TWI701156B - 列印裝置、熱印頭結構及熱印頭結構之製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種熱印頭結構包含一固定電極層、一可動電極層、一保護層組、複數個分隔件及一發熱源。固定電極層包含一固定電極線。可動電極層相對固定電極層，包含一可撓性電極線。可撓性電極線與固定電極線相互交錯。保護層組覆蓋固定電極層與可動電極層。這些個分隔件位於固定電極層與保護層組之間，以致於固定電極層與可動電極層之間定義出一間隙。間隙對齊可撓性電極線與固定電極線之相互交錯處。發熱源用以對固定電極層加熱。當固定電極線與可撓性電極線之間產生壓差時，可動電極層經由間隙接觸固定電極層。
Description
本發明有關於一種列印裝置，尤指一種具有熱印頭結構之列印裝置及其熱印頭結構。
按，採用熱能轉印原理之印表機主要係利用熱印頭(thermal print head，TPH)元件來加熱色帶，使色帶上的染料氣化，而轉印到被轉印物(例如紙或塑膠片)上來形成連續的色階。
一般來說，習知熱印頭元件包含依序層疊之基板、釉面層、發熱電阻層、電極層與保護層組。當熱印頭元件執行轉印處理時，感熱紙等之被轉印物抵接於保護層組上以致能夠進行相對移動。此時，在發熱電阻層所發生之熱傳達至被轉印物而執行所欲之轉印。
然而，習知熱印頭元件的層疊結構之製程過程相當複雜，無助成本與功效的簡化，而且，習知熱印頭元件之釉
面層燒結溫度過高，承載基板必須為陶瓷或矽晶材料，導致目前市售熱印頭模組的尺寸最大僅能達12吋左右，無法持續提供更大尺寸之熱印頭模組，或無法一次性產出大型尺寸的印刷產品。
本發明之一目的在於提供一種列印裝置、熱印頭結構及熱印頭結構之製造方法，用以改善熱印頭元件的功效，進而提高整體轉印效益。
本發明之另一目的在於提供一種列印裝置、熱印頭結構及熱印頭結構之製造方法，用以提供具有大尺寸基板的熱印頭模組，以解決上述熱能轉印原理之印表機無法大型化，或無法一次性產出大型尺寸的印刷產品的缺點。
本發明之一實施例提供了一種熱印頭結構。熱印頭結構包含一基板、一固定電極層、至少一可動電極層、一保護層組、複數個分隔件及一發熱源。固定電極層位於基板上，包含至少一固定電極線。可動電極層相對固定電極層，包含一可撓性電極線。可撓性電極線與固定電極線相互交錯。保護層組覆蓋基板、固定電極層與可動電極層。這些分隔件位於固定電極層與保護層組之間，以致於固定電極層與可動電極層之間定義出至少一間隙。間隙對齊可撓性電極線與固定電極線之相互交錯處。發熱源用以透過基板對固定電極層加熱。故，當固定電極線與可撓性電極線之間產生一第一壓差時，可動電極層之一部分進入間隙且實體接觸固定電極層；當固定電極線與可
動電極層之間產生一第二壓差時，可動電極層之部分退出間隙，且第二壓差小於第一壓差。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，固定電極層更包含一第一介電層。固定電極線配置於基板之一面，且第一介電層覆蓋固定電極線以及基板之此面。可動電極層更包含一第二介電層。可撓性電極線夾合於第二介電層與保護層組之間。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，保護層組包含至少一第一保護膜與多個第二保護膜，第一保護膜位於其中二相鄰之第二保護膜之間，且位於可動電極層上。第一保護膜對每個第二保護膜為可相對位移的。這些第二保護膜分別位於分隔件相對固定電極層之一側。可撓性電極線夾合於第二介電層與第一保護膜之間。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，發熱源位於基板背對固定電極層之一面。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，間隙之高度為100微米~110微米之間。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，第一壓差為6~10伏，第二壓差為0~4伏。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之熱印頭結構中，基板為一玻璃基板，基板亦可使用陶瓷或矽晶材料。
本發明之另一實施例提供了一種列印裝置。列印裝置包含一放置部、一如上述之熱印頭結構、一色帶與一電壓源。放置部用以放置一被轉印物。色帶位於放置部與熱印頭結構之間，且位於保護層組相對固定電極層之一面。電壓源分別
電連接固定電極線與可撓性電極線。如此，當固定電極線與可撓性電極線之間產生第二壓差時，退出間隙之可動電極層之此部分透過保護層組熱壓色帶，並使色帶之墨料轉印至被轉印物上。
本發明之另一實施例提供了一種列印裝置。列印裝置包含一微機電系統開關組件、一色帶與一電壓源。微機電系統開關組件包含一第一側面、一第二側面及複數個轉印開關。第二側面相對第一側面。轉印開關依據一陣列方式排列於第一側面與第二側面之間。每個轉印開關包含一固定電極區、一可動電極區與一間隙。間隙位於可動電極區與固定電極區之間，且可動電極區為可移動地位於間隙內。發熱源位於第一側面。色帶位於第二側面。電壓源電連接這些轉印開關，用以切換任一轉印開關，以致可動電極區經由間隙移至固定電極區及色帶其中之一。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，微機電系統開關組件包含一基板、一固定電極層、複數個可動電極層、一保護層組及複數個分隔件。基板熱連接發熱源之一面。固定電極層包含複數個固定電極線。這些固定電極線分別位於基板背對發熱源之一面。這些可動電極層分別具有一可撓性電極線。每個可撓性電極線與每個固定電極線相互交錯。保護層組覆蓋基板、固定電極層與這些可動電極層，且熱連接色帶。這些分隔件位於固定電極層與保護層組之間，以致任一個可撓性電極線與固定電極線之相互交錯處對齊其中一間隙，且形成上述其中一轉印開關。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝
置中，列印裝置更包含一控制單元。控制單元電連接電壓源，用以依據一執行訊號控制電壓源對特定之其中一固定電極線與其中一可撓性電極線供電，以致對應之轉印開關之固定電極區與可動電極區之間產生壓差。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，當轉印開關之固定電極區與可動電極區之間產生一第一壓差時，轉印開關之可動電極區移入間隙且實體接觸固定電極層，以接受發熱源之加熱；當轉印開關之固定電極區與可動電極區之間產生一第二壓差時，轉印開關之可動電極區退出間隙以熱連接色帶，其中第二壓差小於第一壓差。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，控制單元更控制電壓源提高轉印開關之固定電極區與可動電極區之間的第一壓差，以強化可動電極區對固定電極區之壓合程度。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，控制單元更控制電壓源降低轉印開關之固定電極區與可動電極區之間的第二壓差，以強化可動電極區對色帶之壓合程度。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，固定電極層更包含一第一介電層，且第一介電層覆蓋這些固定電極線以及基板背對發熱源之此面。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝置中，每個可動電極層更包含一第二介電層。其中一可撓性電極線夾合於第二介電層與保護層組之間。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之列印裝
置中，每個間隙之高度為100微米~110微米之間。
本發明之另一實施例提供了一種熱印頭結構之製造方法。製造方法包含步驟如下。提供一基板；形成一固定電極層於基板上，其中固定電極層包含複數個固定電極線；形成一犧牲層於固定電極層上；形成複數個分隔件於犧牲層內，其中這些分隔件依據一陣列方式間隔排列於犧牲層內；形成複數個可動電極層於犧牲層相對固定電極層之一面，其中每個可動電極層包含一可撓性電極線，且每個可撓性電極線與每個固定電極線相互交錯；形成一保護層組以覆蓋基板、固定電極層與這些可動電極層；以及移除犧牲層，使得這些分隔件於固定電極層與可動電極層之間分隔出複數個間隙。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，移除犧牲層，更包含步驟如下。透過蝕刻氣體蝕刻犧牲層，使得犧牲層成為氣體產物；以及透過一抽氣裝置將氣體產物抽離固定電極層與保護層組之間，以分隔出這些間隙。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，製造方法更包含配置一發熱源於基板背對固定電極層之一側。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施例及相關圖式中詳細介紹。
10‧‧‧熱印頭結構
91~96‧‧‧步驟
100‧‧‧基板
101‧‧‧底面
102‧‧‧頂面
200‧‧‧固定電極層
210、211、212‧‧‧固定電極線
220‧‧‧第一介電層
300‧‧‧可動電極層
310‧‧‧可撓性電極線
311、312‧‧‧一部分
320‧‧‧第二介電層
400‧‧‧保護層組
410‧‧‧第一保護膜
420‧‧‧第二保護膜
430‧‧‧外側壁
440‧‧‧分隔件
500‧‧‧微機電系統開關組件
510‧‧‧轉印開關
511‧‧‧固定電極區
512‧‧‧可動電極區
600‧‧‧列印裝置
610‧‧‧放置部
611‧‧‧被轉印物
611B‧‧‧墨色區域
611W‧‧‧空白區域
611P‧‧‧圖案
620‧‧‧色帶
700‧‧‧控制單元
800‧‧‧基板
810‧‧‧金屬膜
811‧‧‧固定電極線
820‧‧‧第一介電層
830‧‧‧犧牲材料
840‧‧‧犧牲層
841‧‧‧塊體
842‧‧‧空隙
850‧‧‧分隔材料
851‧‧‧分隔件
860‧‧‧另一介電膜
861‧‧‧第二介電層
870‧‧‧另一金屬膜
871‧‧‧可撓性電極線
880‧‧‧保護材料
881‧‧‧第一保護膜
882‧‧‧第二保護膜
883‧‧‧外側壁
AA‧‧‧線段
BB‧‧‧線段
G‧‧‧間隙
H‧‧‧高度
M‧‧‧區域
P1‧‧‧第一臨界點
P2‧‧‧第二臨界點
P3‧‧‧第三臨界點
P4‧‧‧第四臨界點
S‧‧‧發熱源
V‧‧‧電壓源
X、Y、Z‧‧‧軸方向
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭結構之上視圖；第2圖繪示第1圖沿AA線段所製成之剖視圖；第3圖繪示第1圖沿BB線段所製成之剖視圖；第4圖繪示第1圖之區域M之操作示意圖；第5圖繪示依照本發明一實施例之列印裝置之示意圖；第6A圖為第5圖之列印裝置於蓄熱階段內之操作示意圖；第6B圖為第5圖之列印裝置於墨印階段內之操作示意圖；第6C圖為第5圖之列印裝置所產出之被轉印物的示意圖；第7A圖~第7B圖分別為第6A圖之列印裝置於蓄熱階段內之電壓-間距關係圖；第8A圖~第8B圖分別為第6B圖之列印裝置於墨印階段內之電壓-間距關係圖；第9圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭結構之製造方法的流程圖；第10A圖~第10C圖分別為第9圖之步驟91之細部步驟之結構側視圖；第11A圖~第11B圖分別為第9圖之步驟92之細部步驟之結構側視圖；第12A圖~第12B圖分別為第9圖之步驟93之熱印頭結構之結構側視圖；第13A圖~第13E圖分別為第9圖之步驟94之細部步驟之結構側視圖；以及第14A圖~第14C圖分別為第9圖之步驟95之細部步驟之結構側視圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭結構10之上視圖。第2圖繪示第1圖沿AA線段所製成之剖視圖。第3圖繪示第1圖沿BB線段所製成之剖視圖，且BB線段與AA線段彼此正交。如第1圖至第3圖所示(第1圖為透視保護層組400觀看熱印頭結構10之示意圖)，此種熱印頭結構10包含一發熱源S、一基板100、一固定電極層200、一保護層組400、複數個可動電極層300及複數個分隔件440。基板100包含相對之底面101與頂面102。底面101與頂面102分別為基板100之最大主面。固定電極層200配置於基板100之頂面102，且位於可動電極層300與基板100之間。固定電極層200包含複數個固定電極線210，這些固定電極線210間隔配置於基板100之頂面102。這些可動電極層300間隔配置於同一平面上，且每個可動電極層300相對固定電極層200配置。此些可動電極層300間隔配置，且每個可動電極層300沿著一長軸方向(如Y軸方向)直線延伸。每個可動電極層300包含一可撓性電極線310。此些可撓性電極線310與此些固定電極線210相互交錯。例如，這些
固定電極線210彼此平行排列，這些可撓性電極線310彼此平行排列，且每個可撓性電極線310之長軸方向(如Y軸方向)與每個固定電極線210之長軸方向(如X軸方向)彼此正交。
保護層組400覆蓋基板100之頂面102、這些分隔件440、固定電極層200與可動電極層300。這些分隔件440位於固定電極層200與保護層組400之間，以致於固定電極層200與可動電極層300之間定義出多個間隔配置之間隙G，這些間隙G間隔配置於同一平面上。舉例來說，每個間隙G之高度H為100微米~110微米之間。每個間隙G對齊其中一可撓性電極線310與其中一固定電極線210之相互交錯處。發熱源S用以透過基板100對固定電極層200加熱。例如，發熱源S位於基板100背對固定電極層200之一面，即基板100之底面101，發熱源S直接接觸基板100之底面101，用以將熱能傳導至基板100與固定電極層200。然而，本發明不限於發熱源S之配置位置。如此，透過以上架構，熱印頭結構10的功效可以被改善，進而提高整體轉印效益。
第4圖繪示第1圖之區域M之操作示意圖。如第2圖至第4圖所示，第4圖中具有左方之固定電極線211、右方之固定電極線212以及位於其下方之可動電極層300。故，當一電壓源V只對可動電極層300內之可撓性電極線310與右方之固定電極線212施予供電，使得可撓性電極線310與固定電極線212之間產生一第一壓差時，可動電極層300對應固定電極線212之一部分312凹入間隙G，並且於間隙G內實體接觸固定電極層200。更具體地，可動電極層300之此部分312受到固定電
極線212之吸引，使得可動電極層300與固定電極線212交錯之部分312實體接觸固定電極層200，例如，可動電極層300之此部分312經由間隙G被吸附至固定電極層200上，以接受發熱源S之蓄熱。如此，此時稱熱印頭結構10進入蓄熱階段。
另一方面，當電壓源V對可動電極層300之可撓性電極線310與左方之固定電極線211停止供電，或者，至少降低電量時，使得可動電極層300之可撓性電極線310與左方之固定電極線211之間產生一小於第一壓差之第二壓差時，可動電極層300對應固定電極線211之一部分311退出間隙G之外，意即，可動電極層300因回復彈力從固定電極層200經由間隙G返回可動電極層300之部分311被吸附前之原位，以便熱壓任一色紙。如此，此時稱熱印頭結構10進入墨印階段。
更具體地，在本實施方式中，固定電極層200更包含一第一介電層220。第一介電層220覆蓋所有固定電極線210以及基板100之頂面102，且第一介電層220位於任二相鄰之固定電極線210之間。第一介電層220用以保護所有固定電極線210。舉例來說，第一介電層220包含二氧化矽、氮化矽或類似材料，固定電極線210包含鋁、銅或類似材料。
此外，每個可動電極層300更包含一第二介電層320。第二介電層320將可撓性電極線310固定於保護層組400上，且每個可動電極層300之可撓性電極線310被夾合於第二介電層320與保護層組400之間，以受到第二介電層320之保護。每個可撓性電極線310沿Y軸方向覆蓋第二介電層320與這些間隙G，且每個可撓性電極線310之二相對端皆沿Z軸方向延
伸至基板100且連接基板100之頂面102(第2圖)。舉例來說，第二介電層320為二氧化矽、氮化矽或類似材料，可撓性電極線310包含鋁、銅或類似材料。
這些分隔件440依據一陣列方式(例如矩陣或棋盤式)排列於固定電極層200與保護層組400之間。每個固定電極線210沿著X軸位於任二排分隔件440之間。每個可撓性電極線310沿著Y軸位於任二列分隔件440之間。例如，每四個分隔件440定義出一個間隙G。保護層組400包覆基板100之頂面102、所有分隔件440、固定電極層200與可動電極層300。
保護層組400包含多個第一保護膜410、多個第二保護膜420與多個外側壁430。每個第一保護膜410位於其中二相鄰之第二保護膜420之間，且位於可動電極層300上，且每個可撓性電極線310夾合於對應之第二介電層320與第一保護膜410之間。第一保護膜410得以隨著可動電極層300一同移動，意即，第一保護膜410對每個第二保護膜420為相對可位移的。每個第二保護膜420分別位於其中一分隔件440相對固定電極層200之一側。保護層組400之這些外側壁430皆沿Z軸方向延伸至基板100，且立設於基板100之頂面102，且第一保護膜410、第二保護膜420、分隔件440與間隙G皆位於任二個外側壁430之間。
舉例來說，保護層組400與分隔件440分別包含氮氧化矽或類似材料。保護層組400與分隔件440之材料可以相同或不同。再者，在本實施方式中，基板100為高蓄熱基板100。第一壓差例如為6~10伏，第二壓差例如為0~4伏、1~4
伏、2~4伏，或者0伏。
在本實施方式中，上述熱印頭結構10包含微機電系統(Micro Electro Mechanical System，MEMS)開關組件500。微機電系統開關組件500是依據微機電系統(MEMS)技術整合到一個單一或多晶片上之微系統，且微機電系統(MEMS)開關組件500包含複數個轉印開關510。轉印開關510依據一陣列方式水平排列。每個轉印開關510包含一固定電極區511、一可動電極區512與一間隙G。間隙G位於可動電極區512與固定電極區511之間，且可動電極區512為可移動地位於間隙G內。任一個上述轉印開關510形成於其中一個可撓性電極線310與固定電極線210之相互交錯處(即分別對齊間隙G之固定電極區511與可動電極區512)。微機電系統(MEMS)開關組件500之二相對側面分別對應基板100與保護層組400。
如此，當可動電極層300上述之凹入部分經由間隙G實體接觸固定電極層200時，轉印開關510之可動電極區512經由間隙G實體接觸固定電極區511，反之，當可動電極層300之凹入部分經由間隙G退回原位時，轉印開關510之可動電極區512透過間隙G退回原位。
需了解到，微機電系統開關是由半導體製造技術所製成的微小結構體構成的開關。微機電系統開關之可動電極具有單臂樑或雙臂樑、膜片型等結構，且微機電系統開關的接通/斷開方式不限，例如使用靜電力或磁力等來進行。然而，本發明不限於此，本發明不限微機電系統開關之種類。
第5圖繪示依照本發明一實施例之列印裝置600之
示意圖。如第2圖與第5圖所示，列印裝置600包含一放置部610、一色帶620、一控制單元700、上述之熱印頭結構10與電壓源V。放置部610用以放置一被轉印物611。被轉印物611例如為紙或塑膠片。色帶620位於放置部610與熱印頭結構10之間，且位於保護層組400相對發熱源S之一面，以接觸熱印頭結構10之保護層組400。色帶620例如為熱昇華色帶或其他熱轉印色帶。電壓源V分別電連接固定電極層200之所有固定電極線210以及所有可動電極層300之可撓性電極線310。控制單元700電連接電壓源V與發熱源S，用以依據特定之執行訊號控制發熱源S透過基板100對固定電極層200加熱以及於熱印頭結構10之微機電系統開關組件500之對應轉印開關510之固定電極區511與可動電極區512之間(第3圖)產生壓差。
如此，第6A圖為第5圖之列印裝置600於蓄熱階段內之操作示意圖。如第5圖與第6A圖所示，當控制單元700收到一蓄熱階段之執行訊號，電壓源V受到控制單元700之控制而對所有固定電極線210(第2圖)與所有可撓性電極線310(第3圖)供電，使得所有轉印開關510之可動電極區512(第3圖)皆於間隙G內實體接觸對應之固定電極區511(即固定電極層200，第3圖)，故，每個可動電極區512得以受到對應之固定電極區511(即固定電極層200)之加熱。
第6B圖為第5圖之列印裝置600於墨印階段內之操作示意圖。如第5圖與第6B圖所示，在完成蓄熱階段後，當控制單元700收到一墨印階段之執行訊號，電壓源V受到控制單元700之控制而只對特定之若干個可撓性電極線310與固定
電極線210供電，使得對應之轉印開關510之可動電極區512皆從間隙G內返回原位，且實體接觸色帶620，進而將色帶620之墨料熱轉印至被轉印物611(第6C圖)上。
第6C圖為第5圖之列印裝置600所產出之被轉印物611的示意圖。如此，如第6B圖與第6C圖所示，由於特定轉印開關510之可動電極區512實體熱壓色帶620，並透過色帶620於被轉印物611上印出一墨色區域611B，且無接觸色帶620之其餘轉印開關510便對被轉印物611留下空白區域611W，故，一預定圖案611P便能夠呈現於被轉印物611上(第6C圖)上。
第7A圖~第7B圖分別為第6A圖之列印裝置於蓄熱階段內之電壓-間距關係圖。如第2圖與第7A圖所示，為避免轉印開關510之可動電極區512在蓄熱階段內不夠緊貼固定電極區511(即固定電極層200)而導致蓄熱效果不佳，故，當固定電極線210與可撓性電極線310在蓄熱階段內受到供電至第一壓差之第一臨界點P1時，控制單元700更控制電壓源V提高第一壓差(第5圖)，使其從第一臨界點P1提高至第二臨界點P2(第7B圖)，例如從8伏上升至10伏，從而增加轉印開關510之可動電極區512移至固定電極層200之位移、強化可動電極區512對固定電極區511之壓合程度，更確保轉印開關510之可動電極區512接受蓄熱之效能。
第8A圖~第8B圖分別為第6B圖之列印裝置600於墨印階段內之電壓-間距關係圖。如第5圖與第8A圖所示，為避免轉印開關510之可動電極區512在墨印階段內不夠緊貼色
帶，故，當到達墨印階段時，亦即，固定電極線210與可撓性電極線310受到供電至第二壓差之第三臨界點P3時，控制單元700更控制電壓源V降低第二壓差(第5圖)，使其從第三臨界點P3降低至第四臨界點P4(第8B圖)，例如從3伏降至2伏，使其更消除轉印開關510之可動電極區512受到固定電極層200之吸力，意即，可動電極層300之回復彈力更能夠將可動電極層300拉回可動電極層300被吸附前之原位，進而強化可動電極區512對色帶620之壓合程度，故更確保轉印開關510之可動電極區512對色帶620熱壓之效能。
第9圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭結構10之製造方法的流程圖。如第9圖所示，熱印頭結構10之製造方法包含步驟91~步驟96如下。在步驟91中，提供一基板，且形成一固定電極層於基板上，固定電極層包含多個固定電極線。在步驟92中，形成一犧牲層於固定電極層上。在步驟93中，形成多個分隔件於犧牲層內，且這些分隔件依據一陣列方式間隔排列於犧牲層內。在步驟94中，形成多個可動電極層於犧牲層相對固定電極層之一面，且每個可動電極層包含一可撓性電極線，可撓性電極線與固定電極線相互交錯。在步驟95中，形成一保護層組以分別覆蓋基板、固定電極層與這些可動電極層。在步驟96中，移除犧牲層，使得這些分隔件於固定電極層與可動電極層之間分隔出多個間隙。
第10A圖~第10C圖分別為第9圖之步驟91之其中一細部步驟之結構側視圖。更具體地，如第10A圖至第10C圖所示，步驟91更包含多個細部步驟，如下。依據鍍膜方式，將
一金屬膜810形成於基板800上(第10A圖)，接著，對基板800上之金屬膜810進行微影、蝕刻及光阻去除等製程，使得這些固定電極線811分別間隔排列於基板800上(第10B圖)。依據鍍膜方式，將一介電膜形成於基板800上，接著，透過微影、蝕刻及光阻去除之製程，使得一第一介電層820形成於基板800上，且第一介電層820覆蓋所有固定電極線811以及基板800之頂面102(第10C圖)。
第11A圖~第11B圖分別為第9圖之步驟92之細部步驟之結構側視圖，其中第11B圖為第11A圖之側視圖。更具體地，如第11A圖至第11B圖所示，步驟92更包含多個細部步驟，如下。依據鍍膜方式，形成一犧牲材料830於基板800與固定電極層200上；接著，透過微影、蝕刻及光阻去除之製程，使得多個塊體841(共稱犧牲層840)間隔排列形成於固定電極層200上，且這些塊體841之間分別具有空隙842。舉例來說，犧牲材料830為鉬(Mo)或其他類似材料。
第12A圖~第12B圖分別為第9圖之步驟93之熱印頭結構10之結構側視圖。更具體地，如第12A圖至第12B圖所示，步驟93更包含多個細部步驟，如下。依據鍍膜方式，形成一分隔材料850於基板800、犧牲層840與固定電極層200上(第12A圖)；接著，透過微影、蝕刻及光阻去除之製程，使得上述分隔件851間隔排列形成於固定電極層200上，且分別位於空隙842內(第12B圖)。舉例來說，分隔材料850包含氮氧化矽或類似材料。
第13A圖~第13E圖分別為第9圖之步驟94之細部
步驟之結構側視圖，其中第13C圖為第13B圖之側視圖。更具體地，如第13A圖至第13E圖所示，步驟94更包含多個細部步驟，如下。依據鍍膜方式，將另一介電膜860形成於基板800、固定電極層200、犧牲層840及分隔件851上(第13A圖)，接著，對另一介電膜860進行微影、蝕刻及光阻去除等製程，使得多個第二介電層861分別形成於犧牲層840之這些塊體841上，且每個第二介電層861位於任二個分隔件851之間(第13B圖與第13C圖)，接著，依據鍍膜方式，將另一金屬膜870形成於基板800、固定電極層200、犧牲層840、第二介電層861及分隔件851上(第13D圖)，接著，透過微影、蝕刻及光阻去除之製程，使得這些可撓性電極線871分別位於第二介電層861上(第13E圖)。
第14A圖~第14C圖分別為第9圖之步驟95之細部步驟之結構側視圖，其中第14C圖為第14B圖之側視圖。更具體地，如第14A圖至第14C圖所示，步驟95更包含多個細部步驟，如下。依據鍍膜方式，將一保護材料880形成於基板800、固定電極層200、犧牲層840及可動電極層300上(第14A圖)，接著，對保護材料880進行微影、蝕刻及光阻去除等製程，使得多個第一保護膜881分別形成於可動電極層300上、多個上述第二保護膜882分別形成於分隔件851上以及多個外側壁883分別形成基板800上(第14B圖及第14C圖)。
更具體地，步驟96更包含多個細部步驟，如下。如第14B圖至第14C圖所示，形成至少一穿孔(圖中未示)於其中一外側壁883上以接通犧牲層840；從穿孔注入蝕刻氣體至
犧牲層840內部，藉由蝕刻氣體蝕刻犧牲層840之這些塊體841，使得犧牲層840完全化為氣體產物；接著，透過一抽氣裝置(圖中未示)將氣體產物完全抽離，以於固定電極層200與保護層組400之間分隔出這些間隙G(第2圖與第3圖)。舉例來說，蝕刻氣體包含二氟化氙(3XeF2)或類似材料，氣體產物為氙(Xe)以及六氟化鉬(MoF6)。
最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本發明中。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。
10:熱印頭結構
100:基板
102:頂面
200:固定電極層
210:固定電極線
220:第一介電層
300:可動電極層
440:分隔件
500:微機電系統開關組件
510:轉印開關
AA:線段
BB:線段
M:區域
X、Y:軸方向
Claims (19)
- 一種熱印頭結構，包含：一基板；一固定電極層，位於該基板上，包含至少一固定電極線；至少一可動電極層，相對該固定電極層，包含一可撓性電極線，該可撓性電極線與該固定電極線相互交錯；一保護層組，覆蓋該基板、該固定電極層與該可動電極層；複數個分隔件，位於該固定電極層與該保護層組之間，以致於該固定電極層與該可動電極層之間定義出至少一間隙，該間隙對齊該可撓性電極線與該固定電極線之相互交錯處；以及一發熱源，用以透過該基板對該固定電極層加熱，其中，當該固定電極線與該可撓性電極線之間產生一第一壓差時，該可動電極層之一部分進入該間隙且實體接觸該固定電極層，當該固定電極線與該可動電極層之間產生一第二壓差時，該可動電極層之該部分退出該間隙，其中該第二壓差小於該第一壓差。
- 如請求項1所述之熱印頭結構，其中該固定電極層更包含一第一介電層，該固定電極線配置於該基板之一面，且該第一介電層覆蓋該固定電極線以及該基板之該面，該可動電極層更包含一第二介電層，該可撓性電極線夾合於該第二介電層與該保護層組之間。
- 如請求項2所述之熱印頭結構，其中該保護層組包含：至少一第一保護膜，位於其中二相鄰之該些第二保護膜之間，且位於該可動電極層上；以及複數個第二保護膜，分別位於該些分隔件相對該固定電極層之一側，其中該可撓性電極線夾合於該第二介電層與該第一保護膜之間，且該第一保護膜對每一該些第二保護膜為可相對位移的。
- 如請求項1所述之熱印頭結構，其中該發熱源位於該基板背對該固定電極層之一面。
- 如請求項1所述之熱印頭結構，其中該間隙之高度為100微米~110微米之間。
- 如請求項2所述之熱印頭結構，其中該第一壓差為6~10伏，該第二壓差為0~4伏。
- 如請求項1所述之熱印頭結構，其中該基板為一玻璃基板、一陶瓷基板或一矽晶材料基板。
- 一種列印裝置，包含：一放置部，用以放置一被轉印物；一如請求項1所述之熱印頭結構；一色帶，位於該放置部與該熱印頭結構之間，且位於該 保護層組相對該固定電極層之一面；以及一電壓源，分別電連接該固定電極線與該可撓性電極線，其中，當該固定電極線與該可撓性電極線之間產生該第二壓差時，退出該間隙之該可動電極層之該部分透過該保護層組熱壓該色帶，並使該色帶之墨料轉印至該被轉印物上。
- 一種列印裝置，包含：一微機電系統開關組件，包含：一第一側面；一第二側面，相對該第一側面；以及複數個轉印開關，依據一陣列方式排列於該第一側面與該第二側面之間，每一該些轉印開關包含一固定電極區、一可動電極區與一間隙，該間隙位於該可動電極區與該固定電極區之間，且該可動電極區為可移動地位於該間隙內，該微機電系統開關組件更包含一基板、一固定電極層、一保護層組、複數個可動電極層與複數個分隔件，該固定電極層包含複數個固定電極線，該些可動電極層分別具有一可撓性電極線，每一該些可撓性電極線與每一該些固定電極線相互交錯，該保護層組覆蓋該基板、該固定電極層與該些可動電極層，該些分隔件位於該固定電極層與該保護層組之間，以致任一個該可撓性電極線與該些固定電極線其中之一的相互交錯處對齊該些間隙其中之一，且形成該些轉印開關其中之一；一發熱源，位於該第一側面； 一色帶，位於該第二側面；以及一電壓源，電連接該些轉印開關，用以切換任一該些轉印開關，以致該可動電極區經由該間隙移至該固定電極區及該色帶其中之一，其中該基板熱連接該發熱源之一面，該些固定電極線分別位於該基板背對該發熱源之一面，且該保護層組熱連接該色帶。
- 如請求項9所述之列印裝置，更包含：一控制單元，電連接該電壓源，用以依據一執行訊號控制該電壓源對特定之該些固定電極線其中之一與該些可撓性電極線其中之一供電，以致對應之該轉印開關之該固定電極區與該可動電極區之間產生壓差。
- 如請求項10所述之列印裝置，其中當該轉印開關之該固定電極區與該可動電極區之間產生一第一壓差時，該轉印開關之該可動電極區移入該間隙且實體接觸該固定電極層，以接受該發熱源之加熱；以及當該轉印開關之該固定電極區與該可動電極區之間產生一第二壓差時，該轉印開關之該可動電極區退出該間隙以熱連接該色帶，其中該第二壓差小於該第一壓差。
- 如請求項11所述之列印裝置，其中該控制單元更控制該電壓源提高該轉印開關之該固定電極區與該可動電極區之間的該第一壓差，以強化該可動電極區對該固定 電極區之壓合程度。
- 如請求項11所述之列印裝置，其中該控制單元更控制該電壓源降低該轉印開關之該固定電極區與該可動電極區之間的該第二壓差，以強化該可動電極區對該色帶之壓合程度。
- 如請求項9所述之列印裝置，其中該固定電極層更包含一第一介電層，且該第一介電層覆蓋該些固定電極線以及該基板背對該發熱源之該面。
- 如請求項9所述之列印裝置，其中每一該些可動電極層更包含：一第二介電層，其中該可撓性電極線其中之一夾合於該第二介電層與該保護層組之間。
- 如請求項9所述之列印裝置，其中每一該些間隙之高度為100微米~110微米之間。
- 一種熱印頭結構之製造方法，包含：提供一基板；形成一固定電極層於該基板上，其中該固定電極層包含複數個固定電極線；形成一犧牲層於該固定電極層上；形成複數個分隔件於該犧牲層內，其中該些分隔件依據 一陣列方式間隔排列於該犧牲層內；形成複數個可動電極層於該犧牲層相對該固定電極層之一面，其中每一該些可動電極層包含一可撓性電極線，且每一該些可撓性電極線與每一該些固定電極線相互交錯；形成一保護層組以覆蓋該基板、該固定電極層與該些可動電極層；以及移除該犧牲層，使得該些分隔件於該固定電極層與該可動電極層之間分隔出複數個間隙。
- 如請求項17所述之熱印頭結構之製造方法，其中移除該犧牲層，更包含：透過一蝕刻氣體蝕刻該犧牲層，使得該犧牲層成為氣體產物；透過一抽氣裝置將該蝕刻氣體產物抽離該固定電極層與該可動電極層之間，以分隔出該些間隙。
- 如請求項17所述之熱印頭結構之製造方法，更包含：配置一發熱源於該基板背對該固定電極層之一側。
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