CN112172343A - 液滴喷出装置 - Google Patents

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Abstract

本记载的液滴喷出装置包括：喷头，将墨向基板的各个像素区域喷出；激光单元，结合于所述喷头，将对准从所述喷头被喷出液滴的地点的对准用激光向各个所述像素区域照射；摄像单元，在所述基板拍摄被照射对准用激光的部分；以及位置排列单元，基于所述摄像单元中获取的图像数据而排列所述喷头的位置。

Description

液滴喷出装置
技术领域
本发明涉及液滴喷出装置，更详细地涉及可包括在可用于向基板喷出液滴的基板处理装置中的液滴喷出装置。
背景技术
一般来说，为了制造电路部件或液晶显示面板之类平板显示器(FPD：Flat PanelDisplay)，需要使用光致抗试剂(PR：photoresist)液或铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)等之类金属膏(paste)在玻璃表面或印刷电路板(PCB)上形成电极(electrodes)或点(dots)等之类一定图案(patterns)。
作为用于在基板形成一定图案的方法，可以使用利用2个辊以胶印方式将一定图案直接图案化的方式或者喷射墨滴的方式。在此，将墨滴向基板喷出的液滴喷出装置类似于普通喷墨打印，使用利用喷嘴在基板直接图案化一定图案的方式。
另一方面，以往的液滴喷出装置包括多个喷头。从喷头的喷嘴喷出的墨需要准确地进入基板的像素区域(pixel)。但是，由于制造在基板上的像素的位置以及尺寸不恒定，将喷头喷出(drop)位置微细地排列，将墨喷出到基板。
为此，将尺寸比基板小的额外墨喷出测试用玻璃(glass)附着于基板，将一滴墨喷出到墨喷出测试用玻璃。然后，使用者用显微镜等确认墨喷出测试用玻璃上的墨是否准确地落在目标位置。之后，优选的是进行将喷头的位置微细地排列的过程。
这种以往方法可能发生如下各种问题。
首先，墨喷出测试用玻璃使用胶粘带附着于基板。基板被这种胶粘带损伤而可能难以重复使用。
然后，为了使喷头精密地喷出像素，夸基板的整体区域需要微细位置排列过程。但是，将墨喷出测试用玻璃附着到基板的整体区域是在时间关系上不现实，因此仅对极其一部分进行微细位置排列。因而，喷头的喷出位置排列可靠性可能降低，为了更精密的喷出位置排列，应对基板整体区域实施喷出位置排列。
另外，以往方法是将一滴墨喷出到墨喷出测试用玻璃之后，使用者用肉眼确认，需要重复做这种过程，从而可能在喷头的喷出位置排列上需要较多时间。不仅如此，使用者也可能难以将喷出到墨喷出测试用玻璃的墨全部准确地确认。
然后，由于墨喷出测试用玻璃有自身厚度(0.5mm程度)，每当测试时需要每次改变设置喷头的门吊的Z轴高度。若不那样，墨喷嘴可能会与墨喷出测试用玻璃碰撞并喷嘴损伤。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：韩国公开专利第2011-0012730号
发明内容
本发明的目的在于提供能够自动实施喷头的喷出位置排列的液滴喷出装置。
本发明的一方面的液滴喷出装置包括：喷头，将墨向基板的各个像素区域喷出；激光单元，结合于所述喷头，将对准从所述喷头被喷出液滴的地点的对准用激光向各个所述像素区域照射；摄像单元，在所述基板拍摄被照射对准用激光的部分；以及位置排列单元，基于所述摄像单元中获取的图像数据而排列所述喷头的位置。
另一方面，可以是，所述激光单元包括：激光产生部件，产生激光；以及衍射部件，位于与所述激光产生部件相邻的位置，将在所述激光产生部件产生的激光向多个方向衍射。
另一方面，可以是，所述激光单元以所述喷头从初始位置移动的方向为基准结合于所述喷头的前侧。
另一方面，可以是，所述位置排列单元包括：图像处理部，在所述图像数据中检测被照射对准用激光的位置；距离计算部，计算被照射所述对准用激光的位置与目标位置的相对的距离差；以及驱动部，将所述喷头的位置和角度改变所述距离计算部中计算的距离差量。
另一方面，可以是，所述目标位置是所述像素区域的正中央。
另一方面，可以是，所述摄像单元结合于所述喷头或结合于使所述喷头相对于基板移动的门吊。
另一方面，可以是，所述液滴喷出装置包括向所述喷头供应液滴的液滴供应单元。
本发明的液滴喷出装置包括激光单元、摄像单元以及位置排列单元。因此，可以将从喷头喷出液滴的位置用激光单元对准，摄像单元拍摄对准用激光，位置排列单元排列喷头的位置。因而，液滴能够准确地喷出到基板的像素区域的目标位置。
关于喷头的排列，虽然将液滴直接喷出到基板之后进行确认的是最准确的方法，但是这种以往的方法不仅在金钱上、时间上是大损失而且在效率上可能存在诸多问题。
但是，本发明的一实施例的液滴喷出装置能够在将液滴向基板喷出之前利用对准用激光、摄像单元以及位置排列单元对喷头的位置进行微细地排列之后，喷头将液滴向基板的像素区域的目标位置准确地喷出。
由此，与以往不同，本发明的一实施例的液滴喷出装置并不为了喷头的排列而使用墨喷出测试用玻璃(未图示)，从而能够防止基板被胶粘带损伤。
另外，本发明的一实施例的液滴喷出装置夸基板的整体区域，由位置排列单元分析由摄像单元拍摄的图像数据来自动地排列喷头的喷出位置。不仅如此，本发明的一实施例的液滴喷出装置能够比由使用者直接确认墨喷出测试用玻璃的液滴非常快地计算喷头的排列所需的喷出位置而排列喷头的位置，因此位置排列效率性和位置排列准确性能够得到极大化。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的液滴喷出装置的立体图。
图2是在图1的液滴喷出装置中选取示出激光单元的图。
图3是示出本发明的一实施例的液滴喷出装置的结构图。
图4是示出对准用激光照射到基板的状态的图。
图5是示出排列喷头的位置的过程的图。
(附图标记说明)
100：液滴喷出装置；110：喷头；120：激光单元；121：激光产生部件；122：衍射部件；130：摄像单元；140：位置排列单元；141：图像处理部；142：距离计算部；143：驱动部；150：液滴供应单元；T1：目标位置；T2：被照射对准用激光的位置；L1：对准用激光；P：像素区域；S：基板。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例，以使得本发明所属技术领域中具有通常知识的人能够容易地实施。本发明可以以各种不同方式实现，不限于在此说明的实施例。
为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，贯穿说明书整体对相同或类似的构成要件标注相同的附图标记。
另外，在多个实施例中，对具有相同结构的构成要件，使用相同的附图标记来仅说明代表性实施例，在其余的其它实施例中仅说明与代表性实施例不同的结构。
在说明书整体中，当表述某部分与其它部分“连接”时，其不仅是“直接连接”的情况，还包括将其它部件置于中间“间接连接”的情况。另外，当表述某部分“包括”某构成要件时，只要没有特别相反记载，其意指可以还包括其它构成要件而不是排除其它构成要件。
只要没有不同地定义，包括技术或科学术语在内在此使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中具有通常知识的人一般所理解的含义相同的含义。在通常使用的词典中定义的术语之类的术语应解释为具有与相关技术文脉上具有的含义一致的含义，只要在本申请中没有明确定义，不会理想性或过度地解释为形式性含义。
在说明本发明的一实施例的液滴喷出装置之前，说明具备本发明的一实施例的液滴喷出装置的基板处理装置。
虽未在图中示出，通常的基板处理装置也可以包括工作台、门吊(gantry)、门吊移动单元、喷头移动单元、控制单元、液滴喷出量测定单元、喷嘴检查单元、喷头清洗单元等。
所述工作台是执行打印工艺时放置被喷出所述液滴的基板的部件。所述门吊可以设置成布置于所述工作台上方。尤其，本发明的一实施例的液滴喷出装置可以安装于所述门吊。所述液滴喷出装置可以安装成能够沿着所述门吊的一侧面移动。
所述门吊可以包括提供所述液滴喷出装置的移动路径的导轨等之类部件。而且，在基板处理装置中，可以在所述门吊并排安装多个所述液滴喷出装置。例如，可以是3个所述液滴喷出装置安装于门吊，以能够向基板喷出与R、G、B各自有关的液滴。
以下，参照附图，详细说明可适用于所述基板处理装置的本发明的一实施例的液滴喷出装置。
参照图1以及图2，本发明的一实施例的液滴喷出装置100包括喷头110、激光单元120、摄像单元130以及位置排列单元140。
喷头110向基板S的各个像素区域P喷出墨。可以3个像素区域P1、P2、P3成一个组而构成像素。3个像素区域P1、P2、P3可以分别是红色(Red)、绿色(Green)以及蓝色(Blue)。但是，像素区域的组合可以根据平板显示面板的设计而改变。
喷头110可以包括喷嘴。喷嘴可以位于喷头110的底面(喷嘴面)而喷出液滴。
所述喷头110可以包括多个喷嘴。喷嘴的数量可以是128个或256个。所述喷嘴可以以一定间距的间隔并排布置，可以以μg单位的量喷出液滴。
另一方面，作为一例，所述喷头110可以包括与喷嘴对应数量的压电元件(未图示)，可以在压电元件的动作作用下通过所述喷嘴喷出液滴。例如，当所述喷嘴为128个时，所述压电元件也可以是128个。
然后，当所述喷嘴为256个时，所述压电元件也可以是256个。然后，可以通过对施加于压电元件的电压进行控制来各自独立地调节从所述喷嘴喷出的液滴的喷出量。
激光单元120可以结合于所述喷头110。激光单元120可以将对准从所述喷头110被喷出液滴的地点的对准用激光L1向各个所述像素区域P照射。
作为一例，所述激光单元120可以包括激光产生部件121和衍射部件122。
激光产生部件121可以产生激光。作为一例，激光产生部件121可以是生成激光的激光发射元件。优选的是，在激光发射元件产生的激光的强度是能够对准对象物的特定地点程度的强度，而不是能够切割对象物程度的强度。
激光单元120可以以所述喷头110从初始位置移动的方向(M方向)为基准而结合于所述喷头110的前侧110a。更详细说明的话，基板处理装置在基板S形成图案的过程可以是喷头110从基板S的一端沿长度方向或宽度方向横穿移动并从喷头110喷出液滴。
如此，喷头110可以从基板S的左侧或右侧开始向相反侧移动。即，在喷头110从左侧开始向右侧移动的情况下，激光单元120可以结合于喷头110的右侧，相反情况也可以实现。
衍射部件122位于与所述激光产生部件121相邻的位置，可以将在所述激光产生部件121产生的激光向多个方向衍射。
衍射部件122将在激光产生部件121产生的一个激光L2分割成具有均匀间隔和尺寸的多个激光点(laser point)L2。为此，作为一例，衍射部件122可以是多个缝隙每一定间隔存在的部件，或者是具备均匀图案模样的掩模(mask)。但是，衍射部件122不限于前述的，只要能够衍射激光，衍射部件122任何都可以。
摄像单元130在基板S拍摄被照射对准用激光L1的部分。所述摄像单元130可以结合于所述喷头110。与此不同，摄像单元130也可以包括在基板处理装置(未图示)中而安装于使所述喷头110相对于基板移动的门吊(未图示)，但摄像单元130的设置位置不限定于特定位置，只要是能够容易地拍摄被照射对准用激光L1的部分的部位，可以是基板处理装置的任意部位。
作为一例，摄像单元130可以是相机。作为一例，这种相机可以以200兆像素以下的分辨率(低分辨率)高速拍摄并获取图像数据。
另一方面，相机的快门速度以及曝光时间(开门开启时间)可以反映液滴喷出(落下)的平均速度、喷头110与基板S之间距离等来计算。相机的焦距(Focal Length)可以为了高速拍摄而固定(Fix)，但也可以能够根据喷头110与基板S之间距离来改变。只要相机能够清晰地拍摄图像数据，焦距、快门速度以及曝光时间可以根据液滴喷出装置100的设计进行各种变更。
位置排列单元140基于所述摄像单元130中获取的图像数据来排列所述喷头110的位置。
参照图3以及图4，作为一例，位置排列单元140可以包括图像处理部141、距离计算部142以及驱动部143。
图像处理部141可以在所述图像数据中检测被照射对准用激光的位置T2。作为一例，这种图像处理部141可以是图形处理单元(GPU：Graphics Processing Unit)。
图形处理单元是设计成快速处理内存并变更来加速要以画面输出的帧缓冲区的图像生成的专门电路。这种图像处理部141可以利用各种运算在图像数据中迅速检测被照射对准用激光的位置T2。
距离计算部142可以计算被照射对准用激光的位置T2与目标位置T1的相对距离差。作为一例，距离计算部142的运行过程可以在图像数据中计数被照射对准用激光的位置T2的像素与目标位置T1的像素之间的像素C1、C2、C3、C4、C5、C6的数量，基于像素对实际距离(纳米或微米等)比例而计算被照射对准用激光的位置T2与目标位置T1的距离T1。如此基于图像数据的像素而测定实际距离的方法可以是在通常图像处理方法中所使用的方法，省略对其的详细说明，除前述的方法以外可以使用各种方法。
在此，目标位置T1可以是所述像素区域P的正中央。与此不同，目标位置T1可以是在像素区域P中应被喷出液滴的特定位置。目标位置T1可以根据基板处理装置的设计而不同，可能会根据喷出到像素的墨的扩散性而改变，因此不限定为特定位置。但是，为了便于说明，将目标位置T1限定为像素区域P的正中央来进行说明。
驱动部143可以将所述喷头110的位置和角度改变所述距离计算部142计算的距离差H量。即，驱动部143可以排列所述喷头110的位置。为此，驱动部143可以使喷头110沿X轴方向以及Y轴方向移动。
如图5所示，对驱动部143的运行进行说明的话，驱动部143可以使所述喷头110从A位置向B位置移动距离计算部142计算的距离差H量。驱动部143可以是包括在通常液滴喷出装置中的驱动部，因此省略对其的详细说明。
可以通过上述那样的位置排列单元140实施喷头110的位置排列，从喷头110喷出的液滴可以喷出到目标位置T1。
返回图3，对本发明的一实施例的液滴喷出装置100进行更详细说明的话，液滴喷出装置100可以包括液滴供应单元150。
液滴供应单元150可以向所述喷头110供应液滴。虽未示出，液滴供应单元150可以包括储存液滴的储罐和泵送液滴的泵。液滴供应单元150可以是包括在通常液滴喷出装置中的液滴供应单元，因此省略对其的详细说明。
如前所述，本发明的一实施例的液滴喷出装置100包括激光单元120、摄像单元130以及位置排列单元140。因此，可以将从喷头110被喷出液滴的位置用激光单元120对准，摄像单元130拍摄对准用激光L1，位置排列单元140排列喷头110的位置。因而，液滴能够准确地喷出到基板S的像素区域P的目标位置T1。
虽然喷头的排列是将液滴直接喷出到基板之后进行确认的是最准确的方法，但是这种以往方法不仅在金钱上、时间上是大损失而且在效率上可能存在诸多问题。
但是，本发明的一实施例的液滴喷出装置100能够在将液滴向基板S喷出之前利用对准用激光L1、摄像单元130以及位置排列单元140对喷头110的位置进行微细地排列之后，喷头110将液滴向基板S的像素区域P的目标位置T1准确地喷出。
由此，与以往不同，本发明的一实施例的液滴喷出装置100并不为了喷头110的排列而使用墨喷出测试用玻璃(未图示)，从而能够防止基板S被胶粘带损伤。
另外，本发明的一实施例的液滴喷出装置100夸基板S的整体区域，由位置排列单元140分析由摄像单元130拍摄的图像数据来自动地排列喷头110的位置。不仅如此，本发明的一实施例的液滴喷出装置100能够比由使用者直接确认墨喷出测试用玻璃的液滴非常快地计算喷头110的排列所需的位置而排列喷头110的位置，因此位置排列效率性和位置排列准确性能够得到极大化。
以上，说明了本发明的各种实施例，到此为止参照的附图和记载的发明的详细说明只是本发明的示例，其仅用作用于说明本发明的目的，并用于意义限定或限制权利要求书中记载的本发明的范围。因而本技术领域的具有通常知识的人可以理解根据其进行各种变形及等同的其它实施例。因此，本发明的真实技术保护范围应通过所附的权利要求书的技术构思来定。

Claims (7)

1.一种液滴喷出装置，包括：
喷头，将墨向基板的各个像素区域喷出；
激光单元，结合于所述喷头，将对准从所述喷头被喷出液滴的地点的对准用激光向各个所述像素区域照射；
摄像单元，在所述基板拍摄被照射对准用激光的部分；以及
位置排列单元，基于所述摄像单元中获取的图像数据而排列所述喷头的位置。
2.根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
所述激光单元包括：
激光产生部件，产生激光；以及
衍射部件，位于与所述激光产生部件相邻的位置，将在所述激光产生部件产生的激光向多个方向衍射。
3.根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
所述激光单元以所述喷头从初始位置移动的方向为基准结合于所述喷头的前侧。
4.根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
所述位置排列单元包括：
图像处理部，在所述图像数据中检测被照射对准用激光的位置；
距离计算部，计算被照射所述对准用激光的位置与目标位置的相对的距离差；以及
驱动部，将所述喷头的位置和角度改变所述距离计算部中计算的距离差量。
5.根据权利要求4所述的液滴喷出装置，其中，
所述目标位置是所述像素区域的正中央。
6.根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
所述摄像单元结合于所述喷头或结合于使所述喷头相对于基板移动的门吊。
7.根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
所述液滴喷出装置包括向所述喷头供应液滴的液滴供应单元。
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