JP2005345656A

JP2005345656A - 樹脂塗布方法及び液晶セル

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Publication number: JP2005345656A
Application number: JP2004163936A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Muneto; 正利宗藤; Shigeru Nakamura; 茂中村; Kimiharu Sato; 公治佐藤
Original assignee: Hitachi High Tech Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】構成が簡単で、ディスペンサの動きを最小限のものとして、重ね合せ基板に対して円滑に樹脂塗布を行なえるようにする。
【解決手段】液晶セル１への樹脂塗布が終了した後、次の液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入されるまでの間に、ノズル２１に付着している樹脂が乾燥硬化するのを防止するために、ノズル２１内の樹脂を樹脂塗布ディスペンサ２２の内部にまで吸引し、新たな液晶セル１が搬送テーブル１０に載置されて搬入される前に樹脂容器４０をノズル２１の下部位置の回収位置に変位させ、三方切換弁３２を切換位置（イ）となし、かつ開閉弁３３を開放状態として、ノズル２１から樹脂を流出させて樹脂容器４０に受け取らせる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶セル，プラズマディスプレイ，有機ＥＬ式表示パネル等の製造工程において、重ね合せ基板にＩＣ回路基板を搭載した後に、このＩＣ回路基板の端部と上下２枚の基板の段差部との間に露出している電極を封止するための樹脂を塗布する樹脂塗布方法及びこの方法により製造された液晶セルに関するものである。

液晶パネルは２枚の透明基板の間に液晶を封入した液晶セルを有し、この液晶セルの少なくとも相隣接する２辺にそれぞれ複数のＩＣ回路基板が接続され、またこのＩＣ回路基板の他端には印刷回路基板（ＰＣＢ）が接続される。ＩＣ回路基板は、ドライバＩＣをフィルム状のフレキシブル基板に実装したものであり、液晶セル側とＰＣＢ側とにそれぞれ電極パターンが形成されている。一般に、液晶セル側の電極をインナ電極、ＰＣＢ側の電極をアウタ電極という。そして、液晶セルは一方側の透明基板に電極パターンが形成されており、この電極パターンにＩＣ回路基板のインナ電極が接続され、印刷回路基板側にはＩＣ回路基板のアウタ電極が接続される。従って、ＩＣ回路基板が接続される透明基板は他方の透明基板から所定の幅分だけ張り出すようにして接合される。この場合、一般的に、電極が設けられた張り出し部を有する透明基板は下基板、もう一方の透明基板は上基板である。

下基板にはＩＣ回路基板が接続されるが、このＩＣ回路基板は下基板に設けた電極を完全に覆うように搭載することはできない。従って、下基板の電極において、外部に露出している部位の酸化防止等のために、当該の部位を樹脂により封止するようにしている。即ち、下基板と上基板とを重ね合せることにより形成される段差からＩＣ回路基板の接続部までの間に溶融状態の樹脂を塗布して、この樹脂を乾燥硬化させる。このために、樹脂塗布ステージを設けて、この樹脂塗布ステージに樹脂を貯留したディスペンサにノズルを装着しておき、液晶セルを水平搬送手段により樹脂塗布ステージに搬送させて、この液晶セルにおける樹脂塗布位置にノズルを近接する位置から樹脂を塗布するようにしたものは、従来から用いられている。

ノズルからの樹脂の供給及び供給停止は、通常、ディスペンサに接続した液面圧力配管の開閉により行なうようになっている。従って、樹脂塗布ステージにおいて、１つの液晶セルに対する樹脂塗布が終了し、この液晶セルが樹脂塗布ステージから排出され、その後に新たな液晶セルが搬入されるまでは、ディスペンサからの樹脂の供給停止状態が継続されることになる。この間にノズルの先端に付着している樹脂が乾燥して硬化するおそれがある。そこで、液晶セルの入れ替え時におけるノズルに付着している樹脂が乾燥して硬化するのを防止するために、ノズルを溶剤に浸漬するように構成したものが、例えば特許文献１に開示されている。
特開平９−１５００９３号公報

ところで、前述したように、溶剤を貯留した容器にノズルを浸漬させるために、この溶剤の容器を液晶セルの移動経路とは異なる位置に配置しなければならない。従って、ノズルを備えたディスペンサは液晶セルに樹脂を供給する位置と、溶剤の容器にノズルを浸漬させる位置とに移動させなければならない。このために、ディスペンサをロボットに装着する等の構成が必要になり、樹脂塗布機構の構成が複雑になるという問題点がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成が簡単で、ディスペンサの動きを最小限のものとして、重ね合せ基板に対して円滑に樹脂塗布を行なえるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、下側の基板の端部近傍にＩＣ回路基板が搭載された上下２枚構成の重ね合せ基板に、このＩＣ回路基板の搭載部と上下の基板の段差部との間を塗布領域として、この塗布領域に沿って樹脂塗布ディスペンサのノズルから封止用の樹脂を塗布する方法であって、前記塗布領域に樹脂塗布用のノズルを対面させて、前記重ね合せ基板を水平方向に移動させる間にこのノズルから樹脂を流下させるようになし、前記重ね合せ基板の塗布始端部から塗布終端部まで樹脂を供給した後に、前記ノズルに滞留する樹脂を前記ノズルから樹脂塗布ディスペンサの内部にまで吸引し、次の重ね合せ基板が前記ノズルに対面する位置まで搬入されて、樹脂塗布を行なう直前に、前記ノズルから所定量の樹脂の捨て打ちを行なうことをその特徴とするものである。

ここで、樹脂塗布ディスペンサに設けたノズルを上下動可能となし、重ね合せ基板が塗布始端部に搬入される前は、ノズルを上昇位置に保持し、このノズルの下部に容器を進入させて、捨て打ちされる樹脂をこの容器で受けるようになし、重ね合せ基板にノズルが対面したときに、容器をノズルの下部位置から退避させると共に、このノズルを重ね合せ基板に近接させるようにすることができる。

以上の構成によって、簡単な構成で重ね合せ基板の所定の位置に沿って円滑に樹脂を塗布することができ、またノズルを待機させる間にノズルに付着する樹脂が硬化するのを確実に防止できる等の効果を奏する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の一形態について説明する。まず、図１乃至図３に樹脂塗布装置の全体構成を示す。図中において、１は下基板２と上基板３とからなる重ね合せ基板の一例としての液晶セルであって、この液晶セル１には、その下基板２の長辺側張り出し部２ａと、短辺側張り出し部２ｂとにそれぞれＩＣ回路基板４，５がＴＡＢ搭載されている。これら各張り出し部２ａ及び２ｂには電極が露出する状態に設けられており、樹脂塗布装置は、この電極を覆うように、つまりＩＣ回路基板４，５の搭載部から下基板２と上基板３との間の段差部までの部位に封止用の樹脂が塗布される。

液晶セル１は、搬送テーブル１０により樹脂塗布ステージに搬入されて、この搬送テーブル１０により移動させる間に樹脂が塗布されるものである。搬送テーブル１０は液晶セル１を真空吸着して、水平方向に搬送されるものであって、図示した実施の形態では、送りねじ１１によりガイドレール１２にガイドされるようにして往復移動されるようになっている。また、搬送テーブル１０は、周知のＸ，Ｙ，θ方向の３軸調整部１３を有するものであり、これによって液晶セル１が載置されると、それを正確に位置決めした後に樹脂塗布ステージに搬送されるようになっている。

樹脂塗布ステージの所定の位置に昇降ブロック２０が設けられており、この昇降ブロック２０に下端部にノズル２１を垂設した樹脂塗布ディスペンサ２２がシリンダ等の駆動手段２３により昇降可能に支持されている。この樹脂塗布ディスペンサ２２を下降させることによって、ノズル２１を液晶セル１に近接した位置から樹脂を塗布することができ、またこの塗布位置から樹脂塗布ディスペンサ２２を上昇させると、ノズル２１は液晶セル１から離間して、搬送テーブル１０に載置した液晶セル１とノズル２１との間に後述する樹脂容器４０を挿入できるようになる。

図４に示したように、樹脂塗布ディスペンサ２２の内部には、所定量の樹脂が貯留される。そして、この樹脂塗布ディスペンサ２２内の樹脂の液面を加圧する圧力配管２４が接続されており、この圧力配管２４からの加圧空気で液面を加圧することによりノズル２１から樹脂を供給できるようになっている。また、樹脂塗布ディスペンサ２２には樹脂の補給配管２５も接続されており、この樹脂塗布ディスペンサ２２から樹脂を供給して、内部に貯留されている樹脂の液面が所定のレベル以下になると、樹脂の補給が行なわれることになり、もって樹脂塗布ディスペンサ２２は所定量の樹脂を常に貯留できるようになっている。

ノズル２１から液晶セル１に樹脂の供給を制御する機構の一例を図５に示す。図中において、３０は加圧ポンプ等からなる加圧源、３１は吸引ポンプ等からなる負圧源であり、これらからの配管は三方切換弁３２に接続されており、またこの三方切換弁３２の下流側は開閉弁３３を介して樹脂塗布ディスペンサ２２の圧力配管２４に接続されている。三方切換弁３２を位置（イ）とすると、加圧源３０からの加圧空気が圧力配管２４を介して樹脂塗布ディスペンサ２２に供給されるようになり、また三方切換弁３２を位置（ロ）に切り換えると、負圧源３１が圧力配管２４に接続されて、樹脂塗布ディスペンサ２２内に不圧吸引力を作用させて、ノズル２１内の樹脂を樹脂塗布ディスペンサ２２内に引き込ませることができる。

また、加圧源３０からの配管は、さらに開閉弁３４を介して液面圧力配管３５が樹脂貯留タンク３６に接続されている。そして、前述した補給配管２５は、この樹脂貯留タンク３６と樹脂塗布ディスペンサ２２との間に接続されており、この配管にも開閉弁３７が設けられている。

さらに、図５からも明らかなように、４０は捨て打ちされた樹脂を受ける樹脂容器であって、この樹脂容器４０はシリンダ等からなる前後動駆動手段４１によって、水平方向に移動可能となっている。この樹脂容器４０はノズル２１が上昇位置に配置したときのノズル２１と、搬送テーブル１０により搬送される液晶セル１との間の位置と、この位置から水平方向に移動して、ノズル２１の下部から離間した位置との間で変位できるようになっている。従って、図３に仮想線で示したように、ノズル２１の上昇位置において、樹脂容器４０がその下部位置に配置されたときに、このノズル２１から樹脂を捨て打ちして、このように捨て打ちされた樹脂を樹脂容器４０で回収することができるようになっている。そして、ノズル２１の下部位置を開放すると、ノズル２１から樹脂を液晶セル１の所定の位置に供給できる。つまり、樹脂容器４０が図３の実線位置にあると、ノズル２１の下部位置が開放された開放位置となり、ノズル２１は昇降可能となる。また、同図に仮想線で示したように、ノズル２１を上昇位置に保持して、樹脂容器４０をその下部位置に移動させると、ノズル２１からの樹脂を回収する回収位置となる。

樹脂塗布ステージに装着した樹脂塗布装置は以上の構成を有するものであり、この樹脂塗布ステージでは、液晶セル１の下基板２における長辺側張り出し部２ａに対して樹脂塗布を行ない、次いで搬送テーブル１０を９０°旋回させることによって、短辺側張り出し部２ｂをノズル２１と対面させて、この短辺側張り出し部２ｂに対して樹脂が塗布されるようにしている。なお、必ずしも、長辺側，短辺側の順に樹脂を塗布しなければならないものではなく、長辺側張り出し部２aへの樹脂塗布と短辺側張り出し部２ｂへの樹脂塗布とを別のステージで行なうようにしても良い。

ここで、使用される樹脂は比較的粘度が低いものが使用される。これによって、ノズル２１から液晶セル１に樹脂が供給されると、迅速かつ確実に塗り広められることになり、もって均一に、しかも塗り残しなく塗布されることになる。また、ノズル２１は、その内面側における樹脂の通路のみならず、外側の表面も離型性を良好にするように処理されることになる。

そこで、図６に示したタイミングチャートに基づいて樹脂塗布方法について説明する。まず、ノズル２１を上昇させて、このノズル２１から樹脂を供給しない塗布停止位置に保持しておき、液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入されるまでそのまま待機する。なお、液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入される直前にノズル２１から樹脂の捨て打ちが行なわれるが、この樹脂の捨て打ちについては後述する。

液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入されて、この液晶セル１の進行方向の前端部がノズル２１と対面する位置になると、駆動手段２３を作動させて、昇降ブロック２０を下降させる。これによって、ノズル２１は樹脂塗布を行なう塗布位置に変位する。この樹脂塗布位置では、ノズル２１は液晶セル１にできるだけ近接させる。ここで、液晶セル１が搬入される際に、ノズル２１を上昇した塗布停止位置に保持させているのは、樹脂容器４０との関係であり、また搬送テーブル１０により液晶セル１が搬送される際に、何らかのトラブルによりノズル２１と衝突する等の事態を避ける等のためである。搬送テーブル１０によって液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入されて、駆動手段２３により昇降ブロック２０を作動させて、ノズル２１を液晶セル１に近接する位置にまで下降させる。

そして、三方切換弁３２を切換位置（イ）とし、また開閉弁３３を開放（ＯＮ）することによって、加圧源３０からの加圧空気により樹脂塗布ディスペンサ２２の液面が加圧されて、ノズル２１から液晶セル１における下基板２の長辺側張り出し部２aに向けて樹脂が供給され、この長辺側張り出し部２ａに対する第１の樹脂塗布工程ａが開始する。そして、搬送テーブル１０を移動させる間にこの長辺側張り出し部２ａにおける塗布始端位置から塗布終端位置まで、つまりこの長辺側張り出し部２ａにおいて露出している下基板２の電極を完全に樹脂で覆うまで樹脂の塗布が行なわれる。

そして、ノズル２１が塗布終端位置に到達すると、開閉弁３３を開放状態に保ったままで、三方切換弁３２を切換位置（ロ）に切り換える。これによって、樹脂塗布ディスペンサ２２は負圧源３１に接続されることになり、その液面に負圧吸引力が作用することになる結果、ノズル２１からの樹脂の供給を停止する樹脂切り工程ｂとなる。この樹脂切り工程ｂは樹脂塗布ディスペンサ２２内に作用する加圧力を解除するためのものであり、僅かな時間経過した後に、開閉弁３３を閉鎖（OFF）する。

ここで、樹脂切り工程ｂはノズル２１内の樹脂を樹脂塗布ディスペンサ２２内に吸い込むのではなく、樹脂の流出を停止させるためである。従って、開閉弁３３を閉鎖した直後にノズル２１から樹脂の流出が停止するように応答性が良好になっている場合には、必ずしもこの樹脂切り工程ｂは必要ではない。つまり、ノズル２１が塗布終端位置に到達したときに、直ちに開閉弁３３を閉鎖することもできる。また、開閉弁３３を閉鎖する際に、駆動手段２３を作動させて、昇降ブロック２０を上昇させ、ノズル２１を塗布停止位置に引き上げる。

液晶セル１の下基板２における長辺側張り出し部２aに対する樹脂塗布が終了すると、搬送テーブル１０を９０°旋回させて、下基板２の短辺側張り出し部２ｂがノズル２１と対面する位置に変位させる液晶セル１の反転工程ｃである。この反転工程ｃは短時間で行なうことができるので、その動作時間内にノズル２１に付着する樹脂が乾燥して硬化することはない。また、反転工程ｃが終了するまでの間に、三方切換弁３２は切換位置（ロ）から切換位置（イ）に切り換えておく。

液晶セル１の下基板２における短辺側張り出し部２ｂがノズル２１に対面する位置になると、ノズル２１を下降させて、開閉弁３３を開放することによって、この短辺側張り出し部２ｂに樹脂を供給する第２の樹脂塗布工程ｄが開始される。ここで、この第２の樹脂塗布工程ｄに入る前の段階でノズル２１を上昇させるのは、液晶セル１の反転及び移動時にノズル２１が何らかの部材と衝突しないように保護するためであり、その必要がなければ、反転工程ｃに入る前にノズル２１を上昇させる必要はない。

第２の樹脂塗布工程ｄにおいて、下基板２の短辺側張り出し部２ｂへの樹脂塗布が終了すると、この液晶セル１の下基板２は、その長辺側及び短辺側の各張り出し部２ａ，２ｂの電極が形成されている電極が完全に樹脂により封止される。そして、この第２の樹脂塗布工程ｄが終了すると、三方切換弁３２を切換位置（ロ）に切り換える。これによって、負圧源３１が圧力配管２４に接続されることになり、ノズル２１内の樹脂は樹脂塗布ディスペンサ２２の内部にまで、つまり図４に仮想線で示した位置まで吸引される。これが樹脂吸引工程ｅである。

ここで、前述した樹脂切り工程ｂではノズル２１からの樹脂の流出を止めるためのものであるのに対して、この樹脂吸引工程ｅではノズル２１の開口端を含めて、このノズル２１に付着している樹脂を完全に樹脂塗布ディスペンサ２２内に戻すためのものであり、従って樹脂切り工程ｄより長い時間負圧状態に保つようにする。樹脂は低粘度のものであって、しかもノズル２１は離型性が良好であるために、第２の樹脂塗布工程ｄが終了した後に、直ちに吸引力を作用させることによって、樹脂は完全に樹脂塗布ディスペンサ２２内に吸引される。そして、樹脂塗布ディスペンサ２２内の樹脂の液面高さは、樹脂塗布を継続している間に低下し、補給配管２５から樹脂を補給したときには、液面高さが増大することになる。従って、樹脂塗布ディスペンサ２２の樹脂の液面高さが高いときと低いときとでは、負圧吸引力を作用させたときに、樹脂塗布ディスペンサ２２内に吸引される樹脂の量が変化する。そこで、最も樹脂の液面高さが高いときにも、樹脂を完全にノズル２１から樹脂塗布ディスペンサ２２内に引き込むことができる程度にまで負圧源３１からの負圧吸引力を作用させることができるように制御する。

そして、樹脂吸引工程ｅが終了すると、開閉弁３３が閉鎖されてノズル２１からの樹脂の供給を停止し、かつノズル２１を上昇位置に変位させる。また、この時或いはその後に三方切換弁３２を切換位置（イ）に切り換えるようにする。この状態で次の液晶セル１が搬入されるまで待機する待機状態ｆとなる。

而して、液晶セル１に対する樹脂塗布が終了すると、搬送テーブル１０を所定の位置に搬送して、処理終了後の液晶セル１を取り出して、新たな液晶セル１を搬送テーブル１０に載置し、かつこの液晶セル１の位置決めを行なうことになる。樹脂を樹脂塗布ディスペンサ２２内に完全に引き込むのは、搬送テーブル１０上に載置されている液晶セル１を交換する間の時間に、樹脂が乾燥硬化するのを防止できる。つまり、樹脂がノズル２１内に残存したまま長時間放置すると、乾燥硬化するおそれがあるが、樹脂を樹脂塗布ディスペンサ２２内に完全に引き込んでおけば、その硬化が防止され、ノズル２１の詰まり等が発生するおそれはない。そして、このままの状態で次の液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入されるまで待機させる。

新たな液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入される前の段階では、ノズル２１は上昇位置に保持されている。そこで、搬送テーブル１０によって新たな液晶セル１が搬入される前の段階で、前後動駆動手段４１を作動させて、開放位置に保持されている樹脂容器４０をノズル２１の下部位置における回収位置に変位させる。そして、液晶セル１が樹脂塗布ステージに搬入される前の段階で、三方切換弁３２を切換位置（イ）となし、かつ開閉弁３３を開放状態とする。これによって、ノズル２１から樹脂が流出する。この樹脂は捨て打ちであって、液晶セル１に供給されない。そして、このようにして捨て打ちされた樹脂は樹脂容器４０に受け取られることになる。これが捨て打ち工程ｇである。

そして、液晶セル１の端部がノズル２１と対面する位置にまで到達すると、樹脂容器４０を開放位置に変位させ、その後にノズル２１を下降させる。この間にもノズル２１から樹脂の供給が行なわれるが、供給された樹脂は液晶セル１に付着する。ただし、液晶セル１における下基板２の長辺側張り出し部２ａの端部には電極が形成されておらず、ノズル２１が所定の位置に下降するまでの間は、僅かな時間であることから、電極の封止という点で余白部分に多少の樹脂が付着しても、格別問題とはならない。そして、長辺側張り出し部２ａの電極を設けた部位がノズル２１に対面する位置まで移動すると、このノズル２１は液晶セル１に近接した位置となり、この電極を封止するための第１の樹脂塗布工程ａが開始される。以下、前述した工程を順次経ることによって、液晶セル１に対する樹脂塗布が行なわれる。

本発明の実施の一形態を示す樹脂塗布装置を装着した樹脂塗布ステージの構成を示す平面図である。図１の正面図である。図１の右側面図である。樹脂塗布ディスペンサ及びノズルの断面図である。樹脂塗布機構の回路構成を示す説明図である。樹脂塗布工程を示すタイミングチャート図である。

符号の説明

１液晶セル２下基板
２ａ長辺側張り出し部２ｂ短辺側張り出し部
３上基板４，５ＩＣ回路基板
１０搬送テーブル１１送りねじ
２０昇降ブロック２１ノズル
２２樹脂塗布ディスペンサ２３駆動手段
２４圧力配管２５補給配管
３０加圧源３１負圧源
３２三方切換弁３３，３４，３７開閉弁
３６樹脂貯留タンク４０樹脂容器
４１前後動駆動手段

Claims

下側の基板の端部近傍にＩＣ回路基板が搭載された上下２枚構成の重ね合せ基板に、このＩＣ回路基板の搭載部と上下の基板の段差部との間を塗布領域として、この塗布領域に沿って樹脂塗布ディスペンサのノズルから封止用の樹脂を塗布する方法であって、
前記塗布領域に樹脂塗布用のノズルを対面させて、前記重ね合せ基板を水平方向に移動させる間にこのノズルから樹脂を流下させるようになし、
前記重ね合せ基板の塗布始端部から塗布終端部まで樹脂を供給した後に、前記ノズルに滞留する樹脂を前記ノズルから樹脂塗布ディスペンサの内部にまで吸引し、
次の重ね合せ基板が前記ノズルに対面する位置まで搬入されて、樹脂塗布を行なう直前に、前記ノズルから所定量の樹脂の捨て打ちを行なう
ことを特徴とする樹脂塗布方法。
前記ノズルは上下動可能となし、前記重ね合せ基板が塗布始端部に搬入される前は、前記ノズルを上昇位置に保持し、このノズルの下部に容器を進入させて、捨て打ちされる樹脂をこの容器で受けるようになし、前記重ね合せ基板にノズルが対面したときに、前記容器を前記ノズルの下部位置から退避させると共に、このノズルを前記重ね合せ基板に近接させるように下降させることを特徴とする請求項１記載の樹脂塗布方法。
前記重ね合せ基板は液晶セルであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂塗布方法。
請求項３の方法により製造された液晶セル。