CN117136644A - 在用于显示器制造的基板上进行印刷的设备及方法 - Google Patents

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瓦伦蒂娜·富林
胡·T·额
安德烈亚·马卡里
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Abstract

提供了一种在用于显示器制造的基板上(150)进行印刷的设备(100)。该设备包括用于对准该基板的对准站(110)、用于在该基板上进行印刷的印刷站(120)及用于检查印刷基板是否存在缺陷的检查站(130)。该对准站、该印刷站及该检查站沿着公共轴(160)设置。该公共轴被配置为将该基板从该对准站移动至该印刷站并从该印刷站移动至该检查站。公共轴(160)进一步被配置为在该检查站中检测到缺陷的情况下将该印刷基板从该检查站(130)移回该印刷站(120)，该印刷站被配置为重新加工该印刷基板以通过再次在该基板上进行印刷来校正检测到的缺陷。

Description

在用于显示器制造的基板上进行印刷的设备及方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种在用于显示器制造的基板(特别是用于制造基于微型LED的显示器(特别是包含基于量子点的染料的显示器)的基板)上进行印刷的设备及方法。本发明的实施方式特别涉及一种沿着公共轴在基板上执行印刷操作及重新加工操作的设备及方法。进一步的实施方式涉及一种具有用于在用于显示器制造的基板上进行印刷的印刷头及印刷杆的设备。
背景技术
在显示器制造中，已知有几种技术可为显示器提供改进的分辨率及对比特性，且已开发了许多方法。其中LCD(液晶显示器)使用液晶的光调制特性来影响由背光源或反射器提供的光以产生彩色或单色图像，OLED(有机发光二极管)显示器技术提供了响应于电力直接发射可见光的有机材料。
已知OLED显示器相较于LCD具有有益效果，例如，可提供更薄及更轻的显示器，OLED显示器实现更深的黑色层次及更高的对比度，且是柔性及透明的，因此允许在多种应用中使用OLED显示器，诸如屏幕、TV、智慧型手机等。
OLED基板的生产通常通过将有机材料涂覆至基板上来进行，有机材料提供红色、蓝色和绿色的原色，以在基板上产生像素。涂覆处理可例如基于沉积在基板上的有机材料(例如主体材料及掺杂剂材料)的蒸发，以在基板上提供不同彩色的像素。
与OLED技术相比，微型LED(发光二极管)可在基板上提供微小的像素，微型LED由以半导体阵列的形式提供的无机材料制成，例如氮化铟镓(InGaN)，微型LED能够响应于电力而自发光。与OLED技术相比，微型LED技术在显示器制造方面在例如所得显示器的寿命、亮度及对比方面能够是有益的。迄今为止，适用于显示器制造的微型LED阵列的制造成本高昂且效率低下。此外，提供彩色像素具有挑战性。
在基于微型LED的显示器中提供彩色像素的一种方法是使用荧光染料，荧光染料由微型LED发射的光激发，且其结果是发射特定的辐射图案，诸如对应于红色、绿色及蓝色颜色的波长带。量子点染料可适用于该目的。染料通常由印刷处理施加至基板的与微型LED的位置相对应的特定位置。用于将染料提供至基板上的合适的印刷处理可能是实现高品质显示器的成本及时间有效制造的限制因素。
鉴于上述情况，提供一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的改进设备或方法是有益的。
发明内容
根据一个方面，提供了一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的设备。该设备包括用于对准基板的对准站、用于在基板上印刷的印刷站及用于检查印刷基板是否存在缺陷的检查站。对准站、印刷站及检查站沿着公共轴设置。公共轴被配置为将基板从对准站移动至印刷站并从印刷站移动至检查站。公共轴进一步被配置为在检查站检测到缺陷的情况下将印刷基板从检查站移回印刷站，印刷站被配置为重新加工印刷基板以通过再次在基板上进行印刷来校正检测到的缺陷。
根据进一步的方面，提供了一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的方法。该方法包括将基板装载至沿着公共轴设置的装载位置中，沿着公共轴将基板从装载位置移动至沿着公共轴设置的对准站，对准基板，沿着公共轴将基板从对准站移动至沿着公共轴设置的印刷站，在基板上进行印刷，沿着公共轴将印刷基板从印刷站移动至沿着公共轴设置的检查站，以及检查印刷基板。该方法进一步包括：在印刷基板上检测到缺陷的情况下，执行以下四个操作：沿着公共轴将有缺陷的印刷基板从检查站移回印刷站，重新加工有缺陷的印刷基板以通过再次在基板上印刷来校正检测到的缺陷，沿着公共轴将有缺陷的印刷基板从印刷站移动至检查站，以及检查被重新加工的印刷基板。在印刷基板上未检测到缺陷的情况下，该方法包括沿着公共轴将印刷基板从检查站移出以进行进一步处理。
根据一个方面，如本文所述的印刷(诸如本文所述设备的印刷站的印刷或根据本文所述方法的印刷操作)可包括在基板上印刷油墨。油墨可以是UV油墨，诸如包括荧光团的油墨，诸如包括量子点染料的油墨。在本上下文中，UV油墨可由油墨在低于500nm的波长或波长带的吸收来定义，诸如在350nm至480nm的范围内、低于450nm，或在385nm至400nm的范围内的波长或波长带。UV油墨可通过吸收光被激发并且发射更高波长的荧光。印刷可包括将油墨施加至基板上的预定位置上。基板上的预定位置可对应于一个微型LED或多个微型LED的位置。
根据一个方面，可施加油墨，使得油墨被单一微型LED或被特定或限定选择的多个微型LED照明，而不被其他微型LED照明。根据一个示例，可将油墨以液滴的形式供应至基板上以形成墨点。墨点可被设置在墨点位置上的微型LED照明，使得操作微型LED来特定地照明该墨点而不照明其他墨点。墨点的尺寸可受到限制，例如根据微型LED的尺寸或微型LED操作时由微型LED提供的照明面积，例如使得墨点不被其他微型LED照明。
根据一个方面，油墨(诸如通过将油墨液滴施加至基板上所产生的墨点)可形成显示装置的像素的部件。例如，像素可包含要由四个单独的微型LED各自单独照明的四个相邻的墨点，例如当由相应的微型LED照明时，一个墨点提供红光，两个墨点提供绿光，且一个墨点提供蓝光。在示例中，像素可包含以2x2图案排列的墨点及对应的微型LED。除了上述的像素布置之外的其他像素布置可同样适用。
根据一个方面，印刷可包括喷墨印刷，即，使用喷墨印刷头和/或喷墨印刷方法。喷墨印刷可包括由设置在印刷头中的多个喷嘴分配油墨，从而将一个油墨液滴或一系列油墨液滴施加至与喷嘴相对的表面，诸如本文所述的基板。在一些示例中，喷墨印刷可包括将多个较小的液滴提供至相同的位置。喷墨印刷通常通过相对于印刷头移动待印刷的基板并通过以定时方式操作喷嘴以使得油墨分配至期望位置上来执行。
根据一个方面，基板可以是玻璃基板或聚合物基板，特别是用于显示器制造的基板。基板可具有在160mm×120mm与640mm×480mm之间的尺寸，例如320mm×240mm，或高于或低于给定范围的尺寸。基板可以是矩形的，或不同形状的。基板可以是方形的、圆形的、六边形的，或设置在较大载体基板上的较小基板的集合。基板可具有0.1mm至1mm的厚度，诸如0.5mm。
根据一个方面，基板可包括结构特征以帮助将油墨特定地施加至期望位置。此类特征可包括基板的表面改性，以防止油墨穿过期望边界的扩散，例如，油墨穿过期望的、有限尺寸的墨点的扩散。基板的改性可进一步防止例如当第一液滴或墨点与第二液滴或墨点接触时的不期望的油墨混合。可能的表面改性可包括提供图案化基板，诸如具有图案化表面的基板。基板的图案化可包括在接收油墨的基板表面上提供图案，例如根据期望的像素结构(即，墨点的期望位置)在基板内的凹痕。基板改性可在基板表面内以微孔的形式提供，以接收印刷或分配的油墨，例如分配的油墨液滴，且将油墨保持在其中，特别是直至油墨固化。其他类型的结构可同样适用，诸如屏障，特别是由亲水屏障(例如用于疏水性油墨)或疏水性屏障(例如用于水基油墨)在基板表面上形成的用于防止油墨穿过屏障扩散的外壳。在有利的实施方式中，基板的表面改性增加了在其中施加油墨液滴的空间容差，例如，油墨液滴可提供在由基板上的表面改性提供的图案中所包含的阱(well)或其他特征内的任何位置中，且油墨可随后在例如阱内扩散，以产生期望的、均匀的墨点。
根据一个方面，尽管最近在提高印刷方法(特别是喷墨印刷方法)的准确性及再现性方面取得了进展，且利用了上述进阶的表面结构，但在一些情况下，用于制造现代显示装置的大量且小尺寸的结构(例如像素)会导致印刷处理期间出现错误，从而导致印刷基板出现许多缺陷。可能的缺陷可包括油墨的缺失、不均匀或不完整的施加、两个墨点的混合、墨点被施加至不期望的位置，或其类似者。为了避免不得不丢弃这些有缺陷的基板，可重新加工有缺陷的基板以校正所述缺陷，此举可产生正确印刷的基板。重新加工可包括将油墨施加至缺失墨点的位置。重新加工可包括清洁和/或漂白基板特定位置上的油墨，并且将油墨施加至被清洗和/或漂白的位置。
用于印刷基板的重新加工，特别是用于显示器制造的印刷基板的重新加工的已知重新加工方法可能是复杂的或耗时的，通常需要额外的机械及与印刷基板的手动交互，诸如从主印刷线卸载基板并将基板装入重新加工站。
鉴于上述情况，可能希望提供一种根据本文所述的实施方式的适合于在基板上进行印刷且进一步适合于执行印刷基板的重新加工的设备，以及一种根据本文所述的实施方式的包括用于印刷及重新加工印刷基板的操作的方法。
本文所述的实施方式也涉及用于执行所公开方法的设备及包括用于执行每个所述方法方面的设备部件。这些方法方面可通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、由上述两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式也涉及用于操作所述设备的方法。其包括用于执行设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了可详细理解上述特征，可通过参考实施方式获得以上简要概括的更具体描述。附图涉及实施方式且描述如下：
图1示出印刷设备的第一实施方式的示意侧视图；
图2示出印刷设备的第二实施方式的示意侧视图；
图3示出根据实施方式的在基板上进行印刷的方法；
图4A示出常规的印刷头；
图4B示出根据本文所述实施方式的印刷头；以及
图5A至图5D示出根据本文所述实施方式的印刷杆的示例。
具体实施方式
现将详细参考各种实施方式，这些实施方式的一个或多个示例在图中示出。在附图的以下描述中，相同的附图标记代表相同的部件。大体上，仅描述关于个别实施方式的差异。每个示例均以解释的方式提供，且不意味着限制。此外，作为一个实施方式的部分示出或描述的特征可用在其他实施方式上或与其他实施方式结合使用以产生又一实施方式。本说明书旨在包括此类修改及变化。
在本公开内容中，参考了包括基板的实施方式。基板可根据分配给其的属性来描述，诸如“印刷基板”、“有缺陷的基板”或“重新加工基板”，这些属性旨在帮助理解本公开内容内容，且绝不应理解为限制。
图1示出根据实施方式的一种在用于显示器制造的基板150上进行印刷的设备100。该设备包括对准站110、印刷站120及检查站130。站110、120及130沿着公共轴160布置。根据实施方式，设置有基板150。基板150可设置在基板组件上或包括基板组件，例如，基板可设置在基板保持件、基板载体等上。根据实施方式，基板150可以是用于印刷的基板，即，设备100可被配置用于基板150的首次印刷。根据进一步的实施方式，基板可被部分地印刷，即，设备100可被配置为执行一系列印刷操作中的印刷操作。
根据实施方式，如图1所示出，设备100可在基板入口位置处接收基板150且将基板150传送至对准站110。在图1中，基板显示在对准站110内部。根据图1，将基板传送至对准站110被描绘为传送140。基板150的传送可由配置为传送基板的公共轴160来执行。
根据实施方式，对准站110对准基板150。对准基板150可包括例如由光学对准***识别基板150的位置。可相对于设备100或设备100的部件(诸如公共轴160、印刷站120等)来识别基板的位置。所识别的基板150的位置可包括关于基板150的横向偏移和/或基板150的旋转偏移的信息。对准站110可根据设置在基板150和/或基板保持件上的基准标记、基板150的边缘位置和/或包含设置在基板150上的像素结构的特征的位置来对准基板150。包含像素结构的特征的位置可包括基板150上的表面改性，例如，如上所述，微型LED的位置，或其他此类特征。
根据实施方式，对准基板150可包括在基板150上执行校正移动，例如，沿着一个或多个轴旋转及平移基板150，以使基板150进入对准位置。基板150上的校正移动可在对准站110内执行，和/或可以在诸如第二对准站的后续站或诸如印刷站120的其他站中执行。校正移动可由基板保持件例如在沿着公共轴160的任何点处执行。
根据实施方式，对准基板150可包括将所识别的基板的位置提供给设备100的其他部件，诸如印刷站120和/或检查站130，以及根据提供的所识别的基板150的位置来执行站的操作。在该有益示例中，可省略基板150的校正移动。根据该实施方式，可通过根据偏移执行诸如在基板上进行印刷的操作来校正可能的偏移，诸如抵消偏移。根据示例，在对准站110中对准基板150可包括识别基板150的位置并使所识别的基板150的位置可用于设备100的其他部件，诸如印刷站120。印刷站120可在接收到所识别的基板150的位置之后，通过根据所识别的位置调整印刷位置(即，用于施加油墨的位置)，在基板150的期望位置处进行印刷。
根据实施方式，如图1所示出，设备100被配置为将基板150从对准站110传送至印刷站120。根据图1，基板150至印刷站120的传送被描绘为传送142。基板150的传送由被配置为传送基板150的公共轴160执行。
根据实施方式，印刷站120在基板150上进行印刷。印刷站120的操作可根据本文描述的实施方式来执行，特别是根据与印刷头、印刷杆、油墨的类型及施加以及其他方面或实施方式有关的更详细讨论的实施方式来执行。基板150在被印刷之后可以是印刷基板150。
根据实施方式，如图1所示出，设备100被配置为将基板150从印刷站120传送至检查站130。根据图1，基板150至检查站130的传送被描绘为传送144。基板150的传送由被配置为传送基板150的公共轴160执行。
根据实施方式，检查站130检查基板150，特别是印刷基板150。检查站130可以是光学检查***，诸如视觉检查站，诸如基于照相机的视觉检查***或站。检查基板150可包括检测基板150上的缺陷，特别是印刷缺陷，诸如上文描述的缺陷。检查站130可执行用于检测印刷基板150上的缺陷的操作。根据示例，检查站130可操作基板150，例如，通过对设置在基板150上的被选择的多个微型LED进行操作，以检测微型LED发射的光是否对应于期望参数，和/或检测设置在基板150上的染料(诸如墨点或多个墨点)，特别是染料的特性，特别是染料所吸收和/或发射的光，是否对应于期望参数。根据示例，检查站130可向基板提供在基板150上提供的染料(诸如在印刷站120中印刷在基板150上的油墨中包含的染料)的吸收波长范围内的光，并检测染料发射的光(例如在染料的发射波长处的发射的光)是否对应于期望参数。根据实施方式，检查站可定位基板150上的缺陷，并将缺陷数据(例如包括缺陷的位置和/或类型)提供给设备100的其他部件，特别是为印刷站120。
根据实施方式，如图1所示出，设备100可被配置为将基板150从检查站130传送至进一步的处理站和/或卸载位置(未示出)。根据图1，基板150从检查站130的传送被描绘为传送148。基板150的传送可通过被配置为传送基板150的公共轴160来执行。传送148可以是有条件的，即，仅当在检查站130中没有检测到缺陷时才执行。
根据实施方式，如图1所示出，设备100被配置为将基板150从检查站130传送回印刷站120。根据图1，基板150从检查站130传送回印刷站120的传送被描绘为传送146。基板150的传送可通过被配置为传送基板150的公共轴160来执行。转移146可以是有条件的，即，当在检查站130中检测到缺陷时才执行。
根据实施方式，如图1所示出，设备100(特别是印刷站120)被配置为通过再次在有缺陷的基板150上进行印刷(即，重新印刷或重新加工基板150)来重新加工印刷基板150，以校正基板上的缺陷(诸如由检查站130检测到的缺陷)。印刷站120可被配置为从设备100的其他部件接收数据(诸如由检查站130提供的缺陷数据)。印刷站120可被配置为评估数据且根据数据执行印刷操作。在一个示例中，若在印刷基板150上检测到有缺陷的位置，则将有缺陷的基板150移动至印刷站120，且缺陷通过将油墨分配至有缺陷的位置上而被校正，从而校正缺陷。根据实施方式，在印刷站120中进行了重新加工之后，被重新加工的基板150可通过重复诸如上述的操作再次被传送至检查站130进行检查。
根据实施方式，基板可具有设置在其上的多个冗余微型LED。若检测到缺陷，如上所述的重新印刷或重新加工基板可包括利用印刷站120将油墨印刷至与冗余微型LED的位置相对应的预定位置上。在一个示例中，冗余微型LED可提供在有故障的微型LED附近。若检测到基于故障的微型LED的缺陷，则冗余LED可被用于替代故障微型LED的功能。因此，应当理解，有缺陷的基板的重新加工不限于有缺陷的印刷基板的重新加工。
根据实施方式，如图1所示出，设备100包括公共轴160。公共轴被配置为将基板150从对准站110移动至印刷站120并从印刷站120移动至检查站130。公共轴160进一步被配置为在检查站130中检测到缺陷的情况下将印刷基板150从检查站130移动回印刷站120。
根据实施方式，公共轴160被配置为维持基板150的限定位置，特别是当根据上述操作移动基板150时如此。基板150的限定位置可被限定为不超过与基板150的预期位置的偏差。限定位置可被限定为不超过基板的位置偏差，该位置偏差高于基板150的最小特征尺寸，诸如像素、阱、或微型LED或被选择的多个微型LED的尺寸或间距。最大位置偏差可在200μm、100μm、50μm的范围内，特别是在40μm至60μm的范围内、或在20μm至40μm、或在5μm至20μm、或1μm至10μm的范围内。共同轴160可被配置为将基板150传送穿过设备100内的基板150的期望位置。公共轴160可影响基板在设备100的站内或跨站的转移，即，移动，这些站特别是印刷站120和/或检查站130。根据实施方式，一旦对准基板150，公共轴160可将基板150移动至沿着公共轴的任何位置，使得基板150的位置对于设备100或设备100的部件是已知的。
根据实施方式，公共轴160包括线性马达(特别是高精度线性马达)的定子。线性马达可被配置为沿着公共轴160移动基板150。线性马达可以是线性感应马达。线性马达可以是同步线性马达。线性马达可以是压电线性马达。线性马达可以是线性步进马达。可采用其他线性马达技术。可采用线性马达技术的组合。根据实施方式，设备100可包括基板保持件。基板保持件可包括用于与线性马达的定子接合的反应板(reaction plate)，该反应板包括例如一组磁体、永磁体、线圈、闩锁结构等。反应板可以是与线性马达接合以由线性马达驱动的结构。基板保持件可包括另外的致动器，用于沿着除了公共轴160之外的另外的轴移动(诸如旋转或平移)基板，例如用于对准或帮助对准基板。
根据实施方式，如图1所示出，公共轴可以是直线。根据进一步的实施方式，公共轴可具有其他形状，诸如通过在公共轴内包括有角度的部分或弯曲部分来提供。公共轴的非线性布置可有利地减少设备100的占地面积。
现参考图2，根据实施方式，示出一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的设备200。设备200包括设备100的若干特征。设备200与设备100的不同之处在于沿着公共轴160在印刷站120与检查站130之间提供另外的处理站222。
根据实施方式，处理站222可以是除了印刷站120之外设置的辅助印刷站。根据示例，印刷站120可将第一油墨分配至基板150上的限定位置上，且辅助印刷站可将第二油墨分配至基板150上的限定位置上。在该示例中，第一油墨可以是第一颜色油墨且第二油墨可以是第二颜色油墨。例如在印刷站120出现故障的情况下，辅助印刷站可提供冗余。
根据实施方式，处理站222可以是用于在印刷之后固化基板150的固化站。固化基板150可包括向基板150提供辐射，例如光或热，特别是UV光，以固化在印刷站120中印刷至基板150上的油墨。
根据实施方式，处理站222可以是重新加工处理的部件，诸如用于(例如当在检查站130中检测到缺陷时)清洁或漂白基板150或基板150上的限定位置的清洁和/或漂白站。
根据实施方式，处理站222可以是处理站(诸如若干辅助印刷站、印刷站及固化站等)的组合。根据实施方式，处理站222可以是可选的处理站，即，处理站222的操作可以是可选的或与本文所述的印刷处理无关。
根据实施方式，如图2所示出，设备200被配置为将基板150从印刷站120传送至处理站222。根据图2，基板150至处理站222的传送被描绘为传送240。根据实施方式，设备200进一步被配置为将基板150从处理站222传送至检查站130。根据图2，基板150从处理站至检查站的传送被描绘为传送242。根据实施方式，基板150的传送由被配置为传送基板150的公共轴160执行。
根据实施方式，如图2所示出，设备200被配置为将基板150从检查站130传送回印刷站120，特别是通过首先将基板150传送至处理站222并随后将基板150从处理站222(即，经由处理站222)传送至印刷站120。根据图2，基板150从检查站130返回印刷站的传送被描绘为传送244及传送246。基板150的传送可通过被配置为传送基板150的公共轴160来执行。传送244及246可以是有条件的，即，当在检查站130中检测到缺陷时才执行。
现参考图3，根据实施方式，提供了一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的方法300。该方法可根据本文所公开的操作来执行，特别是由与关于图1和/或图2所讨论的装置所相关讨论的实施方式所执行的操作。该方法包括将基板装载302至沿着公共轴设置的装载位置中，沿着公共轴将基板从装载位置移动304至沿着公共轴设置的对准站，对准306基板，沿着公共轴将基板从对准站移动308至沿着公共轴设置的印刷站，在基板上进行印刷310，沿着公共轴将印刷基板从印刷站移动312至沿着公共轴设置的检查站，以及检查314印刷基板。该方法进一步包括在印刷基板上检测到缺陷的情况下，执行以下四个操作：沿着公共轴将有缺陷的印刷基板从检查站移动320回印刷站，通过在印刷站中再次在基板上进行印刷来重新加工322有缺陷的印刷基板以校正检测到的缺陷，沿着公共轴将有缺陷的印刷基板从印刷站移动324至检查站，以及检查326被重新加工的印刷基板。在印刷基板上未检测到缺陷的情况下，该方法包括沿着公共轴将印刷基板从检查站移动330以进行进一步处理。
根据实施方式，对准306可在对准站(诸如对准站110)中执行。根据实施方式，印刷310可在印刷站(诸如印刷站120)中执行。根据实施方式，检查314可在检查站(诸如检查站130)中执行。根据实施方式，诸如移动操作304、308、312、320、324、330和/或342的移动操作可由公共轴(诸如公共轴160)的操作来执行或包括公共轴(诸如公共轴160)的操作。根据实施方式，该方法可包括进一步的操作，诸如由处理站222执行的操作。根据实施方式，该方法的操作可以以替代的顺序或操作的组合来执行，例如，对准306基板可包括在基板上进行对准的印刷310，例如，根据基板的识别位置进行的印刷310。
根据实施方式，如图3所示出，该方法可包括重复重新加工340，特别是在第一次重新加工之后的检查显示出缺陷的情况下。重复重新加工可包括执行操作320至326中的任一者。
根据实施方式，如图3所示出，该方法可包括启用进一步处理342，特别是在对基板进行重新加工322及检查326之后，在基板上没有检测到进一步缺陷的情况下。
根据实施方式，如本文所公开的印刷站(诸如印刷站120或用于执行印刷310的站)可包括用于在基板上印刷油墨的印刷头(诸如一个或多个印刷头)。可能的印刷头包括分配印刷头、激光传送印刷头，或特别是喷墨印刷头。喷墨印刷头可以是适用于大批量应用的陶瓷喷墨印刷头。喷墨印刷头可以是压电致动印刷头。喷墨印刷头可适用于分配体积为6-42皮升的油墨液滴，特别是体积为1-10皮升的油墨液滴。印刷头可如上所述地印刷油墨，特别是可固化油墨，特别是包括诸如量子点染料的荧光染料的油墨。
现参考图4A，以传统的喷墨印刷头400为例进行描述，其中图4A描绘了印刷头400的与待印刷的基板相对的表面的部分。印刷头可以是市售的印刷头，诸如Xaar 1003印刷头。印刷头400具有用于分配油墨(特别是液滴形式的油墨)的多个喷嘴420。图4A中示出九个喷嘴420，但仅有一个喷嘴被指定了附图标记以增加附图的可视性。描绘了基板的典型相对移动方向410。如图4A所示出，传统印刷头的喷嘴相对于基板的移动方向410以交错方式排列。在印刷时，传统的印刷头400被典型地操作，使得喷嘴根据交错及基板的速度以定时方式分配油墨，当基板在严格平行于喷嘴交错的方向移动的同时被印刷时，通常会抵消交错喷嘴布置的效果。然而，若基板被设置为相对于印刷头以一定角度(即，与喷嘴交错的方向不严格平行的方向)进行印刷，则喷嘴之间的间距变得不均匀。当需要在喷嘴之间或用由喷嘴分配的墨水进行印刷的位置之间的均匀间距时，这通常会排除大部分或所有这种印刷角度。
现参考图4B，示出根据实施方式的印刷头401。印刷头401包括传统印刷头400的几个特征。印刷头401与传统印刷头400的不同之处在于喷嘴420布置成直线，特别是非交错布置，交错布置的示例是关于传统印刷头400描述的。布置成直线的喷嘴可定义为在垂直于喷嘴行方向的方向上具有最大交错、偏移或放置误差的喷嘴420。最大交错、偏移或放置误差可限定为小于喷嘴之间间距的10％，诸如小于5％、小于2％、小于1％或小于0.1％。
根据实施方式，如图4B所示出，喷嘴420可均匀间隔开或是均匀的，即，相邻喷嘴之间的距离可相等或基本上相等。喷嘴的间距可限定喷嘴420的行和/或印刷头401的分辨率。印刷头401可具有间隔为每英寸(npi)至少150个喷嘴的多个喷嘴，诸如150-160npi或大于160npi。印刷头可具有呈直线排列的多个喷嘴，呈直线排列的这些喷嘴包括至少250个喷嘴、至少300个喷嘴、300至500个喷嘴或至少500个喷嘴。除了具有一行喷嘴之外，印刷头401可包括多个排列成直线的喷嘴，诸如两行喷嘴、三行喷嘴、或多于三行的喷嘴。沿直线排列的多个喷嘴可以是两行喷嘴，特别是两行平行的喷嘴，特别是沿基板的移动方向410间隔开的两行平行喷嘴。
根据实施方式，印刷头401被配置为将单个油墨液滴提供至基板上的每个期望位置上。因此，期望将油墨提供至基板上的喷嘴的位置沿着基板的移动方向410与基板上的期望位置对准。印刷头401可具有如上所述的喷嘴420的间隔。根据一些实施方式，喷嘴的间距可低于印刷处理的期望间距，以选择性地在基板上进行印刷，例如，基板上期望位置的间距沿着垂直于基板的移动方向410的方向可以是每英寸n个位置，且印刷头可具有每英寸m个喷嘴的自然间距，其中n＞m。喷嘴的间距可通过以一定角度提供印刷头(即，包括在印刷头中的喷嘴行)来修改，其中根据
mi＝m·sinα-1，
间距mi取决于印刷头的角度α及原始间距m。
根据实施方式，印刷头401的喷嘴420沿直线布置，因此，喷嘴420的间距如上所述地保持均匀，特别是当以一定角度设置时亦如此。根据实施方式，可为印刷头401选择角度α，使得成角度的印刷头的喷嘴420的垂直于基板的移动方向410的间距对应于待印刷到基板上的期望位置的间距。
根据实施方式，印刷头401可以以0°与90°之间的角度设置，其中90°的角度对应于图4B中所示的布置，其中喷嘴行垂直于基板移动方向延伸，而0°的角度对应于平行于基板移动方向延伸的喷嘴行。进一步的有益实施方式包括以10°至90°或20°至90°，特别是30°至90°、35°至90°或40°至90°的角度设置印刷头。
实施方式的益处包括用较低分辨率的印刷头提供较高印刷分辨率的能力，以及用于在不同基板(特别是具有不同特征分辨率的基板)上印刷的更高灵活性，而不必在包括有不同分辨率的基板的基板批次之间更换印刷头。
现参考图5A-5B，根据实施方式，设置在印刷杆501、502、503及504内的印刷头401的多个布置以俯视图显示在基板550的表面上。印刷杆可布置在印刷站(诸如印刷站120或用于印刷310的站)之上或内部。印刷头401可以是根据本文所述实施方式的印刷头。在基板550的印刷期间，印刷头401可固定设置在印刷站120内。特别是，印刷站120可被配置为在印刷期间不需要印刷头相对于印刷站移动。印刷杆501、502、503及504可包括多个印刷头401，诸如一个印刷头、两个印刷头、三个印刷头、4个印刷头、5至8个印刷头或5至10个印刷头。增加印刷头的数量可增加最大可印刷尺寸和/或待印刷基板550的尺寸，特别是基板550沿着垂直于基板移动方向510的方向的最大宽度。
根据实施方式，如图5A-5B所示出，基板550可大于最大可印刷尺寸，然而，若最大可印刷尺寸等于或大于基板宽度特别是如果要印刷基板的整个区域，则这可能是有益的。
根据实施方式，如图5A-5B所示出，基板550具有通过包括有印刷杆501、502、503或504的印刷站的移动方向510。根据实施方式，可通过在公共轴上移动基板来提供移动，特别是利用或通过公共轴移动。印刷杆501、502、503或504可布置在印刷站内。印刷杆501、502、503或504可设置在印刷站内的固定位置中，特别是在用于在基板550上印刷的印刷操作期间如此。
根据实施方式，印刷杆501、502、503或504可包括用于修改印刷杆501、502、503或504的位置(特别是相对于基板550的位置，诸如由对准站110提供的识别位置)的致动器。修改位置可包括相对于基板550平移或旋转印刷杆501、502、503或504。修改位置可(诸如根据例如由对准站110提供的基板的识别位置)对准印刷站120，特别是相对于基板550对准印刷站120。在本公开内容的上下文中，相对于基板对准印刷站(特别是诸如印刷头501、502、503或504的印刷站的部件)可理解为对准基板。
根据实施方式，如图5A-5B所示，印刷头401可以以不同角度布置在印刷杆501、502、503或504内部，使得喷嘴行520的角度布置成相对于基板移动方向510成角度560、562、564或566。出于上述原因，印刷头可以以一定角度布置，特别是当基板550上的特征的期望间距与印刷头401中的喷嘴的原始间距不对应时。
根据实施方式，如图5A所示出，印刷杆501可包括印刷头401，印刷头401布置成使得喷嘴行520相对于基板移动方向的角度560是45°。如图5B中的其他角度562是可能的，诸如上述的角度范围。根据实施方式，注意沿垂直于基板移动方向410的方向，在印刷头401之间的喷嘴行520的最外侧位置之间存在重叠或没有间隙，使得可印刷基板的每个位置或期望位置。
根据实施方式，如图5B所示出，印刷杆502可包括印刷头401，印刷头401布置成使得喷嘴行520相对于基板移动方向的角度562是60°。其他角度562是可能的，诸如上述的角度范围。根据实施方式，印刷杆502可以是第二布置中的印刷杆。根据实施方式，设置在印刷杆501和/或502内的印刷头401可布置成使得印刷头的角度560、562是可调节的。可通过提供用于对印刷头401进行致动的致动器来调节角度560、562。角度560、562可根据印刷站的期望特性来调节，诸如喷嘴相对于基板移动方向510的期望间距，如上所述。
根据实施方式，如图5A及图5B所示出，印刷杆501可被配置为旋转布置在其中的印刷头401。在所示实施方式中，印刷杆可在印刷站120内保持静止，且印刷头可在印刷杆501、502内旋转以调节印刷头相对于基板移动方向510的角度560、562。
根据实施方式，如图5C所示出，印刷杆503可包括印刷头401，印刷头401布置成使得喷嘴行520相对于基板移动方向410的角度564是90°。其他角度562为可能的，诸如上述的角度范围。因此，喷嘴行520中的喷嘴间距对应于喷嘴可分配油墨的位置的可用间距。根据实施方式，注意沿垂直于基板移动方向410的方向，在印刷头401之间的喷嘴行520的最外侧位置之间存在重叠或没有间隙，使得可印刷基板的每个位置或期望位置。与图5A或图5B的实施方式相比，印刷杆503的印刷头401未沿单行或单一方向布置，而设置在两行印刷头中，这两行印刷头沿可以是基板移动方向510的方向偏移。印刷杆501、502、503或504内的印刷头的进一步布置是可能的，诸如多于两行的印刷头，或者交错的印刷头及在印刷杆内以不同角度提供的印刷头的组合。
根据实施方式，如图5D所示出，印刷杆504可以一定角度设置，使得喷嘴行520相对于基板移动方向410的角度566是70°。其他角度566是可能的，诸如上述的角度范围。根据实施方式，印刷杆504可以是第二布置中的印刷杆503或以替代角度设置。根据实施方式，设置在印刷杆503和/或504内的印刷头401可布置成使得印刷杆内的印刷头的角度564、566保持不变。根据实施方式，印刷杆503、504可布置成使得印刷杆可相对于基板移动方向510旋转，以调节角度560、562。角度560、562可通过提供用于对印刷杆进行致动(即，旋转)的致动器来调节。角度560、562可根据印刷站的期望特性来调节，诸如喷嘴相对于基板移动方向510的期望间距，如上所述。
与印刷站有关的实施方式(特别是与印刷头和/或包括印刷头的印刷杆有关的实施方式)的益处可以是印刷的高灵活性，该印刷特别是用于显示器制造的基板的印刷，特别是具有不同尺寸或间隔的特征或与特征相对应的期望印刷位置的基板上的印刷。
本文所述实施方式的益处可包括装置或方法在单一制造处理或制造线内执行印刷，且若需要的话对基板进行后续重新加工处理的能力效果。这可提高制造速度及生产率，并降低成本及劳动力，且不需要额外的制造工具(诸如单独的重新加工站)。此外，印刷基板及基于其的显示装置的整体品质可得到改善，而不会显著增加不合格或有缺陷的基板的数量，从而允许制造更大或更高分辨率的印刷基板。
尽管前述内容涉及一些实施方式，但在不脱离基本范围的情况下可设计其他及进一步的实施方式，且该范围由所附权利要求书确定。

Claims (17)

1.一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的设备，其包含：
用于对准所述基板的对准站；
用于在所述基板上进行印刷的印刷站；以及
用于检查被印刷的所述基板是否存在缺陷的检查站，其中
所述对准站、所述印刷站及所述检查站沿公共轴设置，
所述公共轴被配置用于将所述基板从所述对准站移动至所述印刷站并从所述印刷站移动至所述检查站，
所述公共轴进一步被配置为在所述检查站检测到缺陷的情况下，将被印刷的所述基板从所述检查站移回所述印刷站，且其中
所述印刷站被配置为重新加工被印刷的所述基板以通过再次在所述基板上进行印刷来校正检测到的所述缺陷。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述公共轴包含线性马达的定子。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中
所述设备包含基板保持件，且其中
所述基板保持件包括用于与线性马达的定子接合的反应板。
4.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述对准站被配置为根据以下项的至少一者来对准所述基板：
设置在所述基板和/或所述基板保持件上的基准标记；
所述基板的边缘位置；以及
包含设置在所述基板上的像素结构的特征的位置。
5.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷站包含用于在所述基板上印刷油墨的印刷头。
6.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述油墨包含荧光染料，包括UV可激发荧光量子点染料。
7.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷站包含印刷头，其中所述印刷头包含用于分配油墨的多个喷嘴，且其中所述多个喷嘴沿直线排列。
8.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷站包含印刷头，且其中所述印刷头包含间隔为每英寸至少150个喷嘴的多个喷嘴。
9.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷站包含印刷头，且其中所述印刷头包含每行至少250个喷嘴的多个喷嘴。
10.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中：
所述印刷站包含印刷杆；
所述印刷杆包含根据前述权利要求任一项所述的至少一个印刷头；
所述至少一个印刷头被布置为使得所述至少一个印刷头的喷嘴行被设置为相对于所述基板通过所述印刷站的移动方向成角度；并且
所述至少一个印刷头的所述喷嘴行相对于所述基板通过所述印刷站的所述移动方向的所述角度在0°与90°之间。
11.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷头被布置为使得所述印刷头相对于所述基板通过所述印刷站的所述移动方向的所述角度是可调节的。
12.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述印刷头在印刷期间被固定地设置在所述印刷站内。
13.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述检查站包含视觉检查***，包括基于照相机的视觉检查***。
14.根据前述权利要求任一项所述的设备，进一步包括被配置为固化所述基板的固化站，其中
所述公共轴被配置为将所述基板从所述印刷站移动至所述固化站并从所述固化站移动至所述检查站。
15.一种在用于显示器制造的基板上进行印刷的方法，所述方法包含以下步骤：
将所述基板装载至沿公共轴设置的装载位置中；
沿所述公共轴将所述基板从所述装载位置移动至沿所述公共轴设置的对准站；
对准所述基板；
沿所述公共轴将所述基板从所述对准站移动至沿所述公共轴设置的印刷站；
在所述基板上进行印刷；
沿所述公共轴将被印刷的所述基板从所述印刷站移动至沿所述公共轴设置的检查站；
检查被印刷的所述基板；
在被印刷的所述基板上检测到缺陷的情况下，执行操作a.)至d.)：
a.)沿所述公共轴将有缺陷的被印刷的所述基板从所述检查站移回所述印刷站；
b.)重新加工有缺陷的被印刷的所述基板，以通过在所述印刷站中再次在所述基板上进行印刷来校正检测到的所述缺陷；
c.)沿所述公共轴将有缺陷的被印刷的所述基板从所述印刷站移动至所述检查站；以及
d.)检查被重新加工的被印刷的所述基板；以及
在被印刷的所述基板上未检测到缺陷的情况下，沿所述公共轴将被印刷的所述基板从所述检查站移出以进行进一步处理。
16.根据前述权利要求任一项所述的设备或方法，其中：
所述基板被配置为提供多个微型LED，以用于对所述基板的位置进行特定照明；并且
所述多个微型LED的选择包含显示器的像素。
17.根据前述权利要求任一项所述的设备或方法，其中：
所述印刷站被配置为选择性地将油墨印刷至所述基板上的多个位置上；并且
所述油墨被配置为在被微型LED照明时形成显示装置的像素的部件。
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