CN201099039Y - 喷墨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种喷墨装置，尤指一种可实时检测其喷墨头所具的全部喷嘴状况的装置，其包括：一载台；一喷墨单元，其具有至少一喷墨头，且此喷墨头具有多个喷嘴；一支持单元，位于此载台之上方并连接此喷墨单元；一喷墨头驱动单元，连接此支持单元并驱动此支持单元移动；以及一喷嘴监测系统，设置于此喷墨单元并具有一发光源、一光检测器以及一分析单元；其中，此发光源及此光检测器位于这些喷嘴的下方。

Description

喷墨装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷墨装置，尤指一种可实时检测其喷墨头的全部喷嘴状况的喷墨装置。

背景技术

目前，由于利+用喷墨法形成配向膜的制程具有下列几项优点：

(1)可提高形成的配向膜的膜厚的均匀度；

(2)可降低形成的配向膜的缺陷的种类与数目；以及

(3)可简化制程步骤并缩短制程所需的时间，所以业界逐渐采用喷墨法以于一基板的表面形成配向膜。

图1是现有的喷墨装置的立体示意图，现有的喷墨装置1包括：一载台11、一喷墨单元12、一位于载台11之上方并连接喷墨单元12的支持单元13、一驱动单元15以及一喷墨头驱动单元14，喷墨头驱动单元14与支持单元13连接并用以驱动喷墨单元12沿着支持单元13移动。驱动单元15则用以驱动支持单元13移动，使得支持单元13可于载台11上方水平移动。其中，喷墨单元12具有一喷墨头121，其为压电驱动式喷墨头并具有多个喷嘴(图中未示)。通过控制喷墨头驱动单元14与驱动单元15，使得喷墨单元12可于载台11上准确地移动。

而当喷墨装置1进行正式的喷墨制程(将配向膜材料喷洒于一基板的表面)前，其喷墨头驱动单元14会先将喷墨单元12的喷墨头121移动至一非工作区域(dummy区)(图中未示)以进行所谓的非工作清理(dummypurge)程序。而当喷墨前的非工作清理程序执行完毕时，喷墨装置1再利用清扫单元(wiping)(图中未示)清理喷墨头121所具的多个喷嘴，再进行正式的喷墨制程。由于现有的喷墨装置1并未具有任何喷嘴监测机制，所以如果有任何一个喷嘴因为堵塞的缘故而无法喷出配向膜材料时，使用者是无法立刻得知此异常情况并排除此异常状况。使用者必须等到配向膜的所有制程执行完毕后，通过检测配向膜表面因喷嘴动作不良所造成不良现象(nozzle mura)而得知。此时，那些花费在喷洒制程的制程材料及时间已无法挽回。况且，在某些情况，此不良现象(nozzle mura)并无法被检测出来，因而影响到后续完成的液晶面板的显示质量。

因此，业界需要一种可实时检测其喷墨头的全部喷嘴状况的喷墨装置，以应用于所有的喷墨制程。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种喷墨装置，以便能实时检测其喷墨头所具的全部喷嘴状况，以应用于各种的喷墨制程中。

为达成此一目的，本实用新型的喷墨装置包括有一载台，用以承载基板；一喷墨单元，其包含至少一喷墨头，且该喷墨头具有多个喷嘴；一支持单元，设置于该载台之上并连接该喷墨单元；一喷墨头驱动单元，连接该支持单元并驱动该支持单元移动；以及一喷嘴监测系统，其具有一发光源、一光检测器以及一分析单元，且该发光源与该光检测器是相对配置于该些喷嘴的下方。

本实用新型的另一喷墨装置，包括有一基座；一载台，配置于该基座上；一载台驱动单元，连接于该载台并驱动该载台移动；一喷墨单元，其包含至少一喷墨头，且该喷墨头具有多个喷嘴；一支持单元，位于该基座上并连接该喷墨单元；以及一喷嘴监测系统，具有一发光源、一光检测器以及一分析单元，且该发光源与该光检测器是相对配置于该些喷嘴的下方。

在本实用新型的一较佳实施例中，喷墨装置还可包括有一收集单元。在另一较佳实施例中，该发光源及该光检测器设置于该收集单元的相对两侧。

在又一较佳实施例中，如上所述的喷墨装置还可包括有一清洁单元。此外，此清洁单元可设置于该收集单元中。

本实用新型的喷墨装置，其中该发光源及该光检测器较佳地可设置于该喷墨头的相对两侧。

在本实用新型一较佳实施例的喷墨装置中，该喷墨头驱动单元可包括有一伺服马达、一步进马达或一磁浮马达。

在本实用新型一较佳实施例的喷墨装置中，该发光源可为线状光源。

本实用新型的喷墨装置，其中该光检测器并无特殊限制，在一较佳实施例中，该光检测器可为电荷耦合装置或半导体光检测器。

在本实用新型一较佳实施例的喷墨装置中，喷嘴监测系统还可包括一光检测器驱动单元。此光检测器驱动单元的种类并无特殊限制，可为伺服马达、步进马达或磁浮马达。

在本实用新型一较佳实施例中，喷墨装置还可包括有一影像检索单元。此影像检索单元并无特殊限制，可为电荷耦合装置或半导体光检测器。

在本实用新型一较佳实施例的喷墨装置中，该发光源可为点状光源，该点状光源可连接于一发光源驱动单元。此发光源驱动单元并无特殊限制，可为伺服马达、步进马达或磁浮马达。

在本实用新型一较佳实施例的喷墨装置中，该载台驱动单元可包括有一伺服马达、一步进马达或一磁浮马达。本实用新型的喷墨装置，其中该等喷嘴的种类并无特殊限制，在一较佳实施例中，该等喷嘴可为压电驱动式喷嘴或热气泡驱动式喷嘴。

本实用新型的喷墨装置，其中该些喷嘴的数目并无特殊限制，在一较佳实施例中，喷嘴的数目可介于32至128之间。

本实用新型的有益效果是，该喷墨装置可通过其喷嘴监测系统，在正式喷墨制程前实时地监测其全部喷嘴的状况，且当检测出任何喷嘴发生异常状况时，如某一个喷嘴堵塞，立即将此一异常状况排除掉。亦即，本实用新型的喷墨装置可在确认其全部喷嘴的状况一切正常后，才通过其喷墨头的全部喷嘴将配向膜材料喷洒于一基板的表面。因此，本实用新型的喷墨装置可避免无谓的制程材料及制程时间的浪费，且可大幅提高其所执行的喷墨制程的良率。

此外，本实用新型的喷墨装置可为任何类型的喷墨装置，较佳为配向膜喷墨装置、有机发光面板喷墨装置、彩色滤光板喷墨装置或生医芯片喷墨装置。

本实用新型的有益效果是，喷墨装置可通过其喷嘴监测系统，在正式喷墨制程的前实时地监测其全部喷嘴的状况，且当检测出任何喷嘴发生异常状况时，如某一个喷嘴堵塞，使用者便可立即将此一异常状况排除掉。因此，本实用新型的喷墨装置可在确认其喷墨头所具的全部喷嘴的状况一切正常后，才通过其喷墨头的全部喷嘴将墨水(配向膜材料)喷洒于一基板的表面以形成一配向膜，而不像现有的喷墨装置必须等到从完成的配向膜上发现喷嘴晕(nozzle mura)现象以后，使用者才发现先前的喷墨制程所使用的喷墨装置有异常状况发生。因此，本实用新型的喷墨装置可避免无谓的制程材料及制程时间的浪费，且可大幅提高其所执行的配向膜的喷墨制程的良率。

附图说明

图1是现有的喷墨装置的立体图；

图2是本实用新型实施例1的喷墨装置立体示意图；

图3A为本实用新型实施例1的喷墨单元及喷嘴监测系统的立体示意图；

图3B为本实用新型实施例1的喷墨单元及喷嘴监测系统的侧视图；

图4A及图4B是显示应用本实用新型实施例1的喷嘴监测系统监测所得的结果的示意图；

图5是本实用新型实施例2的喷嘴监测系统之上视示意图；

图6是本实用新型实施例3的喷墨装置立体示意图。

【主要元件符号说明】

1喷墨装置

2喷墨装置

6喷墨装置

11载台

12喷墨单元

13支持单元

14喷墨头驱动单元

15驱动单元

21载台

22喷墨单元

23支持单元

24喷墨头驱动单元

25喷嘴监测系统

27影像检索单元

28清扫单元

29收集单元

51发光源

52光检测器

53喷嘴

54发光源驱动单元

55步进马达

60喷墨头驱动单元

61载台

62载台驱动单元

63喷墨单元

64支持单元

65喷嘴监测系统

66影像检索单元

67收集单元

69基座

121喷墨头

211基板

221喷墨头

222喷嘴

241步进马达

242水平驱动杆

245连接单元

251发光源

252光检测器

253分析单元

254光检测器驱动单元

255驱动杆

266光学检测路径

541驱动杆

551驱动杆

601伺服马达

602驱动杆

611基板

621步进马达

622驱动杆

631喷墨头

632喷嘴

651发光源

652光检测器

653分析单元

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。

本实用新型的实施例中该等图式均为简化的示意图。该等图式仅显示与本实用新型有关的元件，其所显示的元件并非为实际实施时的态样，其实际实施时的元件种类、形状及数量可为选择性的设计，且实际实施型态可能更复杂。

实施例1

本实用新型的喷墨装置可应用于不同类型的喷墨制程，例如应用于有机发光面板的有机官能基层的喷墨制程、彩色滤光片的彩色光阻的喷墨制程或是应用于配向膜的喷墨制程。本实施例中，是用于将配向膜材料喷洒于基板的表面以形成一配向膜，即应用于配向膜的喷墨制程。

图2是本实施例的喷墨装置的立体示意图，本实施例的喷墨装置2包括有一载台21、一喷墨单元22、一位于载台21之上方并连接喷墨单元22的支持单元23、一与支持单元23连接并驱动支持单元23移动的喷墨头驱动单元24以及一设置于喷墨单元22的喷嘴监测系统25。

喷墨头驱动单元24包括有一步进马达241、一水平驱动杆242、一对连接单元245、一对垂直驱动杆302以及一对伺服马达301。其中，通过伺服马达301及垂直驱动杆302驱动及控制支持单元23之上下移动位置，喷墨单元22连结于支持单元23，因此喷墨单元22是随着支持单元23一起移动。此外，通过水平驱动杆242及步进马达241驱动及控制连接单元245的水平移动位置，并因此带动喷墨单元22一起移动。经由上述的设计，喷墨单元22可以准确地移动至喷墨制程所需的特定位置及高度。

本实施例中亦包括一对影像检索单元27，例如为一电荷耦合装置(CCD)，并通过影像检索单元27读取基板211上的『定位标记』，以确认基板211位于正确的位置。

请参阅图3A及图3B，喷墨单元22包括有一喷墨头221以及多个喷嘴222，喷嘴222是连接于喷墨头221下方。本实施例中，喷墨头221为压电驱动式喷墨头，是通过电压信号来控制喷嘴222的吐墨量。同时，本实施例中喷墨头221下方配置64个喷嘴222(为图示清楚的目的，图3A并未绘示全部的喷嘴)。然而，上述喷嘴222的数量以及控制喷嘴吐墨量的方式可视实际需求而轻易变换，并非指本实用新型局限于此。

喷嘴监测系统25包括有一发光源251、一光检测器252以及一分析单元253。本实施例中，发光源251为一线状光源，如一冷阴极荧光灯管(CCFL)，光检测器252则为一电荷耦合装置(CCD)。分析单元253是用以接收并分析光检测器252所检测到的信号。光检测器252组设于喷墨头221的侧边，并且连接于驱动杆255上，通过光检测器驱动单元254及驱动杆255使得光检测器252可沿着平行驱动杆255的方向移动，本实施例的光检测器驱动单元254可为一步进马达。请参阅图3B，发光源251组设于喷墨头221的另一侧，发光源251与光检测器252之间形成光学检测路径266，喷嘴222位于光学检测路径266上方。喷嘴监测系统25是用于监测喷墨头221的各喷嘴的运作状况，并于监测出任一喷嘴发生异常状况时，如喷嘴堵塞等，发出一警告信号。

此外，如图2所示，载台21前端设置有一收集单元29，收集单元29中设置有一清洁单元28。在进行产品的喷墨制程前，喷墨单元22先移动到收集单元29上方，通过清洁单元28清理喷嘴222，即所谓『非工作清理程序』，然后再进行喷墨测试，并于喷墨过程中启动喷嘴监测系统25来进行『喷嘴状况监测』程序。收集单元29的主要功能为收集喷墨测试时所喷出的墨水(配向膜材料)，避免所喷出的墨水污染装置的其它部分。

以下将详细叙述本实施例的喷嘴监测系统25运作的原理，并配合图3A、图3B、图4A及图4B说明『喷嘴状况监测』程序。

如前所述，喷嘴监测系统25的发光源251为一线状光源，如一冷阴极荧光灯管(CCFL)，光检测器252则为一电荷耦合装置(CCD)。冷阴极荧光灯管的长度是大于喷墨头221的宽度，以使冷阴极荧光灯管所发出的光线可均匀地照射于喷墨头221下方的多个喷嘴222。

而如图3A及3B所示，当喷嘴监测系统25进行喷嘴状况监测时，墨水由喷嘴222喷出。光检测器驱动单元254驱动一驱动杆255旋转，使得位于驱动杆255上的光检测器252往复地移动，并接受从发光源251发射后经光学检测路径266而来的光线，即光检测器252以扫描的方式得到通过各喷嘴222下方的光线的分布结果。接着，这些结果便被传送至分析单元253进行分析，以判断各喷嘴222的状况。

图4A及图4B即为前述的光检测器252扫描所得的结果的示意图，此两图形均分布有许多暗纹。这些暗纹的形成原因是由于喷墨头221的喷嘴222喷出墨水(配向膜材料)的频率高于光检测器252的接收频率，所以当墨水正常地从喷嘴喷出时，这些被喷出的墨水便会遮蔽那些通过喷嘴下方的光线，造成这些光线无法被光检测器252接收。也就是说，此两图中的暗纹便代表着墨水可顺利地从喷嘴喷出。

请同样参阅图4A及图4B，首先，由于图4A的图形具有与喷墨头221的喷嘴222相同数目(64)的暗纹，且其每一条暗纹的宽度也大致相同，所以图4A显示本实施例的喷墨装置的喷嘴222在进行所谓的非工作清理程序后，其所有喷嘴222均能顺利地将墨水(配向膜材料)喷出，并无任何喷嘴堵塞。相反地，如图4B所示，由于此图形具有数目小于较喷墨头221的喷嘴222的数目(复数)的暗纹，且某几条暗纹的宽度显然与其它暗纹的宽度不同，所以图4B显示本实施例的喷墨装置的喷墨头221在进行非工作清理程序时，某些喷嘴222发生了堵塞或其它种类的异常现象，需要加以排除。

最后，一旦确认其喷墨头221所具的全部喷嘴222的状况一切正常后，本实施例的喷墨装置2才通过其喷墨头221的全部喷嘴222将墨水(配向膜材料)喷洒于一基板211的表面以形成一配向膜，即执行产品的配向膜喷墨制程。但是，若本实施例的喷墨装置的喷嘴监测系统25发现有任何喷嘴222发生异常状况，如得到类似图4B所示的图形，喷墨装置2便通过其清扫单元28清理喷墨头221所具的全部喷嘴222。清理完毕后，喷墨装置2会再次进行『喷嘴状况监测』来检查所有喷嘴222的状况。

实施例2

图5是本实用新型第二实施例的喷墨装置的喷嘴监测系统之上视示意图，在本实施例中，本实用新型的喷墨装置的结构与前述的本实用新型第一实施例的喷墨装置的结构大致相同，两者之间的差异仅在于在其喷嘴监测系统所具有的发光源的类型不同。也就是说，在本实施例中，喷墨装置的喷嘴监测系统的发光源为一点状光源，如一具有多个发光二极管的发光单元。而在前述的实施例中，其喷墨装置的喷嘴监测系统的发光源则为一线状光源。

如图5所示，本实施例的喷嘴监测系统具有一发光源51、一光检测器52以及一分析单元(图中未示)。其中，发光源51为一具有多个发光二极管的发光单元，光检测器52则为一电荷耦合装置(CCD)。此外，为了简化图式，图5中仅绘出一部分的喷嘴53。当此喷嘴监测系统进行喷嘴状况监测时，一发光源驱动单元54，例如一步进马达，驱动一驱动杆541旋转，使得位于驱动杆541上的发光源51往复地移动，而另一步进马达55则驱动另一驱动杆551旋转，使得位于驱动杆551上的光检测器52往复地移动。此时，发光源51及光检测器52是同步地往复移动，即两者同步地来回扫描于喷墨装置的各喷嘴53的下方，使得那些从发光源51通过各喷嘴53的下方的光线可被光检测器52接收，而得到如前述的图4A及图4B所示的图形。最后，这些扫描所得的结果便被传送至分析单元(图中未示)进行分析，以判断各喷嘴53的状况。判断的方法与前述的通过图4A及图4B的暗纹数目与宽度判断喷嘴状况方法相同，在此便不再赘述。

实施例3

图6是本实施例的喷墨装置的立体示意图。本实施例的喷墨装置6包括有一基座69、一载台61、一载台驱动单元62、一喷墨单元63、一支持单元64、一喷墨头驱动单元60以及一喷嘴监测系统65。载台61设置于基座69上，且载台61与载台驱动单元62相连接，通过载台驱动单元62驱动载台61水平移动。喷墨单元63经由支持单元64而连接于喷墨头驱动单元60，并由喷墨头驱动单元60驱动支持单元64而带动喷墨单元63上下移动，如图6所示。

承接上述，本实施例中载台驱动单元62包括一对步进马达621以及一对驱动杆622，使得载台驱动单元62可准确地控制载台61的水平移动位置。因此在产品的喷墨过程中，载台61移动至喷墨单元63下方并且平稳向前移动。换言之，本实施例是通过载台61的移动而完成载台61上基板611的喷墨制程。

喷墨单元63包括有一喷墨头631以及多个喷嘴632，喷嘴632是连接于喷墨头631下方。本实施例中，喷墨头631为压电驱动式喷墨头，是通过电压信号来控制喷嘴632的吐墨量。同时，本实施例中喷墨头631下方配置有128个喷嘴(未绘示全部的喷嘴)。

本实施例的喷墨头驱动单元60固设于基座69上，喷墨头驱动单元60包括有一对驱动杆602以及一对伺服马达601，并通过伺服马达601带动驱动杆602转动，使得支持单元64及喷墨单元63可以上下移动。亦即通过喷墨头驱动单元60控制喷墨单元63的垂直位置。

此外，如图6所示，本实施例的喷墨装置还包括一对影像检索单元66，其为一电荷耦合装置(CCD)，并通过读取载台61所承载的基板611上的『定位标记』，来确认基板611的位置。

本实施例中，收集单元67设置基座69上，并且配置于喷墨单元63下方。收集单元67中设置有一清洁单元(图中未示)，上述收集单元67与清洁单元的功能与实施例1相同，在此便不再赘述。

本实施例的喷嘴监测系统65设置收集单元67上，且位于收集单元67的相对两侧，用以监测喷嘴的状况，并于喷嘴发生异常时发出一警告信号。嘴监测系统65具有一发光源651、一光检测器652以及一分析单元653。在进行『喷嘴状况监测』程序时，喷墨单元22向下移动到接近发光源651与光检测器652的预设位置，但是不遮蔽发光源651与光检测器652间的光学检测路径。然后再进行喷墨测试，同时启动光检测器652来接收及检测发光源651所发射出的光线，通过此来判断各喷嘴的状况。嘴监测系统65及其判断各喷嘴运作状况的方式与实施例1相同。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本实用新型所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1、一种喷墨装置，其特征在于包括：

一载台，用以承载一基板；

一喷墨单元，包含至少一喷墨头，且该喷墨头具有多个喷嘴；

一支持单元，设置于该载台之上并连接该喷墨单元；

一喷墨头驱动单元，连接该支持单元并驱动该支持单元移动；以及

一喷嘴监测系统，具有一发光源、一光检测器以及一分析单元，且该发光源与该光检测器相对配置于该些喷嘴的下方。

2、如权利要求1所述的喷墨装置，其特征在于：还包括有一收集单元。

3、如权利要求2所述的喷墨装置，其特征在于：该发光源及该光检测器是置于该收集单元的相对两侧。

4、如权利要求1所述的喷墨装置，其特征在于：该发光源及该光检测器设置于该喷墨头的相对两侧。

5、如权利要求1所述的喷墨装置，其特征在于：该喷嘴监测系统还包括一光检测器驱动单元。

6、一种喷墨装置，其特征在于包括：

一基座；

一载台，配置于该基座上；

一载台驱动单元，连接于该载台并驱动该载台移动；

一喷墨单元，包含至少一喷墨头，且该喷墨头具有多个喷嘴；

一支持单元，位于该基座上并连接该喷墨单元；以及

一喷嘴监测系统，具有一发光源、一光检测器以及一分析单元，且该发光源与该光检测器相对配置于该些喷嘴的下方。

7、如权利要求6所述的喷墨装置，其特征在于：包括有一喷墨头驱动单元，且该喷墨头驱动单元连接该支持单元并驱动该支持单元移动。

8、如权利要求6所述的喷墨装置，其特征在于：包括有一收集单元。

9、如权利要求8所述的喷墨装置，其特征在于：该发光源及该光检测器设置于该收集单元的相对两侧。

10、如权利要求6所述的喷墨装置，其特征在于：该喷嘴监测系统还包括一光检测器驱动单元。

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