JP2009101265A - Method of measuring amount of droplet, method of measuring amount of droplet discharged, implement for measurement of amount of droplet, implement for measurement of amount droplet discharged, method of adjusting amount of droplet discharged, apparatus for measuring amount of droplet discharged, drawing device, electro-optical apparatus and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液滴量測定方法、液滴吐出量測定方法、液滴量測定用治具、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置、描画装置、デバイス及び電気光学装置並びに電子機器に関するものである。 The present invention relates to a droplet amount measuring method, a droplet discharge amount measuring method, a droplet amount measuring jig, a droplet discharge amount measuring jig, a droplet discharge amount adjusting method, a droplet discharge amount measuring apparatus, and a drawing apparatus. The present invention relates to a device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
従来から、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量をノズル毎に測定することができる液滴吐出量測定方法等が知られている。この技術は、ノズルから液滴を吐出して、複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた溝内に充填する充填工程と、液状材料が溝内に充填された長さを計測する計測工程とを有し、溝に充填された長さの計測値に基づいて、各ノズルの液滴吐出量を推定することを特徴とするものである。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の技術では、液滴を溝に吐出して着弾させると、液滴を構成する液体が溝と接触し、毛管力により溝に沿って瞬間的に濡れ拡がる。この際、極微量の液体であっても、溝に沿って広範囲に濡れ拡がる。例えば、液滴の量がおよそ10pl程度の微量であっても、溝に沿って約2mm以上の長さに濡れ拡がる。
このため、液体が濡れ拡がる際に非常に乾燥しやすく、僅かな蒸気分圧の変化や気体の流動等、溝の周辺の雰囲気の変化の影響を受けて、液体が溝に沿って濡れ拡がる長さ(伸び量)が変動してしまうという課題がある。
However, in the above conventional technique, when a droplet is ejected and landed on a groove, the liquid constituting the droplet comes into contact with the groove and instantaneously spreads along the groove by capillary force. At this time, even a very small amount of liquid spreads over a wide area along the groove. For example, even if the amount of the droplet is as small as about 10 pl, the droplet spreads to a length of about 2 mm or more along the groove.
For this reason, it is very easy to dry when the liquid spreads, and the liquid is wet and spread along the groove under the influence of a slight change in vapor partial pressure, gas flow, etc. There is a problem that the thickness (elongation amount) fluctuates.
図16は、複数のノズル(ノズル番号:1〜180番)に対応して複数並行して設けられた溝に吐出された液体の伸び量L1を示すグラフである。図16に示すように、両端に形成された溝(ノズル番号:1番および180番に対応する溝)に近いほど、液体が周囲の雰囲気の影響を受けやすく、伸び量L1が小さくなっている。
このように、溝の位置や配置が異なると、液体の伸び量が半分程度になることもあり、ノズルの液滴吐出量の測定精度を低下させる要因となっていた。
FIG. 16 is a graph showing the elongation L1 of the liquid ejected into a plurality of grooves provided in parallel corresponding to a plurality of nozzles (nozzle numbers: 1 to 180). As shown in FIG. 16, the closer the grooves are to the grooves formed at both ends (the grooves corresponding to the nozzle numbers: 1 and 180), the liquid is more easily affected by the surrounding atmosphere, and the elongation L1 is smaller. .
As described above, when the position and arrangement of the grooves are different, the amount of extension of the liquid may be about half, which is a factor of reducing the measurement accuracy of the droplet discharge amount of the nozzle.
そこで、この発明は、溝の周辺の雰囲気の影響により液体の伸び量が変動することを防止し、ノズルの液滴吐出量の測定精度を向上させることができる液滴量測定方法、液滴吐出量測定方法、液滴量測定用治具、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置、描画装置、デバイス及び電気光学装置並びに電子機器を提供するものである。 In view of this, the present invention provides a droplet amount measuring method, a droplet discharge method, which can prevent the amount of liquid elongation from fluctuating due to the influence of the atmosphere around the groove and improve the measurement accuracy of the droplet discharge amount of the nozzle. Amount measurement method, droplet amount measurement jig, droplet discharge amount measurement jig, droplet discharge amount adjustment method, droplet discharge amount measurement apparatus, drawing apparatus, device, electro-optical apparatus, and electronic apparatus It is.
上記の課題を解決するために、本発明の液滴量測定方法は、液滴の量を測定する液滴量測定方法であって、液滴を貯留可能な溝に、該溝を覆うカバー部材を、少なくとも一の前記液滴が着弾可能に前記溝の一部を露出させた状態で装着する溝被覆工程と、前記溝の一部へ前記液滴を着弾させ、前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に前記液滴を濡れ拡がらせる液滴伸張工程と、前記溝に濡れ拡がった前記液滴の長さを計測する計測工程と、を有し、前記液滴の前記長さの計測値に基づいて、前記液滴の量を推定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a droplet amount measuring method of the present invention is a droplet amount measuring method for measuring a droplet amount, and a cover member that covers the groove in a groove capable of storing the droplet A groove covering step in which at least one of the liquid droplets is landed so that a part of the groove is exposed, and the liquid droplet is landed on the part of the groove, so that the cover member of the groove A droplet extending step of wetting and spreading the droplet on the covered portion, and a measuring step of measuring the length of the droplet wetted and spread in the groove, the length of the droplet being The amount of the droplet is estimated based on the measured value.
このように測定することで、液滴を溝に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材によって溝の外部の気体と液滴とが接触することを防止し、液滴の乾燥を防止することができる。すなわち、溝をカバー部材によって遮蔽することで、溝の周辺の雰囲気が液滴に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液滴の伸び量の変動を防止して、所定の量の液滴に対する伸び量を一定の値にすることができる。したがって、液滴の量を極めて正確に測定することができる。 By measuring in this way, when the droplet spreads along the groove, the cover member prevents the gas outside the groove from coming into contact with the droplet and prevents the droplet from drying. Can do. That is, by shielding the groove with the cover member, the influence of the atmosphere around the groove on the droplet can be reduced. As a result, fluctuations in the amount of elongation of the droplets can be prevented, and the amount of elongation for a predetermined amount of droplets can be made a constant value. Therefore, the amount of droplets can be measured very accurately.
また、本発明の液滴吐出量測定方法は、液状材料を複数のノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定方法であって、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な溝に、該溝を覆うカバー部材を、少なくとも一の前記液滴が着弾可能に前記溝の一部を露出させた状態で装着する溝被覆工程と、前記ノズルから前記溝の一部へ前記液滴を吐出して着弾させ、前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に前記液状材料を濡れ拡がらせる液材伸張工程と、前記溝に濡れ拡がった前記液状材料の長さを計測する計測工程と、を有し、前記液状材料の前記長さの計測値に基づいて、前記ノズルの液滴吐出量を推定することを特徴とする。 The droplet discharge amount measuring method of the present invention is a droplet discharge amount measuring method for measuring a droplet discharge amount of a droplet discharge head that discharges a liquid material as droplets from a plurality of nozzles. A groove covering step of mounting a cover member covering the groove in a state where a part of the groove is exposed so that at least one of the liquid droplets can land on the groove capable of storing the liquid material discharged from the discharge head; A liquid material extending step in which the liquid droplets are ejected and landed from the nozzle to a part of the groove, and the liquid material is wetted and spread on a portion of the groove covered with the cover member; and the groove is wet Measuring the length of the expanded liquid material, and estimating the droplet discharge amount of the nozzle based on the measured value of the length of the liquid material.
このように測定することで、液状材料を溝に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材によって溝の外部の気体と液状材料とが接触することを防止し、液状材料の乾燥を防止することができる。すなわち、溝をカバー部材によって遮蔽することで、溝の周辺の雰囲気が液状材料に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液状材料の伸び量の変動を防止して、所定の量の液状材料に対する伸び量を一定の値にすることができる。したがって、液滴吐出ヘッドから吐出される1滴の液滴の量を、ノズル毎に極めて正確に測定することができる。
また、1滴当たりの吐出量を、全ノズルの平均値としてではなく、特定のノズルの測定値として極めて正確に知ることができる。特に、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出している場合におけるノズル毎の吐出量を極めて正確に測定することができる。一般に、同じノズルであっても、全ノズルから液滴を吐出している場合と、そのノズルのみから液滴を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワークに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッドのほぼ全部のノズルから液滴を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態でのそのノズルの液滴吐出量を極めて正確に測定することができ、非常に有用である。
また、溝が複数のノズルで構成されるノズル群毎に設けられている場合には、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量を、ノズル群毎に極めて正確に測定することができる。
By measuring in this way, when the liquid material wets and spreads along the groove, the cover member prevents the gas outside the groove from contacting the liquid material and prevents the liquid material from drying. Can do. That is, the influence of the atmosphere around the groove on the liquid material can be reduced by shielding the groove with the cover member. Thereby, the fluctuation | variation of the elongation amount of a liquid material can be prevented, and the elongation amount with respect to a predetermined amount of liquid materials can be made into a fixed value. Accordingly, the amount of one droplet discharged from the droplet discharge head can be measured very accurately for each nozzle.
In addition, the discharge amount per droplet can be known very accurately as a measurement value of a specific nozzle, not as an average value of all nozzles. Particularly, it is possible to measure the discharge amount for each nozzle very accurately when droplets are discharged from all the nozzles of the droplet discharge head. In general, even when the same nozzle is used, the discharge amount differs between when the droplets are discharged from all the nozzles and when the droplets are discharged only from the nozzles. When drawing on a workpiece, droplets are ejected from almost all nozzles of the droplet ejection head. Therefore, in the present invention, the droplet ejection amount of the nozzle in a state close to the actual drawing state is extremely accurate. Can be measured and is very useful.
In addition, when the groove is provided for each nozzle group constituted by a plurality of nozzles, the amount of liquid droplets ejected from the liquid droplet ejection head can be measured extremely accurately for each nozzle group.
また、本発明の液滴吐出量測定方法は、前記液材伸張工程において、前記溝の一部に前記液滴を着弾させた後、前記ノズルから前記液滴を間歇的に吐出させながら前記液滴吐出ヘッドを移動させ、前記カバー部材から露出された別の前記溝の一部へ前記液滴を着弾させることを特徴とする。 Further, in the droplet discharge amount measuring method of the present invention, in the liquid material stretching step, after the droplet has landed on a part of the groove, the liquid is discharged while intermittently discharging the droplet from the nozzle. The droplet discharge head is moved, and the droplet is landed on a part of another groove exposed from the cover member.
このように測定することで、一度液滴を吐出させた後、液滴吐出ヘッドを移動させる際に、液滴を吐出させないで移動させる場合と比較して、間歇の周期を短縮させ、ノズルに吐出不良が発生することを防止できる。したがって、より実際の描画時に近いノズルの液滴吐出量を測定することができる。
また、液滴吐出ヘッドが移動中に吐出した液滴をカバー部材によって受けて、測定を必要としない移動中に吐出された液滴が溝に着弾することを防止することができる。したがって、溝の露出された部分に着弾した液状材料の伸び量を正確に測定することができる。
By measuring in this way, when the droplet discharge head is moved after the droplet has been discharged, the intermittent cycle is shortened compared to the case where the droplet is moved without being discharged. It is possible to prevent a discharge failure from occurring. Accordingly, it is possible to measure the droplet discharge amount of the nozzle closer to the actual drawing.
Further, it is possible to prevent the droplets discharged during the movement that does not require measurement from landing on the groove by receiving the droplets discharged during the movement of the droplet discharge head by the cover member. Therefore, the amount of elongation of the liquid material that has landed on the exposed portion of the groove can be accurately measured.
また、本発明の液滴吐出量測定方法は、前記計測工程において、前記カバー部材を取り外した後に前記液状材料の前記長さを計測することを特徴とする。 Moreover, the droplet discharge amount measuring method of the present invention is characterized in that, in the measuring step, the length of the liquid material is measured after the cover member is removed.
このように測定することで、溝のカバー部材によって覆われた部分に濡れ拡がった液状材料の長さ(伸び量)を、カバー部材の影響を受けることなく計測することができる。したがって、液状材料の伸び量をより正確に測定することができる。 By measuring in this way, it is possible to measure the length (elongation amount) of the liquid material wetted and spread on the portion of the groove covered by the cover member without being affected by the cover member. Therefore, the amount of elongation of the liquid material can be measured more accurately.
また、本発明の液滴吐出量調整方法は、液状材料を複数のノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を調整する液滴吐出量調整方法であって、先に記載の液滴吐出量測定方法で測定された前記ノズルの液滴吐出量に基づいて、前記ノズル毎に前記液滴の吐出滴数または駆動波形を調整することを特徴とする。 The droplet discharge amount adjustment method of the present invention is a droplet discharge amount adjustment method for adjusting a droplet discharge amount of a droplet discharge head that discharges a liquid material as droplets from a plurality of nozzles, and is described above. On the basis of the droplet discharge amount of the nozzle measured by the droplet discharge amount measurement method, the number of droplets discharged or the drive waveform is adjusted for each nozzle.
このように調整することで、液滴吐出ヘッドの各ノズルの1滴当たりの吐出量を均一化することができる。その結果、この液滴吐出ヘッドを用いて描画される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上が図れる。また、上記効果を極めて簡単な方法で達成することができる。 By adjusting in this way, the discharge amount per droplet of each nozzle of the droplet discharge head can be made uniform. As a result, the film thickness drawn using this droplet discharge head can be controlled with high accuracy, and the quality of the product can be improved. Further, the above effect can be achieved by a very simple method.
また、本発明のデバイスは、先に記載の液滴吐出量調整方法により基板上に液状材料が塗布されたことを特徴とする。
このように構成することで、描画される膜の膜厚が高精度に制御され、製品の品質向上が図られたデバイスを得ることができる。
The device of the present invention is characterized in that a liquid material is applied on a substrate by the droplet discharge amount adjusting method described above.
With this configuration, it is possible to obtain a device in which the film thickness of the film to be drawn is controlled with high accuracy and the product quality is improved.
また、本発明の電気光学装置は、先に記載のデバイスを備えることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。
このように構成することで、品質向上が図られた電気光学装置及び電子機器を得ることができる。
In addition, an electro-optical device according to the present invention includes the device described above.
According to another aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus including the above-described electro-optical device.
With this configuration, it is possible to obtain an electro-optical device and an electronic apparatus that are improved in quality.
また、本発明の液滴量測定用治具は、液滴を貯留可能な溝が形成された液滴量測定用治具であって、前記溝が形成された基板と、前記液滴が滴下される前記溝の一部を露出させた状態で前記溝を覆うカバー部材と、を備え、前記溝は、幅方向の中央部から両側に向かうに従って漸次上方へ向かう断面形状を有し、前記溝の一部へ前記液滴を滴下させ、前記液滴を前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がらせ、その濡れ拡がった長さを計測し、該計測値に基づいて、前記液滴の量を推定する液滴量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする。 Further, the drop amount measuring jig of the present invention is a drop amount measuring jig in which a groove capable of storing a drop is formed, and the substrate on which the groove is formed and the drop is dropped. A cover member that covers the groove in a state where a part of the groove is exposed, and the groove has a cross-sectional shape that gradually goes upward from the center in the width direction toward both sides, and the groove The droplet is dripped onto a part of the groove, the droplet is wet spread on the portion of the groove covered with the cover member, the length of the wet spread is measured, and based on the measured value, The present invention is characterized in that it can be used to implement a droplet amount measuring method for estimating a droplet amount.
このように構成することで、溝のカバー部材から露出された部分へ液滴を滴下させると、液滴は毛管力により溝のカバー部材によって覆われた部分に濡れ拡がる。したがって、上述の液滴量測定方法に本発明の治具を用いることで、液滴を溝に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材によって溝の外部の気体と液滴とが接触することを防止し、液滴の乾燥を防止することができる。すなわち、溝をカバー部材によって遮蔽することで、溝の周辺の雰囲気が液滴に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液滴の伸び量の変動を防止して、所定の量の液滴に対する伸び量を一定の値にすることができる。したがって、液滴の量を極めて正確に測定することができる。 With this configuration, when a droplet is dropped onto a portion exposed from the cover member of the groove, the droplet spreads to a portion covered with the cover member of the groove by capillary force. Therefore, by using the jig of the present invention in the above-described method for measuring the amount of liquid droplets, when the liquid droplets are wetted and spread along the groove, the gas outside the groove and the liquid droplets come into contact with the cover member. It is possible to prevent the droplets from drying. That is, by shielding the groove with the cover member, the influence of the atmosphere around the groove on the droplet can be reduced. As a result, fluctuations in the amount of elongation of the droplets can be prevented, and the amount of elongation for a predetermined amount of droplets can be made a constant value. Therefore, the amount of droplets can be measured very accurately.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、液滴吐出ヘッドの複数のノズルから液滴として吐出された液状材料を貯留可能な溝が形成された液滴吐出量測定用治具であって、前記溝が形成された基板と、前記液滴が着弾する前記溝の一部を露出させた状態で前記溝を覆うカバー部材と、を備え、前記溝は、幅方向の中央部から両側に向かうに従って漸次上方へ向かう断面形状を有し、前記ノズルから前記溝の一部へ前記液滴を吐出して着弾させ、前記液状材料を前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がらせ、その濡れ拡がった長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする。 Further, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is a droplet discharge amount measuring jig in which a groove capable of storing liquid material discharged as droplets from a plurality of nozzles of a droplet discharge head is formed. A substrate on which the groove is formed, and a cover member that covers the groove in a state where a part of the groove on which the liquid droplets land is exposed, and the groove is formed from a central portion in the width direction. It has a cross-sectional shape that gradually goes upward as it goes to both sides, discharges and drops the droplets from the nozzle to a part of the groove, and wets the liquid material to the part of the groove covered by the cover member It is characterized in that it can be used to implement a droplet discharge amount measuring method for measuring the length of spreading and wetting and spreading, and estimating the droplet discharge amount of the nozzle based on the measured value.
このように構成することで、ノズルから溝のカバー部材から露出された部分へ液状材料の液滴を吐出して着弾させると、液状材料は毛管力により溝のカバー部材によって覆われた部分に濡れ拡がる。したがって、上述の液滴吐出量測定方法に本発明の治具を用いることで、液状材料を溝に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材によって溝の外部の気体と液状材料とが接触することを防止し、液状材料の乾燥を防止することができる。すなわち、溝をカバー部材によって遮蔽することで、溝の周辺の雰囲気が液状材料に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液状材料の伸び量の変動を防止して、所定の量の液状材料に対する伸び量を一定の値にすることができる。したがって、液滴吐出ヘッドから吐出される1滴の液滴の量を、ノズル毎に極めて正確に測定することができる。
また、溝が複数のノズルで構成されるノズル群毎に設けられている場合には、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量を、ノズル群毎に測定することができる。
With this configuration, when the liquid material droplets are ejected and landed from the nozzle to the portion exposed from the groove cover member, the liquid material wets the portion covered by the groove cover member by capillary force. spread. Therefore, when the liquid material is wetted and spread along the groove by using the jig of the present invention in the above-described droplet discharge amount measuring method, the gas outside the groove and the liquid material come into contact with each other by the cover member. This can prevent the liquid material from drying. That is, the influence of the atmosphere around the groove on the liquid material can be reduced by shielding the groove with the cover member. Thereby, the fluctuation | variation of the elongation amount of a liquid material can be prevented, and the elongation amount with respect to a predetermined amount of liquid materials can be made into a fixed value. Accordingly, the amount of one droplet discharged from the droplet discharge head can be measured very accurately for each nozzle.
In addition, when the groove is provided for each nozzle group including a plurality of nozzles, the amount of droplets ejected from the droplet ejection head can be measured for each nozzle group.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記溝の幅は、前記液滴が当該溝に着弾した際の前記幅方向の最大径と、前記幅方向の所定の許容誤差量との合計に略等しく、前記カバー部材から露出された前記溝の一部の前記溝の延在方向の長さが、前記液滴が当該溝に着弾した際の前記延在方向の最大径と、前記延在方向の所定の許容誤差量との合計に略等しいことを特徴とする。 Further, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is the droplet discharge amount measuring jig described above, wherein the width of the groove is the width when the droplet has landed on the groove. Approximately equal to the sum of the maximum diameter in the direction and the predetermined allowable error amount in the width direction, and the length of the part of the groove exposed from the cover member in the extending direction of the groove It is substantially equal to the sum of the maximum diameter in the extending direction when landed on the groove and a predetermined allowable error amount in the extending direction.
このように構成することで、吐出した液滴に飛行曲がりが生じ、溝の幅方向および溝の延在方向の飛行曲がりの許容誤差量を超えた場合に、液滴が溝の内部に着弾せず、溝の外部やカバー部材上に着弾する。このため、飛行曲がりが発生したノズルに対応する溝の液状材料の伸び量が極端に減少するか、または0となる。したがって、液状材料の伸び量が極端に減少したか、または0となった溝を検出することで、飛行曲がりが生じたノズルを検出することができる。 With this configuration, if the ejected liquid droplets are subject to flight bends and exceed the allowable amount of flight bends in the groove width direction and groove extension direction, the liquid droplets will land inside the grooves. First, land on the outside of the groove or on the cover member. For this reason, the amount of elongation of the liquid material in the groove corresponding to the nozzle where the flight bend occurs is extremely reduced or becomes zero. Therefore, it is possible to detect a nozzle in which a flight curve occurs by detecting a groove in which the amount of elongation of the liquid material is extremely reduced or zero.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記溝は、前記基板の一方向の一端側から他端側まで延設されると共に、前記基板の前記一方向に直交する方向の一端側から他端側まで前記各ノズルに対応した間隔で複数形成されていることを特徴とする。 Further, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is the above-described droplet discharge amount measuring jig, wherein the groove extends from one end side to the other end side in one direction of the substrate. In addition, a plurality of substrates are formed at intervals corresponding to the nozzles from one end side to the other end side in a direction orthogonal to the one direction.
このように構成することで、伸び量の異なる様々な液状材料に対応することができる。また、溝の容積を増加させ、液状材料の乾燥を防止することが可能となる。また、溝とカバー部材との位置ずれに対する許容誤差を拡大させ、溝とカバー部材との位置合わせを容易にすることができる。さらに、基板全体を有効に利用し、治具を小型化することができる。 By comprising in this way, it can respond to various liquid materials from which the amount of elongation differs. In addition, it is possible to increase the volume of the groove and prevent the liquid material from drying. Moreover, the tolerance for the positional deviation between the groove and the cover member can be increased, and the alignment between the groove and the cover member can be facilitated. Furthermore, the jig can be miniaturized by effectively using the entire substrate.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記カバー部材は、帯状の可撓性を有する材料により形成され、接着剤を介して前記基板に固着されていることを特徴とする。 Further, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is the above-described droplet discharge amount measuring jig, wherein the cover member is formed of a strip-like flexible material, and an adhesive. It is fixed to the substrate via
このように構成することで、カバー部材の接着位置を調整し、液滴吐出ヘッドのノズルの配置や描画パターン等に対応してカバー部材を配置したり、カバー部材の端部に露出される溝の一部の延在方向の長さを調整したりすることを容易に行うことができる。また、溝が複数並行して形成されている場合には、カバー部材を溝の延在方向と交差する方向に延ばして基板上に固定することで、一度に複数の溝を覆うことができる。 With such a configuration, the bonding position of the cover member is adjusted, the cover member is arranged according to the arrangement of the nozzles of the droplet discharge head, the drawing pattern, etc., or the groove exposed at the end of the cover member It is possible to easily adjust the length in the extending direction of a part of. When a plurality of grooves are formed in parallel, the plurality of grooves can be covered at a time by extending the cover member in a direction crossing the extending direction of the grooves and fixing the cover member on the substrate.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記カバー部材は板材により形成され、前記液滴が着弾する前記溝の一部に対応して開口部が設けられていることを特徴とする。 In addition, a droplet discharge amount measuring jig according to the present invention is the above-described droplet discharge amount measuring jig, wherein the cover member is formed of a plate material, and the groove is landed on the droplet. An opening is provided corresponding to the portion.
このように構成することで、溝が形成された基板にカバー部材を位置合わせして取り付けるだけで、液滴が着弾する溝の一部を露出させた状態で溝を覆うことができる。したがって、カバー部材を基板に固定してカバー部材の端部に溝の一部を露出させる場合と比較して、露出される溝の一部の寸法や配置等を精密に形成することができる。 With this configuration, the groove can be covered in a state where a part of the groove on which the droplets land is exposed only by positioning and attaching the cover member to the substrate on which the groove is formed. Therefore, compared to the case where the cover member is fixed to the substrate and a part of the groove is exposed at the end of the cover member, the size, arrangement, and the like of the part of the exposed groove can be precisely formed.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記開口部は、前記液滴吐出ヘッドによる描画パターンに対応するパターン形状に形成されていることを特徴とする。 In addition, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is the above-described droplet discharge amount measuring jig, wherein the opening has a pattern shape corresponding to a drawing pattern by the droplet discharge head. It is formed.
このように構成することで、描画パターンを描く場合と同様に液滴吐出ヘッドを移動させて、ノズルから開口部に露出された溝の一部に液滴を吐出し、実際の描画状態と略等しい状態でのノズルの液滴の吐出量を測定することができる。 With this configuration, the droplet discharge head is moved in the same manner as when drawing a drawing pattern, and droplets are discharged from the nozzle to a part of the groove exposed to the opening, which is substantially the same as the actual drawing state. It is possible to measure the discharge amount of the nozzle droplets in the same state.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記カバー部材には、基板位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする。 The droplet discharge amount measurement jig of the present invention is the droplet discharge amount measurement jig described above, wherein the cover member is provided with a substrate alignment means. To do.
このように構成することで、基板とカバー部材とを正確に位置合わせし、カバー部材の開口部を基板の溝に対して精密に位置合わせすることができる。 By comprising in this way, a board | substrate and a cover member can be aligned correctly, and the opening part of a cover member can be aligned precisely with respect to the groove | channel of a board | substrate.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記カバー部材には、液滴吐出ヘッド位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする。 In addition, the droplet discharge amount measuring jig of the present invention is the droplet discharge amount measuring jig described above, and the cover member is provided with a droplet discharge head alignment means. It is characterized by.
このように構成することで、カバー部材と液滴吐出ヘッドとを精密に位置合わせすることができる。 With this configuration, the cover member and the droplet discharge head can be precisely aligned.
また、本発明の液滴吐出量測定用治具は、先に記載の液滴吐出量測定用治具であって、前記カバー部材は、光透過性を有する材料により形成されていることを特徴とする。 The droplet discharge amount measuring jig according to the present invention is the droplet discharge amount measuring jig described above, wherein the cover member is formed of a light-transmitting material. And
このように構成することで、カバー部材を取り外すことなく溝の内部の液状材料の伸び量を測定することができ、液滴吐出量の測定を容易かつ迅速に行うことができる。 With this configuration, it is possible to measure the amount of elongation of the liquid material inside the groove without removing the cover member, and it is possible to easily and quickly measure the droplet discharge amount.
また、本発明の液滴吐出量測定装置は、液状材料を複数のノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定装置であって、先に記載の液滴吐出量測定用治具と、前記ノズルから前記液滴として吐出され、前記カバー部材から露出した前記溝の一部に着弾して前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がった前記液状材料の長さを計測する計測部と、露出された前記溝の一部への液滴の吐出及び濡れ拡がった前記液状材料の長さの計測を複数回繰り返した結果に基づいて、前記ノズルの液滴吐出量を推定する推定部と、を有することを特徴とする。 The droplet discharge amount measuring device of the present invention is a droplet discharge amount measuring device that measures the droplet discharge amount of a droplet discharge head that discharges a liquid material as droplets from a plurality of nozzles. A droplet discharge amount measuring jig, and the droplet discharged from the nozzle as a droplet, landed on a part of the groove exposed from the cover member, and wetted and spread on a portion of the groove covered by the cover member. Further, based on the measurement unit that measures the length of the liquid material, and the result of repeating the measurement of the length of the liquid material that has been discharged and wetted to a part of the exposed groove multiple times, And an estimation unit for estimating a droplet discharge amount of the nozzle.
このように構成することで、液滴吐出ヘッドのノズルから治具の溝のカバー部材から露出された部分へ液状材料の液滴を吐出して着弾させると、液状材料は毛管力により溝のカバー部材によって覆われた部分に濡れ拡がる。したがって、液状材料を溝に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材によって溝の外部の気体と液状材料とが接触することを防止し、液状材料の乾燥を防止することができる。すなわち、溝をカバー部材によって遮蔽することで、溝の周辺の雰囲気が液状材料に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液状材料の伸び量の変動を防止して、所定の量の液状材料に対する伸び量を一定の値にすることができる。したがって、液滴吐出ヘッドから吐出される1滴の液滴の量を、ノズル毎に極めて正確に測定することができる。
また、溝が複数のノズルで構成されるノズル群毎に設けられている場合には、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量を、ノズル群毎に測定することができる。
With this configuration, when the liquid material droplets are ejected and landed from the nozzle of the droplet ejection head to the exposed portion of the jig groove cover member, the liquid material is covered by the capillary force by the capillary force. It spreads wet to the part covered by the member. Therefore, when the liquid material is wet-spread along the groove, the cover member can prevent the gas outside the groove from coming into contact with the liquid material, thereby preventing the liquid material from drying. That is, the influence of the atmosphere around the groove on the liquid material can be reduced by shielding the groove with the cover member. Thereby, the fluctuation | variation of the elongation amount of a liquid material can be prevented, and the elongation amount with respect to a predetermined amount of liquid materials can be made into a fixed value. Accordingly, the amount of one droplet discharged from the droplet discharge head can be measured very accurately for each nozzle.
In addition, when the groove is provided for each nozzle group including a plurality of nozzles, the amount of droplets ejected from the droplet ejection head can be measured for each nozzle group.
また、本発明の描画装置は、液状材料を複数のノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、ワークとを相対的に移動させ、前記ノズルから液滴を吐出して前記ワークに着弾させることにより描画を行う描画装置であって、先に記載の液滴吐出量測定装置と、前記推定部の推定結果に基づいて前記ノズル毎に前記液滴の吐出量を調整する調整部とを有することを特徴とする。 Further, the drawing apparatus of the present invention relatively moves a droplet discharge head that discharges a liquid material as droplets from a plurality of nozzles and the workpiece, and discharges droplets from the nozzle to land on the workpiece. A drawing apparatus that performs drawing, and includes the droplet discharge amount measuring device described above and an adjustment unit that adjusts the droplet discharge amount for each nozzle based on the estimation result of the estimation unit It is characterized by that.
このように構成することで、液滴吐出ヘッドの各ノズルの1滴当たりの吐出量を均一化することができる。その結果、この液滴吐出ヘッドを用いて描画される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上が図れる。また、上記効果を極めて簡単な方法で達成することができる。 With this configuration, the discharge amount per droplet of each nozzle of the droplet discharge head can be made uniform. As a result, the film thickness drawn using this droplet discharge head can be controlled with high accuracy, and the quality of the product can be improved. Further, the above effect can be achieved by a very simple method.
以下、本発明の液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置、描画装置、デバイス及び電気光学装置並びに電子機器の実施の形態を、図1ないし図15を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a droplet discharge amount measuring method, a droplet discharge amount measuring jig, a droplet discharge amount adjusting method, a droplet discharge amount measuring apparatus, a drawing apparatus, a device, an electro-optical apparatus, and an electronic apparatus according to the present invention will be described. Will be described with reference to FIGS.
<第一実施形態>
図1は、本発明の液滴吐出量測定装置を搭載した描画装置(インクジェット描画装置)の実施形態を示す斜視図である。
図1に示すように、描画装置1は、液滴吐出ヘッド2を1個または複数個搭載したキャリッジ103と、キャリッジ103を水平な一方向(以下、「X軸方向」と言う)に移動させるキャリッジ移動機構(移動手段)104と、ワーク10Aを保持するステージ106と、ステージ106をX軸方向に垂直であって水平な方向(以下、「Y軸方向」と言う)に移動させるステージ移動機構(移動手段)108と、制御手段112とを備えている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a drawing apparatus (inkjet drawing apparatus) equipped with a droplet discharge amount measuring apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
描画装置1の近傍には、液状材料111を貯留するタンク101が設置されている。タンク101と、キャリッジ103とは、液状材料111を送液する流路となるチューブ110を介して接続されている。各タンク101に貯留された液状材料111は、例えば圧縮空気の力によって、キャリッジ103に搭載された液滴吐出ヘッド2に送液(供給)される。
このような描画装置1は、ステージ移動機構108およびキャリッジ移動機構104を作動させ、ステージ106とキャリッジ103とを相対的に移動させることにより、液滴吐出ヘッド2をワーク10Aに沿って走査しつつ、液滴吐出ヘッド2のノズル25(図2参照)から液状材料111の液滴を吐出して、ワーク10A上に所定のパターンを描画する装置である。
A
Such a
描画装置1は、各種の電気光学装置の製造装置として使用可能な装置であり、例えば液晶表示装置のカラーフィルタ基板や有機EL表示装置のような色要素付き基板、電子放出装置、PDP(Plasma Display Panel)装置、電気泳動表示装置等の製造や、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を行うのに用いることができる。
The
また、本実施形態において、液状材料111は、例えば色要素付き基板の色要素膜のような目的物を形成するための材料を含み、かつ、液滴吐出ヘッド2のノズル25から吐出可能な粘度を有するものである。この場合、材料は水性または油性のどちらでもよい。また、ノズル25から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が分散していても全体として流動体であればよい。すなわち、液状材料は、色要素膜の構成材料が溶媒中に溶解した溶液でも、分散した分散液(サスペンションやエマルジョン)でもよい。
Further, in the present embodiment, the
液状材料111に含有され得る材料としては、カラーフィルタのフィルタ材料、有機EL装置におけるEL発光層を形成するための蛍光材料、PDP装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。
Examples of materials that can be contained in the
描画装置1におけるキャリッジ移動機構104の作動は、制御手段112により制御される。なお、制御手段112の詳細な構成および機能は、後述する。本実施形態のキャリッジ移動機構104は、キャリッジ103(及び液滴吐出ヘッド2)をZ軸方向(鉛直方向)に沿って移動させ、高さを調整する機能も有している。さらに、キャリッジ移動機構104は、Z軸に平行な軸の回りでキャリッジ103を回転させる機能も有しており、これにより、キャリッジ103(及び液滴吐出ヘッド2)のZ軸回りの角度を微調整することができる。
The operation of the
ステージ106は、X軸方向とY軸方向との双方に平行な平面を有する。また、ステージ106は、ワーク10Aをその平面上に固定、または保持できるように構成されている。
ステージ移動機構108は、X軸方向およびZ軸方向の双方に直交するY軸方向に沿ってステージ106を移動させ、その作動は、制御手段112により制御される。さらに、本実施形態のステージ移動機構108は、Z軸に平行な軸の回りでステージ106を回転させる機能も有しており、これにより、ステージ106に載置されたワーク10AのZ軸回りの傾斜を微調整して真っ直ぐになるように補正することができる。
The
The
上述のように、キャリッジ103は、キャリッジ移動機構104によってX軸方向に移動させられる。一方、ステージ106は、ステージ移動機構108によってY軸方向に移動させられる。つまり、キャリッジ移動機構104およびステージ移動機構108の作動によって、ステージ106上のワーク10Aと、キャリッジ103との相対位置が変わるので、ワーク10Aに対し液滴吐出ヘッド2を相対的に走査することができる。
As described above, the
描画装置1は、ステージ移動機構108の作動により、ステージ106上に保持されたワーク10AをY軸方向に移動させ、キャリッジ103の下を通過させつつ、キャリッジ103の各液滴吐出ヘッド2のノズル25から液状材料111の液滴を吐出するように作動する。この動作を「主走査」と言う。
キャリッジ103全体としてワーク10Aに対し液状材料111を吐出可能なX軸方向の幅(以下、「全吐出幅」と言う)よりも、ワーク10AのX軸方向の幅が小さいものである場合には、キャリッジ103とワーク10Aとの主走査を1回行うことにより、ワーク10Aの全体に対して液状材料111の付与、すなわち描画を行うことができる。
The
When the width of the
これに対し、キャリッジ103の全吐出幅よりも、ワーク10AのX軸方向の幅が大きいものである場合には、キャリッジ移動機構104を作動してキャリッジ103をX軸方向へ移動させることによって、キャリッジ103とワーク10AとのX軸方向の相対位置関係を変えた後、主走査を再度行う。キャリッジ103とワーク10AとのX軸方向の相対位置関係を変えることを「副走査」と呼ぶ。主走査および副走査を繰り返し行うことにより、キャリッジ103の全吐出幅よりも、ワーク10AのX軸方向の幅が大きいものである場合であっても、ワーク10Aの全面に対して液状材料111の付与、すなわち描画を行うことができる。
On the other hand, when the width of the
図2は、図1に示す描画装置1における液滴吐出ヘッド2を示す図であり、(A)が斜視図、(B)が断面側面図である。以下、図2を参照して、液滴吐出ヘッド2の内部構成について説明する。
図2に示す液滴吐出ヘッド2は、液滴を吐出する多数のノズル25が列をなして並んだノズル列を有するインクジェットヘッドである。この液滴吐出ヘッド2は、振動板126と、ノズル25が形成されたノズルプレート128とを備えている。振動板126と、ノズルプレート128との間には、タンク101から孔131を介して供給される液状材料111が常に充填される液たまり129が位置している。
2A and 2B are diagrams showing the
A
また、振動板126と、ノズルプレート128との間には、複数の隔壁122が位置している。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、1対の隔壁122とによって囲まれた部分がキャビティ120(液体室)である。キャビティ120はノズル25に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル25の数とは同じである。キャビティ120には、1対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129から液状材料111が供給される。
In addition, a plurality of
振動板126上には、それぞれのキャビティ120に対応して、キャビティ120内に充填された液状材料111の圧力を変化させる駆動素子としての振動子124が位置する。振動子124は、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む1対の電極124A、124Bと、を含む。この1対の電極124A、124Bとの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル25から液状材料111が吐出される。なお、ノズル25からZ軸方向に液状材料111が吐出されるように、ノズル25の形状が調整されている。
On the
具体的には、このピエゾ素子124Cに対して、図2(C)に示すように印加電圧Vhを印加することで、(a)キャビティ120を拡大させて液状材料111を供給口130から取り入れて、(b)キャビティ120を収縮させて液状材料111を加圧し、(c)キャビティ120を拡大させて元に戻す、というようにピエゾ素子124Cを伸縮させて、液状材料111を加圧して所定量の液状材料111をノズル25から吐出させるようになっている。これらピエゾ素子124Cの駆動、即ち液滴吐出ヘッド2からの液滴吐出は、制御手段112により制御される。
Specifically, by applying an applied voltage Vh to the piezo element 124C as shown in FIG. 2C, (a) the
制御手段112は、複数の振動子124のそれぞれに互いに独立に信号を与えるように構成されていてもよい。つまり、ノズル25から吐出される液状材料111の体積が、制御手段112からの信号に応じてノズル25毎に制御されてもよい。
なお、液滴吐出ヘッド2は、図示のような圧電アクチュエータを駆動素子とするものに限らず、静電アクチュエータを用いるものや、電気熱変換素子を用いて液状材料111の熱膨張を利用して液滴を吐出する構成のものであってもよい。
The control means 112 may be configured to give a signal to each of the plurality of
The
また、本実施形態では、液滴吐出ヘッド2が有する各ノズル25の液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定装置が設けられている。
図1に示すように、液滴吐出量測定装置50は、治具用ステージ51に保持された測定用治具3(液滴吐出量測定用治具)と、測定用治具3に吐出された液滴の長さを画像処理により計測するCCDカメラ等の計測カメラ53(計測部)と、計測カメラ53の計測結果が出力されて演算処理を行う推定部としての制御手段112から構成される。
In the present embodiment, a droplet discharge amount measuring device for measuring the droplet discharge amount of each
As shown in FIG. 1, the droplet discharge
治具用ステージ51は、ステージ106と同様に、Y軸方向に沿って移動する。また、計測カメラ53は、キャリッジ103(液滴吐出ヘッド2)と同様に、制御手段112の制御下でキャリッジ移動機構104によってX軸方向に自在に移動する。つまり、キャリッジ移動機構104および治具用ステージ51の作動によって、治具用ステージ51上の測定用治具3と、キャリッジ103及び計測カメラ53との相対位置を変わるので、測定用治具3に対して液滴吐出ヘッド2及び計測カメラ53を相対的に走査することができる。
The
図3に示すように、測定用治具3は、平板状の基板30を備え、その上面31には、液滴吐出ヘッド2のノズル25から吐出された液状材料111を貯留可能な溝32が形成されている。溝32は、液滴吐出ヘッド2の複数のノズル25に対応して、複数、並行して設けられている。すなわち、複数の溝32は、等間隔に配置されており、その間隔は、液滴吐出ヘッド2のノズルピッチと同一となっている。
As shown in FIG. 3, the
基板30上には、溝32を覆う帯状のカバー部材40が固定されている。カバー部材40は、例えば、ポリイミド等の光透過性および可撓性を有する材料により形成され、接着剤を介して基板30の上面31に固定されている。カバー部材40は、カバー部材40の他端部402側を基板30の一辺に位置合わせして固定したときに、カバー部材40の一端部401が溝32の一端部321よりも溝32の他端部322側に位置し、溝32の一端部321側の一部を露出させるように形成されている。
A band-shaped
図3中の部分詳細図に示すように、各溝32は、中央部から両側に向かうに従って、漸次上方へ向かう断面形状、具体的には略V字状の断面形状を有している。これら溝32の開口端の幅Wは、液状材料111の液滴が着弾して変形した際の幅W方向の最大径(着弾インパクト径)以上であることが好ましい。また、カバー部材40から露出された溝32の一部の溝32延在方向の長さLも、延在方向の着弾インパクト径以上であることが好ましい。具体的には、幅方向の着弾インパクト径をD1、溝32の幅W方向の許容誤差量をαとすると、幅Wは以下の式(1)で表される。同様に、溝32延在方向の着弾インパクト径をD2、溝32の長さL方向の許容誤差量をβとすると、長さLは以下の式(2)で表される。
As shown in the partial detail view in FIG. 3, each
W=D1+α …(1)
L=D2+β …(2)
W = D1 + α (1)
L = D2 + β (2)
なお、着弾インパクト径とは、液滴が着弾後に数マイクロ秒程度で変形するときの最大径であり、シミュレーションや、高速度カメラ、ストロボシステムで予め計測することが可能である。 The impact impact diameter is the maximum diameter when a droplet is deformed in about several microseconds after landing, and can be measured in advance by simulation, a high-speed camera, or a strobe system.
本実施形態の場合、基板30はシリコン基板によって形成されており、複数の溝32は、基板30の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されたものである。この単結晶シリコンとしては、断面がテーパ状となる結晶方位面が100面のものを用いることができる。
具体的には、例えば結晶方位面が100面の単結晶シリコンの表面にレジストを配置し、KOH溶液や、エチレンジアミン水溶液等のエッチング液を用いて異方性エッチングを行う。そして、レジストを除去した後に、酸化膜を形成する。
これにより、溝32の内面及び溝32の周囲を含む全面が液状材料111に対して親液化される。
In the present embodiment, the
Specifically, for example, a resist is disposed on the surface of single crystal silicon having a crystal orientation plane of 100, and anisotropic etching is performed using an etching solution such as a KOH solution or an ethylenediamine aqueous solution. Then, after removing the resist, an oxide film is formed.
Thereby, the entire surface including the inner surface of the
次に、制御手段112の構成を説明する。図4に示すように、制御手段112は、入力バッファメモリ200と、記憶手段202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208と、キャリッジ位置検出手段302と、ステージ位置検出手段303、カメラ位置検出手段304とを備えている。
入力バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と記憶手段202とは、相互に通信可能に接続されている。処理部204と走査駆動部206とは相互に通信可能に接続されている。処理部204とヘッド駆動部208とは相互に通信可能に接続されている。また、走査駆動部206は、治具用ステージ51、キャリッジ移動機構104およびステージ移動機構108と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部208は、液滴吐出ヘッド2と相互に通信可能に接続されている。
Next, the configuration of the
The
入力バッファメモリ200は、外部情報処理装置(不図示)から、液状材料111の液滴を吐出する位置に関するデータ、すなわち描画パターンデータや、計測カメラ53から出力された画像データ等を受け取る。入力バッファメモリ200は、この描画パターンデータや画像データを処理部204に供給し、処理部204は、描画パターンデータや画像データを記憶手段202に格納する。記憶手段202は、RAM、磁気記録媒体、光磁気記録媒体等で構成される。
The
キャリッジ位置検出手段302は、キャリッジ103のX軸方向の位置(移動距離)を検出し、その検出信号を処理部204へ入力する。
ステージ位置検出手段303は、ステージ106(すなわちワーク10A)及び治具用ステージ51(すなわち測定用治具3)のY軸方向の位置(移動距離)を検出し、その検出信号を処理部204へ入力する。
カメラ位置検出手段304は、計測カメラ53のX軸方向の位置(移動距離)を検出し、その検出信号を処理部204へ入力する。
キャリッジ位置検出手段302、ステージ位置検出手段303及びカメラ位置検出手段304は、例えばリニアエンコーダ、レーザー測長器等で構成される。
The carriage
The stage
The camera
The carriage
処理部204は、キャリッジ位置検出手段302、ステージ位置検出手段303及びカメラ位置検出手段304の検出信号に基づき、走査駆動部206を介して、計測カメラ53、キャリッジ移動機構104およびステージ移動機構108の作動を制御(クローズドループ制御)し、キャリッジ103の位置と、ワーク10Aの位置、計測カメラ53の位置、測定用治具3の位置とを制御する。
さらに、処理部204は、ステージ移動機構108の作動を制御することにより、ステージ106すなわちワーク10Aの移動速度を制御する。
The
Further, the
制御手段112としては、CPU、ROM、RAMを含んだコンピュータであってもよい。この場合には、制御手段112の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御手段112は、専用の回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。
The control means 112 may be a computer including a CPU, ROM, and RAM. In this case, the function of the
本実施形態の液滴吐出量測定方法を実施する際には、まず、基板30の上面31に溝32を覆うカバー部材を固定する(溝被覆工程)。このとき、少なくとも1滴の液滴113が溝32の内部に着弾可能となるように、溝32の一部を露出させた状態でカバー部材40を基板30の上面31に接着剤を介して固定する。本実施形態では、上述のように、カバー部材40の他端部402を基板30の一辺に位置合わせして固定することで、溝32の一端部321側の一部を露出させることができる。
When carrying out the droplet discharge amount measuring method of this embodiment, first, a cover member that covers the
次に、治具用ステージ51上に測定用治具3を載置する。このとき、溝32が液滴吐出ヘッド2のノズル25の配列方向と垂直になるような向きで、測定用治具3をセットする。
次いで、計測カメラ53を測定用治具3と対向する位置から退避させるとともに、治具用ステージ51およびキャリッジ移動機構104を作動し、図5に示すように、各ノズル25が、各溝32の一端部321側のカバー部材40から露出された部分の上空に位置するようにする。そして、各ノズル25から溝32の露出された部分へ液状材料111の液滴113を繰り返し吐出する。この際、各ノズル25からは、同じ数の液滴113を吐出する。
Next, the
Next, the
溝32の一端部321のカバー部材40から露出された部分へ液状材料111の液滴113が付与されると、付与された液状材料111は、毛管力によって溝32のカバー部材40によって覆われた部分に沿って濡れ拡がり、他端部322へ向かって伸張するように溝32内に充填されていく(液材伸張工程)。図6は、測定用治具3の溝32内に液状材料111が伸張して充填された状態を示す部分平面図である。同図に示すように、液状材料111が溝32内に沿って濡れ拡がり伸張した長さ(以下、「伸び量」と言う)L1は、通常、溝32に付与された液状材料111の量に比例する。よって、溝32毎に伸び量L1を計測することにより、その溝32に液滴113を吐出したノズル25の液滴吐出量を求めることができる。
When the
一方、図6に示す溝32Eのように、液滴113が飛行曲がりで溝からはみ出して着弾した液滴については、測定用治具3が親液性を有していることから、溝内に戻ることなく溝外に残留する。従って、溝32E内に着弾する液滴113の滴量が減ることから、溝32Eにおける伸び量L1は、他の溝と比較して短くなる。
On the other hand, as for the
ここで、溝32の断面が略V字状であり、溝32の内面32a(図3参照)が親液性を有しているため、溝32内に吐出された液滴113は、自重により中央部に集まり、V字を形成する両面に接触する。そのため、液滴113と内面32aとの接触角は、液状材料111が迅速に濡れ拡がる大きさとなり、伸び量L1を短時間で計測することが可能になる。
また、液滴113の着弾位置が中央部から多少ずれたとしても、自重により中央部に集まるため、測定時に液状材料111の端部の検出が容易であり、伸び量L1を高速に測定することができる。
Here, since the cross section of the
Further, even if the landing position of the
また、液状材料111を溝32に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材40によって溝32の外部の気体と液状材料111とが接触することを防止し、液状材料111の乾燥を防止することができる。すなわち、溝32をカバー部材40によって遮蔽することで、溝32の周辺の雰囲気が液状材料111に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、溝32の周辺の雰囲気の影響を受けて液状材料111の伸び量L1が変動することを防止して、所定の量の液状材料111に対する伸び量L1を一定の値にすることができる。
したがって、液滴吐出ヘッド2のノズル25から吐出される1滴の液滴113の量を、ノズル25毎に極めて正確に測定することができる。
Further, when the
Accordingly, the amount of one
図7に、複数のノズル25(ノズル番号が1〜147番まで)毎の伸び量L1の測定結果の一例を示す。ここでは、液状材料111として、例えば、約5mPa・s程度の粘度のAgインクを用い、各ノズル25に対応して設けられた溝32へ液状材料111の液滴113を1滴ずつ吐出した。溝32の幅Wは、例えば、約80μm程度であり、溝32の深さDpは、例えば、約56μm程度である。この条件で、No.1〜No.5までの5つの測定用治具3のサンプルを作成した。
FIG. 7 shows an example of the measurement result of the extension amount L1 for each of the plurality of nozzles 25 (
No.1〜No.5までの5つの測定用治具3のサンプルにおいて、液滴吐出ヘッド2の両端(ノズル番号が1番および147番)近傍のノズル25から吐出された液状材料111の伸び量L1が中央部(ノズル番号が70番前後)近傍のノズル25から吐出された液状材料111の伸び量L1と比較して、僅かに大きくなっている。
No. 1-No. In the samples of the five measuring
すなわち、溝32をカバー部材40により覆ったことで、従来では最も外部の雰囲気の影響を受けやすく乾燥しやすかった基板30の外側に位置する溝32に吐出された液状材料111が、溝32の外部の雰囲気の影響を受けることなく十分に濡れ拡がっていることが分かる。また、各サンプルNo.1〜No.5間におけるノズル番号Nに対する伸び量L1の再現性も極めて高くなっている。すなわち、所定の量の液状材料111に対する伸び量L1が略一定の値となっている。
That is, by covering the
図8は、サンプルNo.1〜No.4間のノズル番号N毎の伸び量L1の比を示すグラフである。図中、「1/2」と示すデータは、サンプルNo.1とNo.2との比であることを示している。
図8に示すように、各サンプル間でのバラツキは、殆ど1%以下(各ショットでの吐出量のバラツキを含む)であり、測定の信頼性を裏付ける結果となっている。
FIG. 1-No. 4 is a graph showing a ratio of an extension amount L1 for each nozzle number N between four. In the figure, the data indicated by “1/2” is sample No. 1 and No. It is shown that the ratio is 2.
As shown in FIG. 8, the variation between the samples is almost 1% or less (including the variation in the discharge amount in each shot), which confirms the reliability of the measurement.
伸び量L1を計測する方法は、いかなる方法であってもよいが、本実施形態では、作業を容易にするために、計測カメラ53を測定用治具3と対向する位置に移動させ、計測カメラ53で撮像した画像に基づいて制御手段112が各溝32における伸び量L1を計測する(計測工程)。
ここで、本実施形態においては、カバー部材40が光透過性の材料により形成されているので、カバー部材40を取り外すことなく溝32の内部の液状材料111の伸び量L1を測定することができ、液滴吐出量の測定を容易かつ迅速に行うことができる。
Any method may be used to measure the elongation L1, but in this embodiment, in order to facilitate the work, the
Here, in the present embodiment, since the
伸び量L1を計測したら、その計測値と、溝32の単位長さ当たりの容積に関する情報と、溝32へ吐出された液滴113の数とに基づいて、そのノズル25から吐出された液滴113の1滴当たりの量を算出(推定)することができる。すなわち、伸び量L1と溝32の単位長さ当たりの容積とを乗算し、これを吐出液滴数で除算することにより、そのノズル25から吐出された液滴113の1滴当たりの体積及び重量を算出することができる。
なお、飛行曲がりが生じた溝32Eへ液滴を吐出したノズルについては、伸び量L1が他の長さと比較して極端に短くなることから、何らかのエラー(この場合、許容誤差量を超える飛行曲がり)が生じたものとして、液滴吐出量の測定から除外し、ノズルのクリーニングを実施すればよい。
When the elongation amount L1 is measured, the droplets ejected from the
For the nozzle that ejects the droplet to the
図9は、各サンプルNo.1〜No.4のノズル25毎の液滴113の吐出重量Iwを示すグラフである。なお、図9では液滴113の平均重量を10ngとする補正を行っている。
図9に示すように、各ノズル番号Nの吐出重量Iwの傾向は、各サンプルNo.1〜No.4間で略一致しており、測定の信頼性を裏付ける結果となっている。
FIG. 1-No. 4 is a graph showing a discharge weight Iw of a
As shown in FIG. 9, the tendency of the discharge weight Iw of each nozzle number N indicates the sample No. 1-No. This is a result that confirms the reliability of the measurement.
このように、本実施形態では、上述の計算を溝32毎に行うことにより、液滴吐出ヘッド2のノズル25毎に、吐出される液滴113の1滴当たりの重量を求めることができる。特に、液状材料111を溝32に沿って濡れ拡がらせる際に、カバー部材40によって溝32の外部の気体と液状材料111とが接触することを防止し、液状材料111の乾燥を防止することができる。すなわち、溝32をカバー部材40によって遮蔽することで、溝32の周辺の雰囲気が液状材料111に及ぼす影響を低減させることができる。これにより、液状材料111の伸び量L1の変動を防止して、所定の量の液状材料111に対する伸び量L1を一定の値にすることができる。したがって、液滴吐出ヘッド2から吐出される1滴の液滴113の量を、ノズル25毎に極めて正確に測定することができる。
As described above, in the present embodiment, by performing the above calculation for each
また、本実施形態では、液滴吐出ヘッド2の全ノズル25から液滴113を吐出している場合における各ノズル25の吐出量を測定することができる。一般に、同じノズル25であっても、全ノズル25から液滴113を吐出している場合と、そのノズル25のみから液滴113を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワーク10Aに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッド2のほぼ全部のノズル25から液滴113を吐出するので、本実施形態では、実際の描画状態に近い状態での液滴吐出量をノズル25毎に測定することができ、極めて有用である。
Further, in the present embodiment, it is possible to measure the ejection amount of each
また、本実施形態では、上記溝32が略V字状の断面形状を有し、内面32aが親液性を有しているため、着弾した液滴113は着弾後すぐに濡れ拡がる。そして濡れ拡がった液滴113が溝の底部(V字の頂点)に達すると、その瞬間に毛管力によって溝32の延在方向に伸張される。図6では、図を解りやすくするために着弾位置に液状材料111が集まっているように表示しているが、実際には着弾位置の液状材料111だけが多くなることはなく、溝32の延在方向に沿って均一に濡れ拡がる。したがって、溝32の内面32に着弾せず、基板30の上面31やカバー部材40上に着弾した液状材料111だけが取り残される。したがって、飛行曲がりが発生したノズル25を正確に判定することができる。
In the present embodiment, since the
特に、本実施形態では、シリコン基板に異方性エッチングを施すことにより溝32を形成しているため、略原子レベルで溝32の内面32aが平滑化され、円滑に液状材料が濡れ拡がるため、測定精度の向上に一層寄与できる。また、全面親液性の測定用治具3であれば、洗浄することにより液状材料111を除去することで再利用が可能であり、コスト削減及び環境保護に寄与できる。例えば、UV洗浄やプラズマ洗浄を施すことにより、親液性も維持可能である。
In particular, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、測定用治具3が親液性を有しており、また溝32の開口端の幅Wが、着弾インパクト径D以上の大きさに設定されているため、着弾時の変形で液滴113が溝32内から飛び出してしまい、正確な液滴吐出量の測定に支障を来すことを防止できる。
In this embodiment, the
また、溝32の幅Wおよびカバー部材40から露出された部分の延在方向の長さLを、上述の式(1)および式(2)を満たすように設定することで、吐出した液滴113に飛行曲がりが生じ、溝32の幅W方向および溝32の延在方向の飛行曲がりの許容誤差量α,βを超えた場合に、液滴113が溝32の内部に着弾せず、溝32の外部やカバー部材40上に着弾する。このため、飛行曲がりが発生したノズル25に対応する溝32の液状材料111の伸び量L1が極端に減少するか、または0となる。したがって、飛行曲がりが生じたノズル25を検出することができる。
Further, by setting the width W of the
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について、図1、図2および図4を援用し、図10(A)および図10(B)を用いて説明する。本実施形態の測定用治具3Aは、溝32Aが延長されて複数のカバー部材40が基板30A上に間隔をあけて並行して固定されている点で上述の第一実施形態で説明した測定治具3と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A and 10B with reference to FIGS. The
図10に示すように、測定用治具3Aは、基板30Aの上面31Aに溝32Aが基板30Aの長さ方向の一端311A側から他端312A側まで延長されると共に、基板の幅方向の一端313A側から他端314A側まで各ノズル25に対応した間隔で複数形成されている。
また、基板30Aの上面31Aには、溝32Aの延在方向と略直交する方向に延設された複数のカバー部材40が、接着剤を介して固定されている。カバー部材40の間には間隙が形成され、第一実施形態と同様に、溝32Aの一部が延在方向に長さLだけ露出されている。また、溝32Aの幅Wは第一実施形態と同様に形成されている。
As shown in FIG. 10, the
A plurality of
本実施形態の液滴吐出量測定方法を実施する際には、まず、基板30A上に上述のように複数のカバー部材40を固定した後、治具用ステージ51上に測定用治具3Aを載置し、第一実施形態と同様の手順により、各ノズル25が、基板30Aの一端311A側のカバー部材40と、それに隣接するカバー部材40との間から露出された各溝32Aの上空に位置するようにする。
When carrying out the droplet discharge amount measuring method of the present embodiment, first, after fixing the plurality of
そして、第一実施形態と同様に、各ノズル25からカバー部材40の間に露出された溝32Aへ液状材料111の液滴113を繰り返し吐出して着弾させる。これにより、溝32Aの露出された部分に液滴113として着弾した液状材料111が、溝32Aに沿って、溝32Aの露出された部分からカバー部材40に覆われた両方向に均等に伸張するように濡れ拡がり、溝32A内に充填されていく(液材伸張工程)。
Similarly to the first embodiment, the
次に、治具用ステージ51およびキャリッジ移動機構104を作動させ、液滴吐出ヘッド2を基板30Aの長さ方向の他端312A側に移動させ、各ノズル25が、隣接する次のカバー部材40との間から露出された各溝32Aの上空に位置するようにする。
このとき、ノズル25はカバー部材40の上空を横切るように通過するが、本実施形態では、ノズル25がカバー部材40の上空を通過する際に、ノズル25から液滴113を間歇的に吐出させながら液滴吐出ヘッド2を移動させる。カバー部材40の上空で吐出された液滴113はカバー部材40上に着弾する。
Next, the
At this time, the
各ノズル25が、隣接する次のカバー部材40との間から露出された各溝32Aの上空に達したら、同様に、各ノズル25からカバー部材40の間に露出された溝32Aへ液状材料111の液滴113を繰り返し吐出して着弾させる。
以上の手順を繰り返して基板30Aの長さ方向の一端311A側から他端312A側まで、各カバー部材40の間に露出された溝32Aに順次液滴113を吐出して着弾させ、溝32Aに沿って伸張させる。
When each
By repeating the above procedure,
本実施形態では、上述のように、基板30Aが第一実施形態よりも大きく形成され、溝32Aが延在方向(基板30Aの長さ方向)に延長されて複数の箇所で液滴113を受けて液状材料111を受容可能に形成されている。したがって、カバー部材40の寸法を調整し、溝32Aのカバー部材40に覆われている部分を広げたり狭めたりすることで、伸び量L1の異なる様々な液状材料111に対応することができる。また、溝32Aの容積が増加するので、予め溝32Aに溶媒を受容させた状態にしておくことができ、液状材料111の乾燥を防止することが可能となる。また、溝32Aとカバー部材40との位置ずれに対する許容誤差を拡大させ、溝32Aとカバー部材40との位置合わせを容易にすることができる。さらに、基板30A全体を有効に利用し、測定用治具3Aを小型化することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、最初の溝32Aの露出部分に液滴113を吐出させた後、次の溝32Aの露出部分まで液滴吐出ヘッド2を移動させる際に、ノズル25から間歇的に液滴113を吐出させながら移動させている。したがって、ノズル25から液滴113を吐出させないで移動させる場合と比較して、間歇の周期を短縮させ、ノズル25に吐出不良が発生することを防止できる。したがって、より実際の描画時に近いノズル25の液滴吐出量を測定することができる。
Further, after the
また、液滴吐出ヘッド2が移動中に吐出した液滴113をカバー部材40によって受けて、測定を必要としない移動中に吐出された液滴113が溝32Aに着弾することを防止することができる。したがって、溝32Aの露出された部分に着弾した液状材料111の伸び量L1を正確に測定することができる。
Further, the
以上説明したように、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、伸び量L1の異なる様々な液状材料111に対応することができる。また、より実際の描画時に近いノズル25の液滴吐出量を測定することができる。
As described above, according to the present embodiment, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also various
<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態について、図1、図2および図4を援用し、図11(A)および図11(B)を用いて説明する。本実施形態の測定用治具3Bは、溝32Bが基板30Bの一端311Bから他端312Bまで延長され、複数の開口部41Bを有する板状のカバー部材40Bが、基板30Bの全体を覆うように基板30Bに固定されている点で上述の第二実施形態で説明した測定用治具3Aと異なっている。その他の点は第二実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11A and 11B with reference to FIGS. In the
図11(A)および図11(B)に示すように、測定用治具3Bは、カバー部材40Bが、例えば、ステンレス鋼等の板材により形成され、液滴113が着弾する溝32Bの一部に対応して開口部41Bが設けられている。ここで、本実施形態では、開口部41Bは液滴吐出ヘッド2による描画パターンに対応するパターン形状に形成されている。具体的には、例えば、実際の描画パターンから、液状材料111の伸び量L1を考慮に入れた測定用描画パターンを生成し、その測定用描画パターンに対する液滴113の吐出位置に対応して開口部41Bが形成されている。
As shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B), the measuring
また、開口部41Bの溝32Bの延在方向の長さLは、第一実施形態および第二実施形態における溝32,32Aの露出された部分の長さLと同様に形成されている。溝32Bの幅Wも第一実施形態および第二実施形態における溝32,32Aの幅Wと同様に形成されている。
また、溝32Bは、基板30Bの長さ方向の一端311Bから他端312Bまで連続して形成され、幅方向の一端313B側から他端314B側まで各ノズル25に対応した間隔で複数並行して設けられている。
The length L of the
The
また、カバー部材40Bには、図11(B)に示すように、基板30Bの上面31B側を収容する凹部42B(基板位置合わせ手段)が形成されている。凹部42Bの内側面43Bは、基板30Bの外形に沿って形成され、凹部42Bの幅W2および長さL2は基板30Bの幅W3および長さL3と等しいかやや大きくなるように形成されている。
また、カバー部材40Bの上面44Bには、アライメントマーク45B(液滴吐出ヘッド位置合わせ手段)が形成されている。
Further, as shown in FIG. 11B, the
An
本実施形態の液滴吐出量測定方法を実施する際には、まず、基板30Bに溝32Bを覆うカバー部材40Bを装着する(溝被覆工程)。この際、カバー部材40Bの凹部42Bの内側面43Bに基板30Bの側面を沿わせるようにして、基板30Bをカバー部材40Bの凹部42Bに収容する。
次に、治具用ステージ51上に測定用治具3Bを載置し、第一実施形態と同様の手順により、ノズル25が基板30Bの開口部41Bの上空に位置するようにする。このとき、カバー部材40Bと液滴吐出ヘッド2との位置合わせは、カバー部材40Bの上面44Bのアライメントマーク45Bにより行うことができる。
When carrying out the droplet discharge amount measuring method of the present embodiment, first, a
Next, the
そして、第一実施形態と同様に、ノズル25からカバー部材40Bの開口部41Bに露出された溝32Bへ液状材料111の液滴113を繰り返し吐出して着弾させる。これにより、溝32Bの露出された部分に液滴113として着弾した液状材料111が、溝32Bに沿って、溝32Bの露出された部分からカバー部材40Bに覆われた両方向に均等に伸張するように濡れ拡がり、溝32B内に充填されていく(液材伸張工程)。
Then, similarly to the first embodiment, the
次に、治具用ステージ51およびキャリッジ移動機構104を作動させ、液滴吐出ヘッド2を測定用描画パターンに沿って移動させ、ノズル25が次の開口部41Bから露出された溝32Bの上空に位置するようにする。
ここで、第二実施形態と同様に、ノズル25がカバー部材40Bの上空を通過する際に、ノズル25から液滴113を間歇的に吐出させながら液滴吐出ヘッド2を移動させる。
Next, the
Here, as in the second embodiment, when the
ノズル25が、次の開口部41Bから露出された溝32Bの上空に達したら、同様に、ノズル25から開口部41Bに露出された溝32Bへ液状材料111の液滴113を繰り返し吐出して着弾させる。
以上の手順を繰り返して開口部41Bに露出された溝32Bに順次液滴113を吐出して着弾させ、液状材料111を溝32Bに沿って伸張させる。
When the
By repeating the above procedure, the
全ての開口部41Bに液滴113を着弾させ、液状材料111を溝32Bに沿って十分に伸張させた後、カバー部材40Bを取り外す。そして、第一実施形態と同様に、溝32Bに沿って伸張した液状材料111の伸び量L1を計測し(計測工程)、ノズル25から吐出された液滴113の1滴当たりの体積及び重量を算出する。
After the
本実施形態では、上述のように、凹部42Bの幅W2および長さL2は基板30Bの幅W2および長さL3と等しいかやや大きくなるように形成されると共に、基板30Bの外形に沿って形成されている。したがって、基板30Bをカバー部材40Bの凹部42Bに収容することで、基板30Bとカバー部材40Bとを正確に位置合わせし、カバー部材40Bの開口部41Bを基板30Bの溝32Bに対して精密に位置合わせすることができる。
In the present embodiment, as described above, the width W2 and the length L2 of the
また、溝32Bが形成された基板30Bにカバー部材40Bを位置合わせして取り付けるだけで、液滴113が着弾する溝32Bの一部を露出させた状態で溝32Bを覆うことができる。したがって、第一実施形態のように、帯状のカバー部材40を基板30に固定してカバー部材40の端部に溝32の一部を露出させる場合と比較して、露出される溝32Bの長さLや配置等を精密に形成することができる。
また、カバー部材40Bと液滴吐出ヘッド2との位置合わせは、カバー部材40Bの上面44Bのアライメントマーク45Bにより行うことで、カバー部材40と液滴吐出ヘッド2とを精密に位置合わせすることができる。
Further, the
Further, the
また、カバー部材40Bの開口部41Bは描画パターンに対応して形成されているので、実際に描画パターンを描く場合と同様に液滴吐出ヘッド2を移動させて、ノズル25から開口部41Bに露出された溝32Bの一部に液滴113を吐出し、実際の描画状態と略等しい状態でのノズル25の液滴113の吐出量を測定することができる。
Further, since the
また、計測工程において、液状材料111の伸び量L1の計測前に、基板30Bからカバー部材40Bを取り外すことで、溝32Bのカバー部材40Bによって覆われた部分に濡れ拡がった液状材料111の伸び量L1を、カバー部材40Bの影響を受けることなく計測することができる。したがって、カバー部材40Bが、光を透過しない場合であっても液状材料111の伸び量L1を正確に測定することができる。
Further, in the measurement step, the elongation amount of the
以上説明したように、本実施形態によれば、第一、第二実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、カバー部材40Bの開口部41Bを基板30Bの溝32Bに対して精密に位置合わせすることができ、カバー部材40と液滴吐出ヘッド2とを精密に位置合わせすることができ、カバー部材40Bが光を透過しない場合であっても液状材料111の伸び量L1を正確に測定することができる。
As described above, according to this embodiment, not only the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, but also the
(液滴吐出量調整方法)
次に、液滴吐出量調整方法の一実施形態について説明する。
描画装置1を用いて電気光学装置を製造するに際し、高品質の製品を得るためには、液滴吐出ヘッド2の全ノズル25の1滴当たりの吐出量をできるだけ均一にすることが重要となる。例えば、液晶表示装置のカラーフィルタ基板や有機EL表示装置のような色要素付き基板の色要素(画素)に、フィルタ膜や発光膜のような色要素膜を形成する場合、色ムラを防止すべく、色要素膜の膜厚を全色要素に渡って均一にするためには、全ノズル25の1滴当たりの吐出量をできるだけ均一にする必要がある。
(Droplet discharge amount adjustment method)
Next, an embodiment of a droplet discharge amount adjustment method will be described.
When manufacturing an electro-optical device using the
そこで、本実施形態では、複数の溝32の各々の伸び量L1の計測値(液滴吐出量)に基づき、制御手段112が調整部として複数のノズル25の各々に対応するビットマップを調整する。
具体的には、ノズル毎の液滴吐出数(ショット数)を調整(増減)することにより、液状材料の塗布量をノズル間で均一化することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
Specifically, the application amount of the liquid material can be made uniform among the nozzles by adjusting (increasing or decreasing) the number of droplets discharged (number of shots) for each nozzle.
例えば、あるノズルの液滴吐出量が他のノズルと比較して10%程度少ない場合には、他のノズルが10滴の液状材料を吐出する箇所に対して11滴の液状材料を吐出する。逆に、あるノズルの液滴吐出量が他のノズルと比較して10%程度多い場合には、他のノズルが10滴の液状材料を吐出する箇所に対して9滴の液状材料を吐出する。
なお、さらに微調整が必要な場合には、図2に示した駆動波形について微小量の液状材料を吐出するための微小ドット波形の駆動波形を設定しておき、この駆動波形を用いることで微小の吐出量調整が可能になる。
このような調整を行うことにより、液滴吐出ヘッド2の全ノズル25の総吐出量を均一化することができ、その結果、描画装置1を用いて形成される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上が図れる。
For example, when the droplet discharge amount of a certain nozzle is about 10% smaller than that of another nozzle, 11 droplets of liquid material are discharged to a location where the other nozzle discharges 10 droplets of liquid material. On the other hand, when the droplet discharge amount of a certain nozzle is about 10% larger than that of the other nozzles, 9 droplets of liquid material are discharged to the location where the other nozzle discharges 10 droplets of liquid material .
If further fine adjustment is required, a drive waveform of a minute dot waveform for discharging a minute amount of liquid material is set for the drive waveform shown in FIG. The discharge amount can be adjusted.
By performing such adjustment, the total discharge amount of all the
(デバイス)
続いて、上記描画装置1を用いて製造されるデバイスとして、カラーフィルタ基板について説明する。
図12に示すように、カラーフィルタ基板(デバイス)CFは、長方形形状のガラス48上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルタ領域105がマトリックス状に形成されたものである。これらのカラーフィルタ領域105は、後でガラス48を切断することで、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。
(device)
Next, a color filter substrate will be described as a device manufactured using the
As shown in FIG. 12, the color filter substrate (device) CF has a plurality of
カラーフィルタ領域105には、RのインクとGのインクおよびBのインクを所定のパターンで形成して配置している。この形成パターンとしては、図に示すように従来公知のストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等がある。特に、液滴吐出ヘッド2を傾けることで画素部の配列ピッチにノズル間隔を対応させる場合、ストライプ型では一度に吐出できるノズルの数が多いため効果的である。
In the
図13は、カラーフィルタ領域105におけるノズル番号と画素との対応関係を示す模式図である。本実施形態では、画素の配列ピッチとノズルピッチとが異なっており、また液状材料の溢れ防止のため画素間には非吐出領域が存在するため、4番、11番、12番のノズルは非吐出である。
例えば、70kHzで吐出可能な吐出周波数を用いる場合には、1回の走査で10ng/回を10回(以上)吐出できる。1画素あたりに90回の吐出を行う場合、各画素には3つのノズルで液滴を吐出するため、3回の走査で画素に液状材料を充填できる。
ここで、上述した液滴吐出量の測定で、例えば9番のノズルの吐出量が少ない(伸び量L1が短い)際には、8番及び10番のノズルからの吐出数を増やしたり、9番のノズルの吐出量が顕著に少ない場合にはこのノズルを使用せずに11番のノズルを用いたりしてもよい。
なお、ノズルピッチ等の理由で使用ノズルの変更が不可の場合には、ヘッドクリーニングを行った後に、上記液滴吐出量の測定を実行するシーケンスを採ることが好ましい。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a correspondence relationship between nozzle numbers and pixels in the
For example, when a discharge frequency capable of discharging at 70 kHz is used, 10 ng / time can be discharged 10 times (or more) by one scan. When discharging 90 times per pixel, droplets are discharged to each pixel by three nozzles, so that the liquid material can be filled into the pixel by three scans.
Here, in the measurement of the droplet discharge amount described above, for example, when the discharge amount of the 9th nozzle is small (the elongation amount L1 is short), the number of discharges from the 8th and 10th nozzles is increased, When the discharge amount of the nozzle No. is remarkably small, the nozzle No. 11 may be used without using this nozzle.
In addition, when it is impossible to change the nozzle to be used for reasons such as the nozzle pitch, it is preferable to take a sequence in which the droplet discharge amount is measured after the head cleaning.
また、図13で示したカラーフィルタ領域105のように、各画素に対して3つのノズルで液滴を吐出する場合には、ノズル毎の液滴吐出量の他に、各画素に吐出する3つのノズルで構成されるノズル群毎の液滴吐出量を測定し、この測定結果に基づいて各ノズルの液滴吐出量を調整することも可能である。
このような場合には、図14に示すように、溝32がノズル群(ここでは3つのノズル)毎に設けられた測定用治具3を用いればよい。
この場合、ノズル群毎に対応する溝32に液滴を吐出し、充填長さを計測することにより、ノズル群毎に液滴吐出量を測定することができる。
そのため、測定された液滴吐出量に基づいて、各ノズルの液滴吐出量を調整することにより、画素間で生じる液滴充填量のばらつきを容易に抑制することが可能になる。
Further, in the case of ejecting droplets with three nozzles for each pixel as in the
In such a case, as shown in FIG. 14, a
In this case, the droplet discharge amount can be measured for each nozzle group by discharging the droplet to the
Therefore, by adjusting the droplet discharge amount of each nozzle based on the measured droplet discharge amount, it is possible to easily suppress variations in the droplet filling amount that occur between pixels.
また、本発明に係る描画装置1は、上述したカラーフィルタ基板CFを有する液晶パネルの製造のみに適用されるものではなく、例えば、電流を通すことによって発光する有機機能層を画素として用いる有機EL装置等、他の電気光学装置の製造にも適用可能である。なお、有機EL装置に本発明を適用した場合には、有機機能層が本発明に係る描画装置によって形成される。
さらに、液晶パネルや有機EL装置以外にも、金属配線や有機薄膜トランジスタ、レジストやマイクロレンズアレイ、バイオ分野にも適用可能である。
The
Furthermore, in addition to a liquid crystal panel and an organic EL device, the present invention can also be applied to metal wiring, organic thin film transistors, resists, microlens arrays, and the bio field.
(電子機器)
図15(A)〜(C)は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、上記のカラーフィルタ基板を有する液晶パネルを表示手段として備えている。
図15(A)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図15(A)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記のカラーフィルタ基板を用いた表示部を示している。
図15(B)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図15(B)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記のカラーフィルタ基板を用いた表示部を示している。
図15(C)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図15(C)において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記のカラーフィルタ基板を用いた表示部を示している。
図15(A)〜(C)に示すそれぞれの電子機器は、上記のカラーフィルタ基板を表示手段として備えているので、表示品質に優れた電子機器を得ることができる。
(Electronics)
15A to 15C show an embodiment of an electronic device of the present invention.
The electronic apparatus of this example includes a liquid crystal panel having the above color filter substrate as a display means.
FIG. 15A is a perspective view illustrating an example of a mobile phone. In FIG. 15A,
FIG. 15B is a perspective view illustrating an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 15B,
FIG. 15C is a perspective view illustrating an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. In FIG. 15C,
Each of the electronic devices illustrated in FIGS. 15A to 15C includes the color filter substrate as a display unit, and thus an electronic device having excellent display quality can be obtained.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
上述の実施形態では、液滴吐出ヘッドの液滴吐出量測定方法を中心に説明したが、上述の液滴吐出量測定方法および液滴吐出量測定用治具を、液滴量測定方法および液滴量測定用治具として、例えば、バイオ、各種校正、粘度測定等、極微量の液体の量を測定する様々な分野に適用できることは言うまでもない。
また、上述の実施形態では、基板位置合わせ手段としてカバー部材に凹部を設ける構成について説明したが、溝の幅を予め調整しておけば、基板の一辺をカバー部材の一辺に突き当てる構成であってもよい。この場合、溝の幅を調整することで、突き当て精度誤差を吸収することができ、アライメントに求められる精度を緩和することができる。例えば、溝の幅は、溝の幅方向の液滴の着弾インパクト径と、溝の幅方向の所定量の許容誤差と、突き当て誤差との和とすることができる。
また、本発明の液滴吐出量調整方法では、上述の実施形態で説明した液滴数の調整によるものだけでなく、駆動波形を調整し、液滴の一滴の吐出量を増減させることで液滴吐出量を調整してもよい。
As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
In the above-described embodiment, the description has focused on the droplet discharge amount measuring method of the droplet discharge head. However, the above-described droplet discharge amount measuring method and the droplet discharge amount measuring jig include the droplet amount measuring method and the liquid discharge amount measuring method. Needless to say, the drop amount measuring jig can be applied to various fields for measuring the amount of a very small amount of liquid, such as biotechnology, various calibrations, and viscosity measurement.
In the above-described embodiment, the configuration in which the cover member is provided with the concave portion as the substrate alignment means has been described. However, if the width of the groove is adjusted in advance, one side of the substrate abuts against one side of the cover member. May be. In this case, by adjusting the width of the groove, the abutting accuracy error can be absorbed, and the accuracy required for the alignment can be relaxed. For example, the groove width can be the sum of the impact impact diameter of a droplet in the groove width direction, a predetermined amount of allowable error in the groove width direction, and an abutment error.
In the droplet discharge amount adjusting method of the present invention, not only by adjusting the number of droplets described in the above embodiment, but also by adjusting the drive waveform and increasing / decreasing the discharge amount of one droplet. The droplet discharge amount may be adjusted.
1 描画装置、2 液滴吐出ヘッド、3,3A,3B 測定用治具、10A ワーク、25 ノズル、3,30A,30B 基板、32,32A,32B,32E 溝、40,40B カバー部材、41B 開口部、42B 凹部(位置合わせ手段)、45B アライメントマーク(位置合わせ手段)、50 液滴吐出量測定装置、53 計測カメラ(計測部)、111 液状材料、112 制御手段(推定部、調整部)、113 液滴、311A,311B 一端、312A,312B 他端、313A,313B 一端、314A,314B 他端、1000 携帯電話本体(電子機器)、1001 表示部(電気光学装置)、1100 時計本体(電子機器)、1101 表示部(電気光学装置)、1200 情報処理装置(電子機器)、1206 表示部(電気光学装置)、α,β 許容誤差量、CF カラーフィルタ基板(デバイス)、D 着弾インパクト径(最大径)、L 長さ、L1 伸び量(長さ)、L3 長さ(一方向)、W 幅、W3 幅(一方向に直交する方向)
DESCRIPTION OF
Claims (20)
液滴を貯留可能な溝に、該溝を覆うカバー部材を、少なくとも一の前記液滴を滴下可能に前記溝の一部を露出させた状態で装着する溝被覆工程と、
前記溝の一部へ前記液滴を滴下させ、前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に前記液滴を濡れ拡がらせる液滴伸張工程と、
前記溝に濡れ拡がった前記液滴の長さを計測する計測工程と、を有し、
前記液滴の前記長さの計測値に基づいて、前記液滴の量を推定することを特徴とする液滴量測定方法。 A droplet amount measuring method for measuring a droplet amount,
A groove covering step of mounting a cover member covering the groove on the groove capable of storing the droplet in a state where a part of the groove is exposed so that at least one droplet can be dropped; and
A droplet stretching step for dripping the droplet onto a part of the groove, and spreading the droplet onto a portion of the groove covered with the cover member;
Measuring the length of the droplet wetted and spread in the groove,
A droplet amount measuring method, wherein the droplet amount is estimated based on a measured value of the length of the droplet.
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な溝に、該溝を覆うカバー部材を、少なくとも一の前記液滴が着弾可能に前記溝の一部を露出させた状態で装着する溝被覆工程と、
前記ノズルから前記溝の一部へ前記液滴を吐出して着弾させ、前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に前記液状材料を濡れ拡がらせる液材伸張工程と、
前記溝に濡れ拡がった前記液状材料の長さを計測する計測工程と、を有し、
前記液状材料の前記長さの計測値に基づいて、前記ノズルの液滴吐出量を推定することを特徴とする液滴吐出量測定方法。 A droplet discharge amount measuring method for measuring a droplet discharge amount of a droplet discharge head for discharging a liquid material as droplets from a plurality of nozzles,
A groove in which a liquid material discharged from the droplet discharge head can be stored, and a cover member covering the groove is mounted in a state where at least one of the grooves is exposed so that the droplet can land A coating process;
A liquid material extending step of discharging the liquid droplets from the nozzle to a part of the groove to land, and spreading the liquid material on a portion of the groove covered with the cover member;
Measuring the length of the liquid material wet spread in the groove, and
A droplet discharge amount measuring method, wherein the droplet discharge amount of the nozzle is estimated based on a measured value of the length of the liquid material.
請求項2から4のいずれかに記載の液滴吐出量測定方法で測定された前記ノズルの液滴吐出量に基づいて、前記ノズル毎に前記液滴の吐出滴数または駆動波形を調整することを特徴とする液滴吐出量調整方法。 A droplet discharge amount adjusting method for adjusting a droplet discharge amount of a droplet discharge head for discharging a liquid material as droplets from a plurality of nozzles,
5. Adjusting the number of droplets discharged or the drive waveform for each nozzle based on the droplet discharge amount of the nozzle measured by the droplet discharge amount measuring method according to claim 2. A method for adjusting a droplet discharge amount.
前記溝が形成された基板と、前記液滴が滴下される前記溝の一部を露出させた状態で前記溝を覆うカバー部材と、を備え、
前記溝は、幅方向の中央部から両側に向かうに従って漸次上方へ向かう断面形状を有し、
前記溝の一部へ前記液滴を滴下させ、前記液滴を前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がらせ、その濡れ拡がった長さを計測し、該計測値に基づいて、前記液滴の量を推定する液滴量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする液滴量測定用治具。 A droplet amount measuring jig in which a groove capable of storing droplets is formed,
A substrate on which the groove is formed, and a cover member that covers the groove in a state where a part of the groove where the droplet is dropped is exposed,
The groove has a cross-sectional shape gradually going upward as it goes to both sides from the center in the width direction,
The droplet is dropped onto a part of the groove, the droplet is wet spread on the portion of the groove covered with the cover member, the length of the wet spread is measured, and based on the measured value A jig for measuring the amount of droplets, which can be used in the implementation of a method for measuring the amount of droplets for estimating the amount of droplets.
前記溝が形成された基板と、前記液滴が着弾する前記溝の一部を露出させた状態で前記溝を覆うカバー部材と、を備え、
前記溝は、幅方向の中央部から両側に向かうに従って漸次上方へ向かう断面形状を有し、
前記ノズルから前記溝の一部へ前記液滴を吐出して着弾させ、前記液状材料を前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がらせ、その濡れ拡がった長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A droplet discharge amount measurement jig in which a groove capable of storing a liquid material discharged as droplets from a plurality of nozzles of a droplet discharge head is formed,
A substrate on which the groove is formed, and a cover member that covers the groove in a state where a part of the groove on which the droplets land is exposed,
The groove has a cross-sectional shape gradually going upward as it goes to both sides from the center in the width direction,
The droplets are ejected and landed on a part of the groove from the nozzle, the liquid material is wet spread on the portion covered with the cover member of the groove, and the wet spread length is measured, A droplet discharge amount measuring jig that can be used to implement a droplet discharge amount measuring method for estimating a droplet discharge amount of the nozzle based on the measured value.
前記溝の幅は、前記液滴が当該溝に着弾した際の前記幅方向の最大径と、前記幅方向の所定の許容誤差量との合計に略等しく、
前記カバー部材から露出された前記溝の一部の前記溝の延在方向の長さが、前記液滴が当該溝に着弾した際の前記延在方向の最大径と、前記延在方向の所定の許容誤差量との合計に略等しいことを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to claim 10,
The width of the groove is substantially equal to the sum of the maximum diameter in the width direction when the droplet landed on the groove and a predetermined allowable error amount in the width direction,
The length of the groove in the extending direction of a part of the groove exposed from the cover member is a maximum diameter in the extending direction when the liquid droplets land on the groove, and a predetermined length in the extending direction. A droplet discharge amount measuring jig characterized by being substantially equal to the total allowable error amount.
前記溝は、前記基板の一方向の一端側から他端側まで延設されると共に、前記基板の前記一方向に直交する方向の一端側から他端側まで前記各ノズルに対応した間隔で複数形成されていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A droplet discharge amount measuring jig according to claim 10 or 11,
The groove extends from one end side to the other end side in one direction of the substrate, and a plurality of grooves are provided at intervals corresponding to the nozzles from one end side to the other end side in a direction orthogonal to the one direction of the substrate. A jig for measuring a droplet discharge amount, which is formed.
前記カバー部材は、帯状の可撓性を有する材料により形成され、接着剤を介して前記基板に固着されていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to any one of claims 10 to 12,
The droplet discharge amount measuring jig, wherein the cover member is formed of a belt-like flexible material and is fixed to the substrate via an adhesive.
前記カバー部材は板材により形成され、前記液滴が着弾する前記溝の一部に対応して開口部が設けられていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to any one of claims 10 to 12,
The droplet discharge amount measuring jig, wherein the cover member is formed of a plate material and has an opening corresponding to a part of the groove on which the droplets land.
前記開口部は、前記液滴吐出ヘッドによる描画パターンに対応するパターン形状に形成されていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A droplet discharge amount measuring jig according to claim 14,
The jig for measuring a droplet discharge amount, wherein the opening is formed in a pattern shape corresponding to a drawing pattern by the droplet discharge head.
前記カバー部材には、基板位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to any one of claims 10 to 15,
A substrate for measuring a droplet discharge amount, wherein the cover member is provided with a substrate alignment means.
前記カバー部材には、液滴吐出ヘッド位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to any one of claims 10 to 16,
A droplet discharge amount measuring jig, wherein the cover member is provided with a droplet discharge head alignment means.
前記カバー部材は、光透過性を有する材料により形成されていることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。 A jig for measuring a droplet discharge amount according to any one of claims 10 to 17,
The cover member is made of a light-transmitting material, and a droplet discharge amount measuring jig.
請求項10ないし請求項18のいずれかに記載の液滴吐出量測定用治具と、
前記ノズルから前記液滴として吐出され、前記カバー部材から露出した前記溝の一部に着弾して前記溝の前記カバー部材に覆われた部分に濡れ拡がった前記液状材料の長さを計測する計測部と、
露出された前記溝の一部への液滴の吐出及び濡れ拡がった前記液状材料の長さの計測を複数回繰り返した結果に基づいて、前記ノズルの液滴吐出量を推定する推定部と、を有することを特徴とする液滴吐出量測定装置。 A droplet discharge amount measuring device that measures a droplet discharge amount of a droplet discharge head that discharges liquid material as droplets from a plurality of nozzles,
A droplet discharge amount measuring jig according to any one of claims 10 to 18,
Measurement that measures the length of the liquid material discharged from the nozzle as the droplets, landing on a part of the groove exposed from the cover member, and wetted and spread on a part of the groove covered by the cover member And
An estimation unit that estimates the droplet discharge amount of the nozzle based on the result of repeating the measurement of the length of the liquid material that has been discharged and wetted and spread to a part of the exposed groove a plurality of times; A droplet discharge amount measuring apparatus characterized by comprising:
請求項19記載の液滴吐出量測定装置と、前記推定部の推定結果に基づいて前記ノズル毎に前記液滴の吐出量を調整する調整部とを有することを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus that performs drawing by relatively moving a droplet discharge head that discharges liquid material as droplets from a plurality of nozzles, and discharging the droplets from the nozzles to land on the workpiece. And
20. A drawing apparatus comprising: the droplet discharge amount measuring device according to claim 19; and an adjustment unit that adjusts the droplet discharge amount for each nozzle based on an estimation result of the estimation unit.
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