JP4159525B2

JP4159525B2 - 配向膜形成方法およびインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置

Info

Publication number: JP4159525B2
Application number: JP2004242591A
Authority: JP
Inventors: 輝幸中野; 康博小澤
Original assignee: Ishii Hyoki Co Ltd
Current assignee: Ishii Hyoki Co Ltd
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2006058772A; CN101022893B; CN101022893A

Description

本発明は、液晶素子に用いられるの配向膜形成方法ならびに配向膜形成装置に関するものである。

従来、配向膜形成方法および配向膜形成装置として、配向膜材料をインクジェットにて液滴して配向膜を形成することが知られていた。しかし、インクジェット方式であるためノズルの故障やノズルの向き、ノズルでの配向膜原料のつまりといったことが原因で、必要な個所に必要な量を適切に液滴できないという課題があった。

この課題を解決するために、液滴状態を検査して、不十分な場合は配向膜原料を追加して補修し、不適合な場合は破棄するといったことがなされていた。この液滴状態の検査として、配向膜が形成された基板を干渉膜厚計測装置に通して、その膜厚を測定し、不足している場合はインクジェットノズルより配向膜を再度液滴して補強し、さらに干渉膜厚計測装置にて測定するというものが提案されている（特許文献１）。
特開平９−１６６７８３号

しかし、従来の構成では、基板に配向膜を形成してから配向膜の良否を判定していることから、もし、配向膜に不良があったときには、基板ごと廃棄しなくてはならず、材料の無駄に成るものであった。また、基板に配向膜を形成した後に補修を行った場合、配向膜の厚みが層状に形成されることになり、品質上安定させ難いことも考えられる。また、インクジェットノズルの状態を判断していないので、常に補修する必要が発生することがあった。

本発明は、基板に配向膜を形成する前にインクジェットノズルが異常か否かを見つけて、ノズルの修理を早くするようにした配向膜形成方法および配向膜形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明の配向膜形成方法は、インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により透明体に着弾させ、この着弾した液滴パターンを前記透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、前記インクジェットノズルが正常か異常かを検査する検査工程と、前記検査工程で前記インクジェットノズルが正常であると判断されたとき、前記インクジェットノズルと基板とを対向させて、この基板上に前記インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により着弾させて配向膜を形成する成膜工程とを備えたものである。

したがって、検査工程でインクジェットノズルの正常を確認した後でなければ配向膜の成膜工程へ移動しないので、基板への無駄な配向膜形成が防止できる。

また、検査工程は、透明体にインクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により着弾させ、この着弾した液滴パターンを透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、インクジェットノズルが正常か異常か否かを検査する構成としたことにより、透明体上の液滴パターン範囲に作動物が無く、作業環境によるコンタミネーションの発生が無くなるので、検査が確実に行える。

検査工程は、前記データの比較により、透明体に着弾した液滴パターンが所定位置にないとき、インクジェットノズルのノズル詰りによる異常と判断し、透明体に着弾した液滴パターンの位置が所定位置よりずれているとき、インクジェットノズルの液滴の飛行曲がりによる異常と判断し、透明体に着弾した液滴パターンが所定の大きさより大きく又は小さいとき、インクジェットノズルの吐出量の異常と判断するものとすることができる。これにより、配向膜材料の欠品や、インクジェットノズルの異常を簡単に把握できる。

また、上記課題を解決するため本発明のインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置は、インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により透明体に着弾させ、この着弾した液滴パターンを前記透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、前記インクジェットノズルが正常か異常かを検査する検査エリアと、前記インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により基板に着弾させて配向膜を形成する成膜形成エリアと、前記検査エリアの検査で前記インクジェットノズルが正常であると判断されたとき、前記インクジェットノズルを前記検査エリアの位置から前記成膜形成エリアの位置に、または、前記検査エリアの位置と前記成膜形成エリアの位置とを前記インクジェットノズルに対向する位置へ移動させる移動手段とを備えたものである。したがって、検査でインクジェットノズルの正常を確認した後でなければインクジェットノズルが配向膜の成膜形成エリアへ移動しないので、不必要に配向膜を形成することが防止できる。

また、検査エリアは、インクジェットノズルの下方に配置した透明体と、液滴され着弾した液滴パターンを透明体の下面から読み込む画像認識カメラと、このカメラから読み取った液滴パターンとあらかじめ記憶した正常なパターンとを比較する比較手段と、この比較手段の結果正常か異常かを判断する判断手段とを備えているので、透明体の下面より画像認識カメラで読み込まれたデータと、あらかじめ記憶していたデータと比較して、液滴パターンが所定範囲内にあるか否かを比較することにより、液滴範囲に作動物が無いので作業環境によるコンタミネーションの発生が無くなり、検査が確実に行えるものである。

さらに、検査エリアで、前記データの比較により、透明体に着弾した液滴パターンが所定位置にないとき、インクジェットノズルのノズル詰りによる異常と判断し、透明体に着弾した液滴パターンの位置が所定位置よりずれているとき、インクジェットノズルの液滴の飛行曲がりによる異常と判断し、透明体に着弾した液滴パターンが所定の大きさより大きく又は小さいとき、インクジェットノズルの吐出量の異常と判断するものとすることにより、配向膜材料の欠品や、インクジェットノズルの異常を簡単に把握できる。

本発明の配向膜形成方法およびインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置は、透明体にインクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により着弾させ、この着弾した液滴パターンを透明体の下面より画像認識カメラで読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、インクジェットノズルが正常か異常か否かを検査する構成としたことにより、インクジェットノズルが異常な状態で不必要に配向膜を形成することが防止でき、また、早期に配向膜材料の補給やインクジェットノズルの調整が行えるので、材料の無駄づかいを防止して歩留まりを向上させることができる。しかも、透明体上の液滴パターン範囲に作動物が無く、作業環境によるコンタミネーションの発生が無くなるので、検査が確実に行える。

以下図１〜図７を参考に本発明の実施の形態１を説明する。

図１は本発明の実施の形態１を示すインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置の概略側面図、図２は図１の上面図、図３は本発明の実施の形態１の要部動作ブロック図、図４は図３の要部フローチャート、図５は本発明のインクジェットノズルの詰まりを検出した時の液滴パターン、図６は本発明のインクジェットノズルの飛行曲がりを検出した時の液滴パターン、図７は本発明のインクジェットノズルの液滴量を検出した時の液滴パターンである。

配向膜形成装置１は、８つのインクジェットノズル（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）からなるインクジェット群２によって配向膜材料を液滴により着弾させて、この液滴Ａｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐ、Ｅｐ、Ｆｐ、Ｇｐ、Ｈｐのパターンにより前記インクジェットノズルの異常を検査する検査エリア３と、前記インクジェット群２により配向膜材料を基板４に液滴により着弾させてなる配向膜の成膜を形成する成膜形成エリア５とを有している。

前記インクジェット群２は、検査エリア３の位置から成膜形成エリア５の位置に、駆動構造（図示せず）により移動させられる。このインクジェット群２は３つの位置に移動されるもので、前述の検査エリア３、成膜形成エリア５ならびに両エリア３、４から退避した退避エリア６（図２の上にある状態）である。

このインクジェット群２は、図２中上から下へ矢印で示すごとく移動するもので、成膜形成エリア５では移動しながら順次基板４に液滴を行っていくもので、基板４から見ると図２中一番上が１列目、下がｎ列目の液滴になる。

前記検査エリア３は、成膜形成エリア５と退避エリア６との間に位置するもので、成膜形成エリア５にインクジェット群２が移動する前に検査エリア３でインクジェット群２の各インクジェットノズルＡ〜Ｈの状態をチェックするものである。

検査エリア３には、インクジェット群２の移動方向を横切るように移動するフィルムからなる透明体７が設けられている。この透明体７はロール状に巻かれていて図１中左側に回転自在に取付けられている。そして、図１中右側でインクジェット群２の長さよりも長い位置に巻取り用のローラ８が配置されている。このローラ８は巻取り手段８ａにより回転した透明体７を巻き付けているもので、一回の巻取り手段８ａの動きで少なくともインクジェットノズルＡ〜Ｈを過ぎるまで透明体７は移動させられる。

インクジェットノズルＡ〜Ｈの長さよりも長い透明基板９が透明体７の下に位置して、前記インクジェット群２からの透明体７への液滴が平面で行われるように平坦に形成されている。

また、画像認識カメラ１０は、一般的に知られているＣＣＤカメラでよく、前記透明体７と透明基板９の下方を前記インクジェット群２が移動する方向と交差する方向に移動させる画像認識カメラ移動手段１１で移動させられる（移動後は図１に二点差線で示す）。すなわち、透明体７の長さ方向に沿って移動していることになる。

そして、この移動に伴い、前記透明体７に滴下された液滴Ａｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐ、Ｅｐ、Ｆｐ、Ｇｐ、Ｈｐの下面から見た液滴パターンを制御装置１２の液滴パターン記憶手段１３へ記憶させる。前記制御装置１２はパーソナルコンピュータでもよく、種々な状況が表示できる表示手段としてのディスプレイ１４を備えている。この時、ノズルＡに対して液滴Ａｐ、ノズルＢに対して液滴Ｂｐ、・・・、ノズルＨに対して液滴Ｈｐと対応させている。

次に検査エリア３における、インクジェット群２、画像認識カメラ１０、制御装置１２の動きを図３，図４を参考に説明する。

制御装置１２は、画像認識カメラ１０、透明体送り量検知手段１５、インクジェット群送り量検知手段１６の情報が入力されている。透明体送り量検知手段１５、インクジェット群送り量検知手段１６は、スイッチのオン、オフで位置情報を提供しても良いと共に、タイマーによる時間検知でも良い。

また、制御装置１２は、インクジェット群２の移動手段１７、インクジェットノズルＡ〜Ｈの液滴動作手段１８、ディスプレイ１４、画像認識カメラ移動手段１１、透明体の巻取り手段８ａを制御している。

そして、制御装置１２は、内部にＣＰＵを備え、透明体７に滴下された液滴の液滴Ａｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐ、Ｅｐ、Ｆｐ、Ｇｐ、Ｈｐのパターンを記憶する液滴パターン記憶手段１３、正常なパターン記憶手段１９、滴下した液滴Ａｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐ、Ｅｐ、Ｆｐ、Ｇｐ、Ｈｐのパターンと正常なパターンを比較する比較手段２０、この比較手段の結果よりインクジェットノズルＡ〜Ｈの状態を判断する判断手段２１とを備えている。

一日の作業を開始または休憩からの開始或いは任意の時間ごとにスタートが始まる。
そうすると、ＳＴＥＰ１として、制御装置１２から巻取り手段８ａに信号が送られて，所定の長さ巻取られるまで移動する。巻取られたら次のＳＴＥＰ２としてインクジェット群２の移動手段１７が動作して、検査エリア３で停止する。次にＳＴＥＰ３として、インクジェットノズルＡ〜Ｈの液滴動作手段１８により透明体８上に配向膜材料を一定時間液滴にて着弾させる。

ＳＴＥＰ４として、透明体８の下面に位置する画像認識カメラ１０を動作させて、画像認識カメラ移動手段１１を動作させて、ＳＴＥＰ５として、前記インクジェットノズルＡ〜Ｈにより形成された液滴Ａｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐ、Ｅｐ、Ｆｐ、Ｇｐ、Ｈｐのパターン情報を読み込んで、液滴パターン記憶手段１３へＳＴＥＰ６として記憶させる。

ＳＴＥＰ７として、この液滴パターン記憶手段１３のデータと、正常なパターン記憶手段１９からあらかじめ登録してあるデータを比較手段２０に読み込んで、その差を判断手段２１へ送る。

ＳＴＥＰ８として、判断手段２１で、パターン欠如、パターンずれ、パターン大・小を判断し、ＳＴＥＰ９でディスプレイ１４に表示する。

このパターン欠如、すなわち液滴パターンが所定位置にない場合（図５の点線で示す円Ｄｐが欠如している個所）、着弾がされなかったと判断されるので、ノズル詰りと判断して表示する。なお、欠如部分が多数ある場合は配向膜材料がなくなっている場合もあるのでこの場合は配向膜材料の補充を促す表示をする。

さらに、パターンずれ、すなわち液滴パターンの位置が所定位置よりずれているとき（図６の点線で示す円が正常な位置Ｄｒに対してＤｐのずれたパターン）液滴が飛行曲がりしていると判断して表示する。また、パターン大・小、すなわち液滴パターンが所定の大きさより大きかったり又は小さかった場合（図７のＤｐ、Ｆｐのパターン）、インクジェットノズルからの吐出量が設定吐出量より多い又は少ないと判断して表示する。

このことにより、ディスプレイ１４の表示結果をみて、配向膜材料の補充やノズルの修理が行える。特に真下からの画像で判断しているので、ノズルＡ〜Ｈのいずれかが傾いていてもその状態の把握が簡単に行える。また、透明体７の上にはインクジェット群２しか移動物が無いので、周辺のごみ等が透明体７に落下することがないのでコンタミネーションによる誤動作が起こり難い。

ＳＴＥＰ８でパターン一致になった時だけ、ＳＴＥＰ１０として、インクジェット群２を成膜形成エリア５へ移動して、基板４へ順次配向膜材料を滴下して液滴による配向膜の形成が確実に行え、基板等の高価な材料を無駄にすることがないと共に、補修作業もする必要が無いものである。

次に実施の形態２を説明するが、実施の形態１と同じ構成については同じ番号を付与して説明する。大きく異なる点を説明すると、実施の形態１では、インクジェット群２が、検査エリア３の位置から成膜形成エリア５の位置に移動していたのに対し、インクジェット群２の位置は固定されており、検査エリア３と成膜形成エリア５が連続して並んで配置されており、インクジェット群２に対して、検査エリア３が先に移動し、その後成膜形成エリア５が移動するようになっている点である。したがって、図９の二点鎖線のように検査エリア３と、成膜形成エリア５が移動する。

検査エリア３での検査は実施の形態１と同様である。

なお、実施の形態として、検査エリア３での検査が終了した後に、成膜形成エリアへ液滴が行われていたが、この検査エリア３の動作を常に行うことなく、運転開始時や成膜形成を何回か行った後に、検査エリア３の動作を行っても同様である。

さらに、透明体をフィルム上で説明したが、板体でも良い。また、インクジェットノズルの異常状態の検査のみを行う場合は、成膜工程や成膜形成エリアがなくても良いことは明らかである。

図１は本発明の実施の形態１を示すインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置の概略側面図である。図２は図１の上面図ある。図３は本発明の実施の形態１の要部動作ブロック図である。図４は図３の要部フローチャート図５は本発明のインクジェットノズルの詰まりを検出した時の液滴パターンである。図６は本発明のインクジェットノズルの飛行曲がりを検出した時の液滴パターンである。図７は本発明のインクジェットノズルの液滴量を検出した時の液滴パターンである。図８は実施の形態２を示すインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置の概略側面図である。図９は図８の上面図ある。

符号の説明

１配向膜形成装置
２インクジェット群
３検査エリア
４基板
５成膜形成エリア
７透明体
１０画像認識カメラ
１１画像認識カメラ移動手段
１２制御手段
１３液滴パターン記憶手段
１４ディスプレイ
Ａ〜Ｈインクジェットノズル
Ａｐ〜Ｈｐ液滴

Claims

インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により透明体に着弾させ、この着弾した液滴パターンを前記透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、前記インクジェットノズルが正常か異常かを検査する検査工程と、
前記検査工程で前記インクジェットノズルが正常であると判断されたとき、前記インクジェットノズルと基板とを対向させて、この基板上に前記インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により着弾させて配向膜を形成する成膜工程とを備えた配向膜形成方法。
前記検査工程は、前記データの比較により、前記透明体に着弾した液滴パターンが所定位置にないとき、前記インクジェットノズルのノズル詰りによる異常と判断することを特徴とする請求項１記載の配向膜形成方法。
前記検査工程は、前記データの比較により、前記透明体に着弾した液滴パターンの位置が所定位置よりずれているとき、前記インクジェットノズルの液滴の飛行曲がりによる異常と判断することを特徴とする請求項１記載の配向膜形成方法。
前記検査工程は、前記データの比較により、前記透明体に着弾した液滴パターンが所定の大きさより大きく又は小さいとき、前記インクジェットノズルの吐出量の異常と判断する請求項１記載の配向膜形成方法。
インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により透明体に着弾させ、この着弾した液滴パターンを前記透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、前記インクジェットノズルが正常か異常かを検査するインクジェットノズルの検査方法。
インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により透明体に着弾させ、この着弾した液滴パターンを前記透明体の下面より画像認識カメラで読み込み、該読み込んだデータと、あらかじめ記憶していた液滴パターンのデータとを比較して、前記インクジェットノズルが正常か異常かを検査する検査エリアと、
前記インクジェットノズルを用いて配向膜材料を液滴により基板に着弾させて配向膜を形成する成膜形成エリアと、
前記検査エリアの検査で前記インクジェットノズルが正常であると判断されたとき、前記インクジェットノズルを前記検査エリアの位置から前記成膜形成エリアの位置に、または、前記検査エリアの位置と前記成膜形成エリアの位置とを前記インクジェットノズルに対向する位置へ移動させる移動手段とを備えたインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置。
前記検査エリアは、前記インクジェットノズルの下方に配置した前記透明体と、前記透明体に着弾した液滴パターンを前記透明体の下面から読み込む前記画像認識カメラと、この画像認識カメラから読み取った液滴パターンのデータとあらかじめ記憶した正常な液滴パターンのデータとを比較する比較手段と、この比較手段の結果に基づいて前記インクジェットノズルが正常か異常かを判断する判断手段とを備えていることを特徴とする請求項６記載のインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置。
前記判断手段で、前記透明体に着弾した液滴パターンが所定位置にないと判断したとき、前記インクジェットノズルの詰りによる異常と判断して表示する表示器を備えた請求項７記載のインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置。
前記判断手段で、前記透明体に着弾した液滴パターンが所定位置よりずれているとき、前記インクジェットノズルの液滴の飛行曲がりによる異常と判断して表示する表示器を備えた請求項７記載のインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置。
前記判断手段で、前記透明体に着弾した液滴パターンが所定の大きく又は小さいとき、前記インクジェットノズルの吐出量の異常と判断して表示する表示手段を備えた請求項７記載のインクジェット式プリントヘッド噴出検査装置。