TWI418413B - 噴墨配向膜印刷裝置及印刷方法 - Google Patents

Description

噴墨配向膜印刷裝置及印刷方法 相關申請案

本案主張2004年12月13日申請的第10－2004－0104931號韓國專利申請案之優先權，該案之內容以全文引用的方式倂入本文中。

本發明係關於一種噴墨配向膜印刷裝置及一種該配向膜之印刷方法。

液晶顯示器(LCD)係一種廣泛使用的平板顯示器，其包括：一對具有場產生電極的面板；及一設置於該兩個面板之間具有介電各向異性之液晶(LC)層。每一面板皆包括一配向膜。

該等場產生電極通常包括：複數個像素電極，其連接至開關元件(例如，薄膜電晶體(TFT))且被提供資料電壓；及一共用電極，其覆蓋一面板之整個表面且被提供一共用電壓。一對場產生電極相互合作產生電場而一設置於其中間的LC被稱作一LC電容器。

將電壓施加至該等場產生電極以於該LC層中產生一電場，且可藉由調節該LC電容器兩端的電壓來控制該電場之強度。由於電場決定LC分子之定向且分子定向決定穿過LC層的光之透射比，故光透射比係藉由控制所施加之電壓來調節。藉由調節光透射比，即可獲得期望之影像。

該等配向膜係藉由旋轉塗佈或柔性版印刷形成於面板毗鄰LC層之一側上以界定LC分子之初始配向。

一種用於使用柔性版印刷形成配向膜之配向膜印刷裝置包括：複數個輥，例如彼此嚙合的揚墨輥及印刷輥；及由橡膠製成且附著至該等輥上的板。然而，隨著板及用於製造板的母基板之大小變得越來越大，該等輥及板的大小及重量增大，從而使得製作配向膜印刷裝置愈加困難。

本發明之動機係解決習用技術中的該等問題。

於一態樣中，本發明係一種噴墨配向液體印刷裝置，其包括複數個用於將配向液體噴射至一基板上的噴墨頭。該基板係安裝於一印刷平臺上，其中該印刷平臺之一部分抬高並旋轉。

於另一態樣中，本發明係一種噴墨配向膜印刷方法。該方法包括藉由使複數個噴墨頭與一基板彼此相對移動而將配向液滴沉積於該基板上以形成一第一滴線。該基板係安裝於一旋轉的印刷平臺上，並在形成該第一滴線後將配向液滴沉積於該基板上以形成一第二滴線。

現在將在後文中參照顯示本發明較佳實施例之附圖更全面地闡述本發明。然而，本發明可實施為多種不同形式，而不應視為僅限於本文所述實施例。

為明晰起見，附圖中擴大了層與區域之厚度。在所有附圖中，相同編號皆代表相同元件。應瞭解，當稱一諸如層、膜、區域、基板或板之元件係處於另一元件「上」時，其可直接位於另一元件之上，或中間亦可存在介入元件。相反，當稱一元件「直接位於」另一元件「上」時，則不存在介入元件。

現在將參照圖式闡述根據本發明實施例之噴墨配向膜印刷裝置及一配向膜之印刷方法。

圖1係一根據本發明一實施例之噴墨配向膜印刷裝置之透視圖。圖2A及3至6A依序圖解闡釋一種根據本發明一實施例用於使用噴墨配向膜印刷裝置印刷一配向膜之印刷方法。圖2B圖解闡釋滴注於一基板上的配向液體之狀態。圖2C圖解闡釋根據本發明一實施例之噴墨配向膜印刷裝置之多個噴墨頭及複數個噴嘴孔。圖6B圖解闡釋在旋轉該基板後滴注於一基板上的配向液體。

參照圖1，一噴墨配向膜印刷裝置包括：複數個向一基板1上噴射配向液體的噴墨頭30、及一其上安裝有基板1的印刷平臺70。在基板1上印刷複數個配向膜20。

印刷平臺70包括複數個支撐基板1的支撐平臺50及一圍繞支撐平臺50的運送平臺60。運送平臺60能夠被抬高並旋轉。較佳地，印刷平臺70包括一用於將安裝的基板1固定就位的真空卡盤。

支撐平臺50可具有矩形形狀並以預定間隔間隔開。一輸送臂(未顯示)穿過毗鄰支撐平臺70之間的空間並移動基板1。

運送平臺60(其亦具有一矩形形狀)包括一設置於其下部上的支撐桿61，用以抬高並旋轉運送平臺60。支撐桿61係藉由一安裝的驅動裝置(例如一馬達及齒輪)來抬高並旋轉。

複數個黏合膜60a形成於矩形運送平臺60之拐角上。較佳地，黏合膜60a係由黏性材料製成以防止當使用運送平臺60旋轉基板1時基板1發生移動。

如圖2C中所示，噴墨頭30設置成一交錯佈置，其中毗鄰噴墨頭30之間具有一預定量之重疊。由於存在多個噴墨頭30，配向膜20可容易地形成符合基板1大小的各種形狀。

複數個噴嘴孔h1－h4形成於相應噴墨頭30之一下部上。毗鄰之噴墨頭30彼此重疊以使噴嘴孔h1－h4之間的間隔d′恒定一致。假若噴墨頭30不重疊，則跨越毗鄰噴墨頭30的噴嘴孔31a之間的間隔會大於一個噴墨頭30內噴嘴孔31a之間的間隔。複數個壓電致動器形成於對應於每一噴墨頭30之噴嘴孔h1－h4的區域上。當一電流流過每一壓電致動器時，該壓電致動器將推動配向液體以透過對應的噴嘴孔h1－h4噴射該配向液體。

藉由移動噴墨頭30或印刷平臺70，配向膜20即形成對應於基板1上所形成的複數個圖案之形狀。

藉由上述噴墨印刷裝置，於形成配向膜20中不需要輥及橡膠板。因此，該印刷裝置之大小變小並可藉由控制軟體等形成各種印刷圖案。由此，隨著基板變大而增加的先前技術之輥及橡膠板之大小及重量已不再成為一考量因素。

現在，將詳細闡述一種根據本發明一實施例使用噴墨印刷裝置之LCD之製造方法。

如圖2A及2B中所示，藉由沿箭頭3所示方向移動設置於噴墨頭30下方的印刷平臺70，即可將複數個配向液滴25滴注於基板1上，以形成第一滴線L1。配向液滴25以一等同於相應噴嘴孔h1－h4之直徑的直徑滴注於基板1上。此時，毗鄰第一滴線L1之間的一間隔「d」大體上等於毗鄰噴嘴孔h1－h4之間的間隔「d'」。空間5係形成於配向液滴25之間。

由於可藉由改變印刷平臺70之移動速度來調節液滴25之間的間隔d'，而該等第一滴線L1之間的間隔d係固定且甚寬於配向液滴25之直徑，故配向膜20之平坦化(Planarization)係困難。

為減小第一滴線L1之間的間隔d，藉由減小配向液體黏稠度或改良清洗條件使基板1在滴注配向液體之前具有良好的表面特徵極為重要。然而，此會使製造製程變得複雜且選擇配向液體愈加困難。

減小間隔d的另一方法係減小噴嘴孔h1－h4之間的間隔d′。然而，間隔d′所能減小的程度因設置於該噴嘴孔上的壓電致動器及一配向液體儲存罐而受到限制。

減小間隔d的再一方法係使用兩組以一預定距離交叉佈置成兩行的噴墨頭或一組能夠沿一水平方向移位的噴墨頭。然而，此等方法之任一方法均會增加製造成本及該配向形成過程之黏性維持時間。

於本發明之一實施例中，係使用一能夠抬高並旋轉的移動單元來調節基板1之位置並滴注配向液體。當使用此移動單元時，係將配向液滴沉積成一柵格圖案以形成平滑的配向膜。

如圖3中所示，運送平臺60抬高，且安裝於運送平臺60上的基板1亦被抬高。

如圖4中所示，運送平臺60經旋轉以旋轉安裝於運送平臺60上的基板1。較佳地，基板1旋轉約90°。

如圖5中所示，當運送平臺60降低時，安裝於運送平臺60上的基板1亦隨之降低並被置放於支撐平臺50上。

接下來，如圖6A中所示，設置於噴墨頭30下面的印刷平臺70亦被移動並該配向液體之液滴25經滴注以形成第二滴線L2。配向液滴25係以一等於相應噴嘴孔之直徑沉積於基板1上，且該第二滴線L2係以間隔d形成，間隔d大體上等於毗鄰噴嘴孔h1－h4之間的間隔d"。

於此情形中，該第二滴線L2垂直於已形成於基板1上的第一滴線L1，以使配向液滴25之液滴圖案形成一柵格。因此，藉由將空間5周圍之液滴25排列成線L1及L2，即可縮短實現配向膜20平坦化所需之時間長度。

改變施加至噴墨頭30之噴嘴孔h1－h4或該壓電致動器用於沉積配向液滴25的電壓脈動之形狀，以便更容易地實現配向膜20之平坦化。

圖7A圖解闡釋施加至複數個噴嘴孔用於形成複數個第一滴線的第一電壓脈動，而圖7B圖解闡釋藉由圖7A中所示第一電壓脈動所沉積的配向液滴。

於圖7A及7B中，將陰影線電壓脈動實際施加至該壓電致動器來形成配向膜20。而虛線脈動僅用於指示實際施加的毗鄰電壓脈動之間的間隔。如圖7A及7B中所示，產生電壓脈動311及312以依序施加至噴墨頭20的第一噴嘴孔h1，且將配向液體之液滴211及212滴注於該相同線上。液滴211與212以一預定方式互相重疊。

產生電壓脈動321及322以依序施加至第二噴嘴孔h2，同時與施加至第一噴嘴孔h1之電壓脈動311及312維持一預定間隔。亦即，電壓脈動321及322分別與電壓脈動311及312延遲一預定時間。因此，第一噴嘴孔h1所沉積液滴211及212與第二噴嘴孔h2所沉積液滴221及222之間的間隔維持在間隔d。此時，液滴211及212被滴注於同一線上且互相重疊一預定部分。

藉由在施加至第一噴嘴孔h1之電壓脈動311及312與施加至第二噴嘴孔h2之電壓脈動321及322之間維持該預定間隔，使得圓形配向液滴25之間的空間面積減小並加速了液滴25之擴展速度。

由電壓脈動331及332施加至一第三噴嘴孔h3之液滴231及232以及由電壓脈動341及342施加至一第四噴嘴孔h4之液滴241及242亦與液滴211、212、221及222相同。

若用於形成第一滴線L1的第一電壓脈動與用於形成第二滴線L2的彼等相同，則當形成第二滴線L2時，第一滴線L1重疊第二滴線L2。例如，於圖6B中，當形成第一滴線L1時，首先滴注液滴211及220，而當形成第二滴線L2時，則於曾滴注液滴211及220的同一位置處再次滴注液滴211及220。

為移除第一滴線L1與第二滴線L2之間的重疊區域，較佳之情形係，給噴嘴孔h1－h4(亦即，噴墨頭30之壓電致動器)施加具有一如圖8A中所示預定週期之電壓脈動。

圖8A圖解闡釋施加至複數個噴嘴孔用於分別形成複數個第二滴線之第二電壓脈動，而圖8B圖解闡釋藉由圖8A中所示第二電壓脈動所滴注的配向液滴。

如圖8A中所示，該第二電壓脈動之週期等於該第一電壓脈動之彼週期，但在欲產生第九脈動時的時間510、520及521處不產生第二電壓脈動。在第二滴線L2之重疊已由該第一電壓脈動形成的第一滴線L1的數個部分上，不存在用於形成第二滴線L2之脈動。對於所有其他部分，該第二電壓脈動週期等於該第一電壓脈動週期。

於此情形中，如圖6B及8B中所示，八個配向液滴421－428經依序滴注以毗鄰並沿第二滴線L2重疊，且在一預定時間週期後，同樣依序滴注八個液滴以形成下一第二滴線L2。

出於闡釋清晰之目的，圖6B顯示兩個第一滴線L1及兩個第二滴線L2。然而，本發明並非受限於此特定佈局。

當沿第一滴線L1沉積配向液滴211－220後沿相應第二滴線L2沉積配向液滴421－428及411－418時，第二滴線L2上的部分211及220(其重疊第一滴線L1)上並未滴注配向液體。因此，可節省配向液體並均勻地沉積配向液體。

為形成配向膜，可改變施加至每一噴嘴孔的電壓脈動之週期、數量及形狀以改變沉積於該基板上的配向液滴之佈局。

圖9A圖解闡釋各種電壓脈動，而圖9B圖解闡釋根據圖9A中所示電壓脈動沉積的配向液滴。

於圖9A中，類似於第一電壓脈動圖案p1，一其中在一預定週期產生一個脈動之脈動圖案被稱為標準電壓圖案。

如圖9A中所示，一標準電壓脈動圖案p1以一預定週期產生電壓脈動(1－8)以施加至噴墨頭30之一噴嘴孔。

於此情形中，如圖9B中所示，沿該同一線以一有規律間隔滴注複數個配向液滴1'－8'且與毗鄰液滴相重疊。

於第二電壓脈動圖案p2中，依序產生欲施加至一噴嘴孔的兩個電壓脈動。

較佳地，由於滴注的配向液體之量增加，故使用第二電壓脈動圖案p2來改良配向膜之平坦化或增加結果配向膜之厚度。

當在使用第二電壓脈動圖案p2之同時降低印刷平臺移動速度時，毗鄰滴注的配向液滴之間的重疊部分增加。

於第三電壓脈動圖案p3中，該第二電壓脈動圖案p3之脈動產生週期短於標準電壓脈動圖案p1之彼脈動產生週期。因此，該第三電壓脈動圖案p3中的一脈動產生頻率計數大於標準電壓脈動圖案p1之彼脈動產生頻率計數。

藉由第三電壓脈動圖案p3，於標準電壓脈動圖案p1所產生的脈動1－8中間進一步產生單獨脈動12、22、32、42、52、62及72以施加至一噴嘴孔。藉此，增加滴注的配向液滴之數量以改良所沉積液滴之平坦化。

另外，第四電壓脈動圖案p4係用於增加在一預定區段上所產生電壓脈動之數量。亦即，在上面產生脈動3－6的區段上，進一步依序產生脈動31、41、51及61以施加至一噴嘴孔。

藉由第四電壓脈動圖案p4將兩個配向液滴滴注於該預定區段上，以改良所沉積液滴之平坦化並減少所消耗的配向液體量。

根據本發明，由於印刷平臺抬高並旋轉，配向液體之液滴經沉積形成一柵格圖案以減小毗鄰液滴之間的空間。因此，配向膜之平坦化時間變短。

儘管本文已參照該等較佳實施例詳細闡釋了本發明，但應瞭解，本發明不僅限於該等所揭示之實施例，而相反，其意欲涵蓋隨附申請專利範圍之精神及範疇所包括的各種修改及等效佈置。

1．．．基板

20．．．配向膜

25．．．配向液滴

30．．．噴墨頭

50．．．支撐平臺

60．．．運送平臺

60a．．．黏合膜

61．．．支撐桿

70．．．印刷平臺

L1,L2．．．滴線

h1－h4．．．噴嘴孔

藉由參照附圖詳細闡述本發明之較佳實施例，本發明將變得更加一目了然；其中圖1係一根據本發明一實施例之噴墨配向膜印刷裝置之透視圖；圖2A、3、4、5及6A依序圖解闡釋一根據本發明一實施例用於使用一噴墨配向膜印刷裝置印刷配向膜之印刷方法；圖2B圖解闡釋滴注於一基板上的配向液體；圖2C圖解闡釋根據本發明一實施例之噴墨配向膜印刷裝置之多個噴墨頭及複數個噴嘴孔；圖6B圖解闡釋在旋轉該基板後滴注於一基板上之配向液體；圖7A圖解闡釋分別施加至複數個噴嘴孔以形成複數個第一滴線之第一電壓脈動；圖7B圖解闡釋根據圖7A中所示第一電壓脈動所沉積的配向液滴；圖8A圖解闡釋分別施加至複數個噴嘴孔以形成複數個第二滴線之第二電壓脈動；圖8B圖解闡釋根據圖8A中所示第二電壓脈動所沉積的配向液滴；圖9A圖解闡釋各種電壓脈動；及圖9B圖解闡釋根據圖9A中所示電壓脈動所沉積的配向液滴。

1．．．基板

20．．．配向膜

30．．．噴墨頭

50．．．支撐平臺

60．．．運送平臺

60a．．．黏合膜

61．．．支撐桿

70．．．印刷平臺

Claims (14)

1. 一種噴墨配向液體印刷裝置，其包括：複數個用於將一配向液體噴射於一基板上之噴墨頭；及一支撐該基板之印刷平臺，其包括一個支撐該基板之支撐平臺；及一被該支撐平臺圍繞之運送平臺，其中該運送平臺被設計成能被抬高、旋轉及降低；其中該基板被該運送平臺抬高、旋轉90°及降低，以被支撐於該支撐平臺。
2. 如請求項1之裝置，其中該運送平臺包括多個形成於其表面上之黏合膜。
3. 如請求項1之裝置，其進一步包括一設置於該運送平臺之一下部上的支撐桿。
4. 如請求項1之裝置，其中該等支撐平臺包括複數個矩形形狀的平臺。
5. 如請求項1之裝置，其中該運送平臺具有一矩形形狀。
6. 如請求項1之裝置，其中多個黏合膜形成於該運送平臺之拐角上。
7. 一種噴墨配向膜印刷方法，其包括：在彼此相對移動複數個噴墨頭與一基板之同時將一配向液體之液滴沉積於該基板上，以於該基板上形成一第一滴線；將安裝該基板的印裝平臺之一部分抬高；將安裝該基板之該印刷平臺之該部分旋轉90°；及 在形成該第一滴線後將該配向液體之液滴沉積於該基板上以形成一第二滴線，其中每一噴墨頭包括複數個被施加一電壓脈動之噴嘴孔，且於施加至毗鄰噴嘴孔之電壓脈動之間產生一預定時間間隔；及其中形成該第一滴線及形成該第二滴線包括將第一電壓脈動及第二電壓脈動施加至該等噴嘴孔以分別形成該第一滴線及該第二滴線，且於該第一滴線交會該第二滴線處的某些部分上跳過該等第二電壓脈動。
8. 如請求項7之方法，其中該第一滴線垂直於該第二滴線。
9. 如請求項7之方法，其中該等第二電壓脈動具有與用於該基板上除該第一滴線與該第二滴線之一交會點外之區域的第一電壓脈動相同之形狀。
10. 如請求項7之方法，其中施加至每一噴嘴孔之電壓脈動具有一預定週期。
11. 如請求項10之方法，其中該等電壓脈動之數量於該預定週期內係1。
12. 如請求項10之方法，其中該等電壓脈動之數量於該預定週期內係2。
13. 如請求項12之方法，其中連續施加該兩個脈動。
14. 如請求項13之方法，其中係於一預定部分處施加該兩個電壓脈動。