JP2008168207A - Inferior discharge detection device and its method - Google Patents

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吉紀 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inferior discharge detection device for exactly and rapidly detecting a nozzle which causes the inferior discharge of a droplet using an inexpensive method, and also provide an inferior discharge detection method. <P>SOLUTION: The inferior discharge detection device 10 is provided with an ink jet head 11 for discharging the droplet to a base plate 2 through a nozzle 12. A first area 21 which has a shape in accordance with an area occupied by the landed state of the droplet on the base plate 2 and has a first wettability to the droplet and a second 22 which has a second wettability higher than a first wettability and is in contact with the first area 21 are formed at the surface of the base plate 2. The ink jet head 11 discharges the droplet to the first area 21 as a target. The inferior discharge detection device 10 is provided with a detection means 3 for detecting at least one of the shape and the position of the droplet in a state of contacting on the first area 21 and a determination means 66 which determines the quality of droplet discharge based on detection result by the detection means 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット方式を用いて対象物に微細なパターンを形成する技術に関する。より詳細には、吐出不良を起こしたノズルを検出する吐出不良検出装置および吐出不良検出方法に関する。   The present invention relates to a technique for forming a fine pattern on an object using an inkjet method. More specifically, the present invention relates to a discharge failure detection device and a discharge failure detection method for detecting a nozzle that has caused a discharge failure.

近年、インクジェット技術は、従来の紙媒体への印刷技術としてだけではなく、表示装置用部材や回路として用いる基板に精細なパターンを形成するための技術として応用されている。基板上に形成される精細なパターンとしては、カラーフィルタパネルの画素、発光素子である有機EL素子、回路基板の金属配線などが挙げられる。インクジェット技術を基板に精細なパターンを形成するための製造装置に応用するためには、従来の印刷技術として用いる場合と比較して、液滴の吐出を厳密に制御する必要が生じる。   In recent years, inkjet technology has been applied not only as a conventional technology for printing on paper media but also as a technology for forming a fine pattern on a substrate used as a display device member or circuit. Examples of the fine pattern formed on the substrate include a pixel of a color filter panel, an organic EL element that is a light emitting element, and a metal wiring of a circuit board. In order to apply the inkjet technique to a manufacturing apparatus for forming a fine pattern on a substrate, it is necessary to strictly control the ejection of droplets as compared with the case of using as a conventional printing technique.

例えば、製造する製品の種類毎に吐出させる液滴の材料が異なるので、吐出させる液滴の材料の性質(粘度や揮発性)も異なる。製品に対して所望の機能および性質を付与するためには、粘度や揮発性の高い材料を選択せざるを得ない場合が生じる。吐出させる液滴の材料として粘度や揮発性の高い材料を選択すると、従来の印字用インクと比較して液滴の不吐出(吐出指示を受けても実際には液滴が吐出されないこと)が起こり易い。液滴の不吐出は、液滴を塗布した対象物においてパターンの途切れ、むらなど品質の低下および不良品率の増大に直結する。   For example, since the material of the liquid droplet to be discharged is different for each type of product to be manufactured, the properties (viscosity and volatility) of the material of the liquid droplet to be discharged are also different. In order to impart desired functions and properties to the product, it may be necessary to select a material having high viscosity and high volatility. If a material with high viscosity or volatility is selected as the material of the droplets to be ejected, droplets will not be ejected compared to conventional printing inks (the droplets will not actually be ejected even if an ejection instruction is received). It is easy to happen. The non-ejection of the liquid droplets directly leads to a decrease in quality such as discontinuity and unevenness of the pattern on the object to which the liquid droplets are applied and an increase in the defective product rate.

また、従来の紙媒体への印刷のためのパターン形成と比較して、遥かに精細なパターンを基板などの媒体上に形成する必要がある。媒体上に形成されたパターンの精細さが製造した製品の品質および良品率を左右するため、ノズル孔から飛翔させた液滴の飛翔角度のばらつきなどによって生じる位置ずれは、わずかな範囲においてしか許容することができない。液滴の位置ずれによって製品が不良品となってしまう製造装置の例としては、カラーフィルタの製造装置が挙げられる。カラーフィルタは複数の画素が基板上に形成されたフィルタである。カラーフィルタにおいて、複数の画素のそれぞれは単色で着色され、複数の画素は3色に色分けされている。液滴の位置ずれによって画素を形成する領域に所望の色以外の液滴が着弾すると画素が混色を起こす。混色を起こした画素を有するカラーフィルタは、表示装置において鮮明な画像を表示することができない不良品である。   Further, it is necessary to form a much finer pattern on a medium such as a substrate as compared with the conventional pattern formation for printing on a paper medium. Since the fineness of the pattern formed on the medium affects the quality of the manufactured product and the yield rate, misalignment caused by variations in the flying angle of the droplets flying from the nozzle holes is allowed only in a small range. Can not do it. As an example of a manufacturing apparatus in which a product becomes defective due to the positional deviation of the droplets, a color filter manufacturing apparatus can be cited. The color filter is a filter in which a plurality of pixels are formed on a substrate. In the color filter, each of the plurality of pixels is colored with a single color, and the plurality of pixels are color-coded into three colors. When a droplet other than the desired color lands on a region where the pixel is formed due to the positional deviation of the droplet, the pixel is mixed. A color filter having pixels with mixed colors is a defective product that cannot display a clear image on a display device.

以上のように、吐出不良(液滴の不吐出、吐出量の異常および位置ずれ)は精細なパターンの形成をするための大きな障害である。よって、インクジェット技術を表示装置などの製造に用いる場合、吐出処理を行う前に液滴の吐出不良を起こすノズルを検出する必要がある。不吐出を起こすノズルを見つけることができれば、修復動作を行う、吐出不良を起こすノズルを使用しない、インクジェットヘッドを交換するといった処理によって製品の品質と良品率とを向上することができる。   As described above, ejection failure (non-ejection of droplets, ejection amount abnormality and displacement) is a major obstacle for forming a fine pattern. Therefore, when the inkjet technique is used for manufacturing a display device or the like, it is necessary to detect a nozzle that causes a droplet ejection failure before performing the ejection process. If a nozzle that causes non-ejection can be found, the quality of the product and the yield rate can be improved by performing a repair operation, not using a nozzle that causes ejection failure, or replacing the inkjet head.

インクジェットヘッドの吐出不良を検出するためのカラーフィルタの製造方法が特許文献1に開示されている。特許文献2のカラーフィルタの製造方法は、カラーフィルタ基板における画素の形成領域の外に対して予備吐出を行うことによって、画素の着色前にインクジェットヘッドの吐出不良を検出する製造方法である。上記予備吐出を行った場所をカメラなどのエリアセンサを用いて撮像することによって、不吐出、吐出量の異常およびインクジェットヘッドの位置ずれを検出する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a method for manufacturing a color filter for detecting ejection failure of an inkjet head. The manufacturing method of the color filter of patent document 2 is a manufacturing method which detects the discharge defect of an inkjet head before coloring a pixel by performing preliminary discharge outside the formation area of the pixel in a color filter substrate. By imaging an area where the preliminary ejection has been performed using an area sensor such as a camera, non-ejection, ejection amount abnormality, and inkjet head positional deviation are detected.

記録紙を利用することなく、吐出ヘッドからのインク吐出量の異常やインク不足を検出できるインク吐出検出装置が特許文献2に開示されている。特許文献2のインク吐出検出装置は、撥水性が高く光反射性を有する反射板に対してインク吐出口からインクを吐出させ、該反射板からの反射光を検知することによってインク吐出の異常を検出する装置である。また、上記反射板が傾斜して設けられている、あるいは該反射板を傾斜または回転させる反射板回動手段を備えているので、インク吐出の異常を検出が完了するとインクが該反射板から落下させることができる。
特開平9−101410号公報(平成9年4月15日公開) 特開平8−332786号公報(平成8年12月17日公開)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses an ink discharge detection apparatus that can detect an abnormality in the amount of ink discharged from the discharge head and ink shortage without using recording paper. The ink discharge detection device of Patent Document 2 discharges ink from an ink discharge port to a reflecting plate having high water repellency and light reflectivity, and detects reflected light from the reflecting plate to detect abnormal ink discharge. It is a device to detect. Further, since the reflecting plate is provided with an inclination or provided with a reflecting plate rotating means for inclining or rotating the reflecting plate, the ink drops from the reflecting plate when the detection of the ink discharge abnormality is completed. Can be made.
JP-A-9-101410 (published on April 15, 1997) JP-A-8-332786 (published on December 17, 1996)

しかし、特許文献1の方法では、エリアセンサを用いて2次元データを取得することによって吐出の良否を判定しなければならないため、吐出不良を検出するためには多大な時間を要する。例えば、吐出不良の検出に以下のような処理が必要となるため処理時間が長くなる。基板に着弾させた液滴のそれぞれの近傍領域をデジタルカメラなどによって撮像する。撮像した画像を、液滴の着弾箇所と被着弾箇所とに分けて2値化処理を行うことによって、データ化する。2値化処理したデータを用いて着弾した液滴の重心値を導出することによって、着弾した液滴の位置および形状を決定する。着弾した液滴の位置および形状に基づいて吐出の良否を判定する。   However, in the method of Patent Document 1, since it is necessary to determine whether the ejection is good or not by acquiring two-dimensional data using an area sensor, it takes a lot of time to detect ejection failure. For example, the following processing is required to detect ejection failure, and the processing time becomes long. A region near each droplet landed on the substrate is imaged by a digital camera or the like. The captured image is converted into data by performing binarization processing separately for the landing site and the landing site of the droplet. The position and shape of the landed droplet are determined by deriving the gravity center value of the landed droplet using the binarized data. The quality of ejection is determined based on the position and shape of the landed droplet.

上述のように複雑な処理を行う必要があるため、吐出不良の検出処理に時間がかかる。媒体に対する吐出処理のタクトタイムを短縮するために、1つの製造装置が備えるノズルを増加させる傾向にある。よって、製造装置が備えるノズルを増加させればさせるほど、ノズルの全てについて吐出の良否を判定するための処理時間が増加する。吐出不良を起こしたノズルを検出することは、製品の品質および良品率の向上の観点から簡略化することが困難である。よって、単にノズルを増やすだけでは装置の生産性を低下させてしまう恐れがある。   Since it is necessary to perform complicated processing as described above, it takes time to detect ejection failure. There is a tendency to increase the number of nozzles provided in one manufacturing apparatus in order to shorten the tact time of the ejection process for the medium. Therefore, as the number of nozzles provided in the manufacturing apparatus is increased, the processing time for determining the quality of ejection for all the nozzles increases. It is difficult to simplify the detection of a nozzle that has caused a discharge failure from the viewpoint of improving product quality and yield rate. Therefore, simply increasing the number of nozzles may reduce the productivity of the apparatus.

さらに、位置ずれおよびその程度を精度よく検出するための処理、特に、基板の撮像、データの取得およびデータの解析を行うために必要な設備は高価なものが多い。吐出不良の検出処理を高速化するためには性能の高い、すなわちより高価な設備を揃える必要がある。当然、高価な設備の導入は製品のコストアップに繋がる。   Furthermore, many processes are required for detecting a positional deviation and its degree with high accuracy, in particular, equipment necessary for imaging a substrate, acquiring data, and analyzing data. In order to speed up the ejection failure detection process, it is necessary to provide high-performance, that is, more expensive equipment. Naturally, the introduction of expensive equipment leads to an increase in product cost.

上記のように、特許文献1の方法を用いた場合、吐出不良の検出の処理速度を向上させることと製品の低コスト化とは同時に解決し得ない問題である。   As described above, when the method of Patent Document 1 is used, improving the processing speed for detecting ejection failure and reducing the cost of the product are problems that cannot be solved at the same time.

また、特許文献2の装置では、媒体に対して液滴を吐出することなく、不吐出および吐出量の異常を検出することができるが、液滴の着弾位置のずれを検出することについては何ら考慮されていない。さらに、ノズルのそれぞれについて検出を行うことについて特許文献1の方法と変わりがないため、同じ装置を複数設置することでしか処理時間の短縮を実現し得ない。ノズルの増加に合わせて装置の増設が必要であることを考えると、この解決方法が現実的であるとは考え難い。   Further, in the apparatus of Patent Document 2, it is possible to detect a non-ejection and an abnormality in the ejection amount without ejecting a droplet to the medium. Not considered. Furthermore, since the detection of each nozzle is the same as the method of Patent Document 1, the processing time can be shortened only by installing a plurality of the same devices. Considering that it is necessary to increase the number of devices as the number of nozzles increases, it is difficult to think that this solution is practical.

以上のように従来の技術では、簡便かつ安価な方法によって着弾位置のずれを高い精度および効率で検出することが困難であった。その上、今後、製品の高性能化および高品質化が進んで行くことが予想される。製品の高性能化および高品質化には製品の精密化が必要である。よって、これまで以上に媒体へ形成するパターンを精細化する必要がある。すなわち、吐出不良の検出精度、吐出不良の検出処理速度、製品の生産性、製品の低コスト化という要求を、これまで以上に高いレベルで実現する必要がある。吐出不良の内、不吐出を検出するための技術開発は進んでいるが、液滴の着弾位置のずれを効率よく検出する技術は処理速度、検出精度および検出装置のコストなど解決すべき課題が多く、実現が困難であった。このため、着弾位置のずれと液滴の不吐出とを同時に検出し得る技術の開発が望まれている。   As described above, with the conventional technology, it has been difficult to detect landing position deviation with high accuracy and efficiency by a simple and inexpensive method. In addition, it is expected that the performance and quality of products will be improved in the future. Product refinement is necessary to improve the performance and quality of products. Therefore, it is necessary to refine the pattern formed on the medium more than ever. In other words, it is necessary to realize the demands for detection accuracy of ejection failure, detection processing speed of ejection failure, product productivity, and product cost reduction at a higher level than ever. Technology development to detect non-ejection among discharge failures is progressing, but technology that efficiently detects the deviation of the landing position of droplets has problems to be solved such as processing speed, detection accuracy, and cost of the detection device. Many were difficult to realize. For this reason, it is desired to develop a technique capable of simultaneously detecting the deviation of the landing position and the non-ejection of the droplet.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、インクジェット方式を用いて、効率よく媒体に対して精細なパターンを形成するために、簡便かつ安価な方法を用いて液滴の吐出不良を起こしたノズルを正確かつ高速に検出するための吐出不良検出装置および吐出不良検出方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a simple and inexpensive method to efficiently form a fine pattern on a medium using an inkjet method. An object of the present invention is to provide a discharge failure detection device and a discharge failure detection method for accurately and rapidly detecting a nozzle that has caused a discharge failure of a droplet.

上記課題を解決するために、本発明の吐出不良検出装置は、ノズルを通じて基板に液滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、当該ノズルにおける液滴吐出の良否を検出するために、該基板の表面には、該基板に着弾した状態の液滴が占める面積に応じた形状であり、かつ、該液滴に対して第1のぬれ性を有する第1領域と、第1のぬれ性よりも高い第2のぬれ性を有し、かつ、第1領域と接する第2領域とが形成されており、インクジェットヘッドは、第1領域を目標に液滴を吐出し、吐出不良検出装置は、第1領域上に接触した状態の該液滴の形状および位置の少なくともいずれかを検知する検知手段と、検知手段による検知結果に基づいて、液滴吐出の良否を判定する判定手段とを備えている。   In order to solve the above-described problems, an ejection failure detection apparatus according to the present invention includes an inkjet head that ejects droplets onto a substrate through a nozzle, and detects the quality of droplet ejection from the nozzle on the surface of the substrate. Is a shape corresponding to the area occupied by the droplets landed on the substrate, and has a first region having a first wettability with respect to the droplets, and a first region higher than the first wettability. And a second region in contact with the first region is formed. The inkjet head ejects liquid droplets targeting the first region, and the ejection failure detection device includes the first region. Detection means for detecting at least one of the shape and position of the liquid droplet in contact with the upper surface, and determination means for determining whether or not the liquid droplet is discharged based on a detection result by the detection means.

上記の構成を有することによって、液滴の吐出が良好だった場合、液滴は正常に第1領域に着弾する。一方、ノズルから吐出された液滴が位置ずれを起こした場合、上記基板に着弾した該液滴は、第1領域以外の箇所と接触し易くなる。ここで、上記液滴が第1領域と接する第2領域に接触した場合、第1領域上に静止している液滴と比較して、位置ずれを起こした液滴は形状の変化を起こし、かつ第1領域の中心から大きく離れた位置に静止する。   By having the above-described configuration, when the droplet discharge is satisfactory, the droplet normally reaches the first region. On the other hand, when the droplet discharged from the nozzle is displaced, the droplet that has landed on the substrate is likely to come into contact with a portion other than the first region. Here, when the droplet comes into contact with the second region in contact with the first region, as compared with the droplet that is stationary on the first region, the droplet that has caused the displacement causes a change in shape, And it stops at a position far away from the center of the first region.

そのため、たとえば検出手段が液滴の高さを検出し、判定手段が、検出された高さと、液滴が第1領域に正常に着弾した場合の高さとを比較する、といった簡易な検出および判定によって、液滴吐出の良否を判定できる。   Therefore, for example, the detection means detects the height of the droplet, and the determination means compares the detected height with the height when the droplet has successfully landed on the first region. Thus, it is possible to determine whether the droplet discharge is good or bad.

これは、上記液滴に対するぬれ性が第1領域よりも第2領域において高いため、着弾位置ずれを起こした液滴が第2領域に引っ張られ易いことに起因する。すなわち、液滴の位置ずれの度合いが同じである場合、本発明に係る上記基板において、従来の均一なぬれ性を有する基板と比較して着弾した液滴が形状の変化を起こし、かつ該液滴の第1領域の中心からの移動距離が大きくなる。すなわち、液滴の着弾位置ずれを、該液滴の形状変化および第1領域の中心からの移動距離という観点において、増幅させることができると言い換えることができる。   This is because the wettability with respect to the droplet is higher in the second region than in the first region, and thus the droplet that has caused the landing position deviation is easily pulled to the second region. That is, when the degree of the positional deviation of the droplets is the same, the droplets that have landed in the substrate according to the present invention cause a change in shape as compared with the conventional substrate having uniform wettability, and the liquid The movement distance of the droplet from the center of the first region is increased. In other words, it can be said that the landing position deviation of the droplet can be amplified in terms of the shape change of the droplet and the movement distance from the center of the first region.

よって、従来のように感度は高いが高価である設備を用いることなく、簡易かつ安価な検知手段を用いて、液滴の吐出不良(着弾位置ずれおよび不吐出)を起こしたノズルを検出し得る。   Therefore, it is possible to detect a nozzle that has caused a droplet ejection failure (landing position deviation and non-ejection) using a simple and inexpensive detection means without using equipment that is highly sensitive but expensive as in the past. .

つまり、吐出不良を起こしたノズルを、低コストな設備を用いて容易かつ高速に検出し得るという効果を奏する。   That is, there is an effect that the nozzle that has caused the ejection failure can be easily and quickly detected using low-cost equipment.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記液滴が第1領域上に静止した状態における、該液滴と第1領域とがなす接触角が、50°〜90°であることが好ましい。   In the ejection failure detection device of the present invention, it is preferable that a contact angle between the droplet and the first region when the droplet is stationary on the first region is 50 ° to 90 °.

上記の構成を有することによって、第1領域におけるぬれ性が小さくなる(液滴をはじき易くなる)ため、液滴は第2領域へより引っ張られ易くなる。すなわち、着弾位置ずれを起こした液滴の形状変化および第1領域の中心からの移動距離を、さらに大きくすることができる。   By having the above configuration, the wettability in the first region is reduced (the droplet is easily repelled), so that the droplet is more easily pulled to the second region. That is, it is possible to further increase the shape change of the droplet that has caused the landing position shift and the movement distance from the center of the first region.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより容易かつ高速に行うことができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to more easily and rapidly detect the nozzle that has caused the ejection failure.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記液滴が第1領域上に静止した状態における、該液滴と第1領域とがなす接触角と、該液滴が第2領域上に静止した状態における、該液滴と第2領域とがなす接触角との差が、40°以上であることが好ましい。   Further, in the ejection failure detection device of the present invention, the contact angle between the droplet and the first region when the droplet is stationary on the first region, and the droplet is stationary on the second region The difference between the contact angle formed by the droplet and the second region in the state is preferably 40 ° or more.

上記の構成を有することによって、第1領域と第2領域とが有するぬれ性の差が十分に大きくなる(液滴が第1領域から第2領域に引っ張られ易くなる)。すなわち、着弾位置ずれを起こした液滴の形状変化および第1領域の中心からの移動距離を、十分に大きくすることができる。   By having the above configuration, the difference in wettability between the first region and the second region is sufficiently large (droplets are easily pulled from the first region to the second region). That is, it is possible to sufficiently increase the shape change of the droplet that caused the landing position deviation and the movement distance from the center of the first region.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出精度をより向上し得るという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that the detection accuracy of the nozzle that has caused the ejection failure can be further improved.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第1領域は略円形であってもよい。   In the ejection failure detection device of the present invention, the first region may be substantially circular.

上記の構成を有することによって、どの方向からであっても第2領域を第1領域に接触させることができる。つまり、液滴がどの方向に対して位置ずれを起こしたとしても、その位置ずれを検出することができる。   By having said structure, a 2nd area | region can be made to contact a 1st area | region from which direction. That is, regardless of the direction in which the droplet is displaced, the displacement can be detected.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出精度をより向上し得る。   Therefore, it is possible to further improve the detection accuracy of the nozzle that has caused the ejection failure.

また、本発明の吐出不良検出装置において、複数の第1領域が、上記インクジェットヘッドから見た上記基板の移動方向と直交する直線上に、それぞれ等間隔に並んで形成されていてもよい。   In the ejection failure detection device of the present invention, the plurality of first regions may be formed at equal intervals on a straight line perpendicular to the moving direction of the substrate as viewed from the inkjet head.

例えば、上記吐出不良検出装置による吐出不良の検出は、インクジェットヘッドまたは基板を走査することによって行う。すなわち、上記インクジェットヘッドから見た上記基板の移動方向とは、インクジェットヘッドと基板との相対的な走査方向を意味している。   For example, ejection failure detection by the ejection failure detection device is performed by scanning an inkjet head or a substrate. That is, the moving direction of the substrate viewed from the inkjet head means a relative scanning direction between the inkjet head and the substrate.

上記の構成を有することによって、複数のインクジェットヘッドが備える複数のノズルから吐出される吐出不良を起こしたノズルの検出を一度に行うことができる。   By having the above-described configuration, it is possible to detect nozzles that have caused ejection defects ejected from a plurality of nozzles provided in a plurality of inkjet heads at a time.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより高速に行うことができる。   Therefore, it is possible to detect a nozzle that has caused a discharge failure at a higher speed.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第1領域が第2領域に取り囲まれていることが好ましい。   In the ejection failure detection device of the present invention, it is preferable that the first area is surrounded by the second area.

上記構成を有することによって、第1領域の中心から見て、360°全ての方向に対する液滴の位置ずれを、該液滴の一度の着弾で検出することができる。   By having the above configuration, it is possible to detect the positional deviation of the liquid droplets in all directions of 360 ° as seen from the center of the first region by one landing of the liquid droplets.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより精度よく、高速に行うことができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to detect the nozzle that has caused the ejection failure more accurately and at high speed.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第1領域は帯状であり、第1領域の長辺方向が上記基板の走査方向と平行であってもよい。   In the ejection defect detection device of the present invention, the first region may be strip-shaped, and the long side direction of the first region may be parallel to the scanning direction of the substrate.

上記の構成を有することによって、基板の走査方向に平行な方向に対する着弾位置ずれと基板の走査方向に垂直な方向に対する着弾位置ずれを区別することができる。特に、基板の走査方向に平行な方向に対する着弾位置ずれは、ぬれ性が変化しない領域上において起こる。つまり、液滴の形状が変化しない。   By having the above configuration, it is possible to distinguish between a landing position deviation with respect to a direction parallel to the substrate scanning direction and a landing position deviation with respect to a direction perpendicular to the substrate scanning direction. Particularly, the landing position deviation with respect to the direction parallel to the scanning direction of the substrate occurs on a region where the wettability does not change. That is, the shape of the droplet does not change.

基板の走査方向に対する着弾位置ずれは、ノズルからの吐出タイミングの調整によって補正することができる。吐出不良を起こしたノズルの内、吐出タイミングの調整によって着弾位置を補正することができるノズルの修復動作を省略することができる。   The landing position deviation in the scanning direction of the substrate can be corrected by adjusting the discharge timing from the nozzle. Of the nozzles in which the ejection failure has occurred, the repairing operation of the nozzle that can correct the landing position by adjusting the ejection timing can be omitted.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより高速に行うことができる。   Therefore, it is possible to detect a nozzle that has caused a discharge failure at a higher speed.

また、本発明の吐出不良検出装置において、複数の第1領域のそれぞれが等間隔かつ平行に配置されていてもよい。   In the ejection defect detection device of the present invention, each of the plurality of first regions may be arranged at equal intervals and in parallel.

上記構成を有することによって、一度に多くのノズルの吐出の良否を判定することができる。   By having the said structure, the quality of discharge of many nozzles can be determined at once.

よって、吐出不良の検出をより高速に行うことができる。   Therefore, the ejection failure can be detected at a higher speed.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第1領域が有する2つの長辺が第2領域と接触していることが好ましい。   In the ejection failure detection device of the present invention, it is preferable that two long sides of the first region are in contact with the second region.

上記の構成を有することによって、第1領域の長辺の外側に向かって位置ずれを起こした液滴を、一度の着弾で検出することができる。   By having the above configuration, it is possible to detect a liquid droplet that has been displaced toward the outside of the long side of the first region with a single landing.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより高速に行うことができる。   Therefore, it is possible to detect a nozzle that has caused a discharge failure at a higher speed.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第1領域および第2領域が形成されている上記基板面の法線方向が、重力の向かう方向の反対方向と略一致しており、第1領域が第2領域よりも突出していることが好ましい。   In the ejection failure detection device of the present invention, the normal direction of the substrate surface on which the first region and the second region are formed substantially coincides with the direction opposite to the direction of gravity, and the first region is It is preferable to protrude from the second region.

上記の構成を有することによって、第1領域から第2領域へ液滴が引っ張られる力として、さらに引力(重力)が加わる。また、着弾時の反動によって起こる、第2領域から第1領域への液滴の逆流が起こりにくくなる。よって、液滴の位置ずれによって起こる該液滴の形状変化および第1領域の中心からの移動距離を大きくすることができる。   By having the above configuration, an attractive force (gravity) is further applied as a force for pulling the droplet from the first region to the second region. In addition, the backflow of the droplet from the second region to the first region is less likely to occur due to the reaction at the time of landing. Therefore, the shape change of the droplet caused by the positional deviation of the droplet and the moving distance from the center of the first region can be increased.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出精度をより向上し得るという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that the detection accuracy of the nozzle that has caused the ejection failure can be further improved.

また、本発明の吐出不良検出装置において、第2領域における第1領域との境界付近には、吸水性が付与されていることが好ましい。   In the ejection failure detection device of the present invention, it is preferable that water absorption is provided near the boundary between the second region and the first region.

上記の構成を有することによって、第2領域へ引っ張られていった液滴を、第1領域と第2領域との境界付近において吸収することができる。よって、液滴の着弾位置ずれによって起こる形状の変化および第1領域からの距離を大きくすることができる。特に、吸収された残りの液滴の高さが極端に小さくなるため、ノズルが吐出不良を起こしているか否かを、液滴の高さに基づいて判別することが容易になる。   By having the above configuration, the liquid droplets pulled to the second region can be absorbed in the vicinity of the boundary between the first region and the second region. Therefore, the shape change caused by the landing position deviation of the droplet and the distance from the first region can be increased. In particular, the height of the remaining absorbed liquid droplets becomes extremely small, so it becomes easy to determine whether or not the nozzle has caused a discharge failure based on the height of the liquid droplets.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出精度をより向上し得るという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that the detection accuracy of the nozzle that has caused the ejection failure can be further improved.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記検知手段が第1センサを備え、第1センサが、上記基板表面の内、第1領域の中心における凹凸を検知する。   Further, in the ejection failure detection device of the present invention, the detection means includes a first sensor, and the first sensor detects an unevenness at the center of the first region in the substrate surface.

上述のように、吐出不良を起こした液滴は、正常に吐出された液滴と比較して、第1領域上に静止している液滴の形状(特に高さ)が大きく変化する。上記構成によれば、検知手段は、基板上の液滴が有する高さに基づいて、ノズルの吐出不良検出を行うことができる。すなわち、正常に着弾した液滴の高さと吐出不良(不吐出および位置ずれ)を起こした液滴の高さを比較するという、比較が容易なパラメータを用いて吐出不良の検出を行うことができる。このため、吐出の良否を判定することが容易であり、簡易な検知手段を用いて検出精度の向上を図ることができる。   As described above, the shape (particularly the height) of the liquid droplet that has caused ejection failure changes greatly in comparison with the liquid droplet that has been ejected normally. According to the above configuration, the detection unit can detect the ejection failure of the nozzle based on the height of the droplet on the substrate. That is, it is possible to detect ejection failure using a parameter that is easy to compare, such as comparing the height of a droplet that has landed normally and the height of a droplet that has caused ejection failure (non-ejection and misalignment). . For this reason, it is easy to determine the quality of the discharge, and the detection accuracy can be improved by using a simple detection means.

さらに、基板上の凹凸を検知し得るセンサであれば、第1領域上に着弾した液滴の高さを容易に検知することができる。例えば、基板上の凹凸を検知し得るセンサとしては、高さの変位を検知する変位センサや、対象物の光の反射率を計測するセンサなどを用いることができる。すなわち、検知手段として、安価な検知センサを用いて吐出不良の検出を行うことができる。   Furthermore, if the sensor can detect the unevenness on the substrate, the height of the droplet that has landed on the first region can be easily detected. For example, as a sensor that can detect unevenness on a substrate, a displacement sensor that detects a displacement in height, a sensor that measures the reflectance of light of an object, and the like can be used. That is, it is possible to detect a discharge failure using an inexpensive detection sensor as the detection means.

よって、吐出不良検出装置の低コスト化および検出精度の向上を実現することができる。   Therefore, it is possible to reduce the cost and improve the detection accuracy of the ejection failure detection device.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記検知手段は第1センサを備え、第1センサは、第1領域の中心の真上を通過するように走査しながら、上記基板表面の凹凸を検知してもよい。   In the ejection failure detection apparatus of the present invention, the detection means includes a first sensor, and the first sensor detects irregularities on the substrate surface while scanning so as to pass right above the center of the first region. May be.

上記の構成を有することによって、検知手段は、一度の走査で、基板上に静止している複数の液滴の高さおよび位置ずれを検知することができる。   By having the above-described configuration, the detection unit can detect the height and positional deviation of a plurality of liquid droplets that are stationary on the substrate in a single scan.

よって、吐出不良を起こしたノズルの検出をより容易かつ高速に行うことができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to more easily and rapidly detect the nozzle that has caused the ejection failure.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記検知手段は第2センサをさらに備え、第2センサは、第1センサによって検知された上記基板表面の凹凸に基づいて検知すべき該基板上の領域を決定し、かつ上記液滴の形状、第1領域の中心からの移動距離および第1領域の中心からの移動方向を検知してもよい。   Further, in the ejection failure detection device of the present invention, the detection means further includes a second sensor, and the second sensor is a region on the substrate to be detected based on the unevenness of the substrate surface detected by the first sensor. And the shape of the droplet, the moving distance from the center of the first region, and the moving direction from the center of the first region may be detected.

上記構成を有することによって、液滴の位置ずれの方向および第1領域の中心からの距離をさらに検知することができる。   By having the above configuration, it is possible to further detect the direction of the positional deviation of the droplet and the distance from the center of the first region.

よって、位置ずれを起こしたノズルの補正を正確に行うことができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to accurately correct the nozzle that has caused the positional deviation.

また、本発明の吐出不良検出装置において、上記基板には、上記液滴を吐出することによって所望のパターンを形成するための領域がさらに形成されていてもよい。   In the ejection failure detection device of the present invention, the substrate may further include a region for forming a desired pattern by ejecting the droplets.

上記の構成を有することによって、吐出不良を起こしたノズルの検出と所望のパターン形成とを連続して行うことができる。   By having the above-described configuration, it is possible to continuously detect a nozzle that has caused an ejection failure and form a desired pattern.

よって、製品の生産性を高めることができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that the productivity of the product can be increased.

上記課題を解決するために、本発明の吐出不良検出方法は、インクジェットヘッドに形成されたノズルを用いて基板に液滴を着弾させることによって該ノズルの吐出の良否を検出するために、該ノズルに合わせた形状、および該液滴に対して第1のぬれ性を有する第1領域、ならびに第1領域と接する、第1のぬれ性よりも高い第2のぬれ性を有する第2領域が形成されて該基板に対して、第1の領域を目標に液滴を吐出する工程と、第1領域上に接触した状態の該液滴の形状および位置の少なくともいずれかを検知する工程と、検知結果に基づいて吐出の良否を判定する工程とを包含する。   In order to solve the above-described problem, the discharge failure detection method of the present invention uses a nozzle formed on an ink jet head to cause a droplet to land on a substrate, thereby detecting whether or not the nozzle is discharged. And a first region having a first wettability with respect to the droplet, and a second region having a second wettability higher than the first wettability in contact with the first region A step of ejecting droplets to the substrate with the first region as a target, a step of detecting at least one of the shape and position of the droplet in contact with the first region, and detection And a step of determining the quality of discharge based on the result.

上記の構成を有することによって、上記吐出不良検出装置と同様の効果を奏することができる。   By having said structure, there can exist an effect similar to the said ejection defect detection apparatus.

以上のように、本発明は、インクジェットヘッドに形成されたノズルを用いて基板に液滴を着弾させることによって該ノズルの吐出の良否を検出する吐出不良検出装置であって、該基板の表面には、該ノズルに合わせた形状、および該液滴に対して第1のぬれ性を有する第1領域、ならびに第1領域と接する、第1のぬれ性よりも高い第2のぬれ性を有する第2領域が形成されており、該基板表面に形成された第1領域上に接触している該液滴の形状または位置を検知する検知手段、ならびに該液滴の形状または位置に基づいて該ノズルの吐出の良否を判定する判定手段を備えている。よって、従来のように感度は高いが高価である設備を用いることなく、簡易かつ安価な検知手段を用いて、液滴の吐出不良(着弾位置ずれおよび不吐出)を起こしたノズルを検出し得る。すなわち、液滴の吐出不良を起こしたノズルを、低コストな設備を用いて容易かつ高速に検出し得るという効果を奏する。   As described above, the present invention is an ejection failure detection device that detects whether or not a nozzle is ejected by landing droplets on a substrate using a nozzle formed on an inkjet head, and is provided on the surface of the substrate. Has a shape matching the nozzle, a first region having a first wettability with respect to the droplet, and a second wettability higher than the first wettability in contact with the first region. Two regions are formed, and detecting means for detecting the shape or position of the droplet contacting the first region formed on the substrate surface, and the nozzle based on the shape or position of the droplet Determination means for determining whether or not the discharge is good. Therefore, it is possible to detect a nozzle that has caused a droplet ejection failure (landing position deviation and non-ejection) using a simple and inexpensive detection means without using equipment that is highly sensitive but expensive as in the past. . In other words, there is an effect that a nozzle that has caused a droplet ejection failure can be detected easily and at high speed using low-cost equipment.

本発明に係る実施形態について、図1〜図9を参照して説明する。以下の説明において同一の部材および構成要素のそれぞれには、同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同様である。従ってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。   Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same members and components are denoted by the same reference numerals. The names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態である吐出不良検出装置10の構成について図1〜図3を参照して説明する。
[Embodiment 1]
A configuration of a discharge failure detection apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は一実施形態に係る吐出不良検出装置10の装置構成を示す模式図である。図1に示すように、吐出不良検出装置10は、インクジェットヘッドユニット1、検知手段3、基板2が載置された基板ステージ4、マークセンサ5およびコンピュータ6を備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a device configuration of a discharge failure detection device 10 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the ejection failure detection apparatus 10 includes an inkjet head unit 1, detection means 3, a substrate stage 4 on which a substrate 2 is placed, a mark sensor 5, and a computer 6.

インクジェットヘッドユニット1は、複数のノズル12が形成された3つのインクジェットヘッド11から構成されている。インクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bのそれぞれは、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれか1色のインクを吐出するためのインクジェットヘッド11である。   The ink jet head unit 1 is composed of three ink jet heads 11 each having a plurality of nozzles 12 formed therein. Each of the inkjet heads 11R, 11G, and 11B is an inkjet head 11 for ejecting ink of any one color of red (R), green (G), and blue (B).

基板ステージ4上に載置された基板2の被着弾面には第1領域である撥液領域21、第2領域である非撥液領域22およびアラインメントマーク23が形成されている。撥液領域21は、略円形を有する複数の島状の領域として形成されており、非撥液領域22に取り囲まれている。撥液領域21を構成する島状の領域の中心点は、ノズル12から吐出される液滴の正常な着弾位置である。アラインメントマーク23は、基板2の方向調整、および撥液領域21とノズル12との位置合わせ(アラインメント)に用いるマークであり、基板2を形成している材料とは異なる材料によって形成されている。   A liquid repellent area 21 as a first area, a non-liquid repellent area 22 as a second area, and an alignment mark 23 are formed on the landing surface of the substrate 2 placed on the substrate stage 4. The liquid repellent region 21 is formed as a plurality of island-shaped regions having a substantially circular shape, and is surrounded by the non-liquid repellent region 22. The center point of the island-shaped region constituting the liquid repellent region 21 is the normal landing position of the droplet discharged from the nozzle 12. The alignment mark 23 is a mark used for adjusting the direction of the substrate 2 and positioning (alignment) between the liquid repellent region 21 and the nozzle 12, and is formed of a material different from the material forming the substrate 2.

検知手段3は、基板2上の対象物の高さ(Z軸方向の距離)を検出するための3つのセンサ31、および基板2の被着弾面を撮像するための3つの撮像カメラ32(図2(a)を参照のこと)を備えている。つまり、センサ31および撮像カメラ32は、インクジェットヘッド11と同数だけ備えられている。さらに、検知手段3は、検知手段3をX軸方向へ移動させるための走査手段に接続されている(図2(b)を参照のこと)。   The detection means 3 includes three sensors 31 for detecting the height of the object on the substrate 2 (distance in the Z-axis direction), and three imaging cameras 32 for imaging the landing surface of the substrate 2 (see FIG. 2 (a)). That is, the same number of sensors 31 and imaging cameras 32 as the inkjet heads 11 are provided. Furthermore, the detection means 3 is connected to a scanning means for moving the detection means 3 in the X-axis direction (see FIG. 2B).

基板ステージ4は、基板2を真空吸着によって保持するための基板保持台41、基板保持台41の移動距離の計測に用いるリニアスケール42、および基板保持台41の移動距離を読み取るリニアエンコーダ43から構成されている。基板ステージ4には、基板保持台41をY軸方向に平行移動させるための基板搬送手段がさらに備えられている(図示せず)。   The substrate stage 4 includes a substrate holding table 41 for holding the substrate 2 by vacuum suction, a linear scale 42 used for measuring the moving distance of the substrate holding table 41, and a linear encoder 43 that reads the moving distance of the substrate holding table 41. Has been. The substrate stage 4 is further provided with substrate transport means (not shown) for translating the substrate holding table 41 in the Y-axis direction.

本実施の形態の吐出不良検出装置10においては、インクジェットヘッドユニット1を静止させた状態で、基板ステージ4を用いて基板2をY軸方向に移動させる構成を有している。しかし、上記構成に限らず、基板2を静止させた状態で、インクジェットヘッドユニット1を従来公知の駆動手段を用いてY軸方向に移動させる構成であってもよい。   The ejection failure detection device 10 of the present embodiment has a configuration in which the substrate 2 is moved in the Y-axis direction using the substrate stage 4 while the inkjet head unit 1 is stationary. However, the configuration is not limited to the above configuration, and the inkjet head unit 1 may be moved in the Y-axis direction using a conventionally known driving unit while the substrate 2 is stationary.

マークセンサ5は、その直下にアラインメントマーク23が到達したことを認識するためのセンサであり、基板2の角度のずれなどを検出するためのセンサである。   The mark sensor 5 is a sensor for recognizing that the alignment mark 23 has arrived immediately below it, and is a sensor for detecting an angle shift of the substrate 2 and the like.

コンピュータ6は、インクジェットヘッドユニット1、検知手段3、基板ステージ4およびマークセンサ5に接続されている。コンピュータ6は、検知手段3、基板ステージ4および/またはマークセンサ5から送られてくる情報に基づいて、インクジェットヘッド11、検知手段3および基板ステージ4のそれぞれの動作を制御する。また、コンピュータ6は、検知手段3において検知した基板表面の液滴の形状または位置に基づいて、ノズル12の吐出の良否を判定する判定手段66を備えている。   The computer 6 is connected to the inkjet head unit 1, the detection means 3, the substrate stage 4 and the mark sensor 5. The computer 6 controls the operations of the inkjet head 11, the detection unit 3 and the substrate stage 4 based on information sent from the detection unit 3, the substrate stage 4 and / or the mark sensor 5. In addition, the computer 6 includes a determination unit 66 that determines whether or not the nozzle 12 is ejected based on the shape or position of the droplet on the substrate surface detected by the detection unit 3.

図2(a)は、本実施形態に係る吐出不良検出装置10の主要部を示す平面図であり、図2(b)は、検知手段3の構成を示す側面図である。   FIG. 2A is a plan view showing the main part of the ejection failure detection apparatus 10 according to this embodiment, and FIG. 2B is a side view showing the configuration of the detection means 3.

(撥液領域21および非撥液領域22)
図2(a)に示すように、基板2の被着弾面上には、12の真円状の撥液領域21が形成されており、12の撥液領域21が3行4列に配置されている。1行をなす4つの撥液領域21は、その中心24のそれぞれがX軸と平行にW1(ここでは、200μm)の間隔を空けて並ぶように配置されている。また、一列をなす3つの撥液領域21は、その中心24のそれぞれが、Y軸と平行に1つの線分(例えば、線分A−A’)上にW2(ここでは、500μm)の間隔を空けて並ぶように配置されている。
(Liquid-repellent region 21 and non-liquid-repellent region 22)
As shown in FIG. 2A, twelve perfect liquid-repellent regions 21 are formed on the landing surface of the substrate 2, and the twelve liquid-repellent regions 21 are arranged in three rows and four columns. ing. The four liquid-repellent regions 21 forming one row are arranged so that the centers 24 thereof are arranged in parallel with the X axis with an interval of W1 (here, 200 μm). Further, the three liquid repellent regions 21 in a row have intervals of W2 (here, 500 μm) at the center 24 thereof on one line segment (for example, line segment AA ′) parallel to the Y axis. It is arranged to line up with a gap.

本実施形態における撥液領域21が真円状に形成されているので、全て(360°)の方向のいずれの方向に向かって液滴が位置ずれを起こした場合であっても、該液滴を吐出したノズル12の吐出不良を検出することができる。   Since the liquid repellent region 21 in the present embodiment is formed in a perfect circle shape, even if the liquid droplet is displaced in any direction (360 degrees), the liquid droplet It is possible to detect a discharge failure of the nozzle 12 that has discharged the gas.

撥液領域21は、ノズル12から吐出される液滴に対して撥液性を示す、ぬれ性を有する領域である。撥液領域21のぬれ性を表す、上記液滴の撥液領域21に対する接触角が50〜90°であることが好ましく、該接触角が60〜80°であることがさらに好ましい。   The liquid repellent region 21 is a wettable region that exhibits liquid repellency with respect to the droplets ejected from the nozzle 12. The contact angle of the droplet with respect to the liquid repellent region 21 representing the wettability of the liquid repellent region 21 is preferably 50 to 90 °, and more preferably 60 to 80 °.

上記液滴の撥液領域21に対する接触角が90°を上回る場合、正常に着弾した液滴であっても撥液領域21によって弾かれ易くなる。さらに、上記液滴は、気流、振動等の外部からの影響(外乱)を受けて、撥液領域21上をスライド移動し易くなる。このため、正常に着弾した上記液滴の一部が非撥液領域22に接触し易くなるので、吐出不良の検出精度を低下させる。また、上記液滴の撥液領域21に対する接触角が50°を下回る場合、上記液滴の非撥液領域22に対する接触角との差が小さくなる。よって、位置ずれを起こした液滴が非撥液領域22に移動する量が少なくなるので、吐出不良の検出精度を低下させ、検出の高速化の妨げになる。   When the contact angle of the droplet with respect to the liquid repellent region 21 exceeds 90 °, even a droplet that has landed normally is likely to be repelled by the liquid repellent region 21. Further, the droplets are easily slid on the liquid repellent region 21 due to external influences (disturbances) such as airflow and vibration. For this reason, a part of the droplets that have landed normally easily come into contact with the non-liquid-repellent region 22, thereby reducing the detection accuracy of ejection failure. Further, when the contact angle of the droplet with respect to the liquid repellent region 21 is less than 50 °, the difference from the contact angle of the droplet with respect to the non-liquid repellent region 22 becomes small. Therefore, since the amount of the liquid droplet that has been displaced moves to the non-liquid-repellent region 22 is reduced, the detection accuracy of ejection failure is lowered, and the detection speed is hindered.

撥液領域21を形成するためには、基板2上の所望の領域に対して、ノズル12から吐出される液滴に対する撥液性を付与すればよい。基板2に対して撥液性を付与するためには、用いた基板2の材質に応じて、従来公知の方法から選択すればよい。撥液領域21に上記撥液性を付与するための従来公知の方法としては、基板2上に撥水膜を形成する方法を挙げることができる。基板2上に撥水膜を形成する方法としては、例えば、ガラスからなる基板2上の所望の領域に対してフッ素系材料を含む液体を塗工した後、加熱によって該液体を固化させる方法を挙げることができる。また、ポリイミドから構成された面に対して撥液領域21を形成する場合、ポリイミド膜に対してマイクロウェーブプラズマ処理を施せばよい。   In order to form the liquid repellent area 21, liquid repellency with respect to droplets ejected from the nozzles 12 may be imparted to a desired area on the substrate 2. In order to impart liquid repellency to the substrate 2, a conventionally known method may be selected according to the material of the substrate 2 used. As a conventionally known method for imparting the liquid repellency to the liquid repellent region 21, a method of forming a water repellent film on the substrate 2 can be mentioned. As a method of forming a water repellent film on the substrate 2, for example, a method of applying a liquid containing a fluorine-based material to a desired region on the substrate 2 made of glass and then solidifying the liquid by heating. Can be mentioned. Further, when the liquid repellent region 21 is formed on the surface made of polyimide, the polyimide film may be subjected to microwave plasma treatment.

非撥液領域22は、撥液領域21が有するぬれ性よりも高いぬれ性を有する領域である。非撥液領域22のぬれ性を表す、上記液滴の非撥液領域22に対する接触角が5〜30°であることが好ましい。非撥液領域22のぬれ性を表す接触角が上記範囲であるこが好ましい理由については、後述の実施例において説明する。   The non-liquid repellent area 22 is an area having a wettability higher than the wettability of the liquid repellent area 21. It is preferable that the contact angle of the droplets with respect to the non-liquid-repellent region 22 representing the wettability of the non-liquid-repellent region 22 is 5 to 30 °. The reason why it is preferable that the contact angle representing the wettability of the non-liquid-repellent region 22 is in the above range will be described in Examples described later.

5〜30°の接触角として表されるぬれ性を有する非撥液領域22を形成するためには、ガラスからなる基板2の所望の領域に対してアッシング処理を施せばよい。アッシング処理の条件を変えることによって接触角を変更することができる。ここに挙げた方法以外であっても、所望のぬれ性を有する非撥液領域22を形成し得る従来公知の方法を採用することができる。   In order to form the non-liquid-repellent region 22 having wettability expressed as a contact angle of 5 to 30 °, an ashing process may be performed on a desired region of the substrate 2 made of glass. The contact angle can be changed by changing the conditions of the ashing process. Other than the methods listed here, a conventionally known method that can form the non-liquid-repellent region 22 having the desired wettability can be employed.

なお、撥液領域21および非撥液領域22のぬれ性を表す接触角は、従来公知の接触角の測定方法または装置を用いて測定すればよい。   The contact angle representing the wettability of the liquid repellent region 21 and the non-liquid repellent region 22 may be measured using a conventionally known contact angle measuring method or apparatus.

本実施形態において、上記液滴が基板2と接触する領域の直径が36μmであり、真円状の撥液領域21の直径が40μmである。ここで、真円状の撥液領域21の直径は、ノズル12から正常に吐出された液滴が基板2に着弾した後に、該液滴が基板2と接触する領域(略円形の領域)の直径よりも大きい。撥液領域21の直径は、上記液滴の液滴量、該液滴の撥液領域21に対する接触角の大きさ、および許容される該液滴の位置ずれの大きさに比例して、上記液滴が基板2と接触する領域の直径より大きくなるように設定すればよい。   In the present embodiment, the diameter of the region where the droplet contacts the substrate 2 is 36 μm, and the diameter of the perfect liquid repellent region 21 is 40 μm. Here, the diameter of the perfectly circular liquid-repellent region 21 is an area (substantially circular region) where the droplets that are normally ejected from the nozzle 12 come into contact with the substrate 2 after landing on the substrate 2. Greater than diameter. The diameter of the liquid repellent region 21 is proportional to the droplet amount of the droplet, the size of the contact angle of the droplet with respect to the liquid repellent region 21, and the allowable amount of positional deviation of the droplet. What is necessary is just to set so that a droplet may become larger than the diameter of the area | region which contacts the board | substrate 2. FIG.

真円状の撥液領域21の直径は、該液滴が基板2と接触する領域の直径よりも3〜10μm大きいことが好ましい。上記範囲を下回る場合、上記液滴が正常に着弾したと看做し得るときであっても、該液滴の一部が非撥液領域22に接触してしまう可能性が高くなるため、実際以上に吐出不良と判定されるノズル12が増加する。すなわち、吐出不良の検出精度の低下、および吐出不良を起こしたノズル12の修復処理に要する時間の増大を引き起こす。   The diameter of the perfectly circular liquid-repellent region 21 is preferably 3 to 10 μm larger than the diameter of the region where the droplet contacts the substrate 2. If it is below the above range, even if it can be considered that the droplet has successfully landed, the possibility that a part of the droplet will come into contact with the non-liquid-repellent region 22 is increased. As a result, the number of nozzles 12 determined to be defective in discharge increases. That is, the detection accuracy of the ejection failure is lowered, and the time required for the repair process of the nozzle 12 causing the ejection failure is increased.

上記液滴の撥液領域21に対する接触角と該液滴の非撥液領域22に対する接触角との差が40°以上であることが好ましい。上記液滴の撥液領域21に対する接触角と該液滴の非撥液領域22に対する接触角との差が40°に満たない場合とは、上記液滴の非撥液領域22に対する接触角との差が小さくなることである。よって、位置ずれを起こした液滴が非撥液領域22に移動する量が少なくなるので、吐出の良否を簡便な方法を用いて検出することができなくなる。   The difference between the contact angle of the droplet with respect to the liquid repellent region 21 and the contact angle of the droplet with respect to the non-liquid repellent region 22 is preferably 40 ° or more. When the difference between the contact angle of the droplet with respect to the liquid-repellent region 21 and the contact angle of the droplet with respect to the non-liquid-repellent region 22 is less than 40 °, The difference between the two becomes smaller. Accordingly, since the amount of droplets that have undergone misalignment moves to the non-liquid-repellent region 22, it becomes impossible to detect the quality of ejection using a simple method.

非撥液領域22における撥液領域21との境界付近には、吸水性が付与されていることが好ましい。例えば、撥液領域21の周囲を形成する非撥液領域22の材料として、ビニルアルコール系樹脂のような多孔質材料を挙げることができる。位置ずれにより、一部が非撥液領域22に着弾した液滴は、その殆どが非撥液領域22に吸収される。よって、着弾ずれを起こしたノズル21の検出をより正確に行うことが可能となる。   Water absorption is preferably provided near the boundary between the non-liquid-repellent region 22 and the liquid-repellent region 21. For example, the material of the non-liquid repellent region 22 that forms the periphery of the liquid repellent region 21 may be a porous material such as a vinyl alcohol resin. Most of the droplets that have partially landed on the non-liquid-repellent region 22 due to the displacement are absorbed by the non-liquid-repellent region 22. Therefore, it is possible to more accurately detect the nozzle 21 that has caused landing deviation.

(マークセンサ5およびアラインメントマーク23)
基板2上には、2つのアラインメントマーク23がさらに形成されている。2つのアラインメントマーク23のそれぞれは、2つのマークセンサ5のそれぞれによって検知される。
(Mark sensor 5 and alignment mark 23)
Two alignment marks 23 are further formed on the substrate 2. Each of the two alignment marks 23 is detected by each of the two mark sensors 5.

2つのアラインメントマーク23と撥液領域21との基板2上における位置関係は予め決定されている。2つのアラインメントマーク23と撥液領域21との位置関係の一例を以下に示す。   The positional relationship on the substrate 2 between the two alignment marks 23 and the liquid repellent region 21 is determined in advance. An example of the positional relationship between the two alignment marks 23 and the liquid repellent area 21 is shown below.

例えば、2つのアラインメントマーク23は、X軸に平行に並んでいる。つまり、2つのアラインメントマーク23は、1行をなす4つの撥液領域21と平行に並んでいる。例えば、さらに、2つのアラインメントマーク23の中心は、3行の両端に位置する撥液領域21の非撥液領域22との境界と接する線分C−C’またはD−D’上に配置されている。基板2上にアラインメントマーク23および撥液領域21が、上述のように配置されていれば、2つのアラインメントマーク23の位置関係を検知することによって、基板2上の撥液領域21の位置を検出することができる。   For example, the two alignment marks 23 are arranged in parallel to the X axis. That is, the two alignment marks 23 are arranged in parallel with the four liquid repellent regions 21 forming one line. For example, the centers of the two alignment marks 23 are arranged on a line segment CC ′ or DD ′ that is in contact with the boundary between the liquid repellent area 21 and the non-liquid repellent area 22 located at both ends of the three rows. ing. If the alignment mark 23 and the liquid repellent area 21 are arranged on the substrate 2 as described above, the position of the liquid repellent area 21 on the substrate 2 is detected by detecting the positional relationship between the two alignment marks 23. can do.

次に、マークセンサ5によるアラインメントマーク23の検知方法の一例について説明する。例えば、2つのアラインメントマーク23と同じ間隔で、かつX軸方向に平行に配列した2つのカメラ(図示せず)を用いて2つのアラインメントマーク23を撮像する。撮像された2つのアラインメントマーク23の位置関係を検出する。上記位置関係を検出するとは、2つのアラインメントマーク23が平行に並んだ状態であるか否か、および2つのアラインメントマーク23のそれぞれが、基板2の方向のずれによって回転した状態であるか否かを検出することである。   Next, an example of a method for detecting the alignment mark 23 by the mark sensor 5 will be described. For example, the two alignment marks 23 are imaged using two cameras (not shown) arranged at the same interval as the two alignment marks 23 and parallel to the X-axis direction. The positional relationship between the two imaged alignment marks 23 is detected. When the positional relationship is detected, it is determined whether or not the two alignment marks 23 are arranged in parallel, and whether or not each of the two alignment marks 23 is rotated due to a shift in the direction of the substrate 2. Is to detect.

検出した位置関係に基づいて、基板2の方向の補正および撥液領域21の位置の把握を行う。具体的には、基板ステージ4内に形成された基板方向調節部(図示せず)を用いて、基板2を平行にX軸方向、Y軸方向および/または回転移動させることによって、線分B−B’の直下を線分A−A’が通過するように基板2の方向調整をする。さらに、撮像した2つのアラインメントマーク23の位置関係、およびアラインメントマーク23と撥液領域21との上記配置に基づいて、基板2における撥液領域21の位置を把握する。   Based on the detected positional relationship, the direction of the substrate 2 is corrected and the position of the liquid repellent region 21 is determined. Specifically, by using a substrate direction adjusting unit (not shown) formed in the substrate stage 4, the substrate 2 is moved in parallel in the X-axis direction, the Y-axis direction, and / or rotationally moved, thereby the line segment B The direction of the substrate 2 is adjusted so that the line segment AA ′ passes directly below −B ′. Further, the position of the liquid repellent area 21 on the substrate 2 is grasped based on the positional relationship between the two imaged alignment marks 23 and the arrangement of the alignment mark 23 and the liquid repellent area 21.

ここでは、アラインメントマーク23と撥液領域21との基板2における配置の一例を用いて説明した。アラインメントマーク23およびカメラを用いた基板2の方向調整に限らず、上述のように基板2の方向調整および撥液領域21の位置の把握を適切に行い得るのであれば、従来公知の方法および装置を採用することができる。   Here, an example of the arrangement of the alignment mark 23 and the liquid repellent region 21 on the substrate 2 has been described. Not only the alignment adjustment of the substrate 2 using the alignment mark 23 and the camera, but also a conventionally known method and apparatus as long as the adjustment of the direction of the substrate 2 and the position of the liquid repellent region 21 can be appropriately performed as described above. Can be adopted.

例えば、アラインメントマーク23は、ガラスの基板2上に形成された金属からなる領域(メタルマーク)であり、マークセンサ5は、反射型のファイバーセンサである。この場合、マークセンサ5は、ガラスと金属との反射率の差を検出することによって、アラインメントマーク23の存在を検知する。   For example, the alignment mark 23 is a region (metal mark) made of metal formed on the glass substrate 2, and the mark sensor 5 is a reflective fiber sensor. In this case, the mark sensor 5 detects the presence of the alignment mark 23 by detecting a difference in reflectance between glass and metal.

マークセンサ5から各ノズル12までの距離、および基板2における撥液領域21の位置に基づいて、各ノズル12から液滴を吐出するタイミングを決定する。   Based on the distance from the mark sensor 5 to each nozzle 12 and the position of the liquid repellent region 21 on the substrate 2, the timing for ejecting droplets from each nozzle 12 is determined.

(インジェットヘッド11およびノズル12)
インクジェットヘッドユニット1を構成するインクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bのそれぞれには、直線状に並んだ複数のノズル12がW3(ここでは210μm)のピッチで配置されている。
(Injection head 11 and nozzle 12)
In each of the inkjet heads 11R, 11G, and 11B constituting the inkjet head unit 1, a plurality of nozzles 12 arranged in a straight line are arranged at a pitch of W3 (here, 210 μm).

また、インクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bのそれぞれは、複数のノズル12のそれぞれがX軸方向に対してW1の間隔を有するように角度の調節が行われている。さらに、インクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bは、それぞれが有するノズル12の3つが1つの線分(例えば、線分B−B’)上に並ぶように調節されている。   In addition, in each of the inkjet heads 11R, 11G, and 11B, the angle is adjusted so that each of the plurality of nozzles 12 has an interval of W1 with respect to the X-axis direction. Further, the inkjet heads 11R, 11G, and 11B are adjusted so that three of the nozzles 12 included in each of the inkjet heads 11R, 11G, and 11B are aligned on one line segment (for example, a line segment B-B ′).

ここでは、Y軸に対してノズル12の配列が80°の角度をなすように、インクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bは調節されている。また、インクジェットヘッド11R、11Gおよび11Bはユニット保持部材(図示せず)に固定されている。   Here, the inkjet heads 11R, 11G, and 11B are adjusted so that the arrangement of the nozzles 12 forms an angle of 80 ° with respect to the Y axis. The inkjet heads 11R, 11G, and 11B are fixed to a unit holding member (not shown).

基板2は、上述のように、基板輸送手段を備えた基板ステージ4へ真空吸着によって固定されている。基板輸送手段を用いることによって、基板2を、インクジェットヘッドユニット1の直下を平行(スライド)移動させることができる。   As described above, the substrate 2 is fixed to the substrate stage 4 provided with the substrate transporting means by vacuum suction. By using the substrate transporting means, the substrate 2 can be moved in parallel (sliding) just below the inkjet head unit 1.

よって、基板2をY軸方向に平行移動させることによって、4列からなる撥液領域いずれか1列が、1つの線分(例えば、線分B−B’)上に並んだ3つのノズル12の直下を通過する。   Therefore, by moving the substrate 2 in the Y-axis direction, three nozzles 12 in which any one of the four liquid repellent areas are arranged on one line segment (for example, line segment BB ′) are arranged. Pass directly under.

(検知器3)
検知器3について図2(b)を参照して以下に説明する。図2(b)は、吐出不良検出装置10を、図2(a)のY方向とは逆の方から見た側面図である。
(Detector 3)
The detector 3 will be described below with reference to FIG. FIG. 2B is a side view of the ejection failure detection device 10 as viewed from the direction opposite to the Y direction in FIG.

図2(b)に示すように、検知器3は、対象物の高さを検知するための第1センサであるセンサ31、および基板2上の領域の一部を撮像することができる第2センサである撮像カメラ32を備えている。センサ31および撮像カメラ32は、それぞれの検知部および撮像部と基板2の被着弾面とが対向するように設置されている。さらに、検知器3は、スライドビーム34に接続されたレール33を用いることによってX軸方向に可動する。   As shown in FIG. 2B, the detector 3 can image a part of the area on the substrate 2 and the sensor 31 that is the first sensor for detecting the height of the object. An imaging camera 32 as a sensor is provided. The sensor 31 and the imaging camera 32 are installed such that the respective detection units and imaging unit and the landing surface of the substrate 2 face each other. Further, the detector 3 is movable in the X-axis direction by using a rail 33 connected to the slide beam 34.

例えば、センサ31としてはレーザ方式を用いて変位を検知する変位センサなどを挙げることができる。検知器3を、基板2上をX軸方向に平行移動させながら、上記変位センサを用いて高低差を検知することによって、基板2上に着弾した液滴7が撥液領域21上に存在するか否か、さらに撥液領域21上における液滴の形状を検知することができる。例えば、撮像カメラ32としては、CCD素子を備えるデジタルカメラに拡大レンズを取り付けたカメラなどを挙げることができる。上記カメラを用いることによって、基板2上の所望の領域(センサ31によって撥液領域21上に液滴7が存在しないこと、または形状変化を起こしているが検知された箇所を含む領域など)の画像を取得することができる。上記カメラによって取得した画像を、従来公知の画像処理技術を用いて着弾した液滴7の形状、および撥液領域21の中心24からの距離を特定することができる。   For example, the sensor 31 may include a displacement sensor that detects displacement using a laser system. By detecting the height difference using the displacement sensor while the detector 3 is translated on the substrate 2 in the X-axis direction, the droplet 7 that has landed on the substrate 2 exists on the liquid repellent region 21. Whether or not the shape of the droplet on the liquid repellent region 21 can be detected. For example, examples of the imaging camera 32 include a camera in which a magnifying lens is attached to a digital camera having a CCD element. By using the above camera, a desired area on the substrate 2 (such as an area including a portion where the liquid droplet 7 does not exist on the liquid repellent area 21 by the sensor 31 or a shape change is detected but detected). Images can be acquired. The shape of the droplet 7 landed on the image acquired by the camera using a conventionally known image processing technique and the distance from the center 24 of the liquid repellent region 21 can be specified.

例示した変位センサ以外のセンサであっても、基板2上をX軸方向に平行移動させることによって、撥液領域21上における液滴7の有無を検出し得るセンサであれば、本発明に係るセンサ31として用いることができる。   Even if the sensor is other than the exemplified displacement sensor, any sensor can be used as long as it can detect the presence or absence of the droplet 7 on the liquid repellent region 21 by translating the substrate 2 in the X-axis direction. It can be used as the sensor 31.

(基板ステージ4)
上述のように、基板ステージ4は基板保持台41、リニアスケール42およびリニアエンコーダ43から構成されている。リニアスケール42として高精度ガラススケールを用いている。基板ステージ4には、基板保持台41をY軸方向に平行移動させるための基板搬送手段がさらに備えられている。さらに、基板ステージ4は、コンピュータ6に接続されている。
(Substrate stage 4)
As described above, the substrate stage 4 includes the substrate holding table 41, the linear scale 42, and the linear encoder 43. A high-precision glass scale is used as the linear scale 42. The substrate stage 4 is further provided with substrate transport means for translating the substrate holding table 41 in the Y-axis direction. Further, the substrate stage 4 is connected to a computer 6.

コンピュータ6の制御によって上記基板搬送手段を動作させることによって、任意の速度で基板2を移動させること、および任意の位置にて静止させることができる。基板2の位置は、リアルタイムに基板2および基板保持台4の位置情報(リニアスケール42を用いて測定したリニアエンコーダ43出力値)がコンピュータ6に送信および処理されることによって認識される。   By operating the substrate transfer means under the control of the computer 6, the substrate 2 can be moved at an arbitrary speed and can be stopped at an arbitrary position. The position of the substrate 2 is recognized by transmitting and processing the position information (the linear encoder 43 output value measured using the linear scale 42) of the substrate 2 and the substrate holder 4 to the computer 6 in real time.

(液滴を着弾させた基板2)
液滴を着弾させた後の基板2の状態について図3を参照して説明する。図3は、吐出不良検出装置10の部分的な平面図であり、液滴を着弾させた後の基板2および検知器3を図2のZ方向とは逆の方向から見た平面図である。
(Substrate 2 on which droplets land)
The state of the substrate 2 after the droplets have landed will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial plan view of the ejection failure detection device 10, and is a plan view of the substrate 2 and the detector 3 after the droplets are landed as viewed from the direction opposite to the Z direction in FIG. 2. .

図3に示すように、撥液領域21の中心24付近に着弾した液滴71は、撥液領域21上に留まっている。しかし、位置ずれを起こした液滴(液滴72aと72b、液滴73aと73b、および液滴74)は、いずれも着弾した液滴の一部または全部が第2領域へ移動している。センサ31a、31bおよび31cのそれぞれは、基板2上に形成された12の撥液領域21の内、4つの撥液領域21の中心24を結ぶ3つ線分(線分E−E’、F−F’およびG−G’)のいずれか1つの真上を通過する。   As shown in FIG. 3, the droplet 71 that has landed near the center 24 of the liquid repellent region 21 remains on the liquid repellent region 21. However, all or a part of the landed droplets (droplets 72a and 72b, droplets 73a and 73b, and droplet 74) that have been displaced have moved to the second region. Each of the sensors 31a, 31b and 31c has three line segments (line segments EE ′, F) connecting the centers 24 of the four liquid repellent areas 21 out of the 12 liquid repellent areas 21 formed on the substrate 2. -F 'and GG').

センサ31a、31bおよび31cのいずれを用いて検出した場合であっても、液滴71は1つの山を有する、撥液領域21上に存在する形状として検知される。   Regardless of the detection using any of the sensors 31a, 31b and 31c, the droplet 71 is detected as a shape having one mountain and existing on the liquid repellent region 21.

センサ31aを用いて検出した場合、液滴72aは線分E−E’上および撥液領域21上に存在する、液滴71と比較して高さの低い、かつ幅の狭い形状として検知される。センサ31aを用いて検出した場合、液滴72bは線分E−E’上および非撥液領域22上に存在する、液滴71と比較して高さの低い、かつ同程度の幅を有する形状として検知される。また、1つのノズル12から吐出された液滴72aおよび72bは、2つの山と1つの谷を有する形状として検知される。   When detected using the sensor 31a, the droplet 72a is detected as a shape that is present on the line segment EE ′ and on the liquid repellent region 21 and has a lower height and a narrower width than the droplet 71. The When detected using the sensor 31a, the droplet 72b is present on the line segment EE ′ and on the non-liquid-repellent region 22 and has a height lower than that of the droplet 71 and the same width. Detected as a shape. In addition, the droplets 72a and 72b discharged from one nozzle 12 are detected as a shape having two peaks and one valley.

センサ31bを用いて検出した場合、液滴73aは線分F−F’上の一部および撥液領域21上に存在する、液滴71と比較して非常に高さの低い、かつ非常に幅の狭い形状として検知される。センサ31bを用いて検出した場合、液滴73bは検知されない。   When detected using the sensor 31b, the droplet 73a is present on a part of the line segment FF ′ and on the liquid-repellent region 21, and is very low in height as compared with the droplet 71. It is detected as a narrow shape. When detected using the sensor 31b, the droplet 73b is not detected.

センサ31cを用いて検出した場合、液滴74は線分G−G’上および非撥液領域22上に存在する、液滴71と比較して高さの低い、かつ幅の広い形状として検知される。   When detected using the sensor 31c, the droplet 74 is present on the line segment GG ′ and on the non-liquid-repellent region 22 and is detected as a shape having a lower height and a wider width than the droplet 71. Is done.

以上のように、位置ずれを起こした液滴(液滴72aと72b、液滴73aと73b、および液滴73)は、撥液領域21の中心24に着弾した液滴71と比較して、形状(高さおよび幅)が著しく異なる。   As described above, the liquid droplets (liquid droplets 72 a and 72 b, liquid droplets 73 a and 73 b, and liquid droplet 73) that have been displaced are compared with the liquid droplet 71 that has landed on the center 24 of the liquid repellent region 21. The shapes (height and width) are significantly different.

センサ32は、3つのセンサ31による検知結果に基づいて、液滴72aと72b、液滴73aと73b、および液滴73に最も近い撥液領域21を中心とする基板2上の領域を撮像する。   Based on the detection results of the three sensors 31, the sensor 32 images a region on the substrate 2 centered on the droplets 72 a and 72 b, the droplets 73 a and 73 b, and the liquid repellent region 21 closest to the droplet 73. .

(判定手段66)
上述のように、コンピュータ6は判定部66を備えている。判定部66は、検知器3(3つのセンサ31およびセンサ32)によって得られた基板2上の液滴の形状または位置に基づいて、各ノズル12の吐出の良否を判定する。つまり、撥液領域21上にのみ接触している液滴71と比較して形状変化を起こした液滴、または一部でも非撥液領域22に接触している液滴を吐出したノズルを吐出不良と判定する。
(Determination means 66)
As described above, the computer 6 includes the determination unit 66. The determination unit 66 determines the quality of ejection from each nozzle 12 based on the shape or position of the droplet on the substrate 2 obtained by the detector 3 (three sensors 31 and 32). That is, a nozzle that ejects a droplet that has undergone a change in shape compared to the droplet 71 that is in contact only with the liquid-repellent region 21 or a portion of the droplet that is in contact with the non-liquid-repellent region 22 is discharged. Judge as bad.

上述のように、検知器3、特にセンサ31を用いることによって、基板2に着弾した液滴の位置および形状を容易に検知することができる。よって、判定手段66を用いてノズルの吐出不良を容易に検出することができる。   As described above, by using the detector 3, particularly the sensor 31, it is possible to easily detect the position and shape of the droplet that has landed on the substrate 2. Therefore, it is possible to easily detect a nozzle ejection failure using the determination unit 66.

〔実施の形態2〕
実施の形態1の吐出不良検出装置10の変形例について図4を参照して説明する。図4(a)は、本実施形態に係る基板2の平面図であり、(b)は、液滴を着弾させた後の基板2および検知器3を図2のZ方向とは逆の方向から見た平面図である。
[Embodiment 2]
A modification of the ejection failure detection device 10 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 4A is a plan view of the substrate 2 according to the present embodiment, and FIG. 4B is a direction opposite to the Z direction in FIG. 2 with respect to the substrate 2 and the detector 3 after the droplets have landed. It is the top view seen from.

図4(a)に示すように、基板2には、複数の撥液領域21および複数の撥液領域21を取り囲む非撥液領域22が形成されている。   As shown in FIG. 4A, a plurality of liquid repellent areas 21 and a non-liquid repellent area 22 surrounding the plurality of liquid repellent areas 21 are formed on the substrate 2.

撥液領域21は、Y軸方向に伸びる長辺を有する矩形状として形成されている。また、撥液領域21は3つの中点25を含んでおり、3つの中点25を結ぶ線は、撥液領域21をX軸方向に2分する線分H−H’と重なっている。つまり、基板2をY軸方向に移動させた場合、線分H−H’の真上を、線分B−B’(図2(a)の複数のノズル12が通過する軌跡)が通過する。   The liquid repellent region 21 is formed as a rectangular shape having long sides extending in the Y-axis direction. The liquid repellent region 21 includes three midpoints 25, and a line connecting the three midpoints 25 overlaps a line segment H-H 'that bisects the liquid repellent region 21 in the X-axis direction. That is, when the substrate 2 is moved in the Y-axis direction, the line segment BB ′ (the trajectory through which the plurality of nozzles 12 in FIG. 2A passes) passes directly above the line segment HH ′. .

撥液領域21のX軸方向の長さは40μmであり、撥液領域21のY軸方向の長さは200μmである。本実施形態における液滴の直径が36μmであり、撥液領域21のX軸方向の長さが40μmであるため、吐出不良として看做すべき位置ずれを、X軸方向に対して起こした液滴は非撥液領域22と接触する。一方、正常な吐出として許容される範囲の位置ずれを、X軸方向に対して起こした液滴は非撥液領域22に接触することはない。よって、精度の高い吐出不良の検出を行うことができる。   The length of the liquid repellent region 21 in the X axis direction is 40 μm, and the length of the liquid repellent region 21 in the Y axis direction is 200 μm. In this embodiment, the diameter of the droplet is 36 μm and the length of the liquid repellent region 21 in the X-axis direction is 40 μm. The droplet contacts the non-liquid repellent area 22. On the other hand, a droplet that has caused a positional deviation within a range allowed for normal ejection in the X-axis direction does not contact the non-liquid-repellent region 22. Therefore, it is possible to detect ejection defects with high accuracy.

さらに、撥液領域21のY軸方向の長さは200μmであるため、Y軸方向に位置ずれを起こした液滴は非撥液領域22に接触することはない。よって、X軸方向に対する位置ずれとは違い、非撥液領域22に液滴が接触したときに起こる着弾した液滴の液状の変化、および中点25との距離の増大を起こさない。Y軸方向に対する位置ずれは、吐出のタイミングを調整することによって補正が可能である。Y軸方向に位置ずれを起こした液滴と中点25との距離を測定することによって、正確な吐出タイミングの補正を行うために本実施形態に係る撥液領域21は、Y軸方向に長辺を有する形状として形成されている。位置ずれを起こした液滴と撥液領域21の中心との距離を測定する方法は、実施の形態1を参照のこと。   Further, since the length of the liquid repellent region 21 in the Y-axis direction is 200 μm, a droplet that has been displaced in the Y-axis direction does not come into contact with the non-liquid repellent region 22. Therefore, unlike the positional deviation with respect to the X-axis direction, the liquid droplet of the landed droplet that occurs when the droplet contacts the non-liquid-repellent region 22 and the distance from the midpoint 25 do not increase. The positional deviation with respect to the Y-axis direction can be corrected by adjusting the ejection timing. The liquid repellent region 21 according to the present embodiment is long in the Y-axis direction in order to correct the ejection timing accurately by measuring the distance between the liquid droplet that has been displaced in the Y-axis direction and the midpoint 25. It is formed as a shape having sides. See Embodiment 1 for the method of measuring the distance between the misaligned droplet and the center of the liquid repellent region 21.

隣接する撥液領域21が有する、撥液領域21のそれぞれをX軸方向に2分する2つの線分同士は、200μm離れている。これは、インクジェットヘッド11に形成された隣接する2つのノズル12のX軸方向における間隔と一致している。よって、インクジェットヘッド11に形成された複数のノズル12から正常に吐出された液滴を確実に撥液領域21上に着弾させることができる。   Adjacent liquid repellent areas 21 have two line segments that divide each of the liquid repellent areas 21 in the X-axis direction by 200 μm. This coincides with the interval in the X-axis direction between two adjacent nozzles 12 formed in the inkjet head 11. Therefore, it is possible to reliably land droplets normally ejected from the plurality of nozzles 12 formed on the inkjet head 11 on the liquid repellent region 21.

図4(b)に示すように、撥液領域21の中点25付近に着弾した液滴7は、撥液領域21上に留まっている。しかし、X軸方向に位置ずれを起こした液滴72aと72b、および液滴74は、いずれも着弾した液滴の一部または全部が非撥液領域22へ移動している。Y軸方向位置ずれを起こした液滴73は、撥液領域21上に静止している。センサ31a、31bおよび31cのそれぞれは、基板2上に形成された12の撥液領域21の内、4つの撥液領域21の中点25を結ぶ3つ線分(線分I−I’、線分J−J’および線分K−K’)のいずれか1つの真上を通過する。   As shown in FIG. 4B, the droplet 7 that has landed near the midpoint 25 of the liquid repellent area 21 remains on the liquid repellent area 21. However, in the droplets 72 a and 72 b and the droplet 74 that have been displaced in the X-axis direction, some or all of the landed droplets have moved to the non-liquid-repellent region 22. The droplet 73 that has been displaced in the Y-axis direction is stationary on the liquid repellent region 21. Each of the sensors 31a, 31b, and 31c includes three line segments (line segments II ′, I ′ ′) connecting the midpoints 25 of the four liquid repellent areas 21 among the 12 liquid repellent areas 21 formed on the substrate 2. It passes directly above any one of the line segment JJ ′ and the line segment KK ′).

センサ31a、31bおよび31cのいずれを用いて検出した場合であっても、液滴71は1つの山を有する、撥液領域21上に存在する形状として検知される。   Regardless of the detection using any of the sensors 31a, 31b and 31c, the droplet 71 is detected as a shape having one mountain and existing on the liquid repellent region 21.

センサ31aを用いて検出した場合、液滴72aは線分I−I’上および撥液領域21上に存在する、液滴71と比較して高さの低い、かつ幅の狭い形状として検知される。センサ31aを用いて検出した場合、液滴72bは線分I−I’上および非撥液領域22上に存在する、液滴7と比較して高さの低い、かつ同程度の幅を有する形状として検知される。また、1つのノズル12から吐出された液滴72aおよび72bは、2つの山と1つの谷を有する形状として検知される。   When detected using the sensor 31a, the droplet 72a is detected as a shape having a lower height and a narrower width than the droplet 71, which is present on the line segment II ′ and the liquid repellent region 21. The When detected using the sensor 31a, the droplet 72b is present on the line segment II ′ and on the non-liquid-repellent region 22 and has a height lower than that of the droplet 7 and the same width. Detected as a shape. Further, the droplets 72a and 72b discharged from one nozzle 12 are detected as a shape having two peaks and one valley.

センサ31bを用いて検出した場合、液滴73は線分J−J’上の一部および撥液領域21上に存在する、液滴71と比較して非常に高さの低い、かつ非常に幅の狭い形状として検知される。   When detected using the sensor 31b, the droplet 73 is present on a part of the line segment JJ ′ and on the liquid repellent region 21, and is very low in height compared to the droplet 71, and very much. It is detected as a narrow shape.

センサ31cを用いて検出した場合、液滴74は線分K−K’上および非撥液領域22上に存在する、液滴7と比較して高さの低い、かつ幅の広い形状として検知される。   When detected using the sensor 31c, the droplet 74 is present on the line segment KK ′ and on the non-liquid-repellent region 22, and is detected as a shape having a lower height and a wider width than the droplet 7. Is done.

以上のように、位置ずれを起こした液滴(液滴72aと72b、液滴73および液滴73)は、撥液領域21の中点25に着弾した液滴7と比較して、形状(高さおよび幅)が著しく異なる。   As described above, the position-shifted droplets (droplets 72a and 72b, droplet 73 and droplet 73) have a shape ( The height and width are significantly different.

上述のように、Y軸方向への位置ずれはノズル12からの吐出のタイミングの調整に補正によって補正することができる。吐出のタイミングの調整を正確に行うために、センサ32を用いて、位置ずれを起こした液滴の撥液領域21の中点25から距離を検知する。   As described above, the positional deviation in the Y-axis direction can be corrected by correcting the timing of ejection from the nozzle 12. In order to accurately adjust the discharge timing, the sensor 32 is used to detect the distance from the midpoint 25 of the liquid-repellent region 21 of the liquid droplet 21 that has been displaced.

センサ32は、3つのセンサ31による検知結果に基づいて、液滴72aと72b、液滴73aおよび液滴73に最も近い撥液領域21を中心とする基板2上の領域を撮像する。   Based on the detection results of the three sensors 31, the sensor 32 images a region on the substrate 2 around the liquid repellent region 21 closest to the droplets 72 a and 72 b, the droplet 73 a and the droplet 73.

センサ31およびセンサ32の検知結果に基づいて、判定手段66は、液滴の吐出の良否を判定する。詳細については実施の形態1を参照のこと。   Based on the detection results of the sensors 31 and 32, the determination unit 66 determines whether or not the liquid droplets are discharged. See Embodiment 1 for details.

〔実施の形態3〕
実施の形態1および2の吐出不良検出装置10を用いた吐出不良検出方法について、図5〜図8を参照して説明する。図5は、吐出不良検出装置10の処理手順を説明するフローチャートである。図6は、吐出不良検出装置10による基板2のアラインメント処理について説明した側面図である。図7は、吐出不良検出装置10による基板2への液滴の吐出処理について説明した側面図である。図8は、吐出不良検出装置10による基板2上に着弾した液滴の位置および形状を検知する処理について説明した側面図である。
[Embodiment 3]
A discharge failure detection method using the discharge failure detection apparatus 10 according to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure of the ejection failure detection apparatus 10. FIG. 6 is a side view illustrating the alignment processing of the substrate 2 by the ejection failure detection device 10. FIG. 7 is a side view illustrating the discharge process of droplets onto the substrate 2 by the discharge failure detection device 10. FIG. 8 is a side view illustrating a process for detecting the position and shape of a droplet landed on the substrate 2 by the ejection failure detection device 10.

吐出不良検出装置10は、インクジェット方式の製造装置の一部を構成しており、該製造装置の動作を制御するコンピュータ6は、同時に吐出不良検出装置10の動作制御も行っている。すなわち、吐出不良検出装置10を用いたノズル12の吐出不良検出は、上記製造装置の製造工程に含まれる一工程である。   The ejection failure detection device 10 constitutes a part of an inkjet manufacturing device, and the computer 6 that controls the operation of the manufacturing device also controls the operation of the ejection failure detection device 10 at the same time. That is, the ejection failure detection of the nozzle 12 using the ejection failure detection device 10 is one process included in the manufacturing process of the manufacturing apparatus.

上記製造装置および吐出不良検出装置10が共有するコンピュータ6内部の制御部65は、インクジェットヘッド11の吐出不良の検出準備が完了したという信号を受信することによって、基板2が基板ステージ4上に搬入される(ステップS1)。   The control unit 65 inside the computer 6 shared by the manufacturing apparatus and the ejection failure detection device 10 receives the signal that the preparation for detecting ejection failure of the inkjet head 11 is completed, and thereby the substrate 2 is carried onto the substrate stage 4. (Step S1).

吐出不良の検出準備が完了したという上記信号とは、例えば、製造用の基板に対する液滴の吐出が完了したときに制御部65に入力される信号、および新たな製造用の基板に対する製造装置を用いた液滴の吐出を指示する信号などである。基板2の搬入は、上記信号を受信した制御部65からの動作指示信号に従って、図には示していない基板搬入ロボットによって行われる。搬入された基板2は、真空吸着によって基板保持台41に固定される。なお、基板2と製造用の基板とが一体形成されている場合、基板2はすでに基板保持台41上に搬入および固定された状態であるため、ステップS1の工程は不要である。   The above-mentioned signal that preparation for detection of ejection failure is completed is, for example, a signal that is input to the control unit 65 when ejection of droplets onto a production substrate is completed, and a production apparatus for a new production substrate. For example, a signal for instructing the ejection of the used droplets. The substrate 2 is carried in by a substrate carrying robot (not shown) in accordance with an operation instruction signal from the control unit 65 that has received the signal. The loaded substrate 2 is fixed to the substrate holding table 41 by vacuum suction. Note that, when the substrate 2 and the substrate for manufacturing are integrally formed, the substrate 2 is already loaded and fixed on the substrate holding base 41, and therefore the step S1 is not necessary.

次に、基板2に形成されたアライメントマーク23を、吐出不良検出装置10に設けられているアライメントカメラシステム(図示せず)を用いて、基板2の方向調整および検出することによって、ノズル孔に対する吐出検出基板の位置決めを行う(ステップS2)。   Next, the alignment mark 23 formed on the substrate 2 is adjusted and detected with respect to the nozzle hole by using the alignment camera system (not shown) provided in the ejection failure detection device 10 to adjust the direction of the substrate 2. The discharge detection substrate is positioned (step S2).

カメラによってアラインメントマーク23を撮像する。撮像した画像に基づいて、アラインメントマーク23の位置関係から基板2の方向を検知する。基板ステージ4に設けられた方向微調整部(基板2の法線方向を保持しつつ、基板2をX軸方向およびY軸方向に移動させる、ならびに基板2を回転させる構造)によって、基板2の方向を調整する。アラインメントマーク23と撥液領域21とは、実施の形態1において述べたように所望の位置関係を有している。このため、基板2の方向を調整することによって、インクジェットヘッド11のノズル12に対する撥液領域21の位置決定を行うことができる。   The alignment mark 23 is imaged by the camera. Based on the captured image, the direction of the substrate 2 is detected from the positional relationship of the alignment marks 23. The direction fine adjustment unit provided on the substrate stage 4 (a structure in which the substrate 2 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction and the substrate 2 is rotated while the normal direction of the substrate 2 is maintained) is rotated. Adjust the direction. As described in the first embodiment, the alignment mark 23 and the liquid repellent region 21 have a desired positional relationship. For this reason, by adjusting the direction of the substrate 2, the position of the liquid repellent region 21 relative to the nozzle 12 of the inkjet head 11 can be determined.

上記位置決定とは、基板2をY軸方向に移動させることによって、線分B−B’の真下を線分A−A’が通過するように、基板2の方向を調整することである(図2(a)を参照のこと)。   The position determination is to adjust the direction of the substrate 2 by moving the substrate 2 in the Y-axis direction so that the line segment AA ′ passes directly under the line segment BB ′ ( (See FIG. 2 (a)).

なお、上記位置決定を確実に行うために、基板2上のアライメントマーク23と線分A−A’の位置関係を予め計測しておくことが好ましい。さらに、ノズル12が通過する基板2の位置を調べるために、アライメントマーク23が形成されているダミー基板に対して液滴を吐出して着弾位置を確認しておくことが好ましい。   In order to reliably perform the position determination, it is preferable to measure in advance the positional relationship between the alignment mark 23 on the substrate 2 and the line segment A-A ′. Furthermore, in order to check the position of the substrate 2 through which the nozzle 12 passes, it is preferable to confirm the landing position by discharging droplets onto the dummy substrate on which the alignment mark 23 is formed.

基板2の方向調整を行った後、基板2を保持した基板ステージ4をヘッドユニット1および検出器3の直下に向けて移動させる(ステップS4)。ヘッドユニット1および検出器3の直下に向けて移動させるとは、図2(a)におけるY軸方向に移動させることであり、線分A−A’およびB−B’と平行な方向に移動させることである。   After adjusting the direction of the substrate 2, the substrate stage 4 holding the substrate 2 is moved directly below the head unit 1 and the detector 3 (step S4). Moving toward the position immediately below the head unit 1 and the detector 3 means moving in the Y-axis direction in FIG. 2A and moving in a direction parallel to the line segments AA ′ and BB ′. It is to let you.

マークセンサ5およびアラインメントマーク23を用いてインクジェットヘッドユニット1からの吐出タイミングを決定する(ステップS4)。   The ejection timing from the inkjet head unit 1 is determined using the mark sensor 5 and the alignment mark 23 (step S4).

基板2に形成されたアラインメントマーク23がマークセンサ5の直下に到達すると、アライメントマーク23はマークセンサ5によって検知される。マークセンサ5によるアラインメントマーク23の検知の詳細については、実施の形態1を参照のこと。   When the alignment mark 23 formed on the substrate 2 reaches just below the mark sensor 5, the alignment mark 23 is detected by the mark sensor 5. For details of the detection of the alignment mark 23 by the mark sensor 5, see Embodiment 1.

なお、Y方向へ順にマークセンサ5、インクジェットヘッドユニット1、検知器3と並んでいる。つまり、基板2は、インクジェットヘッドユニット1よりも先にマークセンサ5の直下を通過する。マークセンサ5がアライメントマーク23を検知するまでは、インクジェットヘッドユニット1は液滴を吐出しない。   Note that the mark sensor 5, the inkjet head unit 1, and the detector 3 are arranged in order in the Y direction. That is, the substrate 2 passes immediately below the mark sensor 5 before the inkjet head unit 1. Until the mark sensor 5 detects the alignment mark 23, the inkjet head unit 1 does not eject droplets.

インクジェットヘッドユニット1からの吐出タイミングの決定について、図6を用いて詳細に説明する。図6は、吐出不良検出装置10を側面から見た模式図であり、マークセンサ5がアライメントマーク23を検知した状態を示している。なお、各ブロックを繋ないでいる矢印は信号の送信方向を表しており、基板保持台4および基板2はY方向に定速移動している。   Determination of the discharge timing from the inkjet head unit 1 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic view of the ejection failure detection device 10 as viewed from the side, and shows a state in which the mark sensor 5 has detected the alignment mark 23. In addition, the arrow which connects each block represents the transmission direction of a signal, and the board | substrate holding stand 4 and the board | substrate 2 are moving at constant speed in the Y direction.

マークセンサ5は、自らが出射した光が対象物に反射された光を検知する。よって、マークセンサ5の真下をアライメントマーク23が通過すると、マークセンサ5によって検知される反射率が変化する。反射率の変化は、信号としてセンサアンプ62に送信される。センサアンプ62は、マークセンサ5から送られた信号を増幅して制御部65に送信する。   The mark sensor 5 detects light reflected from the object by the light emitted by the mark sensor 5. Therefore, when the alignment mark 23 passes directly below the mark sensor 5, the reflectance detected by the mark sensor 5 changes. The change in reflectance is transmitted to the sensor amplifier 62 as a signal. The sensor amplifier 62 amplifies the signal sent from the mark sensor 5 and sends it to the control unit 65.

ここで、基板2および基板保持台4の位置情報は、リニアスケール42を用いて測定したリニアエンコーダ43出力値として、ステージコントローラ61から制御部65へ送信される。制御部65は、アラインメントマーク23がマークセンサ5によって検知されたことと基板2および基板保持台4の位置情報とを照合して、アライメントマーク23の基板2における座標を決定する。マークセンサ5によるアラインメントマーク23の検知についての詳細は、実施の形態1を参照のこと。   Here, the positional information of the substrate 2 and the substrate holder 4 is transmitted from the stage controller 61 to the control unit 65 as an output value of the linear encoder 43 measured using the linear scale 42. The control unit 65 collates the detection of the alignment mark 23 by the mark sensor 5 with the positional information of the substrate 2 and the substrate holder 4 and determines the coordinates of the alignment mark 23 on the substrate 2. Refer to the first embodiment for details on the detection of the alignment mark 23 by the mark sensor 5.

アラインメントマーク23の位置(基板2における座標)を決定することができれば、撥液領域21の基板上2の位置も決定することができる(実施の形態1の(アラインメントマーク23およびマークセンサ5)を参照のこと)。これによって、各ノズル12に対応する撥液領域21がノズル12の真下を通過するタイミングを、リニアエンコーダ43の出力値に基づいて決定することができる。   If the position of the alignment mark 23 (coordinates on the substrate 2) can be determined, the position of the liquid repellent area 21 on the substrate 2 can also be determined (the alignment mark 23 and the mark sensor 5 of the first embodiment). See Thus, the timing at which the liquid repellent area 21 corresponding to each nozzle 12 passes directly below the nozzle 12 can be determined based on the output value of the linear encoder 43.

インクジェットヘッドユニット1を用いて基板2へ液滴の吐出を行う(ステップS5)。   Liquid droplets are discharged onto the substrate 2 using the inkjet head unit 1 (step S5).

インクジェットヘッドユニット1を用いた基板2への液滴の吐出動作について図7を用いて説明する。図7は、吐出不良検出装置10を側面から見た模式図であり、インクジェットヘッド1基板2に向けて液滴を吐出している状態を示している。なお、右の2つのノズル12から吐出された液滴は、正常に(吐出不良を起こさずに)飛翔した液滴であり、左端のノズル12から吐出された液滴は、吐出不良によって飛翔方向に異常が発生した液滴を示している。   The operation of discharging droplets onto the substrate 2 using the inkjet head unit 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view of the ejection failure detection device 10 as viewed from the side, and shows a state in which droplets are ejected toward the substrate 2 of the inkjet head 1. The droplets ejected from the right two nozzles 12 are normally ejected droplets (without causing ejection failure), and the droplets ejected from the leftmost nozzle 12 are flying directions due to ejection failure. In FIG.

ここまでの処理において、アライメントマーク23の基板2上の座標が決定されている。撥液領域21のそれぞれとアラインメントマーク23の位置関係は予め測定されている。よって、各ノズル12は、それぞれが対応する撥液領域21(正常着弾位置)に向けて液滴の吐出を行うことができる。   In the process so far, the coordinates of the alignment mark 23 on the substrate 2 are determined. The positional relationship between each of the liquid repellent areas 21 and the alignment mark 23 is measured in advance. Accordingly, each nozzle 12 can discharge droplets toward the corresponding liquid repellent region 21 (normal landing position).

ここで、正常着弾位置とは、X方向に対する、マークセンサ5と各ノズル12と相対位置、およびアラインメントマーク23の基板2の座標によって関連付けされた位置である。すなわち、正常着弾位置は、アライメントマーク23の座標を基準として予測される各ノズル12から吐出された液滴の着弾位置である。なお、正常着弾位置は、ノズル12周囲の汚れ等によって生じる飛翔方向のずれなどを考慮していない、基板2上に設定した仮想の位置である。また、Y方向に並んだ正常着弾位置の中心のそれぞれを結ぶ線分の真上を、基板2がY方向に移動することによって、ノズル12が通過する。   Here, the normal landing position is a position associated with the mark sensor 5 and each nozzle 12 relative to the X direction and the coordinates of the alignment mark 23 on the substrate 2. That is, the normal landing position is the landing position of the liquid droplet ejected from each nozzle 12 predicted with reference to the coordinates of the alignment mark 23. The normal landing position is a virtual position set on the substrate 2 that does not take into account a deviation in the flight direction caused by dirt around the nozzle 12. Further, the nozzle 12 passes by the substrate 2 moving in the Y direction right above the line segment connecting the centers of the normal landing positions arranged in the Y direction.

なお、液滴の吐出は、各ノズル12に対応した撥液領域21がノズル12の真下にある状態で行えばよい。すなわち、基板2を移動させながら行う必要はなく、基板2を静止させた状態で吐出を行ってもよい。基板2を静止させた状態で吐出を行うと、処理全体に要する時間が多少増加するが、高精度に吐出不良を判別することが可能である。   The liquid droplets may be ejected in a state where the liquid repellent area 21 corresponding to each nozzle 12 is directly below the nozzle 12. That is, it is not necessary to perform the movement while moving the substrate 2, and the discharge may be performed while the substrate 2 is stationary. If ejection is performed with the substrate 2 stationary, the time required for the entire process increases somewhat, but it is possible to determine ejection failure with high accuracy.

ステップ4において、制御部65は、各ノズル12の吐出タイミングに対応するリニアエンコーダ42の出力値を記憶している。制御部65は、ステージコントローラ61を介して送られるリニアエンコーダ42の出力値が制御部65において記憶したリニアエンコーダ42の出力値と一致すると、対応するノズル12からの液滴の吐出信号の送信をヘッドコントローラ63に指示する。上記吐出信号を受信したインクジェットヘッドユニット1のノズル12から液滴が吐出される。   In step 4, the control unit 65 stores the output value of the linear encoder 42 corresponding to the discharge timing of each nozzle 12. When the output value of the linear encoder 42 sent via the stage controller 61 matches the output value of the linear encoder 42 stored in the control unit 65, the control unit 65 transmits a droplet discharge signal from the corresponding nozzle 12. Instructs the head controller 63. A droplet is ejected from the nozzle 12 of the inkjet head unit 1 that has received the ejection signal.

ここで、例えば、制御部65が吐出タイミングの演算をする構成であり、ステージコントローラ61とヘッドコントローラ63とが直接に接続された構成であってもよい。この構成であれば、基板2および基板保持台41の移動の高速化に対応することができる。   Here, for example, the control unit 65 may be configured to calculate the ejection timing, and the stage controller 61 and the head controller 63 may be directly connected. With this configuration, it is possible to cope with an increase in the speed of movement of the substrate 2 and the substrate holding table 41.

液滴の撥液領域21への吐出が完了し、撥液領域21が検知器3による検知可能な位置にまで移動すると、基板保持台41は移動を停止する。なお、センサ31は、センサスライダ32を用いて基板の走査方向に直交したX方向(図5の紙面奥方向)に走査しながら、X方向に規則配列している撥液領域21上の液滴の形状を順次確認することが可能な位置にある。   When the discharge of the liquid droplets onto the liquid repellent area 21 is completed and the liquid repellent area 21 moves to a position where it can be detected by the detector 3, the substrate holder 41 stops moving. The sensor 31 uses the sensor slider 32 to scan in the X direction perpendicular to the scanning direction of the substrate (the depth direction in the drawing of FIG. 5), and the droplets on the liquid repellent area 21 regularly arranged in the X direction. It is in the position where the shape of can be confirmed sequentially.

基板保持台41が移動を停止すると、センサ31が基板2上をX方向に移動することによって、センサ31は基板2表面の凹凸を検知する(ステップS6)。   When the substrate holding table 41 stops moving, the sensor 31 moves on the substrate 2 in the X direction, so that the sensor 31 detects irregularities on the surface of the substrate 2 (step S6).

センサ31による基板2表面の凹凸の検知の詳細について図8を用いて説明する。図8は、吐出不良検出装置10を側面から見た模式図であり、センサ31が基板2上を走査することによって、着弾した液滴によって形成される基板2の凹凸を検知している状態を示している。   Details of detection of the unevenness of the surface of the substrate 2 by the sensor 31 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view of the ejection failure detection device 10 as viewed from the side. The sensor 31 scans the substrate 2 to detect the unevenness of the substrate 2 formed by the landed droplets. Show.

図8に示すように、基板2には、ノズル12によって正常な吐出が行われた、撥液領域21に静止している液滴7と、飛翔方向のずれによって撥液領域21および非撥液領域22上に静止している不良着弾液滴75がある。   As shown in FIG. 8, on the substrate 2, the liquid droplet 7 that is normally ejected by the nozzle 12 and is stationary in the liquid repellent area 21, and the liquid repellent area 21 and the non-liquid repellent liquid due to the deviation in the flight direction. There is a bad landing droplet 75 resting on the region 22.

センサ31はX方向に移動しながら、基板2表面の凹凸を検知する。撥液領域21上に静止している液滴71はZ方向に凸状である。液滴71による基板2表面の高さの変化はセンサ31(変位センサ)を用いて検知される。一方、撥液領域21および非撥液領域22上に静止している液滴75は、撥液領域21の中心から離れて静止しているため、センサ31によって検知されない。   The sensor 31 detects irregularities on the surface of the substrate 2 while moving in the X direction. The droplet 71 stationary on the liquid repellent region 21 is convex in the Z direction. A change in the height of the surface of the substrate 2 due to the droplet 71 is detected using a sensor 31 (displacement sensor). On the other hand, the droplet 75 that is stationary on the liquid-repellent region 21 and the non-liquid-repellent region 22 is not detected by the sensor 31 because it is stationary away from the center of the liquid-repellent region 21.

センサ31によって検知された基板2表面の凹凸の情報は、判定部66に送られる。   Information on the unevenness of the surface of the substrate 2 detected by the sensor 31 is sent to the determination unit 66.

判定部66は、センサ31の検知結果に基づいて、吐出の良否判定を行う(ステップS7)。   The determination unit 66 determines the quality of ejection based on the detection result of the sensor 31 (step S7).

判定部66における吐出の良否判定について図9を用いて説明する。図9(a)は、図3のセンサ31aによる検知結果、図9(b)は、図3の31bの検知結果、図9(c)は、図3の31cによる検知された結果をグラフ化したものである。横軸は、センサ31の走査距離、縦軸はセンサ31によって検知された変位値を表している。4本の破線は、撥液領域21の中心がある位置を示しており、この破線と交差するグラフが一定値以上を示している場合には正常吐出と判定され、一定値以下である場合には吐出不良と判定される。判定の基準に用いる上記一定値は、液滴の量、撥液領域21の大きさ等に応じて適宜、数値を選択すればよい。予め、基板2に液滴を吐出することによって、上記一定値として好適な数値を決定することが好ましい。   The ejection quality determination in the determination unit 66 will be described with reference to FIG. 9A is a graph of the detection result by the sensor 31a of FIG. 3, FIG. 9B is a graph of the detection result of 31b of FIG. 3, and FIG. 9C is a graph of the detection result of 31c of FIG. It is what. The horizontal axis represents the scanning distance of the sensor 31, and the vertical axis represents the displacement value detected by the sensor 31. The four broken lines indicate the position where the center of the liquid repellent region 21 is located. When the graph intersecting with the broken line indicates a certain value or more, it is determined that the ejection is normal, and when the value is less than the certain value. Is determined as a discharge failure. The constant value used as a criterion for determination may be appropriately selected according to the amount of liquid droplets, the size of the liquid repellent region 21 and the like. It is preferable to determine a suitable numerical value as the constant value by discharging droplets onto the substrate 2 in advance.

図9(a)に示すように、破線で囲まれた部分は、液滴72aおよび72b(図3または図4(c)を参照のこと)を検知した場合のグラフの波形である。このグラフの波形は、撥液領域21および非撥液領域22の一部に液滴が静止していることを示している。   As shown in FIG. 9A, a portion surrounded by a broken line is a waveform of a graph when droplets 72a and 72b (see FIG. 3 or FIG. 4C) are detected. The waveform of this graph indicates that the liquid droplet is stationary in a part of the liquid repellent region 21 and the non-liquid repellent region 22.

液滴7が撥液領域2および非撥液領域22の一部に着弾した場合、液滴の表面張力によって、着弾した液滴の殆どが非撥液領域22に引きずられたために撥液領域21上に残存する少量の液滴と、非撥液領域22上に濡れ広がった液滴とに分離する。撥液領域21に残った液滴72aの量は吐出された液滴の量の半分以下であり、その高さは低い。よって、上述のような波形として検出される。   When the droplet 7 landed on a part of the liquid-repellent region 2 and the non-liquid-repellent region 22, most of the landed droplets were dragged to the non-liquid-repellent region 22 due to the surface tension of the liquid droplets. The liquid droplets are separated into a small amount of liquid droplets remaining on the liquid droplets and a liquid droplet spread on the non-liquid-repellent region 22. The amount of the droplet 72a remaining in the liquid repellent region 21 is less than half of the amount of the discharged droplet, and its height is low. Therefore, it is detected as a waveform as described above.

このため、破線で囲まれた撥液領域21に液滴を吐出したノズル12は、判定部66によって、吐出不良であると判定される。他の3つのノズル12は吐出が良好に行われていると判定される。   For this reason, the determination unit 66 determines that the nozzle 12 that has ejected the droplets to the liquid-repellent region 21 surrounded by the broken line is defective in ejection. It is determined that the other three nozzles 12 are discharging well.

図9(b)に示すように、破線で囲まれた部分は、液滴73aおよび73b、あるいは液滴73(図3または図4(c)を参照のこと)を検知した場合のグラフの波形である。液滴73aおよび73bは、撥液領域21および非撥液領域22の一部に液滴が静止しているが、全く高低差が検知されていない。これは、吐出された液滴がY方向に対してずれを起こしたため、着弾した液滴73aおよび73b撥液領域21の中心から離れてしまっていることが理由である。   As shown in FIG. 9B, the portion surrounded by the broken line is the waveform of the graph when the droplets 73a and 73b or the droplet 73 (see FIG. 3 or FIG. 4C) is detected. It is. In the droplets 73a and 73b, although the droplet is stationary in a part of the liquid-repellent region 21 and the non-liquid-repellent region 22, the height difference is not detected at all. This is because the ejected liquid droplets are displaced from the Y direction, and are thus separated from the centers of the landed liquid droplets 73a and 73b.

もちろん、破線で囲まれた撥液領域21に液滴を吐出したノズル12は、判定部66によって吐出不良と判定される。   Of course, the nozzle 12 that has ejected droplets to the liquid-repellent region 21 surrounded by the broken line is determined to be defective by the determination unit 66.

図9(c)に示すように、破線で囲まれた部分は、液滴74(図3または図4(c)を参照のこと)を検知した場合のグラフの波形である。このグラフの波形は、非撥液領域22に液滴74が静止していることを示している。良好に吐出された液滴と比較して、幅の広い、非常に高さの低い波形として検知されている。液滴が非撥液領域22に着弾することによって広範囲に渡って濡れ広がった場合、このような波形のグラフが得られる。   As shown in FIG. 9C, the portion surrounded by the broken line is the waveform of the graph when the droplet 74 (see FIG. 3 or FIG. 4C) is detected. The waveform of this graph indicates that the droplet 74 is stationary in the non-liquid repellent region 22. It is detected as a waveform having a wide width and a very low height as compared with a droplet ejected well. When a droplet spreads on the non-liquid-repellent region 22 and spreads over a wide area, such a waveform graph is obtained.

なお、ノズル12の詰まり等によって液滴の吐出が行われず、液滴が飛翔しなかった場合、図9(b)の破線で囲まれた部分と同じようにセンサ31に検知される。よって、不吐出を含めて吐出不良を検出することができる。上述のように、Y方向に対する位置ずれは、吐出タイミングの調整によって補正することができる。従って、図9(b)の破線で囲まれた部分のように検出された場合、センサ32(図3および図4を参照のこと)を用いて、全く高低差を検知できなかった撥液領域21付近の撮像が行われる。   In addition, when a droplet is not ejected due to clogging of the nozzle 12 and the droplet does not fly, it is detected by the sensor 31 in the same manner as the portion surrounded by the broken line in FIG. Therefore, it is possible to detect ejection defects including non-ejection. As described above, the positional deviation with respect to the Y direction can be corrected by adjusting the ejection timing. Therefore, when it is detected as a portion surrounded by a broken line in FIG. 9B, the liquid repellent area where the height difference could not be detected at all using the sensor 32 (see FIGS. 3 and 4). Imaging of the vicinity of 21 is performed.

以上のように、着弾した位置のずれを生じた液滴は、良好な吐出が行われた液滴と比較して明らかに異なる高さを有する形状として検知される。また、検知結果はある程度の位置情報を含んでいる。このため、判定部66は容易に吐出不良を起こしたノズル12を検出することができる。   As described above, a droplet that has caused a deviation in the landing position is detected as a shape having a clearly different height compared to a droplet that has been ejected satisfactorily. Further, the detection result includes a certain amount of position information. Therefore, the determination unit 66 can easily detect the nozzle 12 that has caused the ejection failure.

制御部65は、判定手段66の判定結果に基づいて、吐出不良を起こしたノズルを決定する(ステップS8)。   Based on the determination result of the determination unit 66, the controller 65 determines the nozzle that has caused the ejection failure (step S8).

図9に示したように、4本の破線は、センサ31の移動距離から想定される撥液領域21の中心である。吐出不良と判定された撥液領域21を決定し、その撥液領域21の中心に向かって液滴を吐出したノズル12を、ステップS5で得られたノズル12と撥液領域21の対応関係より決定する。   As shown in FIG. 9, the four broken lines are the centers of the liquid repellent region 21 that is assumed from the movement distance of the sensor 31. The liquid repellent area 21 determined to be defective in discharge is determined, and the nozzle 12 that has ejected droplets toward the center of the liquid repellent area 21 is determined based on the correspondence between the nozzle 12 and the liquid repellent area 21 obtained in step S5. decide.

吐出不良と判定されたノズル12は使用しないか、キャップ吸引等の従来公知の回復処理を行った後、もう一度、吐出不良の検査を行うかのいずれかの措置が講じられる。   Either the nozzle 12 determined to be defective in discharge is not used, or after performing a conventionally known recovery process such as cap suction, another measure is taken to check for defective discharge again.

ここで、図2に示すような、基板2には真円状の撥液領域21が形成されている場合、360°全ての方向に対して位置ずれが発生しても、吐出不良を起こしたノズル12を正確に検出することができる。   Here, as shown in FIG. 2, when a perfect liquid repellent region 21 is formed on the substrate 2, even if a positional deviation occurs in all directions of 360 °, ejection failure occurred. The nozzle 12 can be accurately detected.

一方、図3に示すような、撥液領域21がY方向に伸びる矩形状として形成されている場合、X方向に対する位置ずれについて、同様に正確に吐出不良を判定することができる。ここで、図9(b)のような検知結果が得られた場合、Y方向について位置ずれが生じているのか、不吐出が発生したのかを確認するために、撮像センサ32を用いて該検知結果が得られ他領域付近を撮像する。撮像された画像の解析によって、不吐出なのか、Y方向への位置ずれかが明確になり、さらに、位置ずれであった場合、撥液領域21の中点25(図3を参照のこと)からの距離を測定することによって、ノズル12の吐出タイミングの調整の程度を決定することができる。   On the other hand, when the liquid repellent region 21 is formed in a rectangular shape extending in the Y direction as shown in FIG. 3, it is possible to accurately determine a discharge failure with respect to the positional deviation with respect to the X direction. Here, when a detection result as shown in FIG. 9B is obtained, the detection is performed using the image sensor 32 in order to confirm whether a positional deviation has occurred in the Y direction or a non-ejection has occurred. The result is obtained and the vicinity of the other region is imaged. By analyzing the captured image, it becomes clear whether ejection is not occurring or the position is shifted in the Y direction. If the position is shifted, the midpoint 25 of the liquid repellent region 21 (see FIG. 3). The degree of adjustment of the discharge timing of the nozzle 12 can be determined by measuring the distance from the nozzle 12.

上記の図3に示したような構成は、吐出不良検出装置10を備えるインクジェット方式を用いた生産装置において、基板2の走査方向と製造用の基板の走査方向が同一である場合(例えば、基板2が製造用の基板を含む場合)に有効である。これは、上述のように、Y方向(製造用の基板の走査方向)の位置ずれは、製造用基板への液滴の吐出において、吐出のタイミングを補正することによって解決可能であることが理由である。一方のX方向の位置ずれは補正する手段がないので、吐出不良と判断する必要がある。   The above-described configuration shown in FIG. 3 is a production apparatus using an ink jet system provided with the ejection failure detection device 10 where the scanning direction of the substrate 2 and the scanning direction of the manufacturing substrate are the same (for example, the substrate This is effective when 2 includes a manufacturing substrate. This is because, as described above, the positional deviation in the Y direction (scanning direction of the manufacturing substrate) can be solved by correcting the discharge timing in discharging the droplets onto the manufacturing substrate. It is. On the other hand, there is no means for correcting the positional deviation in the X direction, so it is necessary to determine that the discharge is defective.

以上のように、インクジェットヘッドユニット1が備えるノズル12の全てについて、各ノズル12に対応して形成された撥液領域21に向けて液滴を着弾させる。撥液領域21に静止した着弾液滴の状態(形状および撥液領域21からの距離)を検知ることができる。全てのノズル孔についての吐出不良(位置ずれおよび不吐出)を検出することが可能となる。上記検出結果に基づいて、インクジェットヘッドユニット1に対する処理が必要か否かを判断することできる。   As described above, droplets are landed on all the nozzles 12 included in the inkjet head unit 1 toward the liquid repellent area 21 formed corresponding to each nozzle 12. The state (the shape and the distance from the liquid repellent region 21) of the landing droplet that is stationary in the liquid repellent region 21 can be detected. It becomes possible to detect ejection failure (positional deviation and non-ejection) for all nozzle holes. Based on the detection result, it can be determined whether or not the process for the inkjet head unit 1 is necessary.

以上の処理によって、簡便かつ安価な方法を用いて液滴の吐出不良を起こしたノズル12を正確かつ高速に検出することができる。   With the above processing, it is possible to accurately and rapidly detect the nozzle 12 that has caused a droplet ejection failure using a simple and inexpensive method.

インクジェット方式を用いた製造装置に本発明の吐出不良検出装置を適用した。上記製造装置は、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板を製造するための装置であり、本発明に係る基板2として、カラーフィルタ基板を製造するための領域をさらに備えている製造用の基板を用いた。   The ejection failure detection apparatus of the present invention was applied to a manufacturing apparatus using an ink jet system. The above manufacturing apparatus is an apparatus for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device. As the substrate 2 according to the present invention, a manufacturing substrate further provided with a region for manufacturing a color filter substrate is used. It was.

図10(a)は製造用のガラス基板20の平面図であり、吐出不良検出用の基板2と、カラーフィルタ基板26から構成されている。ガラス基板20上には、高さ1μmのポリイミド製のパターンが形成されている。上記パターンは、例えば、光硬化型の液状のポリイミド材をスピンコートによって均一に塗布した後、パターンに対応した選択的な露光など従来公知の技術を用いて形成されている。パターンの位置は、誤差2μm程度の精度で、パターン幅は誤差0.5μm程度の精度で製造することが可能である。   FIG. 10A is a plan view of the glass substrate 20 for manufacturing, which is composed of a substrate 2 for detecting defective ejection and a color filter substrate 26. A polyimide pattern having a height of 1 μm is formed on the glass substrate 20. The pattern is formed by using a conventionally known technique such as selective exposure corresponding to the pattern after uniformly applying a photocurable liquid polyimide material by spin coating. The position of the pattern can be manufactured with an accuracy of about 2 μm and the pattern width can be manufactured with an accuracy of about 0.5 μm.

図10(b)は図10(a)の破線で囲まれた部分を拡大した平面図であり、(c)は、線分L−L’の断面図である。撥液領域21およびとバンクパターン25は、ポリイミド材を用いた上記パターン形成により作製されたものであり、マイクロウェーブプラズマ処理によって、純水に対する接触角を100°程度にすることができる。一方、非撥液領域23、および、バンクパターン25で囲まれた画素部分26の底面は、それぞれガラスから構成されており、マイクロウェーブプラズマ処理によって、純水に対する接触角を15°程度にすることができる。撥液領域21およびバンクパターン25の接触角は、マイクロウェーブプラズマ処理の条件設定により調整できる。   FIG. 10B is an enlarged plan view of a portion surrounded by a broken line in FIG. 10A, and FIG. 10C is a cross-sectional view of a line segment L-L ′. The liquid repellent region 21 and the bank pattern 25 are produced by the above pattern formation using a polyimide material, and the contact angle with respect to pure water can be set to about 100 ° by the microwave plasma treatment. On the other hand, the bottom surface of the pixel portion 26 surrounded by the non-liquid-repellent region 23 and the bank pattern 25 is made of glass, and the contact angle with respect to pure water is set to about 15 ° by microwave plasma treatment. Can do. The contact angle between the liquid repellent region 21 and the bank pattern 25 can be adjusted by setting conditions for microwave plasma processing.

撥液領域21は非撥液領域22から突出した形状として形成されている。吐出不良検知にかかる吐出は、矢印ア位置に向けて着弾させる。一方、画素への吐出は、矢印イ位置に向けて着弾させる。   The liquid repellent region 21 is formed as a shape protruding from the non-liquid repellent region 22. The discharge for detecting the discharge failure is landed toward the position indicated by the arrow a. On the other hand, the ejection to the pixel is made to land toward the position of the arrow a.

なお、吐出に用いる液滴材料として、純水と比較して表面張力が小さく、かつ粘度が高い材料を用いた。撥液領域21およびバンクパターン25の表面に対する上記液滴材料の接触角は50°〜100°の範囲で調整可能であり、非撥液領域23および画素部分26の表面に対する上記液滴材料の接触角は5〜30°の範囲で調整可能であった。   As a droplet material used for ejection, a material having a smaller surface tension and higher viscosity than pure water was used. The contact angle of the droplet material with respect to the surface of the liquid repellent region 21 and the bank pattern 25 can be adjusted in a range of 50 ° to 100 °, and the contact of the droplet material with the surface of the non-liquid repellent region 23 and the pixel portion 26. The angle was adjustable in the range of 5-30 °.

吐出不良を検出するための吐出動作、および画素26への吐出動作は、複数のノズル12をX方向に配列したインクジェットヘッド11を用いて、ガラス基板20をY方向の走査させながら行った。   The ejection operation for detecting ejection failure and the ejection operation to the pixels 26 were performed while scanning the glass substrate 20 in the Y direction using the inkjet head 11 in which a plurality of nozzles 12 are arranged in the X direction.

円形の撥液領域21は直径40μmの領域である。隣接する2つのノズル12のX方向の距離(X方向に投影した投影ピッチ)が30μmであり、撥液領域21aおよび21bの中心間の距離W4と一致している。また、撥液領域21aおよび21cの中心間の距離W5は、ノズル12隣接する2つのノズル12のX方向の距離(X方向に投影した投影ピッチ)の2倍の60μmである。このため、吐出タイミングを調整することによって、連続して配列した3つのノズル12は、撥液領域21a、21bおよび21cに向けて液滴を吐出することが可能である。なお、ガラス基板20は、X方向に2m、Y方向に3mの長さを有している。インクジェットヘッド11には、X方向の全領域をカバーできるように、複数のノズル12が30μmのピッチを有する配列として設けられている。   The circular liquid repellent region 21 is a region having a diameter of 40 μm. The distance in the X direction between two adjacent nozzles 12 (projection pitch projected in the X direction) is 30 μm, which is equal to the distance W4 between the centers of the liquid repellent areas 21a and 21b. The distance W5 between the centers of the liquid repellent areas 21a and 21c is 60 μm, which is twice the distance in the X direction (projection pitch projected in the X direction) between two nozzles 12 adjacent to the nozzle 12. Therefore, by adjusting the discharge timing, the three nozzles 12 arranged in succession can discharge droplets toward the liquid-repellent regions 21a, 21b, and 21c. The glass substrate 20 has a length of 2 m in the X direction and 3 m in the Y direction. In the inkjet head 11, a plurality of nozzles 12 are provided in an array having a pitch of 30 μm so as to cover the entire region in the X direction.

撥液領域21を千鳥状に配置することによって、撥液領域21の大きさに対してW4が小さい場合であっても、撥液領域21の周囲を取り囲むように非撥液領域22を形成することができる。   By disposing the liquid repellent areas 21 in a staggered manner, the non-liquid repellent areas 22 are formed so as to surround the liquid repellent areas 21 even when W4 is smaller than the size of the liquid repellent areas 21. be able to.

1pl、2pl、4plまたは6plの液滴を、ぬれ性を表す接触角が5〜80°である面に対して、インクジェットヘッド11を用いて着弾させた。表1に示す数値は、着弾させた液滴を上面から見た直径と、該液滴の高さを計測した結果をまとめたものである。液滴材料としてカラーフィルタ基板の製造に実際に使用される液滴材料を用いた。上記液滴の直径の計測は、非接触式の3次元測定機(ミツトヨ社製QUICKVISON)を用いて行った。上記液滴の最大高さは、レーザ変位センサ(キーエンス製LK−G10)を用いて計測した。接触角が5〜30°を有する面は、ガラス基板20に対して、条件を変えたアッシング処理を行うことによって形成した。接触角が60〜80°を有する面は、ポリイミド面に対して、マイクロウェーブプラズマ処理を行うことによって形成した。   A droplet of 1 pl, 2 pl, 4 pl, or 6 pl was landed by using the inkjet head 11 on a surface having a contact angle representing wettability of 5 to 80 °. The numerical values shown in Table 1 are a summary of the diameters of the landed droplets as viewed from above and the results of measuring the height of the droplets. The droplet material actually used for manufacturing the color filter substrate was used as the droplet material. The diameter of the droplet was measured using a non-contact type three-dimensional measuring machine (QUICKVISON manufactured by Mitutoyo Corporation). The maximum height of the droplet was measured using a laser displacement sensor (LK-G10 manufactured by Keyence). A surface having a contact angle of 5 to 30 ° was formed by performing an ashing process under different conditions on the glass substrate 20. The surface having a contact angle of 60 to 80 ° was formed by performing microwave plasma treatment on the polyimide surface.

液滴の直径は、誤差がプラスマイナス2μm程度の再現性を有し、液滴の最大高さは、誤差がプラスマイナス0.5μm程度の再現性を有していた。   The droplet diameter had a reproducibility with an error of about plus or minus 2 μm, and the maximum height of the droplet had a reproducibility with an error of about plus or minus 0.5 μm.

Figure 2008168207
Figure 2008168207

表1より、非撥液領域22(表1の接触角5〜30°)と撥液領域21(表1の接触角60〜80°)とは、最大高さについて、最大で2倍以上の差を有している。着弾した液滴の最大高さを計測することによって、撥液領域22上に静止した液滴量を把握することが可能であることがわかった。   From Table 1, the non-liquid repellent region 22 (contact angle 5 to 30 ° in Table 1) and the liquid repellent region 21 (contact angle 60 to 80 ° in Table 1) are at least twice as large as the maximum height. Have a difference. It was found that by measuring the maximum height of the landed droplets, it is possible to grasp the amount of droplets stationary on the liquid repellent region 22.

本実施例では、液滴量を6plに設定し、液滴材料の撥液領域21表面に対する接触角を60°、該液滴材料の非撥液領域22表面に対する接触角を5°となるように処理したガラス基板20を用いた。このとき、6plの上記液滴が撥液領域21上に静止している時の直径が約36μmであるので、撥液領域21の直径を40μmにした。   In this embodiment, the droplet amount is set to 6 pl, the contact angle of the droplet material with respect to the surface of the liquid repellent region 21 is 60 °, and the contact angle of the droplet material with respect to the surface of the non-liquid repellent region 22 is 5 °. The glass substrate 20 processed in the above was used. At this time, the diameter of the liquid repellent region 21 was set to 40 μm because the diameter when the 6 pl droplet was still on the liquid repellent region 21 was about 36 μm.

図11は、吐出した液滴7が撥液領域21上に着弾したときの模式図であり、図11(a)は撥液領域21の中心に液滴が着弾した時(正常着弾時)を示している。図11(b)は撥液領域21の中心から5μmずれて着弾したときを示している。図11(c)は撥液領域21の中心から10μmずれて着弾したときを示している。図11(d)は撥液領域21の中心から15μmずれて着弾したときを示している。   FIG. 11 is a schematic diagram when the discharged liquid droplet 7 has landed on the liquid repellent area 21, and FIG. 11A shows the time when the liquid droplet has landed at the center of the liquid repellent area 21 (during normal landing). Show. FIG. 11 (b) shows a case where landing is made with a deviation of 5 μm from the center of the liquid repellent region 21. FIG. 11 (c) shows a case where the impact is made with a deviation of 10 μm from the center of the liquid repellent region 21. FIG. 11 (d) shows a case where landing is made with a deviation of 15 μm from the center of the liquid repellent region 21.

図11(a)に示すように、撥液領域21の中心に液滴が着弾した時は、非撥液領域22と液滴71とは接触しない。   As shown in FIG. 11A, when the liquid droplets land on the center of the liquid repellent area 21, the non-liquid repellent area 22 and the liquid droplet 71 do not contact each other.

図11(b)に示すように、撥液領域21の中心から5μmずれて着弾すると、液滴の一部が非撥液領域23に到達し、撥液領域21上に着弾した液滴の一部が非撥液領域22に引き込まれる。よって、撥液領域21上の着弾液滴75a、および非撥液領域22上の着弾液滴75bという2つの液滴が形成される。このとき、撥液領域21上に静止している着弾液滴75aは、吐出された液滴量が分割されており、かつ中心位置からずれた位置に頂点を有する凸形状である。よって、変位センサを用いた場合、図中の破線の位置における高さを計測するので、図11(a)の液滴71より遥かに高さの低い凸形状として検知される。   As shown in FIG. 11 (b), when landing at a deviation of 5 μm from the center of the liquid repellent area 21, a part of the liquid droplet reaches the non-liquid repellent area 23, and one of the liquid droplets landed on the liquid repellent area 21. Part is drawn into the non-liquid-repellent region 22. Thus, two droplets are formed, the landing droplet 75a on the liquid repellent region 21 and the landing droplet 75b on the non-liquid repellent region 22. At this time, the landing droplet 75a that is stationary on the liquid repellent region 21 has a convex shape in which the amount of the discharged droplet is divided and has a vertex at a position shifted from the center position. Therefore, when the displacement sensor is used, the height at the position of the broken line in the figure is measured, so that it is detected as a convex shape that is much lower than the droplet 71 in FIG.

図9(c)および(d)において、撥液領域21の中心から10μmまたは15μmの場合における状態を示しており、位置ずれが大きくなるほど、撥液領域21上に静止する液滴の量は少なくなる。さらに、撥液領域21の中心からの着弾液滴の頂点の位置が遠くなる。よって、変位センサによって検知される高さがより小さくなる。なお、変位センサによって検知されるこの高さの値を用いて、位置ずれの量を計測することも可能である。   FIGS. 9C and 9D show a state in the case of 10 μm or 15 μm from the center of the liquid-repellent region 21, and the amount of droplets that remain on the liquid-repellent region 21 decreases as the positional deviation increases. Become. Furthermore, the position of the apex of the landing droplet from the center of the liquid repellent region 21 becomes far. Therefore, the height detected by the displacement sensor becomes smaller. It is also possible to measure the amount of misalignment using this height value detected by the displacement sensor.

なお、本実施例では、位置ずれが生じた液滴について、撥液領域21上と非撥液領域22上に分割する場合を示したが、表面張力が大きい液滴材料の場合、5μm程度の位置ずれであっても、非撥液領域22の一部に接触した着弾液滴のすべてが非撥液領域22側に引き込まれる場合がある。   In the present embodiment, the case where the liquid droplet in which the positional deviation has occurred is divided into the liquid-repellent region 21 and the non-liquid-repellent region 22 has been described. Even if the position is shifted, all of the landing droplets that contact a part of the non-liquid-repellent region 22 may be drawn to the non-liquid-repellent region 22 side.

また、本実施例では、撥液領域21が基板面に対して1μm程度高くなっているが、撥液領域21が凸状になっている必要はない。同じ高さを有する面に撥液領域21が選択的に形成された構成であってもよい。撥液領域21が凸状に形成されていると、位置ずれが生じた場合、着弾液滴は撥液領域21から非撥液領域22に移動しやすいので、位置ずれによる吐出不良を判断が容易となる。   In this embodiment, the liquid repellent region 21 is about 1 μm higher than the substrate surface, but the liquid repellent region 21 does not have to be convex. The liquid repellent region 21 may be selectively formed on the surfaces having the same height. If the liquid-repellent region 21 is formed in a convex shape, if a displacement occurs, the landing droplet easily moves from the liquid-repellent region 21 to the non-liquid-repellent region 22, so that it is easy to determine ejection failure due to the displacement. It becomes.

撥液領域の大きさは、液滴量、撥液領域の接触角、許容する位置ずれにより異なるが、占有領域である着弾液滴の直径に対して円形であれば直径が3〜10μm大きく、矩形であれば幅が3〜10μm大きいことが望ましい。   The size of the liquid-repellent region varies depending on the amount of liquid droplets, the contact angle of the liquid-repellent region, and the allowable positional deviation, but the diameter is 3 to 10 μm larger if it is circular with respect to the diameter of the landing droplet that is the occupied region, If it is a rectangle, it is desirable that the width is 3 to 10 μm larger.

撥液領域21および非撥液領域22の表面に対する液滴の接触角をパラメータとして用い、(1)撥液領域21の中心(正常着弾位置)に着弾させた場合、(2)撥液領域21の中心から外れた位置(位置ずれを起こした位置)に着弾させた場合に分けて、液滴の繰り返し安定性について確認した。この結果を表2に示す。   When the contact angle of the liquid droplet with respect to the surfaces of the liquid repellent area 21 and the non-liquid repellent area 22 is used as a parameter, (1) when landing at the center (normal landing position) of the liquid repellent area 21, (2) the liquid repellent area 21 The repeated stability of the liquid droplets was confirmed in the case of landing at a position deviating from the center (position where the position shift occurred). The results are shown in Table 2.

Figure 2008168207
Figure 2008168207

(1)では、位置ずれを起こさないことを確認した1つのノズルを用いて、100箇所の撥液領域21の中心へに着弾させた。撥液領域21表面の液滴材料に対する接触角が50〜80°のとき、液滴の全てが正常な位置に静止していた。一方、接触角90°のときには1箇所、接触角100°のときには10箇所、液滴が撥液領域21の中心付近に着弾するにもかかわらず撥液領域21以外の領域に接触していた。これは、撥液性が高すぎるために着弾後に、撥液領域21内から着弾液滴がずれたためと考えられる。なお、液滴の飛翔速度が大きいほどずれが大きくなる傾向が見られた。   In (1), it was made to land on the center of 100 liquid-repellent area | regions 21 using one nozzle confirmed not to raise | generate position shift. When the contact angle of the surface of the liquid repellent region 21 with respect to the droplet material was 50 to 80 °, all of the droplets were stationary at a normal position. On the other hand, when the contact angle is 90 °, the liquid droplet is in contact with one region other than the liquid repellent region 21 despite the fact that the droplet landed near the center of the liquid repellent region 21 at one point when the contact angle is 100 °. This is presumably because the landing droplets were displaced from the liquid repellent region 21 after landing because the liquid repellency was too high. In addition, the deviation tends to increase as the flying speed of the droplet increases.

(2)では、位置ずれを起こさないことを確認した1つのノズルを用いて、撥液領域21の中心(正常位置)から5μmずらした位置に液滴を着弾させた。これを100箇所の撥液領域21に対して行った。そして、撥液領域21の中心に変位センサのセンサ中心を合わせて変位センサによって検知された高さの変動を計測した。変動値として標準偏差が0.5μm以内である場合を○、2μm以内である場合を△、2μm以上である場合を×とした。また、本来、吐出不良とすべきであるにもかかわらず、正常な吐出と判断するような結果が10個以上得られた場合については×とした。撥液領域21の接触角が90°以上の場合、上述のように、着弾した後に液滴がシフトしやすいので、ばらつきが大きく、標準偏差が大きくなっている。撥液領域21の接触角が50〜60°で、非撥液領域の接触角が30°の場合、撥液領域21と非撥液領域22との接触角の差が小さいために、着弾した液滴が非撥液領域22へ十分に引き込まれないためと考えられる。以上の結果から、撥液領域21の接触角は50〜90°であることが好ましく、60〜80°であることがさらに好ましい。さらに、撥液領域21と非撥液領域22との接触角の差が40°以上であることが好ましい。   In (2), droplets were landed at a position shifted by 5 μm from the center (normal position) of the liquid-repellent region 21 using one nozzle that was confirmed not to cause positional displacement. This was performed on 100 liquid-repellent regions 21. Then, the height variation detected by the displacement sensor was measured by aligning the sensor center of the displacement sensor with the center of the liquid repellent region 21. The case where the standard deviation was within 0.5 μm as the variation value was evaluated as “◯”, the case where it was within 2 μm, and the case where it was 2 μm or more as x. In addition, in the case where 10 or more results that are judged to be normal ejection were obtained although the ejection failure should have been originally intended, it was marked as x. When the contact angle of the liquid repellent region 21 is 90 ° or more, as described above, since the droplets are likely to shift after landing, the variation is large and the standard deviation is large. When the contact angle of the liquid-repellent region 21 is 50 to 60 ° and the contact angle of the non-liquid-repellent region is 30 °, the difference in contact angle between the liquid-repellent region 21 and the non-liquid-repellent region 22 is small, so This is probably because the droplets are not sufficiently drawn into the non-liquid-repellent region 22. From the above results, the contact angle of the liquid repellent region 21 is preferably 50 to 90 °, and more preferably 60 to 80 °. Furthermore, the difference in contact angle between the liquid repellent region 21 and the non-liquid repellent region 22 is preferably 40 ° or more.

なお、非撥液領域22における撥液領域21との境界付近には、吸水性が付与されていることが好ましい。吸水性を付与するとは、例えば、上記境界付近が多孔質材料から形成されていることである。撥液領域21の周囲を形成する非撥液領域22について、上記多孔質材料としては、例えば、ビニルアルコール系樹脂からなるスポンジ状の材料を挙げることができる。ビニルアルコール系樹脂からなるスポンジ状の材料を非撥液領域22における撥液領域21との境界付近に配配置した場合、位置ずれを起こした液滴の一部が非撥液領域22に接触し、その殆どが非撥液領域22に吸収される。よって、吐出不良(位置ずれ)を起こしたノズル12の検出をより正確に行うことが可能となる。   It is preferable that water absorption is provided near the boundary between the non-liquid-repellent region 22 and the liquid-repellent region 21. Giving water absorption means, for example, that the vicinity of the boundary is formed of a porous material. With respect to the non-liquid-repellent region 22 that forms the periphery of the liquid-repellent region 21, examples of the porous material include a sponge-like material made of a vinyl alcohol resin. When a sponge-like material made of vinyl alcohol resin is disposed near the boundary between the non-liquid repellent region 22 and the liquid repellent region 21, a part of the liquid droplet that has caused the positional displacement comes into contact with the non-liquid repellent region 22. Most of them are absorbed by the non-liquid-repellent region 22. Therefore, it is possible to more accurately detect the nozzle 12 that has caused the ejection failure (positional deviation).

検知器3の構成例を図2(b)を用いて以下に説明する。図2(b)は、図1の装置側面をY方向から見た図である。検知器3は、X方向に移動可能な状態でセンサスライドレール33に接続されており、センサスライドレール33はスライドビーム34に取り付け固定されている。検知器3は、ボールねじ送り機構を備えるステッピングモータの制御によって、X方向に対して、等速移動、および任意の位置における停止が可能である。   A configuration example of the detector 3 will be described below with reference to FIG. FIG. 2B is a view of the device side surface of FIG. 1 viewed from the Y direction. The detector 3 is connected to the sensor slide rail 33 so as to be movable in the X direction, and the sensor slide rail 33 is fixedly attached to the slide beam 34. The detector 3 can move at a constant speed and stop at an arbitrary position in the X direction under the control of a stepping motor having a ball screw feed mechanism.

検知器3には、センサ31と、撮像センサ32(例えばフローベル社製ADP−210)が設置されており、検知器3が、スラードレール33に沿って等速移動しながら、基板2表面の形状の状態(撥液領域21上にある着弾液滴の有無)を検知する。センサ31として、レーザ変位型のセンサ(例えばキーエンス製LK−G10)または反射率計測型のセンサ(例えばキーエンス製F−2HA)を用いた。センサ31としてレーザ変位型センサを用いる場合、正常着弾位置(撥液領域21の内部)における着弾液滴の最大高さを計測し、得られた高さの値から吐出不良を起こしているか否かを判定した。センサ31として反射率計測型のセンサを用いた場合、曲面を有する液滴の表面に対して光を照射すると反射率が低下することを利用して、正常着弾位置における反射率の変化量から吐出不良の有無を判定した。センサ31としては、いずれを用いても良いが、着弾液滴の高さを計測するセンサを用いることによって、より計測精度を高めることが可能である。   The detector 3 is provided with a sensor 31 and an image sensor 32 (for example, ADP-210 manufactured by Flowbell), and the detector 3 moves along the sled rail 33 at a constant speed while the shape of the surface of the substrate 2 is set. The state (the presence or absence of landing droplets on the liquid repellent region 21) is detected. As the sensor 31, a laser displacement type sensor (for example, LK-G10 manufactured by Keyence) or a reflectance measurement type sensor (for example, F-2HA manufactured by Keyence) was used. When a laser displacement type sensor is used as the sensor 31, the maximum height of the landing droplet at the normal landing position (inside the liquid repellent region 21) is measured, and whether or not ejection failure has occurred from the obtained height value. Was judged. When a reflectance measurement type sensor is used as the sensor 31, ejection is performed from the amount of change in reflectance at the normal landing position by utilizing the fact that the reflectance decreases when light is applied to the surface of a curved droplet. The presence or absence of defects was determined. Any sensor 31 may be used, but the measurement accuracy can be further improved by using a sensor for measuring the height of the landing droplet.

基板2に設けられている撥液領域21は、図4に示すような基板2の走査方向の直交方向が短辺をなす矩形状を有している。矩形を有する撥液領域21の短辺の長さは、着弾液滴直径に対して3〜10μm長くなるよう設定した。   The liquid repellent region 21 provided on the substrate 2 has a rectangular shape whose short side is the direction orthogonal to the scanning direction of the substrate 2 as shown in FIG. The length of the short side of the liquid-repellent region 21 having a rectangular shape was set to be 3 to 10 μm longer than the diameter of the landing droplet.

センサ31は、着弾液滴の全てを検知した。正常着弾位置における高さの計測の結果、高さの変化が大きい(例えば通常値の半分程度)場合、X方向へ位置ずれが生じたと判定した。高さの変化が大きい液滴とは、図3における着弾液滴72aおよび72bに相当する。X方向のずれは、ノズルからの液滴の吐出タイミングを調整することによって補正することが不可能である。よって、X方向のずれは全て吐出不良と判定された。X方向のずれを起こした液滴を吐出したノズル孔は、吐出不良と判定し、修復動作等の次の工程に移行した。   The sensor 31 detected all of the landing droplets. As a result of measuring the height at the normal landing position, when the change in height is large (for example, about half of the normal value), it was determined that a positional shift occurred in the X direction. Droplets having a large change in height correspond to the landing droplets 72a and 72b in FIG. The deviation in the X direction cannot be corrected by adjusting the ejection timing of the droplets from the nozzle. Therefore, all the deviations in the X direction were determined to be ejection failures. The nozzle hole that ejected the droplet that caused the deviation in the X direction was determined to be a defective ejection and moved to the next step such as a repair operation.

次に、高さが正常ではないが、その変化量が小さいものを選定した。これはY方向のずれの可能性が高い。Y方向のずれは液滴吐出時の吐出タイミングを調整することによって補正できるので、撮像センサ32を用いた撮像、およびずれを起こした距離の計測を行った。撮像センサ32を用いて着弾液滴を基板2の法線方向である上面から撮像し、その画像から着弾位置を割り出すという動作は、センサ31の検査に比べると時間がかかる(1秒間に10個以下程度)。しかし、X方向に位置ずれを生じた液滴を吐出不良と看做した結果、撮像を要するノズル12の割合は、全てのノズル12に対して少ない。   Next, those whose height was not normal but whose variation was small were selected. This is highly likely to be displaced in the Y direction. Since the deviation in the Y direction can be corrected by adjusting the ejection timing at the time of droplet ejection, the imaging using the imaging sensor 32 and the measurement of the distance causing the deviation were performed. The operation of imaging the landing droplet from the upper surface in the normal direction of the substrate 2 using the imaging sensor 32 and determining the landing position from the image takes time compared to the inspection of the sensor 31 (10 per second). Or less). However, as a result of assuming that the liquid droplets that are misaligned in the X direction are defective in ejection, the ratio of the nozzles 12 that require imaging is small with respect to all the nozzles 12.

高速で検出が可能なセンサ31を用いることによって、調整不可能なX方向の位置ずれを起こしたノズルを検出することができる。よって、撮像センサ32を用いて、Y方向の着弾位置ずれのデータを取得する必要のあるノズル12の個数を減らすことができる。つまり、検出処理の速度を低下させることなく、効率的に位置ずれを含めた調整不可能な吐出不良のノズル12の検出を行い、かつ調整可能な吐出不良のノズルの検出とその調整のための補正値とを得ることができる。   By using the sensor 31 that can be detected at a high speed, it is possible to detect a nozzle that has caused a positional shift in the X direction that cannot be adjusted. Therefore, it is possible to reduce the number of nozzles 12 that need to acquire landing position deviation data in the Y direction using the imaging sensor 32. In other words, it is possible to efficiently detect the non-adjustable ejection defective nozzle 12 including the positional deviation without reducing the detection processing speed, and to detect and adjust the adjustable ejection defective nozzle. A correction value can be obtained.

図12は撮像センサ32が着弾液滴を撮像した画像の例であり、図12(a)はセンサ31によりY方向に位置ずれの可能性のある着弾液滴43を撮像した画像である。着弾液滴を撮像した画像の2値化処理を行って、着弾液滴の画像の重心位置を算出し、CCDカメラのピクセル分解能およびピクセル数に基づいて、Y方向のずれ量W6を導出することが可能である。基板2の走査方向であるY方向(製造用基板に対して吐出を行う時の走査方向)について、導出されたずれ量W6に基づいて位置ずれを起こしたノズル12の液滴の吐出タイミングを制御することによって、正常な着弾位置に補正することが可能である。一方、図12(b)は、センサ31が正常吐出と判断した着弾液滴の画像を示している。図12(b)は比較対照としてここに示したが、無駄な処理でしかないため、実際の吐出不良の検出において正常に吐出された液滴を撮像することはない。   FIG. 12 is an example of an image obtained by imaging the landing droplet by the imaging sensor 32, and FIG. 12A is an image obtained by imaging the landing droplet 43 that may be displaced in the Y direction by the sensor 31. A binarization process is performed on an image obtained by imaging a landing droplet, the position of the center of gravity of the image of the landing droplet is calculated, and a deviation amount W6 in the Y direction is derived based on the pixel resolution and the number of pixels of the CCD camera. Is possible. In the Y direction which is the scanning direction of the substrate 2 (scanning direction when discharging is performed on the production substrate), the discharge timing of the droplets of the nozzle 12 that has caused the positional shift is controlled based on the derived shift amount W6. By doing so, it is possible to correct to a normal landing position. On the other hand, FIG. 12B shows an image of a landing droplet that the sensor 31 has determined to be normal ejection. Although FIG. 12B is shown here as a comparative control, since it is only a wasteful process, it does not pick up an image of a droplet that has been ejected normally in the actual detection of ejection failure.

〔その他の構成〕
本発明は、以下のような構成によっても実現することができる。
[Other configurations]
The present invention can also be realized by the following configuration.

(第1の構成)
液滴を吐出するノズル孔を備えたインクジェットヘッドと、
前記ノズル孔から吐出される液滴の正常着弾位置に設けられ、着弾液滴の占有領域に対応した領域で構成された撥液性を有する第1の領域と、
前記第1の領域の周囲に設けられ、前記第1の領域と異なる撥液性を有する第2の領域からなる
吐出検出基板と、
正常着弾位置における着弾液滴の形状に基づいて吐出不良を検出する検知手段と、
を備えた吐出不良検出装置。
(First configuration)
An inkjet head having nozzle holes for discharging droplets;
A first region having liquid repellency provided at a normal landing position of a droplet discharged from the nozzle hole and configured by a region corresponding to a region occupied by the landing droplet;
A discharge detection substrate comprising a second region provided around the first region and having a liquid repellency different from that of the first region;
Detection means for detecting a discharge failure based on the shape of a landing droplet at a normal landing position;
An ejection failure detection apparatus comprising:

(第2の構成)
前記第2の領域は、前記第1の領域に対して親液性である、第1の構成に係るの吐出不良検出装置。
(Second configuration)
The ejection failure detection device according to the first configuration, wherein the second area is lyophilic with respect to the first area.

(第3の構成)
前記第1の領域において、液滴材料による接触角が50〜90°である第1または第2の構成に係るの吐出不良検出装置。
(Third configuration)
The ejection failure detection device according to the first or second configuration, wherein a contact angle of the droplet material is 50 to 90 ° in the first region.

(第4の構成)
前記第1の領域は、略円形である、第1〜第3のいずれか1つに係る吐出不良検出装置。
(Fourth configuration)
The ejection failure detection device according to any one of first to third, wherein the first region is substantially circular.

(第5の構成)
前記第1の領域は、複数の略円形が一方向に配列してなり、
前記検出手段は前記一方向に走査可能である、
第1〜第3の構成のいずれか1つに係る吐出不良検出装置。
(Fifth configuration)
The first region is formed by arranging a plurality of substantially circular shapes in one direction,
The detection means can scan in the one direction;
The ejection failure detection device according to any one of the first to third configurations.

(第6の構成)
前記第1の領域は、一方向に帯状に連なるとともに、前記一方向と異なる第二の方向に前記第2の領域を挟んで複数配列されている、第1〜第3の構成のいずれか1つに係る吐出不良検出装置。
(Sixth configuration)
Any one of the first to third configurations, wherein the first region is continuous in a strip shape in one direction, and a plurality of the first regions are arranged in a second direction different from the one direction with the second region interposed therebetween. Discharge failure detection device according to the above.

(第7の構成)
前記検出手段は、前記第二の方向に走査可能である第1のセンサーと、
前記第1のセンサーの出力に基づいて選定された着弾液滴について、前記一方向に対する液滴の位置ずれ量を検出可能な第2のセンサーからなる、
第6の構成に係る吐出不良検出装置。
(Seventh configuration)
The detection means includes a first sensor capable of scanning in the second direction;
The landing droplet selected based on the output of the first sensor comprises a second sensor capable of detecting the amount of positional deviation of the droplet with respect to the one direction.
The ejection failure detection device according to the sixth configuration.

(第8の構成)
前記検知手段は、基板の法線方向の高さを検出可能なセンサーからなる、第1〜第7の構成に係る吐出不良検出装置。
(Eighth configuration)
The ejection failure detection apparatus according to any one of the first to seventh configurations, wherein the detection unit includes a sensor capable of detecting a height in a normal direction of the substrate.

(第9の構成)
前記第1の領域は、前記第2の領域に対して凸である、第1〜第8の構成に係る吐出不良検出装置。
(Ninth configuration)
The ejection failure detection device according to any of the first to eighth configurations, wherein the first region is convex with respect to the second region.

(第10の構成)
前記第2の領域は、少なくとも前記第1の領域の周囲部分ついて、多孔質材料により構成されている、第1〜第9の構成に係る吐出不良検出装置。
(Tenth configuration)
The ejection failure detection device according to any one of the first to ninth configurations, wherein the second region is made of a porous material at least around the first region.

(第11の構成)
前記吐出検出基板は、前記インクジェットヘッドを用いて加工される基板内に設けられている、第1〜第10の構成に係る吐出不良検出装置。
(Eleventh configuration)
The ejection failure detection device according to any one of the first to tenth configurations, wherein the ejection detection substrate is provided in a substrate processed using the inkjet head.

本発明を用いることによって、簡便かつ安価な方法を用いて液滴の吐出不良を起こしたノズルを正確かつ高速に検出することができる。よって、インクジェット方式を用いた製造装置全般の吐出不良の検出に用いることができる。特に、画像表示装置に用いるカラーフィルタ基板、有機EL(electroluminescence)素子などの製造装置への応用に適している。   By using the present invention, it is possible to accurately and rapidly detect a nozzle that has caused a droplet ejection failure using a simple and inexpensive method. Therefore, it can be used for detection of ejection defects in general manufacturing apparatuses using the inkjet method. In particular, it is suitable for application to a manufacturing apparatus such as a color filter substrate or an organic EL (electroluminescence) element used in an image display apparatus.

本発明の吐出不良検出装置を側面から見た、装置構成図である。It is the apparatus block diagram which looked at the discharge defect detection apparatus of this invention from the side. (a)は、図1の吐出不良検出装置一部を示す平面図であり、図2(b)は吐出不良検出装置一部を示す側面図である。(A) is a top view which shows a part of ejection failure detection apparatus of FIG. 1, FIG.2 (b) is a side view which shows a part of ejection failure detection apparatus. 本発明に係る液滴を着弾させた基板および検知器を示した平面図である。It is the top view which showed the board | substrate and detector which landed the droplet which concerns on this invention. (a)は、図2(a)の基板の変形例を示しており、(b)は、液滴を着弾させた図4(a)の基板および検知器を示した平面図である。(A) shows a modification of the substrate of FIG. 2 (a), and (b) is a plan view showing the substrate and detector of FIG. 4 (a) on which droplets have landed. 本発明に係る吐出不良検出装置の処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the discharge defect detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る吐出不良検出装置の処理の内、基板の位置決めを行う処理を説明する側面図である。It is a side view explaining the process which positions a board | substrate among the processes of the discharge defect detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る吐出不良検出装置の処理の内、基板へ液滴を吐出する処理を説明する側面図である。It is a side view explaining the process which discharges a droplet to a board | substrate among the processes of the discharge defect detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る吐出不良検出装置の処理の内、基板へ着弾させた液滴の形状を検知する処理を説明する側面図である。It is a side view explaining the process which detects the shape of the droplet made to land on the board | substrate among the processes of the discharge defect detection apparatus which concerns on this invention. (a)は、図3の基板の線分E−E’における表面形状を検知器で検出した結果を示すグラフであり、(b)は、図3の基板の線分F−F’における表面形状を検知器で検出した結果を示すグラフであり、(c)は、図3の基板の線分G−G’における表面形状を検知器で検出した結果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the result of having detected the surface shape in line segment EE 'of the board | substrate of FIG. 3 with the detector, (b) is the surface in line segment FF' of the board | substrate of FIG. It is a graph which shows the result of having detected the shape with the detector, (c) is a graph which shows the result of having detected the surface shape in line segment GG 'of the board | substrate of FIG. 3 with the detector. (a)は、実施例1のカラーフィルタ基板を上面から見た平面図であり、(b)は、(a)の破線部を拡大した平面図であり、(c)は、(b)の線分L−L’における断面図である。(A) is the top view which looked at the color filter board | substrate of Example 1 from the upper surface, (b) is the top view to which the broken-line part of (a) was expanded, (c) is (b) It is sectional drawing in line segment LL '. (a)は撥液領域の中心に液滴が着弾した時の液滴の形状を示す断面図であり、(b)は撥液領域の中心から5μm離れた位置に液滴が着弾した時の液滴の形状を示す断面図であり、(c)は撥液領域の中心から10μm離れた位置に液滴が着弾した時の液滴の形状を示す断面図であり、(d)は撥液領域の中心から15μm離れた位置に液滴が着弾した時の液滴の形状を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the shape of a droplet when a droplet lands on the center of a liquid repellent area, (b) is a time when a droplet lands on a position 5 μm away from the center of the liquid repellent area. FIG. 3C is a cross-sectional view showing the shape of a liquid droplet, FIG. 3C is a cross-sectional view showing the shape of the liquid droplet when the liquid droplet has landed at a position 10 μm away from the center of the liquid-repellent region, and FIG. It is sectional drawing which shows the shape of a droplet when a droplet reaches the position 15 micrometers away from the center of the area | region. (a)は、Y方向に位置ずれを起こした液滴と、ずれを起こした距離を示す平面図であり、(b)は位置ずれを起こさなかった液滴を示す平面図である。(A) is a top view which shows the droplet which produced position shift in the Y direction, and the distance which produced the shift, (b) is a top view which shows the droplet which did not raise | generate position shift.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッドユニット
2 基板
3 検知器(検知手段)
7 液滴
10 吐出不良検出装置
11 インクジェットヘッド
12 ノズル
21 撥液領域(第1領域)
22 非撥液領域(第2領域)
26 カラーフィルタ基板(パターンを形成するための領域)
31 センサ(第1センサ)
32 撮像カメラ(第2センサ)
66 判定部(判定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head unit 2 Board | substrate 3 Detector (detection means)
7 Liquid droplet 10 Discharge failure detection device 11 Inkjet head 12 Nozzle 21 Liquid repellent area (first area)
22 Non-liquid repellent area (second area)
26 Color filter substrate (area for pattern formation)
31 sensor (first sensor)
32 Imaging camera (second sensor)
66 Determination part (determination means)

Claims (16)

ノズルを通じて基板に液滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、当該ノズルにおける液滴吐出不良を検出する吐出不良検出装置であって、
該基板の表面には、
該基板に着弾した状態の液滴が占める面積に応じた形状であり、かつ、該液滴に対して第1のぬれ性を有する第1領域と、
第1のぬれ性よりも高い第2のぬれ性を有し、かつ、第1領域と接する第2領域とが形成されており、
インクジェットヘッドは、第1領域を目標に液滴を吐出し、
吐出不良検出装置は、
第1領域上に接触した状態の該液滴の形状および位置の少なくともいずれかを検知する検知手段と、
検知手段による検知結果に基づいて、液滴吐出の良否を判定する判定手段とを
備えていることを特徴とする吐出不良検出装置。
A discharge failure detection device that includes an inkjet head that discharges droplets to a substrate through a nozzle and detects a droplet discharge failure in the nozzle,
On the surface of the substrate,
A first region having a shape corresponding to an area occupied by a droplet landed on the substrate and having a first wettability with respect to the droplet;
A second region having a second wettability higher than the first wettability and being in contact with the first region;
The inkjet head discharges droplets targeting the first region,
Discharge failure detection device
Detection means for detecting at least one of the shape and position of the droplet in contact with the first region;
An ejection failure detection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not a droplet is discharged based on a detection result of the detection unit.
上記液滴が第1領域上に静止した状態における、該液滴と第1領域とがなす接触角が、50°〜90°であることを特徴とする請求項1に記載の吐出不良検出装置。   2. The ejection failure detection device according to claim 1, wherein a contact angle between the droplet and the first region in a state where the droplet is stationary on the first region is 50 ° to 90 °. . 上記液滴が第1領域上に静止した状態における、該液滴と第1領域とがなす接触角と、該液滴が第2領域上に静止した状態における、該液滴と第2領域とがなす接触角との差が、40°以上であることを特徴とする請求項2に記載の吐出不良検出装置。   The contact angle between the droplet and the first region when the droplet is stationary on the first region, and the droplet and the second region when the droplet is stationary on the second region The ejection failure detection device according to claim 2, wherein the difference between the contact angle and the contact angle is 40 ° or more. 第1領域は略円形であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。   The ejection failure detection device according to claim 1, wherein the first region is substantially circular. 複数の第1領域が、上記インクジェットヘッドから見た上記基板の移動方向と直交する直線上に、それぞれ等間隔に並んで形成されていることを特徴とする請求項4に記載の吐出不良検出装置。   5. The ejection failure detection device according to claim 4, wherein the plurality of first regions are formed at equal intervals on a straight line perpendicular to the moving direction of the substrate as viewed from the inkjet head. . 第1領域が第2領域に取り囲まれていることを特徴とする請求項4または5に記載の吐出不良検出装置。   The ejection failure detection device according to claim 4 or 5, wherein the first region is surrounded by the second region. 第1領域は帯状であり、第1領域の長辺方向が上記基板の走査方向と平行であることを特徴とする請求項項1〜3のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。   4. The ejection failure detection device according to claim 1, wherein the first region has a strip shape, and a long side direction of the first region is parallel to a scanning direction of the substrate. 複数の第1領域のそれぞれが等間隔かつ平行に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の吐出不良検出装置。   8. The ejection failure detection device according to claim 7, wherein each of the plurality of first regions is arranged at equal intervals and in parallel. 第1領域が有する2つの長辺が第2領域と接触していることを特徴とする請求項7または8に記載の吐出不良検出装置。   The ejection failure detection device according to claim 7 or 8, wherein two long sides of the first region are in contact with the second region. 第1領域および第2領域が形成されている上記基板面の法線方向が、重力の向かう方向の反対方向と略一致しており、
第1領域が第2領域よりも突出していることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。
The normal direction of the substrate surface on which the first region and the second region are formed substantially coincides with the direction opposite to the direction of gravity,
The ejection failure detection device according to claim 1, wherein the first region protrudes from the second region.
第2領域における第1領域との境界付近には、吸水性が付与されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。   The ejection failure detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein water absorption is provided near a boundary between the second region and the first region. 上記検知手段が第1センサを備え、
第1センサが、上記基板表面における第1領域の凹凸を検知することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。
The detection means includes a first sensor,
The ejection failure detection device according to claim 1, wherein the first sensor detects unevenness of the first region on the surface of the substrate.
第1センサが、第1領域の中心の真上を通過するように走査しながら、上記基板表面の凹凸を検知することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。   The ejection failure according to any one of claims 1 to 12, wherein the first sensor detects irregularities on the surface of the substrate while scanning so as to pass right above the center of the first region. Detection device. 上記検知手段は第2センサをさらに備え、
第2センサは、第1センサによって検知された上記基板表面の凹凸に基づいて検知すべき該基板上の領域を決定し、かつ上記液滴の形状、第1領域の中心からの移動距離および第1領域の中心からの移動方向を検知することを特徴とする請求項13に記載の吐出不良検出装置。
The detection means further includes a second sensor,
The second sensor determines a region on the substrate to be detected based on the unevenness of the substrate surface detected by the first sensor, and determines the shape of the droplet, the moving distance from the center of the first region, and the first The ejection failure detection device according to claim 13, wherein a movement direction from the center of one region is detected.
上記基板には、上記液滴を着弾させることによって所望のパターンを形成するための領域がさらに形成されていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の吐出不良検出装置。   The discharge defect detection device according to claim 1, wherein a region for forming a desired pattern is further formed on the substrate by landing the droplets. . ノズルを通じて基板に液滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、当該ノズルにおける液滴吐出不良を検出する吐出不良検出方法であって、
該ノズルに合わせた形状、および該液滴に対して第1のぬれ性を有する第1領域、ならびに第1領域と接する、第1のぬれ性よりも高い第2のぬれ性を有する第2領域が形成された該基板に対して、第1の領域を目標に液滴を吐出する工程と、
第1領域上に接触した状態の該液滴の形状および位置の少なくともいずれかを検知する工程と、
検知結果に基づいて吐出の良否を判定する工程と
を包含することを特徴とする吐出不良検出方法。
An ejection failure detection method comprising an inkjet head for ejecting droplets onto a substrate through a nozzle, and detecting a droplet ejection failure at the nozzle,
A shape matching the nozzle, a first region having a first wettability with respect to the droplet, and a second region having a second wettability higher than the first wettability in contact with the first region A step of ejecting liquid droplets targeting the first region with respect to the substrate on which is formed;
Detecting at least one of the shape and position of the droplet in contact with the first region;
And a step of determining whether the discharge is good or not based on a detection result.
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