JP6185410B2 - 液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法およびデバイスの製造方法 - Google Patents

液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法およびデバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法およびデバイスの製造方法に関し、特に液滴吐出装置の吐出口から吐出される液滴の着弾精度をもって各吐出口の良否判定を行う技術に関する。
有機発光素子やＴＦＴ基板等のデバイスにおいては、特定の機能を発揮するための機能層が用いられる。機能層の例としては、有機発光素子における有機発光層や、ＴＦＴ基板における有機半導体層等が挙げられる。
現在、デバイスの大型化が進み、効率の良い機能層の成膜方法として、機能性材料を含む溶液（以下、「インク」と称する。）をインクジェット法等により塗布するウエットプロセスが提案されている。代表的なインクジェット法によるウエットプロセスでは、まず、液滴吐出装置の作業テーブル上に吐出対象物を載置し、その吐出対象物の表面に対してインクジェットヘッドを走査させながら、インクジェットヘッドの複数のノズルにおける吐出口からインクの液滴を吐出させる。そして、吐出対象物の表面に液滴を付着させ、その後に付着した液滴を乾燥させることによって機能層を形成している（特許文献１）。
インクジェット法では、高い位置精度で機能層を形成するためには、液滴吐出装置の着弾精度が一定の水準を満たしている必要がある。すなわち、予定した位置に予定した体積の液滴を付着させる機能を液滴吐出装置が持ち合わせている必要がある。しかしながら、複数のノズルの中には吐出口付近にインクやごみが付着して着弾精度が一定の水準を満たしていないいわゆる着弾不良を起こすノズルが含まれている確率がありデバイス不良の原因となる。例えば、着弾不良を起こしたノズルをそのまま使って、例えば有機ＥＬ素子の有機発光層を形成すると、インク液滴が吐出対象であるサブピクセルに対し隣のサブピクセルに着弾するおそれがある。この場合、異なる色の発光層が形成されている隣のサブピクセルとの間でインクの混合が生じ、発する光の色に異常が生じる。
これに対し、液滴吐出装置におけるノズルのメンテナンスを定期的に行って、ノズル詰まりの原因となるものを取り除くといった対応が必要となる。一般には、インクジェット法によるウエットプロセスを開始する前に、液滴吐出装置の検査が行なわれている。例えば、特許文献２には、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドにおいて、実描画に比して過酷な吐出駆動条件で機能液滴吐出ヘッドから機能液を連続して捨て吐出させ、その直後に機能液滴吐出ヘッドから機能液を検査吐出させて各吐出口からの吐出の有無を検査する方法が提案されている。
特開２００２−３１８５５６号公報 特開２０１０−１２０２３７号公報
しかしながら、従来の検査方法では正常と判定された吐出口であっても、デバイスの生産工程において連続的に溶液塗布を行っていると、低い頻度ではあるが偶発的に吐出不良が発生することがありデバイス製造における歩留低下や塗布装置メンテナンスのためのライン停止の要因となっていた。
本発明は、デバイス製造の前段階において、デバイス製造工程において偶発的な吐出不良を生じさせるおそれがある吐出口を検出することができる液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法およびデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法は、複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を吐出する液滴吐出装置の吐出口検査方法であって、前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用駆動周波数で液滴を吐出させてそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度のうち１以上の項目を計測し、各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定することを特徴とする。
本発明の一態様に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法は、デバイス製造の前段階において、製造工程において偶発的な吐出不良を生じさせるおそれがある吐出口を検出してそれを選別することができる。そのため、デバイス生産工程における連続的に溶液塗布が可能となりデバイス製造における歩留低下を防止し生産効率を改善できる。
本発明の一態様に係る液滴吐出装置の主要構成を示す図である。 本発明の一態様に係る液滴吐出装置の機能ブロック図である。 インクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。 （ａ）は、実施の形態に係る液滴吐出装置の検査方法を示す工程図、（ｂ）は（ａ）における、判別工程（ステップＳ５）における判別方法を示す工程図である。 実施の形態において付着面積判別の対象となる付着物を示す図である。 実施の形態に係るデータテーブルを示す図である。 吐出工程（ステップＳ２）における検査用駆動周波数と、吐出口判別工程（ステップＳ５１）における不良吐出口の検出率との関係を示した評価結果である。 図７における評価に用いたインクの粘度を示した図である。 実施の形態に係るデバイスの製造方法の一態様である有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法において、製品製造用の基板に対して発光層形成用のインクを塗布する工程を示す図であって、（ａ）はラインバンクの場合、（ｂ）はピクセルバンクの場合である。
≪発明を実施するための形態の概要≫
本発明の一態様に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法は、複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を吐出する液滴吐出装置の吐出口検査方法であって、前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用駆動周波数で液滴を吐出させてそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度、のうち１以上の項目を計測し、各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定することを特徴とする。
また、別の態様では、前記付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度の計測は、付着した前記各液滴を含む画像を撮像し、当該画像に基づいて前記各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度を算出して行う構成であってもよい。
また、別の態様では、前記検査用駆動周波数は前記所定の駆動周波数に対して１．８倍以上３６．７倍未満である構成であってもよい。
また、本発明の一態様に係る液滴吐出装置の検査方法は、上記液滴吐出装置の吐出口検査方法により判定した前記不良吐出口数の、前記複数の吐出口数に対する比率が基準値以下であるとき、前記複数の吐出口のうち前記不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を塗布可能であると判定することを特徴とする。
また、別の態様では、前記基準値の設定は８％以下である構成であってもよい。 また、本発明の一態様に係るデバイスの製造方法は、複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を部材に吐出する液滴吐出装置を用いたデバイスの製造方法であって、前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用の駆動周波数で液滴を吐出させそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、付着した液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度のうち１以上の項目を計測し、各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定し、前記不良吐出口数の前記複数の吐出口数に対する比率が基準値以下であるとき、前記複数の吐出口のうち前記不良吐出口以外の吐出口のみから前記所定の駆動周波数で液滴を吐出して前記部材に塗布することを特徴とする。
≪実施の形態≫
以下、実施の形態実施の形態に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法およびデバイスの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
＜液滴吐出装置＞
（全体構成）
液滴吐出装置における液滴の着弾精度の検査では、検査用基板の検査領域や、デバイス半製品の周縁部分に設けられた検査領域に向けて各吐出口から液滴を吐出させ、検査領域を撮像し、撮像により得られた各液滴の画像に基づいて各液滴の位置ずれ量や体積を検査している。具体的には、例えば、液滴が付着した検査領域をＣＣＤカメラなどの撮像装置により撮像し、撮像により得られた画像中の付着物の中からパターンマッチング等により液滴を判別し、判別した液滴の付着位置及び面積を読み取ってその付着位置から液滴の位置ずれ量を算出すると共に、その液滴の付着面積を読み取ってその付着面積から液滴の付着量を算出している。
図１は、本発明の一態様に係る液滴吐出装置の主要構成を示す図である。図２は、本発明の一態様に係る液滴吐出装置の機能ブロック図である。
図１および図２に示すように、本発明の一態様に係る液滴吐出装置１００は、作業テーブル１１０、ヘッド部１２０、および制御装置１３０を備える。
（作業テーブル）
作業テーブル１１０は、いわゆるガントリー式の作業テーブルであって、吐出対象物２００が載置される板状の基台１１１と、基台１１１の上方に配置された長尺状の移動架台１１２とを備える。図１では、吐出対象物２００として着弾検査用の基板が載置されている。
移動架台１１２は、その長手方向が基台１１１の短手方向（Ｘ軸方向）に沿うような姿勢で、基台１１１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って平行に配置された一対のガイドシャフト１１３ａ、１１３ｂ間に架け渡されている。一対のガイドシャフト１１３ａ、１１３ｂは、基台１１１の上面の四隅に配設された柱状のスタンド１１４ａ〜１１４ｄによって支持されている。
各ガイドシャフト１１３ａ、１１３ｂには、リニアモーター部１１５ａ、１１５ｂが取り付けられており、それらリニアモーター部１１５ａ、１１５ｂに移動架台１１２の長手方向両端部が固定されている。一対のリニアモーター部１１５ａ、１１５ｂをガイドシャフト１１３ａ、１１３ｂに沿ってＹ軸方向に移動させると、移動架台１１２もＹ軸方向に移動する。
移動架台１１２には、Ｌ字形の台座１１６が取り付けられており、台座１１６には、サーボモーター部１１７が取り付けられている。サーボモーター部１１７のモーター軸（不図示）の先端にはギヤ（不図示）が取り付けられており、そのギアが移動架台１１２のガイド溝１１８に嵌合されている。ガイド溝１１８は、移動架台１１２の長手方向に沿って設けられており、溝内に形成された微細なラック（不図示）とギアとが噛合している。サーボモーター部１１７を駆動させると、いわゆるピニオンラック機構によって、台座１１６はＸ軸方向に沿って移動する。
台座１１６にはヘッド部１２０が取り付けられている。サーボモーター部１１７を駆動させて台座１１６をＸ軸方向に沿って移動させると、ヘッド部１２０もＸ軸方向に沿って移動する。このようにして、ヘッド部１２０のインクジェットヘッド１２２および撮像装置１２３は、Ｘ軸方向に走査可能である。また、リニアモーター部１１５ａ、１１５ｂを駆動させて移動架台１１２をＹ軸方向に沿って移動させると、それに伴なって台座１１６もＹ軸方向に沿って移動し、ヘッド部１２０もＹ軸方向に沿って移動する。このようにして、ヘッド部１２０のインクジェットヘッド１２２および撮像装置１２３は、Ｙ軸方向にも走査可能である。
リニアモーター部１１５ａ、１１５ｂおよびサーボモーター部１１７は、それらの駆動を制御するための駆動制御部１１９に接続されており、駆動制御部１１９は、通信ケーブル１０１、１０２を介して制御装置１３０のＣＰＵ１３１に接続されている。リニアモーター部１１５ａ、１１５ｂおよびサーボモーター部１１７の駆動は、制御装置１３０の記憶手段１３２に格納された所定の制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ１３１が吐出制御部１２５へ指示を送信し、その指示に基づいて駆動制御部１１９がリニアモーター部１１５ａ、１１５ｂおよびサーボモーター部１１７を駆動制御することにより行われる。
（ヘッド部）
ヘッド部１２０は、本体部１２１、インクジェットヘッド１２２、および撮像装置１２３を備える。本体部１２１は、作業テーブル１１０の台座１１６に固定され、インクジェットヘッド１２２と撮像装置１２３は、本体部１２１に取り付けられている。
図３は、インクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。図３に示すように、インクジェットヘッド１２２は、圧電素子１２４ａ、振動板１２４ｂ、液室１２４ｃ、吐出口１２４ｄ１が開設されたノズル１２４ｄ等を構成要素とするインク吐出機構部１２４を複数個（例えば数千個）備える長尺状の部材である。インク吐出機構部１２４は、インクジェットヘッド１２２の長手方向に沿って等間隔を空けながら一列に配置されている。
圧電素子１２４ａは例えばピエゾ素子であり、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる板状の圧電体１２４ｅを一対の電極１２４ｆ、１２４ｇで挟んでなる積層体である。圧電素子１２４ａに対して例えば数百Ｈｚの周波数の波形電圧を印加することで、圧電素子１２４ａは変形する。
振動板１２４ｂは、ステンレスやニッケルからなる薄板であり、液室１２４ｃの天板を構成している。振動板１２４ｂの上面における液室１２４ｃに対応する部分に圧電素子１２４ａが貼り付けられており、圧電素子１２４ａが変形すると、振動板１２４ｂにおける圧電素子１２４ａが貼り付けられた部分も変形し、液室１２４ｃの体積が変化する。
液室１２４ｃは、吐出口１２４ｄ１から吐出するインクを貯留しておくための空間である。液室１２４ｃ内へは、インクジェットヘッド１２２に接続された輸液チューブ１０４を介して外部からインクが供給される。液室１２４ｃ内に供給されたインクは、液室１２４ｃの体積が減少した時に、各吐出口１２４ｄ１から液滴として吐出対象物２００に対して吐出される。
吐出口１２４ｄ１は、液室１２４ｃと連通しており、インクジェットヘッド１２２における基台１１１と対向する面、すなわち下面に、インクジェットヘッド１２２の長手方向に沿って列状に等間隔を空けながら複数個（例えば数千個）一列に配置されている。なお、インクジェットヘッド１２２の吐出口１２４ｄ１の配置は一列に限定されず、例えば複数列に分けて配置されていても良い。吐出口１２４ｄ１を複数列に分けて配置する場合は、千鳥配置とすれば吐出口１２４ｄ１のピッチを狭くすることができる。
本体部１２１には、各圧電素子１２４ａを個別に駆動するための駆動回路を備えた吐出制御部１２５が収納されている。吐出制御部１２５は、各圧電素子１２４ａに与える駆動信号を制御して、各吐出口１２４ｄ１からそれぞれ液滴を吐出させる。例えば、吐出制御部１２５によって、圧電素子１２４ａに印加する駆動電圧パルスが制御され、それぞれの吐出口１２４ｄ１から吐出される液滴の体積や吐出タイミング等が調節される。
吐出制御部１２５は、通信ケーブル１０３を介して制御装置１３０のＣＰＵ１３１に接続されている。ＣＰＵ１３１は、記憶手段１３２に格納された所定の制御プログラムに基づいて吐出制御部１２５に指示を送信し、吐出制御部１２５は、受信した指示に従って対象の圧電素子１２４ａに所定の駆動電圧を印加する。
本体部１２１にはサーボモーター部１２６が内蔵されており、サーボモーター部１２６を駆動させると、本体部１２１の下方に取り付けられたインクジェットヘッド１２２が、下面を基台１１１に向けた状態を維持しながら、本体部１２１とインクジェットヘッド１２２との連結部分を中心に回転する。これにより、Ｘ軸およびＹ軸に対するインクジェットヘッド１２２の長手方向の角度が変わる。この角度を調整することにより、吐出対象物に対する吐出口１２４ｄ１の相対的なピッチが調整可能である。
撮像装置１２３は、例えばＣＣＤカメラであって、通信ケーブル１０５を介して制御装置１３０と接続されている。液滴吐出装置１００の着弾精度を検査する際には、制御装置１３０のＣＰＵ１３１から撮像の指示が送信され、その指示を受信した撮像装置１２３によって基台１１１上に載置された吐出対象物の表面が撮像される。そして、撮像装置１２３によって撮像された画像は、制御装置１３０へ送信される。ＣＰＵ１３１は、送信された画像を記憶手段１３２に格納された所定の制御プログラムに基づいて処理する。
（制御装置）
制御装置１３０は、ＣＰＵ１３１、記憶手段（ＨＤＤ等の大容量記憶手段を含む）１３２、表示手段（ディスプレイ）１３４、入力手段１３３で構成される。制御装置１３０は具体的にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。
記憶手段１３２には、制御装置１３０に接続された作業テーブル１１０およびヘッド部１２０を駆動するための制御プログラム等が格納される。液滴吐出装置１００の駆動時には、ＣＰＵ１３１は入力手段１３３を通じてオペレータにより入力された指示と、記憶手段１３２に格納された各制御プログラムに基づいて所定の制御を行う。
以上の構成を有する液滴吐出装置１００を用いて、本発明の一態様に係る液滴吐出装置の検査方法、および、本発明の一態様に係るデバイスの製造方法の一部の工程が行われる。
＜液滴吐出装置の検査方法＞
図４（ａ）は、実施の形態に係る液滴吐出装置の検査方法を示す工程図、（ｂ）は（ａ）における、判別工程（ステップＳ５）における判別方法を示す工程図である。図５は、実施の形態において良否判別の対象となる付着物を示す図である。図６は、実施の形態に係るデータテーブルを示す図である。
図４（ａ）に示すように、実施の形態に係る液滴吐出装置の検査方法は、液滴吐出装置の着弾精度を検査するための方法であって、準備工程（ステップＳ１）、吐出工程（ステップＳ２）、撮像工程（ステップＳ３）、読取工程（ステップＳ４）、および判別工程（ステップＳ５）を含む。
準備工程（ステップＳ１）では、図５に示すように、表面２１０にアライメントマーク２２０が表示された検査領域２１１を有する吐出対象物２００を、液滴吐出装置１００の基台１１１上に載置する。吐出対象物２００としては、着弾精度を検査するための検査用基板や、機能層を形成する前の半製品等が挙げられる。半製品としては、例えば正孔輸送層や発光層を形成する前のデバイス半製品が挙げられ、半製品に対しては例えば非発光領域である周縁領域（額縁領域）にアライメントマーク２２０が表示される。
アライメントマーク２２０は、例えば、Ｘ軸方向に沿った長尺の直線２２１と当該直線２２１と垂直に交差するＹ軸方向に沿った複数の短尺の直線２２２とで構成されており、長尺の直線２２１と短尺の直線２２２とが交差する点が吐出口１２４ｄ１から吐出する液滴の狙い位置２２３となる。狙い位置２２３は、吐出口１２４ｄ１に対応して配置されており、吐出口１２４ｄ１の間隔と狙い位置２２３の間隔とは同じ幅である。なお、アライメントマークは、上記のような構成に限定されず、各吐出口１２４ｄ１に対応した狙い位置２２３が特定できる表示であれば良い。
吐出工程（ステップＳ２）では、液滴吐出装置１００が有する複数の吐出口１２４ｄ１から各吐出口１２４ｄ１に対応した各狙い位置２２３に向けて液滴を吐出させ、検査領域２１１に各液滴を着弾させる。このとき、デバイスの製造工程において基板等の対象物に溶液を塗布する実塗布時の駆動周波数を超える検査用駆動周波数で、各吐出口１２４ｄ１の各々から液滴を吐出させ、それら液滴を吐出対象物２００の表面に付着させる。検査用駆動周波数は、実塗布時の動周波数に対して１．８倍以上３６．７倍未満であることが好ましい。検査領域２１１は、吐出対象物２００の表面２１０における撮像装置１２３によって撮像される領域であり、アライメントマーク２２０の狙い位置２２３は全て検査領域２１１内に含まれている。
撮像工程（ステップＳ３）では、検査領域２１１を複数の撮像領域Ｉ1〜Ｉn（図５には撮像領域Ｉ1〜Ｉ15を表示）に分け、撮像領域Ｉ1〜Ｉn毎に異なるタイミングで順次それら撮像領域Ｉ1〜Ｉnを撮像して、検査領域Ｉ1〜Ｉnに付着している各付着物の画像を取得する。検査領域２１１は、撮像領域Ｉ1〜Ｉnを全て合わせた領域である。
各撮像領域Ｉ1〜Ｉnは、例えば撮像装置１２３によって同じタイミングで撮像される範囲である。本実施の形態では、１つの撮像領域Ｉ1〜Ｉnに１つの狙い位置２２３が存在している。すなわち、１つの狙い位置２２３につき１回の撮像が行なわれる。各狙い位置２２３は１つの各撮像領域Ｉ1〜Ｉnの中心に位置している。
なお、１つの撮像領域Ｉ1〜Ｉnには、良否判定の対象とする狙い位置２２３が複数存在していても良い。１つの撮像領域Ｉ1〜Ｉnに狙い位置２２３を複数存在させることによって、撮像の回数を減らすことができる。
ところで、通常、１つの吐出口１２４ｄ１からは１つの液滴が吐出され、その液滴が液滴として判別され、その液滴に基づいて液滴吐出装置１００の着弾精度が評価される。
読取工程（ステップＳ４）では、各付着物の画像に基づいて付着物に関する情報を読み取る。具体的には、各撮像領域Ｉ1〜Ｉnについて、それら撮像領域Ｉ1〜Ｉn内の全ての付着物について位置ずれ量を読み取り、最も位置ずれ量の小さい付着物を付着物Ａ1〜Ａnと判別する。図５では、付着物のうち各撮像領域Ｉ1〜Ｉn内における狙い位置２２３に最も近い付着物のみに符号を付している。そして、それら付着物に関する付着面積、および位置ずれ量を読み取る。
付着面積とは、付着物が吐出対象物２００の表面２１０と接触している領域の面積である。付着面積は、例えば、画像のコントラストから各付着物の平面視における輪郭を特定し、その輪郭内の面積を読み取って取得することができる。
位置ずれ量とは、狙い位置２２３から付着物までの距離である。位置ずれ量は、例えば、各付着物の輪郭から、各付着物の中心を決定し、その中心から狙い位置までの距離を読み取って取得することができる。
判別工程（ステップＳ５）は、付着物Ａ1〜Ａnの付着面積に基づいて液滴吐出装置の着弾精度が一定の水準を満たしているか否かを判別する工程であって、図５（ｂ）に示すように、吐出口判別工程（ステップＳ５１）及び吐出装置判別工程（ステップＳ５２）から構成されている。
吐出口判別工程（ステップＳ５１）では、付着物Ａ1〜Ａnの付着面積が付着面積規格の範囲外である場合に、その付着物Ａ1〜Ａnを形成するための液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定する。付着面積が付着面積規格の上限値を超え大き過ぎる場合と付着面積が付着面積規格の下限値を下回り小さい場合の、いずれの場合においても液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定することが好ましい。しかしながら、大き過ぎる場合、或いは、小さ過ぎる場合のいずれかの場合においてのみ不良吐出口と判定しても良い。本実施の形態では、付着面積規格の上限値を超える場合と下限値を下回る場合のいずれの場合においても液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定している。なお、上述した付着面積以外にも不吐出、着弾ズレ、着弾再現性、２滴化の発生の有無や程度を判定基準として使用してもよい。
図６は、実施の形態に係るデータテーブルを示す図である。図６に示すデータテーブルに、付着面積の具体例が示されている。「撮像領域」の欄には相対経過時間（撮像領域Ｉ1〜Ｉnの番号）が格納されており、「面積」の欄には付着面積が格納されている。付着物Ａ1〜Ａnの対する付着面積規格の上限値は、例えば３５μｍ2、下限値は、例えば２０μｍ2であり、付着面積が付着面積規格の下限値以上であって上限値以下である場合に、付着面積規格の範囲内であると判定される。図６に示した例では、各撮像領域Ｉ3〜Ｉ4における付着物Ａ3〜Ａ4が、付着面積規格の範囲外であると判定され、その付着物Ａ3〜Ａ4を形成するための液滴を吐出した吐出口１２４ｄ１が不良吐出口として判定される。全ての撮像領域Ｉ1〜Ｉnの「良否判別」の欄には、付着物Ａ1〜Ａnの判定結果を意味する「○」又は「×」が格納される。
吐出装置判別工程（ステップＳ５２）では、上述の吐出口判別工程（ステップＳ５１）で判定した不良吐出口数の、インクジェットヘッド１２２に含まれる全吐出口数に対する比率が基準値以下であるか否かを判定する。そして、基準値以下であるとき、その液滴吐出装置はインクジェットヘッド１２２に含まれる全吐出口数のうち不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を対象物に塗布可能であると判定する。不良吐出口の比率が大きすぎると、デバイス製造工程における溶液塗布時に1サブピクセル内に割り当てられる吐出口数が減少する。そのため、1サブピクセルに滴下できる上限液滴数が減少し設計膜厚を実現するのに必要な滴下量を満たすことができない。こうした観点から基準値の設定は８％以下であることが好ましい。しかしながら、ここで示した基準値は一例であり、サブピクセルの容量、1サブピクセル内に割り当てられる吐出口数、各吐出口から吐出可能な滴下量等に基づいて適宜設定することが好ましい。
図７は、吐出工程（ステップＳ２）における検査用駆動周波数と、吐出口判別工程（ステップＳ５１）における不良吐出口検出率との関係を示した評価結果である。また、図８は、図７における評価に用いたインクの粘度を示した図である。図７において、デバイスの製造工程において基板等の対象物に溶液を塗布する際の実塗布時の駆動周波数範囲は、約０．３〜約５．５ｋＨｚである。また、本実施の形態における検査用駆動周波数は、約１０〜１１ｋＨｚである。
図７に示すように、インク１及びインク２を用いた場合には、駆動周波数を高めても不良吐出口検出率の変化はなく約０％である。一方、インク粘度が一番高いインク３を用いた場合には、駆動周波数が実塗布時の駆動周波数範囲内である約５．５ｋＨｚ以下の場合、不良吐出口検出率の変化はなく約０％である。しかしながら、約５．５ｋＨｚを超えた領域では駆動周波数の増加に伴い不良吐出口検出率は増加する。約５．５ｋＨｚを超えた駆動周波数で吐出口検査を行うことにより、例えば、実塗布時駆動周波数範囲内である約５．５ｋＨｚ以下では検出することができなかった潜在的な不良吐出口を検出することができる。これにより、デバイス製造工程において偶発的に吐出不良を生じさせるおそれがある吐出口を検出することができる。
以上により、液滴吐出装置の検査が完了し、得られた検査結果に基づいて、液滴吐出装置の良否が判定される。液滴吐出装置が良と判定された場合には、その液滴吐出装置を用いてデバイスの製造を行う。液滴吐出装置が不良と判定された場合には、溶液吐出時における液滴吐出装置の調整が行なわれる。
＜デバイスの製造方法＞
（有機ＥＬ素子の全体的な製造工程）
図９は、実施の形態に係るデバイスの製造方法の一態様である有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。図９に示す基板１は、ＴＦＴ基板上に、感光性樹脂を塗布しフォトマスクを介した露光・現像によって平坦化膜が形成されたものである。
図９（ａ）に示すように、基板１上に、陽極２、ＩＴＯ層３、ホール注入層４を順に形成し、ホール注入層４上にバンク５を形成する。それに伴ってバンク５どうしの間に素子形成領域となる凹部空間５ａが形成される。
陽極２は、例えばスパッタリングによりＡｇ薄膜を形成し、当該Ａｇ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でマトリックス状にパターニングすることによって形成する。なお、Ａｇ薄膜は真空蒸着等で形成しても良い。
ＩＴＯ層３は、例えばスパッタリングによりＩＴＯ薄膜を形成し、当該ＩＴＯ薄膜を例えばフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成する。
ホール注入層４は、ＷＯｘ又はＭｏｘＷｙＯｚを含む組成物を用いて、真空蒸着、スパッタリングなどの技術で形成する。
バンク５は、ホール注入層４上にバンク材料を塗布する等によってバンク材料層を形成し、形成したバンク材料層の一部を除去することによって形成する。バンク材料層の除去は、バンク材料層上にレジストパターンを形成し、その後、エッチングすることにより行うことができる。バンク材料層の表面に、必要に応じてフッ素系材料を用いたプラズマ処理等によって撥液処理を施してもよい。バンク５はラインバンクであって、基板１上には、複数のラインバンクが互いに平行に形成されている。
次に、機能層としての発光層６を形成する前に、吐出口検査方法（ステップＳ５１）によって着弾精度の検査を行なう。液滴吐出装置の吐出口検査方法については上述したとおりである。続けて、液滴吐出装置の検査方法（ステップＳ５２）によって液滴吐出装置の良否を判定する。液滴吐出装置の良否判定方法は上述したとおりである。すなわち、吐出口判別工程（ステップＳ５１）で判定した不良吐出口数の、インクジェットヘッド１２２に含まれる全吐出口数に対する比率が基準値以下であるとき、その液滴吐出装置は不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を対象物に塗布可能であると判定する。
そして、予め検査の合格基準として定められた基準を満たし、液滴吐出装置が良と判定される場合には、その液滴吐出装置を用いて発光層６の形成するための溶液の塗布を行う。予め検査の合格基準として定められた基準を満たさず液滴吐出装置が不良と判定される場合には、溶液吐出時における液滴吐出装置の調整が行なわれる。
液滴吐出装置の調整としては、着弾位置がずれているときは吐出口１２４ｄ１の吐出時の位置を調整したり、液滴の体積が適正でないときは吐出口１２４ｄ１からの吐出量を調整したり、不吐出の吐出口１２４ｄ１があったときは隣接する吐出口１２４ｄ１からの吐出量を増加させたりする調整が実施され、位置ずれや液滴量の増減が激しい場合は、吐出口の整備等が行なわれる。
吐出口１２４ｄ１の整備方法としては、例えば各吐出口１２４ｄ１に対して、公知のパージ処理、フラッシング処理、ワイピング処理のいずれかを実施することが挙げられる。または吐出制御部１２５から各圧電素子１２４ａへの印加電圧値を変化させ、滴下するインク量を増減させる処理が挙げられる。或いはインクジェットヘッド１２２が寿命を迎えている場合には、インクジェットヘッド１２２を交換することもできる。一方、インクの調整方法としては、インク濃度、インク粘度、インク組成の少なくともいずれかを調整する方法が挙げられる。
次に、図９（ｂ）に示すように、バンク５同士間のサブピクセル形成領域となる凹部空間５ａに、インクジェット法により有機発光層の材料を含むインクを充填し、印刷成膜したその膜を乾燥させ、ベーク処理することによって、発光層６を形成する。このとき、上述の吐出口判別工程（ステップＳ５１）で判定した不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を対象物に塗布する。これにより、デバイス製造の前段階において、製造工程において偶発的な吐出不良を生じさせるおそれがある不良吐出口を有するノズルを検出して選別し、不良吐出口を有するノズルを用いることなく、液滴吐出装置を用いて溶液を対象物に塗布することができる。
図９では１対のバンク５間に発光層６が１つだけ示されているが、基板１上には、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層が、図９の紙面横方向に繰り返して並んで形成される。この工程では、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれかの機発光材料を含むインク６ａを充填し、充填したインク６ａを減圧下で乾燥させることによって、図９（ｃ）に示すように発光層６を形成する。
なお、図９では示していないが、発光層６の下には、機能層としてのホール輸送層をウェット方式で形成してもよい。また、発光層６の上に機能層としての電子輸送層をウェット方式で形成してもよい。
次に、図９（ｄ）に示すように、電子注入層７、陰極８、封止層９を順次形成する。
電子注入層７は、例えば真空蒸着によってバリウムを薄膜成形する。
陰極８は、例えばスパッタリング法によってＩＴＯを薄膜成形する。
封止層９は、樹脂封止材料を塗布した後、ＵＶを照射してその樹脂封止材料を硬化させて形成する。さらに、その上に板ガラスを載せて封止してもよい。
以上の工程を経て有機ＥＬ装置が完成しデバイスが製造される。
なお、本実施の形態では、液滴吐出装置の検査を、機能層である発光層６の形成前に行なったが、液滴吐出装置の検査のタイミングはこれに限定されず、インクジェット法によりいずれかの機能層を形成する前に少なくとも１回実施すれば良い。
（発光層形成用の溶液塗布方法）
液滴吐出装置１００を用いて、発光層６を形成する工程を量産的に行う方法について説明する。
発光層６の形成時には、発光層６を形成するための溶液である３色のインク（赤色インク、緑色インク、青色インク）を用いて、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を、複数のラインバンク間の各領域に形成する。
説明を簡略にするため、ここでは、複数の基板に対してまず一色のインクを塗布し、次に、その複数の基板に別の色のインクを塗布し、次にその複数の基板に３色目のインクを塗布する方法で、３色のインクを順次塗布することとする。
そして、以下の説明では、複数の基板に対して、３色の中の一色のインク（赤色インク）を塗布する工程について代表的に説明する。
図１、図１０（ａ）を参照しながら、液滴吐出装置１００を用いて、発光層形成用のインクを塗布する工程を説明する。
この工程では、作業テーブル１１０に製品製造用の基板１を載置して、発光層形成用のインクを塗布する。
［ラインバンクの場合］
基板１は、図４（ａ）に示すように、基板１上に、陽極２、ＩＴＯ層３、ホール注入層４、バンク５が形成されたものに相当する。
図１０（ａ）に示すように、基板１は、ラインバンク５がＹ方向に沿った状態で作業テーブル１１０上に載置され、Ｙ方向に沿って伸長するインクジェットヘッド１２２をＸ方向に走査しながら、各吐出口１２４ｄ１からラインバンク同士の間に設定された着弾目標を狙ってインクを着弾させることによって行う。
なお、赤色インクを塗布する領域は、ｘ方向に隣接して並ぶ３つの領域の中の１つである。
この塗布工程では、記憶手段１３２の管理テーブルに基づいて、上記吐出口判別工程（ステップＳ５１）にて判定された不良吐出口を有する吐出口以外の吐出口１２４ｄ１だけが使用される。従って、上記吐出口判別工程（ステップＳ５１）にて判定された不良吐出口に分類された吐出口１２４ｄ１は使用されない。
Ｎ枚の製品製造用の基板１に対してインクの塗布が終わると、次に、その複数の基板に別の色のインクを塗布し、次にその複数の基板に３色目のインクを塗布する工程が繰り返し行われ、３色のインクを順次塗布する。
［格子状のピクセルバンクの場合］
上述の形態では、バンクがラインバンクであったが、本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように製品製造用の製品用基板１０に形成されているバンクは、格子状のピクセルバンクであって、このピクセルバンクによって、矩形状のサブピクセルが規定される構造であってもよい。
製品用基板にインクを塗布する工程では、液滴吐出装置１００の作業テーブル１１０上に、このピクセルバンク５０が形成された製品用基板１０を載置して、ピクセルバンク５０で規定されたサブピクセルとなる領域にインクを塗布する。
このとき、各サブピクセルの長手方向がＹ方向、各サブピクセルの幅方向がＸ方向となるように載置して、インクジェットヘッド１２２をＸ方向に操作しながら、着弾目標に向けて各吐出口からインクを吐出する。図１０（ｂ）では、赤色のサブピクセル領域に赤色のインクを塗布する目標位置が示されている。
ただし、図１０（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１２２が備える複数の吐出口１２４ｄ１の中で、サブピクセルの領域上を通過する吐出口だけを使用し、サブピクセルの領域上を通らない吐出口（図１０（ｂ）中に×をつけた吐出口）は、常に使用しない点は、実施の形態１と異なっている。図１０（ｂ）に示す例では、１つのサブピクセル領域に対して７個の目標位置が設定され、７個の吐出口１２４ｄ１からインクが吐出される。
さらに、この塗布工程では、上述のラインバンク５を用いた場合と同様に、記憶手段１３２の管理テーブルに基づいて、上記吐出口判別工程（ステップＳ５１）にて判定された不良吐出口以外の吐出口１２４ｄ１だけが使用される。従って、上記吐出口判別工程（ステップＳ５１）にて判定された不良吐出口に分類された吐出口１２４ｄ１は使用されない。
Ｎ枚の製品製造用の基板１に対してインクの塗布が終わると、次に、その複数の基板に別の色のインクを塗布し、次にその複数の基板に３色目のインクを塗布する工程が繰り返し行われ、３色のインクを順次塗布する。
＜まとめ＞
上述のとおり、本実施の形態に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法では、吐出口判別工程（ステップＳ５１）において、デバイスの製造工程において基板等の対象物に溶液を塗布する際の実塗布時の駆動周波数を超えた検査用の駆動周波数で液滴を吐出対象物２００に付着させる。そして、付着物Ａ1〜Ａnの付着面積が付着面積規格の範囲外である場合に、その付着物Ａ1〜Ａnを形成するための液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定する。
これにより、実塗布時駆動周波数付近の比較的低い周波数では検出することができなかった潜在的な不良吐出口を検出することができる。
さらに、本実施の形態に係る液滴吐出装置の検査方法では、吐出装置判別工程（ステップＳ５２）において、上述の吐出口判別工程（ステップＳ５１）で判定した不良吐出口数の、インクジェットヘッド１２２に含まれる全吐出口数に対する比率が基準値以下であるか否かを判定する。そして、基準値以下であるとき、その液滴吐出装置は不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を対象物に塗布可能であると判定する。
これにより、デバイス製造の前段階において、製造工程において偶発的な吐出不良を生じさせるおそれがある不良吐出口を有するノズルを検出して選別し、不良吐出口を有するノズルを用いることなく、液滴吐出装置を用いて溶液を対象物に塗布することができる。
その結果、デバイス製造の前段階において、デバイス生産工程における連続的に溶液塗布が可能となりデバイス製造における歩留低下を防止し生産効率を改善できる。
＜変形例＞
（１）上記実施の形態では、吐出口判別工程（ステップＳ５１）では、付着物Ａ1〜Ａnの付着面積が付着面積規格の範囲外である場合に、その付着物Ａ1〜Ａnを形成するための液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定する構成とした。しかしながら、上述した付着面積以外の特性を用いて液滴を吐出した吐出口の良否を判定してもよい。例えば、不吐出、着弾ズレ、着弾再現性、２滴化の発生の有無や頻度を判定基準として用いる構成としてもよい。変形例に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法は、吐出口判別工程（ステップＳ５１）において、デバイスの製造工程において基板等の対象物に溶液を塗布する際の実塗布時の駆動周波数を超えた検査用の駆動周波数で液滴を吐出対象物２００に付着させる。そして、付着物Ａ1〜Ａnの着弾ズレ、着弾再現性、各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度、のうち１以上の項目を計測し、計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その吐出口を不良吐出口と判定する構成であってもよい。
ここで、着弾ズレとは、付着物Ａ1〜Ａnの中心位置の狙い位置２２３からずれた距離をさす。着弾再現性とは、各吐出口から吐出された液滴の着弾位置の繰り返し再現性をさす。不吐出の発生頻度とは、各吐出口について吐出口から液滴が吐出されない状態が発生する頻度をさす。サテライトの発生頻度とは、各吐出口について主液滴の近くに副液滴の着弾痕がある状態が発生する頻度をさす。２滴化の発生頻度とは、1吐出口当たり２滴で着弾検査用パターンを形成する場合に、１滴目と２滴目の着弾位置が離れすぎていて１つの液滴とならない状態が発生する頻度をさす。
これらの検査項目の何れか又は複数を用いることより、実施の形態に示した例と同様に、実塗布時駆動周波数付近の比較的低い周波数では検出することができなかった潜在的な不良吐出口を検出することができる。
（２）上記実施の形態では、１つのインクジェットヘッドを有する液滴吐出装置１００を用いて、３色（赤、緑、青）の中の一色のインクを複数の基板に塗布し、次に、その一色が塗布された基板に別の色のインクを塗布することとして説明したが、液滴吐出装置１００において、赤、緑、青用の３つのインクジェットヘッドを設けて、３色のインクを基板に並行して塗布する場合においても、上述した塗布方法を適用するができる。例えば、一連の工程の繰り返しを３色のインクを用いて並行して行ってもよい。それによって、上記実施の形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
（３）上記実施の形態では、有機ＥＬ装置の発光層を形成する工程において上述した塗布方法を適用する例を説明したが、発光層以外の機能層（例えばホール注入層、電子注入層）をウェット方式で形成する場合、あるいはＴＦＴ基板における有機半導体層をウェット方式で形成する場合においても、上述した塗布方法を適用することが可能であり、同様の効果を得ることができる。
（４）上記の工程が実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記工程の一部が、他の工程と同時（並列）に実行されてもよい。また、各実施の形態に係る液滴吐出装置の吐出口検査方法、液滴吐出装置の検査方法、検査方法、デバイスの製造方法、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、塗布装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
本発明は、例えばパッシブマトリクス型或いはアクティブマトリクス型の有機発光素子や、ＴＦＴ基板等のデバイスの製造分野全般等で広く利用できる。
１、１０ 基板
５、５０ バンク
６ 発光層
１００ 液滴吐出装置
１１０ 作業テーブル
１２０ ヘッド部
１２１ 本体部
１２２ インクジェットヘッド
１２３ 撮像装置
１２４ インク吐出機構部
１２４ａ 圧電素子
１２４ｂ 振動板
１２４ｃ 液室
１２４ｄ ノズル
１２４ｄ１ 吐出口
１２５ 吐出制御部
１３０ 制御装置
２００ 吐出対象物
２１０ 表面
２１１ 検査領域
２２３ 狙い位置

Claims (4)

  1. 複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を吐出する液滴吐出装置の吐出口検査方法であって、
    前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用駆動周波数で液滴を吐出させてそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、
    付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、
    各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度、
    のうち１以上の項目を計測し、
    各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定する
    液滴吐出装置の吐出口検査方法であり、
    前記検査用駆動周波数は前記所定の駆動周波数に対して１．８倍以上３６．７倍未満である
    液滴吐出装置の吐出口検査方法。
  2. 前記付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、
    各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度の計測は、付着した前記各液滴を含む画像を撮像し、当該画像に基づいて前記各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、
    各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度を算出して行う請求項１に記載の液滴吐出装置の吐出口検査方法。
  3. 複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を吐出する液滴吐出装置の吐出口検査方法であって、
    前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用駆動周波数で液滴を吐出させてそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、
    付着した各液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、
    各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度、
    のうち１以上の項目を計測し、
    各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その液滴を吐出した吐出口を不良吐出口と判定する
    液滴吐出装置の吐出口検査方法であり、
    前記検査用駆動周波数は前記所定の駆動周波数に対して１．８倍以上３６．７倍未満であり、
    前記液滴吐出装置の吐出口検査方法により判定した前記不良吐出口数の、前記複数の吐出口数に対する比率が基準値である８％以下であるとき、前記複数の吐出口のうち前記不良吐出口以外の吐出口のみから液滴を吐出することにより溶液を塗布可能であると判定する
    液滴吐出装置の検査方法。
  4. 複数の吐出口から所定の駆動周波数で液滴を部材に吐出する液滴吐出装置を用いたデバイスの製造方法であって、
    前記複数の吐出口の各々から前記所定の駆動周波数を超える検査用の駆動周波数で液滴を吐出させそれら液滴を吐出対象物の表面に付着させ、
    付着した液滴の付着面積、着弾ズレ、着弾再現性、
    各吐出口における、不吐出、サテライト若しくは２滴化の発生頻度、のうち１以上の項目を計測し、
    各液滴の計測結果が各項目における規格の範囲外であるときに、その吐出口を不良吐出口と判定し、
    前記検査用駆動周波数は前記所定の駆動周波数に対して１．８倍以上３６．７倍未満であり、
    前記不良吐出口数の前記複数の吐出口数に対する比率が基準値である８％以下であるとき、
    前記複数の吐出口のうち前記不良吐出口以外の吐出口のみから前記所定の駆動周波数で液滴を吐出して前記部材に塗布するデバイスの製造方法。
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