CN101041289A - 液滴喷射检查装置、液滴喷射装置及涂布体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在短时间内检测出作为卫星滴的伴随滴的发生、进而可以高精度地求出涂布对象物上的液滴着落位置的液滴喷射检查装置及液滴喷射装置。所述装置配备有：对包含利用从喷嘴喷射液滴的液滴喷射头喷射的液滴着落点区域在内的检查区域的图像进行摄影的摄影部(19b)，以及对摄影的检查区域的图像进行图像处理、判断有无比液滴(E)的主滴(E1)小的伴随着该主滴(E1)的伴随滴(E2)的机构(20a)。

Description

液滴喷射检查装置、液滴喷射装置及涂布体的制造方法

技术领域

本发明涉及检查液滴的着落异常的液滴喷射检查装置，配备有该液滴喷射检查装置的液滴喷射装置及涂布体的制造方法。

背景技术

通常，喷墨式的液滴喷射装置被用于制造液晶显示装置、有机EL(电致发光)装置、电子发射装置、等离子体显示装置以及电泳显示装置等。

这种液滴喷射装置备有从多个喷嘴分别喷射液滴的液滴喷射头(例如，喷墨头)，利用该液滴喷射头使液滴着落到涂布对象物上，形成规定图形的点列。例如，在液晶显示装置的制造工艺中，通过利用液滴喷射装置向透明基板上呈点状依次涂布R(红)、G(绿)即B(青)各种颜色的墨水，制成各种颜色的点依次排列的滤色器。

在这种液滴喷射装置中，当从喷嘴中喷射液滴时，存在当喷射了该液滴的主滴之后，喷射比主滴小且速度慢的微小的伴随滴、即卫星滴的情况。卫星滴在时间上比主滴慢，另外，由于是微小滴，所以容易飞散，着落到规定的图形形状之外的区域的可能性大。因此，在卫星滴对图形的形状产生恶劣影响的情况下，液晶显示装置或有机EL装置等的显示装置的显示性能等会降低。

作为检测这种卫星滴的发生的方法，提出了这样的技术，即，依次使施加到液滴喷射头上的施加电压变化，根据这种变化对多个喷嘴中的每一个依次拍摄飞翔中的液滴，检测卫星滴的发生(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特开2005-14216号公报

发明内容

但是，在前述技术中，由于由多个喷嘴的每一个依次喷射液滴，依次拍摄飞翔中的液滴，所以检查时间变长。另外，由于拍摄飞翔中的液滴，所以很难高精度地求出涂布对象物上的液滴(主滴及伴随滴)的着落位置。

本发明是鉴于上述问题做出的，其目的是提供一种能够在短时间内检测出作为卫星滴的伴随滴的发生、进而可以高精度地求出在涂布对象物上的液滴的着落位置的液滴喷射检查装置，液滴喷射装置及涂布体的制造方法。

根据本发明的实施方式的第一个特征在于，在液滴喷射检查装置中，配备有：摄影部，所述摄影部对检查区域的图像进行摄影，所属检查区域包含利用从喷嘴喷射液滴的液滴喷射头喷射的液滴所着落的区域；对摄影的检查区域的图像进行图像处理、判断有无比液滴的主滴小的伴随着该主滴的伴随滴的机构。

根据本发明的实施方式的第二个特征在于，在液滴喷射装置中，配备有：从喷嘴喷射液滴的液滴喷射头；以及，根据前述第一个特征的液滴喷射检查装置。

根据本发明的实施方式的第三个特征在于，在涂布体的制造方法中，包括电压调整工序，该工序为：喷射液滴，检测有无伴随液，在检测出有伴随液的情况下，调整为了喷射液滴而施加到压电元件上的电压，再次喷射液滴。

根据本发明，可以在短时间内检测出作为卫星滴的伴随滴的发生，进而，可以高精度地求出涂布对象物上的液滴的着落位置。

附图说明

图1是表示根据本发明的第一种实施方式的液滴喷射装置的简略结构的外观立体图。

图2是表示图1所示的液滴喷射装置所配备的液滴喷射头的简略结构的剖视图。

图3是表示图1所示的液滴喷射装置所配备的液滴喷射检查装置的简略结构的侧视图。

图4是表示图3所示的液滴喷射检查装置配备的载置台上的液滴着落后的检查基板的平面图。

图5是表示图3所示的液滴喷射检查装置的检查处理的流程的流程图。

图6是说明施加电压与卫星滴发生数的关系用的说明图。

图7是表示根据本发明的第二种实施方式的液滴喷射装置配备的液滴喷射检查装置的检查处理的流程的一部分的流程图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面参照图1至图6说明本发明的第一种实施方式。

如图1所示，根据本发明的第一种实施方式的液滴喷射装置1由以下部分构成：涂布盒1A，用于利用从喷嘴喷射墨水的液滴E的液滴喷射头(喷墨头)2、向作为涂布对象物的基板3上涂布墨水；墨水补充盒1B，用于向该墨水涂布盒1A供应墨水；液滴喷射检查盒1C，用于检查液滴喷射头2的液滴E的着落异常。这些墨水涂布盒1A、墨水补充盒1B及液滴喷射检查盒1C相互邻接配置，一起固定到台架4的上面。

在墨水涂布盒1A的内部，叠层有Y轴方向滑动板5、Y轴方向移动台6、X轴方向移动台7及基板保持台8。这些Y轴方向滑动板5、Y轴方向移动台6、X轴方向移动台7及基板保持台8形成平板状。

Y轴方向滑动板5固定在台架4的上面。在Y轴方向滑动板5的上面，沿着Y轴方向设置多个导向槽5a。在这些导向槽5a上，配合有设置在Y轴方向移动台6的下面的导向用突起部(图中未示出)。藉此，将Y轴方向移动台6可沿着Y轴方向移动地设置在Y轴方向滑动板5的上面。该Y轴方向移动台6借助采用Y轴方向移动马达(图中未示出)的驱动机构，沿着各个导向槽5a在Y轴方向上移动。

在Y轴方向移动台6的上面，沿着X轴方向设置有多个导向槽6a。在这些导向槽6a上配合有设置在X轴方向移动台7的下面的导向用突起部(图中未示出)。藉此，X轴方向移动台7可沿着X轴方向移动地设置在Y轴方向移动台6的上面。该X轴方向移动台7借助采用X轴方向移动马达(图中未示出)的驱动机构，沿着各个导向槽6a在X轴方向上移动。

保持基板3的基板保持台8固定在X轴方向移动台7的上面。该基板保持台8备有把持基板3的基板把持机构9，借助该基板把持机构9将基板3紧密地固定到基板保持台8上。作为基板把持机构9，例如，采用コ字形的夹紧件等。另外，作为基板3的保持机构，例如，也可以设置吸附基板3的基板吸附机构，以代替基板把持机构9。作为基板吸附机构，例如，可以采用橡胶吸盘或吸引泵等。

这里，根据X轴方向编码器(图中未示出)的脉冲状的输出信号，检测基板保持台8向X轴方向的移动量，同样地，根据Y轴方向编码器(图中未示出)的脉冲状的输出信号，检测基板保持台8向Y轴方向的移动量。

在墨水涂布盒1A的内部竖立设置两个支柱10。另外，在液滴喷射检查盒1C的内部也竖立设置一个支柱10。位于墨水涂布盒1A内部的两个支柱10，在与Y轴方向滑动板5的导向槽5a正交的方向、即在X轴方向中设置在夹着Y轴方向滑动板5的位置上。另外，位于液滴喷射检查盒1C内部的一个支柱10，与两个支柱10设置在同一直线上。

X轴方向滑动板11横架在这些支柱10上。在X轴方向滑动板11的前面，沿着X轴方向设置导向槽11a。在该导向槽11a上配合有设置在底板13的背面的导向用突起部(图中未示出)，所述底板13垂直地设置有分别具有液滴喷射头2的多个喷墨头单元12。藉此，底板13可在X轴方向移动地设置在X轴方向滑动板11上。底板13、即喷墨头单元12借助利用头单元移动马达(图中未示出)的驱动机构，沿着导向槽11a在X轴方向上移动。

在各个喷墨头单元12的前端分别设置液滴喷射头2。液滴喷射头2经由供应管14从墨水容器15接受墨水的供应。墨水容器15连接到设置在墨水补充盒1B中的墨水补充容器16上，始终处于从墨水补充容器16接受墨水的供应的状态。

在喷墨头单元12中设置有：使液滴喷射头2在垂直于基板3的表面(上表面)的方向、即在Z轴方向上移动的Z轴方向移动机构12a；使液滴喷射头2在Y轴方向上移动的Y轴方向移动机构12b；使液滴喷射头2在θ方向上旋转的θ方向旋转机构12c。藉此，液滴喷射头2能够在Z轴方向及Y轴方向上移动，能够在θ方向上旋转。

另外，在墨水涂布盒1A的内部，设置用于清理液滴喷射头2的喷嘴的墨水堵塞等的头维护单元17。该头维护单元17配置在喷墨头单元12的移动方向的直线上与基板3隔离的位置。另外，当喷墨头单元12移动到与头维护单元17对向的位置时，头维护单元17自动地清洗喷嘴的堵塞等。

在液滴喷射检查盒1C的内部设置有液滴喷射检查装置18。液滴喷射检查装置18配有对由液滴喷射头2喷射的液滴E的着落进行检查的检查部19、及驱动控制该检查部19的检查控制单元20。检查部19对着落到作为涂布对象物的检查基板3a上的液滴E摄影，检查其着落异常的发生。另外，检查控制单元20驱动控制检查部19的各个部分，在检查部19中进行检测液滴E的着落异常的发生的动作。

在台架4的内部设置控制液滴喷射装置1、主要是墨水涂布盒1A的各个部分的控制部21。该控制部21和检查控制单元20电连接起来，相互发射和接收控制信号等各种信号。

控制部21具有存储各种程序的存储部，根据这些程序，进行Y轴方向移动台6的移动控制、X轴方向移动台7的移动控制、底板13的移动控制、Z轴方向移动机构12a的驱动控制、Y轴方向移动机构12b的驱动控制及θ方向旋转机构12c的驱动控制等。藉此，可以使保持在基板保持台8上的基板3与垂直设置在底板13上的喷墨头单元12的相对位置进行各种变化。

其次，对于液滴喷射头2进行详细说明。

如图2所示，液滴喷射头2配有：容纳从墨水容器15供应的墨水I的多个墨水室31；形成各个墨水室31的壁的一部分的隔膜32；分别对应于各个墨水室31设置的多个压电元件(致动器)33；具有分别与各个墨水室31连通的多个喷嘴(贯通孔)34、形成各个墨水室31的壁的一部分的喷嘴板35。

各个喷嘴34以一定的节距间隔呈直线安置，形成在喷嘴板35上。另外，隔膜32形成板状。在该隔膜32上分别粘结固定有各个压电元件33。隔膜32由于各个压电元件33的驱动而变形，因此，对应于隔膜32的变形，增减墨水室31的容积。据此，墨水室31内的墨水I从喷嘴34作为液滴E被喷射出来。

更详细地说，各个压电元件33当施加电压时收缩，使隔膜32向上方移动，使隔膜32的形状变化。这时，墨水室31内的压力变为负，经由供应管14从墨水容器15向墨水室31内补充墨水I。之后，当对压电元件33施加的电压变成零时，隔膜32返回到原来的状态。这时，墨水室31内被压迫，墨水I从喷嘴34作为液滴E被喷射出来。

其次，对于液滴喷射检查装置18配备的检查部19及检查控制单元20进行详细说明。

如图3所示，检查部19包括：载置作为涂布对象物的检查基板3a用的载置台19a；设置在离开载置台19a且与检查基板3a的着落面对向的位置上的摄影部19b；可相对于载置台19a水平移动地支承该摄影部19b的支承部19c。

载置台19a设置在液滴喷射检查盒1C的大致中央的台架4上，在其上表面支承检查基板3a。检查基板3a的上表面是液滴E着落的着落面。作为检查基板3a例如采用玻璃基板等。

摄影部19b可移动地设置在支承部19c上。该摄影部19b具有切换广角及望远的光学变焦功能，如图4所示，对包含利用液滴喷射头2喷射的液滴E所着落的区域在内的检查区域的图像进行摄影。这里，检查区域是检查基板3a的着落面(上表面)。

支承部19c形成臂状，设置在载置台19a上。该支承部19c具有导向槽19d，该导向槽19d相对于检查基板3a的着落面在水平方向、例如X轴方向上对摄影部19b进行导向。设置在摄影部19b上的导向用突起部(图中未示出)配合到该导向槽19d中。藉此，摄影部19b沿着导向槽19d在X轴方向上移动。

检查控制单元20配有：对摄影部19b进行驱动控制的检查控制部20a；显示由摄影部19b拍摄的检查基板3a的着落面的图像等各种图像的显示部20b。作为显示部20b，采用液晶显示器或CRT显示器等。

检查控制部20a电连接到摄影部19b及台架4内的控制部21上。该检查控制部20a具有存储各种程序的存储部，根据这些程序，进行各种处理。

例如，检查控制部20a对摄影部19b进行驱动控制，使之沿着导向槽19d在摄影位置及待机位置移动。摄影位置是摄影部19b与检查基板3a的大致中央对向的位置。另外，待机位置是摄影部19b不妨碍各个喷墨头单元12对检查基板3a的喷射动作的位置，是不与检查基板3a对向的位置。

另外，检查控制部20a，对利用摄影部19b拍摄的检查区域的图像、即检查基板3a的着落面的图像(参照图4)进行图像处理，检测比液滴E的主滴E1小、伴随着该主滴E1的伴随滴E2的有无。

其次，对于这种结构的液滴喷射装置1的液滴喷射动作及检查动作进行说明。另外，检查动作在液滴喷射装置1上升时进行，或者，定期地进行，例如每1小时进行一次。

台架4内的控制部21及液滴喷射检查装置18的检查控制部20a根据存储在存储部的各种程序，进行液滴喷射动作及检查动作。这里，各个喷墨头单元12在与头维护单元17对向的待机位置待机。另外，摄影部19b在不与检查基板3a对向的待机位置待机。

在液滴喷射装置1的液滴喷射动作中，控制部21使各个喷墨头单元12从待机位置移动到与基板3对向的位置。藉此，各个喷墨头单元12被X轴方向滑动板11的导向槽11a导向，移动到与基板3对向的位置。

在这种状态下，控制部21对Y轴方向移动台6及X轴方向移动台7进行驱动控制，此外，对各个喷墨头单元12的液滴喷射头2的喷射动作进行驱动控制。与此相应，液滴喷射头2使液滴E着落到在Y轴方向上移动的基板3上，依次形成规定图形的点列。

另一方面，在液滴喷射装置1的检查动作中，如图5所示，首先，检查控制部20a使各个喷墨头单元12移动到与液滴喷射检查装置18的载置台19a上的检查基板3a对向的位置，进而，将用于使液滴E喷射的控制信号发送到控制部21(步骤S1)，在各个喷墨头单元12的液滴喷射头2的喷射动作及退避移动完毕时待机(步骤S2的NO(否))。

响应该控制信号，控制部21使各个喷墨头单元12移动到与液滴喷射检查装置18的载置台19a上的检查基板3a对向的位置。藉此，各个喷墨头单元12被X轴方向滑动板11的导向槽11a导向，移动到与载置台19a上的检查基板3a对向的位置。

在这种状态下，控制部21在各个喷墨头单元12的液滴喷射头2处进行喷射液滴E的喷射动作。藉此，各个喷墨头单元12的液滴喷射头2分别从各个喷嘴34向检查基板3a的着落面喷射液滴E。这些液滴E作为点列着落到载置台19a上的检查基板3a的着落面上(参照图4)。

然后，控制部21使各个喷墨头12移动到待机位置。藉此，各个喷墨头单元12被X轴方向滑动板11的导向槽11a导向，移动到待机位置。另外，控制部21将通知各个喷墨头单元12的喷射动作及退避移动完毕的通知信号传送到检查控制部20a，等待接收来自于检查控制部20a的许可信号。

其次，检查控制部20a，在接收到通知信号、判断为各个喷墨头单元12的喷射动作及退避移动完毕的情况下(步骤S2的YES(是))，使摄影部19b移动到摄影位置(步骤S3)。藉此，摄影部19b被支承部19c的导向槽19d导向，移动到与检查基板3a的大致中央对向的摄影位置。

然后，检查控制部20a在摄影部19b进行摄影动作(步骤S4)。与此相应，摄影部19b对包含液滴E所着落的区域在内的检查区域、即检查基板3a的着落面的图像进行摄影。

其次，检查控制部20a使利用摄影部19b拍摄的检查基板3a的着落面的图像显示在显示部20b上(步骤S5)。与此相应，显示部20b显示检查基板3a的着落面的图像。其次，检查控制部20a对由摄影部19b拍摄的检查基板3a的着落面的图像进行图像处理，判断有无比液滴E的主滴E1小、伴随着该主滴E1的伴随滴(卫星滴)E2(步骤S6)。

例如，将检查基板3a的着落面的图像进行二值化处理，在表示各个液滴E(主滴E1)的黑的区域的节距之间，判断是否有表示伴随滴E2的黑点。在判断为有黑点的情况下，判断为有伴随滴E2，在没有黑点的情况下，判断为没有伴随滴E2。另外，将检查基板3a的着落面的图像进行二值化处理，计算出各液滴E(主滴E1及伴随滴E2)的面积，判断该面积是否小于规定值。在计算出的面积小于规定值的情况下，判断为有伴随滴E2，在计算出的面积大于规定值的情况下，判断为没有伴随滴E2。

检查控制部20a，在判断为有伴随滴E2的情况下(步骤S6的YES(是))，通知发生了伴随滴E2(步骤S7)。例如，检查控制部20a使通知发生了伴随滴E2的图像等显示在显示部20b上。与此相应，显示部20b显示通知发生了伴随滴E2的通知图像等。另一方面，当判断为没有伴随滴E2的情况下(步骤S6的NO(否))，将允许液滴喷射装置1的液滴喷射动作的允许信号传送到控制部21(步骤S8)。与此相应，控制部21进行前述液滴喷射动作。

另外，在通知发生伴随滴E2的情况下，操作者认识到伴随滴E2的发生，在该伴随滴E2的着落位置对图形的形状造成恶劣影响等情况下，改变分别施加到液滴喷射头2的各个压电元件33上的各施加电压等的设定，或者更换液滴喷射头2的喷嘴板35，或者更换液滴喷射头2。

如上面所说明的那样，根据本发明的第一种实施方式，对包含由液滴喷射头2喷射的液滴E所着落的区域在内的检查区域、即检查基板3a的着落面的图像进行摄影，对所拍摄的检查基板3a的着落面的图像进行图像处理，判断有无比液滴E的主滴E1小、伴随着该主滴E1的伴随滴E2，借此，可以同时检查从各个喷嘴34分别喷射的多个液滴E，所以，可以在短时间内检查作为卫星滴的伴随滴E2的发生。进而，由于拍摄检查基板3a的着落面的图像，所以，可以高精度地求出检查基板3a上的液滴E的着落位置。例如，可以高精度地求出各个液滴E之间的节距距离或从主滴E1到伴随滴E2的距离等。

这里，在利用液滴喷射检查装置18依次改变施加到一个液滴喷射头2的各个压电元件33上的施加电压，使液滴E喷射，并求出这时的伴随滴(卫星滴)E2的发生数的情况下，如图6所示，获得表示施加电压和卫星滴的发生数之间的关系的波形。藉此，求出卫星滴发生数为0时的施加电压。从而，通过将施加电压设定在卫星滴发生数为0的范围内，能够可靠地防止卫星滴的发生。这时，检查控制部20a根据操作者对连接到该检查控制部20a上的键盘等输入部的输入操作，或者，存储如图6所示的波形数据，根据该波形，将施加电压设定在卫星滴的发生数为0的范围内。

另外，在将施加电压设定在卫星滴的发生数变为0的范围内的情况下，有必要确认所设定的施加电压处于能够获得所希望的喷射量的施加电压的范围内。在所设定的施加电压不在能够获得所希望的喷射量的施加电压的范围内的情况下，有必要更换液滴喷射头2的喷嘴板35，或者更换液滴喷射头2。

这样，使液滴喷射、检测有无卫星滴，在检测出有卫星滴的情况下，由于具有调整为了喷射液滴而加到压电元件33上的施加电压、再次喷射液滴的电压调整工序，所以能够可靠地防止卫星滴的发生。

(第二实施方式)

下面参照图7说明本发明的第二种实施方式。

本发明的第二种实施方式基本上和第一种实施方式一样。下面，说明在第二种实施方式中与第一种实施方式的不同点，与在第一种实施方式中说明的部分相同的部分采用相同的标号表示，省略其说明。

如图7所示，检查控制部20a，对利用摄影部19b拍摄的检查区域的图像、即检查基板3a的着落面的图像(参照图4)进行图像处理，由该图像计算出液滴E(主滴E1及伴随滴E2)的面积(步骤S11)。其次，检查控制部20a将计算出的液滴E的面积代入到用实验求出的液滴E的面积与液滴量的关系式中，计算出液滴E的喷射量(步骤S12)。然后，检查控制部20a对每个压电元件33分别设定施加到压电元件33上的施加电压，使从液滴喷射头2的各个喷嘴34分别喷射出来的各液滴E的喷射量大致恒定(步骤S13)。

如上所述，根据本发明的第二实施方式，可以获得和第一种实施方式同样的效果，进而，由利用摄影部19b拍摄的检查区域的图像、即检查基板3a的着落面的图像(参照图4)求出各个液滴E的面积，通过根据该面积求出各个液滴E的喷射量，高精度地同时求出各个液滴E的喷射量，因此，可以在短时间内获得各个液滴E的喷射量。另外，通过根据所求出的各个液滴E的喷射量设定对应的各个压电元件33的施加电压，使液滴喷射头2的各个喷嘴34的每一个的液滴E的喷射量大致恒定，因此，可以形成高精度的图形。

(其它实施方式)

另外，本发明并不局限于前述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，在前述实施方式中，使基板3相对于液滴喷射头2移动，但并不局限于此，例如，也可以使液滴喷射头2相对于基板3移动，也可以使液滴喷射头2和基板3彼此相对移动。

另外，在前述实施方式中，利用检查基板3a及载置台19a进行检查，但是，并不局限于此，例如，也可以不采用这些检查基板3a及载置台19a，而是在墨水涂布盒1A内设置摄影部19b，使液滴着落到墨水涂布盒1A内的基板3的检查区域(模拟区)，对该检查区域进行摄影。在这种情况下，可以实现液滴喷射装置1的小型化。

另外，在前述实施方式中，在判断为有伴随滴E2的情况下，显示通知发生伴随滴E2的通知图像，但是，并不局限于此，例如，也可以通过声音或灯的亮灭等通知伴随滴E2的发生。

Claims (4)

1.一种液滴喷射检查装置，其特征在于，所述液滴喷射检查装置包括：

对包含利用从喷嘴喷射液滴的液滴喷射头喷射的液滴所着落的区域在内的检查区域的图像进行摄影的摄影部，

对摄影的所述检查区域的图像进行图像处理、判断有无比所述液滴的主滴小的伴随着该主滴的伴随滴的机构。

2.如权利要求1所述的液滴喷射检查装置，其特征在于，所述液滴喷射检查装置包括：

从摄影的所述检查区域的图像求出所述液滴的面积的机构，

根据所求出的所述液滴的面积求出所述液滴的喷射量的机构。

3.一种液滴喷射装置，其特征在于，所述液滴喷射装置包括：

从喷嘴喷射液滴的液滴喷射头，

根据权利要求1或2所述的液滴喷射检查装置。

4.一种涂布体的制造方法，其特征在于，所述方法包括电压调整工序，所述电压调整工序为：喷射液滴，检测有无伴随液，在检测出有所述伴随液的情况下，调整为了喷射液滴而施加到压电元件上的电压，再次喷射液滴。

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