TW201842972A - 用於配送粒狀材料之配料裝置、噴塗裝置及將粒狀材料施用於基板之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於配送粒狀材料(16)之配料裝置(10)，其包含用於儲存粒狀材料(16)之儲集器(12)、配料盤(20)及抽吸裝置(24)。該配料盤(20)可圍繞旋轉軸線(22)旋轉。該儲集器(12)具有面向該配料盤(20)之配料開口(14)且該配料開口(14)經配置於該配料盤(20)上方，以使得在該配料盤(20)之表面與環繞該配料開口(14)之表面(26)之間形成配料間隙。該配料開口(14)經配置為相對於該旋轉軸線(22)偏心。該抽吸裝置(24)具有面向該配料盤(20)之開口(25)，該開口(25)經配置於該配料盤(20)上方且同樣經配置為相對於該旋轉軸線(22)偏心。選擇該配料間隙之尺寸以使得將該粒狀材料(16)之單層(18)的粒子(17)自該儲集器(12)經由該配料開口(14)配送至該配料盤(20)之表面上。建構且配置該抽吸裝置(24)以使得當藉由旋轉該配料盤(20)將該等粒子(17)輸送至該抽吸裝置(24)時將單層(18)的粒子(17)抽吸至該抽吸裝置(24)中且與氣流混合。 本發明之其他態樣係關於一種包含此類配料裝置之噴塗裝置及一種用於將粒狀材料施用於基板之方法。

Description

用於配送粒狀材料之配料裝置、噴塗裝置及將粒狀材料施用於基板之方法
本發明係關於一種用於配送粒狀材料之裝置，其包含用於儲存粒狀材料之儲集器、配料盤及抽吸裝置。本發明之其他態樣係關於包含此類配料裝置之噴塗裝置及一種用於將粒狀材料施用於基板表面之方法。
R. Baetens 等人 「Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review」, Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) 第87-105頁之綜述文章描述可著色智慧型窗口。智慧型窗口可利用用於調變光之透射率之數種技術，諸如基於電致變色之裝置、液晶(LC)裝置及電泳或懸浮粒子裝置。基於液晶之裝置採用藉由施用引起其透射率改變之電場而發生之液晶分子在兩個導電電極之間之定向的變化。 諸如LCD顯示器裝置之已知液晶裝置包含兩個基板且具有液晶層包夾在兩個基板之間。為保持液晶層之適當的厚度，將間隔物分佈在間隙內部。通常，間隔物呈直徑為4 µm至50 µm之球形，其中對於LCD顯示器，通常使用4 µm至5 µm之間隔物直徑且對於LC窗口通常使用10 µm至50 µm之間隔物直徑。 US 7,692,758 B2描述用於分佈間隔物之方法及設備。設備包含接地載物台及可將分佈有間隔物之基板置放於該載物台上。將可移動之噴嘴單元配置於載物台上方。用諸如空氣或氮氣之氣體之空氣流將呈精細粉末形式之間隔物載運至噴嘴。噴嘴末端之電極在空氣中產生陰離子且使間隔物帶電。藉由彼此之間的斥力將帶電間隔物以有規則的間隔分佈於接地基板上。典型的間隔物密度在每mm2 10至2000個粒子範圍內。 為達成有規則的間隔物分佈，有必要將間隔物均勻供應至噴嘴。自DE 42 37 111 A1已知用於用一層精細粉末塗佈物件的設備。將粉末自儲集器遞送至進行振盪以將粉末遞送至料斗中之平板上。將粉末及空氣供應至混合腔室中且隨後將包含粉末之空氣流供應至與混合腔室連接之噴嘴中。 包括LC窗口之窗口通常大於典型的LCD顯示器且面積可超過數平方公尺。對於基於液晶之智慧型窗口，由於較大尺寸且由於容易在窗口中檢測到光學缺陷，所以達成均勻分佈之間隔物具有挑戰性。 基於液晶之智慧型窗口需要間隔物以有規則的方式分佈且每單位面積間隔物數目的標準差較低且不具有或至少實質上不具有間隔物群集。應直接可見且必須避免數個間隔物之群集。此外，間隔物數目之標準差應較低以避免導致造成視覺假影之間隙尺寸變化的具有極少或不具有間隔物之區域。 用於分佈間隔物之已知設備不達成必要的每單位面積間隔物數目之低標準差及所需的間隔物群集之低數目。因此，需要用於配送粒狀材料之粒子的改進配料設備，諸如用於液晶裝置之間隔物。此外，需要可縮短遞送用於塗佈基板之所需量的間隔物所需之時間(節拍時間)之配料裝置。
提出用於配送粒狀材料之配料裝置。配料裝置包含用於儲存粒狀材料之儲集器、配料盤及抽吸裝置。配料盤可圍繞旋轉軸線旋轉。儲集器具有面向配料盤之配料開口且配料開口經配置於配料盤上方以使得在配料盤之表面與環繞配料開口之表面之間形成配料間隙。配料開口經配置為相對於旋轉軸線偏心。抽吸裝置具有面向配料盤之開口，且抽吸裝置之開口經配置於配料盤上方且同樣經配置為相對於旋轉軸線偏心。選擇配料間隙之尺寸以使得將粒狀材料之粒子的單層自儲集器經由配料開口配送至配料盤之表面上，且建構且配置抽吸裝置以使得當藉由旋轉配料盤將粒子輸送至抽吸裝置時將粒子的單層抽吸至抽吸裝置中且與氣流、較佳與恆定氣流混合。
將粒狀材料之粒子自儲集器經由配料開口遞送至配料盤上。當配料開口配置於配料盤上方時，藉助於重力使粒子落至配料盤上。可藉助於配置於儲集器中之攪動器支撐粒子之遞送。 若配料開口之形狀為圓形，則配料開口之直徑較佳選自2 mm至20 mm且尤其較佳5至10 mm。可替代地，配料開口可呈任何其他形狀，其中配料開口之尺寸定義為最大尺寸且較佳定向最大尺寸以使得延伸穿過此尺寸之線與配料盤之旋轉軸線交叉。例如，配料開口可呈卵圓形狀。 配料開口之中心經配置為相對於配料盤之旋轉軸線偏心。配料開口之中心與旋轉軸線之間的距離較佳在10 mm至50 mm範圍內。抽吸裝置之開口之中心的距離經選擇為與配料開口之中心的距離相同。使抽吸裝置之開口之直徑適於配料開口之尺寸以使得抽吸裝置之開口之直徑與配料開口之直徑相同或略微地大於配料開口之直徑。藉由選擇大於配料開口之直徑的抽吸裝置之開口之直徑，環境氣體(空氣)之吸入增加。 藉由旋轉配料盤將遞送至配料盤上之粒子輸送至抽吸裝置。環繞配料開口之壁與配料盤之表面之間的距離界定配料間隙之尺寸。選擇配料間隙之尺寸以使得僅可藉由配料盤輸送單層的粒子。配料開口之表面如同刮板一樣起作用，其阻擋任何其他層的粒子跟隨配料盤旋轉且因此阻擋輸送其他粒子至抽吸裝置。僅將單層的粒子遞送至具有規定寬度及高度之配料盤上。隨後將此單層輸送至抽吸裝置。單層之寬度係由配料開口之直徑界定且高度係由粒子之尺寸界定。 粒子之尺寸定義為粒子之直徑。若粒子不呈球形，則粒子之尺寸可定義為最大可能性圓周之粒子的直徑。理想地，粒狀材料之所有粒子具有相同尺寸。通常，粒狀材料之粒子具有一定的尺寸分佈。在下文中，術語「粒子之尺寸」係指粒子之平均尺寸。在間隔物用於光學裝置之情況下，粒徑僅具有通常為標稱粒徑的±1.0%之低公差。 配料盤具有扁平表面且配料開口相對於配料盤配置以使得當旋轉配料盤時配料間隙之尺寸變化小於10 µm、較佳變化小於5 µm且尤其較佳變化小於2 µm。 配料盤之旋轉速度較佳在5至20 rpm範圍內。 配料盤之表面粗糙度Ra較佳在0.1至4 µm範圍內，尤其較佳在2至3.5 µm範圍內。Ra為沿線闊量測之表面粗糙度之算術平均值。 表面粗糙度必須不過大以便保持配料間隙尺寸之變化在較佳限值內。然而，配料盤與粒狀材料之粒子之間的一定摩擦被視為有利的，以便防止粒子滑出配料盤。藉由提供具有規定粗糙度之表面來防止粒子在更高的旋轉速度下旋轉脫離。 用於配料盤之合適的材料為不鏽鋼。 配料盤之表面較佳經圖案化以使得表面具有複數個凹痕，其中選擇凹痕之形狀以使得粒狀材料之恰好一個粒子裝入凹痕中之一者中。若粒狀材料之粒子呈球形，則對於深度為粒徑的50%或超過50%之凹痕，凹痕較佳呈直徑等於或略微地大於粒子之直徑的球形。對於深度小於粒徑的50%之凹痕，所以凹痕之直徑可選擇為小於粒徑。 藉由使用具有圖案化表面之配料盤來進一步提高單層的粒子之均勻性。各凹痕界定用於粒狀材料之恰好一個粒子之空間。另外，環繞配料開口之壁充當刮板且拭去任何額外層的粒子。 若配料盤之表面並未經圖案化，則間隙之尺寸由配料盤之表面與環繞配料開口之壁之間的最短距離界定。若配料盤之表面經圖案化，則必須考慮凹痕之深度以使得間隙之尺寸由配料盤之表面與環繞配料開口之壁之間的最短距離及凹痕之深度的總和界定。若並非所有的凹痕具有相同深度，則隨後使用平均深度。 為允許僅將單層的粒子自配料開口下方輸送至抽吸裝置，配料間隙之尺寸選擇為大於粒子之平均直徑且小於或等於粒子之平均直徑的兩倍。 抽吸裝置較佳經建構為文氏噴嘴(Venturi nozzle)。當將諸如空氣或氮氣之空氣流施用於文氏噴嘴時，將粒子抽吸至文氏噴嘴中作為通過面向配料盤之開口的側流。該流可由壓力及流動速率界定。空氣流之壓力較佳在0.1至2巴範圍內，尤其較佳在0.25至1巴範圍內。 每時間單位配送粒子之量較佳藉由選擇選自以下之參數來控制：配料盤之旋轉速度、配料開口之尺寸及形狀、旋轉軸線與配料開口之中心之間的距離及此等參數中之至少兩者之組合。 儲集器較佳包含用於攪拌粒狀材料之粒子且因此支撐將粒子遞送至配料盤上的攪動器。攪動器較佳經配置於配料開口附近。 此外，較佳地，至少配料開口附近之內壁的儲集器之材料係由諸如聚合物之非導電材料製成。攪動器可刮擦儲集器內壁且因此釋放其他粒子。藉由使用非導電材料來避免污染具有導電粒子之粒狀材料。在配料間隔物用於製造液晶單元之情況下，此為有利的，因為避免單元之兩個基板之間的不合需要的電性短路(electrical shortcut)。 配料裝置較佳經配置於外殼中且配料盤較佳容納於諸如氮氣之乾燥及/或惰性氛圍中。乾燥環境防止或至少減少粒子黏聚。諸如氮氣之惰性氛圍可用於確保安全的乾燥環境。 本發明之另一態樣提供一種用於將粒狀材料施用於基板表面之噴塗裝置。噴塗裝置包含所描述之配料裝置中之一者。配料裝置供應包含粒狀材料之氣流。噴塗裝置進一步包含至少一個噴嘴、至少一個將配料裝置連接至至少一個噴嘴之供應管線及用於相對於至少一個噴嘴移動基板之構件。 用於相對於至少一個噴嘴移動基板之構件可例如為輸送機，其中輸送機經建構且經配置以移動基板。輸送機可為任何滾筒、同軸輥及/或(多-單)帶式輸送機。可替代地，用於移動基板之構件可經建構作為基板載體，諸如真空夾盤或浮動台。在浮動台中，藉由氣流提升且移動基板。 噴塗裝置可包含噴霧棒且可在噴霧棒上安裝至少一個噴嘴。用於相對於至少一個噴嘴移動基板之構件可經建構作為移動噴霧棒之平移載物台。若安裝至少一個噴嘴而無噴霧棒，則可將至少一個噴嘴安裝至平移載物台。 此外，可安裝噴霧棒在平移載物台上。在此類實施例中，首先藉由使用如上文所描述之用於移動基板之構件將基板輸送至噴塗腔室中且輸送出噴塗腔室。在施用粒狀材料期間，基板保持靜止且平移載物台用作相對於至少一個噴嘴移動基板之構件。 用於移動基板之構件較佳經建構以使得基板相對於至少一個噴嘴之移動速度在2 m/min至6 m/min範圍內。 噴塗裝置較佳包含用於以靜電方式使粒狀材料之粒子帶電之構件。 用於以靜電方式使粒子帶電之構件較佳包含至少一個供應管線且至少一個供應管線至少部分由導電材料建構以使得藉由與供應管線之導電材料之碰撞來使粒子帶電。導電材料較佳與地面電位連接。粒子在其自配料裝置行進至至少一個噴嘴期間同時與供應管線之導電材料之壁碰撞從而以靜電方式帶電(摩擦電效應)。有利地，具有相同電荷之粒子展現防止粒子群集或黏聚之粒子之間的斥力。 基板較佳在噴塗裝置中經電絕緣。粒子黏著於基板表面上。即使當基板上下顛倒且輕打時，其亦黏著。咸信凡得瓦力(van der Waals force)對粒子黏著性負責。 噴塗裝置較佳包含振動系統。振動系統經建構且經配置以對至少一個噴嘴施用振動。有利地，阻塞噴嘴之風險藉由振動噴嘴來降低。較佳將至少一個噴嘴安裝至噴霧棒且使噴霧棒附接至振動系統。有利地，僅需要一個振動系統以將振動施用於附接至噴霧棒之所有噴嘴。 噴塗裝置較佳包含用於調節至少一個噴嘴至基板之距離之構件。因為噴嘴可安裝至噴霧棒，所以用於調節距離之構件可經建構且經配置以使得噴霧棒至基板之距離得以調節。可較佳將至少一個噴嘴至基板之距離調節在25 mm至500 mm範圍內，較佳在100 mm至300 mm範圍內且最佳在150至250 mm範圍內。 至少一個噴嘴具有界定包含離開噴嘴之粒子的氣流之形狀之開口角。較佳地選擇至少一個噴嘴之開口角、至少一個噴嘴至基板之距離及若存在超過一個噴嘴之兩個噴嘴之間的距離以使得由至少一個噴嘴產生之包含粒狀材料之氣溶膠噴霧(aerosol spray)覆蓋基板之整個寬度。若存在超過一個噴嘴，則較佳在由兩個噴嘴產生之氣溶膠噴霧之間不存在重疊。兩個噴嘴之間的距離亦稱為噴嘴縫(nozzle stitch)。 若使用超過一個噴嘴，則避免兩個噴嘴之氣溶膠噴霧之間的重疊，因為遞送至基板之粒子之濃度在重疊區域中增大。同樣，應避免兩個噴嘴之兩個氣溶膠噴霧之間的間隙，因為粒子不應遞送或僅降低濃度之粒子遞送至間隙區域。 若配料裝置包含兩個或超過兩個噴嘴，則較佳經由單獨的供應管線將噴嘴中之各者連接至配料裝置。較佳將分佈器連接至配料裝置且將供應管線中之各者連接至分佈器。此外，所有噴嘴之所有供應管線較佳具有相等長度。藉由選擇相等長度之所有供應管線，避免不同噴嘴之間的不規則且達成粒子更均勻分佈於基板上。 為避免污染具有粒狀材料之粒子之環境，噴塗裝置較佳包含噴塗腔室。噴塗腔室經建構以容納基板。至少一個噴嘴及用於相對於至少一個噴嘴移動基板之構件位於噴塗腔室內。噴塗腔室較佳經密封以便在噴塗腔室內部含有任何過量粒子。 此外，噴塗腔室經較佳地建構以使得可易於清潔噴塗腔室。為易於清潔，噴塗腔室較佳具有經拋光之表面，諸如經電拋光之不鏽鋼或具有類似品質之表面。為避免粒子黏著於噴塗腔室表面，噴塗腔室較佳為抗靜電的或如同粒子一樣同樣帶電以便產生排斥效應。 在本發明之另一態樣中，提供一種用於將粒狀材料施用於基板表面之方法。該方法包含以下步驟：將粒狀材料及基板供應至所描述之噴塗裝置中之一者及使用噴塗裝置將粒狀材料施用於基板表面。 待加工之基板較佳為諸如液晶單元之光學裝置之基板。粒狀材料之粒子較佳為用於分離光學裝置之兩個基板之間隔物。 光學裝置可為可切換窗口，詳言之包含液晶單元之可切換液晶窗口。此外，光學裝置可為液晶顯示器(LCD)。基板較佳呈矩形形狀，其中矩形各側之長度可在5 cm至500 cm範圍內，尤其較佳在40 cm至400 cm範圍內且最佳在100 cm至250 cm範圍內。基板可呈任意形狀，其中考慮矩形形狀以產生最高粒子效率。例如，三角形比矩形具有更多的「間隙」，儘管兩個基板具有相同的起始寬度。 與用於將粒狀材料施用於基板表面之噴塗裝置及方法相比，本發明之裝置及方法能夠以更高的速率遞送粒狀材料。此允許縮短節拍時間。節拍時間為將粒狀材料遞送至基板而具有所需粒子分佈所需的時間。例如，基於在基板上方多次旋轉間隔物噴嘴以便達成可接受分佈之已知裝置能夠在約14分鐘節拍時間內加工1.8 m²基板。所提出之裝置及方法容許在約30秒節拍時間內加工1.8 m²基板。 較佳使粒狀材料與氮氣在噴塗裝置之配料裝置中混合。為確保乾燥環境，較佳為氮氣。可替代地，亦可使用壓縮的潔淨乾燥空氣。 當壓縮的乾燥空氣適用作推進劑時，使用氮氣作為推進劑之額外效益為因不存在氧氣而防止產生潛在的(粉塵)燃燒。 所提出之配料裝置、所提出之噴塗裝置及所提出之方法均可用於由例如尤其聚合物、玻璃或金屬之合成材料製成之大範圍的球形及非球形顆粒。在單片材或輥對輥應用中合適的基板為例如玻璃、塑膠、木材、金屬、紙、紙板、PCB、LCD等。 圖1描繪呈示意性截面視圖之配料裝置10。配料裝置10包含儲集器12、配料盤20及抽吸裝置24。儲集器12及抽吸裝置24經配置於配料盤20上方。配料盤20可圍繞垂直旋轉軸線22旋轉。 儲集器12包含通向配料開口14之漏斗部分13。配料開口14面向配料盤20之上表面。粒狀材料16儲存於儲集器12內部。藉助於重力將粒狀材料16經由配料開口14遞送至配料盤20上。在圖1之實施例中，將攪動器28安裝於儲集器12內以便支撐粒狀材料16的遞送。為避免因攪動器28刮擦儲集器12之內壁15而產生導電粒子，攪動器28附近之內壁15之至少部分較佳由非導電材料製成。 將粒狀材料16以粒狀材料16之單層18形式遞送至配料盤20上。藉助於旋轉配料盤20將單層18自配料開口14之底面輸送至抽吸裝置24。 抽吸裝置24具有面向配料盤20之開口25。在抽吸裝置24內部，氣體壓力相對於配料盤20附近之氣體壓力降低以使得將氣體流抽吸至抽吸裝置中。氣體流將單層18的粒子拖曳向前至抽吸裝置24中，產生氣體與粒子之混合物。氣體為例如乾燥空氣或氮氣。 藉助於單層18，將規定量的粒狀材料16之粒子輸送至抽吸裝置24且隨後與規定量的氣體混合，以使得形成具有偏差較低之規定粒子密度的氣體與粒子之混合物。 如自圖1可見，配料開口14之平面以及抽吸裝置24之開口25之平面係平行於配料盤20之平面定向。此外，儲集器12以及抽吸裝置24經配置為相對於旋轉軸線22偏心。配料開口14之中心及抽吸裝置24之開口25之中心距旋轉軸線22之距離相同。 圖2顯示配料裝置10之透視圖。儲集器12及抽吸裝置24經安裝於配料盤20上方。儲集器將粒狀材料之單層18遞送至配料盤20上。藉助於旋轉配料盤20自儲集器12下方朝向抽吸裝置24下方之位置輸送粒狀材料之單層18。諸如空氣或氮氣之氣流流入抽吸裝置24中且將單層18的粒子載入抽吸裝置24中。 圖3顯示遞送粒子至配料盤20上之放大的示意圖。儲集器12之漏斗部分13通向配置於配料盤20表面上方之配料開口14。將配料開口14安裝在距配料盤20表面距離30處且形成配料間隙。 粒狀材料之粒子17經由配料開口14自儲集器12落至配料盤20表面上。藉助於旋轉配料盤20，移動粒子17遠離配料開口14下方。旋轉方向由箭頭23指示。在圖3中所示之實例中，粒子17呈球形，以使得其尺寸由其直徑界定。 選擇配料間隙之尺寸以使得僅可藉由配料盤20輸送單層18的粒子17。環繞配料開口14之表面26如同刮板一樣起作用。刮板阻擋任何其他層的粒子17跟隨配料盤20旋轉且因此阻擋其他粒子輸送至抽吸裝置24。 配料間隙之尺寸較佳地經選擇以使得配料開口14與配料盤20之表面26之間的距離大於粒子17之直徑且小於或等於粒子17之直徑的兩倍。由於配料間隙之經選擇尺寸，所以表面26或刮板拭去超過形成單層18之彼等粒子17的任何粒子17。 在圖3中所示之實施例中，配料盤20之表面具有粗糙度32以便提供充分的摩擦以使得當旋轉配料盤20時粒子17停留在適當位置。配料盤20之表面粗糙度Ra較佳在0.1至4 µm範圍內，尤其較佳在2至3.5 µm範圍內。Ra為沿線闊量測之表面粗糙度之算術平均值。 在圖4中，顯示配料盤20之替代實施例。配料盤20之表面經圖案化且特徵在於複數個凹痕34。凹痕34匹配粒狀材料之粒子17之形狀以使得恰好一個粒子17裝入凹痕34中之一者中。自凹痕底部至配料開口14量測配料開口14至配料盤20之表面的距離。 如關於圖2已所描述，如由箭頭23指示來旋轉配料盤20且將粒子17自配料開口14下方輸送至抽吸裝置24。環繞配料開口14之表面26拭去可形成超過單層18之額外層之任何過量粒子。 圖5顯示包含配料裝置10、分佈器120及噴塗腔室102之噴塗裝置100。在噴塗腔室102內部，數個噴嘴108經安裝至噴霧棒106上。此外，輸送機114經配置於噴塗腔室102內部且經組態以容納基板112且輸送基板112通過噴塗腔室102。 將各噴嘴108經由獨立的供應管線104連接至分佈器120。將配料裝置10連接至分佈器120且將氣體與粒狀材料之粒子17之混合物供應至分佈器120。 噴嘴108中之各者經組態以生成具有規定開口角之氣溶膠噴霧110。選擇噴嘴108與基板112之間的距離116以及兩個噴嘴108之間的距離118以使得氣溶膠噴霧110覆蓋基板112之整個寬度，同時避免兩個噴嘴108之氣溶膠噴霧110之間的重疊或氣溶膠噴霧110之間的間隙。 為以粒狀材料之粒子17塗佈基板112的表面，藉助於輸送機114移動基板112通過氣溶膠噴霧110。基板112之表面上之粒子17的密度可藉由調節所供應之氣體與粒子之混合物且藉由調節輸送機114之移動速度來控制。 塗佈基板112之表面之過程在噴塗腔室102內部進行。噴塗腔室102含有並未遞送至基板112之任何過量粒子以避免污染環境。 圖6顯示液晶裝置200之實例。液晶裝置200包含第一基板202、第二基板204及包夾在兩個基板202與204之間的液晶層206。將粒子17置放於兩個基板202與204之間且充當間隔物210以保持具有恆定寬度之兩個基板202與204之間的間隙。液晶位於成形間隙內部。液晶裝置200另外包含閉合間隙之密封件208。 圖7顯示充當第一基板202上之間隔物之粒子17的分佈。間隔物之分佈必須為均勻的以便保證液晶裝置200中之恆定間隙寬度。對於分析，九個測試場301至309已遍及第一基板202之表面而分佈。測試場301至309中之各者中之粒子17數目係藉由拍攝對應測試場之顯微鏡影像且計數顯微鏡影像中之粒子17來確定。 分析每一測試場中中之粒子17的數目及分佈。若場中之粒子17數目過低，則施加至液晶裝置200上之力可壓縮此場中之間隙。隨後間隙之寬度小於導致液晶裝置200之可見缺陷之期望寬度。若測試場中之粒子17數目過高，則會干擾環繞粒子之液晶之特性，導致液晶裝置之可見的光學缺陷。 此外，必須避免粒子17之群集。群集為兩個或超過兩個粒子17之黏聚物。此等群集通常較大而足以為肉眼可見且因此為可見的光學缺陷。在場#309中，描繪4個粒子17之群集。 實例 具有16個噴嘴配置於噴霧棒上之噴塗裝置係用於以測試粉末塗佈玻璃基板。兩個噴嘴之間的距離(噴嘴間距)設定成94 mm。因此，可用此測試裝備塗佈之基板之最大寬度為約1500 mm。粉末粒子位於配料裝置之儲集器中。配料裝置係用於向噴塗裝置提供氣體與間隔物粒子之混合物。 將配料開口及配料裝置之抽吸裝置之開口安裝在距旋轉軸線20 mm距離處。配料盤之旋轉速度、配料盤與配料開口之表面之間的配料間隙之尺寸為可調節的。至於抽吸裝置，文氏噴嘴與可調節的文氏壓力一起使用。 噴嘴與玻璃基板之間的距離為可調節的。輸送帶係用於相對於噴嘴移動玻璃基板。 對於所達成之粒子分佈的分析，將成像約5 mm2 面積之顯微鏡相機置放於基板上之不同位置上。使用USB顯微鏡獲得顯微鏡相機之影像且接著分析。在記錄框架中，計算每一經測試位置之粒子數目。此外，記錄群集之超過一個粒子之存在。 使尺寸400 mm×400 mm之四個玻璃基板塗佈有聚醯亞胺。摩擦聚醯亞胺以便產生用於液晶之對準層。 在此實例中，可購自KSL staubtechnik gmbh,Germany之防黏髒粉末S5/20用作測試粉末。此所用粉末係基於天然澱粉。中值粒度為20.6 µm且尺寸小於10 µm之粒子之量為6.3體積%。 使用16個噴嘴且噴嘴至基板玻璃之距離設定成200 mm，且輸送機之速度設定成以6 m/min速度相對於噴嘴移動玻璃基板。 在配料盤之旋轉速度設定成5 rpm且配料間隙之尺寸為30 µm之情況下操作配料裝置。文氏壓力設定成0.45巴。 成像面積為約5 mm2 之九個量測場在玻璃基板之表面上均勻地分佈成三列(A、B、C)及三行(1、2、3)。統計各場中之間隔物數目且記錄群集。量測結果列於表1至4中。每一個基板之場中的粒子之平均數目以及對應的標準差在表5中給出。並未觀察到粒子群集。 表1 表2 表3 表4 表5
10‧‧‧配料裝置
12‧‧‧儲集器
13‧‧‧漏斗
14‧‧‧配料開口
15‧‧‧內壁
16‧‧‧粒狀材料
17‧‧‧粒狀材料之粒子
18‧‧‧粒狀材料之單層
20‧‧‧配料盤
22‧‧‧旋轉軸線
23‧‧‧旋轉方向
24‧‧‧抽吸裝置
25‧‧‧開口
26‧‧‧表面
28‧‧‧攪動器
30‧‧‧配料間隙
32‧‧‧表面粗糙度
34‧‧‧凹痕
100‧‧‧噴塗裝置
102‧‧‧噴塗腔室
104‧‧‧供應管線
106‧‧‧噴霧棒
108‧‧‧噴霧嘴
110‧‧‧氣溶膠噴霧
112‧‧‧基板
114‧‧‧輸送機
116‧‧‧噴嘴至基板之距離
118‧‧‧噴嘴縫
120‧‧‧分佈器
200‧‧‧液晶裝置
202‧‧‧第一基板
204‧‧‧第二基板
206‧‧‧液晶層
208‧‧‧密封件
210‧‧‧間隔物
圖示顯示： 圖1 呈示意性截面視圖之配料裝置， 圖2 呈透視圖之配料裝置， 圖3 粒子向配料盤上之遞送， 圖4 粒子向經圖案化配料盤上之遞送， 圖5 噴塗裝置之示意性全覽圖， 圖6 液晶單元之橫截面圖，及 圖7 基板上之間隔物分佈及測試場。

Claims (19)

  1. 一種用於配送粒狀材料(16)之配料裝置(10)，其包含 用於儲存該粒狀材料(16)之儲集器(12)、 配料盤(20)及 抽吸裝置(24)，其中 該配料盤(20)可圍繞旋轉軸線(22)旋轉， 該儲集器(12)具有面向該配料盤(20)之配料開口(14)， 該配料開口(14)係配置於該配料盤(20)上方以使得在該配料盤(20)之表面與環繞該配料開口(14)之表面(26)之間形成配料間隙，該配料開口(14)經配置為相對於該旋轉軸線(22)偏心， 該抽吸裝置(24)具有面向該配料盤(20)之開口(25)，該開口(25)經配置於該配料盤(20)上方且同樣經配置為相對於該旋轉軸線(22)偏心， 選擇該配料間隙之尺寸以使得將該粒狀材料(16)之單層(18)的粒子(17)自該儲集器(12)通過該配料開口(14)配送至該配料盤(20)之表面上， 建構且配置該抽吸裝置(24)，以使得當藉由旋轉該配料盤(20)將該等粒子(17)輸送至該抽吸裝置(24)時，將該單層(18)的粒子(17)抽吸至該抽吸裝置(24)中且與氣流混合。
  2. 如請求項1之配料裝置(10)，其中該配料盤(20)之表面扁平度在0至5 µm範圍內且/或表面粗糙度在0.1至4 µm範圍內。
  3. 如請求項1之配料裝置(10)，其中使該配料盤(20)之表面經圖案化以使得該表面具有複數個凹痕(34)，選擇該等凹痕(34)之形狀以使得該粒狀材料(16)之恰好一個粒子(17)裝入該等凹痕(34)中之一者中。
  4. 如請求項1至3中任一項之配料裝置(10)，其中該配料間隙之尺寸大於該等粒子(17)之平均直徑且小於或等於該等粒子(17)之平均直徑的兩倍。
  5. 如請求項1至3中任一項之配料裝置(10)，其中該抽吸裝置(24)為文氏(Venturi)噴嘴。
  6. 如請求項1至3中任一項之配料裝置(10)，其中配送粒子(17)之量係藉由選擇選自該配料盤(20)之旋轉速度、該配料開口(14)之形狀、該旋轉軸線(22)與該配料開口(14)之中心之間的距離的參數及此等參數中之至少兩者之組合來控制。
  7. 如請求項1至3中任一項之配料裝置(10)，其中該儲集器(12)包含用於攪拌該配料開口(14)附近之粒狀材料(16)之粒子(17)的攪動器(28)。
  8. 一種用於將粒狀材料(16)施用於基板(112)之表面的噴塗裝置(100)，該噴塗裝置(100)包含如請求項1至7中任一項之配料裝置(10)，該配料裝置(10)供應包含該粒狀材料(16)之氣流；至少一個噴嘴(108)；將該配料裝置(10)連接至該至少一個噴嘴(108)之至少一個供應管線(104)；及用於相對於該至少一個噴嘴(108)移動基板(112)之構件。
  9. 如請求項8之噴塗裝置(100)，其中該噴塗裝置(100)包含用於以靜電方式使該粒狀材料(16)之粒子(17)帶電之構件。
  10. 如請求項9之噴塗裝置(100)，其中該至少一個供應管線(104)至少部分由導電材料建構，以使得該等粒子(17)藉由與該至少一個供應管線(104)之導電材料碰撞而帶電。
  11. 如請求項8至10中任一項之噴塗裝置(100)，其中該噴塗裝置(100)包含經建構且經配置以向該至少一個噴嘴(108)施用振動之振動系統。
  12. 如請求項8至10中任一項之噴塗裝置(100)，其中該至少一個噴嘴(108)至該基板(112)之距離為25 mm至500 mm。
  13. 如請求項8至10中任一項之噴塗裝置(100)，其中選擇該至少一個噴嘴(108)之開口角、該至少一個噴嘴(108)至該基板(112)之距離及(若存在超過一個噴嘴，則)兩個噴嘴(108)之間的距離，以使得由該至少一個噴嘴(108)產生包含該粒狀材料(16)之氣溶膠噴霧(110)，其中該氣溶膠噴霧(110)覆蓋該基板(112)之整個寬度，且其中若存在超過一個噴嘴(108)，則由兩個噴嘴(108)產生之氣溶膠噴霧(110)之間不存在重疊。
  14. 如請求項8至10中任一項之噴塗裝置(100)，其中該噴塗裝置(100)包含至少兩個噴嘴(108)，其中各噴嘴(108)係經由供應管線(104)連接至該配料裝置(10)且其中所有噴嘴(108)之供應管線(104)具有相等長度。
  15. 如請求項8至10中任一項之噴塗裝置(100)，其中該噴塗裝置(100)包含噴塗腔室(102)，其中該至少一個噴嘴(108)位於該噴塗腔室(102)內部，該噴塗腔室(102)經建構以容納該基板(112)且該噴塗腔室(102)經建構以含有該粒狀材料(16)之過量粒子。
  16. 一種用於將粒狀材料(16)施用於基板(112)之表面之方法，該方法包含以下步驟： 將該粒狀材料(16)及該基板(112)供應至如請求項8至15中任一項之噴塗裝置(100)，及 使用該噴塗裝置(100)將該粒狀材料(16)施用於該基板(112)之表面。
  17. 如請求項16之方法，其中該基板(112)為光學裝置(200)之基板且該粒狀材料(16)之粒子(17)為用於分離該光學裝置(200)之兩個基板之間隔物(210)。
  18. 如請求項16或17之方法，其中使該粒狀材料(16)與氮氣在該噴塗裝置(100)之配料裝置(10)中混合。
  19. 如請求項16或17之方法，其中該基板(112)為可切換窗口之基板。
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