JP2008191408A

JP2008191408A - 液晶の供給装置

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Publication number: JP2008191408A
Application number: JP2007025937A
Authority: JP
Inventors: Isao Ichio; 勇夫一尾
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: CN101542371A; WO2008096710A1; JP4119932B1; KR100957085B1; CN101542371B; KR20090010046A

Abstract

【課題】この発明は基板に液晶を供給するとき、ノズルから液晶の液滴が吐出されたか否かを確実に検出できるようにした液晶の供給装置を提供することにある。
【解決手段】基板に液晶を液滴にして供給する液晶の供給装置であって、
先端が基板の板面に対向するノズル８を有し、ノズルの先端から液晶の液滴が吐出される液晶供給手段６と、ノズルを挟んで離間対向して配置された投光器２１と受光器２２を有し、投光器から出射される検出光を受光する受光器の受光量によってノズルから液滴が吐出されたか否かを検出する光検出手段１５と、基板の板面と光検出手段との間に配置され投光器から出射された検出光から生じる拡散光が基板の板面で反射して受光器に入射するのを阻止する遮光部材２４を具備する。
【選択図】図２

Description

この発明は液晶表示パネルを構成する基板に液晶を液滴にして供給する液晶の供給装置に関する。

周知のように液晶表示パネルの製造に際しては、２枚の透明な基板を、これら基板間に液晶を介在させてシール剤によってμｍオーダの間隔で貼り合わせる基板の組立てが行なわれる。上記液晶は２枚の基板を貼り合わせる前に、一方の基板に予め設定された量の液晶を供給装置によって供給するようにしている。

従来の液晶の供給装置としては特許文献１に示されるものが知られている。特許文献１に示された供給装置は液晶が貯えられたタンクからなる液晶室を有し、この液晶室には圧電素子を有する圧力室が連通形成されている。

上記液晶室に貯えられた液晶は上記圧力室に流入し、この圧力室に設けられた圧電素子によって加圧されてその先端の吐出口から液滴となって基板の板面に吐出されるようになっている。

したがって、基板に対して滴下供給される液滴数を制御すれば、その基板に対して所定量の液晶を供給することが可能となる。
特開平５−２８１５６２号公報

特許文献１に示された構成の供給装置によると、圧力室に設けられた圧電素子に印加するパルス数によって基板に供給する液滴数、つまり基板に供給する液晶の量を設定することができる。

ところで、圧力室に液晶が十分に供給されていなかったり、圧力室の先端の吐出口が詰まっているような場合などには、圧電素子にパルス電圧を印加しても、基板に液晶が供給されないということがある。

しかしながら、従来の供給装置では、基板に供給する液晶の供給量に応じて圧電素子に印加するパルス数を設定し、そのパルス数に応じて上記圧電素子を駆動すれば、基板に所定数の液滴が供給されたとみなしていた。

そのため、上述したように圧力室に液晶が十分に供給されていなかったり、圧力室の先端の吐出口が詰まっている場合などには設定されたパルス数に応じた数の液滴が基板に供給されないことになるから、液晶の供給量が不足することになる。

とくに、基板が携帯電話の液晶表示パネルのように小型であると、その基板に供給される液滴数がわずかに少ないだけであっても、２枚の基板を貼り合わせたときに、これら基板間に液晶が存在しない空間が生じ、表示不良を招く原因になるということがある。

この発明は、基板に液晶の液滴が供給されたか否かを確実に検出することができるようにすることで、基板に予め設定された数の液滴を正確に供給することができる液晶の供給装置を提供することにある。

この発明は、基板に液晶を液滴にして供給する液晶の供給装置であって、
先端が上記基板の板面に対向するノズルを有し、このノズルの先端から上記液晶の液滴が吐出される液晶供給手段と、
上記ノズルを挟んで離間対向して配置された投光器と受光器を有し、この投光器から出射される検出光を受光する上記受光器の受光量によって上記ノズルから上記液滴が吐出されたか否かを検出する光検出手段と、
上記基板の板面と上記光検出手段との間に配置され上記投光器から出射された検出光から生じる拡散光が上記基板の板面で反射して上記受光器に入射するのを阻止する遮光部材と
を具備したことを特徴とする液晶の供給装置にある。

上記遮光部材の上記光検出器側を向いた面は粗面或いはつや消し面に形成されていることが好ましい。

上記液晶供給手段と一体的に固定され上記光検出手段の投光器と受光器が取付けられるブラケットが設けられていて、
上記遮光部材の一端部は上記投光器とともに上記ブラケットにねじ止め固定され、他端部は上記受光器とともに上記ブラケットにねじ止め固定されることが好ましい。

この発明によれば、液晶の液滴がノズルから吐出されたか否かを光検出手段によって検出するとともに、その検出が基板からの反射光によって影響を受けるのを遮光部材によって防止するようにしたから、基板に供給される液滴の検出を確実に行なうことが可能となる。したがって、製品不良の発生を防止し、製品歩留まりを向上させることができる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１はこの発明の液晶の供給装置を示す概略的構成図であって、この供給装置は内部に液晶が供給される密閉型のタンク１を備えている。このタンク１の上面には不活性ガスなどの加圧気体の供給管２が接続されていている。

上記供給管２には開閉制御弁３が設けられている。この開閉制御弁３は制御装置４によって開閉が制御される。開閉制御弁３が開放されれば、上記タンク１内の液晶は上記供給管２によって供給される加圧気体によって加圧される。

図２に示すように、上記タンク１の下面には、タンク１内の液晶を液滴にして供給する液晶供給手段６が設けられている。この液晶供給手段６はポンプ部７を有する。このポンプ部７の吸引側は上記タンク１内に連通し、吐出側にはノズル８が接続されている。上記ポンプ部７は駆動源としてのパルスモータ（不図示）を備え、このパルスモータは上記制御装置４からのパルス信号によって駆動される。

それによって、上記ノズル８からは、上記制御装置４からのパルス信号によって液晶が吐出される。つまり、上記制御装置４から上記ポンプ部７のパルスモータにパルス信号が送られると、そのパルス数に応じた数の液晶の液滴が上記ノズル８から吐出されるようになっている。なお、上記タンク１は図１に示すように上記制御装置４によって駆動が制御される第１の駆動源９によってＺ方向（上下方向）に駆動されるようになっている。

上記ノズル８から吐出された液晶の液滴は、このノズル８の下方に配置される液晶表示パネルを構成する基板Ｗに供給滴下される。この基板Ｗは上記制御装置４によって駆動が制御される第２の駆動源１０によってＸ、Ｙ方向（水平方向）に駆動されるテーブル１１上に載置される。

制御装置４には入力部１３が接続されている。この入力部１３は上記基板Ｗの種類に応じてこの基板Ｗに供給する液晶の液滴数、つまり上記制御装置４から上記ポンプ部７に出力されるパルス信号の数を設定することができるようになっている。

なお、タンク１とテーブル１１は相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動されるようになっていればよいから、テーブル１１をＺ方向に駆動し、タンク１をＸ、Ｙ方向に駆動するようにしてもよく、その点は限定されるものでない。

上記ノズル８から吐出された液晶の液滴は上記タンク１の下面に設けられた光検出手段１５によって検出されるようになっている。すなわち、図２に示すように上記タンク１の下面には一対の取り付け部１６を有するブラケット１７がポンプ部７と一体で取り付け固定されている。一対の取り付け部１６は上記ノズル８を挟んでほぼ対称になっている。

一対の取り付け部１６の下端には取り付け板１８が水平に設けられている。図４に示すように、一方の取り付け板１８の下面には上記光検出手段１５を構成する投光器２１が皿ねじ２１ａによって取り付け固定され、他方の取り付け板１８には上記投光器２１から出射された検出光Ｌを受光する受光器２２が皿ねじ２２ａによって取り付け固定されている。上記投光器２１と受光器２２で上記光検出手段１５を構成している。

それによって、上記ノズル８から液晶の液滴が基板Ｗの上面に向けて吐出されると、その液滴が上記検出光Ｌを遮り、受光器２２の受光量が変化するから、その変化によってノズル８から液滴が吐出されたことが検出されるようになっている。

図３に示すように、上記検出光Ｌは上記投光器２１から所定の幅寸法の帯状、つまりノズル８の直径よりも大きな幅寸法で出射される。投光器２１から出射された検出光Ｌの一部は拡散して拡散光が生じ、その拡散光は基板Ｗの上面で反射し、そのうちの一部は上記受光器２２によって受光されることがある。

基板Ｗの上面の凹凸形状は、たとえば基板ＷがＴＦＴ基板であったり、ＣＦ基板であるなどの基板Ｗの種類によって異なったり、同じ基板Ｗであってもその部位によって異なるから、基板で反射して受光器２２によって受光される拡散光の受光量は一定とならずに変化する。

受光器２２によって受光される基板Ｗからの拡散光の受光量が一定でないと、ノズル８から吐出された液滴が検出光Ｌを遮っても、そのときに受光器２２に受光される基板Ｗからの拡散光の光量が増大すると、上記受光器２２による受光量が制御装置４に設定された閾値よりも大きくなることがある。この場合、制御装置４は液滴がノズル８から吐出されても、吐出されていないと判定することになる。

そこで、受光器２２の受光量が基板Ｗからの検出光Ｌから生じる拡散光の影響を受けるのを防止するために、上記光検出手段１５と上記基板Ｗの上面との間には遮光部材２４が設けられている。

上記遮光部材２４は、厚さが０．３〜０．５ｍｍ程度の板材によって図３に示すように上記検出光Ｌの幅寸法よりも大きな幅寸法を有する帯板状に形成されていて、幅方向の両端には図５に示すように補強のための一対の折り曲げ辺２５が上面側に向かって折曲形成されている。なお、折り曲げ辺２５はなくてもよく、また幅方向の一端にだけ形成するようにしてもよい。
そして、遮光部材２４の長手方向の一端部は上記投光器２１の下面に、この投光器２２を上記取り付け板１８に固定したねじ２１ａによって投光器２１とともに取付け固定され、他端部は上記受光器２１の下面に、この受光器２２を上記取り付け板１８に固定した皿ねじ２２ａによって受光器２２とともに取付け固定されている。

液晶を基板Ｗの上面に滴下するとき、通常、ノズル８の先端と基板Ｗの上面との間隔は５〜６ｍｍ程度に設定されるため、投光器２１及び受光器２２の下面と、基板Ｗの上面との間隔は２ｍｍ程度になってしまう。

そこで、図４に示すように、遮光部材２４には、皿ねじ２１ａ，２２ａを通す孔として、皿ねじ２１ａ，２２ａの頭部外周の傾きに合わせた傾斜を備えたざぐり加工を施した孔を設けた。

そして、上記遮光部材２４の一端部と他端部を、投光器２１と受光器２２の下面に皿ねじ２１ａ，２２ａによって上記投光器２１及び受光器２２とともにそれぞれ取付け板１４に固定したときには、皿ねじ２１ａ，２２ａの頭部端面が遮光部材２４の下面とほぼ同じ高さとなるようにした。

これにより、皿ねじ２１ａ，２２ａの頭部が、遮光部材２４の下面から下方に突出することがないので、上記遮光部材２４を、投光器２１及び受光器２２の下面と、基板Ｗの上面との間の狭い空間に設けることが可能となる。

上記遮光部材２４の上記ノズル８と対向する部位には、このノズル８から吐出された液晶の液滴が通過する矩形状の通孔２４ａが穿設されている。さらに、遮光部材２４の上面は平坦面であって、所定の反射率の反射面２４ｂに形成されている。なお、通孔２４ａは矩形でなく、円形であってもよい。

投光器２１から検出光Ｌが出射されることによって生じる拡散光は上記遮光部材２４の反射面２４ｂで規則的に反射し、一部は上記受光器２２で受光される。つまり、反射面２４ａで反射して受光器２２に入射する拡散光の光量は、反射面２４ａの反射率と平坦度によってほぼ一定となる。

上記遮光部材２４の反射面２４ｂの表面粗さや色を変えるなどして反射率を変化させれば、反射面２４ｂで反射して受光器２２に入射する拡散光の光量を制御することができる。一方、液晶はその種類によって透明度が異なる。そのため、液晶の透明度が高くなればなる程、液晶の液滴を透過する検出光Ｌの光量、つまり透光率が高くなる。

液晶の透光率が高くなると、ノズル８から吐出された液晶の液滴が検出光Ｌを遮っても、受光器２２が受光する検出光Ｌの光量の変化が微小になる。検出光Ｌの光量の変化が微小であって、その上、検出光Ｌの出射によって生じた拡散光が遮光部材２４の反射面２４ｂで反射してノズル８から吐出された液滴を回り込んで受光器２２に入射してしまうと、微小な光量の変化、つまりノズル８から液滴が吐出され、その液滴が検出光Ｌを遮っても、そのことを検出することが困難なことがある。

そこで、液晶の透明度が高い場合には、遮光部材２４の上面に形成された反射面２４ｂの反射率を低くする。それによって、遮光部材２４の反射面２４ｂで反射して受光器２３に入射する拡散光の光量が低減するから、受光器２２に入射する光の総量が減少する。受光器２２に入射する光の総量が減少すると、液晶の液滴によって遮られる検出光Ｌの光量がわずかであっても、入射する光の総量に対する光量の減少量の割合が大きくなる。

また、吐出された液晶の液滴を回り込んで受光器２２へ入射してしまう反射面２４ｂで反射された拡散光も減少するので、液晶の液滴に遮られることによって生じた検出光Ｌの光量の減少分を受光器２２によって精度よく測定することができる。

そのため、この検出器２２によりノズル８から液滴が吐出されたか否かの判定を高い精度で行なうことが可能となる。つまり、液晶の液滴が検出光Ｌを遮ったときに、受光器２２が検出する光の強度を、制御装置４に予め設定された閾値よりも確実に低くすることができる。

ここで、反射面２４ｂの反射率（検出光Ｌの出射によって生じた拡散光が反射面２４ｂで反射して受光器２２に入射する割合）を低くするためには、例えば、反射面２４ｂを梨地仕上げなどの微細な凹凸を備えた粗面としたり、黒色や灰色などのつや消し面としたりする表面処理を施すとよい。

このような構成の液晶の供給装置によれば、制御装置４に入力部１３から基板Ｗの大きさなどの液晶の滴下量を決定する滴下条件を入力した後、滴下動作を開始すると、テーブル１１が第２の駆動源１０によってＸ、Ｙ方向に駆動される。

そして、基板Ｗの複数の滴下位置が順次ノズル８に対応する（Ｘｎ、Ｙｎ）座標に位置決めされると、そのときにポンプ部７にパルス信号が入力され、その（Ｘｎ、Ｙｎ）座標で基板Ｗに液晶の液滴がノズル８から吐出されて滴下される。そして、最終的には基板Ｗには予め設定された滴下量となる複数の液滴が行列状に滴下されることになる。

なお、ノズル８からの液晶の液滴を吐出させる際は、基板Ｗを停止させて行ってもよいし、基板Ｗを移動させたまま行ってもよい。

基板Ｗに液晶の液滴を滴下するとき、ノズル８から液滴が確実に吐出されたか否かが光検出手段１５によって検出される。すなわち、光検出手段１５の透光器２１から検出光Ｌが出射され、その検出光Ｌが受光器２２によって受光される。そして、ノズル８から液滴が吐出されたとき、つまり制御装置４からポンプ部７にパルス信号が出力されたときに、その液滴が検出光Ｌの一部を遮ることで、受光器２２に受光される光量がパルスに応じた液晶の液滴の吐出回数と同じ回数だけ変化（減少）すれば、ノズル８から液滴が吐出されたと判定されることになる。

仮に、制御装置４からポンプ部７にパルス信号が出力されたときに受光器２２の受光量が変化しなければ、ノズル８から液滴が吐出されていないと判定されることになるから、液晶の滴下動作が中断され、作業者は供給装置を点検することになる。

上記投光器２１から検出光Ｌが出射されると、検出光Ｌの一部が拡散して拡散光が発生する。光検出手段１５と基板Ｗの上面との間に遮光部材２４が設けられていなければ、検出光Ｌから生じた拡散光が基板Ｗの上面で不規則に反射して受光器２２に入射するため、受光器２２に入射する光量が一定になり難い。

それによって、検出光Ｌの一部がノズル８から吐出された液滴によって遮られても、受光器２２に入射する光量が制御装置４に設定された閾値以下に変化しないため、ノズル８から液滴が吐出されたか否かを検出できないということがある。

しかしながら、光検出手段１５と基板Ｗの上面との間には上記遮光部材２４を設けるようにした。そのため、透光器２１から出射された検出光Ｌから拡散光が生じても、その拡散光は遮光部材２４の上面の反射面２４ｂでほぼ規則的に反射するから、受光器２２に入射する拡散光の光量はほぼ一定となる。

したがって、ノズル８から液滴が吐出されて検出光Ｌの一部を遮ると、そのとき受光器２２が受光する光量が確実に減少し、その受光量が制御装置４に設定された閾値以下になるから、ノズル８から液滴が吐出されたか否かを上記受光器２２が検出する光量によって確実に判定することが可能となる。

これにより、基板Ｗ上に必要量の液晶を確実に滴下することができるので、製造される液晶表示パネルの製品不良の発生を防止し、歩留まりを向上させることができる。

液晶はその種類によって透明度が異なるから、透明度の高い液晶の場合には遮光部材２４の反射面２４ｂの反射率を低くし、反射面２４ｂで反射して受光器２２に入射する拡散光の光量が少なくなるようにする。

それによって、受光器２２の受光量に占める検出光Ｌの割合が増大し、拡散光の割合が減少する。拡散光が受光器２２に入射する割合が減少すれば、検出光Ｌが入射する光量の変化がわずかであっても、そのことを確実に検出することが可能となる。

そのため、液滴の透明度が高くなって検出光Ｌが液滴を透過し易くなり、液滴によって遮られる検出光Ｌの光量がわずかであっても、そのわずかな光量の変化を、受光器２２に入射する拡散光の光量によって影響を受けることなく、確実に検出することが可能となる。

つまり、透明度が高い液晶を基板Ｗに滴下する場合、遮光部材２４の反射面２４ｂの反射率を低くすれば、検出光Ｌの出射によって生じる拡散光が受光器２２にほとんど入射しなくなるから、吐出された液滴を回り込んで受光部２２へ到達してしまう拡散光もほとんどなくなり、液滴によって遮られる検出光Ｌがわずかであっても、受光器２２による受光量の変化が大きくなる。そのため、液滴がノズル８から吐出されたか否かを上記受光器２２によって確実に検出することができる。

上記一実施の形態では遮光部材の一端を透光器の下面に取り付け、他端を受光器の下面に取り付け、ノズルと対向する中途部に通孔を形成するようにしたが、遮光部材は左右２つに分断し、ノズルと対向する部分で２つの遮光部材の端部間にノズルから吐出される液滴が通過する隙間を設けるようにしてもよい。

その場合、遮光部材は一端部だけが透光器と受光器の下面に取り付けられる片持ち支持になってたわみ易くなるから、その場合には遮光部材の幅方向両端部若しくは一端部に折り曲げ片を上面側に向けって折曲形成し、たわみに対する強度を向上させるようにするとよい。

この発明の一実施の形態を示す液晶の供給装置の概略的構成図。タンクの下端部の拡大図。透光器と受光器が設けられた遮光部材の平面図。遮光部材の長手方向に沿う断面図。遮光部材の幅方向に沿う断面図。

符号の説明

１…タンク、４…制御装置、６…液晶供給手段、７…ポンプ部、１５…光検出手段、１７…ブラケット、２１…透光器、２２…受光器、２４…遮光部材。

Claims

基板に液晶を液滴にして供給する液晶の供給装置であって、
先端が上記基板の板面に対向するノズルを有し、このノズルの先端から上記液晶の液滴が吐出される液晶供給手段と、
上記ノズルを挟んで離間対向して配置された投光器と受光器を有し、この投光器から出射される検出光を受光する上記受光器の受光量によって上記ノズルから上記液滴が吐出されたか否かを検出する光検出手段と、
上記基板の板面と上記光検出手段との間に配置され上記投光器から出射された検出光から生じる拡散光が上記基板の板面で反射して上記受光器に入射するのを阻止する遮光部材と
を具備したことを特徴とする液晶の供給装置。
上記遮光部材の上記光検出器側を向いた面は粗面或いはつや消し面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶の供給装置。
上記液晶供給手段と一体的に固定され上記光検出手段の投光器と受光器が取付けられるブラケットが設けられていて、
上記遮光部材の一端部は上記投光器とともに上記ブラケットにねじ止め固定され、他端部は上記受光器とともに上記ブラケットにねじ止め固定されることを特徴とする請求項１記載の液晶の供給装置。