(57)【要約】  インクジェット方式の電子デバイスを製造する際のインク塗布工程において、電子デバイス基材にインク液を吐出する前に、インクジェットヘッド２を走査させて受像用高透過度テストフィルム３にインク液を吐出させて検査用パターン７を形成する。テストフィルム３の下方には、インクジェットヘッド２の 走査方向と直交方向に移動可能な撮像用カメラ４と照明５を設け、撮像用カメラ４をインクジェットヘッドのノズル並びに対して平行方向に移動させながら検査 用パターン７を撮像する。撮像用カメラ４にて取得した検査用パターン７の画像データを画像データ処理装置２１へ転送し、検査処理部２４にてインク液吐出不良を検査する。
2010090080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式により電子デバイスを製造する際のインク塗布工程にて、インクジェットヘッドから吐出されるインク液の状態を検査するインクジェットヘッドの吐出状態検査方法であって、
前記インクジェットヘッドにより、受像用テストメディアに前記インク液を吐出して検査用パターンを形成する工程と、
前記検査用パターンを撮像装置により撮像する工程と、
前記撮像装置により取得した前記検査用パターンの画像データを用いて、画像評価装置により前記インク液の吐出状態を検査する工程と、を有し、
前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程の間は、前記受像用テストメディアの移動を規制することを特徴とするインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項２】
前記受像用テストメディアとして、光透過率が５０％以上のフィルムを使用することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項３】
前記撮像装置は、撮像用カメラと、前記撮像用カメラの撮像可能領域を照明する照明装置とを備え、
前記撮像用カメラと前記照明装置は、前記インクジェットヘッドとは前記受像用テストメディアを挟んで反対面側にあることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項４】
前記検査用パターンは、前記インクジェットヘッドから吐出された前記インク液のドットにより構成され、
前記画像評価装置は、前記画像データに基づいて各ドット毎の形態情報を取得すると共に、該ドット形態情報を予め設定された閾値と比較し、前記ドット形態情報の値が前記閾値内であった場合は当該ドット形態情報に対応する前記インクジェットヘッドを正常と判定し、前記ドット形態情報の値が前記閾値外であった 場合は当該インクジェットヘッドを不良と判定することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項５】
前記ドット形態情報は、前記ドットの径、面積、形状、重心位置についての情報を含むことを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項６】
前記画像評価装置は、前記ドット形態情報に基づいて前記インクジェットヘッドから吐出された前記インク液の実際の着弾位置とその理想着弾位置との差を算出し、前記インクジェットヘッドにおける吐出タイミングの必要補正量と、前記インクジェットヘッド位置の必要補正量を算出することを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項７】
前記画像評価装置は、前記ドット形態情報に基づいて全ドットの平均面積を算出し、吐出量とドット面積との関係を示す相関テーブルを用いて、１ノズルあたりの吐出量を算出することを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項８】
前記画像評価装置は、前記撮像装置により取得した画像データを画像処理する画像処理部と、画像処理後のデータから前記インク液の吐出不良を検出する検査処理部を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項９】
前記検査用パターン形成工程では、前記インクジェットヘッドから前記インク液が複数回吐出されることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項１０】
前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程は、複数色の前記インク液を吐出する前記インクジェットヘッド毎に実施され、全色の前記インクジェットヘッドについて前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程が終了するまで、前記受像用テストメディアの移動が規制されることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法。
【請求項１１】
インクジェット方式により電子デバイスを製造する際のインク塗布工程にて、インクジェットヘッドから吐出されるインク液の状態を検査するインクジェットヘッドの吐出状態検査装置であって、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記インク液により、検査用パターンが形成される受像用テストメディアと、
前記受像用テストメディアに形成された前記検査用パターンを撮像する撮像装置と、
前記インク液の着弾画像を前記撮像装置によって撮像可能な検査可能領域に前記受像用テストメディアを固定するメディア固定装置と、
前記撮像装置により取得した前記検査用パターンの画像データを用いて、前記インク液の吐出状態を検査する画像評価装置と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの吐出状態検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式による、例えば、カラーフィルタ、液晶パネル配向膜、有機ＥＬ素子、薄膜トランジスタ、配線基板、マイクロレンズ等の電子デバイスの製造技術に関し、特に、電子デバイスを製造するためのインク塗布装置に使用されるインクジェットヘッドのインク液吐出状態の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの普及や、大画面液晶テレビの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけ、カラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、カラー液晶ディスプレイが高価であることから、カラー液晶ディスプレイに対するコストダウンの要求が高まっている。特に、カラーフィルタの価格は、製品価格に含まれる割合が高いため、カラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。【０００３】
カラー液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタは、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備えている。液晶ディスプレイでは、Ｒ,Ｇ,Ｂそれぞれの画素に対応する液晶パネルの電極をＯＮ，ＯＦＦさせる。これにより、液晶がシャッタとして作動し、Ｒ,Ｇ,Ｂの各画素を光が通過してカラー表示が行われる。【０００４】
カラーフィルタの製造方法としては、従来より、染色法や顔料分散法、電着法、熱硬化樹脂法など、種々の方法が知られている。このうち、染色法は、まずガラス基板上に、染色用の材料である水溶性の高分子材料を用いて樹脂層を形成する。次に、この樹脂層を、フォトリソグラフィー工程により、所望の形状にパターニングする。その後、得られたパターンを染色浴に浸漬し、着色されたパターンを得る。そして、これを３回繰り返すことによりＲ,Ｇ,Ｂのカラーフィルタ層を形成する。【０００５】
また、顔料分散法は、まず基板上に、顔料を分散した感光性樹脂層を形成する。次に、この樹脂層をパターニングすることにより、単色のパターンを得る。そして、この工程を３回繰り返すことにより、Ｒ,Ｇ,Ｂのカラーフィルタ層を形成する。さらに、熱硬化樹脂法は、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ,Ｇ,Ｂの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させ、３色のカラーフィルタを形成する。【０００６】
また、近年、フルカラーのフラットパネルディスプレイを安価に製造できる可能性があるため、有機ＥＬ素子が注目されている。通常、有機ＥＬ素子の製造において、発光性化合物が高分子の場合には、スピンコーティング法によって、基板上に化合物が堆積される。また、発光性化合物が低分子の場合には、蒸着法によって、基板上に化合物が堆積される。いずれの場合も、単一材料が基板を被覆し、単一色の有機発光素子が製造される。カラーディスプレイを製造するためには、Ｒ、ＧおよびＢの発光性化合物を用いて、多数の発光層を直接的に集積する。そして、個々の発光層をパターン付けすることにより、有機ＥＬ素子を用いたカラーディスプレイが形成される。なお、フォトレジストパターン付けおよびエッチング技術を用いて、Ｒ、ＧおよびＢの発光性化合物を相互に近接させて配置することにより、有機ＥＬ素子に異なる色を付することができる。【０００７】
しかしながら、上記のいずれのデバイスにおいても、Ｒ,Ｇ,Ｂの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要がある。このため、コスト高になるという問題や、同様の工程を繰り返すため歩留まりが低下する、という問題がある。そこで、これらの問題を解決したカラーフィルタの製造方法として、インクジェット方式で着色インクを吹き付けして着色層（画素部）を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献１）。【０００８】
このインクジェット方式は、簡便でコストが安く、インクの使用量が少ない等のメリットがある。しかし、その反面、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク滴の体積が小さく、表面積も大きいため、インクを構成する溶剤が蒸発しやすい。このため、インクに含まれる成分がノズル表面で析出し、ノズルが詰まってインクが出なくなる等の問題が発生しやすい。そこで、例えば特許文献２のように、カラーフィルタの不良発生を最小限に抑えるべく、インクジェットヘッドからインク液が吐出されない、いわゆる吐出不良を検出する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平11-240191号公報
【特許文献２】特開2008-102311号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、近年、微細化が進む電子デバイスを製造する際、カラーフィルタ用の色材や有機ＥＬ素子用の発光性化合物などの機能性材料を含んだインクを、インクジェット方式で塗布するためには、高精度にインク液滴を電子デバイス基材に着弾させなければならない。電子デバイスにおけるインク液滴の着弾位置のズレは、混色（またはショート）、白抜け（または断線）等の不良発生の原因となる。【００１０】
しかしながら、上記のような従来の不良検出技術では、インク含有成分がインクジェットヘッドのノズル表面で析出し、この析出物の影響によりインク液の飛翔方向に異常が発生する、いわゆる飛翔曲がりを検出することができないという問題があった。また、インク液の成分変化、吐出タイミングのズレなどによる要因でインク液滴の着弾位置に異常が発生した場合、成分変化等による欠陥を検出する検査方法も存在しなかった。【００１１】
一方、製造した電子デバイスの画像評価により着弾位置を算出し、その結果に基づいて着弾位置異常を検出することも不可能とは言えない。しかしながら、このような不良検出方法では、製造した受像対象を評価手段まで搬送する工程が必要であり、インク液滴が現に着弾した絶対位置を取得することは困難である。また、受像対象を搬送する時間が生じる分、タイムロスも発生するため、生産効率が低下するという問題も生じる。【００１２】
また、電子デバイス基材に、機能性材料を含むインクをインクジェット方式で塗布するためには、高精度にノズル一個あたりの吐出量を制御する必要がある。その際、ノズル毎の吐出量のバラツキや、インクジェットヘッドの駆動電圧異常、インクの温度異常による吐出過剰、インク詰りによる飛翔曲がりなどは、電子デバイスの品質を決定する重要なファクターであるため、製造中、これらを常に検査する必要がある。【００１３】
しかしながら、上記のような従来の不良検出技術は、吐出量を算出し、これに基づいて、インクジェットからインク液が正常に吐出されているかどうかの検査を行うものであり、インク液の絶対的な吐出量を検査するものではない。つまり、従来の不良検出は、あくまでドット面積に閾値を設定し、この閾値と着弾液滴との大小関係によって良・不良を判断しており、吐出量のバラツキや過剰、不足等を正確には把握できないという問題があった。【００１４】
本発明の目的は、インクジェット方式による電子デバイス製造過程におけるインク塗布工程において、製品不良を引き起こす可能性のある、インクジェットヘッドの吐出不良の検出を正確に行い得る検査方法および検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法は、インクジェット方式により電子デバイスを製造する際のインク塗布工程にて、インクジェットヘッドから吐出されるインク液の状態を検査するインクジェットヘッドの吐出状態検査方法であって、前記インクジェットヘッドにより、受像用テストメディアに前記インク液を吐出して検査用パターンを形成する工程と、前記検査用パターンを撮像装置により撮像する工程と、前記撮像装置により取得した前記検査用パターンの画像データを用いて、画像評価装置により前記インク液の吐出状態を検査する工程と、を有し、前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程の間は、前記受像用テストメディアの移動を規制することを特徴とする。【００１６】
本発明にあっては、インクジェット方式による電子デバイス製造過程におけるインク塗布工程において、高価な電子デバイス基材にインクを吐出させる前に、電子デバイス製造のためのインク塗布工程とは別に、オフラインでインク液の吐出不良を検査する工程を設ける。すなわち、透明フィルム等を用いた受像用テストメディアを検査位置に固定させ、テストメディアにインク液を吐出し検査用パターンを形成し、それを撮像装置により撮像する。そして、画像評価装置により、得られた画像データからインク液の吐出量、着弾位置、形状等を算出し、インクジェットヘッドのノズルがインク液を正常に吐出させ得るか否か、すなわち、電子デバイス基材の所定位置に適量が精度良く着弾させることが可能かどうかを分別し検出する。また、画像データからインク液のドット毎の径、面 積、形状、重心座標等を含むドット形態情報を取得し、インク吐出量のバラツキや、着弾位置ズレ、ドット形状不良、チリ・サテライト等のインクジェットヘッド吐出不良を検出する。【００１７】
前記受像用テストメディアとして、光透過率が５０％以上のフィルムを使用しても良い。また、前記撮像装置として、撮像用カメラと、前記撮像用カメラの撮像可能領域を照明する照明装置とを設け、前記撮像用カメラと前記照明装置を、前記インクジェットヘッドと前記受像用テストメディアを挟んで反対面側に配置しても良い。【００１８】
前記検査用パターンを前記インクジェットヘッドから吐出された前記インク液のドットにより構成し、前記画像評価装置により、前記画像データに基づいて各ドット毎の形態情報を取得すると共に、該ドット形態情報を予め設定された閾値と比較し、前記ドット形態情報の値が前記閾値内であった場合は当該ドット形態 情報に対応する前記インクジェットヘッドを正常と判定し、前記ドット形態情報の値が前記閾値外であった場合は当該インクジェットヘッドを不良と判定しても良い。この場合、前記ドット形態情報に、前記ドットの径、面積、形状、重心位置についての情報を含めても良い。【００１９】
前記画像評価装置にて、前記ドット形態情報に基づいて前記インクジェットヘッドから吐出された前記インク液の実際の着弾位置とその理想着弾位置との差を算出し、前記インクジェットヘッドにおける吐出タイミングの必要補正量と、前記インクジェットヘッド位置の必要補正量を算出しても良い。また、前記画像評価装置にて、前記ドット形態情報に基づいて全ドットの平均面積を算出し、吐出量とドット面積との関係を示す相関テーブルを用いて、１ノズルあたりの吐出量を算出しても良い。【００２０】
前記画像評価装置に、前記撮像装置により取得した画像データを画像処理する画像処理部と、画像処理後のデータから前記インク液の吐出不良を検出する検査処理部とを設けても良い。【００２１】
前記検査用パターン形成工程にて、前記インクジェットヘッドから前記インク液を複数回吐出しても良い。また、前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程を、複数種類の前記インク液を吐出する前記インクジェットヘッド毎に実施し、全種類の前記インクジェットヘッドについて前記検査用パターン形成工程および前記撮像工程が終了するまで、前記受像用テストメディアの移動を規制しても良い。【００２２】
本発明のインクジェットヘッドの吐出状態検査装置は、インクジェット方式により電子デバイス基材にインクを塗布する工程にて、インクジェットヘッドから吐出されるインク液の状態を検査するインクジェットヘッドの吐出状態検査装置であって、前記インクジェットヘッドから吐出される前記インク液により、検査用パターンが形成される受像用テストメディアと、前記受像用テストメディアに形成された前記検査用パターンを撮像する撮像装置と、前記インク液の着弾画像を前記撮像装置によって撮像可能な検査可能領域に前記受像用テストメディアを固定するメディア固定装置と、前記撮像装置により取得した前記検査用パターンの画像データを用いて、前記インク液の吐出状態を検査する画像評価装置と、を有することを特徴とする。【００２３】
本発明にあっては、インクジェット方式により電子デバイスを製造する際のインク塗布工程において、高価な電子デバイス基材にインクを吐出させる前に、電子デバイスを製造するためのインク塗布工程とは別に、オフラインでインク液の吐出不良を検査する吐出状態検査装置を設ける。当該吐出状態検査装置では、透明フィルム等を用いた受像用テストメディアを検査位置に固定し、テストメディアにインク液を吐出し検査用パターンを形成してそれを撮像装置にて撮像する。そして、画像評価装置により、得られた画像データからインク液の吐出量、着弾位置、形状等を算出し、インクジェットヘッドのノズルがインク液を正常に吐出させ得るか否か、すなわち、電子デバイス基材の所定位置に適量が精度良く着弾させることが可能かどうかを分別し検出する。また、画像データからインク液のドット毎の径、面積、形状、重心座標等を含むドット形態情報を取得し、インク吐出量のバラツキや、着弾位置ズレ、ドット形状不良、 チリ・サテライト等のインクジェットヘッド吐出不良を検出する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のインクジェットヘッドの吐出状態検査方法によれば、電子デバイスを製造するためのインク塗布工程とは別に、オフラインでインク液の吐出不良を検査する工程を設けたので、不良ノズルを事前に特定することができ、不良電子デバイスの製造を防止し、不良電子デバイスを製造するリスクを最小限に抑えることが可能となる。また、何れのノズルが不良ノズルであるのかを確実に把握でき、その吐出不良原因も把握可能であるため、メンテナンスやヘッド交換など、不良原因に応じた適切な対応をとることが可能となる。【００２５】
本発明のインクジェットヘッドの吐出状態検査装置によれば、電子デバイスを製造するためのインク塗布工程とは別に、オフラインでインク液の吐出不良を検査するので、不良ノズルを事前に特定することができ、不良電子デバイスの製造を防止し、不良電子デバイスを製造するリスクを最小限に抑えることが可能となる。また、何れのノズルが不良ノズルであるのかを確実に把握でき、その吐出不良原因も把握可能であるため、メンテナンスやヘッド交換など、不良原因に応じた適切な対応をとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェットヘッドの吐出状態検査装置の構成を示す説明図である。
【図２】フィルム搬送機構の構成を示す説明図である。
【図３】検査用パターンの撮像画像の一例を示す説明図である。
【図４】吐出量とインクドット面積の相関関係を示す説明図である。
【図５】インクドットのチリやサテライト、形状不良の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    吐出検査装置
２    インクジェットヘッド
３    受像用高透過度テストフィルム（受像用テストメディア）
４    撮像用カメラ（撮像装置）
５    照明（撮像装置，照明装置）
６    検査可能領域
７    検査用パターン
１０    フィルム搬送機構（メディア固定装置）
１１ａ,１１ｂ    モータ
１２ａ,１２ｂ    搬送ローラ
１３ａ,１３ｂ    アイドルローラ
１４    テンションゲージ
２１    画像データ処理装置（画像評価装置）
２２    画像処理部
２３    制御部
２４    検査処理部
２５    閾値格納部
２６    検査結果出力部
３１    インクドット
３２    チリ
３３    サテライト
３４Ｒ,３４Ｇ,３４Ｂ    副画素領域
３５    メインドット
３６    副画素
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるインクジェットヘッドの吐出状態検査装置（以下、吐出検査装置と略記する）の構成を示す説明図である。図１の吐出検査装置１は、インクジェット方式により、カラーフィルタ用透明基板や有機ＥＬ素子用基板等の電子デバイス基材に所望のパターンを印刷する、電子デバイス製造のためのインク塗布装置に使用される。吐出検査装置１では、インクジェットヘッド２（以下、ヘッド２と略記する）のノズルから吐出されるインク液の吐出状態を検査し、ノズルの良・不良を判定する。吐出検査装置１は、電子デバイス製造用のインク塗布装置の一部に設置されている。なお、図１には、電子デバイス製造用のインク塗布装置における吐出検査装置１の部分のみが示されている。【００２９】
図１の吐出検査装置１は、受像用高透過度テストフィルム３（受像用テストメディア、以下、テストフィルム３と略記する）と、撮像装置である撮像用カメラ４（以下、カメラ４と略記する）および照明（照明装置）５を備えている。吐出検査装置１では、ヘッド２からテストフィルム３にインク液を吐出させ、インク液の着弾画像をカメラ４にて撮影してインク液の吐出状態を検査する。吐出検査装置１には、検査可能領域６が設けられている。検査可能領域６では、インク液の着弾画像をカメラ４によって有効に撮像、検出可能となっている。検査可能領域６は、電子デバイス製造のためのインク塗布装置における本番印刷領域（電子デバイス基材に実際に印刷を行う領域）に隣接して配置されている。ヘッド２は、検査可能領域６と本番印刷領域とを自在に行き来できるようになっている。なお、図１では、本番印刷領域は省略されている。【００３０】
図１に示すように、検査可能領域６は、ヘッド駆動方向の前方に設けられている。検査可能領域６では、テストフィルム３の下方に、カメラ４と照明５が配置されている。カメラ４は、検査可能領域６内をヘッド２の駆動方向と直交方向に移動する。カメラ４としては、例えば、ＣＣＤカメラが使用される。カメラ４の画素分解能は、ヘッド２からのインク吐出量測定精度や着弾位置測定精度にもよるが、電子デバイス製造用のインク塗布装置のインクジェットヘッド吐出検査用としては２μm以下であることが望ましい。【００３１】
照明５は、ヘッド２によって検査可能領域６内に印刷される検査用パターン７を照らす照明装置である。照明５の光源としては、例えば、ＬＥＤやハロゲン、メタルハライド、キセノン、蛍光灯など種々の光源を使用できる。但し、必要な輝度を得ることができるものであれば、光源の種類には限定はない。また、一定輝度が得られるのであれば、照明５を、図１のような線状の照明装置ではなく点状の照明装置とし、カメラ４と同期をとって駆動させても良い。【００３２】
テストフィルム３は、合成樹脂製の透明状フィルムである。テストフィルム３には、インク液の受容層が塗布されている。ヘッド２の各ノズルから吐出されたインク液が受容層に着弾すると、このインク液が受容層上にてドット状になる。テストフィルム３の光透過率は、カメラ４にて検査用パターン７を撮像したとき、画像の輝度値に設けられた閾値に基づいて、テストフィルム３上に着弾したインク液のドットを識別できる程度の値であれば良い。但し、透過率は５０％以上である方が、インク液の高コントラスト画像が得られるため望ましい。【００３３】
テストフィルム３とヘッド２のノズルとの間の距離は、正確な吐出情報を取得するため、ノズルと電子デバイス基材との間の距離と等しいことが求められる。また、ノズル−テストフィルム３間の距離が、少なくとも検査可能領域６では常に一定になるような平面度を有するように、テストフィルム３を固定することも必要となる。さらに、電子デバイス製造のインク塗布工程前に吐出検査工程を行うことを考慮すると、吐出検査装置１は、テストフィルム３の固定工程と破棄工程が連続して行えることが望ましい。【００３４】
そこで、当該吐出検査装置１では、前述の要件を満たすべく、図２のようなＲtoＲ（Roll to Roll）構成のフィルム搬送機構（メディア固定装置）１０を使用している。フィルム搬送機構１０では、ヘッド２を支持するフレーム等とテストフィルム３との距離が、本番印刷領域における前記フレーム等と電子デバイス基材との距離と同一となるように設定されている。また、ヘッド２の動作速度や他の印刷条件も、本番印刷と同様の状態でテスト印刷ができるようになっている。つまり、吐出検査装置１は、テストと本番との間で着弾状態に差異が無いように設定されている。【００３５】
図２に示すように、フィルム搬送機構１０は、モータ１１ａ,１１ｂによって駆動される搬送ローラ１２ａ,１２ｂを備えている。検査可能領域６には、アイドルローラ１３ａ,１３ｂが設けられている。テストフィルム３は、アイドルローラ１３ａ,１３ｂを介して、搬送ローラ１２ａ,１２ｂの間に張った状態で配置される。フィルム搬送機構１０には、テストフィルム３に接触するようにテンションゲージ１４が設けられている。テンションゲージ１４は、テストフィルム３の張力を検出する。そして、テストフィルム３の張力が設定した値になるようにモータ１１ａ,１１ｂを適宜駆動し、テストフィルム３を所定張力にて固定する。これにより、検査可能領域６において、テストフィルム３は、アイドルローラ１３ａ,１３ｂの間に所定の平面度で固定される。【００３６】
一方、カメラ４は、画像データ処理装置（画像評価装置）２１に接続されている。画像データ処理装置２１は、撮像したインク液の着弾画像を解析してノズルの良・不良を判定する。図１に示すように、画像データ処理装置２１は、画像処理部２２と、制御部２３および検査処理部２４を備えている。画像処理部２２は、カメラ４から送られてきた画像データを取得し、所定の検査前処理を実施する。検査処理部２４は、画像処理部２２にて前処理が施された画像データを分析し、インク液吐出状態に関する情報を算出する。制御部２３は、画像処理部２２から画像データを取得すると共に、検査処理部２４との間でデータのやり取りを行い、各ノズルの良・不良状態を判断する。【００３７】
画像処理部２２では、検査前処理の画像処理として、アナログ画像データの２値化処理と、異物除去およびノイズ除去を行う。画像処理部２２にて前処理された画像データは、制御部２３に渡される。検査処理部２４は、この制御部２３に渡された画像データを取り出し、吐出検査処理を行う。その際、画像データは、閾値格納部２５に格納された基準値と比較され、各ノズルに関するインク液の吐出状態情報が作成される。制御部２３は、この吐出状態情報を取得し、各ノズルの良・不良状態を判断する。良・不良の判断結果は、制御部２３から検査結果出力部２６に出力される。【００３８】
次に、このような吐出検査装置１における検査処理について、カラーフィルタのインク塗布工程を例にとって説明する。ここではまず、フィルム搬送機構１０を駆動させ、テストフィルム３を所定張力にてセットする。テストフィルム３をセット後、ヘッド２を駆動し、検査可能領域６にてノズルからインク液を吐出させ、テストフィルム３に検査用パターン７を形成する。インク液の吐出は、Ｒ,Ｇ,Ｂの各色のヘッド２について、１色ずつ複数回（例えば、３回）行われる。つまり、１回のヘッド走査にて、ノズル数×吐出回数のインク液のドットが形成される。なお、インク液の吐出を複数回実施するのは、データ精度を上げるべく、複数のサンプルを採取するためである。従って、インク液の吐出回数自体には、特に制限や限定はない。【００３９】
検査可能領域６は、カメラ４の視野内に設定されている。従って、検査用パターン７は、カメラ４の視野内に収まるように形成される。検査用パターン７を形成した後、照明５を点灯させ、カメラ４にて検査用パターン７を撮像する。ヘッド２のノズルは、ヘッド２の駆動方向と概ね直交する方向に並んでいる。従って、検査用パターン７も、ヘッド駆動方向と概ね直交する方向に並んで形成される。吐出検査装置１では、カメラ４をヘッド駆動方向と直交方向に移動させ、１回の走査によって全ての検査用パターン７を撮像する。【００４０】
検査用パターン７の撮像画像データは、画像処理部２２に送られる。画像データは、画像処理部２２にて検査前処理を実施した後、制御部２３に転送される。制御部２３は、検査処理部２４に画像データを送る。画像データは、検査処理部２４にて検出、分別され、インク液の吐出状態情報が形成される。制御部２３は、検査処理部２４から吐出状態情報を受け取り、各ノズルの良・不良状態を判断する。図３は、検査用パターン７の撮像画像の一例を示す説明図である。図３のパターンは、Ｒ色ヘッドの９個のノズル（３個のノズルを備えたヘッドが３個）にて、インク液を３回吐出させた検査例を示している。【００４１】
図３に示すように、着弾したインクドット３１はそれぞれ、径や面積、形状、重心位置などが異なっている。検査処理部２４は、径や面積等を、各ノズル毎にドット形態情報として取得する。検査処理部２４は、このドット形態情報に基づき、Ａ〜Ｃ範囲のそれぞれについて、吐出量のバラツキ（(1)．吐出量検査）や、(2)．着弾位置検査、(3)．チリ・サテライト・形状検査の各検査を行う。制御部２３は、この検査結果に基づいて、吐出不良ノズルを特定する。なお、画像データには、例えば、図３の８番ノズルのＡ範囲のように、前処理にて異物を除去しきれなかったものが含まれている可能性がある。従って、ドット形態情報作成に際し、検査処理部２４は、Ａ〜Ｃ範囲の全て、または、その内の２つの範囲において吐出不良が生じている場合、そのノズルを不良ノズルと見なす処理を行う。【００４２】
(1)．吐出量検査では、全てのノズルから吐出され着弾したインクドット３１に対し、それらの径や面積を算出する。そして、この算出値を、予め設定され閾値格納部２５に格納された閾値と比較する。ここで、吐出量とインクドット面積との間には、図４のような相関関係があり、図４の関係に基づき、必要吐出量に対応するインクドット面積が設定される。制御部２３は、この設定値に対して設けられた閾値に基づき、吐出過剰、吐出不足を判断し、ノズルの合否判定を行う。吐出過剰、吐出不足が生じている場合には、吐出量のズレ量の算出も併せて実施される。なお、吐出量−インクドット面積の相関データは、テストフィルム３やインクの種類などに依存する。従って、テストフィルム３やインクの種類に変更があった場合は、再度相関データを作成する必要がある。【００４３】
(2)．着弾位置検査では、全インクドット３１に対し、重心位置を算出する。そして、各インクドット３１について、予め設定しておいた理想着弾位置との差を、ノズル並び方向、および、ヘッド走査方向について算出する。この着弾位置検査では、理想着弾位置との差（ズレ量）が、予め設定しておいた許容値内に収まっているか否かが判断され、許容値内の場合は「良」、許容値外の場合は「不良」と判定される。また、理想着弾位置とのズレ量から、インク液の吐出タイミングに関する必要補正量や、ヘッド位置の必要補正量を算出する。【００４４】
(3)．チリ・サテライト・形状検査では、全インクドット３１に関し、チリやサテライトの径・面積・形状・重心座標を算出する。そして、各インクドット３１について、チリやサテライト、ドット形状の適否について検査を行う。なお、ここで言う「チリ」とは、主にノズル部分の汚れなどに起因する、インクの飛び散りによる不規則な汚れを意味する。また、「サテライト」とは、インクの粘度やノズルからの吐出圧力の不良などによる、インク滴の液離れに起因する規則的な汚れを意味している。【００４５】
図５は、インクドットのチリやサテライト、形状不良の例を示す説明図である。図５に示すように、メインドット３５の周辺には、チリ３２やサテライト３３が点在する場合がある。チリ３２やサテライト３３は、他色の副画素内に混入しないものや、混入しても良い吐出量の場合には問題ない。しかし、混入が問題となるものの場合は、不良品発生の原因となるためＮＧとする。各色の副画素は、図５（ａ）に破線にて示したように、略長方形状の副画素領域３４Ｒ,３４Ｇ,３４Ｂ内に形成され、他色の副画素３６は、メインドット３５の間に２つ並んで形成される。つまり、図５では、同一色（ここではＲ）のメインドット３５が縦に３つ並んでおり、各メインドット３５の間に他色（Ｇ,Ｂ）の副画素が縦に２つ並んで形成されることになる。【００４６】
そこで、チリ３２やサテライト３３について、それらの吐出量や、メインドット３５との距離、形状不良に関して、それぞれに設定した閾値との比較を行い、各ノズルの合否判定を行う。そして、他色の副画素内に混入しても良い吐出量や、他色の副画素に混入しない程度のチリ・サテライト、形状不良ならば「良」と判定する。一方、他色の副画素に影響があるものは「不良」と判定する。例えば、図５の（ａ）のサテライト３３は、他色の副画素領域内に混入しており、その吐出量も多いため「不良」と判定される。図５の（ｂ）のチリ３２は、吐出量は小さいものの、他色の副画素領域内に多数混入しており「不良」と判定される。図５の（ｃ）のメインドット３５は、閾値を外れた異形のため「不良」と判定される。【００４７】
このような各検査を図３の検査用パターン７にて実施すると、例えば、次のような判断結果が得られる。
・１番：ほぼ理想的着弾であり合格。
・２番：吐出過剰で不合格。
・３番：位置ズレで不合格。
・４番：ズレはあるが閾値内であり合格。
・５番：サテライトの吐出量が大きく不合格。
・６番：４番と同じ。
・７番：吐出不足で不合格。
・８番：Ａに異物がありＢ,Ｃにて判定。ズレはあるが閾値内であり合格。
・９番：ズレはあるが閾値内であり合格。
つまり、図３の場合、１番,４番,６番,８番,９番ノズルの５つが合格となる。【００４８】
これらの検査結果は、制御部２３によって検査結果出力部２６に出力され、各ノズルに関する良・不良状態がモニタ等に示される。そして、Ｒ,Ｇ,Ｂの各ヘッド２の各ノズルの吐出検査を行った後、フィルム搬送機構１０のモータ１１ａ,１１ｂを駆動してテストフィルム３を搬送する。すなわち、テストフィルム３は、Ｒ,Ｇ,Ｂの各ヘッド２の検査が終了するまで移動させずに固定状態を維持される。検査用パターン７の印刷は、非常に微小な部分での印刷となるため、複数のヘッドについて、複数回テスト印刷を行い、テストフィルム３を移動させる前に撮像して検査を行う。これは、各色ヘッドの 吐出が全て終了する前にテストフィルム３を移動させると検査精度が低下するためである。これにより、フィルム移動精度の影響を避けることでき、カメラ４の移動精 度を確保すれば高精度の吐出検査処理が可能となる。【００４９】
このように、本発明による吐出検査装置１では、インク液の吐出不良に関して多面的な情報（不吐出、吐出量不均一、着弾位置ズレ、チリ・サテライト等）を得ることができるため、不良ノズルを高精度にて特定することができる。このため、不良電子デバイスの製造を事前に防止し、不良電子デバイスを製造するリスクを最小限に抑えることが可能となる。また、何れのノズルが不良ノズルであるのかを確実に把握できると共に、その吐出不良原因も把握できるので、メンテナンスやヘッド交換など、不良原因に応じた適切な対応をとることが可能となる。加えて、着弾位置が理想着弾位置とずれていた場合は、ノズル毎に理想着弾位置とのズレ量を算出することができ、さらに、ドット面積より吐出量のブレも算出することができるため、それらを適宜補正等することにより、高品位な電子デバイスを製造することが可能となる。【００５０】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、カメラ４を駆動させて検査用パターン７の撮像を行っているが、カメラを駆動させず、カメラを複数台設置することにより検査用パターン７を撮像するような構成であっても良い。また、カメラ４の形態には特に制限はなく、カメラ自体はエリアカメラでもラインセンサカメラであっても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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