CN103847229B - 基板印刷装置和基板印刷方法 - Google Patents

Abstract

公开一种用于薄膜印刷的顶部朝下基板印刷装置。在一个方面，所述装置包括：以顶部朝下的方式固定基板的台；多个喷嘴，该多个喷嘴中的每个均具有定位在所述台的下方并面向所述台的一个端部，所述喷嘴中包含印刷流体；控制所述基板与所述喷嘴之间的距离的竖向位置控制器；以及控制所述基板的位置和所述喷嘴的接触的水平位置控制器。

Description

基板印刷装置和基板印刷方法

技术领域

所公开技术涉及一种基板印刷装置和基板印刷方法，更具体而言，涉及一种顶部朝下薄膜基板印刷装置和方法。

背景技术

有机电致发光显示装置包括有机发光二极管（OLED），并通过有机发光二级管的有机发光层内的电子和空穴的结合产生的激子从激发态落回基态时产生的能量发光。

有机电致发光显示装置可以一件接一件的原则制造。然而，为了改善制造生产率并节省成本，多个显示装置被形成在一个母基板上，并且随后分别从基板切割以形成单独的显示部件。

与现有的LCD产品不同，OLED显示器使用薄膜工艺来制造。在层沉积期间，如果颗粒存在于处理表面上，则杂质可导致照明缺陷，诸如暗度缺陷、总是坏像素和暗点。特别地，相对于大尺寸形状因子，诸如TV，如果颗粒管理不被充分处理，则生产线的出产率降低。

由于在制造有机电致发光显示器中采用现有LCD生产工艺中使用的印刷方法，诸如喷墨、喷嘴和条状喷涂，所以具有4英寸显示屏大小的产品中暗点的数量可多达2000，从而成本有效的生产是不可能的。

发明内容

因此，所公开技术要解决的一个主题在于提供一种基板印刷装置和一种基板印刷方法，其可管理颗粒。

所公开技术要解决的另一主题在于提供一种基板印刷装置和基板印刷方法，其可通过最小化往复运动来执行大面积的印刷。

本发明另外的优点、主题和特征部分将在下面的描述中阐述，部分将通过下面的检查而对本领域技术人员变得明显或者可从本发明的实施获知。

根据所公开技术一方面，提供一种用于薄膜印刷的顶部朝下基板印刷装置，包括：台，构造为以顶部朝下的方式固定基板；多个喷嘴，该多个喷嘴中的每个均具有定位在所述台的下方并面向所述台的一个端部，所述喷嘴中包含印刷流体；竖向位置控制器，构造为控制所述基板与所述喷嘴之间的距离；以及水平位置控制器，构造为控制所述基板的位置和所述喷嘴的接触。

根据所公开技术另一方面，提供一种基板印刷方法，包括：将基板以顶部朝下的朝向固定到台；使印刷流体在喷嘴的位于所述台下方且面向所述台的端部上形成球体形状；使所述基板与所述喷嘴的所述端部上的所述印刷流体接触；使所述印刷流体在所述基板上形成珠形形状；以及沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的临近点，从而将所述印刷流体印刷在所述基板上。

根据所公开技术的又一方面，提供一种基板印刷方法，包括：以顶部朝下的方式固定基板；使形成在喷嘴的面向所述基板的端部上的印刷流体与所述基板接触；使所述印刷流体在所述基板上形成珠形形状；以及沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的临近点，以将所述印刷流体印刷在所述基板上。

根据所公开技术的各实施例，至少以下效果可被实现。

即，由于基板印刷以顶部朝下的方式执行，所以可在大规模生产中管理颗粒的基板印刷装置可被提供。

此外，可使用若干喷嘴简化印刷工艺的顶部朝下基板印刷装置可被提供。

附图说明

所公开技术的上述和其它目的、特征和优点将从下面的结合附图的详细描述而变得更加明显，其中：

图1为根据所公开技术的实施例的顶部朝下基板印刷装置的前视原理图；

图2为根据所公开技术的实施例的顶部朝下印刷装置的侧视原理图；

图3为例示根据所公开技术的实施例的喷嘴、印刷流体供给源和流体供给管的视图；

图4为所公开技术的另一实施例的顶部朝下基板印刷装置的原理图；

图5为根据所公开技术的另一实施例的顶部朝下基板印刷装置的一部分的原理图；

图6为例示根据所公开技术的另一实施例的喷嘴和印刷流体供给源的构造的视图。

具体实施方式

通过参考待参照附图详细描述的各实施例，所公开技术的各方面和特征以及用于实现各方面和特征的方法将明显。然而，所公开技术不限于在下文中公开的实施例，而是可以不同的方式被实施。描述中限定的物体，诸如详细构造和元件仅仅为提供用于帮助本领域技术人员全面理解本发明的具体细节，并且所公开的技术仅被限定在所附权利要求书的范围内。

用于表示一元件在另一元件上或者位于不同层或一层上的术语“上”包括元件直接位于另一元件或层上的情况以及元件经由另一层或又一元件位于另一元件上的情况。在所公开的技术的全部描述中，相同的附图标记在各个图中始终被用于相同的元件。

虽然术语“第一、第二等等”被用于描述不同的组成元件，但是这种组成元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将一组成元件与其它的组成元件区分开。因此，在下面的描述中，第一组成元件可为第二组成元件。

在下文中，将参照附图详细描述所公开技术的某些实施例。

图1为根据所公开技术的实施例的顶部朝下基板印刷装置的前视原理图，图2为根据所公开技术的实施例的顶部朝下印刷装置的侧视原理图。参见图1和图2，顶部朝下基板印刷装置10包括固定基板111的台11和将流体印刷在基板111上的喷嘴12。

基板111被设定为面向下，即发光像素将被形成在基板的面向下的一侧上，并且基板111被固定到台11。在执行印刷工作在基板111以底部朝下的方式布置时发生的场合，即使在加工设备中执行纯度管理，也不可避免过程中存在的颗粒或者由于FFU（风扇滤器单元）在装备中向下流动或重力而在装备中产生的颗粒吸附到基板111的处理表面上。通常，使用根据所公开技术的顶部朝下基板印刷装置10，由于上述颗粒引起的暗点缺陷可被减少。

例如，可使用空气吸附方法或静电方法将基板111固定到台11。然而，将基板111固定到台11不限于上述方法，并且可使用除这些方法之外的其它方法将基板111固定到台11。

台11通过第一竖向驱动器被连接到从下板15延伸的支撑主体132。第一竖向驱动器包括第一竖向驱动马达131和定位在支撑主体132内部的第一竖向驱动线（未图示）。此外，台11可包括用于易于基板111的插入和移除的台翻转机构。该台翻转机构可包括可反转基板111的反转机构和提升销结构。

喷嘴12中的每个均具有布置为面向基板111的一个端部，并且喷嘴12的数量可对应于意欲形成的图案。作为一个示例，喷嘴12的数量可对应于基板111的尺寸。当喷嘴完全足量时，可通过一次印刷操作在基板上形成条形图案，从而可简化生产线。喷嘴12的另一端部经由流体供给管125被连接到供给印刷用流体（未图示）的单独的流体供给源123。

流体供给源123的形状不被限制，只要其能够包含流体即可。另外，流体供给源123可包括用于将印刷流体传送到喷嘴12的压力泵124。此外，尽管未图示，流体供给源123可包括不具有任何单独的压力泵的储存流体的罐和用于调节罐的高度的罐驱动器。在这种构造中，可根据罐相对于喷嘴12的高度来调节流体供给的量。罐驱动器可使用驱动马达竖向移动罐，并且通过驱动马达竖向传送罐的线可为例如丝杠。丝杠的类型不被具体限定，但是一个示例为滚珠丝杠。为了稳定罐驱动器的上述移动，可另外提供罐驱动器支架。

此外，流量控制器（未图示）可另外提供，以便向喷嘴12排放固定量的流体。这种流量控制器的一个示例为质量流量控制器（MFC）。

喷嘴12和流体供给源123共同被定位在上支撑板121上。上支撑板121通过第二竖向驱动线134被连接到第二竖向驱动马达133，从而在竖向方向移动。由于喷嘴12和流体供给源123共同执行竖向移动，所以竖向移动期间发生的压力变化可被最小化。在下文中，第二竖向驱动马达133和第二竖向驱动线134被统称为第二竖向驱动器。

第二竖向驱动马达133被定位在下支撑板122的下表面上，第二竖向驱动器由第二竖向驱动马达133驱动，以使上支撑板121在下支撑板122与上支撑板121之间上下移动。

如果第一竖向驱动线（未图示）和第二竖向驱动线134可分别通过第一竖向驱动马达131和第二竖向驱动马达133被驱动以竖向移动台11和上支撑板121，则它们的类型不被限制，但是在一些实施例中，优选的是它们由丝杠构成。丝杠的类型不被具体限制，但是例如可为滚珠丝杠。

下支撑板122被形成在下板15上，并被连接到包括水平驱动马达141和水平驱动线142的水平驱动器。下支撑板122可另外包括提供在下板15与下支撑板122之间的单独的滚动构件（未图示），以水平移动下支撑板122。

如果水平驱动线142可通过水平驱动马达141被驱动以水平移动下支撑板122，则其类型不被限制，但是优选的是，其由丝杠构成。丝杠的类型不被具体限制，但是例如可为滚珠丝杠。此外，水平驱动线142可进一步包括LM引导部，以使水平驱动线142执行线性运动。

尽管图1和图2例示了水平驱动器水平移动与喷嘴12连接的下支撑板122，但是水平驱动器水平移动（基板111被固定到的其上的）台11也是可能的。此外，水平驱动器水平移动喷嘴12和基板111二者也是可能的。在这种构造中，喷嘴12的水平移动方向可为与基板111的水平移动相反的方向。

图3为例示根据所公开技术的实施例的喷嘴、印刷流体供给源和流体供给管的构造的视图。参见图3，每个喷嘴220的一个端部被布置为面向上部，其另一端部被连接到将喷嘴220连接到流体供给管225的歧管226。流体供给管225将印刷流体供给源223连接到歧管226，从印刷流体供给源223接收流体并将流体提供到歧管226。

图4为根据所公开技术的另一实施例的顶部朝下基板印刷装置的原理图。参见图4，根据所公开技术的另一实施例的顶部朝下基板印刷装置包括固定基板311的台31和将流体印刷到基板311上的喷嘴32。由于顶部朝下基板印刷装置的台31、基板311、下板35、竖向驱动马达333、竖向驱动线334和水平驱动器34与图1和图2中例示的台11、基板111、下板15、第二竖向驱动器133、第二竖向驱动线134和水平驱动器14基本相同，所以其重复描述将被省略。

水平移动板343具有支撑印刷流体供给源323上部和连接到水平驱动器34的下部。水平移动板343可介于喷嘴32的上支撑板321与下支撑板之间。

印刷用流体穿过其中的喷嘴管320被提供在喷嘴32中，并通过流体供给管325被连接到印刷流体供给源323。用于将印刷用流体传送到喷嘴32的压力泵324被提供在印刷流体供给源323的上端。根据这种构造，压力泵324被操作为当喷嘴32竖向移动时在喷嘴管320中提供压力变化。

喷嘴32基于由竖向距离测量器335测量的距离而被竖向驱动马达333驱动以竖向移动，竖向距离测量器335用于测量喷嘴32的端部与基板311之间的距离，基于由竖向距离测量器335测量的距离停止竖向驱动马达333的驱动，从而控制喷嘴32的期望的竖向位置。竖向方向的位置控制可通过喷嘴32的竖向移动、通过基板311被固定到其上的台31的竖向移动、或者通过喷嘴32和台31的相互竖向移动而被执行。

水平驱动马达341基于由位置检测传感器（未图示）测量的位置被驱动以沿水平方向移动喷嘴32，并基于测量的位置停止喷嘴32。喷嘴32在基板的起点与终点之间执行涂布。水平方向的位置控制可通过喷嘴32的水平移动、通过基板311被固定到其上的台31的水平移动、或者通过喷嘴32和台31的相互水平移动而被执行。

图5为根据所公开技术的另一实施例的顶部朝下基板印刷装置的一部分的原理图。参见图5，喷嘴42被布置在台41下方，从而喷嘴42中的每个的一个端部面向基板411，基板411以顶部朝下的方式被固定到台41。由于喷嘴42被布置为在左右方向上长，所以一对竖向驱动马达433和竖向驱动线434可被提供。竖向驱动马达433和竖向驱动线434通过竖向移动上支撑板421来竖向移动喷嘴42，同时保持上支撑板421的水平状态。

喷嘴42包括歧管420和喷嘴管426，并通过流体供给管（未图示）被连接到流体供给源（未图示）。

水平移动板422具有连接水平驱动器（未图示）的下部，并可水平移动。水平移动板422可另外包括提供在水平移动板422与下板45之间的滚动构件（未图示）。

图6为例示根据所公开技术的另一实施例的喷嘴和印刷流体供给源的构造的视图。参见图6，喷嘴52可被布置在印刷流体供给源523的内部并面向上部。由于这种构造不使用单独的流体供给管或歧管，所以其可被简化，并具有这样的优点：即使在没有单独的附加装备的情况下，各个喷嘴52也可以相同的压力排放流体。

将参照图4描述根据所公开技术的实施例的基板印刷方法。

基板印刷方法包括将基板311以顶部朝下的方式固定到台31、使印刷流体在位于台31的下方且面向台31的喷嘴32的一个端部上形成球体形状、使基板311与喷嘴32的端部上的印刷用流体接触、使印刷流体在基板311上形成珠形形状、以及沿水平方向移动基板311与喷嘴32的端部之间的临近点以将印刷用流体印刷在基板311上。

基板311可通过使用真空的空气吸附方法或静电方法被固定到台31。除上述方法之外，用于固定基板311的其它已知的方法也可被使用。

通过借助压力泵324使压力施加到流体供给源323的内部，适于形成球体的流体使印刷流体通过流体供给管325和喷嘴管320射出到喷嘴32外部。印刷流体由于表面张力以从喷嘴32的端部向外凸的弯曲形状，即球体形状被射出。

为了执行均匀印刷，有必要使流体以相同的尺寸和形状形成在多个喷嘴32上。为此，诸如质量流量控制器（MFC）的流量控制器可被用于每个喷嘴32。

通过控制基板311和喷嘴32的竖向位置，基板311与喷嘴32的端部上的印刷流体的接触以及印刷流体以珠形形状在基板311上的形成变得可能。如果由测量喷嘴32的端部与基板311之间距离的竖向距离测量器355测量的距离大于参考距离，则竖向驱动马达333被驱动以竖向（向上）移动喷嘴32。当由竖向距离测量器335测量的距离变为等于参考距离时，竖向驱动马达333被停止，并且喷嘴32的端部上的印刷流体接触基板311。接触之后，通过微小地增加或减小基板311与喷嘴32的端部之间的竖向距离，印刷流体形成珠形形状。如上所述，竖向移动可为喷嘴的竖向移动、基板311的竖向移动、或者喷嘴32和基板311二者的竖向移动。

在印刷流体如上所述形成珠形形状的状态下，通过移除施加到流体供给源323的内部的压力并沿水平方向移动基板311与喷嘴32的端部之间的临近点，均匀量的印刷流体可通过毛细管作用被印刷在基板311上。为此，在各个实施例中，优选的是沿水平方向以均匀的速度移动喷嘴32的端部与基板311之间的临近点。

喷嘴32的端部与基板311之间的临近点沿水平方向的移动可通过沿水平方向移动连接到喷嘴32的水平移动板343而被执行。这种水平移动开始于由位置检测传感器（未图示）测量的基板311的起点，并终止于基板311的终点。优选使喷嘴32的端部与基板311之间的临近点在喷嘴32的如上所述的竖向移动之前被定位在起点。

水平移动可为喷嘴32的水平移动、基板311的水平移动、或者喷嘴32和基板311二者的水平移动。

在一个实施例中，印刷流体可为有机液体。

根据所公开技术的另一实施例的基板印刷方法包括以顶部朝下的方式固定基板、使形成在喷嘴的面向基板的端部上的印刷流体接触基板、使印刷流体以珠形形状在基板上、以及沿水平方向移动基板与喷嘴的端部之间的临近点以将印刷流体印刷在基板上。

虽然已经为了例示的目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解各种更改、增加和替代是可能的，而不背离所附权利要求书中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (23)

1.一种用于薄膜印刷的顶部朝下基板印刷装置，包括：

台，构造为以顶部朝下的方式固定基板；

多个喷嘴，该多个喷嘴中的每个均具有定位在所述台的下方并面向所述台的一个端部，所述喷嘴中包含印刷流体；

竖向位置控制器，构造为控制所述基板与所述喷嘴之间的距离；以及

水平位置控制器，构造为控制所述基板的位置和所述喷嘴的接触，

其中所述竖向位置控制器被连接到所述水平位置控制器，

其中所述喷嘴被布置在位于上支撑板上的印刷流体供给源的内部，所述上支撑板被构造为通过所述竖向位置控制器而竖向移动，以使所述印刷流体供给源与所述喷嘴一起竖向移动，并且

其中所述喷嘴的端部被维持为暴露在所述印刷流体供给源中的液面上方并且低于所述印刷流体供给源的开口。

2.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述台用空气吸附方法或用静电方法固定所述基板。

3.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述台包括用于插入和移除所述基板的台翻转机构。

4.根据权利要求3所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述台翻转机构包括反转所述基板的反转机构和提升销结构。

5.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述喷嘴的数量对应于所述基板的尺寸，从而允许单次操作。

6.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述喷嘴包括排放固定量流体的流量控制器。

7.根据权利要求6所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述流量控制器为质量流量控制器。

8.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述竖向位置控制器包括：

竖向距离测量器，构造为测量所述喷嘴的所述一个端部与所述基板之间的距离；以及

竖向驱动器，构造为控制所述喷嘴的所述一个端部与所述基板之间的所述距离。

9.根据权利要求8所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述竖向驱动器竖向移动所述台或所述喷嘴，或者竖向移动所述台和所述喷嘴二者。

10.根据权利要求8所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述竖向驱动器包括马达、滚珠丝杠和支架。

11.根据权利要求1所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述水平位置控制器包括：

位置检测传感器，构造为测量涂覆的起点和终点；以及

水平驱动器，构造为沿水平方向移动所述基板和所述喷嘴的位置。

12.根据权利要求11所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述水平驱动器水平移动所述台或所述喷嘴，或者水平移动所述台和所述喷嘴二者。

13.根据权利要求11所述的顶部朝下基板印刷装置，其中所述水平驱动器包括马达、滚珠丝杠和LM引导部。

14.一种基板印刷方法，包括：

将基板以顶部朝下的朝向固定到台；

使印刷流体在喷嘴的位于所述台下方且面向所述台的端部上形成球体形状；

通过构造为控制所述基板与所述喷嘴之间的距离的竖向位置控制器，使所述基板与所述喷嘴的所述端部上的所述印刷流体接触；

使所述印刷流体在所述基板上形成珠形形状；以及

通过构造为控制所述基板的位置和所述喷嘴的接触的水平位置控制器，沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的临近点，从而将所述印刷流体印刷在所述基板上，

其中所述竖向位置控制器被连接到所述水平位置控制器，

其中所述喷嘴被布置在位于上支撑板上的印刷流体供给源的内部，所述上支撑板被构造为通过所述竖向位置控制器而竖向移动，以使所述印刷流体供给源与所述喷嘴一起竖向移动，并且

其中所述喷嘴的端部被维持为暴露在所述印刷流体供给源中的液面上方并且低于所述印刷流体供给源的开口。

15.根据权利要求14所述的基板印刷方法，其中使所述印刷流体形成所述球体形状通过借助流体供给源施加压力而使所述印刷流体射出到所述喷嘴外。

16.根据权利要求15所述的基板印刷方法，其中将所述印刷流体印刷在所述基板上移除通过所述流体供给源施加的所述压力，并通过沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的所述临近点来执行印刷。

17.根据权利要求16所述的基板印刷方法，其中在所述印刷流体通过毛细管作用被排放的同时时执行所述印刷。

18.根据权利要求16所述的基板印刷方法，其中沿水平方向的所述移动以均匀的速度被执行。

19.根据权利要求14所述的基板印刷方法，其中使所述基板与所述印刷流体接触包括竖向移动所述台或所述喷嘴，或者竖向移动所述台和所述喷嘴二者。

20.根据权利要求14所述的基板印刷方法，其中使所述印刷流体形成所述珠形形状包括移动所述台或所述喷嘴，或者竖向移动所述台和所述喷嘴二者。

21.根据权利要求14所述的基板印刷方法，其中沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的临近点包括水平移动所述台或所述喷嘴，或者水平移动所述台和所述喷嘴二者。

22.根据权利要求14所述的基板印刷方法，其中所述印刷流体为有机液体。

23.一种基板印刷方法，包括：

以顶部朝下的方式固定基板；

通过构造为控制所述基板与喷嘴之间的距离的竖向位置控制器，使形成在所述喷嘴的面向所述基板的端部上的印刷流体与所述基板接触；

使所述印刷流体在所述基板上形成珠形形状；以及

通过构造为控制所述基板的位置和所述喷嘴的接触的水平位置控制器，沿水平方向移动所述基板与所述喷嘴的所述端部之间的临近点，以将所述印刷流体印刷在所述基板上，

其中所述竖向位置控制器被连接到所述水平位置控制器，

其中所述喷嘴被布置在位于上支撑板上的印刷流体供给源的内部，所述上支撑板被构造为通过所述竖向位置控制器而竖向移动，以使所述印刷流体供给源与所述喷嘴一起竖向移动，并且

其中所述喷嘴的端部被维持为暴露在所述印刷流体供给源中的液面上方并且低于所述印刷流体供给源的开口。