CN101046570A - 用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法，其通过有效地除去留在喷墨头上的聚酰亚胺液体而可以改善针孔缺陷或线瑕疵。该装置包括印刷台、喷墨头、聚酰亚胺液体供应箱以及擦拭器，其中，该擦拭器具有待与所述喷墨头的喷射表面接触的斜面。所述方法包括放置一基板、将聚酰亚胺液体容器装到聚酰亚胺液体供应箱中、在所述基板上喷射聚酰亚胺液体、以及使用具有斜面的擦拭器擦拭喷墨头的喷嘴。

Description

用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于涂覆聚酰亚胺(polyimide)层的装置和方法，更具体地涉及通过喷墨涂覆方法来涂覆聚酰亚胺层的装置和方法。
背景技术
液晶显示(LCD)装置是这样的装置，其通过调节到达滤色器基板的光的量而显示期望的图像，这是通过改变插设在用作滤色器基板的透明绝缘基板与阵列基板之间的具有各向异性介电常数的液晶材料的分子间重新排列而实现的。
代表性的液晶显示装置是使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的薄膜晶体管液晶显示(TFT LCD)装置。
通常，这种LCD装置包括用于显示图像的LCD板、以及通过向该LCD板施加驱动信号而驱动该LCD板的驱动器，并且该LCD板包括：滤色器基板和阵列基板，这两个基板彼此结合并在其间具有预定距离；以及插设在滤色器基板和阵列基板之间的液晶层。
通过多个掩模工艺而制成LCD板的滤色器基板和阵列基板，并且在完成这些掩模工艺之后且在所述基板彼此结合之前，在相应基板上形成聚酰亚胺层以使液晶分子沿预定方向排列。
可以通过诸如旋涂法、喷涂法和喷墨涂覆方法的各种方法而在基板上涂覆聚酰亚胺层。在这些涂覆方法中，执行喷墨涂覆方法的喷墨涂覆装置具有多个喷墨头，以在基板上喷射聚酰亚胺液体。
图1A和图1B是示出了根据现有技术在基板上喷射聚酰亚胺液体的喷墨头10的状态的示意图，具体示出了喷墨涂覆方法的问题。
喷墨头10在其上放置有目标基板的印刷台的上方沿预定方向运动，同时在目标基板上喷射聚酰亚胺液体，从而在基板上涂覆聚酰亚胺层。
如图1A所示，当喷墨头10的喷射表面是清洁的并且其上没有残留物时，可以均匀地喷射聚酰亚胺液体，从而可以在基板上形成具有均匀厚度的聚酰亚胺层。
然而，如图1B所示，在即使完成了单次喷墨涂覆工艺之后，通常也会在喷墨头10的喷射表面A1上留有聚酰亚胺液体残留物。
在喷墨头10的喷射表面上的聚酰亚胺液体残留物在下一次喷墨涂覆工艺期间与聚酰亚胺液体的喷射相干涉，从而在基板上根本不能涂覆聚酰亚胺层，或者涂覆出具有多个针孔缺陷(pinhole fault)或线瑕疵(lineblemish)的不均匀的聚酰亚胺层。
另外，即使使用清洁皂(cleaning bar)对喷墨头的喷射表面进行清洁，也不可能充分地除去喷墨头上的聚酰亚胺残留物。
发明内容
作出本发明以试图解决现有技术的上述问题，本发明提供一种用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法，其能够在聚酰亚胺层涂覆工艺期间有效地去除喷墨头上的聚酰亚胺残留物。
另外，本发明提供了一种用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法，其可以减少由于喷墨头上的聚酰亚胺残留物而导致的针孔缺陷或线瑕疵。
此外，本发明提供了一种使用上述聚酰亚胺层涂覆装置来涂覆聚酰亚胺层的方法。
本发明待获得的有益效果和特征并不限于上述有益效果和特征，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可以实现上面没有描述的其它有益效果和特征。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于涂覆聚酰亚胺层的装置，该装置包括：印刷台，该印刷台用于在其上容纳一基板；喷墨头，该喷墨头安装在所述印刷台之上，并具有多个用于向所述基板喷射聚酰亚胺液体的喷嘴；聚酰亚胺液体供应箱，填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器装到该聚酰亚胺液体供应箱中；以及擦拭器(wiper)，该擦拭器在其与具有所述喷嘴的所述喷墨头的喷射表面相接触的状态下从所述印刷台的一侧运动至另一侧，从而擦拭所述喷墨头的喷射表面，其中所述擦拭器的与所述喷墨头的喷射表面相接触的表面是具有预定倾斜角的斜面。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于涂覆聚酰亚胺层的方法，该方法包括：在印刷台上放置一基板；将聚酰亚胺液体容器装到聚酰亚胺液体供应箱中；向布置在所述印刷台上方的喷墨头供应聚酰亚胺液体以向所述基板上喷射聚酰亚胺液体；以及通过使具有斜面的擦拭器在该擦拭器的斜面与所述喷墨头的喷射表面相接触的状态下运动，而擦拭所述喷墨头的喷嘴。
在本说明书的具体实施方式部分和附图中包括了本发明实施例的进一步细节。
附图说明
下面将参照附图详细地描述本发明，在附图中相同的附图标记表示相同的元件：
图1A和图1B是示出了根据现有技术的用于涂覆聚酰亚胺层的装置的问题的视图；
图2是示出了根据本发明一个实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的装置的示意图；
图3是示出了图2所示的擦拭器(wiper)的运动的视图；
图4和图5是示出了图2所示的擦拭器的变型例的视图；以及
图6是示出了根据本发明另一实施例的涂覆聚酰亚胺层的方法的流程图。
具体实施方式
通过参考附图以及下面将详细描述的实施例，将明了本发明的优点和特征、以及实现所述优点和特征的方法。在本申请的整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
下面将参照附图来描述根据本发明优选实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法。
图2示出了根据本发明一个实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的装置的构造。
参照图2，根据本发明一个实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的装置包括印刷台100、喷墨头110、聚酰亚胺液体供应箱102和擦拭器130。
更详细地说，该聚酰亚胺层涂覆装置包括：印刷台100，待涂覆聚酰亚胺层的基板120放置并固定在该印刷台上；以及放置在印刷台100上的基板120。基板120是指用作LCD装置的元件的滤色器基板或薄膜晶体管阵列基板。
在基板120上方彼此平行地布置有多个喷墨头110，并且各喷墨头110与聚酰亚胺液体供应箱102相连。
聚酰亚胺液体供应箱102以这样的方式在其中容纳聚酰亚胺液体，即，其容纳填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器，从而接收来自压力箱101的聚酰亚胺液体，并以预定的恒定压力和流量向喷墨头110供应聚酰亚胺液体。聚酰亚胺液体的优点在于，其通常具有强的耐热性、化学稳定且具有高可靠性。
在压力箱101之上安装有连接管，例如供氮N2穿过的气体供应管，供从喷墨头回收的聚酰亚胺液体通过的聚酰亚胺液体回收管，以及聚酰亚胺供应管，由从气体供应管输入的氮气N2导致的压力使聚酰亚胺液体流过该聚酰亚胺供应管，经由过滤器供应给聚酰亚胺供应箱102。另外，各连接管设置有用于控制通过连接管的内容物的量和连接管中的压力的阀。
面向基板120的各喷墨头110的喷射表面设置有多个喷嘴111，用于通过其喷射聚酰亚胺液体。喷墨头110在基板120上方沿一方向运动并扫描该基板，同时向基板120上喷射聚酰亚胺液体，从而在基板120上形成聚酰亚胺层。
在完成了在基板上形成聚酰亚胺层之后，由于喷墨头110的喷射表面因聚酰亚胺液体而变湿，因此通过擦拭方法去除在喷墨头110的喷射表面上的聚酰亚胺液体。因此，喷墨头的喷射表面保持了可以均匀地喷射聚酰亚胺液体的良好状态。
擦拭器130安装成沿着印刷台100的左侧和右侧运动，同时与喷墨头110的喷射表面接触，从而进行擦拭操作。擦拭器130通常由全氟代(perfluoro)或硅制成。
在擦拭操作期间与喷墨头110的喷射表面接触的擦拭器130的表面以预定的倾斜角倾斜。因此，在进行擦拭操作之后留在擦拭器上的聚酰亚胺液体残留物A1沿着斜面131向下流，从而擦拭器130可以保持清洁状态。
根据本发明的用于涂覆聚酰亚胺层的装置还包括清洁液体供应箱103，用于在其中容纳填充有清洁液体的清洁液体容器，并供应用于清洁擦拭器130的清洁液体。清洁液体可以由作为酰亚胺类极性溶剂(imide-based polar solvent)的N-甲基吡咯烷酮(N-Methylpyrrolidone，NMP)制成。
在完成擦拭操作之后，擦拭器130在支架140上转动，以使其浸入清洁液体供应箱内的清洁液体中，而后返回至其原始位置。
擦拭器130通过从所述原始位置沿第一方向转动而浸入清洁液体中，而后通过沿第二方向转动而返回至所述原始位置。
例如，擦拭器130浸入清洁液体中的所述第一方向是逆时针方向。通过使擦拭器130沿逆时针方向转动，擦拭器130的与喷墨头110的喷射表面接触的第一表面(上表面)变得倒置，从而擦拭器130的第一表面面向下。
相反，擦拭器130返回至原始位置的所述第二方向是顺时针方向。通过使擦拭器130沿顺时针方向转动，擦拭器130的待与喷墨头110的喷射表面接触的第一表面(上表面)变得倒置，从而擦拭器130的第一表面面向上。
在完成擦拭操作之后，首先随着擦拭器130浸入清洁液体中而去除留在擦拭器130上的聚酰亚胺液体，而后仍粘在擦拭器130上的聚酰亚胺残留物和擦拭器130上的清洁液体由于沿着擦拭器130的斜面131自然向下流，因此被再次除去。
聚酰亚胺液体供应箱102和清洁液体供应箱103以相同的方式构成，即，它们以如下方式在其中容纳聚酰亚胺液体和清洁液体：它们分别容纳填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器和填充有清洁液体的清洁液体容器。因此，聚酰亚胺液体供应箱102和清洁液体供应箱103可以以如下方式共用单个箱，即，它们根据工艺步骤的顺序依次容纳聚酰亚胺液体容器和清洁液体容器。
图3是示出了图2所示的擦拭器的运动的视图，而图4和图5是示出了图2所示的擦拭器的变型例的视图。
如果喷墨头110通过喷射表面的喷嘴111喷射聚酰亚胺液体，则聚酰亚胺液体残留物A2会留在喷墨头110的喷射表面上。
因此，为了去除聚酰亚胺液体残留物A2，执行其中擦拭器130的斜面擦拭喷墨头110的喷射表面的擦拭操作。
另外，由于擦拭器130上的残留物沿着擦拭器130的斜面131自然向下流，因此擦拭器130可以在执行擦拭操作之后保持清洁状态。
如果在执行擦拭操作之后聚酰亚胺液体或清洁液体留在擦拭器130的表面上，则在下一擦拭操作期间喷墨头110不能被干净地擦拭。结果，喷墨头110不能在基板的整个表面上均匀地喷射聚酰亚胺，或者局部根本不能喷射聚酰亚胺。
因此，重要的是擦拭器130保持其清洁状态。本发明通过使用具有斜面的擦拭器130，不需要特殊的工艺步骤或附加结构，就可以解决在擦拭操作期间擦拭器被污染的问题。
擦拭器130的斜面131构造成使其易于擦拭喷墨头110的喷射表面，并且斜面131上的残留物易于向下流。
基于此，如图3所示，擦拭器130构造成具有从印刷台100的右侧向左侧倾斜(反之亦可)的斜度。擦拭器130的斜面的倾斜角θ在20至70度范围内。
如图5所示，擦拭器的表面可以包括从印刷台100的左侧向中央部分向上倾斜的第一斜面、以及从印刷台100的中央部分向右侧倾斜的第二斜面。在这种情况下，第一斜面与第二斜面之间的倾斜角θ在40至140度的范围内，从而残留物可以自然向下流。
图6是示出了根据本发明另一实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的方法的流程图，并且图6的方法是基于使用图2中的用于涂覆聚酰亚胺层的装置。
首先，在步骤S100，放置基板120而后将其固定在印刷台100上。基板120可以是用作LCD装置的元件的薄膜晶体管阵列基板或滤色器基板。
接下来，在步骤S110和S120，将填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器装到聚酰亚胺液体供应箱102中。
接下来，向安装在印刷台100之上的喷墨头110供应聚酰亚胺液体，而后通过设置在喷墨头110的喷射表面上的喷嘴111将其配送在基板120上。
接下来，在步骤S130，擦拭器130在其斜面131与喷墨头110的喷射表面相接触的状态下运动，从而进行用于擦拭喷墨头110的喷嘴111的擦拭操作。在完成了擦拭操作之后，留在擦拭器130上的聚酰亚胺液体残留物A1沿着擦拭器130的斜面131向下流。
根据本发明实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的方法还可以包括步骤S140至S160，以保持擦拭器130的更加清洁状态。
接下来，在步骤S140和S150，将填充有清洁液体的清洁液体容器装到清洁液体供应箱103中，然后通过支架140使擦拭器130转动以浸入清洁液体中，从而清洁擦拭器。
清洁液体可以是作为酰亚胺类极性溶剂的N-甲基吡咯烷酮，以除去硬化的聚酰亚胺液体。
由于如图3至图5所示，擦拭器130具有斜面131，因此可以容易地除去擦拭器130上的残留物。
即，擦拭器的斜面可以构造成如图3和图4所示沿一个方向向上倾斜或向下倾斜，或者如图5所示沿两个方向倾斜。
在步骤S160，擦拭器130转动以返回至其原始位置，从而留在擦拭器130的斜面上的聚酰亚胺液体和清洁液体流向下流而被去除。
如上所述，本发明采用了具有斜面的擦拭器130，从而可以擦拭使用喷墨方法的聚酰亚胺层涂覆装置的喷墨头。结果，擦拭器130可以总是保持清洁状态，并且可以提高喷墨头110的清洁效率。
尽管上面参照附图描述了本发明的实施例，但是对于本领域技术人员可以理解，明显的是，可以在不修改和改变本发明的技术方面和本质特征的情况下实现其它实施例。
即，由于上述实施例旨在帮助本领域技术人员清楚地理解本发明，因此必须理解的是它们仅旨在例示而并非旨在限制本发明的范围。因此，本发明必须由权利要求的范围限定。
根据基于本发明一个实施例的用于涂覆聚酰亚胺层的装置和方法，由于在使用喷墨方法的聚酰亚胺层涂覆过程中可以有效地除去留在喷墨头上的聚酰亚胺液体残留物，因此可以改善针孔缺陷或线瑕疵问题。

Claims (16)

1、一种用于涂覆聚酰亚胺层的装置，该装置包括：
印刷台，该印刷台用于在其上容纳一基板；
喷墨头，该喷墨头安装在所述印刷台上方，并具有多个用于向所述基板喷射聚酰亚胺液体的喷嘴；
聚酰亚胺液体供应箱，用于容纳其中填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器；以及
擦拭器，该擦拭器在其与所述喷墨头的喷射表面相接触的状态下从所述印刷台的一侧运动至另一侧，其中，所述擦拭器包括具有倾斜角的斜面，该斜面与所述喷墨头的所述喷射表面接触。
2、根据权利要求1所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，所述擦拭器的所述斜面从所述印刷台的右侧向左侧向下倾斜。
3、根据权利要求2所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述擦拭器的所述斜面的倾斜角在20至70度的范围内。
4、根据权利要求1所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述擦拭器的所述斜面从所述印刷台的左侧向右侧向下倾斜。
5、根据权利要求4所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述擦拭器的所述斜面的倾斜角在20至70度的范围内。
6、根据权利要求1所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述擦拭器的所述斜面包括从所述印刷台的左侧向中央部分倾斜的第一斜面、以及从所述中央部分向右侧倾斜的第二斜面。
7、根据权利要求6所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述擦拭器的所述倾斜角在40至140度的范围内。
8、根据权利要求1所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，该装置还包括用于容纳填充有清洁液体的清洁液体容器的清洁液体供应箱，其中，所述擦拭器安装成通过转动而浸入所述清洁液体中。
9、根据权利要求8所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述清洁液体包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
10、根据权利要求8所述的用于涂覆聚酰亚胺层的装置，其中，所述聚酰亚胺液体供应箱和所述清洁液体供应箱共用单个箱。
11、一种用于涂覆聚酰亚胺层的方法，该方法包括：
在印刷台上放置一基板；
将填充有聚酰亚胺液体的聚酰亚胺液体容器装到聚酰亚胺液体供应箱中；
在向安装于所述印刷台之上的喷墨头供应聚酰亚胺液体之后，向所述基板喷射聚酰亚胺液体；以及
使用具有斜面的擦拭器通过使该擦拭器在该擦拭器的斜面与所述喷墨头的喷射表面相接触的状态下运动，而擦拭所述喷墨头的喷射表面。
12、根据权利要求11所述的用于涂覆聚酰亚胺层的方法，所述擦拭器的所述斜面从所述印刷台的右侧向左侧向下倾斜。
13、根据权利要求11所述的用于涂覆聚酰亚胺层的方法，其中，所述擦拭器的所述斜面从所述印刷台的左侧向右侧向下倾斜。
14、根据权利要求11所述的用于涂覆聚酰亚胺层的方法，其中，所述擦拭器的所述斜面包括从所述印刷台的左侧向中央部分倾斜的第一斜面、以及从所述中央部分向右侧倾斜的第二斜面。
15、根据权利要求11所述的用于涂覆聚酰亚胺层的方法，该方法还包括：
将填充有清洁液体的清洁液体容器装到清洁液体供应箱中；
使所述擦拭器转动以将该擦拭器浸入所述清洁液体中；以及
使所述擦拭器再次转动，以使所述擦拭器返回至其原始位置，并且留在所述擦拭器上的清洁液体向下流以被去除。
16、根据权利要求15所述的用于涂覆聚酰亚胺层的方法，其中，所述清洁液体包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
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