专利名称:印刷装置以及使用其形成用于液晶显示器件的图案的方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器件，尤其涉及一种用于制造液晶显示器件的印刷装置以及使用其形成图案的方法。
背景技术：
在具有几十厘米厚度的各种超薄平板显示器件中，液晶显示器件具有运行电压低、能耗低以及便携性的优点。因此，液晶显示器件广泛地应用于各种领域，例如笔记本计算机、航天飞机和航空器的监视器。
液晶显示器件包括下基板、上基板以及在两基板之间形成的液晶层。下基板包括其上形成的栅线和数据线，其彼此交叉限定像素区域。用作开关器件的薄膜晶体管(TFT)在栅线和数据线的交叉点处形成。此外，像素电极形成在下基板上并与TFT相连。
防止栅线、数据线和TFT区域漏光的遮蔽层形成在上基板上，并且滤色片层形成在遮蔽层上，以及公共电极形成在滤色片层上。
制造液晶显示器件包括多个重复执行的工序。一般来说，通常采用光刻工序对元件构图。在光刻工序中，在基板上形成构图材料层，在构图材料层上沉积感光膜。然后，在感光膜上设置具有指定图案的掩模，并且通过曝光和显影将感光膜构图为对应于掩模图案的形状。之后，使用构图的感光膜作为掩模来蚀刻构图材料层。
上述光刻工序采用感光膜和具有指定图案的掩模，这样增加了液晶显示器件的生产成本。此外，光刻工序包括显影和蚀刻。这样光刻工序复杂且需要花费的时间长。
因此，为解决上述光刻工序的缺点，已经开发了形成图案的替代方法。例如，已经提出了使用印刷辊形成图案的方法。
图1A至1C是按照现有技术在基板上形成一组图案的印刷工序截面图。如图1A所示，使用印刷喷嘴30向印刷辊10提供构图材料20。
如图1B所示，提供有构图材料20的印刷辊10施加到印版40，其中该印版40刻有指定图形。然后，构图材料20的一部分20b转印在印版40的突起上，而构图材料20的另一部分20a保留在印刷辊10上。
如图1C所示，具有保留的构图材料20a的印刷辊10在基板50上滚动，从而将保留的构图材料20a转印到基板50上。
如上所述，使用印刷辊10形成图案需要印版40。然而，如图1A至1C所示的方法，使用一个印刷辊和一个印版而将液晶显示器件的各种元件构图为各种形状需要长的时间。这样，就提出了用于形成红、绿、蓝色滤色片层和黑矩阵层的四色印刷装置。
图2A至2D是按照现有技术形成四组图案的印刷工序截面图。如图2A所示，使用印刷喷嘴30a、30b、30c和30d分别向印刷辊10a、10b、10c和10d提供构图材料20。
如图2B所示，其上提供有构图材料20的印刷辊10a、10b、10c和10d移动以分别在印版40a、40b、40c和40d上滚动。印版40a、40b、40c和40d设置在工作台60。
虽然图2A至2D未示出，如图1B所示，对应于图案而形成的指定图形分别刻在印版40a、40b、40c和40d上。然后，如图2C所示，提供给各印刷辊10a、10b、10c和10d的构图材料20的一部分被转印到相应印版40a、40b、40c和40d之一的突起上，而提供给各印刷辊10a、10b、10c和10d的构图材料20的另一部分保留在相应的印刷辊10a、10b、10c和10d上。
之后，如图2D所示，印刷辊10a、10b、10c和10d顺序在基板50上滚动，从而顺序将印刷辊10a、10b、10c和10d上保留的构图材料20a转印到基板50上。因此，使用印刷辊10在基板50上形成图案。
如上所述，四色印刷装置通过一轮工序形成四种图案，因此缩短了整个工序时间。然而，由于在一轮印刷工序完成后，构图材料20b分别保留在印版40a、40b、40c和40d的突起上，因此在下一轮印刷工序中印版40a、40b、40c和40d上的雕版(engraving)恶化。
发明内容因此，本发明的一个目的在于提供一种印刷装置以及使用其形成用于液晶显示器件的图案的方法，其能够基本上避免由于现有技术的局限性和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种印刷装置以及使用其形成用于液晶显示器件的图案的方法，其中在下一次印刷中印版不会恶化。
本发明的其他特征和优点将在以下说明中予以部分阐述并从说明中能够清楚地了解或从本发明的实施方式中了解到。本发明的目的和其他优点可以通过说明书和权利要求
书以及附图中特定指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此体现和广泛描述的，一种印刷装置包括至少一个用于提供材料的印刷喷嘴，至少一个第一印版，至少一个第二印版，至少一个用于将构图材料的一部分转印到第一基板和第二基板之一上的印刷辊，所述构图材料的被转印部分对应于刻第一和第二印版之一中的雕版，以及用于在印刷辊印刷构图材料的同时清洗第一和第二印版之一的清洗单元。
在本发明的另一方面，一种形成液晶显示器件的方法，包括使用第一印版和第二印版之一在印刷辊上形成构图材料，将印刷辊上的构图材料转印到第一基板和第二基板之一，并且在印刷辊印刷构图材料的同时清洗第一和第二印版之一。
在本发明的再一方面，一种形成液晶显示器件的方法，包括使用第一印版在印刷辊上形成第一构图材料，将印刷辊上的第一构图材料转印到第一基板上，使用第二印版在印刷辊上形成第二构图材料，将印刷辊上的第二构图材料转印到第二基板上，并且在形成第二构图材料或印刷第二构图材料的同时清洗第一印版。
应当理解，上述的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，其目的在于对本发明的权利要求
书作进一步解释。
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。在图中图1A至1C是根据现有技术在基板上形成一组图案的印刷工序截面图；图2A至图2D是根据现有技术用于形成四组图案的印刷工序截面图；图3A至3G是按照本发明一实施方式的一种印刷装置以及用于形成多组图案的工艺截面图；图4是根据本发明一实施方式说明图3A至3G所示工序的时序示意图；以及图5A至图5C是根据本发明一实施方式使用印刷装置制造液晶显示器件的工序截面图。
具体实施方式以下将参照附图具体描述本发明的优选实施方式。
图3A至3G是按照本发明一实施方式的一种印刷装置以及用于形成多组图案的工艺截面图；在图3A中，印刷装置包括第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100c、第四印刷辊100d、第一印刷喷嘴300a、第二印刷喷嘴300b、第三印刷喷嘴300c和第四印刷喷嘴300d。印刷装置还包括保持两组印版的工作台600。第一组印版包括第一印版400a、第二印版400b、第三印版400c和第四印版400d，而第二组印版包括第五印版410a、第六印版410b、第七印版410c和第八印版410d。
印刷喷嘴300a、300b、300c和300d设置在工作台600上方。具体的说，印刷喷嘴300a、300b、300c和300d可以设置在对应于工作台600的中心区域，并且第一和第二组印版可以设置在印刷喷嘴300a、300b、300c和300d的不同侧。
工作台600可以在印刷喷嘴300a、300b、300c和300d的一侧保持第一基板500以在其上形成图案，并且可以在印刷喷嘴300a、300b、300c和300d的不同侧保持第二基板510以在其上形成图案。例如，第一基板500可以放置与第一组印版400a、400b、400c和400d相邻，而第二基板510可以放置与第二组印版410a、410b、410c和410d相邻。虽然未示出，第一组印版400a、400b、400c和400d分别刻有对应于要在第一基板500上形成的图案，而第二组印版410a、410b、410c和410d分别刻有对应于要在第二基板510上形成的图案。
该印刷装置还包括用于清洗第一组印版400a、400b、400c和400d的第一清洗器700，以及用于清洗第二组印版410a、410b、410c和410d的第二清洗器710。第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100c、第四印刷辊100d、第一清洗器700以及第二清洗器710可移动的安装在工作台600上方。虽然未示出，各第一和第二清洗器700和710可以分别包括洗涤液喷射单元和烘干单元。
在按照本发明一实施方式的印刷处理中，首先将印刷辊100a、100b、100c和100d分别移动到与印刷喷嘴300a、300b、300c和300d邻近。然后，第一印刷喷嘴300a、第二印刷喷嘴300b、第三印刷喷嘴300c和第四印刷喷嘴300d分别将构图材料200分配到第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d。例如，第一印刷喷嘴300a可以将蓝色滤色片材料分配到第一印刷辊100a上，第二印刷喷嘴300b可以将绿色滤色片材料分配到第二印刷辊100b上，第三印刷喷嘴300c可以将红色滤色片材料分配到第三印刷辊100c上，并且第四印刷喷嘴300d可以将黑色滤色片材料分配到第四印刷辊100d上。因此，印版上最靠近基板500的雕版首先被转印到基板500上。
如图3B所示，其上具有构图材料200的第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100c和第四印刷辊100d移动到邻近第一组印版400a、400b、400c和400d处。虽然未示出，第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d然后分别与第一印版400a、第二印版400b、第三印版400c和第四印版400d接触并在其上滚动。
如图3C所示，由于第一组印版400a、400b、400c和400d上的雕版，在其分别与第一印版400a、第二印版400b、第三印版400c和第四印版400d接触后，剩余的构图材料200a保留在印刷辊100a、100b、100c和100d上。然后，第四印刷辊100d、第三印刷辊100c、第二印刷辊100b和第一印刷辊100a在第一基板500上顺序滚动，将剩余的构图材料200a转印在其上。例如，印刷辊100a、100b、100c和100d可以被独立控制，这样第四印刷辊100d首先接触第一基板500并在其上滚动，然后第三印刷辊100c在第一基板500上滚动，第二和第一印刷辊100b和100c等等。因此，构图材料200的具体图案，例如黑矩阵层、红色滤色片层、绿色滤色片层和蓝色滤色片层形成在第一基板500上。特别是，形成第一基板500上的图案对应于第一组印版400a、400b、400c和400d的雕版。
如图3D所示，第一清洗器700然后移动到第一组印版400a、400b、400c和400d上方，分别清洗第一组印版400a、400b、400c和400d。结果，第一组印版400a、400b、400c和400d上的雕版被清楚限定以用于下一印刷工序。
同时，印刷辊100a、100b、100c和100d可以分别移动到印刷喷嘴300a、300b、300c和300d附近。然后，第一印刷喷嘴300a、第二印刷喷嘴300b、第三印刷喷嘴300c和第四印刷喷嘴300d分别将另一组构图材料200分配到第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d。
如图3E所示，其上具有构图材料200的第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d可以在第一清洗器700清洗第一组印版400a、400b、400c和400d时，移动到邻近第二组印版410a、410b、410c和410d处。虽然未示出，第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d然后分别与第五印版410a、第六印版410b、第七印版410c和第八印版410d接触并在其上滚动。
如图3F所示，由于第二组印版410a、410b、410c和410d上的雕版，在构图材料分别与第五印版410a、第六印版410b、第七印版410c和第八印版410d接触后，一定量的构图材料200a保留在印刷辊100a、100b、100c和100d上。然后，第四印刷辊100d、第三印刷辊100c、第二印刷辊100b和第一印刷辊100a在第二基板510上顺序滚动，将剩余的构图材料200a转印在其上。例如，印刷辊100a、100b、100c和100d可以被独立控制，这样第四印刷辊100d首先接触第二基板510并在其上滚动，然后第三印刷辊100c在第二基板510上滚动，第二和第一印刷辊100b和100c等等。因此，构图材料200的具体图案，例如黑矩阵层、红色滤色片层、绿色滤色片层和蓝色滤色片层形成在第二基板510上。第二基板510上形成的图案对应于第二组印版410a、410b、410c和410d的雕版。特别是，当第一清洗器700清洗第一组印版400a、400b、400c和400d时，可以在第二基板510上形成图案。
如图3G所示，接着第二清洗器710移动到第二组印版410a、410b、410c和410d上方以分别清洗第二组印版410a、410b、410c和410d。结果，第二组印版410a、410b、410c和410d上的雕版被清楚的限定以用于下一印刷工序。
同时，印刷辊100a、100b、100c和100d可以分别移动到印刷喷嘴300a、300b、300c和300d附近。然后，第一印刷喷嘴300a、第二印刷喷嘴300b、第三印刷喷嘴300c和第四印刷喷嘴300d分别为另一印刷工序而将另一组构图材料200分配到第一印刷辊100a、第二印刷辊100b、第三印刷辊100b和第四印刷辊100d。
图4是根据本发明一实施方式说明图3A至3G所示工序的时序示意图。如图4所示，第一步骤的涂覆步骤可能花费约11秒，第二步骤的图案形成步骤可能花费约29秒，第三步骤的图案转印步骤可能花费约36秒，并且第四步骤的移动印刷辊步骤可能花费约14秒。此外，印版清洗工序与第四步骤的移动印刷辊步骤和第一步骤的涂覆步骤重叠。例如，假设清洗一个印版需要15秒，则执行如图3D所示的清洗步骤，其中第一清洗器700顺序清洗第一组印版400a、400b、400c和400d就需要60秒。用于清洗第一组印版400a、400b、400c和400d的60秒周期可能会与第四步骤的移动印刷辊步骤、第一步骤的涂覆步骤、第二步骤的图案形成步骤以及第三步骤的图案印刷步骤重叠。因此，在印版的清洗器清洗期间，印刷辊不需要空闲周期，从而改进了运行效率。
尤其是，当印刷辊100a、100b、100c和100d移动到多个第二组印版410a、410b、410c和410d上方时，如图3D所示，第一清洗器700可以清洗第四印版400d。进而，当构图材料200分配到印刷辊100a、100b、100c和100d上时，如图3E所示，第一清洗器700可以开始清洗第三印版400c。当印刷辊100a、100b、100c和100d在第二组印版410a、410b、410c和410d上滚动时，如图3F所示，第一清洗器700可以继续清洗第三印版400c，可以清洗第二印版400b，并且可以开始清洗第一印版400a。随着在第二基板510上形成图案，第一清洗器700可以继续清洗第一印版。因此，第一清洗器700可以在第二基板510上形成图案的同时，完成第一组印版400a、400b、400c和400d的清洗。
此外，假设清洗一个印版需要15秒，则执行如图3G所示的清洗步骤，其中第二清洗器710顺序清洗第二组印版410a、410b、410c和410d就需要60秒。尤其是，用于清洗第二组印版410a、410b、410c和410d的60秒周期可能与第四步骤的移动印刷辊步骤、第一步骤的涂覆步骤、第二步骤的图案形成步骤以及第三步骤的图案印刷步骤重叠，其中印刷辊100a、100b、100c和100d在第一组印版400a、400b、400c和400d上滚动并且印刷辊100a、100b、100c和100d在第一基板500上转印图案。
虽然第一清洗器700的清洗顺序显示是从第四印版400d开始，但是清洗顺序可以相反。类似的，虽然第二清洗器710的清洗顺序显示是从第五印版410a开始，但是清洗顺序可以相反。此外，可以不在工作台600上设置第一和第二清洗器700和710，而是只设置第一和第二清洗器700和710之一并且该清洗器可以在印刷喷嘴300a、300b、300c和300d的两侧移动。
图5A至5C是根据本发明一实施方式使用印刷装置制造液晶显示器件的工序截面图。如图5A所示，将部分为规则设置的黑矩阵层230印刷在第一基板500上。例如，如图3A所示，黑矩阵层230可以使用第四印刷辊100d和第四印版400d形成。红色(R)滤色片层250也印刷在第一基板500的指定位置上。例如，如图3A所示，红色滤色片层250可以使用第三印刷辊100c和第三印版400c形成。此外，绿色(G)滤色片层251印刷在第一基板500的指定位置上。例如，如图3A所示，绿色滤色片层251可以使用第二印刷辊100b和第二印版400b形成。蓝色(B)滤色片层252印刷在基板500的指定位置处。例如，如图3A所示，蓝色滤色片层252可以使用第一印刷辊100a和第一印版400a形成。
如图5B所示，制备第二基板570。虽然未示出，第二基板570可以包括栅线和数据线，其彼此交叉限定像素区域，薄膜晶体管(TFT)分别在栅线和数据线的交叉点处形成，并且像素电极连接到TFT。
如图5C所示，液晶层800形成在第一基板500和第二基板570之间。虽然未示出，可以向第一和第二基板500和570之一的一个表面施加密封剂而不在其中形成注入孔。然后，将指定量的液晶施加到第一和第二基板500和570之一。接着，将第一和第二基板500和570彼此粘结。作为选择，在其中形成注入孔的同时将密封剂施加到第一和第二基板500和570之一的一个表面。然后将第一和第二基板500和570彼此粘结。之后，利用毛细作用和压力差通过注入孔而注入指定量的液晶。
虽然图3A至3G中示出了四个印刷喷嘴、四个印刷辊和四个印版，但是按照本发明实施方式的印刷装置可以包括任意数量的印刷喷嘴、印刷辊和印版。例如，按照本发明实施方式的印刷装置可以包括三个印刷喷嘴。作为选择，按照本发明另一实施方式的印刷装置可以包括五个印刷喷嘴、五个印刷辊和五个印版，以在一个内嵌(in-line)工序中印刷五种不同材料，例如红色滤色片材料、绿色滤色片材料、蓝色滤色片材料、白色滤色片材料和黑色滤色片材料。
此外，虽然图3A至3G示出了第一和第二组印版，但是按照本发明实施方式的印刷装置可以包括任意数量的印版组。例如，按照本发明实施方式的印刷装置可以包括第一、第二和第三印版组，其中第一、第二和第三印版组分别包括一个或多个印版。
如上所述，按照本发明实施方式的印刷装置及使用其制造液晶显示器件的方法具有几个优点。例如，按照本发明实施方式的印刷装置具有多个印刷辊、多个印版以及通过内嵌工序的方法用于清洗印版的清洗器，从而简化了清洗工序并且缩短了清洗时间。
此外，按照本发明另一实施方式的印刷装置具有多个印版和一个基板，其分别设置在多个印刷辊两侧的各一侧。当在设置于印刷辊一侧的基板上形成图案时，设置在印刷辊另一侧的印版被清洗。因此，所述印刷装置保证了充分的时间来清洗印版，并且持续操作，这样稳定的增加了运行率。此外，所述印刷装置运行率的增加使产品的生产量增加，从而减少了生产成本。
显然，对于熟悉本领域的技术人员来说在不脱离本发明精神或范围的情况下，对本发明的印刷装置及使用其形成用于液晶显示器件的图案的方法可以进行各种修改和变形。从而，本发明意在覆盖落入所附权利要求
书及其等同物范围内的本发明的修改和变形。
权利要求
1.一种印刷装置，包括至少一个用于提供材料的印刷喷嘴；至少一个第一印版；至少一个第二印版；至少一个用于将构图材料的一部分转印到第一基板和第二基板之一上的印刷辊，所转印的构图材料部分对应于第一和第二印版之一上的雕版；以及用于在印刷辊转印构图材料的同时清洗第一和第二印版之一的清洗单元。
2.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，海进一步包括至少一个第三印版。
3.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述印刷辊从所述印刷喷嘴接收印刷材料、将印刷材料的第一部分转印到第一印版和第二印版之一上并且将构图材料的剩余部分转印到第一基板和第二基板之一上。
4.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述第一印版和第一基板位于印刷喷嘴的第一侧，而第二印版和第二基板位于印刷喷嘴的第二侧。
5.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述印刷辊的外表面粘附有橡皮布。
6.根据权利要求
5述的印刷装置，其特征在于，所述橡皮布包括硅组树脂材料。
7.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述清洗单元包括用于向第一和第二印版之一喷射洗涤液的喷射单元以及用于烘干第一和第二印版之一的烘干单元。
8.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述清洗单元包括至少两个用于分别向第一和第二印版喷射洗涤液的喷射单元以及至少两个用于烘干第一和第二印版的烘干单元。
9.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述印刷喷嘴的数量、印刷辊的数量、第一印版的数量和第二印版的数量相等。
10.根据权利要求
1所述的印刷装置，其特征在于，所述构图材料的转印部分形成黑矩阵图案、红色滤色片图案、绿色滤色片图案和蓝色滤色片图案之一。
11.一种形成液晶显示器件的方法，包括使用第一印版和第二印版之一在印刷辊上形成构图材料；将印刷辊上的构图材料转印到第一基板和第二基板之一上；并且在形成构图材料或转印构图材料的同时清洗第一和第二印版之一。
12.根据权利要求
11所述的方法，其特征在于，海进一步包括使用喷嘴向印刷辊上提供构图材料。
13.根据权利要求
12所述的方法，其特征在于，所述在印刷辊上形成构图材料包括将构图材料的第一部分转印到第一印版和第二印版之一上。
14.根据权利要求
11所述的方法，其特征在于，所述构图材料对应于第一和第二印版之一上的雕版。
15.根据权利要求
11所述的方法，其特征在于，所述构图材料的转印部分形成黑矩阵图案、红色滤色片图案、绿色滤色片图案和蓝色滤色片图案之一。
16.一种形成液晶显示器件的方法，包括使用第一印版在印刷辊上形成第一构图材料；将印刷辊上的第一构图材料转印到第一基板上；使用第二印版在印刷辊上形成第二构图材料；将印刷辊上的第二构图材料转印到第二基板上；并且在形成第二构图材料或转印第二构图材料的同时清洗第一印版。
17.根据权利要求
16所述的方法，其特征在于，所述形成第一构图材料包括向印刷辊上分配构图材料，并且将该构图材料的第一部分转印到第一印版上。
18.根据权利要求
16所述的方法，其特征在于，所述形成第二构图材料包括向印刷辊上分配构图材料，并且将该构图材料的第一部分转印到第二印版上。
19.根据权利要求
16所述的方法，其特征在于，所述第一构图材料对应于第一印版上的雕版而第二构图材料对应于第二印版上的雕版。
20.根据权利要求
16所述的方法，其特征在于，所述第一构图材料的转印部分在第一基板上形成黑矩阵图案、红色滤色片图案、绿色滤色片图案和蓝色滤色片图案之一。
专利摘要
本发明提供一种印刷装置，其包括至少一个用于提供材料的印刷喷嘴，至少一个第一印版，至少一个第二印版，至少一个用于将构图材料的一部分转印到第一基板和第二基板之一上的印刷辊，该构图材料的转印部分对应于第一和第二印版之一上的雕版；以及用于在印刷辊印刷构图材料的同时清洗第一和第二印版之一的清洗单元。
文档编号B41F35/00GK1991481SQ200610090544
公开日2007年7月4日 申请日期2006年6月27日
发明者吴泰英 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan