用于同步卷對卷傳輸設備的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明的公開內容涉及用于同步卷對卷傳輸設備(roll-to-roll transferdevice)的裝置和方法。更具體地，本發明的公開內容涉及用于同步卷對卷傳輸設備的裝置和方法，所述裝置和方法能夠使用同步設備通過卷對卷進給過程防止在納米薄膜傳輸期間納米薄膜的故障或損壞。
【背景技術】
[0002]在用于制造電子器件的常規半導體工藝中，用于該工藝中的基底由于制造過程要求高溫而受到限制。因此，納米薄膜卷傳輸工藝(其中，在半導體工藝中制造的納米薄膜器件與硬性基底分離并且隨后被傳輸到柔性基底)在柔性電子器件領域引起了極大的興趣。此傳輸工藝稱為板對卷(P2R)傳輸技術；板通常是具有薄膜器件的晶圓，并且卷是用于拾取薄膜器件并且用于將它們放置在聚合物膜上的壓印。
[0003]然而，在上述P2R傳輸工藝中，薄膜的尺寸受到可承受高溫過程的晶圓或剛性基底的尺寸的限制。為了克服此尺寸限制并提高生產率，需要連續的傳輸過程。用于連續地傳輸納米薄膜的方法之一是卷對卷過程。在卷對卷過程中，納米薄膜設置于一對滾筒之間，并且滾筒在納米薄膜與聚合物的連續膜之間連續地進行接觸。
[0004]在卷對卷傳輸設備中，因為使用圓柱形滾筒且因此滾筒和納米薄膜彼此持續接觸，所以應精確地控制滾筒與納米薄膜之間的接觸表面。在沒有精確控制的情況下，如圖1中所示，在納米薄膜中出現皺褶A1或裂縫A2，并且因此所傳輸的薄膜的電氣或機械質量降級。
[0005]在傳輸過程中，由于滾筒與納米薄膜之間或者滾筒對之間的接觸，可能由滾筒的變形或者滾筒的不規則負荷引起褶皺或裂縫。
[0006]在傳輸過程中，可以控制卷壓印上的豎直負荷，以減少納米薄膜的皺褶或裂縫。當水平負荷被施加到納米薄膜上時，也可能出現皺褶或裂縫，且因此水平負荷應該連同豎直負荷一起被控制或被最小化。為了最小化水平負荷，應在滾筒旋轉期間同步接觸的滾筒對的表面上的線性速度。
[0007]例如，當滾筒中的一個旋轉速度比另一個快時，水平負荷不均勻地施加到納米薄膜，并因此可能出現皺褶或裂縫。即使滾筒對的旋轉速度受到均勻地控制，成對滾筒的周邊的長度可能由于滾筒的加工不確定性或磨損而彼此不同，且因此成對的滾筒的線性速度也可能彼此不同。
[0008]當在卷對卷傳輸過程期間納米薄膜受到損壞時，納米薄膜器件的性能可能降級。
[0009]因此，應監控納米薄膜的傳輸，應單獨控制滾筒對的旋轉速度，并且因此應最小化成對的滾筒的線性速度的差異所引起的水平負荷。
[0010]相關的現有技術是韓國公開申請號10-。

【發明內容】

[0011]本發明旨在解決相關技術的上述問題。本發明提供了用于同步卷對卷傳輸設備的裝置和方法，所述裝置和方法使用測力傳感器控制滾筒的旋轉速度以最小化由接觸的滾筒的線性速度之間的差異引起的摩擦力。
[0012]根據用于同步卷對卷傳輸設備的裝置的一個示例性實施例，該裝置包括薄膜、第一滾筒、第二滾筒、第一負荷感測元件和控制部件。薄膜通過卷對卷傳輸設備傳輸。第一滾筒與薄膜的下表面接觸，并且通過第一旋轉元件繞旋轉軸旋轉。第二滾筒布置于第一滾筒上方，與薄膜的上表面接觸，并且通過第二旋轉元件繞旋轉軸旋轉。第一負荷感測元件感測第一滾筒的負荷或第二滾筒的負荷。控制部件基于第一負荷感測元件所感測到的負荷來同步第一旋轉元件或第二旋轉元件的平移速度。
[0013]在示例性實施例中，第一負荷感測元件可以包括第一豎直負荷傳感器和第一水平負荷傳感器。第一豎直負荷傳感器感測垂直于旋轉軸并且垂直于薄膜的傳輸方向的負荷。第一水平負荷傳感器感測垂直于旋轉軸并且與傳輸方向平行的負荷。
[0014]在示例性實施例中，控制部件可以使用第一負荷感測元件測量薄膜與第一和第二滾筒之間的摩擦力，并且同步第一旋轉元件或第二旋轉元件的平移速度以最小化摩擦力。
[0015]在示例性實施例中，所述裝置可以進一步包括第三滾筒、第四滾筒、第五滾筒、第二負荷感測元件和張力感測元件。第三滾筒可以沿著薄膜的傳輸方向與第一滾筒間隔開，與薄膜的下表面接觸，并且通過第三旋轉元件繞旋轉軸旋轉。第四滾筒可以布置于第三滾筒上，與薄膜的上表面接觸，并且通過第四旋轉元件繞旋轉軸旋轉。第五滾筒可以布置于第一滾筒與第三滾筒之間，與薄膜的上表面或下表面接觸，并且通過第五旋轉元件繞旋轉軸旋轉。第二負荷感測元件可以感測第三滾筒或第四滾筒的負荷。張力感測元件可以感測第五滾筒上的薄膜的張力。控制部件可以基于第二負荷感測元件所感測到的負荷來同步第三旋轉元件或第四旋轉元件的平移速度，并且通過張力感測元件來同步第一至第四旋轉元件中的至少一個的旋轉角速度。
[0016]在示例性實施例中，第二負荷感測元件可以包括第二豎直負荷傳感器和第二水平負荷傳感器。第二豎直負荷傳感器可以感測垂直于旋轉軸并且垂直于薄膜的傳輸方向的負荷。第二水平負荷傳感器感測垂直于旋轉軸并且與傳輸方向平行的負荷。
[0017]在示例性實施例中，張力感測元件可以包括第三水平負荷傳感器，所述第三水平負荷傳感器感測垂直于第五滾筒的旋轉軸并且垂直于傳輸方向的負荷。
[0018]在示例性實施例中，張力感測元件可以是布置于第五滾筒上的張力調節輥(dancer roll)。
[0019]在示例性實施例中，控制部件可以使用第二負荷感測元件測量薄膜與第三和第四滾筒之間的摩擦力，并且同步第三旋轉元件或第四旋轉元件的平移速度以最小化摩擦力。控制部件可以使用張力感測元件來測量兩對滾筒(一對滾筒是第一和第二滾筒，另一對滾筒是第三和第四滾筒)之間的薄膜的張力，并且同步第一和第二旋轉元件或第三和第四旋轉元件的平移速度以均勻地保持張力。
[0020]在示例性實施例中，第五滾筒可以包括主滾筒和次滾筒。主滾筒可以與薄膜的下表面接觸，并且主滾筒的下端可以布置在第一和第三滾筒的上端上方。次滾筒可以沿著薄膜的傳輸方向布置在主滾筒的兩側，并且次滾筒的下端與第一和第三滾筒的上端平行布置。[0021 ] 在示例性實施例中，第一至第三豎直負荷傳感器以及第一和第二水平負荷傳感器可以是測力傳感器。
[0022]根據用于同步卷對卷傳輸設備的方法的示例性實施例，使用第一負荷感測元件來感測第一滾筒或第二滾筒的負荷。使用由第一負荷感測元件感測到的負荷來測量薄膜與第一和第二滾筒之間的摩擦力。通過控制部件同步第一旋轉元件或第二旋轉元件的平移速度以最小化摩擦力。
[0023]在示例性實施例中，可以使用第二負荷感測元件來感測第三滾筒或第四滾筒的負荷。使用由第二負荷感測元件感測到的負荷來估計薄膜與第三和第四滾筒之間的摩擦力。可以通過控制部件來同步第三旋轉元件或第四旋轉元件的平移速度以最小化摩擦力。
[0024]在示例性實施例中，可以使用張力感測元件來感測第五滾筒的負荷。可以使用由張力感測元件感測到的負荷來估計第一、第二滾筒與第三、第四滾筒之間的薄膜的張力。可以同步第一和第二旋轉元件或第三和第四旋轉元件的平移速度以均勻地保持張力。
[0025]在示例性實施例中，可以使用張力調節輥來感測第五滾筒上的薄膜的張力。可以同步第一和第二旋轉元件或者第三和第四旋轉元件的平移速度以均勻地保持張力。