JP2006293148A - Spacer applicator and spacer application method - Google Patents

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Hiroto Uchida
寛人 内田
Koji Hane
功二 羽根
Hiroshi Koshina
浩史 越名
Takanori Tsuji
孝憲 辻
Hironari Inoue
裕也 井上
Seisuke Sueshiro
政輔 末代
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology capable of arranging spacers at desired positions. <P>SOLUTION: By the spacer applicator 11, laser beams 28<SB>1</SB>to 29<SB>n</SB>are emitted from a surface reforming apparatus 21a to the surface of a processing object 5 and the regions of the hydrophobic surface of the processing object 5 irradiated with the laser beams 28<SB>1</SB>to 28n are reformed to hydrophilicity and hydrophilic surfaces 41 are partially formed in the positions where the spacers are arranged. Delivery liquids 29<SB>1</SB>to 29<SB>n</SB>are ejected from a printer 22a and are landed to regions including the hydrophilic surfaces 41. When the dispersion liquid 12 in the landed delivery liquids 42 evaporates, the spacers in the delivery liquid 42 gather around the hydrophilic surfaces 41 and come close to each other and therefore, the spacers can be gathered to the portions irradiated with the laser beams 29<SB>1</SB>to 29<SB>n</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置等にスペーサを配置するスペーサ塗布装置に関する。   The present invention relates to a spacer coating device for arranging a spacer on a liquid crystal display device or the like.

従来より、液晶パネルの液晶を保持する基板間には、基板間の間隔を一定にするためにスペーサが挿入されている。   Conventionally, spacers have been inserted between the substrates holding the liquid crystal of the liquid crystal panel in order to keep the distance between the substrates constant.

カラーTV用大型パネル対応では、現状ODF(液晶滴下)方式が採用されており、スペーサを従来のボールスペーサの散布により形成すると、液晶滴下時にボールスペーサが流されてしまうことから、フォトスペーサが現在主流となっている。   For large color TV panels, the current ODF (liquid crystal dropping) method is adopted, and if spacers are formed by spraying conventional ball spacers, the ball spacers are washed away when the liquid crystal is dropped. It has become mainstream.

フォトスペーサの欠点は、基板全面にフォトスペーサ材料をスピン塗布した後、フォトリソグラフィ工程により、カラム状のスペーサを各ピクセルの所定位置にのみ残し、溶剤処理によって有機材料を溶解除去すると、残ったスペーサが所望位置に配置される。材料の無駄、フォトリソグラフィと言う高価な工程が入る事がコスト上の問題点である。また基板の大型化に伴い、スピン塗布後のフォトスペーサ材料の基板内の膜厚の均一性を取るのも難しくなってきている。   The disadvantage of the photo spacer is that after the photo spacer material is spin-coated on the entire surface of the substrate, the column spacer is left only at a predetermined position of each pixel by the photolithography process, and the organic material is dissolved and removed by solvent treatment. Is arranged at a desired position. It is a problem in terms of cost that a material is wasted and an expensive process called photolithography is introduced. In addition, with the increase in size of the substrate, it has become difficult to obtain a uniform film thickness within the substrate of the photo spacer material after spin coating.

インクジェットプリンタは、吐出量や吐出位置の精密制御が可能であることから、インクに替え、スペーサが分散液中に分散された吐出液を吐出させ、乾燥すると基板等の処理対象物上にスペーサを配置することができる。乾燥及び熱処理によってスペーサが処理対象物の表面に固着され、また、無駄な材料が少ないことから、フォトスペーサ方式よりも有利である。   Inkjet printers allow precise control of the discharge amount and discharge position, so instead of ink, the spacers discharge the discharge liquid dispersed in the dispersion liquid, and when dried, the spacers are placed on the processing object such as the substrate. Can be arranged. Since the spacer is fixed to the surface of the object to be processed by drying and heat treatment, and less wasted material, it is more advantageous than the photo spacer method.

しかしながら処理対象物表面に着弾した吐出液は処理対象物表面に広がるため、所望位置に正確に着弾した場合であっても、スペーサは分散液と共に広範囲に広がってしまう。   However, since the discharge liquid that has landed on the surface of the processing object spreads on the surface of the processing object, the spacer spreads over a wide range together with the dispersion liquid even when it has landed exactly at the desired position.

分散液が蒸発し、面積が縮小するのに伴い、スペーサが集合し、複数個のスペーサが一カ所に集中する。スペーサは均一な直径に形成されており、それにより、基板間は一定の隙間を保持して固定される。   As the dispersion evaporates and the area decreases, the spacers gather and a plurality of spacers concentrate in one place. The spacers are formed to have a uniform diameter, whereby the substrates are fixed with a certain gap between them.

しかしながら、分散液が最後まで残る場所が特定できず、そのため、スペーサが吐出液が着弾した範囲のどの位置に集合するかを制御することができない。   However, it is impossible to specify the place where the dispersion liquid remains until the end, and therefore it is impossible to control at which position in the range where the spacer has landed the discharge liquid.

本発明に関連する先行技術には、下記文献がある。
特開2003−188497号公報 特開2005−5746号公報 特開2005−4094号公報
Prior art related to the present invention includes the following documents.
JP 2003-188497 A JP 2005-5746 A JP 2005-4094 A

本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、所望の位置にスペーサを配置できる技術を提供することにある。   The present invention was created to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique capable of arranging a spacer at a desired position.

上記課題を解決するため、本発明は、処理対象物が配置される印刷台と、処理対象物表面にレーザ光を照射する表面改質装置と、スペーサが分散された吐出液を前記処理対象物表面に着弾させる印刷装置とを有するスペーサ塗布装置である。
また、本発明は、処理対象物表面の所定位置に前記レーザ光を照射させ、前記レーザ光が照射された領域を含む領域に前記吐出液を着弾させる制御装置を有するスペーサ塗布装置である。
また、本発明は、前記表面改質装置と前記印刷装置は、前記印刷台に対して移動可能に構成されたスペーサ塗布装置である。
また、本発明は、前記処理対象物は、前記印刷台に対して移動可能に構成されたスペーサ塗布装置である。
また、本発明は、前記印刷装置は、吐出液を吐出する吐出孔が列設され前記表面改質装置は、前記レーザ光を射出する射出部が列設された請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のスペーサ塗布装置であって、前記印刷台に対する前記吐出孔の列設方向が成す角度と、前記印刷台に対する前記射出部の列設方向が成す角度とは可変に構成されたスペーサ塗布装置である。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a printing stand on which a processing object is disposed, a surface modification device that irradiates the surface of the processing object with laser light, and a discharge liquid in which spacers are dispersed. A spacer coating device having a printing device for landing on a surface.
Further, the present invention is a spacer coating apparatus having a control device that irradiates a predetermined position on the surface of a processing object with the laser light and lands the discharged liquid on a region including the region irradiated with the laser light.
Moreover, this invention is a spacer coating device comprised so that the said surface modification apparatus and the said printing apparatus could move with respect to the said printing stand.
Moreover, this invention is a spacer coating device comprised so that the said process target object could move with respect to the said printing stand.
Further, according to the present invention, in the printing apparatus, the discharge holes for discharging the discharge liquid are arranged in rows, and in the surface modification device, the emission portions for emitting the laser light are arranged in rows. The spacer coating apparatus according to claim 1, wherein an angle formed by an arrangement direction of the ejection holes with respect to the printing table and an angle formed by an arrangement direction of the ejection unit with respect to the printing table are variably configured. It is a spacer coating device.

本発明は上記のように構成されており、レーザ照射により、疎水性表面を親水性に改質した後、その親水性表面を含む親水性表面よりも広い範囲に吐出液を吐出させ、乾燥させると親水性表面を中心にスペーサが集合する。   The present invention is configured as described above, and after the hydrophobic surface is modified to be hydrophilic by laser irradiation, the discharge liquid is discharged over a wider area than the hydrophilic surface including the hydrophilic surface and dried. Spacers gather around the hydrophilic surface.

表面改質装置と印刷装置は制御装置に接続されており、所望位置にレーザ光を照射できるように構成されており、また、所望位置に吐出液を着弾させることができるように構成されている。従って、レーザ光が照射された位置を目標に吐出液を着弾させ、レーザ光が照射された領域を含む範囲に吐出液を広げることができる。
印刷装置と表面改質装置は、一台のスペーサ配置装置に両方が配置されており、親水性表面が疎水性に戻らないうちに吐出液が吐出される。
The surface modification device and the printing device are connected to a control device, configured to be able to irradiate laser light to a desired position, and configured to be able to land the discharge liquid on the desired position. . Accordingly, it is possible to land the discharge liquid on the position irradiated with the laser light and to spread the discharge liquid over a range including the region irradiated with the laser light.
Both the printing apparatus and the surface modification apparatus are arranged in one spacer arrangement apparatus, and the discharge liquid is discharged before the hydrophilic surface returns to hydrophobic.

レーザ光が照射されると親水性に改質される材料としては、PIQ(ポリイミド−イソインドロキナゾリンジオン)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等のポリイミド系樹脂、アクリレート系樹脂等が使用できる。   As materials that are modified to be hydrophilic when irradiated with laser light, polyimide resins such as PIQ (polyimide-isoindoloquinazolinedione) and PMMA (polymethyl methacrylate), acrylate resins, and the like can be used.

特に、スペーサを液晶配向膜上、若しくは保護膜上に配置する場合には、レーザ光で親水性に改質される材料には、ポリイミド系樹脂、アクリレート系樹脂があり、「サンエバー」シリーズ(日産化学(株)社製)、「LQ」シリーズ(日立化成工業(株)社製)、「LX」シリーズ(日立化成工業(株)社製)、「ハイマル」シリーズ(日立化成工業(株)社製)、「オプトマー」シリーズ(JSR(株)社製)、「リクソンアライナー」シリーズ(チッソ(株)社製)、「リクソンコート」シリーズ(チッソ(株)社製)がある。
酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)等の光触媒材料で構成された薄膜や、光触媒材料を含有する薄膜も、レーザ光の照射によって親水性に改質される。
In particular, when the spacer is disposed on the liquid crystal alignment film or the protective film, the materials that are modified to be hydrophilic by the laser light include polyimide resins and acrylate resins, and the “San Ever” series (Nissan) Chemical Co., Ltd.), "LQ" series (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), "LX" series (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), "Himaru" series (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd.) ), “Optomer” series (manufactured by JSR Corporation), “Rixon aligner” series (manufactured by Chisso Corporation), and “Rixon coat” series (manufactured by Chisso Corporation).
A thin film made of a photocatalytic material such as titanium oxide (TiO 2 ) or zinc oxide (ZnO) or a thin film containing a photocatalytic material is also modified to be hydrophilic by laser light irradiation.

レーザ光の照射位置にスペーサを集合させることができるので、スペーサが散らばってしまうことがない。   Since the spacers can be gathered at the irradiation position of the laser beam, the spacers are not scattered.

図1 (a)、(b)の符号11は本発明の第一例のスペーサ塗布装置を示している。図1 (a)は、該スペーサ塗布装置1を横方向から見た側面図であり、同図(b)は上方から見た平面図である。
このスペーサ塗布装置11は、印刷台27を有しているが、同図(b)では印刷台27は省略されている。
Reference numeral 11 in FIGS. 1A and 1B denotes a spacer coating apparatus of the first example of the present invention. FIG. 1A is a side view of the spacer coating apparatus 1 viewed from the lateral direction, and FIG. 1B is a plan view of the spacer coating apparatus 1 viewed from above.
The spacer coating device 11 has a printing stand 27, but the printing stand 27 is omitted in FIG.

印刷台27上には、処理対象物5が配置されている。印刷台27には不図示の搬送装置が設けられており、その搬送装置によって処理対象物5は印刷台27上を移動できるように構成されている。
印刷台27上には、表面改質装置21aと印刷ヘッド22aとが配置されている。
The processing object 5 is arranged on the printing stand 27. The printing stand 27 is provided with a transport device (not shown), and the processing object 5 can be moved on the printing stand 27 by the transport device.
On the printing stand 27, a surface modification device 21a and a print head 22a are arranged.

以下、処理対象物5がカラーフィルタである場合のスペーサ塗布の手順について説明する。但し、本発明の処理対象物5はカラーフィルタに限定されるものではない。   Hereinafter, the procedure of spacer application when the processing object 5 is a color filter will be described. However, the processing object 5 of the present invention is not limited to a color filter.

図9は、本スペーサ塗布装置11によって処理する前の処理対象物5の表面を説明するための平面図である。カラーフィルタの場合、その表面には、R、G、Bの各色に対応した赤、緑、青の窓部55R、55G、55Bが規則正しく配置されており、各色の窓部55R、55G、55Bは、BM(ブラックマトリクス)線56によって区分けされている。   FIG. 9 is a plan view for explaining the surface of the processing object 5 before being processed by the spacer coating apparatus 11. In the case of a color filter, red, green, and blue window portions 55R, 55G, and 55B corresponding to each color of R, G, and B are regularly arranged on the surface, and the window portions 55R, 55G, and 55B of the respective colors are arranged. , BM (black matrix) lines 56.

BM線56は、ここで縦横に伸び、格子状に形成されており、横方向Xと縦方向Yの交差位置Ax、yが、スペーサを固定するために適した配置位置Ax、yになっている。 Here, the BM line 56 extends in the vertical and horizontal directions and is formed in a lattice shape, and the crossing position A x, y between the horizontal direction X and the vertical direction Y is set to an arrangement position A x, y suitable for fixing the spacer. It has become.

図9及び後述する図10〜図12では、配置位置Ax、yの添字のxは1〜4の範囲であり、yは1,2の範囲である。図10〜図12には、A1,1からA4,2の8個の配置位置が示されている。 In FIG. 9 and FIGS. 10 to 12 described later , the subscript x of the arrangement position Ax, y is in the range of 1-4, and y is in the range of 1,2. 10 to 12 show eight arrangement positions A 1,1 to A 4,2 .

添字nによって複数個を表すものとすると、表面改質装置21aは、レーザ光がそれぞれ射出される複数の射出部231〜23nを有している。
また、印刷装置22aは、スペーサが分散された吐出液が吐出される複数の吐出孔241〜24nを有している。
射出部231〜23nと吐出孔241〜24nは、印刷台27表面に面するように、表面改質装置21aと印刷装置22aの底面に配置されている。
Assuming that a plurality is represented by the subscript n, the surface modification device 21a has a plurality of emitting portions 23 1 to 23 n from which laser beams are respectively emitted.
The printing device 22a has a plurality of discharge holes 24 1 to 24 n through which discharge liquid in which spacers are dispersed is discharged.
The injection units 23 1 to 23 n and the discharge holes 24 1 to 24 n are arranged on the bottom surfaces of the surface modification device 21a and the printing device 22a so as to face the surface of the printing table 27.

印刷台27上には移動枠32が設けられている。表面改質装置21aと印刷装置22aは、その両端を移動枠31、32にそれぞれ取りつけられ、印刷台27上を移動枠31、32に沿って移動できるように構成されている。   A moving frame 32 is provided on the printing stand 27. The surface modification device 21a and the printing device 22a are configured such that both ends thereof are attached to the moving frames 31 and 32, respectively, and can be moved along the moving frames 31 and 32 on the printing stand 27.

ここでは、表面改質装置21aと印刷装置22aとを静止させておき、処理対象物5を、その表面が、先ず、表面改質装置21aの下方を通過し、次に印刷ヘッド22aの下方を通過するように移動させる。   Here, the surface modification device 21a and the printing device 22a are kept stationary, and the surface of the processing object 5 first passes below the surface modification device 21a, and then passes below the print head 22a. Move to pass.

移動枠31、32間の幅は調節可能になっており、移動枠31、32の幅を変化させると、表面改質装置21aと印刷装置22aの印刷台27に対する角度が変化するように構成されている。   The width between the moving frames 31 and 32 can be adjusted. When the width of the moving frames 31 and 32 is changed, the angle of the surface modification device 21a and the printing device 22a with respect to the printing table 27 is changed. ing.

射出部231〜23nと吐出孔241〜24nは、それぞれ表面改質装置21aと印刷装置22aの長手方向に沿って等間隔に一列に並べられており、印刷台27に対する表面改質装置21aと印刷装置22aの姿勢が変更されると、それにより、印刷台27に対する射出部231〜23nの並び方向が成す角度と、印刷台27に対する吐出孔231〜24nの並び方向が成す角度が変化する。 The injection units 23 1 to 23 n and the discharge holes 24 1 to 24 n are arranged in a line at equal intervals along the longitudinal direction of the surface modification device 21a and the printing device 22a, respectively. When the postures of the apparatus 21a and the printing apparatus 22a are changed, the angle formed by the arrangement direction of the ejection units 23 1 to 23 n with respect to the printing table 27 and the arrangement direction of the discharge holes 23 1 to 24 n with respect to the printing table 27 are thereby changed. The angle formed by changes.

印刷台27の基準線を、処理対象物5の移動方向34と垂直な方向に設定すると、図6の符号φは、処理対象物5の基準線35に対し、互いに平行な射出部231〜23nの並び方向と吐出孔231〜24nの並び方向が成す傾き角を示している。 The reference line printing stage 27, when set in a direction perpendicular to the moving direction 34 of the processing object 5, the reference numeral φ 6, with respect to the reference line 35 of the processing object 5, mutually parallel injection unit 23 1 An inclination angle formed by the arrangement direction of 23 n and the arrangement direction of the discharge holes 23 1 to 24 n is shown.

配置位置Ax、yの間隔は製品によって異なるため、一般的に配置位置Ax、yの間隔と射出部231〜23nの間隔は等しくなく、また、配置位置Ax、yの間隔と吐出孔241〜24nの間隔も等しくはない。 Position A x, since the interval of y vary from product, generally spacing position A x, injection unit 23 and the distance y 1 ~ 23 n are not equal, also position A x, and spacing of y The intervals between the discharge holes 24 1 to 24 n are not equal.

第一例及び後述する各例のスペーサ塗布装置11〜13では、上記傾き角φを調節することで、処理対象物5の配置位置Ax、yが、射出部231〜23nの真下位置と吐出孔241〜24nの真下位置を通過させる。 In the first example and the spacer coating apparatuses 11 to 13 in each example to be described later, by adjusting the inclination angle φ, the arrangement position A x, y of the processing object 5 is a position directly below the injection units 23 1 to 23 n . And a position directly below the discharge holes 24 1 to 24 n .

そして、配置位置Ax、yが射出部231〜23nの真下位置を通過するときに、図2(a)に示すように、配置位置Ax、y上の射出部231〜23nからレーザ光281〜28nを射出させると、配置位置Ax、yにレーザ光が照射される。配置位置Ax、y表面には有機薄膜表面や光照射部の親水性が向上する光触媒膜表面等の疎水性表面が露出しているが、その疎水性表面のうち、レーザ光が照射された範囲が親水性に改質される。 Then, position A x, when y passes beneath the position of the exit portion 23 1 ~ 23 n, as shown in FIG. 2 (a), position A x, injection unit 23 1 on the y ~ 23 n When the laser beams 28 1 to 28 n are emitted from the laser beam, the laser beam is irradiated to the arrangement positions A x and y . Hydrophobic surfaces such as the surface of the organic thin film and the photocatalyst film that improves the hydrophilicity of the light irradiation part are exposed on the arrangement position Ax, y surface. Of the hydrophobic surface, laser light was irradiated. The range is modified to be hydrophilic.

レーザ光の波長は、100nm以上600nm以下であり、望ましくは100nm以上450nm以下である。エネルギー密度は、0.05J/cm2以上0.5J/cm2以下である。エネルギー密度が高すぎるとアブレーション等による基板へのダメージが大きくなる。 The wavelength of the laser light is 100 nm to 600 nm, and preferably 100 nm to 450 nm. Energy density is 0.05 J / cm 2 or more 0.5 J / cm 2 or less. If the energy density is too high, damage to the substrate due to ablation or the like will increase.

図10は、レーザ光によって改質された親水性表面41と、窓部55R、55G、55Bの位置関係を示す平面図であり、吐出液の着弾前の状態である。図3(a)は、その状態の親水性表面41の横方向断面図である。   FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the hydrophilic surface 41 modified by the laser beam and the windows 55R, 55G, and 55B, and shows a state before the landing of the discharge liquid. FIG. 3A is a transverse cross-sectional view of the hydrophilic surface 41 in this state.

次に、一部領域が親水性表面41に改質された配置位置Ax、yが、吐出孔241〜24nの真下位置を通過するときに、親水性表面41を目標にして吐出孔241〜24nから吐出液を吐出させると、着弾した吐出液は、親水性表面41を含む範囲に広がる。 Next, when the arrangement position A x, y whose partial region is modified to the hydrophilic surface 41 passes the position directly below the discharge holes 24 1 to 24 n , the discharge hole targeting the hydrophilic surface 41 When the discharge liquid is discharged from 24 1 to 24 n , the landed discharge liquid spreads in a range including the hydrophilic surface 41.

図2(b)は、処理対象物5を処理中の、処理対象物5と表面改質装置21a及び印刷装置22aの位置関係を説明するための平面図であり、同図(c)は、処理対象物5の表面の処理の途中の状態を示している。途中の状態では、処理対象物5は、親水性表面41を含む範囲に着弾した吐出液42が露出する部分と、レーザ光が照射され、親水性表面41が露出する部分と、未処理の部分とが露出されている。   FIG. 2 (b) is a plan view for explaining the positional relationship between the processing object 5 and the surface modification device 21a and the printing device 22a during the processing of the processing object 5. FIG. The state in the middle of the process of the surface of the process target object 5 is shown. In an intermediate state, the processing object 5 includes a portion where the discharge liquid 42 that has landed in a range including the hydrophilic surface 41 is exposed, a portion where the laser light is irradiated and the hydrophilic surface 41 is exposed, and an untreated portion. And are exposed.

図3(b)の符号291〜29nは、吐出孔241〜24nから吐出され、着弾前の飛行中の吐出液を示している。
着弾した吐出液42は、親水性表面41を含み、親水性表面41よりも広い範囲に広がっている。
Reference numerals 29 1 to 29 n in FIG. 3B indicate discharge liquids that are discharged from the discharge holes 24 1 to 24 n and are in flight before landing.
The landed discharge liquid 42 includes a hydrophilic surface 41 and spreads over a wider range than the hydrophilic surface 41.

処理対象物5を移動させ、処理すると、図11に示すように、各配置位置Ax、yに親水性表面41が形成され、親水性表面41を含み、親水性表面41よりも広
い範囲に吐出液42が配置される。
When the processing object 5 is moved and processed, a hydrophilic surface 41 is formed at each of the arrangement positions A x, y as shown in FIG. 11 and includes the hydrophilic surface 41 and is wider than the hydrophilic surface 41. The discharge liquid 42 is disposed on the surface.

次いで、加熱処理などによって吐出液42中の分散液を蒸発させる。分散液は、水やアルコール類、セルロソルブ類等の親水性の液体、それらを混合した親水性の液体であり、分散液の蒸発により、吐出液42の大きさは親水性表面41を中心として徐々に小さくなり、最後に親水性表面41上にだけ吐出液42が残る。   Next, the dispersion in the discharge liquid 42 is evaporated by heat treatment or the like. The dispersion liquid is a hydrophilic liquid such as water, alcohols or cellosolves, or a hydrophilic liquid obtained by mixing them, and the size of the discharge liquid 42 gradually increases with the hydrophilic surface 41 as the center due to evaporation of the dispersion liquid. Finally, the discharge liquid 42 remains only on the hydrophilic surface 41.

吐出液42の大きさが小さくなるのに伴い、その吐出液42中のスペーサは、親水性表面41を中心に集合し、互いに接触する。図3(c)と図12の符号7は、分散液が乾燥し、互いに接触したスペーサを示している。スペーサは、ポリスチレン等の有機高分子の粒子や、シリカ粒子やアルミナ粒子のような無機粒子、又は有機材料と無機材料の複合材料粒子であり、表面は、溶剤への分散性の向上、基板表面への固着性の向上のために、表面処理が施されている。   As the size of the discharge liquid 42 decreases, the spacers in the discharge liquid 42 gather around the hydrophilic surface 41 and come into contact with each other. Reference numeral 7 in FIG. 3C and FIG. 12 indicates spacers in which the dispersion liquid is dried and in contact with each other. Spacers are organic polymer particles such as polystyrene, inorganic particles such as silica particles and alumina particles, or composite material particles of organic and inorganic materials, and the surface is improved in dispersibility in the solvent, the substrate surface Surface treatment is applied to improve the adhesion to the surface.

このスペーサ塗布装置11及び後述のスペーサ塗布装置12、13では、吐出孔241〜24nから吐出液が吐出しながら射出部231〜23nからレーザ光281〜28nを射出することができ、処理対象物5の配置位置Ax、yが全部射出部231〜23nと吐出孔241〜24nの真下位置を通過し、レーザ光281〜28nが照射され、吐出液が着弾されるとスペーサ配置処理は終了する。 In this spacer coating device 11 and spacer coating devices 12 and 13 described later, the laser beams 28 1 to 28 n can be emitted from the emission portions 23 1 to 23 n while discharging liquid is discharged from the discharge holes 24 1 to 24 n. All of the arrangement positions A x, y of the processing object 5 pass through the positions directly under the injection portions 23 1 to 23 n and the discharge holes 24 1 to 24 n , and the laser beams 28 1 to 28 n are irradiated to discharge liquid. When the is landed, the spacer arrangement process ends.

なお、図3の符号θは着弾した吐出液42の処理対象物5の表面に対する接触角を示している。   3 indicates the contact angle of the landed discharge liquid 42 with respect to the surface of the object 5 to be processed.

吐出液の体積と着弾後の直径、及び接触角の関係を下記表1に示し、吐出液(液滴)の体積と直径(液滴径)の関係を図13のグラフに示す。   The relationship between the volume of the discharged liquid, the diameter after landing, and the contact angle is shown in Table 1 below, and the relationship between the volume of the discharged liquid (droplet) and the diameter (droplet diameter) is shown in the graph of FIG.

Figure 2006293148
Figure 2006293148

図13のグラフから分かるように、体積が同じ場合は、着弾前の空中の直径(実線)よりも、着弾後の方が大きく、着弾により広がっている。着弾後は、接触角θが大きい程、直径は大きい。   As can be seen from the graph of FIG. 13, when the volume is the same, the diameter after landing is larger than the diameter in the air before landing (solid line), and spreads by landing. After landing, the larger the contact angle θ, the larger the diameter.

本発明に用いる吐出液には、球形粒子のスペーサが分散されており、その直径は4μm程度である。
体積5plの吐出液に4μmのスペーサが2〜3個程度入るようなスペーサ濃度の場合、5pl用のヘッドにて吐出された体積が5plの吐出液が処理対象物5上で接触角θが90°で広がると、吐出液42の直径は28μmになる。
レーザ光の直径が12μmの場合、その領域に直径4μmのスペーサが集まり高さ4μmの隔壁が形成される。
In the discharge liquid used in the present invention, spherical particle spacers are dispersed, and the diameter thereof is about 4 μm.
In the case where the spacer concentration is such that about 2 to 3 spacers of 4 μm are contained in the discharge liquid having a volume of 5 pl, the discharge liquid having a volume of 5 pl discharged by the head for 5 pl is the contact angle θ on the processing object 5 and 90 When it spreads at 0 °, the diameter of the discharge liquid 42 becomes 28 μm.
When the diameter of the laser beam is 12 μm, spacers having a diameter of 4 μm are gathered in the region to form a partition wall having a height of 4 μm.

上記装置11は、表面改質装置21aと印刷装置22aが一台ずつであり、処理対象物5の移動方向上流側に表面改質装置21aが位置し、下流側に印刷装置22aが位置していた。従って、表面改質装置21a及び印刷装置22aに対する処理対象物5の移動方向は一方向で足りる。   The apparatus 11 includes one surface modifying device 21a and one printing device 22a, the surface modifying device 21a is located on the upstream side in the moving direction of the processing object 5, and the printing device 22a is located on the downstream side. It was. Therefore, the moving direction of the processing object 5 with respect to the surface modification device 21a and the printing device 22a is only one direction.

それとは逆に、表面改質装置21aと印刷装置22aのいずれか一方が二台あれば、処理対象物5は、表面改質装置21a及び印刷装置22aに対して両方向に移動させてスペーサを配置することができる。   On the other hand, if either one of the surface modification device 21a and the printing device 22a is provided, the object 5 is moved in both directions with respect to the surface modification device 21a and the printing device 22a, and spacers are arranged. can do.

図4(a)、(b)は、一台の印刷装置22aの両脇に表面改質装置21a、21bが一台ずつ配置されたスペーサ塗布装置12であり、処理対象物5が印刷装置22aと表面改質装置21a、21bの真下位置を通過するときに、二台の表面改質装置21a、21bのうちの下流側に位置する方の動作は停止させ、上流側に位置する方からレーザ光281〜28nを射出すると、表面改質された親水性表面41が印刷装置22aの真下位置を通過するので、その親水性表面41に吐出液を着弾させることができる。 4 (a) and 4 (b) show a spacer coating device 12 in which one surface modification device 21a, 21b is arranged on both sides of one printing device 22a, and the processing object 5 is the printing device 22a. Of the two surface modification devices 21a and 21b, the operation on the downstream side of the two surface modification devices 21a and 21b is stopped, and the laser from the one located on the upstream side is stopped. When the lights 28 1 to 28 n are emitted, the surface-modified hydrophilic surface 41 passes through a position directly below the printing apparatus 22a, so that the discharge liquid can be landed on the hydrophilic surface 41.

図4(a)は、処理対象物5が、表面改質装置21a、21b及び印刷装置22aに対して紙面右側から左側に向けて相対的に移動する場合であり、同図(b)は、その逆に紙面左側から右側に向けて相対的移動する場合である。   FIG. 4A shows a case where the processing object 5 moves relative to the surface modification devices 21a and 21b and the printing device 22a from the right side to the left side of the paper surface. In contrast, this is a case of relative movement from the left side to the right side.

次に、図5は、一台の表面改質装置21aの両脇に印刷装置22a、22bが一台ずつ配置されたスペーサ塗布装置13であり、二台の印刷装置22a、22bのうち、上流側に位置する方の動作を停止させて中央に位置する表面改質装置21aからレーザ光281〜28nを照射して改質し、親水性表面41が下流側の印刷装置22a又は22bの真下位置を通過するときに、その印刷装置から吐出液291〜29nを吐出させ、着弾させることができる。
図5は、処理対象物5が紙面右側から左側に向けて相対的に移動する場合である。
Next, FIG. 5 shows a spacer coating device 13 in which one printing device 22a, 22b is arranged on each side of one surface modification device 21a, and the upstream of the two printing devices 22a, 22b. The operation on the side is stopped and the surface modification device 21a located at the center is irradiated with the laser beams 28 1 to 28 n to modify the surface, and the hydrophilic surface 41 of the printing device 22a or 22b on the downstream side is modified. When passing through the position directly below, the discharge liquids 29 1 to 29 n can be discharged and landed from the printing apparatus.
FIG. 5 shows a case where the processing object 5 relatively moves from the right side to the left side of the drawing.

以上のスペーサ塗布装置11〜13において、表面改質装置21a、21bと印刷装置22a、22bを静止させ、処理対象物5を移動させたが、処理対象物5を静止させ、表面改質装置21a、21bと印刷装置22a、22bを移動させても良い。また、処理対象物5を移動させながら、表面改質装置21a、21bと印刷装置22a、22bを移動させてもよい。   In the above spacer coating devices 11 to 13, the surface modification devices 21a and 21b and the printing devices 22a and 22b are stopped and the processing target 5 is moved. However, the processing target 5 is stopped and the surface modification device 21a is moved. 21b and the printing devices 22a and 22b may be moved. Further, the surface modification devices 21a and 21b and the printing devices 22a and 22b may be moved while moving the processing object 5.

要するに、本発明は、処理対象物が、表面改質装置と印刷装置に対して相対的に移動すればよい。
以上は、処理対象物5が一方向に移動する場合、又は往復移動する場合であったが、本発明はそれに限定されるものではない。
In short, in the present invention, it is only necessary that the object to be processed moves relative to the surface modification device and the printing device.
The above is the case where the processing object 5 moves in one direction or reciprocates, but the present invention is not limited thereto.

例えば、一方向に移動させただけでは、処理対象物5の全ての配置位置AX,Yにスペーサが配置できない程処理対象物5が大きい場合は、処理対象物5の表面を複数の部分に区分けし、部分毎にスペーサを配置することができる。
図7(a)、(b)、図8(a)、(b)は、その配置手順の例であり、この例では処理対象物5の右上、左上、左下、右下の順番に分けてスペーサが配置される。
For example, when the processing object 5 is so large that the spacers cannot be disposed at all the arrangement positions A X, Y of the processing object 5 only by moving in one direction, the surface of the processing object 5 is divided into a plurality of portions. It can be divided and a spacer can be arranged for each part.
7 (a), (b), FIG. 8 (a), and (b) are examples of the arrangement procedure. In this example, the processing object 5 is divided into the upper right, upper left, lower left, and lower right in order. Spacers are arranged.

なお、以上のスペーサ塗布装置11〜13において、吐出液42中の分散液が速やかに乾燥するように、印刷台27の内部には加熱装置を設けることができる。   In the spacer coating apparatuses 11 to 13 described above, a heating device can be provided inside the printing stand 27 so that the dispersion in the discharge liquid 42 is quickly dried.

(a):本発明のスペーサ塗布装置の側面の一部断面図(b):平面図(a): Partial sectional view of the side of the spacer coating apparatus of the present invention (b): Plan view (a):スペーサの配置方法を説明するための一部断面図(b):その平面図(c):スペーサ配置途中の処理対象物の表面(a): Partial sectional view for explaining the spacer arrangement method (b): Plan view (c): Surface of the object to be treated during spacer arrangement (a):レーザ光が照射された直後の処理対象物を説明するための断面図(b):吐出液が着弾する状態の説明図(c):スペーサの凝集の説明図(a): Cross-sectional view for explaining the object to be treated immediately after the laser beam irradiation (b): Explanatory view of the state where the discharged liquid lands (c): Explanatory view of spacer aggregation (a)、(b):表面改質装置を二台有するスペーサ塗布装置の例(a), (b): Example of spacer coating device with two surface modification devices 印刷装置を二台有するスペーサ塗布装置の例Example of spacer coating device with two printing devices 傾き角の説明図Illustration of tilt angle (a)、(b):大きな処理対象物に対するスペーサ塗布方法を説明するための図(a), (b): Diagrams for explaining a spacer coating method for a large object to be processed (a)、(b):図7の工程に引き続き、大きな処理対象物に対するスペーサ塗布方法を説明するための図(a), (b): FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining a spacer coating method for a large object to be processed following the process of FIG. 処理対象物の塗布位置を説明するための模式的な平面図Schematic plan view for explaining the application position of the processing object レーザ光の照射による親水性表面を説明するための平面図Plan view for explaining hydrophilic surface by laser light irradiation 吐出液が着弾した状態を説明するための平面図Plan view for explaining a state where the discharged liquid has landed スペーサが集合した状態を説明するための平面図Plan view for explaining a state in which the spacers are gathered 吐出液の体積と直径の関係を示すグラフGraph showing the relationship between volume and diameter of discharged liquid

符号の説明Explanation of symbols

5……処理対象物
11、12、13……スペーサ塗布装置
21a、21b……表面改質装置
22a、22b……印刷装置
231〜23n……射出部
231〜24n……吐出孔
27……印刷台
41……親水性表面
5 ... Processing objects 11, 12, 13 ... Spacer coating devices 21a, 21b ... Surface modification devices 22a, 22b ... Printing devices 23 1 to 23 n ... Injection units 23 1 to 24 n ... Discharge holes 27 …… Print stand 41 …… Hydrophilic surface

Claims (6)

処理対象物が配置される印刷台と、
処理対象物表面にレーザ光を照射する表面改質装置と、
スペーサが分散された吐出液を前記処理対象物表面に着弾させる印刷装置とを有するスペーサ塗布装置。
A printing stand on which a processing object is placed;
A surface modification device for irradiating the surface of the object to be treated with laser light;
A spacer coating apparatus, comprising: a printing apparatus for landing a discharge liquid in which spacers are dispersed on the surface of the object to be processed.
処理対象物表面の所定位置に前記レーザ光を照射させ、前記レーザ光が照射された領域を含む領域に前記吐出液を着弾させる制御装置を有する請求項1記載のスペーサ塗布装置。   The spacer coating apparatus according to claim 1, further comprising: a control device that irradiates the laser beam to a predetermined position on the surface of the processing object and lands the discharge liquid on a region including the region irradiated with the laser beam. 前記表面改質装置と前記印刷装置は、前記印刷台に対して移動可能に構成された請求項1記載のスペーサ塗布装置。   The spacer coating apparatus according to claim 1, wherein the surface modification apparatus and the printing apparatus are configured to be movable with respect to the printing table. 前記処理対象物は、前記印刷台に対して移動可能に構成された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のスペーサ塗布装置。   The spacer coating apparatus according to claim 1, wherein the processing object is configured to be movable with respect to the printing table. 前記印刷装置は、吐出液を吐出する吐出孔が列設され、
前記表面改質装置は、前記レーザ光を射出する射出部が列設された請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のスペーサ塗布装置であって、
前記印刷台に対する前記吐出孔の列設方向が成す角度と、前記印刷台に対する前記射出部の列設方向が成す角度とは可変に構成された請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のスペーサ塗布装置。
In the printing apparatus, discharge holes for discharging discharge liquid are arranged in a row,
5. The spacer coating apparatus according to claim 1, wherein the surface modification device is provided with an emission unit that emits the laser light.
The angle formed by the direction in which the ejection holes are arranged with respect to the printing table and the angle formed by the direction in which the ejection unit is arranged with respect to the printing table are variably configured. Spacer coating device.
処理対象物表面にスペーサが分散された吐出液を吐出し、乾燥して前記スペーサを配置するスペーサ塗布方法であって、
前記処理対象物表面にレーザ光を照射し、疎水性表面を親水性に改質し、
親水性表面を含む領域に前記吐出液を着弾させるスペーサ塗布方法。
A spacer coating method for discharging a discharge liquid in which spacers are dispersed on the surface of an object to be processed and drying and arranging the spacers,
Irradiate the surface of the object to be treated with laser light to modify the hydrophobic surface to be hydrophilic,
A spacer coating method in which the discharge liquid is landed on a region including a hydrophilic surface.
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