TWI321101B - Ink-jet device and process thereof - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-種喷墨裝置，特別是—種應用於基板之 噴墨裝置及方法。 【先前技術】 高精密度噴墨裝置以喷墨控制器驅動喷墨頭或噴墨元 ^ ’其產生喷墨係'相對於第-點噴墨位置而產生喷墨行為， y般而言，第一點喷墨位置係以試誤法定位一喷墨位置，即 以)工方式找出喷墨訊號啟動位置。不同喷墨基板會有不同 之噴墨訊號啟動位置，所以更換噴墨基板時需重新定位，耗 費時間及人工。 第1圖所示為習知喷墨製程之示意圖，噴嘴裝置31接收 喷墨讯號後將墨滴32喷落於基板80之噴墨圖案81的位置， ，中噴墨的位置係相對於一喷墨啟動點（圖上未示）的位置而 定。一旦喷墨啟動點錯誤，則所有墨滴32之位置亦錯誤，因 此噴墨啟動點於喷嘴裝置31進行喷墨製程中扮演重要角 色，然目前喷墨啟動點係以試誤法決定，不同基板又需要重 新定位’極為耗時費功。 其次’於噴墨製程中需要控制基板載台的速度、判斷喷 墨啟動點之位置及喷墨頻率，如第2圖所示為一般之喷墨裝 置之噴墨控制流程，其步驟如下： 、 92步戰91，設定基板載台速度及設定噴墨啟動點。步驟 1噴墨於基板的喷墨圖案上，依據已設定之喷墨頻率將墨 =噴射於設定之噴墨區域。步驟93，判斷第一點噴墨位置是 正確’第一點噴墨位置影響喷墨是否能正確噴射於喷墨圖 ⑶ 1101 案上，若是錯誤，將影響後續所有之噴 法找出其喷墨啟動點1是嘴墨啟動細目前以試誤 9卜92。步驟94,當噴墨啟動點 =則重新進行步驟 墨結束。 ％料竹墨程序至噴 由上述可知開發新嘴墨裝置及新… 度喷墨製程的一重要課題。 、表私仍為高精密 【發明内容】 •ft 為了解決上述問題，本發明之—目、θ 置，取代習知的試誤法，採用仙卜供—種喷墨裝 %。 赁墨払示以啟動喷墨行 本發明之另-目的係提供一種高精密 噴墨時之載台速度、嘴墨頻率及依據墨方法’控制 動喷墨行為。 墨‘不之訊號藉以啟 為了達到上述目的，本發明— 主控制器；-影像感測控制器設置二：噴墨裝置’包括 裝置之間，用以控制影像感測裝置：—f制裔與-影像感測 制器與-喷嘴之間’用以控制喷嘴之噴墨行為； 置於主控繼與-鱗接收嗔墨鮮控制益攻 ㈣.控制頻率接收11以產生噴墨 «’ -基鋪台魅控㈣連接，肋承載基板；—馬達位置回授 控制器包含知位置感絲，設置於主控制^及位置感應器之間， 以计算基板載台的位置及旋轉角度，並產生位置調整訊號；一馬達驅 動迴路包含與位置感應器對應之多個馬達，設置於主控制器及馬達 之間，依據位置調整訊號，用以移動基板載台及旋轉至正確之位置及 角度。 6 上喑21L本發明之實施例之基板載台之位置感應裝置用以偵測基板 噴^^的位置及方向，通常具有四個位置感應裝置以分別標示出 置，二、、γ、z及角度，多個馬達分別設置對應於位置感應裝 由馬達驅動迴路移動基板載台至正確的位置及方向。 生嘴】者、，本發明一實施例之噴墨方法，依據噴墨標示而產 事置:、’提供—具有喷墨圖案及噴墨標示之基板後，設定嗔墨 狀出ί板載㈣移動速率。__喷祕科產生-噴墨訊號並 噴黑^魅鱗後產生喷墨鮮崎。之紐射麵率訊號產生 二:，墨頻率係為基板載台之移動速率與二喷墨標示間之距離 、，若使用倍頻驅動，則為比值的整數倍。 -拓本發明之—實施例中的喷墨標示可表示位置及方向，一般 ^雪曰I陣列圖案作為喷墨標示。喷墨圖案係喷墨區域 ，若應用於薄 其姑_雕板，則為薄膜電晶體_之圖案；若顧於彩色濾光 基板，則為晝素陣列之圖案。 之試誤法t發⑽利用—種啟動喷墨標示來啟触墨行為，避免習知 也mi需要不斷校正及重新設定之步驟，對整個噴墨方法而言能 纗云3式誤法之繁雜步驟。 【實施方式】 墨的技術需要喷墨裝置、噴墨 以下以實施例並配合圖式以說 利用啟動噴墨標示進行噴 圖案及噴墨^法三部份配合， 明本發明之内容。 控制整個噴黑::：發明一實施例之噴墨裝置，主控制器100 置210及主控影像感測控制器200設置於影像感測裝 感測裝置叫二其Γ控制影像感測裝置210，影像 、用乂擷取基板上喷墨圖案的影像。其次，喷 墨控制器300設置於喷嘴310及主控制器100之間，用以控 制喷嘴310進行噴墨行為。 喷墨頻率控制器400設置於頻率接收器410及主控制器 100之間，以控制頻率接收器410。藉由頻率接收器410偵測 一基板上之噴墨標示偵測出啟動喷墨之正確位置，並計算出 噴墨頻率及產生喷墨頻率訊號。於一實施例中，頻率接收器 410為一種感測裝置，例如接觸式感測裝置或非接觸式感測 裝置。接觸式感測裝置，例如探針感測裝置，係直接與基板 接觸以感測喷墨標示。非接觸式感測裝置，例如光學式感測 裝置或磁學式感測裝置，其不與基板直接接觸而以光學感測 或磁場感測出喷墨標示。 再者，繼續參照第3圖，馬達位置回授控器500包含多 個位置感應器，設置於主控制器1〇〇與位置感應器之間，用 以計算基板載台7〇〇之位移及旋轉角度之修正量，並產生基 板載台700之移動與旋轉訊號，如圖中X、Y、Z位置感應器 510、520、530及旋轉位置感應器540,分別感應出基板的X、 Y、Z及旋轉角度，並計算出其修正量及產生位置調整訊號。 其次，馬達驅動迴路600包含與位置感應器對應之多個 馬達，設置於主控制器100與馬達之間，用以控制馬達，藉 由馬達驅動基板載台700移動至正確之位置，如圖中之X、 Υ、Ζ馬達610、620、630及旋轉馬達640，依據位置修正量 驅動基板載台7〇〇將基板移至正確之位置。基板載台700則 用以承載基板，其中基板包含噴墨圖案及喷墨標示。 參考第4圖，說明本發明一實施例之基板800的結構， 基板800包含喷墨圖案812及喷墨標示811。本實施例之喷 墨圖案812為一畫素矩陣圖案，若應用於薄膜電晶體陣列基 板，則為薄膜電晶體陣列基板上之薄膜電晶體陣列之圖案； 1321101 若應用於彩色濾光基板，則為畫素陣列之圖案。本實施例之 噴墨標示81卜設置於噴墨圖案812旁，標示出喷墨啟動位 置，因喷墨標示811與噴墨圖案812之相對位置固定，精確 標示出喷墨啟動位置及方向，故可取代傳統的試誤法，一次 噴墨係對一畫素喷墨。 參考第5圖，說明本發明另一實施例之基板咖的結構， 與第4圖之實施例之差異在於喷墨圖案812中之畫素及喷墨 標示811並不一一對應。當對大尺寸的基板進行喷墨時，一

次喷墨可以橫跨數個畫素，故喷墨標示811之間距，即表示 一次喷墨之距離包含數個畫素之長度。 〜 以下介紹喷墨基板之製作，請參考第6A〜6c圖，藉以說 明本發明-實施例之基板上製作嘴墨標㈣製作流程，以下 說明實施例之步驟。 苐6A圖所*，於基板80〇上形成薄膜810，若應用於薄 膜電晶體陣板㈣應其閘極層，若制 即對應其鐘絡層，並於薄膜⑽㈣# 1 色，慮光基板 得联上形成一光阻層82〇。如

6B圖所示，利用具有喷墨圖案及嘴墨標示的光罩，令 800在此光罩下經過一曝光及 土 ,t± 化夂顯衫之過程，光阻層820形成 晝素矩陣之喷墨圖案及喷墨禪 貝！知不之圖案。如第0C圖所示， 顯衫後之基板800經過钱刻之過程，其上之薄❹ 素矩陣之喷墨圖案及噴墨標 n ^ 之圖案，取後去光阻即完成喷 墨基板之製作，其俯視圖如第4 圖案如第7圖所示。 帛及5圖’而—喷墨標示 第7圖說明本發明—訾始点丨+ ‘ , f ^-r 811 -fi® - u, - 例之喷墨標示811的圖案，喷 墨才示不811可#不出贺墨圖索S12之位置 中的噴墨標示811為包含四個 ”肖本實施例 3四個矩形陣列之圖案，可標示出與 9 喷墨圖案812之相對位置及苴 形陣列之矩形數量並不限制’，、但^少^墨標示811内之矩 第8圖所示為實作本發明一 + 圖’為說明方便，令基板之噴 二之噴墨方法之流程 畫素之長度D，二喷墨標示間包含 1陣列早 3.·.，並將基板安置於噴墨裝置 ，、甲11丄 方法之步驟： 置之基板载台上，以下說明喷墨 步驟911，設定噴墨裝置之 墨滴數量肿2，3.·.，即所料喘"及母-次喷墨之 率f與M、V之關係如下：頻驅動之倍率’故噴墨頻 欲广MWR ’其中以一次噴墨之移動距離，-次喷黑之 移動距離係約為二喷墨標示之 人喷，土之 丨J叼跑離nD，故得下列關係： R = nD，其中η=ι，2, 3…，如笛$ Λ由 墨標示間包含3個畫素之長度n = 3 二喷 中’兩個噴墨標示間僅包含一個畫素之長度㈣(即：=d)圖 墨頻率卜職D’即設mm即可決定嘖 查頻罕。 、 步‘ 912 圍 ，移動基板載台藉以使基板進入噴嘴的喷墨 範 步驟913，產生喷墨訊號， 示產生嘴墨訊號。 利用頻率接收器感測喷墨標 步驟914，產生噴墨頻率訊號，噴墨頻率控制器接收噴 墨訊號，依據設定步驟911之設定值計算出噴墨頻率，並產 生喷墨頻率訊號。 步驟915，啟動喷墨，主控制器於接收喷墨頻率控制器 之訊號啟動喷墨控制器以驅動喷嘴進行一次喷墨行為。 1321101 步驟916，停止噴墨，主控制器依據設定步驟911之設 定值而停止本次喷墨行為。 步驟917，偵測基板載台是否繼續移動，主控制台依據 基板載台是否繼續移動作為整個喷墨行為是否結束之依據。 若基板載台繼續移動，表示整個喷墨並未結束，等待一 喷墨訊號進行下一次喷墨行為，即由步驟913產生喷墨訊號 重複進行一次喷墨行為。

步驟918，結束喷墨，當基板載台停止移動，判斷為結 束整個噴墨行為。 本發明可應用於薄膜電晶體陣列基板與彩色濾光基板之 製作，尤其應用於彩色濾光基板時，每一畫素包含三個子晝 素（即RGB)，一般使用三道光罩之製程，而利用本發明不需 要此三道光罩之製程，而係採用噴墨方法代替，如此完成彩 色濾光基板之製作，大幅降低製作成本。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特 點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之内容 並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依 本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本 發明之專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第1圖所示為習知之喷墨裝置之噴墨示意圖。 第2圖所示為習知之噴墨方法流程圖。 第3圖所示為根據本發明一實施例之噴墨裝置示意圖。 第4圖所示為根據本發明之一實施例之喷墨基板俯視示意圖。 11 第5圖所示為根據本發明之另 ^ 耳施例之噴墨基板俯視示意圖。 第6Α、6Β及6C圖所示為 同階段之側面剖視示意^ 發明—實施例之喷墨基板製程在不 第7圖所示為_本發明之 产 _ 貫施例之噴墨標示圖案示意圖。 第8圖所示為根據本發明之_實施例之無方法之流程圖。 【主要元件符號說明】

31 32 80 81

噴嘴裝置 墨滴 基板 噴墨圖案 步驟 主控制器 影像感測控制器 影像感測裝置 嘴墨控制器 噴嘴 噴墨頻率控制器 頻率接收器 馬達位置回授控制器 χ位置感應器 γ位置感應器 ζ位置感應器 旋轉位置感應器 馬達驅動迴路 X馬達 Υ馬達 91、92、93、94 100 200 210 300 310 400 410 500 510 520 530 540 600 610 620 12 1321101 630 Z馬達 640 旋轉馬達 700 基板載台 800 基板 810 薄膜 820 光阻層 811 喷墨標示 812 喷墨圖案 911 ' 912 ' 913 ' 914 步驟 915、916、917、918

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Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 】· 一種噴墨裝置，包含： 一主控制器； 一影像感測裝置； 、一影像感測控制器，設置於該主控制器與該影像感測裝置之間，用 以控制該影像感測裝置； 一噴嘴； 噴墨控制器’設置於該主控制器與該噴嘴之間，用以控制該噴嘴； 一頻率接收器； 、’ —噴墨頻率控制器，設置於該主控制器與該頻率接收器， 该頻率接收器； 利 一基板載台，與該主控制器連接，用以承載一基板； 馬達位置回授控制器，包含多個位置感應器，設置於該主控制器 ―。些位置感應器之間’用以計算該基板載台的—位置及—旋轉角度之 一調整幅度；及 X 主扣生‘達驅_路，&含該些位置感應器對應之多個馬達，設置於該 2.如i ，用以控制絲板載台之触置及該旋轉‘ 置感應置，其中該些位置感應器包含-X位 應器。 S感應器、一Z位置感應器及-旋轉位置感 =項1所述m置，其中該些馬達— 4 :2、一 Z馬達及一旋轉馬達。 違 嗔墨標=所述之噴㈣置，其中該基板包含—喷墨圖案及 * 如明求項4所述之喷墨裝置 6·如請求項5所述之噴墨裝 形圖案》 、 其中該喷墨標示包含一矩形陣列圖案。 ’其中該矩形陣列圖案包含至少一個矩 1321101 7.如=求項4户斤述之噴墨裝置，其中該喷墨圖案包含一薄膜電晶體陣 列土板之_薄膜電晶體陣列圖案。 如二求項4所述之噴墨裝置，其中該喷墨圖案包含一彩色遽光絲 之畫素陣列圖案。 9· Ϊ請求項1所述之嗔墨裝置，其中該頻率接收器包含-接觸式感測 裝置8 10·= 4求項9所述之喷4裝置’其中該接觸式制裝置包含—探針式 感測裝置。

   11·如吻求項i所述之噴墨褒置，其中該頻率 含—非接觸式感 測裝置。 12·如請求項n所述之噴墨農置，其中該非接觸式感測裝置包含一光 學感測裝置。 13. 如„月求項n所述之噴墨裝置其中該非接觸式感測裝置包含一磁 學感測裝置。 14. 一種噴墨方法，包含： 提供一基板’该基板上具有至少一喷墨圖案與至少一喷墨標示； 设定-基板載台之移動速率，並將該基板置於該絲載台； 债測該些噴墨標示以產生至少一喷墨訊號； 根據s玄些喷墨訊號產生至少一噴墨頻率；以及 根據該些噴墨頻率驅動一喷嘴進行該基板之喷墨。 I5·如味求項14所述之喷墨方法，其中任一該些喷墨頻率係為該基板載 台之移動速率與任二個相鄰之該些喷墨標示間之距離的比值。 16.士 #求項I4所述之噴墨方法，其中任一該些喷墨頻率包含一倍頻驅 動，任一該些噴墨頻率係為該基板載台之移動速率與任二 噴墨標示間之距離的比值之整數倍。 相叙該些 15