TW201422450A - 包含印刷機噴嘴之印刷機 - Google Patents

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Abstract

一種包含印刷機噴嘴之印刷機包含含有複數個噴嘴孔之噴嘴孔板，此噴嘴孔板係為可旋轉的；以及含有具有對應至噴嘴孔板之複數個噴嘴孔之一的導向通道之套管之噴嘴部。

Description

包含印刷機噴嘴之印刷機
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2012年12月11日向韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號10-2012-0143831，其標題為「包含印刷機噴嘴之印刷機(PRINTER INCLUDING PRINTER NOZZLE)」之優先權及效益，其全部內容係於此併入作為參考。
實施例係關於一種包含印刷機噴嘴之印刷機。
一般而言，當發展高性能之奈米尺度電子裝置等時，圖樣化之有機物質層等可能經常需要形成為固定體。印刷機可用於形成此固定體之圖樣化之有機物質層。
實施例係針對一種包含印刷機噴嘴之印刷機，其包含含有複數個噴嘴孔之噴嘴孔板，此噴嘴孔板係為可旋轉的；以及含有具有對應至噴嘴孔板之複數個噴嘴孔之一的導向通道之套管之噴嘴部。
套管可包含電磁鐵，且噴嘴孔板可配置以藉由磁力與套管耦合。
套管自身可為電磁鐵。
套管可包含電磁鐵於靠近噴嘴孔板之位置。
印刷機可更包含用以收納套管之噴嘴殼，其中朝向噴嘴孔板之方向的噴嘴殼之末端係開啟。
套管可相對於噴嘴殼於往復方向上為可移動的，使得套管朝向及遠離噴嘴孔板移動。
套管可藉由彈性元件連接至噴嘴殼。
當套管係藉由包含於套管之電磁鐵而與噴嘴孔板耦合時，套管可相對於噴嘴殼而朝噴嘴孔板移動，且當套管係與噴嘴孔板分離時，套管可相對於噴嘴殼遠離噴嘴孔板。
當套管係藉由包含於套管內之電磁鐵而與噴嘴孔板耦合時，噴嘴孔板可朝著套管移動，且當套管係與噴嘴孔板分離時，噴嘴孔板可遠離套管移動。
噴嘴孔板之複數個噴嘴孔之至少部份可具有不同尺寸。
套管之導向通道之直徑可大於複數個噴嘴孔之直徑中之最大直徑。
噴嘴孔板之複數個噴嘴孔可為相同尺寸。
噴嘴孔板之複數個噴嘴孔可形成距噴嘴孔板之中央旋轉軸於相同距離。
印刷機可更包含用以過濾注入進套管之導向通道之材料的過濾單元。
套管之導向通道可包含於套管靠近噴嘴孔板之部分固定直徑之第一部份。
套管之導向通道可包含朝第一部份減少其直徑之第二部份。
100．．．印刷機
120．．．導引單元
110．．．頭部單元
140．．．溶液供應線
142．．．溶液量測單元
144．．．溶液控制單元
130．．．空氣供應線
135．．．溶液儲存單元
200．．．基板
110’．．．噴嘴部
115．．．噴嘴殼
117．．．過濾單元
119．．．彈性元件
113．．．套管
113a、113b．．．導向通道
111a．．．旋轉軸
111b．．．噴嘴孔
111．．．噴嘴孔板
d．．．距離
上述及其他特徵與優點將藉由參考附圖詳細描述例示性實施例而變得更顯而易見，其中：
第1圖係根據例示性實施例示意性表示包含印刷機噴嘴之印刷機之概念圖；
第2圖係示意性表示第1圖之噴嘴單元之概念圖；
第3圖係根據另一例示性實施例示意性表示提供於印刷機之噴嘴孔板之示意圖；以及
第4圖係根據另一例示性實施例示意性表示印刷機之噴嘴單元之概念圖。
例示性實施例現將於此處參考附圖而更完整描述；然而，其可以不同形式實施，且不應詮釋為受限於此處闡明之實施例。相對的，此些實施例係提供以使本揭露將徹底且完整，且將充分傳達例示性實施例之範疇予本技術領域具通常知識者。
於圖式中，尺度可為了清楚表示而誇大。全文中相似參考符號表示相似元件。
於下文描述的實施例中，x軸、y軸、及z軸係不受限於直角座標系之三軸，而可廣義理解為包含三軸之空間。例如，x軸、y軸、以及z軸可彼此垂直或可彼此不垂直。
當於此處使用時，詞彙「及/或」包含一或多個相關所列項目之任一及所有組合。當如「至少其一」之用語置於元件清單前時，係為修飾整個元件清單，而非修飾清單中個別元件。
第1圖係根據例示性實施例示意性表示包含印刷機噴嘴之印刷機100之概念圖，且第2圖係示意性表示第1圖之噴嘴單元之概念圖。
根據例示性實施例之印刷機100可包含頭部單元110、用以導引頭部單元110以一方向(+x方向或-x方向)移動之導引單元120、連接至頭部單元110用以供應待釋出溶液至頭部單元110之溶液供應線140、用以儲存溶液以透過溶液供應線140供應至頭部單元110之溶液儲存單元135、以及用以供應用來於溶液儲存單元135內施加壓力之空氣至溶液儲存單元135以移動溶液儲存單元135中的溶液至溶液供應線140之空氣供應線130。於上描述之組件可單獨使用或組合使用，且根據例示性實施例可只有部份組件包含於印刷機100內。
此處，溶液代表待透過印刷機噴嘴釋出之材料，例如，為有機發光顯示器之各像素之組件之有機物質。
此處，詞彙「空氣(air)」係用來意指用於施加壓力於溶液儲存單元之適合媒介且可意指如氮氣等氣體。如果像是氮氣等空氣係透過空氣供應線130供應至溶液儲存單元135，儲存於溶液儲存單元135之溶液係藉由溶液儲存單元135中空氣之壓力而壓往溶液供應線140。此溶液可透過溶液供應線140而供應至頭部單元110。如質量流量控制器(MFC)之溶液控制單元144或如質量流量計(MFM)之溶液量測單元142係安裝於溶液供應線140，使得供應至頭部單元110之溶液的量可精確控制並測量。
如上所述，頭部單元110可沿導引單元120於一方向(+x方向或-x方向)移動。此處，從頭部單元110釋出之溶液要位於其上之基板200可藉由傳送帶或於管道上之載具(未示出)於該一方向(+x方向或-x方向)相交之一方向(+y方向或-y方向)移動。因此，從頭部單元110釋出之溶液可精確地位於基板200上之預定位置。
此處，基板200之位置可固定，可有於該一方向(+x方向或-x方向)相交之一方向(+y方向或-y方向)用於移動導引單元之額外導引單元，且從頭部單元110釋出之溶液可設定以精確地位於基板200上之預設位置。同樣地，實施例之各種修改係為可能的。
頭部單元110包含示於第2圖之噴嘴孔板111及噴嘴部110 ’。此處，噴嘴孔板111可代表噴嘴孔片。噴嘴孔板111可繞延伸之旋轉軸111a旋轉，且複數個噴嘴孔111b可形成於xy平面之板上。
噴嘴部110 ’可具有套管113。可對應至噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b之一的導向通道113a及113b係形成於套管113內側。導向通道113a及113b係為透過溶液供應線140供應至頭部單元110之溶液可移動通過之通路，且係向下延伸(-z方向)，使得溶液可向下移動(-z方向)。
套管113之導向通道113a及113b之直徑可大於噴嘴孔板111之各噴嘴孔111b之直徑。因此，預設量可設定透過噴嘴孔板111之噴嘴孔111b之一而最後釋放至外界，然而同時使溶液於噴嘴孔板111之方向平順地供應。
如果套管113之導向通道113a及113b之直徑係遠大於噴嘴孔板111之各噴嘴孔111b之直徑，相較於可通過噴嘴孔板111之噴嘴孔111b的量，過量的溶液可供應至噴嘴孔板111，且因此噴嘴孔板111或噴嘴孔111b可能由於過量溶液之連續壓力而受損。因此，套管113之導向通道113a及113b於套管113之噴嘴孔板111之方向(-z方向)之一部份可具有直徑固定維持且略大於噴嘴孔板111之噴嘴孔111b之直徑之第一部份導向通道113a。
更進一步，套管113之導向通道113a及113b於套管113之噴嘴孔板111之方向相反的一方向(+z方向)可具有直徑朝第一部份導向通道113a逐漸減少之第二部份導向通道113b。第二部份導向通道113b之特定點之直徑係大於第一部份導向通道113a之直徑。因此，當溶液藉由減少供應壓力同時暫時保留從過濾單元117等供應之溶液於第二部份導向通道113b來透過第一部份導向通道113a供應至噴嘴孔板111時，可因減少施加於噴嘴孔板111之壓力而防止對於噴嘴孔板111之損害。
導向通道113a及113b係形成於套管中，且朝下(-z方向)延伸，如圖所示。如果溶液中有雜質，則導向通道113a及113b之部分或噴嘴孔板111之噴嘴孔111b之至少一部分可能堵塞而造成印刷不適當執行。因此，過濾單元117可設定位於噴嘴部110 ’，或於外界(未示出)，使得注入套管113之導向通道113a及113b之材料可得以過濾。
噴嘴部110 ’包含可收納套管113及/或過濾單元117於其內之噴嘴殼115。噴嘴殼115可具有上部及/或下部開啟之圓柱狀。噴嘴殼115可使溶液供應線140透過上部直接或間接地連接至過濾單元117及/或套管113，使得溶液可供應至過濾單元117及/或套管113。噴嘴殼115可使已通過套管113之導向通道113a及113b之溶液透過下部於噴嘴孔板111之方向進入噴嘴孔板111之噴嘴孔111b。
如上所述，噴嘴部110 ’包含套管113及噴嘴殼115，且頭部單元110包含噴嘴部110 ’及噴嘴孔板111。然而，噴嘴部110 ’及噴嘴孔板111之結合亦可表示為噴嘴單元。同樣地，表示為「噴嘴」之組件一般可為印刷機之噴嘴部110 ’或噴嘴單元。因此，這樣的噴嘴單元可理解為從溶液儲存單元135供應溶液且釋出溶液之部份。釋出之溶液可形成噴嘴單元之末端的液滴。
頭部單元110可包含一噴嘴部110 ’或噴嘴單元、或複數個噴嘴部110 ’或噴嘴單元。例如，複數個噴嘴部110 ’可排列於複數個噴嘴孔111b形成處形成之一噴嘴孔板111上，使得各噴嘴部110 ’之導向通道113a及113b可對應至噴嘴孔板111之各噴嘴孔111b。
於一般印刷機中，噴嘴殼自身可具有其中噴嘴殼之內徑減少之彎曲部，於噴嘴殼中之套管可接觸或緊密接觸噴嘴殼之彎曲部，且形成單一噴嘴孔於其中之平板噴嘴(或片噴嘴)可位於套管之噴嘴殼之彎曲部方向的末端。亦即，平板噴嘴可插設於套管之噴嘴殼之彎曲部方向的末端及噴嘴殼之彎曲部之間。於使用如此一般印刷機的例子中，當拆解噴嘴殼、套管及平板噴嘴以清洗噴嘴單元並隨後重新組裝時，重新組裝可能相當困難。亦即，在於套管上放置平板噴嘴且以噴嘴殼覆蓋套管與平板噴嘴之製程中，用於清洗製程之清潔液體或用於於清洗製程前之噴嘴印刷製程之溶劑仍可能殘留於噴嘴殼之彎曲部等，且具有厚度約50um及約100um之間之平板噴嘴可能由於清潔液體或溶劑之交互作用而與套管分離，且可能附著至噴嘴殼之內側或可能無法位於套管之精確預定位置。
然而，根據本實施例之印刷機不使用一般平板噴嘴，而是使用噴嘴孔板111。特別是，噴嘴孔板111不收納於噴嘴殼，而是位於噴嘴殼115之外側，且因此當組裝套管113等以位於噴嘴殼115內側時，平板噴嘴可一直位於原位置。
更進一步，於一般印刷機之例子中，如果外來顆粒等堵住平板噴嘴之噴嘴孔，噴嘴單元應分離且平板噴嘴應替換，其係為不方便之製程。然而，於根據本實施例之印刷機的例子中，噴嘴孔板111係位於噴嘴部110 ’外側，且因此即便若噴嘴孔板111有問題，噴嘴部110 ’仍不需要分離。
如上所述，噴嘴孔板111可對於z軸方向延伸之旋轉軸111a旋轉，且複數個噴嘴孔111b係形成於xy平面上。因此，當噴嘴孔板111之一噴嘴孔111b係部分堵塞或損壞時，藉由使另一噴嘴孔111b對應至套管113之導向通道113a及113b可輕易地解決此問題。
於此例中，噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b可具有相同尺寸。更進一步，當轉動噴嘴孔板111於其中一噴嘴孔111b對應至套管113之導向通道113a及113b之狀態時，為了使其他噴嘴孔111b對應至套管113之導向通道113a及113b，噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b可設定以形成於距噴嘴孔板111轉動之中央軸為相同距離之位置。
第3圖係根據另一例示性實施例示意性表示提供於印刷機之噴嘴孔板111之示意圖。於根據本實施例之印刷機的例子中，噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b之至少部份可具有不同尺寸。亦即，複數個噴嘴孔111b之至少部份之直徑可彼此不同。第3圖係表示各噴嘴孔111b之直徑從右上側沿順時鐘方向變大。
於一般印刷機的例子中，為了改變最後釋出溶液的量，僅具有一噴嘴孔且插設於套管與噴嘴殼之間之平板噴嘴應被具有具另一尺寸的噴嘴孔之平板噴嘴所取代，且因此應分離噴嘴殼、套管及平板噴嘴。
然而，於根據本實施例之印刷機的例子中，噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b之至少部份具有不同尺寸。因此，具有不同尺寸的噴嘴孔111b可設定以藉由繞旋轉軸111a旋轉噴嘴孔板111來對應套管113之導向通道113a及113b而不需拆卸噴嘴殼115或套管113。
於此例中，套管113之導向通道113a及113b之直徑可設定以大於複數個噴嘴孔111b之直徑中之最大之直徑。因此，不管噴嘴孔板111對應至套管113之導向通道113a及113b之噴嘴孔111b之直徑，預設量可被控制以透過噴嘴孔板111之噴嘴孔111b最後釋出至外界，且同時使溶液於噴嘴孔板111之方向平順地供應。
於實施例中，套管113可包含電磁鐵。於此例中，噴嘴孔板111可配置以藉由磁力而耦合至套管113。噴嘴孔板111可包含鐵磁材料，如鐵磁鋼等。於實施例中，噴嘴孔板111可包含例如鎳。
當墨水透過噴嘴孔板111之噴嘴孔111b釋出至外界時，如果套管113沒有耦合至噴嘴孔板111，則墨水可流至套管113及噴嘴孔板111之間的介面，如此可能會損壞印刷品質。因此，套管113可包含電磁鐵，且噴嘴孔板111可設定為藉由磁力緊密接觸套管113，以使得在執行印刷工作時，可有效地預防墨水流漏至套管113及噴嘴孔板111之間的介面。
如上所述，套管113可包含電磁鐵。因此，當噴嘴孔板111被替換或噴嘴孔板111旋轉時，可控制磁力不施加於噴嘴孔板111，使得噴嘴孔板111可輕易地與套管113分離。
於實施例中，當套管113包含電磁鐵時，套管113自身可為電磁鐵，或電磁鐵可設定為位於套管113之特定部分。於稍後例子中，電磁鐵可位於套管之一部份(於-z方向)，直接朝向噴嘴孔板111，例如套管的末端，以使得當電磁鐵產生磁場時，噴嘴孔板111可緊密接觸套管113的末端。
第4圖係根據另一例示性實施例示意性表示印刷機之噴嘴單元之概念圖。於根據本實施例之印刷機之例子中，噴嘴部110 ’之套管113及噴嘴殼115之相對位置可變化。亦即，根據本實施例之印刷機之套管113可移至噴嘴孔板111之方向(-z方向)或相反方向(+z方向)。
如上所述，對應噴嘴孔板111之複數個噴嘴孔111b之一部分至套管113之導向通道113a及113b可藉由以旋轉軸111a旋轉噴嘴孔板111而改變，但如果噴嘴孔板111係緊密接觸套管113，則噴嘴孔板111可能會於噴嘴孔板111旋轉期間受損。
因此，當依旋轉軸111a旋轉噴嘴孔板111時，套管113可設定為相對於噴嘴殼115沿著與噴嘴孔板111之方向(-z方向)相反的方向(+z方向)稍微地移動，以使有一距離d介於噴嘴孔板111與套管113之間，從而使一空間形成於其間。當執行印刷作動或當噴嘴孔板111不移動時，套管113可設定放置以使噴嘴孔板111藉由相對於噴嘴殼115沿噴嘴孔板111之方向(-z方向)移動套管113而緊密接觸套管113。
同樣地，各種配置可用於使套管113相對於噴嘴殼115沿噴嘴孔板111之方向(-z方向)或相反方向(+z方向)為可移動的。例如，套管113可配置以藉由彈性元件119連接至噴嘴殼115。如第4圖所示，彈性元件119係彈簧，但本實施例係不受限於此。彈性元件119可為合適的彈性物件，如橡皮圈(rubber band)或彈性伸縮件(elastic bellows)。
如上所述，套管可包含電磁鐵，且噴嘴孔板111可配置以藉由磁力而耦合套管113。於此例中，如果在套管113之電磁鐵關閉時磁力並未產生，則套管113 可設定以藉由彈性元件119於相反於噴嘴孔板111之方向(-z方向)的方向(+z方向)移動，使得可有一距離d介於套管113與噴嘴孔板111之間。若在套管113之電磁鐵開啟時產生磁力，則套管113可相對於噴嘴殼115沿噴嘴孔板111之方向(-z方向)移動，使得噴嘴孔板可耦合套管113。亦即，套管113可藉由套管113內所包含之電磁鐵而耦接至噴嘴孔板111，套管113可於噴嘴殼115之噴嘴孔板111之方向(-z方向)移動，且當套管113與噴嘴孔板111分離時，套管可相對噴嘴殼115而於與噴嘴孔板111之方向相反之方向(+z方向)移動。
同樣地，套管113及噴嘴殼115之間的相對位置可由包含於套管113之電磁鐵的磁力來決定，或可由可變之機械位置組件來決定。
如上所述，噴嘴部110 ’之套管113及噴嘴殼115之相對位置係可變化的，亦即，套管113可於噴嘴孔板111之方向(-z方向)或相反方向(+z方向)於噴嘴殼115內移動，但本實施例不受限於此。例如，噴嘴部110 ’ 之套管113及噴嘴殼115之位置可為固定的，且噴嘴孔板111可於噴嘴部110 ’之方向(+z方向)或相反方向(-z方向)移動。
如上所述，套管113可包含電磁鐵，且噴嘴孔板111可配置以藉由磁力耦合套管113。於此例中，如果由於套管113之電磁鐵關閉，磁力並未產生，則噴嘴孔板111可於與噴嘴部110 ’方向相反之方向(-z方向)移動，使得可有一距離介於噴嘴部110 ’與噴嘴孔板111之間。如果由於套管之電磁鐵開啟，產生磁力，噴嘴孔板111可由於磁力而於噴嘴部110 ’ 之方向(+z方向)移動，使得噴嘴孔板111可緊密耦合套管113。
因此，當套管113係藉由包含於套管113之電磁鐵耦接至噴嘴孔板111時，噴嘴孔板111可於噴嘴部110 ’之方向(+z方向，即套管113之方向)移動，而當套管113與噴嘴孔板111分離時，噴嘴孔板111可相對於噴嘴部110 ’於與噴嘴部110 ’之方向相反之方向(-z方向)移動。為此，由於彈性元件耦接噴嘴孔板111或旋轉軸111a，噴嘴孔板111可設定為相對於框架、殼等(圖未示)移動。
藉由總結與回顧之方式，具印刷機噴嘴之印刷機可用於形成固定體之圖樣化有機物質層。於一般的印刷機中，可能無法輕易地清洗控制最後釋出的有機物質的量之噴嘴單元。更進一步，於替換及重組於噴嘴單元中負責控制最後釋出的有機物質的量之組件，或清洗及重組噴嘴單元之製程中，如果各組件無法正確組裝，則噴嘴單元可能無法適當地運作。
如上所述，實施例可提供一種包含其中釋出量可輕易調整之易於清理之印刷機噴嘴之印刷機。
雖然本發明已參考其例示性實施例而特別顯示與說明，對於技術領域中具通常知識者將理解的是，在不脫離由所附申請專利範圍所定義之本發明之精神與範疇下，可對其進行形式及細節上之各種變更。
110’．．．噴嘴部
115．．．噴嘴殼
117．．．過濾單元
113．．．套管
113a、113b．．．導向通道
111a．．．旋轉軸
111b．．．噴嘴孔
111．．．噴嘴孔板

Claims (16)

  1. 一種包含印刷機噴嘴之印刷機 ，其包含：
    一噴嘴孔板，包含複數個噴嘴孔，該噴嘴孔板係可旋轉的；以及一噴嘴部，包含具有對應至該噴嘴孔板之該複數個噴嘴孔之一的一導向通道之一套管。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管包含一電磁鐵，且該噴嘴孔板係配置以藉由一磁力與該套管耦合 。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管自身係該電磁鐵 。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管包含該電磁鐵於靠近該噴嘴孔板之位置 。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其更包含用以收納該套管之一噴嘴殼，其中朝向該噴嘴孔板之一方向的該噴嘴殼之一末端係開啟。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管相對於該噴嘴殼於一往復方向上為可移動的，使得該套管朝向及遠離該噴嘴孔板移動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管係藉由一彈性元件連接至該噴嘴殼。
  8. 如申請專利範圍第 6 項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中當該套管係藉由包含於該套管內之該電磁鐵而與該噴嘴孔板耦合時，該套管相對於該噴嘴殼而朝該噴嘴孔板移動，且當該套管係與該噴嘴孔板分離時，該套管相對於該噴嘴殼移動遠離該噴嘴孔板 。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中當該套管係藉由包含於該套管內之該電磁鐵而與該噴嘴孔板耦合時，該噴嘴孔板朝該套管移動，且當該套管係與該噴嘴孔板分離時，該噴嘴孔板移動遠離該套管 。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該噴嘴孔板之該複數個噴嘴孔之至少部份具有不同尺寸 。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管之該導向通道之直徑係大於該複數個噴嘴孔之直徑中之一最大直徑 。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該噴嘴孔板之該複數個噴嘴孔係相同尺寸 。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該噴嘴孔板之該複數個噴嘴孔係形成距該噴嘴孔板之一中央旋轉軸相同距離。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其更包含用以過濾注入進該套管之該導向通道之一材料的一過濾單元。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管之該導向通道包含於該套管靠近該噴嘴孔板之一部份固定直徑之一第一部份 。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之包含印刷機噴嘴之印刷機，其中該套管之該導向通道包含朝該第一部份減少直徑之一第二部份 。
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