CN101734012A - 液滴排出装置的排出量评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以高精度且高效地评估排出量的方法。本发明的液滴排出装置的排出量评估方法，在排出液状体的液滴排出装置中评估所排出的液状体的排出量，该液状体包含使溶质溶解于溶剂中而成的溶液和使分散质分散于分散剂中而成的分散液的至少一方。该方法包括：排出工序，在具有受液层(21)和基层(22)的试验片(2)的受液层(21)上，利用液滴排出装置排出液状体(Q1)，受液层(21)吸收液状体(Q1)包含的成分中的溶剂和分散剂的至少一方，基层(22)与受液层(21)相接触地设置并且不吸收液状体(Q1)包含的成分中由受液层(21)吸收的吸收成分；评估工序，评估吸收成分在受液层(21)上扩散而成的吸收部分(Q21)的面积，基于该评估结果评估液状体的排出量。

Description

液滴排出装置的排出量评估方法
技术领域
本发明涉及液滴排出装置的排出量评估方法。
背景技术
近年来，采用了液滴排出法的成膜技术备受注目。如果采用液滴排出法，则可以将包含膜的形成材料的微小的液状体配置于预期的位置。由此，能够形成微细的膜图形，与采用光刻法的情况相比图案形成容易化。并且，因为能够减少膜的形成材料的浪费，所以能够降低制造成本。
液滴排出法中所使用的液滴排出头，具备例如在X方向上排列的多个排出单元。多个排出单元的各个，具备液状体的贮留部、喷嘴、对液状体进行加压从而将其从喷嘴压出的压电元件等。用这样的液滴排出头边在Y方向上扫描成膜面，边从排出单元使液状体排出而配置液状体。
对于液滴排出头而言，重要的是使多个排出单元的液状体的排出量均匀。这是因为若在排出量上产生不匀则会在Y方向上产生膜厚的不匀。例如，在利用液滴排出法制造图像显示装置等的滤色器的情况下，若滤色器的膜厚产生不匀，则这将被观看为沿扫描方向的条纹(纹状不匀)，从而使显示质量受损。
作为减小排出量的不匀的方法，提出有对各排出单元的排出量进行控制的方法(例如专利文献1)。在专利文献1中，限制液滴的排出量与设定值大不相同的排出单元的排出工作，减小排出量的不匀。在应用这样的技术下，正确地了解各排出单元的排出量极其重要。因为通过了解排出量相对于设定值有何种程度不同，可以良好地进行排出量的控制。
作为排出量的评估方法之一，已知有根据所排出的液状体的形状而计算体积的方法。在该方法中，首先，在检查用基板上利用液滴排出头配置(排出)液状体。而且，使包含于所配置的液状体中的溶剂、分散剂等液体成分蒸发，使包含于液状体中的固体成分成为固形体。然后，在平行于检查用基板的测量面上利用光干涉法等测量固形体的轮廓。该测量，通过使检查用基板与测量面的距离发生变化而在多个测量面上进行。
在多个测量面的各个上，通过计算由固形体的轮廓所包围的面积，求取在该测量面上的固形体的剖面面积。由此，求取相对于到达固形体的底面的距离(高度)的固形体的剖面面积，并通过对剖面面积按高度进行积分而求出固形体的体积。因为所排出的液状体的组成是已知的，所以能够根据固形体的体积倒推出液状体的体积，从而能够评估排出量。
【专利文献1】特开2003-159787号公报
可是，由于以下的原因而难以利用该评估方法对排出量高精度且高效地进行评估。
因为在该评估方法中在使液状体干燥了之后进行测量，所以需要例如8小时左右的干燥时间，从而无法高效地进行测量。虽然也可考虑为了缩短干燥时间而进行加热处理等，但是有可能由此产生工时增加、由于热所引起的液状体的变质等而评估精度下降等不良状况。
并且，作为该评估方法中使评估精度提高的方法，可考虑使固形体的3维形状的测量精度提高的方法。例如，考虑可以使检查用基板与测量面的距离多样地变化而进行多点测量。可是，因为每次测量都要对于测量面在进行了光干涉仪的调整之后拍摄固形体的图像，所以在多点测量中需要极大的劳力，从而无法高效地进行测量。
发明内容
本发明是鉴于前述情况而实现的，其目的之一在于提供可以高精度且高效地评估排出量的液滴排出装置的排出量评估方法。
本发明的液滴排出装置的排出量评估方法，在排出液状体的液滴排出装置中评估所排出的液状体的排出量，所述液状体包含使溶质溶解于溶剂中而成的溶液和使分散质分散于分散剂中而成的分散液的至少一方，该方法包括：排出工序，其在具有受液层和基层的试验片的前述受液层上，利用前述液滴排出装置排出前述液状体，所述受液层吸收前述液状体中所包含的成分之中的前述溶剂和前述分散剂的至少一方，所述基层与该受液层相接触地设置并且不吸收前述液状体中所包含的成分之中的、由前述受液层所吸收的吸收成分；以及评估工序，其对前述吸收成分在前述受液层上扩散而成的吸收部分的面积进行评估，并基于该评估结果评估前述液状体的排出量。
若利用液滴排出装置在试验片的受液层上排出液状体，则液状体的吸收成分被受液层所吸收。该吸收成分因为并不被与受液层相接触地设置的基层所吸收，所以在受液层的面方向上扩散。从而，吸收成分的体积成为在受液层中吸收成分扩散而成的吸收部分的面积与受液层的厚度之积，为与吸收部分的面积成比例的量。并且，因为吸收成分的体积由所排出的液状体的组成和液状体的体积而定，是与液状体的体积成比例的量，所以吸收部分的面积为与所排出的液状体的体积成比例的量。因而，能够根据吸收部分的面积计算所排出的液状体的体积、利用吸收部分的面积比较液状体的相对的体积，从而能够评估液状体的排出量。
根据这样的液滴排出装置的排出量评估方法，因为无需使所排出的液状体干燥，所以能够节省干燥时间，从而能够高效地评估排出量。因为采用作为利用2维测量可以评估的量的面积来评估排出量，所以相比于利用3维测量来测定形状的情况，能够格外地节省测量的时间和劳力，从而能够高效地评估排出量。
并且，可防止由于使液状体干燥而得到的固形体的体积依干燥程度而发生变化从而评估精度下降的情况。也可防止因在干燥过程中液状体变质、液状体的部分性干燥程度不均匀等，使得固形体的形状失真从而评估精度下降的情况。
如上所述，根据本发明，能够高精度且高效地评估液滴排出装置的排出量。
并且，优选：在前述评估工序中，通过进行拍摄前述吸收部分的图像的摄像处理和对前述图像进行分析的分析处理，对前述面积进行评估。
如果这样，则因为利用所拍摄的图像评估吸收部分的面积，所以相比于通过目测来评估面积的情况，即使对于微小的吸收部分，也能够高精度且高效地评估其面积。
并且，优选：在前述分析处理中，使用前述图像中的前述吸收部分的灰度等级和前述图像中的前述吸收部分的周边部分的灰度等级来设定阈值，并利用该阈值检测前述吸收部分的轮廓，从而对前述面积进行评估。
如果这样，则能够利用阈值客观地检测吸收部分的轮廓，能够对吸收部分的面积正确地进行评估。并且，因为按每一吸收部分设定阈值，所以可防止因拍摄中所用的照明的照度在时间或者空间上发生变化而引起的评估精度的降低。
并且，优选：在前述分析处理中，使用前述图像中的除了前述吸收部分的周缘部分以外的部分的灰度等级作为前述吸收部分的灰度等级，并且使用前述图像中的除了前述吸收部分的邻近部分以外的部分的灰度等级作为前述周边部分的灰度等级。
一般地，在所拍摄的图像中拍摄对象物的轮廓附近会因拍摄中所用的透镜等光学系统而变模糊。如果如前述那样除去吸收部分的周缘部分和吸收部分的邻近部分、即拍摄对象物的轮廓附近来设定阈值，则阈值不会受吸收部分的轮廓的模糊的影响，从而能够将阈值设定为高精度的值。从而，能够正确地检测吸收部分的轮廓，能够高精度地评估排出量。
并且，优选：在前述分析处理中，除去前述图像中灰度等级发生变化的部分，而求取前述吸收部分的灰度等级和前述周边部分的灰度等级。
如果这样，则能够客观地除去吸收部分的轮廓的模糊而设定阈值，从而能够将阈值设定为准确的值。从而，能够正确地检测吸收部分的轮廓，能够高精度地评估排出量。
并且，优选：在前述评估工序中，使焦距不同而进行多次前述摄像处理，并且在前述分析处理中，使用由前述多次摄像处理所得到的多幅图像而设定前述阈值。
若使焦距不同而进行多次摄像处理，则在利用多次摄像处理所得到的多幅图像中吸收部分的轮廓变模糊的部分的大小，与焦距相应地发生变化。因为轮廓变模糊的部分之中的、位于实际的轮廓的内侧的部分与轮廓变模糊的部分之中的、位于实际的轮廓的外侧的部分的大小的比率，并不依赖于轮廓变模糊的部分的大小而基本固定，所以能够根据多幅图像正确地求取实际的轮廓。
并且，优选：在前述分析处理中，将前述吸收部分的灰度等级与前述周边部分的灰度等级的平均值设定为前述阈值。
吸收部分的实际的轮廓位于轮廓变模糊的部分的外周与轮廓变模糊的部分的内周的大致中央。虽然在摄像处理中焦点越偏离、轮廓变模糊的部分越大，但是如果如前述那样则将不会受摄像处理中的焦点的偏离量的影响，而能够正确地求取实际的轮廓。
并且，优选：在前述分析处理中，以将前述阈值的小数点以下部分进位而得到的整数作为第1阈值而对前述面积进行第1临时评估，并以将前述阈值的小数点以下部分舍去而得到的整数作为第2阈值而对前述面积进行第2临时评估；通过对利用前述第1临时评估对前述面积进行评估而得到的值，与前述阈值和前述第1阈值之差成反比例地进行加权，并且对利用前述第2临时评估对前述面积进行评估而得到的值，与前述阈值和前述第2阈值之差成反比例地进行加权，对前述面积进行评估。
如果这样，则能够采纳阈值的小数点以下部分的值来评估吸收部分的面积，从而能够提高排出量的评估精度。
附图说明
图1是表示具备液滴排出头的成膜装置的结构例的概要立体图；
图2(a)是液滴排出头的俯视图，(b)是(a)的剖面图；
图3是表示控制系统的电路结构的示意图；
图4(a)是评估装置及试验片的结构图，(b)是试验片的放大图；
图5(a)～(c)是表示排出量评估方法的工序图；
图6(a)是图像例的示意图，(b)是分析方法的说明图；
图7是与图6(b)不同的分析方法的说明图；以及
图8(a)～(c)是表示使排出量均匀的方法的一例的说明图。
符号的说明
1...成膜装置，2...试验片，12...液滴排出头(液滴排出装置)，17...评估装置，171...CCD照相机(摄像部)，172...光学系统，173...照明部，174...控制部，175...存储部，21...受液层，22...基层，121...喷嘴板，122...贮留室，123...供给通路，124...蓄液器，125...喷嘴，127...流路形成基板，128...振动板，129...压电驱动元件，U...排出单元，Q1...排出的液状体，Q2...配置的液状体，Q12...吸收部分。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但是本发明的技术范围并非限定于以下的实施方式。虽然在以下的说明中利用附图例示各种结构，但是为了容易理解地表示结构的特征性部分，存在附图中的结构相对于实际的结构使其尺寸、比例尺等不同而示出的情况。在液滴排出装置的排出量评估方法的实施方式的说明之前，对液滴排出装置的结构例进行说明。
图1是表示具备液滴排出头(液滴排出装置)的成膜装置的一例的概要立体图。该成膜装置利用液滴排出法将液状体配置于工作件(被处理基板)上。所配置的液状体包括膜材料等固体成分，若使之干燥则固体成分残留。液状体是使固体成分分散(溶解)于分散剂(溶剂)中而成的分散液(溶液)等。作为液状体的具体例，可举出包括有颜料、染料等的滤色材料、UV墨水、包括有作为金属布线等导电膜图案的形成材料的金属微粒的胶体溶液等。
如图1所示，成膜装置1具备设置于支持台10上的工作台11和设置于比工作台11高的位置上的液滴排出头12。在工作台11的上表面，可以载置工作件W。工作台11及液滴排出头12利用图示省略的控制装置被进行位置控制。并且，前述的控制装置对液滴排出头12的排出工作进行控制。利用以上那样的结构，可以边扫描工作件W边从液滴排出头12在工作件W的预定的区域配置液状体。
以下，基于图1所示的XYZ正交坐标系进行说明。在该XYZ正交坐标系中，X方向及Y方向与工作台11的面方向平行，Z方向与工作台11的面方向正交。实际上，XY平面设定为平行于水平面的面，Z方向设定为垂直向上方向。当成膜时，例如在沿主扫描方向配置了液状体之后对副扫描方向的位置进行调整，并再次沿主扫描方向配置液状体。在此，将作为工作台11的移动方向的Y方向设定为主扫描方向，作为液滴排出头12的移动方向的X方向设定为副扫描方向。
工作台11具备真空吸附装置(图示省略)等，其能够装拆自由地固定所载置的工作件W。在工作台11上，设置有台移动装置111。台移动装置111具备滚珠或直线导轨等的轴承机构，基于从前述的控制装置所输入的控制信号，使工作台11移动于Y方向。由此，能够使所载置的工作件W移动至Y方向的预定的位置。
成膜装置1与3种类型(红、绿、蓝)的滤色材料的各个对应地，具备3个液滴排出头12。3个液滴排出头12都安装在托架13上，在托架13上，设置有托架移动装置131。托架移动装置131基于从前述的控制装置输入的控制信号，可以使托架13在X方向上移动、绕Z轴旋转等。由此，能够使液滴排出头12移动至预定的位置。
3个液滴排出头12的各个具备多个排出单元(后述)。排出单元的各个，基于来自前述控制装置的描绘数据、控制信号等，排出液状体。作为3种类型的滤色材料的3种类型的液状体，分别贮留于液箱14A、14B、14C中。所贮留的液状体按其种类通过管组141，被供给至相对应的液滴排出头12。
图2(a)、(b)是表示液滴排出头12的概要结构的图。图2(a)是表示液滴排出头12的与工作件W的相对面的俯视图，图2(b)是图2(a)的A-A’线向视剖面图。
如图2(a)所示，液滴排出头12具备与主扫描方向(Y方向)大致正交地排列的多个排出单元U。在此，在Y方向上配置有互相分离的2组排出单元组。2组排出单元组的各个由沿X方向排列的多个(例如180个)排出单元U构成。构成一个排出单元组的排出单元U配置于构成另一个排出单元组的排出单元U之间。在多个排出单元U上设置共用的喷嘴板121。在喷嘴板121上，按每排出单元U设置有喷嘴125。喷嘴125沿排出单元U的排列方向(X方向)所排列。
喷嘴125与液状体的贮留室122连通。贮留室122经由液状体的供给通路123以多个排出单元U与共用的蓄液器124连通。虽然并未图示供给通路123的详细的形状，但是液状体并不从贮留室122向蓄液器124逆流。蓄液器124与图1所示的管组141中的任意一个相连。从排出单元U所排出的液状体从液箱14A、14B、14C经由管组141、蓄液器124、供给通路123填充至贮留室122内。
如图2(b)所示，排出单元U具有喷嘴板121、振动板128及由喷嘴板121与振动板128所夹持的流路形成基板127。在流路形成基板127上设置有贯通孔、凹部等。该贯通孔、凹部等通过被喷嘴板121与振动板128所夹持，而构成液状体的贮留室122、供给通路123等。即，振动板128的一部分成为贮留室122的壁面。
在振动板128的与贮留室122相反的一侧，按每排出单元U设置有压电驱动元件129。压电驱动元件129包括下部电极129a、上部电极129c及夹持于这些电极间的压电体129b。前述的控制装置在多个排出单元U的各个中的压电驱动元件129上以预定的定时供给驱动电压波形。
若在压电驱动元件129上供给驱动电压波形，则压电体129b在面方向上伸缩。由此，俯视与贮留室122重叠的部分的振动板128在与面方向正交的厚度方向上发生位移，从而贮留室122的容积发生变化。若贮留室122的容积变得最小，则容积减少量的液状体从喷嘴125被压出而排出至工作件W侧。液状体的排出量基于贮留室122的容积变化量，其可以利用压电体129b的位移量、即施加于下部电极129a与上部电极129c之间的电压值进行调整。
作为调整排出量的方法，可举出对于每排出单元U个别地进行调整的方法、将多个排出单元U划分为多个组而按每组进行调整的方法等。如果按每组进行调整，则不必按每排出单元U设置生成驱动信号的电路等驱动电路，从而可以降低装置成本、使装置小型化等。
并且，在对于工作件W的预定区域进行多次排出工作的情况下，也能够利用调整排出次数的方法，调整在预定区域配置的液状体的总量。也能够通过组合采用排出量相对多的排出单元U与相对少的排出单元U作为对于预定区域进行排出工作的排出单元U，调整在预定区域配置的液状体的总量。
图3是表示控制系统的电路结构的示意图。在此，控制系统由驱动电路基板15与驱动器16构成。驱动器16设置于液滴排出头12上，驱动电路基板15与驱动器16电连接，并且与成膜装置1的控制装置电连接。
如图3所示，驱动电路基板15具备接口151、描绘数据存储器152、波形选择电路153及第一～四D/A转换器154A～154D。并且，驱动器16具备COM选择电路161、开关电路162及压电体组163。在此，压电体组163由压电体PZ1～PZ180构成。压电体PZ1～PZ180分别对应于图2(b)所示的压电体129b。排出单元U1～U180之中所使用的排出单元被划分为4个组，对每组供给共用的驱动信号。
接口151由PCI总线等(图示省略)连接至控制装置。控制装置输出包括排出数据SIA及COM选择数据SIB的描绘数据SI、对电路进行驱动、控制的时钟信号、锁存信号等各种控制信号等。描绘数据SI及各种控制信号被写入至描绘数据存储器152。描绘数据存储器152例如是32位的SRAM。
排出数据SIA是根据工作件W与液滴排出头12的相对位置，规定是否对排出单元U1～U180的各个供给驱动信号的数据。例如，其为以下的位图数据：将所形成的薄膜图形划分为矩阵状，并用2值数据映射所划分的各位的排出工作的开启和不开启。
COM选择数据SIB是规定排出单元的分组并规定对各组供给的驱动信号的数据。在此，作为各排出单元用的驱动信号，从4种类型的驱动信号COM1～COM4中选择1种。在COM选择数据SIB中，包括规定驱动信号COM1～COM4的波形的驱动波形编号数据WN和规定选择驱动信号COM1～COM4中的哪一种为各排出单元所用的数据。由此，由各驱动信号所驱动的排出单元的集合被规定为1个组。
描绘数据存储器152响应于由各种控制信号形成的数据读出的请求，将排出数据SIA作为串行数据输出至驱动器16的开关电路162，并将COM选择数据SIB作为串行数据输出至驱动器的COM选择电路161。驱动波形编号数据WN被输出至波形选择电路153。
波形选择电路153从预先存储的波形数据(例如64种类型)中读出驱动波形编号数据WN所指定的波形数据，并将其存储于与排出数据SIA对应的地址。并且，响应于由各种控制信号形成的数据读出的请求，将存储于所指定的地址的驱动波形数据输出至各D/A转换器。
第一D/A转换器154A与各种控制信号同步地保持从波形选择电路153输入的驱动波形数据。并且，对该驱动波形数据进行模拟转换而生成驱动信号COM1，并输出至驱动器16的COM选择电路161。以下同样地，第二D/A转换器154B生成驱动信号COM2，第三D/A转换器154C生成驱动信号COM3，第四D/A转换器154D生成驱动信号COM4，并分别输出至COM选择电路161。
COM选择电路161由各种控制信号所控制，其基于COM选择数据SIB，将各排出单元中的压电元件用的驱动信号V1～V180的各个输出至开关电路162。并且，开关电路162由各种控制信号所控制，其基于排出数据SIA，使驱动信号V1～V180按每排出单元接通断开。由此，对于与各排出单元对应地设置的压电体PZ1～PZ180之中、预定的压电元件供给预定的驱动信号。被供给了驱动信号的压电体，以与在下部电极129a与上部电极129c之间施加的电压值相应的位移量进行收缩，从而排出与该位移量相应的排出量的液状体。
接下来，基于前述那样的结构的成膜装置1对液滴排出装置的排出量评估方法的实施方式进行说明。
图4(a)是表示在本实施方式中用于排出量的评估的评估装置17及试验片2的结构的示意图，图4(b)是试验片2的放大图。
如图4(a)所示，在本实施方式中，采用试验片2及评估装置17评估排出量。评估装置17安装在成膜装置1的托架13上。试验片2固定于工作件W上，工作件W可以装拆地固定于工作台11上。
评估装置17具备摄像部(CCD照相机)171、光学系统172、照明部173、控制部174及存储部175。从照明部173射出的照明光的一部分由配置于试验片2上的拍摄对象物(后述)的表面反射，并经由光学系统172入射至CCD照相机171。
CCD照相机171具有将接受到的光转换为电荷的感光元件、读出该电荷的电荷耦合元件等。光学系统172由单个或多个透镜组构成。由CCD照相机171拍摄的图像，由光学系统172相对于拍摄对象物放大至例如6～10倍左右。照明部173由环状地包围了拍摄对象物与CCD照相机171之间的光轴的环形照明所构成。
控制部174对CCD照相机171的开关进行控制，并对光学系统172的焦距、光圈等进行控制。并且，控制部174也具有分析CCD照相机171的拍摄结果的功能。详细地，控制部174接收由CCD照相机171的电荷耦合元件读出的电荷作为电信号，使该电信号存储于存储部175中作为图像数据。并且，控制部174读出存储于存储部175中的图像数据对其进行分析，并使分析结果存储于存储部175中。
如图4(b)所示，试验片2由受液层21和基层22构成。受液层21与基层22相接触地设置，基层22是固定于工作件W上的部分。
受液层21是吸收从液滴排出头12排出的液状体中所包含的液体成分的至少一部分成分的材质的层。液状体中所包含的液体成分是使固体成分溶解的溶剂、使固体成分分散的分散剂等。例如，在作为液状体而采用使固体成分分散于分散剂中而成的分散液的情况下，受液层21选择吸收分散剂的材质的层。并且，在作为液状体而采用使固体成分分散于分散剂中而成的分散液和使与该固体成分相同或者不同的固体成分溶解于溶剂中而成的溶液的混合液的情况下，受液层21从吸收分散液与溶剂的至少一方的材质的层中选择。受液层21为大致均匀的厚度，受液层21的厚度与排出量相应地适宜设定。例如，通过排出量越少使受液层21的厚度越薄，能够提高评估精度。在此，排出量为几皮公升左右，受液层21的厚度为10μm左右。
基层22是不吸收所排出的液状体之中的由受液层21所吸收的吸收成分的材质的层。在此，基层22由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等构成。基层22的厚度优选设定为相对于受液层21的吸收成分通不过基层22的厚度，并且优选设定为可以稳定地固定在工作件W上的厚度。从这样的观点来看，本实施方式的基层22的厚度设定为几百μm～几mm(在此，是120μm)左右。如上所述，当在成膜装置1上安装了评估装置17与试验片2之后，以如下的步骤进行评估。
图5(a)～(c)是表示排出量评估方法的工序图。
首先，如图5(a)所示，从液滴排出头12的排出单元U朝向试验片2排出液滴状的液状体Q1。液状体Q1是贮留于蓄液器124、贮留室122中的液状体Q的一部分。本实施方式的液状体Q是使固体成分分散于分散剂(相对于受液层21的吸收成分)而成的液状体。作为朝向试验片2的预定区域所排出的液状体Q1的液滴的数量，既可以为单滴，也可以为多滴。在此，在试验片2的1个位置排出1滴液状体，并在试验片2的多个位置排出液滴。
如图5(b)所示，着落于试验片2上的液状体Q2，在试验片2的面方向上扩散。在本实施方式中，受液层21吸收液状体Q2中所包含的分散剂，且不使液状体Q2中所包含的固体成分通过。并且，基层22不使该分散剂通过。由此，固体成分残留于受液层21上而形成固形体Q22。并且，由受液层21吸收的分散剂，由于未由基层22所吸收，所以在受液层21中、在与受液层21的厚度方向正交的面方向上扩散。由此，在受液层21中形成作为分散剂被吸收而成的部分的吸收部分Q21。吸收部分Q21的厚度与受液层21的厚度大致相同。
接下来，如图5(c)所示，将试验片2保持于工作台11上，使托架13移动从而使评估装置17移动至能够拍摄配置于试验片2上的液状体Q2的位置。从液滴排出头12排出液状体Q1时的头的位置信息等存储于成膜装置1中，基于该位置信息而使所配置的液状体Q2与评估装置17位置对准即可。因为不从成膜装置1拆下试验片2，所以能够容易且高精度地使所配置的液状体Q2与评估装置17位置对准。
然后，利用评估装置17的控制部174，由光学系统172调整焦点等，并且利用CCD照相机171拍摄所配置的液状体Q2(拍摄对象物)。因为液状体Q2与评估装置17高精度地位置对准了，所以能够高精度且容易地调整焦点等，从而能够得到良好的图像。作为拍摄范围，既可以是仅包括1滴液状体Q2的范围，也可以是包括多滴液状体Q2的范围。在此，对包括多滴液状体Q2的范围进行拍摄。利用以下的分析处理分析如上那样得到的图像，评估排出量。
图6(a)是表示所得到的图像的一例的俯视示意图，(b)是分析处理中的分析方法的说明图。在图6(b)中，使配置于试验片2上的液状体Q2的侧面图、与该液状体Q2对应的图像P的评估区域A1的放大图与沿着通过评估区域A1的中心的B-B’线的灰度等级分布图对应起来进行图示。
如图6(a)所示，在利用CCD照相机171得到的图像P中，包括与吸收部分Q21对应的评估区域A1和与吸收部分Q21周边的受液层21对应的周边区域A2。评估区域A1是大致圆形的区域，与多滴液状体Q2对应地在图像P中包括多个评估区域A1。
如图6(b)的评估区域A1的放大图、灰度等级分布的曲线图所示，在评估区域A1的中央区域A11中灰度等级基本固定，在周边区域A2中灰度等级基本固定。在本实施方式中，评估区域A1的灰度等级比周边区域A2的灰度等级低。在中央区域A11与周边区域A2之间的区域，随着从中央区域A11远离而灰度等级连续地变高。还有，在实施方式的说明中所用的附图中，夸大地示出了中央区域A11与周边区域A2之间的区域。
吸收部分Q21的实际的轮廓包含于中央区域A11与周边区域A2之间的灰度等级连续地变化的区域中。该区域是由于焦点的偏离、构成光学系统172的透镜的像差、渐晕等、吸收部分Q21的轮廓附近的光的散射等而吸收部分Q21的光学像变模糊的部分。可以通过对准焦点而使该区域变窄。另一方面，也有可能难以完全消除像差、渐晕等，从而光学系统172成为复杂的结构而装置成本高涨。并且，在利用由拍摄对象的表面反射的光得到图像的拍摄方法中，消除散射光的影响是极其困难的。从而，完全消除灰度等级变化的区域是极其困难的，从而通常，直接且正确地求取吸收部分Q21的实际的轮廓是极其困难的。虽然如果一并地拍摄多个吸收部分Q21则能够高效地进行排出量的评估，但是因为难以对多点进行焦点对准等，所以评估精度通常有可能下降。
根据本实施方式的方法，因为采用以下说明的那样的方法，所以能够确保评估精度并高效地进行评估。
以下，在中央区域A11与周边区域A2之间，将被吸收部分Q21的实际的轮廓所包围的区域设定为周缘区域A13。将周缘区域A13与周边区域A2之间的区域设定为邻近区域A12。周缘区域A13对应于吸收部分Q21的周缘部分，邻近区域A12对应于位于实际的吸收部分Q21的外侧的、吸收部分Q21的邻近部分。
在本实施方式中，利用吸收部分Q21的灰度等级与周边部分的灰度等级设定阈值，并利用该阈值确定出周缘区域A13而求取吸收部分Q21的实际的轮廓。在此，将与吸收部分Q21对应的评估区域A1之中、除去了作为灰度等级变化的区域的周缘区域A13和邻近区域A12之后的区域、即中央区域A11的灰度等级设定为吸收部分Q21的灰度等级。并且，将周边区域A2的灰度等级设定为周边部分的灰度等级。在确定中央区域A11、周边区域A2时，可以采用各种统计的方法。
例如，可举出下述方法：截取评估区域A1的中心附近的区域，将该区域中灰度等级的变化率小于等于预定值(例如，测量误差左右)的区域设定为中央区域A11。灰度等级的变化率能够利用相邻像素的灰度等级之差、求取灰度等级分布的近似式而利用各像素的近似式的微分常数等来进行评估。关于周边区域A2，也能够利用与中央区域A11同样的方法来进行确定。
除此之外，也可举出下述方法：截取评估区域A1的中心附近的区域，利用标准偏差、RMS(均方根)等评估该区域中的灰度等级的偏差，并将灰度等级偏差小于等于预定值(例如，测量误差左右)的区域设定为中央区域A11。
作为测量误差的原因，可考虑照明光的照度偏差等。例如能够通过拍摄配置吸收部分Q21之前的图像，假定该图像中的灰度等级的偏差是由照明光的照度偏差引起的，来估计测量误差。
在本实施方式中，如图6(b)的曲线图所示，将中央区域A11的灰度等级1与周边区域A2的灰度等级2的平均值设定为阈值。例如，灰度等级1为中央区域A11中的灰度等级的平均值，灰度等级2为周边区域A2中的灰度等级的平均值。一般地，因为物体的轮廓的模糊在轮廓的内侧与外侧对称地产生，所以通过确定灰度等级同灰度等级1与灰度等级2的平均值(阈值)相一致的部分，能够确定吸收部分Q21的轮廓。
例如，通过求取灰度等级小于等于阈值的像素数，来求取与轮廓所包围的区域的面积对应的量。作为是否是轮廓所包围的区域的像素的判定方法，可以采用求取灰度等级小于阈值的像素数的方法、求取灰度等级小于等于阈值的像素数与灰度等级小于阈值的像素数的平均值的方法等。在此，所谓像素数，是表示面积的指标，其除了是整数的情况之外，也能存在是分数的情况、是小数的情况等。
并且，也能够通过采用了以下那样的内插的方法来提高评估精度。作为数值例，设定例如灰度等级1是30，灰度等级2是100.6。将灰度等级1与灰度等级2的平均值、即65.3设定为阈值。以将阈值的小数点以下部分进位而得到的整数、即66作为第1阈值，求取灰度等级小于等于第1阈值的像素数(第1临时评估)。将该像素数设定为S66。接下来，以将阈值的小数点以下部分舍去而得到的整数、即65作为第2阈值，求取灰度等级小于等于第2阈值的像素数(第2临时评估)。将该像素数设定为S65。
接下来，与第1阈值和阈值之差、即0.7成比例地对S66进行加权，并与第2阈值和阈值之差、即0.3成反比例地对S65进行加权。具体地，利用内插法，根据式(S＝0.3×S66+0.7×S65)进行内插而求取与阈值对应的像素数S。利用这样的方法，能够采纳阈值中的小数点以下部分的值，从而能够高精度地求取与轮廓所包围的区域的面积对应的量。在该方法中，也能够采用前述的轮廓所包围的区域的像素的判定方法。
并且，利用以下那样的数值分析的方法，也能够评估轮廓的内侧的面积。在该方法中，首先，求取沿着适宜选择的线的灰度等级分布的曲线的近似式。通过求近似式与阈值相对应的解，求取轮廓上的点在图像P中的坐标。边使前述线在与该线正交的方向上移动，边依次求取轮廓上的点的坐标。然后，以通过所求出的点组的闭合曲线作为轮廓，利用积分等求取该轮廓的内侧的面积或者像素数。
并且，也可以在摄像处理中相对于1个吸收部分Q21使焦点不同而拍摄多幅图像，并在分析处理中评估吸收部分Q21的面积。以下，关于利用了多幅图像的分析处理进行说明。
图7是表示与图6不同的分析处理的说明图，其对应地示出使焦点不同而拍摄的图像P1、P2的放大图和表示图像P1、P2中的灰度等级分布的比较的曲线图。图像P1是焦点比图像P2对得准的图像。
作为利用多幅图像的分析处理之一，存在基于多幅图像设定阈值，并使用该阈值评估吸收部分Q21的面积的方法。并且，也存在基于多幅图像而数值分析地求取吸收部分Q21的轮廓来评估面积的方法。以下，对这些方法进行说明。
如图7的图像P1的放大图所示，在图像P1中，包括评估区域A3和周边区域A4。在评估区域A3中，包括中央区域A31、周缘区域A33、邻近区域A32。如图7的图像P2的放大图所示，在图像P2中，包括评估区域A5和周边区域A6。在评估区域A5中，包括中央区域A51、周缘区域A53、邻近区域A52。关于这各种区域的定义，与图6所示的图像P相同。
若对图像P1、P2进行比较，则在焦点对准的图像P1中，中央区域A31比图像P2的中央区域A51宽阔，邻近区域A32比图像P2的邻近区域A52狭窄。若对图像P1、P2中的灰度等级分布进行比较，则如图7的曲线图所示，图像P1的灰度等级分布的曲线与图像P2的灰度等级分布的曲线相交叉。因为认为光学像相对于吸收部分Q21的实际的轮廓附近，在其内侧与外侧对称性地变模糊，所以可认为2条曲线的交点对应于吸收部分Q21的实际的轮廓的位置。从而，通过以2条曲线的交点处的灰度等级为阈值，能够高精度地求取吸收部分Q21的实际的轮廓。
2条曲线的交点处的灰度等级多为灰度等级1与灰度等级2的大致平均值。从而，如果如图6所示的分析处理那样以灰度等级1与灰度等级2的平均值为阈值，则能够简单地设定阈值并能够不受焦点的偏离等的影响而设定正确的阈值。
并且，除了以2条曲线的交点处的灰度等级为阈值的方法之外，还能够通过求取灰度等级分布的曲线的近似式、求取2条曲线的交点，而求出位于吸收部分Q21的轮廓上的点在图像上的坐标。通过多次求取这样的点而求出通过所求得的点组的曲线，来求出表示吸收部分Q21的轮廓的曲线。由此，能够求出轮廓所包围的区域的面积，从而能够评估面积。
利用以上那样的各种方法，能够求取与吸收部分Q21的面积成比例的量(像素数)，从而能够评估吸收部分Q21的面积。并且，通过对例如尺寸已知的物体进行拍摄并研究像素尺寸与实际尺寸的对应关系，也可以求得吸收部分Q21的面积。进而，通过将吸收部分Q21的厚度即受液层21的厚度乘以吸收部分Q21的面积，还能够求出吸收部分Q21的体积。因为吸收部分Q21的组成已知，所以能够根据吸收部分Q21的体积求取液状体Q1的体积，从而还能够求出液滴排出装置的排出量。
与吸收部分Q21对应的像素数、吸收部分Q21的面积、吸收部分Q21的体积全都具有与排出量成比例的关系。从而，即使使用这些量之中的任意一个也可以进行排出量的相对评估。例如，关于多个排出单元U的各个，求取与吸收部分Q21对应的像素数，在多个排出单元U上求取像素数的平均值。通过用该平均值将与排出单元U对应的像素数标准化，能够评估多个排出单元U的相对的排出量。通过采用相对的排出量，在排出量与平均值不同的排出单元中，对驱动电压波形、排出次数等条件进行调整，能够在多个排出单元U上使排出量均匀。以下，对使排出量均匀的方法的一例进行说明。
图8(a)～(c)是表示使排出量均匀的方法的一例的说明图，图8(a)是表示一个液滴排出头中的多个排出单元的排出量的分布的一例的曲线图，图8(b)是表示驱动电压波形的一例的曲线图，图8(c)是表示在排出量的校正前后排出量分布的比较的曲线图。
在图8(a)、(c)中，横轴表示排出单元编号，纵轴表示排出量。在此说明的液滴排出头，具备180个排出单元U1～U180，其排为一列地配置。排出单元编号是对排出单元从配置于列的开端的排出单元开始按顺序附加编号而得到的。各排出单元的排出量是利用前述的评估方法得到的数据。在此，关于在与吸收部分Q21对应的图像中配置于吸收部分Q21的轮廓内的像素数，是在多个排出单元上求取平均值并用该平均值将与各排出单元对应的像素数标准化而得到的值。排出单元的排出量虽然是离散的数据，但是在图8(a)、(c)中用平滑线连接离散的数据而示出。
如图8(a)所示，越是配置于列的开端的排出单元排出量越多，排出量的分布呈U字型。根据液滴排出头，也存在排出量的分布呈W字型的情况。在图8(a)中虽未图示，但是配置为列状的排出单元U1～U180之中配置于两端侧的排出单元，其排出量与配置于中央侧的排出单元相比非常地多。在此，从实现排出量的均匀化的观点出发，不使用配置于两端侧的排出单元U1～U10、U171～U180。
为了使排出单元U11～U170的排出量均匀，首先，对排出量的从最小值到最大值的范围进行4分割。作为分割的方法，可举出以各个范围中的排出量的幅度变得均等的方式进行分割的方法、以各个范围中所包括的排出单元的个数变得均等的方式进行分割的方法等。在此，以排出量的幅度变得均等的方式对范围进行分割，按其值从小到大的顺序设定为范围1、范围2、范围3、范围4。
接下来，以排出量包含于范围1中的排出单元为分组G1，以排出量包含于范围2中的排出单元为分组G1，以下同样，从而将排出单元U11～U170分割为分组G1～G4。然后，按每一分组G1～G4设定驱动信号COM1～COM4(参照图3)。驱动信号COM1～COM4，例如是图8(b)所示那样的电压波形。
在此，基于排出量相对于在排出单元的压电元件上施加的电压的关系式，计算成为预定的排出量的电压(校正驱动电压)。求取校正驱动电压的数学式，例如由下述的式(1)表示。式(1)中的V0，是校正前的施加电压，K是预先在实验等中取出的系数。并且，在式(1)中，也可以将称为“分组的中心重量”的统计值，替换为称为“各分组内的排出单元的平均重量”的统计值。为排出量多的分组用(例如分组G4)，设定电压低的驱动信号(例如COM4)，为排出量少的分组用(例如分组G1)，设定电压高的驱动信号(例如COM1)。由此实现排出量的均匀化。
校正驱动电压＝V0-K·(范围的中心重量-合理重量)...(1)
图8(c)是表示由预定的驱动信号形成的排出量(校正前)的分布及由驱动信号COM1～COM4形成的排出量(校正后)的分布的比较的曲线图。如图8(c)所示，校正后相比于校正前，作为液滴排出头整体的排出量的偏差格外地降低。如果将这样校正了排出量之后的液滴排出头用于滤色器的形成，则能够形成均匀的膜厚的滤色器，可防止由于膜厚偏差而产生纹状不匀等。
作为以上那样的液滴排出装置的排出量评估方法，因为利用在受液层中扩散而成的吸收部分的面积评估排出量，所以能够通过二维的测量进行评估。从而，相比于通过3维测量对形状进行测定的情况，能够格外地节省测量的时间和劳力，从而能够高效地评估排出量。
并且，因为利用对吸收部分进行拍摄而得到的图像来评估吸收部分的面积，排除焦点的影响、光学系统的影响等来评估吸收部分的面积，所以能够高精度地评估排出量。并且，通过按每吸收部分设定阈值，利用该阈值评估面积，能够除去照明光的照度偏差的影响，从而能够高精度地评估排出量。
并且，因为不需要使所排出的液状体干燥，所以能够节省干燥时间，并且能够避免由于使液状体干燥而引起的评估精度的降低，从而能够高精度且高效地评估排出量。
这样，根据本发明，能够高精度地评估从液滴排出装置中的排出单元排出的液状体的量，可以在多个排出单元上使排出量一致。在制造液滴排出装置时，如果要以多个排出单元的特性变得均匀的方式形成排出单元，则需要极其高级的加工技术，从而制造成本将升高、液滴排出装置的成品率将下降等。另一方面，如果容许某种程度的制造误差，并对于所制造的液滴排出装置进行前述那样的排出量的校正，则可得到低成本且排出量格外地均匀的液滴排出装置。
并且，因为多个排出单元上的排出量的偏差也起因于排出单元的配置位置、工作率等，所以即使是均匀的特性的排出单元，有时也会产生排出量的偏差。从降低这样的排出量的偏差的观点来看，在控制方法等软性方面对排出量进行校正也是极其有效的。
还有，虽然在前述实施方式中，对采用了使固体成分分散于分散剂中而成的分散液作为液状体的例子进行了说明，但是既可以采用使固体成分溶解于溶剂中而成的溶液作为液状体，也可以采用使固体成分分散于分散剂中而成的分散液和使与该固体成分相同或者不同的固体成分溶解于溶剂中而成的溶液的混合液作为液状体。即使在采用这样的液状体的情况下，也可以利用本发明以高精度且高效率评估排出量。
并且，受液层只要吸收液状体中所包含的成分之中的溶剂和分散剂中的至少一方即可。例如，也能够采用溶液与分散液的混合液作为液状体，并且采用吸收溶剂但不吸收分散剂的物质作为受液层。在该情况下，只要能够评估受液层之中的吸收了溶剂的吸收部分的面积即可。只要可以例如利用通过了在受液层上扩散的分散剂的光拍摄吸收部分，便能够利用该图像进行评估。
并且，在难以根据透过分散剂对吸收部分进行拍摄而得到的图像来评估面积的情况下，只要以吸收部分的轮廓整体可配置于俯视看在受液层上扩散的分散剂时的分散剂的外侧的方式，增大吸收部分的面积即可。具体地，因为受液层越薄吸收部分的面积越大，所以只要将受液层的厚度调整至可以评估吸收部分的面积的程度即可。在该情况下，能够以吸收部分具有余量而从分散剂伸出的方式设定受液层的厚度，并通过采用伸出的部分的灰度等级确定阈值、利用使焦点不同而得到的多幅图像等来评估面积。
并且，通过在试验片的预定区域利用多次排出工作配置多滴液状体，并使所配置的液状体的总量除以液滴数，也能够求出排出量的平均值。

Claims (8)

1.一种液滴排出装置的排出量评估方法，其在排出液状体的液滴排出装置中评估所排出的液状体的排出量，所述液状体包含使溶质溶解于溶剂中而成的溶液和使分散质分散于分散剂中而成的分散液的至少一方，其特征在于，该方法包括：
排出工序，其在具有受液层和基层的试验片的前述受液层上，利用前述液滴排出装置排出前述液状体，所述受液层吸收前述液状体中所包含的成分之中的前述溶剂和前述分散剂的至少一方，所述基层与该受液层相接触地设置并且不吸收前述液状体中所包含的成分之中的、由前述受液层所吸收的吸收成分；以及
评估工序，其对前述吸收成分在前述受液层上扩散而成的吸收部分的面积进行评估，并基于该评估结果评估前述液状体的排出量。
2.根据权利要求1所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述评估工序中，通过进行拍摄前述吸收部分的图像的摄像处理和对前述图像进行分析的分析处理，对前述面积进行评估。
3.根据权利要求2所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述分析处理中，使用前述图像中的前述吸收部分的灰度等级和前述图像中的前述吸收部分的周边部分的灰度等级来设定阈值，并利用该阈值检测前述吸收部分的轮廓，从而对前述面积进行评估。
4.根据权利要求3所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述分析处理中，使用前述图像中的除了前述吸收部分的周缘部分以外的部分的灰度等级作为前述吸收部分的灰度等级，并且使用前述图像中的除了前述吸收部分的邻近部分以外的部分的灰度等级作为前述周边部分的灰度等级。
5.根据权利要求3或4所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述分析处理中，除去前述图像中灰度等级发生变化的部分，而求取前述吸收部分的灰度等级和前述周边部分的灰度等级。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述评估工序中，使焦距不同而进行多次前述摄像处理，并且在前述分析处理中，使用由前述多次摄像处理所得到的多幅图像而设定前述阈值。
7.根据权利要求3～6中的任意一项所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述分析处理中，将前述吸收部分的灰度等级与前述周边部分的灰度等级的平均值设定为前述阈值。
8.根据权利要求3～7中的任意一项所述的液滴排出装置的排出量评估方法，其特征在于：
在前述分析处理中，以将前述阈值的小数点以下部分进位而得到的整数作为第1阈值而对前述面积进行第1临时评估，并以将前述阈值的小数点以下部分舍去而得到的整数作为第2阈值而对前述面积进行第2临时评估；
通过对利用前述第1临时评估对前述面积进行评估而得到的值，与前述阈值和前述第1阈值之差成反比例地进行加权，并且对利用前述第2临时评估对前述面积进行评估而得到的值，与前述阈值和前述第2阈值之差成反比例地进行加权，对前述面积进行评估。
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