JP5248847B2 - マイクロパッチコーティング方法 - Google Patents

Description

本発明は、コーティング装置および方法に関し、特にフラットパネル液晶ディスプレイ（LCD）のカラーフィルターおよびプラズマディスプレイのモジュールでの蛍光フィルムの着色ユニットの製作、あるいは生物医学製品および可撓性電子機器および電池の製造に応用できるマイクロパッチコーティング装置に関する。

情報工学の発達に伴い、フラットパネルディスプレイは、従来のブラウン管（CRT）ディスプレイに次第に取って代わってきた。すべてのフラットパネルディスプレイの中で最大の市場占有率を占めるフラットパネルLCDは、バックライトの光源、偏光子、ガラス基板、液晶、薄膜トランジスター（TFT）、カラーフィルター（CF）などから成り、カラーフィルターは、LCDのカラー特性および対比を決定する鍵となる構成要素である。

LCDのカラーフィルターおよびプラズマディスプレイのモジュールでの蛍光フィルムの着色ユニットは、白黒のフラットパネルディスプレイをカラーのフラットパネルディスプレイに変える鍵となる構成要素である。フラットパネルLCD用のカラーフィルターのコーティング構造は、例えば、ガラス基板上に並んで配置される赤色（R）、緑色（G）、および青色（B）の複数の画素を備え、2、3画素（通常3）がディスプレイ上で1つのカラードットに相当する。3色の画素を通して白色光が通過すると、光の3原色、すなわち赤色、緑色および青色光を発生させ、それらは、液晶分子によって生じるグレースケール効果によって、さらに混合され、さまざまな色を作り出す。

カラーフィルターの製作技術は、3様式に分類することができる。第1のコーティング様式は、フォトリソグラフィー方法であり、現在最も使用頻度の高い技術である。その技術においては、連続的にフォトリソグラフィー方法によって、均一な液膜が、基板および定義されたパターンにコーティングされる。この技術は、染色方法、色素分散方法、電着などを含む多くの方法に応用される。別の様式の技術はスタンピングであり、この様式では、パターンがそれぞれスタンプによって決められ、基板に押し付けられる。第3の様式の技術はインク注入であり、この様式では、インク注入先端によってインクの極小の滴が基板上に注入され、それによってマイクロパッチパターンの直接形成が可能になる。

上記フォトリソグラフィー技術を参照すると、その必要条件は、液膜を均一にコーティングすることである。現在、最も使用頻度の高いコーティング方法は、スピンコーティングである（合衆国特許4,451,507に開示される）。しかしながら、材料の実用率が低いという理由で、当方法は、押し出しスピンコーティング（合衆国特許6,191,053に開示される）およびスロットパッチコーティング（合衆国特許4,938,994に開示される）などの他の成果によって最近段階的に廃止されてきた。両発明とも、均一な液膜の形成を可能にするために、材料の実用率を改善することを目標としている。染色方法、色素分散方法および電着などのさまざまな方法間での違いは、コーティングの液膜材料には、異なる特性があり、それによって特殊な操作手順が適用されるという点にある。

従来の染色方法（合衆国特許4,744,635に開示される）は、パターンを形成するために、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって、透明な感光性有機材料から作られる染料吸収層を処理する。染料吸収層は、染色溶液に浸けられる。その後、ディスプレイは露出され、染められ、焼き付けられ、仕上げのために防染する。操作手順は、色パターンの3層、赤色、緑色および青色を達成するために3サイクル繰り返される。当方法は、複雑であるだけでなく、高価な設備の設置も必要とする。その上、熱および光に対して染料の抵抗性が劣るために、染色方法は、小型で色彩豊かなLCDおよび従来のCRTの製作のための利用に限定される。

従来の色素分散方法（合衆国特許5,085,973および4,786,148に開示される）は、現在カラーフィルターの製造に使用される最も人気のある方法である。感光性かつ熱硬化性の顔料が使用される。単色マイクロイメージのカラーパッチを生産するために、当手順は、ガラス基板上のマスクへのコーティングの着色材料および露出イメージング、焼き付けなどを備える。操作手順の3サイクルは、3原色使用のRGB画素を作り出すために不可欠である。色素分散方法は複雑で、高価な設備を必要とし、その操作は時間がかかり、着色材料の低い実用率および画素のパターンの限られた変化しかなく、その結果この方法は、大型およびより低価格のディスプレイパネルに対する将来の需要を満たす可能性がない。

既知の電着（合衆国特許4,522,691に開示される）には、ガラス基板上にパターンのある透明な導電フィルムを生み出すこと、および電気泳動によってガラス基板上に着色材料をコーティングすることが含まれる。同様に、操作手順の3サイクルは、RGB色でパターンを作り出す必要がある。当方法にはまた、フォトリソグラフィープロセスが含まれる。それゆえに、多数の操作パラメーターが関係し、歩留まり率を正確に制御することを困難にする。この方法によって説明される追加透明導電フィルムの含有物は、光の透過性および分解能を減らすので、最も重大な欠点である。それゆえに、この方法は、いくら精巧でも精巧すぎることはないパターンの配置に制限をかける。

結論として、従来のコーティング技術は、コーティングで直接パターンの形を決めることができず、むしろ過度の材料を取り除くために露出に頼っている。よって、全プロセスを通して、例えば材料の3分の1未満という低い材料実用率という結果となり、大量生産および低コストへの必要性を満たすことができない。

スタンピングを使用する製造方法は、台湾特許No.00535010に開示される。突き出したブロックのあるダイスは、染色材料で染色され、ダイスは、その次に焼き付けられる透明絶縁基板上にマイクロ構造パターンの形を決めるためにプレスされる。RGBのカラーブロックでパターンを作り出すために、その手順は3回繰り返される。高い材料実用率および低い製造コストという利点にもかかわらず、この方法はパターンの変化に制限があり、自由に画素列の配置を変更することを困難にする。

インク注入方法は台湾特許No.00512242に教示される。インク注入方法は、パターンの形を定めるためのインク注入先端モジュールの位置決めを直接制御するのを可能にする。当方法の手順は、次のとおりである。ガラス基板にインク液滴の吸収を確実にするために、ガラス基板上の吸収膜の層をコーティングする。次に、必要なパターンの形を定めるために、インク注入先端モジュールが、ガラス基板にRGB色のインク液滴を直接噴霧することができるようにする。このインク注入方法は、従来のスピンコーティングおよびフォトリソグラフィーで見られる低い材料実用率の問題を解決して、スタンピング方法より広範囲のパターン変化を可能にする。

しかしながら、インク注入方法は、沢山のドットによって、線または面のパターンを基本的に形成するので、各小滴が非常に高精度で数ミクロンまたはさらにより小さな寸法のブロックに注入されなくてはならない。その上、小滴の移動経路は、気流障害の影響を受けやすく、インク液滴が近くのブロックに誤って注入され、汚染という結果になる可能性がある。その結果、高精度の機械が必要である。さらに、正確な注入を確実にするために、インク注入先端モジュールの移動率は限られている。このことが、産業面で当方法の活用を妨げるものとなることがある。各インク注入先端が、一度にたった1つの小滴しか噴射できないので、生産効率は大変低い。この問題を解決するために、インク注入先端の数は、増やされなくてはならない（それは必然的にコストを増加させる）。その上、インク注入が平行の動きで行われているとき、すべてのインク注入先端は、目詰まりまたは異常な状況のない良い状態でなくてはならない。インク注入方法が大型ディスプレイパネルに応用されるとき、拡大寸法の機械が使用される。良い機械の機動性およびコーティングの均一性を維持することに注意することが望ましい。大規模テレビのディスプレイが主要製品となるのであろう将来、これらの問題は解決されるであろう。

このように、操作が簡単で、良い歩留まり率があり、応用に関して経済的なコーティング方法を開発することが望まれている。
米国特許第4,451,507号 米国特許第4,522,691号 米国特許第4,744,635号 米国特許第4,786,148号 米国特許第4,938,994号 米国特許第5,085,973号 米国特許第6,191,053号 台湾特許第00512242号 台湾特許第00535010号

本発明の主要な目的は、上述の従来の方法の欠点を克服するマイクロパッチコーティング装置を提供することである。本発明において、少なくとも1つのコーティング流体および少なくとも1つの予備流体は、マイクロチャネル構造を備えるコーティング金型に運ばれ、コーティング流体および予備流体の交互配置のある多相流体を発生させる。コーティング金型は、基板に平行方向に沿って動くように駆動され、多相流体を既定の位置の基板上に直接注入し、マイクロパッチを形成する。

本発明の別の目的は、不連続パターンを発生させるためのスリットコーティング方法を提供することである。当コーティング方法は、コーティング流体の供給および予備流体の供給を選択的に遮断する流体発生器を備える。コーティング金型または基板を動かし、多相流体を基板上にコーティングすることによって、マイクロパッチは基板上に形成される。

上記目的を果たすために、本発明は、（a）少なくとも１つのコーティング流体注入口、少なくとも1つの前記コーティング流体と混和しない液体または気体からなる予備流体注入口、少なくとも1つの多相流体排出部分および少なくとも1つの流体排出口のあるマイクロチャネル構造を持つコーティング金型を作製するステップと、（b）前記コーティング流体注入口を通して前記マイクロチャネル構造にコーティング流体を供給するステップと、（c）前記予備流体注入口を通して前記マイクロチャネル構造に予備流体を供給するステップと、（d）コーティング流体の既定の長さが形成され後、コーティング流体の供給を選択的に遮断し、予備流体の既定の長さが形成された後、前記予備流体の供給を遮断し、それによって多相流体を発生させるステップと、（e）前記多相流体排出部分の前記多相流体注入口を通して、その後前記多相流体排出部分の前記多相流体排出口から、前記コーティング金型の前記流体排出口に前記多相流体を運ぶステップと、（f）前記多相流体が前記コーティング金型から流れ出て、既定の位置の前記基板上でコーティングされるように、互いに関連する動きで動くよう、前記コーティング金型および前記基板を駆動させ、前記予備流体が気体の場合、または前記予備流体が前記コーティング流体と混和しない液体の場合、マイクロパッチを前記基板上に形成するために焼くことによって、マイクロパッチを前記基板上に直接形成するステップを備え、ステップ（e）において、前記コーティング流体注入口および前記予備流体注入口の接続点に接続される多相流体発生器の遮断動作を選択的に繰り返して行うことにより、前記多相流体排出部分に前記コーティング流体の既定の長さのいくつかの区分2a’と前記予備流体の既定の長さのいくつかの区分3’を交互に並べて前記多相流体を形成することを特徴とする、基板上にマイクロパッチパターンを形成するマイクロパッチコーティング方法である。
また、ステップ（f）において、前記コーティング金型と前記基板との間の動きは、前記コーティング金型を移動させることによって達成されることが好ましい。
さらに、ステップ（f）において、前記コーティング金型と前記基板との間の動きは、前記基板を移動させることによって達成されることが好ましい。

本発明におけるコーティング方法は、スピンコーティングおよびフォトリソグラフィーに見られる低い材料実用率の問題を克服し、より大規模なディスプレイパネルのコーティングに応用できる。本発明はまた、インク注入方法における低い歩留まり率および低い生産効率の問題も解決し、それによってスタンピングでは達成できない高度のパターン変化が可能となる。本発明の方法は、製造コストを下げ、製造効率を改善し、より大規模なディスプレイパネルおよび将来の開発に対応する高性能マイクロパッチパターンの製造に使用することができる。

その上に、本発明は、繰り返し露出手順が必要なフォトリソグラフィーより高い材料実用率を提供する。本発明は、処理時間を節約する。本発明のコーティング方法においては、コーティングおよび予備流体の排出率ならびにコーティング金型および基板間の相対運動を変えることによって、コーティングパターンは形成される。その上、多相流体を基板に直接コーティングすることによって、パターンはスタンピングによって作り出されるものより容易に変更される。一方、当方法は、従来のインク注入で必要とされるほど高精度の注入を必要とせず、製造中より高い歩留まり率を可能にする。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図面および特に図1を参照すると、本発明の第1の実施態様に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置100の概略図を示す。マイクロパッチコーティング装置100はマイクロチャネル12、駆動装置13、支持部材14、コネクター15および流体駆動装置16を備える。

マイクロチャネル12は、駆動装置13につながれる支持部材14によって支持される。支持部材14は、駆動装置13によって前後に水平方向Iに沿って移動するように駆動される。この実施態様において、マイクロチャネル12は毛細管でもよい。

マイクロチャネル12には、注入口121および排出口122がある。マイクロチャネル12の排出口122は、基板6の上面から既定の距離に置かれる。マイクロチャネル12の注入口121は、注射器161、プランジャ162およびポンプから成る流体駆動装置16に接続される。コネクター15は、マイクロチャネル12の注入口121と注射器161の間で接続される。

注射器161は、ポンプ163に接続されるプランジャ162を備える。注射器161の縦方向に平行な方向IIに沿って、プランジャ162を前方へ押すか、またはプランジャを後方に引くように、ポンプ163は制御装置（図示されず）によって制御される。ポンプ163がプランジャ162を前方に押すとき、マイクロチャネル12に含まれる多相流体11は、マイクロチャネル12の排出口122に流れ出るように駆動される。

一方で、駆動装置13は、基板6の表面に平行で水平方向Ｉに沿って移動するように、支持部材14によってマイクロチャネル12を駆動する。

図2および図3を参照。図2および図3は、その上に既定のマイクロパッチパターンを形成するための基板6上への多相流体のコーティングを示す。この実施態様においては、多相流体11は実施例としてのみ二相流体である。実用化において、多相流体11は二相流体に限定されるものでない。

マイクロチャネル12に含まれる多相流体11は、複数の予備流体の流れ部分によって選択的に遮断されるコーティング流体の流れから成る。すなわち、多相流体11は、いくつかのコーティング流体2aおよびいくつかの予備流体3から成る。コーティング流体2aのそれぞれは、特定の顔料、例えば青色、緑色または赤色の顔料が含まれ、予備流体3のそれぞれは、コーティング流体2aと混和しない液体または気体を備える。図3に示すように、多相流体11は、コーティング流体2a既定の長さのいくつかの区分2a’および予備流体3の既定の長さのいくつかの区分3’を含む交互に並ぶ区分で形成される。

図面から分かるように、水平に移動させるように、駆動装置13がマイクロチャネル12を動かし、流体駆動装置16が多相流体11をマイクロチャネル12に押し込むとき、多相流体11はマイクロチャネル12の排出口122から流れ出て、それによって基板6上に流体膜7’を形成する。

排出口122から流れ出た後、多相流体11は基板6の既定位置でコーティングされ、それによっていくつかのマイクロパッチ7aを備えるマイクロパッチパターンは、基板6上に形成される。

予備流体3として気体が使用される場合、マイクロパッチ7aは基板6上に直接形成される。コーティング流体2aと混和しない液体が予備流体3として使用される場合、基板6は焼き付けによって予備流体3を気化させるために熱せられることができ、マイクロパッチ7aを形成するためにコーティング流体2aを後に残す。多相流体11の流速は、制御装置によって制御されるポンプ163のポンプ流量によって決定される。

図4は、本発明の多相流体発生装置の好適な実施態様を示す概略図である。コーティング流体供給タンク18は、その中にコーティング流体2aを含み、コーティング流体2aをマイクロパッチコーティング装置100に供給する。コーティング流体供給タンク18側で、貫通孔181は、コーティング流体供給タンク18内のコーティング流体2aの自由表面の下方にある既定位置で形成される。

コーティング流体2aには、制止装置または封止装置が貫通孔181に備え付けられていなくても、貫通孔181にはコーティング流体供給タンク18からのコーティング流体2aの漏れを防ぐ表面張力がある。

多相流体11を得るために、図5に示されるように、駆動装置13は、水平方向Iに沿って移動するためにマイクロチャネル12を駆動させ、マイクロチャネル12は、貫通孔181を通してコーティング流体供給タンク18に達する。その後、ポンプ163は後方に移動するためにプランジャ162を引くように作動し、吸入力が発生され、それによってコーティング流体供給タンク18内のコーティング流体2aがマイクロチャネル12に引き入れられ、マイクロチャネル12内にコーティング流体2aの既定の長さの区分2a’を形成する。

図6を参照。マイクロチャネル12をコーティング流体供給タンク18から引き離すために、駆動装置13は水平に動き、ポンプ163は作動し続け、したがって、空気がマイクロチャネル12に引き入れられ、予備流体3としての役割を果たす空気の既定の長さの区分3’を形成する。それによって多相流体11は形成される。

図7および図8はマイクロチャネル内の多相流体の形成を示す。制御装置の制御の下で、ポンプ163は作動し続け、コーティング流体2aを繰り返し吸い続けるために、駆動装置13は前後に移動し続け、その後空気または特定の気体、すなわち予備流体3を吸い込むために、マイクロチャネル12を貫通孔181から引き出す。結果として、マイクロチャネル12は、コーティング流体2aおよび予備流体3の交互区分で満たされる。言い換えれば、多相流体11はマイクロチャネル12内に発生される。応用において、コーティング流体2aおよび予備流体3の部分の長さを制御するために、コーティング流体供給装置18でのマイクロチャネル12の保持時間および空気中のマイクロチャネル12の保持時間は調節される。

第1の実施態様において、予備流体は気体である。応用において、予備流体3はコーティング流体2aと混和しない液体を備えることがある。予備流体供給タンク（図示されず）は、予備流体を供給するために備え付けられる。

図4の多相流体発生装置はまた、90度反時計回りに回転され、コーティング流体供給タンク18の上方に位置し、マイクロチャネル12の排出口122がコーティング流体2aの自由表面の上方または下方にあるように上下に移動するように、マイクロチャネル12を駆動させ、上述の同じプロセスによって多相流体11を発生させることができた。

上記のマイクロパッチコーティング装置の第1の実施態様は、1つのみのマイクロチャネルがその中に備え付けられている。応用において、同時に基板上の既定の距離でお互いに間隔を置いたいくつかの平行のマイクロパッチを形成するために、いくつかのマイクロチャネルがマイクロパッチコーティング装置に設置される。例えば、図9は本発明の第2の実施態様に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置200を示す概略図である。第2の実施態様は、第1の実施態様と類似しており、同じ参照番号が同一の構成部分に用いられる。第2の実施態様と第1の実施態様の違いは、マイクロパッチコーティング装置200が一線に配列され、支持部材14に支持される複数のマイクロチャネル12a、12b、12cを備えることである。支持部材14が水平方向Iに沿って動くとき、ポンプ163のポンプ作用は、マイクロチャネル12a、12b、12cから基板6に下方に流れるように、多相流体11を同時に駆動させ、それぞれ同時に基板上に平行のマイクロパッチ7a、7b、7cを形成する。

図10から図12を参照すると、本発明に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置300が示される。マイクロパッチコーティング装置300は、特定の位置に配置される複数のコーティング流体注入口21a、21b、21cおよび予備流体注入口22が備え付けられたコーティング金型2を備える。コーティング流体注入口21a、21b、21cは、それぞれコーティング流体2a、2b、2cをコーティング金型2に供給するために使用される。コーティング流体2a、2b、2cのそれぞれは、特定の顔料、例えば青色、緑色または赤色顔料を含み、それはお互いに異なり、特定の組成がある。予備流体注入口22は、予備流体3をコーティング金型2に供給するために使用される。予備流体3はコーティング流体の種類に基づき、単独の流体またはいくつかの異なる流体を備えることがある。

図11に示すように、コーティング金型2は、コーティング金型2の内部に配置されるマイクロチャネル構造4が備え付けられる。コーティング金型2の底部は、流体排出口24で形成される。コーティング流体注入口21a、21b、21cおよび予備流体注入口22は、それぞれマイクロチャネル構造4に接続される。

マイクロチャネル構造4は、複数のコーティング流体緩衝部分211、212、213、複数のコーティング流体流路21a’、21b’、21c’、複数の予備流体流路22a、22b、22cおよび複数の多相流体排出部分23a、23b、23cを備える。

コーティング流体緩衝部分211、212、213のそれぞれは、コーティング流体注入口21a、21b、21cに接続される。コーティング流体緩衝部分211、212、213は、コーティング流体注入口21a、21b、21cとコーティング流体流路21a’、21b’、21c’の間に配置される。コーティング流体2a、2b、2cは、コーティング流体緩衝部分211、212、213を通して、それぞれコーティング流体注入口21a、21b、21cからコーティング流体流路21a’、21b’、21c’に供給される。予備流体流路22a、22b、22cは、予備流体注入口22に接続される。

コーティング流体流路21a’、21b’、21c’の大きさは、コーティング流体緩衝部分211、212、213およびコーティング流体注入口21a、21b、21cの大きさより小さい。多相流体発生器5a、5b、5cは、コーティング流体流路21a’、21b’、21c’と対応する予備流体流路22a、22b、22cの間の接続点に配置される。

多相流体排出部分23a、23b、23cのそれぞれは、一方の端部に多相流体注入口231、232、233および他方の端部に多相流体排出口24a、24b、24cを備える。多相流体注入口231、232、233は、多相流体発生器5a、5b、5cによって発生される多相流体11を運ぶために、それぞれ多相流体発生器5a、5b、5cに接続される。多相流体11がコーティング金型2の流体排出口24を通って、多相流体排出部分23a、23b、23cから流れ出るように、多相流体排出口24a、24b、24cはコーティング金型2の底部に配置され、基板6の表面から既定の距離に置かれる。

実用化において、予備流体3はコーティング流体2a、2b、2cと混和しない液体または気体を備えることがある。コーティング金型2の流体排出口24から流れ出た後、多相流体11は、互いに関連して平行方向に沿ったコーティング金型2および基板6の動きによって、基板6の既定位置でコーティングされる。気体が予備流体として使用される場合、マイクロパッチ7a、7b、7cは、基板上で直接形成される。コーティング流体2a、2b、2cと混和しない液体が予備流体として使用される場合、基板6は、焼き付けによって予備流体を気化させるために熱せられることができ、マイクロパッチ7a、7b、7cwp形成するためにコーティング流体2a、2b、2cを残す。

マイクロパッチコーティング装置の多相流れ発生器図による多相流体の発生を示す概略図である図13を参照。多相流体発生器5aは、コーティング流体流路21a’と予備流体流路22aの間の接続点に配置される。多相流体発生器5aは、遮断器5a1を備える。遮断器5a1はバルブを備えるか、または同じ機能を達成することができる無弁タイプもありうる。

コーティング流体2aは、コーティング流体注入口21aを通してコーティング流体緩衝部分211に、その後コーティング流体流路21a’に届けられる。予備流体3は、予備流体注入口22から予備流体流路22aに届けられる。多相流体排出部分23aの既定の長さの部分2a’を発生させるために、既定量のコーティング流体2aが遮断器5a1を通って流れた後、遮断器5a1はコーティング流体2aの流れを遮断する。同様に、遮断される5a1は、予備流体3が予備流体流路22aから流れるのを可能にする。多相流体排出部分23aの既定の長さの区分3’を発生させるために、既定量の予備流体3が遮断器5a1を通って流れた後、遮断器5a1はコーティング流体2aの流れを遮断する。コーティング流体の流れ、および予備流体の流れへの遮断器5a1の遮断動作は選択的に続行され、多相流体排出部分23aに多相流体を形成する。予備流体3はコーティング流体2aと混和しないままである。

上述の実施態様において、多相流体発生器は、コーティング金型2の内側のマイクロチャネル構造4に配置され、多相流体を形成する。実用化において、多相流体発生器は、同様に多相流体を形成するために、コーティング金型2の外部に配置されることがある。

マイクロパッチコーティング装置の駆動装置によって駆動されるコーティング金型の動きを示す概略図である図14に示されるように、マイクロパッチコーティング装置300のコーティング金型2は、基板6の上方の既定の距離に位置する。コーティング金型2は、基板6に平行な水平方向Iに沿って前後に動くように、駆動装置21によって駆動される。このように、それによってコーティング手順を実行するとき、コーティング金型2が基板6と関連して移動することが可能になる。駆動装置21は、コーティング金型2の移動速度の調節を可能にする可変速のプラットフォーム運搬装置を備えることがある。

図15を参照。図15は、マイクロパッチコーティング装置のパネル駆動装置によって駆動される基板の動きを示す概略図である。基板6は、コーティング装置300のコーティング金型2の下方の既定の距離に位置する。基板6はコーティング金型2に平行の水平方向Iに沿って前後に動くように、パネル駆動装置6aによって駆動される。このように、それによってコーティング手順を実行するとき、基板6がコーティング金型2に対して移動することを可能にする。パネル駆動装置6aは、基板6の移動速度の調節を可能にする可変速のプラットフォーム運搬装置を備えることがある。

その上に、駆動装置21およびパネル駆動装置6aの両方が同時に使用されることがある。駆動装置21は、動かすためにコーティング金型2を駆動させ、パネル駆動装置6aは、平行および向かい合っての動きを可能にするよう、水平方向Iに沿って同時に動くように基板6を駆動させる。このように、コーティング手順は製造効率を改善するために加速される。実用化において、予備流体3が気体の場合、コーティング金型2または基板6のいずれかは、画素列の異なる配置を発生させるために、図14の基板6の表面に垂直方向および水平方向の両方で動くように駆動されることがある。

図16は、基板上に形成されるコーティングパターンを示す概略図であり、図17は、基板上の別のコーティングパターンを示す概略図である。多相流体11がコーティング金型2の流体排出口24から流れ出るとき、多相流体11は、コーティング金型2および基板6の平行および向かい合っての動きによって、基板6上の既定の位置でコーティングされ、複数のマイクロパッチ7a、7b、7cを形成する。コーティング流体2a、2bおよび2cが、互いに異なり、特定の組成のある特定の顔料、例えば青色、緑色または赤色顔料を含むので、マイクロパッチ7a、7b、7cは、青色、緑色および赤色で順に形成され、矩形行列の形で画素を形成する。

予備流体3が気体の場合、図17に示されるように、画素列の異なる配置を発生させるために、コーティング金型2または基板6のいずれかもまた、図14の基板6の表面に垂直な方向に動くように配置される。

図18は本発明に従ったマイクロパッチコーティング方法を実行するためのフローチャートである。まず第一に、コーティング金型はステップ101で作製される。コーティング金型は、少なくとも1つのコーティング流体注入口、少なくとも1つの予備流体注入口、少なくとも1つの多相流体排出部分および少なくとも1つの流体排出口のあるマイクロチャネル構造を備える。

コーティング金型が作製された後、コーティング流体は、ステップ102でコーティング流体注入口からコーティング金型のマイクロチャネル構造に供給される。予備流体はステップ103でマイクロチャネル構造の予備流体注入口に供給される。

コーティング流体の流れおよび予備流体の流れは、多相流体発生器によって選択的に遮断され（ステップ104）、既定の長さのコーティング流体の区分および既定の長さの予備流体の区分を備える多相流体を発生させる。

ステップ105では、多相流体は多相流体排出部分に運ばれ、その後ステップ106で流体排出部分の多相流体排出口を通して、コーティング金型の流体排出口に流れる。

最後に、コーティング金型および基板は、平行および反対方向で動くことを可能にされ、多相流体がコーティング金型から流れ出て、基板上の既定の位置でコーティングすることができるようにして、予備流体が気体の場合、ステップ107aで直接マイクロパッチの形を定める。予備流体がコーティング流体と混和しない液体の場合、基板は焼き付けによって予備流体を気化させるように熱せられ、ステップ107bでマイクロパッチの形を定めるようにコーティング流体を残す。

図19は本発明の第4の実施態様のコーティング金型のマイクロチャネル構造を示す概略図である。第4の実施態様は第3の実施態様と類似しており、同じ参照番号が同一の構成部分に用いられる。第4の実施態様と第3の実施態様の違いは、予備流体注入口22がコーティング流体注入口21a、21b、21cの下方に配置されることである。同様に、予備流体流路22a、22b、22cは、コーティング流体流路21a’、21b’、21c’の下方に配置される。

コーティング流体2aは、コーティング流体注入口21aからコーティング流体緩衝部分211、およびコーティング流体流路21a’を通って多相流体発生器5aに流れる。予備流体3は、予備流体注入口22および予備流体流路22aから、多相流体発生器5aに流れる。図20に示されるように、多相流体発生器5aはコーティング流体2a、および予備流体3が選択的に流れ、遮断されることができるようにする。多相流体排出部分23aでは多相流体11が形成される。多相流体11はコーティング金型2の多相流体排出口24aを通って流れる。

当業者にとって、上記実施態様にさまざまな修正および変更が施されることがあることは明らかである。例えば、マイクロチャネル12またはコーティング金型2のマイクロチャネル構造4に含まれる流体は、2相流体に限定されない。応用において、3相またはそれより多くの相の流体などの多相流体はマイクロチャネルで、またはマイクロチャネル構造で発生され、それらに含まれる。

本発明の第1の実施態様に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置の斜視図 基板上への多相流体のコーティングを示す概略図 基板上のマイクロパッチの形成を示す概略図 コーティング流体供給タンクから図1のマイクロパッチコーティング装置のマイクロチャネルへのコーティング流体の供給を示す概略図 マイクロチャネルが、コーティング流体供給タンクを接続するために駆動され、コーティング流体区分がマクロチャネルに引き入れられることを示す断面図 予備流体区分が、マイクロチャネルに引き入れられることを示す断面図 コーティング流体が、複数の予備流体部分によって選択的に遮断されることを示す断面図 多相流体がマイクロチャネルで発生されることを示す断面図 本発明の第2の実施態様に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置の斜視図 本発明の第3の実施態様に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置の斜視図 図10のマイクロパッチコーティング装置のコーティング金型のマイクロチャネル構造を示す概略図 図11の線12-12に沿った断面図 図10のマイクロパッチコーティング装置の流れ発生器による多相流体の発生を示す概略図 図10のマイクロパッチコーティング装置の駆動装置によって駆動されるコーティング金型の動きを示す概略図 図10のマイクロパッチコーティング装置の駆動装置によって駆動される基板の動きを示す概略図 図10のマイクロパッチコーティング装置によって基板上に形成されるコーティングパターンを示す概略図 図10のマイクロパッチコーティング装置によって基板上に形成される別のコーティングパターンを示す概略図 本発明に従ったマイクロパッチコーティング方法を実施するためのフローチャート 本発明に従って組み立てられるマイクロパッチコーティング装置の第4の実施態様のコーティング金型のマイクロチャネル構造を示す概略図 図19の線20-20に沿った断面図

符号の説明

１００ マイクロパッチコーティング装置
１１ 多相流体
１２ マイクロチャネル
１２ａ マイクロチャネル
１２ｂ マイクロチャネル
１２ｃ マイクロチャネル
１２１ 注入口
１２２ 排出口
１３ 駆動装置
１４ 支持部材
１５ コネクター
１６ 流体駆動装置
１６１ 注射器
１６２ プランジャ
１６３ ポンプ
１８ コーティング流体供給タンク
１８１ 貫通孔
２００ マイクロパッチコーティング装置
２ コーティング金型
２ａ コーティング流体
２ａ′ コーティング流体2a既定の長さ
２ｂ コーティング流体
２ｃ コーティング流体
２１ａ コーティング流体注入口
２１ａ′ コーティング流体流路
２１ｂ コーティング流体注入口
２１ｂ′ コーティング流体流路
２１ｃ コーティング流体注入口
２１ｃ′ コーティング流体流路
２１１ コーティング流体緩衝部分
２１２ コーティング流体緩衝部分
２１３ コーティング流体緩衝部分
２２ 予備流体注入口
２２ａ 予備流体流路
２２ｂ 予備流体流路
２２ｃ 予備流体流路
２３ａ 多相流体排出部分
２３ｂ 多相流体排出部分
２３ｃ 多相流体排出部分
２３１ 多相流体注入口
２３２ 多相流体注入口
２３３ 多相流体注入口
２４ 流体排出口
２４ａ 多相流体排出口
２４ｂ 多相流体排出口
２４ｃ 多相流体排出口
３００ マイクロパッチコーティング装置
３ 予備流体
３′ 予備流体3の既定の長さ
４ マイクロチャネル構造
５ａ 多相流体発生器
５ｂ 多相流体発生器
５ｃ 多相流体発生器
６ 基板
６ａ パネル駆動装置
７′ 流体膜
７ａ マイクロパッチ
７ｂ マイクロパッチ
７ｃ マイクロパッチ
７ｃｗｐ マイクロパッチ
Ｉ 水平方向
ＩＩ 注射器161の縦方向に平行な方向

Claims (3)

1. （a）少なくとも１つのコーティング流体注入口、少なくとも1つの前記コーティング流体と混和しない液体または気体からなる予備流体注入口、少なくとも1つの多相流体排出部分および少なくとも1つの流体排出口のあるマイクロチャネル構造を持つコーティング金型を作製するステップと、
   （b）前記コーティング流体注入口を通して前記マイクロチャネル構造にコーティング流体を供給するステップと、
   （c）前記予備流体注入口を通して前記マイクロチャネル構造に予備流体を供給するステップと、
   （d）コーティング流体の既定の長さが形成され後、コーティング流体の供給を選択的に遮断し、予備流体の既定の長さが形成された後、前記予備流体の供給を遮断し、それによって多相流体を発生させるステップと、
   （e）前記多相流体排出部分の前記多相流体注入口を通して、その後前記多相流体排出部分の前記多相流体排出口から、前記コーティング金型の前記流体排出口に前記多相流体を運ぶステップと、
   （f）前記多相流体が前記コーティング金型から流れ出て、既定の位置の前記基板上でコーティングされるように、互いに関連する動きで動くよう、前記コーティング金型および前記基板を駆動させ、前記予備流体が気体の場合、または前記予備流体が前記コーティング流体と混和しない液体の場合、マイクロパッチを前記基板上に形成するために焼くことによって、マイクロパッチを前記基板上に直接形成するステップを備え、
   ステップ（e）において、前記コーティング流体注入口および前記予備流体注入口の接続点に接続される多相流体発生器の遮断動作を選択的に繰り返して行うことにより、前記多相流体排出部分に前記コーティング流体の既定の長さのいくつかの区分2a’と前記予備流体の既定の長さのいくつかの区分3’を交互に並べて前記多相流体を形成することを特徴とする、基板上にマイクロパッチパターンを形成するマイクロパッチコーティング方法。
2. ステップ（f）において、前記コーティング金型と前記基板との間の動きは、前記コーティング金型を移動させることによって達成されることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロパッチコーティング方法。
3. ステップ（f）において、前記コーティング金型と前記基板との間の動きは、前記基板を移動させることによって達成されることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロパッチコーティング方法。