[发明专利]常压等离子体喷墨涂布装置以及制作彩色滤光膜的方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种喷墨涂布装置及使用喷墨涂布操置制作彩色滤光膜的方法，特别有关于一种常压等离子体喷墨涂布装置以及使用喷墨涂布装置制作彩色滤光膜的方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)前段工艺所需求的材料，主要包括彩色滤光膜(Color filter，简称CF)、玻璃基板、驱动电路(driver IC)、背光模块及液晶材料等。尤其，在在TFT-LCD的制造成本中，材料成本占60～70％比重，其中又以彩色滤光膜占整体TFT-LCD面板材料成本最高，几乎达到1/4的比例。在TFT-LCD应用产品多元化及产量逐渐扩大之际，对彩色滤光膜的需求也逐步攀升。

为了解决制造彩色滤光膜的问题，彩色滤光膜喷墨法系统已被提出。然而，传统喷墨法制造彩色滤光膜需要精准的平台去控制喷墨液滴喷至事先决定的像素图案(pattern)位置，且不可溢散至相邻的像素色块，以避免混色的发生。再者，彩色滤光膜所能打印的样式与分辨率必须配合喷墨头喷嘴的间距而设计，增加工艺的复杂度。

传统喷墨工艺主要是将墨滴直接上色在滤光膜基板上由黑色矩阵(BlackMatrix)构成的凹坑(concavities)内，不同型式的滤光膜有不同的颜色喷布型式，一般以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色作为一个基本的像素。喷墨工艺相对于其它半导体工艺方法，其设备与制造成本可大幅降低。然而，喷墨法必须相当精确的位置定位，方能使墨滴喷涂在预定的位置上。此外，由于墨滴在凹坑内的扩散均匀性不佳，会造成凹坑间的白色缺陷(White Omission)。

针对这些问题，已知技术提供吸墨层的设计，在滤光膜基板的凹坑内，设置吸墨层。将墨滴以特殊的方式排列喷涂(包含墨滴的大小以及位置)，再利用吸墨层的高扩散性将其扩散到想要的区域。并且，利用光学校正定位的方式，提供更加精确的定位。

然而，设置吸墨层会增加制造成本与工艺复杂度。墨滴透过吸墨层扩散后，在凹坑间易产生白色缺陷或造成混色(Color Mixing)，而严重影响彩色滤光膜的品质。此外，在定位方面，光学实时校正定位是利用模拟信号解析，也就是通过凹坑的狭缝效应的光线的光量分布判别所需喷涂的位置。然而，光量分布会因光源与CCD间的相对位置误差，造成波峰或波谷位置的偏移，并没有办法达到精确的判别。

彩色滤光膜喷墨法系统已被提出，包括美国专利US 5,984,470、US6,145,981、US 6,207,948以及US 5,847,720披露喷墨涂布装置及制作彩色滤光膜的方法。必须以精准的平台去控制喷墨液滴喷至事先决定的样板(pattern)位置，且进行喷墨作业时不可溢散至相邻的色块，以避免混色等异常情况发生。而其彩色滤光膜所能打印的样式与分辨率必须配合喷墨头喷嘴之间距而精确设计。尤其墨水喷嘴清洗不易，并且容易因墨水干涸而阻塞。

图1显示传统以喷墨涂布装置制作彩色滤光膜的示意图。传统喷墨涂布装置20将墨滴30涂布于基板10上，由黑色矩阵12所构成的凹坑(concavities)内。如基板10未经过表面改性处理，喷涂的墨滴30会由于基板10本身的憎水性，以及表面张力而呈现水珠状。如此将造成控制墨滴大小的困难度，难以估计墨滴干涸后的形状。例如，墨滴会因表面张力的影响而形成凸出的墨滴30a于像素区域，如图2A所示。或者因表面张力不足而形成墨滴30b于像素区域中，如图2B所示。此外，传统未经表面处理的基板，因其本身的憎水性，使墨滴30c定位误差溢出像素区域，造成墨滴渲染及混色，而影响成品率，如图2C所示。

有鉴于此，业界亟需一种表面处理改性基板特性，使得基板与墨滴间表面张力降低，呈现水滴接触角度小于10度，使墨滴平铺于像素区域内，如图2D所示，更可通过邻近区域的表面张力差异，使得墨滴自动校准对位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种常压等离子体喷墨涂布装置以及以其制作彩色滤光膜的方法。通过含常压等离子体模块进行表面改性，同步喷墨制作彩色像素的装置，使得基板上的喷涂像素的墨水，经由等离子体表面改性后的憎/亲水性质，得以自我对准且均匀扩散，提供实时的校正定位，使得墨滴喷涂更加精确，进而达到节省墨水使用，以及提升成品率。

本发明实施例提供一种常压等离子体喷墨涂布装置，包括：喷孔片，其上包括第一排喷孔及第二排喷孔；喷墨头模块，具至少一彩色墨水对应该第一排喷孔：以及常压等离子体模块对应该第二排喷孔。