CN112172346A - 滴落信息实时测量装置、排出液滴实时校正装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可通过反馈滴落信息来实时校正排出程度的排出液滴实时校正装置及方法。为此，本发明提供如下的排出液滴实时校正装置，即，包括：排出控制部，用于控制喷墨头的驱动；以及滴落测量部，设置于基板的下部，对向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量，来向上述排出控制部进行反馈，上述排出控制部利用上述滴落信息来对排出液滴的喷嘴波形进行校正。因此，本发明具有如下的优点，即，可通过同时测量滴落的位置、大小以及体积信息来实时向喷墨头部进行反馈，从而能够以头部不产生单独的移动的方式获取滴落信息。

Description

滴落信息实时测量装置、排出液滴实时校正装置及方法
技术领域
本发明涉及滴落信息实时测量装置、利用其的排出液滴实时校正装置及方法，具体地，涉及可通过反馈滴落信息来对排出程度实时进行校正的滴落信息实时测量装置、利用其的排出液滴实时校正装置及方法。
背景技术
为了制造液晶显示器(LCD)等的显示装置，在形成配向膜或涂敷紫外光固化(UV)墨水或在基板上涂敷滤色器等的情况下，通常会使用喷墨设备来排出液滴。
这种喷墨设备包括用于排出液滴的头部、用于向上述头部供给液滴的墨水罐等，其中，由于通过喷嘴喷射液滴的头部需按准确的排出量向准确的位置喷射液滴，因而需得到精密控制。
尤其，由于近来需按微细图案排出液滴，因而对于排出量提出了达到高水平的精密度。
根据图1所示的公开专利第10-2017-0133799号，喷墨头10包括：下部组件13，喷嘴23配置于上述下部组件13；以及上部组件11，与储存部相连接，向喷嘴供给液滴。
并且，在上部组件11设置根据所施加的电压的大小来决定上述液滴的排出量的压电器19。
在这种喷墨装置中，墨水滴落的位置和大小信息可通过线扫描摄像机(Line ScanCamera)、玻璃视角摄像机(Glass View Camera)等的测量来获取，体积信息可通过墨滴观测仪(Drop Watcher)、激光多普勒仪(Laser Doppler Measurement)等的测量来获取。
但是，由于无法同时获取墨水滴落的位置、大小及体积信息，因而需要进行互相完善这种信息的追加性的作业，因此无法实时获取墨水滴落的位置、大小及体积信息。
并且，为了实现获取如上所述的信息所需的测量，需通过使喷墨头部进行移动来实现测量，这种测量方法存在增加总生产时间并导致生产率下降的问题。
发明内容
本发明用于解决如上所述的问题，具体地，通过实时获取从喷嘴排出的液滴的滴落信息来对从喷墨头排出液滴的形态进行校正。
并且，本发明的目的在于，通过同时测量滴落的位置、大小及体积信息来向喷墨头部进行反馈。
为了实现上述目的，本发明提供一种滴落信息实时测量装置，包括滴落测量部，滴落测量部设置于基板的下部，用于对从喷墨头向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量，其特征在于，上述滴落测量部包括配置有多个传感器的传感器模块，上述滴落测量部利用通过上述传感器模块测量的信息来测量滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
优选地，上述滴落测量部利用检测到滴落的传感器的数量来测量滴落大小。
优选地，上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器模块，利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
优选地，上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
优选地，上述滴落测量部可包括至少一对电极传感器模块，可根据由设置于上述电极传感器模块的电极传感器产生的电场的变化，来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
上述电极传感器模块包括信号电极及接地电极，借助施加于上述信号电极的球形波，来在上述信号电极与上述接地电极之间形成以上述基板作为介质产生变化的电场。
并且，本发明提供一种排出液滴实时校正装置，上述排出液滴实时校正装置包括：排出控制部，用于控制喷墨头的驱动；以及滴落测量部，设置于基板的下部，对向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量，来向上述排出控制部进行反馈，上述排出控制部利用上述滴落信息来对排出液滴的喷嘴波形进行校正。
上述滴落测量部可利用检测到滴落的传感器的数量来计算滴落大小。
优选地，上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器模块，利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积并进行映射。上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
优选地，上述滴落测量部向排出控制部传送经过上述映射的信息，上述排出控制部对预先存储的数据和经过上述映射的信息进行比较并利用因不同之处而产生的结果值来控制喷墨头的排出量。
上述滴落测量部可利用上述矩阵的节点中的检测到滴落的节点的数量来计算滴落大小。
优选地，上述滴落测量部将滴落到每个像素的液滴的数量检测成每个像素的滴落数量，来向排出控制部传送，上述排出控制部在对上述每个像素的滴落数量和预先存储的基准数量进行比较之后利用结果值来控制喷墨头。
优选地，上述滴落测量部包括至少一对电极传感器模块，根据因设置于上述电极传感器模块的电极传感器而产生的电场的变化来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积并映射。
上述电极传感器模块可包括信号电极及接地电极，可借助施加于上述信号电极的球形波，来在上述信号电极与上述接地电极之间形成以上述基板作为介质产生变化的电场。
本发明还提供一种排出液滴实时校正方法，即，包括：向喷墨头的下方移送基板的步骤；使滴落测量部位于上述基板的下部的步骤；从上述喷墨头向基板排出液滴的步骤；通过上述滴落测量部对向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量的步骤；以及滴落测量部利用上述滴落信息来向排出控制部反馈能对从喷墨头排出的液滴的大小进行控制的信号的步骤。
优选地，上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器，利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
优选地，上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
优选地，上述滴落测量部包括至少一对电极传感器模块，
根据由设置于上述电极传感器模块的电极传感器产生的电场的变化，来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积并进行映射。
优选地，还包括上述排出控制部通过对设定数据和从上述滴落测量部得到的反馈进行比较来判断是否实现排出校正的步骤。
优选地，上述设定数据包含液滴的大小、排出速度、对每个像素排出的液滴的数量、排出位置。
本发明具有如下的优点，即，可通过同时测量滴落位置、大小及体积信息来实时向喷墨头部进行反馈，从而能够以头部不产生单独的移动的方式获取滴落信息。
并且，本发明具有如下的优点，即，可通过获取从喷嘴排出的液滴的滴落信息来实时控制从喷墨头排出的液滴的大小。
附图说明
图1为示出现有技术的喷墨头的结构的结构图。
图2为示出本发明的排出液滴实时校正装置的结构的结构图。
图3为示出图2中的压力传感器模块的结构的结构图。
图4为用于说明图3中所示的滴落大小的计算方法的例示图。
图5及图6为示出本发明的排出液滴实时校正装置的另一实施例的例示图。
图7为示出本发明的排出液滴实时校正方法的流程图。
具体实施方式
参照附图，详细说明本发明实施例的结构及作用。
参照图2，本发明的排出液滴实时校正装置包括滴落测量部200及排出控制部320。
在本实施例中，上述滴落测量部200包括压力传感器模块210。上述压力传感器模块210包括矩阵形态的压力传感器，通过设置于基板下方来获取向基板上排出的液滴的滴落信息。
在本实施例中，基板100可使用用于制造液晶显示装置等的透明基板或用于制造有机电致发光(EL)显示装置等的基板等多种基板，例如，可使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，Polyethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，Polyethleneterephthalate)、聚醚砜(PES，Polyether sulfone)、聚酰亚胺(PI，Polyimide)、玻璃(Glass)等的基板。
上述基板设置于压力传感器模块210的上部，通过喷墨装置来以预先设定的形状向基板上排出化学液体。
在上述基板100上形成构成像素的像素隔板110，来呈现光学三原色(RGB)各自的颜色。
参照图3，压力传感器模块210使得压力传感器按矩阵形态配置于各个节点，基于由这些压力传感器获取的节点信息来在滴落测量部200计算液滴是否滴落到基板、滴落大小以及滴落体积。上述节点信息包括各个节点的坐标、所检测到的压力值等。
具体地，当压力传感器以5μm的间隔形成压力传感器模块210时，如图4所示，若有6个压力传感器检测到从喷墨头排出的液滴，则滴落位置可定为上述6个节点的坐标值的平均或最接近平均的节点的位置。并且，滴落大小S可计算成5×10＝50μm2。
而且，若由上述6个压力传感器测量的压力值分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6，则滴落测量部200可将通过上述6个压力传感器检测到的压力值的平均计算成如下方式。
PA＝(P1+P2+P3+P4+P5+P6)/6
若将化学液体的质量设定为m，将密度设定为ρ，将体积设定为V，则形成如下关系式。
PA×S＝mg＝ρVg
因而，滴落体积V＝(PA×S)/ρg。
在滴落测量部200中，将执行以使通过如上所述的方式计算的滴落信息与矩阵上的相应位置相对应的方式进行显示的映射，即，执行以使滴落位置、滴落大小及滴落体积与矩阵上的相应位置相对应的方式进行显示的映射。这种滴落信息可在映射时被数值化并存储。
在滴落测量部中执行的这种测量应先以基板所受到的压力作为基础来测量，例如，在排出化学液体之前，先将基板的压力值存储为初始压力值，利用从排出化学液体后由压力传感器模块检测到的压力值减去所存储的初始压力值之后的值来计算滴落信息。
滴落测量部200将在执行映射作业后向排出控制部320传送映射信息。在排出控制部320中，通过对预先存储于存储部的设定数据和从滴落测量部传送的映射信息进行比较来计算因不同之处而产生的结果值，并利用上述结果值控制喷墨头。
具体地，存储部中存储应根据作业种类排出的液滴的大小、排出速度、对每个像素排出的液滴的数量、排出位置等的设定数据。并且，若喷墨装置开始启动，则排出控制部320以存储于存储部的设定数据为基础来驱动压电器件并排出化学液体。
在喷墨装置启动的过程中，在滴落测量部200计算所排出的液滴的滴落信息，生成映射信息并重新向排出控制部320进行反馈，在排出控制部通过从基于设定数据的滴落位置及滴落大小减去由排出控制部反馈的滴落位置及滴落大小来计算两者之差。
例如，在从基于设定数据的滴落大小减去所反馈的滴落大小的结果值为负数的情况下，排出控制部减弱压电器件的驱动来使排出大小变小。在此情况下，通过以达到上述结果值的大小的方式调节压电器件的驱动，来调节喷嘴的波形，精密地校正化学液体的排出量。
对于滴落位置而言，在排出控制部中，以与计算滴落大小的方法相同的方法通过从基于设定数据的滴落位置的坐标减去所反馈的滴落位置的坐标来计算两者之差的向量，基于上述两者之差的向量来控制喷墨头的移动，从而精密地校正排出位置。
上述滴落测量部200可利用压力传感器模块来计算滴落位置、滴落大小、滴落体积及每个像素的滴落数量。
上述每个像素的滴落数量意味着滴落到一个像素的液滴的数量，在滴落测量部测量向压力传感器施加压力的次数，来检测每个像素的滴落数量并向排出控制部传送上述每个像素的滴落数量。
在排出控制部中，对存储于设定数据的向每个像素排出的液滴的数量和从排出控制部反馈的每个像素的滴落数量进行比较，在比较结果为存在不同的情况下，对两者之差进行校正。
接着，对滴落测量部的另一实施例进行说明。
参照图5，滴落测量部可设置有其他方式的传感器模块，在本实施例中，上述滴落测量部至少包括一对电极传感器模块250、251。
上述电极传感器模块250、251以矩阵形态配置，通过设置于基板下方来获取向基板上排出的液滴的滴落信息。
具体地，上述电极传感器模块包括信号电极250及接地电极251，在滴落测量部200中，向上述信号电极250施加球形波。这样，在信号电极250与接地电极251之间形成以基板100作为介质产生变化的电场，将形成位移电流(displacement current)。
在此情况下，若具有导电性的液滴从喷墨头滴落到基板上，则电场将以图6所示的方式产生变化，两个电极之间的静电容量及位移电流也变得不同，可在滴落测量部200判断液滴是否滴落到相应位置。
并且，在以矩阵形态配置的电极传感器中判断是否在几个电极检测到滴落并由此计算滴落大小，还可通过之前说明的方法计算滴落体积。为了计算上述滴落大小，判断是否在相邻的几个电极检测到滴落，在由未相邻的互相隔开的电极检测到滴落的情况下，优选地，判断为独立的滴落。
接着，参照图7对本发明的排出液滴实时校正方法进行说明。
若基板被移送，则上述基板将设置于压力传感器模块或电极传感器模块的上方，若基板设置于准确位置，则滴落测量部将进行初始化。即，基于基板本身的压力信息将存储于滴落测量部，这种基板自身的压力信息将被设置为0。
若初始化步骤结束，则从滴落测量部向排出控制部传送初始化结束信号，若排出控制部接收上述初始化结束信号，则读取存储于存储部的设定数据并以设定数据为基础来驱动喷墨头。这种设定数据可包括液滴的大小、排出速度、向每个像素排出的液滴的数量、排出位置等的数据。
若基于设定数据来从喷墨头排出化学液体，则滴落测量部将测量滴落到基板的液滴的滴落信息。这种滴落信息可包括滴落位置、滴落大小、滴落体积、每个像素的滴落数量等的信息。
在滴落测量部中，以所测量的滴落信息为基础，生成与矩阵相对应的位置的映射信息，从而向排出控制部进行反馈。
排出控制部从滴落测量部接收反馈来对设定数据和反馈数据进行比较，由此判断是否实现排出校正。在此情况下，还通过设定数据与反馈数据之间的差值来判断进行校正的大小。
如上所述，在本实施例中，通过排出控制部来实时校正化学液体排出量或排出方法等，因而可在喷墨头不产生移动的情况下实现精密的控制。
以上，参照本发明的实施例进行了说明，但只要是本发明所属技术领域的普通技术人员就能够理解，可在不脱离记载于发明要求保护范围的本发明的思想及领域的范围内对本发明实施多种修改及变更。

Claims (20)

1.一种滴落信息实时测量装置，包括滴落测量部，滴落测量部设置于基板的下部，用于对从喷墨头向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量，其特征在于，
上述滴落测量部包括配置有多个传感器的传感器模块，
上述滴落测量部利用通过上述传感器模块测量的信息来测量滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
2.根据权利要求1所述的滴落信息实时测量装置，其特征在于，上述滴落测量部利用检测到滴落的传感器的数量来测量滴落大小。
3.根据权利要求1所述的滴落信息实时测量装置，其特征在于，
上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器模块，
利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
4.根据权利要求3所述的滴落信息实时测量装置，其特征在于，上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
5.根据权利要求1所述的滴落信息实时测量装置，其特征在于，
上述滴落测量部包括至少一对电极传感器模块，
根据由设置于上述电极传感器模块的电极传感器产生的电场的变化，来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
6.根据权利要求5所述的滴落信息实时测量装置，其特征在于，
上述电极传感器模块包括信号电极及接地电极，
借助施加于上述信号电极的球形波，来在上述信号电极与上述接地电极之间形成以上述基板作为介质产生变化的电场。
7.一种排出液滴实时校正装置，其特征在于，
包括：
排出控制部，用于控制喷墨头的驱动；以及
滴落测量部，设置于基板的下部，对向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量，来向上述排出控制部进行反馈，
上述排出控制部利用上述滴落信息来对排出液滴的喷嘴波形进行校正。
8.根据权利要求7所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，上述滴落测量部利用检测到滴落的传感器的数量来计算滴落大小。
9.根据权利要求7所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，
上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器模块，
利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积并进行映射。
10.根据权利要求9所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
11.根据权利要求9所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，
上述滴落测量部向排出控制部传送经过上述映射的信息，
上述排出控制部对预先存储的数据和经过上述映射的信息进行比较并利用因不同之处而产生的结果值来控制喷墨头的排出量。
12.根据权利要求9所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，
上述滴落测量部将滴落到每个像素的液滴的数量检测成每个像素的滴落数量，来向排出控制部传送，
上述排出控制部在对上述每个像素的滴落数量和预先存储的基准数量进行比较之后利用结果值来控制喷墨头。
13.根据权利要求7所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，
上述滴落测量部包括至少一对电极传感器模块，
根据因设置于上述电极传感器模块的电极传感器而产生的电场的变化来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积并映射。
14.根据权利要求13所述的排出液滴实时校正装置，其特征在于，
上述电极传感器模块包括信号电极及接地电极，
借助施加于上述信号电极的球形波，来在上述信号电极与上述接地电极之间形成以上述基板作为介质产生变化的电场。
15.一种排出液滴实时校正方法，其特征在于，包括：
向喷墨头的下方移送基板的步骤；
使滴落测量部位于上述基板的下部的步骤；
从上述喷墨头向基板排出液滴的步骤；
通过上述滴落测量部对向上述基板排出的液滴的滴落信息进行测量的步骤；以及
滴落测量部利用上述滴落信息来向排出控制部反馈能对从喷墨头排出的液滴的大小进行控制的信号的步骤。
16.根据权利要求15所述的排出液滴实时校正方法，其特征在于，
上述滴落测量部包括矩阵形态的压力传感器，
利用上述矩阵的节点信息来计算滴落位置、滴落大小以及滴落体积。
17.根据权利要求16所述的排出液滴实时校正方法，其特征在于，上述节点信息包含各个节点的坐标、所检测的压力值。
18.根据权利要求15所述的排出液滴实时校正方法，其特征在于，
上述滴落测量部包括至少一对电极传感器模块，
根据由设置于上述电极传感器模块的电极传感器产生的电场的变化，来计算具有导电性的液滴的滴落位置、滴落大小以及滴落体积并进行映射。
19.根据权利要求15所述的排出液滴实时校正方法，其特征在于，还包括上述排出控制部通过对设定数据和从上述滴落测量部得到的反馈进行比较来判断是否实现排出校正的步骤。
20.根据权利要求19所述的排出液滴实时校正方法，其特征在于，上述设定数据包含液滴的大小、排出速度、对每个像素排出的液滴的数量、排出位置。
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