JP2004321891A - 液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】機能液吐出ヘッドの全ノズルについて吐出状況を適切に検査できる液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置等を提供することを課題とする。
【解決手段】機能液滴吐出ヘッド５１から機能液滴の吐出を行う描画動作と、各ノズル７５から吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作とを行う液滴吐出装置１において、ノズル列７４の多数のノズル７５を複数のノズル７５単位で撮像する撮像手段５と、撮像手段５により、ノズル列７４の多数のノズル７５が複数のノズル７５単位で順に撮像されるように、撮像手段５に対し機能液滴吐出ヘッド５１を相対的に移動させる移動手段１３と、ノズル列７４の列方向が移動手段１３の移動方向と平行になるように、水平面内において移動手段１３の移動方向に対し機能液滴吐出ヘッド５１を回転させる回転手段４３と、を備えたものである。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板等のワークに対し、インクジェットヘッドに代表される機能液滴吐出ヘッドから機能液滴の吐出を行う描画動作と、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルから吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作とを行う液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液滴吐出装置では、吐出されたインク滴（機能液滴）を撮像するＣＣＤカメラとＬＥＤにより構成されるストロボとを備えた撮像手段により機能液滴の吐出を検出して撮像動作を行い、機能液滴の飛行曲がりやサテライト（吐出された液体に起因して霧状に浮遊する微粒子）の有無、およびノズルの目詰まりがあるか否か等を検査している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０６６２４号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機能液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置においては、ワークに対して機能液の十分な塗布密度を確保する目的で機能液滴吐出ヘッドのノズル列方向を副走査方向に所定角度傾けてキャリッジに搭載する場合のように、機能液滴吐出ヘッドのノズル列方向と副走査方向（撮像時の移動方向）とが平行でない場合がある。しかしながら、機能液滴吐出ヘッドの吐出状況の検査を行う場合に、機能液滴吐出ヘッドのノズル列方向が副走査方向に対して傾いていると、機能液滴吐出ヘッドを副走査方向に移動して各ノズルをＣＣＤカメラの光軸上に順に位置させるとき、ＣＣＤカメラから機能液滴吐出ヘッドの各ノズルまでの距離がノズル毎に異なるものとなる。そのため、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルのすべてについてＣＣＤカメラとの距離をＣＣＤカメラの焦点距離と合致させることができず、全ノズルについて機能液滴の飛行観測を適切に行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、機能液吐出ヘッドの全ノズルについて吐出状況を適切に検査することができる液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出装置は、ノズル列を有する機能液滴吐出ヘッドを、ワークに対し直交する２つの走査方向に相対移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行う描画動作と、ノズル列の各ノズルから吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作とを行う液滴吐出装置において、ノズル列の多数のノズルを複数のノズル単位で撮像する撮像手段と、撮像手段により、ノズル列の多数のノズルが複数のノズル単位で順に撮像されるように、撮像手段に対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させる移動手段と、ノズル列の列方向が移動手段の移動方向と平行になるように、水平面内において移動手段の移動方向に対し機能液滴吐出ヘッドを回転させる回転手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、回転手段により、水平面内において移動手段の移動方向に対し機能液滴吐出ヘッドを回転して、ノズル列の列方向と移動手段の移動方向とが平行になるようする。このため、移動手段により、ノズル列の多数のノズルが複数のノズル単位で順に撮像されるように撮像手段に対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させるとき、撮像手段の光軸上であって撮像手段に対して一定の距離に順に、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルを位置させることができる。したがって、ノズル列における各ノズルのすべてについて、撮像手段との距離を撮像手段の焦点距離と合致させることができ、鮮明な画像を得ることができる。
【０００８】
この場合、撮像手段は、その光軸と移動手段の移動方向とが直交するように配設されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、撮像手段により、ノズル列のノズルから吐出された機能液滴がノズル列の正面から撮像される。このため、一回の撮像により検出される複数のノズルにおいて、撮像手段から各ノズルまでの距離を均一にすることができる。
【００１０】
これらの場合、機能液滴吐出ヘッドを２つの走査方向である主走査方向および副走査方向に相対的に移動させるＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルを、さらに有し、移動手段を、副走査方向に移動させるＹ軸テーブルが兼ねており、回転手段は、機能液滴吐出ヘッドとＹ軸テーブルとの間に設けられていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、移動手段をＹ軸テーブルが兼ねていることで、Ｙ軸テーブルとは別に、撮像動作において機能液滴吐出ヘッドを撮像手段に対して移動させるための手段をさらに備える必要がない。また、Ｙ軸テーブルとの間に設けられた回転手段により機能液滴吐出ヘッドを移動手段の移動方向に対して回転させる。したがって、液滴吐出装置全体の構造を単純化することができる。
【００１２】
これらの場合、撮像手段は、機能液滴の飛行状態を撮像する撮像カメラと、飛行状態の機能液滴を照明するストロボとを有し、撮像カメラとストロボとは、機能液滴吐出ヘッドを挟んで対向して配置されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、撮像手段は照射光を直接撮り込む。このため、機能液滴や背景の色彩に関らず、機能液滴の周囲は輝度の比較的高い白色に、機能液滴自体は遮光されるため輝度の比較的低い黒色になる映像を撮像することができ、機能液滴の画像をより鮮明に撮り込むことができる。
【００１４】
この場合、撮像カメラを機能液滴吐出ヘッドに対し移動手段の移動方向と直交する方向に相対的に移動させる撮像系移動機構を、さらに有していることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、撮像系移動機構により、機能液滴吐出ヘッドのノズル列と撮像カメラとの距離を、撮像手段の焦点距離に合致するように調整することができる。また、撮像動作において、複数のノズル列が移動手段の移動方向と直交する方向に配列する場合であっても、各ノズル列の撮像毎に撮像系移動機構を駆動することにより、撮像対象となるノズル列と撮像カメラとの距離を撮像手段の焦点距離に合致させることができる。
【００１６】
この場合、撮像系移動機構は、撮像カメラをストロボと一体として移動させることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、撮像系移動機構を駆動して撮像カメラを移動しても、撮像カメラとストロボとの相対位置が変わることがないため、一定の機能液滴の画像が得られる。このため、吐出が正常であるか否かの判定を正確に行うことができる。
【００１８】
これらの場合、撮像カメラと撮像対象となるノズル列との距離が撮像カメラの焦点距離に合致するように、撮像系移動機構の移動を制御する制御手段を、さらに備えたことが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、制御手段により撮像カメラと撮像対象となるノズル列との距離を撮像カメラの焦点距離に合致するように適切に調整することができる。
【００２０】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする。
【００２２】
これらの構成によれば、機能液滴の吐出状態が適切に管理された液滴吐出装置を用いて製造されるため、電気光学装置を効率よく製造することが可能となる。なお、電気光学装置（デバイス）としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、液晶塗布、配向膜塗布、基板間の間隔を一定に保持するためのスペーサー（ギャップ材）散布、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
【００２３】
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置を搭載したことを特徴とする。
【００２４】
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の液滴吐出装置について説明する。本実施形態の液滴吐出装置は、機能液滴吐出ヘッドを用い、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルから吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作と、ワークである基板に機能液滴を吐出する描画動作とを行い、基板上に所望の成膜部を形成するものである（詳細は後述する）。
【００２６】
本実施形態の液滴吐出装置１は、図１に示すように、機台２と、機台２上の全域に広く載置された描画装置３と、機台２上の端部に設置されたヘッド機能回復装置４と、ヘッド機能回復装置４と隣接するように設置された吐出検査装置５と、機台２上に載置され、ヘッド機能回復装置４および吐出検査装置５を一括載置して移動させるメンテナンス系移動テーブル６と、を有し、描画装置３によりワークＷ上に機能液による描画を行い、ヘッド機能回復装置４により機能液滴吐出ヘッド５１の機能回復処理（メンテナンス）を定期的に行うと共に、吐出検査装置５により描画装置３に備える機能液滴吐出ヘッド５１の吐出状況を検査し、その検査結果に基づいて機能液滴吐出ヘッド５１の吐出状況が不良と判定された場合にも、ヘッド機能回復装置４により機能液滴吐出ヘッド５１の機能回復処理を行うようにしている。さらに、図１では図示を省略したが、この液滴吐出装置１には、各機能液滴吐出ヘッド５１に機能液を供給する給液タンク等を備える機能液供給機構７や、上記の描画装置３や吐出検査装置５等の構成装置を統括制御する制御装置（後述する）８等が組み込まれている。
【００２７】
描画装置３は、Ｘ軸テーブル１２およびＸ軸テーブル１２に直交するＹ軸テーブル１３からなるＸ・Ｙ軸移動機構１１と、Ｙ軸テーブル１３に移動自在に取り付けたメインキャリッジ１４と、メインキャリッジ１４に垂設したヘッドユニット１５とを備えている。そして、ヘッドユニット１５には、サブキャリッジ５２を介して、機能液滴吐出ヘッド５１が搭載されている。この場合、基板であるワークＷは、Ｘ軸テーブル１２の端部に臨む一対のワーク認識カメラ１６，１６により、Ｘ軸テーブル１２に位置決めされた状態で搭載されている。
【００２８】
Ｘ軸テーブル１２は、Ｘ軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のＸ軸スライダ２１を有し、これに吸着テーブル２３およびワークΘ軸テーブル２４等から成るセットテーブル２２を移動自在に搭載して、構成されている。同様に、Ｙ軸テーブル１３は、Ｙ軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のＹ軸スライダ２６を有し、これにメインキャリッジ１４を移動自在に搭載して、構成されている。
【００２９】
この場合、Ｘ軸テーブル１２は、機台２上に直接支持される一方、Ｙ軸テーブル１３は、機台２上に立設した左右の支柱２７，２７に支持されている。Ｘ軸テーブル１２とメンテナンス系移動テーブル６とは、Ｘ軸方向に相互に平行に配設されており、Ｙ軸テーブル１３は、Ｘ軸テーブル１２とメンテナンス系移動テーブル６とを跨ぐように延在している。
【００３０】
そして、Ｙ軸テーブル１３は、これに搭載したヘッドユニット（の機能液吐出ヘッド５１）１５を、メンテナンス系移動テーブル６の直上部に位置する機能回復検査エリア３１と、Ｘ軸テーブル１２の直上部に位置する描画エリア３２との相互間で、適宜移動させる。すなわち、Ｙ軸テーブル１３は、機能液滴吐出ヘッド５１の機能回復や吐出検査を行う場合には、ヘッドユニット１５を機能回復検査エリア３１に臨ませ、またＸ軸テーブル１２に導入したワークＷに描画を行う場合には、ヘッドユニット１５を描画エリア３２に臨ませる。
【００３１】
一方、Ｘ軸テーブル１２の一方の端部は、ワークＷをＸ軸テーブル１２にセット（載せ代える）するための移載エリア３３となっており、移載エリア３３には、上記一対のワーク認識カメラ１６，１６が配設されている。そして、この一対のワーク認識カメラ１６，１６により、吸着テーブル２３上に供給されたワークＷの２箇所の基準マークが同時に認識され、この認識結果に基づいて、ワークＷのアライメントがなされる。
【００３２】
メインキャリッジ１４は、図２および図３に示すように、ヘッドユニット１５を着脱自在に搭載するキャリッジ本体４１と、キャリッジ本体４１を吊設するように保持したキャリッジテーブル４２と、で構成されている。メインキャリッジ１４は、Ｙ軸テーブル１３に移動自在に取り付けられている。
【００３３】
キャリッジテーブル４２は、キャリッジ本体４１の上部に連結されるヘッドΘ軸テーブル４３と、ヘッドΘ軸テーブル４３の上部に連結されるヘッドＺ軸テーブル４４と、で構成されている。ヘッドＺ軸テーブル４４は、ヘッドΘ軸テーブル４３およびキャリッジ本体４１を介して機能液滴吐出ヘッド５１をＺ軸方向に微小移動させ、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面（後述する）７３とワークＷの表面との間のワークギャップを微調整するものである。
【００３４】
ヘッドΘ軸テーブル４３は、ヘッドＺ軸テーブル４４の下面に固定された固定部４６と、キャリッジ本体４１の上部に固定された回転部４７と、固定部４６に対し回動自在に取り付けた回転部４７をΘ軸方向に回動させるΘ軸モータ４８と、を有している。Θ軸モータ４８は、正逆回転可能なＡＣサーボモータから構成されており、ボールねじ系を主体とする動力伝達機構部４９を介して、固定部４６に対し回転部４７を回動（回転）させる。この回転部４７の回動により、キャリッジ本体４１がその軸心を中心に回動する。
【００３５】
このように、ヘッドΘ軸テーブル４３は、ヘッドＺ軸テーブル４４とキャリッジ本体４１とを相互に連結すると共に、キャリッジ本体４１を介してヘッドユニット１５をＸ・Ｙ平面内において正逆回転させる。これにより、ヘッドユニット１５の初期位置決め段階において、ヘッドユニット１５をΘ軸方向に位置補正することができる。また、描画動作において、副走査方向に対して所定角度Θ傾いている機能液滴吐出ヘッド５１のノズル列７４の列方向を副走査方向と平行にできるようにもなっている（詳細は後述する）。
【００３６】
ヘッドユニット１５は、図４に示すように、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド５１と、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を搭載するサブキャリッジ５２と、サブキャリッジ５２に各機能液滴吐出ヘッド５１を個々に取り付けるための複数（１２個）のヘッド保持部材５３（図５参照）と、を備えている。また、ヘッドユニット１５は、メインキャリッジ１４に対し着脱自在に保持されている（図２および３参照）。
【００３７】
１２個の機能液滴吐出ヘッド５１は、６個ずつ２列に分けて主走査方向（Ｘ軸方向）に離間して配置されている。また、各機能液滴吐出ヘッド５１は、ワークＷに対して機能液滴の十分な塗布密度を確保するために副走査方向（Ｙ軸方向）に対して所定角度Θ傾けて配設されている。さらに、一方の列と他方の列の各機能液滴吐出ヘッド５１は、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各機能液滴吐出ヘッド５１のノズル（後述する）７５が連続（一部重複）するようになっている。なお、機能液滴吐出ヘッド５１を専用部品で構成する等して、ワークＷに対して機能液の十分な塗布密度を確保できる場合は、機能液滴吐出ヘッド５１をあえて傾けてセットする必要はない。
【００３８】
サブキャリッジ５２の一方の側方には、ヘッドユニット１５をメインキャリッジ１４に着脱する際の手持ち用の一対のハンドル５４，５４と、が設けられている。また、サブキャリッジ５２は、一部が切り欠かれた本体プレート５５と、本体プレート５５の長辺方向の中間位置に設けた左右一対の基準ピン５６と、本体プレート５５の両長辺部分に取り付けた左右一対の支持部材５７と、を備えている。一対の基準ピン５６は、画像認識を前提として、サブキャリッジ（ヘッドユニット１５）５２をＸ軸、Ｙ軸およびΘ軸方向に位置決め（位置認識）するための基準となるものである。支持部材５５は、ヘッドユニット１５をメインキャリッジ１４に固定する際の固定の部位となる。
【００３９】
機能液滴吐出ヘッド５１は、図５に示すように、いわゆる２連のものであり、２連の接続針６２を有する機能液導入部６１と、機能液導入部６１に連なる２連のヘッド基板６３と、機能液導入部６１の下方（同図（ａ）では上方）に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体６４と、を備えている。各接続針６２は、配管アダプタ６５を介して機能液を貯留する給液タンク（図示省略）に接続されており、機能液導入部６１は、各接続針６２から機能液の供給を受けるようになっている。
【００４０】
ヘッド本体６４は、２連のポンプ部（ピエゾ素子）７１と、２本のノズル列７４を相互に平行に形成したノズル面７３を有するノズル形成プレート７２と、を有している。各ノズル列７４は、副走査方向に対して所定角度Θ傾いた方向に延在しており、多数（例えば１８０個）のノズル７５が等ピッチで並べられて構成されている。機能液滴吐出ヘッド５１は、ポンプ部７１の作用によりノズル７５から機能液滴を吐出するようになっている。なお、機能液滴吐出ヘッド５１におけるノズル数やノズル列数は任意である。
【００４１】
ここで、描画装置３の一連の動作を簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、吸着テーブル２３にセットされたワークＷの位置補正が、Ｘ軸テーブル１２によるＸ軸方向の位置補正およびワークΘ軸テーブル２４によるΘ軸方向の位置補正によりなされると共に、メインキャリッジ１４にセットされたヘッドユニット１５の位置補正が、Ｙ軸テーブル１３によるＹ軸方向の位置補正およびヘッドΘ軸テーブル４３によるΘ軸方向の位置補正によりなされる。
【００４２】
次に、ワークＷをＸ・Ｙ軸移動機構１１（Ｘ軸テーブル１２）により主走査（Ｘ軸）方向に往復動させると共に、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を駆動させて、ワークＷに対する機能液滴の選択的な吐出動作が行われる。そして、ワークＷを復動させた後、ヘッドユニット１５をＸ・Ｙ軸移動機構１１（Ｙ軸テーブル１３）により副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させ、再度ワークＷの主走査方向への往復移動と機能液滴吐出ヘッド５１の駆動が行われる。そしてこれを、数回繰り返すことで、基板Ｗの端から端まで（全領域）描画が行われる。
【００４３】
なお、本実施形態では、本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸方向へのワークＷの移動を主走査とし、Ｙ軸方向への機能液滴吐出ヘッド（ヘッドユニット１５）５１の移動を副走査として、描画動作が行われるが、ヘッドユニット１５をＸ軸方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークＷを固定とし、ヘッドユニット１５をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる構成であってもよい。
【００４４】
ヘッド機能回復装置４は、図１に示すように、メンテナンス系移動テーブル６上に載置した保管ユニット８１、吸引ユニット８２およびワイピングユニット８３を備えている。保管ユニット８１は、装置の稼動停止時に、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル７５の乾燥を防止すべくこれを封止する。吸引ユニット８２は、機能液滴吐出ヘッド５１から機能液を強制的に吸引すると共に、機能液滴吐出ヘッド５１の全ノズル７５からの機能液の吐出を受けるフラッシングボックスの機能を有している。ワイピングユニット８３は、主に、機能液吸引を行った後の機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面７３をワイピング（拭き取り）する。
【００４５】
保管ユニット８１には、例えば機能液滴吐出ヘッド５１に対応する封止キャップ８６が昇降自在に設けられており、装置の稼動停止にヘッドユニット（の機能液滴吐出ヘッド５１）１５に臨んで上昇し、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面７３に封止キャップ８６を密接させて、これを封止する。これにより、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面７３における機能液の気化が抑制され、いわゆるノズル詰まりが防止される。
【００４６】
同様に、吸引ユニット８２には、例えば機能液滴吐出ヘッド５１に対応する吸引キャップ８７が、昇降自在に設けられており、ヘッドユニット（の機能液滴吐出ヘッド５１）１５に機能液の充填を行う場合や、機能液滴吐出ヘッド５１内で増粘した機能液を除去する場合に、吸引キャップ８７を機能液滴吐出ヘッド５１に密着させて、ポンプ吸引を行う。また、機能液の吐出（描画）を休止するときには、吸引キャップ８７を機能液滴吐出ヘッド５１から僅かに離間させておいて、フラッシング（捨て吐出）を行う。これにより、ノズル詰まりが防止され或いはノズル詰まりの生じた機能液滴吐出ヘッド５１の機能回復が図られる。なお、吸引ユニット８２による吸引動作は、定期的に行われるが、吐出検査装置５による検査結果に応じても行われる（詳細は後述する）。
【００４７】
ワイピングユニット８３には、例えば、ワイピングシート８８が繰出しかつ巻取り自在に設けられており、繰り出したワイピングシート８８を送りながら、かつメンテナンス系移動テーブル６によりワイピングユニット８３をＸ軸方向に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面７３を拭き取るようになっている。これにより、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル面７３に付着した機能液が取り除かれ、機能液吐出時の飛行曲がり等が防止される。なお、ワイピングユニット８３のワイピング動作は、主として吸引ユニット８２の吸引動作により汚れたノズル面７３を払拭するためのものであり、機能液滴吐出ヘッド５１は、吸引ユニット８２に臨んだ後、ワイピングユニット８３に臨むことになる。
【００４８】
メンテナンス系移動テーブル６は、図１に示すように、機台２本体の長手方向（Ｘ軸方向）に延在しており、ヘッド機能回復機能４の各種ユニットおよび吐出検査装置５を分散して載置する共通ベース９１と、共通ベース９１をスライド自在に支持する一対のガイドレール９２，９２と、一対のガイドレール９２，９２間に配設されたボールねじ（図示省略）と、ボールねじを正逆回転させるＸ軸モータ（図示省略）とを備えている。Ｘ軸モータは、カップリング（図示省略）を介してボールねじの端に接続され、共通ベース９１は、雌ねじこま（図示省略）を介してボールねじに螺合している。これにより、Ｘ軸モータが正逆回転すると、ボールねじを介して共通ベース９１が、Ｘ軸方向に進退する。このようにして、共通ベース９１上に分散して載置されたヘッド機能回復機能４の各種ユニットおよび吐出検査装置５をＸ軸方向に移動させることができる。
【００４９】
機能液滴吐出ヘッド５１の機能回復を行う場合には、メンテナンス系移動テーブル６により吸引ユニット８２を機能回復検査エリア３１に移動させると共に、Ｙ軸テーブル１３によりヘッドユニット１５を機能回復検査エリア３１に移動させ、機能液滴吐出ヘッド５１のフラッシング或いはポンプ吸引を行う。また、ポンプ吸引を行った場合には、続いてメンテナンス系移動テーブル６によりワイピングユニット８３を機能回復検査エリア３１に移動させ、機能液滴吐出ヘッド５１のワイピングを行う。同様に、作業が終了して装置の稼動を停止するときには、保管ユニット８１により、機能液滴吐出ヘッド５１にキャッピングが行われる。
【００５０】
一方、本実施形態の液滴吐出装置１は、各ノズル７５から吐出された飛行中の機能液滴をターゲットとして、これを撮像する吐出検査装置５により、主として描画動作開始前に、機能液滴吐出ヘッド５１の各ノズル７５から吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作を行う。
【００５１】
吐出検査装置５は、図６に示すように、メンテナンス系移動テーブル６（共通ベース９１）上に固定された吐出検査ベース１０４に載置されており、各ノズル７５から吐出された飛翔中の機能液滴を撮像する撮像カメラ１０１と、撮像する機能液滴に照射光を照射するストロボ１０２と、この検査用に吐出された機能液滴を下方で受ける液滴受けステージ１０３と、を備えている。また、吐出検査装置５は、撮像カメラ１０１による撮像結果を画像認識して、各ノズル７５の吐出が正常に行われているか否かを判定する判定手段を備え、上記の制御装置８を判定手段として機能させている（詳細は後述する）。
【００５２】
撮像カメラ１０１は、ＣＣＤカメラで構成されており、カメラスタンド１１１により吐出検査ベース１０４に支持されている。また、機能液滴吐出ヘッド５１を挟んでストロボ１０２に対面する対物レンズ１１２や、撮像した機能液滴の画像を結ぶＣＣＤ撮像素子（図示省略）等をも具備しており、その光軸がＹ軸テーブル１３の移動方向（Ｙ軸方向）に直交している。これにより、ノズル７５から吐出された機能液滴が、ヘッドΘ軸テーブル４３によりＹ軸方向と平行にされたノズル列７４の正面から撮像される（詳細は後述する）。このため、一回の撮像により検出される複数のノズル７５において、撮像カメラ１０１から各ノズル７５までの距離を均一にすることができる。
【００５３】
ストロボ１０２は、十分な光量でかつ装置内への熱的影響を小さくして照射することができるように、ＬＥＤアレイで構成されている。ストロボ１０２には、その照射光を拡散する光拡散板（図示省略）が設けられている。ストロボ１０２の発光は、制御装置８により機能液滴吐出ヘッド５１の吐出駆動に同期して行われ、撮像する飛翔中の機能液滴を照射する。
【００５４】
撮像カメラ１０１は、機能液滴吐出ヘッド５１を挟んでストロボ１０２に対向している。これにより、撮像カメラ１０１はストロボ１０２の光を直接撮り込むため、機能液滴や背景の色に関らず、機能液滴の周囲は輝度の比較的高い白色に、機能液滴自体は遮光されるため輝度の比較的低い黒色になる映像を撮像することができ、機能液滴の画像を鮮明に撮り込むことができる。
【００５５】
さらに、ストロボ１０２には、ストロボ１０２の照射角度を調整する角度調整機構（図示省略）が設けられている。この角度調整機構により、機能液滴に対する撮像カメラ１０１の光軸に対し、機能液滴に対するストロボ１０２の照射方向を水平面内において０〜±３０°の角度範囲内に設定することが好ましく、この角度範囲外に設定して撮像した機能液滴の画像よりも、機能液滴の輪郭まで鮮明に画像として撮り込むことができる。
【００５６】
同様に、角度調整機構により、機能液滴に対する撮像カメラ１０１の光軸に対し、機能液滴に対するストロボ１０２の照射方向を鉛直面内において０〜５°の角度範囲内に設定することが好ましく、仰角５°が最も好ましい。これによれば、機能液滴の輪郭まで鮮明に画像として撮り込むことができる。
【００５７】
また、撮像カメラ１０１とストロボ１０２とは、いずれも吐出検査ベース（メンテナンス系移動テーブル６）１０４上載置されているので、メンテナンス系移動テーブル６により副走査方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に一体となって移動する（詳細は後述する）。このため、撮像カメラ１０１とストロボ１０２との相対位置が変わることがないため、一定の機能液滴の画像が得られる。したがって、吐出が正常であるか否かの判定を正確に行うことができる。
【００５８】
液滴受けステージ１０３は、撮像カメラ１０１とストロボ１０２との間に設けられ、ステージスタンド１１６により吐出検査ベース１０４に固定されている。
【００５９】
ここで、図７を参照して、本実施形態の液滴吐出装置１における一連の撮像動作について詳細に説明する。まず、撮像動作において、Ｘ・Ｙ軸移動機構１１のＹ軸テーブル１３により、ヘッドユニット１５を機能回復検査エリア３１に臨ませる。相前後してメンテナンス系移動テーブル６により、吐出検査装置５を機能回復検査エリア３１に移動させ、ヘッドユニット１５を吐出検査装置５上に臨ませる。このとき、ヘッドユニット１５に搭載されている機能液滴吐出ヘッド５１のノズル列７４は、副走査方向に対して所定角度Θ傾いているが、ヘッドΘ軸テーブル４３により、キャリッジ本体４１を介してヘッドユニット１５をＸ・Ｙ平面内において、その逆方向に角度Θだけ回転させる。これにより、副走査方向に対して所定角度Θ傾いていたノズル列７４の列方向が副走査方向と平行となる。そして、２４列のノズル列７４は、Ｘ軸方向に離間して並ぶ。
【００６０】
続いて、Ｙ軸テーブル１３により、ヘッドユニット１５をＹ軸方向に微小移動して撮像対象のノズル７５がＣＣＤ１４１カメラの視野内に入るようにすると共に、メンテナンス系移動テーブル６により、吐出検査装置５をＸ軸方向に微小移動して撮像対象のノズル列７４から撮像カメラ１０１までの距離が撮像カメラ１０１の焦点距離に合致するようにした後、撮像カメラ１０１により機能液滴の撮像を行う。
【００６１】
この撮像は、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル列７４毎に行われると共に、撮像カメラ１０１の視野単位で機能液滴吐出ヘッド５１を移動させて行われる。すなわち、一方のノズル列７４を連続する複数（図８ではＡ〜Ｇの７つ）のノズル７５からの機能液滴を同時に撮像すると、機能液滴吐出ヘッド５１をＹ軸テーブル１３により間欠的に送り、そのノズル列７４の次の連続する７つのノズル７５について撮像を行う。これを繰り返して、一方のノズル列７４の全ノズル７５（１８０個のノズル７５）について撮像が完了する。この間欠的な移動において、ノズル列７４の列方向が副走査方向と平行になっているので、撮像カメラ１０１の光軸上であって撮像カメラ１０１に対して一定の距離に順に、機能液滴吐出ヘッド５１の各ノズル７５を位置させることができる。したがって、ノズル列７４における各ノズル７５のすべてについて、撮像カメラ１０１との距離を撮像カメラ１０１の焦点距離と合致させることができ、ノズル列７４の全ノズル７５について吐出状況を適切に検査することができる。
【００６２】
一方のノズル列７４の全ノズル７５の撮像が完了すると、メンテナンス系移動テーブル６により、吐出検査装置５をＸ軸方向にノズル列７４間の距離だけ移動して他方のノズル列７４と撮像カメラ１０１との距離が撮像カメラ１０１の焦点距離に合致するようにする。そして、他方のノズル列７４についても同様に撮像が行われる。
【００６３】
一つの機能液滴吐出ヘッド５１について撮像が完了した後、ヘッドユニット１５をＹ軸方向に移動して次の撮像対象である機能液滴吐出ヘッド５１のノズル７５が撮像カメラ１０１の視野内に入るようにする共に、メンテナンス系移動テーブル６により、吐出検査装置５をＸ軸方向に移動して次の機能液滴吐出ヘッド５１の一方のノズル列７４と撮像カメラ１０１との距離が撮像カメラ１０１の焦点距離に合致するようにする。そして、この機能液滴吐出ヘッド５１について撮像を行う。このように、ノズル列７４がＸ軸方向に離間して並んでいる場合であっても、メンテナンス系移動テーブル６によりノズル列７４と撮像カメラ１０１との距離を撮像カメラ１０１の焦点距離に合致するように調整することができるため、ヘッドユニット１５の全機能液滴吐出ヘッド５１について適切に撮像を行うことができる。
【００６４】
なお、本実施形態の液滴吐出装置１では、ヘッドΘ軸テーブル４３によりヘッドユニット１５をΘ回転してノズル列７４の列方向をＹ軸テーブル１３の走査方向（副走査方向）と平行し、Ｙ軸テーブル１３により撮像カメラ１０１に対してヘッドユニット１５を副走査方向に間欠的に送り、メンテナンス系移動テーブル６により吐出検査装置５を副走査方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動してノズル列７４と撮像カメラ１０１との距離を調整しているが、他の構成であってもよい。
例えば、Ｘ軸テーブル１２およびＹ軸テーブル１３により、ヘッドユニット１５をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な構成とし、メンテナンス系移動テーブル６により吐出検査装置５をＸ軸方向に移動させる代わりに、Ｘ軸テーブル１２によりヘッドユニット１５をＸ軸方向に移動させ、ノズル列７４と撮像カメラ１０１との距離を調整するようにしてもよい。また、吐出検査ベース１０４をＹ軸方向にスライド自在に支持する吐出検査系移動手段を共通ベース９１上に設けた構成とし、Ｙ軸テーブル１３により撮像カメラ１０１に対してヘッドユニット１５を副走査方向に間欠的に送る代わりに、吐出検査系移動手段によりヘッドユニット１５に対して吐出検査ベース（撮像カメラ１０１）１０４をＹ軸方向（副走査方向）に間欠的に送るようにしてもよい。
【００６５】
図８は、撮像カメラ１０１の撮像画面を模式的に示したものである。同図に示すように、撮像カメラ１０１は、飛翔中の機能液滴１５１と共に、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成プレート７２の長辺部位を撮像する。また、撮像カメラ１０１は、多数のノズル７５のうちの複数（同図ではＡ〜Ｇの７つ）のノズル７５からの機能液滴１５１を同時に視野内に捕捉可能に構成されている。
【００６６】
また、撮像カメラ１０１により、各ノズル７５から複数個（図示では４つ）の機能液滴が画像として得られる。すなわち、吐出検査装置５による一連の検査作業では、機能液滴吐出ヘッド５１の１つのノズル７５から機能液滴を１個吐出させると共に、撮像カメラ１０１の視野から外れるまでにストロボ１０２を複数回（図示では４回）発光させることにより、複数個の機能液滴機能液滴が画像として得られる。そして、撮像結果が判定手段により画像認識されて、各ノズル７５の吐出が正常か否かの判定がなされる。
【００６７】
ノズル７５の吐出が正常か否かの判定は、機能液滴の吐出の有無に関するノズル７５の目詰まり性（ドット抜け）と、機能液滴の飛翔速度、飛翔方向および粒径（量）に関するノズル７５の吐出特性と、機能液滴（主滴）に続いて吐出され得るサテライト（副滴、すなわち、吐出された液体に起因して霧状に浮遊する微粒子）の発生の有無に関するサテライト性と、について行われる。機能液滴の粒径等は、画像認識の結果から計測される。
【００６８】
具体的には、図８に示すＡ〜Ｇ番までのノズル７５に関する撮像画面に基づいて説明すると、正常のＡ番ノズルおよびＣ番ノズルに対し、Ｂ番ノズルは、機能液滴が不吐出のドット抜けが生じているため、不正常な状態として判定される。これは、ヘッド本体６４のヘッド内流路に発生した気泡等が原因と考えられるが、機能液滴吐出ヘッド５１を吸引ユニット８２により吸引処理することで、正常に回復することがある。
【００６９】
Ｄ番ノズルは、軸線に対し機能液滴が外れて斜め方向に吐出されており、飛翔曲がりが発生している。この場合、画像認識により求めた飛翔方向と軸線との角度が、許容値外であればＤ番ノズルは不正常な状態として判定される。これは、ノズル形成プレート７２のノズル面７３の汚れ等が原因と考えられるが、機能液滴吐出ヘッド５１をワイピングユニット８３により拭取り処理することで、正常に回復することがある。
【００７０】
また、Ｅ番ノズルはＡ番ノズルに対し粒径の大きい機能液滴が吐出されており、Ｇ番ノズルはＡ番ノズルに対し機能液滴の飛翔速度（特に初速）が異なっており、いずれも許容値外であれば不正常な状態として判定される。さらに、Ｆ番ノズルは、サテライト１５２が発生し不正常な状態として判定される。
【００７１】
一連の検査作業において、いずれか１つのノズル７５に不正常と判定された場合には、メンテナンス系移動テーブル６により機能液滴吐出ヘッド５１（ヘッドユニット１５）を機能回復検査エリア３１に移動させて、吸引ユニット８２およびワイピングユニット８３を駆動させる。次いで、不正常と判断された１以上のノズル７５について、再び検査作業を行う。ここで、再度不正常と判定されたときには、該ノズル７５を使用不能であるとして制御装置８に記憶させ、描画作業において使用しない仕様とする。もっとも、不正常なノズル７５が過多の場合には、ヘッドユニット１５を交換するようにする。
【００７２】
制御装置８は、図９に示すように、ＣＰＵを有して各手段の動作を制御するためのものであり、液滴吐出装置１の制動動作を実行するための制御プログラムや制御データを記憶する記憶していると共に、各種制御処理を行うための作業領域を有している。そして、制御装置８は、上記した各手段・装置の要素と接続されて液滴吐出装置１全体を制御している。
【００７３】
例えば、ワークＷに対して描画動作を行う場合には、制御装置８は、複数の機能液滴吐出ヘッド５１の吐出駆動をそれぞれ制御すると共に、Ｘ・Ｙ軸移動機構１１によりワークＷおよびメインキャリッジ１４の相対的な移動動作を制御する。また、必要に応じてワークΘ軸テーブル２４およびヘッドΘ軸テーブル４３を駆動し、ヘッドユニット１５およびワークＷのアライメントを行う。
【００７４】
さらに、制御装置８は、撮像動作においてメンテナンス系移動テーブル６の移動を制御して、撮像カメラ１０１と撮像対象となるノズル列７４との距離が撮像カメラ１０１の焦点距離に合致するように調整する。
【００７５】
ところで、上記した液滴吐出装置１は、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることが可能である。すなわち、本実施形態の液滴吐出装置１は、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、ＦＥＤ装置（電子放出装置）、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。また、液晶表示装置や有機ＥＬ装置等のカラーフィルタの製造に適用することができる。
【００７６】
ここで、上記の液滴吐出装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について、説明する。図１０は、液晶表示装置の断面図である。同図に示すように、液晶表示装置２５０は、上下の偏光板２６２、２６７間に、カラーフィルタ２００と対向基板２６６とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物２６５を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ２００および対向基板２６６間には、配向膜２６１、２６４が構成され、対向基板２６６の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と画素電極２６３とがマトリクス状に形成されている。
【００７７】
カラーフィルタ２００は、マトリクス状に並んだ画素（フィルタエレメント）を備え、画素と画素の境目は、バンク２１３により区切られている。画素の１つ１つには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかのフィルタ材料（機能液）が導入されている。すなわち、カラーフィルタ２００は、透光性の基板２１１（ワークＷ）と、遮光性のバンク２１３とを備えている。バンク２１３が形成されていない（除去された）部分は上記画素を構成し、この画素に導入された各色のフィルタ材料は着色層２２１を構成する。バンク２１３および着色層２２１の上面には、オーバーコート層２２２および電極層２２３が形成されている。
【００７８】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、バンク２１３で区切られて形成された画素内に、機能液滴吐出ヘッド５１により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の機能液を着色層形成領域毎に選択的に吐出している。そして、塗布した機能液を乾燥させることにより、成膜部となる着色層２２１を得るようにしている。また、液滴吐出装置１では、機能液滴吐出ヘッド５１により、オーバーコート層２２２等各種の成膜部を形成している。もちろん、吐出検査装置５により、機能液滴の吐出状態が適切に管理されている。
【００７９】
同様に、図１１を参照して、有機ＥＬ装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機ＥＬ装置３００は、ガラス基板３０１（ワークＷ）上に回路素子部３０２が積層され、回路素子部３０２上に主体を為す有機ＥＬ素子３０４が積層されている。また有機ＥＬ素子３０４の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板３０５が形成されている。
【００８０】
有機ＥＬ素子３０４には、無機物バンク層３１２ａおよびこれに重ねた有機物バンク層３１２ｂによりバンク３１２が形成され、このバンク３１２により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極３１１、Ｒ・Ｇ・Ｂいずれかの発光層３１０ｂおよび正孔注入／輸送層３１０ａが積層され、かつ全体がＣａやＡｌ等の薄膜を複数層に亘って積層した対向電極３０３で覆われている。
【００８１】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層３１０ｂおよび正孔注入／輸送層３１０ａの成膜部を形成するようにしている。また、液滴吐出装置１では、正孔注入／輸送層３１０ａを形成した後に、機能液滴吐出ヘッド５１に導入する機能液としてＣａやＡｌ等の液体金属材料を用いて、対向電極３０３を形成する等している。もちろん、吐出検査装置５により、機能液滴の吐出状態が適切に管理されている。
【００８２】
また、他の電気光学装置としては、液晶塗布、配向膜塗布、基板間の間隔を一定に保持するためのスペーサー（ギャップ材）散布、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられ、本実施形態の液滴吐出装置１は、これらの各種製造方法にも、適用可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の液滴吐出装置における機能液滴吐出ヘッドの吐出検査装置によれば、回転手段によりノズル列の列方向が移動手段の移動方向と平行になるように、水平面内において移動手段の移動方向に対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に回転させることで、機能液吐出ヘッドの全ノズルについて吐出状況を適切に検査することができる。
【００８４】
本発明の電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器によれば、上記の液滴吐出装置により製造されるため、信頼性の高い電気光学装置や電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る液滴吐出装置を模式的に表した平面図である。
【図２】実施形態に係るメインキャリッジを示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るメインキャリッジを示す分解斜視図である。
【図４】実施形態に係るヘッドユニットの主要部を示す平面図である。
【図５】（ａ）実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）機能液滴吐出ヘッドの要部の断面図である。
【図６】実施形態に係る吐出検査装置の平面図である。
【図７】実施形態の撮像動作におけるヘッドユニットのΘ軸回転動作を模式的に示した図である。
【図８】実施形態に係る吐出検査装置の撮像カメラの撮像画面を模試的に示した図である。
【図９】実施形態に係る液滴吐出装置の主要部のブロック図である。
【図１０】実施形態の液滴吐出装置で製造する液晶表示装置の断面図である。
【図１１】実施形態の液滴吐出装置で製造する有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 液滴吐出装置 ３ 描画装置
５ 吐出検査装置 ６ メンテナンス系移動テーブル
８ 制御装置 １１ Ｘ・Ｙ軸移動機構
１２ Ｘ軸テーブル １３ Ｙ軸テーブル
１４ メインキャリッジ １５ ヘッドユニット
４３ ヘッドΘ軸テーブル ５１ 機能液滴吐出ヘッド
７４ ノズル列 ７５ ノズル
１０１ 撮像カメラ １０２ ストロボ
２５０ 液晶表示装置 ３００ 有機ＥＬ装置
Ｗ ワーク

Claims (10)

1. ノズル列を有する機能液滴吐出ヘッドを、ワークに対し直交する２つの走査方向に相対移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行う描画動作と、前記ノズル列の各ノズルから吐出された機能液滴の飛行状態を撮像する撮像動作とを行う液滴吐出装置において、
   前記ノズル列の多数のノズルを複数のノズル単位で撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により、前記ノズル列の多数のノズルが複数のノズル単位で順に撮像されるように、前記撮像手段に対し前記機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させる移動手段と、
   前記ノズル列の列方向が前記移動手段の移動方向と平行になるように、水平面内において前記移動手段の移動方向に対し前記機能液滴吐出ヘッドを回転させる回転手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記撮像手段は、その光軸と前記移動手段の移動方向とが直交するように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記機能液滴吐出ヘッドを前記２つの走査方向である主走査方向および副走査方向に相対的に移動させるＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルを、さらに有し、
   前記移動手段は、前記機能液滴吐出ヘッドを搭載し、かつ、これを副走査方向に移動させる前記Ｙ軸テーブルを兼ねており、
   前記回転手段は、前記機能液滴吐出ヘッドと前記Ｙ軸テーブルとの間に介設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記撮像手段は、機能液滴の飛行状態を撮像する撮像カメラと、前記飛行状態の機能液滴を照明するストロボとを有し、
   前記撮像カメラと前記ストロボとは、前記機能液滴吐出ヘッドを挟んで対向して配置されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記撮像カメラを前記機能液滴吐出ヘッドに対し前記移動手段の移動方向と直交する方向に相対的に移動させる撮像系移動機構を、さらに有していることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
6. 前記撮像系移動機構は、前記撮像カメラを前記ストロボと一体として移動させることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
7. 前記撮像カメラと撮像対象となる前記ノズル列との距離が前記撮像カメラの焦点距離に合致するように、前記撮像系移動機構の移動を制御する制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の液滴吐出装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項８に記載の電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または請求項９に記載の電気光学装置を、搭載したことを特徴とする電子機器。

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