封闭组件的各种实施例附加地提供在处理期间从外部对气体封闭组件的内部的方便的接近以及提供对内部的容易的接近用于维护,同时最小化停机时间。在这方面,根据本教导的气体封闭组件的各种实施例能够相对于各种OLED印刷系统的各种占用空间形成轮廓。根据各种实施例,一旦形成轮廓的框架构件被构造成形成气体封闭框架组件,各种类型的面板就可以被可密封地安装在包括框架构件的多个面板部段中,以完成气体封闭组件的安装。在气体封闭组件的各种实施例中,包括例如但不限于多个壁框架构件和至少一个顶板框架构件的多个框架构件以及用于安装在面板框架部段中的多个面板可以在一个或多个位置处制造,并且随后,在另一位置处构建。此外,考虑到用于构造本教导的气体封闭组件的部件的可运输性质,气体封闭组件的各种实施例能够通过构建和解构的循环而被重复地安装和移除。

为了确保气体封闭件被气密密封,本教导的气体封闭组件的各种实施例提供了联接每个框架构件以提供框架密封。通过包括衬垫或其他密封件的各种框架构件之间的紧配合相交部(tight-fitting intersection),内部能够被充分地密封,例如,气密密封。一旦被完全构建,密封的气体封闭组件就能够包括内部和多个内角边缘,至少一个内角边缘设置在每个框架构件与相邻框架构件的相交部处。框架构件中的一个或多个、例如框架构件中的至少一半能够包括沿其一个或多个相应边缘固定的一个或多个可压缩衬垫。所述一个或多个可压缩衬垫能够被配置成,一旦多个框架构件被联接在一起,并且安装气密面板,就产生气密密封的气体封闭组件。密封的气体封闭组件能够被形成为具有通过多个可压缩衬垫来密封的框架构件的角边缘。对于每个框架构件,例如,但不限于,内部壁框架表面、顶部壁框架表面、竖直侧壁框架表面、底部壁框架表面及其组合能够设有一个或多个可压缩衬垫。

对于气体封闭组件的各种实施例,每个框架构件能够包括多个部段,所述多个部段构架(framed)和制造成接收能够可密封地安装在每个部段中以为每个面板提供气密面板密封的多种面板类型中的任何面板类型。在本教导的气体封闭组件的各种实施例中,每个部段框架能够具有部段框架衬垫,所述部段框架衬垫利用所选的紧固件确保了安装在每个部段框架中的每个面板能够为每个面板、并且因此为完全构建的气体封闭件提供气密密封。在各种实施例中,气体封闭组件在每个壁面板中能够具有一个或多个窗口面板或服务窗口;其中,每个窗口面板或服务窗口能够具有至少一个手套口(gloveport)。在气体封闭组件的组装期间,每个手套口能够具有附接的手套,使得所述手套能够延伸到内部中。根据各种实施例,每个手套口能够具有用于安装手套的硬件,其中,这样的硬件利用围绕每个手套口的衬垫密封件,所述衬垫密封件提供气密密封以最小化通过手套口的泄漏或分子扩散。对于本教导的气体封闭组件的各种实施例,所述硬件还被设计用于给最终用户提供为手套口封盖和开盖的便利。

根据本教导的气体封闭系统的各种实施例能够包括由多个框架构件和面板部段形成的气体封闭组件,以及气体循环、过滤和净化部件。对于气体封闭系统的各种实施例,管道系统可以在组装过程期间安装。根据本教导的各种实施例,管道系统能够被安装在已由多个框架构件构建成的气体封闭框架组件内。在各种实施例中,管道系统能够在多个框架构件被联接以形成气体封闭框架组件之前被安装在它们上。用于气体封闭系统的各种实施例的管道系统能够被配置成使得从一个或多个管道系统入口引入到管道系统中的基本上所有的气体移动通过气体过滤回路(gas filtration loop)的各种实施例,以便去除气体封闭系统内部的颗粒物质。此外,气体封闭系统的各种实施例的管道系统能够被配置成使气体封闭组件外部的气体净化回路的入口和出口与气体封闭组件内部的气体过滤回路分离。根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,气体循环和过滤系统能够与例如但不限于颗粒控制系统的部件流体连通。对于气体封闭组件的各种实施例,气体循环和过滤系统能够与服务束壳体排放系统流体连通。对于气体封闭组件的各种实施例,气体循环和过滤系统能够与印刷头组件排放系统流体连通。在气体封闭系统的各种实施例中,与气体循环和过滤系统流体连通的颗粒控制系统的各种部件能够提供靠近位于印刷系统中的基板的低颗粒区。

例如,气体封闭系统能够具有气体封闭组件内部的气体循环和过滤系统。这样的内部过滤系统在内部内能够具有多个风机过滤单元,并且能够被配置成提供气体在内部内的层流。所述层流能够沿从内部的顶部至内部的底部的方向,或沿任何其他方向。尽管循环系统所产生的气体的流不需要是层流,但气体的层流能够被用于确保气体在内部中彻底和完整地翻转。气体的层流还能被用于最小化湍流(turbulence),该湍流是不期望的,这是因为它能够使环境中的颗粒聚集在这样的湍流区域中,从而妨碍过滤系统从环境去除那些颗粒。此外,为了在内部中维持期望的温度,能够设置利用多个热交换器的热调节系统,所述热调节系统例如与风机或另一气体循环装置一起操作,与风机或另一气体循环装置相邻或者结合风机或另一气体循环装置来使用。气体净化回路能够被配置成使气体从气体封闭组件的内部内循环通过封闭件外部的至少一个气体净化部件。在这方面,气体封闭组件内部的循环和过的滤系统结合气体封闭组件外部的气体净化回路能够提供贯穿气体封闭系统的具有基本上低水平的反应性物种的基本上低颗粒的惰性气体的连续循环。具有气体净化系统的气体封闭系统的各种实施例能够被配置成维持非常低水平的非期望组分,例如,有机溶剂及其蒸气,以及水、水蒸气、氧气等。

除了提供气体循环、过滤和净化部件之外,管道系统还能够被尺寸设定和成形为在其中容纳至少一个服务束。根据本教导,服务束能够包括例如但不限于光缆、电气线缆、线材以及各种包含流体的管道等。本教导的服务束的各种实施例能够具有通过在服务束的各部件之间形成的空隙空间所产生的相当大的死区体积。能够在各种光缆、电气线缆、线材和包含流体的管道的捆束中产生的大死区体积能够具有困在空隙空间中的大体积的反应性大气物种,例如水、水蒸气、氧气等。这种大体积的闭塞的反应性大气物种可能难以通过净化系统迅速地去除。此外,这样的服务束是颗粒物质的识别的源。在一些实施例中,任何的线缆、电气线材和电线束以及包含流体的管道的组合能够基本上设置在管道系统内,并且能够在操作上相应地与收容在气体封闭系统的内部内的光学系统、电气系统、机械系统和冷却系统中的至少一个相关联。由于气体循环、过滤和净化部件能够被配置成使得基本上所有循环的惰性气体被引入通过管道系统,因此源自这样的捆束的颗粒物质以及困在各种捆绑的材料的死区体积中的大气成分二者都能够通过使这种捆绑的部件基本上包含在管道系统内而被有效地移除。

根据本教导的气体封闭系统的各种实施例能够包括由多个框架构件和面板部段形成的气体封闭组件,以及颗粒控制系统、气体循环、过滤和净化部件,并且附加地包括加压惰性气体再循环系统的各种实施例。这样的加压惰性气体再循环系统能够被用在用于各种气动驱动的装置和设备的OLED印刷系统的操作中,如本文后续将更详细地论述的。

根据本教导,解决了若干工程上的挑战,以便在气体封闭系统中提供加压惰性气体再循环系统的各种实施例。首先,在没有加压惰性气体再循环系统的气体封闭系统的典型操作下,相对于外部压力,气体封闭系统能够被维持在略微正的内部压力下,以便在气体封闭系统中产生任何泄漏的情况下,防止外部气体或空气进入内部。例如,在典型操作下,对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,相对于封闭系统外部的周围大气,气体封闭系统的内部能够被维持在例如至少2mbarg的压力下,例如至少4mbarg的压力下,至少6mbarg的压力下,至少8mbarg的压力下,或者更高的压力下。将加压惰性气体再循环系统维持在气体封闭系统内能够是具有挑战性的,这是因为它对于维持气体封闭系统的略微正的内部压力呈现出动态和持续的平衡行为,而同时持续地将加压气体引入到气体封闭系统中。此外,对于本教导的各种气体封闭组件和系统,各种装置和设备的可变需求能够产生不规则的压力分布。在这样的条件下维持相对于外部环境保持在略微正压力下的气体封闭系统的动态压力平衡能够提供持续的OLED印刷过程的完整性。

对于气体封闭系统的各种实施例,根据本教导的加压惰性气体再循环系统能够包括能够利用压缩机、蓄能器和鼓风机及其组合中的至少一者的加压惰性气体回路的各种实施例。包括加压惰性气体回路的各种实施例的加压惰性气体再循环系统的各种实施例能够具有专门设计的压力控制旁路回路,所述压力控制旁路回路能够提供处于稳定、限定的值的本教导的气体封闭系统中的惰性气体的内部压力。在气体封闭系统的各种实施例中,加压惰性气体再循环系统能够被配置成当加压惰性气体回路的蓄能器中的惰性气体的压力超过预先设定的阈值压力时,使加压的惰性气体经由压力控制旁路回路再循环。例如,所述阈值压力能够在从大约25psig至大约200psig之间的范围内,或更具体而言,在大约75psig至大约125psig之间的范围内,或更具体而言,在从大约90psig至大约95psig之间的范围内。在这方面,具有带有专门设计的压力控制旁路回路的各种实施例的加压惰性气体再循环系统的本教导的气体封闭系统能够维持在气密密封的气体封闭件中具有加压惰性气体再循环系统的平衡。

根据本教导,各种装置和设备能够被设置在内部中并且与具有各种加压惰性气体回路的加压惰性气体再循环系统的各种实施例流体连通,所述各种加压惰性气体回路能够利用多种加压气体源,例如压缩机、鼓风机及其组合中的至少一者。对于本教导的气体封闭件和系统的各种实施例,使用各种气动操作的装置和设备能够提供低颗粒产生性能,以及低维护成本。能够设置在气体封闭系统的内部中并且与各种加压惰性气体回路流体连通的示例性装置和设备能够包括例如但不限于气动机器人、基板浮选台、空气轴承、空气衬套、压缩气体工具、气动促动器及其组合中的一个或多个。基板浮选台以及空气轴承能够被用于操作根据本教导的气体封闭系统的各种实施例的OLED印刷系统的各方面。例如,利用空气轴承技术的基板浮选台能够被用于将基板输送到印刷头室中的位置,以及用于在OLED印刷过程期间支撑基板。

图1A为根据本教导的各种实施例的气体封闭组件100的右、前向透视图。气体封闭组件100能够与各种部件整合(或集成),以提供本教导的气体封闭系统的各种实施例。本教导的气体封闭系统能够包含:用于维持气体封闭组件内部中的惰性环境的一种或多种气体;以及用于维持基本上低颗粒的环境的部件。作为非限制性示例,气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,所述颗粒控制系统能够包括气体循环和过滤系统,以及用于从再循环的惰性气体去除反应性物种的净化部件,并且气体封闭系统的各种实施例能够具有加压惰性气体再循环系统的各种实施例。如此,本教导的气体封闭系统的各种实施例在维持内部中的惰性、基本上低颗粒的气氛方面能够是有用的。

例如,图1B为气体封闭系统500的各种实施例的左前向透视图。图1B描绘了气体封闭系统500,其能够包括气体封闭组件100的各种实施例。气体封闭系统500能够具有负载锁定的入口室1110,所述入口室1110能够具有入口门1112。图1B的气体封闭系统500能够包括气体净化系统3130,其用于给气体封闭组件100提供具有基本上低水平的反应性大气物种的惰性气体的恒定供应,以及源自OLED印刷过程的有机溶剂蒸气,所述反应性大气物种例如水蒸气和氧气。根据本教导,惰性气体可以是在一组限定条件下不经历化学反应的任何气体。惰性气体的一些常用的非限制性示例能够包括氮气、稀有气体中的任何稀有气体及其任何组合。例如图1B的气体净化系统3130之类的根据本教导的气体净化系统的各种实施例能够将包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体的各种反应性物种中的每个物种的水平以及有机溶剂蒸气的水平维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低,或者0.1ppm或更低。

图1B的气体封闭系统500还能具有用于系统控制功能的控制器系统1130。例如,系统控制器1130能够包括与一个或多个存储器电路(未示出)通信的一个或多个处理器电路(未示出)。系统控制器1130还能与负载锁定的入口室1110、出口室(未示出)并且最终与OLED印刷系统的印刷喷嘴通信,所述印刷喷嘴能够被收容在气体封闭系统500中。以这种方式,系统控制器1130能够协调例如负载锁定的入口室1110中的门1112的打开,以允许基板进入到气体封闭系统500中。系统控制器1130能够控制多种系统功能,例如控制墨分配到OLED印刷系统的印刷喷嘴。图1B的气体封闭系统500被配置成包含并且保护空气敏感的过程,例如,对使用工业印刷系统来创建OLED叠层(stack)而言有用的多种墨的印刷。对OLED墨起反应的大气气体的示例包括水蒸气和氧气,以及来自例如用作各种OLED墨的载体的有机溶剂的多种有机蒸气。如本文先前所论述的,气体封闭组件100能够被配置成维持密封的气氛,并且允许部件或印刷系统有效地操作,同时气体封闭系统500能够提供维持惰性环境所需的所有部件。此外,气体封闭系统500能够具有提供靠近基板的低颗粒区的颗粒控制系统,作为非限制性示例,所述颗粒控制系统能够包括如下部件,即:例如,气体循环和过滤系统、用于使印刷头组件相对于基板移动的低颗粒产生的X轴直线轴承系统、服务束壳体排放系统以及印刷头组件排放系统。

如图1A中所描绘,气体封闭组件100的各种实施例能够包括如下部件部分,即:包括前壁面板或第一壁面板210'、左壁面板或第二壁面板(未示出)、右壁面板或第三壁面板230'、后壁面板或第四壁面板(未示出)以及顶板面板250',所述气体封闭组件能够被附接到安置在基部(未示出)上的盘(pan)204。如本文后续将更详细地论述的,图1A的气体封闭组件100的各种实施例能够由前壁框架或第一壁框架210、左壁框架或第二壁框架(未示出)、右壁框架或第三壁框架230、后壁面板或第四壁面板(未示出)以及顶板框架250来构建。顶板框架250的各种实施例能够包括风机过滤单元覆盖件103以及第一顶板框架管道105和第一顶板框架管道107。根据本教导的实施例,各种类型的部段面板可以被安装在包括框架构件的多个面板部段中的任何面板部段中。在图1的气体封闭件100的各种实施例中,金属片面板部段109能够在框架的构建期间被焊接到框架构件中。对于气体封闭组件100的各种实施例,能够通过气体封闭组件的构建和解构的循环来重复地安装和移除的各种类型的部段面板能够包括:嵌入面板110,如针对壁面板210'所指示的;以及窗口面板120和可容易地移除的服务窗口130,如针对壁面板230'所指示的。

尽管可容易地移除的服务窗口130能够提供对封闭件100的内部的方便的接近,但为了维修和定期服务的目的,可移除的任何面板能够被用于提供对气体封闭系统的内部的接近。这种用于服务或维修的接近区别于通过例如窗口面板120和可容易地移除的服务窗口130之类的面板所提供的接近,后者能够提供在从气体封闭组件的外部使用期间对气体封闭组件的内部的最终用户手套接近(glove access)。例如,如图1A中针对面板230所示的,附接到手套口140的例如手套142之类的任何手套能够提供在气体封闭系统的使用期间对内部的最终用户接近。

图2描绘了如图1A中所描绘的气体封闭组件的各种实施例的分解视图。气体封闭组件的各种实施例能够具有多个壁面板,包括前壁面板210'的外部透视图、左壁面板220'的外部透视图、右壁面板230'的内部透视图、后壁面板240'的内部透视图以及顶板面板250'的顶部透视图,如图1A中所示,这些壁面板能够被附接到安置在基部202上的盘204。OLED印刷系统能够安装在盘204之上,所述OLED印刷系统的印刷过程已知是对气氛条件敏感的。根据本教导,气体封闭组件能够由框架构件来构建,例如,壁面板210'的壁框架210、壁面板220'的壁框架220、壁面板230'的壁框架230、壁面板240'的壁框架240以及顶板面板250'的顶板框架250,随后其中能够安装多个部段面板。在这方面,可能期望精简能够通过本教导的气体封闭组件的各种实施例的构建和解构的循环来重复地安装和移除的部段面板的设计。此外,能够完成形成气体封闭组件100的轮廓,以容纳OLED印刷系统的各种实施例的占用空间,以便最小化气体封闭组件中所需的惰性气体的体积,以及在气体封闭组件的使用期间以及在维护期间给最终用户提供方便的接近。

使用前壁面板210'和左壁面板220'作为示例,框架构件的各种实施例能够具有金属片面板部段109,其在框架构件的构建期间焊接到框架构件中。嵌入面板110、窗口面板120和可容易地移除的服务窗口130能够被安装在壁框架构件中的每一个中,并且能够通过图2的气体封闭组件100的构建和解构的循环来重复地安装和移除。如能够看到的,在壁面板210'和壁面板220'的示例中,壁面板能够具有靠近可容易地移除的服务窗口130的窗口面板120。类似地,如在后壁面板240'的示例中所描绘的,壁面板能够具有窗口面板,例如窗口面板125,其具有两个相邻的手套口140。对于根据本教导的壁框架构件的各种实施例,并且如对于图1A的气体封闭组件100所见的,手套的这样的布置结构提供从气体封闭件的外部对处于封闭的系统内的部件部分的容易的接近。因此,气体封闭件的各种实施例能够提供两个或更多个手套口,使得最终用户能够将左手套和右手套延伸到内部中,并且在内部中操纵一个或多个物件,而不扰乱内部内的气体气氛的组成。例如,任何的窗口面板120和服务窗口130能够被定位成有利于从气体封闭组件的外部对处于气体封闭组件的内部中的可调整部件的接近。根据例如窗口面板120和服务窗口130之类的窗口面板的各种实施例,当未指示最终用户通过手套口手套接近时,这样的窗口可能不包括手套口和手套口组件。

如图2中所描绘,壁和顶板面板的各种实施例能够具有多个嵌入面板110。如在图2中能够看到的,嵌入面板能够具有多种形状和长宽比。除嵌入面板之外,顶板面板250'还能够具有风机过滤单元覆盖件103以及第一顶板框架管道105和第二顶板框架管道107,其安装、栓接、螺接、固定或以其他方式固定到顶板框架250。如本文后续将更详细地论述的,与顶板面板250'的管道107流体连通的管道系统能够被安装在气体封闭组件的内部内。根据本教导,该管道系统能够成为气体封闭组件内部的气体循环系统的一部分,以及分离离开气体封闭组件的流体流,以便循环通过气体封闭组件外部的至少一个气体净化部件。

图3为框架构件组件200的前向分解透视图,其中,壁框架220能够被构造成包括面板的完整补足物(complete complement)。尽管不限于所示设计,但使用壁框架220,框架构件组件200能够作为示例被用于根据本教导的框架构件组件的各种实施例。框架构件组件的各种实施例能够包括各种框架构件和安装在根据本教导的各种框架构件的各种框架面板部段中的部段面板。

根据本教导的各种框架构件组件的各种实施例,框架构件组件200能够包括框架构件,例如壁框架220。对于气体封闭组件的各种实施例,例如图1A的气体封闭组件100,可利用收容在这样的气体封闭组件中的设备的过程可不仅需要提供惰性环境的气密密封的封闭件,而且还需要基本上无颗粒物质的环境。在这方面,根据本教导的框架构件可以利用各种尺寸的金属管材料来构建框架的各种实施例。这样的金属管材料满足期望的材料属性,这些材料属性包括但不限于将不会降解来产生颗粒物质的高完整性(high-integrity)材料,以及产生具有高强度但最佳重量的框架构件,从而提供包括各种框架构件和面板部段的气体封闭组件从一个场所到另一个场所的方便的运输、构建和解构。根据本教导,满足这些需求的任何材料能够被用于创建根据本教导的各种框架构件。

例如,诸如框架构件组件200之类的根据本教导的框架构件的各种实施例能够由挤出金属管来构建。根据框架构件的各种实施例,铝、钢和多种金属复合材料可以被用于构建框架构件。在各种实施例中,具有例如但不限于2''宽 X 2''高、4''宽 X 2''高和4''宽X 4''高的尺寸以及具有1/8''至1/4''的壁厚度的金属管能够被用于构建根据本教导的框架构件的各种实施例。此外,可获得具有如下材料属性的多种管或其他形式的多种增强纤维聚合物复合材料,即:所述材料属性包括但不限于将不会降解来产生颗粒物质的高完整性材料,以及产生具有高强度但最佳重量的框架构件,从而提供从一个场所到另一个场所的方便的运输、构建和解构。

对于由各种尺寸的金属管材料来构建各种框架构件,可以预期的是,能够进行焊接来创建框架焊接件的各种实施例。此外,能够使用适当的工业粘合剂来完成由各种尺寸的构建材料来构建各种框架构件。可以预期的是,各种框架构件的构建应当以如下方式来完成,即:将不内在地产生通过框架构件的泄漏路径。在这方面,各种框架构件的构建能够使用如下任何方法来完成,即:对于气体封闭组件的各种实施例,所述方法不内在地产生通过框架构件的泄漏路径。此外,例如图2的壁框架220之类的根据本教导的框架构件的各种实施例还可以被涂漆或涂覆。对于由例如易于氧化的金属管材料制成的框架构件的各种实施例,其中,形成在表面处的材料可产生颗粒物质,能够进行防止形成颗粒物质的涂漆或涂覆或者例如阳极氧化之类的其他表面处理。

例如图3的框架构件组件200之类的框架构件组件能够具有框架构件,例如壁框架220。壁框架220能够具有:顶部226,顶部壁框架隔板227能够被紧固在所述顶部226上;以及底部228,底部壁框架隔板229能够被紧固在所述底部228上。如本文后续将更详细地论述的,安装在框架构件的表面上的隔板是衬垫密封系统的一部分,这些隔板与安装在框架构件部段中的面板的衬垫密封件相结合提供了根据本教导的气体封闭组件的各种实施例的气密密封。例如图3的框架构件组件200的壁框架220之类的框架构件能够具有若干面板框架部段,其中,每个部段能够被制造成接收各种类型的面板,例如但不限于嵌入面板110、窗口面板120和可容易地移除的服务窗口130。各种类型的面板部段能够在框架构件的构建中形成。各类型的面板部段能够包括例如但不限于:嵌入面板部段10,其用于接收嵌入面板110;窗口面板部段20,其用于接收窗口面板120;以及服务窗口面板部段30,其用于接收可容易地移除的服务窗口130。

每种类型的面板部段都能够具有面板部段框架以接收面板,并且能够提供的是,每个面板都能够被可密封地紧固到根据本教导的每个面板部段中,用于构建气密密封的气体封闭组件。例如,在描绘了根据本教导的框架组件的图3中,嵌入面板部段10被示出为具有框架12,窗口面板部段20被示出为具有框架22,并且服务窗口面板部段30被示出为具有框架32。对于本教导的壁框架组件的各种实施例,各种面板部段框架能够是金属片材料,所述金属片材料以连续的焊缝焊接到面板部段中,以提供气密密封。对于壁框架组件的各种实施例,各种面板部段框架能够由多种片材制成,包括选自增强纤维聚合物复合材料的构建材料,所述增强纤维聚合物复合材料能够使用适当的工业粘合剂来安装在面板部段中。如关于密封在后续的教导中将更详细地论述的,每个面板部段框架能够具有设置在其上的可压缩衬垫,以确保能够为安装和紧固在每个面板部段中的每个面板形成气密密封。除面板部段框架之外,每个框架构件部段还能够具有与定位面板以及将面板牢固地紧固在面板部段中相关的硬件。

用于窗口面板120的嵌入面板110和面板框架122的各种实施例能够由金属片材料来构建,所述金属片材料例如但不限于铝、铝的各种合金和不锈钢。针对面板材料的属性能够与针对构成框架构件的各种实施例的结构材料的属性相同。在这方面,具有针对各种面板构件的属性的材料包括但不限于将不会降解来产生颗粒物质的高完整性材料,以及产生具有高强度但最佳重量的面板,以便提供从一个场所到另一个场所的方便的运输、构建和解构。例如蜂窝芯板材(honeycomb core sheet material)的各种实施例能够具有用于作为用于构建窗口面板120的嵌入面板110和面板框架122的面板材料来使用的必要属性。蜂窝芯板材能够由多种材料制成;能够是金属的,以及金属复合材料和聚合物的,以及聚合物复合材料的蜂窝芯板材。当由金属材料制造时可移除面板的各种实施例能够具有包括在面板中的接地连接,以确保当构建气体封闭组件时整个结构接地。

考虑到用于构建本教导的气体封闭组件的部件的可运输性质,本教导的部段面板的各种实施例中的任何实施例能够在使用气体封闭系统来提供对气体封闭组件的内部的接近期间被重复地安装和移除。

例如,用于接收可容易地移除的服务窗口面板130的面板部段30能够具有一组四个间隔件,其中一个被指示为窗口引导间隔件34。此外,构造用于接收可容易地移除的服务窗口面板130的面板部段30能够具有一组四个夹紧夹板(clamping cleat)36,所述夹紧夹板36能够被用于使用一组四个反作用的肘节式夹具(toggle clamp)136来将服务窗口130夹持到服务窗口面板部段30中,所述肘节式夹具136安装在用于可容易地移除的服务窗口130中的每一个的服务窗口框架132上。此外,每个窗口把手138中的两个能够被安装在可容易地移除的服务窗口框架132上,以给最终用户提供移除和安装服务窗口130的便利。能够改变可移除的服务窗口把手的数量、类型和放置布局。此外,用于接收可容易地移除的服务窗口面板130的服务窗口面板部段30能够具有至少两个窗口夹35,所述窗口夹35选择性地安装在每个服务窗口面板部段30中。尽管被描绘为处于服务窗口面板部段30中的每一个的顶部和底部中,但至少两个窗口夹能够以用于将服务窗口130固定在面板部段框架32中的任何方式来安装。工具能够被用于移除和安装窗口夹35,以便允许移除和重新安装服务窗口130。

服务窗口130的反作用的肘节式夹具136以及包括夹紧夹板36、窗口引导间隔件34和窗口夹35的安装在面板部段30上的硬件能够由任何合适的材料以及材料的组合构造。例如,一个或多个这样的元件能够包括至少一种金属、至少一种陶瓷、至少一种塑料和它们的组合。可移除的服务窗口把手138能够由任何合适的材料以及材料的组合构造。例如,一个或多个这样的元件能够包括至少一种金属、至少一种陶瓷、至少一种塑料、至少一种橡胶以及它们的组合。例如窗口面板120的窗口124或服务窗口130的窗口134之类的封闭件窗口能够包括任何合适的材料以及材料的组合。根据本教导的气体封闭组件的各种实施例,封闭件窗口能够包括透明和半透明的材料。在气体封闭组件的各种实施例中,封闭件窗口能够包括:硅胶基质材料,例如但不限于,诸如玻璃和石英;以及各种类型的聚合物基材料,例如但不限于,诸如各类聚碳酸酯、丙烯酸和乙烯基。根据本教导的系统和方法,各种复合材料及其组合的透明和半透明属性对示例性窗口材料而言是期望的属性。

如针对图8-9在下面的教导中将要论述的,壁和顶板框架构件密封结合气密部段面板框架密封一起为需要惰性环境的空气敏感的过程提供了气密密封的气体封闭组件的各种实施例。有助于提供基本上低浓度的反应性物种以及基本上低颗粒的环境的气体封闭系统的部件能够包括但不限于:气密密封的气体封闭组件;以及包括管道系统的高度有效的气体循环和颗粒过滤系统。为气体封闭组件提供有效的气密密封能够是具有挑战性的;尤其是在三个框架构件到一起形成三面接合(three-sided joint)的情况下。因此,对于为能够通过构建和解构的循环来组装和拆卸的气体封闭组件提供可容易地安装的气密密封,三面接合的密封提出了特别困难的挑战。

在这方面,根据本教导的气体封闭组件的各种实施例通过对接合部的有效衬垫密封提供了完全构造的气体封闭系统的气密密封,以及提供了围绕负载支承构建部件的有效衬垫密封。不同于常规的接合部密封,根据本教导的接合部密封:1)在联接三个框架构件的顶部和底部终端框架联接接合处包括来自正交定向的衬垫长度的邻接衬垫段的均匀平行对准(uniform parallel alignment),从而避免了角接缝对准和密封;2)提供了形成跨接合部的整个宽度的邻接长度,从而增加了三面联接接合处的密封接触面积;3)被设计成具有隔板,所述隔板提供跨所有竖直和水平以及顶部和底部的三面接合衬垫密封的均匀压缩力。此外,衬垫材料的选择能够影响提供气密密封的有效性,这将在本文中后续论述。

图4A至图4C为示意性顶视图,其描绘了常规的三面接合密封与根据本教导的三面接合密封的比较。根据本教导的气体封闭组件的各种实施例,能够存在例如但不限于至少四个壁框架构件、顶板框架构件和盘,这些构件和盘能够被联接以形成气体封闭组件,从而产生多个需要气密密封的竖直、水平和三面的接合部。在图4A中,示出了由第一衬垫I形成的常规的三面衬垫密封的示意性顶视图,所述第一衬垫I在X-Y平面中与衬垫II正交定向。如图4A中所示,由X-Y平面中的正交定向形成的接缝在由衬垫的宽度尺寸限定的两段之间具有接触长度W1。此外,衬垫III的末端部分能够邻接衬垫I和衬垫II,如阴影所示,所述衬垫III为沿竖直方向与衬垫I和衬垫II二者正交定向的衬垫。在图4B中,示出了由第一衬垫长度I形成的常规的三面接合衬垫密封的示意性顶视图,所述第一衬垫长度I正交于第二衬垫长度II,并且具有联接两个长度的45°面的接缝,其中,所述接缝在两段之间具有大于衬垫材料的宽度的接触长度W2。与图4A的构型相似,沿竖直方向正交于衬垫I和衬垫II二者的衬垫III的端部能够邻接衬垫I和衬垫II,如阴影所示。假定在图4A和图4B中衬垫的宽度相同,则图4B的接触长度W2大于图4A的接触长度W1

图4C为根据本教导的三面接合衬垫密封的示意性顶视图。第一衬垫长度I能够具有与衬垫长度I的方向正交地形成的衬垫段I',其中,衬垫段I'具有如下长度,即:所述长度能够大约为所联接的结构部件的宽度尺寸,例如,用于形成本教导的气体封闭组件的各种壁框架构件的4''宽 X 2''高或4''宽 X 4''高的金属管。衬垫II在X-Y平面中正交于衬垫I,并且具有衬垫段II',所述衬垫段II'与衬垫段I'具有大约为所联接的结构部件的宽度的重叠长度。衬垫段I'和II'的宽度为所选择的可压缩衬垫材料的宽度。衬垫III沿竖直方向与衬垫I和衬垫II二者正交定向。衬垫段III'为衬垫III的端部。衬垫段III'由与衬垫III的竖直长度正交定向的衬垫段III'形成。衬垫段III'能够被形成为使得它具有与衬垫段I'和II'大约相同的长度,并且具有为所选择的可压缩衬垫材料的厚度的宽度。在这方面,图4C中所示的三个对准的段的接触长度W3大于相应地具有接触长度W1和W2的图4A或图4B中所示的常规的三角接合密封的接触长度。

在这方面,根据本教导的三面接合衬垫密封在终端联接接合处从以其他方式将正交对准的衬垫(如在图4A和图4B的情况下所示)产生衬垫段的均匀平行对准。三面接合衬垫密封段的这种均匀平行对准供施加跨各段的均匀侧向密封力,以促进在由壁框架构件形成的接合部的顶角和底角处的气密三面接合密封。此外,用于每个三面接合密封的均匀对准的衬垫段中的每一段被选择为大约是所联接的结构部件的宽度,从而提供均匀对准的段的最大接触长度。而且,根据本教导的接合密封被设计成具有隔板,所述隔板提供跨构建接合部的所有竖直、水平和三面衬垫密封的均匀压缩力。可以认为,为针对图6A和图6B的示例所给出的常规的三面密封选择的衬垫材料的宽度能够至少是所联接的结构部件的宽度。

图5A的分解透视图描绘了在所有框架构件被联接之前的根据本教导的密封组件300,使得描绘了处于未压缩状态的衬垫。在图5A中,例如壁框架310、壁框架350以及顶板框架370之类的多个壁框架构件能够在构建气体封闭件的第一步骤中由气体封闭组件的各种部件可密封地联接。根据本教导的框架构件密封是提供如下各项的实质部分,即:提供了气体封闭组件一旦完全构建就被气密密封;以及提供了能够通过气体封闭组件的构建和解构的循环来实施的密封。尽管在下面的教导中针对图7A-7B所给出的示例是针对气体封闭组件的一部分的密封,但这样的教导也适用于本教导的任何气体封闭组件的整体。

图5A中所描绘的第一壁框架310能够具有:内侧311,隔板312被安装在其上;竖直侧314;以及顶表面315,隔板316被安装在其上。第一壁框架310能够具有第一衬垫320,其设置在由隔板312形成的空间中并且粘附到所述空间。在第一衬垫320被设置在由隔板312形成的空间中并且粘附到所述空间之后剩余的间隙302能够延伸第一衬垫320的竖直长度,如图5A中所示。如图5A中所描绘的,顺应性衬垫320能够被设置在由隔板312形成的空间中并粘附到所述空间,并且能够具有竖直衬垫长度321、曲线衬垫长度(curvilinear gasketlength)323以及衬垫长度325,所述衬垫长度325在内部框架构件311上与竖直衬垫长度321在平面中形成90°,并且终止在壁框架310的竖直侧314处。在图5A中,第一壁框架310能够具有顶表面315,在所述顶表面315上安装有隔板316,从而在表面315上形成空间,在所述表面315上,第二衬垫340靠近壁框架310的内边缘317设置在所述空间中并且粘附到所述空间。在第二衬垫340被设置在由隔板316形成的空间中并且粘附到所述空间之后剩余的间隙304能够延伸第二衬垫340的水平长度,如图5A中所示。此外,如阴影线所示,衬垫340的长度345与衬垫320的长度325均匀平行并且连续对准。

图5A中所描绘的第二壁框架350能够具有外框架侧353、竖直侧354和顶表面355,隔板356被安装在所述顶表面355上。第二壁框架350能够具有第一衬垫360,其设置在由隔板356形成的空间中并且粘附到所述空间。在第一衬垫360被设置在由隔板356形成的空间中并且粘附到所述空间之后剩余的间隙306能够延伸第一衬垫360的水平长度,如图5A中所示。如图5A中所描绘的,顺应性衬垫360能够具有水平长度361、曲线长度363以及长度365,所述长度365在顶表面355上在平面中形成90°,并且终止在外部框架构件353处。

如图5A的分解透视图中所示,壁框架310的内部框架构件311能够被联接到壁框架350的竖直侧354,以形成气体封闭框架组件的一个构建接合部。关于这样形成的构建接合部的密封,在衬垫密封的各种实施例中,在如图5A中所描绘的根据本教导的壁框架构件的终端联接接合处,衬垫320的长度325、衬垫360的长度365和衬垫340的长度345全部都连续并且均匀地对准。此外,如本文后续将更详细地论述的,本教导的隔板的各种实施例能够提供用于气密密封本教导的气体封闭组件的各种实施例的可压缩衬垫材料的在大约20%至大约40%之间的变形(deflection)的均匀压缩。

图5B描绘了在所有框架构件被联接之后的根据本教导的密封组件300,使得描绘了处于压缩状态的衬垫。图5B是透视图,其示出了在第一壁框架310、第二壁框架350和顶板框架370之间的顶部终端联接接合处形成的三面接合的角部密封的细节;这以透明内视图示出。如图5B中所示,通过隔板限定的衬垫空间能够被确定为一定宽度,使得在联接透明内视图中所示的壁框架310、壁框架350和顶板框架370时,用于形成竖直、水平和三面衬垫密封的可压缩衬垫材料的在大约20%至大约40%之间的变形的均匀压缩确保了在壁框架构件的接合处密封的所有表面处的衬垫密封能够提供气密密封。此外,衬垫间隙302、304和306(未示出)的尺寸设定成使得依据可压缩衬垫材料的在大约20%至大约40%之间的变形的最佳压缩,每个衬垫都能够填充衬垫间隙,如图5B中针对衬垫340和衬垫360所示。如此,除了通过限定每个衬垫设置在其中并且粘附到其的空间来提供均匀压缩之外,设计成提供间隙的隔板的各种实施例也确保了每个压缩的衬垫都能够在隔板所限定的空间内符合,而不会以能够形成泄漏路径的方式起皱或鼓起或者以其他方式不规则地形成在压缩状态下。

根据本教导的气体封闭组件的各种实施例,能够使用设置在面板部段框架中的每一个上的可压缩衬垫材料来密封各种类型的部段面板。与框架构件衬垫密封结合,用于在各种部段面板和面板部段框架之间形成密封的可压缩衬垫的位置和材料能够提供气密密封的气体封闭组件,而具有很少的或没有气体泄漏。此外,针对例如图3的嵌入面板110、窗口面板120和可容易地移除的服务窗口130之类的所有类型的面板的密封设计在反复地移除和安装这样的面板之后能够提供持久耐用的面板密封,所述反复地移除和安装可能是需要的,以便接近气体封闭组件的内部,例如,用于维护。

例如,图6A为分解视图,其描绘了服务窗口面板部段30和可容易地移除的服务窗口130。如本文先前所论述的,服务窗口面板部段30能够被制造用于接收可容易地移除的服务窗口130。对于气体封闭组件的各种实施例,例如可移除服务面板部段30之类的面板部段能够具有面板部段框架32以及设置在面板部段框架32上的可压缩衬垫38。在各种实施例中,与将可容易地移除的服务窗口130紧固在可移除服务窗口面板部段30中相关的硬件能够给最终用户提供安装和重新安装的便利,并且同时确保了当可容易地移除的服务窗口130根据需要直接接近气体封闭组件的内部的最终用户的需要而被安装和重新安装在面板部段30中时维持气密密封。可容易地移除的服务窗口130能够包括刚性的窗口框架132,其能够由例如但不限于如所述用于构造本教导的任何框架构件的金属管材料来构造。服务窗口130能够利用快速紧固五金件,例如但不限于反作用的肘节式夹具136,以便给最终用户提供服务窗口130的方便的移除和重新安装。

如图6A的可移除服务窗口面板部段30的前视图中所示,可容易地移除的服务窗口130能够具有固定在窗口框架132上的一组四个肘节式夹具136。服务窗口130能够以限定的距离被定位到面板部段框架30中,以便确保对衬垫38的适当压缩力。如图6B中所示,使用一组四个窗口引导间隔件34,其中每一个能够被安装在面板部段30的每个角部中,以便将服务窗口130定位在面板部段30中。一组夹紧夹板36中的每一个能够被设置成接收可容易地移除的服务窗口136的反作用肘节式夹具136。根据针对通过安装和移除的循环的服务窗口130的气密密封的各种实施例,服务窗口框架132的机械强度结合通过一组窗口引导间隔件34来设置的服务窗口130相对于可压缩衬垫38的限定位置的组合能够确保,一旦例如但不限于使用紧固在相应的夹紧夹板36中的反作用肘节式夹具136来将服务窗口130固定就位,服务窗口框架132就能够利用通过一组窗口引导间隔件34来设定的限定的压缩而在面板部段框架32上提供均匀的力。所述一组窗口引导间隔件34被定位成使得窗口130对衬垫38的压缩力使可压缩衬垫38变形大约20%至大约40%之间。在这方面,服务窗口130的构建以及面板部段30的制造提供了服务窗口130在面板部段30中的气密密封。如本文先前所论述的,窗口夹35能够在服务窗口130被紧固到面板部段30中之后被安装到面板部段30中,并且在服务窗口130需要被移除时移除。

反作用肘节式夹具136能够使用任何合适的装置以及装置的组合来固定到可容易地移除的服务窗口框架132。能够使用的合适的固定装置的示例包括:至少一种粘合剂,例如但不限于环氧树脂或水泥;至少一个螺栓;至少一个螺钉;至少一种其他紧固件;至少一个槽;至少一个轨道;至少一个焊缝;以及它们的组合。反作用肘节式夹具136能够被直接地连接到可移除服务窗口框架132或间接地通过适配器板来连接。反作用肘节式夹具136、夹紧夹板36、窗口引导间隔件34以及窗口夹35能够由任何合适的材料以及材料的组合构造。例如,一个或多个这样的元件能够包括至少一种金属、至少一种陶瓷、至少一种塑料以及它们的组合。

除了密封可容易地移除的服务窗口之外,气密密封还能被设置用于嵌入面板和窗口面板。能够在面板部段中重复地安装和移除的其他类型的部段面板包括例如但不限于嵌入面板110和窗口面板120,如图3中所示。如在图3中能够看到的,窗口面板120的面板框架122与嵌入面板110类似地构造。如此,根据气体封闭组件的各种实施例,用于接收嵌入面板和窗口面板的面板部段的制造能够是相同的。在这方面,嵌入面板和窗口面板的密封能够使用相同的原理来实施。

参考图7A和图7B,并且根据本教导的各种实施例,例如图1的气体封闭组件100之类的气体封闭件的任何面板能够包括一个或多个嵌入面板部段10,所述嵌入面板部段10能够具有配置成接收相应的嵌入面板110的框架12。图7A为指示了图7B中所示的放大部分的透视图。在图7A中,嵌入面板110被描绘为相对于嵌入框架12定位。如在图7B中能够看到的,嵌入面板110被固定到框架12,其中,框架12能够例如由金属构造。在一些实施例中,所述金属能够包括铝、钢、铜、不锈钢、铬、合金以及它们的组合等。在嵌入面板部段框架12中能够制作多个盲螺纹孔(blind tapped hole)14。面板部段框架12被构造成在嵌入面板110和框架12之间包括衬垫16,在所述框架12中能够设置可压缩衬垫18。盲螺纹孔14能够是M5种类(variety)的盲螺纹孔。螺钉15能够被盲螺纹孔14接收,从而压缩嵌入面板110和框架12之间的衬垫16。一旦抵靠衬垫16紧固就位,嵌入面板110就在嵌入面板部段10内形成气密密封。如本文先前所论述的,这种面板密封能够针对多种部段面板实施,包括但不限于嵌入面板110和窗口面板120,如图3中所示。

根据按照本教导的可压缩衬垫的各种实施例,用于框架构件密封和面板密封的可压缩衬垫材料能够选自多种可压缩聚合物材料,例如但不限于闭孔聚合物材料的类别中的任何材料,所述闭孔聚合物材料在本领域中也称为海绵橡胶材料(expanded rubbermaterial)或膨胀聚合物材料(expanded polymer material)。简单来说,闭孔聚合物以由此气体被封闭在离散单元中的方式来制备;其中,每个离散单元被聚合物材料封闭。对于在框架和面板部件的气密密封中使用而言所期望的可压缩闭孔聚合物衬垫材料的属性包括但不限于:它们对于大范围的化学物种的化学侵蚀是稳健的,具有优异的防潮性,在宽温度范围内是弹性的,并且它们抵抗永久压缩形变。一般而言,与开孔结构的聚合物材料相比,闭孔聚合物材料具有较高的尺寸稳定性、较低的吸湿系数以及较高的强度。能够制成闭孔聚合物材料的各种类型的聚合物材料包括例如但不限于硅树脂、氯丁橡胶、乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPT);使用乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、乙烯基腈、丁苯橡胶(SBR)制成的聚合物和复合材料以及各种共聚物和它们的共混物。

仅当包括散状材料的单元在使用期间保持完好时,维持闭孔聚合物的期望的材料属性。在这方面,以可能超过针对闭孔聚合物设定的材料规范的方式来使用这样的材料可引起衬垫密封的劣化,所述超过材料规范例如超过针对在规定的温度或压缩范围内使用的规范。在用于在框架面板部段中密封框架构件和部段面板的闭孔聚合物衬垫的各种实施例中,这种材料的压缩不应超过在大约50%至大约70%之间的变形,并且对于最佳性能而言,能够是在大约20%至大约40%之间的变形。

除了闭孔可压缩衬垫材料之外,用于在构建根据本教导的气体封闭组件的实施例中使用的具有期望的属性的可压缩衬垫材料的类别的另一示例包括中空挤压可压缩衬垫材料的类别。作为一类材料的中空挤压衬垫材料具有期望的属性,包括但不限于:它们对于大范围的化学物种的化学侵蚀是稳健的,具有优异的防潮性,在宽温度范围内是弹性的,并且它们抵抗永久压缩形变。这样的中空挤压可压缩衬垫材料能够具有各种各样的形状因子,例如但不限于U形单元、D形单元、方形单元、矩形单元以及中空挤压衬垫材料的多种自定义形状因子中的任何形状因子。各种中空挤压衬垫材料能够由用于闭孔可压缩衬垫制造的聚合物材料制成。例如,但不限于,中空挤压衬垫的各种实施例能够由如下各项制成,即:硅树脂、氯丁橡胶、乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPT);使用乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、乙烯基腈、丁苯橡胶(SBR)制成的聚合物和复合材料以及各种共聚物和它们的共混物。这样的中空单元衬垫材料的压缩不应超过大约50%的变形,以便维持期望的属性。虽然已给出了一类闭孔可压缩衬垫材料和一类中空挤压可压缩衬垫材料作为示例,但具有期望的属性的任何可压缩衬垫材料都能够被用于密封结构部件,例如各种壁和顶板框架构件,以及在面板部段框架中密封各种面板,如本教导所提供的。

图8为本教导的顶板面板的各种实施例的底视图,所述顶板面板例如图1A的气体封闭组件100的顶板面板250'。根据针对气体封闭件的组装的本教导的各种实施例,照明装置能够被安装在顶板面板的内部顶表面上,所述顶板面板例如图1A的气体封闭组件100的顶板面板250'。如图8中所描绘的,具有内部部分251的顶板框架250能够具有安装在各种框架构件的内部部分上的照明装置。例如,顶板框架250能够具有两个顶板框架部段40,这两个顶板框架部段40具有共同的两个顶板框架梁42和44。每个顶板框架部段40能够具有:第一侧41,其朝向顶板框架250的内部定位;以及第二侧43,其朝向顶板框架250的外部定位。对于为气体封闭件提供照明装置的根据本教导的各种实施例,能够安装多对照明元件46。每对照明元件46能够包括靠近第一侧41的第一照明元件45和靠近顶板框架部段40的第二侧43的第二照明元件47。图8中所示的照明元件的数量、定位和分组是示例性的。照明元件的数量和分组能够以任何期望或合适的方式变化。在各种实施例中,照明元件能够被平装,而在其他实施例中能够被安装成使得它们能够被移动至多种位置和角度。照明元件的放置布局不限于顶部面板顶板433,而是能够附加地或替代性地定位在图1A中所示的气体封闭组件100的任何其他内表面、外表面以及表面的组合上。

各种照明元件能够包括任何数量、类型或组合的灯或发光二极管或装置(LED),所述灯例如卤素灯、白光灯、白炽灯、弧光灯等。例如,每个照明元件能够包括从1个LED至大约100个LED,从大约10个LED至大约50个LED,或大于100个LED。LED或其他照明装置能够发射色谱中、色谱外或其组合的任何颜色或颜色的组合。根据用于OLED材料的喷墨印刷的气体封闭组件的各种实施例,由于一些材料对一些波长的光敏感,因此用于安装在气体封闭组件中的照明装置的光的波长能够被特别地选择成避免处理期间的材料降解。例如,能够使用4X冷白光LED,也能够使用4X黄光LED或它们的任何组合。4X冷白光LED的示例为可从加州Sunnyvale的IDEC Corporation获得的LF1B-D4S-2THWW4。能够使用的4X黄光LED的示例为也可从IDEC Corporation获得的LF1B-D4S-2SHY6。LED或其他照明元件能够被定位在顶板框架250的内部部分251上或气体封闭组件的另一表面上,或者从所述内部部分251上或气体封闭组件的另一表面上的任何位置悬挂。照明元件不限于LED。能够使用任何合适的照明元件或照明元件的组合。图9为IDEC LED光谱(light spectra)的示图,并且示出了:X轴,其对应于当峰值强度为100%时的强度;以及Y轴,其对应于波长,以纳米为单位。示出了针对LF1B黄色型、黄色荧光灯、LF1B白色型LED、LF1B冷白色型LED以及LF1B红色型LED的光谱。能够根据本教导的各种实施例来使用其他光谱和光谱的组合。

回顾以一定方式构造的气体封闭组件的各种实施例最小化气体封闭组件的内部容积,并且同时优化工作空间,以容纳各种OLED印刷系统的各种占用空间。这样构造的气体封闭组件的各种实施例附加地提供在处理期间从外部对气体封闭组件的内部的方便的接近,并且容易接近内部以便维护,同时最小化停机时间。在这方面,根据本教导的气体封闭组件的各种实施例能够相对于各种OLED印刷系统的各种占用空间来成形(contour)。

根据本教导的系统和方法,框架构件构造、面板构造、框架和面板密封以及例如图1A的气体封闭件100之类的气体封闭件的构造能够适用于多种尺寸和设计的气体封闭件。气体封闭组件的各种实施例能够具有各种框架构件,这些框架构件被构造成为气体封闭组件提供轮廓。本教导的气体封闭组件的各种实施例能够容纳OLED印刷系统,同时优化工作空间,以最小化惰性气体体积,并且还允许在处理期间从外部方便地接近OLED印刷系统。在这方面,本教导的各种气体封闭组件在轮廓拓扑结构和容积方面能够变化。作为非限制性示例,根据本教导的成形的(contoured)气体封闭件的各种实施例能够具有大约6m3至大约95m3之间的气体封闭容积,用于收容能够印刷从Gen 3.5到Gen 10的基板尺寸的印刷系统的各种实施例。作为另一个非限制性示例,根据本教导的成形的气体封闭件的各种实施例能够具有大约15m3至大约30m3之间的气体封闭容积,用于收容能够印刷例如Gen 5.5到Gen8.5的基板尺寸的印刷系统的各种实施例。与具有宽度、长度和高度的非成形尺寸的非成形封闭件相比,成形的气体封闭件的这种实施例在容积上能够有大约30%至大约70%之间的节省。

图9的气体封闭组件1000能够具有本教导中针对图1A的示例性气体封闭组件100所列举的所有特征。例如,但不限于,气体封闭组件1000能够利用根据本教导的密封,其通过构建和解构的循环来提供气密密封的封闭件。基于气体封闭组件1000的气体封闭系统的各种实施例能够具有气体净化系统,所述气体净化系统能够将各种反应性物种中的每个物种的水平维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低,或者0.1ppm或更低,所述各种反应性物种包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体,以及有机溶剂蒸气。

此外,如本文后续将更详细地论述的,基于例如但不限于图1A的气体封闭组件100和图9的气体封闭组件1000的气体封闭系统的各种实施例能够具有循环和过滤系统,所述循环和过滤系统能够提供层流环境,所述层流环境能够最小化湍流并且能够产生基本上低颗粒的环境,这是通过维持气载颗粒水平符合如Class 1至Class 5所规定的国际标准化组织标准(ISO)的标准14644-1:1999。在印刷过程之前,能够使用例如便携式颗粒计数装置来针对气体封闭系统的各种实施例执行气载颗粒物质的确定,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,气载颗粒物质的确定能够作为持续的质量检查在印刷基板时原位执行。对于气体封闭系统的各种实施例,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板之前执行用于系统验证,以及附加地在印刷基板时原位执行。

此外,对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,基本上低颗粒的环境能够提供基本上低颗粒的基板表面。基于本教导的气体封闭系统的各种实施例的建模表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在0.1μm和更大的尺寸范围中的颗粒,每平方米的基板每个印刷周期的基板上沉积能够在多于大约1百万至多于大约1千万个颗粒之间。这样的计算表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在大约2μm和更大的尺寸范围中的颗粒,每平方米的基板每个印刷周期的基板上沉积能够在多于大约1000至多于大约10,000个颗粒之间。基板上的颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板之前使用例如测试基板针对气体封闭系统的各种实施例执行,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,颗粒物质的基板上分布的确定能够作为持续的质量检查在印刷基板时原位执行。对于气体封闭系统的各种实施例,颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板之前执行用于系统验证,以及附加地在印刷基板时原位执行。

气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,其能够维持基本上低颗粒的环境,所述基本上低颗粒的环境提供针对大约0.1μm或更大至大约10μm或更大之间的颗粒的基板上颗粒规范。基板上颗粒规范的各种实施例能够容易地从每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布转换成针对目标颗粒尺寸范围中的每一个的每分钟每个基板的平均基板上颗粒分布。如本文先前所论述的,这样的转换能够通过基板和针对该代基板的相对应面积之间的已知关系容易地完成,所述基板例如特定代尺寸的基板。此外,每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布能够被容易地转换成多种单位时间表达中的任何一种。例如,除了在例如秒、分钟和天之类的标准时间单位之间的转换外,还能够使用与处理具体相关的时间单位。例如,如本文先前所论述的,印刷周期能够与时间单位相关联。

本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于10μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于2μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.3μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。

图9描绘了根据本教导的气体封闭组件的各种实施例的气体封闭组件1000的透视图。气体封闭组件1000能够包括前面板组件1200'、中部面板组件1300'和后面板组件1400'。前面板组件1200'能够包括:前顶板面板组件1260';前壁面板组件1240',其能够具有用于接收基板的开口1242;以及前基部面板组件1220'。后面板组件1400'能够包括后顶板面板组件1460'、后壁面板组件1440'和后基部面板组件1420'。中部面板组件1300'能够包括第一中部封闭件面板组件1340'、中部壁和顶板面板组件1360'和第二中部封闭件面板组件1380'以及中部基部面板组件1320'。

此外,中部面板组件1300'能够包括第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'以及第二印刷头管理系统辅助面板组件(未示出)。如本文先前所论述的,构造为气体封闭组件的一个部段的辅助包围件的各种实施例能够与气体封闭系统的工作容积可密封地隔离。辅助包围件与例如印刷系统包围件的这种物理隔离能够使得各种过程能够在很少或不中断印刷过程的情况下进行,从而最小化或消除气体封闭系统的停机时间,所述各种过程例如但不限于对印刷头组件的各种维护过程。

如图10A中所描绘的,气体封闭组件1000能够包括前基部面板组件1220'、中部基部面板组件1320'以及后基部面板组件1420',这些组件当完全构建时形成连续的基部或盘,OLED印刷系统2000能够被安装在所述基部或盘上。按照与针对图1A的气体封闭组件100所述的相似的方式,包括气体封闭组件1000的前面板组件1200'、中部面板组件1300'和后面板组件1400'的各种框架构件和面板能够围绕OLED印刷系统2000来联接,以形成印刷系统包围件。因此,例如气体封闭组件1000之类的完全构建的气体封闭组件当与各种环境控制系统整合(或集成)时能够形成包括OLED印刷系统2000的各种实施例的气体封闭系统的各种实施例。根据如先前所述的本教导的气体封闭系统的各种实施例,气体封闭组件所限定的内部容积的环境控制能够包括:例如通过特定波长的灯的数量和放置布局来控制照明装置;使用颗粒控制系统的各种实施例来控制颗粒物质;使用气体净化系统的各种实施例来控制反应性气体物种;以及使用热控制系统的各种实施例的气体封闭组件的温度控制。

图10B中的扩展视图中所示的例如图10A的OLED印刷系统2000之类的OLED喷墨印刷系统能够包括若干装置和设备,这些装置和设备允许将墨滴可靠地放置到基板上的特定位置上。这些装置和设备能够包括但不限于印刷头组件、墨输送系统、用于在印刷头组件和基板之间提供相对运动的运动系统、基板支撑设备、基板装载和卸载系统以及印刷头管理系统。

印刷头组件能够包括至少一个喷墨头,其中,至少一个孔口能够以受控的速率、速度和尺寸来喷射墨的微滴。喷墨头通过墨供应系统来供给,所述墨供应系统将墨提供给喷墨头。如图10B的扩展视图中所示,OLED喷墨印刷系统2000能够具有基板,例如基板2050,所述基板能够通过例如卡盘之类的基板支撑设备来支撑,所述基板支撑设备例如但不限于真空卡盘、具有压力端口的基板浮动卡盘以及具有真空和压力端口的基板浮动卡盘。在本教导的系统和方法的各种实施例中,基板支撑设备能够是基板浮选台。如本文后续将更详细地论述的,图10B的基板浮选台2200能够被用于支撑基板2050,并且结合Y轴运动系统,能够成为提供基板2050的无摩擦输送的基板输送系统的一部分。本教导的Y轴运动系统能够包括第一Y轴轨道2351和第二Y轴轨道2352,所述Y轴轨道能够包括用于保持基板的夹持系统(未示出)。Y轴运动能够通过直线空气轴承或直线机械系统来提供。图10A和图10B中所示的OLED喷墨印刷系统2000的基板浮选台2200能够限定基板2050在印刷过程期间通过图9的气体封闭组件1000的行程。

印刷需要印刷头组件和基板之间的相对运动。这利用运动系统来实现,所述运动系统通常为门架(gantry)或分轴(split axis)XYZ系统。印刷头组件能够在静止的基板之上移动(门架式),或者在分轴配置的情况下,印刷头和基板二者都能够移动。在另一实施例中,印刷头组件能够是基本上固定的;例如,沿X轴和Y轴固定,并且基板能够相对于印刷头沿X轴和Y轴移动,而Z轴运动通过基板支撑设备提供或通过与印刷头组件相关联的Z轴运动系统提供。随着印刷头相对于基板移动,墨的微滴在正确的时间喷射,以沉积在基板上期望的位置。基板能够使用基板装载和卸载系统而被***印刷机和从印刷机移除。根据印刷机的配置,这能够利用机械输送机、具有输送组件的基板浮选台或具有末端执行器的基板传送机器人来实现。印刷头管理系统能够包括若干子系统,这些子系统允许:如下测量任务,例如检查喷嘴发射,以及测量来自印刷头中每一个喷嘴的墨滴量、速度和轨迹;以及维护任务,例如擦拭或吸去过量墨的喷墨喷嘴表面,通过从墨供应装置通过印刷头喷射墨并且喷射到废物盆中来灌注和清洗印刷头,以及更换印刷头。考虑到能够包括OLED印刷系统的部件的多样性,OLED印刷系统的各种实施例能够具有多种占用空间和形状因子。

关于图10B,印刷系统基部2100能够包括第一立管(riser)(不可见)和第二立管2122,梁2130被安装在所述第一立管和所述第二立管2122上。对于OLED印刷系统2000的各种实施例,梁2130能够支撑第一X轴滑架组件2301和第二X轴滑架组件2302,所述第一X轴滑架组件2301和所述第二X轴滑架组件2302能够控制第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502相应地越过梁2130的移动。对于印刷系统2000的各种实施例,第一X轴滑架组件2301和第二X轴滑架组件2302能够利用直线空气轴承运动系统,所述直线空气轴承运动系统是内在地低颗粒产生的。根据本教导的印刷系统的各种实施例,X轴滑架能够具有安装在其上的Z轴移动板。在图10B中,第一X轴滑架组件2301被描绘为具有第一Z轴移动板2310,而第二X轴滑架组件2302被描绘为具有第二Z轴移动板2312。尽管图10B描绘了两个滑架组件和两个印刷头组件,但对于OLED喷墨印刷系统2000的各种实施例,能够有单滑架组件和单印刷头组件。例如,第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502中的任一个能够被安装在X、Z轴滑架组件上,而用于检查基板2050的特征的摄像机系统能够被安装在第二X、Z轴滑架组件上。OLED喷墨印刷系统2000的各种实施例能够具有单一的印刷头组件,例如,第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502中的任一个能够被安装在X、Z轴滑架组件上,而用于固化印刷在基板2050上的封装层的紫外灯能够被安装在第二X、Z轴滑架组件上。对于OLED喷墨印刷系统2000的各种实施例,能够有单印刷头组件,例如,第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502中的任一个安装在X、Z轴滑架组件上,而用于固化印刷在基板2050上的封装层的热源能够被安装在第二滑架组件上。

在图10B中,第一X、Z轴滑架组件2301能够被用于定位第一印刷头组件2501,其能够在基板2050之上被安装在第一Z轴移动板2310上,所述基板2050被示出为支撑在基板浮选台2200上。带有第二Z轴移动板2312的第二X、Z轴滑架组件2302能够被类似地配置用于控制第二印刷头组件2502相对于基板2050的X-Z轴移动。例如图10B的第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502之类的每个印刷头组件能够具有安装在至少一个印刷头装置中的多个印刷头,如描绘了多个印刷头2505的局部视图中针对第一印刷头组件2501所描绘的。印刷头装置能够包括例如但不限于到至少一个印刷头的流体和电子连接;每个印刷头具有能够以受控的速率、速度和尺寸来喷射墨的多个喷嘴或孔口。对于印刷系统2000的各种实施例,印刷头组件能够包括介于大约1个至大约60个之间的印刷头装置,其中,每个印刷头装置能够具有每个印刷头装置中介于大约1个至大约30个之间的印刷头。例如工业喷墨头的印刷头能够具有介于大约16个至大约2048个之间的喷嘴,这些喷嘴能够排出大约0.1pL至大约200pL之间的液滴体积。

根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,考虑到印刷头装置和印刷头的绝对数量,第一印刷头管理系统2701和第二印刷头管理系统2702能够被收容在辅助包围件中,所述辅助包围件在印刷过程期间能够与印刷系统包围件隔离,以便在很少或不中断印刷过程的情况下执行各种测量和维护任务。如在图10B中能够看到的,能够看到第一印刷头组件2501相对于第一印刷头管理系统2701定位,以便方便地执行各种测量和维护程序,所述各种测量和维护程序能够通过第一印刷头管理系统设备2707、2709和2711来执行。设备2707、2709和2011能够是用于执行各种印刷头管理功能的多种子系统或模块中的任何子系统或模块。例如,设备2707、2709和2011能够是液滴测量模块、印刷头更换模块、清洗盆模块和吸墨模块中的任何模块。

图10C描绘了根据本教导的气体封闭组件和系统的各种实施例收容在第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'内的第一印刷头管理系统2701的扩展视图。如图10C中所描绘的,辅助面板组件1330'被示出为剖视图,以更清楚地看到第一印刷头管理系统2701的细节。根据本教导的印刷头管理系统的各种实施例,例如图10C的第一印刷头管理系统2701等,设备2707、2709和2011能够是用于执行各种功能的多种子系统或模块。例如,设备2707、2709和2011能够是液滴测量模块、印刷头清洗盆模块和吸墨模块。如图10C中所描绘的,印刷头更换模块2713能够提供用于对接至少一个印刷头装置2505的位置。在第一印刷头管理系统2701的各种实施例中,能够使第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'维持使气体封闭组件1000(参见图19)维持的相同的环境指标(environmental specifications)。第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'能够具有手柄(handler)2530,其定位成用于执行与各种印刷头管理程序相关联的任务。例如,每个子系统能够具有各种部分,这些部分本性是耗材,并且需要更换,例如更换吸墨纸、墨和废物储存器。各种耗材部分能够被包装用于例如使用手柄以完全自动化的模式来方便地***。作为非限制性示例,吸墨纸能够以盒(cartridge)的样式来包装,这种盒的样式能够被容易地***到吸墨模块中供使用。作为另一非限制性示例,墨能够被包装在可更换的储存器中,以及以用于印刷系统中的墨盒的样式来包装。废物储存器的各种实施例能够以盒的样式来包装,这种盒的样式能够被容易地***到清洗盆模块中供使用。此外,经受持续使用的印刷系统的各种部件中的多个部分可能需要定期更换。在印刷过程期间,可能需要印刷头组件的应急管理(expedientmanagement),例如但不限于交换印刷头装置或印刷头。印刷头更换模块能够具有多个部分,例如印刷头装置或印刷头,这些部分能够被容易地***到印刷头组件中供使用。用于检查喷嘴发射以及基于来自每个喷嘴的墨滴体积、速度和轨迹的光学检测的测量的液滴测量模块能够具有源和检测器,所述源和检测器在使用之后可能需要定期更换。各种耗材和高使用率部分能够被包装用于例如使用手柄以完全自动化的模式来方便地***。手柄2530能够具有安装到臂2534的末端执行器2536。能够使用末端执行器构型的各种实施例,例如,刀式末端执行器、夹具式末端执行器以及抓持器式末端执行器。末端执行器的各种实施例能够包括机械抓持和夹持,以及气动或真空辅助的组件,以促动末端执行器的多个部分或者以其他方式保持印刷头装置或来自印刷头装置的印刷头。

关于印刷头装置或印刷头的更换,图10C的印刷头管理系统2701的印刷头更换模块2713能够包括:用于具有至少一个印刷头的印刷头装置的坞站;以及用于印刷头的储存容器。由于每个印刷头组件(参见图10B)能够包括介于大约1个至大约60个之间的印刷头装置,并且由于每个印刷头装置能够具有介于大约1个至大约30个之间的印刷头,于是本教导的印刷系统的各种实施例能够具有介于大约1个至大约1800个之间的印刷头。在印刷头更换模块2713的各种实施例中,在印刷头装置对接时,安装到印刷头装置的每个印刷头能够被维持在可操作的状态下,而未在印刷系统中使用。例如,当放置在坞站中时,每个印刷头装置上的每个印刷头能够被连接到墨供应装置和电气连接。电功率能够被提供给每个印刷头装置上的每个印刷头,使得在对接时能够对每个印刷头的每个喷嘴施加周期发射脉冲,以便确保喷嘴保持灌注并且不堵塞。图10C的手柄2530能够被定位成靠近印刷头组件2500。印刷头组件2500能够在第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'之上对接,如图10C中所描绘的。在用于交换印刷头的程序期间,手柄2530能够从印刷头组件2500移除目标部分,即,印刷头或具有至少一个印刷头的印刷头装置。手柄2530能够从印刷头更换模块2713取回更换部分,例如印刷头装置或印刷头,并且完成更换过程。移除的部分能够被放置在印刷头更换模块2713中供取回。

关于具有辅助包围件的气体封闭组件的各种实施例,所述辅助包围件能够对例如印刷系统包围件的第一工作容积封闭以及与之可密封地隔离,再次参考图10A。如图10B中所描绘的,在OLED印刷系统2000上能够具有四个隔离器,即,第一隔离器组2110(第二个未示出,在相对侧上)和第二隔离器组2112(第二个未示出,在相对侧上),所述隔离器组支撑OLED印刷系统2000的基板浮选台2200。对于图10A的气体封闭组件1000,第一隔离器组2110和第二隔离器组2112能够被安装在相应的隔离器壁面板中的每一个中,例如中部基部面板组件1320'的第一隔离器壁面板1325'和第二隔离器壁面板1327'。对于图10A的气体封闭组件1000,中部基部组件1320'能够包括:第一印刷头管理系统辅助面板组件1330’;以及第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'。气体封闭组件1000的图10A描绘了第一印刷头管理系统辅助面板组件1330',其能够包括第一后壁面板组件1338'。类似地,还描绘了第二印刷头管理系统辅助面板组件1370',其能够包括第二后壁面板组件1378'。第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'的第一后壁面板组件1338'能够以与针对第二后壁面板组件1378'所示的相似的方式来构造。第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'的第二后壁面板组件1378'能够由第二后壁框架组件1378构建,所述第二后壁框架组件1378具有可密封地安装到第二后壁框架组件1378的第二密封件支撑面板1375。第二密封件支撑面板1375能够具有第二通路1365,其靠近基部2100的第二端(未示出)。第二密封件1367能够围绕第二通路1365被安装在第二密封件支撑面板1375上。第一密封件能够围绕用于第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'的第一通路类似地定位和安装。辅助面板组件1330'和辅助面板组件1370'中的每个通路能够适应例如图10B的第一维护系统平台2703和第二维护系统平台2704之类的每个维护系统平台穿过所述通路。如本文后续将更详细地论述的,为了可密封地隔离辅助面板组件1330'和辅助面板组件1370',例如图10A的第二通路1365之类的通路必须是可密封的。可以预期的是,例如充气式密封件、波纹密封件和唇形密封件之类的各种密封件能够被用于围绕固定到印刷系统基部的维护平台来密封通路,例如图10A的第二通路1365。

第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'和第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'能够相应地包括第一地板面板组件1341'的第一印刷头组件开口1342和第二地板面板组件1381'的第二印刷头组件开口1382。第一地板面板组件1341'在图10A中被描绘为中部面板组件1300'的第一中部封闭件面板组件1340'的一部分。第一地板面板组件1341'是与第一中部封闭件面板组件1340'和第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'二者相同的面板组件。第二地板面板组件1381'在图10A中被描绘为中部面板组件1300'的第二中部封闭件面板组件1380'的一部分。第二地板面板组件1381'是与第二中部封闭件面板组件1380'和第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'二者相同的面板组件。

如本文先前所论述的,第一印刷头组件2501能够被收容在第一印刷头组件封闭件2503中,并且第二印刷头组件2502能够被收容在第二印刷头组件封闭件2504中。根据本教导的系统和方法,第一印刷头组件封闭件2503和第二印刷头组件封闭件2504在底部处能够具有开口,所述开口能够具有边缘(未示出),使得各种印刷头组件能够在印刷过程期间被定位用于印刷。此外,形成壳体的部分的第一印刷头组件封闭件2503和第二印刷头组件封闭件2504能够如先前针对各种面板组件所述的来构造,使得框架组件构件和面板能够提供气密密封的封闭件。

例如先前针对各种框架构件的气密密封所述的可压缩衬垫能够围绕第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382中的每一个固定,或者替代性地围绕第一印刷头组件封闭件2503和第二印刷头组件封闭件2504的边缘固定。

如图10A中所描绘的,第一印刷头组件对接衬垫1345和第二印刷头组件对接衬垫1385能够相应地围绕第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382固定。在各种印刷头测量和维护程序期间,第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502能够相应地通过第一X、Z轴滑架组件2301和第二X、Z轴滑架组件2302来相应地定位在第一地板面板组件1341'的第一印刷头组件开口1342和第二地板面板组件1381'的第二印刷头组件开口1382之上。在这方面,对于各种印刷头测量和维护程序,第一印刷头组件2501和第二印刷头组件2502能够被相应地定位在第一地板面板组件1341'的第一印刷头组件开口1342和第二地板面板组件1381'的第二印刷头组件开口1382之上,而不覆盖或密封第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382。第一X、Z轴滑架组件2301和第二X、Z轴滑架组件2302能够相应地利用第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'和第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'来对接第一印刷头组件封闭件2503和第二印刷头组件封闭件2504。在各种印刷头测量和维护程序中,这样的对接可以有效地封闭第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382,而无需密封第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382。对于各种印刷头测量和维护程序,所述对接能够包括在印刷头组件封闭件和印刷头管理系统面板组件中的每一个之间形成衬垫密封。结合可密封地封闭的通路,例如图10A的第二通路1365和互补的第一通路,当第一印刷头组件封闭件2503和第二印刷头组件封闭件2504与第一印刷头管理系统辅助面板组件1330'和第二印刷头管理系统辅助面板组件1370'对接以可密封地封闭第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382时,这样形成的组合结构是气密密封的。

此外,根据本教导,辅助包围件能够与例如印刷系统包围件之类的另一内部封闭容积以及气体封闭组件的外部隔离,这是通过使用结构闭合件来可密封地封闭通路,例如图10A的第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382。根据本教导,结构闭合件能够包括用于开口或通路的多种可密封覆盖件,这样的开口或通路包括封闭件面板开口或通路的非限制性示例。根据本教导的系统和方法,门能够是任何结构闭合件,所述结构闭合件能够被用于使用气动、液压、电气或手动的促动来可逆地覆盖或可逆、可密封地封闭任何开口或通路。如此,图10A的第一印刷头组件开口1342和第二印刷头组件开口1382能够使用门来可逆地覆盖或可逆、可密封地封闭。

在图10B的OLED印刷系统2000的扩展视图中,印刷系统的各种实施例能够包括通过基板浮选台基部2220来支撑的基板浮选台2200。基板浮选台基部2220能够被安装在印刷系统基部2100上。OLED印刷系统的基板浮选台2200能够支撑基板2050,以及限定在OLED基板的印刷期间基板2050能够移动通过气体封闭组件1000的行程。本教导的Y轴运动系统能够包括第一Y轴轨道2351和第二Y轴轨道2352,所述Y轴轨道能够包括用于保持基板的夹持系统(未示出)。Y轴运动能够通过直线空气轴承或直线机械系统来提供。在这方面,结合如图10B中所描绘的Y轴运动系统的运动系统,基板浮选台2200能够提供基板2050通过印刷系统的无摩擦输送。

图11描绘了根据本教导的各种实施例的浮选台,所述浮选台用于负荷的无摩擦支撑,并且结合输送系统,用于负荷的稳定输送,所述负荷例如图10B的基板2050。浮选台的各种实施例能够被用于本教导的气体封闭系统的各种实施例中的任何实施例中。如本文先前所论述的,本教导的气体封闭系统的各种实施例能够处理从小于具有大约61cm x 72cm的尺寸的Gen 3.5基板以及一系列更大代尺寸的OLED平板显示器基板的尺寸范围。可以预期的是,气体封闭系统的各种实施例能够处理具有大约130cm X 150cm的尺寸的Gen 5.5的基板尺寸以及具有大约195cm x 225cm的尺寸的Gen 7.5的基板,并且能够被切割成每个基板八块42''或六块47''的扁平面板和更大。Gen 8.5的基板是大约220cm x 250cm,并且能够被切割成每个基板六块55''或八块46''的扁平面板。然而,基板代次尺寸不断推进,使得具有大约285cm x 305cm的尺寸的当前可获得的Gen 10基板似乎不是最终一代的基板尺寸。此外,由使用基于玻璃的基板所产生的术语来列举的尺寸也能够被应用于适于在OLED印刷中使用的任何材料的基板。对于OLED喷墨印刷系统的各种实施例,多种基板材料能够被用于基板2050,例如但不限于多种玻璃基板材料,以及多种聚合物基板材料。相应地,在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,存在多种在印刷期间需要稳定输送的基板尺寸和材料。

如图11中所描绘的,根据本教导的各种实施例的基板浮选台2200能够具有用于支撑多个浮选台区域的浮选台基部2220。基板浮选台2200能够具有区域2210,在所述区域2210中,压力和真空二者能够通过多个端口来施加。具有压力和真空控制二者的这种区域能够在区域2210和基板(未示出)之间有效地提供流体弹簧(fluidic spring)。具有压力和真空控制二者的区域2210为具有双向刚度的流体弹簧。在负荷和浮选台表面之间存在的间隙被称为悬浮高度(fly height)。使用多个压力和真空端口来产生具有双向刚度的流体弹簧的例如图11的基板浮选台2200的区域2210之类的区域能够为例如基板之类的负荷提供可控的悬浮高度。

相应地靠近区域2210的是第一和第二过渡区域2211和2212,并且随后,相应地靠近第一和第二过渡区域2211和2212的是仅压力区域2213和2214。在过渡区域中,压力喷嘴与真空喷嘴的比率朝向仅压力区域逐渐增加,以提供从区域2210到区域2213和2214的逐渐过渡。对于基板浮选台的各种实施例,例如,如图11中所描绘的,仅压力区域2213、2214被描绘为包括轨道结构。对于基板浮选台的各种实施例,例如图11的仅压力区域2213、2214之类的仅压力区域能够包括连续板,例如针对图11的压力-真空区域2210所描绘的连续板。

对于如图11中所描绘的浮选台的各种实施例,在压力-真空区域、过渡区域和仅压力区域之间能够存在基本上均匀的高度,使得在公差内,这三个区域基本上位于一个平面中并且在长度上能够变化。例如,但不限于,为了提供规模和比例的感觉,对于本教导的浮选台的各种实施例,过渡区域能够为大约400mm,而仅压力区域能够为大约2.5m,并且压力-真空区域能够为大约800mm。在图11中,仅压力区域2213和2214不提供具有双向刚度的流体弹簧,并且因此,不提供区域2210能够提供的控制。因此,负荷的悬浮高度通常在仅压力区域之上能够大于基板在压力-真空区域之上的悬浮高度,以便允许足够的高度,使得负荷将不会在仅压力区域中与浮选台碰撞。例如,但不限于,对于处理OLED面板基板而言可能是期望的是,在例如区域2213和2214之类的仅压力区域之上具有大约150μ至大约300μ之间的悬浮高度,并且随后,在例如区域2210之类的压力-真空区域之上具有大约30μ至大约50μ之间的悬浮高度。

除了用于维持受控气体封闭环境的气体循环和过滤系统之外,本教导的气体封闭系统的各种实施例能够利用多种装置、设备和系统。例如,除了用于提供气体在气体封闭件的内部中的彻底和完整的翻转的气体循环和过滤系统之外,还能够提供利用多个热交换器的热调节系统,以维持气体封闭件的内部中的期望的温度。例如,能够设置多个热交换器,其与风机或另一气体循环装置一起操作、相邻或结合使用。气体净化回路能够被配置成使气体从气体封闭组件的内部内循环通过封闭件外部的至少一个气体净化部件。在这方面,气体封闭组件内部的循环和过滤系统结合气体封闭组件外部的气体净化回路能够提供贯穿气体封闭系统具有基本上低水平的反应性物种的基本上低颗粒的惰性气体的连续循环。根据本教导,惰性气体可以是在一组限定的条件下不经历化学反应的任何气体。惰性气体的一些常用的非限制性示例能够包括氮气、稀有气体中的任何稀有气体以及它们的任何组合。具有气体净化系统的气体封闭系统的各种实施例能够被配置成维持非常低水平的非期望组分,例如,有机溶剂及其蒸气以及水、水蒸气、氧气等。气体封闭系统的这种实施例能够将各种反应性物种中的每个物种的水平维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低,或者0.1ppm或更低,所述反应性物种包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体,以及有机溶剂蒸气。

图12为示出了气体封闭系统501的示意图。根据本教导的气体封闭系统501的各种实施例能够包括用于收容印刷系统的气体封闭组件1101、与气体封闭组件1101流体连通的气体净化回路3130以及至少一个热调节系统3140。此外,气体封闭系统501的各种实施例能够具有加压惰性气体再循环系统3000,其能够供应用于操作各种装置的惰性气体,所述装置例如用于OLED印刷系统的基板浮选台等。加压惰性气体再循环系统3000的各种实施例能够利用压缩机、鼓风机和二者的组合作为用于加压惰性气体再循环系统3000的各种实施例的源,如本文后续将更详细地论述的。此外,气体封闭系统501能够具有气体封闭系统501内部的循环和过滤系统(未示出)。

如图12中所描绘的,对于根据本教导的气体封闭组件的各种实施例,管道系统的设计能够使循环通过气体净化回路3130的惰性气体与连续过滤和对气体封闭组件的各种实施例而言内部循环的惰性气体分离。气体净化回路3130包括从气体封闭组件1101到溶剂去除部件3132并且随后到气体净化系统3134的出口管路3131。然后,由例如氧气和水蒸气之类的溶剂和其他反应性气体物种净化的惰性气体通过入口管路3133返回到气体封闭组件1101。气体净化回路3130还可以包括适当的管道和连接件以及传感器,例如,氧气、水蒸气和溶剂蒸气传感器。例如风机、鼓风机或马达之类的气体循环单元能够被单独地设置或整合在例如气体净化系统3134中,以使气体循环通过气体净化回路3130。根据气体封闭组件的各种实施例,尽管溶剂去除系统3132和气体净化系统3134在图12中所示的示意图中被示出为单独的单元,溶剂去除系统3132和气体净化系统3134能够被收容在一起作为单净化单元。

图12的气体净化回路3130能够具有放置在气体净化系统3134上游的溶剂去除系统3132,使得从气体封闭组件1101循环的惰性气体经由出口管路3131通过溶剂去除系统3132。根据各种实施例,溶剂去除系统3132可以是溶剂捕集系统,其基于从通过图12的溶剂去除系统3132的惰性气体吸附溶剂蒸气。例如但不限于诸如活性炭、分子筛之类的吸附剂的一个或多个床可以有效地去除多种有机溶剂蒸气。对于气体封闭系统的各种实施例,冷阱技术可以在溶剂去除系统3132中用于去除溶剂蒸气。如本文先前所论述的,对于根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,例如氧气、水蒸气和溶剂蒸气传感器之类的传感器可以被用于监测从连续循环通过气体封闭系统的惰性气体有效去除这样的物种,所述气体封闭系统例如图12的气体封闭系统501。溶剂去除系统的各种实施例能够指示例如活性炭、分子筛之类的吸附剂何时达到饱和,使得能够再生或更换吸附剂的一个或多个床。分子筛的再生能够涉及加热分子筛,利用形成气体(forming gas)接触分子筛,它们的组合等。配置成捕集包括氧气、水蒸气和溶剂的各种物种的分子筛能够被再生,这是通过加热和暴露于包括氢气的形成气体,例如,形成气体包括大约96%的氮气和4%的氢气,其中,所述百分比是体积百分比或重量百分比。活性炭的物理再生能够使用在惰性环境下加热的类似程序来完成。

任何合适的气体净化系统能够被用于图12的气体净化回路3130的气体净化系统3134。例如可从新罕布什尔州Statham的MBRAUN Inc.或马萨诸塞州的InnovativeTechnology of Amesbury获得的气体净化系统对整合(或集成)到根据本教导的气体封闭组件的各种实施例中而言可能是有用的。气体净化系统3134能够被用于净化气体封闭系统501中的一种或多种惰性气体,例如,用于净化气体封闭组件内的整个气氛。如本文先前所论述的,为了使气体循环通过气体净化回路3130,气体净化系统3134能够具有气体循环单元,例如风机、鼓风机或马达等。在这方面,气体净化系统能够根据封闭件的容积来选择,所述容积能够限定用于使惰性气体移动通过气体净化系统的体积流率。对于具有容积多达大约4m3的气体封闭组件的气体封闭系统的各种实施例,能够使用能够移动大约84m3/h的气体净化系统。对于具有容积多达大约10m3的气体封闭组件的气体封闭系统的各种实施例,能够使用能够移动大约155m3/h的气体净化系统。对于具有大约52-114m3之间的容积的气体封闭组件的各种实施例,可以使用多于一个气体净化系统。

任何合适的气体过滤或净化装置能够被包括在本教导的气体净化系统3134中。在一些实施例中,气体净化系统能够包括两个并行的净化装置,使得装置中的一个能够离线用于维护,并且另一个装置能够被用于继续系统操作而不中断。在一些实施例中,例如,气体净化系统能够包括一个或多个分子筛。在一些实施例中,气体净化系统能够包括至少第一分子筛和第二分子筛,使得当分子筛中的一个变得杂质饱和或以其他方式被认为无法足够有效地操作时,系统能够切换到另一个分子筛,同时再生饱和或非高效的分子筛。控制单元能够被设置用于确定每个分子筛的操作效率,用于在不同分子筛的操作之间切换,用于再生一个或多个分子筛,或用于它们的组合。如本文先前所论述的,分子筛可以被再生和再利用。

图12的热调节系统3140能够包括至少一个冷却器3142,其能够具有用于使冷却剂循环到气体封闭组件中的流体出口管路3141以及用于使冷却剂返回到冷却器的流体入口管路3143。至少一个流体冷却器3142能够被设置用于冷却气体封闭系统501内的气氛。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,流体冷却器3142将冷却的流体输送至封闭件内的热交换器,在那里,惰性气体被传送通过封闭件内部的过滤系统。至少一个流体冷却器还能随气体封闭系统501设置,以冷却从封闭在气体封闭系统501内的设备释出的热。例如,但不限于,至少一个流体冷却器还能被设置用于气体封闭系统501以冷却从OLED印刷系统释出的热。热调节系统3140能够包括热交换或珀尔帖(Peltier)装置,并且能够具有各种冷却能力。例如,对于气体封闭系统的各种实施例,冷却器能够提供从大约2kW至大约20kW之间的冷却能力。气体封闭系统的各种实施例能够具有能够冷却一种或多种流体的多个流体冷却器。在一些实施例中,流体冷却器能够利用若干流体作为冷却剂,例如但不限于,作为热交换流体的水、防冻剂、制冷剂以及它们的组合。适当的无泄漏、锁定连接件能够在连接相关联的管道和系统部件中使用。

如本文先前所论述的,本教导公开了气体封闭系统的各种实施例,其能够包括限定了第一容积的印刷系统包围件和限定了第二容积的辅助包围件。气体封闭系统的各种实施例能够具有辅助包围件,其能够被可密封地构造为气体封闭组件的部段。根据本教导的系统和方法,辅助包围件能够与印刷系统包围件可密封地隔离,并且能够对气体封闭组件外部的环境开放,而不使印刷系统包围件暴露于外部环境。能够完成执行例如但不限于各种印刷头管理程序的辅助包围件的这种物理隔离,以消除或最小化印刷系统包围件对污染的暴露,所述污染例如空气与水蒸气和各种有机蒸气以及颗粒污染等。能够包括对印刷头组件的测量和维护程序的各种印刷头管理程序能够在很少或不中断印刷过程的情况下完成,从而最小化或消除气体封闭系统的停机时间。

对于本教导的系统和方法的各种实施例,辅助包围件能够小于或等于气体封闭系统的封闭容积的大约1%。在本教导的系统和方法的各种实施例中,辅助包围件能够小于或等于气体封闭系统的封闭容积的大约2%。对于本教导的系统和方法的各种实施例,辅助包围件能够小于或等于气体封闭系统的封闭容积的大约5%。在本教导的系统和方法的各种实施例中,辅助包围件能够小于或等于气体封闭系统的封闭容积的大约10%。在本教导的系统和方法的各种实施例中,辅助包围件能够小于或等于气体封闭系统的封闭容积的大约20%。如果指示辅助包围件对包含反应性气体的周围环境开放用于执行例如维护程序,则将辅助包围件与气体封闭件的工作容积隔离能够防止污染气体封闭件的整个容积。此外,考虑到与气体封闭件的印刷系统包围件部分相比辅助包围件的相对较小的容积,辅助包围件的恢复时间能够显著小于整个印刷系统包围件的恢复时间。

对于具有限定了第一容积的印刷系统包围件和限定了第二容积的辅助包围件的气体封闭系统,两个容积都能够容易地与气体循环、过滤和净化部件整合(或集成),以形成气体封闭系统,所述气体封闭系统能够在很少或不中断印刷过程的情况下为需要惰性、基本上低颗粒的环境的过程维持这样的环境。根据本教导的各种系统和方法,印刷系统包围件可以被引入到净化系统能够在污染能够影响印刷过程之前去除它的足够低的污染水平。辅助包围件的各种实施例能够是气体封闭组件的总容积中的小得多的容积,并且能够容易地与气体循环、过滤和净化部件整合(或集成),以形成辅助包围系统,所述辅助包围系统能够在暴露于外部环境之后快速地恢复惰性、低颗粒的环境,从而提供很少或没有中断的印刷过程。

根据本教导的系统和方法,构造为气体封闭组件的部段的印刷系统包围件和辅助包围件的各种实施例能够以提供单独运作的框架构件组件部段的方式来构造。除了具有所公开的所有元件之外,作为非限制性示例,对于气体封闭系统500和501,图13的气体封闭系统502能够具有限定了第一容积的气体封闭组件1101的第一气体封闭组件部段1101-S1和限定了第二容积的气体封闭组件1101的第二气体封闭组件部段1101-S2。如果所有阀V1、V2、V3和V4都打开,则气体净化回路3130基本上如先前针对图12的气体封闭组件和系统1101所述的来操作。在V3和V4关闭的情况下,仅第一气体封闭组件部段1101-S1与气体净化回路3130流体连通。例如,但不限于,当在需要第二气体封闭组件部段1101-S2对气氛开放的各种测量和维护程序期间,第二气体封闭组件部段1101-S2被可密封地关闭,并且由此,与第一气体封闭组件部段1101-S1隔离时,可使用此阀状态。在V1和V2关闭的情况下,仅第二气体封闭组件部段1101-S2与气体净化回路3130流体连通。例如,但不限于,在部段已对气氛开放之后第二气体封闭组件部段1101-S2的恢复期间,可使用此阀状态。如本文先前关于图12针对本教导所论述的,相对于气体封闭组件1101的总容积来指定对气体净化回路3130的需求。因此,通过将气体净化系统的资源用于气体封闭组件部段的恢复,能够大幅减少恢复时间,所述气体封闭组件部段例如第二气体封闭组件部段1101-S2等,对于图13的气体封闭系统502,所述第二气体封闭组件部段1101-S2被描绘为在体积上显著小于气体封闭件1101的总体积。

此外,辅助包围件的各种实施例能够容易地与一组专用的环境调节系统部件整合(或集成),所述环境调节系统部件例如照明、气体循环和过滤、气体净化以及恒温部件等。在这方面,包括能够被可密封地隔离作为气体封闭组件的部段的辅助包围件的气体封闭系统的各种实施例能够具有受控的环境,所述受控的环境被设置成与收容印刷系统的气体封闭组件所限定的第一容积一致。此外,包括能够被可密封地隔离作为气体封闭组件的部段的辅助包围件的气体封闭系统的各种实施例能够具有受控的环境,所述受控的环境被设置成与收容印刷系统的气体封闭组件所限定的第一容积的受控环境不同。

回顾一下,本教导的气体封闭系统的实施例中利用的气体封闭组件的各种实施例能够以如下成形的方式来构造,即:最小化气体封闭组件的内部容积,并且同时优化用于容纳OLED印刷系统的设计的各种占用空间的工作容积。例如,对于覆盖例如从Gen 3.5到Gen10的基板尺寸的本教导的气体封闭组件的各种实施例,根据本教导的成形的气体封闭组件的各种实施例能够具有介于大约6m3至大约95m3之间的气体封闭容积。根据本教导的成形的气体封闭组件的各种实施例能够具有例如但不限于介于大约15m3至大约30m3之间的气体封闭体积,这对于例如Gen 5.5到Gen 8.5的基板尺寸的OLED印刷可能是有用的。辅助包围件的各种实施例能够被构造为气体封闭组件的部段,并且能够容易地与气体循环和过滤以及净化部件整合(或集成),以形成气体封闭系统,所述气体封闭系统能够为需要惰性、基本上低颗粒的环境的过程维持这样的环境。

如图12和图13中所示,气体封闭系统的各种实施例能够包括加压惰性气体再循环系统3000。加压惰性气体再循环回路的各种实施例能够利用压缩机、鼓风机及其组合。

例如,如图14和图15中所示,气体封闭系统503和气体封闭系统504的各种实施例能够具有外部气体回路3200,所述外部气体回路3200用于集成和控制用于气体封闭系统503和气体封闭系统504的操作的各方面中的惰性气体源3201和清洁干燥空气(CDA)源3203。气体封闭系统503和气体封闭系统504还能包括内部颗粒过滤和气体循环系统的各种实施例,以及外部气体净化系统的各种实施例,如先前所述。气体封闭系统的这些实施例能够包括用于从惰性气体净化各种反应性物种的气体净化系统。惰性气体的一些常用的非限制性示例能够包括氮气、任何稀有气体以及它们的任何组合。根据本教导的气体净化系统的各种实施例能够将各种反应性物种中的每个物种的水平维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低,或者0.1ppm或更低,所述反应性物种包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体,以及有机溶剂蒸气。除了用于整合(或集成)和控制惰性气体源3201和CDA源3203的外部回路3200之外,气体封闭系统503和气体封闭系统504还能够具有压缩机回路3250,所述压缩机回路3250能够供应惰性气体,所述惰性气体用于操作能够设置在气体封闭系统503和气体封闭系统504的内部中的各种装置和设备。

图14的压缩机回路3250能够包括配置成流体连通的压缩机3262、第一蓄能器3264和第二蓄能器3268。压缩机3262能够被配置成将从气体封闭组件1101退出的惰性气体压缩至期望的压力。压缩机回路3250的入口侧能够通过管路3254经由气体封闭组件出口3252与气体封闭组件1101流体连通,所述管路3254具有阀3256和止回阀3258。压缩机回路3250能够经由外部气体回路3200在压缩机回路3250的出口侧上与气体封闭组件1101流体连通。蓄能器3264能够被设置在压缩机3262和压缩机回路3250与外部气体回路3200的接合处之间,并且能够被配置成产生5psig或更高的压力。第二蓄能器3268能够处于压缩机回路3250中,用于为因大约60Hz的压缩机活塞循环而引起的波动提供阻尼。对于压缩机回路3250的各种实施例,第一蓄能器3264能够具有介于大约80加仑至大约160加仑之间的容量,而第二蓄能器能够具有介于大约30加仑至大约60加仑之间的容量。根据气体封闭系统503的各种实施例,压缩机3262能够是零进入压缩机(zero ingress compressor)。各种类型的零进入压缩机能够操作,而不将大气气体泄漏到本教导的气体封闭系统的各种实施例中。例如,在利用需要压缩的惰性气体的各种装置和设备的OLED印刷过程期间,零进入压缩机的各种实施例能够连续地运行。

蓄能器3264能够被配置成从压缩机3262接收并且积聚压缩的惰性气体。蓄能器3264能够根据需要在气体封闭组件1101中供应压缩的惰性气体。例如,蓄能器3264能够提供气体以维持气体封闭组件1101的各种部件的压力,所述部件例如但不限于气动机器人、基板浮选台、空气轴承、空气衬套、压缩气体工具、气动促动器以及它们的组合中的一个或多个。如针对气体封闭系统503的图14中所示,气体封闭组件1101能够具有封闭在其中的OLED印刷系统2000。如图14中示意性地描绘的,喷墨印刷系统2000能够通过印刷系统基部2100支撑,所述印刷系统基部2100能够是花岗岩台。印刷系统基部2100能够支撑例如卡盘之类的基板支撑设备,所述卡盘例如但不限于真空卡盘、具有压力端口的基板浮动卡盘以及具有真空和压力端口的基板浮动卡盘。在本教导的各种实施例中,基板支撑设备能够是基板浮选台,例如图14中所示的基板浮选台2200等。基板浮选台2200能够被用于基板的无摩擦支撑。除低颗粒产生的浮选台之外,为了基板的无摩擦Y轴输送,印刷系统2000能够具有利用空气衬套的Y轴运动系统。此外,印刷系统2000还能够具有至少一个X、Z轴滑架组件,其具有通过低颗粒产生的X轴空气轴承组件提供的运动控制。低颗粒产生的运动系统的各种部件,例如X轴空气轴承组件等,能够被用于代替例如各种产生颗粒的直线机械轴承系统。对于本教导的气体封闭和系统的各种实施例,多种气动操作的装置和设备的使用能够提供低颗粒产生的性能,以及低维护成本。压缩机回路3250能够被配置成连续地给气体封闭系统503的各种装置和设备供应加压惰性气体。除加压惰性气体的供应之外,利用空气轴承技术的喷墨印刷系统2000的基板浮选台2200还利用真空系统3270,当阀3274处于打开位置时,所述真空系统3270通过管路3272与气体封闭组件1101连通。

根据本教导的加压惰性气体再循环系统能够具有压力控制的旁路回路3260,如图14中针对压缩机回路3250所示,所述旁路回路3260用于补偿加压气体在使用期间的可变需求,从而为本教导的气体封闭系统的各种实施例提供动态平衡。对于根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,旁路回路能够维持蓄能器3264中的恒定压力,而不扰乱或改变封闭件1101中的压力。旁路回路3260在旁路回路的入口侧上能够具有第一旁路入口阀3261,除非使用旁路回路3260,否则所述第一旁路入口阀3261关闭。旁路回路3260还能具有背压调节器3266,当第二阀3263关闭时能够使用所述背压调节器3266。旁路回路3260能够具有设置在旁路回路3260的出口侧处的第二蓄能器3268。对于利用零进入压缩机的压缩机回路3250的实施例,旁路回路3260能够补偿在气体封闭系统的使用期间能够随时间发生的压力的较小偏移。当旁路入口阀3261处于打开位置时,旁路回路3260能够在旁路回路3260的入口侧上与压缩机回路3250流体连通。当旁路入口阀3261打开时,如果气体封闭组件1101的内部内不需要来自压缩机回路3250的惰性气体,则分流通过旁路回路3260的惰性气体能够再循环至压缩机。压缩机回路3250被配置成当蓄能器3264中惰性气体的压力超过预先设定的阈值压力时,使惰性气体分流通过旁路回路3260。蓄能器3264的预先设定的阈值压力能够是在至少大约1立方英尺/分钟(cfm)的流量下从大约25psig至大约200psig之间,或在至少大约1立方英尺/分钟(cfm)的流量下从大约50psig至大约150psig之间,或在至少大约1立方英尺/分钟(cfm)的流量下从大约75psig至大约125psig之间,或在至少大约1立方英尺/分钟(cfm)的流量下介于大约90psig至大约95psig之间。

压缩机回路3250的各种实施例能够利用除零进入压缩机之外的多种压缩机,例如可变速度压缩机或者能够控制成处于开启或关闭状态的压缩机等。如本文先前所论述的,零进入压缩机确保了无大气反应性物种能够被引入到气体封闭系统中。因此,防止大气反应性物种引入到气体封闭系统中的任何压缩机配置都能够被用于压缩机回路3250。根据各种实施例,气体封闭系统503的压缩机3262能够被收容在例如但不限于气密密封的壳体中。壳体内部能够被配置成与惰性气体的源流体连通,所述惰性气体例如形成用于气体封闭组件1101的惰性气氛的相同的惰性气体。对于压缩机回路3250的各种实施例,压缩机3262能够以恒定的速度来控制,以维持恒定的压力。在未利用零进入压缩机的压缩机回路3250的其他实施例中,压缩机3262能够在达到最大阈值压力时被关闭,并且在达到最小阈值压力时被打开。

在针对气体封闭系统504的图15中,示出了用于收容在气体封闭组件1101中的喷墨印刷系统2000的基板浮选台2200的操作的利用真空鼓风机3290的鼓风机回路3280。如针对压缩机回路3250本文先前所论述的,鼓风机回路3280能够被配置成给印刷系统2000的基板浮选台2200连续地供应加压惰性气体。

能够利用加压惰性气体再循环系统的气体封闭系统的各种实施例能够具有各种回路,这些回路利用多种加压气体源,例如压缩机、鼓风机及其组合中的至少一个。在针对气体封闭系统504的图15中,压缩机回路3250能够与外部气体回路3200流体连通,所述外部气体回路3200能够被用于为高消耗歧管3225以及低消耗歧管3215供应惰性气体。对于如针对气体封闭系统504的图15中所示的根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,高消耗歧管3225能够被用于给各种装置和设备供应惰性气体,例如但不限于基板浮选台、气动机器人、空气轴承、空气衬套和压缩气体工具以及它们的组合中的一种或多种。对于根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,低消耗歧管3215能够被用于给各种设备和装置供应惰性气体,例如但不限于隔离器和气动促动器及其组合中的一种或多种。

对于图15的气体封闭系统504的各种实施例,鼓风机回路3280能够被用于给基板浮选台2200的各种实施例供应加压惰性气体,而与外部气体回路3200流体连通的压缩机回路3250能够被用于给例如但不限于气动机器人、空气轴承、空气衬套和压缩气体工具以及它们的组合中的一种或多种供应加压惰性气体。除了加压惰性气体的供应之外,利用空气轴承技术的OLED喷墨印刷系统2000的基板浮选台2200还利用真空鼓风机3290,当阀3294处于打开位置时,所述真空鼓风机3290通过管路3292与气体封闭组件1101连通。鼓风机回路3280的壳体3282能够维持:第一鼓风机3284,其用于给基板浮选台2200供应加压的惰性气体的源;以及第二鼓风机3290,其作为用于基板浮选台2200的真空源,所述基板浮选台2200被收容在气体封闭组件1101中的惰性气体环境中。能够使得鼓风机适于用作用于基板浮选台的各种实施例的加压惰性气体或真空的源的属性包括:例如,但不限于,它们具有高可靠性,从而使它们维护成本低;具有可变速度控制;以及具有宽范围的流量(flow volume),各种实施例能够提供大约100m3/h至大约2,500m3/h之间的流量。此外,鼓风机回路3280的各种实施例还能够具有处于鼓风机回路3280的入口端处的第一隔离阀3283,以及处于鼓风机回路3280的出口端处的止回阀3285和第二隔离阀3287。鼓风机回路3280的各种实施例能够具有:可调整的阀3286,其能够是例如但不限于闸阀、蝶阀、针阀或球阀;以及热交换器3288,其用于将从鼓风机回路3280到基板浮选台2200的惰性气体维持在限定的温度。

图15描绘了外部气体回路3200,其也示出在图14中,其用于整合(或集成)和控制用于图14的气体封闭系统503和图15的气体封闭系统504的操作的各方面中的惰性气体源3201和清洁干燥空气(CDA)源3203。图14和图15的外部气体回路3200能够包括至少四个机械阀。这些阀包括第一机械阀3202、第二机械阀3204、第三机械阀3206和第四机械阀3208。这些各种阀位于各种管路中允许控制惰性气体源和例如清洁干燥空气(CDA)之类的空气源二者的位置处。根据本教导,惰性气体可以是在一组限定条件下不经历化学反应的任何气体。惰性气体的一些常用的非限制性示例能够包括氮气、稀有气体中的任何气体以及它们的任何组合。收容性(house)惰性气体管路3210从收容性惰性气体源3201延伸。收容性惰性气体管路3210继续线性延伸作为低消耗歧管管路3212,所述低消耗歧管管路3212与低消耗歧管3215流体连通。交叉管路(cross-line)第一部段3214从第一流动接合处(flowjuncture)3216延伸,所述第一流动接合处3216位于收容性惰性气体管路3210、低消耗歧管管路3212和交叉管路第一部段3214的相交处。交叉管路第一部段3214延伸到第二流动接合处3218。压缩机惰性气体管路3220从压缩机回路3250的蓄能器3264延伸,并且终止于第二流动接合处3218处。CDA管路3222从CDA源3203延伸,并且作为高消耗歧管管路3224延续,所述高消耗歧管管路3224与高消耗歧管3225流体连通。第三流动接合处3226位于交叉管路第二部段3228、清洁干燥空气管路3222和高消耗歧管管路3224的相交处。交叉管路第二部段3228从第二流动接合处3218延伸到第三流动接合处3226。在维护期间,能够借助于高消耗歧管3225给高消耗的各种部件供应CDA。使用阀3204、3208和3230来隔离压缩机能够防止例如氧气和水蒸气之类的反应性物种污染压缩机和蓄能器内的惰性气体。

气体封闭组件的各种实施例的惰性气体的连续循环和过滤是颗粒控制系统的一部分,其能够提供维持气体封闭系统的各种实施例内的基本上低颗粒的环境。气体循环和过滤系统的各种实施例能够被设计成提供符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999“Cleanrooms and associated controlled environments—Part 1: Classification ofair cleanliness”的如Class 1至Class 5所规定的标准的气载颗粒的低颗粒环境。此外,颗粒控制系统的各种部件能够将颗粒物质排放到气体循环和过滤系统中,以便维持靠近基板的低颗粒区。能够在印刷过程之前使用例如便携式颗粒计数装置针对气体封闭系统的各种实施例来执行气载颗粒物质的确定,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板时作为持续的质量检查原位执行。对于气体封闭系统的各种实施例,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板之前执行用于系统验证,以及附加地在印刷基板时原位执行。

图16至图18中描绘了气体循环和过滤系统的各种实施例。根据本教导的气体循环和过滤系统的各种实施例,管道系统能够被安装在通过联接壁框架和顶板框架构件形成的内部部分中。对于气体封闭组件的各种实施例,管道系统可以在构造过程期间安装。根据本教导的各种实施例,管道系统可以被安装在气体封闭框架组件内,所述气体封闭框架组件由多个框架构件构成。在各种实施例中,管道系统能够在多个框架构件被联接来形成气体封闭框架组件之前被安装在所述多个框架构件上。用于气体封闭系统的各种实施例的管道系统能够被配置成使得从一个或多个管道系统入口引入到管道系统中的基本上所有的气体移动通过气体过滤回路的各种实施例,以便去除气体封闭组件内部的颗粒物质。此外,气体封闭系统的各种实施例的管道系统能够被配置成使气体封闭组件外部的气体净化回路的入口和出口与用于去除气体封闭组件内部的颗粒物质的气体过滤回路分离。根据本教导的管道系统的各种实施例能够由金属板制造,所述金属板例如但不限于具有大约80mil的厚度的铝板。

图16描绘了循环和过滤系统1500的右前方透明内视透视图,所述循环和过滤系统1500能够包括气体封闭组件100的管道系统组件1501和风机过滤单元组件1502。封闭件管道系统组件1501能够具有前壁面板管道系统组件1510。如图所示,前壁面板管道系统组件1510能够具有前壁面板入口管道1512、第一前壁面板立管(riser)1514和第二前壁面板立管1516,所述第一前壁面板立管1514和所述第二前壁面板立管1516二者都与前壁面板入口管道1512流体连通。第一前壁面板立管1514被示出为具有出口1515,其与风机过滤单元覆盖件103的顶板管道1505可密封地接合。以类似的方式,第二前壁面板立管1516被示出为具有出口1517,其与风机过滤单元覆盖件103的顶板管道1507可密封地接合。在这方面,前壁面板管道系统组件1510提供了使惰性气体在气体封闭系统内利用前壁面板入口管道1512从底部循环通过每个前壁面板立管1514和1516,并且相应地输送空气通过出口1505和1507,使得空气能够通过例如风机过滤单元组件1502的风机过滤单元1552来过滤。靠近风机过滤单元1552的是热交换器1562,其作为热调节系统的一部分,能够将循环通过气体封闭组件100的惰性气体维持在期望的温度。

右壁面板管道系统组件1530能够具有右壁面板入口管道1532,其通过右壁面板第一立管1534和右壁面板第二立管1536与右壁面板上部管道1538流体连通。右壁面板上部管道1538能够具有第一管道入口端1535和第二管道出口端1537,所述第二管道出口端1537与后壁管道系统组件1540的后壁面板上部管道1546流体连通。左壁面板管道系统组件1520能够具有与针对右壁面板组件1530所述的相同的部件,其中通过第一左壁面板立管1524和第一左壁面板立管1524与左壁面板上部管道(未示出)流体连通的左壁面板入口管道1522在图16中是明显的。后壁面板管道系统组件1540能够具有后壁面板入口管道1542,其与左壁面板组件1520和右壁面板组件1530流体连通。此外,后壁面板管道系统组件1540能够具有后壁面板底部管道1544,其能够具有后壁面板第一入口1541和后壁面板第二入口1543。后壁面板底部管道1544能够经由第一隔壁(bulkhead)1547和第二隔壁1549与后壁面板上部管道1546流体连通,所述隔壁的结构能够被用于例如但不限于从气体封闭组件100的外部提供服务到内部中。根据本教导,服务束能够包括例如但不限于光缆、电气线缆、线材和管道等。回顾一下,制造设备可能需要相当大长度的各种服务束,这些服务束能够操作性地连接自各种系统和组件,以提供操作印刷系统所需的光学、电气、机械以及流体连接。管道开口1533提供了使至少一个服务束从后壁面板上部管道1546中移出,所述至少一个服务束能够经由隔壁1549穿过后壁面板上部管道1546。隔壁1547和隔壁1549能够使用可移除的嵌入面板在外部上气密密封,如先前所述。后壁面板上部管道通过通风口545与例如但不限于风机过滤单元1554流体连通,图16中示出了所述通风口545的一角。在这方面,左壁面板管道系统组件1520、右壁面板管道系统组件1530和后壁面板管道系统组件1540提供了使惰性气体在气体封闭组件内从底部循环,这是相应地利用了壁面板入口管道1522、1532和1542,以及后面板下部管道1544,所述后面板下部管道1544通过如先前所述的各种立管、管道、隔壁通路等与通风口1545流体连通。因此,空气能够通过例如循环和过滤系统1500的风机过滤单元组件1502的风机过滤单元1554来过滤。靠近风机过滤单元1554的是热交换器1564,其作为热调节系统的一部分,能够将循环通过气体封闭组件100的惰性气体维持在期望的温度。如本文后续将更详细地论述的,例如包括循环和过滤系统1500的风机过滤单元1552和1554的风机过滤单元组件1502之类的风机过滤单元组件的风机过滤单元的数量、尺寸和形状能够根据处理期间基板在印刷系统中的物理位置来选择。相对于基板的物理行程选择的风机过滤单元组件的风机过滤单元的数量、尺寸和形状能够成为低颗粒气体封闭系统的元件,所述元件能够在基板制造过程期间提供靠近基板的低颗粒区。

在图16中,示出了通过开口1533供给的线缆。如本文后续将更详细地论述的,本教导的气体封闭组件的各种实施例提供了使服务束通过管道系统。为了消除围绕这样的服务束形成的泄漏路径,能够使用用于使用符合要求的材料来密封服务束中的不同尺寸的线缆、线材和管件的各种方法。在针对封闭件管道系统组件1501的图16中还示出了导管I和导管II,所述导管被示出为风机过滤单元覆盖件103的一部分。导管I给外部气体净化系统提供了惰性气体的出口,而导管II提供了净化的惰性气体到气体封闭组件100内部的循环和过滤回路的返回。

在图17中,示出了封闭件管道系统组件1501的顶部透明内视透视图。能够看到左壁面板管道系统组件1520和右壁面板管道系统组件1530的对称性。对于右壁面板管道系统组件1530,右壁面板入口管道1532通过右壁面板第一立管1534和右壁面板第二立管1536与右壁面板上部管道1538流体连通。右壁面板上部管道1538能够具有第一管道入口端1535和第二管道出口端1537,所述第二管道出口端1537与后壁管道系统组件1540的后壁面板上部管道1546流体连通。类似地,左壁面板管道系统组件1520能够具有左壁面板入口管道1522,其通过左壁面板第一立管1524和左壁面板第二立管1526与左壁面板上部管道1528流体连通。左壁面板上部管道1528能够具有第一管道入口端1525和第二管道出口端1527,所述第二管道出口端1527与后壁管道系统组件1540的后壁面板上部管道1546流体连通。此外,后壁面板管道系统组件还能够具有后壁面板入口管道1542,其与左壁面板组件1520和右壁面板组件1530流体连通。此外,后壁面板管道系统组件1540还能够具有后壁面板底部管道1544,其能够具有后壁面板第一入口1541和后壁面板第二入口1543。后壁面板底部管道1544能够经由第一隔壁1547和第二隔壁1549与后壁面板上部管道1546流体连通。如图16和图17中所示的管道系统组件1501能够提供惰性气体:从前壁面板管道系统组件1510的有效循环,这使惰性气体相应地经由前壁面板出口1515和1517从前壁面板入口管道1512循环到顶板面板管道1505和1507;以及从左壁面板组件1520、右壁面板组件1530和后壁面板管道系统组件1540的有效循环,这使空气相应地从入口管道1522、1532和1542循环到通风口1545。一旦惰性气体经由顶板面板管道1505和1507以及通风口1545排放到封闭件100的风机过滤单元覆盖件103下的封闭区域中,这样排放的惰性气体就能够通过风机过滤单元组件1502的风机过滤单元1552和1554来过滤。此外,循环的惰性气体还能够通过热交换器1562和1564维持在期望的温度,所述热交换器1562和1564是热调节系统的一部分。

图18为封闭件管道系统组件1501的底部透明内视图。入口管道系统组件1509包括前壁面板入口管道1512、左壁面板入口管道1522、右壁面板入口管道1532以及后壁面板入口管道1542,这些管道彼此流体连通。如本文先前所论述的,导管I给外部气体净化系统提供惰性气体的出口,而导管II提供净化的惰性气体到气体封闭组件100内部的循环和过滤回路的返回。

对于包括在入口管道系统组件1509中的每个入口管道,存在于每个管道的底部上均匀分布的明显的开口,为了本教导的目的,特别突出了多组所述开口,作为前壁面板入口管道1512的开口1511、左壁面板入口管道1522的开口1521、右壁面板入口管道1532的开口1531以及右壁面板入口管道1542的开口1541。这种在每个入口管道的底部上明显的开口为连续的循环和过滤提供了封闭件100内的惰性气体的有效吸收。气体封闭组件的各种实施例的惰性气体的连续循环和过滤是颗粒控制系统的一部分,所述颗粒控制系统能够提供维持气体封闭系统的各种实施例内的基本上低颗粒的环境。气体循环和过滤系统的各种实施例能够被设计成提供低颗粒环境,所述低颗粒环境用于维持符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999的如Class 1至Class 5所规定的标准的气载颗粒水平。此外,能够包括捆绑在一起的线缆、线材和管道等的服务束能够作为颗粒物质的源。因此,具有通过管道系统供给的服务束在管道系统内能够包含识别的颗粒源,并且能够将颗粒物质通过循环和过滤系统排放。

气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,其能够维持提供针对大约0.1μm或更大至大约10μm或更大之间的颗粒的基板上颗粒规范的基本上低颗粒的环境。基板上颗粒规范的各种实施例能够容易地从每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布转换成针对目标颗粒尺寸范围中的每一个的每分钟每个基板的平均基板上颗粒分布。如本文先前所论述的,这样的转换能够通过在例如特定代尺寸的基板的基板和该代基板的相对应面积之间的已知关系来容易地完成。此外,每分钟每平方米的基板的平均基板上颗粒分布能够容易地转换成多种单位时间表达中的任何一种。例如,除在例如秒、分钟和天之类的标准时间单位之间的转换外,还能够使用与处理具体相关的时间单位。例如,如本文先前所论述的,印刷周期能够与时间单位相关联。

本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于10μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于2μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.3μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。

制造设备可能需要相当长的各种服务束,这些服务束能够操作性地连接自各种设备和系统,以提供例如操作印刷系统所需的光学、电气、机械和流体连接。根据本教导,服务束能够包括例如但不限于光缆、电气线缆、线材和管道等。根据本教导的服务束的各种实施例能够具有相当大的总死区体积,这是由于将各种线缆、线材和管道等一起捆绑在服务束中所产生的大量空隙空间的结果。由服务束中的大量空隙空间引起的总死区体积能够导致保留闭塞在其中的大量反应性气体物种。这种相当大的反应性大气气体的源能够显著地增加气体封闭组件例如在维护之后的恢复时间。

因此,除提供颗粒控制系统的部件之外,通过管道系统提供服务束能够减少气体封闭组件相对于反应性物种的恢复时间,从而更迅速地使气体封闭组件回到规范内,以便执行空气敏感的过程。对于对印刷OLED装置而言有用的本教导的气体封闭系统的各种实施例,包括例如水蒸气和氧气之类的各种反应性大气气体以及有机溶剂蒸气的各种反应性物种中的每个物种能够被维持在100ppm或更低,例如,10ppm或更低,1.0ppm或更低,或者0.1ppm或更低。

为了理解通过管道系统供给的线缆如何能够导致减少它花费来从服务束中的空隙空间所产生的死区体积清除闭塞的反应性大气气体的时间,所述死区体积由于捆绑各种光缆、电气线缆、线材和流体管道等而产生,参考图19A、图19B和图20。图19A描绘了服务束I的扩展视图,所述服务束I能够是能够包括例如管道A之类的管道的束(bundle),所述管道能够例如用于将各种墨、溶剂等输送到印刷系统,例如图10A的印刷系统2000。图19A的服务束I能够附加地包括电气线材,例如电线B,或线缆,例如线缆C,所述线缆能够是同轴电缆或光缆。包括在服务束中的这种管道、线材和线缆能够从外部被路由导引到内部,以连接到包括OLED印刷系统的各种装置和设备。如在图19A的阴影区域中看到的,服务束中的空隙空间能够产生可观的死区体积D。在图19B的示意性透视图中,当服务束I通过管道II来供给时,惰性气体III能够连续地掠过该束。图20的扩展剖视图描绘了连续掠过捆绑的管道、线材和线缆的惰性气体能够多么有效地增加闭塞的反应性物种从形成在服务束中的死区体积的去除率。在图20中通过物种A所占的总体面积来指示的反应性物种A从死区体积中向外的扩散率与在图20中通过惰性气体物种B所占的总体面积来指示的死区体积外的反应性物种的浓度成反比。即,如果反应性物种的浓度在就处于死区体积外部的体积中较高,则扩散率降低。如果处于这样的区域中的反应性物种的浓度通过惰性气体的流动、然后通过质量作用从就处于死区体积外部的体积连续降低,则反应性物种从死区体积扩散的速率增加。此外,通过相同的原理,随着闭塞的反应性物种有效地从那些空间中移除,惰性气体能够扩散到死区体积中。

图21A为气体封闭组件101的各种实施例的后角的透视图,其具有穿过返回管道1605到气体封闭组件101的内部中的透明内视图。对于气体封闭组件101的各种实施例,后壁面板1640能够具有嵌入面板1610,所述嵌入面板1610被配置成提供对例如电气隔壁的接近。服务束能够通过隔壁供给到线缆路由管道中,例如右壁面板1630中所示的管道1632,为此,已移除了可移除嵌入面板,以展示路由导引到第一服务束管道入口636中的服务束。从那里,所述服务束能够被供给到气体封闭组件101的内部中,并且被示出在于气体封闭组件101的内部中穿过返回管道1605的透明内视图中。用于服务束路由导引的气体封闭组件的各种实施例能够具有多于一个服务束入口,例如图21A中所示的,图21A描绘了第一服务束管道入口1634和用于又一服务束的第二服务束管道入口1636。图21B描绘了用于线缆、线材和管道束的第一服务束管道入口1634的扩展视图。第一服务束管道入口1634能够具有开口1631,其被设计成与滑动覆盖件1633形成密封。在各种实施例中,开口1631能够容纳柔性密封模块,例如Roxtec Company为线缆入口密封所提供的那些,所述柔性密封模块能够容纳服务束中的各种直径的线缆、线材和管道等。替代性地,滑动覆盖件1633的顶部1635和开口1631的上部1637可具有设置在每个表面上的符合要求的材料,使得符合要求的材料能够围绕通过例如第一服务束管道入口1634之类的入口供给的服务束中的各种尺寸的直径的线缆、线材和管道等形成密封。

如图22和图23中所描绘的,一个或多个风机过滤单元能够被配置成提供通过气体封闭组件的内部的基本上层流的气体。根据用于本教导的气体封闭组件的循环和过滤系统的各种实施例,一个或多个风机单元与气体封闭组件的第一内表面相邻设置,并且一个或多个管道系统入口与气体封闭组件的相对的第二内表面相邻设置。例如,气体封闭组件能够包括内顶板和底部内周界,所述一个或多个风机单元能够与内顶板相邻设置,并且所述一个或多个管道系统入口能够包括与作为管道系统的一部分的底部内周界相邻设置的多个入口开口,如图16-18中所示。

图22为根据本教导的各种实施例沿气体封闭系统505的长度所取的剖视图。图22的气体封闭系统505能够包括能够收容OLED喷墨印刷系统2001的气体封闭组件1100以及循环和过滤系统1500、气体净化系统3130(图12和图13)和热调节系统3140。循环和过滤系统1500能够包括管道系统组件1501和风机过滤单元组件1502。热调节系统3140能够包括流体冷却器3142,其与冷却器出口管路3141以及与冷却器入口管路3143流体连通。冷却的流体能够离开流体冷却器3142,流过冷却器出口管路3141并且输送到热交换器,对于气体封闭系统的各种实施例,如图22中所示,所述热交换器能够被定位成靠近多个风机过滤单元中的每一个。流体能够从靠近风机过滤单元的热交换器通过冷却器入口管路3143返回到冷却器3142,以被维持在恒定的期望温度。如本文先前所论述的,冷却器出口管路3141和冷却器入口管路3143与包括第一热交换器1562、第二热交换器1564和第三热交换器1566的多个热交换器流体连通。根据如图22中所示的气体封闭系统505的各种实施例,第一热交换器1562、第二热交换器1564和第三热交换器1566相应地与循环和过滤系统1500的风机过滤单元组件1502的第一风机过滤单元1552、第二风机过滤单元1554和第三风机过滤单元1556热连通。

在图22中,许多箭头描绘了提供气体封闭组件1100内的低颗粒过滤空气的循环和过滤系统1500中的气流。在图22中,管道系统组件1501能够包括如图22的简化示意图中所描绘的第一管道系统导管1573和第二管道系统导管1574。第一管道系统导管1573能够通过第一管道系统入口1571接收气体,并且所述气体能够通过第一管道系统出口1575离开。类似地,第二管道系统导管1574能够通过第二管道系统入口1572接收气体,所述气体通过第二管道系统出口1576离开。此外,如图22中所示,管道系统组件1501分离借助有效限定的空间1580通过风机过滤单元组件1502内部再循环的惰性气体,所述空间1580能够经由气体净化出口管路3131和气体净化入口管路3133与气体净化系统3130流体连通。包括如针对图16-18所述的管道系统的各种实施例的这种循环系统提供基本上层状的流,所述层状的流最小化湍流,促进封闭件的内部中的气氛的颗粒物质的循环、翻转和过滤,并且提供了通过气体封闭组件外部的气体净化系统的循环。

图23为根据按照本教导的气体封闭系统的各种实施例的沿气体封闭系统506的长度所取的剖视图。如图22的气体封闭系统505一样,图23的气体封闭系统506能够包括气体封闭组件1100,所述气体封闭组件1100能够收容OLED喷墨印刷系统2001,以及循环和过滤系统1500、气体净化系统3130(图15)和热调节系统3140。循环和过滤系统1500能够包括管道系统组件1501和风机过滤单元组件1502。对于气体封闭系统506的各种实施例,热调节系统3140能够与多个热交换器流体连通,所述热交换器例如第一热交换器1562和第二热交换器1564,如图23中所描绘,所述热调节系统3140能够包括流体冷却器3142,所述流体冷却器3142与冷却器出口管路3141以及与冷却器入口管路3143流体连通。根据如图22中所示的气体封闭系统506的各种实施例,例如第一热交换器1562和第二热交换器1564之类的各种热交换器能够通过靠近管道出口定位而与循环的惰性气体热连通,所述管道出口例如管道系统组件1501的第一管道系统出口1575和第二管道系统出口1576。在这方面,能够在相应地循环通过例如图23的风机过滤单元组件1502的第一风机过滤单元1552、第二风机过滤单元1554和第三风机过滤单元1556之前对从例如管道入口之类的管道入口返回用于过滤的惰性气体进行热调节,所述管道入口例如管道系统组件1501的第一管道系统入口1571和第二管道系统入口1572。

如从图22和图23中示出了通过封闭件的惰性气体循环的方向的箭头能够看到的,风机过滤单元能够被配置成提供从封闭件的顶部向下朝向底部的基本上层状的流。例如可从北卡罗来纳州华盛顿的Flanders Corporation或北卡罗莱纳州桑福德的EnvircoCorporation获得的风机过滤单元对于集成到根据本教导的气体封闭组件的各种实施例中而言可能是有用的。风机过滤单元的各种实施例能够在大约350立方英尺/分钟(CFM)至大约700 CFM的惰性气体通过每个单元之间调换。如图22和图23中所示,由于风机过滤单元成并联而非串联布置,因此能够在包括多个风机过滤单元的系统中交换的惰性气体的量与所用单元的数量成比例。

靠近封闭件的底部,气流被导向多个管道系统入口,所述管道系统入口在图22和图23中示意性地指示为管道系统组件1501的第一管道系统入口1571和第二管道系统入口1572。如针对图16-18本文先前所论述的,将管道入口基本上定位在封闭件的底部处并且使气体从上部风机过滤单元向下流动有利于封闭件内气氛的良好周转,并且促进整个气氛通过与封闭件结合使用的气体净化系统彻底地周转和移动。通过使用循环和过滤系统1500使气氛循环通过管道系统并且促进封闭件中的气氛的层流和彻底周转,例如水和氧气之类的反应性物种中的每一种的水平以及每种溶剂的水平在气体封闭组件的各种实施例中能够被维持在100ppm或更低,例如1ppm或更低,例如0.1ppm或更低,所述管道系统组件1501分离惰性气体流以便循环通过气体净化回路3130。

图24为气体封闭系统507的前向示意图,其能够是图22的气体封闭系统505的前向示意图。在图24中,能够看到印刷系统2001的更多细节,所述印刷系统2001被描绘为封闭在气体封闭系统507内。具有颗粒控制系统的本教导的气体封闭系统的各种实施例能够提供靠近例如图24的基板2050之类的基板的低颗粒区,所述基板能够通过基板支撑设备2200支撑。用于印刷系统的各种实施例的印刷系统2001的基板支撑设备2200能够是卡盘或浮选台。如本文先前所论述的,根据本教导的气体循环和过滤系统的各种实施例能够包括:管道系统组件,例如图24的管道系统组件1501;以及能够具有多个风机过滤单元的风机过滤单元组件,例如风机过滤单元组件1502,在所述风机过滤单元组件中,图24的前向示意图中示出了风机过滤单元1552。箭头所指示的气流描绘了靠近基板2050的过滤气体的层流。回顾一下,层流环境能够最小化湍流,并且能够产生基本上低颗粒的环境,所述基本上低颗粒的环境能够维持符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999的如Class 1至Class 5所规定的标准的气载颗粒水平。

如本文后续将更详细地论述的,对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,有效的气体循环和过滤系统能够是颗粒控制系统的一部分。然而,本教导的各种颗粒控制系统也防止在印刷过程期间靠近基板的颗粒产生。如针对气体封闭系统507的气体封闭组件1100的图24中所描绘的,基板2050能够靠近印刷系统2001的各种部件,这些部件能够产生颗粒。例如,X、Z滑架组件2300能够包括能够产生颗粒的例如直线轴承系统之类的部件。服务束壳体2410能够包含产生颗粒的服务束,其从各种设备和系统操作性地连接到包括印刷系统的气体封闭系统。服务束的各种实施例能够包括捆绑的光缆、电气线缆、线材和管道等,用于为设置在气体封闭系统的内部内的各种组件和系统提供光学、电气、机械和流体功能。

本教导的气体封闭系统能够具有提供颗粒控制系统的各种部件。颗粒控制系统的各种实施例能够包括气体循环和过滤系统,其与已包含的颗粒产生部件流体连通,使得这种包含颗粒的部件能够排放到气体循环和过滤系统中。对于颗粒控制系统的各种实施例,能够使已包含的颗粒产生部件排放到死区空间中,从而使这种颗粒物质无法进入气体封闭系统内的再循环。本教导的气体封闭系统的各种实施例能够具有颗粒控制系统,为此,各种部件能够是内在低颗粒产生的,从而防止颗粒在印刷过程期间积聚在基板上。本教导的颗粒控制系统的各种部件能够利用颗粒产生部件的包含(containment)和排放,以及选择内在低颗粒产生的部件,以提供靠近基板的低颗粒区。

根据用于OLED印刷系统的气体封闭系统的各种实施例,风机过滤单元的数量能够根据处理期间基板在印刷系统中的物理位置来选择。因此,风机过滤单元的数量能够根据基板通过气体封闭系统的行程而变化。例如,图25为沿气体封闭系统508的长度所取的剖视图,所述气体封闭系统508是与图9中所描绘的气体封闭系统相似的气体封闭系统。气体封闭系统508能够包括气体封闭组件1100,所述气体封闭组件1100收容支撑在气体封闭组件基部1320上的OLED喷墨印刷系统2001。OLED印刷系统的基板浮选台2200限定了在基板的处理期间能够使基板移动通过气体封闭系统508的行程。因此,气体封闭系统508的风机过滤单元组件1502具有适当数量的风机过滤单元,这些风机过滤单元示出为1551-1555,对应于基板在处理期间通过喷墨印刷系统2001的物理行程。此外,图25的示意性剖视图描绘了气体封闭件的各种实施例的轮廓,这能够有效地减少OLED印刷过程期间所需的惰性气体的体积,并且同时提供对气体封闭组件1100的内部的方便的接近,所述接近是在处理期间例如使用安装在各种手套口中的手套来远程地接近,或者在维护操作的情况下直接通过各种可移除面板来接近。

图26描绘了根据本教导的印刷系统的各种实施例的印刷系统2002。印刷系统2002能够具有如先前针对图10B的印刷系统2000所述的许多特征。印刷系统2002能够通过印刷系统基部2101来支撑。正交于印刷系统基部2101并且安装在它上的能够是第一立管2120和第二立管2122,梁2130能够被安装在所述立管上。对于喷墨印刷系统2002的各种实施例,梁2130能够支撑至少一个X轴滑架组件2300,所述至少一个X轴滑架组件2300能够通过服务束载体运行线路(carrier run)2401相对于基板支撑设备2250沿X轴方向移动。如本文后续将更详细地论述的,对于印刷系统2002的各种实施例,X轴滑架组件2300能够利用直线空气轴承运动系统,所述直线空气轴承运动系统是内在低颗粒产生的。根据本教导的印刷系统的各种实施例,X轴滑架能够具有安装在其上的Z轴移动板。在图26中,X轴滑架组件2300被描绘为带有第一Z轴移动板2315。在印刷系统2002的各种实施例中,第二X轴滑架组件能够被安装在梁2130上,所述第二X轴滑架组件还能具有安装在其上的Z轴移动板。在这方面,类似于图10B的印刷系统2000,对于OLED喷墨印刷系统2002的各种实施例,能够存在两个滑架组件,二者各自具有例如图26的印刷头组件2500的印刷头组件,以及安装在第二X、Z轴滑架组件(未示出)上的第二印刷头组件。在印刷系统2002的各种实施例中,第一印刷头组件,例如图26的印刷头组件2500,能够被安装在第一X、Z轴滑架组件上,而用于检查基板2050的特征的摄像机系统能够被安装在第二X、Z轴滑架组件(未示出)上。在图26的印刷系统2002的各种实施例中,印刷头组件,例如图26的印刷头组件2500,能够被安装在X、Z轴滑架组件上,而用于固化印刷在基板2050上的封装层的紫外灯或热源能够被安装在第二X、Z轴滑架组件(未示出)上。

根据印刷系统2002的各种实施例,基板支撑设备2250能够为浮选台,类似于图10B的印刷系统2000的浮选台2200,在所述浮选台中,基板能够被包含在X、Y平面中,并且浮选台能够被用于固定稳定的Z轴悬浮高度。在印刷系统2002的各种实施例中,基板支撑设备2250能够是卡盘。在印刷系统2002的各种实施例中,卡盘能够具有用于安装基板的顶表面2252。在印刷系统2002的各种实施例中,顶表面2252能够支撑能够是可更换的顶板,从而使得能够在不同的基板尺寸和类型之间实现容易的可交换性。在印刷系统2002的各种实施例中,顶板能够容纳不同尺寸和类型的多个基板。在能够利用卡盘作为基板支撑设备的印刷系统2002的各种实施例中,基板能够在使用本领域中已知的真空、磁性或机械方法的印刷过程期间被牢固地保持在卡盘上。精确XYZ运动系统能够具有用于相对于印刷头组件2500来定位安装在基板支撑设备2250上的基板的各种部件,所述部件能够包括Y轴运动组件2355,以及X、Z滑架组件2300。基板支撑设备2250能够被安装在Y轴运动组件2355上,并且能够使用例如但不限于利用机械轴承或空气轴承的直线轴承系统在轨道系统2360上移动。对于气体封闭系统的各种实施例,空气轴承运动系统有助于促进放置在基板支撑设备2250上的基板的沿Y轴方向的无摩擦输送。Y轴运动系统2355还能可选地使用双轨道运动,所述双轨道运动再次通过直线空气轴承运动系统或直线机械轴承运动系统来提供。根据本教导,还能够使用其他精确XYZ运动系统,例如,但不限于,3轴门架系统的各种实施例。例如,3轴门架系统的各种实施例能够具有安装在门架梁上用于精密X、Z轴移动的的X、Z滑架组件,其中,门架能够沿Y轴方向精确地移动。

除了用于维持气体封闭系统内的低颗粒环境的气体循环和过滤系统之外,印刷系统的各种实施例,例如图10B的印刷系统2000和图26的印刷系统2002,还能够具有整合(或集成)到气体封闭系统中的附加的部件,所述附加的部件防止印刷过程期间靠近基板的颗粒产生。例如,图10B的印刷系统2000和图26的印刷系统2002能够具有内在低颗粒产生的X轴运动系统,在所述X轴运动系统中,X、Z滑架组件2300能够使用直线空气轴承系统2320来安装和定位在梁2130上。此外,图10B的印刷系统2000和图26的印刷系统2002还能够具有用于包含和排放从服务束产生的颗粒的服务束壳体排放系统2400。

根据本教导,作为非限制性示例,服务束能够包括光缆、电气线缆、线材和管道等。本教导的服务束的各种实施例能够***作性地连接到气体封闭系统中的各种装置和设备,以提供在例如但不限于与印刷系统相关联的各种装置和设备的操作中所需的光学、电气、机械和流体连接。考虑到各种服务束的尺寸和复杂性,各种运动系统通常需要服务束载体以在服务束随运动系统一起移动时管理它。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,服务束载体能够是用于以规则的间隔将线缆、线材和管道等的束系在一起的柔性带。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,服务束载体能够是能够覆盖服务束的线缆、线材和管道等的束的护套或罩。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,服务束载体能够与服务束的线缆、线材和管道等的束模制在一起。在各种实施例中,服务束载体能够是能够支撑和承载线缆、线材和管道等的束的分段或柔性的链。

根据本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够包括使用服务束载体来管理的服务束的服务束壳体能够包含从服务束产生的颗粒物质和服务束壳体内的服务束载体。此外,如本文后续将更详细地论述的,当服务束载体在服务束壳体内移动时,服务束载体的移动能够以活塞式的方式压缩空气体积,从而在内部服务束壳体和服务束壳体外部的周围环境之间产生正压差,所述正压差能够允许由与服务束载体相关联的颗粒产生部件形成的颗粒物质通过例如载体运行线路所形成的开口离开。紧邻基板的这种颗粒物质具有相当大的可能在被扫走进入到循环和过滤系统中之前污染基板的表面。因此,服务束壳体排放系统能够是气体封闭系统的颗粒控制系统的各种实施例的能够包含和排放服务束壳体以便确保基本上低颗粒的印刷环境的部件。

如图26中所示,并且如虚线所指示的,对于服务束壳体排放系统2400的各种实施例,服务束壳体2410和服务束壳体排放集气室2420能够是单一的组件。对于这样的实施例,服务束壳体排放系统2400能够确保服务束壳体的入口部分和出口部分之间的正压差能够被维持,以便将服务束壳体2410中产生的颗粒通过服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424排放到气体循环和过滤系统中。替代性地,对于各种实施例,服务束壳体排放系统2400能够包括服务束壳体排放集气室2420,所述服务束壳体排放集气室2420能够被安装到服务束壳体2410并且与之流体连通。服务束壳体2410能够包含服务束所产生的颗粒,所述服务束能够包括捆绑的光缆、电气线缆、线材和管道等。本教导的服务束的各种实施例能够提供气体封闭系统,所述气体封闭系统能够包括印刷系统,具有用于设置在气体封闭件的内部内的各种组件和系统的光学、电气、机械和流体功能中的至少一种。对于印刷系统2002的各种实施例,服务束壳体排放系统2400能够确保服务束壳体的入口部分和出口部分之间的正压差能够被维持,以便将包含在服务束壳体2410中的颗粒排放到服务束壳体排放集气室2420中。服务束壳体排放集气室2420能够通过服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424与气体循环和过滤系统流体连通。替代性地,服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424能够配有柔性排放软管,使得服务束壳体所包含的颗粒能够排放通过服务束壳体排放集气室并且经由柔性排放软管导引到针对性的死区空间中。

此外,除了维持服务束壳体排放系统的入口部分和出口部分之间的正压差之外,对于服务束壳体排放系统的各种实施例,在服务束壳体排放系统的内部和周围环境之间能够进一步维持相对中性或负的压差。能够在服务束壳体排放系统的内部和周围环境之间维持的这种相对中性或负的压差能够防止颗粒通过裂缝、接缝等从服务束壳体排放系统泄漏。紧邻基板的颗粒通过裂缝、接缝等的泄漏具有相当大的可能在被扫走进入到循环和过滤系统中之前污染基板的表面。

图27A描绘了根据本教导的各种实施例的低颗粒产生的X轴运动系统2320的侧向剖视图。在图27A中,描绘了与服务束壳体排放系统2400具有关系的低颗粒产生的X轴运动系统2320,如图27A中所示,所述服务束壳体排放系统2400能够具有服务束壳体2410和服务束壳体排放集气室2420,所述服务束壳体排放集气室2420与服务束壳体排放集气室第一管道2422流体连通。印刷系统2002能够包括基部2101,基板支撑设备2250能够被安装在所述基部2101上。X、Z滑架组件2300能够被安装到梁2130。如在图27A中所呈现的剖视图中能够看到的,X轴运动系统2320能够是直线空气轴承运动系统,其是内在低颗粒产生的。X轴运动系统2320能够包括多个空气轴承圆盘(puck)2330和无刷直线电机2340。服务束载体2430能够被安装到X、Z滑架组件2300,并且能够被收容在服务束壳体2410中。如图27A中所描绘的,服务束壳体排放集气室2420能够与服务束壳体2410流体连通,以及通过管道系统与气体循环和过滤系统流体连通,所述管道系统例如服务束壳体排放集气室第一管道2422。在这方面,服务束壳体2410能够排放从服务束的各种实施例产生的颗粒。根据本教导的服务束能够是能够包括例如但不限于光缆、电气线缆、线材和管道等的束,所述服务束能够使用服务束载体2430的各种实施例来管理。本教导的服务束的各种实施例能够***作性地连接到印刷系统,以提供操作例如但不限于印刷系统所需的各种光学、电气、机械和流体连接。对于本教导的气体封闭件的各种实施例,例如服务束载体2430之类的服务束载体能够通过服务束壳体底侧2404来支撑。对于本教导的气体封闭件的各种实施例,例如服务束载体2430之类的服务束载体能够通过盘或架来支撑。

图27B是图27A的扩展视图,其更详细地描绘了印刷系统2002的低颗粒产生的X轴运动系统2320。多个空气轴承圆盘2330能够被安装到X、Z轴滑架组件2300的内表面。在这方面,低颗粒产生的X轴运动系统2320的各种实施例能够提供X、Z轴滑架组件2300在梁2130上的无摩擦行进。在图27A中,第一圆盘2332和第二圆盘2334被示出为靠近梁2130的第一侧2132。图27B的第三圆盘2336能够靠近梁2130的顶表面2133,而第四圆盘2338能够靠近梁2130的第二侧2134。无刷直线电机能够包括:X、Z轴滑架组件磁轨2342,其能够被安装在梁2130上;以及直线电机绕组2344,其能够被安装到X、Z轴滑架组件2300。编码器读取头2346能够与直线电机绕组2344相关联,用于定位直线电机2340。在无刷直线电机2340的各种实施例中,编码器读取头2346能够是光学编码器。如本文后续将更详细地论述的,利用无摩擦空气轴承圆盘的低颗粒X轴运动系统2320的各种实施例能够与压缩机回路的各种实施例集成,如针对图33和图34所示和所描述的。最后,如图27B中所示,服务束壳体排放系统2400能够包括服务束壳体2410,所述服务束壳体2410能够收容服务束载体2430。服务束壳体排放系统2400能够包含和排放来自服务束壳体2410的颗粒,所述颗粒能够从服务束产生,所述服务束能够使用例如服务束载体2430之类的服务束载体来管理。

图28A为印刷系统2003的前向透视图,所述印刷系统2003被示出为具有安装在梁2130之上的服务束壳体排放系统2400。印刷系统2003的各种实施例能够具有如先前针对图10B的印刷系统2000和图26的印刷系统2002所述的许多特征。例如,印刷系统2003能够通过印刷系统基部2101来支撑。正交于印刷系统基部2101并且安装在它上的能够是第一立管2120和第二立管2122,梁2130能够被安装在所述立管上。对于喷墨印刷系统2003的各种实施例,梁2130能够支撑至少一个X轴滑架组件2300,所述至少一个X轴滑架组件2300能够通过服务束载体运行线路2401相对于基板支撑设备2250沿X轴方向移动。根据本教导的印刷系统的各种实施例,X轴滑架2300能够具有安装在其上的Z轴移动板2310。在这方面,滑架组件2300的各种实施例能够提供印刷头组件2500相对于基板支撑设备2250的精确X、Z定位。在印刷系统2003的各种实施例中,第二X轴滑架组件能够被安装在梁2130上,所述第二X轴滑架能够具有安装在其上的Z轴移动板。对于具有两个X轴滑架组件的印刷系统2003的实施例,印刷头组件能够被安装在每个X、Z轴滑架上,或者如针对图10B的印刷系统2000和图26的印刷系统2002所述,例如如摄像机、紫外灯和热源的各种其他装置能够被安装在两个X、Z轴滑架组件上。根据印刷系统2003的各种实施例,用于支撑基板的基板支撑设备2250能够是浮选台,类似于图10B的印刷系统2000的浮选台2200,或者它能够是卡盘,如先前针对图26的印刷系统2002所述。图28A的印刷系统2003能够具有内在低颗粒产生的X轴运动系统,在所述X轴运动系统中,X、Z滑架组件2300能够使用空气轴承直线滑动组件来安装和定位在梁2130上。对于本教导的各种印刷系统,空气轴承直线滑动组件能够环绕梁2130的整体,从而允许X、Z滑架组件2300在梁2130上无摩擦地移动,以及提供能够保持X、Z滑架组件2300的行进精度的三点安装,以及抗偏斜。

对于基板相对于印刷头组件的精确移动,图28A的印刷系统2003的各种实施例能够具有精确XYZ运动系统,除了X、Z滑架组件2300之外,所述精确XYZ运动系统还能够包括Y轴运动组件2355。基板支撑设备2250能够被安装在Y轴运动组件2355上,并且能够使用例如但不限于直线轴承系统来在轨道系统2360上移动,所述直线轴承系统利用机械轴承或空气轴承。对于气体封闭系统的各种实施例,空气轴承运动系统有助于促进放置在基板支撑设备2250上的基板的沿Y轴方向的无摩擦输送。Y轴运动系统2355还能可选地使用双轨道运动,所述双轨道运动再次通过直线空气轴承运动系统或直线机械轴承运动系统来提供。根据本教导,还能够使用其他精确XYZ运动系统,例如,但不限于,3轴门架系统的各种实施例。例如,3轴门架系统的各种实施例能够具有安装在门架梁上的用于精密X、Z轴移动的X、Z滑架组件,其中,门架能够沿Y轴方向精确地移动。

如图28A中所描绘的,对于印刷系统2003的各种实施例,服务束壳体排放系统2400能够被安装在梁2130之上。服务束壳体排放系统2400能够包括服务束壳体排放集气室2420,所述服务束壳体排放集气室2420能够被安装到服务束壳体2410并且与之流体连通。服务束壳体2410能够包含服务束所产生的颗粒,所述服务束能够包括捆绑的光缆、电气线缆、线材和管道。本教导的服务束的各种实施例能够提供包括印刷系统的气体封闭系统,所述气体封闭系统具有用于设置在内部内的各种组件和系统的光学、电气、机械和流体功能中的至少一种。对于印刷系统2003的各种实施例,服务束壳体排放系统2400能够确保服务束壳体排放系统的入口部分和出口部分之间的正压差能够被维持,以便将包含在服务束壳体2410中的颗粒排放到服务束壳体排放集气室2420中。服务束壳体排放集气室2420能够通过服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424与气体循环和过滤系统流体连通。替代性地,服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424能够配有柔性排放软管,使得服务束壳体所包含的颗粒能够排放通过服务束壳体排放集气室,并且经由柔性排放软管导引到针对性的死区空间中。

对于服务束壳体排放系统的各种实施例,除了维持服务束壳体排放系统的入口部分和出口部分之间的正压差之外,在服务束壳体排放系统的内部和周围环境之间能够进一步维持相对中性或负的压差。在服务束壳体排放系统的内部和周围环境之间能够维持的这种相对中性或负的压差能够防止颗粒通过裂缝、接缝等从服务束壳体排放系统泄漏。紧邻基板的颗粒通过裂缝、接缝等的泄漏具有相当大的可能在被扫走进入到循环和过滤系统中之前污染基板的表面。

图28B描绘了印刷系统2003的扩展局部剖视前向透视图。在图28B中,示出了X、Z滑架组件2300,其能够利用空气轴承直线滑动组件来将X、Z滑架组件2300的滑架定位在梁2130上。X、Z滑架组件2300的移动沿X轴方向移动服务束载体运行线路2401所限定的距离。服务束载体运行线路2401为允许捆绑到服务束中的光缆、电气线缆、线材和管道等的移动的开口,所述服务束被收容在服务束壳体2410中并且能够被连接到例如但不限于印刷头组件2500。考虑到各种服务束的尺寸和复杂性,各种运动系统在服务束随运动系统一起移动时通常需要服务束载体来管理服务束。在这方面,服务束载体2430被示出为收容在图28B的服务束壳体2410中。在印刷期间,当滑架组件移动来相对于位于它之下的基板沿X轴方向精确地定位印刷头组件时,能够包括线缆、线材和管道等的服务束的移动以及服务束载体本身的移动能够紧邻位于服务束壳体之下的基板产生颗粒物质。此外,在服务束载体于服务束壳体内移动时,服务束载体的移动能够以活塞式的方式压缩空气体积,从而产生正压力,所述正压力能够允许由与服务束载体相关联的颗粒产生部件形成的颗粒物质通过例如载体运行线路2401离开。紧邻基板的这种颗粒物质具有相当大的可能在被扫走进入到循环和过滤系统中之前污染基板的表面。因此,服务束壳体排放系统能够是气体封闭系统的颗粒控制系统的各种实施例的能够确保基本上低颗粒的印刷环境的部件。

在图28B中,服务束壳体顶表面2402被示出为具有一组槽2414,从而形成带槽的顶表面。对于图28B的服务束壳体排放系统2400的各种实施例,这种用于确保由与服务束载体相关联的颗粒产生部件形成的颗粒物质被扫到循环和过滤系统中的系统的两个要求为:1)通过服务束壳体排放系统的排放流量应当大于当服务束载体在服务束壳体中移动时服务束载体的气体压缩侧上的体积变化;以及2)应当存在均匀分布的恒定排放流,以有效地清扫服务束壳体容积。本教导的服务束壳体排放系统的各种实施例确保了符合这两项要求。

例如,如图29A中所描绘的,服务束壳体排放系统的各种实施例能够包括服务束壳体2410,所述服务束壳体2410能够被用于收容服务束载体2430。在图29A中,服务束载体2430被描绘为分段柔性的链型服务束载体,能够使用的各种其他类型的服务束载体能够有类似的表现,从而需要使用本教导的服务束壳体排放系统的各种实施例。服务束载体运行线路2401为能够允许由与服务束载体相关联的颗粒产生部件形成的颗粒物质因服务束载体的移动所产生的正压力而离开服务束壳体的开口。服务束壳体排放集气室2420能够被维持在正压力下,所述正压力能够确保与服务束载体相关联的颗粒产生部件能够通过服务束壳体排放集气室第一管道2422和服务束壳体排放集气室第二管道2424排放并且排放到循环和过滤系统中。如图29A中所示形成在服务束壳体顶表面2402中的一组服务束壳体槽2412能够确保恒定排放流的均匀分布以有效地清扫服务束壳体2410的容积。

尽管服务束壳体槽2412在图29A中被示出为形成在服务束壳体顶侧2402上,但能够理解的是,一组槽能够被定位在服务束壳体的各表面上,如图29B中所描绘的。如图29B中所描绘的,一组槽能够被定位在服务束壳体底侧2404上(组I)、服务束壳体第一侧2406上(组II)以及服务束壳体第二侧2408上(组III)。此外,如图29C中所描绘的,尽管槽能够是用于促进恒定排放流的均匀分布以有效地清扫服务束壳体的容积的一种类型的开口,但是能够使用具有各种形状、长宽比和位置的开口。如图29C中所示,基本上圆形的开口,例如描绘为形成在服务束壳体顶侧2402中的第一服务束壳体开口2411和第二服务束壳体开口2413,能够被用于促进恒定排放流的均匀分布以有效地清扫服务束壳体的容积。如图29C中所描绘的,基本上圆形的开口的一种替代性放置能够是在服务束壳体的端部上。在图29C中,描绘为相应地形成在服务束壳体第一端2415和服务束壳体第二端2417中的第一服务束壳体开口2411和第二服务束壳体开口2413能够被用于促进恒定排放流的均匀分布以有效地清扫服务束壳体的容积。此外,服务束壳体的各种实施例还可具有第一服务束载体2401和第二服务束载体运行线路2407。服务束壳体顶表面2402能够具有相应地靠近第一服务束载体2401和第二服务束载体运行线路2407的第一组槽2412和第二组槽2414,其能够被用于促进恒定排放流的均匀分布以有效地清扫服务束壳体的容积。最后,如图27B中所示,当服务束壳体排放系统包括为单件的壳体时,考虑到有效的排放气流,能够促进恒定排放流的均匀分布。

如图30A/30B至图32A/32B中所描绘的本教导的气体封闭系统的各种实施例能够具有如本文先前关于针对气体循环和过滤系统的图22、图23和图24所论述的特征,所述气体循环和过滤系统能够促进封闭件中的气氛的层流和彻底周转,从而确保了能够维持气载颗粒物质的基本上低颗粒的环境。如本文先前所论述的,用于维持低颗粒气载规范的循环和过滤系统是用于本教导的气体封闭系统的各种实施例的颗粒控制系统的一个部分。本教导的颗粒控制系统还能够包括低颗粒产生的X轴运动系统,其利用空气轴承以及利用服务束壳体排放系统。利用空气轴承的低颗粒产生的X轴运动系统的各种实施例能够基本上消除颗粒物质的产生。此外,服务束壳体排放系统的各种实施例能够被用于确保在印刷过程期间紧邻基板产生的颗粒物质能够被包含并且随后清扫到循环和过滤系统中以便去除。此外,如图30A/30B至图32A/32B中所描绘的,为了控制在印刷过程期间能够靠近基板定位的各种装置、设备、服务束等所形成的颗粒物质,本教导的颗粒控制系统的各种实施例能够具有印刷头组件排放系统。

图30A/30B描绘了气体封闭系统509,而图31A/31B描绘了气体封闭系统510,并且图32A/32B描绘了气体封闭系统511,所有这些气体封闭系统都能够具有如先前针对图22和图23所述的特征,如图所示。气体封闭系统509至511能够具有循环和过滤系统1500、气体净化系统3130和热调节系统3140。循环和过滤系统1500能够包括管道系统组件1501和风机过滤单元组件1502。管道系统组件1501能够通过有效地限定空间1580来分离内部再循环通过风机过滤单元组件1502以及外部再循环至气体净化系统3130的惰性气体,所述空间1580有效地为与气体净化系统3130流体连通的导管。空间1580能够通过气体净化出口管路3131和气体净化入口管路3133与气体净化系统3130流体连通(图12和图13)。包括如针对图16-18所述的管道系统的各种实施例的这种循环系统提供基本上层状的流,最小化湍流,促进气体封闭件内部中的气氛的颗粒物质的循环、周转和过滤,并且提供通过气体封闭组件外部的气体净化系统的循环。

此外,如图30A/30B至图32A/32B中所描绘的气体封闭系统509至511还能够具有印刷头组件排放系统2600,其能够被用于包含和排放由与印刷系统2003相关联的各种组件形成的颗粒。对于气体封闭系统509、510和511的各种实施例,印刷头组件排放系统2600能够收容例如但不限于滑架组件2300,印刷头组件2500能够被固定到所述滑架组件2300上,如图30A/30B、图31A/31B和图32A/32B中相应地描绘。这样的移动板能够利用摩擦轴承,如本文先前所论述的,所述摩擦轴承在OLED印刷系统的操作期间能够产生颗粒。此外,如本文先前所论述的,滑架组件能够被用于安装设备,例如用于固化封装层的紫外灯组件或热源组件。紫外灯或热源可需要使用风机来冷却。

因此,气体封闭系统509、510和511的印刷头组件排放系统2600能够是用于包含和排放在印刷过程期间能够靠近基板定位的各种装置、设备、服务束等所形成的颗粒物质的颗粒控制系统的一部分。印刷头组件排放系统的各种实施例,例如气体封闭系统509、510和511的印刷头组件排放系统2600,能够确保在印刷头组件排放壳体的入口部分和出口部分之间能够维持正压差,以便将印刷头组件的各种部件所产生的颗粒排放到气体循环和过滤系统中。对于印刷头组件排放系统的各种实施例,在印刷头组件排放壳体的入口部分和出口部分之间能够维持正压差,以便将印刷头组件的各种部件所产生的颗粒排放到死区空间中。如本文后续将更详细地论述的,通过使用风机以及例如但不限于在印刷头组件排放壳体与循环和过滤系统之间提供流体连通的其他系统部件,能够产生用于排放印刷头组件的各种部件所产生的颗粒的正压差。

对于印刷头组件排放系统的各种实施例,除了维持印刷头排放组件的入口部分和出口部分之间的正压差之外,在印刷头排放组件的内部和周围环境之间能够进一步维持相对中性或负的压差。在印刷头排放组件的内部和周围环境之间能够维持的这种相对中性或负的压差能够防止颗粒通过裂缝、接缝等从印刷头排放组件泄漏。紧邻基板的颗粒通过裂缝、接缝等的泄漏具有相当大的可能在被扫走进入到循环和过滤系统中之前污染基板的表面。

如图30A和图30B中所描绘的,服务束壳体2410能够被支撑在印刷系统2003的梁2130上。如本文先前参照图10B的印刷系统2000所论述的,滑架组件2300能够具有用于控制X-Z轴移动的部件,包括Z轴移动板,印刷头组件2500能够被固定到所述Z轴移动板上。印刷头组件排放系统壳体2610能够与服务束壳体2410流体连通,例如,但不限于,印刷头组件排放系统第一导管2612。服务束壳体2410能够通过例如但不限于印刷头组件排放系统第二导管2614与管道系统组件1501流体连通,所述印刷头组件排放系统第二导管2614能够与第二管道系统导管1574流体连通。能够包含例如移动板之类的有产生颗粒的风险的部件的图30A和图30B的印刷头组件排放系统2600能够具有至少一个风机,例如风机2620,用于促进气体移动通过印刷头组件排放系统2600并且移动到服务束壳体2410中。在这方面,包含在印刷头组件排放系统2600和服务束壳体2410中的空气的整体能够通过循环和过滤系统1500有效地过滤,如图30A中所描绘。

根据本教导,在远离安装在基板支撑设备上的基板的死区空间区域中收集的颗粒物质无法在气体封闭系统内再循环。在这方面,图31A/31B和图32A/32B中所描绘的气体封闭系统的各种实施例可以利用将颗粒物质导引到管道系统中以及导引到死区空间中。在定期的气体封闭系统维护期间,能够从死区空间去除这样的颗粒物质。

在这方面,对于气体封闭系统的各种实施例,例如图31A和图31B的气体封闭系统510,服务束壳体2410能够与循环和过滤系统1500流体连通。如图31B中所描绘的,印刷头组件排放系统壳体2610能够与服务束壳体2410流体连通,例如,但不限于,印刷头组件排放系统第一导管2612。服务束壳体2410能够与印刷头组件排放系统第二导管2614流体连通,所述印刷头组件排放系统第二导管2614能够具有靠近管道系统组件1501的第二管道系统入口1572的出口端。在这方面,印刷头组件排放系统第二导管2614能够经由第二管道系统导管1574与管道系统组件流体连通。印刷头组件排放系统第一导管2612能够具有风机,例如风机2620,用于促进气体移动通过印刷头组件排放系统第一导管2612。此外,印刷头组件排放系统第二导管2614能够具有风机2622,用于促进气体移动通过印刷头组件排放系统2614,使得印刷头组件排放系统2600和服务束壳体2410所包含的颗粒能够通过循环和过滤系统1500来有效地过滤,如图31A中所描绘。对于气体封闭系统的各种实施例,例如图31A和图31B的气体封闭系统510,未流动到第二管道系统入口1572中的任何颗粒物质都将具有朝向死区空间1590的轨迹。

如针对图32A和图32B的气体封闭系统511所描绘的,服务束壳体2410能够与循环和过滤系统1500流体连通。如图32B中所描绘的,印刷头组件排放系统壳体2610能够与服务束壳体2410流体连通,例如,但不限于,印刷头组件排放系统第一导管2612,所述印刷头组件排放系统第一导管2612能够具有风机,例如风机2620,用于促进气体移动通过印刷头组件排放系统第一导管2612。服务束壳体2410能够与印刷头组件排放系统第二导管2614流体连通,所述印刷头组件排放系统第二导管2614能够具有滤头2616。滤头2616能够过滤源于印刷头组件排放系统2600并进入到服务束壳体2410中的颗粒物质,并且将从滤头2616流出的低颗粒气流直接导引到气体封闭系统511中。在这方面,印刷头组件排放系统第二导管2614能够将低颗粒气体排放到气体封闭系统511中,随后能够使所述低颗粒气体循环通过气体封闭系统511的循环和过滤系统1500,如图32A中所描绘。

本教导的各种气体封闭系统,例如图12的气体封闭系统501和图13的气体封闭件和气体封闭系统502,能够利用各种气体封闭件,例如,但不限于,图1A的气体封闭件100和图9的气体封闭件1000。此外,例如图1A的气体封闭件100和图9的气体封闭件1000之类的各种气体封闭件能够收容各种印刷系统,例如图10B的印刷系统2000、图26的印刷系统2002和图28A的印刷系统2003。对于本教导的气体封闭系统和方法,监测气体封闭件的受控环境是维持气体封闭件的受控环境的一个重要方面。

能够被监测的受控环境的一个参数是颗粒物质控制的有效性。系统验证以及持续的原位系统监测能够针对气载和基板上的颗粒监测二者来执行。

气载颗粒物质的确定能够使用例如便携式颗粒计数装置在印刷过程之前针对气体封闭系统的各种实施例执行,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板时作为持续质量检查原位执行。对于气体封闭系统的各种实施例,气载颗粒物质的确定能够在印刷基板之前执行以及附加地在印刷基板时原位执行,用于系统验证。

图33描绘了用于测量气载颗粒物质的装置。根据本教导,图33的颗粒计数器800的各种实施例能够手持或是以其他方式便携的。如图33中所描绘的,颗粒计数器800能够具有:电源按钮810;以及显示器812,其用于实时可视化监测各种参数,例如受到监测的颗粒尺寸等,以及该尺寸的颗粒物质的当前计数。本教导的便携式颗粒计数器能够具有用于在分析期间监测若干颗粒尺寸范围的多个通道。作为非限制性示例,颗粒计数器800的显示器812被描绘为监测三个不同的颗粒尺寸范围。对于本教导的系统和方法的各种实施例,监测处于大约≥0.3μm的尺寸范围中的颗粒对监测系统质量而言能够是有用的,如该尺寸范围中的颗粒的突然飙升可能是例如气体封闭系统的过滤系统中的故障的早期迹象。根据本教导的颗粒计数器的各种实施例能够具有从颗粒计数器到作为非限制性示例的计算机的线缆或无线连接(未示出),所述计算机能够提供对来自颗粒计数器的数据的持续收集和存储。颗粒计数器800能够具有用于将空气样品引入到颗粒计数器800中的入口喷嘴814。用于测量气载颗粒物质的颗粒计数器的各种实施例能够具有等速采样探头,例如图33的采样探头816,所述采样探头能够降低与颗粒、特别小的颗粒的样品流速和空气动力学相关的计数误差。为了获得关于流中的颗粒物质的准确结果,通过采样系统的样品流应当使得在采样点入口处的速度与气体在该点处的流速相同。等速采样探头能够具有入口探头815,其能够使用采样探头连接器817来附接到入口喷嘴814。对于采样探头816的各种实施例,采样探头连接器817能够是柔性管道的部段。为了在本教导的气体封闭系统的各种实施例中采样,采样探头816的入口探头815能够直接面对气流。

尽管各种商业颗粒计数器能够基于能够包括光阻、直接成像和光散射等的各种测量原理,但基于来自颗粒的光散射的测量非常适于产生感兴趣的信息,包括颗粒尺寸。原则上,使用光散射能够确定低至大约1nm的颗粒尺寸。

图34为基于光散射的颗粒计数器检测器830的示意图。基于光散射的颗粒计数器检测器能够具有已知波长的已知波长范围的电磁辐射源,例如光源820。对于颗粒计数器检测器830的各种实施例,光源820能够是发射已知波长的光的激光源。对于颗粒计数器的各种实施例,特别是对于但不仅针对手持式和便携式的颗粒计数装置,光源820能够是发射大约600nm至大约850nm之间的已知波长的光的发光二极管(LED)。发射的源光821能够聚焦在流动路径824的检测区域822处,所述检测区域822在图34中被描绘为顶部剖视图。检测区域822中的任何颗粒都能够散射光,从而产生正向散射光823或沿若干角度方向散射的光,包括正交于发射的源光821的方向的光,如光路825所描绘的。在通过检测器828检测之前,被检测区域822中的颗粒正交散射的光能够使用聚焦透镜826来聚焦,并且能够使用至少一个光学滤波器来过滤,所述检测器828能够是例如基于光电二极管技术的各种类型的光度检测器,所述光学滤波器例如空间或光学带通滤波器或它们的组合。颗粒计数器的各种实施例能够使用校准标准来校准,例如具有各种尺寸范围中的颗粒的限定分布的颗粒物质的气溶胶,其中,每个尺寸范围具有限定的浓度。

例如,基于光散射的各种商业颗粒计数器能够检测处于大约≥0.3μm至大约≥10μm的范围中的气载颗粒尺寸,并且报告每空气体积的指定尺寸的颗粒数量,所述体积一般为立方英尺或立方米。各种商业颗粒计数器能够计数多达大约1百万至大约3百万之间的指定尺寸的颗粒。在这方面,各种商业校准标准能够具有大约≥0.3μm至大约≥10μm的颗粒覆盖范围的分布,例如覆盖该范围的物种的双峰分布或三峰分布,其中,颗粒的每个种群具有限定的浓度,所述限定的浓度能够多达大约1百万至大约3百万个颗粒的检测极限。如本文先前所论述的,用于确定气载颗粒物质的各种颗粒计数器能够具有用于监测若干颗粒尺寸范围的多个通道。尽管示出为具有一个光源和一个检测器,但用于确定气载颗粒物质的颗粒计数器的各种实施例能够具有多于一个光源和多个检测器,所述多个检测器处于各种位置处用于监测以各种角度散射的光。这样的气载颗粒计数器能够监测和报告大约≥0.1μm至大约≥10.0μm的气载颗粒物质的大动态颗粒尺寸范围。

图35为使用颗粒计数器图标800A至800D的示意图,并且意在传达颗粒计数装置的各种实施例相对于靠近基板的印刷系统的低颗粒区能够定位在什么位置。图35的气体封闭系统512能够具有如本文先前针对气体封闭系统500-511所述的部件,包括,但不限于,气体封闭组件1100、能够与循环和过滤系统整合(或集成)的热调节系统3140,所述循环和过滤系统如靠近热交换器1562的风机过滤单元1552所指示。图35的气体封闭系统512能够具有对气体净化系统(未示出)的出口管路3131和入口管路3133,以及收容印刷系统2004。印刷系统2004能够具有基部2101,基板支撑设备2200能够被安装在所述基部2101上。印刷系统2004能够附加地具有梁2130,其能够具有安装在其上的第一滑架组件2300A和第二滑架组件2300B。印刷系统2004还能具有用于收容服务线缆(未示出)的服务线缆壳体2410。

关于图35,至少一个颗粒计数器能够被定位或安装在例如服务束壳体2410上,如颗粒计数器图标800A所指示,所述颗粒计数器图标800A描绘在风机过滤单元1552的层流中。这样定位在来自风机过滤单元的气体层流中的颗粒计数器能够允许监测气体封闭系统的过滤系统的有效性。此外,印刷系统2004的梁2130还能够支撑第一X、Z轴滑架组件2300A,印刷头组件2500能够被安装到所述第一X、Z轴滑架组件2300A。第二X、Z轴滑架组件2300B能够具有安装在其上的至少一个颗粒计数器,如颗粒计数器图标800B所示。在靠近例如滑架组件之类的各种印刷装置和设备的位置处监测可用于监测各种颗粒产生源,例如服务束等。如颗粒计数器图标800C所描绘的来安装的颗粒计数器对于过程开发(proceduredevelopment)和气体封闭系统的验证运行能够是有用的。如颗粒计数器图标800D所描绘的来安装的颗粒计数器对于过程开发和气体封闭系统的验证运行以及印刷过程期间气载颗粒物质的原位监测而言能够是有用的。

根据本教导的各种系统和方法,颗粒计数装置能够被安装或放置在基板支撑设备上,以在限定的条件下在印刷期间基板能够位于的邻近区域中测量颗粒。例如,如图35中所描绘的,颗粒计数器能够被放置或安装在基板支撑设备2200之上,如颗粒计数器图标800C的位置所指示。在本教导的系统和方法的各种实施例中,使用放置或安装在基板支撑设备之上的颗粒计数器来监测颗粒物质能够针对各种类型的过程开发或气体封闭系统的验证运行研究来进行。作为另一非限制性示例,颗粒计数器能够被安装在基板支撑设备2200的一侧上,如颗粒计数器图标800D的位置所指示。通过使用带采样探头的颗粒计数器,所述采样探头具有柔性连接器,例如具有采样探头816的图33的颗粒计数器800,安装到基板支撑设备的一侧的颗粒计数器能够具有正好以基板的高度放置的采样探头。

如颗粒计数器图标800D所示的安装在基板支撑设备的一侧上的颗粒计数器对于过程开发和气体封闭系统的验证运行以及印刷过程期间气载颗粒物质的原位监测而言能够是有用的。例如,在图36中,如先前针对图26和图28A所述的印刷系统2003能够具有安装在梁2130上的X轴滑架组件2300,所述X轴滑架组件2300还能包括用于印刷头组件2500的Z轴定位的Z轴移动板2310。在这方面,滑架组件2300的各种实施例能够提供印刷头组件2500相对于基板2050的精确X、Z定位。对于印刷系统2003的各种实施例,具有X轴滑架组件2300能够利用内在低颗粒产生的直线空气轴承运动系统。图36的印刷系统2003能够具有用于包含和排放由服务束产生的颗粒的服务束壳体排放系统2400,所述服务束壳体排放系统2400能够包括用于收容服务束的服务束壳体2410。根据本教导,服务束能够***作性地连接到印刷系统,以提供操作气体封闭系统中的各种装置和设备所需的各种光学、电气、机械和流体连接,所述装置和设备例如但不限于与印刷系统相关联的各种装置和设备。图36的印刷系统2003能够具有用于支撑基板2050的基板支撑设备2250,所述基板支撑设备2250能够使用Y轴定位系统2355沿Y轴方向精确定位。基板支撑设备2250和Y轴定位系统2355二者都通过印刷系统基部2101来支撑。

对于图36的印刷系统2003,精确XYZ运动系统能够具有用于相对于印刷头组件2500来定位安装在基板支撑设备2250上的基板的各种部件,这些部件能够包括Y轴运动组件2355以及X轴滑架组件2300。基板支撑设备2250能够被安装在Y轴运动组件2355上,并且能够使用例如但不限于利用机械轴承或空气轴承的直线轴承系统在轨道系统2360上移动。对于气体封闭系统的各种实施例,空气轴承运动系统有助于促进放置在基板支撑设备2250上的基板的沿Y轴方向的无摩擦输送。Y轴运动系统2355还能可选地使用双轨道运动,所述双轨道运动再次通过直线空气轴承运动系统或直线机械轴承运动系统来提供。根据本教导,还能够使用其他精确XYZ运动系统,例如,但不限于,3轴门架系统的各种实施例。例如,3轴门架系统的各种实施例能够具有安装在门架梁上用于精密X、Z轴移动的X、Z滑架组件,其中,门架能够沿Y轴方向精确地移动。

根据本教导的各种系统和方法,图36的印刷系统2003能够具有安装到基板支撑设备2250的一侧的颗粒计数器800,使得等速采样探头816与基板2050处于大约相同的高度。尽管图36描绘了处于基板支撑设备的前侧上的颗粒计数器800,可以将一个或多个颗粒计数器安装在基板支撑设备的各种位置处,以有效地监测靠近基板的气载颗粒物质。此外,对于系统和方法的各种实施例,附加的颗粒计数器能够被安装或放置在其他位置,如针对图35所述。

根据包含在本教导的气体封闭系统的各种实施例中的气体循环和过滤系统的各种实施例,能够在气体封闭系统中进行气载颗粒的连续测量。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,这样的测量能够例如通过图形用户界面(GUI)以完全自动化的模式执行并且连续地报告给最终用户。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够在感兴趣的目标位置进行气载颗粒物质的测量,如图35中所描绘的。来自位于气体封闭件中的每个颗粒计数器的输出能够例如通过GUI报告给最终用户。例如,一个感兴趣的目标领域能够是紧邻基板支撑设备之上的基板的气载颗粒物质,所述基板支撑设备例如卡盘或浮选台,如图36中所描绘的。

在这方面,对本教导的气体封闭系统的各种实施例的连续监测已确认具有大约≥2μm的尺寸的颗粒能够被维持在于印刷周期期间小于大约1个该尺寸范围的颗粒。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,具有大约≥2μm的尺寸的颗粒能够被维持在于至少大约24小时的时间段内小于大约1个该尺寸范围的颗粒。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,具有大约≥0.3μm的尺寸的颗粒能够被维持在于印刷周期期间小于大约3个该尺寸范围的颗粒。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,具有大约≥0,3μm的尺寸的颗粒能够被维持在于至少大约24小时的时间段内小于大约3个该尺寸范围的颗粒。根据本教导,在至少大约24小时时间段的持续时间内从本教导的气体封闭系统的各种实施例中的不同位置进行的颗粒物质的测量报告为平均0.001个≥2μm的颗粒和0.02个≥0.5μm的颗粒。

例如,图37A和图37B描绘了在本教导的气体封闭系统的各种实施例中进行的长期测量的结果。在图37A中,描绘了在不同日进行的两个测试。这样的测试在气体封闭系统中执行,例如图12和图13中所示的那些气体封闭系统,所述气体封闭系统被维持在惰性氮气环境中。靠近基板支撑设备执行测量,所述基板支撑设备例如卡盘或浮选台等,如图36中所描绘的。在测试期期间,气体封闭系统处在用于包括印刷、维护和空闲的序列的连续使用下。在测试1中,实时测量的持续时间为大约16小时。在该时间段期间,测得具有大约≥2μm的尺寸的总共2个颗粒,1个在大约5小时时,1个在接近测试期结束时。对于测试2,其具有大约10小时的持续时间,没有测得该尺寸范围的颗粒。在图37B中,描绘了针对大约≥0.5μm的尺寸的颗粒的测试3的测量,所述测量在另一天于超过8小时的时间段内对系统执行。在该测试期期间,例如图1A的窗口130的气体封闭组件窗口在大约2小时(附图标记I)、大约6.5小时(附图标记II)和大约7小时(附图标记III)定期被打开。在短暂的气体封闭系统暴露于周围环境的这些时间段期间,能够观察到颗粒物质的测量结果飙升,并且随后,测量结果迅速恢复到大约≤1个该尺寸范围中的颗粒的基线值。

对于本教导的系统和方法的各种实施例,在气体封闭系统中测得的气载颗粒物质对于大约≥0.3μm的颗粒而言能够小于大约3颗粒/ft3,对于大约≥0.5μm的颗粒而言小于大约1颗粒/ft3,并且对于大约≥1.0μm的颗粒而言小于大约0颗粒/ft3。在这方面,气体循环和过滤系统的各种实施例能够被设计成提供针对气载颗粒的低颗粒惰性气体环境,所述低颗粒惰性气体环境符合国际标准化组织标准(ISO)14644-1:1999,“Cleanrooms andassociated controlled environments—Part 1: Classification of aircleanliness”的如Class 1至Class 5所规定的标准,并且甚至可以满足或超过Class 1所设定的标准。

如针对图37B呈现的数据中所展示的通过本教导的循环和过滤系统的各种实施例的这种快速系统恢复还被附加地描绘在图38的示图中。在图38中,靠近例如卡盘或浮选台之类的基板支撑设备监测具有大约≥2μm的尺寸的颗粒。如在图38的示图中能够看到的,恢复到大约≤1个该尺寸范围中的颗粒的基线水平在少于3分钟内发生。

对基板上的颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板之前使用例如测试基板针对气体封闭系统的各种实施例执行,用于系统验证。在气体封闭系统的各种实施例中,颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板时作为持续质量检查原位执行。对于气体封闭系统的各种实施例,颗粒物质的基板上分布的确定能够在印刷基板之前执行以及附加地在印刷基板时原位执行,用于系统验证。

图39描绘了基于光散射的基板上检测方案,所述方案能够具有与先前关于针对气载颗粒物质的检测系统而针对图34的颗粒计数器检测器830所述的基本上相同的部件。

在图39中,基于光散射的基板上颗粒计数器检测系统860能够具有已知波长的已知波长范围的电磁辐射源,例如光源850。对于基板上颗粒计数器检测系统860的各种实施例,光源850能够是发射大约600nm至大约850nm之间的已知波长的光的激光源。发射的源光851通过光线追迹描绘,其与基板854上的颗粒852相互作用。对于本教导的系统和方法的各种实施例,基板能够是测试基板,例如硅晶圆。考虑到从半导体行业演变而来的基板上颗粒确定的历史,硅晶圆上的颗粒确定是广泛接受的测试方法。此外,硅晶圆还能够具有例如具有反射表面之类的属性,这对基于光散射的基板上检测系统而言是优选的。此外,硅晶圆为基本上导电的材料,使得它能够接地。具有电中性的基板表面对获得基板上颗粒沉积的无偏采样而言是重要的。由于颗粒物质携带电荷并不少见,由此带电的表面可能呈现假阳性或假阴性结果,这取决于带电颗粒和带电表面之间的相互作用是吸引还是排斥。

对于具有反射表面的基板,例如硅晶圆测试基板,发射的源光851能够被反射,如反射光线853所示,并且它还能与基板表面854上的颗粒852相互作用以产生散射光,如散射光855所描绘的。如本文先前针对基于光散射的气载颗粒检测的情况所论述的,例如图34的颗粒计数器检测器830,光能够沿若干角度方向散射,包括正交于发射的源光851的方向,如针对落入光路I内的散射光855所描绘的。聚焦透镜856能够聚焦被颗粒852散射的正交于发射的源光851的方向的光,如朝向至少一个光学滤波器的光路II所描绘的,所述光学滤波器例如滤波器857。光学滤波器857能够是例如空间或光学带通滤波器,或者能够添加附加的滤波器以提供它们的组合。最后,正交于发射的源光851的方向散射的光能够通过检测器858来检测,所述检测器858能够是例如基于光电二极管技术的各种类型的光度检测器。根据本教导的系统和方法的各种实施例,使用基板上颗粒计数器检测系统,例如图39的基板上颗粒计数器检测系统860,能够给最终用户提供包括颗粒尺寸的颗粒的数量以及在表面上检测到的每个颗粒的位置的报告。

对于针对例如但不限于用于系统验证的基板上颗粒确定的测试协议,能够获得已分析并且随后被密封的硅测试晶圆,以及针对每个测试晶圆所确定的颗粒的尺寸和位置的报告。能够获得单独密封或在盒中的测试晶圆。根据本教导的各种系统和方法,证明晶圆(witness wafer)的盒能够被密封在盒壳体内,并且随后,盒壳体能够利用例如密封聚合物袋之类的可移除密封材料来密封。对于用于气体封闭系统验证的基板上颗粒确定的各种测试协议,证明晶圆的盒能够通过最终用户或机器人放置到气体封闭系统中。例如,盒能够通过最终用户或机器人放置在辅助包围件中,如本文先前所述,并且辅助包围件能够被放置通过恢复过程,直到使气体环境处于关于反应性气体的规范中。盒能够通过最终用户或机器人转移到印刷系统包围件中。一旦密封的盒处于气体封闭系统内,证明晶圆的盒就能够启封,并且盒壳体能够打开以容易接近晶圆。

参照图40,描绘为具有测试晶圆854的印刷系统2003能够具有先前针对图26的印刷系统2002以及图28A和图36的印刷系统2003所述的所有元件。例如,但不限于,在图40中,如先前针对图26、图28A和图36所述的,印刷系统2003能够具有安装在梁2130上的X轴滑架组件2300,所述X轴滑架组件2300还能够包括用于印刷头组件2500的Z轴定位的Z轴移动板2310。在这方面,滑架组件2300的各种实施例能够提供印刷头组件2500相对于定位在基板支撑件2250上的基板的精确X、Z定位。对于印刷系统2003的各种实施例,X轴滑架组件2300能够利用直线空气轴承运动系统,其是内在低颗粒产生的。图40的印刷系统2003能够具有用于包含和排放由服务束产生的颗粒的服务束壳体排放系统2400,所述服务束壳体排放系统2400能够包括用于收容服务束的服务束壳体2410。图40的印刷系统2003能够具有用于支撑基板的基板支撑设备2250,所述基板支撑设备2250能够使用Y轴定位系统2355沿Y轴方向精确定位。基板支撑设备2250和Y轴定位系统2355二者都通过印刷系统基部2101来支撑。基板支撑设备2250能够被安装在Y轴运动组件2355上,并且能够使用例如但不限于利用机械轴承或空气轴承的直线轴承系统在轨道系统2360上移动。对于气体封闭系统的各种实施例,空气轴承运动系统有助于促进放置在基板支撑设备2250上的基板的沿Y轴方向的无摩擦输送。Y轴运动系统2355还能可选地使用双轨道运动,所述双轨道运动再次通过直线空气轴承运动系统或直线机械轴承运动系统来提供。

图40的测试晶圆854能够被放置在印刷系统2003的基板支撑设备2250上。基板支撑设备2250能够被定位成靠近梁2130、在能够模拟基板在印刷过程期间能够位于的位置的多种位置。测试晶圆能够具有边缘排除区,在所述边缘排除区中,测试后不执行颗粒确定,这是因为边缘排除区是执行搬运的区域,这能够在晶圆边缘处引入污染。根据用于气体封闭系统验证的基板上颗粒确定的各种测试协议,边缘排除区在绕晶圆的周界并且从晶圆边缘测量的宽度上能够在大约1cm至大约2cm之间。对于用于气体封闭系统验证的基板上颗粒确定的各种测试协议,能够进行一系列基板上颗粒确定,以评估收容印刷系统的气体封闭系统的状态。首先,能够执行背景测试,在所述背景测试中,统计数量的测试晶圆能够通过仅在边缘排除区处操纵测试基板而被取出,并且随后被放回到盒中。在下一个静态测试中,统计数量的测试晶圆能够通过仅在边缘排除区处操纵测试基板而被取出,并且随后,暴露于工具环境持续设定的持续时间,例如持续印刷过程的持续时间,而不促动气体封闭系统内的任何设备或装置。在这方面,测试晶圆在测试晶圆的静态测试中处于静态的印刷环境中。然后,能够使用于静态测试的一组测试晶圆移回到盒壳体中。在印刷测试中,统计数量的测试晶圆能够通过仅在边缘排除区处操纵测试基板而被取出,并且随后,暴露于工具环境持续印刷过程的持续时间,而不促动墨喷射,但完全促动气体封闭系统内的设备或装置。例如,安装在滑架组件2300上的印刷头组件2500能够相对于测试晶圆854移动,所述测试晶圆854安装在图40中所描绘的印刷系统2003的基板支撑设备上,从而模拟真实的印刷周期。在这方面,测试晶圆的印刷组中的测试晶圆处于静态印刷环境中。用于印刷测试的一组测试晶圆随后能够移回到盒壳体中。

一旦完成包括背景测试、静态测试和印刷测试的测试协议,盒壳体就能够被重新密封,并且所述盒能够从印刷系统包围件移除用于测试。例如,具有一系列测试晶圆的密封的盒能够被放置在辅助包围件中。当印刷系统包围件如本文先前所述的与辅助包围件可密封地隔离时,辅助包围件能够对周围环境开放,并且具有测试晶圆的密封的盒能够被取回和发送用于分析。用于本教导的基板上颗粒确定测试协议的各种实施例的所有过程步骤能够通过最终用户或机器人或他们的组合来执行。最后,辅助包围件封闭,并且能够被放置通过恢复过程,直到使气体环境处在关于反应性气体的规范中。

本教导的各种成像系统和方法能够被用于原位基板上颗粒物质确定,以及用于执行系统验证程序。参照图41,印刷系统2004能够具有先前针对图26的印刷系统2002以及图28A、图36和图40的印刷系统2003所述的所有元件。例如,但不限于,图41的印刷系统2004能够具有用于包含和排放由服务束产生的颗粒的服务束壳体排放系统2400。印刷系统2004的服务束壳体排放系统2400能够包括服务束壳体2410,其能够收容服务束。根据本教导,服务束能够***作性地连接到印刷系统,以提供操作气体封闭系统中的各种装置和设备所需的各种光学、电气、机械和流体连接,所述装置和设备例如但不限于与印刷系统相关联的各种装置和设备。图41的印刷系统2004能够具有用于支撑基板2050的基板支撑设备2250,所述基板支撑设备2250能够使用Y轴定位系统2355沿Y轴方向精确定位。基板支撑设备2250和Y轴定位系统2355二者都通过印刷系统基部2101来支撑。基板支撑设备2250能够被安装在Y轴运动组件2355上,并且能够使用例如但不限于利用机械轴承或空气轴承的直线轴承系统在轨道系统2360上移动。对于气体封闭系统的各种实施例,空气轴承运动系统有助于促进放置在基板支撑设备2250上的基板的沿Y轴方向的无摩擦输送。Y轴运动系统2355还能可选地使用双轨道运动,所述双轨道运动再次通过直线空气轴承运动系统或直线机械轴承运动系统来提供。

关于支撑各种滑架组件的运动系统,图41的印刷系统2004能够具有:第一X轴滑架组件2300A,其被描绘为具有安装在其上的印刷头组件2500;以及第二X轴滑架组件2300B,其被描绘为具有安装在其上的摄像机组件2550。例如,在印刷过程期间,处于基板支撑设备2250上的基板2050能够位于靠近梁2130的各种位置。基板支撑设备2250能够被安装在印刷系统基部2101上。在图41中,印刷系统2004能够具有安装在梁2130上的第一X轴滑架组件2300A和第二X轴滑架组件2300B。第一X轴滑架组件2300A还能够包括用于印刷头组件2500的Z轴定位的第一Z轴移动板2310A,而第二X轴滑架组件2300B能够具有用于摄像机组件2550的Z轴定位的第二Z轴移动板2310B。在这方面,滑架组件2300A和2300B的各种实施例能够相应地为印刷头组件2500和摄像机组件2550提供相对于定位在基板支撑件2250上的基板的精确X、Z定位。对于印刷系统2004的各种实施例,第一X轴滑架组件2300A和第二X轴滑架组件2300B能够利用内在低颗粒产生的直线空气轴承运动系统。

图41的摄像机组件2550能够是高速、高分辨率的摄像机。摄像机组件2550能够包括摄像机2552、摄像机架组件2554和透镜组件2556。摄像机组件2550能够经由摄像机架组件2556安装到Z轴移动板2310B上的运动系统2300B。摄像机2552能够是将光学图像转换成电子信号的任何图像传感器装置,例如,作为非限制性示例,电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件或N型金属氧化物半导体(NMOS)器件。各种图像传感器装置能够被配置为用于区域扫描摄像机的传感器阵列或用于行扫描摄像机的传感器单列。摄像机组件2550能够被连接到图像处理系统,所述图像处理系统能够包括例如用于存储、处理和提供结果的计算机。如本文先前针对图41的印刷系统2004所论述的,Z轴移动板2310B能够可控地调整摄像机组件2550相对于基板2050的Z轴位置。在例如印刷和数据收集之类的各种过程期间,基板2050能够使用X轴运动系统2300B和Y轴运动系统2355相对于摄像机组件2550可控地定位。

因此,图41的分轴运动系统能够提供摄像机组件2550和基板2050在三维中相对于彼此的精确定位,以便以任何期望的焦点和/或高度来采集关于基板2050的任何部分的图像数据。此外,能够为区域扫描或线扫描过程进行摄像机相对于基板的精密XYZ运动。如本文先前所论述的,例如门架运动系统之类的其他运动系统还能被用于提供相对于基板在例如印刷头组件和/或摄像机组件之间在三维中的精确移动。此外,照明装置能够被安装在各种位置,即在X轴运动系统上或在靠近基板的基板支撑设备上及其组合。在这方面,照明装置能够根据执行各种光场和暗场分析及其组合来定位。运动系统的各种实施例能够使用连续或步进运动或其组合相对于基板2050来定位摄像机组件2550,以捕捉基板2050的表面的一系列的一个或多个图像。每个图像能够包含与OLED基板的一个或多个像素井(pixelwell)、相关联的电子电路部件、通路和连接相关联的区域。通过使用图像处理,能够获得颗粒的图像,并且确定特定尺寸的颗粒的尺寸和数量。在本教导的系统和方法的各种实施例中,能够使用具有大约8192个像素、具有大约190mm的工作高度并且能够以大约34kHz扫描的线扫描摄像机。此外,对于印刷系统基板摄像机组件的各种实施例,多于一个摄像机能够被安装在X轴滑架组件上,其中,每个摄像机关于视场和分辨率能够具有不同的规范。例如,一个摄像机能够是用于原位颗粒检查的线扫描摄像机,而第二摄像机能够用于基板在气体封闭系统中的定期导航。这种可用于定期导航的摄像机能够是区域扫描摄像机,其具有在大约5.4mm X 4mm、大约0.9X的放大倍率至大约10.6mm X 8mm、大约0.45X的放大倍率的范围中的视场。在再另外的实施例中,一个摄像机能够是用于原位颗粒检查的线扫描摄像机,而第二摄像机能够用于气体封闭系统中的基板的精确导航,例如基板对准。这种可用于精确导航的摄像机能够是区域扫描摄像机,其具有大约0.7mm X 0.5mm、大约7.2X的放大倍率的视场。

对于OLED基板的原位检查,印刷系统基板摄像机组件的各种实施例,例如图41中所描绘的印刷系统2004的摄像机组件2550,能够被用于检查面板,而不显著影响总平均周期时间(TACT)。例如,Gen 8.5基板能够在少于70秒内针对基板上颗粒物质进行扫描。除了OLED基板的原位检查之外,通过使用测试基板,印刷系统基板摄像机组件能够被用于系统验证研究,以确定在将气体封闭系统用于印刷过程之前是否能够验证用于气体封闭系统的基本上低颗粒环境。

对于系统内的气载颗粒物质和颗粒沉积,相当数量的变量能够影响开发一般模型,所述一般模型可针对任何特定的制造系统,适当地计算在例如基板之类的表面上的颗粒沉降率的近似值。例如颗粒的尺寸、特定尺寸的颗粒的分布、基板的表面积和基板在系统内的暴露时间之类的变量能够根据各种制造系统而变化。例如,各种制造系统中的颗粒产生部件的源和位置能够大幅影响颗粒的尺寸和特定尺寸的颗粒的分布。基于本教导的气体封闭系统的各种实施例的计算表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在0.1μm和更大的尺寸范围中的颗粒而言,每平方米的基板每个印刷周期的基板上沉积能够在多于大约1百万至多于大约1千万个颗粒之间。这样的计算表明,在没有本教导的各种颗粒控制系统的情况下,对于在大约2μm和更大的尺寸范围中的颗粒而言,每平方米的基板每个印刷周期的基板上沉积能够在多于大约1000至多于大约10,000个颗粒之间。

使用如针对本教导的基板上颗粒确定测试协议的各种实施例所述的测试协议,本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于10μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于2μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。在本教导的气体封闭系统的各种实施例中,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约100个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.5μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。对于本教导的气体封闭系统的各种实施例,能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.3μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。本教导的低颗粒气体封闭系统的各种实施例能够维持低颗粒环境,对于在尺寸上大于或等于0.1μm的颗粒而言,所述低颗粒环境提供符合每分钟每平方米的基板小于或等于大约1000个颗粒的基板上沉积速率规范的平均基板上颗粒分布。

本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请通过引用结合于本文中,到如同每个单独的出版物、专利或专利申请被特别和单独地指示为通过引用来结合的相同的程度。

虽然本文已示出和描述了本公开的实施例,但对于本领域技术人员而言将显而易见的是,这样的实施例仅作为示例提供。在不脱离本公开的情况下,本领域技术人员现在将想到许多变型、改变和替换。应当理解的是,在实践本公开时可以采用对本文所述的本公开的实施例的各种替代方案。例如,例如化学、生物技术、高技术和制药技术之类的许多不同领域可从本教导获益。OLED印刷被用于例示根据本教导的气体封闭系统的各种实施例的效用。可收容OLED印刷系统的气体封闭系统的各种实施例能够提供例如但不限于密封的特征,所述密封通过构建和解构周期来提供气密密封的封闭件,提供封闭件体积的最小化,以及在处理期间以及在维护期间提供从外部对内部的方便接近。气体封闭系统的各种实施例的这些特征可对功能具有影响,例如,但不限于:结构整体性,其提供在处理期间维持低水平的反应性物种的便利;以及快速封闭件容积周转,其最小化维护周期期间的停机时间。因此,为OLED面板印刷提供效用的各种特征和规范还可以给多个技术领域提供益处。下面的权利要求意在限定本公开的范围,并且意在由此覆盖在这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。

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