JP7217461B2 - 液滴測定方法及び液滴測定装置 - Google Patents
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Description
前記複数の液滴に含まれる一部の液滴である代表液滴の表面の三次元座標を測定し、前記三次元座標系上の位置における前記液滴の傾斜を求める三次元測定工程と、
前記代表液滴について、前記三次元測定工程で得られる前記表面の三次元座標系上の位置における傾斜と、前記撮像工程で得られる前記三次元座標系上の輝度情報との、対応テーブルを作成する対応テーブル作成工程と、
前記対応テーブルと、前記撮像工程で得られる前記複数の液滴の前記三次元座標系上の輝度情報を用いて、前記複数の液滴の表面形状又は体積を求める評価工程とを備え、
前記被測定物の複数の液滴のうち少なくとも1つ以上の液滴は、液滴中央部の高さが周囲よりも低くなる凹部を有しており、
前記撮像工程で得られる輝度情報を用いて、前記液滴の凹部の外周部である稜線部を求める分離工程を含み、
前記稜線部の内側における表面形状又は体積は、前記稜線部の外側において導出される表面形状を基に演算される、液滴測定方法である。
液滴吐出装置1は、ヘッドユニット5のラインヘッド6から機能性材料を含む液状体をインクジェット法により印刷対象物7に向けて液滴として吐出する。これにより、液晶ディスプレイのカラーフィルタや、有機ELディスプレイ等のデバイスを製造する。
液滴測定装置2は、撮像部20を備え、サンプル基板19を測定する。サンプル基板19は、例えば、透明のガラス等のような、透光性を有する材質で構成されている。サンプル基板19には、液滴吐出装置1のラインヘッド6によって、機能性材料が塗布されている。
次に、本実施形態に係る液滴測定システムを用いて行う液滴測定方法について、図2に基づいて説明する。図2に示すように、液滴測定方法は、事前準備としてスピンコートやダイコート装置等を用いて行う基板作成工程S10と、液滴吐出装置1で行う吐出・塗布工程S20と、液滴吐出装置1及び減圧チャンバー3で行う乾燥工程S30と、液滴測定装置2で行う撮像工程S40と、液滴形状測定装置4で行う形状測定工程S50と、印刷制御部16又は測定制御部25で行う対応テーブル作成工程S60と、印刷制御部16又は測定制御部25で行う液滴評価工程S70と、を備えている。
基板作成工程S10では、事前準備として、スピンコートやダイコート装置等を用いてサンプル基板19の作成を行う。
次に、液滴吐出装置1で行う吐出・塗布工程S20における、評価対象となる複数のノズルを有するラインヘッドから機能性材料を含む液状体を吐出してサンプル基板19に液滴を形成する吐出・塗布工程について説明する。
乾燥工程S30では、使用するインクの溶媒の物性によるが、例えば、20℃以上60℃以下の温度範囲で、減圧雰囲気で行う。なお、使用するインクの溶媒の物性にあわせて、例えば、液滴吐出装置の上に所定の時間だけ放置して大気雰囲気で自然乾燥させた後に、しかるべきタイミングで減圧雰囲気の減圧チャンバーで行うのが良い。この構成によれば、吐出された液滴を所望の形状にコントロールすることが可能となる。
撮像工程S40では、乾燥工程S30を経て作成された液滴30を撮像部20によって撮像する。
次に、撮像工程S40で得られた液滴の画像データを用いて各液滴の体積又は表面形状を算出する液滴評価工程S70と、形状測定工程S50と、対応テーブル作成工程S60について、図8を参照しながら説明する。
形状測定工程S50は、被測定物の複数の液滴の中から抽出された所定の位置の代表液滴の形状を、液滴形状測定装置4で測定する工程である。液滴の表面の三次元座標系(X-Y-Z座標系)上の位置座標データ(x,y,z)を、液滴形状測定装置4により測定する。
対応テーブル作成工程S60は、形状測定工程S50で測定された各プロファイルに基づいた位置座標データ(x,y,z)から、液滴の表面の三次元座標系上の位置における傾斜を求め、その求めた傾斜と、その位置に対応する二次元座標系上の位置における輝度との対応関係を表す対応テーブルを作成する。
次に、図8の液滴評価工程S70について説明する。液滴評価工程S70は、測定制御部25の体積算出部27で行うのが良いが、計算時間の並列化のために印刷制御部16の体積算出部18で行っても良い。
そうすることで、液滴外周部に含まれる全ての画素におけるZ方向高さを0とした各画素位置でのZ方向高さ(真値)を算出することができる。
2 液滴測定装置
4 液滴形状測定装置
5 ヘッドユニット
6 ラインヘッド(ノズル)
7 印刷対象物(基板)
8 生産テーブル(基板設置台)
16 印刷制御部
17 対応テーブル作成部
18 体積算出部
19 サンプル基板
20 撮像部(液滴撮像部)
21 測定テーブル
25 測定制御部
26 対応テーブル作成部
27 体積算出部
30 液滴(被測定物)
50 対応テーブル
51 第1対応テーブル
52 第2対応テーブル
61 稜線部の輝度
62 中央部の輝度
63 基板部の輝度
71 液滴外周部
72 稜線部
73 稜線部高さ(真値)
74 稜線部高さ(仮値)
Claims (9)
- 複数のノズルから基板上に吐出された複数の液滴を含む被測定物と、該液滴とを撮像する撮像工程と、
前記複数の液滴に含まれる一部の液滴である代表液滴の表面の三次元座標を測定し、前記三次元座標系上の位置における前記液滴の傾斜を求める三次元測定工程と、
前記代表液滴について、前記三次元測定工程で得られる前記表面の三次元座標系上の位置における傾斜と、前記撮像工程で得られる前記三次元座標系上の輝度情報との、対応テーブルを作成する対応テーブル作成工程と、
前記対応テーブルと、前記撮像工程で得られる前記複数の液滴の前記三次元座標系上の輝度情報を用いて、前記複数の液滴の表面形状又は体積を求める評価工程とを備え、
前記被測定物の複数の液滴のうち少なくとも1つ以上の液滴は、液滴中央部の高さが周囲よりも低くなる凹部を有しており、
前記撮像工程で得られる輝度情報を用いて、前記液滴の凹部の外周部である稜線部を求める分離工程を含み、
前記稜線部の内側における表面形状又は体積は、前記稜線部の外側において導出される表面形状を基に演算されることを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1において、
前記分離工程では、前記撮像工程で得られる前記三次元座標系上の輝度情報を、前記液滴の外側から内側に向かって輝度の配列を構成し、前記輝度の極値を見つけて前記稜線部の一部とし、
前記輝度配列は、前記液滴の中央から外側に向かう異なる方向に、少なくとも4つ以上の方向の該輝度配列を有することを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1又は2において、
前記分離工程は、前記対応テーブル作成工程及び前記評価工程の双方に含まれ、
前記対応テーブルは、前記稜線部の外側座標の輝度及び傾斜を基に生成される第1対応テーブルと、前記稜線部の内側座標の輝度及び傾斜を基に生成される第2対応テーブルとを有し、
前記評価工程では、前記稜線部の外側座標において前記第1対応テーブルを用い、前記稜線部の内側座標において前記第2対応テーブルを用いることを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1乃至3のうち何れか1つにおいて、
前記稜線部の内側における表面形状は、前記稜線部の外側の輝度情報を用いて導出された該稜線部の高さのうち、最小値と最大値の間の何れかの値を上面部の高さとし、該稜線部の内側を、下に凸方向の略円錐形状として近似することを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1乃至3のうち何れか1つにおいて、
前記稜線部の内側における表面形状は、該稜線部の外側の輝度情報を用いて導出された該稜線部の高さのうち、最小値と最大値の間の何れかの値を上面部の高さとし、該稜線部の内側を、略円筒形状として近似することを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1乃至5のうち何れか1つにおいて、
前記稜線部の内側における表面形状は、該稜線部の外側の輝度情報を用いて導出された該稜線部の高さの平均値を上面部の高さとすることを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1乃至6のうち何れか1つにおいて、
前記被測定物に含まれる複数の液滴は、凹部を有する凹型形状の液滴と、凹部を有さない凸型形状の液滴の双方を含み、
前記凹型形状の液滴と前記凸型形状の液滴の体積は、同一の方法によって同時に測定されることを特徴とする、液滴測定方法。 - 請求項1乃至7のうち何れか1つにおいて、
前記複数のノズルから吐出される前記凹型形状の液滴は、溶質と溶媒の混合物で構成され、
前記基板に吐出された液滴の構成要素のうち前記溶媒が蒸発する蒸発工程を備え、
前記溶媒が蒸発する際に、前記溶質が前記溶媒の内部を対流する拡散工程により前記凹部が形成され、
前記撮像工程及び前記三次元測定工程では、前記溶媒が蒸発した後に残る溶質を測定対象とすることを特徴とする、液滴測定方法。 - 基板上の複数の液滴の体積を測定する液滴測定装置であって、
基板設置台と、複数の液滴を含む被測定物を撮像する撮像工程を行う液滴撮像部と、制御部とを有し、
前記制御部は、
前記複数の液滴に含まれる一部の液滴である代表液滴の表面の三次元座標を測定し、前記三次元座標系上の位置における前記液滴の傾斜を求める三次元測定工程と、
前記代表液滴の表面の一部の傾斜と前記表面の一部の輝度情報との対応テーブルと、前記撮像工程で得られる前記複数の液滴の前記三次元座標系上の輝度情報を用いて前記複数の液滴の表面形状又は体積を求める評価工程とを備え、
前記被測定物の複数の液滴のうち少なくとも1つ以上の液滴は、液滴中央部の高さが周囲よりも低くなる凹部を有しており、
前記撮像工程で得られる輝度情報を用いて、前記液滴の凹部の外周部である稜線部を求める分離工程を含み、
前記稜線部の内側における表面形状又は体積は、前記稜線部の外側において導出される表面形状を基に演算することで、前記複数の液滴の体積を測定する、液滴測定装置。
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