JP5387598B2 - 評価方法 - Google Patents
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Description
膜厚の均一性が高い機能膜を得るには、各ノズル間での相対的な吐出量液状体の吐出量を揃えることが重要である。そのためには、ノズルから吐出された液状体の相対的な吐出量を測定し、吐出量を校正することが重要となる。
液状体の吐出量の測定方法としては、液状体がカラーフィルター等、着色されたものであれば、液状体を乾燥させ、液状体に含まれる溶質を測定することで測定する方法を用いることができる。
また、液状体の吐出量の測定方法としては例えば液状体を、ノズルを介して被吐出体に多数吐出・塗布を行い、塗布前の被吐出体の重量と塗布後の被吐出体の重量との差を元に液状体の重量と塗布面積との相関を求める方法や、液状体のドットを3次元的に測定し体積を直接測定する方法が知られている。
また、例えば特許文献1のように、シャーレ形態を備える記録媒体にノズルから吐出された液状体を受けさせて後、天板で覆うことで液状体を円筒状に変形させてその面積を測ることで吐出量を測定する方法が知られている。
また、特許文献1に示す方法では、一点の測定にかかる時間が長くなるため、多点(例えば180点)程度の測定には、実用的な測定時間で測定することが実用上困難になるという課題があった。
この場合、溶媒が残っている状態でなければ塗布領域の観察は困難となり、溶媒が残っている状態であれば塗布領域を観察できることが経験的に確認されている。
また、溶媒だけでも塗布領域を観察できることから、例えば有機EL装置のように、溶媒による希釈率が高い機能液を用いる場合には、高額な試料を使わずに溶媒だけである程度の条件出しができることから開発コストを低減することができる。
なお、大辞泉で「透明」とは、「物体が光をよく通すこと。光が物質中を通過するとき、吸収される度合いが小さいこと」と記載されている。即ち、「透明」とは光反射率や光吸収率が0である場合に限られない。上記した記載では「透明」を「吸収される度合いが小さいこと」を含む。
図1(a)は、透明な液状体(以下、透明インクとも称する)を吐出器から吐出する状態を示す断面図、図1(b)は、液状体を受容層に浸透させ、液状体が塗布された状態を示す断面図、図1(c)は、液状体が塗布された領域の面積を測定(観察)している状態を示す模式図である。透明な液状体としては、溶媒中に溶質を含む機能液や、溶媒のみを含むものを用いることができる。
なお、「透明」とは大辞泉で「物体が光をよく通すこと。光が物質中を通過するとき、吸収される度合いが小さいこと」と定義されていることから、「透明」とは「吸収される度合いが小さいこと」を含むものとする。
このような透明インク140は、吐出器120により、透明インク140を液滴141としてメディア100の受容層101に向けて吐出される。吐出量は図示せぬ制御装置によって電気的に制御され、目的に応じ吐出量を変えることもできる。メディア100は透明インク140を液滴141として受ける。この透明インク140の液滴141が着弾すると、メディア100の受容層101に浸透し、透明インク140が塗布された塗布領域100aが形成される(塗布工程)。
また、吐出器120からの透明インク140の吐出量を段階的に変えて複数の場所(例えば100μm程度離して)に吐出させても良い。この場合、透明インク140の吐出量と吐出器120に加えられる制御信号との相関を知ることができる。
前述したように、同じ吐出量で吐出器120から吐出を行っても、メディア100の表面状態には分布があり、また、気温や湿度等による経時変化により同じ吐出量でも塗布領域100aの面積は変動する。そのため、塗布領域100aの面積だけでは吐出器120からの吐出量を見積もることは困難である。
一方、隣り合う位置に同じ吐出器120を用いて吐出量を変えて吐出を行った場合には、メディア100の表面状態はほぼ同一条件として扱え、さらに気温や湿度等もほぼ同一条件として扱えるので、塗布領域100aと当該塗布領域の面積と吐出条件との相関を把握することができ、吐出器120の吐出条件と吐出量との関係を把握することができる。
図2(a)は、透明インクを複数のノズルから吐出し評価する評価装置としての液滴吐出量評価装置の平面図、図2(b)は、その断面図、図2(c)は、吐出ヘッドの構造を示す平面図、図2(d)は、メディアの構造を示す断面図である。
液滴吐出量評価装置200は、ステージ201、光源202、撮像部203、吐出ヘッド固定台204、吐出ヘッド用レール205、撮像部第1レール206、撮像部第2レール207、メディア供給部208、メディア回収部209、総合制御装置210、光源第1レール211、光源第2レール212を備える。
なお、図2(a)に示す平面図では、本来吐出ヘッドRGB260は隠れているが、吐出ヘッドRGB260の位置関係が本実施形態では重要な位置づけに当たるため、ここでは透視させて図示している。
光源202は、ステージ201に向けて光を射出し、ステージ201とメディア250を介して撮像部203に光束を伝達する。
撮像部203は、メディア250に形成された塗布領域250a(図3参照)を検出し、観察する。
吐出ヘッド固定台204は、吐出ヘッドRGB260を固定する。
吐出ヘッド用レール205は、吐出ヘッド固定台204の位置を変えるためのレールであり、吐出ヘッド固定台204を例えばステージ201を覆うよう移動させたり、ステージ201から離れた位置に移動させたりするよう制御する。
撮像部第1レール206は、撮像部203の位置を変えるためのレールであり、撮像部203を例えばステージ201を覆うよう移動させたり、ステージ201から離れた位置に移動させたりするよう制御する。
撮像部第2レール207は、撮像部203の位置を撮像部第1レール206と交差する方向に変える(この場合は直交方向)ためのレールであり、撮像部203の位置を例えばメディア供給部208側に移動させたり、メディア回収部209側に移動させたりするよう制御する。
光源第1レール211は、光源202の位置を変えるためのレールであり、光源202を例えばステージ201を覆うよう移動させたり、ステージ201から離れた位置に移動させたりするよう制御する。
光源第2レール212は、光源202の位置を光源第1レール211と交差する方向に変える(この場合は直交方向)ためのレールであり、光源202の位置を例えばメディア供給部208側に移動させたり、メディア回収部209側に移動させたりするよう制御する。ここでは、光源202、撮像部203は共に相対的に同期して動かすものとする。
メディア供給部208は、メディア250をステージ201に供給する機能を備えている。
メディア回収部209は、ステージ201から処理済みのメディア250を回収する機能を備えている。
総合制御装置210は、ステージ201の制御(例えばメディア250の吸着ON/OFF)や、メディア250の供給/回収動作、吐出ヘッド固定台204の位置制御、光源202及び撮像部203の位置制御、吐出ヘッドRGB260の吐出量制御、撮像部203が捉えた映像の解析等、制御を統括して行う機能を備えている。
また、吐出ヘッドRGB260は、例えば赤、緑、青の3原色をひとまとめにしたものである。吐出ヘッドRGB260の各々の構成は、吐出ヘッドRGB260(赤、緑、青のどの色も同様の構成を備えている)が備えるノズル261より吐出が行われる。そして、ノズル261が整列したものをノズル列261aと呼ぶ。
また、透明インク140としては、前述したように、溶媒中に溶質を含む機能液や、溶媒のみを含むものを用いることができる。一例としては、例えば溶媒としてシクロヘキシルベンゼン(沸点240℃)中に溶質として固形物としてのポリビニルカルバゾールを溶解/分散させたものや、シクロヘキシルベンゼン単体を挙げることができる。
次に、評価装置としての液滴吐出量評価装置200の用い方について説明する。図3〜図6は、液滴吐出評価装置の使い方を示す平面図である。
まず、総合制御装置210はステージ201に、メディア250を吸着させるよう指示信号を出力する。この指示信号に基づいてステージ201は、メディア250を吸着する。
この手順に従っていくことで、吐出量の評価を、液滴吐出量評価装置200を用いて観察することができる。
この液滴吐出評価装置では、隣り合う位置にノズル261が並ぶノズル列261aを用いて透明インク140を吐出し、塗布領域250aを形成するため、メディア250の狭い領域で塗布領域250aを多数(例えば180個程度)形成できる。そのため、メディア250の表面状態は概ね揃った特性を有しており、塗布領域250aの面積を変動させる要因が小さくなりので、同じ吐出量の透明インク140に対してはほぼ同じ面積での広がりを持つ。そのため、面積比≒体積比となり、面積情報のみで体積の校正をほぼ正確に行うことができる。
[変形例1]
手順3を行った後、例えばガラス板等、透明インク140と反応しない透明な部材で塗布領域250aを覆うことで、観察中での溶媒の蒸発を防ぐことができることから、長時間の間観察を続けることが可能となる。
[変形例2]
第2実施形態では、光源202と撮像部203を動かして塗布領域250aを観察する襟について説明したが、これは、メディア250を動かして観察する構成を用いても良い。
Claims (2)
- 溶媒中に溶質を含む機能液を含む透明な液状体、または前記溶媒のみを含む透明な液状体を浸透させた領域を観察するための評価方法であって、
受容層を備える透明な基板の前記受容層側に前記液状体の液滴を吐出し、前記受容層に前記液状体を浸透させた塗布領域を形成する塗布工程と、
前記液状体中の前記溶媒を残した状態で、前記基板の一方の面から前記基板に光を照射し、前記基板を透過させ、前記基板の他方の面側から前記塗布領域を観察する観察工程と、を含むことを特徴とする評価方法。 - 請求項1に記載の評価方法であって、前記液滴を吐出した後に、前記液状体と反応しない透明な部材で前記受容層側の少なくとも前記塗布領域を覆い、前記観察工程を行なうことを特徴とする評価方法。
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