(57)【要約】【課題】高粘度のシール材であってもその吐出速度を早く行えるディスペンサを提供すること。【解決手段】このディスペンサ１００では、ボールネジ６とサーボモータ９によりピストン３の移動制御を行うようにする。また、このサーボモータ９は、所定のトルクを確保してシール材Ｓを吐出可能な圧力を保ち、ピストン３を下降させることでノズル先端１１からシール材Ｓを吐出する。シール材Ｓの吐出量は、ピストン３の移動量から判断する。ピストン３の移動量は、エンコーダ９ａから求める。【選択図】　　　　　　図１
2004109448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材をシリンダスリーブ内に入れ、ピストンの動作により内部のシール材が押されてノズル先端から基板上に当該シール材が吐出されるシリンダー構造であり、シール材を吐出するノズル先端が基板面に対して平行に移動するディスペンサであって、
このディスペンサを構成するシリンダーのピストンの動作をサーボモータにより制御することを特徴とするディスペンサ。
【請求項２】
更に、ディスペンサによる吐出量を、基板に対する描画速度に合わせて、単位面積当たりのシール材の量が一定になるように制御することを特徴とする請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項３】
更に、ディスペンサによる吐出量を、描画始点及び／又は終点において単位面積当たりで結果的に小さくするように制御することを特徴とする請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項４】
更に、前記シリンダスリーブの径方向断面内形状が非円形であり、前記ピストンはこのシリンダスリーブの形状に合わせた形状で、当該シリンダスリーブおよびピストンにより直動案内を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のディスペンサ。
【請求項５】
吐出制御中において前記サーボモータにより前記ピストンを逆方向に移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のディスペンサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のディスペンサを備え、電気光学装置を構成するための基板上に前記ディスペンサの前記ノズル先端からシール材を吐出することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のディスペンサを用いて、電気光学装置を構成するための基板上に前記ノズル先端からシール材を吐出する工程を備えることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高粘度のシール材であってもその吐出速度を早く行えるディスペンサ、電気光学装置の製造装置および電気光学装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス基板の間に液晶を封入した構成となっており、この液晶の封入はガラス基板周縁に設けたシール材により行われる。従来、所定形状のシール材をガラス基板上に描画する際、ディスペンサにより行われることがあった（例えば、特許文献１参照）。通常のディスペンサは、シリンダスリーブ内部にシール材を入れてノズル先端から吐出するシリンダー構造となっており、エアの圧力により内部のシール材を押し出す。
【０００３】
図５は、従来のディスペンサの一例を示す構成図である。このディスペンサ５００は、シリンダスリーブ５０１内にシール材Ｓを充填し、このシール材Ｓをピストン５０２により封入している。また、ディスペンサ５００のノズル先端５０３は、所定形状のシール材Ｓをガラス基板Ｇ上に描画するため、ある程度細径となる。また、ピストン５０２の背面のシリンダスリーブ５０１空間には工場内に敷設されている空気圧システムからの所定圧（５ｋｇ〜７ｋｇ）のエアが供給される。エアの調整は、シリンダー入口に設けた圧力制御弁５０４により行われる。また、ガラス基板Ｇ上に描画するのは通常は方形であり、その中でも液晶表示パネルの種類によって液晶注入口を形成するものと、しないものが存在する。いずれの場合でもディスペンサ５００により描画可能であるが、ガラス基板Ｇ上に塗布するシール材Ｓは単位面積当たり均一であるのが好ましい。例えばシール材Ｓを過多に吐出してシール材Ｓの幅を大きくすると、圧着時に余計な力が加わったり、横に拡がりアクティブエリア内に至る等の問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−６６２５２号公報（第３頁―第４頁、［図１］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、少し前まで液晶表示パネルに用いられていたシール材は、粘度が２から３万ｃｐｓ程度であり比較的低いものであったが、最近のシール材は５０万ｃｐｓ程度の非常に粘度の高いものになっている。ところが、従来のディスペンサ５００がエアの圧力によりシール材Ｓを吐出しているものの、通常の工場ではコンプレッサーの規格により低圧のエアしか供給されておらず、既存の空気圧システムでは、シール材Ｓがシリンダーの先端ノズル５０３から出ないか或いは吐出速度が極めて遅くなるという問題点があった。また、ディスペンサ５００によるシール描画の基本的な課題は、印刷に比べて形成速度が遅い点であるにもかかわらず、高粘度のシール材により更に吐出速度を遅くする結果となっていた。一方、高圧のエアをシリンダスリーブ５０１内に導入すると、大型のコンプレッサーが必要になり、装置が大型化しコストも高くなる。また、高粘度のシール材は印刷には不適であるため、ディスペンサによらなければシール材をガラス基板上に形成できない。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高粘度のシール材であってもその吐出を適切に行えるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によるディスペンサは、シール材をシリンダスリーブ内に入れ、ピストンの動作により内部のシール材が押されてノズル先端からガラス基板上に当該シール材が吐出されるシリンダー構造であり、シール材を吐出するノズル先端がガラス基板面に対して平行に移動するディスペンサであって、このディスペンサを構成するシリンダーのピストンの動作をサーボモータにより制御することを特徴とする。
【０００８】
サーボモータによりピストンを動かすことで、サーボモータのトルクによりピストンを強く押してシール材に高圧を加えることで、高粘度のシール材の吐出が可能になる。また、サーボモータによれば、シール材の吐出量の制御が容易になる。
【０００９】
つぎの発明によるディスペンサは、上記構成において、更に、ディスペンサによる吐出量を、ガラス基板に対する描画速度に合わせて、単位面積当たりのシール材の量が一定になるように制御することを特徴とする。
【００１０】
描画速度が小さくなればそのままの吐出量を維持することで、ガラス基板上のシール材の幅が大きくなる。一方、描画速度が大きくなればシール材の幅が小さくなる。この発明では、描画速度に合わせて吐出量を制御し、単位面積当たりのシール材の量を一定にしている。これにより、過多なシール材塗布によるセル内容積の減少やセル厚のバラツキ等を防止できる。この発明は、例えば描画形状の曲り部分等において、ノズル先端の移動速度が遅くなる場合に好適である。
【００１１】
つぎの発明によるディスペンサは、上記構成において、更に、ディスペンサによる吐出量を、描画始点及び／又は終点において単位面積当たりで結果的に小さくするように制御することを特徴とする。
【００１２】
始点及び／又は終点においてシール材の吐出量を小さくすれば、当該部分が玉状となって過多に塗布されることはない。このため、過多なシール材塗布によるセル内容積の減少やセル厚のバラツキ等を防止できる。なお、吐出量を結果的に小さくするには、吐出量を一定にしてノズル先端の移動速度を速めるか、ノズル先端の移動速度を一定にして吐出量を小さくするか、又は吐出量を小さくし且つノズル先端の移動速度を速めるか、のいずれかにより実現できる。
【００１３】
つぎの発明によるディスペンサは、上記構成において、更に、前記シリンダスリーブの径方向断面内形状が非円形であり、前記ピストンはこのシリンダスリーブの形状に合わせた形状で、当該シリンダスリーブおよびピストンにより直動案内を構成することを特徴とする。
【００１４】
断面円形のピストンをサーボモータで押す場合、直動案内を設けないとナットごとピストンが回転するので、吐出量の制御が難しくなる。この発明では、シリンダスリーブの内形状およびピストンが非円形であれば、前記回転を防止し且つ直動案内としても利用できるので、構造が簡単になる。
【００１５】
つぎの発明によるディスペンサは、上記構成において、吐出制御中において前記サーボモータにより前記ピストンを逆方向に移動させることを特徴とする。
【００１６】
ピストンを逆方向に移動することでノズル先端からのシール材の吐出量を急速に下げ、或いは逆に引き込むことができる。このため、吐出制御中にノズル先端の速度が急に変化する場合などであっても、シール材の吐出量制御が十分に追従し、正確な吐出制御を行えるようになる。
【００１７】
また、つぎの発明による電気光学装置の製造装置は、ディスペンサを備え、電気光学装置を構成するための基板上に前記ディスペンサの前記ノズル先端からシール材を吐出することを特徴とする。また、つぎの発明による電気光学装置の製造方法は、ディスペンサを用いて、電気光学装置を構成するための基板上に前記ノズル先端からシール材を吐出する工程を備えることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、所謂当業者により置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一なものが含まれる。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るディスペンサを示す構成図である。このディスペンサ１００は、シリンダー１のシリンダスリーブ２内にシール材Ｓを充填し、このシール材Ｓをピストン３により押し出す。ピストン３は、ピストンロッド４により移動ブロック５に固定されている。移動ブロック５は、ボールネジ６及びリニアガイド７によりコラム８に対して上下移動する。移動ブロック５には、ボールネジ６のナット部６ａが組み込まれ、その両端にスライダ７ａが固定される。ボールネジ６のネジ部６ｂの端部には、サーボモータ９が取り付けられている。また、コラム８には、エンコーダ９ａに代えて又は共に、ピストン３の位置を計測するためのリニアセンサ１０を設けても良い。例えばリニアセンサ１０のセンサ部１０ａは移動ブロック５に固定され、スケール部１０ｂはコラム８に固定される（図１に併記）。コラム８は、同様にサーボモータ１３、ボールネジ１４及びリニアガイド１５によりＺ方向に移動制御される。
【００２０】
シリンダスリーブ２のノズル先端１１は、塗布するシール材Ｓの幅に合わせた先細り形状となる。シリンダスリーブ２およびピストン３は、金属または樹脂により成形される。また、シール材Ｓの描画対象となるガラス基板Ｇは、ＸＹテーブル１２上に固定される。テーブル面への固定は真空吸着により行う。シリンダー１の上下移動を行うサーボモータ１３及びＸＹテーブル１２のサーボモータ１１６は、制御装置１７により駆動制御される。また、サーボモータ９，１３，１６のエンコーダ出力は、制御装置１７に入力される。制御装置１７は、各サーボモータ９，１３，１６のドライバユニットと、制御のためのパーソナルコンピュータおよび諸機能を実現するプログラムから構成される（図示省略）。
【００２１】
シール材には、エポキシ又はアクリル等を用いる。その粘度は、３０万ｐｃｓ〜５０万ｐｃｓ程度である。
【００２２】
このディスペンサ１００は、制御装置１７によりＺ軸の位置制御を行い、コラム８を上下移動させることでガラス基板Ｇに対して近接または退避し、また、制御装置１７によりＸＹテーブル１２を駆動制御してシリンダー１から吐出されるシール材Ｓがガラス基板Ｇ上で矩形を描画できるようにする。一方、制御装置１７は、サーボモータ９を駆動してピストン３を下げ、シリンダー１内のシール材Ｓに圧力を加える。なお、このときのサーボモータ９は速度制御され、一定トルクで回転する。サーボモータ９のトルク設定値は、シール材Ｓの粘度に合わせてノズル先端１１から問題なく吐出できる必要十分な値とする。また、ピストン３の移動量はエンコーダ９ａまたはリニアセンサ１０（リニアセンサ１０はサーボモータ９をトルク制御する場合などに使用できる）により計測され、制御装置１７にフィードバックされる。ピストン３の移動量とシール材Ｓの吐出量の関係は予め制御装置１７側で記憶しておく。このように、サーボモータ９によりシール材Ｓの吐出を行うことで、大きな圧力が得られるのでシール材Ｓを支障なく設定速度で吐出できること、装置構成が簡単で安価であること、吐出制御が容易であること等の効果がある。
【００２３】
次に、このディスペンサの別の動作を説明する。図２は、吐出制御の一例を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、ディスペンサ１００により描画する際は、曲り点Ａ、始点終点Ｂにおいてシール材Ｓが過多に吐出される傾向がある。曲り点ＡにおいてはＸＹテーブル１２がＸ軸およびＹ軸を同時に制御すること等から、ノズル先端１１のガラス基板Ｇに対する移動速度が低下する。このため、吐出量が変わらない場合、当該曲り点Ａに過多のシール材Ｓが塗布されることになる。
【００２４】
このディスペンサ１００では、同図（ｂ）に示すように、ノズル先端１１の移動速度が低下する曲がり点Ａでは、シール材Ｓの吐出量を抑えるようにする。シール材Ｓの吐出量を抑えることで、シール材Ｓの塗布幅を均一にすることができる。その吐出量の調整は、ノズル先端１１の移動速度と比例して行えば良い。シール材Ｓの量を単位面積当たり均一になるようにすれば、セル内容積が設計値より小さくなったり、セル厚にバラツキが生じる等の問題を防止できる。
【００２５】
また、同図（ｃ）に示すように、シール材Ｓの塗布の始点及び終点は、シール材Ｓが玉状になりやすいため、始点及び終点におけるノズル先端１１の移動速度を一定にしその吐出量を小さく調整して、玉状にならないように次第にシール幅を広げるようにする（終点では次第に狭まることになる）。また、始点と終点とを重ねることで（重なり部分Ｓａ）、幅の狭くなったシール材Ｓの端部を相互補完し、必要十分な量のシール材Ｓを塗布するようにする。また、ノズル先端１１の速度を速めて吐出量を一定にするようにしても同様に始点及び終点のシール材Ｓの幅を狭めることができる。更に、ノズル先端１１の移動速度を速め且つ吐出量を小さくするようにしても良い。なお、上記図（ｃ）では、始点および終点でシール材Ｓの幅を狭めるようにしたが、始点および終点の一方のみを狭めるようにしても良い。また、始点および終点を重ねる場合はシール材Ｓの幅を狭めるようにするのが好ましいが、重ねない場合はシール材Ｓが玉状となって過多に塗布されるのを防止すれば済む。このため、特にシール材Ｓの幅を狭める必要はなく、通常の幅となるように吐出量を制御すればよい。
【００２６】
また、図２のような調整を行う際、このディスペンサ１００では、サーボモータ９により制御を行うようにしているので、ピストン３を下降して正圧を加えることのみならず、ピストン３を上昇して負圧を加えることも容易に行える。即ち、描画の際、シリンダー１内は比較的高い正圧となっており、このためピストン３を停止するのみではシール材Ｓの吐出量を短時間に制御できない。これに対し、積極的に負圧を加えることで、シリンダー１内の圧力を急速に低下させ、シール材Ｓの吐出を抑えることができる。即ち、正圧および負圧の制御を行うことで、図２に示すような、曲り点Ａや始点終点Ｂにおける制御を容易かつ高速で行うことができる。また、負圧としないまでも、ピストン３を逆方向に移動させてシリンダー１内の圧力を急速に低下させることも有効である。このような、サーボモータ９によるピストン３の動作制御は、ノズル先端１１の移動速度が急速に変化した場合などでも、十分にシール材Ｓの吐出量を追従させることができるものとなる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に係るディスペンサを示す構成図の一例である。このディスペンサ２００は、シリンダー２０１のシリンダスリーブ２０２の径方向断面が楕円形状であり、これに対応してピストン２０３の径方向断面も楕円形状である。また、ピストン２０３の中心には、ボールネジ２０４のナット部２０４ａが一体成形または組み込まれており、ネジ部２０４ｂはシリンダー２０１内の中心を貫通している。サーボモータ９は、装置のコラム８に固定され且つその回転軸がネジ部２０４ｂの端部に連結している。また、シール材Ｓの描画対象となるガラス基板Ｇは、ＸＹテーブル１２上に固定される。テーブル面への固定は真空吸着により行う。コラム８は、サーボモータ１３、ボールネジ１４及びリニアガイド１５により上下移動する。シリンダー２０１の上下移動を行うサーボモータ１３及びＸＹテーブル１２のサーボモータ１６は、制御装置１７により駆動制御される。
【００２８】
また、図４に示すように、シリンダスリーブ２０２およびピストン２０３の形状を楕円とすることで、ピストン２０３を直動案内することができる。このため、別途リニアガイドを設ける必要がない。ピストン２０３の移動量は、エンコーダ９ａの出力信号から判断する。ピストン２０３の移動量とシール材Ｓの吐出量の関係は予め制御装置１７側で記憶しておく。このように、サーボモータ９によりシール材Ｓの吐出を行うことで、大きな圧力が得られるのでシール材Ｓを支障なく設定速度で吐出できること、装置構成が簡単で安価であること、吐出制御が容易であること等の効果が得られる。
【００２９】
なお、シリンダー内形状とピストン形状は、それらで直動案内の機能を兼用できれば、特に楕円形状に限定されない。例えば径方向断面が、矩形や三角形であっても良い。即ち、径方向断面が非円形であれば、ピストン２０３がシリンダスリーブ２０２内で回転しないため、吐出制御を正確に行え且つリニアガイドとしても用いることができる。このようにすれば、別にリニアガイドを設ける必要がないため、装置を簡単かつ安価にできる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、ＸＹテーブル１２およびコラム８の上下移動により描画を行っているが、このディスペンサ１００，２００のシリンダー１，２０１を多軸ロボットの先端に設けて、描画を行うようにしても良い。
【００３１】
また、上記各実施形態のディスペンサは、上述した液晶装置等の電気光学装置の製造装置および電気光学装置の製造方法に用いることが可能であり、更に、液晶装置以外の電気光学装置、例えば、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置等にも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のディスペンサでは、ディスペンサを構成するシリンダーのピストンの動作をサーボモータにより制御するので、高圧でシール材を加圧することで高粘度のシール材の吐出が可能になり、シール材の吐出制御も容易になる。
【００３３】
また、この発明のディスペンサでは、ディスペンサによる吐出量を、ガラス基板に対する描画速度に合わせて、単位面積当たりのシール材の量が一定になるように制御する。また、ディスペンサによる吐出量を、描画始点及び／又は終点において単位面積当たりで結果的に小さくするように制御する。この結果、単位面積当たりのシール材の量が均一になるので、セル内容積の減少やセル厚のバラツキを防止できる。
【００３４】
また、この発明のディスペンサでは、シリンダスリーブの径方向断面内形状が非円形であり、前記ピストンはこのシリンダスリーブの形状に合わせた形状で、当該シリンダスリーブおよびピストンにより直動案内を構成するので、別に直動案内を設ける必要がなくなるので、構成を簡単にできる。
【００３５】
また、この発明のディスペンサでは、吐出制御中において前記サーボモータにより前記ピストンを逆方向に移動させるので、正確な吐出制御を行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るディスペンサを示す構成図である。
【図２】吐出制御の一例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るディスペンサを示す構成図である。
【図４】図３に示したシリンダーの断面図である。
【図５】従来のディスペンサの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１００　ディスペンサ
１　シリンダー
２　シリンダスリーブ
３　ピストン
４　ピストンロッド
５　移動ブロック
６　ボールネジ
７　リニアガイド
８　コラム
９　サーボモータ
１１　ノズル先端
１７　制御装置
Ｇ　ガラス基板
Ｓ　シール材
【図１】
2004109448.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004109448.tif 000005
【図４】
2004109448.tif 000006
【図５】
2004109448.tif 000007