TWI640368B - 膜形成裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠減輕維護作業的負載之膜形成裝置。複數個吐出模組包含朝向保持於載物台之基板吐出墨滴之噴嘴孔。支撑構造物在載物台的上方支撑複數個吐出模組。各自與複數個吐出模組對應配置之供給模組分別向所對應之吐出模組供給墨水。各供給模組包含對墨水進行加溫之加溫裝置。移動機構使載物台和吐出模組的一者相對於另一者移動。控制裝置控制吐出模組、移動機構及加溫裝置。

Description

膜形成裝置
本發明係有關一種藉由從噴嘴孔朝向基板吐出墨滴而形成膜的膜形成裝置。
下述專利文獻1中揭示從噴嘴孔朝向基板吐出被加熱之膜材料(墨水)來形成膜之裝置。為了將膜材料的黏度降低至可從噴嘴孔吐出的程度，膜材料被加溫。複數個噴嘴頭安裝於支撑板，固定噴嘴頭之間的相對位置。從儲存膜材料之槽向複數個噴嘴頭供給膜材料。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：國際公開2013/015093號
墨水的壽命依賴於被加溫之時間。墨水達到壽命時，回收槽及噴嘴頭內的墨水之後，在注入新的墨水之前，必須清洗槽及噴嘴頭內。實際上，幾乎未使用之噴嘴頭內亦與其他噴嘴頭以同樣之方式被清洗。因此，墨水更換作業變得複雜。
本發明的目的在於提供一種能夠減輕維護作業的負載之膜形成裝置。
依本發明的一觀點，提供一種膜形成裝置，其具備：載物台，保持基板；複數個吐出模組，包含朝向保持於前述載物台之前述基板吐出墨滴之噴嘴孔；支撑構造物，在前述載物台的上方支撑複數個前述吐出模組；複數個供給模組，各自與複數個前述吐出模組對應配置，分別向所對應之前述吐出模組供給墨水，並且包含對墨水進行加溫之加溫裝置；移動機構，使前述載物台及前述吐出模組的一者相對於另一者移動；及控制裝置，控制前述吐出模組、前述移動機構及前述加溫裝置。
由於與各吐出模組相對應地配置供給模組，因而能夠對每一吐出模組進行墨水的更換。因此能夠縮短墨水更換作業的時間。
20‧‧‧基台
21‧‧‧移動機構
22‧‧‧載物台
30、30A、30B‧‧‧吐出模組
31‧‧‧支撑板
32‧‧‧噴墨頭
33‧‧‧噴嘴孔
34‧‧‧光源
40‧‧‧供給模組
41‧‧‧槽
42‧‧‧加溫裝置
43‧‧‧溫度感測器
44‧‧‧供給路徑
45‧‧‧回收路徑
46‧‧‧供給泵
47‧‧‧回收泵
48‧‧‧墨水
49‧‧‧清洗液
50‧‧‧基板
51‧‧‧像素
60‧‧‧支撑構造物
61‧‧‧升降機構
65‧‧‧位置檢測器
70‧‧‧控制裝置
71‧‧‧位置計算部
72‧‧‧移動控制部
73‧‧‧吐出控制部
74‧‧‧顯示控制部
75‧‧‧加溫控制部
76‧‧‧噴嘴孔像素分配部
77‧‧‧累積加溫時間計算部
78‧‧‧累積運行時間計算部
80‧‧‧顯示裝置
90‧‧‧記憶裝置
91‧‧‧圖像資料
92‧‧‧噴嘴孔像素分配資料
93‧‧‧累積運行時間
94‧‧‧累積加溫時間
第1圖係實施例的膜形成裝置的概略前視圖。
第2圖係實施例的膜形成裝置的概略側視圖。
第3圖係1個吐出模組的仰視圖。
第4圖係表示控制裝置的功能之方塊圖。
第5圖係表示顯示於顯示裝置的圖像的一例之圖。
第6圖A~第6圖E係用於說明墨水的更換步驟之4個供給模組及吐出模組的示意圖。
第7圖A~第7圖C係安裝於支撑構造物之4個吐出模組的示意圖。
第8圖A係表示更換吐出模組之前的噴嘴孔與像素的對應關係之圖，第8圖B係表示更換吐出模組之後的噴嘴孔與像素的對應關係之圖。
第9圖係將噴嘴孔分配在像素之處理流程圖。
第10圖係較小的基板保持於載物台之狀態的膜形成裝置的概略前視圖。
第1圖及第2圖中分別示出實施例的膜形成裝置的概略前視圖及概略側視圖。在基台20上經由移動機構21支撑載物台22。對將水平的2個方向作為x方向及y方向，將垂直方向的向上作為z軸的正向之xyz直角座標系進行定義。載物台22具有與xy面平行的保持面。在保持面保持有基板50。
複數個吐出模組30藉由支撑構造物60支撑於載物台 22的上方。支撑構造物60例如使用門型框架。各吐出模組30經由升降機構61安裝於支撑構造物60，並能夠相對於載物台22進行升降。吐出模組30具有與保持於載物台22之基板50對置之複數個噴嘴孔。從噴嘴孔朝向基板50吐出墨滴。
與各吐出模組30對應地配置供給模組40。供給模組40包含儲存墨水之槽41、對槽41內的墨水進行加溫之加溫裝置42、及測量槽41內的墨水的溫度之溫度感測器43。加溫裝置42能夠使用電熱器。，關於複數個吐出模組30，每個吐出模組30可相對於支撑構造物60裝卸。
供給模組40經由供給路徑44及回收路徑45連接於所對應之吐出模組30。供給路徑44及回收路徑45中分別插入有供給泵46及回收泵47。從供給模組40通過供給路徑44向吐出模組30供給墨水，且墨水從吐出模組30通過回收路徑45被供給模組40回收。
作為墨水，例如使用包含紫外線硬化性樹脂之液態膜材料。藉由對墨水進行加溫，從而能夠降低墨水的黏度，且提高來自噴嘴孔的吐出性。藉由向塗佈於基板50之墨水照射紫外線使其硬化，從而能夠在基板50的所希望的位置形成膜。
支撑構造物60中安裝有位置檢測器65。位置檢測器65檢測設置在保持於載物台22之基板50的表面之對準標誌或所形成之模的位置。位置檢測器65例如能夠使用攝像裝置。
移動機構21使載物台22及吐出模組30的一者相對於另一者向x方向及y方向這兩個方向移動。第1圖所示之例子中，移動機構21使載物台22相對於吐出模組30移動。
控制裝置70控制吐出模組30、移動機構21、加溫裝置42及升降機構61。從位置檢測器65向控制裝置70輸入檢測結果。控制裝置70藉由分析從位置檢測器65接收之檢測結果，從而計算形成於基板50的表面之對準標誌或膜的座標。控制裝置70將各種資訊顯示在顯示裝置80。
第3圖中示出1個吐出模組30的仰視圖。支撑板31上安裝有複數個噴墨頭32及複數個光源34。在噴墨頭32朝向載物台22(第1圖)之底面上設有複數個噴嘴孔33。噴嘴孔33沿x方向等間隔排列。複數個噴墨頭32沿y方向排列配置。當著眼於1個吐出模組30時，以複數個噴嘴孔33整體沿x方向等間隔分佈之方式調節複數個噴墨頭32的相對位置。具體而言，複數個噴墨頭32相互在x方向上錯開配置。
光源34配置於在y方向上相鄰之2個噴墨頭32之間、及相對於y方向上配置於最兩端的噴墨頭32的更外側。光源34對保持於載物台22之基板50照射硬化用光，例如紫外線。
接著，對在基板50上形成膜之步驟進行說明。定義應形成的膜的形狀之圖像資料係被記憶於控制裝置70 (第1圖)。控制裝置70藉由控制移動機構21而使載物台22向y方向移動之同時(掃描之同時)，依據圖像資料來控制吐出模組30，從而從噴嘴孔33吐出墨滴。藉由從光源34放射之硬化用光照射於基板50，從而附著在基板50之墨水硬化。藉由墨水的硬化，從而在基板50上形成膜。
藉由使基板50在x方向上錯開，向y方向進行多次掃描，從而能夠在基板50的表面的整個區域形成膜。
第4圖中示出表示控制裝置70的功能的方塊圖。控制裝置70包含位置計算部71、移動控制部72、吐出控制部73、顯示控制部74、加溫控制部75、噴嘴孔像素分配部76、累積加溫時間計算部77及累積運行時間計算部78。這些各功能藉由中央處理單元(CPU)執行電腦程式來實現。
控制裝置70還包含記憶裝置90。記憶裝置90中確保有記憶圖像資料91、噴嘴孔像素分配資料92、累積運行時間資料93及累積加溫時間資料94之區域。圖像資料91以位元映射形式定義應形成於基板50(第1圖)之膜的形狀。噴嘴孔像素分配資料92定義吐出模組30的噴嘴孔33(第3圖)與圖像資料91的像素的對應關係。累積運行時間資料93對每一吐出模組30顯示運行時間的累積值。更換吐出模組30時，初始設定該吐出模組30的運行時間的累積值。累積加溫資料94對每一供給模組40顯示墨水的加溫時間的累積值。更換1個供給模組40的墨水 時，初始設定該供給模組40的加溫時間的累積值。
位置計算部71藉由分析來自位置檢測器65的圖像訊號，從而計算形成於基板50(第1圖)之對準標誌或形成於基板50之膜的座標。噴嘴孔像素分配部76依據墨滴的著落點的座標，將各噴嘴孔33(第3圖)分配到圖像資料91的像素。分配結果作為噴嘴孔像素分配資料92儲存於記憶裝置90。
移動控制部72藉由控制移動機構21來使載物台22(第1圖)向x方向或y方向移動。吐出控制部73依據從移動控制部72接收之載物台22的位置資訊、圖像資料91及噴嘴孔像素分配資料92來控制吐出模組30。而且，吐出控制部73向累積運行時間計算部78通知吐出模組30是否運行的資訊。累積運行時間計算部78對每一吐出模組30計算運行時間的累積值。所計算之累積值作為累積運行時間資料93儲存於記憶裝置90中。
加溫控制部75藉由控制加溫裝置42來對每一供給模組40進行墨水之加溫。向累積加溫時間計算部77通知是否加溫墨水的資訊。累積加溫時間計算部77對每一供給模組40計算墨水的加溫時間的累積值。所計算出之累積值作為累積加溫資料94儲存於記憶裝置90中。
顯示控制部74讀出儲存於記憶裝置90中之累積運行時間資料93及累積加溫時間資料94，並顯示在顯示裝置80。
第5圖中示出顯示於顯示裝置80之圖像的一例。對 每一供給模組40顯示墨水的累積加溫時間。而且，對每一吐出模組30顯示累積運行時間。
若加溫墨水，則會促進墨水的劣化。通常，若墨水的加溫時間的累積值超過規定的保證時間，則必須更換墨水。膜形成裝置的操作人員可依據顯示於顯示裝置80之每一個供給模組40的累積加溫時間來預測墨水的更換時期。而且，可依據顯示於顯示裝置80之每一個吐出模組30的累積運行時間來確定吐出模組30的維護時期。
接著，參閱第6圖A~第6圖E，對收容於1個供給模組40之墨水的加溫時間的累積值超過保證時間時的墨水更換步驟進行說明。
第6圖A中示出4個供給模組40及吐出模組30之示意圖。墨水48收容於所有供給模組40及吐出模組30內。以下，對從左第3個供給模組40內的墨水的累積加溫時間超過保證時間之例子進行說明。
如第6圖B所示，將連接於墨水更換對象的供給模組40之吐出模組30內的墨水全部回收到供給模組40。如第6圖C所示，從供給模組40排出被墨水更換對象的供給模組40回收之墨水。如第6圖D所示，向墨水更換對象的供給模組40注入清洗液49。藉由使清洗液49在供給模組40與吐出模組30之間循環，從而清洗供給模組40及吐出模組30。清洗後，廢棄清洗液49，如第6圖E所示，向墨水更換對象的供給模組40注入新的墨水48。新的墨水48還供給到吐出模組30中。
第6圖A~第6圖E所示之墨水更換步驟中，對於墨水更換對象的供給模組40以外的供給模組40，不進行墨水更換及清洗。這些供給模組40及吐出模組30內的墨水48繼續被使用。
利用共同的泵來使墨水從1個墨水槽循環到複數個吐出模組30時，若墨水劣化，則必須回收所有吐出模組30內的墨水，進行清洗。對此，在實施例中，無需廢棄未劣化之墨水而可繼續被使用。而且，只要僅清洗使用已劣化之墨水的供給模組40及吐出模組30即可。藉此，能夠有效地利用墨水，並縮短墨水更換作業的作業時間。
接著，參閱第7圖A~第9圖，對於1個吐出模組30產生故障時的維護步驟進行說明。
第7圖A~第7圖C中示出安裝於支撑構造物60的4個吐出模組30的示意圖。以下，對從第7圖A的左第2個吐出模組30A的噴墨頭32(第3圖)產生故障之例子進行說明。若確認產生故障，則如第7圖B所示，從支撑構造物60拆卸包含產生故障之噴墨頭32之吐出模組30A。之後，如第7圖C所示，將新的吐出模組30B安裝於支撑構造物60。
第8圖A中示出更換吐出模組30之前的噴嘴孔33與像素51的對應關係。各吐出模組30上設有複數個噴嘴孔33。如第3圖所示，噴嘴孔33構成複數個列。在1個吐出模組30內，噴嘴孔33整體沿x方向等間隔分佈。第8圖A中，複數個列的噴嘴孔33以1個列顯示。
關於4個吐出模組30，與1個全局位元映射建立對應關聯。全局位元映射由沿x方向及y方向以矩陣狀分佈之複數個像素構成。1個噴嘴孔33與沿y方向延伸之像素列內的像素51建立對應關聯。第8圖A所示之例子中，配置在最左之吐出模組30的左端(從左第0個)噴嘴孔N(0)被分配在第0個像素P(0)中。
噴嘴孔33的x方向的間距與全局位元映射的像素51的x方向的間距相等時，從左第1個噴嘴孔N(1)被分配在第1個像素P(1)中。當全局位元映射的像素間距小於噴嘴孔33的間距時，從左第1個噴嘴孔N(1)被分配在第2個以後的像素P(2)、P(3)、P(4)……中的任一個像素。此時，使基板50(第1圖)在x方向上錯開像素間距的量之同時，藉由進行多次掃描，從而能夠將墨水著落在所有像素中。
從左第2個、第3個及第4個吐出模組30的左端的噴嘴孔N(0)分別被分配在第i個像素P(i)、第j個像素P(j)、第k個像素P(k)。
若更換吐出模組30，則被更換之吐出模組30的噴嘴孔33的x方向的位置偏離。以下，對從左第2個吐出模組30A被更換為新的吐出模組30B之情況進行說明。
第8圖B中示出更換後的吐出模組30B的噴嘴孔33與像素51的對應關係。從更換後的從左第2個吐出模組3OB的左端的噴嘴孔N(0)吐出之墨滴的著落位置從像素P(i)向像素P(i-1)偏離。此時，將噴嘴孔N(0) 分配在像素P(i-1)，來代替微調整吐出模組30B的位置，以便從吐出模組30B的噴嘴孔N(0)吐出之墨滴的著落位置著落在像素P(i)。
藉由進行噴嘴孔33及與像素51的重新分配，吐出模組30的x方向的位置偏離基本上被消除。膜形成時，需要利用1個吐出模組30塗佈墨水之區域(守備範圍)的x方向的尺寸設計成小於x方向上設置於兩端之2個噴嘴孔33的間隔。因此，即使進行噴嘴孔33與像素51的重新分配，亦能夠使墨水著落在全局位元映射的所有像素51。
第8圖A及第8圖B中，對關於更換之吐出模組30B的x方向上的位置偏離進行說明，但是關於y方向亦能夠產生相同的位置偏離。藉由調整來自噴嘴孔33的吐出時刻，實際上消除關於y方向的位置偏離。
接著，參閱第9圖，對將噴嘴孔33分配在像素51之處理進行說明。根據需要，參閱第4圖所示之控制裝置70的方塊圖。
第9圖中示出將噴嘴孔33分配在像素51之處理的流程圖。在步驟S1中，在載物台22(第1圖)上搭載評價用基板。在步驟S2中，吐出控制部73(第4圖)藉由控制吐出模組30，從而從特定的噴嘴孔33朝向評價用基板吐出墨滴。評價時，作為吐出墨滴之特定的噴嘴孔33，例如選擇第8圖B所示之左端的噴嘴孔N(0)。另外，作為特定的噴嘴孔33，可選擇複數個噴嘴孔33。
移動控制部72(第4圖)藉由控制移動機構21，從而在位置檢測器65的視場內配置墨水的著落位置。在步驟S3中，位置計算部71(第4圖)在評價用基板的表面之中，獲取墨水的著落位置的圖像。在步驟S4中，從獲取之圖像計算墨水的著落位置的座標。
在步驟S5中，噴嘴孔像素分配部76(第4圖)依據著落位置的座標，進行噴嘴孔33與像素51的重新分配。具體而言，將吐出模組30的噴嘴孔33分配在最接近從該噴嘴孔33吐出之墨水的著落位置之像素51。在步驟S6中，基於重新分配的結果，更新噴嘴孔像素分配資料92(第4圖)。
實施例中，在將吐出模組30安裝於支撑構造物60(第1圖)之前，吐出模組30內的複數個噴墨頭32(第3圖)的相對位置關係調整完畢。因此，在將吐出模組30安裝於支撑構造物60之後，僅藉由軟體處理而能夠基本上消除吐出模組30的位置的偏差。
相對於此，1個支撑板固定有所有噴墨頭32時，僅藉由軟體處理是難以進行噴嘴孔33與像素51的重新分配。該構成中，例如在支撑板31(第3圖)上所有的噴墨頭32沿x方向及y方向以矩陣形狀安裝。當更換沿y方向排列之2個噴墨頭32中的一個時，無法藉由噴嘴孔33與像素51的重新分配來消除沿y方向排列之2個噴墨頭32的x方向上的相對偏離。因此，需要機械地進行位置的微調整。
實施例中，每一包含複數個噴墨頭32之吐出模組30被更換，因此在更換之後，藉由進行噴嘴孔33與像素51的重新分配處理來基本上消除位置偏離。因此，能夠縮短噴墨頭32產生故障時的維護作業的時間。
接著，參閱第10圖，對應形成膜之基板50與配置有複數個吐出模組30之區域相比較小的情況的膜形成方法進行說明。
第10圖中示出在載物台22上保持有較小的基板50之狀態的膜形成裝置的概略前視圖。由於基板50較小，因此使1個吐出模組30，例如第10圖的右端的吐出模組30停止，使其他3個吐出模組30動作。連接於停止中的吐出模組30之供給模組40的墨水未被加溫。因此，能夠減輕供給到停止中的供給模組30之墨水的劣化。
以上，藉由實施例對本發明進行了說明，但本發明並不限於此。例如能夠進行各種變更、改良、組合等是本領域技術人員顯而易見的。

Claims (5)

  1. 一種膜形成裝置，其具有：載物台，保持基板；複數個吐出模組，包含朝向保持於前述載物台之前述基板吐出墨滴之噴嘴孔；支撑構造物，在前述載物台的上方支撑複數個前述吐出模組；供給模組，各自與複數個前述吐出模組對應配置，分別向所對應之前述吐出模組供給墨水，並且包含對墨水進行加溫之加溫裝置；移動機構，使前述載物台和前述吐出模組的一者相對於另一者移動；及控制裝置，控制前述吐出模組、前述移動機構及前述加溫裝置；關於複數個前述吐出模組，每個前述吐出模組可相對於前述支撑構造物裝卸；複數個前述吐出模組分別包含複數個噴墨頭。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成裝置，其中，各前述噴墨頭包含沿第1方向等間隔分佈之複數個前述噴嘴孔，以設置於1個前述吐出模組中包含之複數個前述噴墨頭之前述噴嘴孔整體沿前述第1方向等間隔分佈之方式，調節相對於前述第1方向上的複數個前述噴墨頭的相對位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其中還具有顯示裝置，前述控制裝置藉由對每一前述供給模組累積前述墨水的加溫時間來計算累積加溫時間，並將前述累積加溫時間顯示在前述顯示裝置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之膜形成裝置，其中，前述控制裝置累積每一個前述吐出模組的運行時間來計算累積運行時間，並將前述累積運行時間顯示在前述顯示裝置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其中還具有位置檢測器，檢測附著在保持於前述載物台之前述基板之前述墨滴的位置，前述控制裝置進行如下操作：記憶以複數個像素定義之圖像資料，依據前述圖像資料來控制前述吐出模組，從複數個前述吐出模組的至少1個前述噴嘴孔朝向保持於前述載物台之評價用基板吐出前述墨滴，從前述位置檢測器檢測附著在前述評價用基板之前述墨水的位置，依據從前述位置檢測器獲取之前述墨水的位置資訊，將前述吐出模組的前述噴嘴孔分配在與從該噴嘴孔吐出之前述墨水的位置對應之前述像素中。
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