Experiment: Testen der Auswirkung der UV-Ozon-Reinigungszeit auf die Spin-Beschichtung
Bericht zum Experiment
I. Versuchszweck:
um zu testen, ob die UV-Ozon-Reinigung die gleiche Wirkung wie andere Reinigungsmethoden erzielen kann und um die Auswirkung der UV-Ozon-Reinigungszeit auf die Spin-Beschichtung zu testen
II.Experimentelle Ausrüstung und Material:
Experimentelle Ausrüstung: VTC-100 Vakuum-Spin-Coater, VGT-1620QTD UV-Reiniger und UV-Ozonlampe (8 W/Stück × 3, Gesamtleistung 24 W)
Experimentelles Material: rundes Glassubstrat φ50×1mm und grüne Tinte
III.Experimentelles Prinzip:
UV-Lampen zersetzen organische Moleküle (Schadstoffe), indem sie hochintensives UV-Licht von 185 nm und 254 nm erzeugen. Licht von 185 nm kann Sauerstoffmoleküle O2 in aktive Ozonmoleküle O3 umwandeln. Licht von 254 nm regt gleichzeitig organische Moleküle auf der Oberfläche an, sodass es leichter von Ozonmolekülen absorbiert und zersetzt wird. Dieser lichtempfindliche Oxidationsreaktionsprozess ist kontinuierlich. Unter der Beleuchtung mit diesen beiden kurzwelligen UV-Lichtern wird weiterhin Ozon erzeugt und zersetzt, wodurch immer mehr reaktive Sauerstoffatome entstehen. Reaktive Sauerstoffatome (O) mit starker Oxidationsfunktion oxidieren mit aktivierten organischen Molekülen und bilden flüchtige Gase (wie CO2, CO, H2O, NO usw.), die von der Objektoberfläche entweichen und so die an der Objektoberfläche haftenden organischen Schadstoffe vollständig entfernen. Bei der Herstellung von LCDs und OLEDs kann eine leichte Reinigung vor dem Auftragen von Fotolack, PI-Kleber, Richtungsfilm, Chromfilm und Farbfilm die Benetzbarkeit und Haftung der Substratoberfläche erheblich verbessern.
IV.Experimenteller Prozess:
Reinigen Sie zunächst die Oberfläche des Glassubstrats 10 Minuten lang mit UV-Wellen. Als Reinigungsmittel wird Alkohol verwendet. Legen Sie das UV-gereinigte Glassubstrat dann unter eine UV-Ozonlampe, um es zu reinigen und die Benetzbarkeit der Oberfläche zu verbessern. Der Abstand zwischen der UV-Lampe und dem Glassubstrat beträgt 38 mm. Dann wird das mit UV-Ozon gereinigte Glassubstrat durch Schleuderbeschichtung für verschiedene Zeiten rotiert. Die Parameter für die Filmbeschichtung sind Schritt 1 1000 U/min 5 s für Schritt 1 und 3000 U/min 50 s für Schritt 2, und die Menge der Filmflüssigkeit beträgt jedes Mal 100 μl. Beobachten Sie die Veränderung der Filmmorphologie auf der Oberfläche des Glassubstrats nach der Beschichtung.
V.Experimentelle Daten
Versuch 1:
Nach einer UV-Ozon-Reinigung in 5-minütigen Intervallen wird das Substrat mit einem Film überzogen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Es ist ersichtlich, dass sich die Benetzungsleistung der Glassubstratoberfläche bei einer Reinigungsdauer von über 10 Minuten erheblich ändert und der Film die Oberfläche des Glassubstrats bei einer Beschichtungsdauer von 10, 15 und 20 Minuten fast vollständig bedeckt. Theoretisch gilt: Je länger die Reinigungszeit, desto sauberer die Substratoberfläche, desto besser die Benetzungsleistung der Substratoberfläche und desto besser der auf der Substratoberfläche aufgetragene Film. Aus diesem Experiment ist jedoch ersichtlich, dass der Film auf der Substratoberfläche bei einer Beschichtungsdauer von 25, 30 und 35 Minuten unvollständig ist und danach mit zunehmender Zeit ein vollständiger Film aufgetragen wird. Dieses Verhalten kann aus zwei Gründen auftreten:
1. Die anorganischen oder organischen Schadstoffe auf der Substratoberfläche werden vor der UV-Ozon-Reinigung nicht vollständig entfernt und können auch während der UV-Ozon-Bestrahlung nicht entfernt werden. Daher ist die Substratoberfläche auch nach zweimaliger Reinigung noch immer nicht sauber und es kann kein vollständiger Flüssigkeitsfilm auf die Substratoberfläche aufgetragen werden.
2. Während der UV-Ozonbestrahlung bildet sich für einen bestimmten Zeitraum ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den zersetzten organischen Stoffen auf der Substratoberfläche. Die organischen Stoffe werden vollständig zersetzt und das durch die Ozonzersetzung erzeugte aktive O reagiert vollständig mit den organischen Stoffen und erzeugt stabile Oxide, die verdunsten können. Wenn für einen bestimmten Zeitraum keine aktiven Partikel auf der Oberfläche des Glassubstrats vorhanden sind, verringert sich die zuvor verbesserte Benetzungsleistung der Substratoberfläche. Daher kann während dieses Zeitraums kein vollständiger Film erhalten werden. Mit der Verlängerung der UV-Lichtbestrahlungszeit wird dieses dynamische Gleichgewicht wieder gestört, sodass die Benetzungsleistung der Glassubstratoberfläche wiederhergestellt wird und erneut ein vollständiger Film aufgetragen werden kann.
Versuch 2:
Beschichten Sie das Substrat kontinuierlich und beobachten Sie die Wirkung der Beschichtungszeit auf die Filmbeschichtung. Aus dem Ergebnis von Experiment 2 geht hervor, dass die Beschichtungswirkung am besten ist, wenn die UV-Ozonreinigung 10 bis 23 Minuten dauert. Die Beschichtungswirkung ist jedoch nicht gut, wenn die UV-Ozonreinigung 23 bis 38 Minuten dauert. Während dieser Zeit kann kein vollständiger Film beschichtet werden. Während die Beschichtungswirkung durch eine längere Bestrahlungszeit etwas verbessert wird.
Versuch 3:
Setzen Sie alle beschichteten Substrate etwa 1,5 Stunden lang UV-Ozonlicht aus. Nehmen Sie die Substrate anschließend heraus. Es ist zu sehen, dass die Farbe auf der Substratoberfläche fast vollständig verschwunden ist. Auf dieser Grundlage kann nachgewiesen werden, dass UV-Ozon die gefärbten Stoffe auf der Substratoberfläche zersetzen kann, es jedoch auch einige Verunreinigungen auf der Oberfläche gibt. Für dieses Phänomen gibt es zwei Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist, dass diese Verunreinigungen nicht organisch sind und daher nicht durch UV-Licht zersetzt werden können, sodass sie auf der Substratoberfläche verbleiben. Eine andere Möglichkeit ist, dass zu viele Verunreinigungen vorhanden sind, die eine längere Belichtungszeit erfordern.
VI.Experimentelle Schlussfolgerung
1. UV-Ozonbestrahlung spielt eine offensichtliche Rolle bei der Veränderung der Benetzungsleistung der Substratoberfläche.
2. Es gibt offensichtliche Unterschiede bei der Verbesserung der Oberflächenleistung des Substrats durch unterschiedliche UV-Bestrahlungszeiten, und aus Experiment 1 und Experiment 2 geht hervor, dass der Beschichtungseffekt am besten ist, wenn die Bestrahlungszeit zwischen 10 Minuten und 25 Minuten liegt.
3. Durch UV-Ozon-Reinigung können die farbigen Bestandteile auf der Substratoberfläche entfernt werden.
4. Der UV-Ozon-Reinigungsvorgang ist einfach, es wird keine zusätzliche Ausrüstung benötigt, der Prozess der Substratreinigung wird verkürzt, was Versuchszeit spart, und mehrere Substrate können gleichzeitig gereinigt werden.