CN117325563A - 喷墨装置、控制方法以及基板 - Google Patents

Abstract

提供喷墨装置、控制方法以及基板。喷墨装置具有：喷墨头，从多个喷嘴向形成于基板的多个单元喷出墨水；摄像机，对喷出到所述多个单元的墨水进行拍摄；以及控制部，控制所述多个喷嘴各自相对于所述多个单元各自的位置以及来自所述多个喷嘴各自的墨水的喷出，所述控制部对所述多个单元控制所述位置以及所述喷出，以使得从1个喷嘴对1个单元喷出墨水，基于在向所述多个单元喷出所述墨水之后由所述摄像机拍摄到的墨水图像，对每1个喷嘴的墨水喷出量进行调整，以使得单元间的墨水的体积之差变小。

Description

喷墨装置、控制方法以及基板

技术领域

本公开涉及喷墨装置、控制方法以及基板。

背景技术

作为制造液晶显示器的滤色器、有机EL显示器等设备的方法，例如已知有如下方法：通过喷墨工法从多个喷嘴作为液滴喷出包含功能性材料的液状体，在被喷出体形成功能性材料的膜。在这种情况下，取得控制液滴的喷出量的控制装置的设定与液滴的实际的喷出量的对应关系并将喷出量控制成固定的值是重要的工序。这是因为，若喷出量不均匀，则功能性材料的膜厚就会产生差，导致设备的不合格。例如，若是滤色器、有机EL显示器，则膜厚之差就会被观察为颜色不均、亮度不均。

作为调查实际的喷出量的方法，已知有如下方法：例如在玻璃基板上以给定的液滴数涂敷含有高分子系的溶质的墨水，使溶剂干燥后，使用白色干涉显微镜等测定器来测定溶质的体积(例如，参照专利文献1)。

此外，作为调查实际的喷出量的方法，已知有如下方法：使用激光式距离测定器来测定液滴的高度，并计算液滴的体积(例如，参照专利文献2)。

此外，作为通过喷墨工法来制造有机EL显示器的方法，在玻璃基板上涂敷墨水后，利用共焦激光显微镜测定使墨水中的溶剂干燥后的液滴的形状，得到干燥后的液滴的体积值。然后，基于墨水中的固体成分浓度，将溶剂干燥后的液滴的体积值换算为溶剂干燥前的湿状态的液滴的体积(以下，有时称为“液滴体积”)，得到从喷墨头的各喷嘴喷出的液滴体积值。而且，已知有如下方法：通过在喷嘴间调整湿状态的液滴体积值来实现均匀的涂敷量下的印刷(例如，参照专利文献3)。

在此，通常，喷墨装置在通过专利文献1-3等的方法对每1个喷嘴喷出的液滴的体积进行测定时，使用按每1个喷嘴调整喷出波形的DPN(Drive Per Nozzle)技术来修正喷出体积，并重复进行该修正。由此，实现在喷嘴间喷出均匀的体积的液滴。

进而，本申请的申请人提出了一种喷墨装置，其具备：喷墨头，具有对每个单元分配了多个的喷嘴；摄像机，观察多个单元内的墨水的涂敷状态；以及控制装置，基于摄像机的观察结果，计算多个单元中的墨水的涂敷量之差，并调整向多个单元喷出墨水的液滴的每个喷嘴的液滴的体积，以使得该涂敷量之差变小(参照专利文献4)。通过采用这样的结构，能够抑制单元间的液滴体积的偏差，其结果，能够抑制显示器面板的发光不均。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-48111号公报

专利文献2：日本专利第6524407号公报

专利文献3：日本特开2011-044340号公报

专利文献4：日本特开2022-061945号公报

发明内容

本公开的喷墨装置的1个方式具有：喷墨头，从多个喷嘴向形成于基板的多个单元喷出墨水；摄像机，对喷出到所述多个单元的墨水进行拍摄；以及控制部，控制所述多个喷嘴各自相对于所述多个单元各自的位置以及来自所述多个喷嘴的墨水的喷出，所述控制部对所述多个单元控制所述位置以及所述喷出，以使得从1个喷嘴对1个单元喷出墨水，基于在向所述多个单元喷出所述墨水之后由所述摄像机拍摄到的墨水图像，对每1个喷嘴的墨水喷出量进行调整，以使得单元间的墨水的体积之差变小。

本公开的控制方法的1个方式是具备多个喷嘴的喷墨装置的控制方法，对于形成于基板的多个单元，从1个喷嘴向1个单元喷出墨水，通过摄像机对喷出到所述多个单元的墨水进行拍摄，基于由所述摄像机拍摄到的墨水图像，调整每1个喷嘴的墨水喷出量，以使得单元间的墨水的体积之差变小。

本公开的基板的1个方式具备用于调整从喷墨头喷出的墨水的喷出量的多个单元，所述多个单元与所述喷墨头所具备的多个喷嘴一一对应，所述多个喷嘴分别与多个喷嘴当中的至少1个单元对应。

附图说明

图1是示意性地表示制作显示器的滤色器时的单元与喷嘴的关系的图。

图2是示意性地表示本公开的喷嘴的喷出量调整时的单元与喷嘴的关系的图。

图3是表示实施方式的喷墨装置的整体结构的俯视图。

图4是喷墨装置的功能框图。

图5是用于说明使用了实施方式的液滴观测摄像机的液滴的体积测定的原理的图。

图6是表示从喷嘴喷出的液滴的喷出角度的偏差的情形的图。

图7是表示喷嘴的位置以及喷嘴的喷出方向的偏移与着落位置的关系的图。

图8是用于说明喷嘴排列方向的单元宽度的选定的图。

图9是表示可允许的着落位置的图。

图10是表示实施方式的喷嘴排列方向上的单元的间隔的图。

图11A是表示在实施方式中采用的单元的形状的候补例的图。

图11B是表示在实施方式中采用的单元的形状的候补例的图。

图11C是表示在实施方式中采用的单元的形状的候补例的图。

图11D是表示在实施方式中采用的单元的形状的候补例的图。

图12A是表示使单元的扫描方向的宽度变化时的液滴的情形的图。

图12B是表示使单元的扫描方向的宽度变化时的液滴的情形的图。

图12C是表示使单元的扫描方向的宽度变化时的液滴的情形的图。

图12D是表示使单元的扫描方向的宽度变化时的液滴的情形的图。

图13A是表示向单元内喷出1滴液滴的情形的图。

图13B是表示向单元内喷出1滴液滴的情形的图。

图14A是表示向单元内喷出2滴液滴的情形的图。

图14B是表示向单元内喷出2滴液滴的情形的图。

图15A是表示向单元内喷出3滴液滴的情形的图。

图15B是表示向单元内喷出3滴液滴的情形的图。

图16A是表示向单元内喷出4滴液滴的情形的图。

图16B是表示向单元内喷出4滴液滴的情形的图。

图17是表示液滴的经时的形状变化的图。

图18是表示在实施方式中使用的基板的一例的图。

图19是放大表示图18的评价区域的图。

图20是表示使单元图案在喷嘴排列方向上移位的例子的图。

图21是表示其他单元图案的例子的图。

图22是表示其他单元图案的例子的图。

图23是表示在基板设置用于修正液滴观测摄像机的扫描方向和/或喷嘴排列方向的观测位置的标记的例子的图。

图24是表示在基板设置用于修正液滴观测摄像机的扫描方向和/或喷嘴排列方向的观测位置的标记以及线的例子的图。

图25是表示实施方式中的直至进行喷嘴的喷出量的调整来制造显示装置为止的流程的流程图。

附图标记说明

10基板

20单元

30、30-1、30-2、30-3喷墨头

50液滴

100喷墨装置

110导轨

120工作台

130液滴观测摄像机

150控制装置

161、162、163控制部

200评价区域

300虚设区域

400标记

500线

N喷嘴

具体实施方式

如专利文献1-3那样，在使用白色干涉显微镜、共焦激光显微镜测定每1个喷嘴的液滴的体积时，1个喷嘴喷出的液滴的体积测定会花费几秒。因此，在调整超过数万的喷嘴的情况下，需要数十小时～数百小时这样多的时间，存在导致生产中的运转率大幅降低的问题。

另一方面，如专利文献4所记载的那样，若进行使用了摄像机图像的体积测定，则与专利文献1-3相比，能够缩短体积测定以及体积调整所需要的时间。然而，在使用专利文献4所记载的摄像机图像的体积测定中，从多个喷嘴向1个单元喷出液滴(例如从3个喷嘴向1个单元喷出液滴)，并调整每个喷嘴的喷出量，以使得单元间的体积差变小，因此，与如专利文献1-3那样测定每1个喷嘴的液滴的体积并预先进行调整以使得它们的体积均匀化的情况相比，在通用性方面有可能变差。

例如，在喷墨装置中，有时变更分配给各单元的喷嘴的组合，在这样的情况下，在专利文献4记载的技术中，有可能在单元间产生液滴的体积差。例如，在由于喷嘴的经年劣化而分配给某个单元的1个喷嘴的喷出动作停止、或者无法向单元内喷出液滴的情况下，取代该喷嘴而将其他代替喷嘴分配给该单元，但原本的喷嘴与代替喷嘴的喷出量不一定相同。其结果，在单元间产生液滴的体积差，有可能产生条纹不均等发光不均。

本公开是考虑以上的点而完成的，提供能够准确且短时间地进行以1个喷嘴为单位的喷出量的调整的喷墨装置、控制方法以及基板。

以下，对本公开的一实施方式进行说明。

<1>本公开的概要

图1是示意性地表示制作液晶显示器、有机EL显示器、QLED、微型LED等显示装置的滤色器以及自发光部(R、G、B)时的单元与喷嘴的关系的图。在显示器的基板(也能够称为工件)10形成有多个单元20。在喷墨头30配设有多个喷嘴N1～N21。

对1个单元20分配多个喷嘴，涂敷来自多个喷嘴的液滴。例如，在左上的单元20涂敷来自喷嘴N1、N2、N3的液滴，在其右侧的单元20涂敷来自喷嘴N5、N6、N7的液滴，在其右侧的单元20涂敷来自喷嘴N9、N10、N11的液滴，在其右侧的单元20涂敷来自喷嘴N13、N14、N15、N16的液滴，在其右侧的单元20涂敷来自喷嘴N18、N19、N20的液滴，在其右侧的单元20涂敷来自喷嘴N20、N21的液滴。

在此，从喷墨头30的喷嘴N1～N21喷出例如R(红)的墨水。实际上，在扫描方向(X方向)上与R用的喷墨头30并排地设置有G(绿)用的喷墨头(未图示)以及B(蓝)用的喷墨头(未图示)。G用的喷墨头以及B用的喷墨头分别与R用的喷墨头30同样地具有多个喷嘴。

在图中的最上层的单元20如上所述地涂敷来自R用的喷墨头30的喷嘴的液滴，在中层的单元20涂敷来自G用的喷墨头的喷嘴的液滴，在下层的单元20涂敷来自G用的喷墨头的喷嘴的液滴。

由图可知，对1个单元20分配多个喷嘴，涂敷来自多个喷嘴的液滴。在此，在图的例子中，分配给单元的喷嘴数不同(在图的例子的情况下，分配给单元的喷嘴为2个、3个或4个这3种)这一点基于各种理由。1个理由是因为能够向每个单元喷出的喷嘴数不同。进而，在能够向单元喷出的喷嘴有3个时，有使用3个的情况，也有即使设能够向单元喷出的喷嘴有3个，也仅使用2个的情况。例如，在3个喷嘴当中的喷嘴的喷出位置重叠的情况、喷嘴的喷出位置不适当(位于端部)的情况、喷出量充分的情况等时，并不限定于全部使用能够喷出的喷嘴。另外，在墨水的喷出量因喷嘴而不同的情况下，也有时改变分配给单元的喷嘴数，从而实现针对各单元20的墨水涂敷量的均匀化。

图2是示意性地表示本公开的喷嘴的喷出量调整时的单元与喷嘴的关系的图。

在本公开的喷嘴的喷出量调整中，对形成有多个单元20的基板10，从搭载有多个喷嘴的喷墨头30朝向单元20喷出墨水，基于摄像机图像来测定此时的单元20内的墨水的涂敷状态(体积)。此时，选择喷嘴，以使得从1个喷嘴向1个单元20涂敷墨水。由此，能够一举测定多个喷嘴的墨水喷出量，因此能够准确且短时间地进行以1个喷嘴为单位的喷出量的调整。其结果，能够使全部喷嘴的喷出量在比以往更短的时间内均匀化。

换句话说，在使用了上述的专利文献1-3那样的白色干涉显微镜、共焦激光显微镜的喷嘴的喷出量调整中，由于进行了各1个喷嘴的体积调整，因此需要大量的时间，与此相对，在本公开的喷出量调整中，通过有效地利用基板10上的多个单元20和摄像机图像，实现了短时间内的调整。

此外，在本公开中，为了能够更准确且在更短时间内执行从1个喷嘴向1个单元涂敷墨水来进行基于摄像机图像的体积测定的处理，进行了考虑各种约束条件来使单元图案适当化等的研究。

<2>喷墨装置的概要结构

图3是表示本实施方式的喷墨装置100的整体结构的俯视图。

喷墨装置100具有在扫描方向上延伸的导轨110和能够沿着导轨110在扫描方向上移动的工作台120。在工作台120上载置形成有单元20(图1、图2)的基板10(图1、图2)。此外，喷墨装置100具有喷墨头30-1、30-2、30-3和液滴观测摄像机130。喷墨头30-1、30-2、30-3以及液滴观测摄像机130固定于固定部140。

在喷墨头30-1配设有R用的喷嘴，在喷墨头30-2配设有G用的喷嘴，在喷墨头30-3配设有B用的喷嘴。

液滴观测摄像机130以能够沿喷嘴排列方向(Y方向)(也能够称为副扫描方向)移动的方式安装于固定部140。液滴观测摄像机130通过在喷嘴排列方向上移动，能够对全部的单元20进行拍摄。

另外，虽然在图3中未示出，但喷墨装置100具有进行工作台120向扫描方向的移动、喷墨头30-1、30-2、30-3内的各喷嘴的墨水喷出控制、液滴观测摄像机130的摄像控制的控制部。

另外，在图3中，示出了将喷墨头30-1、30-2、30-3固定，将载置有作为印刷对象的基板(例如显示装置的基板、本实施方式的各喷嘴的喷出体积调整用的基板)的工作台120在扫描方向上移动的结构，但不限于此，也可以是固定工作台120并使喷墨头30-1、30-2、30-3在扫描方向上移动的结构，也可以是喷墨头30-1、30-2、30-3和工作台120双方移动的结构。此外，喷墨头的数量也可以不是3个，例如也可以使用将多个喷墨头单元化而成的行式头。

图4是喷墨装置100的功能框图。

喷墨装置100具有控制装置150。控制装置150例如由个人计算机具体化。控制装置150具有CPU151、存储部152、输入部153以及显示部154。

在存储部152中存放有与控制装置150连接的工作台120、用于驱动喷墨头30-1、30-2、30-3的喷嘴N以及液滴观测摄像机130的各控制程序、以及喷嘴N的特性数据(与全部喷嘴的压电元件的施加电压和液滴体积相关的特性数据)。

在驱动喷墨装置100时，CPU151基于通过输入部153由操作者输入的指示和存放于存储部152的各控制程序进行给定的控制。

控制部161通过驱动工作台120的马达(未图示)来控制工作台120的扫描方向的位置。

控制部162通过对施加于各喷嘴N的压电元件(未图示)的电压进行控制，从而进行DPN(Drive Per Nozzle)处理。通过CPU151与控制部162的协作，来决定向各单元120的喷嘴N的分配和从喷嘴N喷出的液滴的体积。

控制部163控制液滴观测摄像机130，并且输入由液滴观测摄像机130得到的摄像图像并向CPU151发送。

液滴观测摄像机130从上方拍摄着落于基板上的液滴。摄像图像被发送到CPU151。CPU151根据摄像图像推断液滴的体积，调整各喷嘴N的液滴的体积，以使得该体积在单元120间均匀化。

图5是用于说明使用了本实施方式的液滴观测摄像机130的液滴的体积测定的原理的图。

利用液滴观测摄像机130拍摄通过同轴照明131向液滴50照射光时的图像。另外，在图中，为了方便，在基板10的背面侧示出同轴照明131，但实际上同轴照明131从基板10的表面侧经由半反射镜(未图示)等向液滴50照射光。来自液滴50的反射光入射到液滴观测摄像机130。此时，在液滴50的平坦的头顶部反射的光朝向液滴观测摄像机130的方向，因此由液滴观测摄像机130明亮地测定。另一方面，在液滴50的倾斜部分反射的光的倾斜越大，则越不会进入液滴观测摄像机130，其结果，倾斜越大，得到越暗的图像。

在此，液滴50的体积越大，则液滴50在单元120内越隆起，液滴50的倾斜越大。因此，液滴50的体积越大，则通过液滴观测摄像机130就得到越暗的图像。CPU151基于液滴观测摄像机130的图像的明暗的程度来推断液滴50的体积。

<3＞针对喷嘴的着落位置的偏差的对策

在本实施方式的各喷嘴N的喷出量调整中，要求使液滴从1个喷嘴着落于1个单元。在此，考虑喷嘴的喷出角度的偏差，说明使来自1个喷嘴的液滴着落于1个单元的喷出控制。此外，说明对喷嘴从设计位置的偏移、喷出角度的偏差进行了考虑的单元20的单元宽度。

图6是表示从喷嘴N喷出的液滴50的喷出角度的偏差的情形的图。在图中，示出液滴50的喷出方向在角度θ的范围内发生偏差的情形。喷出角度的偏差成为着落精度的恶化要因。喷出角度的偏差可能在扫描方向(X方向)以及喷嘴排列方向(Y方向)双方产生。

扫描方向上的偏差能够通过预先测定着落位置的偏移量，并进行抵消该偏移量的时刻下的喷出控制来修正。另一方面，能够通过变更喷出液滴50的喷嘴N来修正与扫描方向正交的喷嘴排列方向上的偏差。例如，使来自正上方的喷嘴N1的液滴50着落于图2的左上的单元20，但也可以使来自喷嘴N2的液滴着落。

图7是表示喷嘴的位置以及喷嘴的喷出方向的偏移与着落位置的关系的图。图中的符号P0表示喷嘴的设计位置，图中的符号P1、P2表示实际的喷嘴位置。在此，喷嘴有时由于热伸缩、组装精度而在喷嘴排列方向上偏移。在这种情况下，即使针对某个单元20选择了在该单元20的中心位置存在设计位置P0的喷嘴，单元20的中心与喷嘴的位置也会发生偏移。进而，液滴50的着落位置仅偏移加上喷出角度的偏差的量。

例如，若将从设计位置P0向喷嘴排列方向的实际喷嘴位置P1、P2的偏移量设为“A”，将基于喷出角度的偏差的着落位置的偏移宽度设为“B”，则优选单元20的喷嘴排列方向的宽度为(A×2+B×2)以上。进而，若将液滴50的直径设为R，则优选单元20的喷嘴排列方向的宽度为(A×2+B×2+R)左右。

在此，如图8所示，液滴50的着落精度根据标准而被决定从设计喷嘴位置P0收于ΔX±σ＝±30μm的范围内。液滴50的直径R为R＝20μm左右。因此，喷嘴排列方向的单元20的宽度优选为60～80μm。

通过使用这样的单元宽度的单元20，在使液滴从1个喷嘴着落于1个单元时，即使在喷嘴从设计位置偏移或者喷出角度发生偏差的情况下，只要是该偏移、偏差处于根据标准决定的范围内，就能够可靠地使液滴着落于目标的单元内。

图9是表示可允许的着落位置的图。为了使从喷嘴喷出的液滴50全部进入目标的单元20内，需要使液滴50的中心位于目标的单元20内，并且，液滴50与相邻单元20充分地离开距离。具体而言，至少需要是如下位置关系：液滴50的中心处于目标的单元20内，且液滴50的外径不超过单元20间的中心(图中的虚线)，液滴50仅进入目标的单元20内。如上所述，向扫描方向的位置调整能够通过预先测定着落位置的偏移量并进行抵消该偏移量的定时下的喷出控制来实现。另一方面，向与扫描方向正交的喷嘴排列方向的位置调整能够通过变更喷出液滴50的喷嘴来实现。

<4>单元的间隔

图10是表示本实施方式的喷嘴排列方向上的单元20的配置间隔(间距)的图。在本实施方式中，单元20的配置间隔(间距)设为设计喷嘴间隔的整数倍。换句话说，设单元间间距(喷嘴排列方向上的单元20的中心间的距离)＝M(整数)×设计喷嘴间隔。

这样，在选择均等的间隔的喷嘴来进行向单元的分配的情况下，能够进行向单元的没有遗漏的喷嘴分配。其结果，能够高效地实现全部喷嘴的体积调整。

在制作排列有单元的基板10时，在基板的设计制作上，产生能制作的分辨率这样的约束条件。例如，是相对于基板制作的最小分辨率为0.25μm，喷嘴间隔为21.2345μm等的情况。在该情况下，可以使设计喷嘴间隔的整数倍的数值匹配于分辨率进行升值或者减值。或者，也可以将设计喷嘴间隔舍入为21.25μm等进行计算，调整为1μm单位的误差以下。

换句话说，多个单元的喷嘴排列方向的配置间隔不必一定是设计喷嘴间隔的整数倍，只要基于设计喷嘴间隔来决定即可。

<5>单元的形状

图11A-图11D是表示在实施方式中采用的单元20的形状的候补例的图。本实施方式中使用的单元20设为考虑了液滴50的润湿扩展性的尺寸以及形状。

在此，在单元20的角部，由于液滴50的表面张力、基板10的亲水性(疏水性)的状态的影响，液滴50难以均匀地润湿扩展。特别是，在单元20的角部为直角时，液滴50的润湿扩展按每个单元20而不同的可能性变高。若液滴50的润湿扩展针对每个单元20而不同，则在利用液滴观测摄像机130观测液滴50着落于单元20时的状态时，摄像图像与体积之差相比，更多受到润湿扩展的状态差的影响。考虑到这一点，在本实施方式中，单元20的角部形成为具有曲率的形状。由此，能够减小单元20间的液滴50的润湿扩展之差，能够得到反映了液滴50的体积之差的摄像图像。

图11A是使得单元20的形状在以显示单元特有的扫描方向的宽度比喷嘴排列方向的宽度短的长方形形状为基础的同时将角部设为圆形的例子。图11B是使扫描方向的宽度比图11A扩展且使曲率与图11A相同的例子。图11C是从图11B将角部的曲率扩大到最大的例子。图11D是一边维持扫描方向的宽度一边将曲率扩大至最大的例子。

若考虑液滴50的润湿扩展的均匀性，则图11D的形状最理想。另一方面，单元20的扫描方向的宽度越大，则在摄像图像中，体积之差越难以表现为对比度之差。因此，作为单元20的形状，如图11A的例子那样，优选在角部具有曲率，并且扫描方向的宽度不过大。

图12A-图12D是表示使单元20的扫描方向(X方向)的宽度变化时的液滴50的情形的图。优选单元20的尺寸能够将液滴50中的3～5％以下的体积之差检测为摄像图像的对比度之差。

若液滴50在单元20之中描绘的曲率半径更小，将该曲率半径小的弯曲状态确保得更宽，则液滴50的体积差就作为摄像图像的对比度之差而鲜明地呈现。考虑到这一点，在本实施方式中，使用扫描方向的宽度尽可能小的单元20。例如，在图12A的例子中，由于液滴50的曲率半径小，所以能够检测出直至体积±2％为止的差。由于液滴50的曲率半径按照图12A→图12B→图12C→图12D的顺序变大，所以能够检测的液滴50的体积差的精度降低。在图12D的例子中，摄像图像中的对比度之差变得不鲜明，也难以检测±5％的体积差。这样，对应于扫描方向的单元宽度，能够检测的体积的精度发生变化，能够调整的体积的精度也发生变化。

考虑到这一点，若想要提高体积推断精度，则可以缩短单元20的短边方向(扫描方向)的长度。换言之，多个单元20的短边方向(扫描方向)的长度优选基于体积推断精度来决定。

<6>对1个单元喷出的液滴数

在本实施方式中，为了扩大来自喷嘴的液滴体积差，提出每1个喷嘴向1个单元喷出更多的液滴的方法。

实际上，能够向1个单元内喷出的液滴数根据喷墨装置100的液滴的喷出周期和分辨率来决定。此外，对应于液滴的大小，能够进入1个单元的液滴数也被限定。

如使用图12A-图12D说明的那样，若液滴50的体积相同(若向单元内喷出的液滴数相同)，则单元20的面积越小，单元20内的液滴50的曲率半径越小，因此能够得到鲜明的对比度的摄像图像。

另一方面，如图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B所示，即使设单元20的面积变大，若与其相应地增加向单元20喷出的液滴50的数量，则单元20内的液滴50的曲率半径就变小，因此能够得到鲜明的对比度的摄像图像。

图13A以及图13B分别是表示向单元20内喷出了1滴液滴50的情形的图。图14A以及图14B分别是表示向单元20内喷出了2滴液滴50的情形的图。图15A以及图15B分别是表示向单元20内喷出了3滴液滴50的情形的图。图16A以及图16B分别是表示向单元20内喷出了4滴液滴50的情形的图。在图13B、图14B、图15B、图16B中也示出了实际的液滴形状50-1和理想的液滴形状50-2。

能够向1个单元内喷出的液滴数根据喷墨装置100的液滴的喷出周期和分辨率来决定，存在界限，因此需要设定单元20的宽度，以使得每单位面积的液滴数更多，并且单元内的涂敷形状的曲率半径更小。

假设在设能够连续喷出的间隔为10μm且着落精度为±5μm的情况下，对于扫描方向的宽度为10μm的单元20，1滴成为上限(参照图13A)。对于扫描方向的宽度为20μm的单元20，2滴成为上限(参照图14A)。对于扫描方向的宽度为30μm的单元20，3滴成为上限(参照图15A)。对于扫描方向的宽度为40μm的单元20，4滴成为上限(参照图16A)。

在液滴50进入单元20时的围堰和液滴50的接触角已被决定时，进入单元20内的最大液滴数能够通过运算求出。顺便说一下，由基板10与液滴50的润湿特性决定接触角，由接触角决定能够进入单元20的液滴50的最大量。将单元20装满所需的液滴数相对于单元宽度大致按2次函数增加。考虑到这一点，优选选择与单元宽度对应的最佳液滴数。

<7>针对液滴干燥的对策

图17是表示液滴50的经时的形状变化的图。特别是在使用沸点低的溶剂墨水的情况下，溶剂随着时间经过而挥发，液滴50变小。其结果，随着时间经过，液滴50的曲率半径逐渐变大，摄像图像的对比度变得不鲜明。最终，单元20内的液滴50的膜厚成为几十～一百几十μm的平坦的状态，完全无法检测出体积差。

考虑到这一点，优选在1道次(pass)中迅速地进行液滴观测摄像机130中的评价。具体而言，虽然也依赖于所使用的墨水，但优选在60秒以内进行印刷，之后立即通过液滴观测摄像机130在一次观测动作中观测全部的单元20。

<8>基板的结构

使用图18-图24对本实施方式中使用的基板10的结构进行说明。在本实施方式中，使用用于观测各喷嘴N的喷出量的基板10。在本实施方式中，为了在短时间内高精度地检测来自喷嘴的喷出量，特别提出了单元20的图案等被最优化的专用的基板。

图18是表示在实施方式中使用的基板10的一例的图。基板10具有形成有用于进行上述那样的喷出量调整的喷出量调整用的单元20的评价区域200和形成于评价区域200的周围的虚设区域300。在虚设区域300形成有与评价区域200同样的单元图案。这样，能够使涂敷于评价区域200的墨水的干燥延迟。另外，在虚设区域300中，优选在纵、横双方、或者任一方至少形成1列以上与评价区域200同样的单元图案。另外，在虚设区域300喷出能够防止喷出到评价区域200的单元20的墨水干燥的墨水即可，在虚设区域300也可以不形成单元。

图19是放大表示图18的评价区域200的图。在使用RGB三色的墨水的喷墨装置中，需要调整RGB各自的喷嘴的喷出量。为了缩短喷出量调整时间，优选能够同时进行RGB各自的喷嘴的喷出量的调整。如图19所示，若将R用和G用和B用的喷出量调整用的单元图案以各颜色的每个颜色的条件成为同等的方式进行分配，就能够同时进行RGB各自的喷嘴的喷出量的调整。

图20是表示使单元图案在喷嘴排列方向(Y方向)上移位的例子的图。与图19比较可知，图20的单元图案对应于扫描方向的位置而在喷嘴排列方向(Y方向)移位。具体而言，在扫描方向上相邻的单元间，单元20的位置在喷嘴排列方向(Y方向)上仅移位喷嘴N的间距量。由此，由图可知，能够将R墨水、G墨水、B墨水涂敷于集中的区域的单元20，能够通过附近的单元20的观测来进行相同颜色的墨水的喷出量的评价。

图21是表示其他的单元模式的例子的图。图21的单元图案具有组合了图19的单元图案和图20的单元图案的图案。

图22是表示其他单元图案的例子的图。图22的单元图案在扫描方向上形成多个图20的单元图案。使用图22的单元图案，进行多次(在图5的例子中为5次)RGB的3个喷头量的各喷嘴的喷出量的观测。这样，通过对相同的喷嘴的喷出量进行多次采样，能够提高喷出量检测的可靠性。例如，能够减少由单元的制造误差引起的对喷出量检测的不良影响。

图23是在基板10上设置用于修正液滴观测摄像机130的扫描方向和/或喷嘴排列方向的观测位置的标记400的例子。图24是进一步设置用于修正扫描方向的观测位置的线500的例子。

通过以标记400、线500为基准来修正液滴观测摄像机130的观测位置，即使观测位置由于观测系统的行进习惯等的失真而偏移，也能够正确地检测单元位置来进行正确的观测。作为标记400，例如在喷嘴排列方向上以1mm的等间隔配置100μm左右的圆形标记。作为线500，能够使用宽度窄的线、覆盖单元图案的线等。

<9>直至调整全部喷嘴的DPN来制造显示装置为止的流程

图25是表示本实施方式中的直至进行喷嘴的喷出量来制造显示装置为止的流程的流程图。

首先，在步骤S1中，测定相对于代表单元的亮度与喷出体积的关系。具体而言，测定单元内的亮度与用白色干涉显微镜测定出的喷嘴喷出体积的相关关系。该测定使用至少1个喷嘴来进行。

接下来，在步骤S2中，决定目标体积和允许范围。具体而言，基于在步骤S1中测定出的相关关系的数据，决定向各单元喷出的墨水的目标体积和各单元间的体积偏差的允许范围。

接下来，使用从1个喷嘴向在上述的项目<1>-<8>中说明的1个单元喷出墨水的技术，对全部喷嘴的喷出电压进行调整，以使得从各喷嘴以所决定的目标体积来喷出墨水。

首先，在步骤S3-1中，通过CPU151以及控制部162设定喷嘴N的喷出电压。接下来，在步骤S3-2中，通过CPU151以及控制部162的控制，对1个单元分配1个喷嘴而喷出墨水。接下来，在步骤S3-3中，通过CPU151以及控制部163的控制，用液滴观测摄像机130拍摄被喷出墨水的单元。

在接下来的步骤S3-4中，CPU151从摄像机130拍摄到的图像(墨水图像)提取亮度作为特征量，推断喷出到各单元的墨水的体积。CPU151对所推断的喷出到各单元的墨水体积进行比较，判定单元间的体积差是否在允许范围内。作为该允许范围，使用在步骤S2中决定的范围。在接下来的步骤S3-4中，在得到了单元间的体积差不在允许范围内的判定结果的情况下(步骤S3-4；否)，处理返回到步骤S3-1，在步骤S3-1中，对各喷嘴设定新的喷出电压，以使得单元间的体积差变小。重复进行步骤S3-1～S3-4的循环，直至在步骤S3-4中得到单元间的体积差在允许范围内的判定结果为止。若在步骤S3-4中得到肯定结果，则处理进入步骤S3-5，在该步骤S3-5中，CPU151将喷嘴的喷出电压存储于存储部152。

步骤S3-1～S3-5的处理也能够说是对全部喷嘴进行如下处理来调整全部喷嘴的喷出电压，其中，对全部喷嘴进行的处理是：一边从1个喷嘴向1个单元喷出墨水来进行基于摄像机图像的体积测定(相当于亮度测定)，一边将给定的单元内亮度作为目标，并且使相邻的单元间的亮度之差最小化。

接下来，在步骤S4中，喷墨装置100一边以在步骤S3-5中存储的喷嘴的喷出电压来驱动各喷嘴N，一边向制造对象的显示器用的单元喷出墨水。由此，例如制造显示装置的滤色器以及自发光部(R、G、B)等。另外，在步骤S4的处理中，与步骤S3-1～S3-5不同，如图1所示，对1个单元分配1个或多个喷嘴N。

本实施方式的1个特征能够说是，在调整全部喷嘴的DPN时(进行步骤S3-1～S3-4时)，在向制造对象的显示器用的单元喷出墨水时(步骤S4)，特意使单元与喷嘴N的对应关系不同。另外，制造对象的装置不仅可以是显示器等显示装置，也可以是太阳能电池、半导体等。

即，在装置制造时，对装置制造用的多个单元分别分配1个或多个喷嘴，喷出墨水。另一方面，在喷出量调整时，对喷出量调整用的多个单元20分别分配1个喷嘴，喷出墨水。另外，喷出量调整用的单元20也可以形成于形成有装置制造用的多个单元的基板。此外，也可以准备仅形成有喷出量调整用的单元20的基板，在喷出量调整时和装置制造时使用不同的基板。

<10>总结

如以上所说明的那样，根据本实施方式，具有：喷墨头30，从多个喷嘴N向形成于基板10的多个单元20喷出墨水；摄像机(液滴观测摄像机130)，对喷出到多个单元20的墨水进行拍摄；以及控制部(CPU151、控制部161、162)，对多个喷嘴N各自相对于多个单元20各自的位置以及来自多个喷嘴N各自的墨水的喷出进行控制，控制部(CPU151、控制部161、162)对多个单元20控制所述位置以及所述喷出，以使得从1个喷嘴N对1个单元20喷出墨水，并基于在向多个单元20喷出墨水之后由摄像机(液滴观测摄像机130)拍摄到的墨水图像，对每1个喷嘴的墨水喷出量进行调整，以使得单元20间的墨水的体积之差变小。

由此，能够准确且短时间地进行以1个喷嘴为单位的喷出量的调整。其结果，所有喷嘴的喷出量的均匀化也变得容易，例如即使在分配了代替喷嘴的情况下，也不会产生液滴的体积差，能够抑制条纹不均等发光不均的产生。

此外，多个单元20在喷墨头30的扫描方向以及喷嘴排列方向上分别并排地形成有多个，多个喷嘴N在喷嘴排列方向上并排地设置有多个，喷嘴排列方向上的喷嘴的个数比喷嘴排列方向上的单元20的数量多，选择能够向各单元20喷出的多个喷嘴当中的1个，从所选择的1个喷嘴N喷出墨水。

此外，如在图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B中说明的那样，控制部(CPU151、控制部162)控制喷出，以使得从1个喷嘴向1个单元20涂敷多滴墨水。

此外，控制部(CPU151、控制部162)选择能够向各单元20喷出的多个喷嘴N当中的1个，从所选择的1个喷嘴N喷出墨水。

此外，如图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B中说明的那样，从1个喷嘴N向1个单元20喷出的墨水的液滴数基于单元20的形状来决定。

此外，如图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B中说明的那样，单元20越大，则从1个喷嘴N向1个单元20喷出的墨水的液滴数越多。

此外，如图1等所示，本实施方式的基板10具备用于调整从喷墨头30喷出的墨水的喷出量的多个单元20，多个单元20与喷墨头30所具备的多个喷嘴N一一对应，多个喷嘴N分别与多个单元20当中的至少1个单元20对应。多个单元分别从对应的喷嘴喷出所述墨水。

此外，如图20等所示，基板10的多个单元对应于扫描方向的位置在喷嘴排列方向上移位。

此外，在基板10中，多个单元20当中的在扫描方向上相邻的单元20移位了设计喷嘴间隔的量。

此外，在基板10中，多个单元20的喷嘴排列方向的配置间隔基于设计喷嘴间隔来决定。

此外，如使用图7以及图8所说明的那样，基板10基于墨水的着落误差(例如，上述的偏移A+B)以及墨水的液滴直径R来决定多个单元20的喷嘴排列方向的长度。

此外，如使用图12A-图12D说明的那样，基板10基于体积推断精度来决定多个单元N的短边方向的长度。

此外，根据图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B可知，基板10基于向多个单元20喷出的墨水的液滴数来决定多个单元20的扫描方向的长度。

此外，如使用图18说明的那样，基板10具备防止干燥用的虚设区域300。

此外，根据图18-图22等可知，在基板10中，多个单元20分别与喷出不同的墨水(R、G、B)的多个喷墨头对应。

此外，如使用图23以及图24说明的那样，基板10具有用于修正摄像机(液滴观测摄像机130)的扫描方向或者喷嘴排列方向的摄像位置的标记400。

另外，上述实施方式均只是示出了实施本发明时的具体化的一例，本发明的技术范围不应被这些限定性地解释。即，本发明能够在不脱离其主旨或其主要特征的情况下以各种形式实施。

根据本公开的喷墨装置、控制方法以及基板，能够准确且短时间地进行以1个喷嘴为单位的喷出量的调整。

[工业上的可利用性]

本公开的喷墨装置、控制方法以及基板能够准确且短时间地进行以1个喷嘴为单位的喷出量的调整，例如适用于显示器面板制造。

Claims (12)

1.一种喷墨装置，具有：

喷墨头，从多个喷嘴向形成于基板的多个单元喷出墨水；

摄像机，对喷出到所述多个单元的墨水进行拍摄；以及

控制部，控制所述多个喷嘴各自相对于所述多个单元各自的位置以及来自所述多个喷嘴各自的墨水的喷出，

所述控制部对所述多个单元控制所述位置以及所述喷出，以使得从1个喷嘴对1个单元喷出墨水，

基于在向所述多个单元喷出所述墨水之后由所述摄像机拍摄到的墨水图像，对每1个喷嘴的墨水喷出量进行调整，以使得单元间的墨水的体积之差变小。

2.一种喷墨装置的控制方法，该喷墨装置具备多个喷嘴，在该控制方法中，

对于形成于基板的多个单元，从1个喷嘴向1个单元喷出墨水，

通过摄像机对喷出到所述多个单元的墨水进行拍摄，

基于由所述摄像机拍摄到的墨水图像，调整每1个喷嘴的墨水喷出量，以使得单元间的墨水的体积之差变小。

3.一种基板，其中，

具备用于调整从喷墨头喷出的墨水的喷出量的多个单元，

所述多个单元与所述喷墨头所具备的多个喷嘴一一对应，

所述多个喷嘴分别与多个单元当中的至少1个单元对应。

4.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元对应于扫描方向的位置在喷嘴排列方向上移位。

5.根据权利要求4所述的基板，其中，

所述多个单元当中的在所述扫描方向上相邻的单元移位了设计喷嘴间隔的量。

6.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元的喷嘴排列方向的配置间隔基于设计喷嘴间隔来决定。

7.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元的喷嘴排列方向的长度基于所述墨水的着落误差或者所述墨水的液滴直径来决定。

8.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元的短边方向的长度基于体积推断精度来决定。

9.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元的扫描方向的长度基于向所述多个单元喷出的所述墨水的液滴数来决定。

10.根据权利要求3所述的基板，其中，

还具备防止干燥用的虚设区域。

11.根据权利要求3所述的基板，其中，

所述多个单元分别与喷出不同的所述墨水的多个所述喷墨头对应。

12.根据权利要求3～11中的任一项所述的基板，其中，

具有用于修正摄像机的扫描方向或者喷嘴排列方向的摄像位置的标记。