(57)【要約】【課題】ピクセルマトリクスを形成するための装置及び方法が提供される。【解決手段】方法は、基板をピクセルマトリクス材料でコーティングし、ピクセルマトリクス材料を疎インク性材料でコーティングし、ピクセル井戸をピクセルマトリクス材料及び疎インク材料内に形成することを含む。ピクセルマトリクスを形成するためのシステムが提供され、そのシステムはパターン化装置を含み、装置は疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能なレーザー溶発システムを含む。レーザー溶発システムは、酸素処理された環境内で疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料中にピクセル井戸を形成するために操作可能であり、その結果、ピクセルマトリクスの側壁が親インク性になる。本発明はピクセル井戸構造も含み、ピクセル井戸の上部表面は疎インク性であり、側壁表面は親インク性である。他の多くの態様が提供される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をピクセルマトリクス材料でコーティングし、前記ピクセルマトリクス材料を疎インク性材料でコーティングし、ピクセル井戸をピクセルマトリクス材料及び疎インク性材料内に形成することを含むピクセルマトリクスを形成する方法。
【請求項２】
前記基板はフラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタの製造への使用に適したガラスである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記基板は親インク性のピクセルマトリクス材料でコーティングされている請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記基板はピクセル井戸の形成に適した厚さを有するピクセルマトリクス材料でコーティングされている請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ピクセルマトリクス材料は、前記ピクセルマトリクス材料の厚さに対し薄い疎インク性材料の層でコーティングされている請求項１記載の方法。
【請求項６】
ピクセル井戸を形成することは、ピクセル井戸の上部表面が疎インク性であり、ピクセル井戸の側壁表面が親インク性であるようなピクセル井戸の形成を含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
ピクセル井戸を形成することは、レーザー溶発を使用してピクセルマトリクスをパターン化することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
レーザー溶発を使用してピクセル井戸をパターン化することは、酸素処理された環境でレーザー溶発を使用することを含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
酸素処理された環境でのレーザー溶発によって、親インク性のピクセル井戸側壁を形成する請求項８記載の方法。
【請求項１０】
ピクセル井戸の上部表面は、前記疎インク性コーティングにより疎インク性である請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ピクセル井戸を形成することは、リソグラフィーを使用してピクセルマトリクスをパターン化することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ピクセルマトリクスを形成する方法であって、
疎インク性ピクセルマトリクス材料で基板をコーティングし、
前記ピクセル井戸を直接パターン化するために、酸素処理された環境内でレーザー溶発を使用して前記ピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成することを含み、
前記ピクセル井戸の上部表面が疎インク性であり、前記ピクセル井戸の側壁が親インク性である方法。
【請求項１３】
ピクセルマトリクスを形成するためのシステムであって、
基板上のピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能なレーザー溶発システムを含むパターン化装置を含み、
前記レーザー溶発システムは疎インク性上部表面と親インク性側壁表面を備えた前記ピクセル井戸を形成するために操作可能であるシステム。
【請求項１４】
前記レーザー溶発システムは、疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能である請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記レーザー溶発システムは、酸素処理された環境でピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能である請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
前記パターン化装置は前記レーザー溶発システムにより溶発された材料を除去するために用いられる真空システムを含む請求項１３記載のシステム。
【請求項１７】
前記パターン化装置はマスクを含み、ピクセル井戸のマトリクスを形成するために前記レーザー溶発システムはそのマスクを通して前記ピクセルマトリクス材料を溶発する請求項１３記載のシステム。
【請求項１８】
前記レーザー溶発システムは、前記基板の下に配置された少なくとも１つのレーザーを使用して疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能であり、
前記レーザー溶発システムはエンクロージャーと酸素供給器を含み、酸素処理された環境でピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成るために操作可能であり、
前記パターン化装置は、前記基板の上に配置され、材料が前記レーザー溶発システムによって溶発される際に、材料を取り除くために用いられる真空システムを含み、
前記パターン化装置は、前記レーザーと前記基板との間に配置されたマスクを含み、ピクセル井戸のマトリクスを形成するために、前記溶発システムが、そのマスクを通して前記ピクセルマトリクス材料を溶発する請求項１３記載のシステム。
【請求項１９】
ピクセルマトリクスを形成する方法であって、
基板上にピクセルマトリクス材料の複数のビーズをマトリクスパターン状に堆積することによってピクセルマトリクスを印刷し、
垂直側壁表面を形成するために、ピクセルマトリクス材料の各ビーズの一部をレーザー溶発することを含むピクセル井戸を形成する方法。
【請求項２０】
前記基板はフラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタの製造への使用に適したガラスである請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記マトリクス材料は疎インク性である請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
ピクセルマトリクス材料の前記堆積されたビーズはピクセル井戸を形成することに適した高さを有する請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
ピクセルマトリクス材料の各ビーズの一部をレーザー溶発することは、親インク性側壁表面を形成するために、酸素処理された環境でピクセルマトリクス材料の各ビーズの一部をレーザー溶発することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
ピクセルマトリクスであって、
複数のピクセル井戸を含み、各ピクセル井戸が上部表面と側壁表面を含み、
前記上部表面が疎インク性であり、
前記側壁表面が親インク性であるピクセルマトリクス。
【請求項２５】
前記ピクセル井戸が基板上に形成され、前記ピクセルマトリクスは、カラーフィルタを形成するためにインクを受領するために用いられる請求項２４記載のピクセルマトリクス。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、「フラットパネルディスプレイ用カラーフィルタのピクセルマトリクスを製造するための方法及び装置」の名称で、２００５年９月１９日に出願された米国特許仮出願第６０／７１８，５６５号（代理人番号１０５０２／L）に基づく優先権を主張し、この出願は全ての目的のために引用によって本明細書にそのまま組み込まれる。
本出願は、「フラットパネルディスプレイ用カラーフィルタのピクセルマトリクスを製造するための方法及び装置」の名称で、２００６年７月２８日に出願された米国特許仮出願Ｎｏ．６０／８３４，０７６（代理人番号１０５０２／L２）に基づく優先権を主張し、この出願は全ての目的のために引用によって本明細書にそのまま組み込まれる。
【関連出願の相互参照】
【０００２】
本出願は、共通して譲渡され、同時継続中の以下の米国特許出願に関連し、各出願は全ての目的のために引用により本明細書中にそのまま組み込まれる。
「インクジェットを使いフラットパネルディスプレイ内のカラーフィルタを形成するための装置及び方法」の名称で２００４年１１月４日に出願された米国特許仮出願第６０／６２５，５５０号。
「独立した平面上動作が可能なインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッド支持の装置及び方法」の名称で２００４年１２月２２日に出願された米国特許出願第１１／０１９，９６７（代理人番号．９５２１−１）。
「インクジェット印刷のための装置及び方法」の名称で２００４年１２月２２日に出願された米国特許出願第１１／０１９，９２９号（代理人番号．９５２１−２）。
「印刷ヘッドを整列するための装置及び方法」の名称で２００４年１２月２２日に出願された米国特許出願第１１／０１９，９３０号（代理人番号．９５２１−３）。
「同時インクジェット印刷及び欠陥検査ための装置及び方法」の名称で２００５年７月２８日に出願された米国特許仮出願第６０／７０３，１４６号（代理人番号．９５２１−Ｌ０２（以前９５２１−７／Ｌ）。
「同時インクジェット印刷及び欠陥検査ための装置及び方法」の名称で２００６年７月２５日に出願された米国特許出願第１１／４９３，８６１号（代理人番号．９５２１−１０）。
【発明の分野】
【０００３】
本発明は、一般に、フラットパネルディスプレイ製造のためのインクジェット印刷に係り、特に、基板上にピクセルマトリクスを形成するための装置及び方法に関する。
【背景】
【０００４】
フラットパネルディスプレイ産業は、ディスプレイデバイス、特にフラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタを製造することを目的に、インクジェット印刷を使用することを試みてきた。カラーフィルタ用のパターンを印刷する際、インクが堆積されるピクセル井戸はとりわけ小さいために、欠陥が生じる可能性が大きくなる。従って、ピクセル井戸内にインクを精密に一貫して堆積することを補助するため、改良されたピクセルマトリクス構造を含む改良された方法及び装置が必要となる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明のある態様において、複数のピクセル井戸を含むピクセルマトリクスが提供され、各ピクセル井戸は上部表面と側壁表面を含み、上部表面が疎インク性であり、側壁表面が親インク性である。
【０００６】
本発明の他の態様において、ピクセルマトリクスを形成するためのシステムが提供され、そのシステムは、疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能なレーザー溶発システムを含むパターン化装置を含む。レーザー溶発システムは、酸素処理された環境で疎インク性材料でコーティングされたピクセルマトリクス材料内にピクセル井戸を形成するために操作可能であり、その結果、ピクセルマトリクスの側壁は親インク性になる。
【０００７】
本発明の更なる他の態様において、ピクセルマトリクスを形成する方法が提供され、その方法は、基板上にピクセルマトリクス材料の複数のビーズをマトリクスパターン状に堆積することによりピクセルマトリクスを印刷し、垂直側壁表面を形成するためにピクセルマトリクス材料の各ビーズの一部をレーザー溶発することを含む。
【０００８】
本発明の更なる他の態様において、ピクセルマトリクスを形成する方法が提供され、その方法は、ピクセルマトリクス材料で基板をコーティングし、疎インク性材料でピクセルマトリクス材料をコーティングし、ピクセルマトリクス材料及び疎インク性材料内にピクセル井戸を形成することを含む。
【０００９】
本発明の他の特性及び態様は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面からより十分に明らかになる。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は基板上にピクセルマトリクスを形成することを可能にするシステム、方法及び装置を提供し、ピクセルマトリクス材料（例えば、ブラックマトリクス材料）の上部表面は疎インク性であり、ピクセルマトリクス材料の側壁表面は親インク性である。この優れた構造は、フラットパネルディスプレイ（例えば、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ等）用カラーフィルタの改良であり、疎インク性ピクセルマトリクス材料の上部表面上に不用意に堆積されたインクは、ピクセル井戸へ流れる傾向にあり、疎インク性材料を用いて全体に製造されたピクセルマトリクスの場合、ピクセル井戸内のインクは親インク性ピクセル井戸側壁表面から流れ出すことはない。この優れた構造は、基板上のピクセルマトリクス材料の固体の親インク性層の上部に疎インク性コーティング層を設けることにより実現される。ピクセルマトリクス材料のコーティングされた固体層からピクセルマトリクスを直接パターン化するために、レーザー溶発システムが、酸素処理された環境で使用される。酸素処理された環境でのレーザー溶発は、形成されたピクセル井戸側壁上のピクセルマトリクス材料を炭化し、側壁をより親インク性にするが、マトリクスの上部表面は、疎インク性コーティングにより疎インク性のままである。
【００１１】
液体に接する材料は、液体に対し引性又は斥性応答を有する。材料の組成物、その対応する表面化学及び液体の化学は、液体との相互作用を定める。この現象は、親水性（例えば、液体インクに対して親インク性）及び疎水性（例えば、液体インクに対して疎インク性）と呼ばれる。
【００１２】
親水性とも呼ばれる親水性は、液体への親和性を示す材料の特性である。親水性は、「液体を好む」を文字通り意味し、そのような材料は、容易に液体を吸収する。表面化学は、これらの材料を湿潤にし、表面上に液体フィルム又はコーティングを形成する。親水性材料は、高表面張力値を有し、液体と接着することができる。
【００１３】
疎水性とも呼ばれる疎水性の特性を有する材料は、親水性材料と比較して、液体相互作用に対して反対の応答を有する。疎水性材料（「液体を恐れる」）は、液体を吸収する傾向をほとんど又は全く有せず、液体は、これらの表面上で「球状化」する（すなわち、個別の液滴を形成する）傾向にある。疎水性材料は、低表面張力値を有し、液体との接触を形成するためのそれらの表面化学における活性化基を欠く。
【００１４】
濡れ性は、材料の表面固有特性を示す。特定の液体による材料の濡れ性を定めるために材料の表面張力値を使用できる。固体表面と表面上の液体の液滴との間の接触角θの測定を通して、固体表面に対する表面張力を計算できる。
【００１５】
表面張力は、２つの異なる材料（例えば、固体表面上の液体液滴）が互いに接触し、界面又は境界を形成する際に起こる分子力中の非均衡による力を示す。この力は、全ての材料に対して、接触点で起こる分子力の非均衡に応答して表面領域を削減する傾向に基づく。この力の結果は、液体と固体の異なるシステムに対して変化し、濡れ性及び液滴と表面間の接触角を支配する。
【００１６】
図１において、一連の濡れ性１００が示される。固体表面Ｂ上の既知の液滴Ａに対して、接触角θは、固体Ｂとの接触点から、固体Ｂの表面と液滴Ａ半径と接する線との間の形成される角度の測定値である。接触角θは、ヤングの方程式によって表面張力と関連づけられ、その方程式を通して、特定の液体−固体相互の作用を計算できる。０度の接触角θ１０２は濡れた状態にあり、０~９０度の角度θ１０４では、液滴は（分子引力により）広がる状態にある。９０度の接触角θ１０６では、定常状態にあり、表面張力が、液体の広がりを止める。９０度超過の角度θ１０８は、液体が球状化し、又は固体表面から縮み離れる傾向を示す。
【００１７】
フラットパネルディスプレイ製造は、ガラス（又は他の材料）基板上に印刷された異なるカラーインクを含むカラーフィルタを使用する。マトリクスで定められた特定のピクセル井戸に直接インク及び／又は他の適切な材料を精密に噴出するのに適したインクジェットプリンターを使って、インクは堆積される。インクが堆積される前に、ピクセル井戸のマトリクスは、リソグラフィー、印刷、又は他のいずれの適切なプロセスを使用して、基板上に形成される。マトリクスを形成するために使用される基板及び／又は材料の親インク性／疎インク性の変化のために、ピクセル井戸内に堆積されたインク液滴の断面充填形状（例えば、分配）は、カラーフィルタを形成するために最適化できない。いくつかの場合において、ピクセル井戸内のインクの不均一な分配により、カラーフィルタに欠陥が生じる。例えば、インクが球状化する場合、ピクセル井戸を完全に充填することができない。本発明の発明者は、マトリクスの親インク性／疎インク性は、製造の間大きく変化することに気付いた。表面張力を調節する試み、従って更に可能な場合、化学変化を通じてのインクの充填形状は、満足するものではない。
【００１８】
図２において、本発明者が更に気付いたこととして、ピクセルマトリクス２０４（例えば、ブラックマトリクス）を形成するために通常使用される材料２０２の上部（例えば、（カラーフィルタを印刷する間）水平な）表面２００が、親インク性であり、その結果、インク２０６がピクセルマトリクス２０４上に着地する場合、ピクセル井戸２０４内に着地する予定のインク２０６が、上部表面２００を濡らす傾向にあり、上部表面２００上に残り、望ましくない。更に、基板２０８上のピクセル井戸２０４内のインク２０６の形状は、凹状であり望ましくなく、図２内のピクセル井戸２０４の断面図に示されるように、インク２０６は、親インク性ピクセルマトリクス材料２０２の上部２００上に留まる。図２とは似つかない、いくつかの実施例において、インクで充たされたピクセル井戸の上部表面は、平坦であり、ピクセルマトリクス井戸の上部表面と同一平面であることが望ましい。
【００１９】
図３に示されるように、この問題を相殺するアプローチは、ピクセルマトリクス材料２０２の（上部２００及び側部３００を含む）表面をすべて処理又はコーティングし、インク２０６がピクセル井戸２０４内に堆積する前に、表面を疎インク性にすることであった。この考えは、コーティング３０２を行うことにより、ピクセルマトリクス材料２０２が、上部表面上のインク２０６の広がりをさらに抑えることである。処理又はコーティング３０２が、ピクセルマトリクス２０４がパターン化された後に、示されたように、井戸がインク２０６で充たされる前に、なされる。そのような処理又はコーティング３０２が、上部表面２００でインクが広がらない傾向にする一方で、ピクセル井戸２０４の側壁３００も疎インク性になり、井戸２０４で示されたインク２０６の形状は、凸型であり望ましくなく、図３に示されるように、インクが疎インク性ピクセル井戸壁２０４から離れる。
【００２０】
図４Ａ〜４Ｃにおいて、本発明は、ピクセルマトリクス２０４の形成を可能にするシステム、方法及び装置を提供し、ここでピクセルマトリクス材料２０２の上部表面２００は疎インク性であり、一方ピクセルマトリクス材料２０２の側壁表面３００は親インク性である。ピクセルマトリクス材料２０２の上部表面２００が疎インク性であり、側壁３００が親インク性であり、適切な量のインク２０６が吐出される場合、図４に示されるように、インク２０６は、ピクセルマトリクス２０４を理想的な水準まで充たす。吐出されるインク２０６の量が、理想より微かに多い場合、疎インク性上部２００及び親インク性側壁３００は、図４Ｂに示されるインク２０６の表面に対して、（規定の環境で）可能な限り、最も理想的な形状（例えば、側壁の上部から側壁へ凸型）を与えることができる。吐出されるインク２０６の量が理想より微かに少ない場合、疎インク性上部２００及び親インク性側壁３００は、図４Ｃに示されるインク２０６の表面に対して、（規定の環境で）可能な限り、最も理想的な形状（例えば、側壁の上部から側壁へ凹型）を与えることができる。
【００２１】
本発明のいくつかの実施例に従ってピクセルマトリクスを製造する方法が図５Ａ〜図８を参照して説明される。方法８００が、図８のフローチャートとして示される。
【００２２】
工程８０４において、基板２０８は、図５Ａ及び５Ｂ中の基板の上部及び側部図にそれぞれ示されるように、最初にピクセルマトリクス材料２０２（例えば、ポリマー）の層でコーティングされる。ピクセルマトリクス材料層２０２は、約１ミクロンの厚さ〜２．５ミクロンの厚さである。他の厚さの範囲も可能である。ピクセルマトリクス材料層２０２は、ピクセル井戸を充たすために後に使用されるインクに対して比較的親インク性に選択される。
【００２３】
次に工程８０６において、図６Ａ及び６Ｂ中の基板２０８の上部及び側部図に示されるように、ピクセルマトリクス材料層２０２の表面が、約１０Å〜１０００Å厚さの極めて高い疎インク性材料３０２の極めて薄い層で処理又はコーティングされる。他の厚さの範囲も可能である。
【００２４】
続く工程８０８において、図７Ａ及び７Ｂに示されるように、レーザー溶発システムのような直接型パターン化装置７００が、処理又はコーティングされたピクセルマトリクス材料層２０２の一部を基板２０８に達するまで完全に選択的に取り除くために使用され、ピクセル「インク井戸」又は「井戸」を製造する。レーザー溶発システムは、図９及び１０を参照して以下に詳細に説明される。パターン化された基板２０８は、次に、インク充填のために用意される。井戸の側壁は、従って、ピクセルマトリクス材料層２０２を形成するために使用されるバルク材料と同様に親インク性であり、上部は処理又はコーティング３０２のために疎インク性のままである。図面はスケール化されていないことに留意すべきである。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例において、ピクセルマトリクス材料が選択され、その材料は、ピクセルを充たすために後に使用されるインクに対して比較的疎インク性である。レーザー溶発（パターン化）工程８０８は、次に酸素処理された環境で実行される。酸素の効果は、ピクセル井戸の側壁を「燃焼」又は「炭化」することであり、それによって、側壁は比較的親インク性になり、一方でピクセルマトリクスの上部表面は、疎インク性のままである。そのような代わりの方法において、疎インク性材料でピクセルマトリクス材料をコーティングする工程８０４を省くことができる。
【００２６】
上の方法は、本発明の優れたピクセルマトリクス構造を製造するためにレーザー溶発システムを使用する。しかしながら、他の実施例において、本発明の優れたピクセルマトリクス構造を製造するために、レーザー溶発を使わない方法を使用できる。例えば、フォトレジストピクセルマトリクス高分子材料が基板上に層化され、疎インク性材料で処理され、次にフォトリソグラフィーを使ってパターン化されることができる。
【００２７】
フラットパネルディスプレイへの使用に適したカラーフィルタを形成するために、上述の優れた構造が基板上に形成された後、例えば、以前に組み込まれた米国特許仮出願第６０／６２５，５５０号に記載のインクジェット印刷システムを使用できる。いくつかの実施例において、インク充填後、インクが充填されたピクセルマトリクス上に透明コーティング（例えば、透明電極、酸化インジウム錫（ＩＴＯ））をある水準で、さらに層を塗布することが望ましい。しかしながら、ピクセルマトリクスの上部表面は、疎インク性のままである場合、透明コーティングを均等に塗布することは困難である。いくつかの実施例において、親インク性又は他の親流体性の視点から、上部表面を強固にするために、炭化水素、フッ化炭化水素及び／又は塩化シリコンオイルの溶液が、最初に、インクが充填されたピクセルマトリクス上に流される。
【００２８】
本発明の他の代わりの実施例において、ピクセルマトリクスが、疎インク性に硬化する材料を使って、基板上に印刷される。ピクセルマトリクス材料へのインク噴出が実行され、材料が半月状、球状に堆積される。いくつかの実施例において、垂直側壁を製造するために、酸素処理環境内でレーザー溶発を使って、印刷されたピクセルマトリクス材料の半月型小径球体の両側が整えられる。側壁は、従って、燃焼され、それらは、レーザー溶発の結果として親インク性になる。
【００２９】
本発明は、更に図９及び１０にそれぞれ例示の実施例で示されるような、パターン化装置９００、１０００を含む。図９において、パターン化装置９００の断面模式図が示される。パターン化装置９００はレーザー溶発システム９０２を含み、そのシステムはエンクロージャー９０６内に配置される１又はそれ以上のレーザー源９０４を含む。レーザー源９０４は、１又はそれ以上の光学ヘッドを含み、又はこれに結合される。レーザー源９０４及び／又は光学ヘッド９０８はレーザーブリッジ９１０によって支持される。図示されていないが、レーザーブリッジ９１０は、モータ、アクチュエータ、駆動装置、ギア、連結器、及び以下に記載されレーザーブリッジ９１０の操作を実行するために用いられ他の構成要素のシステムも含むことができる。レーザーブリッジ９１０は、装置ベース９１２によって支えられる。装置ベース９１２は、例えば、大型のみかげ石ブロックから作られ、防振特性を有することができる。
【００３０】
パターン化装置９００は、任意のマスク９１６を含むか又は支持する可動ステージ９１４（例えば、Ｘ−Ｙテーブル）を含むことができる。ステージ９１４は、装置ベース９１２上のレールシステム９１８によって支持されることができる。ステージ９１４は、ピクセルマトリクス材料９２２でコーティングされた基板９２０を支えるために用いることができる。ステージ９１４は基板９２０を支持するために用いることができ、これによって基板は平坦となり、基板の下に配置された光学ヘッド９０８に近くなることができる。ステージ９１４は、ステージ９１４上の指定の位置に基板９２０を保持するためのチャックシステム９２４を含むことができる。図示されていないが、ステージ９１４は、モータ、アクチュエータ、駆動装置、ギア、連結器、及び以下に記載のステージ９１４の操作を実行するために用いられる他の構成要素のシステムも含むことができる。
【００３１】
パターン化装置９００は、１又はそれ以上の抽出ヘッド９３０と結合する真空源９２８を含む廃棄物除去システム９２６も含むことができる。真空源９２８及び／又は抽出ヘッド９３０は支持台９３２によって支持され、その支持台は装置ベース９１２によって支持される垂直部材（図示せず）によって吊持される。図示されていないが、支持台９３２は、モータ、アクチュエータ、駆動装置、ギア、連結器、及び以下に記載の支持台９３２の操作を実行するために用いられる他の構成要素のシステムも含むことができる。装置９００は、酸素又は他のガスをエンクロージャーに供給する、又は溶発される直接領域に酸素を（例えば、図示されていない１つ以上の導管を経由して）直接的に流すために用いられるガス供給源９３４も含むか、又はそれと結合される。装置９００は、システムコントローラ９３６の指示のもとに動作し、そのコントローラは、ユーザーインターフェース（図示せず）及び／又は製造実行システムインターフェース（図示せず）を含むことができる。
【００３２】
図１０では他のパターン化装置１０００の例示実施例が示され、その実施例は、多抽出ヘッド９３０を除き、上記装置９００に類似し、他のパターン化装置１０００は、溶発される基板９２０の全ての領域に渡り広がる吸引ベント９３１を含む。
【００３３】
図９及び１０において、操作時に、パターン化装置９００、１０００は、基板９２０上のピクセルマトリクス材料９２２内にピクセル井戸を形成する。レーザー源９０４（例えば、ダイオード励起固体（ＤＰＳＳ）レーザー）は、ピクセルマトリクス材料９２２（例えば、ブラックマトリクス樹脂）の精密な溶発パターン化を実行するために有効である。例えば、エネルギーをファイバーを経由し光学ヘッド９０８まで伝送するために、多高出力ＣＷＱスイッチＤＰＳＳレーザー（例えば、１．０６マイクロメートルの波長、１０ｋＨｚ、最大３０ｋＨｚの繰り返し周波数で３５０Ｗの出力、１０ｋＨｚで約８０ｎｓのパルス長で動作する）を使用できる。
【００３４】
いずれの寸法の基板９２０はステージ９１４上に手で又は機械的に積載され、基板９２０は、チャックシステム９２４によって保持される。ステージ９１４は、レーザーブリッジ９１０上の一軸上を移動するために有効であり、そのレーザーブリッジ９１０は、第２の直交する軸に沿って光学ヘッド９０８及び／又はレーザー源９０４を移動するために用いられる。いくつかの実施例において、画像システム（例えば、ＣＣＤカメラ）（図示せず）が、基板９２０を検査し、及び／又は、基板９２０上の標準マークを使用し、基板９２０のアラインメントを補助するために備えられる。
【００３５】
基板９２０がステージ９１４上に積載された後、光学ヘッド９０８は、レーザーエネルギーをマスク９１６（使用される場合）の開口を通して、上に（多量のレーザーエネルギーを吸収しない）基板９２０を通して、ピクセルマトリクス材料９２２の層に向ける。同時にガス供給源９３４を経由して装置９００、１０００に流れ込む酸素は、レーザーエネルギーと組合され、マスク９１６を通してレーザーエネルギーに曝されたピクセルマトリクス材料９２２を蒸発させる。残骸物質は、抽出ヘッド９３０又は吸引ベント９３１によって、除去される。
【００３６】
ステージ９１４は、±Ｙ方向（例えば、ページ面への及びからの方向、図にＹと標識され、外側点矢印ヘッドによって示される）に基板９２０を移動させるために有効である。光学ヘッド９０８及び／又はレーザー源９０４は、±Ｘ方向に（Ｘと標識された矢印によって示されるように）レーザー橋９１０に沿って移動するために用いられる。同様に、真空源９２８及び／又は抽出ヘッド９３０は、±Ｘ方向に支持台９３２に沿って、光学ヘッド９０８及び／又はレーザー源９０４の場所に対応する位置へ移動するために用いられる。吸引ベント９３１が、基板９２０に渡って広がるために、吸引ベント９３１は全く移動させる必要がないことに留意すべきである。
【００３７】
ステージ９１４、ガス供給源９３４、光学ヘッド９０８、レーザー源９０４、真空源９２８及び／又は抽出ヘッド９３０の動作及び作用は、システムコントローラ９３６により制御されることができる。ピクセルマトリクスを形成するために、ピクセルマトリクス材料９２２の選択された部分を基板９２０から溶発する間、システムコントローラ９３６は、装置９００、１０００の構成要素を要望のパターンに移動させる。いくつかの実施例において、マスク９１６は使用されず、その代わり、システムコントローラ９３６は、光学ヘッド９０８及び／又はレーザー源９０４に、いつレーザーブリッジ９１０及びステージ９１４を活性し移動させるか、いつ、どこに光学ヘッド９０８（及び／又はレーザー源９０４）及び基板９２０を移動させるかを、それぞれ指示することができる。
【００３８】
上記の説明は本発明の特定の実施例のみを開示し、本発明の範囲内である上記方法及び装置の変更は当業者にとって容易に明らかである。更に、本発明は、スペーサー形成、偏光コーティング及びナノ粒子回路形成にも応用できる。
【００３９】
従って、本発明は特定の実施例と関連で説明されたが、他の実施例も本発明の精神及び範囲に含まれることができ、その範囲は特許請求の範囲に基づいて定められることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】様々な程度の濡れ性を示す基板上の液滴の図である。
【図２】ピクセルマトリクス材料の上部表面上に堆積されたインクを備えたピクセル井戸の拡大断面図である。
【図３】〜
【図４Ｃ】本発明の実施例に係るピクセル井戸の拡大断面図である。
【図５Ａ】本発明の例示方法の第１工程に従って処理された基板の上部の模式図である
【図５Ｂ】本発明の例示方法の第１工程に従って処理された基板の断面の模式図である。
【図６Ａ】本発明の例示方法の第２工程に従って処理された基板の上部の模式図である。
【図６Ｂ】本発明の例示方法の第２工程に従って処理された基板の断面の模式図である。
【図７Ａ】本発明の例示方法の第３工程に従って処理された基板の上部の模式図である。
【図７Ｂ】本発明の例示方法の第３工程に従って処理された基板の断面の模式図である。
【図８】本発明のいくつかの実施例に係る例示方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るパターン化装置の実施例の模式的断面図である。
【図１０】本発明に係るパターン化装置の実施例の模式的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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