TWI322087B - Methods and apparatus for inkjet printing color filters for displays using pattern data - Google Patents

Description

，、發明說明： 發明所屬之技術領域】 本發明主要涉及製造用於平板顯示器遽光片的系統， 人* 具* S ，涉及控制用來印刷濾光片之噴墨印刷機運作 系统和方法。 【先前技術】 _平板顯示器工業已試圖利用喷墨印刷的方式來製造顯 八物件’特別是濾光片。有效使用喷墨印刷的其中一個問 題疋難以將墨水或其他材料正確並精確地喷在基板上而 同時具有高生産量。使用需要大存儲資源和下載時間的非 常詳細資訊來引導喷墨印刷也較麻煩和低效率。因此，需 要能有效並精確驅動印刷機控制系統的方法和裝置。 【發明内容】 在某些態樣中’本發明提供了一種用於製造顯示物件 的系統°該系統可包括具有一個或多個驅動器的印刷控制 器、與驅動器聯接的至少一個印刷頭、與印刷控制器聯接 的工作臺控制器、與工作臺控制器聯接的一個或多個馬 達、與馬達和工作臺控制器聯接的編碼器，以及與工作臺 控制盗和印刷控制器聯接的主機。主機適於將圓案參數資 料傳送給印刷控制器’並且當工作臺控制器回應來自主機 的指令而引導至少一個馬達在印刷方向上移動基板時，印 刷控制器適於使用圖案參數資料啟動至少一個印刷頭將墨 6 1322087

水沈積在基板上的晝素井（pixel 丨）中。 在另一態樣中，本發明提供一種用於控制 統的裝置。該裝置可包括具有處理器的邏輯電 與邏輯電路聯接的記憶體，以及與邏輯電路聯 連接器以便於與印刷頭聯接的發射脈衝產生器 電路k於接收圖案參數資料，並且在根據圖案 基板沿印刷方向移動時，邏輯電路還適於啟動 墨水沈積到基板上的晝素井中。 在進一步的態樣t，本發明提供了—種用 印刷系統的方法。該方法包括提供一含有處理 路’將記憶體與邏輯電路聯接，將發射脈衝產 邏輯電路聯接’將連接器與發射脈衝產生器聯 接至印刷頭，以及在基板沿印刷方向移動時， 路以接收圖案參數資料，該圖案參數資料係用 頭以將墨水沈積到基板上的晝素井中。 又進一步的態樣中’本發明提供一種印刷 法。該方法包括接收圖案參數資料、依據圖案 控制一固定電流源的發射脈衝產生器電路，以 定電流源發射腺衝產生器電路所産生的發射脈 刷頭。 藉由以下詳細說明'所附申請專利範圍和 清楚了解本發明的其他特徵和態樣》 【實施方式】 噴墨印刷系 路（logic)、 接且包括一 電路》邏輯 參數資料使 印刷頭以將 於製造噴墨 器的邏輯電 生器電路與 接以利於聯 調節邏輯電 於啟動印刷 濾光片的方 參數資料來 及使用該固 衝來啟動印 附圖將更加 7 1322087

在噴墨印刷機中，喷墨印刷機控制系統 個喷墨印刷頭中的獨立喷嘴，以將墨水（或； 沈積或注入到基板上。當基板相對於印刷頭 的啟動與基板的移動同步，從而將墨水沈積 限定的位置。基板具有不同的尺寸、顯示 (offset)，並且喷嘴具有變化的參數和排列， 積動作並非必然是瑣碎的操作。然而，實際 積圖案中經常具有足夠的規律性，所以比於 的詳盡列表而言，用於引導和啟動喷嘴的資 簡化。 本發明提供了一種能依據圖案參數資料 數産生能使濾光片「印刷j在基板上之資訊合 因此，根據本發明的印刷系統可精確並快速 積液體以形成一個或多個濾光片。本發明的 對於基板尺寸的要求亦具有靈活性，其可於 時設定基板尺寸。 以下將描述基‘於諸如液滴間隔、液滴尺 的晝素數量以及其他數位參數等有限的參數 示例性演算法。該示例性演算法可簡化圖案 將該資訊快速轉換爲實際的噴墨印刷指令。 更具體地，諸如直線液滴的畫素圖案可 隔、液滴尺寸、畫素間隔、每個顯示器的晝 基板的顯示器數量以及顯示器間之間隔在内 有效表示。基於該資訊，可獲得每個液滴的 啟動一個或多 ΐ·他流體）液滴 移動時，喷嘴 到基板上精確 圖案及偏移量 使得精確的沈 操作時，在沈 每個滴落位置 訊實質上較為 和特定裝置參 丨裝置和方法。 地在基板上沈 喷墨控制系統 每次印刷時即 寸、每個顯示 來進行印刷的 資訊，從而能 用包含液滴間 素數量、每個 的圖案資料來 發射脈衝電壓 8 幅值和寬度’並且隨後發送給合適的噴嘴以進行液體分 配。藉箸該方式來簡化畫素圖案資訊，可避免在印刷機控 制器令通訊和存儲大量資料，而允許做出更加有效率和更 經濟的控制器設計。在一些實施例中，用於顯示器的遽光 片可包括形成在基板上的預定畫素井矩陣，當畫素井以墨 水填充時’其將成爲顯示晝素。矩陣可使用光微影技術或 其他製程來形成。例如，在使用塗覆、遮罩和餘刻等製程 在印刷之前，先行在基板上佈局畫素井。 系統概述 參照第1A圖，示出了喷墨印刷系統丨00之示範實施 例的不意圖。喷墨印刷系統i 〇〇可包括控制器1 〇2，該控 制器包括邏輯、通訊和存儲裝置。控制器1〇2可選用地或 附加地包括一個或多個驅動器1〇4、1〇6和ι〇8，該驅動器 可各自包括邏輯電路以將控制信號（例如，發射脈衝信號） 傳送給一個或多個印刷頭i丨〇、i J 2和丨i 4。印刷頭〖丨〇、 112和114可包括一個或多個用於將諸如墨水液滴等液體 沈積到基板s(以虛線表示）上的喷嘴116、U8* 12〇。控 制器102可額外地連接至用於接收圖形資料和其他資料的 主機電腦 124。 U2，以及連接至用於產生放大發射脈衝的電源 在第1A圖所示的實施例 控制器126聯接，該工作臺控 水平和垂直）的移動指令，以相 _ ’主機電腦122與工作臺 制器可提供XY方向（例如’ 對於印刷頭11 〇、1 I 2和1 Μ 9 1322087

來定位基板S。例如，工作臺控制器126可控制一個或多 個馬達128以移動支撐基板S的工作臺129» —個或多個 編碼器130可與馬達128和/或工作臺129聯接，以將運動 反饋提供給工作臺控制器126，該工作臺控制器可進而聯 接至控制器102,以提供用於追蹤基板S與印刷頭110、112 和1 1 4之相對位置的信號。在一些實施例中，即時控制器 132也可與控制器102聯接，以提供用於沈積墨水或其他 流體的喷墨啟動信號（enable signal)。雖然圖中未顯示連接 關係，但是在一些實施例中，爲了決定何時發出喷墨啟動 信號，即時控制器132可接收來自工作臺控制器126和/ 或編碼器130的信號。

可使用一個或多個現場可編程閘陣列（FPGA)或其他 類似裝置來實現控制器1 02。在一些實施例中，可使用多 個分離的元件來實現控制器102。控制器102可適於控制 和/或監視喷墨印刷系統 1 0 0以及文中所述喷墨印刷系統 1 00中的一個或多個不同電子和機械元件及系統的運行。 在一些實施例中，控制器1 02可爲任何合適的電腦或電腦 系統，或者可爲具有任意數量的電腦或電腦系統。 在一些實施例中，控制器1 02可以是或包括任何元件 或裝置，該等元件或裝置通常由電腦或電腦系統使用，或 與電腦或電腦系統結合使用。雖然第1圖t未明確示出， 但控制器102可包括中央處理單元、唯讀記憶體（ROM)裝 置和/或隨機存取記憶體（RAM)裝置。控制器102還可包括 諸如鍵盤和/或滑鼠或其他指示裝置等輸入裝置、用來獲得 10 貧 ft

1322087 或用於將資訊顯示給用：表機或其他裝置 -控制…可包括發示裝置(諸: 其他系統元件和/或網路環 收窃（諸如] 臂τ通訊的LAN趙诞势 埠）、一個或多個用於存健 轉接器！ D週貝枓和/哎眘 庫、一個或多個用於執行本發明方法的程式或… 町透裝置的任何其他電腦裝置或系統。 根據本發明的-些實施例，程式的指令可從另 中讀入控制器102的記憶體中，諸如從R0M裝置讀： 裝置’或者從區域網路(LAN)轉接器讀入R鹰裝 式中的指令執行順序可導致控制胃102執行文： 個或多個製程步驟。在可選實施例中，硬接線電路或 電路可用於替代用於執行本發明程序步驟的軟趙指令 與用於執行本發明程序步驟的軟體指令結合使用。

本發明的實施方式不限於硬體、勒體和/或軟體的任 組合。 J 如上所述，控制器102可産生、接收知/士七 .钱收和/或存儲包 待印刷的畫素圖案、基板佈局資料、印刷頭校準/滴落 資料和/或基板定位和偏移量等相關資料的資料庫。如 域技術人員可理解的，在此所出示的樣本資料結構與 的不意圖與相應描述均是示例性的設置方式。除了本 例所提供的示例性建議配置方式以外，可採用任何 的其他設置方式。 如第1A圊所示，驅動器1〇4、106和1〇8可實施 ,’和/ °監視 丨於與 〖通訊 資料 ’和/ 媒體 Ram β程 的一 積體 ，或 此， 特定 括與 位移 本領 關係 文中 數量 爲控 11 1322087

制器102之邏輯電路的一部分，在可選和/或.附 式中，驅動器104、106和log可實施成整個| 或者驅動器104、106和1〇8可實施成與控制器 但卻獨立的分離類比和數位電路》如圖所示， 104、106和108可用於驅動相應的印刷頭η〇、 在一些實施例中，一個驅動器104可用於驅動 頭 110、112 和 114。驅動器 i〇4、1〇6 和 1〇8 料和時鐘信號發送給相應的印刷頭11〇、丨12和 驅動器104、106和108可用於將發射脈衝電愿 相應的印刷頭1 1 0、1 1 2和1 1 4，以啟動印刷j 和114各自的喷嘴，從而將特定量的墨水或其 到基板上。 驅動器104、106和108可各別與電源18 以便能夠產生相對高電壓的發射脈衝以啟動喷 墨水。在一些實施例中，電源18可爲適於産 140伏特或更大幅值信號的高電壓負電源《其 使用。驅動器104、106和108可在控制器1〇2 發送具有特定幅值和持續時間（duration)的發 信號，以使印刷頭的喷嘴分散出特定液滴尺寸 如在前文引用的美國專利申請案1 1/061 120號 號No.9769中所述者》 印刷頭1 1 0、1 1 2和Π 4各自可包括任何 116、118和120。在一些實施例中，各個印刷 和114可包括每個均可獨立發射墨水的128個 加的實施方 ε制器102， 102相聯接 每個驅動器 112 和 114。 所有的印刷 可用於將資 1 14。另外， 信號發送給 頃 110、1 12 他流體沈積 直接聯接， 嘴「喷射j 生具有大约 他電壓也可 的控制下， 射脈衝電壓 的液滴，例 且代理人案 數量的喷嘴 m no' 112 噴嘴。適於 12 1322087

與本發明一起使用的市售印刷頭範例是由新罕布夏州，黎 巴嫩（Lebanon，NH)的Spectra公司製造的型號爲SX-128 的128通道喷射組件。此特定喷射組件包括兩個電性獨立 的壓電片，每一壓電片各具有64個可選址的通道，該些組 合起來可提供總共128個喷嘴。喷嘴以彼此相距0.020"(英 吋）的距離排列成單一直線。喷嘴設計成可分配出介於1 0 到12皮升（picoliter)的液滴，也可調整以分配1 0到30皮 升的液滴。也可使用其他的印刷頭。 參照第1 B圖，提供第1 A圖控制器實施例中的示範性 連接關係的細部示意圖。在具體實施例中’控制器1 02可 並行驅動三個不同顏色的印刷頭組件：紅11 〇 '、綠112 / 和藍11 4 ' (RGB)。在一些實施例中，在喷墨印刷系統1 00 中的各印刷頭11(Γ、112'和U4'可由單獨的驅動器1〇4'、 1 06 '和1 〇8 '所驅動。例如’每一個印刷頭 Π 0'、1 1 2 '和 114'可分別聯接直控制器1〇2的驅動器1〇4'、106'和108、 在一些實施例中，特別是當驅動器1 '、1 06 '和1 08 /並聯

聯接時，由處理器所控制的通訊集線器123可用於管理並 最佳化從主機122到躁動器1〇4'、106,和101的資料下 載，以將正確資料傳遞給正確的驅動器106'和108、 對各個印刷頭/驅動器組件可分配一獨有的媒體存取控制 (MAC)位址和傳输控制協定，網際網路協定（TCP/IP)位 址，使得處理器所控制的通訊集線器123可正確地引導合 適的資料部分。因此’主機丨22以及驅動器104'、106 /和 各可通過諸如厶太網路的通訊鏈結直接通訊。在該實 13 1322087 施例中’控制器102(或系統100)可包括使用例如加州戴維 斯市Rabbit Semiconductor公司所製造型號爲RCM3300之 處理器板所實施的交換式乙太網路通訊集線器123。驅動 器104 、106^和108'因此可包括諸如乙太網路LAN裝置 等通訊轉捿器。在一些實施例中，乙太網路LAN裝置和其 他通訊設備可使用例如驅動器104'106/和108,之邏輯電 路中的FPGA來實施》 驅動器104'、106'和ΙΟ〆可適於依據參數組來控制印 刷頭’該參數組可以指令文件的形式從主機122傳送至驅 動器。例如可使用能夠即時處理的VME工作站來實現的 主機122’該主機122可通過例如單獨RS232串列和/或乙 太網路通訊路徑將指令和相關參數直接傳送給各自驅動器 104'、1G6'和1G8'。因此，驅動器1()4、μ，和可 包括合適的邏輯電路，以連接至6太網路和/或Mm串列 線，並通過乙太網路和/或RS232串列線來通訊。 各個驅動器10f和m、藉由二單向m 線路扁平帶狀電規（第1B圖中以方塊箭頭表示）聯接 個印刷頭11(Γ、112'和114'，從而各個 合個噴嘴可接收單獨的 發射脈衝。如上所述，電源124可與各 勤器 104 、1〇6 ，和108'聯接。工作臺控制器126可透 1(3平向或雙向通訊 匯流排與各個驅動器104'1〇6/和1〇 ^ 聯接，以提供如上 所述的基板位置或其他資訊β例如， 使用RS485通訊路 徑。因此，驅動器104' 1〇6,和1〇8, 匕括合適的邏輯雷 路以連接並與RS485匯流排通訊。諸 奇如乙太網路和/或 14 1322087 RS232等其他通訊設備也可或替共^ 尺質代使用。在各種實施例 中，主機122可包括多個連結至驅翻。。 玉免動gs 1 〇 4 、1 〇 6和1 0 8 '的雙向通訊連接。 參照第1C和1F圖，提供了坌,丄 弟IB圖中所示的典型骒 動器1 04 '的示例性細部示意圖。坌】c m < 口 第IF圖爲包括在第1圖 驅動器104'中之典型邏輯電路ι39ίΑ -土 1J2的不意圖。邏輯電路132

包括一組用於存儲圖案參數資料的寄存器i6〇(register，以 下稱爲「圖案資料寄存器！60」），並且聯接至查找表記憶 體UP可藉著分配在FPGA裝置中的存储區域，和/或使 用獨立的快閃記憶體或其他記憶體元件來實現圖案資料寄 存器16〇。邏輯電路132還聯接至發射脈衝產生器電路138 和通訊埠（COM埠^⑼、142和144。在一些實施例中，驅 動器104'可額外地包括通訊埠146,其連接至通訊槔14〇 發射脈衝產生器138連接至印刷頭連接器148,其用以將 例如帶狀電纜連接至相應印刷頭1 1 〇 '。

軀動器104'(以及各個驅動器1〇6'和1〇8，）的邏輯電 路132可使用各別包括一内部處理器的—個或多個FpGA 裝置來實現，例如加州聖何塞市Xilinx®公司製造的 SpartanTM- 3E串列FPGA »在一些實施例中，邏輯電路 132可包括 4個相同的 32喷嘴控制邏輯區段 (32-jet-control-logic segments)，例如 4 個邏輯區段分別實 施在4個SpartanTM— 3E串列FPGA上，從而驅動例如128 喷墨喷嘴的印刷頭（例如，上述型號爲SX— 128的128通 道喷射组件）。 15 1322087

操作時，圖案資料寄存器160可存儲資料，而邏輯電 路132使用該些資料來產生發送給發射脈衝產生器138以 引發實際發射脈衝的邏輯準位信號（logic level signal)，發 送該等實際發射脈衝以啟動印刷頭噴嘴中的壓電元件以分 配墨水。在一實施例中，圖案資料寄存器16〇包括多個獨 立的寄存器，以存儲液滴與液滴之間的間隔i 6丨、液滴尺 寸162、在印刷方向（Y)上基板長度範圍内欲印刷的畫素總 數量163、在Y方向上基板上的顯示器的數量i64、顯示 器之間的距離（間隙）1 6 5、與印刷頭相對於印刷方向之馬刀 形角度（saber angle)相關的喷嘴-喷嘴延遲資訊166，以及 用於指示畫素圖案中和/或畫素之間空白間隔的間隔資料。 查找表記憶體（look-up table memory)134可存儲來自 預定校正査找表（例如，校準製程期間所確定的查找表）的 資料，邏輯電路132可使用該資料來調節發送給發射脈衝 產生器以引發發射脈衝的資料。在一些實施例中，可使用 1 6位元（例如，1 6位元解析度）來界定發送給印刷頭組件中 各個壓電元件的發射脈衝幅值《發射脈衝幅值可用於指示 每次喷射動作所沈積的墨水量（例如，液滴尺寸使用16 位元來指定發射脈衝幅值，使得控制器1〇2具有〇 5皮升 液滴解析度。因此’可存儲各個喷嘴或各個液滴的16位元 發射脈衝幅值資料。類似的，可在查找表記憶體134中保 留用於每個喷嘴之引發電壓（trigger voltage)、脈衝延遲和 /或脈衝寬度調節等資訊的空間。印刷頭之間的調節資訊也 可存儲在查找表記憶體134中。邏輯電路132也可包括額 16 外的内部處理器記憶體，其可用於解釋由主機122發送的 才曰7 、配置邏輯電路13 2中的一個或多個閘陣列，以及管 理在諸如快閃記憶體等圖案資料寄存器1 6 0和查找表記憶 體I34中的資料存儲。如上所述，驅動器104,産生該邏輯 準位脈衝，該邏輯準位脈衝中編碼著發射脈衝的所欲長度 和幅值。在合適的時間，例如依據印刷頭相對於目標畫素 井的位置，該等邏輯準位信號會分別發送給發射脈衝產生 器138 ’其做出回應而釋出實際的發射脈衝，從而啟動印 刷頭的各個喷墨喷嘴。 用來產生發射脈衝給印刷頭之壓電元件的發射脈銜產 生器138,例如可連接至邏輯電路132,並且透過扁平帶狀 電纜聯接至印刷頭，該電纜具有用於傳送與各個單獨喷嘴 相對應之各個邏輯準位和發射脈衝的獨立路徑β第1C圖 中，這些帶狀電纜由方塊箭頭表示。 參照第1D圖之局部示意圖，其繪示出用於一喷墨喷 嘴的第1C圖發射脈衝產生器電路之示例性細節。發射脈 衝產生器電路1 3 8包括分別聯接並控制電流源1 52 a和 1 52B的兩個輸入開關1 50A和1 50B。在一些實施例中，兩 個輸入開關150A和150B可爲電晶體所作成的裝置，和/ 或電流源1 5 2 A和1 5 2 B可使用例如開關模式的場效電晶體 (FET)來實施。電流源152A與高電壓源HV聯接，而電流 源152B與接地154聯接》電流源152A和152B亦皆連接 至通向獨立噴墨噴嘴之壓電元件Cpzt(以電容表示）的導 線。應該注意’雖然爲了便於說明，將壓電元件Cpzt表示 17 1322087 成發射脈衝產生器138的一部分，但是壓電元件CpZt實r 位在印刷頭11〇(第1A圖）之喷墨喷嘴116(第1A圖）外部。 參照第1E圖，其繪出第id圖中之發射脈衝產生器回 應來自邏輯電路132(圖1C)之輸入脈衝而産生的電壓信 號。在運行中，於輸入開關15〇A處接收來自邏輯電路ι32 的第一邏輯準位脈衝，導致輸入開關i 5 〇 A在T 1時開啟電 流源152A ’電流源i52A對壓電元件Cpzt進行充電（其在

電性上作爲電容）。一旦第一邏輯準位脈衝在T2處結束 時’輪入開關150A關閉電流源152A。當在T3時，輸入 開關150B接收來自邏輯電路132的第二邏輯準位脈衝， 電流源1 52B開啟並且開始令該壓電元件cpzt放電。當在 T4結束第二邏輯準位脈衝時，輸入開關1 5 〇B關閉電流源 152B。

如上所述’發射脈衝電路138使用一固定電流源和以 開關模式運行的電晶體來控制壓電元件Cpzt的充電和放 電。如第1E圖所示，依據該固定電流源的電路138產生 一梯形發射脈衝信號’該梯形發射脈衝信號在充電和放電 過程中會隨著時間做線性變化，例如[Vpzt(t) = (I〇/c)t]。 該恒定的迴轉率（slew rate)特徵在控制液滴尺寸解析度 時’特別是印刷期間’是非常有用的。例如，藉由改變來 自邏輯電路132(第1C圖）之邏輯準位信號的脈衝寬度，可 精確控制VpZt的幅值，而Vpzt的幅值直接控制該壓電元 件所噴射出的墨水液滴尺寸。更具體地，藉著將邏輯準位 信號脈衝1的結束轉換（ending transition，邏輯高到低）移 18 1322087 動到T2、代替Τ2)，以及邏輯準位信號脈衝2移動到τν (代替T4)，Vpzt的幅值會減小並且噴射較少的墨水β類似 的，將脈衝1的結束轉換移動到Τ2，，（代替Τ2 ')，以及邏輯 準位信號脈衝2移動到Τ4"(代替Τ4')，Vpzt的幅值進一 步減小並且喷射更少的墨水。

相較於產生恒定迴轉率發射脈衝的固定電流發射脈衝 產生器電路138,可變電流RC式電路的電壓會隨著時間成 指數變化[V = VHV (1 - e*t/RC)，其中Vhv是初始DC電壓]， 可變電流RC式電路具有當系統丨〇〇正在印刷時難以控制 的可變迴轉率和液滴尺寸解析度。

第1 G圖示出示範性噴墨印刷系統10 0的示意透視 圖。在一些實施例中，控制器102和/成印刷頭驅動器104、 106和108可安裝在各自噴墨印刷模組115中。除了噴墨 印刷頭1 1 0、1 1 2和1 1 4以外，印剃模組11 5可由印刷樑 (print bridge)117上的支架（在喷签印刷模組115下方/下面 而不可見）所支撐著。因此，印刷模·組115可適於帶動（並 且接近於）印刷頭110、112和114進行移動。 總體系統運行 參照第2 A圖的流程圖，系統的運行開始於步驟2 〇 1。 操作時，在步驟2〇3中，噴墨印刷系統100接收來自工作 臺控制器126的開始和結束座標γΐ和Y2，其表示γ方向 中基板上的第一畫素的開始邊緣和最後畫素的終點。在一 示範實施例中’工作臺控制器126在自動返回過程（h〇ming 19 1322087

process)期間可獲得座標¥1和Y2，並且在自動返回 t可使用光學檢測裝置來偵測刻印在基板上的基準標 可依據所偵測到的基準標記位置，來判定出相對於I 上基板標準「本位（home)」位置的X和γ方向上的偏宅 隨後由偏移量來確定該開始和結束座標。 在步雜2〇5中，包括圖案參數資料的指令隨後從 122傳送至控制器102,並且從而傳送給各個印刷頭驅 104、106和108的驅動邏輯電路132。舉例而言，圖 數資料可表示畫素井中的直線墨水液滴，各墨水液滴 既定的液滴尺寸和相對於相鄰液滴的間隔。 仍然參照第2A圖的流程圖’也參照第2B圖中所 時序圖2 00’在步驟2 06中，主機122接下來可將移 令202發送給工作臺控制器126，以使工作臺控制器 將基板S相對於印刷頭110、112和114定位在初始的 座標Y1處。當接收到來自工作臺控制器126表明工 已經就位的指示時，在步驟207中，藉著發出一開始 204和經由編碼器發出的步進計數器脈衝208,工作臺 器126可開始進行印刷路徑。在步驟209中，當工作 印刷方向以每個步進計數器脈衝將基板移動一預定量 時，控制器會計數該等步進計數器脈衝（η)。在一些實 中，控制器1〇2可追蹤計數器脈衝208(n)，以決定基 目前位置。當控制器1 02接收到該開始脈衝204和該 進計數器脈衝208時’可透過控制器102經由堪動器 106和108將發射脈衝電壓信號21〇發送給設置成直 過程 記。 作臺 ;量。 主機 動.器 案參 具有 示的 動指 126 開始 作臺 脈衝 控制 臺沿 距離 施例 板的 等步 104、 線狀 20 1322087

(並且調節馬刀形角度而接近垂直於印刷路徑方向）的各個 噴嘴。控制器102中的圖案參數資料註明一特定噴嘴在其 沿印刷方向通過該步進計數器脈衝2 0 8所指示的特定位置 時，是否接收一致使喷嘴分配液體（即，「喷射」）的發射脈 衝電壓信號。在步驟2 11中，當到達印刷路徑的終點時， 工作臺控制器126可發送一停止脈衝210。在步驟213中， 主機122發出可能發出新的移動指令（未圖示）來定位基板 以進行隨後的印刷路徑。也可使用其他的時序關係和/或信 號。一旦完成所有的印刷路徑，該方法在步驟2 1 5中結束。

參照第3圖，其提供基板3 00的示例性俯視圖。第3 圖中所示的特定基板300是可適於同時製造多個顯示器濾 光片時所使用的基板300範例。參照第3圖’基板300中 如圖所示般地包括6個獨立顯示物件。然而，在基板300 上可設置任何數量的顯示物件302。如第3圖中所示，基 板300可包括頂部空白304、底部空白306、左側空白308 以及右側空白310。圖中還示出了 X方向上（例如，垂直於 印刷方向跨基板300水平移動.）顯示物件302之間的間隙 312»以及還示出了 Y方向（例如，垂直上或下移動基板300 的印刷方向）上顯示物件3 02之間的間隙3 1 4。各顯示物件 3 02可包括大量的顯示畫素（第4圖）。 第4圖爲顯示物件3 00(第3圖）的單個顯示畫素400 之放大俯視_圖，在示範實施例中，其包括由電容線406隔 開的兩個子畫素4 02和4 04。在第4圖中所示的特定實施 例中，各個子畫素402和404分別包括三個濾光區域408、 21 1322087

410、412以及414、416、418，三個濾光區域各自 同顏色的濾光片。雖然第4圖示出濾光區域中的3 位置 420，但是也可指定任何合適數量的液滴位置 範實施例中，對於每個子畫素的濾光區域，可指定 成多達20個或更多個液滴位置。在頂部子畫素402 的濾光區域4 0 8中示出多個液滴位置4 2 0。從頂部 402的頂部邊緣開始，各個液滴位置320以一預定 此間隔開來，使得該等液滴位置420彼此之間以及 素402的頂部和底部邊緣均勻分開》藉由以相等間 置液滴，可獲得更加平衡且一致的濾光片。 然而，也可使用其他的液滴位置。在兩個子晝 和404具有不同容量的情況下，可在子畫素402和 間調節不同液滴容量，使得儘管面積上有所不同， 充的厚度保持實質相同》 如上所述，可存儲在驅動器邏輯電路中的圖案 料可用於控制基板上的液滴定位。圖案參數資料可 滴間隔、液滴尺寸、每畫素（m)的液滴數量、晝素邊名 每個顯示物件（P)的畫素數量、每個基板（q)的顯示 量以及喷嘴與喷嘴間的延遲資訊。若有單個噴嘴未 基板表面缺陷等情形，校正位移資訊也可用來調節 置。例如，如果在校準過程期間，確定有特定喷嘴走 使得未對準噴嘴所喷出的墨水在印刷方向上一致地 位置要落後0.5微米時，可使用校準位置資訊藉著 射脈衝的時序來偏移該未對準喷嘴所喷出之所有液 作為不 個液滴 。在示 並且形 最左邊 子畫素 距離彼 與子畫 隔來佈 素402 404之 但是填 參數資 包括液 -間隔、 物件數 對準或 液滴位 對準， 比預期 改變發 滴的液 22 1322087 滴位置。 基於該資訊，在示範性實施例中，控制器102(和/或主 機122)可判斷出每個將沈積在各自子畫素濾光片區域中 之液滴的實際物理位置。控制器1〇2(和/或主機122)可程 式化以自動決定各自實際的液滴時序，以便在子畫素濾光 片區域中均勻分佈液滴。

在一些情沉下，由於工作臺129(第1圖）移動的誤差， 例如因移動精度或解析度所造成的誤差，或者顯示物件之 間的偏移量誤差，液滴的位置可能偏移開其所欲位置。在 極端情況下，液滴可能落入目標畫素區域之外，而成爲缺 陷。在一些實施例中，利用喷墨期間喷墨頭位置的動態調 整可以避免這樣的誤差。例如，可利用照相機或其他檢測 器（例如，諸如視覺化裝置、檢測裝置和/或其他類似裝置） 以在喷墨之前檢查喷墨頭和/或噴嘴相對於基板晝素的位 置。喷墨頭和/或喷嘴位置資訊可饋入控制器102(或其他控 制器），並且可決定偏移量以校正諸如各個顯示物件的任何 定位誤差。 在至少一個實施例中，依據已確定的偏移量，在印刷 的同時，例如在工作臺129移動時，調節喷墨頭位置和/ 或喷嘴啓動/喷射時間。例如，假定工作臺1 2 9在喷墨期間 沿y —袖（例如，以恒定速率）方向移動，在喷墨頭y —轴位 置中的誤差可藉著由喷墨喷嘴較早喷射、較晚喷射或完全 不喷射來補償。類似的，在X—軸方向（例如，垂直於工作 臺移動方向）位置中的誤差可藉由在印刷前調節喷墨頭的 23 1322087 X—轴位置來補償，例如將噴墨頭相對於移叙士 i , π動方向向左或右 移動，從而使得喷嘴正確定位在畫素位置 苴之上。該「動態 (on the fly)」自補償機制可藉由補償喷墨頭办 頌位置中的動態 誤差而大幅提高印刷精度。通常，印刷通 喂的轴向位置 (in-line position)、橫向位置、高度、間距（pit ft)、方向（yaw) 等可動態調節，例如可在工作臺移動的時候&〜 、逆行調整。 圓案資料使用的示範方法 第5圖爲根據本發明一些實施例，基於圖案資料來e 刷墨滴之示例性方法500的流程圖。印刷 印 在具有任何數 量顯示物件的基板或者僅具有單個顯示物 々件的基板上進 行。 參照第5圖，其出示控制器1 〇 2的運广 丁。在步驟5〇2 中’用於基板3 00的圖案參數資料可與初 丹初始的印刷空白座 標（printing margin coordinates)Yl、Y2 一如、 起進入或載 制器1〇2中。在另-示範實施例中，®索參數資二控 於控制器1〇2内部的記憶體裝置(未圖料可從位 102外部的記憶體裝置中於控制器 適的存儲媒體，諸如但…款：案：數資料可從任何合 光碟_或任何其他：=碟、光碟_、數位影音 器中。在另一示t 媒體中輪入或栽入到控制 存儲該資料的另一電=施例中，圖案參數資料可從適於 下载或上載。 貧枓庠中傳輪、 圖案參數資料可自 括如上所述的任何資料和/或資 24

1322087 訊，以及本文中所述和/或用於簡潔表示印刷圖案之有關於 基板、顯示物件、顯示畫素、子畫素、基板300和’或顯示 物件302在X —方向上的長度、基板300和/或顯示物件302 在y~方向上的長度、Y —方向3丨4上的任何間隙或多個間 隙、X —方向上的顯示物件數量、γ_方向上的顯示物件數 量，和/或任何其他資訊的資料和/或資訊。第6圖是基板 的俯視圖，其示出了可包括在圖案參數資料中的以下參 數：液滴間隔（N)、每個畫素的液滴數目（M)、每個顯示器 的畫素數目（P)以及每個基板的顯示器數目（Q)。應該注 意，可替代地使用驅動器邏輯電路132利用所提供的其他 相關參數來計算出這些參數。例如，每個顯示器的畫素數 量可由每個基板的畫素和每個基板的顯示器的已知數量藉 由除法來計算而得。 在步驟504中，工作臺移動編碼器歸零，並且當工作 臺129在Y 一方向上移動時開始啟動。在步驟5〇6中，控 制器産生臨時的計數器變數n、m、P、和q，並且將其各 自初始值設爲i。變數^”、^^分別表示所記錄的 编碼器脈衝數量（n)、已噴射的墨滴數量（m)、已印刷的畫 素數量（P)以及已印刷的顯示器數量（q)。隨著工作臺的移 動和墨滴的噴m計數器會更新以表^當前的印刷路 徑完成了多少》 在初始化之後，控制器d道T徕金 列§5弓丨導工作臺丨2 9沿γ _方向移 動。在示例性實施例中，工妆 作臺1 2 9 Μ約5 0 0毫米/秒的速

度移動’並且各自印刷頭的嗜 I ^ w赁唷以母2 5微秒噴射一次（以 25 1322087 下稱爲「喷射頻率j)來運作。因此，在該示例中，印刷頭 的噴嘴以約每1 2.5微米（μιη) —次的速率發射墨水（最低限 度）。每當Υ —方向工作臺編碼器130發出指示工作臺已移 動最小發射距離12.5μπι時，計數器η會增加1»應該注意， 計數器增加時的最小發射距離當然根據工作臺速度和喷嘴 啓動特性來決定，並且此處所示的12.5微米的特定距離僅 僅是做為示範之用。

在步驟508中，確認計數器（η)是否指示工作臺129所 移動的距離已到達液滴間隔距離（Ν)。如果還沒有，則移動 工作臺，計數器（η)增加計數（步驟209中），並且隨後處理 步驟返回到該確認步驟508。如果計數器（η)到達Ν，表示 工作臺 1 29 已移動了液滴間隔距離，則計數器（η)在步驟 511中重置爲1，並且在步驟512中，控制器102引發合適 電壓和幅值的發射脈衝以喷射出該圖案參數資料中所指示 之墨水尺寸的液滴，同時合併入查找表134中所提供的任 何調節資訊。

在步驟514中，確定計數器（m)是否到達表示當前畫素 已完全印刷的每畫素液滴的設定數量（M)。如果沒有，這 表示需要更多液滴以完成畫素，計數器m在步驟515中增 加1以表示另一液滴已印刷，並且處理步驟返回到該進一 步喷墨的步驟508。如果計數器（m)到達M，計數器m在步 驟516中重置爲1，並且隨後在下一畫素印刷之前，在步 驟518中工作臺移動一指定距離以繪出間隔。 在步驟520中，確定計數器（p)是否到達每個顯示器畫 26 1322087 素之設定數量（p)以表示當前顯示器已完成印刷。如果沒 有，表示需要進一步印刷畫素以完成顯示器，計數器P在 步驟521中增加1以表示另一畫素已完成，並且處理步驟 返回到該進一步喷墨的步驟508。如果計數器（p)到達P， 計數器p在步驟5 22中重置爲1，並且隨後在步驟5 24中， 工作臺移動一指定距離以繪出顯示器之間的間隙。

以下一解析度，在步驟526中，確認計數器（q)是否到 達每基板的顯示器設定數量（Q)，該數量（Q)表示當前印刷 路徑已涵蓋基板上所有的顯示器。如果沒有，表示需要進 一步印刷顯示器以完成印刷路徑；計數器q在步驟5 2 7中 增加1以表示另一顯示器已為當前印刷路徑所涵蓋，並且 處理步驟返回到該進一步喷墨的步驟508。如果計數器（q) 到達Q，計數器q在步驟528中重置爲1。 在步驟5 3 0中，到達當前印刷路徑的終點。控制器1 02 沿X—方向移動印刷頭，並且將查找表134中的資料逆轉 以用來初始化下一個印刷路徑。

以類似方式執行額外的印刷路徑，直到抵達最終的印 刷路徑，這可在工作臺129將表示印刷頭110、112和114 已在X—方向上橫跨基板（步驟532)的X —位置資訊提供給 控制器時確定。此時，基板上可能留有足夠的空間以容納 部分印刷路徑而不是全部印刷路徑（步驟 5 3 4)。圖案參數 資料可包括用於此情況時的「遮罩（mask)」資訊，和/或其 可使用驅動器邏輯電路利用已知參數進行計算。控制器 102可使用遮罩資訊來指示一個或多個印刷頭110、112和 27 1322087 1 14在一個或多個位置處不要印刷。以這種方式，圖案參 數資訊在最終印刷路徑期間提供了部分印刷的功能。 前述說明内容僅公開了本發明的數個特定實施方式， 根據上述内容，本領域的技術人員應能輕易理解涵蓋在本 發明範圍内之上述方法和裝置的各種修飾變化態樣。例 如，本發明還可應用於間隔墊的形成、偏光板塗覆以及奈 米粒子電路的形成。

因此，雖然已結合具體實施方式來公開本發明，但是 應該理解其他實施方式也涵蓋在後附申請專利範圍所界定 的本發明構思和範圍中。 【圓式簡單說明】 第1 A圖所示爲根據本發明一些實施例的喷墨印刷系 統示意圖； 第1B圖示出根據本發明一些實施例之第1A圖中所示 印刷控制器的細部示意圖；

第1C圖示出根據本發明一些實施例之第1B圖中所示 驅動器的細部示意圖； 第1D圖示出根據本發明一些實施例之第1C圖中所示 發射脈衝產生器電路的細節示意圖； 第1E圖示出根據本發明一些實施例之第1D圖中所示 發射脈衝產生器電路所產生的電壓信號圖； 第1F圖爲根據本發明一些實施方式之第1C圖中所示 驅動器的典型邏輯結構示意圖； 28 1322087 第1 G圖爲根據本發明一些實施例之噴墨印刷系統的 透視圖； 第2 A圖爲根據本發明一些實施例之系統運行方法的 示例流程圖； 第2B圖爲邏輯時序圖，其顯示根據本發明之喷墨印 刷系統的不同信號之間的關係示範實例；

第3圖顯示一含有顯示物件的基板俯視圖，該基板可 與根據本發明實施例所做的喷墨印刷系統一起使用； 第4圖顯示一基板上之顯示物件的單個顯示畫素放大 圖，該基板可與根據本發明實施例之喷墨印刷系統一起使 用： 第5圖爲根據本發明實施例之方法的示例性流程圖； 第6圖爲顯示有根據本發明實施例之圖案參數的基板 俯視圖。 【主要元件 φ 100喷墨印 104 、 106 、 • 104, 、 106, . 116 、 118、 124電源 128馬達 130編碼器 134查找表 符號說明】 刷系統 102 108驅動器 110 、108’驅動器 110’ 120喷嘴 122 126 129 132 記憶體 138 控制器 、1 1 2、1 1 4印刷頭 、1 1 2，、1 1 4 ’ 印刷頭 主機 工作台控制器 工作台 即時控制器/邏輯電路 發射脈衝產生器 29 1322087 140、142、144、146通訊埠148連接器 150A、150B輸入開關 152A、152B電流源 154接地 160寄存器

201、 203、 205、 206、 207' 209' 211、 213、 215 步驟 1 6 1液滴間隔 163畫素數量 1 6 5顯示器之間的間隙 167喷嘴/噴嘴延遲資訊 202移動指令 208步進計數器脈衝 3 0 0基板 304頂部空白 3 08左側空白 314間隙 402 > 404子畫素 414、416、418濾光區域 I 62液滴尺寸 164顯示器數量 166間隔資訊 II 7印刷樑 204開始脈衝 210發射脈衝電壓信號 3 02顯示物件 306底部空白 3 1 0右側空白 400畫素 408、410、412濾光區域 420液滴位置

502、 504、 506、 508、 509、 511、 512、 514、 515 步驟 516、518、520、521、522、5 24、526、527、528 步縣 530、532、534 步驟 30

Claims (1)

1322087 十、申請專利範圍： 1· 一種用於製造顯示物件的系統，包括： 一印刷控制器，其包括至少一個驅動器； 至少一個印刷頭，與該至少一個驅動器聯接： 一工作臺控制器，與該印刷控制器聯接；. 至少一個馬達，其與該工作臺控制器聯接；

至少一個編碼器，其與該至少一個馬達和該工作臺控 制器聯接；以及 一主機，其與該工作臺控制器和印刷控制器聯接， 其中該主機適於將圖案參數資料傳送給該印刷控制 器，並且當該工作臺控制器回應來自該主機的指令而引導 該至少一個馬達在印刷方向上移動該基板時，該印刷控制 器適於使用該圖案參數資料來啟動該至少一個印刷頭以將 墨水沈積到該基板上的畫素井中。

2.如申請專利範圍第1項所述的系統，更包括一即時控制 器，其與該印刷控制器和該至少一個編碼器聯接，且適 於當該基板處於印刷位置時，提供一啟動信號給該印刷 控制器。 3.如申請專利範圍第1項所述的系統，其中該至少一個驅 動器包括一邏輯電路，該邏輯電路聯接至一記憶體和一 發射脈衝產生器電路。 31 1322087 4.如申請專利範圍第3項該的系統，莫中該邏輯電路更與 該主機和該工作臺控制器聯接。 5.如申請專利範圍第3項所述的系統，其中該邏輯電路包 括一個或多個寄存器，用於存儲該圖案參數資料。

6.如申請專利範圍第5項所述的系統，其中該邏輯電路適 於： a) 基於在該圖案參數資料中所提供的開始座標、由該 工作臺控制器所引導的該基板之移動以及液滴間隔資訊， 來決定用於啓動該發射脈衝產生器電路的時序；以及 b) 基於該啓動的時序，將邏輯準位信號發送給該發射 脈衝產生器。 7.如申請專利範圍第5項所述的系統，其中該邏輯電路適 於將校正位移資料存儲在該記憶體中，並基於該校正位

移資料來調節該邏輯準位信號。 8.如申請專利範圍第5項所述的系統，其中該圖案參數資 料包括液滴尺寸資訊，並且該邏輯準位信號更指示待喷 射的墨水量。 9.如申請專利範圍第8項所述的系統，其中該發射脈衝產 32 1322087 生器電路是基於一固定電流源電路來運作，並且該待喷 射的墨水量係藉由該邏輯電路來改變之。 1 〇. —種用於控制喷墨印刷系統的裝置，包括： 一邏輯電路，其包括一處理器； 與該邏輯電路聯接的記憶體；以及

一發射脈衝產生器電路，其連接至該邏輯電路並且包 括一連接器以利於聯接至一印刷頭， 其中該邏輯電路適於接收圖案參數資料，並且該邏輯 電路還適於當基板依據該圖案參數資料在印刷方向上移動 時，啟動該印刷頭以將墨水沈積到該基板上的畫素井中。 11.如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中該邏輯電路 還與適於連接至該主機和該工作臺控制器的通訊埠聯 接。

12.如申請專利範圍第11項所述的裝置，其中該邏輯電路 包括一個或多個寄存器，用以存儲該圖案參數資料。 13.如申請專利範圍第12項所述的裝置，其中該邏輯電路 適於： a)基於該圖案參數資料中所提供的該開始座標、由該 工作臺控制器引導的該基板之移動以及該液滴間隔資訊， 33 1322087 來決定用於啓動該發射脈衝產生器電路的時序；以及 b)基於用於該啓動的時序，將邏輯準位信號發送給該 發射脈衝產生器。 14.如申請專利範圍第13項所述的裝置，其中該邏輯電路 適於將校正位移資料存儲在該記憶體中，並基於該校正 位移資料調節該邏輯準位信號。

15.如申請專利範圍第13項所述的裝置，其中該圖案參數 資料包括液滴尺寸資訊，並且該邏輯準位信號還指示待 喷射的墨水量。 16.如申請專利範圍第15項所述的裝置，其中該發射脈衝 產生器電路係基於一固定電流源電路來運作，並且該待 喷射的墨水量係藉由該邏輯電路來改變之。

1 7. —種製造喷墨印刷系統的方法，包括： 提供含有一處理器的邏輯電路； 將記憶體與該邏輯電路聯接； 將一發射脈衝產生器電路與該邏輯電路聯接； 將一連接器與該發射脈衝產生器電.路聯接，以利於聯 接一印刷頭；以及 調節該邏輯電路以接收圖案參數資料，該圖案參數資 34 1322087 料用於當基板在印刷方向上移動時，啟動該印刷頭以將墨 水沈積到該基板上的畫素井中。 18.如申請專利範圍第17項所述的方法，更包括將該邏輯 電路與適於連接至一主機和一工作臺控制器的通訊埠 聯接。

19.如申請專利範圍第18項所述的方法，更包括將該圖案 參數資料存儲在該邏輯電路中所含的寄存器中。 20.如申請專利範圍第19項所述的方法，更包括調適該邏 輯電路以： a) 基於該圖案參數資料中所提供的開始座標、由該工 作臺控制器引導的該基板之移動以及液滴間隔資訊，來決 定用於啓動該發射脈衝產生器電路的時序；以及

b) 基於該啓動的時序，將邏輯準位信號發送給該發射 脈衝產生器。 21.如申請專利範圍第20項所述的方法，更包括調適該邏 輯電路以將校正位移資料存儲在該記憶體中，並基於該 校正位移資料來調節該邏輯準位信號。 22.如申請專利範圍第20項所述的方法，其中該圖案參數 資料包括液滴尺寸資訊。 35 1322087 23.如申請專利範固第 射脈衝產生器電路 於該液滴尺寸資訊 的墨水量。 22項所述的方法’更包括調適該發 使其使用一固定電流源電路，並且基 來調適該邏輯電路以改變該待喷射 24.—種印刷遽光片的方法包括· 接收圖案參數資料； 基於該圖案參數資料，來控制一固定電流源發射脈衝 產生器電路；以及 使用由該固疋電流源發射脈衝產生器電路所產生的一 發射脈衝來啟動一印刷頭。 2 5.如申請專利範圍第24項所述的方法，其中該圖案參數 資料包括液滴尺寸資訊，並且其中該控制固定電流源發 射脈衝產生器電路的步驟包括將指示待喷射的墨水量 的邏輯準位信號發送給該固定電流源發射脈衝產生器 電路 26.如申請專利範圍第25項所述的方法，其中將邏輯準位 信號發送給該固定電流源發射脈衝產生器電路的步驟 包括發送導致該發射脈衝幅值隨時間呈線性變化的邏 輯準位信號》 36 1322087 27.如申請專利範圍第2 5項所述的方法，其中控制固定電 流源發射脈衝產生器電路的步驟包括將指示該印刷頭 何時喷射墨水的邏輯準位信號發送給該固定電流源發 射脈衝產生器電路。

28.如申請專利範圍第24項所述的方法，其中該啟動印刷 頭的步驟包括使用具有一恒定迴轉率的發射脈衝。

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