JP2016080474A - 液滴検査装置、液滴検査方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

液滴検査装置、液滴検査方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 Download PDF

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幸太朗 尾上
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Abstract

【課題】被吐出体に吐出される液滴を適切に検査する。【解決手段】液滴検査装置1は、液滴21を含む検査シート20上の照射領域22に紫外線を照射する照射部10と、液滴21(又は検査シート20)が発光した照射領域22を撮像する撮像部11と、撮像部11の光軸上に設けられ、検査シート20で反射した紫外線31を遮断する紫外線遮断フィルタ12と、撮像部11によって撮像された撮像画像に基づいて、液滴21の大きさ及び検査シート20上の液滴21の位置を計測する計測部13aと、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、被吐出体に吐出される液滴を検査する液滴検査装置、当該液滴検査装置を用いた液滴検査方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
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液滴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液滴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、かかる液滴の吐出不良を抑制するべく、吐出される液滴を検査することが必要となる。
例えば特許文献1には、上述したインクジェット方式を用いた液滴吐出装置が開示され、当該液滴吐出装置には、液滴吐出ヘッドからの検査吐出を受ける検査シートと、当該検査シートに検査吐出された液滴の着弾ドットを画像認識する認識カメラが設けられている。かかる液滴吐出装置では、認識カメラでの画像認識に基づいて、液滴吐出ヘッドの各吐出ノズルが正常に液滴を吐出しているか否かの検査が行われる。
また、例えば特許文献2には、液滴吐出ヘッドの各吐出ノズルから液滴を吐出して被検出紙に着弾させ、被検出紙に着弾した液滴を撮像装置で撮像し、撮像された画像データに基づいて、液滴のノズル抜けや飛行曲りなどの吐出ノズルの吐出不良を検査することが提案されている。
さらに、例えば特許文献3には、上述したように液滴の着弾ドットを撮像するにあたり、切替式リング照明器(3色に照明光を切り替え可能)を備えた吐出検査カメラを用いることが提案されている。具体的に吐出検査カメラは、液滴の種類(色調)に応じて、切替式リング照明器により適切な色に切り替えた照明光の下で着弾ドットを撮像する。
なお、このように液滴の着弾ドットを撮像するにあたり、液滴の色調に応じて照明光の色調を変更することは、例えば特許文献4にも開示されている。
特開2008−233833号公報 特開2009−95725号公報 特開2010−82490号公報 特開2010−214318号公報
しかしながら、有機EL層を形成する際に用いられる有機材料は、通常、無色透明または無色半透明であるため、液滴と、当該液滴が吐出される被吐出体とのコントラストを付け難い。特に被吐出体も無色透明または無色半透明であると、さらにコントラストを付け難くなる。また、有機材料の吐出量が少量である場合にも、液滴と被吐出体とのコントラストを付け難い。
かかる場合、特許文献1、2に開示された方法を用いても、単に液滴をそのまま撮像するだけでは、当該液滴を適切に撮像することができない。また、特許文献3、4では、液滴の色調に応じて照明光の色調を変更しているが、当該照明光が可視光である以上、やはり液滴を適切に撮像することができない。そうすると、液滴の検査を行うにあたり、当該液滴の大きさや被吐出体上の液滴の位置を計測する際、計測誤差が生じる。したがって、液滴の検査には改善の余地がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被吐出体に吐出される液滴を適切に検査することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、被吐出体に吐出される液滴を検査する液滴検査装置であって、前記液滴を含む前記被吐出体上の照射領域に紫外線を照射する照射部と、前記液滴又は前記前記被吐出体が発光した前記照射領域を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記液滴の大きさ及び前記被吐出体上の前記液滴の位置を計測する計測部と、を有することを特徴としている。なお、本発明における液滴には、粒状の液滴に加え、被吐出体に一定量で吐出される液も含まれる。
本発明によれば、照射領域に照射部から紫外線を照射して、当該照射領域における液滴又は被吐出体を発光させ、そして、この照射領域を撮像部によって撮像する。かかる場合、例えば紫外線照射前の液滴が無色透明または無色半透明であったり、あるいは液滴の吐出量が少量であっても、紫外線照射後の液滴又は被吐出体を発光させることで、撮像画像において液滴と被吐出体とのコントラストを高めることができる。その結果、当該撮像画像に基づいて、液滴の大きさ及び被吐出体上の液滴の位置を適切に計測することができ、従来の計測誤差を抑制することができる。そして、被吐出体に吐出される液滴を適切に検査することができる。
前記液滴検査装置は、前記撮像部の光軸上に設けられ、前記被吐出体で反射した紫外線を遮断する紫外線遮断フィルタをさらに有していてもよい。
前記撮像部は、前記被吐出体の主面に対して当該撮像部の光軸が垂直となる向きに配置され、前記照射部は、前記液滴に対して斜め上方から紫外線を照射する向きに配置されてもよい。
また、前記撮像部は、前記被吐出体の主面に対して当該撮像部の光軸が垂直となる向きに配置され、前記照射部は、前記液滴の下方から紫外線を照射する向きに配置されてもよい。
さらに、前記液滴検査装置は、前記照射部からの紫外線の光路を前記照射領域に向ける光路変更部をさらに有していてもよい。
前記液滴検査装置は、インクジェット方式で前記被吐出体に前記液滴を吐出する液滴吐出装置の内部に設けられていてもよい。
前記液滴は、有機EL層に用いられる有機材料であってもよい。
別な観点による本発明は、被吐出体に吐出される液滴を検査する液滴検査方法であって、前記液滴を含む前記被吐出体上の照射領域に照射部から紫外線を照射して、当該照射領域における前記液滴又は前記被吐出体を発光させ、前記照射領域を撮像部によって撮像し、前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記液滴の大きさ及び前記被吐出体上の前記液滴の位置を計測することを特徴としている。
前記撮像部によって前記被吐出体を撮像する際、当該撮像部の光軸上に設けられた紫外線遮断フィルタによって、前記被吐出体で反射した紫外線を遮断してもよい。
前記液滴の検査は、インクジェット方式で前記被吐出体に前記液滴を吐出する液滴吐出装置の内部で行われてもよい。
前記液滴は、有機EL層に用いられる有機材料であってもよい。
また別な観点による本発明によれば、前記液滴検査方法を液滴検査装置によって実行させるように、当該液滴検査装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
本発明によれば、被吐出体に吐出される液滴の大きさ及び被吐出体上の液滴の位置を適切に計測することができ、当該液滴を適切に検査することができる。
本実施の形態にかかる液滴検査装置の構成の概略を示す模式図である。 液滴検査装置で撮像される撮像画像の説明図である。 液滴検査が適切に行われない比較例を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる液滴検査装置の構成の概略を示す模式図である。 他の実施の形態にかかる液滴検査装置の構成の概略を示す模式図である。 他の実施の形態にかかる液滴検査装置の構成の概略を示す模式図である。 液滴検査装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 有機発光ダイオードの構成の概略を示す側面図である。 有機発光ダイオードの隔壁の構成の概略を示す平面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
先ず、本実施の形態に係る液滴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、液滴検査装置1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。
液滴検査装置1は、照射部10と、撮像部11と、紫外線遮断フィルタ12と、制御部13とを有している。液滴検査装置1の内部は、光のない暗所に維持される。そして、液滴検査装置1は、被吐出体としての検査シート20に吐出される液滴21の検査を行う。なお、検査対象となる液滴21は、紫外線を吸収して発光(燐光や蛍光)するものとなる。具体的には、例えば後述するように有機材料などが検査対象となる。
照射部10は、検査シート20上の液滴21に対して斜め上方から紫外線を照射する向きに配置される。照射部10は紫外線の光源(図示せず)を有し、当該照射部10から照射される紫外線の波長は例えば365nmである。かかる波長の紫外線を用いる場合、液滴検査装置1の内部にオゾンが発生するのを抑制することができる。そして、照射部10は、検査シート20に吐出された液滴21に向けて紫外線を照射する。以下、液滴21を含め、照射部10からの紫外線が照射される検査シート20上の領域を照射領域22という。
撮像部11は、検査シート20の主面に対して当該撮像部11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液滴21(照射領域22)の鉛直上方に配置される。撮像部11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11は、照射部10からの紫外線が照射された検査シート20の照射領域22を撮像する。撮像部11で撮像された撮像画像は、後述する制御部13の計測部13aに出力される。
紫外線遮断フィルタ12は、撮像部11の光軸上に設けられ、本実施の形態においては撮像部11のレンズ11aに取り付けられる。紫外線遮断フィルタ12には、上記波長の紫外線の進行を遮断するものであれば、任意のフィルタを用いることができる。そして、検査シート20の照射領域22で反射した紫外線は、
紫外線遮断フィルタ12によって撮像部11に入光するのを遮断される。
制御部13は、液滴検査装置1における照射部10や撮像部11の動作を制御するほか、撮像部11によって撮像された撮像画像に基づいて、液滴21の大きさ及び検査シート20上の液滴21の位置(着弾位置)を計測する。制御部13は計測部13aを有し、この計測部13aにおいて、上述した液滴21の大きさ及び位置の計測が行われる。このように液滴21の大きさを計測することで、液滴21の重量も計測されることになる。また、検査シート20上の液滴21の位置は、撮像部11の位置が予め判明しているため、当該撮像部11と検査シート20の関係から計測できる。なお、計測部13aでは、上述したように少なくとも液滴21の大きさ及び位置が計測されるが、その他の液滴21の寸法や形状を計測してもよい。
制御部13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、照射部10や撮像部11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の大きさ及び検査シート20上の液滴21の位置を算出するプログラムなどが格納されている。なお、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13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液滴検査装置1を用いて行われる液滴21の検査方法について説明する。
検査シート20に液滴21が吐出されると、照射部10から検査シート20上の照射領域22に紫外線が照射される。そうすると、照射領域22にある液滴21が紫外線を吸収して発光する。なお、照射領域22において、液滴21の周囲にある検査シート20は、紫外線が照射されても発光しない材料を使うのが好ましい。
そして、撮像部11によって照射領域22が撮像される。このとき、照射領域22で発光した液滴21の可視光成分30と照射領域22で反射した紫外線31は、鉛直上方に進行するが、上記紫外線31は紫外線遮断フィルタ12によって遮断される。
図2は、撮像部11によって撮像された撮像画像を示す。上述したように照射領域22において、液滴21は発光するため、液滴21と検査シート20のコントラストを高めることができる。なお、検査シート20が発光しない場合には、液滴21と検査シート20のコントラストをさらに高めることができる。
撮像部11で撮像された撮像画像は、制御部13の計測部13aに出力される。計測部13aでは、撮像画像に基づいて、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の検査が行われる。
以上の実施の形態によれば、検査シート20上の液滴21に向けて照射部10から紫外線を照射して、当該液滴21を発光させ、そして、発光した液滴21を含む照射領域22を撮像部11によって撮像する。かかる場合、例えば紫外線照射前の液滴21が無色透明または無色半透明であったり、あるいは液滴21の吐出量が少量であっても、紫外線照射後の液滴21を発光させることで、撮像画像において液滴21と検査シート20とのコントラストを高めることができる。また、撮像部11で照射領域22を撮像する際には、紫外線遮断フィルタ12によって照射領域22で反射した紫外線31が遮断されるので、撮像画像における液滴21と検査シート20とのコントラストをさらに高めることができる。その結果、制御部13の計測部13aでは、当該撮像画像に基づいて、液滴21の大きさ及び検査シート20上の液滴21の位置を適切に計測することができ、検査シート20に吐出される液滴21を適切に検査することができる。
なお、本実施の形態では、液滴21を検査するにあたり、紫外線照射によって液滴21を発光させたが、検査シート20を発光させてもよい。かかる場合、液滴21を発光させなくても、撮像部11で撮像される撮像画像において、液滴21と検査シート20のコントラストを高めることができる。そして、このように液滴21を発光させる必要がないため、検査対象の幅が広がり、例えばレジスト、色彩レジスト、ナノメタルインクなどの液滴21も検査可能となる。
次に、照射部10の配置について説明する。照射部10の配置は、紫外線31が照射領域22に適切に照射されれば、任意に選択できる。例えば図3は、紫外線31が照射領域22に適切に照射されない比較例を示したものである。図3に示すように照射部10から照射された紫外線31が撮像部11のレンズ11aの内部に照射される場合、当該紫外線31が紫外線遮断フィルタ12に遮断されて、検査シート20の照射領域22に到達しない。このため、液滴21又は検査シート20を発光させることができず、上述した本実施の形態の効果を享受できない。
この点、本実施の形態では、照射部10を液滴21に対して斜め上方から紫外線を照射する向きに配置されるので、当該照射部10から照射領域22に紫外線31を適切に照射することができる。しかも、照射領域22で反射する紫外線31が強くなり過ぎないので、紫外線遮断フィルタ12で紫外線31を確実に遮断することができる。したがって、撮像部11で撮像される撮像画像において、液滴21と検査シート20のコントラストをさらに高めることができる。
また、このように照射部10を液滴21に対して斜め上方に配置することにより、拡散光の影響によって撮像画像の品質が低下するのを防止することができる。さらに、撮像画像の品質を高めるうえで、照射部10と検査シート20との間に集光レンズ(図示せず)を配置する等の導光手段をとってもよい。
なお、照射部10の配置は、上記実施の形態のように液滴21に対して斜め上方に限定されず、上述したように紫外線31が照射領域22に適切に照射されれば、任意に選択できる。
例えば図4に示すように、照射部10は、照射領域22の鉛直下方に配置されていてもよい。かかる場合、照射部10から照射領域22に紫外線31を適切に照射することができる。しかも、図1に示した液滴検査装置1と同様に、検査シート20の照射領域22を透過する紫外線31を弱めることができ、紫外線遮断フィルタ12で紫外線31を確実に遮断できる。その結果、撮像部11で撮像される撮像画像において、液滴21と検査シート20のコントラストを高めることができる。
また、例えば液滴検査装置1には、照射部10からの紫外線31の光路を照射領域22に向ける光路変更部が設けられてもよい。例えば図5に示すように、撮像部11の下方において、反射鏡などの光路変更部40が設けられてもよい。あるいは、例えば図6に示すように、撮像部11のレンズ11aの下部において、照射部10の光源に接続されたドーム型の照明である光路変更部41が設けられてもよい。いずれの場合でも、照射部10からの紫外線31の光路は光路変更部40、41によって照射領域22に向かうように変更される。したがって、照射部10から照射領域22に紫外線31を適切に照射することができ、撮像部11で撮像される撮像画像において、液滴21と検査シート20のコントラストを高めることができる。
次に、以上のように構成された液滴検査装置1の適用例について説明する。図7は、液滴検査装置1を備えた基板処理システム100の構成の概略を示す説明図である。基板処理システム100では、有機発光ダイオードの有機EL層が形成される。
先ず、有機発光ダイオードの構成の概略及びその製造方法について説明する。図8は、有機発光ダイオード500の構成の概略を示す側面図である。図8に示すように有機発光ダイオード500は、ガラス基板G上で、陽極(アノード)510及び陰極(カソード)520の間に有機EL層530を挟んだ構造を有している。有機EL層530は、陽極510側から順に、正孔注入層531、正孔輸送層532、発光層533、電子輸送層534及び電子注入層535が積層されて形成されている。
有機発光ダイオード500を製造するに際しては、先ず、ガラス基板G上に陽極510が形成される。陽極510は、たとえば蒸着法を用いて形成される。なお、陽極510には、たとえばITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極が用いられる。
その後、陽極510上に、図9に示すように隔壁540が形成される。隔壁540は、例えばフォトリソグラフィー処理やエッチング処理等を行うことによって所定のパターンにパターニングされる。そして隔壁540には、スリット状の開口部541が行方向(X方向)と列方向(Y方向)に複数並べて形成されている。この開口部541の内部において、後述するように有機EL層530と陰極520が積層されて画素が形成される。なお、隔壁540には、例えば感光性ポリイミド樹脂が用いられる。
その後、隔壁540の開口部541内において、陽極510上に有機EL層530が形成される。具体的には、陽極510上に正孔注入層531が形成され、正孔注入層531上に正孔輸送層532が形成され、正孔輸送層532上に発光層533が形成され、発光層533上に電子輸送層534が形成され、電子輸送層534上に電子注入層535が形成される。
本実施の形態では、正孔注入層531、正孔輸送層532及び発光層533は、それぞれ基板処理システム100において形成される。すなわち、基板処理システム100では、インクジェット方式による有機材料の塗布処理、有機材料の減圧乾燥処理、有機材料の焼成処理が順次行われて、これら正孔注入層531、正孔輸送層532及び発光層533が形成される。
また電子輸送層534と電子注入層535は、それぞれ例えば蒸着法を用いて形成される。
その後、電子注入層535上に陰極520が形成される。陰極520は、例えば蒸着法を用いて形成される。なお、陰極520には、例えばアルミニウムが用いられる。
このようにして製造された有機発光ダイオード500では、陽極510と陰極520との間に電圧を印可することによって、正孔注入層531で注入された所定数量の正孔が正孔輸送層532を介して発光層533に輸送され、また電子注入層535で注入された所定数量の電子が電子輸送層534を介して発光層533に輸送される。そして、発光層533内で正孔と電子が再結合して励起状態の分子を形成し、当該発光層533が発光する。
次に、図7に示した基板処理システム100について説明する。なお、基板処理システム100で処理されるガラス基板G上には予め陽極510と隔壁540が形成されており、当該基板処理システム100では正孔注入層531、正孔輸送層532及び発光層533が形成される。
基板処理システム100は、複数のガラス基板Gをカセット単位で外部から基板処理システム100に搬入し、カセットCから処理前のガラス基板Gを取り出す搬入ステーション101と、ガラス基板Gに対して所定の処理を施す複数の処理装置を備えた処理ステーション102と、処理後のガラス基板GをカセットC内に収納し、複数のガラス基板Gをカセット単位で基板処理システム100から外部に搬出する搬出ステーション103とを一体に接続した構成を有している。搬入ステーション101、処理ステーション102、搬出ステーション103は、X方向にこの順で並べて配置されている。
搬入ステーション101には、カセット載置台110が設けられている。カセット載置台110は、複数のカセットCをY方向に一列に載置自在になっている。すなわち、搬入ステーション101は、複数のガラス基板Gを保有可能に構成されている。
搬入ステーション101には、Y方向に延伸する搬送路111上を移動可能な基板搬送体112が設けられている。基板搬送体112は、鉛直方向及び鉛直周りにも移動自在であり、カセットCと処理ステーション102との間でガラス基板Gを搬送できる。なお、基板搬送体112は、例えばガラス基板Gを吸着保持して搬送する。
処理ステーション102には、正孔注入層531を形成する正孔注入層形成部120と、正孔輸送層532を形成する正孔輸送層形成部121と、発光層533を形成する発光層形成部122とが、搬入ステーション101側からX方向にこの順で並べて配置されている。
正孔注入層形成部120には、第1の基板搬送領域130と、第2の基板搬送領域131と、第3の基板搬送領域132とが、搬入ステーション101側からX方向にこの順で並べて配置されている。各基板搬送領域130、131、132はX方向に延伸して設けられ、当該基板搬送領域130、131、132にはガラス基板Gを搬送する基板搬送装置(図示せず)が設けられている。基板搬送装置は、水平方向、鉛直方向及び鉛直周りにも移動自在であり、これら基板搬送領域130、131、132に隣接して設けられる各装置にガラス基板Gを搬送できる。
搬入ステーション101と第1の基板搬送領域130との間には、ガラス基板Gを受け渡すためのトランジション装置133が設けられている。同様に第1の基板搬送領域130と第2の基板搬送領域131との間、及び第2の基板搬送領域131と第3の基板搬送領域132との間にも、それぞれトランジション装置134、135が設けられている。
第1の基板搬送領域130のY方向正方向側には、ガラス基板G(陽極510)上に正孔注入層531を形成するための有機材料を塗布する、液滴吐出装置としての塗布装置140が設けられている。塗布装置140では、インクジェット方式でガラス基板G上の所定の位置、すなわち隔壁540の開口部541の内部に有機材料が塗布される。なお、本実施の形態の有機材料は、正孔注入層531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。
上記実施の形態の液滴検査装置1は、塗布装置140の内部に配置され、液滴吐出ヘッド(図示せず)からインクジェット方式で吐出される液滴21の検査を行う。なお、塗布装置140における液滴検査装置1の配置は任意に設定できる。
第1の基板搬送領域130のY方向負方向側には、複数のガラス基板Gを一時的に収容するバッファ装置141が設けられている。
第2の基板搬送領域131のY方向正方向側とY方向負方向側には、塗布装置140で塗布された有機材料を減圧乾燥する減圧乾燥装置142が複数積層されて、全部で例えば5つ設けられている。減圧乾燥装置142は、例えばターボ分子ポンプ(図示せず)を有し、当該ターボ分子ポンプによって内部雰囲気を例えば1Pa以下まで減圧して、有機材料を乾燥するように構成されている。
第3の基板搬送領域132のY方向正方向側には、減圧乾燥装置142で乾燥された有機材料を熱処理して焼成する熱処理装置143が複数、例えば20段に積層されて設けられている。熱処理装置143は、その内部にガラス基板Gを載置する熱板(図示せず)を有し、当該熱板によって有機材料を焼成するように構成されている。
第3の基板搬送領域132のY方向負方向側には、熱処理装置143で熱処理されたガラス基板Gを所定の温度、例えば常温に調節する温度調節装置144が複数設けられている。
なお、正孔注入層形成部120において、これら塗布装置140、バッファ装置141、減圧乾燥装置142、熱処理装置143及び温度調節装置144の数や配置は、任意に選択できる。
正孔輸送層形成部121には、第1の基板搬送領域150と、第2の基板搬送領域151と、第3の基板搬送領域152とが、正孔注入層形成部120側からX方向にこの順で並べて配置されている。各基板搬送領域150、151、152はX方向に延伸して設けられ、当該基板搬送領域150、151、152には、ガラス基板Gを搬送する基板搬送装置(図示せず)が設けられている。基板搬送装置は、水平方向、鉛直方向及び鉛直周りにも移動自在であり、これら基板搬送領域150、151、152に隣接して設けられる各装置にガラス基板Gを搬送できる。
なお、第3の基板搬送領域152には後述する熱処理装置163及び温度調節装置164が隣接されて設けられており、これら各装置163、164の内部は低酸素且つ低露点雰囲気に維持される。このため、第3の基板搬送領域152においても、その内部が低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。以下の説明において、低酸素雰囲気とは大気よりも酸素濃度が低い雰囲気、例えば酸素濃度が10ppm以下の雰囲気をいい、また低露点雰囲気とは大気よりも露点温度が低い雰囲気、例えば露点温度が−10℃以下の雰囲気をいう。そして、かかる低酸素且つ低露点雰囲気として、例えば窒素ガス等の不活性ガスが用いられる。
正孔注入層形成部120と第1の基板搬送領域150との間、及び第1の基板搬送領域150と第2の基板搬送領域151との間には、それぞれガラス基板Gを受け渡すためのトランジション装置153、154が設けられている。第2の基板搬送領域151と第3の基板搬送領域152の間には、ガラス基板Gを一時的に収容可能なロードロック装置155が設けられている。ロードロック装置155は、内部雰囲気を切り替え可能、すなわち大気雰囲気と低酸素且つ低露点雰囲気に切り替え可能に構成されている。
第1の基板搬送領域150のY方向正方向側には、ガラス基板G(正孔注入層531)上に正孔輸送層532を形成するための有機材料を塗布する、液滴吐出装置としての塗布装置160が設けられている。塗布装置160では、インクジェット方式でガラス基板G上の所定の位置、すなわち隔壁540の開口部541の内部に有機材料が塗布される。なお、本実施の形態の有機材料は、正孔輸送層532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。
上記実施の形態の液滴検査装置1は、塗布装置160の内部に配置され、液滴吐出ヘッド(図示せず)からインクジェット方式で吐出される液滴21の検査を行う。なお、塗布装置160における液滴検査装置1の配置は任意に設定できる。
第1の基板搬送領域150のY方向負方向側には、複数のガラス基板Gを一時的に収容するバッファ装置161が設けられている。
第2の基板搬送領域151のY方向正方向側とY方向負方向側には、塗布装置160で塗布された有機材料を減圧乾燥する減圧乾燥装置162が複数積層されて、全部で例えば5つ設けられている。減圧乾燥装置162は、例えばターボ分子ポンプ(図示せず)を有し、その内部雰囲気を例えば1Pa以下まで減圧して、有機材料を乾燥するように構成されている。
第3の基板搬送領域152のY方向正方向側には、減圧乾燥装置162で乾燥された有機材料を熱処理して焼成する熱処理装置163が複数、例えば20段に積層されて設けられている。熱処理装置163は、その内部にガラス基板Gを載置する熱板(図示せず)を有し、当該熱板によって有機材料を焼成するように構成されている。また、熱処理装置163の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。
第3の基板搬送領域152のY方向負方向側には、熱処理装置163で熱処理されたガラス基板Gを所定の温度、例えば常温に調節する温度調節装置164が複数設けられている。温度調節装置164の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。
なお、正孔輸送層形成部121において、これら塗布装置160、バッファ装置161、減圧乾燥装置162、熱処理装置163及び温度調節装置164の数や配置は、任意に選択できる。
発光層形成部122には、第1の基板搬送領域170と、第2の基板搬送領域171と、第3の基板搬送領域172とが、正孔輸送層形成部121側からX方向にこの順で並べて配置されている。各基板搬送領域170、171、172はX方向に延伸して設けられ、当該基板搬送領域170、171、172には、ガラス基板Gを搬送する基板搬送装置(図示せず)が設けられている。基板搬送装置は、水平方向、鉛直方向及び鉛直周りにも移動自在であり、これら基板搬送領域170、171、172に隣接して設けられる各装置にガラス基板Gを搬送できる。
なお、第3の基板搬送領域172には後述する熱処理装置183及び温度調節装置184が隣接されて設けられており、これら各装置183、184の内部は低酸素且つ低露点雰囲気に維持される。このため、第3の基板搬送領域172においても、その内部が低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。
正孔輸送層形成部121と第1の基板搬送領域170との間、及び第1の基板搬送領域170と第2の基板搬送領域171との間には、それぞれガラス基板Gを受け渡すためのトランジション装置173、174が設けられている。第2の基板搬送領域171と第3の基板搬送領域172の間、及び第3の基板搬送領域172と搬出ステーション103との間には、それぞれガラス基板Gを一時的に収容可能なロードロック装置175、176が設けられている。ロードロック装置175、176は、内部雰囲気を切り替え可能、すなわち大気雰囲気と低酸素且つ低露点雰囲気に切り替え可能に構成されている。
第1の基板搬送領域170のY方向正方向側には、ガラス基板G(正孔輸送層532)上に発光層533を形成するための有機材料を塗布する、液滴吐出装置としての塗布装置180が例えば2つ設けられている。塗布装置180では、インクジェット方式でガラス基板G上の所定の位置、すなわち隔壁540の開口部541の内部に有機材料が塗布される。なお、本実施の形態の有機材料は、発光層533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。
上記実施の形態の液滴検査装置1は、塗布装置180の内部に配置され、液滴吐出ヘッド(図示せず)からインクジェット方式で吐出される液滴21の検査を行う。なお、塗布装置180における液滴検査装置1の配置は任意に設定できる。
第1の基板搬送領域170のY方向負方向側には、複数のガラス基板Gを一時的に収容するバッファ装置181が設けられている。
第2の基板搬送領域171のY方向正方向側とY方向負方向側には、塗布装置180で塗布された有機材料を減圧乾燥する減圧乾燥装置182が複数積層されて、全部で例えば5つ設けられている。減圧乾燥装置182は、例えばターボ分子ポンプ(図示せず)を有し、その内部雰囲気を例えば1Pa以下まで減圧して、有機材料を乾燥するように構成されている。
第3の基板搬送領域172のY方向正方向側には、減圧乾燥装置182で乾燥された有機材料を熱処理して焼成する熱処理装置183が複数、例えば20段に積層されて設けられている。熱処理装置183は、その内部にガラス基板Gを載置する熱板(図示せず)を有し、当該熱板によって有機材料を焼成するように構成されている。また、熱処理装置183の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。
第3の基板搬送領域172のY方向負方向側には、熱処理装置183で熱処理されたガラス基板Gを所定の温度、例えば常温に調節する温度調節装置184が複数設けられている。温度調節装置184の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。
なお、発光層形成部122において、これら塗布装置180、バッファ装置181、減圧乾燥装置182、熱処理装置183及び温度調節装置184の数や配置は、任意に選択できる。
搬出ステーション103には、カセット載置台190が設けられている。カセット載置台190は、複数のカセットCをY方向に一列に載置自在になっている。すなわち、搬出ステーション103は、複数のガラス基板Gを保有可能に構成されている。
搬出ステーション103には、Y方向に延伸する搬送路191上を移動可能な基板搬送体192が設けられている。基板搬送体192は、鉛直方向及び鉛直周りにも移動自在であり、カセットCと処理ステーション102との間でガラス基板Gを搬送できる。なお、基板搬送体192は、例えばガラス基板Gを吸着保持して搬送する。
また、搬出ステーション103の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されているのが好ましい。
以上の基板処理システム100には、上述した制御部13が設けられている。したがって、塗布装置140、160、180の内部に設けられた液滴検査装置1は、制御部13によって制御される。但し、この制御部13のプログラム格納部(図示せず)には、液滴検査装置1を制御するためのプログラムに加えて、基板処理システム100におけるガラス基板Gの処理を制御するプログラムも格納されている。
また、制御部13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、例えば塗布装置140、160、180で吐出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。
次に、以上のように構成された基板処理システム100を用いて行われるガラス基板Gの処理方法について説明する。
先ず、複数のガラス基板Gを収容したカセットCが、搬入ステーション101に搬入され、カセット載置台110上に載置される。その後、基板搬送体112によって、カセット載置台110上のカセットCからガラス基板Gが順次取り出される。
カセットCから取り出されたガラス基板Gは、基板搬送体112によって正孔注入層形成部120のトランジション装置133に搬送され、さらに第1の基板搬送領域130を介して塗布装置140に搬送される。そして塗布装置140では、インクジェット方式でガラス基板G(陽極510)上の所定の位置、すなわち隔壁540の開口部541の内部に、正孔注入層531用の有機材料が塗布される。
ここで、塗布装置140では、ガラス基板Gに対する塗布処理が終了すると、液滴検査装置1によって、液滴吐出ヘッド(図示せず)から吐出される液滴21の検査が行われる。具体的には、液滴吐出ヘッドの下方に検査シート20が配置され、当該液滴吐出ヘッドから検査シート20に対して検査用として液滴21が吐出される。この液滴21が吐出された直後に、照射部10から照射領域22に紫外線を照射して液滴21を発光させ、そして、発光した液滴21を含む照射領域22を撮像部11によって撮像する。撮像された撮像画像は制御部13の計測部13aに出力され、当該計測部13aでは、撮像画像に基づいて、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の検査が行われる。
なお、液滴21の検査は、当該液滴21が継時的に乾燥して大きさが変化するのを回避するため、上述したように液滴21が吐出された直後に行われるのが好ましい。ここで、例えば塗布装置140に液滴吐出ヘッドが複数設けられている場合、最初の液滴吐出ヘッドから液滴21が吐出されてから、最後の液滴吐出ヘッドから液滴21が吐出されるまでに時間差があり、この間に吐出された液滴21が継時的に乾燥して大きさが変化する場合がある。この点、上述したように塗布直後の液滴21を検査するためには、例えば複数の撮像部11を設けてもよいし、撮像部11を移動自在に構成してもよい。かかる構成をとることで、液滴吐出ヘッドから液滴21が吐出される毎に、当該液滴21の検査を行うことができる。
計測部13aで液滴21の大きさ及び位置が計測されると、続いて制御部13では、液滴21の大きさ及び位置の計測データと、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、塗布装置140の液滴吐出ヘッドが正常な液滴21を吐出するようにフィードバック制御される。なお、この液滴21の検査と液滴吐出ヘッドに対するフィードバック制御は、1枚のガラス基板G毎に行ってもよいし、所定枚数のガラス基板G毎に行ってもよい。
一方、塗布装置140での塗布処理が終了したガラス基板Gは、第1の基板搬送領域130を介してトランジション装置134に搬送され、さらに第2の基板搬送領域131を介して減圧乾燥装置142に搬送される。そして減圧乾燥装置142では、その内部雰囲気が減圧され、ガラス基板G上に塗布された有機材料が乾燥される。
次にガラス基板Gは、第2の基板搬送領域131を介してトランジション装置135に搬送され、さらに第3の基板搬送領域132を介して熱処理装置143に搬送される。そして熱処理装置143では、熱板上に載置されたガラス基板Gが所定の温度、例えば180℃に加熱され、当該ガラス基板Gの有機材料が焼成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域132を介して温度調節装置144に搬送される。そして温度調節装置144では、ガラス基板Gが所定の温度、例えば常温に温度調節される。こうして、ガラス基板G(陽極510)上に正孔注入層531が形成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域132を介して正孔輸送層形成部121のトランジション装置153に搬送され、さらに第1の基板搬送領域150を介して塗布装置160に搬送される。そして塗布装置160では、インクジェット方式でガラス基板G(正孔注入層531)上に、正孔輸送層532用の有機材料が塗布される。ここで、塗布装置160におけるガラス基板Gへの塗布処理が終了すると、液滴検査装置1による液滴21の検査と、液滴吐出ヘッドに対するフィードバック制御が行われる。これら液滴21の検査と液滴吐出ヘッドに対するフィードバック制御は、上記塗布装置140で行われるものと同様であるので説明を省略する。
次にガラス基板Gは、第1の基板搬送領域150を介してトランジション装置154に搬送され、さらに第2の基板搬送領域151を介して減圧乾燥装置162に搬送される。そして減圧乾燥装置162では、その内部雰囲気が減圧され、ガラス基板G上に塗布された有機材料が乾燥される。
次にガラス基板Gは、第2の基板搬送領域151を介してロードロック装置155に搬送される。ロードロック装置155にガラス基板Gが搬入されると、その内部が低酸素且つ低露点雰囲気に切り替えられる。その後、ロードロック装置155の内部と、同様に低酸素且つ低露点雰囲気に維持された第3の基板搬送領域152の内部とが連通させられる。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域152を介して熱処理装置163に搬送される。この熱処理装置163の内部も低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。そして熱処理装置163では、熱板上に載置されたガラス基板Gが所定の温度、例えば200℃に加熱され、当該ガラス基板Gの有機材料が焼成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域152を介して温度調節装置164に搬送される。この温度調節装置164の内部も低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。そして温度調節装置164では、ガラス基板Gが所定の温度、例えば常温に温度調節される。こうして、ガラス基板G(正孔注入層531)上に正孔輸送層532が形成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域152を介して発光層形成部122のトランジション装置173に搬送され、さらに第1の基板搬送領域170を介して塗布装置180に搬送される。そして塗布装置180では、インクジェット方式でガラス基板G(正孔輸送層532)上に、発光層533用の有機材料が塗布される。ここで、塗布装置180におけるガラス基板Gへの塗布処理が終了すると、液滴検査装置1による液滴21の検査と、液滴吐出ヘッドに対するフィードバック制御が行われる。これら液滴21の検査と液滴吐出ヘッドに対するフィードバック制御は、上記塗布装置140で行われるものと同様であるので説明を省略する。
次にガラス基板Gは、第1の基板搬送領域170を介してトランジション装置174に搬送され、さらに第2の基板搬送領域171を介して減圧乾燥装置182に搬送される。そして減圧乾燥装置182では、その内部雰囲気が減圧され、ガラス基板G上に塗布された有機材料が乾燥される。
次にガラス基板Gは、第2の基板搬送領域171を介してロードロック装置175に搬送される。ロードロック装置175にガラス基板Gが搬入されると、その内部が低酸素且つ低露点雰囲気に切り替えられる。その後、ロードロック装置175の内部と、同様に低酸素且つ低露点雰囲気に維持された第3の基板搬送領域172の内部とが連通させられる。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域172を介して熱処理装置183に搬送される。この熱処理装置183の内部も低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。そして熱処理装置183では、熱板上に載置されたガラス基板Gが所定の温度、例えば160℃に加熱され、当該ガラス基板Gの有機材料が焼成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域172を介して温度調節装置184に搬送される。この温度調節装置184の内部も低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。そして温度調節装置184では、ガラス基板Gが所定の温度、例えば常温に温度調節される。こうして、ガラス基板G(正孔輸送層532)上に発光層533が形成される。
次にガラス基板Gは、第3の基板搬送領域172を介してロードロック装置176に搬送される。このロードロック装置176の内部は、低酸素且つ低露点雰囲気に維持されている。そして、ロードロック装置176の内部と、同様に低酸素且つ低露点雰囲気に維持された搬出ステーション103の内部とが連通させられる。
次にガラス基板Gは、搬出ステーション103の基板搬送体192によってカセット載置台190上の所定のカセットCに搬送される。こうして、基板処理システム100における一連のガラス基板Gの処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、塗布装置140、160、180の内部に液滴検査装置1を設けているので、当該塗布装置140、160、180の液滴吐出ヘッドから吐出される液滴21を検査し、さらに液滴吐出ヘッドをフィードバック制御することができる。したがって、塗布装置140、160、180における液滴21の吐出不良を抑制し、液滴21の大きさ(すなわち、液滴21の重量)及びガラス基板Gに吐出される液滴21の位置を適切に制御して、ガラス基板Gに有機材料を適切に塗布することができる。
なお、以上の実施の形態の基板処理システム100のレイアウトは、図7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、以上の実施の形態の基板処理システム100では、正孔注入層531、正孔輸送層532及び発光層533を形成したが、同様に有機発光ダイオード500の他の電子輸送層534と電子注入層535も形成するようにしてもよい。すなわち、電子輸送層534と電子注入層535に用いられる有機材料に応じて、当該電子輸送層534と電子注入層535は、それぞれインクジェット方式による有機材料の塗布処理、有機材料の減圧乾燥処理、有機材料の焼成処理を行ってガラス基板G上に形成される。そして、これら電子輸送層534と電子注入層535の塗布処理においても、液滴検査装置1による液滴21の検査を行ってもよい。
また、液滴検査装置1の適用例として、有機発光ダイオード500の有機EL層530を形成する基板処理システム100を説明したが、液滴検査装置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システムなどに液滴検査装置1を適用してもよい。
さらに、液滴検査装置1の適用例として、インクジェット方式の塗布装置140、160、180を説明したが、液滴検査装置1の適用例はこれに限定されない。インクジェット方式のように液滴を吐出する場合に限定されず、例えば一定量の塗布液を連続して吐出する塗布装置に液滴検査装置1を適用し、当該塗布液を検査してもよい。かかる場合、液滴検査装置1では、被吐出体に吐出された塗布液の大きさ(重量)及び被吐出体上の塗布液の位置を計測する。なお、本実施の形態では、この一定量の塗布液が本発明の液滴を構成する。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の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得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 液滴検査装置
10 照射部
11 撮像部
12 紫外線遮断フィルタ
13 制御部
13a 計測部
20 検査シート
21 液滴
22 照射領域
30 可視光成分
31 紫外線
40、41 光路変更部
100 基板処理システム
140、160、180 塗布装置
500 有機発光ダイオード
530 有機EL層
531 正孔注入層
532 正孔輸送層
533 発光層
534 電子輸送層
535 電子注入層
G ガラス基板

Claims (13)

  1. 被吐出体に吐出される液滴を検査する液滴検査装置であって、
    前記液滴を含む前記被吐出体上の照射領域に紫外線を照射する照射部と、
    前記液滴又は前記前記被吐出体が発光した前記照射領域を撮像する撮像部と、
    前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記液滴の大きさ及び前記被吐出体上の前記液滴の位置を計測する計測部と、を有することを特徴とする、液滴検査装置。
  2. 前記撮像部の光軸上に設けられ、前記被吐出体で反射した紫外線を遮断する紫外線遮断フィルタをさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の液滴検査装置。
  3. 前記撮像部は、前記被吐出体の主面に対して当該撮像部の光軸が垂直となる向きに配置され、
    前記照射部は、前記液滴に対して斜め上方から紫外線を照射する向きに配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液滴検査装置。
  4. 前記撮像部は、前記被吐出体の主面に対して当該撮像部の光軸が垂直となる向きに配置され、
    前記照射部は、前記液滴の下方から紫外線を照射する向きに配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液滴検査装置。
  5. 前記照射部からの紫外線の光路を前記照射領域に向ける光路変更部をさらに有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の液滴検査装置。
  6. 前記液滴検査装置は、インクジェット方式で前記被吐出体に前記液滴を吐出する液滴吐出装置の内部に設けられていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液滴検査装置。
  7. 前記液滴は、有機EL層に用いられる有機材料であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液滴検査装置。
  8. 被吐出体に吐出される液滴を検査する液滴検査方法であって、
    前記液滴を含む前記被吐出体上の照射領域に照射部から紫外線を照射して、当該照射領域における前記液滴又は前記被吐出体を発光させ、
    前記照射領域を撮像部によって撮像し、
    前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記液滴の大きさ及び前記被吐出体上の前記液滴の位置を計測することを特徴とする、液滴検査方法。
  9. 前記撮像部によって前記被吐出体を撮像する際、当該撮像部の光軸上に設けられた紫外線遮断フィルタによって、前記被吐出体で反射した紫外線を遮断することを特徴とする、請求項8に記載の液滴検査方法。
  10. 前記液滴の検査は、インクジェット方式で前記被吐出体に前記液滴を吐出する液滴吐出装置の内部で行われることを特徴とする、請求項8又は9に記載の液滴検査方法。
  11. 前記液滴は、有機EL層に用いられる有機材料であることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項に記載の液滴検査方法。
  12. 請求項8〜11のいずれか一項に記載の液滴検査方法を液滴検査装置によって実行させるように、当該液滴検査装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  13. 請求項12に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
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