CN101722736B

CN101722736B - 热写系统

Info

Publication number: CN101722736B
Application number: CN2008101683537A
Authority: CN
Inventors: 陈英棋; 蔡朝旭
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: CN101722736A

Abstract

本发明涉及一种热写系统，包括：一热写头模块，该热写头模块配置多个加热器，各个加热器之间具有一间距；一弹性调整装置，以调整该热写头模块的平整度，且该弹性调整装置包括多个弹性体，每个弹性体分别对应一加热器；以及一旋转控制装置，控制该热写头模块旋转一特定角度。

Description

热写系统

技术领域

本发明有关于一种热写系统(Systems for thermal patterning)，特别有关于一种用于图案化的热写系统。

背景技术

显示器面板持续朝大尺寸化及可挠性发展。为达到快速且精确制造效果，制造方法包括黄光显影工艺、激光工艺、喷墨印刷工艺和热写头(thermal printhead)印刷工艺。

传统黄光显影工艺为成熟的半导体主流技术，其工艺复杂且自动化生产成本高。再者，CO₂激光工艺亦为目前实际采用的工艺技术，然而，其必须由一条图案(pattern)由数条图案组成，各条图案之间易有线痕迹，且生产速度慢，激光热源不稳定且品质不易控制。另一方面，喷墨印刷工艺制造成本低，然而喷墨液滴不易涂布所有材质，且液滴易挥发与歪斜，导致图案品质不稳的问题。

美国专利US 6,498,679，揭露使用红外线CO₂激光源加热，制作图案化位相延迟膜。每次激光扫描只加工一条细线，由相邻的多条细线构成具相延迟差异的图纹。

图1是显示传统微位相延迟(micro retarder)结构的分层示意图。在图1中，一微位相延迟板14包括两个不同位相延迟的区域14a(空白区域)和14b(斜线区域)，其中斜线区域14b是经过红外线CO₂激光加热处理，而空白区域14a则未经过激光处理，形成交替相延迟不同区域的位相延迟板。微位相延迟板14的上、下侧各包括一保护层18和10，分别通过粘结层16和12与微位相延迟板14贴合。传统微位相延迟板14的斜线区域14b是由激光依序扫描多线形成，因而形成速率慢且激光热源不稳定，更有甚者，导致线条痕迹及气泡残留。

发明内容

本发明提供一种热写系统，可用于图案化。

根据本发明的一实施例，本发明提供一种热写系统，包括：一热写头模块，其配置多个加热器，各个加热器之间具有一间距；一弹性调整装置，以调整该热写头模块的平整度，且该弹性调整装置包括多个弹性体，每个弹性体分别对应一加热器；以及一旋转控制装置，控制该热写头模块旋转一特定角度。

本发明的热写系统可以用于图案化，且图案化的速度快、效率高、品质佳、以控制且热源稳定、易达成大面积化制造生产。本发明的热写系统可应用在自动化滚动条至滚动条(roll-to-roll)工艺中，也可应用在大尺寸软板和大尺寸显示器技术领域。本发明通过热写头(thermal print head)上的加热体热能集中、稳定及可个别控制的特性，还可应用在3D位相延迟板、ITO电极基板及软板光阻等领域。本发明采用热写头模块，其具有集中稳定能量的特性，可应用在ITO软板结构取代传统黄光工艺制作方法。利用本发明的热写系统可形成图案化软板结构及显示面板。

附图说明

为让本发明能更明显易懂，下文特举出实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

图1是显示传统微位相延迟(micro retarder)结构的分层示意图；

图2是显示本发明实施例所使用的热写系统的示意图；

图3A是显示根据本发明的一实施例的热写头模块的立体示意图；

图3B是显示图3A的热写头模块的剖面示意图；

图3C是显示根据本发明另一实施例的热写头模块的立体示意图；

图4是显示根据本发明另一实施例的热写头模块的立体示意图；

图5是显示根据本发明实施例的滚动条至滚动条(roll-to-roll)工艺的示意图；

图6A和6B是显示利用热写装置制造的3D影像位相延迟板的示意图；以及

图7A-7C是显示利用热写装置制造的ITO电极基板各步骤的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

已知部分(图1)

10和18～保护层；

12和16～粘结层；

14～微位相延迟板；

14a和14b～不同位相延迟的区域。

本发明部分(图2～8C)

100～热写系统；

110～基座；

115a和115b～垂直轴；

116～高度固定装置；

118～垂直高度控制机构；

120～热写头模块；

120a、120b～热写头模块；

122～点加热器；

123～间隙；

125～自动平整调整机构；

126～旋转控制装置；

128、128b～弹性调整装置；

130～支撑座；

140～热转写平台；

144～欲图案化图纹；

145～待图案化的工件；

P～间距；

Δh～加热器间的高度差；

410～软性基板；

420～热转写头模块；

430和440～滚动条；

500a～待图案化膜；

510～非图案化区域；

520～图案化区域；

520a和520b～宽度不同的条纹；

610～基板；

620～ITO电极层；

622～图案化区域；

630～热写头模块。

具体实施方式

以下以各实施例并伴随着附图说明的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各组件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未绘示或描述的组件，为所属技术领域中具有通常知识者所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

本发明可将热写技术应用在大尺寸软板和大尺寸显示器技术领域。本发明各实施例的热写技术利用一热写系统形成图案化软板结构及显示面板。

图2是显示本发明实施例所使用的热写系统的示意图。请参阅图2，热写系统100包括一支撑座130设置于一基座110上。支撑座130利用精密轴承马达，精确控制一热写平台140的移动位置。待图案化的基板或膜固定于热写平台140。两垂直轴115a和115b固定一横梁，并由高度固定装置116固定横梁。一热写头模块120架设并固定在横梁下，其可与热写平台140上的待图案化的工件145或膜微接触(micro contact)。热写头模块120与待图案化的基板或膜的接触面由一热写头模块自动平整调整机构125微调，亦可通过一旋转控制装置126，设置在横梁上，以控制该热写头模块旋转一特定角度。热写系统100还包括微处理器及控制器(未绘示)具以控制热写头模块120的输出。

根据本发明实施例，热写系统100可调整待图案化物(例如基板上的材料层)的高度与热写头模块120的相对位置(沿Z-轴方向)。热写头模块120可通过调整机构125，自动调整热写头模块接触待图案化物时平整度。当图案化时，待图案化物可由真空或其它固定方式固定于平台140上。固定于平台140上的待图案化物，由支撑座130利用精密轴承马达为一精密马达驱动轴承所固定。当待图案化物被一精密马达轴承驱动移动时(待图案化物可被真空吸住)，如此可获得良好的图纹(pattern)。

本发明实施例的热写系统使用特殊圆形热写头模块，可将各热写头排列成线型(heater line)，每一热写头单元将能量(energy)集中精准到所需要图案化显示面板或软板上。在热写头模块的上方，设有一垂直高度控制机构118或弹性调整装置(请参见图3C的128b)，以控制并调整热写头模块和待图案化显示面板或软板之间距离。另外，亦可通过控制待图案化物的移动速度，而改变待图案化物上的温度。在热写头设计上，可选择较易图案化平面的热写头实施多点印刷，适合大面积印刷。并且，热写头模块上的每一加热单元所提供能源稳定又集中。再者，可将热写头固定(不移动)，以极接近待图案化物的方式印刷。如此印刷出来的图案边缘清晰。

图3A显示根据本发明的一实施例的热写头模块的立体示意图，图3B是显示图3A的热写头模块的剖面示意图。请参阅图3A，一热写头模块120a配置至少一个点加热器122。根据本发明的一实施例，该热写头模块120a配置多个点加热器，且该多个加热器可排列成线性，或者该多个加热器可排列成矩阵形式，然非限定于此，该多个加热器亦可成交错排列，如图3C所示。根据本发明另一实施例，一弹性调整装置128设置于该热写头模块120a上，以调整该热写头模块的平整度。该弹性调整装置128可为一单一构件调整该热写头模块的整体的平整度。请参阅图3B，各个加热器之间具有一间隙123，加热器的宽度和间隙123的和定义成间距P。该间距P的范围大抵介于10微米(μm)至2000微米(μm)之间。

图3C显示根据本发明另一实施例的热写头模块的立体示意图。在图3C中，热写头模块120b的各加热器122b为彼此独立。该弹性调整装置包括多个弹性体128b，每个弹性体128b分别对应一加热器122b，以分别地调整每一个加热器122b的平整度。例如，当相邻的加热器具有一高度差Δh时，弹性体128b会自动调整使每一个加热器122b与待图案化基板的接触面，达到完全平整。

图4是显示根据本发明另一实施例的热写头模块的立体示意图。当各个加热器之间的间距P大于欲图案化图纹144的间距时，可通过一旋转控制装置(请参见图2的126)，控制该热写头模块旋转一特定角度θ，使得各个加热器之间的该间距沿一移动方向的投影值等于一待图案化图纹144的间距。

应注意的是，上述本发明实施例通过热写法，图案化的速度快、效率高、品质佳、易控制且热源稳定、易达成大面积化制造生产且可应用自动化滚动条至滚动条(roll-to-roll)工艺。

图5是显示根据本发明实施例的滚动条至滚动条(roll-to-roll)工艺的示意图。在图5中，将软性基板410，例如高分子基板，以滚动条430至滚动条440的型式，并利用一热写头模块420，固定于特定位置，因此控制滚动条的转动速率，即可达成连续式大面积化的图案化结构的制作。

根据本发明实施例，通过热写头(thermal print head)上的加热体热能集中、稳定及可个别控制的特性，可应用在3D位相延迟板、ITO电极基板及软板光阻等领域。

图6A和6B是显示利用图2的热写系统制造的3D影像位相延迟板的示意图。请参阅图6A，待图案化膜(例如一高分子膜)500a被热写头模块加热形成一图案化区域520和一非图案化区域510，做为三维(3D)影像显示器的位相延迟板。图案化区域520可为周期的条纹，亦可为宽度不同的条纹520a和520b，如图6B所示。又或者，图案化区域可为其它形状如格子状。

图7A-7C是显示利用图2的热写系统制造的ITO电极基板各步骤的剖面示意图。请参阅图7A，首先，提供一基板610，并形成一ITO电极层620于其上。将热写头模块630自该基板610的一端(左端)移向另一端(右端)，使其形成一图案化ITO电极区域622，例如加热转变成结晶化的材料，如图7B所示。

请参阅图7C，移除非图案化区域620，留下图案化的ITO电极区域622，完成ITO电极基板的制作。

本发明实施例采用热写头模块，其具有集中稳定能量的特性，可应用在ITO软板结构取代传统黄光工艺制作方法。

本发明虽以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种热写系统，其特征在于，包括：

一热写头模块，其配置多个加热器，各个加热器之间具有一间距；

一弹性调整装置，以调整该热写头模块的平整度，且该弹性调整装置包括多个弹性体，每个弹性体分别对应一加热器；以及

一旋转控制装置，控制该热写头模块旋转一特定角度。

2.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，该多个加热器以线性排列。

3.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，该多个加热器以矩阵排列。

4.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，该间距的范围介于10微米至2000微米之间。

5.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，该旋转控制装置控制该热写头模块旋转，使得各个加热器之间的该间距沿一移动方向的投影值等于一待图案化图纹的间距。

6.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，还包括：

一支撑座设置于一基座上，该支撑座利用一精密轴承马达，精确控制一热写平台的移动位置；

一待图案化工件固定于该热写平台上；

两垂直轴固定于一横梁，并由一高度固定装置固定该横梁；以及

该热写头模块架设并固定在该横梁下，且与该待图案化工件微接触。

7.根据权利要求1所述的热写系统，其特征在于，还包括一微处理器及一控制器以控制该热写头模块的输出。