[发明专利]包含发光材料的液体喷射装置及相关制作和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体喷射装置，特别是一种包含发光材料以提供光源的液体喷射装置。

背景技术

液体喷射装置(fluid injecting device)可用来喷出墨水、汽油、化学溶液或其它液体物质，该装置已被广泛地运用于喷墨打印机(inkjetprinter)的墨盒等设备中。随着液体喷射装置的可靠度的不断提升、成本的大幅降低、以及可应用于高频率与高解析度的高品质液体物质的相继问市，液体喷射装置的用途也日趋广泛。举例来说，除了常见于喷墨打印机的墨盒外，液体喷射装置也可应用于传真机(facsimile machine)、多功能一体机(multi-function printer，MFP)、燃料喷射系统(fuelinjection system)、药物注射系统(drug delivery system)、喷印光刻技术(print lithography)及微喷射推进系统(micro jet propulsionsystem)等各类不同的领域。

举例来说，当液体喷射装置应用于打印输出文字资料或图片资料时(如喷墨打印机或传真机)，其喷孔的尺寸和位置会影响墨滴喷出速率、墨滴大小，及墨滴飞行方向等特性。喷墨打印机可通过不同喷孔喷出不同大小的墨滴来打印文件，如此不但可使其所打印的文件的色阶变化更多样，同时也可加快打印色阶时的速度。因此，喷孔的制程对液体喷射装置的表现影响很大，如何确保液体喷射装置的每一喷孔都能符合要求，是在制造液体喷射装置时的重要课题。

请参考图1，图1为现有技术中一液体喷射装置10的俯视图。液体喷射装置10包含多个喷孔N1-Nn。依据不同设计，喷孔N1-Nn可能具有不同的孔径、孔深，或排列方式，通常通过蚀刻制程来形成喷孔。一般来说，液体喷射装置10的喷孔N1-Nn首先经过薄膜沉积、曝光显影及蚀刻等步骤形成于一基材(如硅晶圆)之上，接着在喷孔制程完成后进行电性检测或结构检测等功能验证，最后才会进行切割与封装等后续制程。

在现有技术中，为了确保液体喷射装置10的每一喷孔都能符合制程要求，会在完成喷孔制程后以光学方式对喷孔数目、喷孔位置、喷孔尺寸，或喷孔周边轮廓进行结构检测，在执行后续制程前先排除喷孔制程欠佳的不良品，以节省生产成本。通常使用的喷孔结构检测技术是利用光学显微镜来进行目视检测，针对喷孔数目、喷孔位置和喷孔周边轮廓等表面参数可有效进行检测。然而，针对喷孔的垂直结构(例如孔深)等参数进行检测时，受限于光学显微镜的放大倍数及观测深度(景深)，且由于喷孔下方无法提供光源，因此现有技术无法有效地针对喷孔的垂直结构进行检测。

发明内容

本发明提供一种包含发光材料的液体喷射装置，该装置包含一基材，其包含一歧管；一喷孔层，其上形成有一喷孔；一衔接层，设于所述基材和所述喷孔层之间，所述衔接层于所述基材和所述喷孔层间形成一液体腔，且所述歧管、所述液体腔与所述喷孔三者彼此导通；以及一发光层，设置于所述衔接层、所述基材和所述喷孔层三者任一之上，所述发光层可发出光线，所述光线可透过所述喷孔而射出所述液体腔外。

本发明还提供一种制作包含发光材料的液体喷射装置的方法，其包含于一基材上形成一歧管；于一喷孔层形成一喷孔；于所述基材与所述喷孔层之间设置一衔接层以形成一液体腔，其中所述歧管、所述液体腔与所述喷孔三者彼此导通；以及于所述液体腔内设置一发光层以透过所述喷孔发出一光线。

本发明另提供一种制作与检测喷墨头的方法，其包含于一晶圆上制作多个包含喷孔、歧管、液体腔与发光层的喷墨头芯片；观察一喷墨头芯片的发光层透过相对应的喷孔所发射出的发光亮点；判断所述喷墨头芯片上发光亮点的位置、大小和数目是否符合规格要求；当所述喷墨头芯片上发光亮点的位置、大小和数目符合规格要求时，对所述喷墨头芯片进行封装及灌墨制程以制作一喷墨头；观察所述喷墨头上是否产生发光亮点；以及当所述喷墨头上未产生发光亮点时，将所述喷墨头包装出货。

本发明另提供一种判断喷墨头中墨水使用量的方法，其包含将一光源设置于对准一喷墨头的喷孔一预定时间，以使设于所述喷墨头的液体腔内的发光层透过所述喷孔来吸收光能量；将所述喷墨头移至无光源的暗处；观察所述喷墨头是否产生发光亮点；以及当所述喷墨头上产生发光亮点时，更换所述喷墨头。

本发明是运用光致发光的机制，在液体喷射装置内设置发光材料，以提供光学检测时所须的光源，因此除了喷孔数目、喷孔位置或喷孔周边轮廓等表面参数外，也能有效地针对喷孔的垂直结构(例如孔深)，与液体腔底部等参数进行检测。

附图说明