专利名称：液晶显示元件的制造机台及其平台上异物检查的方法
技术领域：
本发明是有关于一种制造机台以及检査机台内是否具有异物的方 法，且特别是有关于一种用来形成液晶显示元件的配向膜的制造机台， 以及检查制造机台内用以承载基板的平台表面是否具有异物的液晶显 示元件的制造机台及其平台上异物检查的方法。
背景技术：
由于液晶显示元件(Liquid Crystal Display, LCD)具有体积薄、
重量轻、耗电量少以及无辐射污染等特性，于近年来日渐广泛使用。其 应用产品包括了小尺寸的携带式资讯产品如个人数位助理(PDA)， 一般
尺寸的笔记型电脑或桌上型的液晶显示屏幕。大尺寸的应用产品如30 吋 40吋的液晶电视等亦逐渐受到重视，而在市场上占有一席之地。
液晶显示元件的结构主要是在一上下电极基板之间夹设液晶层而 成。上电极基板例如是一具有彩色滤光片的基板(CF Substrate)，下电 极基板例如是一具有薄膜晶体管的基板(TFT Substrate)。而上下电极 基板的内侧分别具有一配向膜(Alignment Film)，用来控制液晶分子排
列方向。制作时，可将配向膜材料涂布于基板内侧后，再经过配向处理 例如刷磨(Rubbing)方式，使材料表面的分子不再杂散分布，而是依照 固定而均一的方向排列。现在亦有业者开发以非刷磨式配向技术对配向 膜进行配向处理，例如光配向法(Photo-al ignment)和离子束配向法 (Ion Beam Alignment)等。无论是否经由刷磨方式达到配向，配向膜的 存在使液晶分子无论是在有电场或无电场的情况下都可依照特定的倾 斜方向和预定的倾斜角度排列，因此，配向膜的制作实为控制LCD显示 品质的关键程序之一。
目前业界使用的配向膜材料主要成份为聚亚酰胺(Polyimide， PI)树脂。PI树脂具有耐热性佳、耐化学溶剂及辐射线、电气绝缘特性佳等
特性，是可以提供LCD稳定显示品质的一种半导体级高分子树脂材料。 一般在实际制作时，先将配向膜材料均匀的涂布至印刷凸版例如液体感 光树脂凸版(日本Asahi公司制造，业界简称APR版)上，再利用印 刷凸版转印至基板上，之后再对具配向膜材料的基板进行处理，例如干 燥、配向和制作显示元件的后续步骤。
作为印刷凸版的APR版价格十分昂贵，在LCD前段制程成本中占有 相当高的比例。根据统计，在配向膜制造机台中使用的APR版，自然劣 化的比例极少，而因外力而报废的比例占绝大多数，其中又以玻璃(基 板材料)破片刺伤占大部分。这种玻璃异物产生的原因可能是进行配向 膜材料转印之前，基板已有裂痕或破损，或是进行转印时基板不当受力 而产生碎裂。由于制造机台中用以承载基板的平台与转印用的APR版之 间的距离十分贴近，如果平台上残留有破片等异物，在平台移动时破片 会粘附在APR版上并造成剌伤或刮伤，此时APR版无法再使用，必须报 废。另外， 一但APR版粘附上破片造成刺伤或刮伤，此版必须拆下以清 除破片并再做确认，而机台部分则必须等待另一片APR版清洗并安装后 再重新开线。因此，APR版的损伤不但造成金钱损失，更浪费了许多工 时和人力。
发明内容
本发明有关于一种液晶显示元件的制造机台及其平台上异物检查 的方法，利用反射式感测元件以检查制造机台内用以承载基板的平台表 面是否具有异物，以避免异物损伤制造机台的元件(例如APR版)，进而
减少金钱与时间的损失。
根据本发明的第一方面，提出一种制造机台，用以形成一液晶显示 元件的一配向膜，此机台至少包括一平台、 一第一转轮、 一第二转轮、 一印刷凸版和一平台感测组件。平台可移动式地承载显示元件的一基 板。第一转轮设置于平台上方处，且第一转轮的表面均匀涂布一配向膜 材料。第二转轮设置于平台上方并位于第一转轮的一侧，印刷凸版设置于第二转轮的表面，且印刷凸版可与基板的表面接触，且第一转轮可选 择性地与印刷凸版接触或分离。平台感测组件用以检测平台的表面，包 括一感测元件和一反射元件，分别相对应地设置于平台的两侧，其中感 测元件所发射的一光束被反射元件反射后回到感测元件，光束的行进方 向实质上垂直于平台的一移动方向。其中，感测元件所发射的光束例如 是一激光光束。
根据本发明，再提出一种制造机台，用以形成一液晶显示元件的一
配向膜，此机台至少包括一平台、 一材料供给组件(material supply assembly)、 一成膜组件(film formation assembly)和 一 反射式感测组 件。平台可移动式地承载液晶显示元件的一基板，材料供给组件设置于 平台上方处。成膜组件设置于平台上方并位于材料供给组件的一侧，一 配向膜材料可从材料供给组件转移至成膜组件上，再由成膜组件转印至 基板上，以形成配向膜。反射式感测组件设置于平台的侧边以检测平台 的表面。其中，反射式感测组件的所发出的一第一光束具有一第一强度，
反射后所接收的一第二光束具有一第二强度，比较第一、第二强度后可 得知平台上是否存在一异物。其中，反射式感测组件所发出的第一和第 二光束例如是一激光光束。
根据本发明，提出一种检查异物的方法，用以检测一制造机台的一 平台上是否具有异物，其中制造机台用以将一配向膜材料转印至平台上 的一显示元件基板，所述方法包括
提供一感测元件和一反射元件，分别相对应地设置于平台的两侧， 感测元件可发射一光束并接收被反射元件反射后的光束；
提供一控制元件，感测元件与平台分别与控制元件电性连接；
当配向膜材料转印完毕且平台上的显示元件基板被移走后，控制元 件令平台朝一预定位置移动，并同时启动感测元件以进行异物检测，感 测元件启动后发出的一具有一第一强度的光束，经由反射元件反射光束 至感测元件则具有一第二强度；和
控制元件根据第一、第二强度判断平台上是否具有异物。其中，感 测元件所发射的第一、第二光束例如是一激光光束。根据本发明，再提出一种检査异物的方法，用以检测一制造机台的 一平台上是否具有异物，其中制造机台用以将一配向膜材料转印至平台 上的一显示元件基板，所述方法包括
(a) 设置一反射式感测组件于平台的侧边，感测组件可发出一光束 并接收反射后的光束，以检测平台的表面；
(b) 设置一控制元件，且感测组件与平台分别与控制元件电性连接；
(c) 完成配向膜材料的转印后，移走显示元件基板；
(d) 控制元件令所述平台往一预定方向移动并同时启动感测组件， 光束于发射时具有一第一强度，反射后具有一第二强度；
(e) 控制元件根据第一、第二强度判断平台上是否具有异物，若判 断有异物则进行步骤(f)，若判断没有异物则继续进行步骤(d);
(f) 控制元件令平台停止移动，并清除平台上的异物，清除完毕后 再进行步骤(d)。
其中，反射式感测元件所发射的第一、第二光束例如是一激光光束。 本发明由于采用了以上的技术方案，可以检查机台内用以承载基板
的平台表面上是否具有玻璃破片或其他异物，进而避免因刮伤或刺伤印
刷凸版如APR版而增加无谓的制造成本。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配
合所附图式，作详细说明。
图1绘示依照本发明一较佳实施例的配向膜制造机台的示意图。
图2A绘示本发明一较佳实施例的感测组件的示意图。
图2B分别绘示本发明一较佳实施例的感测组件与检测异物时的示意图。
第3A 3C图为依照本发明一较佳实施例的配向膜制作及异物检测 方法的示意图。图中主要元件符号说明如下:
1:制造机台
10:平台
12:基板
20:材料供给组件
22:第一转轮
24:分散器
26:刮刀
28:驱动装置
30:成膜组件
32:第二转轮
34:印刷凸版
40:反射式感测组件
42:感测元件
44:反射元件
46:高度调整装置
50:控制元件
60:异物
dl、d2:光束的行进方向
Fl、F2:平台的移动方向
具体实施例方式
以下提出一较佳实施例作为本发明的说明；然而实施例中所提出的 配向膜制造机台仅为举例说明之用，并不会对本发明欲保护的范围做限 縮。再者，实施例中的图示亦省略不必要的元件，以利清楚显示本发明 的技术特点。
请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的配向膜制造机台的 示意图。制造机台1至少包括一平台(Table)10、 一材料供给组件 (Material Supply Assembly)20 、 一成膜组件 (Film FormationAssembly)30和一反射式感测组件40。其中，平台IO上可移动式地承 载了液晶显示元件的一基板12，如一薄膜晶体管基板(TFT substrate) 或一彩色滤光片基板(CF substrate)。材料供给组件20设置于平台10 的上方处，成膜组件30亦设置于平台10上方并位于材料供给组件20 的一侧， 一配向膜材料可从材料供给组件20转移至成膜组件30，再由 成膜组件30转印至基板12上，以提供液晶配向膜(未显示于图1中)。 反射式感测组件40则设置于平台40的侧边，借由比较感测组件40所 发出的强度和反射后所接收到的强度，可检测出平台40表面上是否具 有碎片等异物。另外，感测组件所发出的光束可以是红外线或是激光光 束等等，本发明对此并不特别限制。
如图1所示，材料供给组件20包括一第一转轮22、 一分散器 (dispenser)24、 一整平元件如刮刀26和 一 驱动装置28 。分散器24可 将一配向膜材料如PI树脂分散至第一转轮22的表面。刮刀26则与第 一转轮22的表面接触，以将配向膜材料均匀涂布于第一转轮22的表面。 驱动装置28与第一转轮22连接，以驱动第一转轮22前进或后退。成 膜组件30包括第二转轮32，设置于平台10上方并位于第一转轮22的 一顶ij。第二转轮32的表面上设置有一印刷凸版34，如感光树脂凸版(APR 版)，当第一转轮22与印刷凸版34接触后，配向膜材料可从第一转轮 22转移至印刷凸版34，再由印刷凸版34转印至基板12上，以提供液 晶配向膜。在此较佳实施例中，反射式感测组件40位于成膜组件30正 下方，但本发明并不以此为限，熟悉此领域的技术人员亦可依照实际应 用状况决定感测组件40的位置。
请参照图2A，其绘示本发明一较佳实施例的感测组件的示意图。感 测组件40包括一感测元件42和一反射元件44，分别相对应地设置于平 台10的两侧，位于检测平台10的表面。感测元件42所发射的一光束 到达反射元件44后，再被反射回到感测元件42。在此较佳实施例中， 感测元件42所发射的光束和被反射元件44所反射的光束其行进方向重 合，且光束的行进方向(如dl、 d2方向所示)实质上垂直于平台10的移 动方向(如Fl、 F2方向所示)。其中感测元件42所发射的光束例如是一激光光束。
请参照图2B，其分别绘示本发明一较佳实施例的感测组件与检测异 物时的示意图。如图2B所示，感测元件42所发射的光束其下缘十分靠 近平台IO的表面。若平台10上有异物60存在，感测元件42所发射的 光束一部分会被异物60阻挡，使反射后感测元件42所接收到的光束的 强度减弱。因此，感测元件42所发出的第一光束(例如第一激光光束) 具有一第一强度，被反射元件44反射后感测元件42所接收的第二光束 (例如第二激光光束)具有一第二强度，比较第一、第二强度，例如第二 强度小于第一强度，即可得知平台10上是否存在一异物60。
另外，制造机台更包括一控制元件50(图2A)，分别与平台10和感 测组件(如感测元件42)电性连接。当感测组件40检测到异物60存在时， 控制元件50可立即使平台10停止移动。再者，亦可输入一强度下限值 于控制元件50内，若反射的第二强度小于下限值，则判断平台10上具 有异物。
感测组件40还可较佳地包括一高度调整装置46，与控制元件50电 性连接。当平台10的高度必须随着不同的基板12厚度而做些微调整时， 感测组件的高度也必须随的上升或下降，高度调整装置46可令感测组 件40随着平台10的高度变化而调整至适当的高度。另外，在实际应用 的制造机台许可的情况下，也可将感测组件40直接装设在平台10上， 使感测组件40和平台10可同步升降。
以下则根据本发明一较佳实施例，说明在显示元件的基板上形成配 向膜的过程中，以感测组件40进行异物检测的方法，以避免异物损伤 印刷凸版(如APR版34)。但具有通常知识者当知，以下方法所叙述的各 个步骤并不用以限制本发明，而是可依实际应用的需求做适当的调整与 更动。
第3A 3C图为依照本发明一较佳实施例的配向膜制作及异物检测 方法的示意图。如图3A所示，首先将一待转印的基板12置于平台10 上，且分散器24将一配向膜材料如PI树脂滴在第一转轮22上，并以 刮刀26将配向膜材料均匀涂布于第一转轮22的表面。接着，如图3B所示，驱动装置28驱动第一转轮22前进，以与第 二转轮32上的印刷凸版如APR版34接触。第一转轮22和第二转轮32 的转动方向分别如R1、 R2所示。第一转轮22上例如是具有多个凹槽， 而APR版34上例如是具有圆形凸出物，以将凹槽内的PI树脂挤压出来 并带走。因此，借由第一转轮22和第二转轮32的接触和转动的过程中， 可将配向膜材料分布至APR版34的表面。在适当的时间点，控制元件 50亦启动平台10使其往Fl方向移动，以令平台IO上的基板与APR版 34接触，使APR版34上的材料均匀地转印至基板12表面上，提供一配 向膜。
当配向膜转印完毕后，基板12自平台10上被移走，以进行基板12 的后续处理，例如干燥、配向和制作显示元件的其他后续步骤；而驱动 装置28也驱动第一转轮22退离APR版34，如图3C所示。此时，平台 10往F2方向移动(欲回到一起始位置)，而控制元件50同时启动感测元 件40，以进行平台10表面的异物检测(请参考图2A、图2B及相关说明， 在此不再赘述)。
当检测到平台10上具有异物时，控制元件50则立即停止平台10 的移动，并可同时发出一警告声响(warning alarm)。清除平台10上的 异物后，并以感测元件40确认后，即可令平台10继续朝F2方向移动。
虽然上述实施例是以架设一组反射式感测组件40，以检测平台10 表面上是否有异物存在为例，然而制造机台1内亦可增设一组基板感测 组件以检测基板12的表面，若基板12因本身品质不良或沾染其他异物， 而造成可能刮伤或刺伤APR版的可能性，即可立即停止平台10的移动， 并移走此基板12。当然此组基板感测组件亦可使用反射式感测方式(请 参照图2A、图2B及相关说明)，来达到检测异物的目的，并可具备一调 整装置以随着基板12的高度变化对应地调整基板感测组件的高度。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限 定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神 和范围内，都可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围以权利 要书范围所界定的为准。
权利要求
1. 一种制造机台，用以提供一液晶显示元件的一配向膜，其特征在于，所述机台至少包括一平台，可移动式地承载所述元件的一基板；一第一转轮，设置于所述平台上方处，且所述第一转轮的表面均匀涂布有一配向膜材料；一第二转轮，设置于所述平台上方并位于所述第一转轮的一侧；一印刷凸版，设置于所述第二转轮的表面，且所述印刷凸版可与所述基板的表面接触，且所述第一转轮可选择性地与所述印刷凸版接触或分离；和一感测组件，用以检测所述平台的表面，所述组件包括一感测元件和一反射元件，分别相对应地设置于所述平台的两侧，其中，所述感测元件所发射的一光束被所述反射元件反射后回到所述感测元件，所述光束的行进方向实质上垂直于所述平台的一移动方向。
2. 如权利要求1所述的制造机台，其特征在于，还包括 一基板感测组件，与所述控制元件电性连接并用以检测所述基板的表面，所述基板感测装置亦包括一感测元件和一反射元件，分别相对应 地设置于所述基板的两侧，其中，所述感测元件所发射的一光束被所述反射元件反射后回到所 述感测元件，所述光束的行进方向实质上垂直于所述基板的一移动方 向。
3. 如权利要求2所述的制造机台，其特征在于，所述基板感测组 件还包括一调整装置，以随着所述基板的高度变化对应地调整所述感测 元件和所述反射元件的高度。
4. 如权利要求1所述的制造机台，其特征在于，还包括 一分散器，将所述配向膜材料分散至所述第一转轮的表面； 一刮刀，与所述第一转轮的表面接触，以均匀涂布所述配向膜材料于所述第一转轮的表面；和一驱动装置，与所述第一转轮连接，并驱动所述第一转轮前进或后 退，以与所述第二转轮上的所述印刷凸版接触或分离。
5. —种制造机台，用以形成一液晶显示元件的一配向膜，其特征 在于，所述机台至少包括一平台，可移动式地承载所述元件的一基板； 一材料供给组件，设置于所述平台上方处；一成膜组件，设置于所述平台上方并位于所述材料供给组件的一 侧， 一配向膜材料可从所述材料供给组件转移至所述成膜组件上，再由 所述成膜组件转印至所述基板上以形成所述配向膜；和一反射式感测组件，设置于所述平台的侧边以检测所述平台的表面，其中，所述反射式感测组件的所发出的一第一光束具有一第一强 度，反射后所接收的一第二光束具有一第二强度，比较所述第一、第二 强度后可得知所述平台上是否存在一异物。
6. 如权利要求5所述的制造机台，其特征在于，所述材料供给组 件包括一第一转轮，设置于所述平台上方处；一分散器，邻近所述第一转轮以将所述配向膜材料分散至所述第一 转轮的表面；一刮刀，与所述第一转轮的表面接触，以均匀涂布所述配向膜材料 于所述第一转轮的表面；和一驱动装置，与所述第一转轮连接，并驱动所述第一转轮前进或后退。
7. 如权利要求5所述的制造机台，其特征在于，所述成膜组件，包括一第二转轮，设置于所述平台上方并位于所述第一转轮的一侧；和一印刷凸版，设置于所述第二转轮的表面，且所述印刷凸版可与 所述基板的表面接触，且所述第一转轮可借由所述驱动装置选择性地与 所述印刷凸版接触或分离。
8.如权利要求5所述的制造机台，其特征在于，所述反射式感 测组件包括一感测元件和一反射元件，分别相对应地设置于所述平台的 两侧，所述反射式感测元件可发射所述第一光束并接收被所述反射元件 所反射回来的所述第二光束。
9. 一种异物检查的方法，用以检测一制造机台的一平台上是否具 有异物，其中所述制造机台用以将一配向膜材料转印至所述平台上的一显示元件基板，其特征在于，所述方法包括提供一感测元件和一反射元件，分别相对应地设置于所述平台的两 侧，所述感测元件可发射一光束并接收被所述反射元件反射后的所述光 束；提供一控制元件，所述感测元件与所述平台分别与所述控制元件电性连接；当所述配向膜材料转印完毕且所述平台上的所述显示元件基板被 移走后，所述控制元件令所述平台朝一预定位置移动，并同时启动所述 感测元件以进行异物检测，所述感测元件启动后发出的一具有一第一强 度的光束，经由所述反射元件反射所述光束至所述感测元件则具有一第 二强度；和所述控制元件根据所述第一、第二强度判断所述平台上是否具有异物。
10. —种异物检査的方法，用以检测一制造机台的一平台上是否具 有异物，其中所述制造机台用以将一配向膜材料转印至所述平台上的一 显示元件基板，其特征在于，所述方法包括(a)设置一反射式感测组件于所述平台的侧边，所述感测组件可发 出一光束并接收反射后的所述光束，以检测所述平台的表面；(b) 设置一控制元件，且所述感测组件与所述平台分别与所述控制 元件电性连接；(c) 完成所述配向膜材料的转印后，移走所述显示元件基板；(d) 所述控制元件令所述平台往一预定方向移动并同时启动所述感 测组件，所述光束于发射时具有一第一强度，反射后具有一第二强度；(e) 所述控制元件根据所述第一、第二强度判断所述平台上是否具 有异物，若判断有异物则进行步骤(f)，若判断没有异物则继续进行步 骤(d);(f) 所述控制元件令所述平台停止移动，并清除所述平台上的异物， 清除完毕后再进行步骤(d)。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示元件的制造机台以及检查其平台的方法。制造机台至少包括一平台、一材料供给组件、一成膜组件和一反射式感测组件。平台可移动式地承载液晶显示元件的一基板，材料供给组件设置于平台上方处。成膜组件设置于平台上方并位于材料供给组件的一侧，一配向膜材料可从材料供给组件转移至成膜组件上，再由成膜组件转印至基板上，以形成配向膜。反射式感测组件设置于平台的侧边以检测平台的表面。其中，反射式感测组件的所发出的一第一光束具有一第一强度，反射后所接收的一第二光束具有一第二强度，比较第一、第二强度后可得知平台上是否存在一异物。可避免因刮伤或刺伤印刷凸版如APR版而增加无谓的制造成本。
文档编号B25H1/00GK101414072SQ200710182390
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者周水德, 林武重 申请人:奇美电子股份有限公司