TWI240344B - Detecting and adjusting method of angle of nozzle head and device thereof - Google Patents

Description

1240344 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種喷墨頭角度的檢測、調整方法及 其檢測、調整裝置，且特別是有關於一種可以正確且快速 的檢測並調整喷墨頭之角度的喷墨頭角度的檢測、調整方 法及其檢測、調整裝置。 【先前技術】 隨著多媒體的發展，作為人與電腦介面之溝通界面的 顯示器其重要性也逐日增加。近年來，平面顯示器更是大 幅地取代了傳統的陰極射線管顯示器。目前平面顯示器主 要有下列幾種：電漿顯示器、有機電激發光顯示器 (Organic Electro-Luminescent Display, 0ELD)以及液 晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD)等。 在製造平面顯示器之彩色濾光膜（Color Filter)的製 程中，其中一種形成彩色濾光膜的方式是藉由喷墨頭向基 板喷灑墨水的方式以於基板上形成彩色濾光膜，亦即是所， 謂的噴墨（I n k J e t)法。然而，在上述藉由喷墨法形成彩 色濾光膜的製程中，其中所使用喷墨頭的大小為固定的尺-寸，當預定形成之喷墨圖形的尺寸小於喷墨頭的尺寸時， 此時需要將喷墨頭旋轉至一預定的角度，以期能將正確尺 寸的圖案形成於基板上，而且，為了要確保所形成之喷墨 圖形的正確性，因此必須對喷墨頭的角度進行檢測與調 整。 圖1所繪示為習知一種喷墨頭角度的檢測、調整方法 的流程示意圖。首先請參照圖1的步驟S 1 0 2，藉由將噴墨

13451twf.ptd 第9頁 1240344 五、發明說明（2) 頭旋轉至預定進行噴墨的角度，以進行喷墨頭旋轉角度的 初步設定。接著，如步驟S 1 0 4所述，由喷墨頭向基板喷灑 墨水，以將喷墨圖形形成於基板上。接著，請參照步驟 S 1 0 6，對形成於基板上的喷墨圖形進行分析，以判斷喷墨 頭的旋轉角度是否正確。當判斷喷墨頭的旋轉角度不正確 時，則進行步驟S 1 0 8調整喷墨頭的旋轉角度，然後再回到 步驟S 1 0 4、S 1 0 6的流程以進行喷墨頭角度是否正確的判 斷。而當判斷喷墨頭的旋轉角度為正確時，則進行步驟 S 1 1 0以進行正式的喷墨程序。 然而，在上述檢測、調整方法中，由於需要反覆多次 的進行將墨水喷到基板上、經由操作人員判斷喷墨圖形然 後再進行調整的步驟，因此在調整喷墨頭角度的過程需要 耗費相當多的時間。此外，由於喷墨圖形是由操作人員人 工進行分析、判斷，然後再調整喷墨頭的旋轉角度，因此 在分析過程中容易因為操作人員的人為誤差，從而造成喷-墨頭角度的偏差。 【發明内容】 ^ 因此，本發明的目的在提出一種喷墨頭角度的檢測、 調整方法及其檢測、調整裝置，能夠縮短調整噴墨頭角度 所需的時間。 本發明的另一目的在提出一種喷墨頭角度的檢測、調 整方法及其檢測、調整裝置，能夠避免人為判斷所造成之 誤差，並獲得更精確的喷墨頭角度。 本發明提供一種喷墨頭角度的檢測、調整裝置，適用

13451twf.ptd 第10頁 1240344 五、發明說明（3) 於一彩色濾光膜製造裝置，其中此彩色濾光膜製造裝置具 有用以承載基板之一平台以及向基板方向喷灑墨水之一喷 墨頭，且此喷墨頭具有多數個喷嘴。此檢測、調整裝置包 括一檢測機構、一喷墨頭角度旋轉機構與一控制元件。檢 測機構係可拆卸式的配置於平台上，用以檢測出喷嘴的位 置，喷墨頭角度旋轉機構配置於噴墨頭上，用以控制喷墨 頭角度，控制元件與平台、檢測機構以及喷墨頭角度旋轉 機構相連接，用以接收所檢測出之數值以得到喷墨頭之目 前角度，並控制喷墨頭角度旋轉機構以調整喷墨頭的角 度。 依照本發明之實施例所述，其中當上述喷墨頭之目前 角度與喷墨頭之正確角度不同時，藉由控制元件控制喷墨 頭角度旋轉機構以將喷墨頭調整至正確角度。 依照本發明之實施例所述，其中上述檢測機構包括一 固定座與取像系統，固定座係可拆卸式的配置於該平台 上，且取像系統係配置於固定座上，藉由移動平台以擷取 喷嘴的影像。 依照本發明之實施例所述，其中上述取像系統包括電 荷耦合元件（CCD)或是互補式金屬氧化半導體影像感測元 件（CIS)。 依照本發明之實施例所述，其中上述固定座是以磁力 吸附或是扣件扣合的方式配置於平台上。 本發明提供一種喷墨頭角度的檢測、調整方法，適於 檢測一噴墨頭角度，其中於喷墨頭上具有多數個喷嘴，此

13451twf.ptd 第11頁 1240344 五、發明說明（4) 方法包括：求取二特定喷嘴間之一平面投影長度，接著根 據此平面投影長度求得喷墨頭之一目前角度，然後判斷目 前角度是否符合喷墨頭之一正確角度，其中當目前角度不 符合正確角度時，調整喷墨頭至正確角度。 依照本發明之實施例所述，其中當目前角度符合正確 角度時，進行對基板的噴墨程序。 依照本發明之實施例所述，其中求取兩特定喷嘴間之 平面投影長度的方法包括取得喷墨頭之第一個喷嘴之平面 座標，接著取得喷墨頭之最末個喷嘴之平面座標，然後由 第一個喷嘴與最末個喷嘴之平面座標得到該平面投影長 度。 如上所述，其中上述二特定喷嘴間具有一實際長度， 則求得喷墨頭之目前角度的方法包括由此平面投影長度與 此實際長度的三角函數關係以計算出目前角度。 於上述較佳實施例中，由於本發明僅需檢測出二特定-喷嘴之位置（平面座標），就能夠依此檢測值計算出喷墨頭 之目前角度與正確角度的差值，並據此差值進行喷墨頭角― 度的調整，並且上述計算、調整的步驟可藉由適當的控制 元件自動完成，因此與習知喷墨於基板上再經由人為判 定、調整的方法相較之下，本發明能夠縮短調整喷墨頭角 度所需的時間、避免人為判斷所造成之誤差，並且獲得更 精確的喷墨頭旋轉角度。 此外，當檢測機構的取像系統採用固態攝像元件例如 是電荷耦合元件或是互補式金屬氧化半導體影像感測元件

13451twf.ptd 第12頁 1240344 五、發明說明（5) 時，係能夠進一步藉由固態攝像元件所傳回的喷嘴影像， 判斷喷嘴的狀況是否良好，例如是用以觀察喷嘴是否有堵 塞或污染的情形。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下。 【實施方式】 圖2所繪示為本發明較佳實施例之一種喷墨頭角度的 檢測、調整裝置的立體示意圖。其中此檢測、調整裝置係 應用於彩色濾光膜製造裝置，並且為求簡化起見，於圖式 中僅繪示出說明所必須之構件。 請參照圖2，彩色濾光膜製造裝置2 0 0至少包括：平台 2 0 2、喷墨頭2 1 4。而喷墨頭角度的檢測、調整裝置至少包 括檢測機構2 0 8、喷墨頭角度旋轉機構2 1 8以及控制元件 2 2 0 〇 請繼續參照圖2，平台2 0 2係用以承載預定形成彩色濾 光膜的基板（未圖示），並且，此平台2 0 2係能夠沿著X軸 2 0 4、Y軸2 0 6移動至喷墨頭2 1 4處，以進行後續由喷墨頭 2 1 4向基板喷激墨水的程序。 喷墨頭2 1 4配設在平台2 0 2的上方，其中於喷墨頭2 1 4 上配置有喷嘴2 16(21 ，而墨水係藉由供應源（未 圖示）供應至喷墨頭2 1 4，再由喷嘴2 1 6喷出墨水。於本實 施例中，其中喷嘴2 1 6係呈一直線排列的方式而配置在喷 墨頭2 1 4上。

13451twf.ptd 第13頁 1240344 五、發明說明（6) 檢測機構2 0 8包括取像系統2 1 0與固定座2 1 2。其中取 像系統2 0 8配置在固定座2 1 2上，而固定座2 1 2係可拆卸的 配置在平台2 0 2上。取像系統2 1 0例如是使用電荷耦合元件 或是使用互補式金屬氧化半導體影像感測元件等固態攝像 元件，而將固定座212可拆卸式的固定於平台202上的方 式，例如是採用磁力吸附的方式固定，亦或是在固定座 212與平台202上裝設扣件，藉由扣合的方式固定。 喷墨頭角度旋轉機構2 1 8裝設在喷墨頭2 1 4上，用以控 制喷墨頭2 1 4的旋轉角度。而控制元件2 2 0係分別與平台 2 0 2、檢測機構2 0 8以及喷墨頭角度旋轉機構2 1 8連接，此 控制元件2 2 0藉由接收平台2 0 2、檢測機構2 0 8所測得的數 值以計算出喷墨頭214之目前角度，當目前角度與正確角 度不同時，控制喷墨頭角度旋轉機構2 1 8以將喷墨頭2 1 4調 整為正確角度。 接著，請參照圖3的流程圖以進一步說明本發明較佳 實施例之喷墨頭角度的檢測、調整方法。 首先，請參照第3圖的步驟S 3 0 2，藉由控制平台2 0 2的 移動，以將檢測機構2 0 8移動至喷墨頭214的第1個喷嘴2 16i 的位置。 接著，請參照第3圖的步驟S 3 04，以取像系統210對第 一個喷墨嘴2 1 取像，並藉由取像系統2 1 0所得的影像來進 行微調整，以使取像系統2 1 0能夠準確的對準第1個喷墨嘴 2 1 ，然後記錄此時第一個喷墨嘴2 1 的位置，其中此第 一個喷墨嘴21 6i的位置，例如是藉由記錄平台2 0 2的X、Y平

13451twf.ptd 第14頁 1240344 五、發明說明（7) 面座標以得到。 接著，請參照第3圖的步驟S 3 0 6 ，藉由控制平台2 〇 2的 移動，以將檢測機構2 0 8移動至喷墨頭2 1 4的最末個噴嘴 2 1 6的位置。 接著，請參照第3圖的步驟S 3 0 8，以取像系統2 1 〇對最 末個喷墨嘴2 1 6X取像，並藉由取像系統2 1 0所得的影像來進 行微調整，以使取像系統2 1 0能夠準確的對準最末個噴墨 嘴2 1 6X，然後例如是如同步驟S 3 0 4所述，藉由記錄平台2 〇 2 的X、Y平面座標，以得到最末個喷墨嘴2 1 6X的位置。由上 述第一個喷墨嘴21 的位置（平面座標）與最末個喷墨嘴 2 1 6X的位置（平面座標），能夠得到第一個喷墨嘴2 1 6i與最 末個噴墨嘴2 1 6X之間的平面投影長度△ p (未圖示），亦即是 能夠得到二特定喷嘴之間的平面投影長度。 接著，請參照第3圖的步驟S 3 1 〇，藉由第一個喷嘴2 1 6 i 的位置與最末個喷嘴21 6X的位置，計算出目前喷墨頭之旋1 轉角度θ(未圖示），其中此喷墨頭旋轉角度的計算方法， 例如是可以由第一個喷墨嘴2 1 與最末個喷墨嘴2 1 6Χ之間 的實際長度△!?(未圖示）與第一個噴墨嘴216i與最末個喷墨 嘴2 1 6X之間的平面投影長度△ p的三角函數關係以求得，其 中，第一個喷墨嘴2 1 6i與最末個喷墨嘴2 1 6X之間的實際長 度△ R、平面投影長度△ P與0係滿足下述關係式： cos θ = ( ΔΡ/ AR) 接著，請參照第3圖的步驟S 3 1 2，由所計算值判斷喷 墨頭2 1 4的旋轉角度是否正確，其中判斷的方法例如是將

13451twf.ptd 第15頁 1240344 五、發明說明（8) 所測得之喷墨頭2 1 4的目前角度與喷墨頭2 1 4的正確角度進 行比較，當目前角度與正確角度相等時，則表示喷墨頭 214已旋轉至正確的角度。 接著，請參照第3圖的步驟S 3 1 6，對於承載在平台2 0 2 上的基板進行喷墨程序，以於基板上形成彩色濾光膜。此 處值得一提的是，由於檢測機構2 0 8是採用可拆卸式的方 式固定在平台202上，因此在進行喷墨程序之前，可以先 將檢測機構2 0 8卸除再進行喷墨，依此的話，則能夠避免 檢測機構2 0 8於喷墨程序中受到污染。 而且，當在步驟S 312中，當判斷目前角度與正確角度 不相等時則進行步驟S 3 1 4，於步驟S 3 1 4中，根據目前角度 與正確角度的差值，控制喷墨頭角度旋轉機構2 1 8旋轉喷 墨頭2 1 4，以將喷墨頭2 1 4調整至正確的角度。其後，再回 到步驟S 3 0 2至步驟S 3 1 2的流程以進行喷墨頭2 1 4之旋轉角 度的判斷，以確認是否將噴墨頭2 1 4調整為正確的角度。 於上述較佳實施例中，由於本發明僅需檢測出二特定 喷嘴之位置（平面座標），就能夠依此檢測值計算出喷墨頭 之目前角度與正確角度的差值，並據此差值進行喷墨頭角 度的調整，並且上述計算、調整的步驟可藉由適當的控制 元件自動完成，因此與習知喷墨於基板上再經由人為判 定、調整的情況相較之下，本發明能夠縮短調整喷墨頭角 度所需的時間、避免人為判斷所造成之誤差，並且獲得更 精確的喷墨頭旋轉角度。 此外，於上述較佳實施例中，當檢測機構的取像系統

13451twf.ptd 第16頁 1240344 五、發明說明（9) 採用固態攝像元件例如是電荷耦合元件或是互補式金屬氧 化半導體影像感測元件時，係能夠進一步藉由固態攝像元 件所傳回的喷嘴影像，判斷喷嘴的狀況是否良好，例如是 用以觀察喷嘴是否有堵塞或污染的情形。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

13451twf.ptd 第17頁 1240344 圖式簡單說明 圖1所繪示為習知一種喷墨頭角度的檢測、調整方法 的流程示意圖。 圖2所繪示為本發明較佳實施例之一種喷墨頭角度的 檢測、調整裝置應用於彩色濾光膜製造裝置的立體示意 圖。 圖3所繪示為本發明較佳實施例之一種喷墨頭角度的 檢測、調整方法的流程示意圖。 【圖式標示說明】 S102、S104、S106 > SI 08、S110、S 3 0 2、S 3 0 4、 S306 、S308 、S310 、S312 、S314 、S316 :步驟 200 彩 色 濾、 光膜 製 造 裝 置 202 平 台 204 平 台 之X軸 206 平 台 之Y軸 208 檢 測 機 構 2 10 取 像 系 統 212 固 定 座 214 噴 墨 頭 216 喷 嘴 218 喷 墨 頭 角度 旋 轉 機 構 220 控 制 元 件

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Claims (1)

1240344 六、申請專利範圍 1. 一種喷墨頭角度的檢測、調整裝置，適用於一彩色 濾光膜製造裝置，其中該彩色濾光膜製造裝置具有用以承 載基板之一平台以及向基板喷灑墨水之一喷墨頭，且該喷 墨頭具有多數個喷嘴，該檢測、調整裝置包括： 一檢測機構，可拆卸式的配置於該平台上，用以檢測 出該些喷嘴的位置； 一喷墨頭角度旋轉機構，配置於該喷墨頭上，用以控 制喷墨頭角度；以及 一控制元件，與該平台、該檢測機構以及該喷墨頭角 度旋轉機構相連接，用以接收所檢測出之數值以得到該喷 墨頭之一目前角度，並控制該喷墨頭角度旋轉機構以調整 該喷墨頭的角度。 2. 如申請專利範圍第1項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該喷墨頭之該目前角度與該喷墨頭之一正 確角度不同時，該控制元件控制該喷墨頭角度旋轉機構以-將該喷墨頭調整至該正確角度。 3. 如申請專利範圍第1項所述之喷墨頭角度的檢測、“ 調整裝置，其中該檢測機構包括： 一固定座，該檢測機構係以該固定座可拆卸式的配置 於該平台上；以及 取像系統，配置於該固定座上，藉由移動該平台以擷 取該些喷嘴的影像。 4. 如申請專利範圍第3項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該取像系統包括電荷耦合元件。

13451twf.ptd 第19頁 1240344 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第3項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該取像系統包括互補式金屬氧化半導體影 像感測元件。 6 .如申請專利範圍第3項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該固定座是以磁力吸附的方式配置於該平 台上。 7 .如申請專利範圍第3項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該固定座是以扣件扣合的方式配置於該平 台上。 8 .如申請專利範圍第1項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整裝置，其中該些喷嘴係一直列的配置於該喷墨頭上。 9 · 一種喷墨頭角度的檢測、調整方法，適於檢測一喷 墨頭的角度，其中於該喷墨頭上具有多數個喷嘴，包括： 求取二特定喷嘴間之一平面投影長度； 根據該平面投影長度求得該喷墨頭之一目前角度；以-及 判斷該目前角度是否符合該喷墨頭之一正確角度，其_ 中當該目前角度不符合該正確角度時，調整該喷墨頭至該 正確角度。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整方法，其中該目前角度符合該正確角度時，進行對基 板的噴墨程序。 1 1 .如申請專利範圍第9項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整方法，其中求取該二特定喷嘴間之該平面投影長度的

13451twf.ptd 第20頁 1240344 六、申請專利範圍 方法包括下列步驟： 取得該喷墨頭之第一個喷嘴之平面座標； 取得該喷墨頭之最末個喷嘴之平面座標；以及 由該第一個喷嘴與該最末個喷嘴之平面座標求得該平 面投影長度。 1 2 .如申請專利範圍第9項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整方法，其中該二特定喷嘴間具有一實際長度，根據該 平面投影長度求得該噴墨頭之該目前角度的方法包括：由 該平面投影長度與該實際長度之三角函數關係以計算出該 目前角度。 1 3.如申請專利範圍第9項所述之喷墨頭角度的檢測、 調整方法，其中該些噴嘴係一直列的配置於該喷墨頭上。

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