(57)【要約】  【課題】被散布体上への落下物が生じることなしに、大型の被散布体上に液晶用スペーサなどの微粉体を散布することが可能な微粉体の散布装置を提供すること。  【解決手段】本発明に係る微粉体の散布装置は、被散布体と所定間隔離間して配置され、前記被散布体に対してガス体の気流とともに微粉体をその先端から放出する散布ノズルと、前記被散布体の支持部とを有する微粉体の散布装置であって、前記散布ノズル周辺への微粉体の付着を防止する付着防止流形成用気体の供給部を備えてなることを特徴とするものである。なお、前記散布ノズルには、防塵カバーが設けられていてもよく、また、前記散布ノズルは、前記被散布体に対する微粉体の散布位置を変更可能に構成されていてもよい。【選択図】図１
2005342614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被散布体と所定間隔離間して配置され、前記被散布体に対してガス体の気流とともに微粉体をその先端から放出する散布ノズルと、前記被散布体の支持部とを有する微粉体の散布装置であって、
さらに、前記散布ノズル周辺への微粉体の付着を防止する付着防止流形成用気体の供給部を備えてなることを特徴とする微粉体の散布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の微粉体の散布装置であって、
前記散布ノズル周辺の防塵カバーを備え、
前記付着防止流形成用気体の供給部は、前記防塵カバーを囲むように配置されてなることを特徴とする微粉体の散布装置。
【請求項３】
前記散布ノズルが、前記被散布体に対する微粉体の散布位置を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の微粉体の散布装置。
【請求項４】
前記付着防止流形成用気体の供給部は、前記防塵カバー並びに前記散布ノズルの移動領域に略該当する開口部を備えた付着防止流形成用気体保持部を有し、
また、この付着防止流形成用気体保持部に供給される付着防止流形成用気体を前記開口部から噴出させることにより、前記防塵カバーおよびその周辺に飛来する微粉体を排出する機能を有するものであることを特徴とする請求項３に記載の微粉体の散布装置。
【請求項５】
前記付着防止流形成用気体が空気を含めた各種の清浄な気体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粉体の散布装置。
【請求項６】
前記付着防止流形成用気体の噴出し流速は、前記散布ノズルからの微粉体含有気体噴出し流の流速の１／１０以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粉体の散布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散布ノズルからガス体の気流とともに微粉体を放出し、微粉体を基板などの被散布体上に散布する微粉体の散布装置の技術分野に関する。
【０００２】
上述のような微粉体の散布装置としては、液晶表示装置等に使用される液晶表示板を構成する液晶基板の間、例えばガラス板とガラス板またはプラスチック系基板との間に、均一な粒子径の微粉体である液晶用スペーサ（スペーサビーズ）を単層で均一に、かつ所定の量だけ散布する液晶用スペーサ散布装置が、代表的な例として知られている。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置等の液晶表示板では、液晶基板を構成するガラス板とガラス板との間、あるいはガラス板以外のプラスチック系（有機ガラス系など）の基板との間、もしくはこのプラスチック系基板とガラス板との間（以下、ガラス板とガラス板とで構成されるガラス基板で代表させ、ガラス基板と称する）に液晶を注入する隙間を形成するために、粒子径が数μｍ〜十数μｍの均一な径の粒子（スペーサビーズ）をスペーサとして、１ｍｍ２当たり１０〜２０００個程度をできるだけ均一に、単層となるように散布している。なお、この液晶用スペーサとしては、各種プラスチック製の粒子やシリカ粒子が用いられている。
【０００４】
このような、液晶基板となるガラス基板上に液晶用スペーサを単層で均一に、かつ所定の量だけ散布する装置として、前述の液晶用スペーサ散布装置が知られている。液晶用スペーサ散布装置としては、例えば特許文献１に開示されているような、空気や窒素ガス等のガス状の気体を使用する装置が知られている。
この液晶用スペーサ散布装置は、微細な液晶用スペーサを空気や窒素ガス等のガス体の気流に乗せて、細いパイプ（輸送管）内を輸送し、揺動する散布ノズル管から気流とともに液晶用スペーサの粒子を放出することによってガラス基板上に散布するものである。
【０００５】
しかしながら、前述のように、液晶用スペーサは、粒子径が数μｍ〜十数μｍの微細な粉体で浮遊しやすいものであり、また、液晶用スペーサの粒子は各種プラスチック製の粒子やシリカ粒子であるため帯電しやすく、ガラス基板上に一定の密度で再現性よく散布するのが難しい。そこで、通常は、液晶用スペーサの粒子をその帯電極性（静電気極性）に応じて帯電させるとともに、上部にガラス基板を載置する回転テーブルを備えた基台を接地（アース）して、ガラス基板上に液晶用スペーサの粒子を確実に一定の密度で散布することを可能にしている。
【０００６】
ところで、近年、液晶表示板が次第に大型化するとともに、１枚のガラス基板から多数個の液晶表示板を製造することも多くなり、液晶用スペーサをより広い範囲に散布することが求められるようになってきている。これに対処するためには、ガラス基板の取付台（基台）を大型にし、散布室（チャンバー）高を高くするか、または液晶用スペーサを散布する散布ノズル管に要求される揺動角を増大させる必要がある。
【０００７】
ここで、ガラス基板の取付台（基台）を大型にし、散布室（チャンバー）高を高くすると、散布装置自体も大型となるが、液晶用スペーサの散布が行われるクリーンルームの天井高さには制限があるため、クリーンルームの天井高さを特別に設計して高くする必要があり、コスト上昇を招くという問題があった。特に、ガラス基板の大型化が進み、１３００ｍｍ×１３００ｍｍ程度になると、従来の散布システムでは、現状のクリーンルームに入らなくなってしまうという問題がある。
【０００８】
また、液晶用スペーサを散布する散布ノズル管に要求される揺動角を増大させるという点については、従来の散布ノズル管の揺動方法は、クランクまたは偏芯カムによって実現されているため、散布ノズル管が一定の速度で移動するものではなく、両端部で大幅に移動速度が変動するという問題点があった。
【０００９】
前述の特許文献１に開示されている液晶用スペーサ散布装置は、この要求に対処するために開発された装置である。すなわち、特許文献１に開示されている液晶用スペーサ散布装置では、被散布体と所定間隔を以って配置された散布ノズル管を、互いに直交する２つの面方向のいずれにも傾斜可能な２つの揺動機構により支持し、上述の２つの揺動機構による揺動を合成することにより、散布ノズル管と被散布体との間隔を増大させること無しに、散布ノズル管の揺動角を従来のものより増大させるとともに、その動作をスムーズにしているものである。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２７６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１に開示されている液晶用スペーサ散布装置によれば、散布ノズル管と被散布体との間隔を増大させること無しに、散布ノズル管の揺動角を従来のものより増大させるとともに、その動作をスムーズにすることができるという効果が得られるが、この装置においても、別の問題点が指摘されるに至った。
【００１２】
この問題点というのは、上記特許文献１に開示されている液晶用スペーサ散布装置を含めた従来の液晶用スペーサ散布装置に共通するものであり、散布ノズル管から噴出する粒子の一部が散布ノズル管の粒子噴出口近傍、特にこの粒子噴出口を保護する、ゴム等で構成される防塵カバー等に付着し、この付着物がある程度溜まると、その凝集体が何らかの原因（例えば、装置の振動など）で被散布体の上に落下して、被散布体上における液晶用スペーサ粒子の分散の均一性を損なうということである。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における問題点を解消し、被散布体上への凝集体の落下が生じることなしに、大型の被散布体上に液晶用スペーサなどの微粉体を散布することが可能な微粉体の散布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る微粉体の散布装置は、被散布体と所定間隔離間して配置され、前記被散布体に対してガス体の気流とともに微粉体をその先端から放出する散布ノズルと、前記被散布体の支持部とを有する微粉体の散布装置であって、さらに、前記散布ノズル周辺への微粉体の付着を防止する付着防止流形成用気体の供給部を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
またさらに、前記散布ノズル周辺の防塵カバーを備え、前記付着防止流形成用気体の供給部は、前記防塵カバーを囲むように配置されてなることを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記散布ノズルは、前記被散布体に対する微粉体の散布位置を変更可能に構成されていてもよい。なお、ここで、移動可能とは、機械的なノズルの移動のみならず、気体の供給方向を切り換えて微粉体の散布方向を変更する空力的な移動をも含むものである。後者の場合、前記防塵カバーは、散布ノズルの周囲、または散布ノズルから噴出される微粉体の噴出方向をサポートするフード等の周囲に設けられることが好ましい。
【００１７】
また、前記付着防止流形成用気体供給部は、前記防塵カバー並びに前記散布ノズルの移動領域、もしくは微粉体の散布方向に略該当する開口部を備えた付着防止流形成用気体保持部を有し、また、この付着防止流形成用気体保持部に供給される付着防止流形成用気体を前記開口部から噴出させることにより、前記防塵カバーおよびその周辺に飛来する微粉体を排出する機能を有するものであることが好ましい。
【００１８】
前記付着防止流形成用気体としては、空気を含めた各種の清浄な気体が好適に用い得る。また、前記付着防止流形成用の清浄な空気の噴出し流速は、前記散布ノズルからの微粉体含有気体噴出し流の流速の１／１０以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被散布体上への凝集体の落下が生じることなしに、大型の被散布体上に液晶用スペーサなどの微粉体を散布することが可能な微粉体の散布装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明が好適に適用される微粉体の散布装置１０の一例の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る微粉体の散布装置１０は、通常、クリーンルーム（図示されていない）内に設置される。すなわち、本実施形態に係る微粉体の散布装置１０においては、密閉されたチャンバー１２内の下部に配置された、上部にガラス基板を載置する回転テーブルを備えた基台１４上に被散布体であるガラス基板１６を載置して、位置決め固定する。ここで、基台１４は、上述のような回転テーブルを備えていないものでもよい。
【００２２】
なお、この基台１４およびその上部に載置されたガラス基板１６は接地（アース）あるいは帯電した微粉体と逆極性の電圧が印加され、帯電した微粉体である液晶用スペーサの粒子（以下、これをスペーサという）２０を、アース線３４を介してアースされたガラス基板１６に確実に付着させるようにしたものである。
【００２３】
ここで用いているスペーサ散布機構２２の散布ノズル１８は、例えば、本出願人が先に特願平４−１６６２５８号「粉体散布装置及び散布方法」（特開平６−３６７９号公報参照）により提案した、ガラス基板上において直交する２方向（ｘ，ｙ方向とする）に散布ノズルを揺動させるカム式の散布ノズル揺動機構を備えたものとしているが、これに限られるものではない。
【００２４】
図１に示した微粉体の散布装置１０は、より具体的には、清浄な空気等を供給するガス供給源２８を備えたスペーサ供給機構２６から供給されるスペーサを含んだ気流を、輸送管２４によりスペーサ散布機構２２に導き、前述のように、ガラス基板１６上においてｘ，ｙ方向に揺動するよう制御される散布ノズル１８から、スペーサ２０を基台１４上のガラス基板１６表面に散布するものである。なお、散布されたスペーサ２０のうち、ガラス基板１６上に散布されなかった分、すなわち、ガラス基板１６の外に散布されたスペーサについては、排気管３２を通じてブロワ３０により吸引除去（回収）される。なお、前述の通り、スペーサ散布機構としてはこれと異なるものを用いてもよい。
【００２５】
図２に、上述のスペーサ散布機構２２によるガラス基板１６表面へのスペーサ２０の散布状況を模式的に示す。図２に示されているのは、散布機構２２の散布ノズル１８が、カム機構により前述のようにｘ，ｙ方向に揺動する様子と、これにより、ガラス基板１６表面を含む略長方形の散布エリアへのスペーサ散布が行われる状況である。ここで、図２中
の斜線が施された領域は、ガラス基板１６の外側の領域を示しており、ここに散布されたスペーサ２０が、吸引除去（回収）の対象とされる。
【００２６】
ところで、本発明に係る微粉体の散布装置の特徴は、スペーサ散布機構２２近傍における、散布されたスペーサの凝集防止機構（請求項中の「付着防止流形成用気体供給部」に対応するもので、以下、凝集防止機構という）４０を備えた点にある。この凝集防止機構４０の詳細な構成及び機能について、以下、図３，図４を用いて説明する。
【００２７】
ここで、図３は、前述のスペーサ散布機構２２とチャンバー１２の天井部１２ａとの間（チャンバー１２の天井部１２ａ上側）に、上述の凝集防止機構４０が配設される状況を示す分解斜視図であり、図４は、これらを実際に組み付けた状態を示し、併せてその作用を説明する組み立て断面図である。
【００２８】
両図に示されているように、散布ノズル１８はスペーサ散布機構２２の下面に突出した形で保持されており、スペーサ散布機構２２の内部に備えられている、ノズル揺動機構２２ａ（図４参照）により位置制御されつつ、スペーサ２０をガラス基板１６の表面に散布する。なお、図中、５０は上述のノズル揺動機構等の機構部分から発生する可能性のある磨耗屑などがガラス基板１６の表面に落下するのを防止するための防塵カバーであり、例えばシリコンゴム等の柔軟な材料で構成されているものである。
【００２９】
前述のように、従来の微粉体の散布装置においては、この防塵カバー５０の周囲（外周面）にチャンバー１２内に散布され、飛散した状態になっているスペーサの一部が付着して、何らかのきっかけでガラス基板１６表面上に落下する場合があることが問題点であり、本発明は、この問題を解消するためのものである。
【００３０】
両図に示されているように、スペーサ散布機構２２の下面，凝集防止機構４０（の上下面）およびチャンバー１２の天井部１２ａには、散布機構２２の散布ノズル１８の移動に支障とならないように長方形の切り欠き部２２ｂ，４０ａ，４０ａおよび１２ｂが設けられている。なお、この各切り欠き部２２ｂ，４０ａおよび１２ｂは、散布ノズル１８の揺動角に応じて、下の方ほど大きく構成することが好ましい。
【００３１】
凝集防止機構４０は、図からも明らかなように、ここでは薄い箱型をなしており、スペーサ散布機構２２から突出している散布ノズル１８および防塵カバー５０を挿通させるように構成されており、また、その長方形状の各辺の中央部付近にエアー吹き込み管４０ｂが配設されている。なお、この４本のエアー吹き込み管４０ｂには、エアー供給チューブ４０ｃを介して、図示されていないエアー源から圧力が調整された圧縮空気が供給されている。
【００３２】
なお、凝集防止機構４０の形状は、上述のような長方形の箱型に限定されるものではなく、任意の平面形状とし、また、箱型とせずに、上下面の一方のみを有する構成、周囲の壁面のみを有する構成などとすることも可能である。このように底面または天井面を省いた場合には、それぞれ、スペーサ散布機構２２またはチャンバー１２の天井部１２ａと接する面に、適宜のパッキンを配することが好ましい。
【００３３】
また、これに配設されるエアー吹き込み管４０ｂの数，取り付け位置等も、上記構成状況に限られるものではない。また、上述の各エアー吹き込み管４０ｂへのエアーの供給量は、後述するように、最終的なエアー噴出し口に相当するチャンバー１２の切り欠き部１２ｂの大きさ（実際には、そこから防塵カバー５０等の通気阻害部分の面積を差し引いた面積）を考慮して、この切り欠き部１２ｂから最適なエアー流出速度が得られるように決定される。
【００３４】
上述のように構成された、本実施形態に係る微粉体の散布装置１０は、概略、以下のように動作する。
【００３５】
すなわち、凝集防止機構４０内においては、上述の各エアー吹き込み管４０ｂから吹き込まれた圧力調整されたエアーが、一度防塵カバー５０外周面に吹き付けられて、そこに付着しているスペーサが存在する場合にはそれを剥離させる作用を行うとともに、剥離させたスペーサを下部の切り欠き部４０ａ，１２ｂを通して、凝集防止機構４０外に排出する作用を行う。これにより、防塵カバー５０外周面にスペーサが堆積し、凝集して落下するという問題を解消することができる。
【００３６】
より具体的には、図４に示すように、スペーサ２０の散布中に、凝集防止機構４０の各エアー吹き込み管４０ｂから凝集防止機構４０内に吹き込まれたエアーが、矢印Ａで示されるように進んで防塵カバー５０外周面に一種のエアーカーテンを形成し、散布ノズル１８から散布され舞い上がったスペーサ２０が、防塵カバー５０外周面に到達するのを防止する作用を行う。
【００３７】
また、このエアーは、矢印Ａで示されるように進んで防塵カバー５０外周面に吹き付けられるので、前述のようにそこに付着しているスペーサが存在する場合にはそれを剥離させ、矢印Ｂで示されるように凝集防止機構４０外に排出する。
これらの作用により、凝集体の落下の元になる防塵カバー５０外周面へのスペーサ２０の付着量を大幅に減少させ、凝集体の落下も減少させる効果が得られる。
【００３８】
上記実施形態の説明においては、本発明を、散布ノズル１８がガラス基板１６の真上に位置する場合を例として説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、散布ノズル１８は、ガラス基板１６（基台１４）上から外れた位置にあってもよく、また、ガラス基板１６に対して前述のｘ，ｙいずれかの方向に沿っている場合、あるいはこれらから傾斜している場合等、いずれであってもよい。
【００３９】
以下、上記実施形態に示した凝集防止機構４０を設けた微粉体の散布装置を用いて、凝集防止機構４０の効果を確かめる実験の結果を示す。
【００４０】
実験条件：
クリーンルーム内の基台上の基板載置テーブル（１３６０mm×１７６０mm）上に、３枚のガラス基板（基板ａ，基板ｂ，基板ｃ：各４００mm×５００mm）を図５に示すように配置した。
散布ノズル（ノズルユニット）は、基台上部中央部（以下、基板上部という）に配置した。
【００４１】
その他の実験条件：
散布ノズルからのＮ２ガス流量は６０l／min （平均流速：８０m／sec ）とした。
使用スペーサ：ＳＰ-２０３（積水化学工業（株）製）を用いた。
ノズル揺動角は片側あたり１５.５°（全体としては、３１°）とした。
ノズル揺動速度：往復動９０回／minとした。
【００４２】
凝集防止機構４０からのエアー流出速度（平均流速）：０.５m／sec とした。
事前（ダミー）スペーサ散布（１５００ショット（散布量：約３０ｇ））を行った後、１００ショットのノズル揺動（動作）を行った。
基板載置テーブルの回転数：３０rpm とした。
なお、凝集防止機構４０からのエアー流出速度は、散布ノズル１８からのＮ２ガス流量の１／１０以下程度が好ましい。
【００４３】
結果の測定方法：測定対照となる基板の横方向から表面観察用のライト（NICHIDEN製 
ライトピッチャー屋外型３００Ｗ）を当て、輝点（塵）を顕微鏡（MITUTOYO 製）により
観察・計数した。
また、実験は、日を変えて、２回繰り返し行った。結果を表１に示す。
【００４４】
なお、表１において、「エアパージ：有」とは、凝集防止機構４０による「エアー噴出し」を行ったことを、また、「エアパージ：無」とは、「エアー噴出し」を行わなかったことを意味している。評価値である平均凝集体数は、前述の３枚のガラス基板における測定値の平均値である。
【００４５】
【表１】
2005342614.tif 000003
【００４６】
表１からも明らかなように、凝集防止機構４０の有無の差異は歴然としている。この結果から、微粉体の散布装置に凝集防止機構４０を配設することにより、スペーサの凝集体を発生させることなく、スムーズなスペーサの散布を可能とすることが立証された。
【００４７】
なお、散布ノズル（ノズルユニット）を上記テーブルから外れた位置に配置した場合には、ガラス基板上への凝集体の落下は、散布ノズル（ノズルユニット）を基板上部に配置した場合より少なくなると予測される。
【００４８】
なお、上記実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４９】
例えば、本発明に係る微粉体の散布装置に用い得る散布ノズルユニットとしては、実施形態に示したもの（すなわち、特願平４−１６６２５８号「粉体散布装置及び散布方法」（特開平６−３６７９号公報参照）により提案したもの）以外にも、前記特開平１１−２７６９４１号公報に開示されているもの、さらには特開２００２−１４８６３５号公報に開示されているもの等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明が好適に適用される微粉体の散布装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示したスペーサ散布機構によるガラス基板表面へのスペーサの散布状況を模式的に示す図である。
【図３】実施例に係るスペーサの凝集防止機構の構成を説明する分解斜視図である。
【図４】図３に示した各部を実際に組み付けた状態およびその作用を説明する組み立て断面図である。
【図５】実験に用いたガラス基板の配置状況を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  微粉体の散布装置
１２  チャンバー
１２ａ  チャンバーの天井部
１２ｂ，２２ｂ，４０ａ  切り欠き部
１４  基台
１６  ガラス基板
１８  散布ノズル
２０  スペーサ
２２  スペーサ散布機構
２２ａ  ノズル揺動機構
２４  （スペーサ）輸送管
２６  スペーサ供給機構
２８  ガス供給源
３０  ブロワ
３２  排気管
３４  アース線
４０  凝集防止機構
４０ｂ  エアー吹き込み管
４０ｃ  エアー供給チューブ
５０  防塵カバー
【図１】
2005342614.tif 000004
【図２】
2005342614.tif 000005
【図３】
2005342614.tif 000006
【図４】
2005342614.tif 000007
【図５】
2005342614.tif 000008