JP2007047739A - ディスペンサのノズル - Google Patents

Abstract

【課題】より微細な量の液晶を基板に滴下し得ると共に、設定量の液晶を正確にかつ一定量で滴下し、また、電子秤を利用して液晶の滴下量を計測するとき、計測誤差を最小化し得るディスペンサのノズルを提供する。
【解決手段】ディスペンサのノズルは、チューブと、内部に液晶が滴下される貫通流路が形成されて前記チューブに結合されるチップと、前記チップの終端部に備えられて液晶がチップの外周面に沿って逆流することを防止する逆流防止膜と、前記チューブ及びチップなどに発生する静電気を除去する静電気放電手段とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶のディスペンサに関し、特に、微量の液晶を基板に設定量だけ正確にかつ均一に滴下すると共に、電子秤による液晶の滴下量の計測時に計測誤差を最小にするディスペンサのノズルに関する。

一般に、ＬＣＤは、板ガラスにトランジスタのような駆動素子などが備えられた下部基板と、板ガラスにカラーフィルタ層などが備えられた上部基板と、前記下部基板と上部基板を貼り合わせるシール材と、前記下部基板と上部基板間に充填された液晶層とから構成される。

このようなＬＣＤは、下部基板に形成された駆動素子により液晶層の液晶分子を駆動させ、その液晶分子の駆動により前記液晶層を透過する光量を制御することにより情報を表示する。

前記ＬＣＤの製造方法の１つとして、所定サイズのガラスに駆動素子などを形成して基板を製造し、他のガラスにカラーフィルタ層などを形成して他の基板を製造する。そして、前記２つの基板のうちどちらか１つの基板にシール材を所定パターンで滴下し、そのシール材の内側領域にドットを配列したパターンで液晶滴を滴下した後、前記２つの基板を貼り合わせる。ここで、前記２つの基板を貼り合わせると、そのパターニングされた液晶滴は２つの基板間に液晶層を形成する。この２つの基板を貼り合わせたものをマザーガラス又はマザー基板というが、以下、マザーガラスという。また、前記マザーガラスを切断してＬＣＤを構成する単位液晶パネルを製造する。

このような製造方法は、それぞれの機能を有する製造装備が配列された製造ラインで行われる。製造工程中の液晶滴下工程及びシール材吐出工程は、ディスペンサにより行われる。

図３は、一般のディスペンサの一例を示す斜視図である。以下、図３に基づいて前記ディスペンサの動作を、液晶滴下工程を中心に説明する。

まず、液晶が滴下されるべき基板１００がフレーム２００上に設置されたステージ３００の上に載置される。

次に、予め入力されたパターンに従ってステージ３００の上に位置するヘッドユニット４００が動いて、そのヘッドユニット４００を構成するノズルＮから液晶が滴下する。

ヘッドユニット４００は、フレーム２００の上に設置されるヘッド支持台５００の動きに従って移動する。ヘッド支持台５００は、折曲された形態に形成され、その両端がフレーム２００に一方向に移動可能にそれぞれ結合される。ここで、ヘッド支持台５００は、ステージ３００を横切って位置する。
ステージ３００は、フレーム２００の上に設置された固定テーブル６００上を一方向に移動する。ステージ３００の移動方向は、ヘッド支持台５００に垂直方向である。

ステージ３００、ヘッド支持台５００、及びヘッドユニット４００は、それぞれ別途の駆動手段（図示せず）により駆動される。

ヘッドユニット４００のノズルＮから液晶が滴下する位置は、ヘッドユニット４００の位置及びステージ３００の位置により決まる。

一方、前記マザーガラスを構成する２つの基板間の間隔はマイクロ単位であり、その２つの基板間に充填された液晶層の厚さもマイクロ単位であって非常に薄い。前記液晶層の厚さが一定でない場合、その液晶層を透過する光の経路が変わるので、液晶層の厚さが一定でない液晶パネルを製品に適用すると、画面にむらが発生して不良製品となる。従って、前記マザーガラスの液晶層を一定の厚さに維持することは非常に重要な課題である。

前記マザーガラスの液晶層を一定の厚さに維持するために、まず、液晶を基板上に滴下するとき、予め計算された設定量だけ滴下する必要がある。すなわち、基板上に１００個の液晶滴を滴下する場合、１００個の液晶滴が全て設定量でなければならない。その１００個の液晶滴の全てが設定量ではない場合、前記液晶層の厚さは不均一になる。

前記ディスペンサは、ヘッドユニット４００のノズルＮから滴下される液晶滴が設定量であるか否かを確認するために、フレーム２００の一側にその液晶滴の重量を測定する電子秤７００を備える。一般に、ノズルＮから滴下された液晶の量を測定するために、その滴下された液晶の重量を測定する。

すなわち、前記ヘッドユニット４００のノズルＮから基板１００上に液晶を滴下する前に、そのヘッドユニット４００を電子秤７００の上に移動させてその電子秤７００に置かれた測定容器に液晶を滴下した後、その滴下された液晶量を測定し、その滴下された液晶の量が設定量と一致すると、そのヘッドユニット４００を基板１００上に移動させて基板１００に液晶を滴下する。測定容器に滴下された液晶の量が設定量と一致しないと、別途のフィードバックシステムによりヘッドユニットのノズルＮから滴下される液晶の量が設定量と一致するように調節する。

ここで、従来のディスペンサのノズルＮは、図４に示すように、所定内径の貫通孔１１を有する連結管１０と、所定内径の貫通流路２１を有し、連結管１０の貫通孔１１の一側に圧入される流入側管２０と、所定内径の貫通流路３１を有し、連結管１０の貫通孔１１の他側に圧入される流出側管３０とから構成される。流入側管２０の一端面とそれに対面する流出側管３０の一端面は接触する。

流入側管２０の外径と流出側管３０の外径は同一であり、流入側管２０及び流出側管３０の外径は、連結管１０の貫通孔１１の内径と同一である。また、流入側管２０の貫通流路２１の内径は流出側管３０の貫通流路３１の内径より大きい。

流出側管３０の両端面は、流出側管３０の外周面と垂直に連結される。流出側管３０の貫通流路３１の出口内径は、約２５０μｍであり、その端面の直径は約１６００μｍである。

連結管１０、流入側管２０、及び流出側管３０は、液晶と反応しないフッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（登録商標名テフロン、以下テフロンという）材で形成される。

以下、前記ディスペンサのノズルの動作を説明する。

まず、ディスペンサに備えられた液晶容器（図示せず）内に充填された液晶が加圧手段（図示せず）により加圧されて別途の流路（図示せず）を介してノズル側に流入される。前記ノズル側に流入された液晶は、ノズルの流入側管２０の貫通流路２１と流出側管３０の貫通流路３１から滴下し、その滴下された液晶は基板上に落下する。

しかしながら、前述したような従来のディスペンサのノズルは、液晶と反応しないテフロン材で形成されているため、成形性が悪く、液晶が滴下される流出側管３０の貫通流路３１の内径及び流出側管３０の外径を小さくすることに限界があった。これにより、前記ノズルの流出側管３０の貫通流路３１から多くの量の液晶が滴下されるだけでなく、滴下される液晶が流出側管３０の端面に残る濡れ現象が発生するため、図５に示すように、流出側管３０の貫通流路３１から滴下される液晶の量が多くて微細量の液晶滴下が困難であるという問題があった。さらに、前記濡れ現象により、正確に設定量だけの液晶が滴下できず、毎回の液晶の滴下量が一定でないという問題があった。
特許文献１には、平面表示パネル製造に際して、液体滴下用のノズル先端が筒状の場合、液滴が溜まり（図７（Ｃ））、その結果滴下量が不正確になることことが開示されている。

また、前記ノズルの材質がテフロン材であるため、ノズル、ステージ、その他の部品間に静電気が発生し、その静電気の影響によりノズルから滴下される液晶滴が正確に設定量だけ滴下できない。また、前記ノズルがテフロン材であるため、前記ノズルＮから滴下される液晶の量を電子秤７００を利用して測定するとき、電子秤７００とノズルＮ間に静電気が発生し、そのノズルＮから滴下される微細な液晶滴の量（重量）を正確に測定することが難しいという問題があった。
特開平１１−１１６５６０

従って、本発明は、このような問題を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、微量の液晶を基板に正確にかつ均一に滴下すると共に電子秤を利用して液晶の滴下量を計測する際、計測誤差を最小化し得るディスペンサのノズルを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係るディスペンサのノズルは、チューブと、内部に液晶が滴下される貫通流路が形成されて前記チューブに結合されるチップと、前記チップの終端部に備えられて液晶がチップの外周面に沿って逆流することを防止する逆流防止膜と、前記チューブ及びチップなどに発生する静電気を除去する静電気放電手段とを含むことを特徴とする。

本発明に係るディスペンサのノズルは、微量の液晶滴を設定量だけ正確に滴下し得ると共に、毎回の滴下時に液晶が一定量で滴下されるので、液晶滴下工程の信頼性が向上し、製品の不良率を最小にし得るという効果があり、さらに、液晶を滴下するパターンの設計及び液晶層の厚さの設定がより自由になるという効果がある。

特に、ディスペンサのノズルから滴下される微細な液晶の量（重量）を正確に測定することが可能になるため、設定量の液晶を正確に基板に滴下可能になり、よって、液晶滴下工程の信頼性が向上するという効果がある。

以下、本発明に係るディスペンサのノズルの実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るディスペンサのノズルＮの一実施形態を示す断面図である。

図１を参照すると、まず、チューブ４０にチップ５０が結合される。チューブ４０は、所定長さを有し、内部には液晶が流動する貫通流路４１が形成される。さらに、チューブ４０は、液晶と反応しない材質で形成される。例えば、チューブ４０はテフロン材で形成されることが好ましい。

チップ５０は、チューブ４０の貫通流路４１の内径と同一の外径及び所定長さを有して形成され、さらに、チップ５０は、チューブ４０の貫通流路４１に結合される結合部５１と、所定長さを有し、該結合部５１の一側に外径が次第に小さくなるように延設されるテーパー部５２と、所定長さを有し、該テーパー部５２の一側に一定の外径を有して延設される端部５３と、結合部５１、テーパー部５２、及び端部５３の内部を貫通するように形成される貫通流路５４とを含む。

チップ５０の貫通流路５４は、入口の内径が出口の内径より大きくなるようにテーパー状に形成される。すなわち、結合部５１から端部５３の方に行くほど内径が次第に小さくなる。

テーパー部５２と端部５３の連結部分には段差面５５が形成されることが好ましい。

チップ貫通流路５４の出口内径は４０〜６０μｍであり、その出口が形成されたチップ５０の端面、すなわち、端部５３の端面の外径は２００〜３００μｍであることが好ましい。

チップ５０は、液晶と反応せず、成形性に優れた材料で形成される。例えば、チップ５０はセラミックで形成されることが好ましい。

さらに、チップ５０は、結合部５１がチューブ４０の貫通流路４１の一側に圧入されることでチューブ４０に結合される。チップ５０の結合部５１は全体がチューブ４０の貫通流路４１に挿入され、テーパー部５２及び端部５３は外部に露出する。

チップ５０の終端部には液晶がチップ５０の外周面に沿って逆流することを防止する逆流防止膜６０が備えられる。すなわち、逆流防止膜６０は、チップ５０の端部５３に備えられる。

逆流防止膜６０は、テフロン材で形成されたテフロンコーティング膜であることが好ましい。前記テフロンコーティング膜の厚さは、テーパー部５２と端部５３の連結部分に形成された段差面５５の高さと同様に形成される。逆流防止膜６０の外径は、７００〜９００μｍであることが好ましい。

さらに、チューブ４０及びチップ５０などに発生する静電気を除去する静電気放電手段７０が備えられる。静電気放電手段７０は、チューブ４０及びチップ５０の外周面に導体材料でコーティングされた導体コーティング膜である。導体コーティング膜は、ＥＭＩ（電磁妨害防止性）塗料、即ち帯電防止塗料であることが好ましく、その他の多様な導電性材料で形成することができる。

静電気放電手段７０の他の変形例として、その静電気放電手段７０は、チューブ４０とディスペンサの一側を連結する導電性連結部材として形成することができる。前記導電性連結部材は、所定形状のブラケットで形成することもでき、又は所定長さを有するワイヤーで形成することもできる。導電性連結部材は、ディスペンサを構成するヘッドユニット４００に連結されることが好ましい。

また、本発明の他の実施形態として、本発明に係るディスペンサのノズルは、液晶が滴下されるノズルボディと、前記ノズルボディから発生する静電気を除去する静電気放電手段とから構成される。

前記ノズルボディは、前述したようにチューブ４０とチップ５０から構成することもでき、さらに、微量の液晶を滴下し得る多様な形態に形成することもできる。

前記静電気放電手段は、前述したように導体コーティング膜により実現することもでき、また、別途の導電性連結部材により実現することもできる。

以下、本発明に係るディスペンサのノズルの作用効果を説明する。

まず、本発明に係るディスペンサのノズルは、ディスペンサを構成するヘッドユニット４００に装着され、そのディスペンサに備えられる液晶容器（図示せず）と別途の流路（図示せず）により連結される。前記液晶容器の内部の液晶は、ディスペンサに備えられた加圧手段（図示せず）により加圧されて流路を介してディスペンサのノズル側に流入する。前記ディスペンサのノズル側に流入した液晶は、チューブ４０の貫通流路４１とチップ５０の貫通流路５４を介して流動してチップ貫通流路５４の出口から滴下される。前記チップ貫通流路５４の出口から滴下された微細な液晶滴は、ディスペンサのノズルの下に載置された基板上に点状をなす。一方、前記ディスペンサのノズルから滴下される微細液晶滴の量が設定量と一致するか否かを確認するために、ディスペンサのノズルから滴下される微細な液晶滴をディスペンサに備えられた電子秤７００を利用して周期的に測定する。電子秤７００により測定された微細な液晶滴が設定量と一致しない場合、そのノズルから滴下される液晶の量を調節して設定量と一致させる。

本発明に係るディスペンサのノズルは、チューブ４０及びチップ５０を液晶と反応しないテフロン材及びセラミック材で形成するので、液晶との反応がない。また、チップ５０の場合、成形性に優れたセラミック材で形成されるので、チップ５０の貫通流路５４の出口内径を４０〜６０μｍの微細なサイズに成形可能になり、また、チップ端部５３の端面の外径が２００〜３００μｍに成形可能になるので、図１及び図２に示すように、チップ５０の貫通流路５４から微細な量の液晶を滴下し得るだけでなく、液晶がチップ端部５３の終端部に残る濡れ現象が最小になる。さらに、液晶の濡れ現象の減少により、設定量の液晶が正確に滴下されると共に、毎回の滴下時の液晶の量が一定になる。

一方、チップ５０の端部５３の端面が小さい場合、液晶がチップ５０の端部５３の外周面に沿って逆流することがあるが、チップ５０の端部５３の外周面に逆流防止膜６０を備えて液晶が端部５３の外周面に沿って逆流することを防止する。特に、逆流防止膜６０の外径が７００〜９００μｍであり、端部５３の外径が２００〜３００μｍであり、端部５３の出口が４０〜６０μｍである場合、液晶の逆流を効果的に防止することができるため、液晶の濡れ現象を最小にすることができる。

また、本発明に係るディスペンサのノズルは、静電気を防止する静電気放電手段７０を備えることでチップ５０の貫通流路５４から滴下される微細なサイズの液晶滴が静電気の影響を受けなくなるので、チップ５０の貫通流路５４から滴下される微細なサイズの液晶滴が設定量だけ正確に滴下される。
さらに、静電気放電手段７０を備えることにより、チップ５０の貫通流路５４から滴下される微細な液晶の量、すなわち、重量を電子秤７００で正確に測定し得る。チューブ４０を液晶と反応しない材料の１つであるテフロン材で形成すると、チューブ４０と電子秤７００間に静電気が発生し、その静電気により微細な液晶の量（重量）を正確に測定することが困難になる。しかしながら、本発明は、静電気放電手段７０によりチューブ４０と電子秤７００間に発生する静電気が放電されるので、チップ５０の貫通流路５４から滴下される微細な液晶の量（重量）を電子秤７００で正確に測定可能になり、それにより、基板１００上に設定量だけの液晶が正確に滴下される。

本発明に係るディスペンサのノズルの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るディスペンサのノズルから液晶が滴下する状態を示す正面図である。 一般のディスペンサの一例を示す斜視図である。 従来のディスペンサのノズルを示す断面図である。 従来のディスペンサのノズルから液晶が滴下する状態を示す正面図である。

符号の説明

４０：チューブ
４１：チューブの貫通流路
５０：チップ
５２：テーパー部
５３：端部
５４：チップの貫通流路
６０：逆流防止膜
７０：静電気放電手段

Claims (12)

1. チューブと、
   前記チューブに結合され、内部に液晶が滴下される貫通流路を有するチップと、
   該チップの終端部に備えられ、液晶が前記チップの外周面に沿って逆流することを防止する逆流防止膜と、
   前記チューブ、チップ、及び逆流防止膜のいずれかに発生する静電気を除去する静電気放電手段と
   を含むことを特徴とするディスペンサのノズル。
2. 前記チューブの材質は、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（登録商標名テフロン、以下テフロンという）であることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
3. 前記チップの材質は、セラミックであることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
4. 前記逆流防止膜は、テフロンコーティング膜であることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
5. 前記逆流防止膜の外径は、７００〜９００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
6. 前記静電気放電手段は、前記チューブ及びチップの外周面に導体材料でコーティングされた導体コーティング膜であることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
7. 前記導体コーティング膜は、ＥＭＩ（電磁妨害防止性）塗料であることを特徴とする請求項６に記載のディスペンサのノズル。
8. 前記静電気放電手段は、前記チューブとディスペンサの本体とを連結する導電性連結部材であることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
9. 前記チップの終端部にテーパー部が備えられ、該テーパー部の一側に所定外径を有して延設された端部が備えられ、該端部に前記逆流防止膜が備えられたことを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
10. 前記チップの貫通流路の出口の内径は４０〜６０μｍであり、その出口が形成されたチップの端面の外径は２００〜３００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
11. 前記チップの貫通流路は、入口の内径が出口の内径より大きくなるようにテーパー状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサのノズル。
12. 液晶が滴下されるノズルボディと、
    該ノズルボディから発生する静電気を除去する静電気放電手段と
    を含むことを特徴とするディスペンサのノズル。

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