CN101045395A - 用于采用多组打印头的喷墨打印的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在第一方案中，本发明提供了一种用于喷墨打印的系统。该系统包括(1)第一组，其包括具有用于选择性地分配第一油墨的多个第一喷嘴的第一喷墨打印头和具有用于选择性地分配第二油墨的多个第二喷嘴的第二喷墨打印头，(2)第二组，其包括具有用于选择性地分配第三油墨的多个第三喷嘴的第三喷墨打印头和具有用于选择性地分配第四油墨的多个第四喷嘴的第四喷墨打印头，以及(3)平台，其用于在打印经过期间支撑并传输在第一和第二组下部的基板，使得第一组和第二组适于分配各第一/第二和第三/第四油墨到在基板上的显示像素的邻近着墨孔。

Description

用于采用多组打印头的喷墨打印的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有美国临时专利申请序列号为60/785,594，申请日为2006年3月24日，发明名称为“用于喷墨打印的方法和装置”(代理案号9521/L04/DISPLAY/AKT/RKK)的优先权，在此引用其全文作为参考。
另外，本申请与下列共同转让的共同待审的美国专利申请有关，因此，为了全部目的，在此引用下列各申请的全部内容作为参考：
美国临时专利申请序列号为No.60/625,550，申请日为2004年11月4日，发明名称为“通过利用喷墨方法在平板显示器中形成滤色片的装置和方法(APPARATUS AND METHODS FOR FORMING COLOR FILTERS IN AFLAT PANEL DISPLAY BY USING INKJETTING)”(代理案号No.9521-L)；
美国专利申请序列号为No.11/019,967，申请日为2004年12月22日，发明名称为“用于具有能独立水平移动的喷墨头的喷墨头支架的装置和方法(APPARATUS AND METHODS FOR AN INKJET HEAD SUPPORTHAVING AN INKJET HEAD CAPABLE OF INDEPENDENT LATERALMOVEMENT)”(代理案号No.9521-1)；
美国专利申请序列号为No.11/019,930，申请日为2004年12月22日，发明名称为“校准打印头的方法和装置(METHODS AND APPARATUS FORALIGNING PRINT HEADS)”(代理律师案号No.9521-3)；
美国专利申请序列号为No.10/781,953，申请日为2004年2月19日，发明名称为“相对于支架台定位基板的方法和装置(METHODS ANDAPPARATUS FOR POSITIONING A SUBSTRATE RELATIVE TO ASUPPORT STAGE)”(代理案号No.8166)；
美国临时专利申请序列号为No.60/730,146，申请日为2005年7月28日，发明名称为“用于同时喷墨打印以及缺陷检测的方法和装置(METHODS ANDAPPARATUS FOR SIMULTANEOUS INKJET PRINTING AND DEFECTINSPECTION)”(代理案号No.9521-L02，之前为9521-7)；
美国专利申请序列号为No.11/212,043，申请日为2005年8月25日，发明名称为“校准喷墨打印支撑的方法和装置(METHODS AND APPARATUSFOR ALIGNING INKJET PRINT HEAD SUPPORTS)”(代理案号No.9521-6)；
以及
美国专利申请序列号为No.11/466,507，申请日为2006年8月23日，发明名称为“采用图案数据喷墨打印显示器的滤色片的方法和装置(METHODSAND APPARATUS FOR INKJET PRINTING COLOR FILTERS FORDISPLAYS USING PATTERN DATA)”(代理案号No.9521-p04)。
技术领域
本发明一般涉及平板显示器制造，更尤其涉及用于喷墨打印的装置和方法。
背景技术
平板显示器工业一直尝试应用喷墨打印方法来制造显示器件，特别是滤色片。要有效使用喷墨打印方法的一个问题在于在打印量大时将油墨或其他材料精准地喷射到基板材料上是很困难的。因此，对用于将喷墨头有效地定位在位于基板上的墨点位置上方的方法和装置的改进是有必要的(例如，减少为使油墨附着在基板上所需的打印经过(printing passes)次数)。
发明内容
在本发明的第一方案中，本发明提供了一种用于喷墨打印的系统。该系统包括(1)第一组，其包含具有用于选择性地分配第一油墨的多个第一喷嘴的第一喷墨打印头和具有用于选择性地分配第二油墨的多个第二喷嘴的第二喷墨打印头，(2)第二组，其包含具有用于选择性地分配第三油墨的多个第三喷嘴的第三喷墨打印头和具有用于选择性地分配第四油墨的多个第四喷嘴的第四喷墨打印头，以及(3)平台，其用于在打印经过期间支撑并传输在第一和第二组下部的基板，使得第一组用于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔(color well)中分配第一和第二油墨，而所述第二组用于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配第三和第四油墨。
在本发明的第二方案中，本发明提供了一种喷墨打印的第一方法。第一方法包括以下步骤：(1)将多个第一喷墨头分组为第一组；(2)将多个第二喷墨头分组为第二组；(3)在打印经过期间，沿打印方向在所述第一和第二组下部移动基板；以及(4)采用第一组和第二组以在打印经过期间将油墨分配到基板上的显示对象上。
在本发明的第三方案中，本发明提供了一种喷墨打印的装置。该装置包括：第一组，其包含具有用于选择性地分配第一油墨的多个第一喷嘴的第一喷墨打印头和具有用于选择性地分配第二油墨的多个第二喷嘴的第二喷墨打印头，(2)第二组，其包含具有用于选择性地分配第三油墨的多个第三喷嘴的第三喷墨打印头和具有用于选择性地分配第四油墨的多个第四喷嘴的第四喷墨打印头，使得第一组用于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配第一和第二油墨，而所述第二组用于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配第三和第四油墨。
通过下列具体实施方式、所附权利要求书和附图，本发明的其他特征和方案将更加显而易见。
附图说明
图1是依据本发明的实施方式的喷墨打印系统的示意图；
图2A是依据本发明的实施方式的部分喷墨打印装置的俯视示意图；
图2B显示了依据本发明的实施方式在图2A中示出的部分喷墨打印装置的放大俯视示意图；
图3示出了依据本发明的实施方式的喷墨打印的方法；
图4是依据本发明的实施方式的喷墨打印装置的俯视示意图；
图5是依据本发明的实施方式的喷墨打印装置的俯视示意图；
图6是依据本发明的实施方式的喷墨打印装置的透视示意图；
图7是依据本发明的实施方式的喷墨打印装置的俯视示意图；
图8是依据本发明的实施方式的喷墨打印装置的俯视示意图。
具体实施方式
本发明提供了通过减少基板经过喷墨打印头下部所需的次数，改善打印效率的方法和设备，该装置和设备尤其利用多个打印头在许多不同尺寸的基板上进行打印的情况。根据本发明，当基板在打印头组下部移动时，可设置多组个打印头向基板上分配油墨。每组可包括设置一个以上的打印头，从而所述打印头可操作用于将不同的油墨分配至基板上显示像素的相邻或不相邻的子像素孔中。这可通过利用用于每种颜色的不同打印头并通过在打印头组内打印头沿与打印方向垂直的方向相对彼此有一偏移量(例如，偏移距离)偏移来实现。另外或替代地，以上功能可通过围绕中心轴旋转多组打印头实现，从而在与打印方向垂直的方向上相邻的打印头的对应喷嘴之间的中心到中心的距离大约等于显示像素的相邻着墨孔的中心到中心的距离。例如，并如以下进一步所述，利用三组打印头，其中每组包括三个打印头(例如，总共九个打印头)，三种不同油墨可用传统系统所需打印经过数量的三分之一沉积于显示对象的每个显示像素中。在一些实施方式中，每个组可用于打印不同的显示对象(显示对象列)。
图1为根据本发明实施方式的一种用于喷墨打印的系统的示意图。参照图1，该系统101可包括在平板显示器制造等期间，尤其是喷墨打印期间，用于支撑并传输一个或多个基板105的支架103或平台。注意可使用不同尺寸的基板105。在一个或多个实施方式中，基板105可包括具有1300mm×1500mm尺寸的“20K”基板和/或具有2600mm×2230mm的“60K”基板。基板105可放置于支架103上从而使得较长的边或较短的边与打印方向(y轴)对齐。基板105每个可包括一个或多个显示对象107，其中在喷墨打印期间油墨可分配至该显示对象107中。基板105上的显示对象107可具有不同的尺寸和结构。例如，给定的基板105可包括以4行和3列(即4×3结构)设置的相同尺寸的8个显示对象107，以3行和2列(即3×2结构)设置的较大尺寸的6个显示对象，或者在打印方向上(y轴)一个位于另一个顶部上设置的两个较大显示对象。另外和/或替代地，位于给定基板上的每个显示对象107可具有不同的尺寸。显示对象107可优选地完全覆盖基板105的整个表面；替代地，显示对象107可覆盖基板的部分表面。如参照图2A和图2B的进一步描述，基板105的一个或多个显示对象107可包括包含用于接收分配油墨的子像素的像素区域。虽然在图1中仅示出了具有一个显示对象的一个基板，但应该理解可使用包括不止一个显示对象107的一个以上的基板105。注意基板105可由玻璃、聚合物、和/或任意其他合适材料组成。
根据本发明实施方式的系统101可包括用于根据本发明的实施方式的喷墨打印的一个或多个设备108。一个或多个设备108中的每个可包括一个或多个喷墨打印头组109(没有分别示出)，其用于将油墨分配给基板105的显示对象107中。虽然设备108的实施例包括3个喷墨打印头组109，但在某些实施方式中，设备108可包括更多或更少数量的喷墨打印头组109。
一个或多个打印头组109可耦合于基板支架103的上方。更具体地说，用于喷墨打印的系统101可包括支撑桥架111，其在支架103上方延伸，并且一个或多个打印头组109与其耦合。虽然未示出，在某些实施方式中，用于喷墨打印的系统101可包括一个以上的桥架111，其中每个桥架111包括一个或多个打印头组109。如将在以下描述，每个打印头组109可耦合至桥架111从而所述打印头组109可在支架103上方独立地旋转(例如，围绕中心轴113)。另外，每个打印头组109可在支架103上方独立地横向(例如，沿轴)移动。另外，在每个组109内，各个打印头可沿着打印头的纵轴、沿着垂直于打印头纵轴的轴并旋转地(假设各个打印头足够间隔从而不会相互干扰)相对彼此移动。另外，如以上引入的美国专利申请11/212,043所述，桥架111可为可旋转的以调整基板105上显示对象107的对准。
在喷墨打印期间，支架103可在一个或多个喷墨打印头组109的下部传输基板105，并且所述喷墨打印头组109可将一种或多种油墨分配在包括在基板105中的一个或多个显示对象107中。在一些实施方式中，支架103沿着y轴传输基板105，从而限定打印方向。然而，在其他实施方式中，支架103可以不同的方向传输基板105。每次支架103在一个或多个组109的下部传输基板105可称之为打印经过(printing pass)。
图2A为图1的设备108的一部分的俯视图。参照图2A，如所述的用于喷墨打印的设备108可包括一个或多个喷墨打印头组109(在图2A中仅示出了其中之一)。各一个或多个组109可包括用于分配不同油墨的多个喷墨打印头201-205。注意图2A中喷墨打印头201-205示意性地表示为彼此相邻。然而，在某些实施方式中，打印头201-205可以明显的距离间隔，以允许打印头独立地旋转。每个打印头201-205可包括用于选择性地分配油墨(例如、红、绿、蓝和/或其他颜色)的多个喷嘴206。在某些实施方式中，组109可包括三个喷墨打印头201-205(虽然可采用更多或更少数量的喷墨打印头201-205)。另外，在某些实施方式中，每个喷墨打印头201-205可分配各自油墨(例如不同颜色的油墨)和/或其他液滴或物质。然而，在一些实施方式中，两个或多个打印头组201-205可分配相同的油墨(例如相同颜色的油墨)和/或其他液滴或物质。
显示对象107可包括多个显示像素209，其中每个像素可包括可在其中分配油墨的多个子像素着墨孔207。在组109中可设置多个喷墨打印头201-205，从而在打印经过期间，组109可用于将来自第一打印头201的第一油墨，来自第二打印头203的第二油墨等等(例如从第三打印头205分配第三油墨)分配到基板105上的显示像素209的各自相邻着墨孔207中。更具体地说，为了获得以上结果，组109(或各个打印头201-205)可围绕中心轴113(图1)进行旋转(相对x轴以θ角)。另外或替代地，一个或多个打印头201-205(例如，第一打印头201和第三打印头205)可在组109中与其余的打印头(例如第二打印头203)偏移(例如，沿着所述打印头201、205的纵轴)。通过用于每个打印头的可独立操作的驱动电机可影响打印头的旋转和/或偏移。将在以下参照图2B详细描述所述旋转和/或偏移。
虽然以下将描述旋转和/或偏移，但应当理解可采用任意方法在每个组109中设置多个打印头201-205，从而所述组109用于将来自第一打印头109的第一油墨，以及来自第二打印头203的第二油墨分配至显示像素209的各自相邻的着墨孔207中。换言之，可在各自打印头上或在整个打印头组上执行所述旋转。类似地，可在各自打印头或整个打印头组上执行所述偏移。以这种方式，在喷墨打印期间从多个喷墨打印头201-205分配油墨至各自相邻的着墨孔207中所需的打印经过数量将减少。类似地，虽然本文所述的实施例考虑具有3个打印头的组并且基于中央打印头偏移，但是可采用任意数量的打印头并且当使用具有不同数量打印头的不同尺寸组时，组的中心可移动。另外，虽然在图2A中仅示出了用于喷墨打印的设备108的仅一个组109，但是应当理解在打印经过期间，设备108中其余的组109用于以类似的方式将油墨分配至在所述组下部109移动的显示像素209中。
另外，同一组中的打印头201-205可为对齐的从而不同的打印头201-205在不同的显示像素209中沉积油墨(例如，相同颜色的油墨)。例如图4示出了两个打印头的6个组401&B；403A&B；405A&B；407A&B；409A&B和411A&B每个安装在桥架111上的排列方式从而第一组包括安装在桥架111的前端分配第一颜色油墨(例如，红色)(在图4和图5中用句点示出的墨滴)的第一打印头401A和安装在桥架111后端的分配相同颜色(第一)油墨的第二打印头401B；第二组包括安装在桥架111的前端分配第二颜色(例如：绿色)(在图4和图5中以单引号示出的墨滴)的第一打印头403A和安装在桥架111的后端分配相同(第二)颜色油墨的第二打印头403B；第三组包括安装在桥架111的前端分配第三颜色油墨(例如，蓝色)(在图4和图5中以逗号示出的墨滴)的第一打印头405A和安装在桥架111的后端分配相同(第三)颜色油墨的第二打印头405B；第四组包括安装在桥架111的前端分配第一颜色油墨(例如，红色)的第一打印头407A和安装在桥架111的后端分别相同(第一)颜色油墨的第二打印头407B；第五组包括安装在桥架111的前端分配第二颜色油墨(例如，绿色)的第一打印头409A和安装在桥架111的后端分配相同颜色(第二)颜色油墨的第二打印头409B；以及第六组包括安装在桥架111的前端分配第三颜色油墨(例如，蓝色)的第一打印头411A和安装在桥架111的后端分配相同(第三)颜色油墨的第二打印头411B。注意，如图4中所示，来自各组中第一打印头4XXA的油墨可能沉积在与可能沉积有来自各组的第二打印头4XXB的油墨的显示像素中相邻的显示像素中。换言之，各组的两个打印头之间在Y方向的偏移(由于各组中的一个打印头4XXA安装在桥架111的前端以及各组中的一个打印头4XXB安装在桥架111的后端)允许打印头的各列油墨滴下而将在X方向以任意所需的距离间隔沉积。
图2B为根据本发明实施方式的用于图2A所示的喷墨打印的设备的一部分放大的俯视图。参照图2B，多个打印头201-205设置在组109中从而当支架103以打印方向(例如，沿y轴)在设备108下部传输基板105时(例如，在打印经过期间)，该组109可将来自第一打印头201的第一喷嘴206a的第一油墨分配至第一着墨孔207a中，将来自第二打印头203的第一喷嘴206b的第二油墨分配至与所述第一着墨孔207b相邻的第二着墨孔207a中，等等(例如，该组可用于将来自第三打印头205的第一喷嘴206c的第三油墨分配至与所述第二着墨孔207b相邻的第三着墨孔207c中)。类似地，该组109可将油墨分配至其他显示像素209的着墨孔中。例如，在打印经过期间，组109可将来自第一打印头201的第二喷嘴208a的第一油墨分配至包括在另一显示像素中的第四着墨孔211a中，将来自第二打印头203的第二喷嘴208b的第二油墨分配至与第四着墨孔211a相邻的第五着墨孔211b中，等等(例如，该组可用于将来自第五打印头205的第二喷嘴208c的第三油墨分配至与第五着墨孔211b相邻的第六着墨孔211c中)。另外，当支架103在组109下部传输着墨孔213a-c、215a-c时，组109可将油墨分配至这些着墨孔213a-c、215a-c中。以这种方式，在打印经过期间，组109可将油墨分配至显示像素209的着墨孔207a-c、211a-c、213a-c、215a-c中。另外，虽然图2B示出了分配来自第一到第三打印头201-205的每个打印头中的两个喷嘴206、208的油墨，但应当理解组109可适用于以类似于以上所述的方式分配来自多个打印头201-205的其余喷嘴的油墨，从而在打印经过期间油墨可沉积于包括在显示对象107的一个或多个附加的显示像素209中(未示出)。
为了实现以上所述的组109中的多个打印头201-205的设置，组109可围绕中心轴(未在图2B示出；图2A的113)旋转(例如，相对x轴成θ角)从而沿着垂直于打印头201-205中相邻喷嘴的打印方向(例如，y轴)的轴(例如，x轴)中心到中心的距离基本或大约等于显示像素宽度B。在一实施方式中，显示像素宽度为120微米(虽然可使用更大或更小宽度)。在某些实施方式中，旋转角度θ可为cos-1(A/C)，其中，C为沿着如图2B所示的打印头的纵轴打印头相邻的喷嘴之间中心到中心的距离。然而，旋转角度θ可基于不同的关系。
另外或替代地，第一打印头201可沿第一方向(例如，沿该打印头201的纵轴)与第二打印头203偏移D数值从而在与打印方向(例如，沿y轴)垂直的方向(例如，沿x轴)，该打印头201-203的对应喷嘴(例如206a和206b)之间的中心到中心的距离E大约等于显示像素209的相邻着墨孔(例如，207a和207b)的中心到中心的距离F。
类似地，第三打印头205可沿第二方向(例如，沿着该打印头201的纵轴)与第二打印头203偏移G数值从而在与打印方向(例如，沿y轴)垂直的方向(例如x轴)该打印头203、205的对应喷嘴(例如206c和206b)之间中心到中心的距离H大约等于显示像素209的相邻着墨孔(例如，207b和207c)的中心到中心的距离I。在某些实施方式中，尺寸D、E和F可分别匹配尺寸G、H和I(虽然尺寸D、E和F可分别不同于尺寸G、H和I)。另外，在某些实施方式中，显示像素209中的相邻着墨孔的中心到中心的距离F、I可为约360微米(虽然可使用更大或更小的距离)。虽然在图2B中仅示出了用于喷墨打印的设备108的一组109中打印头201-205的设置，但是应当理解设备108的其余组109中打印头可以类似方式设置。
校准并设计组109以在显示对象的特定显示像素布局上打印时可发生偏移。替代地，在为适用于不同的显示对象或其他要求的打印期间，可执行偏移。组109可包括和/或耦合至驱动器以独立移动打印头产生偏移。
在一些实施方式中，在单打印经过中可同时使用多个打印头组109。例如，在用于根据本发明的喷墨打印101的系统中，三个打印头组109，包括3个打印头的每个组(总共8个打印头)可并排设置并在横向独立可调节。因此，在操作中，同时使用根据本发明的9个打印头可导致完成打印一系列显示对象107仅需要传统系统的三分之一的打印经过。
在一些实施方式中，可以采用多重组109同时在不同显示对象107和/或不同基板105上打印。例如，当在具有三个显示对象107(例如三列)乘四个显示对象107(例如，四行)构成的显示对象布局的基板上打印时，可以对每列显示对象107采用一个组109在列上打印各显示对象。因此每组打印头组109可以打印不同列的显示对象。注意在打印显示对象布局为五个显示对象107(例如五列)乘六个显示对象107(例如，六行)的基板105时，可以采用五个组109以最优的方式同步打印该滤色片。
就所有情况而论，组109和/或独立打印头201-205可以为独立旋转可调的并且横向设置(例如，沿x-轴，垂直于打印方向)从而允许每个组与不同显示对象107和/或显示对象列对齐。桥架111也可旋转调节使得每个组109与不同的显示对象107和/或显示对象107构成的列对齐。在一些实施方式中，当显示对象非常大时，所有组109的整体或者子组可以同时打印单独显示对象107。此外还应注意组109可以包括对应于可以采用多种彩色油墨的多个打印头。换句话说，如果显示对象107包括‘X’个色彩，则组109可以包括X个打印头，对于X个颜色中的每个颜色具有一个打印头。在具体实施方式中，组109可以包括六个打印头，每个打印头分别具有红、绿、蓝、黄、红紫以及青色。研究发现结合使用该六种颜色(R、G、B、Y、M、C)可以以很高的准确性覆盖整个或者全部范围的颜色。
现在参照图1-2B并参照图3描述喷墨打印系统的操作，图3中示出了一种根据本发明实施方式的喷墨打印方法301。参照图3，在步骤303，该方法开始。在步骤305，在包括第一和第二喷墨打印头的组内第一喷墨打印头至少其中一个沿垂直于打印方向的方向相对于第二打印头偏移一偏移量。然后组109围绕中心轴旋转。更具体地，该第一喷墨打印头201可以沿打印头203的纵轴相对于第二打印头203偏移(例如，通过硬件或者软件)一偏移量(例如，一定距离)。以这种方式，该第一打印头201沿垂直于打印方向(例如沿y-轴)的方向(例如沿x-轴)与第二打印头203偏移从而使得第一和第二打印头201-203的相应喷嘴206a、206b之间在垂直于打印方向的方向上的中心-中心之间的距离E约等于要分布油墨的显示像素的相邻着墨孔207a和207b的中心-中心之间的距离F。另一打印头(例如，第三打印头205)可以通过同样方式与第二打印头203偏移。
组109也可以围绕中心轴(例如，呈θ角)旋转使得在该组109内沿垂直于打印方向(例如沿y轴)的方向(例如沿x-轴)上打印头(例如201)的相邻喷嘴(例如喷嘴，206a、208a)之间的中心-中心距离A基本等于显示像素的宽度B(FIG.2B)。通过围绕中心轴113(例如，呈θ角)旋转组109，包括在组109中的所有打印头201-205均以θ角旋转。可选地，在一些实施方式中，可以围绕打印头201-205的各个中心轴以θ角旋转一个或者多个打印头201-205以实现上述结果。
以该方式，根据本发明的实施方式在组109中排列用于喷墨打印的打印头201-205。此后，执行步骤307。
在步骤307，该组设置到原位。例如，可以采用基板支架103将基板105移动到包括组109的装置开始进行喷墨打印的位置(例如，原位)。可以选择原位使得装置108不会漏掉显示对象107上的显示像素209并且可以在采用一个或者多个打印经过(pass)进行喷墨打印期间以顺序方式将油墨分布到位于显示对象107上的显示像素中。在一些实施方式中，可以对位于基板105上的用于各N个显示对象107(或者N列显示对象107)的各N个打印头组109重复步骤307。在一些实施方式中，可以在横向(例如x-轴方向)以及沿打印方向(例如，沿y-轴)调整各组109以定位不同组109使得它们在组109之间无间隙的情况下进行打印。
在步骤309，启动采用组109的喷墨打印从而在喷墨打印经过(pass)期间向显示像素的各个相邻着墨孔中分布来自第一以及第二打印头的油墨。例如，可以从第一和第二打印头201-203向相邻着墨孔(例如，207a、207b)中分别分布不同的油墨(例如，不同颜色的油墨)。尽管在图2A-2B中仅示出一个组，但是应该理解在喷墨打印期间可以采用多个组109向显示对象107的显示像素209中分布油墨。可以采用一个或者多个打印经过向包括在基板105的显示对象107中显示像素209分布油墨。由于在采用本方法和装置的单个打印经过期间可以向位于显示对象107中的显示像素209的相邻着墨孔(例如，207a、207b)中分配来自不同打印头201-205的油墨(例如，不同油墨)，因此相对于传统喷墨打印系统来说，可以减少向基板105上的显示像素209分布油墨所需的打印经过。此后，在步骤311，该方法301结束。
采用方法301，通过减少了向基板105中所包括的显示对象107的显示像素209分布油墨所需的打印经过总数改进了喷墨打印。与传统系统相比，本方法改进了喷墨打印效率并且可以减少所需的维护。
如上所述，图4示出两个打印头分别具有的6个组401A&B、403A&B、405A&B、407A&B、409A&B以及411A&B构成的排列结构。在该结构中，可以对齐位于同一组中的打印头使得不同打印头在不同显示像素中沉积油墨(例如同样颜色油墨)。
如图4的示例性结构所示，该系统可以额外包括适用于在沉积前后检查基板和/或通过任一打印头沉积的油墨并安装在桥架111的前部或者后部的一个或者多个照相机413A和413B。照相机413A和413B可以通过同样方式安装在打印头中，其中安装该打印头使得每个照相机413A和413B可以彼此独立并且与打印头不相干涉的移动。可以在此采用该照相机413A和413B以通过使用位于基板上的对准标记415在平台上定向基板，从而帮助确定墨滴位置，和/或帮助计算用于打印头定位的偏差。一个包括适于结合本发明使用的成像系统的照相机的实施例可以包括连接到MVS-8100D型帧接收器的CDC-200型照相机以及相关软件，该产品由Massachusetts的Natick的Cognex公司提供。在一些实施方式中，照相机413A和413B可以包括自动聚焦特征、100倍到200倍放大镜(例如，显微透镜)、计算机接口逻辑和/或自动化软件。可以采用包括基于模拟和/或数字CCD的照相机或者其他适用传感器和/或监测器设备的其他照相机和/或照相机系统。在前面结合的美国临时专利申请No.60/703,146中可以发现关于采用可用于喷墨打印系统中的照相机的方法的细节。
转到图5，图中示出通过多个打印头的多个组打印的实施例结构。诸如，如图所示，单独的打印头可以彼此独立地横向旋转和/或移动。通过旋转该头，可以调整用于分配墨滴的列间距(例如，沿X方向的间距)。
图8示出四个组801、802、803和804构成的附加结构800，其中每个组包括三个打印头：801A、801B、801C；802A、802B、802C；803A、803B、803C；804A、804B、804C。在第一桥架811A上设置打印头801和802的组并在第二桥架811B上设置打印头803和804的组。在所示的实施例结构中，设置在个桥架801/802、803/804上的两组打印头组提供六种颜色的喷墨油墨：红(R)、绿(G)、蓝(B)、黄(Y)、红紫(M)以及青色(C)。因此，打印头801A可以喷出红墨，打印头801B可以喷出绿墨，打印头801C可以喷出蓝墨，打印头802A可以喷出黄墨，打印头802B可以喷出红紫墨，打印头802C可以喷出青色墨。对组803和804进行类似配置。以这种方式在位于基板805上的显示对象807上可以填充全部六种颜色。在显示对象的子像素中以交替方式或者类似上述沉积红、绿和蓝色的其他排列方式沉积该六种颜色。观察发现采用六种颜色能够在显示器上产生更准确的完整或者全范围的色彩。采用显微镜(M)813以及分别位于桥架811A有机811B的中部(沿x-轴的方向)设置以观察整个基板805的厚度测量系统(T)815可以测量以及验证打印质量。
转到图6和图7，图中示出用于喷墨打印的系统601的透视图和平面图，该系统包括12个喷墨头603-625、两个照相机、显微镜以及其他使用设备627-629。注意在图6中只有六个打印头603-613以及安装在桥架611前部的照相机或者显微镜629可见。其他六个打印头615-625以及安装在桥架612背部的照相机或者显微镜627被桥架612遮挡。打印头603-625和/或照相机627-629至少沿X-轴方向是可移动的。图7提供了系统601的俯视图。大虚线环631表示在基板604旋转时(例如在定向或者其他处理时)系统601需要容纳的大尺寸基板604的最远外部点(例如，拐角)。如在以前引入的美国专利申请No.10/781,953所示，可以采用夹紧组或者推动设备在喷墨打印系统601的支撑平台633上对准或者定位一个或者多个基板604。可以根据要对准的基板604的尺寸和数量旋转推动设备的尺寸和数量。
此外，应该注意到，在一些实施方式中，支撑平台633可以包括一个或者多个真空卡盘或者压紧区域701、703以帮助保持对准后基板604的位置。图7中将真空卡盘区域701、703表示为以同心方式设置的虚线矩形区域从而容纳各种不同尺寸基板。换句话说，区域703仅可以用于保持相对较小的基板604，而区域701、702可以用于较大基板604。在一些实施方式中，区域701，703可以具有其他形状并且可以在平台633上以诸如象限或者条形方式设置。
在图6和7中示出的示例性系统适于充分处理不同尺寸的基板以及显示对象。例如，该系统可以容纳‘20k’1300×1500mm2(0.7t)的基板，该基板可以用于制造各种显示对象，诸如8个27”(分辨率为1366×768)的WXGA显示器、六个32”(分辨率为1366×768)的WXGA显示器、三个37”(分辨率为1920×1080)的HDTV显示器，或者两个56”(分辨率为3840×2160)的QDTV显示器。通过本发明的喷墨系统可以处理其他更大或者更小尺寸的基板以及显示对象。因此，这里所述的实施例的质量和结构提供了足以处理较大范围基板的灵活性。
当在打印操作中采用多个打印头组(例如，在图4、5和8中所示和/或指出的12个打印头)时，为了获得最大化的产量确定如何以最少的打印经过向基板的显示对象上执行喷墨是非常必要的。在可能的因素中，该决定步骤主要取决于显示对象的尺寸以及结构以及基板的尺寸和结构。在一个或者多个实施方式中，该决定步骤可以包括计算如下因素：系统完全生产时间、基于采用的打印头的数量(部分基于显示对象以及基板结构)所需的最少打印经过的数量以及初始打印头的打印位置。在该计算过程中可以采用诸如停机时间、打印头尺寸等的许多其他参数或者因素。但是，应该注意根据同样或者其他因素还可以采用其他产量优化技术。可以通过连接到各组801、802、803和804的一个或者多个控制器(未示出)执行该决定步骤。在前面引入的美国专利申请No.11/466,507中描述了用在本发明中的控制器的实施方式。
上述描述仅公开了本发明典型的实施方式。对于熟悉本领域的技术人员来说很容易想到落入本发明保护范围的上述公开的装置以及方法的变形。例如，在一个或者多个实施方式中，在打印期间在基板105保持静止的同时移动喷墨头201-205以及603-625。在一些实施方式中，在半导体处理和/或电子期间制造中可以采用本发明的装置和方法。例如，可以向包括玻璃、聚合物、半导体和/或任意其他可实施的适用材料的基板105上喷射抗蚀剂材料。此外，本发明还可以应用于隔离物形成、偏光镜涂敷以及纳米颗粒电路形成。因此，该喷射材料可以包括油墨、聚合物和其他可实施的适用材料。
因此，已经结合本发明的示例性实施方式公开本发明，但是应该理解其他实施方式也应该落入由以下权利要求书限定的本发明的精神和范围内。

Claims (24)

1、一种用于喷墨打印的系统，包括：
第一组，其包含具有用于选择性地分配第一油墨的多个第一喷嘴的第一喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第二油墨的多个第二喷嘴的第二喷墨打印头；
第二组，其包含具有用于选择性地分配第三油墨的多个第三喷嘴的第三喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第四油墨的多个第四喷嘴的第四喷墨打印头；以及
平台，其用于在打印经过期间支撑所述基板并传输在所述第一和第二组下部的所述基板；
其中，所述第一组适于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配所述第一和第二油墨，而所述第二组适于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配所述第三和第四油墨。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包含连接到所述平台的照相机，所述照相机用于如下至少其中之一：
校准在所述平台上的所述基板；
确定墨滴的位置；以及
计算打印头的偏移量。
3、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述平台还包含真空卡盘和压紧区域的至少其中之一，以保持基板对准。
4、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一油墨具有不同于所述第二油墨的颜色，并且所述第三油墨具有不同于所述第四油墨的颜色。
5、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包含：
第一桥架，用于支撑在所述基板上的所述第一组和所述第二组的至少其中之一。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包含：
第三组包括具有用于选择性地分配第五油墨的多个第五喷嘴的第五喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第六油墨的多个第六喷嘴的第六喷墨打印头；以及
第四组包含具有用于选择性地分配第七油墨的多个第七喷嘴的第七喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第八油墨的多个第八喷嘴的第八喷墨打印头。
7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包含：
第二桥架用于支撑在所述基板上的所述第三组和所述第四组的至少其中之一。
8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一组包括第九喷墨打印头，所述第二组包括第十喷墨打印头，所述第三组包括第十一喷墨打印头，以及所述第四组包括第十二喷墨打印头。
9、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，包括在所述第一组、第二组、第三组和第四组中的任何一个所述喷墨打印头均适于打印不同的颜色。
10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，包含在所述第一组、第二组、第三组和第四组的每个组中的三个打印头用于分别打印红墨、绿墨和蓝墨。
11、根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所有所述第一组、第二组、第三组和第四组适用于在打印经过期间减小所述基板在打印操作期间需要经过所述第一组、第二组、第三组和第四组的下部的次数。
12、根据权利要求11所述的系统，其特征在于，在打印经过期间同时使用所有所述第一组、第二组、第三组和第四组。
13、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，基本平行于所述平台传输所述基板的方向排列所述第一和第二桥架。
14、根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一组沿着所述第一桥架与所述第二组偏移一距离，以及所述第三组沿着所述第二桥架与所述第四组偏移一距离。
15、一种喷墨打印的方法，包含：
将多个第一喷墨打印头分组为第一组；
将多个第二喷墨打印头分组为第二组；
在打印经过期间，沿打印方向在所述第一和第二组下部移动基板；以及
采用所述第一组和所述第二组以在打印经过期间将油墨分配到基板上的显示对象上。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述打印经过期间，采用所述第一组和第二组的过程包含采用在所述第一组和所述第二组中的所有多个喷墨打印头。
17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包含：
相对于所述第一组和所述第二组校准所述基板；
确定来自包括在所述第一组和第二组中的打印头其中之一分配的墨滴位置；以及
计算分组在所述第一组和第二组的其中之一中的打印头的偏移量。
18、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包含：
施加真空力以保持基板对准。
19、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包含：
减少所述基板在所述第一和所述第二组下部移动的次数，使得将油墨从所述第一和第二组分配到所述基板上。
20、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，包括在所述第一组中的所述多个喷墨打印头中的各个喷墨打印头分配不同颜色的油墨，并且包括在所述第二组中的所述多个喷墨打印头中的各个喷墨打印头分配不同颜色的油墨。
21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包含：
将多个第三喷墨打印头分组为第三组；
将多个第四喷墨打印头分组为第四组；以及
在打印经过期间，采用所述第三组和所述第四组以将油墨分配到基板上的显示对象上。
22、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包含：
沿着所述打印方向在第一位置排列所述第一组和所述第二组，同时在垂直于所述打印方向的方向上偏移所述第一组和第二组；以及
沿着所述打印方向在第二位置排列所述第三组和所述第四组，同时在垂直于所述打印方向的方向上偏移所述第三组和第四组；
其中，沿着所述打印方向的所述第一位置与沿着所述打印方向的所述第二位置不同。
23、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第一组、第二组、第三组和第四组的每一个都包括三个打印头。
24、一种用于喷墨打印的装置，包含：
第一组，其包含具有用于选择性地分配第一油墨的多个第一喷嘴的第一喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第二油墨的多个第二喷嘴的第二喷墨打印头；
第二组，其包含具有用于选择性地分配第三油墨的多个第三喷嘴的第三喷墨打印头，以及具有用于选择性地分配第四油墨的多个第四喷嘴的第四喷墨打印头；
其中，所述第一组用于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配所述第一和第二油墨，而所述第二组适于向基板上的显示像素的各个邻近着墨孔中分配所述第三和第四油墨。
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