(57)【要約】      （修正有）【課題】  シール剤の塗布寸法の高さと幅を正確に測定することにより、所定の位置に正確な塗布量でシール剤を塗布する。【解決手段】  シール剤の塗布系はシール剤ＳＬを吐出するノズルと塗布部ＰＬＴと、塗布部ＰＬＴを制御する塗布制御部ＣＴＬ−Ａで構成される。塗布シール剤の検査系は、シール剤ＳＬの長手方向に配置したレーザ変位計ＬＤＭと撮像装置としてのＣＣＤカメラＣＡＭ、および該レーザ変位計ＬＤＭの計測出力信号を処理して塗布された畝状シール剤ＳＬの塗布高さデータを計算する変位計算部ＤＭＣと、該撮像装置の撮像出力信号を処理して畝状シール剤の塗布幅データと塗布位置のデータを計算する画像処理部ＩＰＲを有して、塗布されたシール剤ＳＬの塗布量データと塗布位置のずれ量データを生成して、生成した前記シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを塗布制御部ＣＴＬ−Ａにフィードバックする検査制御部ＣＴＬ−Ｉを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布部と塗布制御部を有するシール剤塗布装置を用いて該シール剤を畝状に塗布した一方の基板に他方の基板を貼り合わせて液晶パネルとして一体化するための液晶パネルのシール剤塗布方法であって、
前記畝状に塗布したシール剤の長手方向に撮像装置とレーザ変位計とを併設し、
前記レーザ変位計により前記塗布された畝状シール剤の塗布高さを計測し、
前記撮像装置により前記塗布された畝状シール剤の塗布幅と前記基板上の塗布位置とを計測し、
前記計測した塗布高さのデータと塗布幅のデータとから塗布されたシール剤の塗布量データを計算し、
前記計算された塗布位置により塗布位置のずれ量データを計算し、
前記計算で得られたシール剤の塗布量のデータと塗布位置のずれ量のデータを前記シール剤塗布装置の前記塗布制御部にフィードバックして、基板上の所定位置に所定量のシール剤を連続して塗布することを特徴とする液晶パネルのシール剤塗布方法。
【請求項２】
前記レーザ変位計による前記塗布された畝状シール剤の塗布高さの計測時には、前記塗布された畝状シール剤の立ち上がり領域と立ち下がり領域の信号をマスクすることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルのシール剤塗布方法。
【請求項３】
前記塗布量データの計算は、レーザ変位計により計測された前記塗布高さ×前記撮像装置により計測された塗布幅に所定の係数を乗じて得ることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルのシール剤塗布方法。
【請求項４】
シール剤を畝状に塗布した一方の基板に他方の基板を貼り合わせて液晶パネルとして一体化するための液晶パネルのシール剤塗布装置であって、
前記シール剤塗布装置は、塗布部と塗布制御部を有するシール剤塗布系と、
前記基板に塗布された畝状のシール剤の長手方向に配置したレーザ変位計と撮像装置、および該レーザ変位計の計測出力信号を処理して前記畝状シール剤の塗布高さデータを計算する変位計算部と、該撮像装置の撮像出力信号を処理して畝状シール剤の塗布幅データと前記基板上の塗布位置のデータを計算して、シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを生成し、生成した前記シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを前記シール剤塗布系の塗布制御部にフィードバックする検査制御部を有する塗布シール剤検査系とを有することを特徴とする液晶パネルのシール剤塗布装置。
【請求項５】
前記検査制御部は、レーザ変位計により計測された前記塗布高さ×前記撮像装置により計測された塗布幅に所定の係数を乗じて前記塗布量データ生成することを特徴とする請求項４に記載の液晶パネルのシール剤塗布装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、CCDカメラであることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶パネルのシール剤塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに係り、特に当該液晶パネルを構成する2枚の基板を封止するためのシール剤塗布方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には種々の形式が実用化されているが、現在主流となっているアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置は、画素選択回路を形成した薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）と複数色のカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）の間に液晶層を挟持して構成される。ＴＦＴ基板は、その大部分の面積を占める画素領域（表示領域）と、この画素領域の外側に配置される駆動回路領域およびその他の回路領域を有する。
【０００３】
画素領域には、通常は３色（赤：Ｒ、緑：Ｇ、青：Ｂ）の副画素（サブピクセル）で構成される１カラー画素（ピクセル）がマトリクス状に配置されている。各副画素は薄膜トランジスタ回路（画素回路）で構成される。一方、ＣＦ基板には、ＴＦＴ基板に有する画素領域を構成する通常は３色の各副画素に対向して配置された赤：Ｒ、緑：Ｇ、青：Ｂのカラーフィルタが形成されている。
【０００４】
ＣＦ基板には、ガラスを好適とする透明絶縁基板の主面に隣接するフィルタ間の光色を防止して色純度とコントラストを向上させるための遮光膜（ブラックマトリクス）と各色のカラーフィルタが形成される。その後、表面に有機材料からなる保護膜（平坦化膜、またはオーバーコート膜とも称する）を形成している。そして、所謂ＩＰＳ型では保護膜の上に直接配向膜を成膜するが、ＴＮ型では、この保護膜の上にＩＴＯなどの透明電極を形成している。
【０００５】
このような電極あるいはカラーフィルタ等を含む各種機能膜を形成した2枚の基板を張り合わせ、貼り合わせ間隙に液晶を封入して液晶パネルが形成される。2枚の基板の貼り合わせは、一方の基板（例えばＴＦＴ基板）の前記の画素領域の外側を周回してシール剤を畝状に塗布し、他方の基板（例えばＣＦ基板）を所定の位置関係で貼り合わせ、シール剤を硬化させて封止する。なお、シール剤を塗布する際に、周回して塗布するシール剤の畝の一部に液晶を注入するための不連続部を設けて、これを液晶注入口とするのが一般的である。しかし、所謂ポッティング（液晶滴下方式）を採用するものでは、原理的にはシール剤に不連続部を設ける必要はない。この様なシール剤の基板への塗布はディスペンサで自動的に行われる。そして、その塗布幅、塗布高さ、塗布位置を含む塗布寸法は、スポット光源を持つレーザ変位計を用いている。
【０００６】
図８は、基板に塗布したシール剤の断面とその寸法をレーザ変位計を用いて測定したときの測定波形の説明図である。図８（ａ）は基板ＳＵＢの表面に畝状に塗布したシール剤ＳＬを当該畝状塗布シールを横断する方向の断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のシール剤をレーザ変位計で測定したときの測定波形を示す図である。一般に、塗布されたシール剤ＳＬの畝と交差する方向の断面形状は図８（ａ）に示したように略凸状となる。
【０００７】
このシール剤ＳＬの寸法をレーザ変位計を用いて測定する場合は、そのレーザのスポット光がシール剤ＳＬの畝と交差する方向になるようにレーザ変位計を移動させる。そして、基板面と塗布されたシール剤から反射するレーザ光量の変化を図８（ｂ）に示したような波形電気信号として取得し、その信号の波形を利用して測定する。
【０００８】
この種のシール剤の塗布に関する特許文献は多数あるが、塗布したシール剤の幅寸法の測定に関するものとしては、基板に塗布したシール剤の幅を基板に形成した目盛により測定するものが特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平８−１０６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
レーザ変位計を用いたシール剤の塗布寸法に関して、図８（ｂ）の波形ＳＩＧから塗布されたシール剤の塗布高さＨは正確に測定できる。しかし、レーザ変位計の測定信号は基板の面とシール剤の境界すなわちシール剤の立ち上がり位置と立ち下がり位置で波形ＳＩＧは図８（ｂ）に示したように広がりΔＤ１、ΔＤ２を持つため、シール剤の塗布幅Ｗを正確に測定することが難しい。シール剤の塗布寸法の高さと幅のばらつきはシール剤の過不足、所定位置からの塗布ずれが原因である場合があり、基板を貼り合わせたときにシール剤の画素領域への侵入、基板の端縁へのシール剤のだれ、あるいは液晶パネルのセルギャップ（２枚の基板間の間隙）の不均一に起因する表示品質の劣化の原因ともなる。
【００１０】
本発明の目的は、シール剤の塗布寸法の高さと幅を正確に測定することにより、所定の位置に正確な塗布量でシール剤を塗布するための測定方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による液晶パネルのシール剤塗布方法は、塗布部と塗布制御部を有するシール剤塗布装置を用いて該シール剤を畝状に塗布した一方の基板に他方の基板を貼り合わせて液晶パネルとして一体化するための方法である。すなわち、
前記畝状に塗布したシール剤の長手方向に撮像装置とレーザ変位計とを併設し、
前記レーザ変位計により前記塗布された畝状シール剤の塗布高さを計測し、
前記撮像装置により前記塗布された畝状シール剤の塗布幅と前記基板上の塗布位置とを計測し、
前記計測した塗布高さのデータと塗布幅のデータとから塗布されたシール剤の塗布量データを計算し、
前記計算された塗布位置により塗布位置のずれ量データを計算し、
前記計算で得られたシール剤の塗布量のデータと塗布位置のずれ量のデータを前記シール剤塗布装置の前記塗布制御部にフィードバックして、基板上の所定位置に所定量のシール剤を連続して塗布することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による液晶パネルのシール剤塗布装置は、シール剤を畝状に塗布した一方の基板に他方の基板を貼り合わせて液晶パネルとして一体化するための装置である。すなわち、
前記シール剤塗布装置は、塗布部と塗布制御部を有するシール剤塗布系と、
前記基板に塗布された畝状のシール剤の長手方向に配置したレーザ変位計と撮像装置、および該レーザ変位計の計測出力信号を処理して前記畝状シール剤の塗布高さデータを計算する変位計算部と、該撮像装置の撮像出力信号を処理して畝状シール剤の塗布幅データと前記基板上の塗布位置のデータを計算して、シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを生成し、生成した前記シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを前記シール剤塗布系の塗布制御部にフィードバックする検査制御部を有する塗布シール剤検査系とを有することを特徴とする。
【００１３】
前記検査制御部は、レーザ変位計により計測された前記塗布高さ×前記撮像装置により計測された塗布幅に所定の係数を乗じて前記塗布量データ生成する。なお、前記撮像装置は、ＣＣＤカメラとするのが好適である。
【００１４】
前記レーザ変位計による前記塗布された畝状シール剤の塗布高さの計測時には、前記塗布された畝状シール剤の立ち上がり領域と立ち下がり領域の信号をマスクする。
【００１５】
本発明は、上記の構成および後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶パネルのシール剤塗布方法と装置により、シール剤の立ち上がり部（基板とシール剤の一方の塗布境界）と立ち下がり部（基板とシール剤の他方の塗布境界）が正確に測定できることで塗布幅データと基準位置とのずれ量データを高精度で得ることができる。そして、この塗布幅データと塗布高さデータからその塗布量データを正確に得ることができる。これらのデータをシール塗布系の制御部にフィードバックすることで、所定の位置に所定の幅のシール剤を正確に塗布することが可能となり、シール剤の塗布むら（幅や位置、高さのばらつき）に起因する表示不良を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明のシール剤塗布装置の全体構成を説明する図である。このシール剤塗布装置は、シール剤塗布系（図１には塗布系と表記）と塗布シール剤検査系（図１には検査系と表記）とで構成される。シール剤塗布系は液晶パネルの基板ＳＵＢの表面にシール剤ＳＬを吐出するノズルとシール剤供給機構を有する塗布部ＰＬＴと、塗布部ＰＬＴを制御する塗布制御部ＣＴＬ−Ａで構成される。
【００１９】
また、塗布シール剤検査系は、基板ＳＵＢに塗布された畝状のシール剤ＳＬの長手方向に配置したレーザ変位計ＬＤＭと撮像装置としてのＣＣＤカメラＣＡＭ、および該レーザ変位計ＬＤＭの計測出力信号を処理して塗布された畝状シール剤ＳＬの塗布高さデータを計算する変位計算部ＤＭＣと、該撮像装置の撮像出力信号を処理して畝状シール剤の塗布幅データと前記基板上の塗布位置のデータを計算する画像処理部ＩＰＲを有して、基板ＳＵＢ上に塗布されたシール剤ＳＬの塗布量データと塗布位置のずれ量データを生成して、生成した前記シール剤の塗布量データと塗布位置のずれ量データを前記シール剤塗布系の塗布制御部ＣＴＬ−Ａにフィードバックする検査制御部ＣＴＬ−Ｉを有する。
【００２０】
図２は、図１に示したレーザ変位計ＬＤＭとＣＣＤカメラＣＡＭの配置例の説明図である。基板ＳＵＢに塗布された畝状のシール剤ＳＬの直上に図１のようにレーザ変位計ＬＤＭとＣＣＤカメラＣＡＭを配置する。符号ＦＬＤはＣＣＤカメラＣＡＭの視野、符号ＳＧＴはレーザ変位計ＬＤＭの測定領域を示す。この例では、シール剤ＳＬの塗布幅を２００μｍ乃至４００μｍ、レーザ変位計ＬＤＭとＣＣＤカメラＣＡＭの配置間隔は７０ｍｍとしたが、これはあくまで一例に過ぎない。なお、Ｃ−Ｃ’はシール剤ＳＬが塗布される基準位置を示す。
【００２１】
図３は、ＣＣＤカメラＣＡＭが撮像した画像の説明図である。ＣＣＤカメラＣＡＭで撮像された画像は図２の検査制御部ＣＴＬ−Ｉの画像処理部ＩＰＲで微分処理等の輪郭強調、あるいはデジタルデータ処理により、シール剤ＳＬの塗布幅Ｗを計算する。これと同時に、所定の塗布位置の中心Ｃ−Ｃ’との位置ずれ量を算出する。
【００２２】
図４は、レーザ変位計ＬＤＭの出力信号の説明図である。レーザ変位計ＬＤＭで計測された信号ＳＩＧは図８（ｂ）で説明したように、シール剤の立ち上がり部（基板とシール剤の一方の塗布境界）と立ち下がり部（基板とシール剤の他方の塗布境界）に広がりΔＤ１、ΔＤ２を持つため、シール剤の塗布幅Ｗを正確に測定することが難しい。そこで、本実施例ではこの立ち上がり部と立ち下がり部の信号をマスクすることで、立ち上がり部と立ち下がり部の波形に影響されることなく信号ＳＩＧの高さＨを求める。図中、Ｍ−Ｍ’はマスクされた信号ＳＩＧの最大高さ位置を示し、「０」は基板面に対応する基準レベルを示す。
【００２３】
なお、信号のマスクは、レーザ走査領域に物理的なマスクMSL、MKRを設置してもよいし、信号処理段階で当該立ち上がり部と立ち下がり部の信号をカットする方法を採用してもよい。
【００２４】
図５は、図1に示したシール剤塗布装置の制御手順の説明図である。先ず、基板にシール剤を塗布する（ステップ０、以下Ｓ−０のように表記する）。塗布したシール剤の高さをレーザ変位計で計測する（Ｓ−１）。また、ＣＣＤカメラの撮像信号からシール剤の塗布幅と塗布位置を計測する（Ｓ−２）。計測したシール剤の高さ及び幅のデータからシール剤の塗布量を計算する（Ｓ−３）。塗布量の計算式は、以下のとおりである。すなわち、
塗布量＝シール剤の高さ×シール剤の幅×所定係数
所定係数は、シール剤の塗布方向の単位長さである。
【００２５】
次に、位置データから基準位置からの位置ずれ量を計算する（Ｓ−４）。そして、（Ｓ−３）で計算したシール剤の塗布量データと（Ｓ−４）で計算した位置ずれ量のデータを塗布系の塗布制御部ＣＴＬ−Ａにフィードバックする（Ｓ−５）。塗布制御部ＣＴＬ−Ａは、フィードバックされた塗布量データと位置ずれ量のデータに基づいて、塗布部ＰＬＴでのシール剤の塗布量と塗布位置を調整して（Ｓ−６）、シール剤を基板に塗布する（Ｓ−７）。以降、これを繰り返すことで、基板上の所定の位置に所定の幅のシール剤を正確に塗布することが可能となり、シール剤の塗布むら（幅や位置、高さのばらつき）に起因する表示不良を低減することができる。
【００２６】
図６は、本発明のシール剤塗布方法と装置を用いて作製した液晶パネルの模式断面図である。また、図７は、本発明のシール剤塗布方法と装置を用いて作製する液晶パネルの薄膜トランジスタ基板の模式平面図である。この液晶パネルＰＮＬは、図６に示したように、薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ基板ＳＵＢ２をシール剤ＳＬで貼り合わせて一体化される。薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１の内面には画素を構成する薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。一方、カラーフィルタ基板ＳＵＢ２の内面にはカラーフィルタＣＦが各画素対応で形成されている。また、薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１の端部でカラーフィルタ基板ＳＵＢ２で覆われない部分には走査線駆動回路チップＧＤと信号線駆動回路チップＤＤ（図７参照）が搭載されている。なお、符号LCは液晶層である。
【００２７】
薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１には、図７に示したように、走査線駆動回路チップＧＤで駆動される走査線GLと信号線駆動回路チップＤＤで駆動される信号線DLとの交差部に薄膜トランジスタで構成される多数の画素PXがマトリクス状に配置されている。このマトリクス状に配置された画素領域の外側を周回してシール剤Slが塗布され、その上にカラーフィルタ基板ＳＵＢを貼りあわせて固定される。
【００２８】
本発明は、上記した液晶パネルに限らず、他の形式の液晶パネル、あるいは液晶パネルと同様のフラットパネル表示装置、その他の同様の電子機器の封止に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のシール剤塗布装置の全体構成を説明する図である。
【図２】図１に示したレーザ変位計ＬＤＭとＣＣＤカメラＣＡＭの配置例の説明図である。
【図３】ＣＣＤカメラＣＡＭが撮像した画像の説明図である。
【図４】レーザ変位計ＬＤＭの出力信号の説明図である。
【図５】図1に示したシール剤塗布装置の制御手順の説明図である。
【図６】本発明のシール剤塗布方法と装置を用いて作製した液晶パネルの模式断面図である。
【図７】本発明のシール剤塗布方法と装置を用いて作製する液晶パネルの薄膜トランジスタ基板の模式平面図である。
【図８】基板に塗布したシール剤の断面とその寸法をレーザ変位計を用いて測定したときの測定波形の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
ＳＵＢ・・・・液晶パネルの基板、ＳＬ・・・・シール剤、ＰＬＴ・・・・塗布部、ＣＴＬ−Ａ・・・・塗布制御部、ＬＤＭ・・・・レーザ変位計、ＣＡＭ・・・・撮像装置（ＣＣＤカメラ）、ＤＭＣ・・・・変位計算部、ＩＰＲ画像処理部、ＣＴＬ−Ａ・・・・塗布制御部、ＣＴＬ−Ｉ・・・・検査制御部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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