JP2017217645A - 検査装置、検査方法及び機能液吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能液滴の撮像結果を用いた、機能液の吐出状態の検査結果に基づいて、機能液の吐出条件をより適切に補正することができるようにする。【解決手段】検査装置１は、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する。検査装置１は、ノズルから吐出された機能液により検査シート２０上に形成された複数の液滴２１を撮像する撮像部１０と、撮像部１０での撮像結果に基づいて、液滴２１の形成状態を計測する計測部１１ａと、複数の液滴２１それぞれについて、撮像部１０での撮像画像全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、複数の液滴２１のうち計測部１１ａでの計測対象とする液滴を選択する選択部１１ｂと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する検査装置、検査方法及び機能液吐出装置に関する。

従来、有機ＥＬ（Electroluminescence）の発光を利用した発光ダイオードである有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）が知られている。かかる有機発光ダイオードを用いた有機ＥＬディスプレイは、薄型軽量かつ低消費電力であるうえ、応答速度や視野角、コントラスト比の面で優れているといった利点を有していることから、次世代のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）として近年注目されている。

有機発光ダイオードは、基板上の陽極と陰極の間に有機ＥＬ層を挟んだ構造を有している。有機ＥＬ層は、例えば陽極側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層が積層されて形成される。これらの有機ＥＬ層の各層（特に正孔注入層、正孔輸送層及び発光層）を形成するにあたっては、例えばインクジェット方式で有機材料の機能液を基板上に吐出するといった方法が用いられる。

ところで、有機発光ダイオードは、有機ＥＬ層の各層がそれぞれ数十ｎｍの薄膜にて形成されるため、各層のいずれかにおいて例えば機能液の吐出不良が生じていれば、その影響が製品を動作させた場合に顕著に現れてしまう。このため、かかる機能液の吐出不良を抑制するべく、検査用基板や検査用シートなどの被吐出体上に吐出された機能液によって形成された液滴の状態を観察し、機能液を吐出したノズルの状態すなわち機能液の吐出状態を検査し、検査結果に基づいて吐出条件を補正することが必要となる。なお、上記補正の際の被吐出体は、例えば検査用基板や検査用シートである。

特許文献１には、上述したインクジェット方式で形成された液滴の状態に基づいて機能液の吐出状態を検査する装置が開示され、該装置では、検査基板上に着弾した機能液滴を撮像する撮像手段と、撮像された液滴の画像を用いて液滴の直径を解析する解析手段と、機能液滴の直径等に基づいて、機能液滴の体積を算出する算出手段を備えている。また、特許文献１には、算出された機能液滴の体積に基づいて、ノズルの駆動素子の駆動波形すなわち吐出条件を制御することが開示されている。

しかしながら、機能液（インク）の性質やノズルの汚れ等により、液滴が適切な形状（例えば真円）にならないことが多々発生する。液滴が適切な形状でない場合、検査結果に基づいて吐出条件を補正することができない。補正したとしても補正後に良好な結果を得ることができない。

それに対し、特許文献２には、機能液吐出ヘッドに設けた複数のノズルから機能を吐出させて基板に機能液の液滴を形成する機能液吐出方法であって、各ノズルから吐出されて検査用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の外形形状を、正常パターンの真円の外形形状と比較し、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として選択された画像に基づいて機能液の着弾面積を求め、当該着弾面積に基づいて当該機能液を吐出したノズルからの機能液の吐出量を制御する制御工程と、を有することにより、機能液の吐出量すなわち吐出条件を適切に補正できるものが開示されている。

特開２００５−１１９１３９号公報 特開２０１０−１８８２６３号公報

特許文献２に記載の方法では、図９（Ａ）に示すようにノズルの状態等が正常であり撮像される液滴の画像（撮像画像）Ｌ１の外形形状が真円であれば該画像Ｌ１は正常パターンであると判定される。また、図９（Ｂ）に示すようにノズルの状態等が正常ではなく液滴の撮像画像Ｌ１の外形形状が真円でなければ該画像Ｌ１は異常パターンであると判定され、図９（Ｃ）に示すように、ノズルの状態等が正常であるが液滴の中に異物Ｃ１が存在することにより液滴の撮像画像Ｌ１の外形形状が真円でなければ該画像Ｌ１は異常パターンであると判定される。しかし、特許文献２に記載の方法では、図９（Ｄ）に示すように、ノズルの状態が正常であるが液滴の中に異物Ｃ１が存在するが液滴の撮像画像Ｌ１の外形形状が真円となる場合、正常パターンと判定されてしまう。異物Ｃ１が存在する分、液滴は大きく形成されるので、異物Ｃ１を含む液滴の撮像画像Ｌ１を正常パターンとして含めて、撮像画像に基づく吐出条件を補正すると、適切に補正することができない。
異物Ｃ１ではなく、検査用のシート等の被吐出体にキズ等が存在する部分に液滴が形成される場合も同様である。

また、被吐出体として親液性の検査シートを用いると、機能液によっては、ノズルの状態の等、全てが正常である場合に、図１０（Ａ）に示すように、液滴の撮像画像Ｌ２が二重の同心円となる場合がある。
特許文献２に記載の方法では、図１０（Ａ）の画像Ｌ２は外形形状が真円であるため該画像Ｌ２は正常パターンであると判定され、また、図１０（Ｂ）に示すように、小円の中心が大円の中心から大きくずれることにより外形形状が真円ではない液滴の撮像画像Ｌ２は異常パターンと判定される。しかし、特許文献２に記載の方法では、図１０（Ｃ）に示すように同心でない二重円であって外形形状が真円である撮像画像Ｌ２は、正常パターンと判定されてしまう。
図１０（Ａ）の撮像画像Ｌ２が得られる場合と、図１０（Ｃ）の撮像画像Ｌ２が得られる場合とでは、親液性の検査シートへの機能液の浸透態様が異なるため、これらの場合において撮像画像面積が同じであっても、検査シートへ浸透した機能液の量すなわち機能液の吐出量は異なる。したがって、図１０（Ｃ）の撮像画像Ｌ２を正常パターンとして、撮像画像に基づく吐出条件を補正すると、適切に補正することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、機能液滴の撮像結果を用いた、機能液の吐出状態の検査結果に基づいて、機能液の吐出条件をより適切に補正することができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する検査装置であって、前記ノズルから吐出された機能液により被吐出体上に形成された複数の液滴を撮像する撮像部と、該撮像部での撮像結果に基づいて、前記液滴の形成状態を計測する計測部と、前記複数の液滴それぞれについて、前記撮像部での撮像画像全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、前記複数の液滴のうち前記計測部での計測対象とする液滴を選択する選択部と、を備えることを特徴としている。

前記所定の形態を有する液滴の画像を、前記撮像部で撮像された前記複数の液滴の撮像画像の中から選択する基準画像選択部を備えることが好ましい。

前記撮像画像及び前記所定の形態を有する液滴の画像は、２５６階調で表されたグレースケール画像であることが好ましい。

前記撮像画像及び前記所定の形態を有する液滴の画像は、各色が２５６階調で表されたカラー画像であることが好ましい。

また別な観点による本発明によれば、複数の前記ノズルと、上記検査装置と、前記ノズル毎に、前記計測部での計測対象とする液滴として選択された液滴についての前記計測部での計測結果に基づいて、機能液の吐出条件を補正する制御部と、を備える機能液吐出装置が提供される。

さらに別な観点による本発明によれば、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する検査方法であって、前記ノズルから吐出された機能液により被吐出体上に形成された複数の液滴を撮像部で撮像するステップと、前記複数の液滴それぞれについて、前記撮像部での撮像画像全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、前記複数の液滴のうち計測対象の液滴を選択するステップと、選択された計測対象の液滴について、前記撮像部での撮像結果に基づいて、当該液滴の形成状態を計測するステップと、を含むことを特徴としている。

本発明によれば、検査のために吐出された機能液により被吐出体上に形成された液滴に異物が存在する場合や被吐出体にキズが存在する場合等においても、機能液滴の撮像結果を用いた機能液の吐出状態の検査結果に基づいて、機能液の吐出条件を適切に補正することができる。

本実施の形態に係る検査装置の構成の概略を示す模式図である。 本実施の形態に係る検査方法の一例を説明するフローチャートである。 本実施の形態に係る検査装置を備えた機能液吐出装置の構成の概略を示す模式側面図である。 図３の機能液吐出装置の模式平面図である。 参考実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す模式図である。 参考実施形態に係る検査方法の一例を説明するフローチャートである。 機能液により形成された液滴の例を示す図である。 参考実施形態の検査装置の技術的効果を説明する図である。 検査吐出された機能液により形成された液滴の撮像画像の例を示す図である。 検査吐出された機能液により形成された液滴の撮像画像の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

先ず、本実施の形態に係る検査装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、検査装置の構成の概略を示す模式図である。なお、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。

図１の検査装置１は、撮像部１０と、制御部１１とを有している。検査装置１は、検査シート２０上に形成された検査用の複数の液滴２１を撮像部１０で撮像し、上記液滴２１を形成する機能液の吐出状態を検査する。なお、各液滴２１は、機能液をインクジェット方式でノズルから２回以上の所定回数吐出することにより形成される。また、検査シート２０に形成される液滴２１の数は例えば数十個である。検査シート２０は本実施形態に係る「被吐出体」の一例である。

撮像部１０は、検査シート２０の主面に対して当該撮像部１０の光軸が垂直となる向きに配置され、本実施の形態においては検査シート２０の鉛直上方に配置される。撮像部１０には、種々のカメラを用いることができるが、例えばエリアスキャンカメラが用いられる。そして、撮像部１０は、検査シート２０の液滴２１が形成された領域を撮像する。撮像部１０で撮像された撮像画像は、制御部１１に出力される。なお、検査シート２０上の全ての液滴２１についての撮像画像が撮像できるよう、検査装置１または検査シート２０が載置されるステージが移動可能に構成されていることが好ましい。

液滴を観察する光源は例えばＬＥＤ光源、ハロゲン光源、紫外光源を使用し、光源の形態は、同軸落射あるいは透過光の面光源とし、観察時には液滴中の溶媒を検査シートに染み込ませた状態、あるいは、液滴中の溶媒を蒸散させた状態とすることで、液滴をより鮮明に観察することができる。

制御部１１は、検査装置１における撮像部１０等の動作を制御する。また、制御部１１は、計測部１１ａと選択部１１ｂを有する。

計測部１１ａは、撮像部１０での撮像結果に基づいて、液滴２１の形成状態を計測する。例えば、計測部１１ａは、選択された液滴２１の大きさ及び形成位置を計測する。

選択部１１ｂは、複数の液滴２１のうち計測部１１ａでの計測対象の液滴２１を選択するものである。具体的には、選択部１１ｂは、複数の液滴２１それぞれについて、撮像部１０で撮像した液滴２１の画像（撮像画像）全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、複数の液滴２１のうち計測部１１ａでの計測対象とする液滴２１を選択する。

上記所定の形態を有する液滴の画像とは、正常な機能液滴の形態が黒地の真円である場合（図９（Ａ）参照）は黒地（図では白地）の真円の画像であり、正常な機能液滴の形態が白地の同心の二重円である場合（図１０（Ａ）参照）は白地の同心の二重円の画像である。なお、「形態」には、少なくとも形状及び色が含まれる。上記所定の形態を有する液滴の画像は、例えば、検査装置１に予め記憶されたものである。

また、パターンマッチングは、例えば、液滴２１の撮像画像及び上記所定の形態を有する液滴の画像として、２５６階調で表されたグレースケール画像を取得し、画素毎にマッチング度を算出して行われる。選択部１１ｂは、例えば、算出したマッチング度の平均値が所定値を超えている場合に、当該画像に係る液滴２１を計測対象として選択する。
なお、２５６階調で表されたグレースケール画像に代えて、各色が２５６階調で表されたカラー画像を用いるようにしてもよい。

また、パターンマッチングの手法としては、公知の手法を任意に採用することができる。例えば、池田光二、他４名、「正規化相関演算の単調関数化による高速テンプレートマッチング」、電子情報通信学会論文誌 Ｄ、電子情報通信学会、２００９年９月２５日、Ｊ８３−Ｄ２、第９号、ｐ．１８６１−１８６９に記載の方法を採用することができる。

なお、所定の形態を有する画像（以下、基準画像）は、上述では、予め記憶されたものであるとしたが、複数の液滴２１の撮像画像の中から選択してもよい。選択する場合は、例えば、作業者が手動で選択する。また、制御部１１に基準画像選択部１１ｃを設けて、上述とは別のパターンマッチングを行って真円や二重の同心円に最も近い撮像画像を自動的に選択するようにしてもよい。
基準画像選択部１１ｃは、以下のように基準画像を変更するものであってもよい。すなわち、基準画像選択部１１ｃは、作業者が手動で選択した基準画像、または、該基準画像選択部１１ｃが自動的に選択した基準画像に基づいて、前述のパターンマッチングと同様に、全ての液滴２１の撮像画像について、画像全体に対するパターンマッチングを行い、マッチング度の分布を取得する。そして、基準画像選択部１１ｃは、該マッチング度分布においてマッチング度が最高点のところにピークがない場合に、ピークとなるマッチング度を示す撮像画像の中から自動的に１つ画像を抽出し、該画像を新たな基準画像にするものであってもよい。具体的には、マッチング度の最高点が１０００であるとした場合に、マッチング度分布においてマッチング度が９００であるところにピークがある場合、マッチング度が９００の撮像画像の中から画像を１つ抽出し、該画像を新たな基準画像にするものであってもよい。

制御部１１は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、撮像部１０の動作を制御するためのプログラムに加えて、撮像画像を画像処理するプログラムや、当該画像処理されたデータに基づいて、液滴２１の大きさ及び該液滴２１の検査シート２０上の位置を算出するプログラムなどが格納されている。また、プログラム格納部には、上記画像処理されたデータに基づいて、選択部１１ｂ及び基準画像選択部１１ｃでのパターンマッチングを行うプログラムも格納されている。なお、上記前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１１にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された検査装置１を用いて行われる、機能液の吐出状態の検査方法について図２を用い図９及び図１０を参照して説明する。図２は、上記検査方法の一例を説明するフローチャートである。

検査用にノズルから機能液が吐出され、検査シート２０に複数の液滴２１が形成されると、撮像部１０は、検査シート２０上の液滴２１を撮像する（ステップＳ１）。撮像部１０での撮像は、検査シート２０上の全ての液滴２１について撮像が完了するまで行われる。撮像部１０で撮像された撮像画像は、制御部１１の計測部１１ａ及び選択部１１ｂに出力される。

撮像部１０で撮像される複数の液滴２１は、図９に示すような異物Ｃ１が含まれておらず、検査シート２０にキズ等がなく、該液滴２１の撮像画像を取得したときに、図９（Ａ）や図１０（Ａ）に示すように、撮像画像Ｌ１、Ｌ２が真円や同心の二重円となるのが理想的である。しかし、取得した撮像画像Ｌ１は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように真円とならない場合や、図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示すように異物Ｃ１を含む場合があり、また、取得した撮像画像Ｌ２は、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように二重の同心円とならない場合がある。

そこで、選択部１１ｂは、複数の液滴２１それぞれの撮像画像について、基準画像を用いた画像全体に対するパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、複数の液滴２１の中から計測対象とする液滴２１を選択する（ステップＳ２）。例えば、選択部１１ｂは、各撮像画像に対応する液滴２１を計測対象とするか否かを上記パターンマッチング結果に基づいて判定し、マッチング度が閾値を超えている撮像画像に対応する液滴２１を計測対象として選択する。これにより、図９（Ａ）や図１０（Ａ）の撮像画像Ｌ１、Ｌ２に似た撮像画像Ｌ１、Ｌ２に対応する液滴２１のみを計測対象として選択／抽出することができる。

計測部１１ａは、選択部１１ｂで選択された撮像画像すなわち液滴２１について、当該撮像画像に基づいて、当該液滴２１の大きさ及び形成位置すなわち機能液の吐出量及び吐出曲りを算出／計測する（ステップＳ３）。
検査装置１を備える機能液吐出装置では、選択部１１ｂで選択された液滴２１の大きさ及び形成位置の計測結果に基づいて吐出条件を調整／補正する。これにより、検査のために吐出された機能液により被吐出体上に形成された液滴に異物が存在する場合や被吐出体にキズが存在する場合等においても、適切に機能液を吐出することができる。

なお、ノズルは通常、１つの機能液吐出ヘッドに対して複数設けられている。したがって、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する際、複数のノズルそれぞれから機能液を吐出し、複数の液滴をノズル毎に形成し、その複数の液滴の中から上述の方法で計測対象の液滴をノズル毎に選択するとよい。また、この際、パターンマッチングに用いる基準画像は、ノズル毎に異なってもよいし、全ノズルで共通であってもよい。
また、検査装置１での検査方法は検査シートが親液性であっても疎液性であっても適用することができる。

次に、以上のように構成された検査装置１の適用例について図３及び図４を参照して説明する。図３は、検査装置１を備え機能液吐出装置の構成の概略を示す模式側面図である。図４は、図３の機能液吐出装置の模式平面図である。なお、以下においては、基板（以下ではワークと記載することがある）の主走査方向をＸ軸方向、主走査方向に直交する副走査方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向回りの回動方向をθ方向とする。

図３及び図４の機能液吐出装置１００は、有機発光ダイオードの有機ＥＬ層のいずれか（例えば、正孔注入層や正孔輸送層、発光層）を形成するための有機材料を塗布する。なお、本実施の形態の有機材料は、有機ＥＬ層の各層を形成するための所定の材料を有機溶媒に溶解させた溶液である。

機能液吐出装置１００は、主走査方向（Ｘ軸方向）に延在して、ワークＷを主走査方向に移動させるＸ軸テーブル３０と、Ｘ軸テーブル３０を跨ぐように架け渡され、副走査方向（Ｙ軸方向）に延在する一対のＹ軸テーブル３１、３１とを有している。Ｘ軸テーブル３０の上面には、一対のＸ軸ガイドレール３２、３２がＸ軸方向に延伸して設けられ、各Ｘ軸ガイドレール３２には、Ｘ軸リニアモータ（図示せず）が設けられている。各Ｙ軸テーブル３１の上面には、Ｙ軸ガイドレール３３がＹ軸方向に延伸して設けられ、当該Ｙ軸ガイドレール３３には、Ｙ軸リニアモータ（図示せず）が設けられている。

一対のＹ軸テーブル３１、３１には、キャリッジユニット４０と撮像ユニット５０が設けられている。Ｘ軸テーブル３０上には、ワークステージ６０と、吐出検査ユニット７０が設けられている。

キャリッジユニット４０は、Ｙ軸テーブル３１において、複数、例えば１０個設けられている。各キャリッジユニット４０は、キャリッジプレート４１と、キャリッジ回動機構４２と、キャリッジ４３と、機能液吐出ヘッド４４とを有している。

キャリッジプレート４１は、Ｙ軸ガイドレール３３に取り付けられ、当該Ｙ軸ガイドレール３３に設けられたＹ軸リニアモータによってＹ軸方向に移動自在になっている。

キャリッジプレート４１の下面の中央には、キャリッジ回動機構４２が設けられ、当該キャリッジ回動機構４２の下端部にキャリッジ４３が着脱自在に取り付けられている。キャリッジ４３は、キャリッジ回動機構４２によってθ方向に回動自在になっている。

キャリッジ４３の下面には、複数の機能液吐出ヘッド４４が設けられている。本実施の形態では、例えばＸ軸方向に３個、Ｙ軸方向に２個、すなわち合計６個の機能液吐出ヘッド４４が設けられている。機能液吐出ヘッド４４の下面、すなわちノズル面には複数の吐出ノズル（図示せず）が形成され、当該吐出ノズルから機能液の液滴が吐出されるようになっている。

撮像ユニット５０は、撮像部１０を有している。
撮像部１０は、吐出検査ユニット７０の検査シート２０に検査吐出された液滴を撮像する。撮像部１０は、一対のＹ軸テーブル３１、３１のうち、Ｘ軸正方向側のＹ軸テーブル３１の側面に設けられたベース５１に支持されており、検査シート２０に検査吐出された全ての液滴を撮像できるよう構成されている。

ワークステージ６０は、例えば真空吸着ステージであり、ワークＷを吸着して載置する。ワークステージ６０は、当該ワークステージ６０の下面側に設けられたステージ回動機構６１によって、θ方向に回動自在に支持されている。

ワークステージ６０とステージ回動機構６１は、ステージ回動機構６１の下面側に設けられた第１のＸ軸スライダ６２に支持されている。第１のＸ軸スライダ６２は、Ｘ軸ガイドレール３２に取り付けられ、当該Ｘ軸ガイドレール３２に設けられたＸ軸リニアモータによってＸ軸方向に移動自在になっている。そして、ワークステージ６０（ワークＷ）も、第１のＸ軸スライダ６２によってＸ軸ガイドレール３２に沿ってＸ軸方向に移動自在になっている。

吐出検査ユニット７０は、機能液吐出ヘッド４４からの検査吐出を受けるユニットである。吐出検査ユニット７０は前述の検査シート２０が配置されている。
吐出検査ユニット７０は、第２のＸ軸スライダ８０に搭載されている。第２のＸ軸スライダ８０は、Ｘ軸ガイドレール３２に取り付けられ、当該Ｘ軸ガイドレール３２に設けられたＸ軸リニアモータによってＸ軸方向に移動自在になっている。そして、吐出検査ユニット７０も、第２のＸ軸スライダ８０によってＸ軸ガイドレール３２に沿ってＸ軸方向に移動自在になっている。

以上の機能液吐出装置１００には、上述した制御部１１が設けられている。したがって、機能液吐出装置１００の内部に設けられた検査装置１は、制御部１１によって制御される。但し、この制御部１１のプログラム格納部（図示せず）には、検査装置１を制御するためのプログラムに加えて、機能液吐出装置１００における基板の処理を制御するプログラムも格納されている。したがって、制御部１１は機能液吐出ヘッド４４のノズルからの吐出条件も調整／制御する。

また、制御部１１は、データ格納部（図示せず）も有している。データ格納部には、例えば機能液吐出装置１００で形成される液滴の大きさ及位置の正常データ、すなわち所望の大きさ及び位置に適合する描画データ（ビットマップデータ）が予め格納されている。この描画データの用途については後述する。

次に、以上のように構成された機能液吐出装置１００を用いて行われるワーク処理について説明する。以下の説明では、Ｘ軸テーブル３０上において、Ｙ軸テーブル３１よりＸ軸負方向側のエリアを搬入出エリアＡ１といい、一対のＹ軸テーブル３１、３１間のエリアを処理エリアＡ２といい、Ｙ軸テーブル３１よりＸ軸正方向側のエリアを待機エリアＡ３という。

先ず、搬入出エリアＡ１にワークステージ６０を配置し、搬送機構（図示せず）により機能液吐出装置１００に搬入されたワークＷが当該ワークステージ６０に載置される。続いて、Ｘ軸スライダ６２によって、ワークステージ６０を搬入出エリアＡ１から処理エリアＡ２に移動させる。処理エリアＡ２では、機能液吐出ヘッド４４の下方に移動したワークＷに対して、当該機能液吐出ヘッド４４から液滴を吐出する。さらに、ワークＷの全面が機能液吐出ヘッド４４の下方を通過するように、ワークステージ６０をさらに待機エリアＡ３側に移動させる。そして、ワークＷをＸ軸方向に往復動させると共に、キャリッジユニット４０を適宜、Ｙ軸方向に移動させて、ワークＷに所定のパターンが描画される。

描画後、ワークステージ６０を搬入出エリアＡ１に移動させる。
ワークステージ６０が搬入出エリアＡ１に移動すると、描画処理が終了したワークＷが機能液吐出装置１００から搬出される。続いて、次のワークＷが機能液吐出装置１００に搬入される。

このようにワークＷの搬入出が行われている間、または、搬出前に、検査装置１によって、機能液吐出ヘッド４４から吐出される機能液の吐出状態の検査が行われる。具体的には、まず、第２のＸ軸スライダ８０によって、吐出検査ユニット７０を待機エリアＡ３から処理エリアＡ２に移動させる。処理エリアＡ２では、吐出検査ユニット７０の検査シート２０を機能液吐出ヘッド４４の下方に配置し、検査シート２０の表面に対してノズルヘッド５４から機能液を所定回数（複数回）検査吐出し液滴２１を形成する（ステップＳ３）。機能液吐出ヘッド４４には前述のようにノズルが複数設けられており、液滴２１は、ノズル毎に複数形成される。

その後、吐出検査ユニット７０をＸ軸正方向側に移動させて、吐出検査ユニット７０の検査シート２０を撮像部１０の下方に配置する。そして、複数の液滴２１を撮像部１０によって撮像する。撮像された撮像画像は制御部１１の選択部１１ｂ及び計測部１１ａに出力される。

選択部１１ｂでは、ノズル毎に、該ノズルによって形成された複数の液滴２１の撮像画像について、基準画像を用いた画像全体に対するパターンマッチングを行う。そして、選択部１１ｂは、マッチング結果に基づいて、複数の液滴２１のうち計測部１１ａでの計測対象とする液滴２１を選択する。

計測部１１ａでは、選択された液滴２１について、該液滴の撮像画像に基づいて、該液滴２１の大きさ及び検査シート２０上の液滴２１の位置が計測される。こうして、液滴２１の形成状態に基づいて、各ノズルからの機能液の吐出状態の検査が行われる。なお、通常、選択部１１ｂでは、複数の液滴２１の中から２以上の液滴２１が選択される。

計測部１１ａで２以上の液滴２１の大きさ及び位置がノズル毎に計測されると、続いて制御部１１では、液滴２１の大きさ及び位置の平均値をノズル毎に算出する。そして、制御部１１では、液滴２１の大きさの平均及び位置の平均の計測データと、予め格納された液滴の大きさ及び位置の正常データとの比較をノズル毎に行う。そして、計測データが正常データからずれている場合には、制御部１１は、機能液吐出装置１００の機能液吐出ヘッド４４が正常な形態で機能液を吐出するように、機能液の吐出条件を調整する。なお、この機能液の吐出状態の検査と機能液の吐出条件の調整は、１枚の基板Ｗ毎に行ってもよいし、所定枚数の基板Ｗ毎に行ってもよい。

以上の実施の形態によれば、機能液吐出装置１００の内部に検査装置１を設けているので、当該機能液吐出装置１００の機能液吐出ヘッド４４のノズルから吐出される機能液の吐出状態を検査し、さらに機能液の吐出条件をフィードバック制御により調整することができる。したがって、機能液吐出装置１００における機能液の吐出不良を抑制し、機能液の大きさ（すなわち、機能液の重量）及び基板Ｗに吐出される機能液の位置を適切に制御して、基板Ｗに有機材料を適切に塗布することができる。

なお、機能液吐出装置１００における、検査装置１による機能液の吐出状態の検査と機能液の吐出条件の調整は、上述の例では、基板Ｗに対する塗布処理の終了後に行っていたが、塗布処理前に行ってもよい。
また、以上の実施の形態の機能液吐出装置１００のレイアウトは、図３及び図４に示したレイアウトに限定されず、任意に設定できる。

また、検査装置１の適用例として、有機発光ダイオードの有機ＥＬ層を形成するための機能液吐出装置１００を説明したが、検査装置１の適用例はこれに限定されない。例えばカラーレジストを塗布する基板処理装置などに検査装置１を適用してもよい。

（参考実施形態）
先ず、参考の実施の形態に係る検査装置の構成について、図５を参照して説明する。図５は、検査装置の構成の概略を示す模式図である。なお、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。

図５の検査装置１´は、撮像部１０と、制御部１１´とを有している。検査装置１´は、検査シート２０上に形成された検査用の複数の液滴２１を撮像部１０で撮像し、上記液滴２１を形成する機能液の吐出状態を検査する。なお、各液滴２１は、機能液をインクジェット方式でノズルから２回以上の所定回数吐出することにより形成される。また、検査シート２０に形成される液滴２１の数は例えば数十個である。

撮像部１０は、検査シート２０の主面に対して当該撮像部１０の光軸が垂直となる向きに配置され、本実施形態においては検査シート２０の鉛直上方に配置される。撮像部１０には、種々のカメラを用いることができるが、例えばエリアスキャンカメラが用いられる。そして、撮像部１０は、検査シート２０の液滴２１が形成された領域を撮像する。撮像部１０で撮像された撮像画像は、制御部１１´に出力される。なお、検査シート２０上の全ての液滴２１についての撮像画像が撮像できるよう、検査装置１´または検査シート２０が載置されるステージが移動可能に構成されていることが好ましい。

液滴を観察する光源は例えばＬＥＤ光源、ハロゲン光源、紫外光源を使用し、光源の形態は、同軸落射あるいは透過光の面光源とし、観察時には液滴中の溶媒を検査シートに染み込ませた状態、あるいは、液滴中の溶媒を蒸散させた状態とすることで、液滴をより鮮明に観察することができる。

制御部１１´は、検査装置１´における撮像部１０等の動作を制御する。また、制御部１１´は、計測部１１ａと選択部１１ｂ´を有する。

計測部１１ａは、撮像部１０での撮像結果に基づいて、液滴２１の形成状態を計測する。例えば、計測部１１ａは、選択された液滴２１の大きさ及び形成位置を計測する。

選択部１１ｂ´は、複数の液滴２１のうち計測部１１ａでの計測対象の液滴２１を選択するものであり、撮像部１０での撮像結果を用い、上記計測対象とする液滴２１を当該液滴２１の形成状態に基づいて選択する。例えば、選択部１１ｂ´は、計測対象とする液滴２１を当該液滴２１の形状に基づいて選択する。より具体的には、選択部１１ｂ´は、複数の液滴２１それぞれの撮像部１０での撮像画像について、所定の画像に基づくパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて計測対象とする液滴２１を選択する。上記所定の画像とは、所定の適切な形状（例えば真円）の液滴の画像であり、該所定の画像は、検査装置１に予め記憶されたものであってもよいし、複数の液滴２１の撮像画像の中から選択してもよい。選択する場合は、例えば、作業者が手動で選択するようにしてもよいし、上述とは別のパターンマッチングを行って真円に最も近い撮像画像を自動的に選択するようにしてもよい。

パターンマッチングの手法としては、公知の手法を任意に採用することができる。

制御部１１´は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、撮像部１０の動作を制御するためのプログラムに加えて、撮像画像を画像処理するプログラムや、当該画像処理されたデータに基づいて、液滴２１の大きさ及び該液滴２１の検査シート２０上の位置を算出するプログラムなどが格納されている。また、プログラム格納部には、上記画像処理されたデータに基づいて、選択部１１ｂ´でのパターンマッチングを行うプログラムも格納されている。なお、上記前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１１´にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された検査装置１´を用いて行われる、機能液の吐出状態の検査方法について図６及び図７を用いて説明する。図６は、上記検査方法の一例を説明するフローチャートである。図７は、機能液により形成された液滴の例を示す図である。

検査用にノズルから機能液が吐出され、検査シート２０に複数の液滴２１が形成されると、撮像部１０は、検査シート２０上の液滴２１を撮像する（ステップＳ１）。撮像部１０での撮像は、検査シート２０上の全ての液滴２１について撮像が完了するまで行われる。撮像部１０で撮像された撮像画像は、制御部１１´の計測部１１ａ及び選択部１１ｂ´に出力される。

撮像部１０で撮像される複数の液滴２１は全て、図７（Ａ）の液滴２１のように平面視において真円状のものであれば理想的である。しかし、複数の液滴２１には、図７（Ｂ）の液滴２１のように平面視において円の外周に切り欠き部が設けられたような形状のもの、及び／又は、図７（Ｃ）の液滴２１のように平面視において円の外周に耳部が設けられたような形状のものも含まれる。

そこで、選択部１１ｂ´は、複数の液滴２１それぞれの撮像画像について、検査装置１´に予め記憶された所定の画像に基づいて液滴２１の形状に係るパターンマッチングを行い、計測対象とする液滴２１を選択する（ステップＳ１２）。例えば、選択部１１ｂ´は、各撮影画像に対応する液滴２１を計測対象とするか否かを液滴２１の形状に係るパターンマッチング結果に基づいて判定し、マッチング度が閾値を超えている撮像画像に対応する液滴２１を計測対象として選択する。これにより、図７（Ａ）の液滴２１に近い形状の液滴２１のみを計測対象として選択／抽出することができる。

計測部１１ａは、選択部１１ｂ´で選択された撮像画像すなわち液滴２１について、当該撮像画像に基づいて、当該液滴２１の大きさ及び形成位置すなわち機能液の吐出量及び吐出曲りを算出／計測する（ステップＳ３）。
検査装置１´を備える機能液吐出装置では、選択部１１ｂ´で選択された液滴２１の大きさ及び形成位置の計測結果に基づいて吐出条件を調整／補正する。これにより、適切に機能液を吐出することができる。

図８は、検査装置１´の効果を説明する図であり、各図は液滴２１の分布を示しており、横軸は面積、縦軸は頻度である。
複数の液滴２１の中から図７（Ａ）に近い形状を有する液滴２１を抽出する方法としては、上述のように液滴２１の形状に基づいて抽出する方法の他に、以下の面積に基づいて抽出する方法が考えられる。

図７（Ｂ）のような形状を有する液滴２１は、図７（Ａ）のような形状を有する液滴２１に比べて面積が小さく、また、図７（Ｃ）のような形状を有する液滴２１は、図７（Ａ）のような形状を有する液滴２１に比べて面積が大きい。したがって、図７（Ａ）に近い形状を有する液滴２１を抽出する方法として、液滴２１の面積に基づいて抽出する方法、より具体的には所定値より大きい面積を有する液滴２１及び別の所定値より小さい面積を有する液滴２１を測定対象から除外する方法が考えられる。

図７（Ａ）の形状の液滴２１、図７（Ｂ）の形状の液滴２１及び図７（Ｃ）の形状の液滴２１を全て含む液滴２１の分布Ｐ１００が、図８（Ａ）に示すように正規分布となっていれば、上述の面積に基づいて測定対象を選択する方法であっても、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の形状の液滴２１を測定対象から除外することが可能と思われる。

しかし、実際は、図７（Ａ）の形状の液滴２１、図７（Ｂ）の形状の液滴２１及び図７（Ｃ）の形状の液滴２１を全て含む液滴２１の分布（以下、全体の分布）Ｐ１は、図８（Ｂ）に示すように正規分布ではない。図７（Ａ）の形状の液滴２１の分布Ｐ１１、図７（Ｂ）の形状の液滴２１の面積の分布Ｐ１３、及び図７（Ｃ）の形状の液滴２１の分布Ｐ１２が正規分布となり、全体の分布Ｐ１は、これら正規分布を示す分布を重ね合わせたものである。

したがって、面積に基づいて除外を行っても、図７（Ｂ）のような形状を有する液滴２１や図７（Ｃ）のような形状を有する液滴２１も完全に除外することが不可能である。

一方、本実施形態に係る検査方法のように、液滴２１の形状に基づいて抽出することにより、図８（Ｂ）の分布Ｐ１１を示す液滴２１のみ、すなわち、図７（Ａ）の形状を有する液滴２１のみを抽出することができる。

したがって、本実施形態に係る検査方法では、図７（Ａ）の形状を有する液滴２１のみについて形成状態を計測することができ、よって、計測結果に基づいて機能液の吐出条件を適切に補正させることができる。

なお、ノズルは通常、１つの機能液吐出ヘッドに対して複数設けられている。したがって、ノズルからの機能液の吐出状態を検査する際、複数のノズルそれぞれから機能液を吐出し、ノズル毎に複数の液滴を形成し、ノズル毎にその複数の液滴の中から該液滴の形状に基づいて計測対象の液滴を選択するとよい。また、この際、パターンマッチングに用いる所定の画像は、ノズル毎に異なってもよいし、全ノズルで共通であってもよい。

なお、複数の液滴２１のうち計測対象とする液滴２１を、該液滴の大きさに基づいて決定する方法は、液滴２１の全体の分布が正規分布を示すような場合（例えば図７（Ａ）のような形状の液滴２１のみ形成される場合）には有用である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…検査装置
１０…撮像部
１１ａ…計測部
１１ｂ…計測部
１１ｃ…基準画像選択部
１１…制御部
２０…検査シート
２１…液滴
４４…機能液吐出ヘッド
１００…機能液吐出装置

Claims (6)

1. ノズルからの機能液の吐出状態を検査する検査装置であって、
   前記ノズルから吐出された機能液により被吐出体上に形成された複数の液滴を撮像する撮像部と、
   該撮像部での撮像結果に基づいて、前記液滴の形成状態を計測する計測部と、
   前記複数の液滴それぞれについて、前記撮像部での撮像画像全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、前記複数の液滴のうち前記計測部での計測対象とする液滴を選択する選択部と、を備えることを特徴とする、検査装置。
2. 前記所定の形態を有する液滴の画像を、前記撮像部で撮像された前記複数の液滴の撮像画像の中から選択する基準画像選択部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記撮像画像及び前記所定の形態を有する液滴の画像は、２５６階調で表されたグレースケール画像であることを特徴とする、請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記撮像画像及び前記所定の形態を有する液滴の画像は、各色が２５６階調で表されたカラー画像であることを特徴とする、請求項１または２に記載の検査装置。
5. 複数の前記ノズルと、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査装置と、
   前記ノズル毎に、前記計測部での計測対象とする液滴として選択された液滴についての前記計測部での計測結果に基づいて、機能液の吐出条件を補正する制御部と、を備えることを特徴とする、機能液吐出装置。
6. ノズルからの機能液の吐出状態を検査する検査方法であって、
   前記ノズルから吐出された機能液により被吐出体上に形成された複数の液滴を撮像部で撮像するステップと、
   前記複数の液滴それぞれについて、前記撮像部での撮像画像全体と、所定の形態を有する液滴の画像全体とのパターンマッチングを行い、マッチング結果に基づいて、前記複数の液滴のうち計測対象の液滴を選択するステップと、
   選択された計測対象の液滴について、前記撮像部での撮像結果に基づいて、当該液滴の形成状態を計測するステップと、を含むことを特徴とする検査方法。
   
   

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