專利名稱：用于印刷取向膜的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器，更具體地，涉及一種用于印刷取向膜的裝置及方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是一種應(yīng)用最為廣泛的平面顯示器之一。液晶顯示器包括具有電場產(chǎn)生電極及在其上的取向膜的兩個面板。將液晶層置于在兩個面板之間。取向膜決定液晶分子初始取向，而電場產(chǎn)生電極產(chǎn)生電場以改變液晶分子的取向。通過液晶層的入射光根據(jù)液晶分子的取向在電磁力的作用下，改變由于液晶的介電各向異性而致的光的偏振。然后，適當(dāng)排列的起偏器可以根據(jù)光的偏振改變?nèi)肷涔獾耐干浔龋瑥亩@示所需要的圖像。
有源矩陣液晶顯示器包括用于產(chǎn)生電場的多個像素電極和共同電極、諸如用于控制施加于像素電極的數(shù)據(jù)電壓的薄膜晶體管這樣的多個開關(guān)元件、用于傳輸數(shù)據(jù)電壓和用于控制薄膜晶體管的控制信號的多個信號線、用于顏色顯示的多個濾色器、以及用于粘結(jié)兩個面板且限制液晶的密封部分。液晶顯示器的上述元件通過以下幾個步驟形成沉積、光刻、和蝕刻，然后將每個面板的元件用取向膜覆蓋。
通常，取向膜通過旋轉(zhuǎn)涂布或印刷法制成。用于取向膜的印刷裝置一般包括若干金屬輥和一個橡膠板，例如，彼此接合的網(wǎng)紋輥和印刷輥及粘貼在印刷輥上的橡膠板。確定輥和橡膠板的尺寸，以便通過印刷輥的一次旋轉(zhuǎn)將取向膜涂布在整個母玻璃基片上。
不利的方面是，隨著母玻璃基片的尺寸增加，輥和橡膠板的尺寸和重量也要增加。因此，要制造和/或更改印刷裝置是非常困難，并且成本也是非常高。因此，需要一種用于提供取向膜的有效且易于更改的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于方便地形成取向膜的系統(tǒng)和方法。利用印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)以在基片上提供取向膜，可以在各種基片上提供各種取向膜，從而提高了效率和靈活性。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種用于印刷取向膜的系統(tǒng)，包括網(wǎng)紋輥，與配送器可操作地接合，該配送器用于在網(wǎng)紋輥上提供取向材料；印刷輥，與網(wǎng)紋輥可操作地接合以接收取向材料；以及工作臺，與印刷輥可操作地接合，工作臺安裝有基片，將取向材料從印刷輥傳送到基片上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了另一種用于印刷取向膜的系統(tǒng)。還包括網(wǎng)紋輥和印刷輥，并且將工作臺與印刷輥可操作地接合，該工作臺安裝有基片，通過印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將取向材料從印刷輥傳送到基片上。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種印刷取向膜的方法，包括以下步驟將取向材料從配送器傳送到網(wǎng)紋輥；將取向材料從網(wǎng)紋輥傳送到包含印刷圖案的印刷輥；以及通過印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將取向材料從印刷輥傳送到安裝在工作臺的基片。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種印刷取向膜的方法，包括以下步驟通過印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將取向材料從印刷輥傳送到安裝在工作臺的基片上以形成取向膜，然后制作取向膜圖案。
通過權(quán)利要求限定本發(fā)明的保護范圍，將其并入該部分作為參考。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過考慮對一個或多個實施例的下述詳細(xì)描述，將能夠?qū)Ρ景l(fā)明的實施例更完全地理解，以及實現(xiàn)其另外的優(yōu)點。首先將對附圖進行簡要描述。


參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例，將使本發(fā)明變得更為顯而易見，其中圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于形成取向膜的側(cè)向截面圖；圖3示出了通過圖1和2所示裝置的印刷輥印刷的取向膜的示意圖；圖4及5是分別圖1和2所示裝置的印刷輥的放大截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于印刷輥的橡膠板截面圖；圖7示出了利用根據(jù)本發(fā)明的激光工藝在圖6所示的橡膠板上形成的印刷圖案；圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的壓制工藝在圖6所示的橡膠板上形成的印刷圖案；圖9是印刷輥和包括印刷圖案的橡膠板的示意性立體圖；
圖10及11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于印刷取向膜的裝置側(cè)向截面圖；以及圖12示出了通過圖10及11所示裝置的印刷輥印刷的取向膜示意圖。
本發(fā)明的具體實施例以及它們的優(yōu)點在以下的具體說明中會得到最好的體現(xiàn)。應(yīng)該說明的是，在一個或多個圖中相同的附圖標(biāo)號用于確定相同的元件。還應(yīng)該注意的是，這些圖沒有根據(jù)比例進行繪制。
具體實施例方式
現(xiàn)將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的用于提供取向膜的裝置和方法進行更為全面的描述。然而，本發(fā)明可以多種不同的方式實施，并不局限于在此所說明的具體實施例。
現(xiàn)參照圖1至5，對根據(jù)本發(fā)明實施例的用于印刷取向膜的裝置進行更加詳細(xì)的描述。圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于形成取向膜的側(cè)向截面圖，圖3示出了通過圖1和2所示裝置的印刷輥印刷的取向膜的示意圖，而圖4及5是分別圖1和2所示裝置的印刷輥的放大截面圖。
現(xiàn)參照圖1和2，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于印刷取向膜的裝置包括三個相互接合的輥，即，配送器40、吊桶(bucket)50、及印刷工作臺60。
三個輥包括網(wǎng)紋輥(anilox roll)10、與網(wǎng)紋輥10接合的刮刀輥(doctor roll)20、及與網(wǎng)紋輥接合的印刷輥30。
將配送器40鄰接網(wǎng)紋輥10并將取向材料配送到網(wǎng)紋輥10的圓周面或接觸表面上。取向材料包括但不限于諸如聚酰亞胺這樣的有機材料及無機材料。
刮刀輥20沿著其軸和其接觸網(wǎng)紋輥10的圓周面的圓周面向前和向后移動，以均勻地將取向材料分配到網(wǎng)紋輥10的圓周面上。刮刀輥進一步從網(wǎng)紋輥10上將過量的取向材料刮掉，從而更好地控制油墨轉(zhuǎn)移。
將吊桶50設(shè)置在網(wǎng)紋輥10的下面，并且在通過刮刀20分配取向材料期間，接收且收集從網(wǎng)紋輥10上脫落的取向材料。
網(wǎng)紋輥10計量供給取向材料以使印刷輥30上的材料厚度均勻。網(wǎng)紋輥10的表面可鏤刻有極小的均勻小孔，其可以運送和沉積均勻等量的取向材料到印刷輥30上。根據(jù)印刷的需要可以改變網(wǎng)紋輥10的尺寸及小孔的結(jié)構(gòu)以運送不同量的取向材料。
印刷輥30運送預(yù)定突出的印刷圖案35到其圓周面上，并且如圖1和4所示，將印刷圖案35與印刷輥30結(jié)合為一體，或者如圖2和5所示，在粘附于印刷輥30的圓周面的橡膠板70上形成。橡膠板70可通過粘結(jié)劑、膠帶、或其它已知技術(shù)粘附于印刷輥30上。
在一個實施例中，圖1和4所示的印刷輥30及圖2和5所示的橡膠板70可以由合成橡膠制成。用于印刷輥30或橡膠板70的合成橡膠材料的實例是乙烯-丙烯二烯系單體(EPDM)或是三元共聚物，其包含有乙烯、丙烯、及非共軛二烯烴。乙烯-丙烯二烯系單體(EPDM)可以通過幾種化學(xué)或物理過程進行硬化，包括硫化處理、過氧化處理、苯酚樹脂處理、和/或放射處理。通過硫的硬化處理可以通過二烯烴實現(xiàn)。EPDM具有良好的耐臭氧性、耐候性、耐熱、及耐溶劑性。另外，EPDM具有比其它合成橡膠更小的比重，并且提供高度的填充由于潤濕性而致的裝填物和油類能力。因此，EPDM是非常有成本效益的合成橡膠。
通過印刷輥30的印刷圖案35與網(wǎng)紋輥10的表面接觸將涂布在網(wǎng)紋輥10上取向材料移送到印刷圖案35的凸起表面或凸出部。
印刷工作臺60上安裝基片1并且沿著垂直于印刷輥30的軸的方向3。在移動印刷工作臺60的過程中，印刷輥30圍繞它的軸31轉(zhuǎn)動以將印刷圖案35的表面上的取向材料輸送到基片1，以便將取向材料涂布在基片1上。結(jié)果，基片1被具有由印刷輥30的印刷圖案35確定的圖案的取向膜所覆蓋。因此，印刷工作臺60施加適當(dāng)?shù)膲毫τ谟∷⑤?0，從而使印刷圖案35轉(zhuǎn)移到基片1上。
印刷到基片1上的取向膜在預(yù)定的溫度下進行固化且用摩擦輥摩擦(未示出)。該摩擦可沿著一個方向確定或限定在印刷取向膜表面的液晶分子的預(yù)傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，印刷輥30的圓周面，在一個實施例中包括橡膠板70，而在另一個實施例中不包括橡膠板70，其小于基片1的長度L1，以致一次以上的印刷輥30轉(zhuǎn)動可完成在基片1上的取向材料的印刷。印刷輥30的圓周面周長(包括或不包括橡膠板70)可與被分成多個的基片1的長度L1基本相等，也就是說，基片1的長度L1有可等于印刷輥30的多個圓周面周長。因此，印刷輥具有基本等于可被分成整數(shù)個的基片長度的周長。在這種情況下，印刷在基片1上的取向膜圖案包括沿著印刷工作臺60的運動方向重復(fù)排列的圖案單元。
圖3示出了將印刷取向膜圖案的矩形圖案單元2沿著印刷工作臺60的移動方向排列三次并且沿著印刷輥30的軸方向排列兩次。圖案單元2具有長度L和寬度W，而將沿著印刷工作臺60的移動方向的鄰接圖案單元2以距離d1分隔開，同時沿著印刷輥30的軸方向的鄰接圖案單元2以距離d2分隔開。印刷輥30旋轉(zhuǎn)三次以形成這樣一個取向膜圖案。然而，它應(yīng)該被認(rèn)為是印刷輥30可以根據(jù)基片長度和所需要的取向膜圖案而旋轉(zhuǎn)不同的次數(shù)。
為了形成這樣一個取向膜圖案，形成在印刷輥30上的預(yù)定印刷圖案35包括排列于印刷輥30軸方向的兩個相同的凸起部分35a和35b。參照圖3至5，每個凸起部分35a或35b具有等于L的周長和等于W的寬度。凸起部分35a和35b以等于d2的間距沿著軸的方向相互分開，而每個凸起部分35a或35b的相對邊之間的周長距離大于等于d1，其中每個凸起部分與印刷輥30的軸31是同軸的。
用于液晶顯示器的基片1包括多個裝置隔板，將其在形成取向膜之后沿著線路被分隔開。每個裝置隔板都是作為用于液晶顯示器的面板，包括顯示區(qū)域1a(圖3)，在這個區(qū)域上設(shè)置液晶。將每個圖案單元2設(shè)置在裝置分隔板的顯示區(qū)域1a上，并將密封劑(未示出)分散在顯示區(qū)域1a周圍。顯示區(qū)域1a可設(shè)置具有多個像素電極(未示出)、多個薄膜晶體管(未示出)、濾色器(未示出)、及多個信號線(未示出)。
如上所述，根據(jù)這些實施例的印刷輥30和橡膠板70是由輕質(zhì)合成橡膠制成并且具有小的尺寸，以便降低制造印刷輥30和橡膠板70的成本。特別是，如圖1所示的裝置要求沒有橡膠板，以便其進一步減少制造成本。而且，可以通過旋轉(zhuǎn)印刷輥30多次將該裝置用于大型基片上。
現(xiàn)在，將參照圖6-9對圖2和圖5所示的包括印刷圖案的橡膠板進行詳細(xì)的描述。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于印刷輥的橡膠板截面圖，圖7示出了利用根據(jù)本發(fā)明的激光工藝在圖6所示的橡膠板上形成的印刷圖案，圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的壓制工藝在圖6所示的橡膠板上形成的印刷圖案，而圖9是印刷輥和包括印刷圖案的橡膠板的示意性立體圖。
參照圖6，橡膠板70，在一個實施例中，由EPDM制成。橡膠板70可以使用各種途徑進行機械加工。在一個實施例中，橡膠板70使用類似于通過光刻加工感光樹脂板(未示出)的方式進行加工。橡膠板70通過如圖7所示的激光工藝、如圖8所示的壓制工藝、或濺射工藝進行加工，以形成凹陷部分70b和凸起部分70a。凸起部分70a從網(wǎng)紋輥10接收取向材料，用于在基片上印刷取向材料圖案。圖7示意性地顯示了來自激光束發(fā)生器100的激光束101可以照射到橡膠板70的部分，以形成凹陷部分70b。圖8示意性地顯示了壓機200將壓力施加到橡膠板70的部分，以形成凹陷部分70b。
有利地，上述機械加工不需要通常用于光刻法的分開的圖案薄膜。因此，機械加工可以便利地應(yīng)用于包括幾個凹陷部分和凸起部分的大型橡膠板，同時成本較低且效益較高。
現(xiàn)在，參照圖10至圖12詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于在基片上印刷取向膜的裝置。圖10及11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于印刷取向膜的裝置側(cè)向截面圖，而圖12示出了通過圖10及11所示裝置的印刷輥印刷的取向膜示意圖。
參照圖10和圖11，根據(jù)這些實施例的用于印刷取向膜的裝置分別具有與圖1和圖2所示類似的結(jié)構(gòu)。因此，每個裝置都包括網(wǎng)紋輥10、刮刀輥20、印刷輥80、配送器40、吊桶50、及安裝在基片1上的印刷工作臺60。在一個實施例中，可將橡膠板90粘附于印刷輥80的圓周面上。
不同于圖1和圖2，印刷輥80和橡膠板90不具有分別如圖10和圖11所示的預(yù)定圖案。因此，如圖12所示印刷輥80涂布在基片1上不具有圖案的取向膜4。
然后，在一個實施例中，通過光刻法獲得印刷取向膜4的所需要的圖案。更具體地說，在取向膜4上涂布感光樹脂薄膜，而將帶有取向膜圖案的曝光掩模與基片1對準(zhǔn)。感光樹脂膜通過曝光掩模進行曝光并顯像以形成感光樹脂圖案。然后，利用作為蝕刻掩模的感光樹脂膜將取向膜4進行干蝕刻以形成所需要的圖案。當(dāng)取向膜4用感光樹脂材料制成時，無需涂布感光樹脂膜，而只通過不用干蝕刻的光刻法獲得所需要的取向膜4的圖案。
可供選擇地，所需要的取向膜4的圖案可通過照射激光束形成。
有利地，由于印刷輥80沒有圖案，因而印刷輥80的直徑可以盡可能小，不必根據(jù)基片1的長度而定。另外，印刷輥80與基片1之間的取向可以不太明顯，并且印刷輥80的清洗也非常簡單。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷取向膜的系統(tǒng)，包括網(wǎng)紋輥，與配送器可操作地接合，所述配送器用于在所述網(wǎng)紋輥上提供取向材料；印刷輥，與所述網(wǎng)紋輥可操作地接合以接收所述取向材料；以及工作臺，與所述印刷輥可操作地接合，所述工作臺安裝有基片，將取向材料從所述印刷輥傳送到所述基片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述取向材料選自由有機材料和無機材料組成的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥由包含乙烯-丙烯二烯系單體的聚合物組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥具有小于所述基片長度的周長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥具有一周長，以致需要所述印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)以沿著所述基片的全長印刷所述取向材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥具有基本上等于可被分成整數(shù)個的所述基片長度的周長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥在外表面上具有印刷圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥包括具有印刷圖案的極板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述極板由包含乙烯-丙烯二烯系單體的聚合物組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基片包括液晶顯示面板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基片包括多個液晶顯示面板。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，將所述基片安裝在所述印刷輥和所述工作臺的頂面之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述網(wǎng)紋輥可操作地接合的刮刀輥。
14.一種用于印刷取向膜的系統(tǒng)，包括網(wǎng)紋輥，與配送器可操作地接合，所述配送器用于在所述網(wǎng)紋輥上提供取向材料；印刷輥，與所述網(wǎng)紋輥可操作地接合以接收所述取向材料；以及工作臺，與所述印刷輥可操作地接合，所述工作臺安裝有基片，通過所述印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將所述取向材料從所述印刷輥傳送到所述基片上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥具有基本上等于可被分成整數(shù)個的所述基片長度的周長。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥在外表面上具有印刷圖案。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷輥包括具有印刷圖案的極板。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基片包括液晶顯示面板。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基片包括多個液晶顯示面板。
20.一種印刷取向膜的方法，包括以下步驟將取向材料從配送器傳送到網(wǎng)紋輥；將所述取向材料從所述網(wǎng)紋輥傳送到包含印刷圖案的所述印刷輥；以及通過所述印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將所述取向材料從所述印刷輥傳送到安裝在工作臺的基片。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述取向材料選自由有機材料和無機材料組成的組。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述印刷輥具有小于所述基片長度的周長。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述印刷輥具有基本上等于可被分成整數(shù)個的所述基片長度的周長。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述印刷輥在外表面上具有印刷圖案。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述印刷輥包括具有印刷圖案的極板。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，通過利用激光或壓機加工所述極板形成所述印刷圖案。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述基片包括液晶顯示面板。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述基片包括多個液晶顯示面板。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括將刮刀輥與所述網(wǎng)紋輥接合以在所述網(wǎng)紋輥上均勻分配所述取向材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括收集在所述網(wǎng)紋輥下部收集器中的取向材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括在所述基片上形成取向材料的所述印刷圖案。
32.一種印刷取向膜的方法，包括以下步驟將取向材料從配送器上傳送到網(wǎng)紋輥；將所述取向材料從所述網(wǎng)紋輥傳送到印刷輥；通過所述印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)將所述取向材料從所述印刷輥傳送到安裝在工作臺的基片上以形成取向膜；以及制作所述取向膜圖案。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，通過光刻法對所述取向膜制作圖案。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，通過激光照明對所述取向膜制作圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于方便地形成取向膜的系統(tǒng)和方法。在包括液晶顯示面板的一個實施例中，將網(wǎng)紋輥與印刷輥可操作地接合以在基片上印刷取向膜。利用印刷輥的多次旋轉(zhuǎn)以在各種基片上印刷各種取向膜時提高效率和靈活性。
文檔編號B41F17/14GK1614481SQ200410090
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者元敏榮, 金鐘元, 姜正晧, 白亨烈 申請人:三星電子株式會社