CN100538458C

CN100538458C - 喷墨对准层印刷装置和印刷方法

Info

Publication number: CN100538458C
Application number: CNB2005100990445A
Authority: CN
Inventors: 裵钟成; 郑进秀; 郑斗汉; 元敏荣; 李建宗
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: US20060127580A1; US7842345B2; JP4939764B2; TW200618872A; TWI418413B; CN1790114A; KR101160827B1; JP2006167704A; KR20060066353A

Abstract

本发明公开了一种喷墨对准层印刷装置和印刷方法。所述喷墨对准液体印刷装置包括多个将对准液体喷射到基片上的喷墨头，和安装到所述基片的印刷台，其中所述印刷台的一部分被提升并旋转。

Description

喷墨对准层印刷装置和印刷方法

技术领域

本发明涉及一种喷墨对准层印刷装置和一种喷墨对准层印刷方法。

背景技术

液晶显示(LCD)广泛用于包括一对面板的平板显示中，该对面板装备有场产生电极和具有介电各向异性并置于两面板之间的液晶(LC)层。每个面板包括一对准层。

场产生电极一般包括多个连接到开关元件(例如，薄膜晶体管(TFT))以供以数据电压的像素电极和覆盖面板的全部表面并供以公共电压的公共电极。一对相互配合产生电场的场产生电极和置于该对电极之间的LC被称为一LC电容器。

电压施加到场产生电极上，以在LC层中产生电场，通过调节跨越LC电容器的电压可控制该电场的强度。由于电场决定LC分子的取向，并且LC分子的取向决定光通过LC层的透射率，因此透光率通过控制所施加的电压而得到调整。通过调整透光率，获得期望的图像。

通过旋涂或轮转印刷(flexo printing)，对准层形成在邻近LC层的面板的一侧上，以确定LC分子的初始对准。

使用轮转印刷形成对准层的对准层印刷装置包括多个辊(例如，相互配合的网纹辊(aniloxroll)和印刷辊)和由橡胶制成并附于所述辊的板。然而，随着面板和用于制造面板的母基片的尺寸变大，辊和板的尺寸和重量随之增加，使得对准层印刷装置的制造较困难。

发明内容

本发明的目的是解决传统技术的问题。

一方面，本发明是一种喷墨对准液体印刷装置，该装置包括多个喷射对准液体到基片上的喷墨头。该基片安装在印刷台上，其中印刷台的一部分被提升并旋转。

另一方面，本发明是一种喷墨对准层印刷方法。该方法包括通过使多个喷墨头和基片彼此相对运动而将对准液体的液滴沉积在基片上以形成第一滴落线。该基片安装在被旋转的印刷台上，在形成第一滴落线后，对准液体的液滴沉积在基片上以形成第二滴落线。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，本发明将变得更加明显，附图中：

图1是根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置的透视图；

图2A、3、4、5和6A依次示出了使用根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置印刷对准层的印刷方法；

图2B示出滴落在基片上的对准液体；

图2C示出根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置的喷墨头和多个喷嘴孔；

图6B示出基片旋转后滴落在基片上的对准液体；

图7A示出分别施加到多个喷嘴孔用于形成多个第一滴落线的第一电压脉冲；

图7B示出根据图7A中所示的第一电压脉冲所沉积的对准液体的液滴；

图8A示出分别施加到多个喷嘴孔用于形成多个第二滴落线的第二电压脉冲；

图8B示出根据图8A中所示的第二电压脉冲所沉积的对准液体的液滴；

图9A示出各种电压脉冲；和

图9B示出根据图9A中所示的电压脉冲所沉积的对准液体的液滴。

具体实施方式

下面将参照附图更加全面地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。而本发明可以体现为许多不同的形式，并不应当解释为限于这里提出的实施例。

在附图中，为清楚起见，夸大了层和区域的厚度。全部附图中，相同的标记指的是相同的元件。应当理解的是，当提到一元件(例如，层、薄膜、区域、基片或面板)在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者也可以存在插入的元件。相反，当提到一元件“直接”在另一元件“上”时，则不存在插入的元件。

现在将参照附图描述根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置和对准层的印刷方法。

图1是根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置的透视图。图2A以及图3到6A依次示出了使用根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置印刷对准层的印刷方法。图2B示出滴落在基片上的对准液体的状态。图2C示出根据本发明实施例的喷墨对准层印刷装置的喷墨头和多个喷嘴孔。图6B示出基片旋转后滴落在基片上的对准液体。

参照图1，喷墨对准层印刷装置包括多个将对准液体喷射在基片1上的喷墨头30和印刷台70，基片1安装在印刷台70上。多个对准层20印刷在基片1上。

印刷台70包括多个支承基片1的支承台50和围绕支承台50的运送台60。运送台60能够被提升和旋转。优选地，印刷台70包括用于将安装好的基片1固定在位的真空吸盘。

支承台50可具有矩形的形状并以预定的间隔隔开。传送臂(未示出)穿过相邻支承台70之间的空间并使基片1运动。

运送台60也可具有矩形形状，其包括置于其下部上用以提升并旋转运送台60的支承杆61。该支承杆61在所安装的驱动装置(例如，电机和齿轮)的作用下被提升和旋转。

多个粘附膜60a形成在矩形运送台60的角上。优选地，粘附膜60a由粘性材料制成，以防止当使用运送台60旋转基片1时基片1运动。

如图2C中所示，喷墨头30以在相邻喷墨头30之间预定的交叠量交错排列布置。由于存在多个喷墨头30，因此对准层20易于根据基片1的尺寸形成各种形状。

多个喷嘴孔h1-h4形成在各喷墨头30的下部上。相邻的喷墨头30相互交叠，使得喷嘴孔h1-h4之间的间隔d’是恒定的。如果喷墨头30不交叠，则跨越相邻喷墨头30的喷嘴孔31a之间的间隔将大于在一个喷墨头30中的喷嘴孔31a之间的间隔。多个压电致动器形成在相应于每个喷墨头30的喷嘴孔h1-h4的区域上。当电流流过每个压电致动器时，压电致动器推压对准液体，并通过相应的喷嘴孔h1-h4将对准液体喷出。

通过移动喷墨头30或印刷台70，对准层20形成为与形成在基片1上的多个图案(pattern)相应的形状。

在用上述喷墨印刷装置形成对准层20的过程中，辊和橡胶板不是必要的。因此，印刷装置的尺寸变小，并且通过控制软件等可形成各种印刷图案。因此，现有技术的辊和橡胶板随着基片变大而增加的尺寸和重量就是无需考虑的因素了。

现在，将详细描述使用根据本发明实施例的喷墨印刷装置的LCD制造方法。

如图2A和2B中所示，通过使置于喷墨头30下方的印刷台70沿箭头3所示的方向运动，对准液体的多个液滴25滴落在基片1上，形成第一滴落线L1。该对准液滴25以等于相应喷嘴孔h1-h4直径的直径滴落在基片1上。此时，相邻第一滴落线L1之间的间隔“d”基本等于相邻喷嘴孔h1-h4之间的间隔“d”’。空间5形成在对准液滴25之间。

液滴25之间的间隔d’可通过改变印刷台70的运动速度而进行调节，但第一滴落线L1之间的间隔d是固定的并且远宽于对准液滴25的直径，因此对准层20的平面化是困难的。

为了减小第一滴落线L1之间的间隔d，重要的是基片1要在对准液体滴落之前通过降低对准液体的稠度或改善清洁条件而具有良好的表面特性。然而，制造工艺会变得复杂，而且对准液体的选择更加困难。

减小该间隔d的另一方式是减小喷嘴孔h1-h4之间的间隔d’。然而，间隔d’可以减小的程度因置于喷嘴孔和对准液体储罐上的压电致动器而受到限制。

减小该间隔d的又一方式是使用两组在两条线中以预定距离交叉布置的喷墨头或者一组能够在水平方向移动的喷墨头。然而，这些方法中的任一个都会增加制造成本和对准形成过程的定位时间(tack time)。

在本发明的实施例中，使用能够提升并旋转的运动单元来调整基片1的位置并使对准液体滴落。使用该运动单元，对准液体的液滴沉积成网格图案以形成均匀的对准层。

如图3中所示，运送台60被提升，安装在运送台60上的基片1也被提升。

如图4中所示，运送台60旋转以使安装在运送台60上的基片1旋转。优选地，基片1旋转约90°。

如图5中所示，当运送台60降下时，安装在运送台60上的基片1降下并置于支承台50上。

下面，如图6A中所示，置于喷墨头30下方的印刷台70再次运动，对准液体的液滴25滴落以形成第二滴落线L2。对准液滴25以等于相应喷嘴孔直径的直径沉积在基片1上，第二滴落线L2以基本等于相邻喷嘴孔h1-h4之间的间隔d”的间隔d而形成。

在该情况下，第二滴落线L2垂直于已形成在基片1上的第一滴落线L1，从而对准液滴25的滴落图案形成网格。因此，通过将对准液滴25围绕空间5对准到直线L1和L2中，缩短了实现对准层20平面化所需的时间的长度。

施加给喷墨头30的喷嘴孔h1-h4或压电致动器、用于沉积对准液滴25的电压脉冲的形状可以改变，以更加容易地实现对准层20的平面化。

图7A示出施加给多个喷嘴孔用于形成多个第一滴落线的第一电压脉冲，图7B示出由图7A中所示的第一电压脉冲所沉积的对准液体的液滴。

在图7A和7B中，阴影线的电压脉冲是实际施加给压电致动器用于形成对准层20的电压脉冲。虚线表示的脉冲用于表示实际施加的相邻电压脉冲之间的间隔。如图7A和7B中所示，电压脉冲311和312被产生以顺序施加给喷墨头30的第一喷嘴孔h1，对准液体的液滴211和212滴落在同一直线上。液滴211和212以预定的方式相互交叠。

保持与施加给第一喷嘴孔h1的电压脉冲311和312之间的预定间隔的同时，电压脉冲321和322被产生以顺序施加给第二喷嘴孔h2。即，电压脉冲321和322分别从电压脉冲311和312延迟一预定时间。因此，由第一喷嘴孔h1沉积的液滴211和212与由第二喷嘴孔h2沉积的液滴221和222之间的间隔保持为间隔d。此时，液滴211和212滴落在同一直线上并相互交叠一预定部分。

通过保持施加给第一喷嘴孔h1的电压脉冲311和312与施加给第二喷嘴孔h2的电压脉冲321和322之间的预定间隔，减小了圆形的对准液滴25之间的空间面积，并加速了液滴25的喷洒速度。

由施加给第三喷嘴孔h3的电压脉冲331和332得到的液滴231和232以及由施加给第四喷嘴孔h4的电压脉冲341和342得到的液滴241和242也与液滴211、212、221和222相同。

如果用于形成第一滴落线L1的第一电压脉冲与用于形成第二滴落线L2的电压脉冲相同，则形成第二滴落线L2时，第一滴落线L1与第二滴落线L2相交叠。例如，在图6b中，当形成第一滴落线L1时，液滴211和220第一次滴落，而当形成第二滴落线L2时，液滴211和220第二次滴落在液滴211和220已滴落的同一位置处。

为了去除第一滴落线L1和第二滴落线L2之间的交叠区域，优选地将如图8A中所示的具有预定周期的电压脉冲施加给喷嘴孔h1-h4，即，施加给喷墨头30的压电致动器。

图8A分别示出施加到多个喷嘴孔用于形成多个第二滴落线的第二电压脉冲，图8B示出在图8A中所示的第二电压脉冲的作用下所滴落的对准液体的液滴。

如图8A中所示，第二电压脉冲的周期等于第一电压脉冲的周期，但第二电压脉冲并不在产生第九脉冲的时刻510、520和521产生。在第二滴落线L2与已由第一电压脉冲形成的第一滴落线L1相交叠的部分上，不存在用于形成第二滴落线L2的脉冲。对于所有其它的部分，第二电压脉冲的周期等于第一电压脉冲的周期。

在该情况下，如图6B和8B中所示，对准液体的八个液滴421-428顺序滴落以与相邻的液滴交叠并沿着第二滴落线L2，在预定时间段之后八个液滴再次顺序滴落以形成下一个第二滴落线L2。

为了清楚说明，图6B示出第一滴落线L1中的两条以及第二滴落线L2中的两条。然而，本发明不限于此特定的布置。

当对准液滴211-220沿着第一滴落线L1沉积之后，对准液滴421-428和411-418沿着各自的第二滴落线L2沉积时，对准液体并不滴落在与第一滴落线L1相交叠的第二滴落线L2上的部分211和220上。因此，节约了对准液体，并且使对准液体沉积均匀。

为了形成对准层，施加给每个喷嘴孔的电压脉冲的周期、数量和形状可变化以改变沉积在基片上的对准液滴的布置。

图9A示出各种电压脉冲，图9B示出根据图9A中所示的电压脉冲所沉积的对准液体的液滴。

在图9A中，与第一电压脉冲图形p1相似，以一预定周期产生一个脉冲的脉冲图形被称为标准电压图形。

如图9A中所示，电压脉冲(1-8)由标准电压脉冲图形p1以预定周期产生以施加给喷墨头30的喷嘴孔。

在该情况下，如图9B中所示，多个对准液滴1’-8’沿着同一直线以规则的间隔滴落并与相邻的液滴相交叠。

在第二电压脉冲图形p2中，两个电压脉冲顺序产生以施加给喷嘴孔。

优选地，由于所滴落的对准液体的量在增加，因此第二电压脉冲图形p2被用于改进对准层的平面化或增加得到的对准层的厚度。

当印刷台的运动速度要减小同时使用该第二电压脉冲图形p2时，相邻的已滴落对准液滴之间的交叠部分增加。

在第三电压脉冲图形p3中，第三电压脉冲图形p3的脉冲产生周期短于标准电压脉冲图形p1的脉冲产生周期。因此，第三电压脉冲图形p3中计算得到的脉冲产生频率大于标准电压脉冲图形p1的脉冲产生频率。

由第三电压脉冲图形p3，隔开的脉冲12、22、32、42、52、62和72另外产生在由标准电压脉冲图形p1产生的脉冲1-8之间以施加给喷嘴孔。因此，滴落的对准液滴的数量增加以改善所沉积液滴的平面化。

此外，第四电压脉冲图形p4用于增加产生在预定的部分上的电压脉冲数量。即，在产生脉冲3-6的部分上，另外顺序产生脉冲31、41、51和61以施加给喷嘴孔。

在第四电压脉冲图形p4的作用下，两个对准液滴顺序滴落在预定部分上，以改善所沉积液滴的平面化并降低消耗的对准液滴的数量。

根据本发明，由于印刷台被提升和旋转，因此对准液体的液滴以网格图案沉积以减小相邻液滴之间的空间。从而，对准层的平面化时间变短。

虽然本发明已结合优选实施例进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同的布置。

本申请要求于2004年12月13日提交的韩国专利申请No.10-2004-0104931的优先权，这里将其全部内容引用作为参考。

Claims

1.一种喷墨对准液体印刷装置，其包括：

将对准液体喷射到基片上的多个喷墨头；和

一支承所述基片的印刷台，

其中所述印刷台的一部分被提升并旋转且所述印刷台包括：

支承所述基片的支承台；和

一由所述支承台围绕的运送台，其中所述运送台设计成可被提升和旋转。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述运送台旋转90°。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述运送台包括形成在其表面上的粘附膜。

4.如权利要求1所述的装置，其中，还包括置于所述运送台下部上的一支承杆。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述支承台包括多个矩形形状的台。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述运送台具有矩形形状。

7.如权利要求6所述的装置，其中，粘附膜形成在所述运送台的角上。

8.一种喷墨对准层印刷方法，其包括：

在多个喷墨头和基片彼此相对运动的同时，使对准液体的液滴沉积在所述基片上，以在所述基片上形成一第一滴落线；

使安装有所述基片的一印刷台旋转；和

在形成所述第一滴落线后，使对准液体的液滴沉积在所述基片上，以形成垂直于所述第一滴落线并与所述第一滴落线交叉的第二滴落线，

其中每个喷墨头包括多个喷嘴孔；且

其中形成所述第一滴落线和形成所述第二滴落线的步骤包括分别施加第一电压脉冲和第二电压脉冲给所述喷嘴孔以形成第一和第二滴落线，所述第二电压脉冲在所述第一滴落线与所述第二滴落线相交的部分上被略过。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述基片被旋转90°。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述印刷台包括：

支承所述基片的支承台；和

一由所述支承台围绕的运送台，其中通过提升和旋转所述运送台而使所述基片旋转一角度。

11.如权利要求8所述的方法，其中施加给相邻喷嘴孔的电压脉冲之间产生一预定间隔。

12.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二电压脉冲在除了所述基片上所述第一和第二滴落线相交处以外的区域具有与所述第一电压脉冲相同的形状。

13.如权利要求11所述的方法，其中，施加给每个喷嘴孔的电压脉冲具有预定的周期。

14.如权利要求13所述的方法，其中，通过每个喷嘴孔沉积的液滴中的相邻液滴沿着同一直线在预定部分处相互交叠。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述电压脉冲的数量在所述预定周期内是一个。

16.如权利要求13所述的方法，其中，所述电压脉冲的数量在所述预定周期内是两个。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述两个电压脉冲是相继施加的。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述两个电压脉冲是在一预定部分处施加的。