JP2010188263A - 液滴塗布方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各ノズルから吐出されて基板に着弾する液滴の着弾結果に基づいて、各ノズルの吐出量を正確に検査すること。
【解決手段】 液滴塗布方法において、各ノズルＮから吐出されて基板Ｋに着弾した各液滴Ｌの画像を取得する撮像工程と、撮像工程で取得した各液滴Ｌの画像を正常パターンと比較し、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像とし、マッチング率が閾値に達した画像を正常画像として選択する画像処理工程と、画像処理工程で正常画像を呈した液滴Ｌを吐出したノズルＮについて、当該ノズルＮから吐出された液滴Ｌの着弾面積を求め、当該着断面積に基づいて当該ノズルＮから吐出される液滴Ｌの吐出量を制御する制御工程とを有するもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は液滴塗布方法及び装置に関する。

インク等の液滴塗布装置として、特許文献１に記載の如く、基板に対して塗布液を液滴として吐出させて塗布する複数のノズルを備えた塗布ヘッドを有してなるものがある。塗布ヘッドは、各ノズルに対応する圧電素子を備え、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて各ノズルから塗布液を吐出する。このとき、配向膜やカラーフィルタ等の薄膜の形成に用いられる塗布ヘッドでは、均一な厚さの膜を形成するために、各ノズルからの塗布液の吐出量が均一に調整されていることが求められる。ところが、各ノズルの個体差、各圧電素子の個体差等により、各圧電素子に同一の駆動電圧を印加しても、各ノズルからの塗布液の吐出量は必ずしも同一にならない。

そこで、従来技術では、各ノズルからの塗布液の吐出量を検出し、この検出結果に基づいて各圧電素子の印加電圧を調整することにより、各ノズルからの塗布液の吐出量が互いに同一になるように調整している。

特開2004-136582号公報

従来技術では、各ノズルからの塗布液の吐出量を、各ノズルから吐出されて検査用基板に着弾した液滴の着弾面積（投影面積）から測定している。

しかしながら、各ノズルから吐出される液滴の着弾面積と吐出量は、液滴の着弾形状が真円パターンの如くの正常パターンであるときにだけ、比例関係にある。

従って、各ノズルから吐出されて検査用基板に着弾した液滴の着弾形状が正常パターンであるか異常パターンであるかを判別せずに、その着弾面積から吐出量を測定している従来技術では、各ノズルの液滴吐出量を正確に求めることができない。

本発明の課題は、各ノズルから吐出されて基板に着弾する液滴の着弾結果に基づいて、各ノズルの吐出量を正確に求めることにある。

請求項１の発明は、塗布ヘッドに設けた複数のノズルから塗布液を液滴として吐出させて基板に塗布する液滴塗布方法において、各ノズルから吐出されて基板に着弾した各液滴の画像を取得する撮像工程と、撮像工程で取得した各液滴の画像を正常パターンと比較し、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像とし、マッチング率が閾値に達した画像を正常画像として選択する画像処理工程と、画像処理工程で正常画像を呈した液滴を吐出したノズルについて、当該ノズルから吐出された液滴の着弾面積を求め、当該着断面積に基づいて当該ノズルから吐出される液滴の吐出量を制御する制御工程とを有するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記制御工程では、各ノズルから吐出される液滴の着弾面積を互いに同一にするように制御するようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記制御工程では、各ノズルの圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルから基板に吐出された液滴の実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルが単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表す各ノズルの電圧係数を求め、各ノズルの狙いの着弾面積と実際の着弾面積の差の値に、各ノズルの電圧係数を乗じて各ノズルの圧電素子に印加すべき電圧を調整するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記画像処理工程で、異常画像を呈した液滴を吐出したノズルについては、当該ノズルから液滴を再吐出し、当該ノズルから再吐出された液滴についての前記撮像工程、前記画像処理工程を行ない、当該ノズルから再吐出された液滴の画像が正常画像であるか異常画像であるかを再度判別する再検査工程を有するようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記再検査工程を予め設定された回数だけ行なっても、当該ノズルから再吐出された液滴について正常画像が得られないとき、当該ノズルを不良ノズルと判定するようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記画像処理工程では、各ノズルから吐出される各液滴の画像の正常パターンを、真円パターンとするようにしたものである。

請求項７の発明は、塗布ヘッドに設けた複数のノズルから塗布液を液滴として吐出させて基板に塗布する液滴塗布装置において、各ノズルから吐出されて基板に着弾した各液滴の画像を取得する撮像部と、この撮像部で取得した各液滴の画像を正常パターンと比較し、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像とし、マッチング率が閾値に達した画像を正常画像として選択する画像処理部と、各ノズルから吐出される液滴の吐出量の制御、及び前記撮像部並びに前記画像処理装置の制御を行なう制御部と、を有し、前記制御部は、画像処理部で正常画像を呈した液滴を吐出したノズルについて、当該ノズルから吐出された液滴の着弾面積を求め、当該着断面積に基づいて当該ノズルから吐出される液滴の吐出量を制御するようにしたものである。

請求項８の発明は、請求項７の発明において更に、前記制御部は、各ノズルから吐出される液滴の着弾面積を互いに同一にするように制御するようにしたものである。

請求項９の発明は、請求項７又は８の発明において更に、前記制御部は、各ノズルの圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルから基板に吐出された液滴の実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルが単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表す各ノズルの電圧係数を求め、各ノズルの狙いの着弾面積と実際の着弾面積の差の値に、各ノズルの電圧係数を乗じて各ノズルの圧電素子に印加すべき電圧を調整するようにしたものである。

請求項１０の発明は、請求項７〜９のいずれかの発明において更に、前記制御部は、前記画像処理部で異常画像を呈した液滴を吐出したノズルについては、当該ノズルから液滴を再吐出させ、当該ノズルから再吐出された液滴についての前記撮像部による撮像、前記画像処理部による正常パターンとの比較判別を行ない、当該ノズルから再吐出された液滴の画像が正常画像であるか異常画像であるかを再度判別するようにしたものである。

請求項１１の発明は、請求項１０の発明において更に、前記制御部は、前記再吐出によって得られた液滴の画像の判別を予め設定された回数だけ行なっても、正常画像が得られないとき、当該ノズルを不良ノズルと判定するようにしたものである。

請求項１２の発明は、請求項７〜１１のいずれかの発明において更に、前記画像処理部では、各ノズルから吐出される各液滴の画像の正常パターンを、真円パターンとするようにしたものである。

本発明によれば、各ノズルからの液滴吐出量の検査に際し、各ノズルから吐出されて基板に着弾した液滴の画像が、正常パターンとのマッチング率が閾値に達する正常画像であるか否かを判別し、正常画像の場合のみ、その液滴の吐出量の検査を行なう。正常画像の液滴の着弾面積は、吐出量と正しく比例関係をなすことから、これによって求められた着弾面積は正確なものとなる。よって、ノズルから液滴の吐出量を精度良く調整することが可能となり、当該ノズルを用いて液滴を塗布した基板の品質の向上を図ることができる。

図１は液滴塗布装置を示す模式図である。 図２は各ノズルの液滴吐出量の検査の一例を示す模式図である。 図３は液滴の正常パターンを示す模式図である。 図４は液滴の正常画像を示す模式図である。 図５は液滴のミスディレクションによる異常画像を示す模式図である。 図６は液滴の接触角不良による異常画像を示す模式図である。 図７は液滴のゴミ付着による異常画像を示す模式図である。 図８は液滴のサテライトによる異常画像を示す模式図である。 図９は液滴の無吐出による異常画像を示す模式図である。 図１０は各ノズルの液滴吐出量の検査の他の例を示す模式図である。

液滴塗布装置１は、図１に示す如く、塗布対象物である基板Ｋ（検査用基板でも可）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塗布液を液滴Ｌとして吐出する複数の塗布ヘッド５と、基板Ｋ上の液滴Ｌを撮像してその画像を取得する撮像部６と、その撮像部６により撮像された液滴Ｌの画像を処理する画像処理部７と、撮像部６により撮像された液滴Ｌ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及び画像処理部７等を制御する制御部９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。尚、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良い。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。尚、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。尚、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、インク等の塗布液を収容する液体タンク（図示せず）から供給される塗布液を複数のノズルＮ（例えば、Ｎ１〜Ｎ５）からそれぞれ液滴Ｌ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Ｌを吐出する複数のノズル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。各ノズルＮは、所定のピッチ（間隔）で直線一列状に並べて吐出面に形成されている。例えば、ノズルＮの数は数十個から数百個程度であり、ノズルＮの直径は数μmから数十μm程度であり、更に、ノズル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ノズルＮから液滴（インク滴）Ｌを吐出する。ここで、塗布液は揮発性を有している。この塗布液は、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、塗布液であるインクは、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。

更に、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なう。尚、Ｙ軸方向に相対移動する基板Ｋに対して塗布を行なう場合には、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Ｌの塗布ピッチを調整することができる。また、液滴Ｌ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９に示すように、基板Ｋ上に着弾した各液滴Ｌを撮像してその画像を取得する撮像カメラであり、各液滴Ｌの画像を検出する検出部として機能する。この撮像部６は画像処理部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Ｌの画像を画像処理部７に送信する。尚、撮像部６としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いる。

画像処理部７は、撮像部６から送信された各液滴Ｌの画像の濃淡値を２値化し、その着弾形状を認識する。画像処理部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Ｌ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は電気的に画像処理部７に接続されている。尚、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。

しかるに、液滴塗布装置１の制御部９は、本発明の制御装置として機能し、各ノズルＮや圧電素子の個体差に起因する各ノズルＮからの塗布液の吐出量を正しく検査し、各ノズルＮからの塗布液の吐出量を正しく調整し、各ノズルＮからの塗布液の吐出量を互いに均一にするように制御するため、以下の如くに動作する。

(1)撮像工程
図２に示す如く、塗布ヘッド５の各ノズルＮ１〜Ｎ５から吐出されて基板Ｋに着弾した各液滴Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）の画像（基板Ｋ面に直交する方向である真上からの画像）を撮像部６により取得する。本実施例では、基板Ｋに唯一列の液滴Ｌ１〜Ｌ５を着弾させる。

(2)画像処理工程
画像処理部７において、上述(1)の撮像工程で撮像部６により取得された各液滴Ｌの画像を２値化し、その着弾形状を認識する。画像処理部７は、各液滴Ｌの２値化した画像（着弾形状）を、正常パターン（外形形状が真円であるパターン）と比較し、各液滴Ｌの２値化画像の中から正常パターンと一致する外形形状を有する画像を判別し、選択する。即ち、画像処理装置７には、正常パターンとのマッチング率に対する閾値が予め設定されている。そして、正常パターンとの比較の結果、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像と判定し、マッチング率が閾値以上となった画像を正常画像と判定し、正常画像を選択する。尚、ここでは、外形形状の判定のみ行なえば良く、大きさを判定する必要はない。

各ノズルＮから吐出される各液滴Ｌの画像の正常パターンは、各ノズルＮの例えば出口に異物の付着等がない正常な吐出動作により得られるはずの液滴Ｌの２値化画像であり、通常２値化画像の外縁が真円をなす図３に示す如くの真円パターンである。ここで、真円とは、液滴の画像の重心を中心とする全ての方向における半径ａ〜ｈが同一距離ｒをなす完全な真円のみを指すのではなく、これらの値が予め定めた許容範囲内に含まれる円形を含むものとする。例えば、液滴の画像の重心を中心として等角度間隔（45°間隔等）で放射状に伸ばした直線（８つの直線）が液滴の画像の外縁と交差する位置までの距離ａｘ〜ｈｘをそれぞれ求め、求めたそれぞれの値（８つの値）について最大値と最小値との差が許容範囲内であれば真円であるとする。許容範囲は、例えば、８つの値の平均値の10％以内とする。

従って、各距離ａｘ〜ｈｘの最大値と最小値との差が上述の許容範囲内にある、図４に示す液滴Ｌの画像は、真円パターンとのマッチング率が閾値以上の正常画像と判定する。

他方、図５に示すミスディレクションに起因する液滴Ｌの画像、図６に示す基板の表面の接触角の局部的異常に起因する液滴Ｌの画像、図７に示すゴミ付着に起因する液滴Ｌの画像は、それぞれ、各距離ａｘ〜ｈｘの最大値と最小値との差が上述の許容範囲を超え、真円パターンとのマッチング率が閾値に達しない異常画像と判定する。

また、図８に示す如くに大粒の液滴の周辺に小粒の液滴が散らばるサテライト状の液滴Ｌ、又は図９に示す如くに無画像となる液満Ｌ、つまり、不吐出の画像も、異常画像と判定する。即ち、図８のサテライト状の液滴Ｌの場合、撮像画像中に液滴画像の候補となる画像が複数存在するので、正常パターンとのマッチング率を比較する液滴Ｌの画像が特定できず、異常画像と判定する。図９の不吐出の画像の場合は、撮像画像中に液滴画像を認識することができず、異常画像と判定する。

(3)制御工程
制御部９は、画像処理部７が上述(2)の画像処理工程で正常画像と判定した液滴Ｌを吐出したノズルＮ（例えばＮ１〜Ｎ４）について、当該ノズルＮから吐出された液滴Ｌの当該正常画像に基づく着弾面積（投影面積）を求め、当該着断面積に基づく当該液滴Ｌの吐出量を求め、当該ノズルＮの液滴吐出量を制御する。着弾面積は、画像処理部７による２値化画像中において液滴Ｌの画像に対応する画素数に画素の単位面積を乗ずることによって算出される。液滴Ｌの吐出量は、液滴Ｌの着弾面積と吐出量との関係式から算出される。例えば、液滴Ｌの着弾面積と吐出量とは比例関係にある。その関係式は制御部９が備える記憶部に、予め実験等によって求められて格納されている。

制御部９は、各ノズルＮから吐出される液滴Ｌの着弾面積、ひいては吐出量が同一、換言すれば所定の目標範囲内に入るように制御する。制御部９は、各ノズルＮの吐出量が所定の目標範囲内にあるか判断する。制御部９は、吐出量が目標範囲内にないノズルＮについては、当該ノズルＮの圧電素子に印加すべき電圧を以下の如くに調整し、当該ノズルＮの吐出量を目標範囲内に納めるように制御する。

即ち、制御部９には、塗布ヘッド５の各ノズルＮ１〜Ｎ５の圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルＮ１〜Ｎ５から基板Ｋに吐出された液滴Ｌの実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルＮ１〜Ｎ５が単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表す各ノズルＮ１〜Ｎ５の電圧係数が予め求められ、記憶されている。そして、各ノズルＮから吐出される液滴Ｌの吐出量を上述の所定の目標範囲に納めようとするときに、その目標吐出量に対応することとなる狙いの着弾面積が作業者によって入力されて設定されるので、制御部９は各ノズルＮの狙いの着弾面積と実際の着弾面積の差の値に、各ノズルＮの電圧係数を乗じて各ノズルＮの圧電素子に印加すべき電圧を調整する。この例においては、制御部９は、正常画像と判定された液滴Ｌを吐出したノズルＮ１〜Ｎ４の圧電素子を印加電圧の調整対象とする。

(4)再検査工程
制御部９は、画像処理部７が前述(2)の画像処理工程で異常画像と判定した液滴Ｌを吐出したノズルＮ（例えばＮ５）については、当該ノズルＮから液滴Ｌを再吐出し、当該ノズルＮから再吐出された液滴Ｌについての前述(1)の撮像工程、（2）の画像処理工程を行ない、当該ノズルＮから吐出された液滴Ｌの画像の判別を再度実行する。この再度の判別においても、前述(2)の画像処理工程で異常画像と判別された場合には、この再検査工程を繰り返し行なう。

この再検査工程において、正常画像が得られたならば、当該液滴Ｌの画像に基づいて前述(3)の制御工程を実行する。

制御部９は、上述の再検査工程を一定回数（予め設定された繰り返し回数）繰り返しても、当該ノズルＮから再吐出された液滴Ｌについて前述(2)の正常画像が得られないとき、再検査工程を終了する。塗布ヘッド５の当該ノズルＮ５を不良ノズルと判定する。ノズルＮ５を不良ノズルと判定した場合、制御部９は、その旨を作業者に報知して、当該ノズルＮ５を備える塗布ヘッド５の交換や修理などのメンテナンスを促す。例えば、表示部８に該当する塗布ヘッド５の識別番号等とノズル番号等を表示させる。

図１０は、塗布ヘッド５の各ノズルＮの液滴吐出量について前述(1)〜(4)の工程を行なうに際し、塗布ヘッド５の各ノズルＮ１〜Ｎ５を２回続けて駆動し、基板Ｋに第１列の液滴Ｌ１１〜Ｌ１５と第２列のＬ２１〜Ｌ２５の２列の液滴Ｌを着弾させたものである。それら全２列の液滴Ｌ（Ｌ１１〜Ｌ１５、Ｌ２１〜Ｌ２５）について、前述(1)の撮像工程、(2)の画像処理工程を行なう。前述(2)の画像処理の結果、各ノズルＮに対応する２列の液滴Ｌ（例えばＬ１１とＬ２１）がともに正常画像であれば、前述(3)の制御工程で、それら２列の液滴Ｌの着弾面積の平均値を求め、当該ノズルＮのこの平均着断面積に基づく吐出量を当該ノズルＮの吐出量とし、この吐出量を目標範囲内に納めるように制御する。前述(2)の画像処理の結果、各ノズルＮに対応する２列の液滴Ｌ（例えばＬ１１とＬ２１）のうち、一方、例えば、第１列の液滴Ｌ１１の画像が正常画像、他方が異常画像であれば、前述(3)の制御工程で、正常画像を呈した液滴Ｌ（液滴Ｌ１１）の着弾面積を求め、当該ノズルＮのこの着弾面積に基づく吐出量を当該ノズルＮの吐出量とし、この吐出量を目標範囲内に納めるように制御する。前述(2)の画像処理の結果、各ノズルＮに対応する２列の液滴Ｌ（例えばＬ１１とＬ２１）がともに異常画像であれば、当該ノズルＮから２列の液滴Ｌ（例えばＬ１１とＬ２１）を再吐出して前述(4)の再検査工程を行なう。各ノズルＮについて３回以上液滴を吐出させて３列以上の液滴列としても良い。

尚、前述(3)の制御工程において、予め求めて記憶させた電圧係数を用いたが、この電圧係数を求める際にも、本発明を適用すると良い。

即ち、電圧係数を求めるには、ノズルＮの圧電素子に大きさの異なる２種の電圧を印加し、それぞれの印加電圧によってノズルＮから液滴を基板Ｋ上に滴下させる。そして、基板Ｋ上に滴下された各液滴の着弾面積に基づいて各印加電圧によるノズルＮからの吐出量を求める。これによって、得られた吐出量とその吐出量が得られた印加電圧とから比例計算によって電圧係数を求めている。

この電圧係数を求める手順において、基板Ｋ上に滴下された液滴の着弾面積を求める前段階で、前述(2)の画像処理工程を行ない、基板Ｋ上に滴下された液滴Ｌの画像が正常パターンと一致するか否かを判別する。そして、正常パターンと一致する正常画像が得られた液滴Ｌの画像を用いて着弾面積を求めるようにする。従って、正常画像が得られるまで、同じ大きさの印加電圧でノズルＮからの液滴Ｌの吐出と液滴Ｌの画像の判定を繰り返し行なうこととなる。このような電圧係数を求める工程を、前述(3)の制御工程の予備工程として前述(1)の撮像工程の前段階で、制御部９による制御のもとにおいて行なうようにしても良い。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)各ノズルＮの液滴吐出量の検査に際し、基板に着弾した各液滴の画像が正常パターン（基準パターン）と一致する正常画像であるか否かを判別し、正常画像を呈した液滴Ｌを吐出したノズルＮについてのみ、そのノズルＮから吐出された液滴の着弾面積を求めるようにした。正常画像を呈する液滴Ｌは、その着弾形状を正常パターンとするものである。従って、この液滴Ｌの着弾面積は当該液滴Ｌを吐出したノズルＮの吐出量と正しく比例関係をなすものになる。即ち、撮像画像が真円状の液滴Ｌは自身の表面張力によって半球状となるので、半球状の液滴を想定して定めた液滴Ｌの着弾面積と当該液滴Ｌの体積との関係式に精度良く合致することとなる。よって、当該液滴Ｌの着弾面積に基づく当該ノズルＮの液滴吐出量（実際の吐出量）の算出を正確に行なうことができる。

(b)上述のようにして、正確に求めた液滴吐出量に基づいて各ノズルＮから吐出される液滴Ｌの着弾面積を互いに同一にするようにノズルからの液滴吐出量を制御することにより、各ノズルＮの液滴吐出量を精度良く均一に調整することができ、それらの液滴Ｌにより均一な厚さの膜を形成できる。よって、生産用の基板上に形成される配向膜等の機能性薄膜の品質を安定した良質のものとすることができる。

(c)各ノズルＮの圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルＮから吐出された液滴Ｌの実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルＮが単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表わす各ノズルＮの電圧係数を求めるにあたっても、基柾Ｋ上に滴下された液滴Ｌの画像が正常パターンと一致する正常画像であるか否かの判別を行なう。そして、正常画像を呈したときのみ液滴Ｌの着弾面積を求めることとした。そのため、この着弾面積から算出された吐出量は、適正な着弾形状の液滴から求められた誤差の小さな正確なものとなる。従って、このような電圧係数を用いた吐出量の調整は正確なものとなり、各ノズルＮからの吐出量を当該ノズルＮの狙いの着弾面積が実現するように容易かつ正確に制御することができる。

(d)各ノズルＮの液滴吐出量の当初の検査において、異常画像を呈した液滴Ｌを吐出したノズルＮについては、当該ノズルＮの液滴吐出量を再検査することにより、前述(a)と同様にして当該ノズルＮの液滴吐出量を正確に求めることができる。

(e)上述(d)において、異常画像を呈した液滴Ｌを吐出したノズルＮについての再検査を一定回数だけ行なっても、当該ノズルＮから再吐出された液滴Ｌについて正常画像が得られないとき、再検査を終了することにより、検査の無駄を回避するとともに、塗布ヘッドの異常を早期に検知し、異常への対応を迅速に行なうことができ、ひいては生産性を向上できる。

(f)各ノズルＮから吐出される各液滴Ｌの画像の正常パターンを、真円パターンとする。これにより、真円パターンとのマッチング率が閾値以上となった画像を呈する液滴Ｌについて得られた着弾面積は、当該ノズルＮの吐出量と正しく比例関係をなすものになり、当該着断面積に基づいて当該ノズルＮの液滴吐出量を正確に求めることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、液滴Ｌの画像が正常パターンであるか否かの判定を、真円パターンとのマッチング率、即ち、液滴の画像の重心を中心として等角度間隔で放射状に伸ばした８つの直線が液滴の画像の外縁と交差する位置までの距離ａｘ〜ｈｘの最大値と最小値との差が許容範囲内であるか否かによって行っていたが、これに限られるものではなく、他の手段によるものであっても良い。例えば、公知のエッジ抽出法を用いて液滴Ｌの画像の輪郭形状を求め、求めた輪郭形状と真円パターンとのマッチング率によって判定するようにしても良い。真円パターンとしては、求めた輪郭画像上に任意に定めた３点を通る円を用いることができる。

本発明は、各ノズルから吐出されて基板に着弾する液滴の着弾結果に基づいて、各ノズルの吐出量を正確に求めることができる。

１ 液滴塗布装置
５ 塗布ヘッド
６ 撮像部
７ 画像処理部
９ 制御部
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ５ 液滴
Ｎ、Ｎ１〜Ｎ５ ノズル
Ｋ 基板

Claims (12)

1. 塗布ヘッドに設けた複数のノズルから塗布液を液滴として吐出させて基板に塗布する液滴塗布方法において、
   各ノズルから吐出されて基板に着弾した各液滴の画像を取得する撮像工程と、
   撮像工程で取得した各液滴の画像を正常パターンと比較し、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像とし、マッチング率が閾値に達した画像を正常画像として選択する画像処理工程と、
   画像処理工程で正常画像を呈した液滴を吐出したノズルについて、当該ノズルから吐出された液滴の着弾面積を求め、当該着断面積に基づいて当該ノズルから吐出される液滴の吐出量を制御する制御工程とを有することを特徴とする液滴塗布方法。
2. 前記制御工程では、各ノズルから吐出される液滴の着弾面積を互いに同一にするように制御する請求項１に記載の液滴塗布方法。
3. 前記制御工程では、各ノズルの圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルから基板に吐出された液滴の実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルが単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表す各ノズルの電圧係数を求め、
   各ノズルの狙いの着弾面積と実際の着弾面積の差の値に、各ノズルの電圧係数を乗じて各ノズルの圧電素子に印加すべき電圧を調整する請求項１又は２に記載の液滴塗布方法。
4. 前記画像処理工程で、異常画像を呈した液滴を吐出したノズルについては、当該ノズルから液滴を再吐出し、当該ノズルから再吐出された液滴についての前記撮像工程、前記画像処理工程を行ない、当該ノズルから再吐出された液滴の画像が正常画像であるか異常画像であるかを再度判別する再検査工程を有する請求項１〜３のいずれかに記載の液滴塗布方法。
5. 前記再検査工程を予め設定された回数だけ行なっても、当該ノズルから再吐出された液滴について正常画像が得られないとき、当該ノズルを不良ノズルと判定する請求項４に記載の液滴塗布方法。
6. 前記画像処理工程では、各ノズルから吐出される各液滴の画像の正常パターンを、真円パターンとする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴塗布方法。
7. 塗布ヘッドに設けた複数のノズルから塗布液を液滴として吐出させて基板に塗布する液滴塗布装置において、
   各ノズルから吐出されて基板に着弾した各液滴の画像を取得する撮像部と、
   この撮像部で取得した各液滴の画像を正常パターンと比較し、マッチング率が閾値に達しない画像を異常画像とし、マッチング率が閾値に達した画像を正常画像として選択する画像処理部と、
   各ノズルから吐出される液滴の吐出量の制御、及び前記撮像部並びに前記画像処理装置の制御を行なう制御部と、を有し、
   前記制御部は、画像処理部で正常画像を呈した液滴を吐出したノズルについて、当該ノズルから吐出された液滴の着弾面積を求め、当該着断面積に基づいて当該ノズルから吐出される液滴の吐出量を制御することを特徴とする液滴塗布装置。
8. 前記制御部は、各ノズルから吐出される液滴の着弾面積を互いに同一にするように制御する請求項７に記載の液滴塗布装置。
9. 前記制御部は、各ノズルの圧電素子に印加する電圧と、当該電圧で各ノズルから基板に吐出された液滴の実際の着弾面積とに基づいて、各ノズルが単位の着弾面積を実現するに必要な電圧を表す各ノズルの電圧係数を求め、
   各ノズルの狙いの着弾面積と実際の着弾面積の差の値に、各ノズルの電圧係数を乗じて各ノズルの圧電素子に印加すべき電圧を調整する請求項７又は８に記載の液滴塗布装置。
10. 前記制御部は、前記画像処理部で異常画像を呈した液滴を吐出したノズルについては、当該ノズルから液滴を再吐出させ、当該ノズルから再吐出された液滴についての前記撮像部による撮像、前記画像処理部による正常パターンとの比較判別を行ない、当該ノズルから再吐出された液滴の画像が正常画像であるか異常画像であるかを再度判別する請求項７〜９のいずれかに記載の液滴塗布装置。
11. 前記制御部は、前記再吐出によって得られた液滴の画像の判別を予め設定された回数だけ行なっても、正常画像が得られないとき、当該ノズルを不良ノズルと判定する請求項１０に記載の液滴塗布装置。
12. 前記画像処理部では、各ノズルから吐出される各液滴の画像の正常パターンを、真円パターンとする請求項７〜１１のいずれかに記載の液滴塗布装置。

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