(57)【要約】【課題】  粘度が高くても描画を精度よく行うことができるシール材描画装置及び描画方法を提供する。【解決手段】  シール材を貯留するノズルと、前記シール材を塗布される基板とを、相対的に移動させることで、前記ノズルから前記基板上に所定のパターンで描画を行う。前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際に、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくする。そして、描画を開始してから前記間隔を拡大させていき、前記間隔が前記描画設定間隔に達した後は、前記間隔を前記描画設定間隔に維持して描画を行う。さらに前記描画開始点から前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行う。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材を吐出するノズルと、前記シール材が塗布される基板とを、相対的に移動させることで、前記ノズルから前記基板上に所定のパターンで描画を行うシール材描画方法であって、
前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際に、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくしておき、
描画を開始してから前記間隔を拡大させていき、
前記間隔が前記描画設定間隔に達した後は、前記間隔を前記描画設定間隔に維持して描画を行うことを特徴とするシール材描画方法。
【請求項２】
前記描画開始点から前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行うことを特徴とする請求項１に記載のシール材描画方法。
【請求項３】
前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際の、前記ノズルと前記基板との間隔を５〜１５μｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール材描画方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシール材描画方法を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項５】
シール材を吐出するノズルと、前記シール材が塗布される基板と、両者を相対的に移動させる機構と、前記ノズルから前記シール材を吐出させる機構とを備え、
前記ノズルから前記基板上に所定のパターンで描画を行うシール材描画装置であって、
前記ノズルと前記基板との間隔を調整する機構を備え、前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際に、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくしておき、描画を開始してから前記間隔を拡大させていき、前記間隔が前記描画設定間隔に達した後は、前記間隔を前記描画設定間隔に維持して描画を行い、前記描画開始点から前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行うように制御を行う手段を備えたことを特徴とするシール材描画装置。
【請求項６】
請求項５に記載のシール材描画装置を備えることを特徴とする液晶装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに貯留されるシール材を基板上に描画するシール材描画方法及びシール材描画装置、液晶装置の製造方法及び液晶装置の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスペンサ方式によるノズルからシール材を基板上に描画する技術として、シール材の塗布開始点で所定の圧力より高いエアパルスを入力して、シール材の塗布停止点で真空圧力を印加することで、シール材の吐出量の均一化を図る技術が提案されている（特許文献１参照）。
また、他の技術として、ロボット制御装置でシール材を供給する場合であって、シール材供給ポンプからのモータを、ロボットの移動速度に比例する速度で、供給ポンプのモータを制御する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−８４２６８号公報
【特許文献２】特開平６−２１０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術において、粘度の高いシール材を用いる場合には、一旦シール材が基板に付着してからは比較的滑らかに吐出されるものの、シール材が基板に接触するまではその粘性のため自重による落下が抑えられてしまい、基板に接触せずに空中で膨出してしまう。このため、描画開始点のシール材が他の部位に比して球状に突出してしまい、所定の形状に描画することができないという問題がある。
【０００４】
従って本発明は、高粘度のシール材を描画する場合であっても、所定の形状に精度よく描画を行うことができるシール材描画方法及び描画装置、液晶装置の製造方法及び液晶装置の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るシール材描画方法は、シール材を吐出するノズルと、前記シール材が塗布される基板とを、相対的に移動させることで、前記ノズルから前記基板上に所定のパターンで描画を行うシール材描画方法であって、前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際に、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくしておき、描画を開始してから前記間隔を拡大させていき、前記間隔が前記描画設定間隔に達した後は、前記間隔を前記描画設定間隔に維持して描画を行うことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくした状態で前記ノズルから前記シール材の吐出を開始するので、前記シール材が粘性の高いものであっても、速やかに基板に付着させることが可能となる。一旦、前記シール材が基板に接触した後は、表面張力等により比較的滑らかに吐出されるので、基板に描画される吐出量を制御することも可能である。また、前記描画開始点から前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行うことで、前記基板上に描画されるシール材の塗布される量を均一化させることができ、所定の形状に精度よく描画することができる。ここで、前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際の、前記ノズルと前記基板との間隔を５〜１５μｍとすると、前記シール材が粘性の高いものであっても、速やかに基板に付着させることが可能となる点で好ましい。また、シール材描画方法を含む液晶装置の製造方法とすると、シール材が略均一に描画された基板を用いることができるので、液晶装置の品質や信頼性が向上する。
【０００７】
また、本発明に係るシール材描画装置は、シール材を吐出するノズルと、前記シール材が塗布される基板と、両者を相対的に移動させる機構と、前記ノズルから前記シール材を吐出させる機構とを備え、前記ノズルから前記基板上に所定のパターンで描画を行うシール材描画装置であって、前記ノズルと前記基板との間隔を調整する機構を備え、前記ノズルから前記シール材の吐出を開始する際に、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくしておき、描画を開始してから前記間隔を拡大させていき、前記間隔が前記描画設定間隔に達した後は、前記間隔を前記描画設定間隔に維持して描画を行い、前記描画開始点から前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行うように制御を行う手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、前記ノズルと前記基板との間隔を描画設定間隔よりも小さくした状態で前記ノズルから前記シール材の吐出を開始するので、前記シール材が粘性の高いものであっても、速やかに基板に付着させることが可能となる。一旦、前記シール材が基板に接触した後は、表面張力等により比較的滑らかに吐出されるので、基板に描画される吐出量を制御することも可能である。従って、前記基板と前記ノズルとの間隔を描画設定間隔に維持して描画する場合に吐出量を一定に制御するとともに、前記描画を開始してから前記描画設定間隔に達するまでの領域に再度描画を行うことで、前記基板上に描画されるシール材の塗布される量を均一化させることができ、所定の形状に精度よく描画することができる。また、シール材描画装置を備える液晶装置の製造装置とすると、液晶装置の品質や信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、添付図面を参照して本発明に係るシール材描画方法及び描画装置について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る実施形態のシール材描画装置を模式的に示す概略平面図、図２は、同装置の高さ方向の各部の配列構成を模式的に示す概略説明図である。この描画装置１００は、支持フレーム１０１にＸＹ駆動機構１０２が固定され、このＸＹ駆動機構１０２上にＸＹ移動ステージ１０３が水平方向（すなわちＸ方向及びＹ方向）に移動自在に構成されている。ＸＹ移動ステージ１０３上にはθ駆動機構１０４が固定され、このθ駆動機構１０４により垂直軸周りに回動可能（θ動作可能）に構成された支持テーブル１０５が設けられている。上記ＸＹ駆動機構１０２、ＸＹ移動ステージ１０３及びθ駆動機構１０４は、支持テーブル１０５の移動機構を構成する。
【００１０】
支持テーブル１０５の上にはガラス基板などの基板１０が図１に示す矢印Ｆの方向から給材される。基板１０は、支持テーブル１０５上に吸引などの方法で固定される。基板１０には、予め、複数のパネル予定領域１１が配列されている。これらのパネル予定領域１１には、たとえば透明導電体などで構成される電極や配線を構成する導電体パターンが形成されている。
【００１１】
支持テーブル１０５の上方にはコラム１０６が固定されている。このコラム１０６には、ディスペンサ（シール材吐出手段）１０７，１０８，１０９が取り付けられている。これらのディスペンサ１０７〜１０９は相互間隔（図示Ｙ方向の間隔）を変更可能に構成されている。より具体的には、ディスペンサ１０７はコラム１０６に対して水平方向に固定された状態で取り付けられ、ディスペンサ１０８及び１０９はコラム１０６に対して水平方向（図示Ｙ方向）に移動可能に取り付けられている。
【００１２】
また、コラム１０６には、上記基板１０に仮止め用ＵＶ接着剤を塗布するための接着剤塗布ユニット１１１や液晶を滴下するための液晶滴下ユニット１１２が取り付けられている。
【００１３】
さらに、支持テーブル１０５には、下方から基板１０を通してディスペンサ１０７〜１０９のノズル２１（図４参照）を撮影するノズル位置合わせ用のカメラ１１３が設置されている。また、支持テーブル１０５には、ノズル２１の高さを設定するためのリニアゲージセンサ１１４が設けられている。さらに支持テーブル１０５には、コラム１０６の下方に位置する部分にノズルクリーニングユニット１１５が設けられている。このノズルクリーニングユニット１１５は、ディスペンサ１０７〜１０９のノズル２１に付着したシール材２０を除去したり、或いは、ノズル２１から吐出された不要なシール材２０を収容したりするためのものである。
【００１４】
コラム１０６には、基板１０の厚さを検出するためのリニアゲージセンサ１１６が取り付けられている。また、コラム１０６には、基板１０のアライメント用のカメラ１１７，１１８が取り付けられている。さらに、ディスペンサ毎に、基板１０の表面高さを測定するためのレーザ変位計などで構成される検出器１１９が設けられている。
【００１５】
以上説明した描画装置１００は、以下のように動作する。図１の矢印Ｆに示すように支持テーブル１０５上に基板１０が給材されると、基板１０は支持テーブル１０５上で規制部材やプッシャなどの適宜の位置決め手段を用いて概略位置決めされ、真空吸着などで固定される。その後、基板１０が移動し、リニアゲージセンサ１１６により基板１０の厚さが検出される。さらに、基板１０が移動し、カメラ１１７，１１８によって基板１０上に形成された位置決めパターンによりアライメントが行われる。このとき、たとえば、カメラ１１７，１１８によって撮影された画像を処理することによって基板１０が所定の姿勢になるように移動機構（たとえばθ駆動機構１１４）により支持テーブル１０５を調整する。
【００１６】
次に、上記リニアゲージセンサ１１６により検出された基板１０の厚さに応じてディスペンサ１０７〜１０９のＺ軸方向の位置である高さ（すなわちノズル２１の高さ）が調整される。なお、ディスペンサ１０７〜１０９の高さは、たとえば装置の起動時などにおいて予めリニアゲージセンサ１１４などを用いて装置に対する位置設定（原点出し）が行われている。
【００１７】
そして、以下に示すように描画処理が開始される。これについて図３〜図５を用いて説明する。図３は描画パターンの一例を示す説明図である。図４はシール材塗布工程の描画開始時の様子を示す説明図である。図５は基板表面に対するノズル先端の高さと基板に対する相対移動距離との関係を示すグラフである。
描画サイクルの開始に際しては、レーザ変位計などで構成される検出器１１９によって描画すべき領域の基板表面の高さを測定し、これに応じてディスペンサの高さが調整される。すなわち、ディスペンサは、そのノズル先端の高さが基板１０の表面を基準として既定の高さとなるように調整される。
【００１８】
そして、本実施の形態においては、描画開始時のノズル２１の高さが、通常の描画時のノズル２１の高さよりも低くなるように設定する。すなわち、描画開始点（図３の点Ａ）において、ノズル２１の先端を基板１０表面に対して下降させた状態で、シール材２０の吐出処理を開始する。ここで、描画開始点におけるノズル２１の高さ位置は、基板１０に接触しない範囲で、可能な限り近づけた位置に設定することが好ましい（例えば５〜１５μｍ）。そして、ディスペンサに設けられたサーボモータを回転駆動させることで、シール材２０の吐出を開始する。
【００１９】
上述のように、吐出されるシール材２０が高粘度の場合には、自重による落下が抑えられ、ノズル２１先端で球状に膨出しようとする。しかしながら、本実施の形態においては、ノズル２１先端を基板１０表面に近づけた状態、換言すればノズル２１先端と基板１０との間隔を小さくした状態からシール材２０の吐出を開始する。これにより、吐出されたシール材２０が球状に膨出する前に基板１０上に付着させることができる。一旦、シール材２０が基板１０に付着した後は、シール材２０には基板１０方向に引き出されるように力が作用するので、描画処理を滑らかに継続しておこなうことができる。本実施の形態においては、ディスペンサの押し込み荷重が所定の荷重に達したことを検知したときに、基板１０表面にシール材２０が接触したと判定する。
【００２０】
そして、支持テーブル１０５をシール材２０が描画されるべき所要パターン（図３のパターン４参照）に応じて移動させる。併せて、ノズル２１の高さを所定の速度で上昇させることにより、ノズル２１と基板１０表面との間隔を増大させていき、この間隔を通常の描画基準の間隔（例えば、４０〜５０μｍ）に近づけていく。これにより描画開始点（位置Ａ）からノズル２１を上昇させていくにつれて徐々に描画厚が大きくなる（図４参照）。
【００２１】
そして、ノズル２１と基板１０表面との間隔が、通常の描画基準の間隔に達したことが検出されると（位置Ｂ）、ノズル２１の高さ方向への移動が停止させられて、ノズル２１の高さを一定に保持しつつ描画処理を継続して行う（位置Ｂ〜位置Ｃ）。このとき、ノズル２１の支持テーブル１０５に対する相対速度を一定に保持しつつ描画を行うことで、基板１０上に描画されるシール材２０の吐出量を略均一にすることができる。
【００２２】
そして、ノズル２１が基板１０の描画開始点に再度対向する位置（位置Ｃ）に達した時には、このノズル２１の高さを上述の描画基準の高さに維持しつつ、再度シール材２０を吐出させて、通常の描画基準の高さで描画が開始された位置（位置Ｄ）まで、再度重ね描きを行う。なお、位置Ａと位置Ｃ、位置Ｂと位置Ｄは、ＸＹ方向に対する位置は同一であるが、Ｚ軸方向の高さが異なるのであえて区別している。このように、重ね描きを行うことにより、基板１０上に描画されるシール材２０の塗布される量を均一化させることができ、所定の形状に精度よく描画することができる。
【００２３】
そして、シール材２０の重ね描きが終了すると、その終了位置（位置Ｄ）でノズル２１を更に上昇（描画した厚さ以上の高さまで）させる。併せてディスペンサモータを逆転させることで、シール材２０の吐出を直ちに終了させる（図５参照）。
また、支持テーブル１０５がこの終了位置に達したところで停止して、ノズル２１に対する押し込み荷重が「０」（吐出しない荷重）になり、ノズル２１の高さが所定の高さになったことがそれぞれ検出されると、描画処理が終了される。このように、支持テーブル１０５とノズル２１、ディスペンサモータを適切に制御することで、高粘度のシール材２０を描画する場合であっても、描画開始点に発生していた球状の突出部を無くすことができ、所定の高さで精度良く安定して描画することができる。
【００２４】
上記のように１描画サイクルが終了すると、ディスペンサは次のパネル予定領域１１のスタート位置に移動し、そこで上記と同様の手順が繰り返される。すなわち、ノズルの高さがその場所の基板高さに応じて再設定され、そこで描画が行われる。また、本実施形態では複数のディスペンサ１０７〜１０９が設けられているので、上記動作は複数箇所において並行して行われる。この実施形態では、支持テーブル１０５の移動によって上記相対的移動が行われるので、各ディスペンサでは、描画開始前に個々にノズルの高さを調整し、また、描画中にはシール材の塗布量の制御を行うだけである。
【００２５】
［液晶装置の製造方法］
上記実施形態のシール材塗布方法は、液晶装置の製造方法の一工程として用いることができる。すなわち、基板１０の内面上にＩＴＯなどの透明導電体で構成される電極及び配線を有する導電体パターンの形成、この導電体パターンの表面を覆う配向膜の形成などを行い、また、図示しない対向基板の内面にも同様の導電体パターン及び配向膜を形成する。そして、基板１０に対して上述のシール材の描画を行った後に、図１に示す接着剤塗布ユニット１１１により仮止め用の接着剤を基板１０の所定位置（たとえば基板外縁部の数箇所）に塗布する。また、液晶塗布ユニット１１２により液晶をパネル予定領域１１内に（すなわち描画したシール材の内側に）滴下させる。
【００２６】
その後、基板１０の周囲を真空状態とするか、或いは、基板１０を別途設けられた真空チャンバーの内部に導入し、図示しない対向基板を上方から基板１０に載せることによって、基板１０と対向基板とをシール材を介して貼り合わせる。
その後、周囲の圧力を上昇させることによって基板同士を圧着させる。さらに、このようにして貼り合わされた基板１０及び対向基板を加圧して位置決めした状態とし、上記仮止め用の接着剤を紫外線照射などによって硬化させる。さらにその後、シール材の硬化処理（紫外線照射や加熱処理など）を行うことによって液晶パネル（図示例では大判パネル）のパネル構造が完成する。上記のようにして形成された大判パネルは、スクライブ・ブレイク法などによって個々の液晶パネルに分割される。
【００２７】
上記の液晶装置の製造方法では、従来方法で必要とされていた液晶注入工程及びパネル封止工程を必要としないため、製造工数を低減でき、製造効率を高めることができる。また、この製造方法では、基板１０と対向基板の貼り合わせ直後に液晶封入領域の気密性が確実に保たれる必要があるので、シール材の塗布均一性が非常に重要になる。この場合、上記の本実施形態に係る塗布方法又は装置では、シール材の均一性を高精度で得ることができるため、このような液晶装置の製造方法に対して特に有効である。また、この製造方法では上記の気密性を確保するために従来よりも高粘度のシール材を用いる必要があるが、この点においても高粘度のシール材の描画に適した上記の塗布方法又は装置を用いることは非常に有効となる。
【００２８】
なお、本発明の適用対象は、上述した実施の形態のみに限られるものではなく、例えば、予め液晶の注入口が形成されるようにシール材を基板の一方に描画しておき、両基板を貼り合わせた後で、液晶を注入して製造される液晶装置にも適用することができる。さらに、複数のシール材が描画された基板母材の周縁部に描画されるダミーシール材についても適用することができる。また、液晶装置のタイプとしては、パッシブマトリックス型、アクティブマトリックス型、あるいは透過型、反射型、半透過反射型いずれにも適用可能である。さらに、本発明は、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、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電界放出表示装置、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置などの電気光学装置の製造方法にも適用可能である。また、上記方法以外の製造方法におけるシール材の塗布工程にも用いることができる。また、電気光学装置の製造工程以外の種々の塗布物の塗布工程にも広く本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態におけるシール材描画装置の全体構成を模式的に示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシール材描画装置の高さ方向の配置を模式的に示す概略正面図である。
【図３】描画パターンの一例を示す説明図である。
【図４】シール材塗布工程の描画開始時の様子を示す説明図である。
【図５】基板表面に対するノズル先端の高さと基板に対する相対移動距離との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０…基板、１１…パネル予定領域、２０…シール材、２１…ノズル、１００…シール材描画装置、１０２…ＸＹ駆動機構、１０３…ＸＹステージ、１０４…θ駆動機構、１０５…支持テーブル、１０７〜１０９…ディスペンサ
【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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