KR20030038760A - Combinatorial coating systems and methods - Google Patents

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KR20030038760A
KR20030038760A KR10-2003-7004133A KR20037004133A KR20030038760A KR 20030038760 A KR20030038760 A KR 20030038760A KR 20037004133 A KR20037004133 A KR 20037004133A KR 20030038760 A KR20030038760 A KR 20030038760A
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Abstract

높은 처리량 제조 및 코팅된 재료의 어레이 분석에 관한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 방법은 다수의 사전정의된 영역(22)을 가진 기판(18)의 표면(16)에 다수의 재료(14) 중 적어도 하나를 선택적으로 전달하는 단계를 포함한다. 재료의 선택적 전달에 있어서, 다수의 재료 각각은 기판에 동시에 전달되도록 배치된다. 시스템(10)은 다수의 사전정의된 영역(22)을 갖는 표면(16)을 구비한 기판(18)을 포함하되, 기판을 코팅하기 위해 다수의 재료가 제공된다. 다수의 재료와 연관된 전달 메카니즘(12)은 다수의 재료 각각을 기판의 표면에 동시에 전달하도록 배치된다. 또한, 다수의 재료 각각을 선택적으로 전달하도록 전달 메카니즘을 제어하기 위해 제어기가 사용되어 기판의 다수의 사전정의된 영역 각각이 사전정의된 코팅(30)을 갖는다.Systems and methods for high throughput manufacturing and array analysis of coated materials. The method includes selectively transferring at least one of the plurality of materials 14 to the surface 16 of the substrate 18 having a plurality of predefined regions 22. In selective delivery of material, each of the plurality of materials is arranged to be simultaneously delivered to a substrate. System 10 includes a substrate 18 having a surface 16 having a plurality of predefined regions 22, wherein a number of materials are provided to coat the substrate. The delivery mechanism 12 associated with the plurality of materials is arranged to simultaneously deliver each of the plurality of materials to the surface of the substrate. In addition, a controller is used to control the delivery mechanism to selectively deliver each of the plurality of materials such that each of the plurality of predefined regions of the substrate has a predefined coating 30.

Description

코팅된 재료의 어레이 생성 시스템 및 코팅된 재료의 어레이 생성 방법{COMBINATORIAL COATING SYSTEMS AND METHODS}System for Generating Arrays of Coated Materials and Methods for Generating Arrays of Coated Materials {COMBINATORIAL COATING SYSTEMS AND METHODS}

산업에 있어서 코팅은 벌크 재료의 기능성 및 부가 가치를 강화하기 위해 다양하게 사용된다. 일반적으로 두 가지 유형의 기능성 코팅 재료 즉, 무기 및 유기 코팅이 있다. 무기 코팅은 반도체 산업, 예를 들어 다양한 박막 집적 회로 장치와, 증기 터빈 및 항공기 엔진 외장용 열 장벽 코팅과 같은 종래의 산업에서 모두 사용되어 왔다. 유기 코팅은 자동차 표면 투명 코팅, 페인트 등과 같이 많은 산업 보호/장식(protective/decorative) 응용에도 다양하게 사용된다. 다른 유형의 코팅은 예를 들어 보호 및 방식 코팅(anticorrosive coatings), 부착 및 릴리즈 코팅(adhesive and release coatings), 환경 장벽 코팅(environmental barrier coatings), 전기 도전적/광학적 투과 코팅, 스크래치 방지 하드 코팅 등을 포함한다. 진보된 코팅 포뮬러의 발견은 제조자에게 커다란 가치를 제공한다.In industry, coatings are used in a variety of ways to enhance the functionality and added value of bulk materials. In general there are two types of functional coating materials: inorganic and organic coatings. Inorganic coatings have been used both in the semiconductor industry, for example in a variety of thin film integrated circuit devices and in conventional industries such as thermal barrier coatings for steam turbine and aircraft engine exteriors. Organic coatings are also used in a variety of protective / decorative applications such as automotive surface clear coatings, paints and the like. Other types of coatings include, for example, anticorrosive coatings, adhesive and release coatings, environmental barrier coatings, electrically conductive / optical permeable coatings, scratch resistant hard coatings, and the like. Include. The discovery of advanced coating formulas offers great value to manufacturers.

다양한 코팅 시스템에 대한 발견 프로세스(discovery process)를 가속하는 일반적인 도구의 발전은 보다 높은 가치일 수 있지만, 진보된 코팅의 탐색 및 최적화는 과학이라기보다는 기술이다. 진보된 코팅의 탐색 및 최적화의 이론적 안내의 파워는 제한되는데, 그 이유는 대개 전형적 코팅 시스템의 복잡성 및 만족될 필요성이 있는 품질 요구의 다양성 때문이다. 전형적으로, 산업상의 코팅 포뮬레이션(formulations)은 다수의 기능 요구를 만족시켜야하고, 다수의 호환가능 기능 그룹 또는 혼합물(blends)은 균형잡힌 포뮬레이션을 획득하는 데 필요하다. 또한, 코팅 시스템의 특성은 포뮬러/조성뿐만아니라 프로세싱 조건 및 코팅 적용 방법에 따라 결정된다. 예를 들어, 코팅의 적용 방법 및 프로세싱에 따라 결정되는 두께 균일성 및 표면 거치름(roughness)의 정도는 코팅의 품질 및 재생성에 있어서 중요하다. 또한, 자외선(UV)/전자 경화에 노출되는 것과, 온도/압력이 변하는 것을 포함하는 상이한 프로세싱 조건 및 다층 코팅들의 각 층의 도포 시퀀스는 최종 코팅의 구조/조성을 결정하는데 매우 중요한 인자이다. 또한, 최종 코팅의 구조/조성은 코팅의 기능성에 강한 영향을 준다. 그러므로, 다수의 변수 때문에, 지금까지 발전해온 대부분의 이용가능 산업상의 코팅 시스템은 뜻하지 않게 발견되는 시행착오를 거친 실험적 프로세스의 결과이다.While advances in general tools to accelerate the discovery process for various coating systems may be of greater value, the exploration and optimization of advanced coatings is a technology rather than a science. The power of theoretical guidance in the search and optimization of advanced coatings is limited because of the complexity of typical coating systems and the variety of quality requirements that need to be satisfied. Typically, industrial coating formulations must satisfy multiple functional requirements, and multiple compatible functional groups or blends are needed to obtain a balanced formulation. In addition, the properties of the coating system depend on the formula / composition as well as the processing conditions and the coating application method. For example, the degree of thickness uniformity and surface roughness determined by the method and processing of the coating is important for the quality and reproducibility of the coating. In addition, different processing conditions, including exposure to ultraviolet (UV) / electron curing and varying temperature / pressure, and the application sequence of each layer of the multilayer coatings are very important factors in determining the structure / composition of the final coating. In addition, the structure / composition of the final coating has a strong impact on the functionality of the coating. Therefore, due to a number of variables, most of the available industrial coating systems that have been developed so far are the result of an experimental process that has been accidentally found.

발명의 개요Summary of the Invention

그러므로, 다양한 제조 응용에 대한 기능 코팅이 생성되고 연구되는 속도를가속화하는 접근 방법이 필요하다. 그러므로, 본 발명은 높은 작업 처리량의 제조 및 코팅된 재료의 어레이의 분석에 대한 시스템 및 방법을 제공한다.Therefore, there is a need for an approach that accelerates the rate at which functional coatings for various manufacturing applications are produced and studied. Therefore, the present invention provides systems and methods for the manufacture of high throughput and analysis of arrays of coated materials.

코팅된 재료의 어레이를 생성하는 일 실시예의 시스템은 다수의 사전정의된 영역을 가진 표면을 구비한 기판을 포함하는데, 기판을 코팅하기 위해 다수의 재료가 제공된다. 다수의 재료와 연관된 전달 시스템(delivery mechanism)은 다수의 재료 각각을 기판의 표면에 동시에 전달하도록 배치된다. 또한, 다수의 재료 각각을 선택적으로 전달하도록 전달 메카니즘을 제어하는 제어기가 사용되어 기판의 다수의 사전정의된 영역 각각이 사전정의된 코팅을 갖도록 한다.One embodiment of a system for creating an array of coated materials includes a substrate having a surface having a plurality of predefined regions, wherein a plurality of materials are provided to coat the substrate. A delivery mechanism associated with the plurality of materials is arranged to simultaneously deliver each of the plurality of materials to the surface of the substrate. In addition, a controller that controls the delivery mechanism to selectively deliver each of the plurality of materials is used such that each of the plurality of predefined regions of the substrate has a predefined coating.

코팅된 재료의 어레이를 생성하는 일 실시예의 방법은 다수의 사전정의된 영역을 갖는 기판의 표면에 다수의 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 전달하여 각 영역 상에 사전정의된 코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 재료의 선택적 전달에 있어서, 다수의 재료 각각은 기판에 동시에 전달되도록 배치된다.One embodiment method of creating an array of coated materials includes selectively delivering at least one of a plurality of materials to a surface of a substrate having a plurality of predefined regions to form a predefined coating on each region. do. In selective delivery of material, each of the plurality of materials is arranged to be simultaneously delivered to a substrate.

본 발명은 코팅 라이브러리를 생성 및 스크린(screen)하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 기판 상에 재료 층을 평행하게 증착하여 코팅 라이브러리를 형성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for creating and screening a coating library, and more particularly to a method and system for forming a coating library by depositing parallel layers of material on a substrate.

도 1은 코팅 재료의 어레이를 생성하는 시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a system for creating an array of coating materials;

도 2는 도 1의 시스템으로부터 형성된 코팅 라이브러리의 개략도,2 is a schematic representation of a coating library formed from the system of FIG. 1, FIG.

도 3은 전달 메카니즘 소스에서부터 전달 면적 내의 기판 표면으로 전달되는 증발된 재료의 포락선의 개략도,3 is a schematic diagram of an envelope of evaporated material transferred from a transfer mechanism source to a substrate surface within a transfer area,

도 4는 수직적인 포커스 셋업의 전달 메카니즘으로부터 전달 면적의 치수(dimension)에 따라 분포된 두께 프로파일의 그래프도,4 is a graphical representation of a thickness profile distributed along the dimensions of the transfer area from the transfer mechanism of the vertical focus setup;

도 5는 각을 이루는 포커스 셋업의 전달 메카니즘으로부터 전달 면적의 치수에 따라 분포된 두께 프로파일의 그래프도,5 is a graphical representation of a thickness profile distributed along the dimensions of the delivery area from the delivery mechanism of the angled focus setup;

도 6은 수직적인 오프-포커스 셋업의 전달 메카니즘으로부터 전달 면적의 치수에 따라 분포된 두께 프로파일의 그래프도,6 is a graphical representation of a thickness profile distributed along the dimensions of the delivery area from the delivery mechanism of the vertical off-focus setup;

도 7은 각을 이루는 오프-포커스 셋업의 전달 메카니즘으로부터 전달 면적의 치수에 따라 분포된 두께 프로파일의 그래프도,7 is a graphical representation of the thickness profile distributed along the dimensions of the delivery area from the delivery mechanism of the angled off-focus setup;

도 8은 대치하는 2개의 전달 소스를 갖는 조합 코팅 시스템의 일 실시예의 측면도,8 is a side view of one embodiment of a combination coating system with two opposing delivery sources;

도 9는 도 8의 시스템으로부터 형성된 코팅 라이브러리의 상면도,9 is a top view of the coating library formed from the system of FIG. 8;

도 10은 3원 조합 코팅 시스템의 일 실시예의 사시도,10 is a perspective view of one embodiment of a three-way combination coating system,

도 11은 도 10의 시스템으로부터 형성된 코팅 라이브러리의 상면도,11 is a top view of the coating library formed from the system of FIG. 10;

도 12는 조합 코팅 시스템의 또 다른 실시예의 개략도,12 is a schematic representation of another embodiment of a combination coating system,

도 13은 도 12의 시스템에서 사용될 수 있는 다수의 패턴을 갖는 마스크의 상면도,13 is a top view of a mask having multiple patterns that can be used in the system of FIG. 12;

도 14는 도 12의 시스템에서 도 13의 마스크를 사용하여 형성된 코팅 라이브러리의 상면도,14 is a top view of the coating library formed using the mask of FIG. 13 in the system of FIG.

도 15는 증착 조합 코팅 시스템의 일 실시예의 단면도를 도시하는 측면도.15 is a side view showing a cross-sectional view of one embodiment of a deposition combination coating system.

도 1 및 도 2를 참조하면, 코팅 라이브러리를 형성하는 코팅 재료의 어레이를 생성하는 시스템은 다수의 재료(14)의 조합물을 기판(18)의 표면(16)에 전달하여 코팅(20)을 형성하는 전달 메카니즘(12)을 포함한다. 기판 표면(16)은 바람직하게 시스템(10) 내의 고정된 위치에 존재하는 전달 면적(24) 내에 배치되는 다수의 사전정의된 영역(22)을 갖는다. 전달 메카니즘(12) 또한/또는 다수의 재료(14)는 각각의 다수의 재료를 전달 면적(24)에 동시에 전달하거나, 또는 병렬로 전달하도록 배치된다. 제어기(26)는 코팅(20)의 조성물이 기판 표면(16) 상의 각 영역(22) 사이에서 변경되어 코팅 라이브러리(28)를 형성할 수 있도록 다수의 재료(14) 각각에 대한 선택, 분량 및 시퀀스를 제어한다. 그 결과, 다수의 사전정의된 영역(22)의 각각은 다수의 사전정의된 코팅(30)들 중 하나로 코팅된다. 다수의 사전정의된 코팅(30)은 다수의 재료(14)들 중 하나의 단일 층 코팅과, 다수의 재료의 조합물의 단일 층 코팅과, 각각의 층이 다수의 재료들 중 하나인 다수 층 코팅 및 각각의 층이 다수의 재료의 조합물인 다수 층 코팅을 포함한다. 또한, 이 시스템(10)은 제어기(26)와 통신하여 다수의 사전 정의된 영역(22)의 상이한 조합으로의 재료(14) 전달을 허용하여 다수의 사전 정의된 코팅(30)을 형성하는 마스크(32)를 포함할 수 있다. 시스템(10)은 또한 다수의 재료(14)가 기판(18)에 전달되는 경우 또는 일단 그들이 기판 상에 증착된 경우, 그들을 경화시키는 경화 소스(34)를 포함할 수 있다. 또한, 시스템(10)은 코팅된 기판 또는 코팅 라이브러리(28)에 대해 분석 테스트를 수행하여 다수의 사전 정의된 코팅(30) 각각의 특성(properties)을 결정하는 테스트 장치(36)를 포함할 수 있다. 마스크(32)는 시스템(10) 내에서 마스크를 선택적으로 이동가능하게 배치할 수 있는 탑재장치(35)에 의해 고정될 수 있다. 이와 유사하게, 기판(18)은 시스템(10) 내에서 선택적으로(optionally) 기판을 이동가능하게 배치할 수 있는 홀딩 장치(37)에 의해 고정될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 기판 상에서 동시에 포커스된 또는 병렬로 포커스된 다수의 재료로부터 설정된 코팅 어레이를 갖는 코팅 라이브러리를 제조하고 테스트하는 시스템 및 방법을 제공한다.1 and 2, a system that creates an array of coating materials to form a coating library delivers a combination of multiple materials 14 to the surface 16 of the substrate 18 to deliver the coating 20. Forming delivery mechanism 12. The substrate surface 16 preferably has a plurality of predefined regions 22 disposed in the transfer area 24 that exist at fixed locations within the system 10. The delivery mechanism 12 and / or the plurality of materials 14 are arranged to deliver each of the plurality of materials to the delivery area 24 simultaneously, or in parallel. The controller 26 selects, quantities, and amounts for each of the plurality of materials 14 such that the composition of the coating 20 can be changed between each region 22 on the substrate surface 16 to form the coating library 28. Control the sequence. As a result, each of the plurality of predefined areas 22 is coated with one of the plurality of predefined coatings 30. Multiple predefined coatings 30 include a single layer coating of one of the plurality of materials 14, a single layer coating of a combination of multiple materials, and a multiple layer coating wherein each layer is one of a plurality of materials. And a multiple layer coating wherein each layer is a combination of multiple materials. The system 10 also communicates with the controller 26 to allow transfer of material 14 to different combinations of the plurality of predefined regions 22 to form a plurality of predefined coatings 30. And (32). System 10 may also include a curing source 34 that cures them when multiple materials 14 are transferred to substrate 18 or once they are deposited on the substrate. The system 10 may also include a test device 36 that performs analytical tests on the coated substrate or coating library 28 to determine the properties of each of the plurality of predefined coatings 30. have. The mask 32 may be secured by a mounting apparatus 35 that can selectively move the mask within the system 10. Similarly, the substrate 18 may be secured by a holding device 37 that can optionally move the substrate within the system 10. Therefore, the present invention provides a system and method for manufacturing and testing a coating library having a coating array set up from multiple materials simultaneously or in parallel focused on a substrate.

전달 메카니즘(12)은 다수의 재료(14) 각각이 다양한 각도로 전달 영역(24)에 동시에 전달되거나 또는 병렬로 전달될 수 있도록 구성된다. 그 결과, 전달 메카니즘(12)은 전달된 재료의 적어도 일부분이 전달 영역(24)에 도달하도록 배치 또는 포커스되고, 이하에서 보다 자세히 설명된다. 전달 메카니즘(12)은 단일 장치일 수 있고, 또는 그것은 각각 다수의 재료(14)에 대응하는 다수의 개별 장치일 수도 있다. 하나 이상의 전달 메카니즘(12) 각각의 배치는 바람직하게 전달 면적(24) 및 다른 전달 메카니즘에 관련하여 시스템(10) 내에 고정된다. 바람직하게, 전달 메카니즘(12)은 다수의 재료(14) 각각을 전달 영역(24)에 증발된 또는 분사된 형태로 내뿜는다. 전달 메카니즘(12)에 대한 적절한 예는 초음파, 공기, 열, 무기 건(airless gun), 수압을 이용하는 건과 같은 스프레이 노즐 또는 임의의 유형의 건(gun)과, 마이크로파 또는 라디오 주파수("RF") 전달 메카니즘과, 잉크젯 프린트 헤드와, 스퍼터링(sputtering), 열/전자/레이저 증발, 화학 기상 증착(CVD), 분자 빔 에피택시(molecular beam epitaxy), 플라즈마 스프레이 및 이온 빔 증착를 포함하는 증착 장치를 포함한다.The delivery mechanism 12 is configured such that each of the plurality of materials 14 can be delivered simultaneously or in parallel to the delivery region 24 at various angles. As a result, the delivery mechanism 12 is arranged or focused such that at least a portion of the transferred material reaches the delivery region 24, as described in more detail below. The delivery mechanism 12 may be a single device, or it may be a plurality of individual devices, each corresponding to a plurality of materials 14. The placement of each of the one or more delivery mechanisms 12 is preferably fixed within the system 10 with respect to the delivery area 24 and other delivery mechanisms. Preferably, the delivery mechanism 12 ejects each of the plurality of materials 14 in vaporized or sprayed form into the delivery region 24. Suitable examples of delivery mechanisms 12 include spray nozzles or any type of gun, such as ultrasonic, air, heat, airless guns, water pressure guns, and microwave or radio frequencies (“RF”). E) deposition mechanisms including delivery mechanisms, inkjet print heads, sputtering, thermal / electron / laser evaporation, chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy, plasma spray and ion beam deposition. Include.

다수의 재료(14)는 고체, 액체, 기체 및 증발/분사된 재료와 같이 다양한 상태의 유기 재료 및 무기 재료를 포함한다. 무기 코팅의 적절한 예는 금속, 합금, 세락믹, 산화물, 질화물 및 황화물을 포함한다. 유기 코팅의 적절한 예는 중합, 저중합 및 소 분자(small molecules)를 포함하는데, 이 소 분자는 코팅을 형성하는 데 반응하는 개별 단량체이다. 중합체는 폴리카보네이트, 아크릴, 실리콘, 셀룰로스 에스테르, 폴리에스테르, 알키드, 폴리우레탄, 비닐 중합체 등을 포함하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게, 다수의 유기 재료는 보호 또는 장식 기능성을 가진 유기 재료로부터 유도된 "건축(architectural)" 재료와 같은 유기 중합체를 포함하고, 특히 열가소성 또는 열경화성 중합체를 포함한다. 바람직하게, 다수의 무기 재료는 산화물을 포함한다. 또한, 다수의 재료(14)는 바람직하게 개별적으로 또는 조합하여 증발 또는 분사(atomize)될 수 있고 또한 기판 상에 유도되거나 증착될 수 있는데, 여기서 충분한 양의 재료가 기판에 전달되는 경우 증발/분사된 재료는 연속 코팅을 합착 및 형성한다. 또한, 재료 또는 재료들의 조합물은 다수의 층을 구비한 코팅을 형성할 수 있는데, 이 코팅은 각 층의 사전 정의된 기능역할에 의해 규정된 전체적 기능을 갖는 다기능 코팅일 수 있다. 이 재료는 다수의 유기 재료 또는 다수의 무기 재료 또는 유기 및 무기의 조합물이 코팅으로 결합될 수 있도록 조합될 수 있다. 또한, 이들 다양한 조합의 재료들을 제공함으로써, 다양한 조합의 재료들의 상호작용 및 호환성이 결정될 수 있다.Many materials 14 include organic and inorganic materials in various states, such as solids, liquids, gases, and evaporated / sprayed materials. Suitable examples of inorganic coatings include metals, alloys, ceramics, oxides, nitrides and sulfides. Suitable examples of organic coatings include polymerization, low polymerization and small molecules, which are individual monomers that react to form a coating. Polymers include, but are not limited to, polycarbonates, acrylics, silicones, cellulose esters, polyesters, alkyds, polyurethanes, vinyl polymers, and the like. Preferably, many organic materials include organic polymers, such as "architectural" materials derived from organic materials with protective or decorative functionality, and in particular thermoplastic or thermoset polymers. Preferably, the plurality of inorganic materials include oxides. In addition, the plurality of materials 14 may preferably be evaporated or atomized individually or in combination and may also be directed or deposited on a substrate, where a sufficient amount of material is evaporated / sprayed when delivered to the substrate. The material then adheres and forms a continuous coating. In addition, the material or combination of materials may form a coating with multiple layers, which may be a multifunctional coating having an overall function defined by the predefined functional role of each layer. These materials may be combined such that multiple organic materials or multiple inorganic materials or combinations of organic and inorganic may be combined into the coating. In addition, by providing these various combinations of materials, the interaction and compatibility of the various combinations of materials can be determined.

코팅(20)은 기판(18) 상에 증착된 하나의 재료이거나 재료들의 조합일 수 있다. 이들 재료는 별개의 균질성의 재료로서 남겨질 수 있고, 또는 그들은 반응, 상호작용, 확산, 혼합될 수 있거나 그렇지 않을 경우 혼합되어 새로운 균질성의 재료, 혼합물, 복합물을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 코팅(20)은 단일 층 또는 다층을 포함할 수 있다. 일반적으로, 코팅(20)은 두께, 즉 기판 표면에 대한 수직적 코팅의 측정치보다 훨씬 큰 측면 측정치, 즉 기판 표면 양단에서 측정된 길이를 갖는다. 바람직하게, 각 층은 박막 층이다. 코팅(20)은 하나의 사전 정의된 영역(22)에서 다른 영역까지의 조성이 연속 방법으로 선택적으로(optionally) 변경되어 코팅 라이브러리(28)의 다수의 사전 정의된 코팅(30)을 정의하는 코팅 어레이를 형성할 수 있다. 코팅 어레이 각각은 그들의 위치에 기초하여 서로 구별될 수 있다. 또한, 코팅 어레이 각각은 동일한 조건 하에서 처리될 수 있고 또한 분석되어 기능성 또는 유용한 특성에 관련된 그들의 성능을 결정할 수 있고, 그런 다음 서로 비교하여 그들의 상대적 유용성을 결정할 수 있다.The coating 20 may be one material or a combination of materials deposited on the substrate 18. These materials may be left as separate homogeneous materials, or they may be reacted, interacted, diffused, mixed or otherwise mixed to form new homogeneous materials, mixtures, composites. As mentioned above, the coating 20 may comprise a single layer or multiple layers. In general, the coating 20 has a thickness, that is, a lateral measurement, i.e., a length measured across the substrate surface, which is much larger than that of the vertical coating relative to the substrate surface. Preferably, each layer is a thin film layer. The coating 20 is a coating in which the composition from one predefined region 22 to another is optionally changed in a continuous manner to define a plurality of predefined coatings 30 of the coating library 28. An array can be formed. Each of the coating arrays can be distinguished from each other based on their location. In addition, each of the coating arrays can be processed under the same conditions and can also be analyzed to determine their performance in terms of functionality or useful properties, and then compared to each other to determine their relative utility.

다수의 사전 정의된 영역(22) 각각은 다수의 재료(14) 중 하나 또는 조합물을 수신하여 단일 또는 다층 코팅을 형성하는 기판 상의 고정된 영역이다. 사전 정의된 영역(22)의 각각은 직사각형, 선형, 아치형, 원형, 타원형, 그들의 조합과 같이, 자기 자신에 증착된 코팅을 수신하고 분석하는 데 충분한 임의의 형상을 가질 수 있다. 각 사전 정의된 영역(22)은 전형적으로 약 0.01 mm2내지 100cm2의 범위, 바람직하게 1 mm2내지 1 cm2, 보다 바람직하게는 10 mm2내지 50 mm2의 범위의 면적을 가진다. 다른 면적이 사용될 수도 있으며, 각 사전 정의된 영역(22)의 면적은 증착 능력 및 분석 장치 또한 코팅 라이브러리의 바람직한 밀도에 의해 결정될 수 있다.Each of the plurality of predefined regions 22 is a fixed region on a substrate that receives one or a combination of multiple materials 14 to form a single or multilayer coating. Each of the predefined regions 22 may have any shape sufficient to receive and analyze a coating deposited on itself, such as rectangular, linear, arcuate, circular, oval, or a combination thereof. Each predefined area 22 typically has an area in the range of about 0.01 mm 2 to 100 cm 2 , preferably in the range of 1 mm 2 to 1 cm 2 , more preferably 10 mm 2 to 50 mm 2 . Other areas may be used, and the area of each predefined area 22 may be determined by the deposition capacity and the analytical device and also the desired density of the coating library.

기판(18)은 다수의 재료(14) 중 적어도 하나를 수신 및 지탱하는데 적절한 딱딱한(rigid) 또는 반-딱딱한(semi-rigid) 재료이다. 기판(18)은 다수의 사전 정의된 영역(22)을 포함하는 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 표면(16)을 갖는다. 그러나 이러한 실질적으로 평탄한 표면은 사전 정의된 영역(22) 각각을 물리적으로 분리하기 위해 상승된 부분(raised portions)을 가질 수 있다. 기판(18)은 어떠한 크기나 형상을 가질 수 있지만, 디스크 형상, 판 형상 또는 테이프나 롤과 같이 길게 연장된 형상이 바람직하다. 전달 면적(24)에 대응하는 기판(18)의 실질적으로 평탄한 표면(16)은 전형적으로 약 1mm2내지 1m2의 범위, 바람직하게 50 mm2내지 750 cm2, 보다 바람직하게는 1 cm2내지 500 cm2의 범위의 면적을 가진다.Substrate 18 is a rigid or semi-rigid material suitable for receiving and carrying at least one of the plurality of materials 14. Substrate 18 has at least one substantially flat surface 16 that includes a plurality of predefined regions 22. However, this substantially flat surface may have raised portions to physically separate each of the predefined regions 22. The substrate 18 may have any size or shape, but a disk shape, a plate shape, or a long extended shape such as a tape or a roll is preferable. Substantially flat surface 16 of substrate 18 corresponding to transfer area 24 typically ranges from about 1 mm 2 to 1 m 2 , preferably from 50 mm 2 to 750 cm 2 , more preferably from 1 cm 2 to It has an area in the range of 500 cm 2 .

기판(18)은 시스템(10) 내에 고정될 수 있고 홀딩 장치(37)에 의해 전달 면적(24)에 배치될 수 있다. 홀딩 장치(37)는 기판(18)을 이동가능하게 배치할 수 있다. 예를 들어, 길게 늘여진 테이프 형태의 기판(18)에 있어서, 홀딩 장치(37)는 테이프 푸는 장치(tape pay-out device) 및 테이프 감는 장치(tape take-up device)를 포함할 수 있고 이들 장치 모두는 전달 면적(24)에서 회전가능하고 아마도 롤러와 결합하여 테이프를 지탱한다. 또 다른 예에서, 홀딩 장치(37)는 기판이 배치되고 고정되는 판일 수 있는데, 이 판은 전달 면적(24)에 관련하여 판의 위치를 제어하는 모터 또는 다른 엑추에이터 유형 장치에 연결된다. 그 결과, 제어기(26)는 재료(14)가 전달되는 사전 정의된 영역(22)을 제어하도록 홀딩 장치(37)의 움직임을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(26)는 다수의 사전 정의된 영역(22) 중 하나를 전달 면적(24)의 바깥에 위치하도록 하여 하나 이상의 재료(14)를 수신하지 않도록 홀딩 장치(37)를 이동시킬 수 있다.Substrate 18 may be secured within system 10 and disposed in transfer area 24 by holding device 37. The holding device 37 may move the substrate 18 in a movable manner. For example, in an elongated tape-shaped substrate 18, the holding device 37 may comprise a tape pay-out device and a tape take-up device and these Both devices are rotatable in the delivery area 24 and possibly engage the rollers to bear the tape. In another example, the holding device 37 may be a plate on which the substrate is placed and fixed, which is connected to a motor or other actuator type device that controls the position of the plate with respect to the transfer area 24. As a result, the controller 26 can control the movement of the holding device 37 to control the predefined area 22 through which the material 14 is delivered. For example, the controller 26 may position one of the plurality of predefined regions 22 outside of the delivery area 24 to move the holding device 37 so as not to receive one or more materials 14. Can be.

전달 면적(24)은 시스템(10) 내의 고정된 위치의 면적이다. 전달 면적(24)은 어떠한 형태 또는 크기를 가질 수 있고, 전형적으로 실질적으로 기판(18)의 표면(16) 상의 다수의 사전 정의된 영역(22)의 형상 및 크기에 대응하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 그러나, 다수의 사전 정의된 영역(22)은 전달 면적(24)보다 훨씬 크거나 또는 훨씬 작을 수 있다. 전달 면적(24)의 고정된 배치는 알려진, 일정한 장소를 시스템(10)에 제공하여 다수의 재료(14)를 기판(18)의 표면(16)에 전달한다.The delivery area 24 is the area of a fixed location in the system 10. The transfer area 24 may have any shape or size, and typically corresponds to, but need not necessarily correspond to, the shape and size of the plurality of predefined regions 22 on the surface 16 of the substrate 18. . However, many of the predefined regions 22 may be much larger or much smaller than the transfer area 24. The fixed placement of the delivery area 24 provides a known, constant location to the system 10 to deliver a plurality of materials 14 to the surface 16 of the substrate 18.

제어기(26)는 신호 및 데이터의 수신용, 송신용, 저장용 및 프로세싱용의 입력, 출력, 메모리 및 프로세서를 구비하여 시스템(10)의 동작을 조작, 모니터링, 기록 또는 기능적으로 제어하는 컴퓨터 시스템이다. 제어기(26)는 시스템의 모든 구성 요소들의 집적용 인터페이스 보드 및 마스크(32) 및 기판(18)의 이동을 제어하는 움직임 제어기를 구비한 컴퓨터 시스템을 포함한다. 제어기(26)는 데이터 및 커맨드를 입력용 키보드, 정보의 디스플레이용 비디오 디스플레이 및 정보의 인쇄용 프린터를 포함할 수 있다. 제어기(26)는 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 및 시스템(10)을 동작시키는 다른 유사한 구성 요소 및 회로를 포함할 수 있다. 제어기(26)는 단일 장치일 수 있고, 또는 함께(in concert) 동작하는 다수의 장치일 수 있다. 제어기(26)는 바람직하게 전달 메카니즘(12), 다수의 재료(14), 기판(18), 마스크(32), 경화 소스(34), 테스팅 장치(36), 탑재 장치(35), 홀딩 장치(37)를 포함하는 시스템(10)의 모든 다른 구성 요소들과 통신하여 시스템의 동작을 조화(coordinate)시킨다. 예를 들어, 제어기는 기판으로 재료가 전달되는 것을 제어하고, 각 사전 정의된 영역에서 코팅을 구성하는 재료의 정확한 조합을 기록한다. 전달을 제어함으로써, 제어기는 하나 이상의 재료량, 재료의 조합, 투입력(projective power), 코팅 속도, 투입 각(projective angle), 전달 메카니즘과 기판 사이의 이격, 마스킹 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(26)는 전달된 재료의 전달 및 경화, 코팅 라이브러리의 테스팅 및 테스트 결과의 분석을 제어하고, 일치시켜보고(synchoronize), 조합하고 기록한다.The controller 26 has input, output, memory, and processors for receiving, transmitting, storing, and processing signals and data to manipulate, monitor, record, or functionally control the operation of the system 10. to be. The controller 26 includes a computer system with an integrated interface board and mask 32 and movement controller for controlling the movement of the substrate 18 of all the components of the system. The controller 26 may include a keyboard for inputting data and commands, a video display for displaying information and a printer for printing information. Controller 26 may include software, hardware, firmware, and other similar components and circuits for operating system 10. The controller 26 may be a single device or may be multiple devices operating in concert. The controller 26 preferably includes a delivery mechanism 12, a plurality of materials 14, a substrate 18, a mask 32, a curing source 34, a testing device 36, a mounting device 35, a holding device. Communicate with the other components of system 10, including 37, to coordinate the operation of the system. For example, the controller controls the transfer of material to the substrate and records the exact combination of materials that make up the coating in each predefined area. By controlling the transfer, the controller can control one or more amounts of material, combination of materials, projective power, coating speed, projective angle, separation between the transfer mechanism and the substrate, masking, and the like. The controller 26 also controls, synchoronizes, combines and records the delivery and curing of the delivered material, testing the coating library and analyzing the test results.

마스크(32)는 하나 이상의 개방 면적 및 차단 면적의 패턴을 가진 재료이고, 개방 면적은 다수의 재료(14)가 기판(18)으로 전달되게 해주고 차단 면적은 전달을 차단하다. 이 패턴은 어떠한 형태라도 가능하다. 마스크(32)는 코팅 라이브러리(28)의 재료의 공간적 변이(spatial variation)를 정의하는 데 사용된다. 이진 마스킹 시스템에 있어서, 예를 들어, 마스크는 기판(18) 상의 교차하는 반면적(alternating half areas)에 전달되도록 순차적으로 배열되는 다수의 패턴을 포함하고, 이는 이하에서 보다 자세히 설명될 것이다. 마스크(32)는 기판과 접촉하며 상단에 바로 배치될 수 있는 것을 포함하여, 재료의 전달 라인을 따라 다수의 재료(14)와 기판(18) 사이의 어디라도 배치될 수 있고, 마스크(32)와 기판(18) 사이의 이격 간격을 증가시킴으로써, 몇몇 경우에 있어서 바람직하지 않을 수 있는 "섀도잉(shadowing)"으로 지칭되는 효과가 생성된다. 섀도잉에 있어서, 기판에 전달된 재료의 패턴은 마스크의 패턴에 비례하지만, 마스크가 기판에 도달할 때까지마스크와 기판의 이격이 전달된 패턴이 확장되도록 허용하는 경우에는 더 크다. 마스크(32)는 딱딱한 또는 반-딱딱한 재료로 형성될 수 있고, 또는 이 마스크는 기판의 표면에 형성된 화학물일 수도 있다. 바람직하게, 마스크의 재료는 마스크가 가능한 한 평탄하도록 보장해주고 휨 또한/또는 접힘을 방지한다. 마스크 재료의 적절한 예는 딱딱한 또는 비교적 비-휨가능 재료용 실리콘, 실리콘 산화물 및 유리와, 시트, 필름 또는 호일 형태의 반-딱딱한 또는 비교적 휨가능 재료용 플라스틱, 금속 및 합금과, 음 및 양의 화학적 마스크를 형성하는 사진석판 폴리아크릴 재료("PMMA") 및 다른 화학 재료를 포함한다.The mask 32 is a material having a pattern of one or more open areas and blocking areas, the open area allowing a plurality of materials 14 to be transferred to the substrate 18 and the blocking area blocking the transfer. This pattern can be in any form. Mask 32 is used to define the spatial variation of the material of coating library 28. In a binary masking system, for example, the mask comprises a number of patterns sequentially arranged to be delivered to alternating half areas on the substrate 18, which will be described in more detail below. The mask 32 may be placed anywhere between the plurality of materials 14 and the substrate 18 along a delivery line of material, including those that are in contact with the substrate and may be disposed directly on top. By increasing the spacing between the substrate and the substrate 18, an effect is created called " shadowing " which can be undesirable in some cases. In shadowing, the pattern of material transferred to the substrate is proportional to the pattern of the mask, but larger if the separation of the mask and substrate allows the transferred pattern to extend until the mask reaches the substrate. Mask 32 may be formed of a hard or semi-rigid material, or the mask may be a chemical formed on the surface of the substrate. Preferably, the material of the mask ensures that the mask is as flat as possible and prevents warping and / or folding. Suitable examples of mask materials include silicon, silicon oxide and glass for hard or relatively non-bending materials, plastics, metals and alloys for semi-rigid or relatively bendable materials in the form of sheets, films or foils, and negative and positive Photolithographic polyacrylic materials ("PMMA") and other chemical materials that form chemical masks.

마스크(32)는 시스템(10) 내에 고정될 수 있고 탑재 장치(35)에 의해 전달 면적(24)에 관련하여 배치될 수 있다. 탑재 장치(35)는 마스크(32)를 이동가능하게 배치할 수 있다. 예를 들어, 다수의 패턴을 갖는 길게 늘여진 반-딱딱한 재료 형태의 마스크(32)에 있어서, 탑재 장치(35)는 테이프 푸는 장치 및 테이프 감는 장치를 포함하며 이들 장치 모두는 회전가능하고 전달 면적(24)에 관련하여 아마도 롤러와 결합하여 테이프를 지탱한다. 또 다른 예에 있어서, 딱딱한 재료 형태의 마스크(32)에 있어서, 탑재 장치(35)는 전달 면적(24)에 관련하여 플랫폼 및 마스크의 위치를 제어하는 모터 또는 다른 액추에이터형 장치에 연결된 플랫폼 또는 다른 지탱 구조체일 수 있다. 이것은 하나의 패턴 또는 다수의 패턴이 마스크(32)의 이동에 의해 기판(18) 상의 상이한 사전 정의된 영역(22)을 마스킹하는 데 사용될 수 있도록 해준다. 그 결과, 제어기(26)는 재료(14)가 전달되는 사전 정의된 영역(22)을 제어하도록 탑재 장치(35)의 이동을 제어할 수 있다.Mask 32 may be fixed within system 10 and may be disposed in relation to transfer area 24 by mounting device 35. The mounting apparatus 35 can arrange | position the mask 32 so that a movement is possible. For example, in a mask 32 in the form of an elongated semi-hard material having a plurality of patterns, the mounting apparatus 35 includes a tape unwinding device and a tape winding device, both of which are rotatable and transfer area. Regarding 24, it is probably engaged with the roller to bear the tape. In another example, for a mask 32 in the form of a hard material, the mounting device 35 is a platform or other connected to a motor or other actuator-type device that controls the position of the platform and the mask with respect to the transfer area 24. It may be a support structure. This allows one pattern or multiple patterns to be used to mask different predefined regions 22 on the substrate 18 by the movement of the mask 32. As a result, the controller 26 can control the movement of the mounting apparatus 35 to control the predefined area 22 through which the material 14 is delivered.

경화 소스(34)는 다수의 재료(14) 각각과 통신하여 재료의 하나 또는 조합물과의 반응 또는 용해 증발(solvent evaporation)을 야기하는 장치이다. 예를 들어, 이 반응은 중합 반응, 교차 결합 반응, 소 분자 반응, 무기 단계 반응(inorganic phase reaction) 및 전달된 재료(들)에 적합한 다른 유사한 반응일 수 있다. 경화 소스(34)의 적절한 예는 기판(18)과 통신하는 가열 장치, 전달된 재료 또는 증착된 재료와 통신하는 복사 장치, 마이크로파 장치, 플라즈마 장치 및 그들의 조합을 포함한다.The curing source 34 is a device in communication with each of the plurality of materials 14 to cause a reaction or solvent evaporation with one or a combination of materials. For example, this reaction may be a polymerization reaction, a crosslinking reaction, a small molecule reaction, an inorganic phase reaction, and other similar reactions suitable for the transferred material (s). Suitable examples of the curing source 34 include heating devices in communication with the substrate 18, radiation devices in communication with the transferred or deposited materials, microwave devices, plasma devices, and combinations thereof.

테스트 장치(36)는 기판(18) 상의 다수의 사전 정의된 코팅(30) 각각의 성능을 분석하는 시스템이다. 테스트 장치(36)는 사전 정의된 코팅(30)의 각각의 관련 성능을 결정하기 위해 전체 코팅 라이브러리(28)를 동일한 조건 하에 둔다. 테스트 장치(36)는 테스트 데이터를 편집 및 분석하기 위해 제어기(26)와 통신한다. 테스트 장치(36)의 적절한 예는 두께 프로파일러, 표면 분석기, 자외선("UV") 흡광도 테스트기, 스크래치 저항 테스트기, 투과성 테스트기 및 코팅의 건축학적, 보호적, 장식적 및 다른 기능성 특징을 테스트하는 다른 유사 장치를 포함한다.The test apparatus 36 is a system that analyzes the performance of each of the plurality of predefined coatings 30 on the substrate 18. The test apparatus 36 places the entire coating library 28 under the same conditions to determine the respective performance of each of the predefined coatings 30. The test apparatus 36 communicates with the controller 26 to edit and analyze the test data. Suitable examples of test device 36 include thickness profilers, surface analyzers, ultraviolet ("UV") absorbance testers, scratch resistance testers, permeability testers, and other testing of architectural, protective, decorative, and other functional features of coatings. Similar devices.

도 3을 참조하면, 전달 메카니즘(12)으로부터의 전달 재료 소스(38)는 전체 전달 면적 위의 코팅 적용 범위를 획득하기 위해 다수의 재료(14) 중 하나를 바람직하게 전달 면적(24)을 포함하는 포락선(40) 내에 증발된 또는 분사된 상태로 전달한다. 소스(12)는 전달 메카니즘으로부터 재료의 출구점에 존재한다. 예를 들어, 소스(12)는 스프레이 건 상의 노즐일 수 있다. 그러나, 몇몇 경우에 있어서 전체 전달 면적(24) 상에 코팅 적용 범위를 갖지 않는 것이 바람직할 수도 있다.예를 들어, 기판(18)의 사전정의된 영역(22)의 일부분이 코팅되지 않을 것이고 마스크(32)가 이들 영역으로의 재료 전달을 방지하는 데 사용되지 않는 경우 포락선(40)은 전달 면적(24)의 일부만을 포함할 수 있다. 포락선(40)은 원형, 타원형 및 직사각형과 같은 다양한 단면도를 가진 원추형과, 다양한 단면도를 가진 반-원추형(semi-conical) 및 얇은 라인 형상을 포함하는 임의의 편리한 형상일 수 있다. 포락선(40)의 형상은 전달 면적(24)의 형상, 기판(18)의 표면(16)의 형상, 전달 메카니즘(12), 다수의 사전정의된 코팅(30) 각각의 원하는 조성(desired composition), 사전결정된 영역(22)의 형상 및 수, 소스(38)의 수, 기판(18)에 전달되는 재료(14)의 수 및 유사한 인자에 의해 지정될 수 있다. 포락선(40)의 형상은 전달 메카니즘(12) 상의 노즐 형상, 전달 메카니즘과 연관된 에어 슈라우드(air shroud) 또는 전달 메카니즘과 연관된 다른 형상 정의 구조체 또는 장치에 의해 제어될 수 있다.Referring to FIG. 3, the transfer material source 38 from the transfer mechanism 12 preferably includes one of the plurality of materials 14 to obtain a coating coverage over the entire transfer area. It is delivered in the evaporated or sprayed state in the envelope 40. Source 12 is at the exit point of the material from the delivery mechanism. For example, source 12 may be a nozzle on a spray gun. However, in some cases it may be desirable not to have a coating coverage on the entire transfer area 24. For example, a portion of the predefined area 22 of the substrate 18 will not be coated and the mask Envelope 40 may include only a portion of transfer area 24 when 32 is not used to prevent material transfer to these areas. The envelope 40 can be any convenient shape, including conical with various cross sections, such as circular, elliptical, and rectangular, and semi-conical and thin line shapes with various cross sections. The shape of the envelope 40 is the shape of the transfer area 24, the shape of the surface 16 of the substrate 18, the transfer mechanism 12, the desired composition of each of the plurality of predefined coatings 30. , The shape and number of predetermined regions 22, the number of sources 38, the number of materials 14 delivered to the substrate 18, and similar factors. The shape of the envelope 40 may be controlled by a nozzle shape on the delivery mechanism 12, an air shroud associated with the delivery mechanism, or other shape defining structure or device associated with the delivery mechanism.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 수직적인 포커스 셋업(normal focused set up)(41)에 있어서, 소스(38)는 전달 면적(24)의 중앙 점(44)과 일치하도록 재료(14)를 전달하기 위한 포커스 점(42)을 가진다. 소스(38)는 중앙점(44)에서 전달 면적(24)의 표면에 실질적으로 직교인 중앙라인(46)을 갖는 전달 각을 따라 재료(14)를 유도(direct)하도록 배치된다. 도 4를 참조하면, 전달 면적의 평면(49)에 실질적으로 직각인 전달 각(α)에 있어서, 도 3의 셋업으로부터 전달된 코팅의 전달 면적(24)의 치수(dimension)(50)(예로 도 3의 측면 치수) 중 하나에 따른 단면도의 두께 프로파일(48)은 전형적으로 2차원적인 실질적으로 가우시안 또는 정규 분포를 가진다. 그러므로 두께 프로파일(48)은 중앙점(44) 위의 중앙라인(46)과 일치하는 정점(52)을 가지되, 중앙라인의 각 측면 상의 두 개의 동일한 미러 이미지 테일(mirror image tail)(54)이 존재한다. 또한 소스(38)는 전달 면적(24)(도 3)의 평면(49)에 관련하여 수직 이격(60)에 배치된다. 수직 이격(60)은 두께 프로파일(48)의 총 너비(51)에 영향을 주어 두께 프로파일 분포에 따른 임의의 주어진 점에서의 코팅 두께에 영향을 준다. 그러므로, 이 경우에 있어서, 두께 프로파일(48)은 전달 면적(24)의 치수(50) 내에 중심을 두고, 두께는 정점(52)에서 최대가 되고 중앙라인(46)으로부터 모든 방향으로 점진적으로 감소한다.3 to 4, in a normal focused set up 41, the source 38 delivers the material 14 to coincide with the central point 44 of the delivery area 24. It has a focus point 42 to make it. Source 38 is arranged to direct material 14 along a transmission angle with a central line 46 that is substantially orthogonal to the surface of delivery area 24 at central point 44. Referring to FIG. 4, at a transmission angle α substantially perpendicular to the plane 49 of the delivery area, a dimension 50 (eg, of the delivery area 24 of the coating delivered from the setup of FIG. 3) The thickness profile 48 of the cross section according to one of the lateral dimensions of FIG. 3 typically has a two-dimensional substantially Gaussian or normal distribution. The thickness profile 48 therefore has vertices 52 that coincide with the centerline 46 above the midpoint 44, with two identical mirror image tails 54 on each side of the centerline. This exists. The source 38 is also disposed at a vertical distance 60 with respect to the plane 49 of the delivery area 24 (FIG. 3). Vertical spacing 60 affects the total width 51 of the thickness profile 48, affecting the coating thickness at any given point along the thickness profile distribution. In this case, therefore, the thickness profile 48 is centered within the dimension 50 of the delivery area 24, the thickness being maximum at the vertex 52 and gradually decreasing in all directions from the center line 46. do.

도 5를 참조하면, 각을 이루는 포커스 셋업(angled, focused set up)(55)에 있어서, 소스(38)는 전달 면적(24)의 중앙점(44)과 일치하도록 재료(14)를 전달하는 포커스 점(42)을 가지지만, 이 소스는 재료의 중앙라인(46)이 전달 면적의 평면(49)에 대하여 약 0°내지 약 90°사이의 전달 각(α)을 이루도록 배치된다. 또한 각을 이루는 포커스 전달로 인하여, 소스(38)는 중앙점(44)으로부터 수평으로 이격된 거리(53)에 위치한다. 수평 이격된 거리(53)는 전달 면적의 평면(49)과 평행한 소스(38)의 평면의 거리에서 수직적인 포커스 셋업 위치로부터 이격된 거리이다. 수평 이격 거리(53), 수직 이격 거리(60) 및 전달 각(α)은 모두 수학적으로 서로 관계가 있으며 전달 면적(24) 내에 두께 프로파일(48)을 배치하도록 변경될 수 있다. 이 실시예에서, 두께 프로파일(48)은 소스(38)에 더 근접한 경사진 테일(56)과 소스로부터 점점 약해지는 길게 연장된 테일 종단부(58)를 갖는 왜곡된가우시안 분포를 갖는다. 길게 연장된 테일(58) 내에는 전형적으로 두께 프로파일(48)이 치수(50)를 따른 길이에 대해 실질적으로 선형적으로 변경되는 영역이 존재한다. 그러므로, 이 경우에 있어서, 두께 프로파일(48)은 전달 면적(24) 치수(50) 내에서 왜곡되고, 이 두께는 경사진 테일(56)을 갖는 치수의 종단쪽으로 최대가 되고 정점(52)으로부터 길게 연장된 테일(58)에 대응하는 치수의 엣지쪽으로 두께가 감소한다.Referring to FIG. 5, at an angled, focused set up 55, the source 38 delivers the material 14 to coincide with the center point 44 of the delivery area 24. Although having a focal point 42, this source is arranged such that the centerline 46 of material makes a transmission angle α between about 0 ° and about 90 ° with respect to the plane 49 of the delivery area. Due to the angular focus transfer, the source 38 is located at a distance 53 horizontally spaced from the center point 44. The horizontally spaced distance 53 is the distance away from the vertical focus setup position at the distance of the plane of the source 38 parallel to the plane 49 of the transfer area. The horizontal separation distance 53, the vertical separation distance 60, and the transmission angle α are all mathematically related and can be changed to place the thickness profile 48 within the transmission area 24. In this embodiment, the thickness profile 48 has a distorted Gaussian distribution with the inclined tail 56 closer to the source 38 and the elongated tail end 58 gradually weakening from the source. Within the elongated tail 58 there is typically an area where the thickness profile 48 changes substantially linearly with respect to the length along the dimension 50. In this case, therefore, the thickness profile 48 is distorted within the transfer area 24 dimension 50, which thickness is maximized towards the end of the dimension with the inclined tail 56 and from the vertex 52. The thickness decreases towards the edge of the dimension corresponding to the elongated tail 58.

도 6을 참조하면, 수직적인 오프-포커스 셋업(57)에 있어서, 소스(38)는 중앙점(44)으로부터 치수(50)에 따른 전달 면적(24)의 평면의 오프셋 거리(59)에 배치된 재료(14)를 전달하는 포커스점(42)을 갖는다. 이 경우에 있어서, 중앙라인(46)은 전달 면적(24)의 평면(49)에 실질적으로 직교인 전달 각(α)으로 존재하고, 오프셋 거리(59)는 실질적으로 수직적인 포커스 셋업 위치(도 4)로부터의 소스(38) 수평 이격과 동일하다. 또한, 전달 메카니즘에 대한 포커스점은 전달 면적 내에 또는 전달 면적 밖에 배치될 수 있음을 유의하라. 그러므로, 이 경우에 있어서, 두께 프로파일(48)은 전달 면적(24)의 치수(50)내에서 오프셋되고, 두께는 정점(52)의 오프셋 위치에서 최대이고 중앙라인(46)으로부터의 모든 방향으로 점진적으로 감소한다.Referring to FIG. 6, in a vertical off-focus setup 57, the source 38 is disposed at the offset distance 59 of the plane of the transmission area 24 along the dimension 50 from the center point 44. Has a focus point 42 for conveying the material 14. In this case, the center line 46 is at a transmission angle α that is substantially orthogonal to the plane 49 of the transmission area 24, and the offset distance 59 is a substantially vertical focus setup position (Fig. Equal to the source 38 horizontal separation from 4). Also note that the focus point for the delivery mechanism may be located within or outside the delivery area. In this case, therefore, the thickness profile 48 is offset within the dimension 50 of the delivery area 24, and the thickness is maximum at the offset position of the vertex 52 and in all directions from the centerline 46. Gradually decrease.

도 7을 참조하면, 각이 이루는 오프-포커스 셋업(61)에 있어서, 소스(38)는 중앙점(44)으로부터의 치수(50)를 따라 오프셋 거리(59)에 배치된 재료(14)를 전달하는 포커스 점(42)을 갖는데, 여기서 중앙라인(46)은 전달 면적(24)의 평면(48)에 대해 약 0°내지 약 90°사이의 전달 각(α)으로 존재한다. 이 경우에 있어서, 전달 각(α) 및 오프-포커스의 포커스 점(42)으로 인해, 수직적인 포커스 전달 점(normal focused delivery point)으로부터의 소스(38) 수평 이격(53)은 포커스점에서 중앙점(44)까지의 오프셋 거리(59)보다 훨씬 크다. 그러므로, 이 경우에 있어서 두께 프로파일(48)은 도 5의 셋업보다 전달 면적(24)의 치수(50) 내에서 훨씬 더 왜곡된다.Referring to FIG. 7, in an angled off-focus setup 61, the source 38 picks up the material 14 disposed at an offset distance 59 along the dimension 50 from the center point 44. It has a focus point 42 that transmits, where the central line 46 is present at a transmission angle α between about 0 ° and about 90 ° with respect to the plane 48 of the delivery area 24. In this case, due to the delivery angle α and the focus point 42 of the off-focus, the source 38 horizontal separation 53 from the normal focused delivery point is centered at the focus point. It is much larger than the offset distance 59 to point 44. Therefore, in this case the thickness profile 48 is much more distorted within the dimension 50 of the transfer area 24 than the setup of FIG. 5.

도 4 내지 도 7의 각 셋업에 있어서, 전달 면적(24) 내의 두께 프로파일(48)의 평면도는 소스(38)와의 수직 이격(60)에 따라 변경될 것인데, 이 평면도는 이격이 증가함에 따라 증가할 것이다. 또한, 두께 프로파일(48)의 평면도는 전달 각(α), 수평 이격(53) 및 오프셋 거리(59)에 따라 전달 면적(24) 내에서 변경될 것인데, 보다 작은 각 및 보다 큰 수평 이격 및 오프셋 거리는 평면도를 증가시킬 것이다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 전달 각, 수평 이격 및 오프셋 거리를 적절하게 조합할 경우 두께 프로파일(48)은 전달 면적(24)의 치수(50)에서 실질적으로 평탄할 수 있다. 그러나, 보다 근접한 이격에 있어서, 전달 면적(24)의 치수(50)에서의 두께 프로파일(48)은 정점(52)의 최대 두께에서 전달 면적 치수의 엣지의 최소 두께로 점진적으로 변경될 수 있다. 바람직하게, 코팅 조성(coating composition)의 효과에 대한 연구에 집중하기 위해, 두께 변수가 각 사전정의된 영역(22)과 연관된 다수의 사전정의된 코팅(30)의 분석에서 배제될 수 있도록 실질적으로 일정한 두께를 갖는 코팅 라이브러리가 바람직하다. 동작에 있어서, 실질적으로 일정한 두께의 코팅 라이브러리는 전달 면적에 걸쳐 선형 두께 프로파일이 분포되도록 전달 메카니즘을 조정(calibrating)함으로써 달성된다. 다수의 전달 메카니즘이 사용되는 경우, 바람직하게 두께 프로파일의 동일한 부분은 각 전달 메카니즘에 대한 전달 면적 내에 배치된다. 그러므로, 본 발명은 다수의 재료(14) 각각의 소스(38)에 대해, 수직 이격(60), 전달 각(α) 및 오프셋 거리(59)를 변경함으로써 기판(18)의 다수의 사전정의된 영역(30) 내에서 코팅 재료의 조성, 층 및 두께의 사실상 무한한 변이를 갖는 코팅 라이브러리의 제조를 가능하게 해준다.In each setup of FIGS. 4-7, the top view of the thickness profile 48 in the transfer area 24 will change with the vertical separation 60 with the source 38, which increases with increasing spacing. something to do. In addition, the top view of the thickness profile 48 will vary within the transfer area 24 according to the transfer angle α, the horizontal separation 53 and the offset distance 59, with smaller angles and larger horizontal separations and offsets. The distance will increase the floor plan. For example, referring to FIG. 4, the thickness profile 48 may be substantially flat in the dimension 50 of the transfer area 24 when properly combining the transfer angle, horizontal spacing and offset distance. However, at closer spacing, the thickness profile 48 at the dimension 50 of the transfer area 24 may be gradually changed from the maximum thickness of the vertex 52 to the minimum thickness of the edge of the transfer area dimension. Preferably, in order to focus on the study of the effects of the coating composition, the thickness parameter can be substantially excluded from the analysis of the plurality of predefined coatings 30 associated with each predefined area 22. Coating libraries having a constant thickness are preferred. In operation, a substantially constant coating library is achieved by calibrating the delivery mechanism such that a linear thickness profile is distributed over the delivery area. If multiple delivery mechanisms are used, preferably the same part of the thickness profile is arranged within the delivery area for each delivery mechanism. Therefore, the present invention is directed to a plurality of pre-defined substrates of substrate 18 by varying the vertical separation 60, the transmission angle α and the offset distance 59 for the source 38 of each of the plurality of materials 14. It is possible in the region 30 to produce a coating library having virtually infinite variations in the composition, layer and thickness of the coating material.

도 8 내지 도 9를 참조하면, 조합 코팅 시스템(62)의 일 실시예에서, 연속적으로 변하는 코팅 라이브러리(64)는 소스(38)로부터의 다수의 재료(14)들 중 적어도 두 개(A 및 B) 이상을 동시에 증착함으로써 기판(18) 상에 형성된다. 다수의 사전 정의된 코팅들(30) 각각의 상대적 두께 및 조성은 그들이 기판(18)에 전달되는 경우 각 재료(A 및 B)의 두께 프로파일(48)(도 4 내지 도 7을 참조)의 결과에 따라 개별적으로 또는 함께 연속적으로 변경될 수 있다. 이 연속적 변이는 전달 각(α), 각 소스(38)와 연관된 전달 메카니즘의 투입 파워(projective power)(도시되지 않음), 코팅 속도 또는 단위 시간 당 증착되는 재료의 양, 전달 메카니즘으로 입력되는 재료의 공급률 및 농도, 수직 이격(60), 중앙점(44)에 대한 소스(38)의 오프셋 거리(59), 각 소스(38)에서 중앙점(44)까지의 수평 이격(53), 포락선(40)의 형상(도시되지 않음), 증착에 있어서의 가스 압력 및 종류 또한 면적 당 분위기 및 파워(atmosphere and power per area) 및 다른 유사 인자와 같은 변수에 따라 선형 또는 비선형일 수 있다. 이들 각각의 변수는 각 사전정의된 영역(30)의 사전정의된 코팅을 생성하도록 개별적으로 또는 조합하여 변경될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 마스크(32)가 각 소스(38)와 기판(18) 사이에 배치될 수 있고, 바람직하게 기판에 인접하게 또는 접촉(touching)하여 코팅 라이브러리의 형성을 도울 수 있다.8-9, in one embodiment of the combination coating system 62, the continuously varying coating library 64 may comprise at least two (A and one of the plurality of materials 14 from the source 38). B) It forms on the board | substrate 18 by depositing an abnormality simultaneously. The relative thickness and composition of each of the plurality of predefined coatings 30 is the result of the thickness profile 48 (see FIGS. 4-7) of each material A and B when they are transferred to the substrate 18. Can be changed individually or together in succession. This continuous variation is the angle of transfer α, the projected power (not shown) of the transfer mechanism associated with each source 38, the coating speed or the amount of material deposited per unit time, the material entering the transfer mechanism. Feed rate and concentration, the vertical separation 60, the offset distance 59 of the source 38 to the center point 44, the horizontal separation 53 from each source 38 to the center point 44, the envelope ( The shape (not shown) of 40), the gas pressure and type in the deposition may also be linear or nonlinear, depending on variables such as atmosphere and power per area and other similar factors. Each of these variables can be changed individually or in combination to produce a predefined coating of each predefined region 30. In addition, although not shown, a mask 32 may be disposed between each source 38 and the substrate 18, and may preferably be adjacent to or touching the substrate to assist in the formation of the coating library.

또한, 도 8을 참조하면, 전달 각(α)은 약 0°내지 약 90°, 보다 바람직하게 약 15°내지 약 75°, 가장 바람직하게 약 30°내지 약 60°의 범위의 값을 가질 수 있다. 수직 이격(60)은 약 0 cm 내지 약 90 cm, 보다 바람직하게 약 3 cm 내지 약 30 cm, 가장 바람직하게 약 10 cm 내지 약 20 cm에서 변경될 수 있다. 수평 이격(53)은 약 0 cm 내지 약 60 cm, 보다 바람직하게 약 3 cm 내지 약 30 cm, 가장 바람직하게 약 10 cm 내지 약 20 cm에서 변경될 수 있다. 코팅 두께는 약 1 nm 내지 약 1 mm, 보다 바람직하게 약 1 ㎛(또는 미크론) 내지 약 500 ㎛, 가장 바람직하게 약 5 ㎛ 내지 약 100 ㎛에서 변경될 수 있다.Further, referring to FIG. 8, the transmission angle α may have a value in the range of about 0 ° to about 90 °, more preferably about 15 ° to about 75 °, most preferably about 30 ° to about 60 °. have. Vertical spacing 60 may vary from about 0 cm to about 90 cm, more preferably from about 3 cm to about 30 cm, most preferably from about 10 cm to about 20 cm. The horizontal separation 53 may vary from about 0 cm to about 60 cm, more preferably from about 3 cm to about 30 cm, most preferably from about 10 cm to about 20 cm. The coating thickness can vary from about 1 nm to about 1 mm, more preferably from about 1 μm (or micron) to about 500 μm, most preferably from about 5 μm to about 100 μm.

도 9를 참조하면, 조합 코팅 시스템(62)(도 8)에 의해 생성된 코팅 라이브러리(64)의 일 실시예는 재료(A 및 B)의 상반되는 기울기를 포함하는데, 재료(A)에 대해서는 약 100% 내지 약 0% 사이의 범위를 갖고 재료(A)의 소스(38)에 인접한 측면으로부터 코팅 라이브러리를 가로지르며 옆으로 이동하는 재료(B)에 대해서는 약 0% 내지 약 100%의 범위를 갖는다. 기판으로의 재료 전달에 관해 앞에 설명한 변수에 따라, 코팅 라이브러리(64)는 실질적으로 일정한 또는 가변적인 기판 양단의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게, 재료(A 및 B)의 소스는 코팅 라이브러리의 두께가 기판의 양단에서 실질적으로 일정하도록 전달 면적의 중앙점(44)으로부터의 사전정의된 오프셋 거리(53)를 갖는 제각기의 포커스 점(42)을 가진다. 또한, 증발률을 제어하여 재료(A 및 B)의 확산하도록 충분한 시간을 제공함으로써,인-시추(in-situ) 확산/혼합 또는 A 및 B의 반응에 의해 새로운 재료가 형성될 수 있다. 대안으로, 도 8의 기판(18)은 회전형으로, 수직형으로 및 수평형으로와 같이 움직일 수 있어 각 사전정의된 코팅(30)의 조성을 다수 변경할 수 있다. 또한, 소스(38)는 새롭고 상이한 재료들이 순차적으로 공급받을 수 있고, 이들 새롭고 상이한 재료들은 측방향으로 이동하는 길게 연장된 기판과 결합하여 기판의 수평 길이를 따라 연속적으로 변하는 코팅을 야기한다. 또한, 각 소스(38)는 바람직하게 전달 면적의 평면(49)에 실질적으로 평행하지만 수직 거리(60)만큼 이격된 전달 평면(65) 내에 배치된다. 그러나 대안적인 실시예에서, 각 소스(38)의 수직 이격(60)은 전달 면적(24) 내에 상이한 두께 프로파일(48)을 제공하도록 독립적으로 변경될 수 있다. 그러므로, 시스템(62)은 다수의 재료들 중 적어도 두 개의 재료를 기판 상에 동시에 전달하여 적어도 두 개의 재료의 기울기를 갖는 연속적으로 변하는 코팅을 획득한다.Referring to FIG. 9, one embodiment of the coating library 64 produced by the combination coating system 62 (FIG. 8) includes the opposite slopes of materials A and B, with respect to material A. For material B, which ranges from about 100% to about 0% and moves laterally across the coating library from the side adjacent to source 38 of material A, from about 0% to about 100% Have Depending on the variables described above with respect to material transfer to the substrate, the coating library 64 can have a thickness that is substantially constant or variable across the substrate. Preferably, the sources of materials A and B each have a focal point of each having a predefined offset distance 53 from the center point 44 of the transfer area such that the thickness of the coating library is substantially constant across the substrate. 42). In addition, by controlling the evaporation rate to provide sufficient time for the diffusion of the materials A and B, new materials can be formed by in-situ diffusion / mixing or by the reaction of A and B. Alternatively, the substrate 18 of FIG. 8 can be moved as rotatable, vertically and horizontally to alter the composition of each of the predefined coatings 30. In addition, source 38 may be supplied with new and different materials sequentially, and these new and different materials combine with elongated substrates that move laterally, resulting in a coating that varies continuously along the horizontal length of the substrate. In addition, each source 38 is preferably disposed in a delivery plane 65 substantially parallel to the plane 49 of the delivery area but spaced apart by a vertical distance 60. However, in alternative embodiments, the vertical spacing 60 of each source 38 can be changed independently to provide a different thickness profile 48 within the delivery area 24. Therefore, system 62 simultaneously delivers at least two of the plurality of materials onto the substrate to obtain a continuously varying coating having a slope of at least two materials.

도 10 내지 도 11을 참조하면, 도 8 내지 도 9의 실시예와 유사한 또 다른 실시예에 있어서, 3원 조합 코팅 시스템(68)은 연속적인 3원 코팅 라이브러리(70)를 제공한다. 다수의 재료(14) 중 적어도 3개의 재료(A, B 및 C)는 소스(38)로부터 동시에 또는 순차적으로 전달될 수 있다. 소스들(38)은 실질적으로 위에서 설명한 바와 같이 실질적으로 동일한 각을 이루는 오프 포커스 셋업(61)(도 7)에 각각 배치된다. 이 소스들(38)은 바람직하게 중앙점(44)과 동일한 축(78) 상에 중심(76)을 갖는 원(74) 둘레에서 동일하게 이격된다. 바람직하게, 원(74)은 전달 면적의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 예를 들어, 원(74)은 바람직하게 약 30cm의 직경을 갖는 반면 전달 면적은 약 10 cm내지 약 15 cm의 범위의 직경을 갖는다. 시스템(68)에 의해 형성된 코팅 라이브러리(70)는 3개의 재료(A, B 및 C)의 각각의 연속적으로 변경되는 조합일 수 있고, 3원 위상도(ternary phase diagram)를 흉내낼 수 있다. 위에서 언급한 코팅 라이브러리(64)(도 8 내지 도 9)의 형성에 영향을 미치는 동일한 변수들이 시스템(68)의 코팅 라이브러리(70)에 유사하게 적용된다. 예를 들어, 임의의 점에서의 코팅 라이브러리(70)의 관련 조성은 수평 이격(53), 오프셋 거리(59), 전달 각(α), 각 재료의 스프레이의 포락선(40)의 형상, 각 소스의 포커스 점(42) 등의 함수이다. 또한, 바람직한 이격 및 각은 도 8 내지 도 9를 참조하여 위에서 설명한 것과 동일하다. 일 실시예에서, 3개의 에어브러시는 각을 이루는, 오프-포커스 셋업(61)(도 7)을 이용하여 3개의 상이한 재료의 미세한 스프레이를 기판에 전달하기 위해 동시에 포커스되었다. 모든 건들은 전달 면적과 평행하고 약 15cm 수직 이격된 전달 평면에 배치되었다. 또한, 각각의 건은 약 45°의 전달 각(α) 및 약 18 cm의 수평 이격(53)을 갖도록 배치되었다. 기판(18)은 실질적으로 약 8cm의 직경을 갖는 실리콘 웨이퍼 재료의 원형 디스크였다. 다수의 사전정의된 영역의 각각은 66개의 사전정의된 코팅을 갖는 코팅 라이브러리를 형성하는 크기가 주어진다. 이 코팅 재료는 유기 색소와 혼합된 이소-프로판올 용매에 2% PEMA(polyethylmethal acrylate)를 포함했다. 3원 또는 3각 마스크(도시되지 않음) 및 열 경화를 통한 증착 후, 66개의 별개의 조성을 갖는 3원 코팅 라이브러리는 몇 분내에 생성되었다. 이 코팅은 약 2 미크론의 두께였고, 코팅 두께는 코팅 시간에 따라 선형적으로 신축(scale)한다.With reference to FIGS. 10-11, in another embodiment similar to the embodiment of FIGS. 8-9, the ternary combination coating system 68 provides a continuous ternary coating library 70. At least three of the plurality of materials 14 (A, B, and C) may be delivered from the source 38 simultaneously or sequentially. The sources 38 are each disposed in an off focus setup 61 (FIG. 7) that is substantially at the same angle as described above. These sources 38 are preferably equally spaced about a circle 74 having a center 76 on the same axis 78 as the center point 44. Preferably, the circle 74 has a diameter larger than the diameter of the delivery area. For example, circle 74 preferably has a diameter of about 30 cm while the transfer area has a diameter in the range of about 10 cm to about 15 cm. The coating library 70 formed by the system 68 can be a successively varying combination of each of the three materials A, B, and C, and can mimic a ternary phase diagram. The same parameters affecting the formation of the coating library 64 (FIGS. 8-9) mentioned above apply similarly to the coating library 70 of the system 68. For example, the relative composition of the coating library 70 at any point may include horizontal spacing 53, offset distance 59, transmission angle α, shape of the envelope 40 of the spray of each material, each source. Is a function such as the focus point 42. Also, the preferred spacing and angle are the same as described above with reference to FIGS. 8 to 9. In one embodiment, three airbrushes were simultaneously focused to deliver fine sprays of three different materials to the substrate using an angled, off-focus setup 61 (FIG. 7). All guns were placed in a delivery plane parallel to the delivery area and spaced about 15 cm vertically. In addition, each gun was arranged to have a transmission angle α of about 45 ° and a horizontal separation 53 of about 18 cm. Substrate 18 was a circular disk of silicon wafer material having a diameter of approximately 8 cm. Each of the plurality of predefined regions is sized to form a coating library with 66 predefined coatings. This coating material contained 2% polyethylmethal acrylate (PEMA) in an iso-propanol solvent mixed with an organic pigment. After deposition via ternary or triangular mask (not shown) and thermal curing, a ternary coating library with 66 distinct compositions was created within minutes. This coating was about 2 microns thick and the coating thickness scales linearly with coating time.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 조합 코팅 시스템(72)은 다수의 코-포커스 또는 동시에 포커스된 전달 메카니즘(12)을 포함하는데 이들 각각은 다수의 재료(14) 중 하나를 마스크(32)를 통해 기판(18)에 동시에 또는 순차적으로 전달하도록 고정적으로 배치된다. 다수의 전달 메카니즘(12) 각각은 기판(18)의 표면(16)과 교차하는 포락선(40)(도 3) 내에 분사된 재료의 안개를 생성한다. 각 소스(38)는 바람직하게 각을 이루는 오프-포커스 셋업(61)(도 7)에 배치된다. 바람직하게, 각 전달 메카니즘(12)은 중앙점(44)과 동일한 축(78) 상에 중심(76)을 가진 원(74) 둘레에 동일하게 이격된다. 또한, 각 전달 메카니즘(12)은 바람직하게 중심(76)에서, 전달 면적(24)의 중심점(44)에서 엣지까지의 거리보다 작은 거리만큼 방사상(radially) 이격된 수평 이격(53)(도 7)을 갖는다. 바람직하게, 각 전달 메카니즘(12)의 포커스 점(42)(도시되지 않음)은 중심점(44)으로부터 실질적으로 동일한 오프셋 거리(59)에 포커스되어, 각 재료에 대한 두께 프로파일(48)(도 7)의 동일한 부분을 전달 면적(24)에 배치시킨다. 그러나, 각 전달 메카니즘(12)에 대한 포커스점(42)은 중심점(44)으로부터 오프셋되거나 또는 동일한 오프셋 거리(53)를 가질 필요는 없다. 사실, 각 전달 메카니즘(12)은 표면(16)에 관련해 수직적인 또는 각을 이루는 중앙라인(46)(도 3)을 야기하는 포커스 점을 포함하는 유일한 포커스 점(42)을 가질 수 있는 한편, 전달된 재료(14)의 포락선(40)(도 3)이 전달 면적(24), 따러서 기판(18)의 표면(16)과 적어도 부분적으로 일치하는 한, 전달 시스템은 중앙점(44)과 직선을 이루거나 또는 반지름형으로 이격된다. 또한, 전달 메카니즘(12)은 원 주변에 배치될 필요는 없으며, 대신전달 면적(24)의 적어도 일부분에 다수의 전달 재료를 병렬로 또는 동시에 전달해주는 한 어느 상대적 위치라도 배치될 수 있다.12-14, in another embodiment, the combination coating system 72 includes multiple co-focus or simultaneously focused delivery mechanisms 12, each of which is one of a plurality of materials 14. Is fixedly arranged to deliver simultaneously or sequentially to the substrate 18 through the mask 32. Each of the plurality of delivery mechanisms 12 creates a mist of material sprayed in the envelope 40 (FIG. 3) that intersects the surface 16 of the substrate 18. Each source 38 is preferably placed in an angled off-focus setup 61 (FIG. 7). Preferably, each delivery mechanism 12 is equally spaced about a circle 74 having a center 76 on the same axis 78 as the center point 44. Each delivery mechanism 12 is also preferably horizontally spaced 53 radially spaced apart from the center 76 by a distance less than the distance from the center point 44 of the delivery area 24 to the edge (FIG. 7). Has Preferably, the focus point 42 (not shown) of each transfer mechanism 12 is focused at substantially the same offset distance 59 from the center point 44, so that the thickness profile 48 (FIG. 7) for each material The same portion of) is placed in the transfer area 24. However, the focus point 42 for each delivery mechanism 12 need not be offset from the center point 44 or have the same offset distance 53. In fact, each delivery mechanism 12 may have a unique focus point 42 that includes a focus point that causes a centerline 46 (FIG. 3) that is perpendicular or angled relative to the surface 16. As long as the envelope 40 (FIG. 3) of the transferred material 14 at least partially coincides with the transfer area 24, and thus the surface 16 of the substrate 18, the transfer system is associated with the center point 44. Straight lines or radially spaced apart. In addition, the delivery mechanism 12 need not be disposed around the circle, but instead may be placed in any relative position as long as it delivers multiple transfer materials in parallel or simultaneously to at least a portion of the transfer area 24.

마스크(32)는 바람직하게 상이한 재료를 이용한 상이한 사전정의된 영역(22)(도 2)의 코팅을 제어하여 코팅 라이브러리(82)(도 13)를 형성하기 위해 재료(14)의 전달 라인 안으로 또한 밖으로 이동될 수 있는 다수의 패턴(80)(도 13)을 포함한다. 도 12는 기판(18)으로부터 이격되는 것으로 도시되어 있지만, 바람직하게 마스크는 기판에 접촉하거나 아주 근접하여 섀도잉을 제거하는 물리적 콘택트 마스크이다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, 시스템(72)은 마스크(13)(도 13)의 첫 번째 네 개의 패턴(80)과 조합한 다수의 재료들(14) 중 네 개(A, B,C 및 D)를 사용하여 16개의 사전정의된 코팅(30)을 구비한 코팅 라이브러리(82)를 생성할 수 있다.The mask 32 is preferably also into the delivery line of material 14 to control the coating of different predefined regions 22 (FIG. 2) with different materials to form a coating library 82 (FIG. 13). It includes a number of patterns 80 (FIG. 13) that can be moved out. 12 is shown as being spaced apart from the substrate 18, the mask is preferably a physical contact mask that contacts or is in close proximity to the substrate to eliminate shadowing. For example, referring to FIG. 14, the system 72 may include four of the plurality of materials 14, A, B, in combination with the first four patterns 80 of the mask 13 (FIG. 13). C and D) can be used to create a coating library 82 with 16 predefined coatings 30.

시스템(72)의 실시예에 있어서, 각 전달 메카니즘(12)은 유체 전구 재료(liquid precursor material)(14)를 미세한 스프레이로 분사하고 그것을 개별적으로 또는 다른 노즐/재료와 조합하여 기판(18)으로 유도하여 코팅 층을 형성하는 스프레이 노즐이다. 압축 공기, 과열된 증기 또는 초음파는 유체 재료에 인가되어 유체 재료의 미세한 안개를 생성할 수 있다. 다수의 코팅 층을 갖는 코팅 라이브러리(82)는 마스킹 패턴의 시퀀스 및 경화 단계와 결합하여(필요한 경우) 다수의 분사기(12)로부터의 재료 전달을 차례로 나열함으로써 전개될 수 있다. 이것은 예를 들어 코팅 층들의 각각 또는 이들의 조합이 적어도 하나의 기능 특성(functional properties)을 제공하는 다수의 기능 특성을 갖는 코팅을 탐색하는 경우에 바람직할 수 있다. 제한으로 해석되어서는 안되는 이 특정 예에서, 8개의 상이한 유체 코팅(A-H)은 개별적으로 제어되는 8개의 스프레이 건에 공급된다. 예를 들어, 적절한 유체 코팅 재료는 폴리아크리드(polyacrylides), 폴리 탄산 에스테르, 비닐 중합체, 실리콘 및 실리카 겔을 포함한다. 또한, 예를 들어, 적절한 스프레이 건은 SonoTech사에 의해 제조된 것을 포함한다. 재료가 경화될 필요가 있는 경우, 경화 소스(34)(도 1)의 적절한 예는 약 10 분 내지 약 10 시간, 보다 바람직하게는 약 1 시간 내지 약 4시간 동안 약 80 내지 약 200도, 보다 바람직하게 약 100 내지 약 150도의 온도에서 재료를 경화시킬 수 있는 고온 판(hot plate) 및 UV 램프를 포함한다. 그러므로, 다수의 사전정의된 다층 코팅을 갖는 코팅 라이브러리는 상이한 마스킹 패턴을 상이한 유체 전구 재료와 결합하거나, 또는 재료의 무마스크(maskless) "연속적 위상 스프레딩(continuous phase spreading)"에 의해 병렬식으로 생성되고, 이것은 각 분사기 노즐로부터 전달되는 유체 전구 재료의 양 및 이격을 변경함으로써 코팅 라이브러리를 형성한다.In an embodiment of the system 72, each delivery mechanism 12 sprays the liquid precursor material 14 with a fine spray and individually or in combination with other nozzles / materials to the substrate 18. It is a spray nozzle which guides and forms a coating layer. Compressed air, superheated steam, or ultrasonic waves can be applied to the fluid material to produce fine fog of the fluid material. A coating library 82 having multiple coating layers can be developed by sequencing material transfer from multiple injectors 12 in combination with (if necessary) the sequence of masking patterns and curing steps. This may be desirable, for example, when searching for a coating having multiple functional properties where each or a combination of the coating layers provides at least one functional property. In this particular example, which should not be construed as a limitation, eight different fluid coatings (A-H) are supplied to eight individually controlled spray guns. For example, suitable fluid coating materials include polyacrylides, polycarbonate esters, vinyl polymers, silicones and silica gels. Also suitable spray guns include, for example, those manufactured by SonoTech. If the material needs to be cured, a suitable example of the curing source 34 (FIG. 1) may be from about 80 degrees to about 200 degrees, more preferably from about 10 minutes to about 10 hours, more preferably from about 1 hour to about 4 hours. Preferably it comprises a hot plate and a UV lamp capable of curing the material at a temperature of about 100 to about 150 degrees. Therefore, a coating library with multiple predefined multilayer coatings combines different masking patterns with different fluid precursor materials or in parallel by maskless "continuous phase spreading" of the material. Generated, which forms a coating library by varying the amount and separation of fluid precursor material delivered from each injector nozzle.

도 15를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 증착 조합 코팅 시스템(90)은 다수의 전달 메카니즘(12)을 포함하는데, 이들 각각은 증착 하우징(94) 내에서 다수의 고체(14) 중 하나를 이동가능 스테이지(92) 상에 배치된 기판(18)에 동시에 또는 순착적으로 전달하기 위해 코-포커스 또는 동시 포커스된다. 고온의 증착을 견디기 위해, 기판은 마그네슘 산화물 또는 란탄 알루미늄산염(LaAlO3)과 같은 안정적인 고온 재료를 포함한다. 증착 하우징(94)은 봉합가능하여 자기 자신의 내부 표면내에 진공 챔버(96)를 형성할 수 있다. 이 경우에 있어서, 전달 메카니즘(12)은 바람직하게 최적의 출력에 부합되는 RF 파워에 의해 구동되는 스퍼터 건과 같은 증착 장치이다. 스테이지(92)는 알려진 위치에서 기판(18)을 지원하는데, 이 스테이지는 수직적으로, 회전적으로 또는 선형적으로 조정하여 전달 면적 내에 기판을 배치시킬 수 있다. 상이한 패턴(80)의 어레이를 갖는 마스크(32)는 전달 메카니즘과 기판(18) 사이에 배치된다. 마스크(32)는 바람직하게 증착 동안 기판(18)과 접촉하여 실질적으로 "섀도잉 효과"를 최소화한다. 마스크(32)는 마스크 하우징(100)의 진공 챔버(98) 내에서 이동가능하게 배치된다. 마스크 하우징(100)은 주 하우징(94)과 통신하여 양 진공 챔버(96 및 98)의 대기를 유지한다. 또한, 마스크 하우징(100)은 각각 이동 및 측정용의 기어 박스(102) 및 마이크로미터(104)와, 기판(18)과 관련된 마스크 패턴(80)의 배치를 포함한다.Referring to FIG. 15, in another embodiment, the deposition combination coating system 90 includes a plurality of transfer mechanisms 12, each of which may include one of a plurality of solids 14 within the deposition housing 94. Co-focus or simultaneous focus for simultaneous or sequential transfer to the substrate 18 disposed on the movable stage 92. To withstand high temperature deposition, the substrate includes a stable high temperature material such as magnesium oxide or lanthanum aluminate (LaAlO 3 ). The deposition housing 94 can be sealed to form a vacuum chamber 96 within its own inner surface. In this case, the delivery mechanism 12 is a deposition apparatus, such as a sputter gun, driven by RF power that is preferably matched to an optimum output. Stage 92 supports substrate 18 at a known location, which can be positioned vertically, rotationally, or linearly to position the substrate within the transfer area. Mask 32 having an array of different patterns 80 is disposed between the transfer mechanism and the substrate 18. Mask 32 is preferably in contact with substrate 18 during deposition to substantially minimize the " shadowing effect ". The mask 32 is movably disposed in the vacuum chamber 98 of the mask housing 100. The mask housing 100 communicates with the main housing 94 to maintain the atmosphere of both vacuum chambers 96 and 98. The mask housing 100 also includes the arrangement of the gearbox 102 and micrometer 104 for movement and measurement, respectively, and the mask pattern 80 associated with the substrate 18.

또한, 시스템(90)은 동시에 또는 순차적으로 전달되는 하나 이상의 재료를 선택하고 재료의 혼합을 방지하는 하나 이상의 개구(108)를 갖는 셔터(106)를 포함할 수 있다. 셔터(106)는 셔터 및 개구(108)를 회전시켜 고체(14)를 선택하여 증발시키는 축차(110)에 이동가능게 연결되는 반면, 마스크 패턴(80)은 선형 움직임 진공 공급(linear motion vacuum feed-through)을 통해 인-바쿠(in-vacu) 변경된다. 재료(14)의 증착량은 수정 진동자와 같은 두께 모니터링 장치(112)에 의해 모니터링된다. 상이한 패턴의 마스크를 통한 상이한 고체 전구(solid precursors)의 증착에 의해, 100개 이상의 상이한 코팅 조성/층 구조를 가진 기판은 고체 및/또는 마스크 패턴을 바꾸기 위해 진공을 중단할 필요없이 하루만에 제조될 수 있다.The system 90 may also include a shutter 106 having one or more openings 108 that select one or more materials delivered simultaneously or sequentially and prevent mixing of the materials. The shutter 106 is movably connected to a rotor 110 which rotates the shutter and opening 108 to select and evaporate the solid 14, while the mask pattern 80 is a linear motion vacuum feed. -through) to change in-vacu. The deposition amount of material 14 is monitored by a thickness monitoring device 112 such as a crystal oscillator. By deposition of different solid precursors through different patterns of masks, substrates with more than 100 different coating compositions / layer structures are produced in one day without having to stop vacuum to change the solid and / or mask pattern Can be.

진공 챔버(96 및 98)내의 진공 대기는 터보-분자 펌프(turbo-molecular pump)(116)에 연결된 백-펌프 스테이션(114)에 의해 유지된다. 예를 들어, 백-펌프 스테이션(114)은 약 10-3토르의 진공을 제공할 수 한편, 터보-분자 펌프(116)는 약 10-6토르의 진공을 제공할 수 있다. 펌프(114 및 116)는 게이트 밸브(118)를 통해 진공 챔버(96)와 통신을 한다.The vacuum atmosphere in the vacuum chambers 96 and 98 is maintained by a bag-pump station 114 connected to a turbo-molecular pump 116. For example, the back-pump station 114 may provide a vacuum of about 10 −3 Torr while the turbo-molecular pump 116 may provide a vacuum of about 10 −6 Torr. Pumps 114 and 116 are in communication with vacuum chamber 96 via gate valve 118.

예를 들어, 이 시스템(90)은 임의의 세라믹, 금속 및/또는 반도체 재료의 코팅 라이브러리를 생성할 수 있는데, 표면 거치름 및 두께의 정확성은 나노미터로 측정된다. 위에서 설명한 스퍼터 장치뿐만 아니라, 다른 적절한 전달 메카니즘(12)은 레이저 제거(laser ablation), 전자 빔 증발, CVD 등을 포함하는데, 무기 코팅 라이브러리를 생성하기 위해 마스킹 시스템과 함께 사용될 수 있다. 유기 코팅 라이브러리를 제조하기 위해, 마스킹 시스템에 결합된 코-포커싱 다수 소스 열 증발 장치(co-focusing multiple source thermal evaporation apparatus)가 설치될 수 있다. 예를 들어 유기 발광 다이오드("LED") 장치에 사용되는 소 분자 라이브러리를 제조하기 위해 동일한 시스템이 사용될 수 있다.For example, the system 90 can produce a coating library of any ceramic, metal and / or semiconductor material, with surface roughness and thickness accuracy measured in nanometers. In addition to the sputter apparatus described above, other suitable delivery mechanisms 12 include laser ablation, electron beam evaporation, CVD, and the like, which can be used with a masking system to create an inorganic coating library. To produce an organic coating library, a co-focusing multiple source thermal evaporation apparatus coupled to the masking system can be installed. The same system can be used, for example, to produce small molecule libraries used in organic light emitting diode ("LED") devices.

본 발명에 따라 결합 코팅 시스템 및 방법이 제공된다는 것이 분명하다. 본 발명은 특히 바람직한 실시예와 연계하여 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 변경 및 수정할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 코팅 두께 프로파일을 형성하는 전달 메카니즘의 배치 및 재료의 전달 원리는 동일한 방법으로, 적용가능하면, 모든 실시예에 적용된다는것이 이해될 것이다.It is clear that the present invention provides a bond coating system and method. While the invention has been shown and described in connection with particularly preferred embodiments, it will be understood by those skilled in the art that modifications and variations can be made without departing from the scope of the invention. It will also be understood that the principles of placement of the delivery mechanism and material delivery mechanism forming the coating thickness profile described herein apply in all embodiments, if applicable, in the same manner.

Claims (46)

코팅된 재료의 어레이를 생성하는 시스템에 있어서,A system for producing an array of coated materials, 다수의 사전정의된 영역(22)을 가진 표면(16)을 구비한 기판(18)과,A substrate 18 having a surface 16 having a plurality of predefined regions 22, 상기 기판을 코팅하는 다수의 재료(14)와,A plurality of materials 14 for coating the substrate, 상기 다수의 재료와 연관된 전달 메카니즘(deliver mechanism)(12)- 상기 전달 메카니즘은 상기 다수의 재료 각각을 상기 기판의 상기 표면 상에 동시에 전달하도록 배치됨 -과,A delivery mechanism 12 associated with the plurality of materials, the delivery mechanism being arranged to simultaneously deliver each of the plurality of materials onto the surface of the substrate; 상기 다수의 재료 각각을 선택적으로(optionally) 전달하도록 상기 전달 메카니즘을 제어하여 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역 각각이 사전정의된 코팅(30)을 갖게 하도록 하는 제어기(26)를 포함하는A controller 26 to control the delivery mechanism to selectively deliver each of the plurality of materials such that each of the plurality of predefined regions of the substrate has a predefined coating 30. 코팅된 재료 어레이 생성 시스템.Coated Material Array Generation System. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달 메카니즘은 다수의 소스(38)- 상기 소스 각각은 상기 다수의 재료 중 하나의 전달용임 -를 더 포함하되, 상기 다수의 소스 각각은 상기 시스템 내에서 상이한 고정 위치를 가지는The delivery mechanism further includes a plurality of sources 38, each of which is for delivery of one of the plurality of materials, each of the plurality of sources having a different fixed position within the system. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 영역 중 적어도 하나와 연관된 상기 사전정의된 코팅은 다층을 갖는 박막 코팅을 포함하는The predefined coating associated with at least one of the plurality of regions includes a thin film coating having multiple layers. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 다수의 패턴을 구비한 마스크(32)- 상기 마스크는 상기 기판의 상기 표면에 인접하게 배치됨 -를 더 포함하되, 상기 다수의 패턴 각각은 상기 기판 위에 배치가능하고, 상기 다수의 패턴 각각은 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역의 상이한 결합에 상기 재료의 전달이 허용하도록 유일한A mask 32 having a plurality of patterns, wherein the mask is disposed adjacent the surface of the substrate, each of the plurality of patterns being disposed on the substrate, each of the plurality of patterns being the substrate Unique to allow delivery of the material to different combinations of the plurality of predefined regions of 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 재료 각각은 금속, 합금, 세라믹, 산화물, 질화물 및 황화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials includes a material selected from the group consisting of metals, alloys, ceramics, oxides, nitrides and sulfides. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 재료 각각은 중합 재료(polymeric materials), 저중합 재료(oligomeric materials), 소 분자(small molecules), 열 가소성 중합체 및 열경화성 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials comprises a material selected from the group consisting of polymeric materials, oligomeric materials, small molecules, thermoplastic polymers and thermosetting polymers. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달 메카니즘은 증착 장치를 더 포함하는The delivery mechanism further includes a deposition apparatus. 시스템.system. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전달 메카니즘은 상기 다수의 재료 각각에 대응하는 다수의 위치를 갖는 셔터를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 다수의 재료의 적어도 하나를 상기 기판의 표면에 선택적으로 노출시키도록 상기 셔터의 위치를 제어하는The delivery mechanism further includes a shutter having a plurality of positions corresponding to each of the plurality of materials, wherein the controller controls the position of the shutter to selectively expose at least one of the plurality of materials to the surface of the substrate. doing 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전달 메카니즘은 상기 다수의 재료에 대응하는 다수의 분사기 장치를 더 포함하되, 상기 다수의 재료 각각은 상기 다수의 분사기 장치들 중 대응 장치에 의해 증발가능한The delivery mechanism further comprises a plurality of injector devices corresponding to the plurality of materials, each of the plurality of materials being vaporizable by a corresponding device of the plurality of injector devices. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 다수의 마스킹 패턴을 갖는 마스크와,A mask having a plurality of masking patterns, 상기 제어기와 통신하고 상기 마스크 홀딩용 마운트(a mount for holding the mask)를 갖는 이동가능 탑재 장치(movable mounting device)(35)- 상기 제어기는 상기 다수의 재료 중 적어도 하나를 상기 기판에 전달하는 것과 관련하여 상기 기판 위에 상기 다수의 마스킹 패턴 중 하나를 배치하도록 상기 탑재 장치를 이동을 제어함 -를 더 포함하는A movable mounting device 35 in communication with the controller and having a mount for holding the mask, the controller being configured to deliver at least one of the plurality of materials to the substrate; In relation to controlling the movement of the mounting apparatus to place one of the plurality of masking patterns on the substrate. 시스템.system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기와 통신하고 상기 기판을 지탱하는 고정물(fixture)을 구비한 이동가능 홀딩 장치(37)를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 기판의 적어도 일부분을 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나의 전달을 수신하는 전달 면적에 배치하도록 상기 지탱 장치의 움직임 속도를 제어하는And a movable holding device 37 having a fixture in communication with the controller and supporting the substrate, the controller receiving at least a portion of the substrate at least one of the plurality of materials. To control the speed of movement of the support device so as to be disposed in a delivery area 시스템.system. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 홀딩 장치는 실질적으로 일정한 속도로 이동가능한The holding device is movable at a substantially constant speed. 시스템.system. 코팅된 재료의 어레이를 생성하는 시스템(10)에 있어서,In a system (10) that produces an array of coated materials, 상시 시스템 내에 고정되게 배치된 전달 면적(24)과,A delivery area 24 fixedly located within the system at all times, 다수의 사전정의된 영역을 갖는 표면(16)을 구비한 기판(18)- 상기 기판의 표면은 상기 전달 면적 내에 배치가능함 -과,A substrate 18 having a surface 16 having a plurality of predefined regions, the surface of the substrate being dispositionable within the transfer area; and 상기 기판을 코팅하는 다수의 재료(14)와,A plurality of materials 14 for coating the substrate, 상기 다수의 재료와 연관된 전달 메카니즘(12)- 상기 전달 메카니즘은 상이한 고정 위치로부터의 상기 다수의 재료 각각을 상기 전달 면적으로 동시에 전달되도록 배치됨 -과,A delivery mechanism 12 associated with the plurality of materials, the delivery mechanism being arranged to simultaneously deliver each of the plurality of materials from different fixed locations to the delivery area; 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나를 상기 전달 면적에 선택적으로 전달하도록 상기 전달 메카니즘을 제어하여 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역 각각은 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나의 사전정의된 코팅(30)을 갖게되는Controlling the delivery mechanism to selectively deliver at least one of the plurality of materials to the transfer area such that each of the plurality of predefined regions of the substrate is a predefined coating of at least one of the plurality of materials. To have 시스템.system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 다수의 영역의 적어도 하나와 연관있는 상기 사전정의된 코팅은 다층을 갖는 박막 코팅을 포함하는The predefined coating associated with at least one of the plurality of regions includes a thin film coating having multiple layers. 시스템.system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 다수의 패턴을 갖는 마스크- 상기 다수의 재료와 상기 기판의 상기 표면 사이에서 상기 전달 면적에 인접하게 배치됨 -를 더 포함하되, 상기 다수의 패턴 각각은 상기 전달 면적 내에 배치가능하고, 상기 다수의 패턴 각각은 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역의 상이한 조합에 상기 재료를 전달을 허용하도록 유일한A mask having a plurality of patterns, disposed adjacent the transfer area between the plurality of materials and the surface of the substrate, wherein each of the plurality of patterns is deployable within the transfer area, the plurality of patterns Each is unique to allow transfer of the material to different combinations of the plurality of predefined regions of the substrate. 시스템.system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 다수의 재료 각각은 금속, 합금, 세라믹, 산화물, 질화물 및 황화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials includes a material selected from the group consisting of metals, alloys, ceramics, oxides, nitrides and sulfides. 시스템.system. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 전달 메카니즘은 증착 장치를 더 포함하는The delivery mechanism further includes a deposition apparatus. 시스템.system. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 전달 메카니즘은 상기 다수의 재료 각각에 대응하는 다수의 배치를 갖는 셔터를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나를 상기 전달 영역에 선택적으로 노출되도록 상기 셔터의 배치를 제어하는The delivery mechanism further includes a shutter having a plurality of arrangements corresponding to each of the plurality of materials, wherein the controller controls the placement of the shutters to selectively expose at least one of the plurality of materials to the transfer area. 시스템.system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 다수의 재료 각각은 중합 재료, 저중합 재료, 소 분자, 열가소성 중합체 및 열경화성 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials includes a material selected from the group consisting of polymeric materials, low polymer materials, small molecules, thermoplastic polymers and thermoset polymers. 시스템.system. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 전달 메카니즘은 상기 다수의 재료에 대응하는 다수의 분사기 장치를 더 포함하되, 상기 다수의 재료 각각은 상기 다수의 분사기 장치들 중 대응 장치에 의해 증발가능한The delivery mechanism further comprises a plurality of injector devices corresponding to the plurality of materials, each of the plurality of materials being vaporizable by a corresponding device of the plurality of injector devices. 시스템.system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제어기와 통신하고 상기 마스크의 홀딩용 마운트를 갖는 이동가능 탑재 장치를 더 포함하되, 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나를 상기 전달 면적에 전달하는 것과 관련하여 상기 다수의 패턴들 중 하나를 상기 전달 면적 위에 배치하도록 탑재 장치의 이동치를 제어하는And further comprising a moveable mounting device in communication with the controller and having a mount for holding of the mask, the transfer of one of the plurality of patterns in connection with transferring at least one of the plurality of materials to the transfer area. To control the displacement of the payload 시스템.system. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 제어기와 통신하고 상기 기판을 지탱하는 고정물을 구비한 이동가능 홀딩 장치(37)를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 기판의 적어도 일부분을 상기 다수의 재료들 중 적어도 하나의 전달을 수신하는 전달 면적에 배치하도록 상기 지탱 장치의 움직임 속도를 제어하는And a movable holding device 37 having a fixture in communication with the controller and supporting the substrate, wherein the controller transfers at least a portion of the substrate to receive a transfer of at least one of the plurality of materials. To control the speed of movement of the support device to place it in 시스템.system. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 홀딩 장치는 실질적으로 일정한 속도로 이동가능한The holding device is movable at a substantially constant speed. 시스템.system. 코팅된 재료의 어레이를 생성 방법에 있어서,A method of producing an array of coated materials, the method comprising: 다수의 사전정의된 영역(22)을 가진 표면(16)을 구비한 기판(18)을 제공하는 단계와,Providing a substrate 18 having a surface 16 having a plurality of predefined regions 22, 다수의 재료(14)의 적어도 하나를 상기 기판의 상기 표면에 선택적으로 전달하여 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역 각각의 상에 사전정의된 코팅(30)을 형성하되, 상기 다수의 재료 각각은 상기 기판에 동시에 전달되도록 배치되는단계를 포함하는Selectively delivering at least one of the plurality of materials 14 to the surface of the substrate to form a predefined coating 30 on each of the plurality of predefined regions of the substrate, wherein each of the plurality of materials Is arranged to be simultaneously delivered to the substrate 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 전달하는 단계는 상이한 고정 배치로부터 상기 다수의 재료 각각을 전달하는 단계를 더 포함하는Selectively delivering at least one of the plurality of materials further comprises delivering each of the plurality of materials from a different fixed arrangement. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 사전정의된 코팅은 박막 코팅을 포함하는The predefined coating comprises a thin film coating 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 사전정의된 코팅은 다층을 구비한 박막 코팅을 포함하는The predefined coating includes a thin film coating having multiple layers. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 기판의 상기 표면과 상기 적어도 하나의 전달된 재료 사이에 마스크(32)를 배치하는 단계를 더 포함하는Disposing a mask 32 between the surface of the substrate and the at least one transferred material. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 마스크를 배치하는 단계는 상기 기판의 상기 표면과 상기 적어도 하나의 전달된 재료 사이에 다수의 마스크 패턴들 중 하나를 선택적으로 배치하는 단계를 더 포함하는Placing the mask further includes selectively placing one of a plurality of mask patterns between the surface of the substrate and the at least one transferred material. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 각각은 금속, 합금, 세라믹, 산화물, 질화물 및 황화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials includes a material selected from the group consisting of metals, alloys, ceramics, oxides, nitrides and sulfides. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 각각은 중합 재료, 저중합 재료, 소 분자, 열 가소성 중합체 및 열경화성 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials comprises a material selected from the group consisting of polymeric materials, low polymer materials, small molecules, thermoplastic polymers and thermosetting polymers. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 전달하는 단계는 상기 재료를 증발시키는 단계를 더 포함하는Selectively delivering at least one of the plurality of materials further comprises evaporating the material 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나의 재료를 선택적으로 전달하는 단계는 상기 선택된 재료와 상기 기판 사이의 셔터에 개구를 배치시키는 단계를 더 포함하는Selectively transferring at least one of the plurality of materials further comprises disposing an opening in the shutter between the selected material and the substrate. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나의 재료를 상기 기판에 전달하는 동안 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하는Moving the substrate while transferring at least one of the plurality of materials to the substrate; 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 선택된 재료와 상기 기판 사이에 다수의 마스크 패턴 중 하나를 배치시키는 단계를 더 포함하는Disposing one of a plurality of mask patterns between the selected material and the substrate; 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법에 있어서,A method of producing an array of coated materials, 기판의 표면이 전달 면적 내에 존재하도록 다수의 사전정의된 영역(22)을 가진 표면(16)을 구비한 기판(18)을 배치하는 단계- 상기 전달 면적은 고정되게 배치됨 -와,Disposing a substrate 18 having a surface 16 having a plurality of predefined regions 22 such that the surface of the substrate is within the transfer area, the transfer area being fixedly arranged; and 각각 상이한 고정 위치로부터의 다수의 재료(14)의 적어도 하나를 전달 면적에 선택적으로 전달하여 상기 기판의 상기 다수의 사전정의된 영역 각각의 상에 사전정의된 코팅(30)을 형성하는 단계를 포함하는Selectively delivering at least one of the plurality of materials 14 from each of the different fixed locations to a delivery area to form a predefined coating 30 on each of the plurality of predefined regions of the substrate. doing 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 사전정의된 코팅은 박막 코팅을 포함하는The predefined coating comprises a thin film coating 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 사전정의된 코팅은 다층을 구비한 박막 코팅을 포함하는The predefined coating includes a thin film coating having multiple layers. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 기판의 상기 표면과 상기 적어도 하나의 전달된 재료 사이에 마스크(32)를 배치하는 단계를 더 포함하는Disposing a mask 32 between the surface of the substrate and the at least one transferred material. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 39 항에 있어서,The method of claim 39, 상기 마스크를 배치하는 단계는 상기 기판의 상기 표면과 상기 적어도 하나의 전달된 재료 사이에 다수의 마스크 패턴들 중 하나를 선택적으로 배치하는 단계를 더 포함하는Placing the mask further includes selectively placing one of a plurality of mask patterns between the surface of the substrate and the at least one transferred material. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 39 항에 있어서,The method of claim 39, 상기 다수의 재료 각각은 금속, 합금, 세라믹, 산화물, 질화물 및 황화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials includes a material selected from the group consisting of metals, alloys, ceramics, oxides, nitrides and sulfides. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 다수의 재료 각각은 중합 재료, 저중합 재료, 소 분자, 열 가소성 중합체 및 열경화성 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는Each of the plurality of materials comprises a material selected from the group consisting of polymeric materials, low polymer materials, small molecules, thermoplastic polymers and thermosetting polymers. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나를 선택적으로 전달하는 단계는 상기 재료를 증발시키는 단계를 더 포함하는Selectively delivering at least one of the plurality of materials further comprises evaporating the material 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나의 재료를 선택적으로 전달하는 단계는 상기 선택된 재료와 상기 기판 사이의 셔터에 개구를 배치시키는 단계를 더 포함하는Selectively transferring at least one of the plurality of materials further comprises disposing an opening in the shutter between the selected material and the substrate. 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 다수의 재료 중 적어도 하나의 재료를 상기 기판에 전달하는 동안 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하는Moving the substrate while transferring at least one of the plurality of materials to the substrate; 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 선택된 재료와 상기 기판 사이에 다수의 마스크 패턴 중 하나를 배치시키는 단계를 더 포함하는Disposing one of a plurality of mask patterns between the selected material and the substrate; 코팅된 재료의 어레이 생성 방법.A method of creating an array of coated materials.
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