專利名稱：墨水噴頭與形成此墨水噴頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，可精準(zhǔn)涂布 墨水于畫素區(qū)域，以供制作液晶顯示器的面板。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)廣泛應(yīng)用于電視、監(jiān)視 器、筆記本電腦或移動(dòng)電話等各種電子產(chǎn)品上。強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求帶動(dòng)之下， 液晶面板漸漸朝大型化的趨勢(shì)發(fā)展，業(yè)者的制造難度與成本逐漸增高。由 于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈，價(jià)格成為消費(fèi)者購(gòu)買時(shí)的考慮要件之一，因此，為 了同時(shí)達(dá)成大型化與低成本的目標(biāo)，針對(duì)液晶面板零組件生產(chǎn)技術(shù)上的革 新日益重要。其中，占液晶面板相當(dāng)大一部份成本的彩色濾光片的制程技 術(shù)，成為面板制造業(yè)者與相關(guān)廠商投注研發(fā)的重點(diǎn)之一。
紅綠藍(lán)(RGB)三原色的光阻涂布為制作彩色濾光片的重要步驟之一，噴
墨印刷法為目前新興應(yīng)用的光阻涂布技術(shù)，可一次完成三原色涂布，且不 需要以往復(fù)雜的微影制程。由于噴墨印刷法具有制程簡(jiǎn)化、減少材料成本 與提升生產(chǎn)效率的諸多優(yōu)點(diǎn)，漸漸成為主流制程。然而，以噴墨印刷方法 進(jìn)行光阻涂布仍有待克服的缺失。例如，當(dāng)畫素越多，彩色濾光片上每個(gè) 畫素區(qū)域越小，若噴墨的墨滴無(wú)法準(zhǔn)確噴入預(yù)定的畫素區(qū)域，而落入其它 畫素區(qū)域，將產(chǎn)生混色的缺陷。因此，采用噴墨印刷法時(shí)，精準(zhǔn)控制墨滴 的定位與墨滴的體積大小，是進(jìn)行彩色濾光片制程的關(guān)鍵技術(shù)之一。而噴 墨印刷所采用的已知噴墨頭，由于其流道容易有光阻或印刷物質(zhì)的殘留， 會(huì)影響噴墨量的穩(wěn)定度、噴墨質(zhì)量與噴頭壽命等等，進(jìn)而影響上述的精準(zhǔn)
度甚巨。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種墨水噴頭，具有較長(zhǎng)的使用壽命，且可避 免于噴頭內(nèi)的墨水累積而產(chǎn)生殘留物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方 法，可提供較佳的噴墨精準(zhǔn)度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種墨水噴頭，供向外噴出一墨水，該 墨水噴頭包含 一墨水槽； 一流道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單 元具有一流道內(nèi)壁面，該流道內(nèi)壁面上形成一液體疏離層，且該液體疏離 層的一液體接觸角大于90。； 一噴出單元，形成于該流道單元的另一端。
本發(fā)明的目的還可以這樣實(shí)現(xiàn)， 一種形成具液體疏離層的墨水噴頭的方 法，該墨水噴頭供向外噴出一墨水，該方法包含形成一墨水槽；形成一流 道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內(nèi)壁面；形成一液體 疏離層于該流道內(nèi)壁面，其中該液體疏離層的一液體接觸角大于90。；形成 一噴出單元連通該流道單元的另一端。
本發(fā)明的墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，應(yīng)用于彩色濾光片的 噴墨印刷法，此墨水噴頭可避免光阻等物質(zhì)累積而產(chǎn)生殘留物，以提供較 佳的噴墨精準(zhǔn)度，且本發(fā)明的墨水噴頭具有較長(zhǎng)的使用壽命。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的墨水噴頭立體示意圖;
圖2為墨水噴頭內(nèi)部局部示意圖3為墨水噴頭的噴出單元的分布示意圖；圖5為液體與液體疏離層的液體接觸角示意圖6為本發(fā)明形成墨水噴頭的流程圖。
附圖標(biāo)號(hào)
10 墨水噴頭
12 墨水注入孔
100液體疏離層
20 墨水槽 201墨水內(nèi)壁面
30 流道單元 301流道內(nèi)壁面
40 噴出單元 401噴出單元內(nèi)壁面
60 噴孔片 Be液體接觸角
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，應(yīng)用于彩色濾 光片的噴墨印刷法，此墨水噴頭可避免光阻等物質(zhì)累積而產(chǎn)生殘留物，以 提供較佳的噴墨精準(zhǔn)度，且本發(fā)明的墨水噴頭具有較長(zhǎng)的使用壽命。
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的墨水噴頭10的立體示意圖。圖示中，墨水噴 頭IO上具有墨水注入孔12，箭頭示意墨水的流動(dòng)路徑。墨水自墨水注入孔 12進(jìn)入墨水噴頭10內(nèi)以后，自中央沿不同流道往兩側(cè)流動(dòng)，各墨水流動(dòng)路 徑有對(duì)應(yīng)的出口。圖2為墨水噴頭10內(nèi)部的局部結(jié)構(gòu)圖。墨水噴頭10具 有多個(gè)流道單元30與多個(gè)對(duì)應(yīng)的噴出單元40(請(qǐng)先行參閱圖3所示)，噴孔 片60對(duì)應(yīng)地設(shè)置于噴出單元40下方。流道單元30較佳為渠狀溝槽，可供 墨水流通。本實(shí)施例的流道單元30均各自獨(dú)立且分成兩側(cè)設(shè)置，同一側(cè)的
流道單元30平行間隔地排列，而不同側(cè)的流道單元30則錯(cuò)位設(shè)置。噴出 單元40實(shí)際上為形成于每個(gè)流道單元30的底部上的開(kāi)孔，使墨水流出于 流道單元30。圖3所示為墨水噴頭10對(duì)應(yīng)于流道單元30底部外的噴出單 元40的分布示意圖。由此圖可見(jiàn)，本例的多個(gè)噴出單元40之間呈一直線 排列，然而，噴出單元40也可能有其它排列方式，本例的實(shí)施方式非用于 限制本發(fā)明的范疇。此外，本發(fā)明墨水噴頭IO所應(yīng)用的噴墨裝置中，在墨 水噴頭10下方設(shè)置有噴孔片60(如圖l所示)，其表面分布多個(gè)孔洞，每個(gè) 孔洞對(duì)應(yīng)每個(gè)噴出單元40設(shè)置。
圖4為圖2的墨水噴頭IO于切線A-A'的剖視圖。由圖可見(jiàn)墨水噴頭 10內(nèi)部的墨水槽20、流道單元30、噴出單元40及噴孔片60的剖面結(jié)構(gòu)。 墨水噴頭10的外殼體包圍形成的容納空間分別構(gòu)成墨水槽20以及流道單 元30。墨水槽20為位于墨水注入孔12對(duì)應(yīng)之處以及流道單元30上方的腔 體，流道單元30為互相間隔的通道(如圖2所示)。墨水槽20與流道單元 30的一端接通，噴出單元40與流道單元30的另一端接通。噴出單元40形 成于流道單元30的底部。本發(fā)明所應(yīng)用的墨水物質(zhì)是自墨水注入孔12注 入墨水槽20內(nèi)，墨水流經(jīng)流道單元30并由底部的噴出單元40，并經(jīng)噴孔 片60噴出于墨水噴頭IO外。請(qǐng)同時(shí)參考圖2與圖4，流道單元30實(shí)質(zhì)上 由流道內(nèi)壁面301包圍而成。如圖4所示，流道內(nèi)壁面301其上形成一層 液體疏離層IOO與流經(jīng)的墨水接觸。本發(fā)明的墨水槽20、流道單元30以及 噴出單元40的材質(zhì)一般而言為金屬材質(zhì)，如不銹鋼；然而，也可以不具金 屬的含碳材質(zhì)構(gòu)成本發(fā)明的墨水噴頭。
一實(shí)施例中，液體疏離層100為疏油性的材質(zhì)，較佳以涂布或?yàn)R鍍的 方式覆蓋于流道內(nèi)壁面301上。請(qǐng)見(jiàn)圖5，液體疏離層100與油性液體之間 具有一液體接觸角0c。此處的接觸角的定義為此液體表面切線與一固體表 面接觸時(shí)所夾的角度，且為靠近液體一側(cè)的夾角。若液體表面與固體表面 的夾角越大，表示液體的內(nèi)作用力相對(duì)于液體與固體表面的作用力越大。此例中，如圖5所示，具疏油性的液體疏離層100與油性液體的液體接觸 角6c—般而言是大于90。。以此例而言，油性液體在具有液體疏離層100 的流道內(nèi)壁面301上傾向聚合為水滴狀，而非攤平于流道內(nèi)壁面301上。 本實(shí)施例液體疏離層100所采用的疏油性材質(zhì)較佳為具高極性的化學(xué)材質(zhì)， 例如氟化物，常見(jiàn)者例如為鐵氟龍(Teflon)，其分子間的碳氟鍵結(jié)力很強(qiáng)。 此例中是將鐵氟龍涂布于流道內(nèi)壁面上。另一例子中，則以常壓等離子 (atmospheric pressure plasma)表面處理技術(shù)將四氟化碳(CF4)濺鍍于非
金屬材質(zhì)的流道內(nèi)壁面上，作為液體疏離層ioo。
另一實(shí)施例中，液體疏離層100可為疏水性材質(zhì)，可以涂布或其它方 式覆蓋于流道內(nèi)壁面301上。本實(shí)施例的液體疏離層100與水性液體的液 體接觸角0c —般而言大于90° 。類似于上述實(shí)施例，以此例而言，水性 液體在具有液體疏離層100的流道內(nèi)壁面301上傾向聚合為水滴狀，而非 攤平于流道內(nèi)壁面301上。本實(shí)施例所采用的疏水性材質(zhì)為一般而言為不 具有極性或極性較低的化學(xué)材質(zhì)，例如聚酯/聚丙烯/聚丙烯睛，常見(jiàn)的材 質(zhì)為聚丙烯(PET)，此材質(zhì)與水性液體(例如水)之間無(wú)法產(chǎn)生氫鍵，水性液 體會(huì)排斥此材質(zhì)并且本身產(chǎn)生氫鍵連結(jié)，因此水性液體在此材質(zhì)的表面上 會(huì)聚合成水滴狀。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，如圖4所示，本實(shí)施例中的墨水噴頭10的墨水槽20具 有墨水槽內(nèi)壁面201，噴出單元40具有噴出單元內(nèi)壁面401。墨水槽內(nèi)壁 面201以及噴出單元內(nèi)壁面401其上也形成液體疏離層100。墨水槽內(nèi)壁面 201與噴出單元內(nèi)壁面401上的液體疏離層100的液體接觸角0 c大于一特 定角度。簡(jiǎn)言之，若本發(fā)明的墨水噴頭IO供油性液體(墨水)使用，則墨水 槽內(nèi)壁面201與噴出單元內(nèi)壁面401上形成的液體疏離層100為疏油性材 質(zhì)，其與油性液體的接觸角9c 一般而言大于90° 。若本發(fā)明的墨水噴頭 10供水性液體(墨水)使用，則墨水槽內(nèi)壁面201與噴出單元內(nèi)壁面401上 形成的液體疏離層100為疏水性材質(zhì)，其與水性液體的接觸角一般而言大
于90° 。然而，其它實(shí)施例中，墨水槽內(nèi)壁面以及噴出單元內(nèi)壁面也可能 不具有液體疏離層，端視不同需求而可加以改變。
另一實(shí)施例中，本發(fā)明的墨水噴頭10的流道單元30的流道內(nèi)壁面301 上形成拋光研磨層。換言之，本例以研磨形成的拋光研磨層作為液體疏離 層。拋光研磨層的粗糙度較佳小于40微米(um)。表面粗糙度越小，代表 此表面越光滑。具有越光滑的拋光研磨層的流道內(nèi)壁面301越不易與外界 物質(zhì)產(chǎn)生沾黏。 一般而言，此拋光研磨層的形成是于流道內(nèi)壁面301上進(jìn) 行物理性、化學(xué)性或其它方式的拋光研磨的程序，使得流道內(nèi)壁面301的 粗糙度變小。不同實(shí)施例中，更可于流道內(nèi)壁面301上形成拋光研磨層之 后，于拋光研磨層上進(jìn)一步涂布液體疏離層100,意即對(duì)墨水噴頭分別進(jìn)行 拋光研磨與涂布(或?yàn)R鍍)，以達(dá)成更佳的疏墨效果。
圖6所示為形成本發(fā)明的墨水噴頭的方法的流程圖。如圖6所示，首 先進(jìn)行步驟1001，形成一墨水槽以容納墨水，形成流道單元一端接通墨水 槽，供墨水流通。實(shí)際上，墨水噴頭具有的外殼體包圍形成的容納空間分 別構(gòu)成墨水槽以及流道單元，且此步驟所形成的流道單元具有流道內(nèi)壁面。 接著，進(jìn)行步驟1003，在流道內(nèi)壁面上形成液體疏離層。 一般而言，此步 驟較佳以涂布或?yàn)R鍍的方式將液體疏離層形成于流道內(nèi)壁面上。
一實(shí)施例中，形成液體疏離層的步驟1003是以疏油性材質(zhì)形成此液體 疏離層。此實(shí)施例的液體疏離層相對(duì)于油性液體的液體接觸角一般而言是 大于90°即可。疏油性材質(zhì)較佳為具有高極性的化學(xué)材質(zhì)。常用的疏油性 材質(zhì)例如為氟化物，常見(jiàn)者例如為鐵氟龍(Teflon),其分子間的碳氟鍵結(jié) 力很強(qiáng)。然而，其它種類的疏油性材質(zhì)也可被采用。另一實(shí)施例中，形成 液體疏離層的步驟1003是以疏水性材質(zhì)涂布于流道內(nèi)壁面以形成此液體疏 離層。此實(shí)施例液體疏離層相對(duì)于水性液體的液體接觸角一般而言是大于 90° 。疏水性材質(zhì)為不具有極性或極性較低的化學(xué)材質(zhì)，例如聚酯/聚丙烯 /聚丙烯睛，常見(jiàn)的材質(zhì)為聚丙烯(PET)。
進(jìn)一步而言，本實(shí)施例形成墨水噴頭的步驟更包括步驟1002，于流道 內(nèi)壁面進(jìn)行拋光研磨的程序，使得流道內(nèi)壁面的粗糙度變小，較佳小于40 微米"m)。拋光研磨后的流道內(nèi)壁面形成拋光研磨層，此實(shí)施例中，是首 先在流道內(nèi)壁面上形成拋光研磨層之后，于拋光研磨層上進(jìn)一步涂布液體 疏離層，其是分別進(jìn)行拋光研磨與涂布(或?yàn)R鍍)，以達(dá)成更佳的疏墨效果。 然而，另一實(shí)施例中，步驟1003中包括形成拋光研磨層，而拋光研磨層是 作為液體疏離層。此外，本實(shí)施例形成墨水噴頭的方法另包括步驟1005， 于流道單元的另一端形成噴出單元，實(shí)際上，噴出單元為形成于流道單元 一端的開(kāi)孔，以供墨水噴出。請(qǐng)注意的是，步驟1005與步驟1001、步驟 1003無(wú)絕對(duì)的執(zhí)行順序，例如，本實(shí)施例的步驟1005也可能于步驟1001 的前執(zhí)行或與步驟1001同時(shí)執(zhí)行。
如本發(fā)明以上實(shí)施例所述，本發(fā)明提供的墨水噴頭具有液體疏離層， 使其內(nèi)部具有不易沾黏墨水等物質(zhì)的特性，避免殘留物留于墨水噴頭內(nèi)， 進(jìn)而提供較佳的噴墨精準(zhǔn)度以及較長(zhǎng)的使用壽命。本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí) 施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是， 已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于申請(qǐng)專利范圍的 精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種墨水噴頭，供向外噴出一墨水，其特征在于該墨水噴頭包含一墨水槽；一流道單元，一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內(nèi)壁面，該流道內(nèi)壁面上形成一液體疏離層，且該液體疏離層的一液體接觸角大于90°；一噴出單元，形成于該流道單元的另一端。
2. 如權(quán)利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一 疏油性材質(zhì)。
3. 如權(quán)利要求2所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層的該疏 油性材質(zhì)包括具極性的化學(xué)材質(zhì)。
4. 如權(quán)利要求3所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層的該疏 油性材質(zhì)包含氟化物。
5. 如權(quán)利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一 疏水性材質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該流道內(nèi)壁面的粗糙 度是小于40微米。
7. 如權(quán)利要求6所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層包括一 拋光研磨層。
8. 如權(quán)利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該墨水槽具有一墨水 槽內(nèi)壁面，該墨水槽內(nèi)壁面也形成該液體疏離層，其中該墨水槽內(nèi)壁面的該液體疏離層的一液體接觸角大于90。。
9. 如權(quán)利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏油性材質(zhì)。
10. 如權(quán)利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該墨水槽內(nèi)壁面的粗糙度是小于40微米。
11. 如權(quán)利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏水性材質(zhì)。
12. 如權(quán)利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該噴出單元具有一噴 出單元內(nèi)壁面，該噴出單元內(nèi)壁面也形成該液體疏離層，其中該噴出單元內(nèi)壁面的該液體疏離層的一液體接觸角大于90。。
13. 如權(quán)利要求12所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏油性材質(zhì)。
14. 如權(quán)利要求12所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏水性材質(zhì)。
15. —種形成具液體疏離層的墨水噴頭的方法，該墨水噴頭供向外噴出一墨水，該方法包含 形成一墨水槽；形成一流道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內(nèi)壁面；形成一液體疏離層于該流道內(nèi)壁面，其中該液體疏離層的一液體接觸角大于90° ;形成一噴出單元連通該流道單元的另一端。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以一疏油性材質(zhì)形成該液體疏離層。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括形成一含氟材質(zhì)于該流道內(nèi)壁面。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以常壓等離子表面處理的方式于該流道內(nèi)壁面形成該液體疏離層。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以一疏水性材質(zhì)形成該液體疏離層。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步 驟包括拋光研磨該流道內(nèi)壁面以形成該液體疏離層。
全文摘要
本發(fā)明的墨水噴頭包括墨水槽、流道單元以及噴出單元。流道單元的一端與墨水槽接通，另一端與噴出單元接通。墨水自墨水槽進(jìn)入流道單元并由底部的噴出單元噴出。流道單元具有流道內(nèi)壁面，其上形成一層液體疏離層與流經(jīng)的墨水接觸。此液體疏離層與流經(jīng)其上的液體的接觸角較佳地大于90°角。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101357535SQ200810161
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者李淑琴, 陳宗凱, 黃彥衡 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司