TWI416591B - 熱寫系統 - Google Patents

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TWI416591B TW097138183A TW97138183A TWI416591B TW I416591 B TWI416591 B TW I416591B TW 097138183 A TW097138183 A TW 097138183A TW 97138183 A TW97138183 A TW 97138183A TW I416591 B TWI416591 B TW I416591B
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Chao Hsu Tsai
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads

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Description

熱寫系統
本發明係有關於一種熱寫系統，特別有關於一種用於圖案化的熱寫系統。
顯示器面板持續朝大尺寸化及可撓性發展。為達到快速且精確製造效果，製造方法包括黃光顯影製程、雷射製程、噴墨印刷製程和熱寫頭(thermal print head)印刷製程。
傳統黃光顯影製程為成熟的半導體主流技術，其製程複雜且自動化生產成本高。再者，CO2 雷射製程亦為目前實際採用的製程技術，然而，其必須由一條圖案(pattern)由數條圖案組成，各條圖案之間易有線痕跡，且生產速度慢，雷射熱源不穩定且品質不易控制。另一方面，噴墨印刷製程製造成本低，然而噴墨液滴不易塗佈所有材質，且液滴易揮發與歪斜，導致圖案品質不穩之問題。
美國專利US 6,498,679，揭露使用紅外線CO2 雷射源加熱，製作圖案化位相延遲膜。每次雷射掃描只加工一條細線，由相鄰的複數條細線構成具相延遲差異的圖紋。
第1圖係顯示傳統微位相延遲(micro retarder)結構的分層示意圖。於第1圖中，一微位相延遲板14包括兩個不同位相延遲的區域14a(空白區域)和14b(斜線區域)，其中斜線區域14b是經過紅外線CO2 雷射加熱處理，而空白區域14a則未經過雷射處理，形成交替相延遲不同區域的位 相延遲板。微位相延遲板14的上、下側各包括一保護層10和18，分別藉由黏結層12和16與微位相延遲板14貼合。傳統微位相延遲板14的斜線區域14b是由雷射依序掃描多線形成，因而形成速率慢且雷射熱源不穩定，更有甚者，導致線條痕跡及氣泡殘留。
本發明之一實施例提供一種熱寫系統，包括：一熱寫頭模組，其配置至少一個加熱器；一彈性調整裝置，以調整該熱寫頭模組的平整度；以及一旋轉控制裝置，控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度。
本發明另一實施例提供一種熱寫系統，包括：一熱寫頭模組，外部包覆一保護材質，該熱寫頭模組配置至少一個加熱器；一彈性調整裝置，以調整該熱寫頭模組的平整度；以及一旋轉控制裝置，控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度。
為使本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下以各實施例並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件 之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。
本發明可將熱寫技術應用在大尺寸軟板和大尺寸顯示器技術領域。本發明各實施例之熱寫技術利用一熱寫系統形成圖案化軟板結構及顯示面板。
第2圖係顯示本發明實施例所使用的熱寫裝置系統的示意圖。請參閱第2圖，熱寫裝置系統100包括一支撐座130設置於一基座110上。支撐座130利用精密軸承馬達，精確控制一熱寫平台140的移動位置。待圖案化的基板或膜固定於熱寫平台140。兩垂直軸115a和115b固定一橫樑，並由高度固定裝置116固定橫樑。一熱寫頭模組120架設並固定在橫樑下，其可與熱寫平台140上的待圖案化的工件145或膜微接觸(micro contact)。熱寫頭模組120與待圖案化的基板或膜的接觸面由一熱寫頭模組自動平整調整機構125微調，亦可藉由一旋轉控制裝置126，設置在橫樑上，以控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度。熱寫裝置系統100更包括微處理器及控制器(未繪示)具以控制熱寫頭模組120的輸出。
根據本發明實施例，熱寫裝置系統100可調整待圖案化物(例如基板上的材料層)的高度與熱寫頭模組120的相對位置(沿Z-軸方向)。熱寫頭模組120可藉由調整機構125，自動調整熱寫頭模組接觸待圖案化物時平整度。當圖 案化時，待圖案化物可由真空或其它固定方式固定於平台140上。固定於平台140上的待圖案化物，由支撐座130利用精密軸承馬達為一精密馬達驅動軸承所固定。當待圖案化物被一精密馬達軸承驅動移動時(待圖案化物可被真空吸住)，如此可獲得良好的圖紋(pattern)。
本發明實施例之熱寫裝置系統使用特殊圓形熱寫頭模組，可將各熱寫頭排列成線型(heater line)，每一熱寫頭單元將能量(energy)集中精準到所需要圖案化顯示面板或軟板上。在熱寫頭模組的上方，設有一垂直高度控制機構118或彈性調整裝置(請參見第3C圖的128b)，以控制並調整熱寫頭模組和待圖案化顯示面板或軟板之間距離。另外，亦可藉由控制待圖案化物的移動速度，而改變待圖案化物上之溫度。在熱寫頭設計上，可選擇較易圖案化平面的熱寫頭實施多點印刷，適合大面積印刷。並且，熱寫頭模組上的每一加熱單元所提供能源穩定又集中。再者，可將熱寫頭固定(不移動)，以極接近待圖案化物的方式印刷。如此印刷出來的圖案邊緣清晰。
第3A圖顯示根據本發明之一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖，第3B圖係顯示第3A圖的熱寫頭模組的剖面示意圖。請參閱第3A圖，一熱寫頭模組120a配置至少一個點加熱器122。根據本發明之一實施例，該熱寫頭模組120a配置複數個點加熱器，且該複數個加熱器可排列成線性，或者該複數個加熱器可排列成矩陣形式，然非限定於此，該些複數個加熱器亦可成交錯排列，如第3C圖所示。 根據本發明另一實施例，一彈性調整裝置128設置於該熱寫頭模組120a上，以調整該熱寫頭模組的平整度。該彈性調整裝置128可為一單一構件調整該熱寫頭模組的整體的平整度。請參閱第3B圖，各個加熱器之間具有一間隙123，加熱器的寬度和間隙123的和定義成間距P。該間距P的範圍大抵介於10微米(μm)至2000微米(μm)之間。
第3C圖顯示根據本發明另一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖。於第3C圖中，熱寫頭模組120b的各加熱器122b為彼此獨立。該彈性調整裝置包括複數個彈性體128b，各別對應一加熱器122b，以各別地調整每一個加熱器122b的平整度。例如，當相鄰的加熱器具有一高度差Δh時，彈性體128b會自動調整使每一個加熱器122b與待圖案化基板的接觸面，達到完全平整。
第4圖顯示根據本發明另一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖。當各個加熱器之間的間距P大於欲圖案化圖紋144的間距時，可藉由一旋轉控制裝置(請參見第2圖的126)，控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度θ，使得各個加熱器之間的該間距沿一移動方向的投影值等於一待圖案化圖紋144的間距。
應注意的是，上述本發明實施例藉由熱寫法，圖案化的速度快、效率高、品質佳、易控制且熱源穩定、易達成大面積化製程生產且可應用自動化捲軸至捲軸(roll-to-roll)製程。
第5圖係顯示根據本發明實施例之捲軸至捲軸(roll-to -roll)製程的示意圖。於第5圖中，將軟性基板410，例如高分子基板，以捲軸430至捲軸440的型式，並利用一熱寫頭模組420，固定於特定位置，因此控制捲軸的轉動速率，即可達成連續式大面積化的圖案化結構的製作。
根據本發明實施例，藉由熱寫頭(thermal print head)上的加熱體熱能集中、穩定及可個別控制的特性，可應用在3D位相延遲板、ITO電極基板及軟板光阻等領域。
第6A和6B圖係顯示利用第2圖的熱寫系統製造的3D影像位相延遲板的示意圖。請參閱第6A圖，待圖案化膜(例如一高分子膜)500a被熱寫頭模組加熱形成一圖案化區域520和一非圖案化區域510，做為三維(3D)影像顯示器的位相延遲板。圖案化區域520可為週期的條紋，亦可為寬度不同的條紋520a和520b，如第6B圖所示。又或者，圖案化區域可為其他形狀如格子狀。
第7A-7C圖係顯示利用第2圖的熱寫系統製造的ITO電極基板各步驟的剖面示意圖。請參閱第7A圖，首先，提供一基板610，並形成一ITO電極層620於其上。將熱寫頭模組630自該基板610的一端(左端)移向另一端(右端)，使其形成一圖案化ITO電極區域622，例如加熱轉變成結晶化的材質，如第7B圖所示。
請參閱第7C圖，移除非圖案化區域620，留下圖案化的ITO電極區域622，完成ITO電極基板的製作。
本發明實施例採用熱寫頭模組，其具有集中穩定能量的特性，可應用在ITO軟板結構取代傳統黃光製程製作方 法。
本發明雖以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
 習知部分(第1圖)
10和18‧‧‧保護層
12和16‧‧‧黏結層
14‧‧‧微位相延遲板
14a和14b‧‧‧不同位相延遲的區域
本案部分(第2~8C圖)
100‧‧‧熱寫裝置系統
110‧‧‧基座
115a和115b‧‧‧垂直軸
116‧‧‧高度固定裝置
118‧‧‧垂直高度控制機構
120‧‧‧熱寫頭模組
120a、120b‧‧‧熱寫頭模組
122‧‧‧點加熱器
123‧‧‧間隙
125‧‧‧自動平整調整機構
126‧‧‧旋轉控制裝置
128、128b‧‧‧彈性調整裝置
130‧‧‧支撐座
140‧‧‧熱轉寫平台
144‧‧‧欲圖案化圖紋
145‧‧‧待圖案化的工件
P‧‧‧間距
Δh‧‧‧加熱器間的高度差
410‧‧‧軟性基板
420‧‧‧熱轉寫頭模組
430和440‧‧‧捲軸
500a‧‧‧待圖案化膜
510‧‧‧非圖案化區域
520‧‧‧圖案化區域
520a和520b‧‧‧寬度不同的條紋
610‧‧‧基板
620‧‧‧ITO電極層
622‧‧‧圖案化區域
630‧‧‧熱寫頭模組
第1圖係顯示傳統微位相延遲(micro retarder)結構的分層示意圖；第2圖係顯示本發明實施例所使用的熱寫裝置系統的示意圖；第3A圖顯示根據本發明之一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖；第3B圖係顯示第3A圖的熱寫頭模組的剖面示意圖；第3C圖顯示根據本發明另一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖；第4圖顯示根據本發明另一實施例的熱寫頭模組的立體示意圖；第5圖係顯示根據本發明實施例之捲軸至捲軸(roll-to-roll)製程的示意圖；第6A和6B圖係顯示利用熱寫裝置製造的3D影像位相延遲板的示意圖；以及第7A-7C圖係顯示利用熱寫裝置製造的ITO電極基板各步驟的剖面示意圖。
100‧‧‧熱寫裝置系統
110‧‧‧基座
115a和115b‧‧‧垂直軸
116‧‧‧高度固定裝置
118‧‧‧垂直高度控制機構
120‧‧‧熱寫頭模組
125‧‧‧自動平整調整機構
126‧‧‧旋轉控制裝置
130‧‧‧支撐座
140‧‧‧熱寫平台
145‧‧‧待圖案化的工件

Claims (14)

  1. 一種熱寫系統，包括：一熱寫頭模組，其配置複數個加熱器；一彈性調整裝置，以調整該熱寫頭模組的平整度；以及一旋轉控制裝置，控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度，其中該彈性調整裝置包括複數個彈性體，各別對應一加熱器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱寫系統，其中該複數個加熱器以線性排列。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱寫系統，其中該複數個加熱器以矩陣排列。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱寫系統，其中各個加熱器之間具有一間距。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之熱寫系統，其中該間距的範圍大抵介於10微米(μm)至2000微米(μm)之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之熱寫系統，其中該旋轉控制裝置控制該熱寫頭模組旋轉，使得各個加熱器之間的該間距沿一移動方向的投影值等於一待圖案化圖紋的間距。
  7. 一種熱寫系統，包括：一熱寫頭模組，外部包覆一保護材質，該熱寫頭模組配置複數個加熱器；一彈性調整裝置，以調整該熱寫頭模組的平整度；以 及一旋轉控制裝置，控制該熱寫頭模組旋轉一特定角度，其中該彈性調整裝置包括複數個彈性體，各別對應一加熱器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之熱寫系統，其中該複數個加熱器以線性排列。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之熱寫系統，其中該複數個加熱器以矩陣排列。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之熱寫系統，其中各個加熱器之間具有一間距。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之熱寫系統，其中該間距的範圍大抵介於10微米(μm)至2000微米(μm)之間。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之熱寫系統，其中該旋轉控制裝置控制該熱寫頭模組旋轉，使得各個加熱器之間的該間距沿一移動方向的投影值等於一待圖案化圖紋的間距。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之熱寫系統，更包括：一支撐座設置於一基座上，該支撐座利用一精密軸承馬達，精確控制一熱寫平台的移動位置；一待圖案化工件固定於該熱寫平台上；兩垂直軸固定於一橫樑，並由一高度固定裝置固定該橫樑；以及該熱寫頭模組架設並固定在該橫樑下，且與該待圖案化工件微接觸。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之熱寫系統，更包括一微處理器及一控制器以控制該熱寫頭模組的輸出。
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