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利用喷墨印刷对衬底进行印刷的方法和装置

文献发布时间:2024-04-18 19:44:28


利用喷墨印刷对衬底进行印刷的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种利用喷墨印刷对衬底进行印刷的方法,以及一种利用喷墨印刷对具有由着墨区行与着墨区列构成的着墨区网格的衬底进行印刷的装置。

背景技术

在现有技术中揭示过利用喷墨印刷来印刷衬底的方法以及对应的装置的各种技术方案,并将其应用于大量应用,例如用于印刷刚性和柔性的衬底。这些方法和装置尤其适用于:需要将数量精确的功能性液体放置至衬底的数个精确给定的表面区域(相应的着墨区)中的特定应用。这类应用例如涉及工艺或医疗传感器面、针对医疗应用的反应面,或者涉及诸如LCD、TFT、OLED或电子纸的显示器的像素面。

特别是在将RGB图案作为滤色器印刷至电子纸显示器上的情况下,通常对大量的着墨区进行印刷,其中,每个待印制的单一图案的尺寸可能截然不同,既可能非常小,例如为40×40μm,但也可能较大,例如为200×1000μm。而单一图案的典型尺寸为约60×200μm。为了利用电子纸实现彩色显示,在底层电子纸为白色的区域中,可以看到印制的着色层,特别是充当过滤器的各红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素面。而黑色的电子纸像素则吸收光,致使仅能非常微弱地看见印制的RGB滤色器,故这些电子纸像素看起来近乎无色彩印象。就彩色电子纸而言,通常是三个彩色子像素(RGB)和可能的另一白色子像素构成高分辨率像素阵列的一个像素。其中,每个(彩色)子像素均为一个供印刷的着墨区。

为了实现印刷结果的高品质,特别是电子纸的表面的高品质,需要在衬底的整个面的范围内均匀地构成各子像素。其中,像素的定位和尺寸,以及处于狭窄界限内的、释放至作为印刷着墨区的每个子像素中的滤色器的量,均有重要意义。

为了实现可重复并且无干扰的印刷结果,在喷墨印刷应用中,在现有技术中常用的定量方式是:在一个着墨区类型的每个着墨区中,即在功能、颜色、形状和/尺寸相同的所有着墨区中,放置数目完全相同的喷墨液滴。

尽管如此,各印刷头的略有区别的液滴容积,抑或略微偏离印刷头内额定位置的喷嘴位置和/或喷嘴定向,便可能留下清晰可见的有别于平均水平的视觉印象,因为通过相同的有缺陷的印刷头喷嘴或相邻的有缺陷的印刷头喷嘴将一行的大量单一图案沿印刷方向印刷在衬底上。如果单独一个印刷头喷嘴的印刷特性明显有别于所有印刷头喷嘴的平均水平,则特别是导致形成可见的条纹。

而观察者的眼睛能够非常敏锐地发现承印衬底中的这类强度差异,特别是就电子纸的滤色器而言,至少是在数个印制的单一图案并排和/或彼此具有相同的缺陷特性的情况下,这些特性同时略微有别于相邻区域的其余单一图案。

在实践中,这类微小差异往往由印刷头喷嘴的固有波动所引起,其中,当承印面积的大小不同时,即使印刷的墨水量完全相同,子像素的视觉印象仍明显有别于其余子像素。另一方面,在面积相同,但墨水量有微小差异的情况下,印象同样有显著区别。因此,引发面积波动的印刷头喷嘴位置波动,以及/或者墨水量的体积波动,均可能导致这类非期望的效应。

单一图案的液滴在不同时间到达衬底也可能导致数个单一图案的互不相同的视觉印象,因为印刷介质在衬底上可能不立即被吸收,并且,刚印刷的液滴的表面张力效应可能导致印刷介质系统性地朝向先前已印刷的液滴流动。

最后,印刷头分辨率的数字量化以及电子纸显示器的待印制图案可能引起有差异的视觉印象并且特别是致使形成条纹,这导致经典的莫尔效应。特别是当衬底的着墨区网格的尺寸与原始印刷头分辨率或印刷行间距不互为整数倍时,在印刷头下在着墨区列之间会出现错移,此错移可能随并排设于印刷头上的印刷头喷嘴的数目累加,致使在印刷结果中出现可见的着墨区列错移,乃至出现严重的干扰,其中出现线未被印出的情况,或者印制的图案的距离发生可识别的改变。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供利用喷墨印刷对衬底进行印刷的一种方法以及一种装置,其高效并且简单地实现对衬底的印刷,其中,印刷结果特别均匀并且无干扰,并且,印刷的表面特别是无线条和莫尔效应。

本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的一种方法,以及根据权利要求16所述的一种装置。本发明的有利改进方案参阅从属权利要求。

就本发明的利用喷墨印刷对衬底进行印刷的方法而言,在所述衬底上在由着墨区行与着墨区列构成的着墨区网格中给定了着墨区,以及,利用一或数个印刷头的一或数个印刷头喷嘴分别为所述着墨区印刷由一或数个液滴构成的单一图案,其中,使得所述一或数个印刷头喷嘴与所述表面在印刷过程中沿假想的喷嘴轨迹相对彼此运动。为了获得特别均匀并且无干扰的印刷结果,以数个穿越来印制一个着墨区行和/或一个着墨区列或一个印刷喷嘴轨迹的所有单一图案,其中,在每个穿越中,仅将单一图案的局部,以及/或者仅将所有单一图案中的一部分,沿喷嘴轨迹或在印刷头的区域内,特别是在所有位于印刷头下的着墨区行和/或着墨区列的区域内,印入着墨区中,以及,在后续穿越中的至少一个中,将单一图案的缺失部分或者其他整个单一图案印入不完整的或者空的着墨区中。此外,在各穿越之间,使得印刷头与衬底表面横向于所述喷嘴轨迹以一定的横向错移相对彼此运动。

本发明的利用喷墨印刷对具有由着墨区行与着墨区列构成的着墨区网格的衬底进行印刷的装置具有:具有数个相互间隔一定距离的印刷头喷嘴的印刷头,其用于借助一或数个印刷头喷嘴将各一由一或数个液滴构成的单一图案印入所述着墨区网格的着墨区中;以及定位驱动器,其用于使得印刷头与衬底表面沿所述印刷头喷嘴中的每一个的假想喷嘴轨迹以及沿横向于所述喷嘴轨迹的方向相对彼此运动。所述装置还具有用于控制印刷操作、特别是用于控制所述定位驱动器的控制单元,其中,所述控制单元是以一定方式设计,使得以数个穿越来印制一个着墨区行和/或一个着墨区列或一个印刷喷嘴轨迹的所有单一图案,其中,在每个穿越中,仅将单一图案的局部,以及/或者仅将所有单一图案中的一部分,沿喷嘴轨迹或在印刷头的区域内,特别是在所有位于印刷头下的着墨区行和/或着墨区列的区域内,印入着墨区中,以及,在后续穿越中的至少一个中,将单一图案的缺失部分或者其他整个单一图案印入不完整的或者空的着墨区中,以及,在各穿越之间,使得印刷头与衬底表面横向于所述喷嘴轨迹相对彼此移行一定的横向距离。

发明人发现,应当以数个穿越,并且特别是优选还以数个层次来进行印刷,从而对衬底表面上的各区段的、特别是各着墨区行的相对易于被观察者的眼睛识别的有差异的视觉印象进行补偿,其中,在一个穿越中,仅(伪)随机地印制单一图案的局部或者整个单一图案。在穿越之间,使得印刷头相对于衬底横向移入另一位置,从而在期望在印刷头的改变后的横向位置中再次进行印刷的情况下,通过印刷头的其他印刷头喷嘴来印制单一图案的先前已印刷的部分或者先前印刷的完整的单一图案。相应地,对于位于已印刷的单一图案之间的自由位置、特别是未经印刷的着墨区而言,采用的印刷头喷嘴与印制先前的单一图案时不同,由此防止各印刷头喷嘴的不利效应影响整个着墨区行,并且借此有效地避免形成干扰或条纹。

例如在需要将100000个红色单一图案印制在显示器上,并且以三个穿越进行印刷的情况下,在每个穿越中(伪)随机地选择单一图案中的约1/3,其待在相应的穿越中印制。每个单一图案均优选在正好一个穿越中印制,并且先后印制所有100000个单一图案。在所述穿越之间,使得印刷头沿横向错移预定的距离,其中,这个距离优选至少大于一个印制的单一图案,并且特别优选为数毫米,即明显大于单一图案。

印刷原则上是指一种方法,其中将液态的或可流动的印刷介质施覆至表面上,其中,依照模板、依照给定的图案以及/或者在给定的位置上进行施覆。根据本发明,所述印刷法为喷墨印刷,即矩阵印刷,其中将待施覆的印刷介质以液滴形式或作为喷束施覆至承印介质上。相应地,优选非接触式地,即以印刷装置与衬底不直接接触的方式来进行印刷。

为了进行印刷,所述装置具有一或数个印刷头,其能够相对于待印刷的衬底运动,以便对衬底的不同位置进行印刷。其中,既可以是印刷头固定且衬底发生运动,也可以是衬底固定且印刷头发生运动。原则上,所述印刷头具有至少一个用于释放液滴或者印刷介质喷束的印刷头喷嘴,其中优选地,大量印刷头喷嘴在印刷头上布置成一列,并且特别优选以相互等距的方式布置。此外,印刷头喷嘴也可以在印刷头上布置在数列中,特别是沿印刷方向相继布置和/或横向相互错开。特别优选地,各印刷头喷嘴列是以一定方式横向相互错开,使得印刷头的所有喷嘴轨迹均具有相同的相互距离,从而实现均匀的横向分辨率。

在印刷期间,并且优选在印刷头相对于衬底表面的各穿越期间,位于印刷头喷嘴的区域下的衬底表面被称作印刷头轨迹,而在印刷过程中实现的运动轨迹的、每个单独的印刷头喷嘴在衬底表面上的垂直投影则被称作喷嘴轨迹。相应地,喷嘴轨迹不一定物理映射在衬底上,而是最初为假想的运行轨迹。而如果印刷喷嘴在经过最大印刷范围或沿着墨区行的线性运动期间持续地释放印刷介质,则借助衬底表面上的印刷介质反映喷嘴轨迹。其中,喷嘴轨迹原则上既可以线性延伸,也可以具有任意其他非线性走向。优选地,喷嘴轨迹与着墨区行互成<10°、特别优选<5°、进一步特别优选<2°的角度,并且尤其优选完全平行于着墨区行,或者作为替代方案,喷嘴轨迹相应地平行于着墨区列,并且视情况而定与着墨区列互成上述角度。但作为替代方案,所述印刷喷嘴轨迹也可以与着墨区行或者着墨区列互成任意角度。根据所述方法的一个特别优选的实施方案,以无对准的方式,即在印刷前不将衬底相对于印刷喷嘴轨迹(特别是根据对准特征)对准的方式来实施所述方法。在单个穿越衬底的过程中,包含数个布置成一列的印刷头喷嘴的印刷头在衬底表面范围内产生数个假想的喷嘴轨迹,其中,所述喷嘴轨迹之间的距离对应于印刷头的原始横向分辨率。

所述印刷介质原则上可以是任意液体,并且用于任意目的。所述印刷介质例如可以基于水性或者非水性溶剂,并且还具有任意其他功能性组份,例如染料和颜料,但也包含具备化学和/或生化活性的物质。特别优选地,所述印刷介质是用于印刷显示器的子像素的墨水或滤色染料溶液。

所述衬底原则上可以由任意材料构成并且具有任意形状,其中,所述衬底优选具有平整的可印刷的表面,并且特别优选采用扁平的构建方案,特别是构建为板件或者薄膜。其中,衬底既可以是刚性的也可以是柔性的。柔性衬底的一个示例是柔性EPD(electronicpaper display,电子纸显示器),作为未经印刷的衬底,其具有150ppi的原始黑/白分辨率以及170μm的TFT像素大小。为了基于这种EPD产生彩色显示,将RGB过滤器自上而下地印至每个黑/白TFT像素上,其中,每个彩色像素通常略小于TFT像素大小,例如仅为150μm。在此情形下,产生的彩色显示分辨率例如为75ppi。其中优选地,在衬底的表面上以相互错移的方式设有数个、例如四个着墨区网格,其中,为一个网格印刷红色滤色器,为一个网格印刷绿色滤色器,为一个网格印刷蓝色滤色器,且第四个网格保持未经印刷状态。进一步优选地,在每个TFT像素中,设有一个着墨区类型(例如颜色)的至少一个着墨区。

对应高品质的一项重要标准是,彩色像素被精确地放置至每个TFT像素的给定位置中,其中,这些标称位置通常由衬底例如以衬底中的凹部的形式或者作为TFT网格设定成着墨区。尽管可能有其他适用的标准,但多数情况下的一个基本条件是:对于有源矩阵显示器的所有像素而言,TFT像素内的彩色像素或子像素不允许跨入相邻的TFT像素,而是必须处于TFT像素区域内。

相应地,着墨区是显示器内的底层结构,例如显示器的TFT驱动像素,其中,优选为着墨区印刷正好一个单一图案。原则上,可在衬底上实际地给定着墨区,或者,着墨区仅代表整个面上的特定位置,而在衬底自身上并不能直接看出这些位置。其中,一个衬底可具有一或数个不同的着墨区类型。不同的着墨区类型例如可以被印刷不同的印刷介质,具有不同的印刷介质量或者不同的几何形状。优选地,着墨区类型系统性地,或以沿至少一个空间方向、优选沿两个空间方向周期性重复的方式布置在衬底上,或构成重复的上位图案。特别优选地,电子纸或EPD具有分别为红色、绿色和蓝色的至少三个着墨区类型。此外,针对这些颜色中的一或数个,可以给定不同形状和/或尺寸的着墨区类型,使得衬底上的待印刷的着墨区类型的总数相应提升。因此,在衬底表面上可相互错开地设有数个着墨区网格,其中,数个着墨区网格优选布置在其他着墨区网格的间隙中,特别是以使得不同着墨区网格的各着墨区沿衬底表面周期性重复的方式布置。特别优选地,设有数个原点略微相互错开的着墨区网格,其中,所述着墨区网格特别是优选以彼此相同的方式形成。

根据本发明,衬底的各着墨区布置在由着墨区行与着墨区列构成的着墨区网格中,其中,在整个衬底表面范围内,着墨区行与着墨区列优选以互成固定角度的方式以及/或者以不变的相互布局定位。特别优选地,所述着墨区行与着墨区列相互垂直,以及/或者以矩形矩阵排列。此外,所述着墨区网格优选能够相对于印刷头对准,使得着墨区列大体平行于印刷方向延伸,从而能够特别简单地实现逐行印刷。尽管各着墨区行和着墨区列优选彼此相同,但其尺寸及/或布局也可互不相同,乃至将各着墨区随机放置在着墨区网格中,在此情形下其为伪随机网格。为了将衬底相对于印刷装置或相对于喷嘴控制装置对准,衬底还可具有对准特征,其优选可以光学或其他传感方式检测。

然而,衬底以及特别是着墨区网格原则上无需相对于喷嘴轨迹以平行和/或定义的方式定向或对准。确切言之,着墨区行或着墨区列可相对于喷嘴轨迹任意地对准。相应地,对于本发明而言并非强制要求的是,喷嘴轨迹遵循着墨区行或着墨区列。据此,在穿越过程中,也允许喷嘴轨迹与着墨区行相交,亦即,在穿越的第一段中印入第一着墨区行的着墨区,随后穿越至少两个彼此邻接的着墨区行之间的界限,且在此情形下不进行印刷,最后将单一图案或其局部印入另一着墨区行的着墨区。

单一图案是指印制的单个面,其中,每个单一图案均由源自一或数个印刷头喷嘴的一或数个印刷介质液滴或墨滴构成。优选地,将每个单一图案印入正好一个着墨区中,或每个着墨区包含至少一个以一或数个穿越印制的单一图案。特别优选地,对于一个着墨区类型而言,所有单一图案均彼此相同,且进一步特别优选是用相同布局和/或数目的印刷介质液滴印制。

根据本发明,以数个穿越,即以印刷头的一次以上的穿越,来印制特别是每个单个着墨区行的所有单一图案,其中,在每个穿越中仅印制单一图案中的一部分以及/或者单一图案的局部。优选地,在穿越中的任一个中,均不将单一图案印至已印制的单一图案上。特别优选地,在穿越中以一定方式进行印刷,使得在最后一次穿越着墨区行之后,一个着墨区行的所有待印的单一图案均已印制。

在每个穿越中,沿喷嘴轨迹印制单一图案,并且优选仅印入着墨区中。另一方面,优选地,在处于着墨区外部的区域中、在位于两个着墨区之间的界限上不进行印刷,也避免印刷介质同时进入两个相邻着墨区。

本发明的有利效果很大程度上如下实现:在各穿越的印制操作之间,使得印刷头与衬底横向于喷嘴轨迹相对彼此移行一定的横向距离,其中,此举最初仅意味着印刷头或印刷头喷嘴相对于衬底,或者衬底相对于印刷头,以任意角度或以垂直于喷嘴轨迹的非零分量侧向运动。所述横向移行优选以定义的角度、沿定义的运动矢量进行,以及/或者,所述横向移行特别优选垂直于喷嘴轨迹,至少为每个单个着墨区行、优选为整个衬底进行。所述横向移动的程度既可以是每次相同的距离,也可以是互不相同的距离的序列,以及/或者是随机的距离。

其中,这个距离既可以是两个相邻的印刷头喷嘴的距离的整数倍,使得以印刷头的原始分辨率进行印刷,也可以是这个距离的额外增量,从而提升实际横向分辨率,使其高于原始分辨率。特别优选地,在每个穿越中均使得印刷头横向于印刷方向移动,以便通过印刷头相对于衬底的n次穿越来提升横向分辨率。相应地,实际横向分辨率a

利用横向错移即已能避免衬底表面上的各段的视觉印象差异,故原则上无需测定从每个特定印刷头喷嘴释放的液滴的体积。此外,也无需以体积特别精确的方式印制单一图案或印入着墨区。相应地,根据所述方法的一个优选实施方案,通常情况下,并且特别优选在测定待实施的横向错移时,不考虑印刷介质的体积。不测定和/或不考虑每个特定印刷头喷嘴所释放的体积特别有利,因为对于通常为印刷头喷嘴测定的体积而言,大量因素可能致使其改变。相应地,以不关注液滴体积的方式实施所述方法。

根据本发明的印刷衬底的方法的一个优选的改进方案,在跟随第一层次的层次中,以及/或者在跟随第一穿越的穿越中,并且优选在每个层次中或在每个穿越中,仅将单一图案的缺失部分或整个单一图案印入不完整的或者空的着墨区,而不印入已包含完整单一图案的着墨区,从而一方面在印制最后的层次后以及/或者在最后的穿越后,以期望的方式用单一图案将表面覆盖,且另一方面,不将较大量的印刷介质施覆至任何着墨区,从而避免产生可感知的视觉干扰。在所述方法的一个特别优选的改进方案中,在正好一个层次中以及/或者在一个穿越中完整地印制每个单一图案,从而特别均匀地印制单一图案,并且有效防止在施覆至已部分印制的单一图案中的过程中发生印刷介质的不均匀延伸。

在本发明的印刷衬底的方法的一个优选技术方案中,在印制所有层次后,或在印刷头的所有相对于衬底相应区域的穿越后,特别是在每个着墨区行和/或着墨区列的范围内,所有单一图案均印制完毕,以及/或者不再留下空的或未经印刷的着墨区,故完整的印刷仅划分成数个穿越进行,以及/或者,就单一图案的数目和布局而言,最终完成的印刷结果与现有技术中的传统印刷无区别。而利用本发明的方法制造的印刷品的印刷结果品质则远高于现有技术中的印刷品。

原则上,在每个穿越中,可以印制所有单一图案的总体中的任意比例,但其中,根据本发明的印制衬底的方法的一个优选实施方案,以u个穿越来进行特别是对每个单个着墨区行的印刷,并且在每个穿越中印制所有单一图案中的约1/u,或者印制单一图案的所有部分中的约1/u。特别优选地,在每个穿越中印制所有单一图案或单一图案部分中的±25%,特别优选印制所有单一图案或单一图案部分中的±10%,进一步特别优选印制所有单一图案或单一图案部分中的±5%。

原则上可依据任意标准来选择待在一个穿越中印制的单一图案,但其中优选地,随机地或伪随机地选择所有待在穿越中印制的单一图案部分以及/或者待完整印制的单一图案中的部分,特别是为每个着墨区行单独确定。针对印刷头的每个穿越和/或针对每个着墨区行,特别是优选重新地以及/或者独立于先前印刷的着墨区行来随机选择待印制的单一图案或其部分。

此外优选地,在一部分或所有穿越之间,使得印刷头与衬底表面相对彼此错开一定的距离或横向错移,其大于单一图案并且特别是大于单一图案在横向上的延伸度,从而当在不同穿越中印制一个着墨区行的两个单一图案时避免同一印刷头喷嘴参与印制,进而避免重复出现因特定印刷头喷嘴的属性而造成的印刷错误。优选地,所述横向错移小于印刷头或印刷头的具有印刷头喷嘴的部分的宽度的50%、特别优选小于33%、进一步特别优选小于25%。此外优选地,与除以穿越和/或层次数目后的印刷头或印刷头的具有印刷头喷嘴的部分在横向上的宽度相比,所述横向错移更小。

根据本发明的方法的一个有利的改进方案,所述横向错移x不等于印刷喷嘴头的最小印刷喷嘴距离或最小喷嘴轨迹距离a,使得通过以数个穿越进行印刷,实现比印刷头的原始位置分辨率更高的位置分辨率,并且实际位置分辨率的两个喷嘴轨迹之间的最小距离a

进一步特别优选地,为了提升位置分辨率,使其高于印刷头的原始位置分辨率,以k个交错穿越来印刷每个着墨区行,其中,每次使得印刷头与衬底表面相对彼此错开一定的横向交错距离

根据本发明的印刷衬底的方法的一个优选技术方案,穿越的总数u至少为交错穿越k的两倍,以及/或者,一个着墨区行的所有穿越的总数u划分成n个分别由k个交错穿越构成的层次,其中特别优选地,在每个层次中,实现通过交错获得的实际的位置分辨率a

此外优选地,单个或者所有穿越的横向错移至少等于印刷喷嘴头的最小喷嘴轨迹距离a,从而在两个穿越中避免同一印刷头喷嘴定位在一个着墨区行上方,其中,横向错移x的程度优选为至少一个印刷喷嘴距离x=i×a,其中

其中,每个着墨区行的k个交错穿越优选构成一个完整的层次。尽管每个层次的所有交错穿越原则上可以相继进行,但在每个层次的各交错穿越之间,也可以进行针对其他着墨区行的任意穿越,以及/或者进行程度为印刷喷嘴距离和/或交错距离的任意错移。这样一来,可通过其他穿越,特别是以较大的横向错移,将对一个层次的印制中断。但一般而言优选地,最终为每个单独的着墨区行进行k个交错穿越,进而为每个着墨区行实现完整的交错分辨率。

尽管利用本发明的方法已能防止印刷结果的大多数视觉干扰,但个别情况下仍会出现特别是条纹形式的清晰可见的干扰。喷嘴属性的相干效应特别是可能引起衬底上的单一图案的光学属性发生可辨识的波动,其典型重复距离(波长)为数个单喷嘴图案距离,往往为数毫米乃至若干厘米。相应地,根据本发明的方法的一个有利的改进方案,通过印刷头创建第一测试印刷,并且就在横向上重复出现的干扰对这个测试印刷进行检查,其中,在出现一或数个周期性横向干扰的情况下,尤其在出现强度最大值和/或形成条纹的情况下,测定至少一个横向干扰距离λ,并且在衬底的后续印刷中通过

优选地,在每次进行新的印刷前,以及/或者在每次修改至少一个印刷参数后,进行新的测试印刷,这是因为周期性干扰的出现取决于大量影响变量,例如单一图案的形状和尺寸、单一图案布局、印刷分辨率和使用的印刷头,故原则上需要检查是否存在这类周期性干扰。此外,可以就其他并非在横向上出现的干扰对测试印刷进行检查,其中,在测定理想的横向距离x时同样可将这些干扰考虑在内。在所述方法中,所述测试印刷可以仅用于检查可能存在的干扰,但测试印刷也可以是前置生产性印刷,因此,在连续式生产或印刷过程中,可以将至少一个前置印刷用作针对后续印刷的测试印刷。特别优选地,将较大数目的前置印刷用作测试印刷,并且依据所述大量前置测试印刷来评估横向的以及特别是也周期性出现的干扰状态,并且在测定横向距离x时单独或整体地加以利用,以避免这类干扰。

为了进一步优化本发明的印刷衬底的方法,特别是在每个单独的着墨区行的范围内,可以选择与交错或交错穿越的数目k相同的层次数目n,以及/或者,横向距离为x=(n×i+1)×a

根据本发明的方法的一个优选改进方案,在选择横向距离时,优选不选择最小印刷喷嘴距离或最小喷嘴轨迹距离a的整数倍数,从而以相对于前一层次的印刷喷嘴网格或印刷喷嘴轨迹略微横向错移的方式印制后续层次。

最后,在本发明的方法的一个有利的技术方案中,在选择横向错移x时将横向干扰距离λ考虑在内,并且同时将最小印刷喷嘴距离或最小喷嘴轨迹距离a以及/或者实际位置分辨率的两个喷嘴轨迹之间的最小距离a

附图说明

下面结合图式对本发明的方法的一个实施例进行详细说明。其中:

图1为以第一个穿越印刷的衬底的第一实施方案的示意图,其中印刷头相应地对准,

图2为在以第二个穿越印刷后,如图1所示的衬底的示意图,其中印刷头相应地对准,

图3为在以最后的第三个穿越印刷后,如图2所示的衬底的示意图,其中印刷头相应地对准,

图4为以第一个穿越印刷的衬底的第二实施方案的示意图,其中印刷头相应地对准,

图5为在以第二个穿越印刷后,如图4所示的衬底的示意图,其中印刷头相应地对准,

图6为以两个穿越印刷的衬底的第三实施方案的示意图,包含印制的子图案,

图7为以第一个交错穿越印刷的、经旋转的衬底的第四实施方案的示意图,其中印刷头相应地对准,

图8为在以第二个交错穿越印刷后,如图7所示的衬底的示意图,其中印刷头相应地对准,以及

图9为在以最后的第三个交错穿越印刷后,如图8所示的衬底的示意图,其中印刷头相应地对准。

具体实施方式

将具有150ppi黑/白分辨率以及170μm TFT像素大小的柔性电子纸显示屏作为柔性衬底1的示例,例示性地为其印刷单独一个滤色染料。其中,每个彩色像素应略小于TFT像素大小,即为约150μm。相应地,在衬底1上设有着墨区2,用于在由着墨区行Zx与着墨区列Rx构成的矩形网格中容纳滤色染料。其中,着墨区行Zx沿印刷方向DR延伸,衬底1能够在包含十六个布置成一列的印刷头喷嘴Dx的印刷头5下方沿所述印刷方向移行,以便对衬底1进行印刷。其中,每个印刷喷嘴Dx均遵循沿衬底1的表面的线性喷嘴轨迹6。在实践中,不同于此大幅简化的示例,通常并非印刷单独一个着墨区网格,而是印刷数个相互错开的着墨区网格,其中,一个着墨区类型的各着墨区2重复地布置在衬底1上。其中,通常将一个着墨区类型(例如颜色)的至少一个着墨区2印入彩色像素。

为了对个别印刷头喷嘴Dx的特定属性以及特别是误差的影响进行补偿,并且获得均匀的无条纹的印刷结果,以数个穿越、在此以三个穿越(参阅图1-3)进行印刷。

其中,在第一步骤中,随机选择每个着墨区行Zx的所有待印入着墨区2中的单一图案3中的1/3,并且在印刷头5沿印刷方向DR穿越衬底1期间印制这些单一图案(参阅图1)。在此情形下,利用印刷头5的两个并排的单印刷头喷嘴Dx印制每个单一图案3,其中,例如通过印刷头喷嘴D1和D2来印刷第一着墨区行Z1。为此,通过印刷头喷嘴Dx中的每一个,将滤色染料的六个液滴4印入每个着墨区2。

当在第一个穿越中将所有单一图案3中的1/3印至衬底1上后,将印刷头5沿横向L移行,使得处于第一着墨区行Z1前的不再是印刷头喷嘴D1和D2,而是两个印刷头喷嘴D5和D6(参阅图2)。随后进行相同的印刷操作,其中,在穿越过程中,再次印制所有待印入着墨区行Zx中的单一图案3中的又三分之一。但在此情形下,仅在未经印刷的空的着墨区2中印制更多单一图案3,故在印刷头5的第二个穿越后,印制了所有单一图案3中的2/3。

随后,再次使得印刷头5沿横向L移行一定距离,从而利用印刷头喷嘴D8和D9对第一着墨区行Z1进行印刷(参阅图3)。在印刷头5最后一次穿越衬底的过程中,印制单一图案3中的剩余的三分之一,因此,在以所有三个穿越进行过印制后,所有着墨区2均填充有滤色染料。

此外,在印制定义数目的着墨区行Zx后,检查已印刷的衬底1上是否有肉眼可见的重复出现的条纹图案。如果识别出这类条纹图案,则随后测定条纹的重复距离λ。如果横向上的这个重复距离例如为λ=12mm,并且仍以三个穿越进行印刷,则在选择这三个穿越中的每个之间的印刷头5的横向错移x时,使得大致满足x=12*(Z+1/3)mm,其中例如Z=0:x=4mm。此外,避免x=12mm的横向错移,这会将重复的条纹图案增强,因为在此情形下,在每个穿越中,较强的条纹例如会落至其他穿越的较强的条纹上。

在如图4和图5所示的替代性实施方案中,为了提升实际印刷分辨率,使其高于印刷头5的原始印刷分辨率,以交错实施印刷,从而在两个穿越内印制一个层次的每个单一图案3。其中,在第一个穿越(参阅图4)中,在喷嘴轨迹6的区域中印制单一图案3的第一部分,随后,使得印刷头5沿横向L以一定的交错错移移动,从而到达一个位于前一穿越的两个相邻印刷头喷嘴Dx的喷嘴轨迹6之间的喷嘴轨迹6,且随后便能以有所提升的有效分辨率印制单一图案3的第二部分。

在此情形下,一个层次的所有穿越可相继进行,如图4和图5所示,但也可以先印制单一图案3的部分或者其他层次的整个单一图案3,如图6所示。此外,如果有利或必要,可以不完整地印制各单一图案3。

最后,图7–9示出另一实施方式的三个相继的穿越,其中,衬底1并非平行于喷嘴轨迹6,而是采用任意的定向,在此以一定角度定向。此外,以数个交错穿越进行印刷,从而提升实际印刷分辨率,使其高于印刷头5的原始分辨率。在第一个穿越的范围内,如果喷嘴轨迹6在一个着墨区2内或不超出着墨区界限延伸,则总是将一个单一图案3的各液滴4印入着墨区2,在着墨区界限处会同时在两个相邻的着墨区2中进行印刷(参阅图7)。

在后续的穿越中,如果喷嘴轨迹6在一个着墨区2内或不超出着墨区界限延伸(参阅图8),则仍仅将一个单一图案3的各液滴4印入着墨区2,从而添加单一图案3的其他部分。最后,依据相同的规则进行经过相同着墨区行Lx的第三个穿越,其中,将起始的单一图案3完成(参阅图9)。在前两个着墨区行L1和L2中,所有着墨区2中的50%被印刷,因此,再进行3个穿越,从而以相同的交错分辨率对仍然为空的着墨区2进行印刷,进而将整个图案完成。

1 衬底

2 着墨区

3 单一图案

4 液滴

5 印刷头

6 喷嘴轨迹

DR 印刷方向

L 横向

Dx 印刷头喷嘴x

Rx 着墨区列x

Zx 着墨区行x

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