CN113211986B - 热泡式喷墨头及喷墨头加热芯片 - Google Patents

热泡式喷墨头及喷墨头加热芯片 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种喷墨头加热芯片，其包括基板、多个控制元件、绝缘层、多个第一导电图案、多个第二导电图案以及多个加热器。多个控制元件设置在基板上。绝缘层设置在多个控制元件上，且具有多个开口。每一个开口在第一方向上具有第一长度。多个第一导电图案和多个第二导电图案彼此分离设置。每一个第一导电图案具有第一侧壁。每一个第二导电图案具有第二侧壁。重叠于多个开口的其中一个的第一侧壁和第二侧壁彼此相对，且在第一方向上的距离小于第一长度。多个加热器电性连接多个第一导电图案和多个第二导电图案。每一个第一导电图案电性连接于多个控制元件的一个与多个加热器的一个之间。本发明还提供一种包含上述喷墨头加热芯片的热泡式喷墨头。

Description

热泡式喷墨头及喷墨头加热芯片
技术领域
本发明涉及一种热泡式喷墨技术，尤其涉及一种热泡式喷墨头及喷墨头加热芯片。
背景技术
喷墨打印技术已广泛地应用于打印设备。根据喷墨打印技术，将墨滴喷射到打印介质上以在打印介质上形成墨点，从而通过这些墨点在打印介质上形成图像或文本。最受欢迎的喷墨打印技术包括压电喷墨打印和热气泡喷墨打印。根据热气泡喷墨打印，墨水被喷墨头中的加热器瞬时汽化以产生高压气泡，然后通过喷嘴将墨水喷射以形成墨滴。
为了使墨水汽化，喷墨头的瞬时温度极高(例如，主要由水性液体组成的墨水可被加热至接近300℃)。重复的加热和冷却过程将产生不利于喷墨芯片结构的热效应，并导致喷墨头的可靠性下降。一般来说，加热器例如是经由绝缘层的接触孔电连接至控制元件。由于传递至加热器的驱动电流在通过接触孔时会产生多余的废热，导致加热器和控制元件之间的连接不稳定。因此，仍然需要一种合适的喷墨头加热芯片结构，以抑制多余热量(或无效热量)的产生并提高热泡式喷墨头的可靠性。
发明内容
本公开提供一种喷墨头加热芯片，其具有较佳的电流传导效率。
本公开提供一种热泡式喷墨头，其具有较佳的可靠性。
根据本发明的实施例，热泡式喷墨头包括：基板、多个控制元件、绝缘层、多个第一导电图案、多个第二导电图案、多个加热器、墨水阻障层以及喷孔片。多个控制元件设置在基板上。绝缘层设置在多个控制元件上，且具有多个开口。每一个开口在第一方向上具有第一长度。多个第一导电图案和多个第二导电图案彼此分离设置。每一个第一导电图案具有第一侧壁。每一个第二导电图案具有第二侧壁。重叠于这些开口的其中一个的第一侧壁和第二侧壁彼此相对，且在第一方向上具有距离。此距离小于第一长度。多个加热器电性连接多个第一导电图案和多个第二导电图案。每一个第一导电图案电性连接于多个控制元件的一个与多个加热器的一个之间。墨水阻障层设置在多个加热器上。墨水阻障层具有多个墨水腔室，且每一个墨水腔室重叠于多个加热器的其中一个。喷孔片设置在墨水阻障层上，且具有多个喷孔。每一个喷孔重叠于多个墨水腔室的其中一个。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，每一个第一导电图案还包括连接第一侧壁的第一表面。每一个第二导电图案还包括连接第二侧壁的第二表面，且多个加热器直接覆盖多个第一导电图案的多个第一侧壁和多个第一表面以及多个第二导电图案的多个第二侧壁和多个第二表面。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。多个第一导电图案和多个第二导电图案的每一个在第二方向上的宽度大于每一个开口的第二长度。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，多个控制元件为薄膜晶体管。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，多个加热器的材料包括透明导电材料。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，还包括覆盖所述多个加热器的钝化层。墨水阻障层的多个墨水腔室暴露出钝化层的部分表面。钝化层的材质包括氮化硅、碳化硅、钽金属、或上述的组合。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。多个第一导电图案和多个第二导电图案的每一个在第二方向上的宽度小于每一个开口的第二长度。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，每一个加热器包括加热部以及连接加热部的相对两侧的第一端部和第二端部。第一端部和第二端部各自与绝缘层的多个开口的一个部分重叠。加热部在第二方向上具有第一宽度。第二方向垂直于第一方向。第一端部和第二端部各自在第二方向上具有第二宽度，且第二宽度大于第一宽度。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，每一个加热器包括第三侧壁、第四侧壁、第一表面和第二表面。第三侧壁和第四侧壁彼此相对设置。第一表面连接第三侧壁。第二表面连接第四侧壁。多个第一导电图案的一个覆盖第一表面和第三侧壁，且多个第二导电图案的一个覆盖第二表面和第四侧壁。
在根据本发明的实施例的热泡式喷墨头中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。每一个加热器在第二方向上的宽度大于每一个开口的第二长度。
根据本发明的实施例，喷墨头加热芯片包括：基板、多个控制元件、绝缘层、多个第一导电图案、多个第二导电图案以及多个加热器。多个控制元件设置在基板上。绝缘层设置在多个控制元件上，且具有多个开口。每一个开口在第一方向上具有第一长度。多个第一导电图案和多个第二导电图案彼此分离设置。每一个第一导电图案具有第一侧壁。每一个第二导电图案具有第二侧壁。重叠于多个开口的其中一个的第一侧壁和第二侧壁彼此相对，且在第一方向上具有距离。此距离小于第一长度。多个加热器电性连接多个第一导电图案和多个第二导电图案。每一个第一导电图案电性连接于多个控制元件的一个与多个加热器的一个之间。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，每一个第一导电图案还包括连接第一侧壁的第一表面。每一个第二导电图案还包括连接第二侧壁的第二表面，且多个加热器直接覆盖多个第一导电图案的多个第一侧壁和多个第一表面以及多个第二导电图案的多个第二侧壁和多个第二表面。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。多个第一导电图案和多个第二导电图案的每一个在第二方向上的宽度大于每一个开口的第二长度。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，多个控制元件为薄膜晶体管。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，多个加热器的材料包括透明导电材料。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，还包括覆盖所述多个加热器的钝化层。钝化层的材质包括氮化硅、碳化硅、钽金属、或上述的组合。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。多个第一导电图案和多个第二导电图案的每一个在第二方向上的宽度小于每一个开口的第二长度。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，每一个加热器包括加热部以及连接加热部的相对两侧的第一端部和第二端部。第一端部和第二端部各自与绝缘层的多个开口的一个部分重叠。加热部在第二方向上具有第一宽度。第二方向垂直于第一方向。第一端部和第二端部各自在第二方向上具有第二宽度，且第二宽度大于第一宽度。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，每一个加热器包括第三侧壁、第四侧壁、第一表面和第二表面。第三侧壁和第四侧壁彼此相对设置。第一表面连接第三侧壁。第二表面连接第四侧壁。多个第一导电图案的一个覆盖第一表面和第三侧壁，且多个第二导电图案的一个覆盖第二表面和第四侧壁。
在根据本发明的实施例的喷墨头加热芯片中，绝缘层的每一个开口在第二方向上具有第二长度。第二方向垂直于第一方向。每一个加热器在第二方向上的宽度大于每一个开口的第二长度。
基于上述，在根据本公开的实施例的喷墨头加热芯片和热泡式喷墨头中，加热器和导电图案的其中一个的侧壁和表面被绝缘层的开口暴露出。通过加热器和导电图案的其中另一个直接覆盖加热器和导电图案的所述一个的侧壁和表面来实现加热器和导电图案之间的电性连接。据此，可以提高电流传导效率。此外，还可以有效地抑制多余热量的产生，从而提高热泡式喷墨头的可靠性。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的热泡式喷墨头的剖视示意图；
图2A是图1的热泡式喷墨头的俯视示意图；
图2B是本发明的另一实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图；
图3是本发明的第二实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图；
图4是本发明的第三实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图；
图5是本发明的第四实施例的热泡式喷墨头的剖视示意图；
图6是图5的热泡式喷墨头的俯视示意图。
附图标记说明
10、10A、11、12、20：热泡式喷墨头；
100：喷墨头加热芯片；
101：基板；
110：控制元件；
120、120A、120B：加热器；
120e1：第一端部；
120e2：第二端部；
120h：加热部；
120t：过渡部分；
200：墨水阻障层；
200c：墨水腔室；
300：喷孔片；
300a：喷孔；
BL：缓冲层；
CH：通道区；
CP1、CP2、CP1A、CP2A、CP1B、CP2B、CP3：导电图案
CP1s：第一侧壁；
CP2s：第二侧壁；
120s1：第三侧壁；
120s2：第四侧壁；
CP1t、120t1：第一表面；
CP2t、120t2：第二表面；
d：距离；
DE：漏极；
DR：漏极区；
GE：栅极；
GI：栅绝缘层；
IL、IL’、IL1、IL2：绝缘层；
ILD：层间介电层；
L1：第一长度；
L2、L2’：第二长度；
OP、OP’：开口；
PV：钝化层；
SC：半导体图案
SE：源极；
SR：源极区；
Wc、Wh、Wc’、Wh’、Wh1、Wh2、Wh3：宽度；
X、Y：方向。
具体实施方式
在以下对优选实施例的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。在这方面，参照所描述的附图的方向，使用诸如“顶部”，“底部”，“正面”，“背面”等方向性术语。本发明的部件可以以许多不同的方向定位。在此，方向性术语用于说明的目的，绝不是限制性的。另一方面，附图仅是示意性的，并且为了清楚起见可能放大了部件的尺寸。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构上的改变。另外，应当理解，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括”，“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。
除非另有限制，否则本文中的术语“连接”，“耦接”和“安装”及其变体被广泛使用，并且涵盖直接和间接连接，耦接和安装。类似地，术语“面对”及其变体在本文中被广泛地使用并且涵盖直接和间接的面对，并且本文的“邻近于”及其变体被广泛地使用并且包括直接和间接地“邻近于”。因此，本文中面向“B”组件的“A”组件的描述可能包含“A”组件直接面对“B”组件或一个或多个其他组件在“A”组件和“B”组件之间的情况。此外，本文中“邻近”“B”组件的“A”组件的描述可能包含以下情况：“A”组件直接“邻近”“B”组件或一个或多个其他组件在“A”组件与“B”组件之间。“B”组件。因此，附图和描述本质上将被认为是说明性的而不是限制性的。
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实施例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是本发明的第一实施例的热泡式喷墨头的剖视示意图。图2A是图1的热泡式喷墨头的俯视示意图。图2B是本发明的另一实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图。
参照图1及图2A，热泡式喷墨头10包括喷墨头加热芯片100、墨水阻障层200和喷孔片300。墨水阻障层200设置在喷墨头加热芯片100与喷孔片300之间。喷墨头加热芯片100包括基板101、多个控制元件110与多个加热器120。多个控制元件110分散地设置在基板101上。多个加热器120分别电性连接多个控制元件110。每一个加热器120的开关状态可经由多个控制元件的其中一个来进行切换。
值得注意的是，在本实施例中，基板101例如是玻璃基板。因此，喷墨头加热芯片100的尺寸可大于4英寸。换句话说，喷墨头加热芯片100的尺寸并未受限于传统硅基板(或硅晶圆)的尺寸大小。也因此，本实施例的热泡式喷墨头10可以是由单一的喷墨头加热芯片100形成具有大尺寸打印能力的热泡式喷墨头。由于本实施例的热泡式喷墨头10无需由多个具有较小尺寸的喷墨头加热芯片拼接成，因此可有效提升大尺寸图像的打印质量。然而，本发明不限于此，根据其他实施例，基板101的材料还可包括石英、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)、或其他合适的聚合物材料。
在本实施例中，控制元件110为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)，例如：低温多晶硅(low temperature polysilicon，LTPS)薄膜晶体管，但不以此为限。在其他实施例中，控制元件110也可以是非晶硅(amorphous silicon，a-Si)薄膜晶体管、微晶硅(microcrystalline silicon，micro-Si)薄膜晶体管、或金属氧化物晶体管。在本实施例中，形成控制元件110的方法可包括以下步骤：在基板101上依序形成半导体图案SC、栅绝缘层GI、栅极GE、层间介电层ILD、源极SE以及漏极DE。
控制元件110的栅极GE可属于第一金属导电层，而控制元件110的源极SE和漏极DE可属于第二金属导电层。一般来说，基于导电性的考量，栅极GE、源极SE与漏极DE是利用金属材料(例如：铝、钼、金、铜、钽、上述的组合、或上述的合金)制作而成。
半导体图案SC具有源极区SR、漏极区DR和通道区CH。源极区SR和漏极区DR位于通道区CH的相对两侧。源极SE和漏极DE贯穿层间介电层ILD以分别电性连接半导体图案SC的源极区SR和漏极区DR。举例来说，控制元件110的栅极GE可选地设置在半导体图案SC的上方以形成顶部栅极型薄膜晶体管(top-gate TFT)，但不以此为限。在其他实施例中，控制元件110的栅极GE也可设置在半导体图案SC的下方，以形成底部栅极型薄膜晶体管(bottom-gate TFT)。在本实施例中，半导体图案SC的材料例如是多晶硅半导体材料，但不以此为限。
另一方面，喷墨头加热芯片100还包括设置在基板101和半导体图案SC(或栅绝缘层GI)之间的缓冲层BL。需说明的是，栅绝缘层GI、缓冲层BL和层间介电层ILD分别可由任何本领域技术人员所周知的用于显示面板的任一栅绝缘层、任一缓冲层和任一层间介电层来实现，且栅绝缘层GI、缓冲层BL和层间介电层ILD分别可借由任何本领域技术人员所周知的任一方法来形成，故于此不加以赘述。举例来说，栅绝缘层GI、缓冲层BL和层间介电层ILD的材料组成可包括氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)，但不以此为限。
在本实施例中，喷墨头加热芯片100还可包括绝缘层IL、多个第一导电图案CP1与多个第二导电图案CP2。多个第一导电图案CP1与多个第二导电图案CP2彼此分离。多个第一导电图案CP1、多个第二导电图案CP2、源极SE和漏极DE可属于同一膜层，例如：第二金属导电层，但不以此为限。绝缘层IL设置在多个控制元件110上，且具有重叠多个加热器120的多个开口OP。举例来说，在本实施例中，源极SE和第二导电图案CP2可电性连接至外部电源以接收驱动电流，但不以此为限。需说明的是，绝缘层IL可由任何本领域技术人员所周知的用于显示面板的任一绝缘层来实现，且绝缘层IL可借由任何本领域技术人员所周知的任一方法来形成，故于此不加以赘述。
进一步而言，每一个第一导电图案CP1具有重叠于对应的一个开口OP的第一侧壁CP1s。每一个第二导电图案CP2具有重叠于对应的一个开口OP的第二侧壁CP2s。更具体地说，重叠于多个开口OP的其中一个的第一导电图案CP1的第一侧壁CP1s和第二导电图案CP2的第二侧壁CP2s被绝缘层IL的所述一个开口OP暴露出。在本实施例中，每一个第一导电图案CP1还包括连接第一侧壁CP1s的第一表面CP1t，每一个第一导电图案CP1还包括连接第二侧壁CP2s的第二表面CP2t，且多个第一导电图案CP1的多个第一表面CP1t和多个第二导电图案CP2的多个第二表面CP2t也被绝缘层IL的多个开口OP暴露出。
从另一观点来说，绝缘层IL的每一个开口OP在方向X上具有第一长度L1。重叠于同一个开口OP且彼此相对的第一侧壁CP1s和第二侧壁CP2s之间具有距离d，此距离d小于每一个开口OP的第一长度L1。应注意的是，加热器120与第一导电图案CP1间的电性连接是通过加热器120的第一端部120e1直接覆盖第一导电图案CP1的第一表面CP1t和第一侧壁CP1s来实现。相似地，加热器120与第二导电图案CP2间的电性连接是通过加热器120的第二端部120e2直接覆盖第二导电图案CP2的第二表面CP2t和第二侧壁CP2s来实现。电流主要是通过由绝缘层IL的开口OP暴露的导电图案的侧壁和上表面从导电图案传输至加热器120(或从加热器120传输至导电图案)。据此，可以提高电流传导效率并且可以有效地抑制废热的产生，从而提高热泡式喷墨头10的可靠性。值得一提的是，第一导电图案CP1和第二导电图案CP2之间的区域可以界定出喷墨头加热芯片100的加热区域。
然而，本发明不限于此。根据其他实施例，加热器与导电图案的电性连接也可通过加热器的端部仅直接接触导电图案被绝缘层的开口暴露的侧壁来实现。也就是说，加热器仅分布在两个导电图案之间的加热区域，并未直接接触这两个导电图案的上表面。
另一方面，绝缘层IL的每一个开口OP在方向Y上还具有第二长度L2，其中方向Y垂直于方向X。特别注意的是，通过第一导电图案CP1和第二导电图案CP2各自在方向Y上的宽度Wc大于每一个开口OP的第二长度L2，可避免驱动电流经由导电图案在方向Y上的相对两侧壁(即在方向X上延伸的两侧壁，如图2A所示)从导电图案传输至加热器120(或从加热器120传输至导电图案)。据此，可有效抑制电流传输时在导电图案的角落附近产生废热，从而提升热泡式喷墨头10的可靠性。在本实施例中，加热器120在方向Y上具有宽度Wh，且此宽度Wh小于绝缘层IL的每一个开口OP的第二长度L2，但不以此为限。在另一实施例中，加热器在方向Y上的宽度也可大于绝缘层IL的每一个开口OP的第二长度L2。在又一实施例中，热泡式喷墨头10A的第一导电图案CP1和第二导电图案CP2各自的宽度Wc可小于绝缘层IL’的每一个开口OP的第二长度L2’(如图2B所示)。
特别说明的是，在本实施例中，加热器120的材料为透明导电材料，例如是铟锡氧化物(indium-tin oxide)、铟锌氧化物(indium-zinc oxide)、铝锡氧化物(aluminum tinoxide)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide)、铟锗锌氧化物(indium germanium zincoxide)、或其它合适的氧化物、或者是上述至少两个的叠层，但不以此为限。通过这些材料的选用，可提升喷墨头加热芯片100的可靠度和降低热泡式喷墨头10的制造成本。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，加热器120的材料也可包括金属材料(例如：铝、钼、金、铜、钽、上述的组合、或上述的合金)或多晶硅材料。
在本实施例中，喷墨头加热芯片100还可包括钝化层PV。钝化层PV设置在墨水阻障层200和绝缘层IL之间，并且覆盖加热器120。墨水阻障层200设置在钝化层PV和多个墨水腔室200c之间。多个加热器120在基板101的法线方向上重叠于这些墨水腔室200c。喷孔片300设置在墨水阻障层200上，且具有多个喷孔300a。多个喷孔300a在基板101的法线方向上分别重叠于多个墨水腔室200c。墨水阻障层200的材料组成可包括环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或硅氧烷(siloxane)，但不以此为限。喷孔片300的的材料组成可包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)，但不以此为限。
举例来说，墨水阻障层200还可包括多个水平墨水流道(未示出)。墨水通过细长的墨槽(未示出)垂直地供应到多个水平墨水流道，然后通过多个水平墨水流道进入相应的墨水腔室200c。接着，设置在墨水腔室200c下方的加热器120会发热以在墨水腔室200c内产生高压气泡，并借由气泡将墨水挤出喷孔300a形成墨滴并喷吐至打印介质上。
为了增强钝化层PV的耐刮擦性和耐磨性，钝化层PV的材料组成可包括氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon carbide)、钽(tantalum)金属、上述的组合、或其他耐磨材料，但不以此为限。
图3是本发明的第二实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图。请参照图3，本实施例的热泡式喷墨头11与图1的热泡式喷墨头10的差异在于：加热器于基板上的正投影轮廓不同。在本实施例中，加热器120A包括加热部120h、第一端部120e1和第二端部120e2。第一端部120e1和第二端部120e2位于加热部120h的相对两侧，且加热部120h连接于第一端部120e1和第二端部120e2之间。
详细而言，加热部120h完全重叠于绝缘层IL中对应的一个开口OP，而第一端部120e1和第二端部120e2部分重叠于绝缘层IL中对应的一个开口OP。值得注意的是，加热部120h在方向Y上具有第一宽度Wh1。第一端部120e1和第二端部120e2在方向Y上分别具有第二宽度Wh2。通过第二宽度Wh2大于第一宽度Wh1，可增加导电图案(即第一导电图案CP1或第二导电图案CP2)与加热器120A的接触面积，从而提升导电图案与加热器120A间的电流传导效率。
由于加热器120A的加热部120h和端部的宽度彼此不同，因此两端部各自与加热部120h之间还设有过渡部分120t。此过渡部分120t在方向Y的宽度从端部往加热部120h递减，且过渡部分120t接触第一侧壁CP1s的部分在方向Y上具有宽度Wh3。通过过渡部分120t的此宽度Wh3大于加热部120h的宽度Wh1，可避免在增加电流传导效率的同时产生多余的废热。
图4是本发明的第三实施例的热泡式喷墨头的俯视示意图。请参照图4，本实施例的热泡式喷墨头12与图1的热泡式喷墨头10的差异在于：导电图案于基板上的正投影轮廓不同。在本实施例中，第一导电图案CP1A的第一侧壁CP1s和第二导电图案CP2A的第二侧壁CP2s于基板101上的正投影为曲线。具体而言，第一侧壁CP1s和第二侧壁CP2s是彼此相对的凸面。因此，可增加导电图案的侧壁(例如：第一导电图案CP1A的第一侧壁CP1s和第二导电图案CP2A的第二侧壁CP2s)与加热器120的接触面积，从而提升电流传导效率，并且抑制多余的废热产生。
图5是本发明的第四实施例的热泡式喷墨头的剖视示意图。图6是图5的热泡式喷墨头的俯视示意图。参照图5及图6，本实施例的热泡式喷墨头20与图1的热泡式喷墨头10的差异在于：加热器与导电图案的连接方式不同。在本实施例中，喷墨头加热芯片100A还包括额外的金属导电层(例如第三金属导电层)。举例来说，第一导电图案CP1B和第二导电图案CP2B可属于第三金属导电层。也因此，第三金属导电层与第二金属导电层(例如源极SE和漏极DE)之间设有第一绝缘层IL1和第二绝缘层IL2，其中第一绝缘层IL1设置在第二绝缘层IL2与层间介电层ILD之间，且覆盖源极SE和漏极DE。
详细而言，加热器120B设置在第一绝缘层IL1上。第二绝缘层IL2具有多个开口OP’，且多个开口OP’分别重叠于多个加热器120B。值得注意的是，第二绝缘层IL2的每一个开口OP’暴露出对应的加热器120B的一部分。举例来说，每一个加热器120B具有第三侧壁120s1、第四侧壁120s2、第一表面120t1和第二表面120t2。第一表面120t1连接第三侧壁120s1，而第二表面120t2连接第四侧壁120s2。
第一导电图案CP1B和第二导电图案CP2B设置在第二绝缘层IL2上。第一导电图案CP1B贯穿第一绝缘层IL1和第二绝缘层IL2以电性连接控制元件110的漏极DE。换句话说，每一个加热器120B是经由对应的一个第一导电图案CP1B电性连接对应的一个控制元件110，但不以此为限。
此外，第三金属导电层还可包括多个第三导电图案CP3。多个第三导电图案CP3贯穿第一绝缘层IL1和第二绝缘层IL2以分别电性连接多个控制元件110的源极SE，但不以此为限。举例来说，在本实施例中，第二导电图案CP2B和第三导电图案CP3可电性连接至外部电源以接收驱动电流，但不以此为限。
值得注意的是，第一导电图案CP1B是通过直接接触/覆盖第三侧壁120s1和第一表面120t1的方式来实现与加热器120B的电性连接。相似地，第二导电图案CP2B是通过直接接触/覆盖第四侧壁120s2和第二表面120t2的方式来实现与加热器120B的电性连接。换句话说，驱动电流的绝大部分是经由加热器120B被第二绝缘层IL2的开口OP’暴露出的侧壁(即，第三侧壁120s1和第四侧壁120s2)和表面(即，第一表面120t1和第二表面120t2)从导电图案传输至加热器120B(或者是，从加热器120B传输至导电图案)。据此，可以提高加热器120B与导电图案间的电流传导效率，并且抑制多余的废热产生，从而提升热泡式喷墨头20的可靠性。
另一方面，在本实施例中，通过加热器120B在方向Y上的宽度Wh’大于第二绝缘层IL2的开口OP’在方向Y上的第二长度L2，可避免驱动电流经由加热器120B在方向Y上的相对两侧壁(即在方向X上延伸的两侧壁，如图6所示)从导电图案传输至加热器120B(或从加热器120B传输至导电图案)。据此，可有效抑制电流传输时在加热器120B的角落附近产生废热，从而提升热泡式喷墨头20的可靠性。在本实施例中，第一导电图案CP1B(或第二导电图案CP2B)的宽度Wc’可小于第二绝缘层IL2的开口OP’的第二长度L2，但不以此为限。在其他实施例中，第一导电图案和第二导电图案在方向Y上的宽度也可大于第二绝缘层IL2的开口OP’的第二长度L2。
纵上所述，在根据本公开的实施例的喷墨头加热芯片和热泡式喷墨头中，加热器和导电图案的其中一个的侧壁和表面被绝缘层的开口暴露出。通过加热器和导电图案的其中另一个直接覆盖加热器和导电图案的所述一个的侧壁和表面来实现加热器和导电图案之间的电性连接。据此，可以提高电流传导效率。此外，还可以有效地抑制多余热量的产生，从而提高热泡式喷墨头的可靠性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种热泡式喷墨头，其特征在于，包括：
基板；
多个控制元件，设置在所述基板上；
绝缘层，设置在所述多个控制元件上，所述绝缘层具有多个开口，且每一个所述多个开口在第一方向上具有第一长度；
多个第一导电图案和多个第二导电图案，彼此分离设置，每一个所述多个第一导电图案具有第一侧壁，每一个所述多个第二导电图案具有第二侧壁，重叠于所述多个开口的其中一个的所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此相对，且在所述第一方向上具有距离，所述距离小于所述第一长度；
多个加热器，电性连接所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案，其中每一个所述多个第一导电图案电性连接于所述多个控制元件的一个与所述多个加热器的一个之间；
墨水阻障层，设置在所述多个加热器上，所述墨水阻障层具有多个墨水腔室，每一个所述多个墨水腔室重叠于所述多个加热器的其中一个；以及
喷孔片，设置在所述墨水阻障层上，且具有多个喷孔，每一个所述多个喷孔重叠于所述多个墨水腔室的其中一个。
2.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，每一个所述多个第一导电图案还包括连接所述第一侧壁的第一表面，每一个所述多个第二导电图案还包括连接所述第二侧壁的第二表面，且所述多个加热器直接覆盖所述多个第一导电图案的所述多个第一侧壁和所述多个第一表面以及所述多个第二导电图案的所述多个第二侧壁和所述多个第二表面。
3.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案的每一个在所述第二方向上的宽度大于每一个所述多个开口的所述第二长度。
4.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，所述多个控制元件为薄膜晶体管。
5.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，所述多个加热器的材料包括透明导电材料。
6.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，还包括：
钝化层，覆盖所述多个加热器，其中所述墨水阻障层的所述多个墨水腔室暴露出所述钝化层的部分表面，所述钝化层的材质包括氮化硅、碳化硅、钽金属、或上述的组合。
7.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案的每一个在所述第二方向上的宽度小于每一个所述多个开口的所述第二长度。
8.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，每一个所述多个加热器包括：
加热部，完全覆盖所述绝缘层的所述多个开口的一个；以及
第一端部和第二端部，分别设置在所述加热部的相对两侧，且连接所述加热部，所述第一端部和所述第二端部各自部分重叠于所述绝缘层的所述多个开口的所述一个，其中所述加热部在第二方向上具有第一宽度，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第一端部和所述第二端部各自在所述第二方向上具有第二宽度，且所述第二宽度大于所述第一宽度。
9.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，每一个所述多个加热器包括：
第三侧壁和第四侧壁，彼此相对设置；以及
第一表面和第二表面，所述第一表面连接所述第三侧壁，所述第二表面连接所述第四侧壁，其中所述多个第一导电图案的一个覆盖所述第一表面和所述第三侧壁，且所述多个第二导电图案的一个覆盖所述第二表面和所述第四侧壁。
10.根据权利要求1所述的热泡式喷墨头，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，每一个所述多个加热器在所述第二方向上的宽度大于每一个所述多个开口的所述第二长度。
11.一种喷墨头加热芯片，其特征在于，包括：
基板；
多个控制元件，设置在所述基板上；
绝缘层，设置在所述多个控制元件上，所述绝缘层具有多个开口，且每一个所述多个开口在第一方向上具有第一长度；
多个第一导电图案和多个第二导电图案，彼此分离设置，每一个所述多个第一导电图案具有第一侧壁，每一个所述多个第二导电图案具有第二侧壁，重叠于所述多个开口的其中一个的所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此相对，且在所述第一方向上具有距离，所述距离小于所述第一长度；以及
多个加热器，电性连接所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案，其中每一个所述多个第一导电图案电性连接于所述多个控制元件的一者与所述多个加热器的一个之间。
12.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，每一个所述多个第一导电图案还包括连接所述第一侧壁的第一表面，每一个所述多个第二导电图案还包括连接所述第二侧壁的第二表面，且所述多个加热器直接覆盖所述多个第一导电图案的所述多个第一侧壁和所述多个第一表面以及所述多个第二导电图案的所述多个第二侧壁和所述多个第二表面。
13.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案的每一个在所述第二方向上的宽度大于每一个所述多个开口的所述第二长度。
14.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，所述多个控制元件为薄膜晶体管。
15.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，所述多个加热器的材料包括透明导电材料。
16.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，还包括：
钝化层，覆盖所述多个加热器，其中所述钝化层的材质包括氮化硅、碳化硅、钽金属、或上述的组合。
17.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，每一个所述多个加热器在所述第二方向上的宽度小于每一个所述多个开口的所述第二长度。
18.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，每一个所述多个加热器包括：
加热部，完全覆盖所述绝缘层的所述多个开口的一个；以及
第一端部和第二端部，分别设置在所述加热部的相对两侧，且连接所述加热部，所述第一端部和所述第二端部各自部分重叠于所述绝缘层的所述多个开口的所述一个，其中所述加热部在第二方向上具有第一宽度，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第一端部和所述第二端部各自在所述第二方向上具有第二宽度，且所述第二宽度大于所述第一宽度。
19.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，每一个所述多个加热器包括：
第三侧壁和第四侧壁，彼此相对设置；以及
第一表面和第二表面，所述第一表面连接所述第三侧壁，所述第二表面连接所述第四侧壁，其中所述多个第一导电图案的一个覆盖所述第一表面和所述第三侧壁，且所述多个第二导电图案的一个覆盖所述第二表面和所述第四侧壁。
20.根据权利要求11所述的喷墨头加热芯片，其特征在于，所述绝缘层的每一个所述多个开口在第二方向上具有第二长度，所述第二方向垂直于所述第一方向，每一个所述多个加热器在所述第二方向上的宽度大于每一个所述多个开口的所述第二长度。
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