TWI328518B - Methods and apparatus for inkjet printing using multiple sets of print heads - Google Patents

Methods and apparatus for inkjet printing using multiple sets of print heads Download PDF

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TWI328518B
TWI328518B TW096110235A TW96110235A TWI328518B TW I328518 B TWI328518 B TW I328518B TW 096110235 A TW096110235 A TW 096110235A TW 96110235 A TW96110235 A TW 96110235A TW I328518 B TWI328518 B TW I328518B
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Description

九、 r 發明說明： 【發明m %屬之技術領域】 本發明大致涉及平 墨列印的裝置和方法。<顯示器製造’更尤其涉及用於喷 【先前技術】 平板顯示器工業—直 示器件，特別是彩色濾光片。 一個問題在於在列印量太眩 八呀將 到基板上是很困難的β因此， 定位在位於基板上的墨點位置 有需求（例如’減少爲使油墨 作(printing passes ):欠數）。 應用喷墨列印方法來製造顯 要有效使用噴墨列印方法的 油.墨或其他材料精確地嗔射 業界對用於將喷墨頭有效地 上方的方法和裝置的改進仍 附著在基板上所需的列印動 【發明内容】 在本發明的第一實施態樣 喷墨列印的系統。該系統包括 於選擇性地分配第一油墨的多 頭，和具有用於選擇性地分配 第二喷墨列印頭’（2 )第二組 分配第三油墨的多個第三喷嘴 於選擇性地分配第四油墨的多 頭，以及（3)平臺’其用於在 第一和第二組下方的基板，使 像素的各個鄰近著墨孔（co】or 墨，而所述第二組用柃向基板 孔中分配第三和第四油墨。 中，本發明提供了一種用於 (U第一組，其包含具有用 個第一喷嘴的第一喷墨列印 第二油墨的多個第二喷嘴的 ’其包含具有用於選擇性地 的第二噴墨列印頭和具有用 個第四喷嘴的第四喷墨列印 列印動作期間支撐並傳送在 得第一組用於向基板上顯示 well)中分配第一和第二油 上顯示像素的各個鄰近著墨 5 1328518 在本發明的第二實施態樣中，本發明提供了一種喷墨 列印的第一方法。第一方法包括以下步驟：（ι)將多個第 一喷墨頭分組爲第一組；（2)將多個第二喷墨頭分組爲第 二組；（3 )在列印動作期間，沿列印方向在所述第一和第 二組下方移動基板；以及（4)採用第一組和第二組以在列 印動作期間將油墨分配到基板上的顯示物件上。
在本發明的第三實施態樣中，本發明提供了一種喷墨 列印的設備。該設備包括：（1)第一組，其包含具有用於選 擇性地分配第一油墨的多個第一喷嘴的第一喷墨列印頭， 和具有用於選擇性地分配第二油墨的多個第二喷嘴的第二 喷墨列印頭，（2 )第二組，其包含具有用於選擇性地分配 第三油墨的多個第三喷嘴的第三喷墨列印頭，和具有用於 選擇性地分配第四油墨的多個第四噴嘴的第四噴墨列印 頭，使得第一組用於向基板上的顯示像素的各個鄰近著墨 孔中分配第一和第二油墨，而所述第二組用於向基板上的 顯示像素的各個鄰近著墨孔中分配第三和第四油墨。 由下列具體實施方式、所附申請專利範圍和附圖，本 發明的其他特徵和實施態樣將更加顯而易見。
【實施方式】 本發明提供了藉由減少基板經過喷墨列印頭下方所需 的次數（尤其是當利用多個列印頭以在許多不同尺寸基板 上列印時）以改善列印效率的方法和設備。根據本發明，當 基板在列印頭組下方移動時，可設置多組個列印頭向基板 上分配油墨。每組可包括設置一個以上的列印頭，從而所 述列印頭可操作用於將不同的油墨分配至基板上顯示像素 的相鄰或不相鄰的子像素孔中。這可藉由使用用於每種顔 6 1328518
色油墨的不同列印頭並藉由在列印頭组内列印頭沿與列印 方向垂直的方向相對彼此有一偏移量（例如，偏移距離） 偏移來實現。另外或或者，以上功能可通過圍繞中心軸旋 轉多組列印頭實現，從而在與列印方向垂直的方向上相鄰 的列印頭的對應喷嘴之間的中心到中心的距離大約等於顯 示像素的相鄰著墨孔的中心到中心的距離。例如，並如以 下進一步所述，使用三組列印頭時每組包括三個列印頭（例 如，總共九個列印頭），三種不同油墨可用傳統系統所需列 印動作數量的三分之一沈積於顯示物件的每個顯示像素 中。在一些實施方式中，每個組可用於列印不同的顯示物 件（或顯示物件列）。
第1圖爲根據本發明實施方式的一種用於喷墨列印的 系統的示意圖。參照第1圖，該系統101可包括在平板顯 示器製造等期間，尤其是喷墨列印期間，用於支撐並傳送 一個或多個基板105的支撐件103或平臺。應注意可使用 不同尺寸的基板105«在一個或多個實施方式中’基板105 可包括具有1300 mm X 1500 mm尺寸的“20K”基板和/或 具有2600 mm X 2230 mm的“60K”基板。基板1〇5可放 置於支撐件103上從而使得較長的邊或較短的邊與列印方 向（y軸）對齊。基板105每個可包括一個或多個顯示物 件1 07’其中在喷墨列印期間油墨可分配至該顯示物件1 〇7 中。基板105上的顯示物件1〇7可具有不同的尺寸和結構β 例如’給定的基板105可包括以4行和3列（即4 X 3結 構）設置的相同尺寸的8個顯示物件1〇7，以3行和2列 (即3 X 2結構）S置的較大尺寸的6個顯示物件或者 兩個較大顯示物件在列印方向上（y#)採-個位於另-個頂部上的配置。另外和/或或者，位於給定基板上的每個 7 1328518
顯示物件107可具有不同的尺寸。顯示物件ι〇7 完全覆蓋基板105的整個表面；或者，顯示物件 蓋基板的部分表面。如參照第2A圖和第2B圖的 述，基板105的一個或多個顯示物件1〇7可包括 接收分配油墨的子像素的像素區域《雖然在第i 出了具有一個顯示物件的一個基板，但應該理解 括不止一個顯示物件107的一個以上的基板1〇5 板105可由玻璃、聚合物、和/或任意其他合適材 根據本發明實施方式的系統101可包括用於 明的實施方式的喷墨列印的一個或多個設備1 〇 8 多個設備 108中的每個可包括一個或多個喷墨 1 〇9 (沒有分別示出），其用於將油墨分配給基板 示物件107中。雖然設備108的實施例包括3個 頭組109，但在某些實施方式中，設備108可包 更少數量的喷墨列印頭組1 09 » 一個或多個列印頭組109可耗合於基板支樓 上方。更具體地說，用於喷墨列印的系統1 0 1可 橋架111，其在支撐件103上方延伸，並且一個 印頭組109與其耦合。雖然未示出，在某些實施 用於喷墨列印的系統1 0 1可包括一個以上的橋架 中每個橋架111包括一個或多個列印頭組1〇9。 下描述，每個列印頭組1 09可耦合至橋架1 1 1從 印頭組109可在支撐件103上方獨立地旋轉（例 中心轴113)。另外’每個列印頭組109可在支撑 方獨立地橫向（例如，沿軸）移動。另外，在每 内，各個列印頭可沿著列印頭的縱軸、沿著垂直 縱軸的軸並旋轉地（假設各個列印頭有足夠間隔 可優選地 107可覆 進一步描 包含用於 圖中僅示 可使用包 。注意基 料組成》 根據本發 。一個或 列印頭組 105的顯 喷墨列印 括更多或 件103的 包括支撐 或多個列 方式中， 111，其 如將在以 而所述列 如，圍繞 件103上 個組 109 於列印頭 不會相互 8 1328518
干擾）相對彼此移動。另外，如以上引入的美國專利 11/212，043所述，橋架in爲可旋轉的以調整基板 上顯示物件107的對準。 在噴墨列印期間，支撐件1 〇 3可在一個或多個噴 印頭組1 09的下方傳送基板1 05，並且所述喷墨列印 109可將一種或多種油墨分配在包括在基板1〇5中的 或多個顯示物件107中。在一些實施方式中，支撐件 沿著y軸傳送基板105，從而限定列印方向。然而， 他實施方式中，支撐件103可以不同的方向傳送基板 每次支撐件103在一個或多個組1〇9的下方傳送基板 可稱之爲列印動作（printing pass)。 第2A圖爲第1圖設備ι〇8 一部分的俯視圖。參 2A圖，如所述的用於喷墨列印的設備1〇8可包括一個 個喷墨列印頭組1〇9(在第2A圖中僅示出了其中之-各一個或多個组109可包括用於分配不同油墨的多個 列印頭201-205 »注意第2A圖中喷墨列印頭201 -205 性地表示爲彼此相鄰。然而，在某些實施方式中，列 201 -2 05可以明顯的距離間隔，以允許列印頭獨立 轉。每個列印頭20 1 -205可包括用於選擇性地分配油，| 如、紅、綠、藍和/或其他顏色）的多個喷嘴2〇6。在 實施方式中’組1 09可包括三個噴墨列印頭2〇丨-205 也可採用更多或更少數量的噴墨列印頭2〇1_205)。另 在某些實施方式中’每個喷墨列印頭20^205可分配 油墨（例如不同顏色的油墨）和/或其他液滴或物質。然 在一些實施方式中，兩個或多個列印頭組2〇12〇5可 相同的油墨（例如相同顏色的油墨）和/或其他液滴或私 顯示物件107可包括多個顯示像素2〇9,其中每 申請 105 墨列 頭組 一個 103 在其 105。 .105 照第 或多 -)〇 喷墨 示意 印頭 地旋 ί(例 某些 (然 外， 各自 ;而， 分配 }質。 個像 9 1328518
素可包括可在其中分配油墨的多個子像素著墨孔207。在 組109中可設置多個喷墨列印頭201-205，以在列印動作 期間讓組109可將來自第一列印頭201的第一油墨、來自 第二列印頭203的第二油墨等等（例如從第三列印頭205 分配第三油墨）分配到基板105上的顯示像素209的各自 相鄰著墨孔207中》更具體地說，爲了獲得以上結果，組 109 (或各個列印頭2〇1_2〇5 )可圍繞中心軸n3 (第i圖） 進行旋轉（相對X軸以θ角）。另外或或者，一個或多個列 印頭201-205 (例如，第一列印頭201和第三列印頭205 ) 可在組109中與其餘的列印頭（例如第二列印頭203 )偏 移（例如，沿著所述列印頭20 1、205的縱軸）。藉由每個 列印頭可獨立操作的驅動電機可影響列印頭的旋轉和/或 偏移。將在以下參照第2B圖詳細描述所述旋轉和/或偏移。
雖然以下將描述旋轉和/或偏移，但應當理解可採用任 意方法在每個組1 0 9中設置多個列印頭2 0 1 - 2 0 5，以讓組 1 09將來自第一列印頭1 〇9的第一油墨，以及來自第二列 印頭203的第二油墨分配至顯示像素209的各自相鄰的著 墨孔207中。換言之，可在各自列印頭上或在整個列印頭 組上執行所述旋轉。同樣的，可在各自列印頭或整個列印 頭組上執行所述偏移。以這種方式，在喷墨列印期間從多 個喷墨列印頭20卜205分配油墨至各自相鄰的著墨孔207 I* 中所需的列印動作數量將減少。同樣的，雖然本文所述 實施例考慮具有3個列印頭的組並且基於中央列印韻 移，但是可採用任意數量的列印頭並且當使用具有不「0J 量列印頭的不同尺寸組時，組的中心可移動。另外’辦 在第2A圖中僅示出了用於喷墨列印的設備108的僅 组109，但是應當理解在列印動作期間，設備108中务' 10 1328518 的组109用於以類似的方式將油墨分配至在所述組下方 109移動的顯示像素209中。 另外’同一組中的列印頭201-205可爲對齊的從而不 同的列印頭201-205在不同的顯示像素209中沈積油墨（例 如’相同顏色的油墨）。例如第4圖示出了兩個列印頭的6 個組 401&B ; 403A&B ; 405A&B ; 407A&B ; 409A&B 和 411A&B每個安裝在橋架ιη上的排列方式從而第一組包 括安裝在橋架111的前端分配第一顏色油墨（例如，紅色） (在第4圖和第5圖中用句點示出的墨滴）的第一列印頭 401A和安裝在橋架ηι後端的分配相同顏色（第—）油墨 的第二列印頭401B;第二組包括安裝在橋架111的前端分 配第二顏色（例如：綠色）（在第4圖和第5圖中以單引號 π出的墨滴）的第一列印頭4〇3A和安裝在橋架ηι的後 端分配相同（第二）顏色油墨的第二列印頭4〇3B ;第三組 包括安裝在橋架U1的前端分配第三顏色油墨（例如，藍 色）（在第4圖和第5圖中以逗號示出的墨滴）的第一列印 頭405 A和安裝在橋架U1的後端分配相同（第三）顏色 油墨的第二列印頭4〇5B;第四组包括安裝在橋架ηι的前 端：配第-顏色油墨（例如’紅色）@第一列印頭4〇7A 和安裝在橋架1 1 1的後端分別相同（第一）顏色油墨的第 二列印頭魏第五組包括安裝在橋架i"的前端分配第 -顏色油S (例如，綠色）的第一列印m 409A和安裝在 橋架⑴的後端分配相同純（第二）顏色油墨的第二列 印頭409B;以及第六組包括安褒在橋架⑴的前端分配第 二顔色油1 (例如，藍色）的第一列印帛4UA和安裝在 橋架⑴的後端分配㈣（s三）顏色油墨μ二列印頭 411Β。注意，如第4圖中所示，來自各组中第一列印頭4χχΑ 11 1328518 的油墨可能沈積在與可能沈積有來自各組的第二列印頭 4XXB的油墨的顯示像素中相鄰的顯示像素中。換言之， 各組的兩個列印頭之間在Y方向的偏移（由於各組中的一 個列印頭4XX A安裝在橋架111的前端以及各組中的一個 列印頭4XXB安裝在橋架1 1 1的後端）允許列印頭的各列 油墨滴下而將在X方向以任意所需的距離間隔沈積。
第2B圖爲根據本發明實施方式的用於第2A圖所示的 喷墨列印的設備的一部分放大的俯視圖。參照第2B圖， 多個列印頭201-205設置在組109中從而當支撐件103以 列印方向（例如，沿y軸）在設備108下方傳送基板105 時（例如，在列印動作期間），該組1 0 9可將來自第一列印 頭 201的第一喷嘴 206a的第一油墨分配至第一著墨孔 207a中、將來自第二列印頭203的第一喷嘴206b的第二 油墨分配至與所述第一著墨孔 207b相鄰的第二著墨孔 207a中等諸如此類（例如，該組可用於將來自第三列印頭 205的第一喷嘴206c的第三油墨分配至與所述第二著墨孔 207b相鄰的第三著墨孔207c中）。同樣的，該組109可將 油墨分配至其他顯示像素2 0 9的著墨孔中。例如，在列印 動作期間，組109可將來自第一列印頭201的第二喷嘴 2 0 8a的第一油墨分配至包括在另一顯示像素中的第四著 墨孔211a中，將來自第二列印頭203的第二喷嘴208b的 第二油墨分配至與第四著墨孔 211a相鄰的第五著墨孔 21 1 b中，等等（例如，該組可用於將來自第五列印頭205 的第二喷嘴208c的第三油墨分配至與第五著墨孔211b相 鄰的第六著墨孔211c中）。另外，當支撐件103在组109 下方傳送著墨孔213a-c、215a-c時，組109可將油墨分配 至這些著墨孔213a-c、215a-c中。以這種方式，在列印動 12 1328518 作期間，組 109可將油墨分配至顯示像素 209的著墨孔 207a-c、2 1 la-c、213a-c、215a-c 中。另外，雖然第 2B 圖 示出了分配來自第一到第三列印頭201-205的每個列印頭 中的兩個喷嘴206、208的油墨，但應當理解組109可適用 於以類似於以上所述的方式分配來自多個列印頭 2 0 1 - 2 0 5 的其餘喷嘴的油墨，從而在列印動作期間油墨可沈積於包 括在顯示物件107的一個或多個附加的顯示像素209中（未 示出）。
爲了實現以上所述的組109中的多個列印頭201-205 的設置，組109可圍繞中心軸（未在第2B圖示出；第2A 圖的113 )旋轉（例如，相對X軸成Θ角）從而沿著垂直 於列印頭2 0 1 - 2 0 5中相鄰喷嘴的列印方向（例如，y軸） 的軸（例如，X軸）中心到中心的距離基本或大約等於顯 示像素寬度B。在一實施方式中，顯示像素寬度爲120微 米（然可使用更大或更小寬度）。在某些實施方式中，旋轉 角度Θ可爲cos·1 ( A/C )，其中，C爲沿著如第2B圖所示 的列印頭的縱軸列印頭相鄰的喷嘴之間中心到中心的距 離。然而，旋轉角度Θ可基於不同的關係。
另外或或者，第一列印頭201可沿第一方向（例如， 沿該列印頭201的縱軸）與第二列印頭203偏移”D”的量 以在與列印方向（例如，沿y軸）垂直的方向（例如，沿 X軸）時，該列印頭201-203的對應喷嘴（例如206a和206b ) 之間的中心到中心的距離E大約等於顯示像素209的相鄰 著墨孔（例如，207a和207b )的中心到中心的距離F。 同樣的，第三列印頭205可沿第二方向（例如，沿著該 列印頭201的縱軸）與第二列印頭203偏移G的量從而在 與列印方向（例如，沿y軸）垂直的方向（例如X軸）該 13 1328518
列印頭203、205的對應噴嘴（例如206c和206b )之 心到中心的距離Η大約等於顯示像素2 0 9的相鄰著 (例如，207b和207c)的中心到中心的距離I。在某 施方式中，尺寸D、E和F可分別匹配尺寸G、Η和] 然尺寸D、E和F可分別不同於尺寸G、Η和I)。另 在某些實施方式中，顯示像素209中的相鄰著墨孔的 到中心的距離F、I可爲約3 6 0微米（雖然可使用更大 小的距離）。雖然在第2Β圖中僅示出了用於喷墨列印 備108的一組109中列印頭201-205的設置，但是應 解設備1 08的其餘組1 09中列印頭可以類似方式設置 在組1 0 9作校準且配置以在顯示物件的特定顯示 佈局上列印時可進行偏移。或者，在爲適用於不同的 物件或其他要求的列印期間，可執行偏移。組1 〇 9可 和/或耦合至驅動器以獨立移動列印頭産生偏移。 在一些實施方式中，在單列印動作中可同時使用 列印頭組 I 09。例如，在用於根據本發明的喷墨列印 的系統中，三個列印頭組10 9，包括3個列印頭的每 (總共8個列印頭）可並排設置並在橫向獨立可調節 此，在操作中，同時使用根據本發明的9個列印頭可 完成列印一系列顯示物件1 〇 7僅需要傳統系統的三分 的列印動作。 在一些實施方式中，可以採用多重組109同時在 顯示物件107和/或不同基板105上列印。例如，當在 三個顯示物件1 〇7(例如三列）乘四個顯示物件1 07(你 四行）構成的顯示物件佈局的基板上列印時，可以對 顯示物件1 07採用一個組1 09在列上列印各顯示物件 間中 墨孔 些實 (雖 外， 中心 或更 的設 當理 〇 像素 顯示 包括 多個 101 個組 。因 導致 之一 不同 具有 |如， 每列 0因 14 1328518 此每組列印頭組1 Ο 9可以列印不同列的顯示物件。注意在 列印顯示物件佈局爲五個顯示物件 107(例如五列）乘六 個顯示物件1〇7(例如，六行）的基板105時，可以採用 五個組1 0 9以最優的方式同步列印該彩色濾光片。
就所有情況而論，組109和/或獨立列印頭20 1-205可 以爲獨立旋轉可調的並且橫向設置（例如，沿X-軸，垂直 於列印方向）從而允許每個組與不同顯示物件107和/或顯 示物件列對齊。橋架1 1 1也可旋轉調節使得每個組1 09與 不同的顯示物件107和/或顯示物件107構成的列對齊。在 一些實施方式中，當顯示物件非常大時，所有組109的整 體或者子組可以同時列印單獨顯示物件 1 〇 7。此外還應注 意組1 09可以包括對應於可以採用多種彩色油墨的多個列 印頭。換句話說，如果顯示物件107包括 ‘X’個色彩， 則組1 0 9可以包括X個列印頭，對於X個顏色中的每個顔 色具有一個列印頭。在具體實施方式中，組1 0 9可以包括 六個列印頭，每個列印頭分別具有紅、綠、藍、黃、紅紫 以及青色。研究發現結合使用該六種顏色（R、g、b、y、 M、C)可以用很高的準確性覆蓋整個或者全部範圍的顏色。 現在參照第1 -2B圖並參照第3圖描述喷墨列印系統 的操作，第3圖中示出了一種根據本發明實施方式的喷墨 列印方法3 01。參照第3圖，在步驟3 03，該方法開始。在 步驟305，在包括第一和第二喷墨列印頭之組内之第一喷 墨列印頭的至少一者沿垂直於列印方向的方向相對於第二 15 1328518
列印頭偏移一偏移量。然後組1 〇 9圍繞中心軸旋轉。更具 體而言，該第一噴墨列印頭201可以沿列印頭203的縱軸 相對於第二列印頭203偏移（例如，通過硬體或者軟體） 一偏移量（例如，一定距離）。以這種方式，該第一列印頭 2 0 1沿垂直於列印方向（例如沿y -轴）的方向（例如沿X -軸）與第二列印頭 203偏移從而使得第一和第二列印頭 201-203的相應喷嘴206a、206b之間在垂直列印方向上的 中心-中心之間距離E約等於要分佈油墨的顯示像素的相 鄰著墨孔2 0 7 a和2 0 7 b的中心-中心之間的距離F。另一列 印頭（例如，第三列印頭 205 )可以通過同樣方式與第二 列印頭203偏移。
組109也可以圍繞中心軸（例如，呈0角）旋轉使得 在該組1 0 9内沿垂直於列印方向（例如沿y軸）的方向（例 如沿X -轴）上列印頭（例如2 0 1 )的相鄰喷嘴（例如喷嘴， 206a、208a)之間的中心-中心距離A基本等於顯示像素的 寬度B (FIG.2B)。通過圍繞中心軸113 (例如，呈（9角） 旋轉組109，包括在組109中的所有列印頭201 -205均以 0角旋轉。或者，在一些實施方式中’可以圍繞列印頭 201 -2 05的各個中心軸以0角旋轉一個或者多個列印頭 201-205以實現上述結果。 以該方式，在組1 09中的列印頭201 -205便可以本發 明的實施方式排列來作喷墨列印。此後，執行步驟307。 在步驟307，該組設置到原位。例如，可以採用基板 16 辱件103將基板105移動到包括組1〇9的裝置 噴龙 列印的位置（例如，原位）^可以選擇原位使 1 Q 〇 不會漏掉顯示物件107上的顯示像素2〇9並且 採® ^ 力用一個或者多個列印動作（pass)進行喷墨列印 興序方式將油墨分佈到位於顯示物件i〇7上的顯 中。在一些實施方式中，可以對位於基板1〇5上的 石顯不物件107(或者N列顯示物件107)的各 。頭組109重復步H 3〇7。在一些實施方式中可 向（例如X，方向hx及沿列印方向（例如，沿y 且1 09以定位不同組i 〇9使得它們在組！ 〇9之 隙的情況下進行列印。 步驟309 ’啓動採用組109的喷墨列印從 p動作（pass )期間向顯示像素的各個相鄰著 佈來自第-以及第二列印頭的油S。例如，可以 歹J P頭201-203向相鄰著墨孔（例如，207a 中分別分佈不同的油墨（例如，〗同顔色的油基: 第A2B圖中僅不出—個組，但是應該理解在喷 ’可乂採用多個組1〇9向顯示物彳】的顯示像 分佈油墨。"wT r* 田 ._ J以採用一個或者多個列印動作向包 1〇5的顯示物件107中顯示像素209分佈油墨。 本方法和裝置的單個列印動作期間可以向位於顯 07中的顯不像素209的相鄰著墨孔（例如，2〇7a 分配來自不同列印肖2〇i_2〇5 n墨（例如， 始進行 得裝置 可以在 期間以 示像素 用於各 N個列 以在橫 軸）調 間無間 在喷墨 孔中分 第一和 207b ) 儘管在 列印期 209中 在基板 於在採 示物件 • 207b ) 不同油 17 1328518 墨）’因此相對於傳統喷墨列印系統來說，可以減少向基板 105上的顯示像素209分佈油墨所需的列印動作。此後， 在步驟311，該方法301結束。 採用方法301，通過減少了向基板1〇5中所包括的顯 示物件1 0 7的顯示像素2 0 9分佈.油墨所需的列印動作總數 改進了喷墨列印。與傳統系統相比，本方法改進了喷墨列 印效率並且可以減少所需的維護。
如上所述，第4圖示出兩個列印頭分別具有的6個組 401A&B、403A&B、405A&B、407A&B、409A&B 以及 4 11 A&B構成的排列結構。在該結構中，可以對齊位於同 一組中的列印頭使得不同列印頭在不同顯示像素中沈積油 墨（例如同樣顏色油墨）。
如第4圖的示例性結構所示，該系統可以額外包括適 用於在沈積前後檢查基板和/或通過任一列印頭沈積的油 墨並安裝在橋架111的前部或者後部的一個或者多個照相 機413A和413Β»照相機413A和413B可以通過同樣方式 安裝在列印頭中，其中安裝該列印頭使得每個照相機4丨3 A 和413B可以彼此獨立並且與列印頭不相干涉的移動。可 以在此採用該照相機413A和413B以藉由使用位於基板上 的對準標記415在平臺上定位基板，從而幫助媒定墨滴位 置，和/或幫助計算用於列印頭定位的偏差。一個包括適於 結合本發明成像系統的照相機實施例可以包括連接到 MVS-8100D 型畫面接收器（Frame Grabber)的 CDC-200 型 18 1328518
照相機以及相關軟體’該產品由Massachusetts的Natick 的Cognex公司提供。在一些實施方式中，照相機4 1 3 A和 413B可以包括自動聚焦特徵、100倍到200倍放大鏡（例 如，顯微透鏡）、電腦介面邏輯和/或自動化軟體。可以採 用包括基於類比和/或數位C CD的照相機或者其他適用感 測器和/或監測器設備的其他照相機和/或照相機系統。在 前面結合的美國臨時專利申請第60/703,146號中可以發現 關於採用可用於噴墨列印系統中的照相機的方法的細節。 轉到第5圖’圖中示出通過多個列印頭的多個組列印 的實施例結構。諸如，如圖所示，單獨的列印頭可以彼此 獨立地橫向旋轉和/或移動》通過旋轉該頭，可以調整用於 分配墨滴的列間距（例如，沿X方向的間距）。 第8圖示出四個組801、802、803和804構成的附加 結構800，其中每個組包括三個列印頭：8〇1Α、801Β、
801C ; 802Α、802Β、802C ; 803Α、803Β、803C ; 804Α、 804B、804C。在第一橋架811Α上設置列印頭801和802 的組並在第二橋架811B上設置列印頭803和804的組。 在所示的實施例結構中’設置在個橋架801/802、803/804 上的兩組列印頭組提供六種顏色的噴墨油墨：紅（R )、綠 (G)、藍（B)、黃（Y)'紅紫（M)以及青色（c)。因此， 列印頭8 0 1 A可以噴出紅墨，列印頭8 〇丨b可以喷出綠墨， 列印頭801C可以噴出藍墨，列印頭8〇2a可以喷出黃墨， 列印頭802B可以噴出紅紫墨，列印頭8〇2c可以喷出青色 19 1328518 墨。對組803和804進行類似配置。以這種方式在位於基 板805上的顯示物件8〇7上可以填充全部六種顔色。在顯 示物件的子像素中以交替方式或者類似上述沈積紅、綠和 藍色的其他排列方式沈積該六種顏色。觀察發現採用六種 顏色能夠在顯示器上産生更準確的完整或者全範圍的色 彩。採用顯微鏡（M)813以及分別位於橋架811A以及，811B 的中部（沿χ-軸的方向）設置以觀察整個基板805的厚度 測量系統（Τ ) 8 1 5可以測量以及驗證列印質量。 轉到第6圖和第7圖，圖中示出用於喷墨列印的系統 601的透視圖和平面圖’該系統包括Η個噴墨頭603-625、 兩個照相機、顯微鏡以及其他使用設備6 2 7 _ 6 2 9。注意在 第6圖中只有六個列印頭603-613以及安裝在橋架611前 部的照相機或者顯微鏡629可見。其他六個列印頭615-625 以及安裝在橋架012背部的照相機或者顯微鏡62 7被橋架 6 1 2遮撞。列印頭6 0 3 - 6 2 5和/或照相機6 2 7 _ 6 2 9至少沿χ _ 轴方向是可移動的。第7圖提供了系統6〇1的俯視圖。大 虛線環63 1表示在基板604旋轉時（例如在定位或者其他 處理時）系統όοι需要容納的大尺寸基板6〇4的最遠外部 點（例如，拐角）。如在以前引入的美國專利申請第 10/7 81，953號所不，可以採用夾緊組或者推動設備在喷墨 列印系統601的支撑平宜633上對準或者定位一個或者多 個基板604。可以根據要對準的基板6〇4的尺寸和數量旋 轉推動設備的尺寸和數量。 20 此外，應該注意到，在一些實施方式中，支撐平臺633 可以包括一個或者多個真空吸座或者固定區域701、703 以幫助保持對準後基板604的位置。第7圖中將真空吸座 區域701、703表示爲以同心方式設置的虛線矩形區域從而 容納各種不同尺寸基板。換句話說，區域70 3僅可以用於 保持相對較小的基板604，而區域701、702可以用於較大 基板604。在一些實施方式中，區域701，703可以具有其 他形狀並且可以在平臺633上以諸如象限或者條形方式設 置。 在第6圖和7中示出的示例性系統適於充分處理不同 尺寸的基板以及顯示物件。例如，該系統可以容納‘ 20k’ 1 3 00x 1 5〇〇mm2 (〇.7t)的基板，該基板可以用於製造各種 顯示物件，諸如8個27” （解析度爲1366x768 )的WXGA 顯示器、六個32” （解析度爲1366χ768)的WXGA顯示 器、三個37 ” （解析度爲1920x1080)的HDTV顯示器， 或者兩個56” （解析度爲384〇χ216〇)的qdtv顯示器。 通過本發明的喷墨系統可以處理其他更大或者更小尺寸的 基板以及顯示物件。因此，此處所述的實施例的質量和结 構提供了足以處理較大範園基板的靈活性。 當在列印操作中採用多個列印頭組（例如，在第4圖、 5和8中所示和/或指出的12個列印頭）時，爲了獲得最 大化的産量罐定如何以最少的列印動作向基板的顯示物件 上執行噴墨是非常必要的。在可能的因素中，該決定步驟 21 主要取決於顯示物件从 的尺寸以及結構以及基板的尺寸和妹 構。在一個或者多個银 ° 實施方式中，該決定步驟可以包括叶 算如下因素：系統穿 ° 全生產時間、基於採用的列印頭的數 量（部分基於顯示物 件以及基板結構）所需的最少列印動 的數量以及初始列如 、 』印頭的列印位置。在該計算過程中可 以採用諸如停機時間 列印頭尺寸等的許多其他參數或者 素。但是，應該注备 意根據同樣或者其他因素還可以採用 其他産量優化技術s 了以通過連接到各組801、802、803 和8 04的一個或者多 個控制器（未示出）執行該決定步驟。 在前面引入的美國衷 ’利申請第1 1/466,507號中描述了用在 本發明中的控制器的實施方式。 述描述僅A開了本發明典型的實施方式。對於熟悉 本領域的技術人員而士 D ’應可輕易想到落入本發明保護範 圍前述公開的裝置以及方法…。例如，在一個或者多 個實施方式中，在列印期間在基1()5保持靜止的同時移 動噴墨頭2〇1-2〇5以及603_625。在一些實施方式中本 發明的裝置和方法可應用於半導體處理和/或電子元件製 造。例如，可以向包括破璃、麥入私、主道地< ^ ^ 聚合物半導體和/或任意其 他可實施之適用材料的基板105上喷射光阻圖案。此外， 本發明還可以應用於隔離物形成、偏光鏡塗敷以及奈米顆 糙電路形成。目此，該噴射材料可以包括油墨、聚合物和 '^他可實施的適用材料。 因此，已經結合本發明的示例性實施方式公開本發 22 1328518 明，但是應該理解其他實施方式也應該落入由以下申請專 利範圍限定的本發明的精神和範圍内。 【圖式簡單說明】 第1圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印系統的示 意圖； 第2A圖是依據本發明的實施方式的部分喷墨列印裝 置的俯視示意圖；
第2B圖顯示了依據本發明的實施方式在第2A圖中示 出的部分噴墨列印裝置的放大俯視示意圖； 第3圖示出了依據本發明的實施方式的喷墨列印的方 法； 第4圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印裝置的俯 視不意圖， 第5圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印裝置的俯 視不意圖，
第6圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印裝置的透 視不意圖， 第7圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印裝置的俯 視不意圖， 第8圖是依據本發明的實施方式的喷墨列印裝置的俯 視示意圖。 23 1328518
【主要元件符號說明】 101 系統 103 支撐件 105 基板 107 顯示物件 108 設備 109 喷墨列印頭組 111 支撐橋架 113 中心軸 201-205 喷墨列 印頭 206a 第一喷嘴 206b 第一喷嘴 206c 第一喷嘴 207a 第二著墨 孔 207b 第二著墨孔 207 著墨孔 208a 第二喷嘴 208b 第二喷嘴 209 顯示像素 211a- c 著墨孔 213a- c 著墨孔 215a- C 著墨孔 401 A 第一列印頭 401B 第二列印 頭 403A 第一列印頭 403B 第二列印 頭 405A 第一列印頭 405B 第二列印 頭 407A 第一列印頭 407B 第二列印 頭 409A 第一列印頭 409B 第二列印 頭 411 A 第一列印頭 411B 第二列印 頭 413A 照相機 413B 照相機 601 喷墨列印系統 604 基板 603-625 喷墨頭 611 橋架 612 橋架 603-613 列印頭 615-625 列印頭 627-629 適當設備 629 照相機/顯微鏡 633 支撐平臺 701 真空吸座/固定 24 1328518 702 區 域 800 附 加結構 801A-C 列 印頭 803A -C 列 印頭 805 基 板 811 A 第一 橋架 815 厚 度測量系 703 真空吸座/固定區域 801-804 組 802A-C 列印頭 804A-C 列印頭 807 顯示物件 811B 第二橋架
25

Claims (1)

1328518
十、申請專利範圍： 1. 一種用於噴墨列印的系統，其至少包括： 一第一組，其包含一第一喷墨列印頭以及一第 列印頭，該第一噴墨列印頭具有用於選擇性分配一 墨的多個第一喷嘴，而該第二喷墨列印頭具有用於 分配一第二油墨的多個第二喷嘴； 一第二組，其包含一第三喷墨列印頭以及一第 列印頭，該第三喷墨列印頭具有用於選擇性分配第 的多個第三喷嘴，而該第四喷墨列印頭具有用於選 配第四油墨的多個第四喷嘴；以及 一平臺，其用於在一列印動作期間支撐該基板 基板傳送於該第一和第二組下方； 其中，該第一組適於向一基板上之一顯示像素 鄰近著墨孔（color wells)中分配該第一和第二油墨， 二組適於向一基板上之一顯示像素的各個鄰近著墨 配該第三和第四油墨。 二喷墨 第一油 選擇性 四喷墨 三油墨 擇性分 並將該 的各個 而該第 孔中分
2.如申請專利範圍第1項所述之系統，其更包含一 該平臺的照相機，且該照相機是於進行下列至少一 校準該平臺上的之該基板； 判定一墨滴之一位置；以及 計算一列印頭之一偏移量。 連接到 3.如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該平臺 一真空吸座和一固定區域（hold down region)的 者，以保持基板對準。 還包含 至少一 26 1328518 4.如 有不 該第 5 ·如 第二 6.如
印頭 的多 配第 印頭 的多 配第 7·如
四組 8 _如 一第 第三 二喷 申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第一油墨具 同於該第二油墨的顏色，並且該第三油墨具有不同於 四油墨的顏色。 申請專利範圍第1項所述之系統，其更包含： 一第一橋架，用於支撐在該基板上方之該第一組和該 組之至少一者。 申請專利範圍第5項所述之系統，其更包含： 一第三組，包括一第五喷墨列印頭以及一第六喷墨列 ，該第五喷墨列印頭具有用於選擇性分配一第五油墨 個第五喷嘴，而該第六喷墨列印頭具有用於選擇性分 六油墨的多個第六噴嘴；以及 一第四組，包含一第七喷墨列印頭以及一第八喷墨列 ，該第七喷墨列印頭具有用於選擇性分配一第七油墨 個第七喷嘴，而該第八喷墨列印頭具有用於選擇性分 八油墨的多個第八喷嘴。 申請專利範圍第6項所述之系統，其更包含： 一第二橋架，用於支撐該基板上方之該第三組和該第 之至少一者。 申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第一組包括 九喷墨列印頭，該第二組包括一第十喷墨列印頭，該 組包括一第十一喷墨列印頭，且該第四組包括一第十 墨列印頭。 27 1328518 9.如申請專利範圍第8項所述之系統，其中該第一組、第 二組、第三組和第四組任何一者中之該喷墨列印頭均適於 列印不同的顏色。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之系統，其中該第一組、第 二組、第三組和第四組之任一者中的三個列印頭係用於分 別列印紅墨、綠墨和藍墨。
11.如申請專利範圍第10項所述之系統，其中所有該第一 組、第二組、第三組和第四組適於在一列印動作期間減小 該基板在列印操作期間需要經過該第一組、第二組、第三 組和第四組下方的次數。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所述之系統，其中在一列印動 作期間係同時使用所有該第一組、第二組、第三組和第四 組。
1 3 ·如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第一和第二 橋架係排列大致平行於該平臺傳送該基板的方向。 14.如申請專利範圍第1 3項所述之系統，其中該第一組係 沿著該第一橋架與該第二組偏移一距離，且該第三組係沿 著該第二橋架與該第四組偏移一距離。 1 5. —種喷墨列印的方法，其至少包含下列步驟： 將多個第一喷墨列印頭分組爲第一組； 將多個第二喷墨列印頭分組爲第二組； 28 1328518 在一列印動作期間，沿一列印方向在該第一和第二組 下方移動一基板；以及 採用該第一組和該第二组以在該列印動作期間將油墨 分配到一基板上之一顯示物件上。 16.如申請專利範圍第15項所述之方法，其中採用該第一 组和第二組的步驟包括在該列印動作期間，使用該第一組 和該第二組中的所有多個喷墨列印頭。
17.如申請專利範圍第16項所述之方法，其更包含： 相對於該第一組和該第二組校準該基板； 判定來自該第一組和該第二組之一者中該等列印頭之 一者所分配的一墨滴位置；以及 計算分組在該第一組和該第二組之一者中一列印頭的 一偏移量。 18.如申請專利範圍第16項所述之方法，其更包含： 施加一真空力以保持一基板對準。
19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其更包含： 減少該基板在該第一和該第二組下方的移動次數，以 使油墨從該第一和該第二組分配到該基板上。 20. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中分組在該第 一組中之該多個喷墨列印頭中的各個喷墨列印頭可分配不 同顏色的油墨，且分組在該第二組中之該多個喷墨列印頭 中的各個喷墨列印頭可分配不同顔色的油墨。 29 1328518 21.如申請專利範圍第20項所述之方法，其更包含： 將多個第三喷墨列印頭分組爲一第三組； 將多個第四喷墨列印頭分組爲一第四組；以及 在該列印動作期間，採用該第三組和該第四組以 墨分配到一基板上的一顯示物件上。 將油
2 2.如申請專利範圍第21項所述之方法，其更包含： 沿著該列印方向在第一位置處排列該第一組和該 組，同時在垂直於該列印方向之一方向上偏移該第一 第二組；以及 沿著該列印方向在一第二位置處排列該第三組和 四組，同時在垂直於該列印方向之一方向上偏移該第 和第四組； 其中，沿著該列印方向之該第一位置與沿著該列 向之該第二位置不同。 第二 組和 該第 三組 印方
23.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該第一 第二組、第三組和第四組的每一者各包括三個列印頭 24. —種用於喷墨列印的裝置，包含： 一第一組，其包含一第一喷墨列印頭以及一第二 列印頭，該第一喷墨列印頭具有用於選擇性分配一第 墨的多個第一喷嘴，而該第二喷墨列印頭具有用於選 分配一第二油墨的多個第二喷嘴； 一第二組，其包含一第三喷墨列印頭以及一第四 列印頭，該第三喷墨列印頭具有用於選擇性分配一第 喷墨 一油 擇性 喷墨 三油 30 1328518 墨的多個第三喷嘴，而該第四喷墨列印頭具有用於選 分配一第四油墨的多個第四喷嘴； 其中，該第一組係用於向一基板上之一顯示像素 個鄰近著墨孔中分配該第一和第二油墨，而該第二組 向一基板上之一顯示像素的各個鄰近著墨孔中分配該 和第四油墨。 擇性 的各 適於 第三
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