JP2008264608A - 液滴塗布装置及び液滴塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴の吐出量の調整精度を向上させることができる液滴塗布装置を提供する。
【解決手段】液滴塗布装置１において、塗布対象物Ｋに向けて溶液を複数の吐出孔Ｎから液滴として吐出する塗布ヘッド５と、塗布対象物Ｋの表面に着弾した複数の液滴を撮像する撮像部６と、塗布対象物Ｋの表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、複数の液滴が着弾した挟持領域に挟まれる検査領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッド５に吐出させる手段と、検査領域に着弾した複数の液滴を撮像部６に撮像させる手段と、撮像した複数の液滴の画像に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔Ｎからの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗布対象物に複数の液滴を吐出して塗布する液滴塗布装置及び液滴塗布方法に関する。

液滴塗布装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、電子放出表示装置及びプラズマ表示装置等の表示装置や半導体装置等を製造する場合、例えば、カラーフィルタを形成する場合、あるいは、ガラス基板や半導体ウェハ等の基板に配向膜やレジスト等の機能性薄膜を形成する場合等に用いられている。

この液滴塗布装置は、基板等の塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔（ノズル）からそれぞれ液滴として吐出（噴射）する塗布ヘッド（例えば、インクジェットヘッド）を備えており、その塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物の塗布領域に複数の液滴を順次着弾させ、所定の塗布パターンを形成する。

このような塗布ヘッドの吐出性能を検査する方法としては、検査媒体である基板に対し、塗布ヘッドである液滴吐出ヘッドから液滴をノズルチェックパターンに対応させて吐出させ、検査媒体上に形成された検査用のパターンから吐出不良や着弾位置等の液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する液滴吐出検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１３６５８２号公報

しかしながら、用いる溶液が揮発性を有する場合には、基板の塗布領域に着弾した液滴から順次溶媒が蒸発し、塗布領域中央に濃度が高い溶媒雰囲気が形成されるため、検査用のパターンの外周部分に位置する液滴（溶液）の乾燥速度とその内側部分に位置する液滴（溶液）の乾燥速度は異なってしまう。

すなわち、検査用のパターンの外周部分よりも内側部分に位置する液滴の周囲には、その液滴自身に含まれる溶媒の蒸発により生じる溶媒蒸気や隣接する液滴に含まれる溶媒の蒸発により生じる溶媒蒸気によって、溶媒雰囲気が形成される。この溶媒雰囲気により、内側部分に位置する液滴の乾燥は抑制される。一方、外周部分に位置する液滴は、その内側部分に液滴が存在するものの、その外側には液滴が存在しないため、その液滴自身に含まれる溶媒の蒸発により生じる溶媒蒸気は外側に拡散する。このため、外周部分に位置する液滴の周囲に形成される溶媒雰囲気は、内側部分に位置する液滴の周囲に形成される溶媒雰囲気よりも希薄な雰囲気となる。したがって、外周部分に位置する液滴は、内側部分に位置する液滴よりも早く乾燥してしまう。

このため、外周部分に位置する液滴は、その固化が内側部分に位置する液滴よりも早く進むので、基板に着弾したときの状態からあまり広がらない。一方、内側部分に位置する液滴は、その固化が溶媒雰囲気により抑制されているため、その流動性が保たれており、外周部分に位置する液滴に比べ基板上に広がっていく。このとき、撮像装置により真上から撮像した液滴の画像に基づいて、液滴の着弾面積（投影面積）を求め、着弾面積から液滴の塗布量（体積）を算出する場合には、その吐出量が同じであったとしても、検査用のパターンの外周部分と内側部分とで、算出した液滴の塗布量は異なってしまう。

通常、液滴の吐出量の調整は、全ての吐出孔からの吐出量が均一になるように行われる。このため、外周部分に位置する液滴の着弾面積は、内側部分に位置する液滴の着弾面積よりも小さく測定されるため、外側部分の液滴に対応する吐出孔（すなわち両端の吐出孔）からの吐出量を多くするような調整が行われてしまう。したがって、両端の吐出孔の吐出量は中央部分の吐出孔に比べ多くなり、基板上に塗布される液滴の吐出量が不均一になるため、塗布された液滴により形成される薄膜層に筋ムラ等が生じ、薄膜層の品質が低下してしまう。これは、製造される液晶表示パネルの品質低下につながっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、液滴の吐出量の調整精度を向上させることができる液滴塗布装置及び液滴塗布方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、液滴塗布装置において、塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物の表面に着弾した複数の液滴を検出する検出部と、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域上に、溶液中に含まれる溶媒の蒸気雰囲気を形成する手段と、蒸気雰囲気が形成された挟持領域に挟まれる検査領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、検査領域に着弾した複数の液滴を検出部に検出させる手段と、複数の液滴の検出結果に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、液滴塗布装置において、塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物の表面に着弾した複数の液滴を撮像する撮像部と、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、複数の液滴が着弾した挟持領域に挟まれる検査領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、検査領域に着弾した複数の液滴を撮像部に撮像させる手段と、撮像した複数の液滴の画像に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、液滴塗布装置において、塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物の表面に着弾した複数の液滴の色度を検出する色度検出部と、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、複数の液滴が着弾した挟持領域に挟まれる検査領域に向けて複数の液滴を塗布ヘッドに吐出させる手段と、検査領域に着弾した複数の液滴の色度を色度検出部に検出させる手段と、検出した複数の液滴の色度に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、液滴塗布方法において、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域上に、溶液中に含まれる溶媒の蒸気雰囲気を形成するステップと、蒸気雰囲気が形成された挟持領域に挟まれる検査領域に向けて溶液を複数の液滴として吐出するステップと、検査領域に着弾した複数の液滴を検出するステップと、複数の液滴の検出結果に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整するステップとを有することである。

本発明の実施の形態に係る第５の特徴は、液滴塗布方法において、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、複数の液滴が着弾した挟持領域に挟まれる検査領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、検査領域に着弾した複数の液滴を撮像するステップと、撮像した複数の液滴の画像に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整するステップとを有することである。

本発明の実施の形態に係る第６の特徴は、液滴塗布方法において、塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から複数の液滴として吐出するステップと、複数の液滴が着弾した挟持領域に挟まれる検査領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、検査領域に着弾した複数の液滴の色度を検出するステップと、検出した複数の液滴の色度に基づいて、検査領域に着弾した複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、求めた複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、複数の吐出孔からの液滴の吐出量が均一になるように液滴の吐出量を調整するステップとを有することである。

本発明によれば、液滴の吐出量の調整精度を向上させることができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１乃至図５を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る液滴塗布装置１は、塗布対象物である基板Ｋが水平状態（図１中、Ｘ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で載置される移動テーブル２と、その移動テーブル２を保持してＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構３と、そのＹ軸移動機構３を介して移動テーブル２をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構４と、移動テーブル２上の基板Ｋに向けてインク等の溶液を液滴Ｅとして吐出する複数の塗布ヘッド５と、基板Ｋ上の液滴Ｅを撮像する撮像部６と、その撮像部６により撮像された液滴Ｅの画像に基づく検査を行う検査部７と、撮像部６により撮像された液滴Ｅの画像を表示する表示部８と、それらのＹ軸移動機構３、Ｘ軸移動機構４、各塗布ヘッド５、撮像部６及び検査部７等を制御する制御部９とを備えている。

移動テーブル２は、Ｙ軸移動機構３上に積層され、Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。この移動テーブル２はＹ軸移動機構３によりＹ軸方向に移動する。なお、移動テーブル２には、基板Ｋが自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板Ｋを保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしてもよい。このような移動テーブル２の端部には、各塗布ヘッド５の吐出を安定させるための吐出安定部２ａが設けられている。この吐出安定部２ａは、各塗布ヘッド５のダミー吐出用の受皿、及び各塗布ヘッド５の吐出面をワイプするワイプブレード等を有している。

Ｙ軸移動機構３は、移動テーブル２をＹ軸方向に案内して移動させる機構である。このＹ軸移動機構３は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。なお、Ｙ軸移動機構３としては、例えば、リニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構やモータを駆動源とする送りネジ移動機構等を用いる。

Ｘ軸移動機構４は、Ｙ軸移動機構３をＸ軸方向に案内して移動させる機構である。このＸ軸移動機構４は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。なお、Ｘ軸移動機構４としては、例えば、リニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構やモータを駆動源とする送りネジ移動機構等を用いる。

塗布ヘッド５は、インク等の溶液を収容する液体タンク（図示せず）から供給される溶液を複数の吐出孔（ノズル）Ｎからそれぞれ液滴Ｅとして吐出するインクジェットヘッドである。この塗布ヘッド５は、液滴Ｅを吐出する複数の吐出孔Ｎにそれぞれ対応する複数の圧電素子（図示せず）を内蔵している。各吐出孔Ｎは、所定のピッチ（間隔）で直線状に並べて吐出面に形成されている。例えば、吐出孔Ｎの数は数十個から数百個程度であり、吐出孔Ｎの直径は数μｍから数十μｍ程度であり、さらに、吐出孔Ｎのピッチは数十μｍから数百μｍ程度である。

この塗布ヘッド５は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。塗布ヘッド５は、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて各吐出孔Ｎから液滴（インク滴）Ｅを吐出する。ここで、溶液は揮発性を有している。この溶液は、基板Ｋ上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解（分散）させる溶媒とにより構成されている。例えば、溶液であるインクは、顔料、溶剤（インク溶剤）、分散剤及び添加剤等の各種の成分により構成されている。

さらに、塗布ヘッド５は、回転機構（図示せず）によりθ方向（図１中、ＸＹ平面に沿う回転方向）に回転可能に支持されている。この塗布ヘッド５は、回転機構により、相対移動する基板Ｋの相対移動方向に対して所定の傾斜角度だけ傾けられ、その状態で塗布を行う。なお、Ｙ軸方向に相対移動する基板Ｋに対して塗布を行う場合には、塗布ヘッド５の傾斜角度を変更することによって、Ｘ軸方向の液滴Ｅの塗布ピッチを調整することができる。また、液滴Ｅの吐出周波数（吐出タイミング）を変更することによって、Ｙ軸方向の塗布ピッチを調整することができる。

撮像部６は、図２に示すように、基板Ｋ上に着弾した各液滴Ｅを撮像する撮像カメラであり、各液滴Ｅを検出する検出部として機能する。この撮像部６は検査部７及び制御部９に電気的に接続されており、その駆動は制御部９により制御され、撮像した各液滴Ｅの画像を検査部７に送信する。なお、撮像部６としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いる。

検査部７は、撮像部６から送信された各液滴Ｅの画像（検出結果）に基づいて、基板Ｋ上に着弾した各液滴Ｅの各々の着弾面積（投影面積）を求める。さらに、検査部７は、求めた各液滴Ｅの各々の着弾面積に基づいて各液滴Ｅの塗布量を求め、それらの液滴Ｅの塗布量が所定の許容範囲内にあるか否かを判断し、その検査結果を制御部９に送信する。ここで、その塗布量は、液滴Ｅの着弾面積と塗布量（滴下量）との関係式から算出される。例えば、液滴Ｅの着弾面積と塗布量とは比例関係にある。その関係式は検査部７が備える記憶部に格納されている。なお、検査部７としては、例えばコンピュータ等を用いる。

表示部８は、撮像した各液滴Ｅの画像等の各種画像を表示する表示装置である。この表示部８は電気的に検査部７に接続されている。なお、表示部８としては、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等を用いる。

制御部９は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部と（いずれも図示せず）を備えている。塗布情報は、ドットパターン等の所定の塗布パターン、塗布ヘッド５の傾斜角度、塗布ヘッド５の吐出周波数及び基板Ｋの移動速度に関する情報等を含んでいる。この塗布情報としては、製造塗布用の塗布情報及び検査塗布用の塗布情報（検査用のパターン及び溶媒雰囲気形成用のパターンを含む）が記憶部に格納されている。

ここで、基板Ｋ上には、図３に示すように、製造塗布用の製造塗布領域Ｒ１と検査塗布用の検査塗布領域Ｒ２とが設けられている。これらの製造塗布領域Ｒ１及び検査塗布領域Ｒ２は互いに隣接させて設けられている。製造塗布領域Ｒ１には、例えば、液晶パネル等の多面取りを行う場合、４つのブラックマトリクスＢＭが形成されている。また、検査塗布領域Ｒ２には、撥インク処理が施された撥インク領域Ｒ２ａと、ブラックマトリクスＢＭが形成されたブラックマトリクス領域Ｒ２ｂとが設けられている。撥インク領域Ｒ２ａは、撥インク性を有する撥インク膜により覆われている。また、ブラックマトリクス領域Ｒ２ｂにおいては、ブラックマトリクスＢＭ以外の領域は親インク性を有している。なお、ブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタの赤、緑及び青の三色の画素を囲む格子状の黒色部分である。これらの各画素が塗布ヘッド５により着色される。

制御部９は、製造塗布を行う場合、製造塗布用の塗布情報に基づいて、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、各塗布ヘッド５を製造塗布領域Ｒ１に対向する製造塗布開始位置に位置付け、さらに、Ｙ軸移動機構３を制御し、移動テーブル２をＹ軸方向に移動させながら、塗布ヘッド５を制御して移動テーブル２上の基板Ｋの製造塗布領域Ｒ１に液滴Ｅを塗布する。このとき、塗布ヘッド５は、Ｙ軸方向に相対移動する基板Ｋに向けて液滴Ｅを吐出してＸ軸方向に並ぶドット列をＹ軸方向に順次形成し、所定の塗布パターンを基板Ｋの製造塗布領域Ｒ１に塗布する。

また、制御部９は、検査塗布を行う場合、検査塗布用の塗布情報に基づいて、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、各塗布ヘッド５を検査塗布領域Ｒ２に対向する検査塗布開始位置に位置付け、さらに、Ｙ軸移動機構３を制御し、移動テーブル２をＹ軸方向に移動させながら、塗布ヘッド５を制御して移動テーブル２上の基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２に液滴Ｅを塗布する。その後、制御部９は、検査部７から送信された検査結果に応じて、塗布ヘッド５の各圧電素子に印加する駆動電圧を変更し、全ての液滴Ｅの吐出量が均一（一定）になるように各液滴Ｅの吐出量を調整する。

ここで、検査塗布を行う場合には、制御部９は、図４に示すように、検査塗布領域Ｒ２のＸ軸方向の中央領域である検査領域ＲＫ１を挟む一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に向けて各液滴Ｅを塗布ヘッド５に吐出させ、その後、検査領域ＲＫ１に向けて各液滴Ｅを塗布ヘッド５に吐出させる。検査領域ＲＫ１は、検査塗布領域Ｒ２をＸ軸方向に三等分した場合の中央領域であり、挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３は、その中央領域の両側に位置する隣接領域である。なお、検査領域ＲＫ１に着弾した各液滴Ｅが検査対象の液滴となり、挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に着弾した各液滴Ｅが溶媒雰囲気形成用の液滴となる。

この検査塗布により、図４に示すように、まず、各液滴Ｅが挟持領域ＲＫ２における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに塗布され、溶媒雰囲気形成用のパターンが挟持領域ＲＫ２に形成される。次いで、各液滴Ｅが挟持領域ＲＫ３における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに塗布され、溶媒雰囲気形成用のパターンが挟持領域ＲＫ３に形成される。最後に、各液滴Ｅが検査領域ＲＫ１における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに塗布され、検査用のパターンが検査領域ＲＫ１に形成される。

次に、前述の液滴塗布装置１が行う塗布動作（検査動作を含む塗布動作）について説明する。なお、液滴塗布装置１の制御部９が塗布処理を実行して各部の駆動を制御する。基板Ｋには、図３に示すように、製造塗布領域Ｒ１及び検査塗布領域Ｒ２が設けられている。

図５に示すように、制御部９は、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、各塗布ヘッド５を吐出安定部２ａに対向させ、吐出安定部２ａにより各塗布ヘッド５に対してワイピング動作を行う（ステップＳ１）。これにより、各塗布ヘッド５の吐出面（各吐出孔Ｎが形成された面）がワイピングされ、付着した塵やインク等が除去される。

次いで、制御部９は、各塗布ヘッド５を制御し、吐出安定部２ａの受皿に向けてダミー吐出を行う（ステップＳ２）。これにより、各塗布ヘッド５は何度か液滴Ｅを吐出するので、吐出孔Ｎ中のインクの乾燥による吐出不良等が防止される。

その後、制御部９は検査塗布を行う（ステップＳ３）。すなわち、制御部９は、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、各塗布ヘッド５を検査塗布領域Ｒ２に対向する検査塗布開始位置に位置付け、さらに、Ｙ軸移動機構３を制御し、移動テーブル２をＹ軸方向に移動させながら、塗布ヘッド５を制御して移動テーブル２上の基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２に各液滴Ｅを塗布する。このとき、制御部９は、挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に向けて液滴Ｅを塗布ヘッド５に吐出させ、その後、検査領域ＲＫ１に向けて液滴Ｅを塗布ヘッド５に吐出させる（図４参照）。

これに応じて、塗布ヘッド５は、まず、Ｙ軸方向に移動する基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２の挟持領域ＲＫ２に向けて各液滴Ｅを吐出してＸ軸方向に並ぶドット列をＹ軸方向に順次塗布し、溶媒雰囲気形成用のパターンを基板Ｋ上の挟持領域ＲＫ２に形成する。これにより、各液滴Ｅは、挟持領域ＲＫ２における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに着弾し、溶媒雰囲気形成用のパターンが挟持領域ＲＫ２内に形成される（図４参照）。

次いで、塗布ヘッド５は、Ｙ軸方向に移動する基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２の挟持領域ＲＫ３に向けて各液滴Ｅを吐出してＸ軸方向に並ぶドット列をＹ軸方向に順次塗布し、溶媒雰囲気形成用のパターンを基板Ｋ上の挟持領域ＲＫ３に形成する。これにより、各液滴Ｅは、挟持領域ＲＫ３における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに着弾し、溶媒雰囲気形成用のパターンが挟持領域ＲＫ３内に形成される（図４参照）。

最後に、塗布ヘッド５は、Ｙ軸方向に移動する基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２の検査領域ＲＫ１に向けて各液滴Ｅを吐出してＸ軸方向に並ぶドット列をＹ軸方向に順次塗布し、検査用のパターンを基板Ｋ上の検査領域ＲＫ１に形成する。これにより、各液滴Ｅは、検査領域ＲＫ１における撥インク領域Ｒ２ａ及びブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに着弾し、検査用のパターンが検査領域ＲＫ１内に形成される（図４参照）。

その後、制御部９は、撮像部６を制御し、着弾した各液滴Ｅの画像を撮像する（ステップＳ４）。すなわち、制御部９は、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、検査領域ＰＫ１に形成された検査用のパターンの各液滴Ｅ上に撮像部６を順次移動させ、各液滴Ｅの画像を個々に撮影する。これにより、各液滴Ｅの画像が撮像され、表示部８に表示される。ここで、撮像された各液滴Ｅの画像のうち、検査領域ＲＫ１のブラックマトリクス領域Ｒ２ｂに塗布された各液滴Ｅの画像は、液滴Ｅの吐出量を算出するために用いられる。一方、検査領域ＲＫ１の撥インク領域Ｒ２ａに塗布された各液滴Ｅの画像は、撥インク膜が正常に基板Ｋに塗布されている否かを判断することに用いられる。例えば、撥インク膜が正常に基板Ｋに塗布されていない場合には、その基板Ｋに着弾した液滴Ｅは、撥インク膜が正常に塗布された場合に比べ広がりやすいため、液滴Ｅの画像の着弾面積は所定の面積よりも大きくなる。このように、前処理である撥インク処理が基板Ｋに対して正常に行われたか否かを判断することが可能になるので、撥インク膜が塗布不良である基板Ｋに対して製造塗布を行うような無駄な製造塗布を防止することができる。

次いで、制御部９は、検査部７を制御し、撮像部６から送信された各液滴Ｅの画像に基づいて、基板Ｋ上の検査領域ＲＫ１に着弾した各液滴Ｅの各々の着弾面積及び着弾位置を求める（ステップＳ５）。例えば、液滴Ｅの画像が２値化処理され、液滴Ｅの着弾面積が計測され、さらに、液滴Ｅの外周から液滴Ｅの中心位置が着弾位置として計測される。

制御部９は、検査部７を制御し、求めた各液滴Ｅの着弾面積に基づいて各液滴Ｅの塗布量を求め、さらに、求めた各液滴Ｅの着弾位置に基づいて各液滴Ｅの塗布ピッチを求め（ステップＳ６）、これらの各液滴Ｅの塗布量及び各液滴Ｅの塗布ピッチ（Ｙ軸方向及びＸ軸方向）が所定の許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ７）。

各液滴Ｅの塗布量及び各液滴Ｅの塗布ピッチが所定の許容範囲内にないと判断した場合には（ステップＳ７のＮＯ）、塗布ヘッド５の各圧電素子に対する駆動電圧、あるいは塗布ヘッド５の傾斜角度や吐出タイミング等を調整し（ステップＳ８）、処理をステップＳ１に戻す。

一方、各液滴Ｅの塗布量及び各液滴Ｅの塗布ピッチが所定の許容範囲内にあると判断した場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、製造塗布を行う（ステップＳ８）。すなわち、制御部９は、製造塗布用の塗布情報に基づいて、Ｙ軸移動機構３及びＸ軸移動機構４を制御し、各塗布ヘッド５を製造塗布領域Ｒ１に対向する製造塗布開始位置に位置付け、さらに、Ｙ軸移動機構３を制御し、移動テーブル２をＹ軸方向に移動させながら、塗布ヘッド５を制御して移動テーブル２上の基板Ｋの製造塗布領域Ｒ１に液滴Ｅを塗布する。

これに応じて、塗布ヘッド５は、Ｙ軸方向に相対移動する基板Ｋに向けて液滴Ｅを吐出してＸ軸方向に並ぶドット列をＹ軸方向に順次塗布し、所定の塗布パターンを基板Ｋ上の製造塗布領域Ｒ１に形成する。

このような塗布動作では、ステップＳ３の検査塗布の実行により、まず、溶媒雰囲気形成用のパターンが挟持領域ＲＫ２に形成され、次いで、挟持領域ＲＫ３に形成される。その後、検査用のパターンが検査領域ＲＫ１に形成される（図４参照）。これにより、検査用のパターンの周囲には、溶媒雰囲気形成用のパターンが形成され、その溶媒雰囲気形成用のパターンの各液滴Ｅから蒸発した溶媒蒸気によって溶媒雰囲気（溶媒の蒸気雰囲気）が形成される。この溶媒雰囲気により、検査用のパターンの各液滴Ｅ、特に、外周部分に位置する各液滴Ｅから溶媒が蒸発することが抑制され、さらに、検査用のパターンの外周部分に位置する各液滴Ｅによって形成された溶媒雰囲気が拡散して薄くなることが防止される。これにより、撮像部６により検査用のパターンを撮像するまでの間に、検査用のパターンの外周部分に位置する各液滴Ｅから溶媒が蒸発して各液滴Ｅの量（体積）が減少することが抑制される。

詳述すると、検査領域ＲＫ１に隣接する一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に塗布された各液滴Ｅの周囲には、それらの液滴Ｅに含まれる溶媒の蒸発により溶媒雰囲気が形成される。同様に、検査領域ＲＫ１に塗布された各液滴Ｅの周囲には、それらの液滴Ｅに含まれる溶媒の蒸発により溶媒雰囲気が形成される。このとき、一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３の溶媒雰囲気から溶媒蒸気が検査領域ＲＫ１の外周部分に位置する各液滴Ｅに供給されるので、検査領域ＲＫ１上の溶媒雰囲気は一様となり、すなわち、検査領域ＲＫ１の外周部分に位置する各液滴Ｅの周囲に形成される溶媒雰囲気の濃度は、検査領域ＲＫ１の内側部分に位置する各液滴Ｅの周囲に形成される溶媒雰囲気の濃度と略同じになる。

このような雰囲気状態により、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅは同じ雰囲気条件下で乾燥するので、雰囲気条件が異なることによって外周部分に位置する液滴Ｅの着弾面積が内側部分に位置する液滴Ｅの着弾面積より小さくなることが防止され、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅの各々の着弾面積を正確に求めることが可能になる。これにより、それらの各着弾面積に基づいて精度良く各液滴Ｅの吐出量を求めることが可能になるので、求めた各液滴Ｅの吐出量に基づく液滴Ｅの吐出量の調整精度を向上させることができる。さらに、液滴Ｅの輪郭部分の位置から着弾位置を求める場合でも、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅの各々の着弾位置を正確に求めることが可能になる。これにより、液滴Ｅの外周に基づき液滴Ｅの着弾位置を精度良く求めることが可能になるので、液滴Ｅの塗布ピッチを所望の塗布ピッチに調整することができる。

このように、各画素に対する液滴（インク滴）Ｅの塗布量が必要量に均一に保たれ、すなわち各画素に対して塗布する液滴Ｅの塗布量（総量）が均一になり、加えて、液滴ＥのＸ軸方向の塗布ピッチが所望の塗布ピッチになる。これにより、液滴Ｅの塗布量のバラツキに起因する着色ムラを防止することが可能になり、さらに、液滴Ｅの塗布ピッチを均一にすることが可能になるので、カラーフィルタ等の液晶表示パネルの品質を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に向けて溶液を複数の液滴Ｅとして吐出し、各液滴Ｅが着弾した挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に挟まれる検査領域ＲＫ１に向けて溶液を複数の液滴Ｅとして吐出することによって、検査領域ＲＫ１上の溶媒雰囲気は一様となり、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅは同じ雰囲気条件下で乾燥するので、雰囲気条件が異なることにより外周部分に位置する液滴Ｅの着弾面積が内側部分に位置する液滴Ｅの着弾面積より小さくなることが防止され、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅの各々の着弾面積を正確に求めることが可能になる。したがって、それらの各着弾面積から求められる液滴Ｅの吐出量の調整精度を向上させることができる。その結果として、溶液を基板Ｋ上に均一な量で塗布することができ、特に、溶液により薄膜層を形成する場合等、その薄膜層の均一性を向上させることができる。

さらに、製造塗布用の溶液と同じ溶液を用いて溶媒雰囲気形成用のパターンを形成することから、検査用のパターン及び溶媒雰囲気形成用のパターンを同じ塗布ヘッド５により形成することが可能になるので、溶媒雰囲気形成用の塗布ヘッドを新たに設ける必要がなく、装置の複雑化を防止することができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図６乃至図８を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。

図６に示すように、色度検出部１１は、基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２の検査領域ＲＫ１に着弾した各液滴Ｅの色度を検出する検出部であり、撮像部６に換えて液滴Ｅの色度を検出可能に設けられている。この色度検出部１１は、検査部７及び制御部９に電気的に接続されており、その駆動は制御部９により制御され、検出した液滴Ｅの色度を検査部７に送信する。なお、色度検出部１１としては、例えば色度計等を用いる。

この色度検出部１１と対向する位置には、基板Ｋ上の液滴Ｅを照射する照射部１２が設けられている。この照射部１２は、例えば基板Ｋの検査塗布領域Ｒ２の検査領域ＲＫ１を照射可能に移動テーブル２内に設けられている。なお、照射部１２としては、例えば各種の照明ランプ等を用いる。

ここで、色度検出部１１が色度を検出する第１検出領域は、例えば、図７に示すように、液滴Ｅの外周Ｇ１を含む全領域Ｈ１に設定される。あるいは、色度検出部１１が色度を検出する第２検出領域は、図８に示すように、量が異なる各液滴Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の各々の外周Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を含まない内部領域Ｈ２に設定される。この内部領域Ｈ２は、各液滴Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の稜線より内部に位置する領域である。図８に示すように、液滴Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３はその中央部が凹むように乾燥することがある。このとき、各液滴Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の断面形状が相似形状である場合には、内部領域Ｈ２だけの色度を計測すれば、吐出量を算出するために十分な色度を検出することができる。また、中央部が凹む場合には、照射部１２から出射した光が液滴Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の外周部により影響を受け、色度の検出精度が低下する場合がある。そこで、第２検出領域を内部領域Ｈ２に設定することによって、色度の検出精度を向上させることができる。

検査部７は、色度検出部１１から送信された各液滴Ｅの色度（検出結果）に基づいて、各液滴Ｅの塗布量を求め、それらの液滴Ｅの塗布量が所定の許容範囲内にあるか否かを判断し、その検査結果を制御部９に送信する。ここで、その塗布量は、液滴Ｅの色度と塗布量（滴下量）との関係式から算出される。例えば、液滴Ｅの色度と塗布量とは比例関係にある。その関係式は検査部７が備える記憶部に格納されている。なお、検査部７としては、例えばコンピュータ等を用いる。

このような液滴塗布装置１が行う塗布動作も基本的に第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態と異なる処理は、制御部９が、ステップＳ４で色度検出部１１を制御し、着弾した各液滴Ｅの色度を求め、さらに、ステップＳ５を省き、ステップＳ６で検査部７を制御し、求めた各液滴Ｅの色度に基づいて各液滴Ｅの塗布量を求める処理である。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、検査領域ＲＫ１内の各液滴Ｅは同じ雰囲気条件下で乾燥するので、外周部分に位置する液滴Ｅが内側部分に位置する液滴Ｅより早く乾燥することが防止される。これにより、外周部分に位置する液滴Ｅと内側部分に位置する液滴Ｅとの各々の塗布量が同じであれば、断面形状もほぼ同じ形状となり、色度検出部１１による液滴Ｅの塗布量の測定値もほぼ同じ値となり、乾燥速度の差による断面形状のバラツキが防止されるので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、色度検出部１１を用いることによって、第１の実施の形態のように、撮像した液滴Ｅの画像からその着弾面積を算出し、その着弾面積から塗布量を求める場合に比べ、検出した色度から直接、塗布量を求めることが可能になるので、塗布量の算出時間を短縮することができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、塗布ヘッド５に対して基板Ｋを移動させるようにしているが、これに限るものではなく、基板Ｋに対して塗布ヘッド５を移動させるようにしてもよく、基板Ｋと塗布ヘッド５とを相対移動させるようにすればよい。

また、前述の本実施の形態においては、製造塗布用の溶液と同じ溶液を用いて溶媒雰囲気形成用のパターンを形成しているが、これに限るものではなく、例えば、その溶液中に含まれる溶媒等の溶液中に溶解し揮発性を有する揮発性材料を用いるようにしてもよい。この場合には、塗布ヘッド５とは別に、揮発性材料専用の塗布ヘッドを設けるとよい。

また、第１の実施の形態においては、撮像部６を基板Ｋの上方に配置し、第２の実施の形態においては、色度検出部１１を基板Ｋの上方に配置した例で説明しているが、これに限るものではなく、例えば、それぞれ基板Ｋの下方に配置するようにしてもよい。この場合には、色度検出部１１に対して基板Ｋを挟んで対向位置する照射部１２を基板Ｋの上方に配置するとよい。

また、前述の実施の形態においては、検査領域ＲＫ１を挟む挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３を一対設けているが、これに限るものではなく、それらを複数対設けるようにしてもよい。この場合には、例えば、一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３によって挟む方向と直交する方向からも他の一対の挟持領域によって検査領域ＲＫ１を挟み、検査領域ＲＫ１の周囲を挟持領域で囲むようにしてもよい。

最後に、前述の実施の形態においては、検査領域ＲＫ１に隣接する一対の挟持領域ＲＫ２、ＲＫ３に塗布された各液滴Ｅから生じる溶媒蒸気を、検査領域ＲＫ１の外周部分に位置する各液滴Ｅに供給するようにしているが、これに限るものではなく、例えば、検査領域ＲＫ１に向けて溶媒蒸気を送出する送出装置を設け、この送出装置により溶媒蒸気を検査領域ＲＫ１の外周部分に位置する各液滴Ｅに供給するようにしてもよい。例えば、その送出装置は、溶媒蒸気が吹き出す吹出口を有する複数の吹付ヘッドを備えている。これらの吹付ヘッドは、検査領域ＲＫ１を囲むように設けられる。

本発明の第１の実施の形態に係る液滴塗布装置の概略構成を示す平面図である。 図１に示す液滴塗布装置が備える撮像部、検査部及び表示部を示す模式図である。 図１に示す液滴塗布装置が塗布する基板の製造塗布領域及び検査塗布領域を示す平面図である。 図３に示す基板の検査塗布領域に対する液滴塗布を説明するための説明図である。 図１に示す液滴塗布装置が行う塗布動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る液滴塗布装置が備える色度検出部、照射部、検査部及び表示部を示す模式図である。 図６に示す色度検出部の第１検出領域を示す模式図である。 図６に示す色度検出部の第２検出領域を示す模式図である。

符号の説明

１ 液滴塗布装置
５ 塗布ヘッド
６ 撮像部
１１ 色度検出部
Ｅ 液滴
Ｋ 塗布対象物（基板）
Ｎ 吐出孔
ＲＫ１ 検査領域
ＲＫ２ 挟持領域
ＲＫ３ 挟持領域

Claims (6)

1. 塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、
   前記塗布対象物の表面に着弾した前記複数の液滴を検出する検出部と、
   前記塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域上に、前記溶液中に含まれる溶媒の蒸気雰囲気を形成する手段と、
   前記蒸気雰囲気が形成された前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて前記複数の液滴を前記塗布ヘッドに吐出させる手段と、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴を前記検出部に検出させる手段と、
   前記複数の液滴の検出結果に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整する手段と、
   を備えることを特徴とする液滴塗布装置。
2. 塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、
   前記塗布対象物の表面に着弾した前記複数の液滴を撮像する撮像部と、
   前記塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて前記複数の液滴を前記塗布ヘッドに吐出させる手段と、
   前記複数の液滴が着弾した前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて前記複数の液滴を前記塗布ヘッドに吐出させる手段と、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴を前記撮像部に撮像させる手段と、
   撮像した前記複数の液滴の画像に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整する手段と、
   を備えることを特徴とする液滴塗布装置。
3. 塗布対象物に向けて溶液を複数の吐出孔から液滴として吐出する塗布ヘッドと、
   前記塗布対象物の表面に着弾した前記複数の液滴の色度を検出する色度検出部と、
   前記塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて前記複数の液滴を前記塗布ヘッドに吐出させる手段と、
   前記複数の液滴が着弾した前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて前記複数の液滴を前記塗布ヘッドに吐出させる手段と、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の色度を前記色度検出部に検出させる手段と、
   検出した前記複数の液滴の色度に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求める手段と、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整する手段と、
   を備えることを特徴とする液滴塗布装置。
4. 塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域上に、溶液中に含まれる溶媒の蒸気雰囲気を形成するステップと、
   前記蒸気雰囲気が形成された前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて溶液を複数の液滴として吐出するステップと、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴を検出するステップと、
   前記複数の液滴の検出結果に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整するステップと、
   を有することを特徴とする液滴塗布方法。
5. 塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、
   前記複数の液滴が着弾した前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴を撮像するステップと、
   撮像した前記複数の液滴の画像に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整するステップと、
   を有することを特徴とする液滴塗布方法。
6. 塗布対象物の表面である検査領域を挟む一対の挟持領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から複数の液滴として吐出するステップと、
   前記複数の液滴が着弾した前記挟持領域に挟まれる前記検査領域に向けて溶液を塗布ヘッドの複数の吐出孔から液滴として吐出するステップと、
   前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の色度を検出するステップと、
   検出した前記複数の液滴の色度に基づいて、前記検査領域に着弾した前記複数の液滴の各々の塗布量を求めるステップと、
   求めた前記複数の液滴の各々の塗布量に基づいて、前記複数の吐出孔からの前記液滴の吐出量が均一になるように前記液滴の吐出量を調整するステップと、
   を有することを特徴とする液滴塗布方法。

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