M328949 ^ 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種喷墨裝置，尤指一種可即時债測其 喷墨頭之全部喷嘴狀況的喷墨裝置。 5 •【先前技術】 - 目前，由於利用喷墨法形成配向膜的製程具有下列幾 項優點.（1)可提高形成之配向膜之膜厚的均勻度；(2)可降 低形成之配向膜之缺陷的種類與數目；以及（3)可簡化製程 10步驟並縮短製程所需的時間，所以業界逐漸採用喷墨法以 於一基板之表面形成配向膜。 圖1係習知之喷墨裝置的立體示意圖，習知之喷墨裝置 1包括：一載台11、一喷墨單元12、一位於載台丨丨之上方並 連接噴墨單元12的支持單元13、一驅動單元15以及一喷墨 I5頭驅動單元14，喷墨頭驅動單元丨4與支持單元13連接並用 以驅動喷墨單元12沿著支持單元13移動。驅動單元15則用 ·'以驅動支持單元13移動，使得支持單元13可於載台11上方 水平移動。其中，噴墨單元12具有一喷墨頭121，其為壓電 驅動式喷墨頭並具有複數個噴嘴（圖中未示）。藉由控制喷 2〇墨頭驅動單元14與驅動單元15,使得喷墨單元12可於載台 11上準確地移動。 而當喷墨裝置1進行正式的喷墨製程（將配向膜材料喷 灑於一基板的表面）前，其喷墨頭驅動單元14會先將喷墨單 凡12之噴墨頭121移動至一非工作區域（dummy區）（圖中 5 M328949 未示）以進行所謂的非工作清理（dummy purge)程序。而當 噴墨前的非工作清理程序執行完畢時，喷墨裝置1再利用清 掃單元（wiping)(圖中未示）清理喷墨頭121所具之複數個噴 嘴，再進行正式的喷墨製程。由於習知之噴墨裝置丨並未具 有任何喷嘴監測機制，所以如果有任何一個喷嘴因為堵塞 _的緣故而無法喷出配向膜材料時，使用者是無法立刻得知 .此異常情況並排除此異常狀況。使用者必須等到配向膜的 所有製程執行完畢後，藉由檢測配向膜表面因喷嘴動作不 > 良所造成不良現象（nozzle mura)而得知。此時，那些花費 1〇在噴灑製程之製程材料及時間已無法挽回。況且，在某些 情況，此不良現象（nozzle mura)並無法被檢測出來，因而 影響到後續完成之液晶面板的顯示品質。 因此’業界需要一種可即時偵測其噴墨頭之全部噴嘴 狀況的喷墨裝置，以應用於所有的喷墨製程。 15 【新型内容】 I. 本創作之目的係在提供一種噴墨裝置，俾能即時偵測 其喷墨頭所具之全部噴嘴狀況，以應用於各種的噴墨製程 中。 2〇 為達成此一目的，本創作之喷墨裝置包括有一載台， 用以承載基板；一噴墨單元，其包含至少一喷墨頭，且該 喷墨頭具有複數個噴嘴；一支持單元，設置於該载台之上 並連接該喷墨單元；一喷墨頭驅動單元，連接該支持單元 並驅動該支持單元移動；以及一喷嘴監測系統，其具有一 6 M328949 發光源、-光偵測器以及一分析單元，且該發光源與該光 偵測裔係相對配置於該些喷嘴的下方。 本創作之另一噴墨裝置，包括有一基座；一載台，配 置於該基座上，-載台驅動單元，連接於該載台並驅動該 5載台移動；一喷墨單元，其包含至少一喷墨頭，且該喷墨 •頭具^複數個喷嘴；-支持單元，位於該基座上並連接該 •喷墨單70 ;以及一喷嘴監測系統，具有一發光源、一光偵 測器以及一分析單元，且該發光源與該光偵測器係相對配 置於該些噴嘴的下方。 10 在本創作之一較佳實施例中，喷墨裝置更可包括有一 收集單元。在另一較佳實施例中，該發光源及該光偵測器 没置於該收集單元之相對兩侧。 在又一較佳實施例中，如上所述之喷墨裝置更可包括 有α泳單元。此外’此清潔單元可設置於該收集單元中。 15 本創作之噴墨裝置，其中該發光源及該光偵測器較佳 地可設置於該喷墨頭之相對兩侧。 抑在本創作一較佳實施例之喷墨裝置中，該喷墨頭驅動 單元可包括有一伺服馬達、一步進馬達或一磁浮馬達。 在本創作一較佳實施例之喷墨裝置中，該發光源可為 20 線狀光源。 本創作之喷墨裝置，其中該光偵測器並無特殊限制， 在一較佳實施例中，該光偵測器可為電荷耦合裝置或半導 體光偵測器。 在本創作一較佳實施例之喷墨裝置中，喷嘴監測系統 7 M328949 更可包括一光偵測器驅動單元。此光偵測器驅動單元之種 類並無特殊限制，可為飼服馬達、步進馬達或磁浮馬達。 在本創作一較佳實施例中，喷墨裝置更可包括有一影 像擷取單元。此影像擷取單元並無特殊限制，可為電荷耦 5合裝置或半導體光偵測器。 ， 在本創作一較佳實施例之喷墨裝置中，該發光源可為 •點狀光源，該點狀光源更可連接於一發光源驅動單元。此 發光源驅動單元並無特殊限制，可為伺服馬達、步進馬達 或磁浮馬達。 4 10 —在本創作一較佳實施例之喷墨裝置中，該載台驅動單 π可包括有一伺服馬達、一步進馬達或一磁浮馬達。 本創作之喷墨裝置，其中該等喷嘴之種類並無特殊限 制，在一較佳實施例中，該等噴嘴可為壓電驅動式噴嘴或 熱氣泡驅動式噴嘴。 15 本創作之噴墨裝置，其中該些喷嘴之數目並無特殊限 制，在一較佳實施例中，噴嘴的數目可介於32至128之間。 因此，本創作之喷墨裝置可藉由其喷嘴監測系統，在 正式噴墨製程前即時地監測其全部喷嘴的狀況，且當檢測 出任何噴嘴發生異常狀況時，如某一個喷嘴堵塞，立即將 20此一異常狀況排除掉。亦即，本創作之喷墨裝置可在確認 其全部噴嘴的狀況-切正常後，才藉由其喷墨頭之全部; 嘴將配向膜材料喷灑於一基板的表面。因此，本創作之喷 墨裝置可避免無謂的製程材料及製程時間的浪費，且可大 幅提高其所執行之喷墨製程的良率。 M328949 此外’本創作之喷墨裝置可為任何類型之喷墨裝置， 較佳為配向膜噴墨裝置、有機發光面板喷墨裝置、彩色淚 光板喷墨裝置或生醫晶片喷墨裝置。 5【實施方式】 - 以下係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方 . 式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之内容輕易地 了解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同 的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦 1〇可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各 種修飾與變更。 本創作之實施例中該等圖式均為簡化之示意圖。惟該 專圖式僅顯示與本創作有關之元件，其所顯示之元件非為 實際實施時之態樣，其實際實施時之元件種類、形狀及數 15量可為選擇性之設計，且實際實施型態可能更複雜。 實施例1 本創作之喷墨裝置可應用於不同類型的喷墨製程，例 如應用於有機發光面板之有機官能基層之喷墨製程、彩色 瀘、光片之於色光阻的喷墨製程或是應用於配向膜之喷墨製 2〇程。本實施例中，係用於將配向膜材料喷灑於基板之表面 以形成一配向膜，即應用於配向膜之喷墨製程。 圖2係本實施例之喷墨裝置的立體示意圖，本實施例之 喷墨裝置2包括有一載台21、一喷墨單元22、一位於載台21 之上方並連接喷墨單元22的支持單元23、一與支持單元23 M328949 連接並驅動支持單元23移動之喷墨頭驅動單元24以及一設 置於喷墨單元22的喷嘴監測系統25。 喷墨頭驅動單元24包括有一步進馬達241、一水平驅動 桿242、一對連接單元245、一對垂直驅動桿302以及一對伺 5 服馬達301。其中，藉由伺服馬達301及垂直驅動桿302驅動 及控制支持單元23之上下移動位置，噴墨單元22連結於支 持單元23，因此噴墨單元22係隨著支持單元23—起移動。 ' 此外，藉由水平驅動桿242及步進馬達241驅動及控制連接 ，單元245之水平移動位置，並因此帶動喷墨單元22—起移 10 動。經由上述之設計，喷墨單元22可以準確地移動至喷墨 製程所需的特定位置及高度。 本實施例中亦包括一對影像擷取單元27，例如為一電 荷耦合裝置（CCD)，並藉由影像擷取單元27讀取基板211上 之「定位標記」，以確認基板211位於正確的位置。 15 請參閱圖3A及圖3B，喷墨單元22包括有一喷墨頭221 , 以及複數個喷嘴222,喷嘴222係連接於喷墨頭221下方。本 p 實施例中，喷墨頭221為壓電驅動式喷墨頭，係藉由電壓訊 號來控制喷嘴222之吐墨量。同時，本實施例中喷墨頭221 下方係配置64個喷嘴222(為圖示清楚之目的，圖3 A並未繪 20 示全部的喷嘴）。然而，上述喷嘴222之數量以及控制喷嘴 吐墨量之方式可視實際需求而輕易變換，並非指本創作侷 限於此。 喷嘴監測系統25包括有一發光源251、一光偵測器252 以及一分析單元253。本實施例中，發光源251為一線狀光 M328949 源，如一冷陰極螢光燈管（CCFL)，光偵測器252則為一電 荷耦合裝置（CCD)。分析單元253係用以接收並分析光偵測 器252所偵測到之訊號。光偵測器252組設於喷墨頭221之侧 邊，並且連接於驅動桿255上，藉由光偵測器驅動單元254 5 及驅動桿255使得光偵測器252可沿著平行驅動桿255之方 向移動，本實施例之光偵測器驅動單元254可為一步進馬 達。請參閱圖3B，發光源251組設於喷墨頭221之另一側， ' 發光源251與光偵測器252之間形成光學偵測路徑266[cfi]， 喷嘴222位於光學偵測路徑266上方。喷嘴監測系統25係用 10 於監測喷墨頭221之各喷嘴的運作狀況，並於監測出任一喷 嘴發生異常狀況時，如喷嘴堵塞等，發出一警告訊號。 此外，如圖2所示，載台21前端設置有一收集單元29， 收集單元29中設置有一清潔單元28。在進行產品之喷墨製 程前，喷墨單元22先移動到收集單元29上方，藉由清潔單 15 元28清理喷嘴222，即所謂「非工作清理程序」，然後再進 行喷墨測試，並於喷墨過程中啟動喷嘴監測系統25來進行 「喷嘴狀況監測」程序。收集單元29之主要功能為收集喷 墨測試時所喷出的墨水（配向膜材料），避免所喷出之墨水 污染裝置的其他部分。 20 以下將詳細敘述本實施例之喷嘴監測系統25運作的原 理，並配合圖3A、圖3B、圖4A及圖4B說明「噴嘴狀況監 測」程序。 如前所述，喷嘴監測系統25的發光源251為一線狀光 源，如一冷陰極螢光燈管（CCFL)，光偵測器252則為一電 11 M328949 荷耦合裝置（CCD)。冷陰極螢光燈管的長度係大於喷墨頭 221的寬度，以使冷陰極螢光燈管所發出的光線可均勻地照 射於喷墨頭221下方之複數個喷嘴222。 而如圖3A及3B所示，當喷嘴監測系統25進行喷嘴狀況 5 監測時，墨水由喷嘴222噴出。光偵測器驅動單元254驅動 一驅動桿255旋轉，使得位於驅動桿255上的光偵測器252 往復地移動，並接受從發光源251發射後經光學偵測路徑 • 266而來的光線，即光偵測器252以掃描的方式得到通過各 喷嘴222下方之光線的分佈結果。接著，這些結果便被傳送 10 至分析單元253進行分析，以判斷各喷嘴222的狀況。 圖4A及圖4B即為前述之光偵測器252掃描所得之結果 的示意圖，此兩圖形均分佈有許多暗紋。這些暗紋的形成 原因係由於喷墨頭221之喷嘴222喷出墨水（配向膜材料）的 15
20 頻率高於光偵測器252的接收頻率，所以當墨水正常地從喷 嘴喷出時，這些被喷出的墨水便會遮蔽那些通過喷嘴下方 的光線，造成這些光線無法被光偵測器252接收。也就是 說，此兩圖中的暗紋便代表著墨水可順利地從喷嘴喷出。 請同樣參閱圖4A及圖4B，首先，由於圖4A之圖形具有 與喷墨頭221之喷嘴222相同數目（64)的暗紋，且其每一條 暗紋的寬度也大致相同，所以圖4A顯示本實施例之喷墨裝 置之喷嘴2 2 2在進行所謂的非工作清理程序後，其所有喷嘴 222均能順利地將墨水（配向膜材料）喷出，並無任何喷嘴堵 塞。相反地，如圖4B所示，由於此圖形具有數目小於較喷 墨頭221之喷嘴222之數目（複數）的暗紋，且某幾條暗紋的 12 M328949 寬度顯然與其他暗紋的寬度不同，所以圖4B顯示本實施例 之喷墨裝置之喷墨頭2 21在進行非工作清理程序時，某些喷 嘴222發生了堵塞或其他種類的異常現象，需要加以排除。 最後，一旦確認其喷墨頭221所具之全部喷嘴222的狀 5況一切正常後，本實施例之喷墨裝置2才藉由其喷墨頭221 之全部喷嘴222將墨水（配向膜材料）噴灑於一基板211的表 面以形成一配向膜，即執行產品之配向膜噴墨製程。但是， 若本實施例之喷墨裝置之喷嘴監測系統25發現有任何喷嘴 222發生異承狀況，如得到類似圖所示的圖形，喷墨裝 10置2便藉由其清掃單元28清理喷墨頭221所具之全部喷嘴 222 π理元畢後，噴墨裝置2會再次進行「喷嘴狀況監測」 來檢查所有喷嘴222的狀況。 實施例2 圖5係本創作第二實施例之噴墨裝置之喷嘴監測系統 15的上視不意圖，在本實施例中，本創作之喷墨裝置的結構 與前述之本創作第一實施例之噴墨裝置的結構大致相同， 兩者之間的差異僅在於在其喷嘴監測系統所具有之發光源 的類型不同。也就是說，在本實施例♦，喷墨裝置之喷嘴 監測系統的發光源為一點狀光源，如一具有複數嗰 二 2〇極體之發光單元。而在前述之實施例中，其噴墨裝置之= 嘴監測系統的發光源則為一線狀光源。 、 如圖5所示，本實施例之噴嘴監測系統具有一發光源 51、一光偵測器52以及一分析單元（圖中未示）。其中，發 光源5丨為一具有複數個發光二極體之發光單元，光偵測^ 13 M328949 52則為一電荷耦合裝置（CCD)。此外，為了簡化圖式，圖5 中僅繪出一部分的喷嘴53。當此喷嘴監測系統進行喷嘴狀 況監測時，一發光源驅動單元54，例如一步進馬達，驅動 一驅動桿541旋轉，使得位於驅動桿541上的發光源51往復 5 地移動，而另一步進馬達55則驅動另一驅動桿551旋轉，使 得位於驅動桿551上的光偵測器52往復地移動。此時，發光 源51及光偵測器52係同步地往復移動，即兩者同步地來回 * 掃描於喷墨裝置之各噴嘴53的下方，使得那些從發光源51 | 通過各喷嘴53之下方的光線可被光偵測器52接收，而得到 10 如前述之圖4A及圖4B所示的圖形。最後，這些掃描所得之 結果便被傳送至分析單元（圖中未示）進行分析，以判斷各 喷嘴53的狀況。判斷的方法與前述之藉由圖4A及圖4B之暗 紋數目與寬度判斷喷嘴狀況方法相同，在此便不再贅述。 實施例3 15 圖6係本實施例之喷墨裝置的立體示意圖。本實施例之
^ 喷墨裝置6包括有一基座69、一載台61、一載台驅動單元 62、一喷墨單元63、一支持單元64、一喷墨頭驅動單元60 以及一喷嘴監測系統65。載台61設置於基座69上，且載台 61與載台驅動單元62相連接，藉由載台驅動單元62驅動載 20 台61水平移動。喷墨單元63經由支持單元64而連接於喷墨 頭驅動單元60，並由喷墨頭驅動單元60驅動支持單元64而 帶動喷墨單元63上下移動，如圖6所示。 承接上述，本實施例中載台驅動單元62包括一對步進 馬達621以及一對驅動桿622，使得載台驅動單元62可準確 M328949 地控制載台61之水平移動位置。因此在產品的喷墨過程 中，載台61移動至喷墨單元63下方並且平穩向前移動。換 言之，本實施例係藉由載台61之移動而完成載台61上基板 611的喷墨製程。 5 喷墨單元63包括有一喷墨頭631以及複數個喷嘴632， 喷嘴632係連接於喷墨頭631下方。本實施例中，喷墨頭631 為壓電驅動式喷墨頭，係藉由電壓訊號來控制喷嘴632之吐 * 墨量。同時，本實施例中喷墨頭631下方配置有128個喷嘴 (未繪示全部的喷嘴）。 10 本實施例之喷墨頭驅動單元60固設於基座69上，喷墨 頭驅動單元60包括有一對驅動桿602以及一對伺服馬達 601，並藉由伺服馬達601帶動驅動桿602轉動，使得支持單 元64及喷墨單元63可以上下移動。亦即藉由喷墨頭驅動單 元60控制喷墨單元63之垂直位置。 15 此外，如圖6所示，本實施例之喷墨裝置更包括一對影
像擷取單元66，其為一電荷耦合裝置（CCD)，並藉由讀取 載台61所承載之基板611上的「定位標記」，來確認基板611 的位置。 本實施例中，收集單元67設置基座69上，並且配置於 20 喷墨單元63下方。收集單元67中設置有一清潔單元（圖中未 示），上述收集單元67與清潔單元之功能與實施例1相同， 在此便不再贅述。 本實施例之喷嘴監測系統65設置收集單元67上，且位 於收集單元67之相對兩側，用以監測喷嘴之狀況，並於噴 15 M328949 嘴發生異常時發出一警告訊號。嘴監測系統65具有一發光 源65卜一光偵測器652以及一分析單元653。在進行「喷嘴 狀況監測」程序時，喷墨單元22向下移動到接近發光源651 與光偵測器652之預設位置，但是不遮蔽發光源651與光偵 5測器652間的光學偵測路徑。然後再進行噴墨測試，同時啟 .動光偵測器652來接收及偵測發光源65丨所發射出之光線， 藉此來判斷各喷嘴的狀況。嘴監測系統65及其判斷各喷嘴 運作狀況的方式與實施例i相同。 綜上所述，本創作之喷墨裝置可藉由其喷嘴監測系 10統，在正式喷墨製程之前即時地監測其全部噴嘴的狀況， 且當檢測出任何喷嘴發生異常狀況時，如某一個喷嘴堵 塞，使用者便可立即將此一異常狀況排除掉。因此，本創 作之喷墨裝置可在綠認其喷墨頭所具之全部喷嘴的狀況一 切正常後，才藉由其喷墨頭之全部喷嘴將墨水（配向膜材料） 15喷灑於一基板的表面以形成一配向膜，而不像習知之喷墨 裝置必須等到從完成之配向膜上發現喷嘴暈（n〇zzle mura) 現象以後，使用者才發現先前之喷墨製程所使用之喷墨裝 置有異常狀況發生。因此，本創作之喷墨裝置可避免無謂 的製程材料及製程時間的浪費，且可大幅提高其所執行之 20 配向膜的喷墨製程的良率。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 16 M328949 【圖式簡單說明】 圖1係習知之喷墨裝置的立體圖。 圖2係本創作實施例1之噴墨裝置立體干意圖。 圖3A為本創作實旖加， 罝立體不思圖 5示意圖。 1之噴墨單元及喷嘴監測系統之立體 為本創作實施例1之噴墨單元及喷嘴監測減之侧視 圖4A及圖4B係顯示 測所得之結果的示意圖創作實施例1之喷嘴監測系統監 ^ 6 H11作實施例2之噴嘴監測系統的上視示意圖。 圖6係本創作實施例3之噴墨襄置立體示意圖。 【主要元件符號說明】 1噴墨裝置 2噴墨裝置 6噴墨裝置 11載台 12喷墨單元 13支持單元 14喷墨頭驅動單元 15驅動單元 21載台 22噴墨單元 23支持單元 24噴墨頭驅動單元 25噴嘴監測系統 27影像擷取單元 28清掃單元 29收集單元 51發光源 52光偵測器 53噴嘴 S4發光源驅動單元 55步進馬達 6〇喷墨頭驅動單元 17 M328949 61載台 62載台驅動單元 63喷墨單元 64支持單元 65喷嘴監測系統 66影像擷取單元 67收集單元 69基座 121喷墨頭 211基板 221喷墨頭 222喷嘴 241步進馬達 242水平驅動桿 245連接單元 251發光源 252光偵測器 253分析單元 254光偵測器驅動單元 255驅動桿 266光學偵測路徑 541驅動桿 551驅動桿 601伺服馬達 602驅動桿 611基板 621步進馬達 622驅動桿 631喷墨頭 632喷嘴 651發光源 652光偵測器 653分析單元 18