JP4601914B2

JP4601914B2 - 接着剤の塗布装置及び接着剤の塗布方法

Info

Publication number: JP4601914B2
Application number: JP2003119926A
Authority: JP
Inventors: 法昭下田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004321932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの製造等に採用して好適な接着剤の塗布装置及び接着剤の塗布方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス製の２枚の基板間に液晶部材が充填されて形成される。そのとき、２枚の基板を、基板間に液晶部材を封止しつつ貼り合わせるため、予め基板の対向面には、表示面を囲むように接着剤が塗布される。
【０００３】
基板に接着剤を塗布する接着剤の塗布装置は、基板面までの距離測定可能な距離計による距離測定データのフィードバック制御により、接着剤を吐出するノズル先端と基板面との間の間隔が一定に保持されつつ接着剤が塗布されるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−３４９８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示パネルの実際の製造ライン等では、表示パネルの用途の多様化に対応して、しばしば表示サイズの異なる基板がステージ上に供給されるが、それとともに、予期せぬトラブルから、予定外の基板が搬送供給されることがある。
【０００６】
ところが、従来の接着剤の塗布装置及び塗布方法では、品種変更の指令（サイン）がない限り、二枚目以降は、常に同一品種の基板が搬送されてくるものとして、塗布作業を行うので、予定外の基板が搬送供給され、ステージ上に載置されても、一枚目と同じ塗布パターンにて塗布を行ってしまい、無駄で不適切な塗布作業を行ってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、不適切な塗布作業を回避し得て、接着剤の塗布を適切に行い得る接着剤の塗布装置及び接着剤の塗布方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステージに載置された基板と接着剤を吐出するノズル先端との水平面内での相対移動により、前記ノズルから吐出した接着剤を前記基板面に予め設定した塗布パターンにて塗布する接着剤の塗布装置において、前記ステージ上方にて前記ノズルを搭載した塗布ヘッドを鉛直軸方向に移動させる、鉛直軸移動機構と、前記塗布ヘッドに搭載され、前記塗布作業の開始に先立ち、前記ステージの上面または前記ステージに設けられた治具の上面までの距離と前記ステージに載置された前記基板の上面までの距離とを測定するように構成され距離計と、この距離計による測定データと当該測定データの測定時における前記塗布ヘッドの高さ位置とに基づき、前記基板の厚さを求め、その厚さを基準値と比較し、その比較結果より前記基板が今回塗布対象の基板か否かを判定し、その判定結果に応じて以後の塗布動作を制御する制御器と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、ステージに載置された基板と接着剤を吐出するノズル先端との水平面内での相対移動により、前記ノズルから吐出した接着剤を前記基板面に予め設定した塗布パターンにて塗布する接着剤の塗布方法において、塗布作業に先立ち、前記ステージ上方に設けられた距離計にて前記ステージの上面またはステージに設けられた治具の上面までの距離を測定する第１の工程と、前記距離計にて前記ステージに載置された基板の上面までの距離を測定する第２の工程と、この第２の工程による距離測定データと前記第１の工程による距離測定データと、前記第１の工程ならびに前記第２の工程での当該距離測定データの測定時における前記塗布ヘッドの高さ位置とに基づき、前記基板の厚さを求める第３の工程と、この第３の工程で求めた基板の厚さを基準値と比較し、前記基板が今回塗布対象の基板か否かを判定する第４の工程と、この第４の工程で今回塗布対象の基板と判定された基板に対して、接着剤の塗布を開始する第５の工程と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
このように本発明においては、距離計による距離測定データに基づき、ステージに載置された基板の厚さを算出し、算出された基板の厚さの基準値との比較判定、あるいは算出された基板の厚さが予め設定された範囲内にあるか否かを判定するので、塗布対象以外の基板に対する無駄な塗布作業を回避して、適切な接着剤塗布を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による接着剤の塗布装置及び接着剤の塗布方法の一実施の形態を図１ないし図４を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明を適用してなる接着剤の塗布装置の一実施の形態を示した構成図である。
【００１５】
すなわち、ガラス製の基板１を載置するステージ２上方には、接着剤を充填した収納筒３及び距離計４を搭載した塗布ヘッド５が配置されている。
【００１６】
そして、収納筒３の下端には、接着剤を吐出するノズル１２が設けられている。
【００１７】
ここで距離計４は、従来と同様、ノズル１２を用いた基板１への接着剤塗布動作時においては、基板１面までの距離を測定し、その測定データのフィードバック制御により、ノズル１２先端と基板１面との間隔が一定に保持されるように制御される。
【００１８】
塗布ヘッド５は、鉛直軸（Ｚ軸）移動機構６によって鉛直軸（Ｚ軸）方向に移動自在に組み込まれるとともに、鉛直軸移動機構６自体はＸ軸ガイドレール７に沿いＸ軸方向に移動調整可能に構成されている。
【００１９】
これにより、ノズル１２は基板１に対して接離動可能とされるとともに、鉛直軸移動機構６を構成する駆動源なる不図示のサーボモータには不図示のエンコーダが接続されていて、このエンコーダの出力値が制御器８に入力されることで、塗布ヘッド５の高さ位置が制御器８にて認識されるようになっている。
【００２０】
基板１を搭載したステージ２は、制御器８により駆動制御されるＸ−Ｙ−θ移動機構９に搭載されているので、制御器８による接着剤の吐出量及びノズル１２先端高さ制御とともに、水平面内でのノズル１２と基板１との間の相対移動により、ノズル１２先端から吐出した接着剤が予め設定された塗布パターンを描画するように調整制御される。
【００２１】
制御器８には、ＣＰＵからなる演算処理部に加えて、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリが内蔵されており、基板の種類に応じた基板厚さ（ｄ）のデータが、予めテーブル化されて、ＲＯＭ等のメモリに記憶されているとともに、距離計４による距離測定データは、例えばＲＡＭ等のメモリに記憶される。また、制御器８にはディスプレイ１０及びキーボード１１が接続され、作業員が適宜、今回の塗布対象となる基板のデータや塗布パターンの選択操作等を行うことができる。
【００２２】
そこで、基板１がステージ２上に搬送供給された後、一連の塗布作業を開始するのに先立ち、制御器８は、Ｘ−Ｙ−θ移動機構９によりステージ２を移動させ、塗布ヘッド５をステージ２上で基板１が存在しない部分の上方に位置付け、ここで距離計４は、任意の高さ位置で、図２に示すように予めステージ２までの距離Ｌ１を測定し、その測定データを図１に示す制御器８に供給する。
【００２３】
また、この距離Ｌ１の測定時における塗布ヘッド５の高さ位置が、先に述べた鉛直軸移動機構６を構成する不図示のエンコーダからの出力値により、制御器８においてＺ１と認識され、この高さ位置情報Ｚ１は、先の測定データ（Ｌ１）とともに、制御器８に内蔵されるＲＡＭなどのメモリに記憶される。
【００２４】
なお、この実施の形態の距離計４はレーザ光を使用した光学的な距離計を採用しており、制御器８は、ステージ２の上面の高さ位置（Ｈ）までの距離測定時では、ノズル１２先端がステージ２に衝突するのを回避し、かつステージ２との間の間隔が、距離計４が距離測定可能な範囲での比較的高い高さ位置に位置させる。
【００２５】
次に、制御器８は、Ｘ−Ｙ−θ移動機構９によりステージ２を移動させて、この塗布ヘッドを、供給された基板１上方に対向させた後、図３に示すように、距離計４（並びに収納筒３、すなわち塗布ヘッド５）を待機高さ位置から、基板１上での塗布開始に際し、ノズル高さを調整するために予め設定した間隔（Δｈ）だけ高い位置に到達するよう下降させる。
【００２６】
なお、この時点では、基板１の高さ位置は未知であるから、制御器８は、ノズル１２先端とステージ面との間の間隔（ｈ）が、載置される基板１の予想される最大の基板厚さ（Ｄ）よりも大となるようにして塗布ヘッド５を位置付ける。
【００２７】
そこで、図３に示した位置状態で、距離計４は、位置決めされた基板１の上面までの距離Ｌ２を測定し、その測定データを制御器８に供給する。
【００２８】
また、この距離Ｌ２の測定時における塗布ヘッド５の高さ位置が、先に述べた鉛直軸移動機構６を構成する不図示のエンコーダからの出力値により、制御器８においてＺ２と認識され、この高さ位置情報Ｚ２は、先の測定データ（Ｌ２）とともに、制御器８に内蔵されるＲＡＭ等のメモリに記憶される。
【００２９】
そこで、制御器８は、メモリに記憶された高さ位置情報Ｚ１とＺ２との差Ｚａと、距離計４による距離測定データＬ１とＬ２との差Ｌａをそれぞれ求め、さらにＺａとＬａとの差を求める。つまり、この演算により求められた値は、基板厚さ（ｄ）ということになる。なお、当然ながら、Ｚ１＝Ｚ２に設定すれば、Ｌａがそのまま基板１の厚さとなり、またＬ１＝Ｌ２となるように設定すれば、Ｚａがそのまま基板１の厚さ（ｄ）となる。そこで制御器８は、演算によって算出した基板厚さ（ｄ）と、作業員のキーボードを用いた選択操作等によってメモリから呼び出された今回の塗布対象となる基板厚さ、すなわち基準値である基板における許容板厚範囲と比較し、当該基板１が、真に、今回の塗布対象の基板であるか否かを判定することができる。
【００３０】
従って、制御器８は、演算によって算出した基板厚さが塗布対象の基板の厚さに該当すると判定したとき、すなわち、今回の塗布対象となる基板の許容板厚範囲内のときには、直ちに塗布開始位置においてノズル高さを調整制御し、所定パターンを描くように制御し、反対に、基板厚さが異なり、当該塗布対象の基板に該当しないと判定したとき、すなわち許容板厚範囲外のときには、直ちに塗布動作の開始を停止し、報知器により報知する等により、誤って異種基板が混入した旨を作業員に知らせることができる。
【００３１】
このことから、この実施の形態によれば、基板１に対する不必要なあるいは誤った接着剤の塗布を未然に防ぐことができ、適正かつ効率的な接着剤塗布を行うことができる。
【００３２】
図４は、図１ないし図３に示した接着剤の塗布装置における塗布方法の手順（工程）を示したフローチャートである。この実施の形態の接着剤の塗布方法を図１ないし図３に示した構成、並びに図４に示したフローチャートを参照して説明する。なお、この実施の形態では、今回塗布対象とされている基板１の厚さの許容範囲が、予め制御器８のメモリに記憶されている。
【００３３】
そこでまず、制御器８は、ステージ２上に基板１が吸着保持されたか否かを確認する（ステップ４ａ）。これは例えば、ステージ２上面に設けた真空吸着孔が基板によって塞がれたか否かによる圧力変化に基づく。
【００３４】
次に、ステージ２上に基板１が吸着保持されたことが確認されたとき（ＹＥＳ）、制御器８は、Ｘ−Ｙ−θ移動機構９によりステージ２を移動させ、図２に示したように塗布ヘッド５をステージ２上で基板１が存在しない部分上方に対向付ける。そして距離計４を任意の高さ位置に位置付けた後、この位置にて距離計４によりステージ２までの距離Ｌ１を測定する。そして、測定された距離Ｌ１は、測定時における塗布ヘッド５の高さ位置情報Ｚ１とともに、制御器８に内蔵されるＲＡＭ等のメモリに記憶される（ステップ４ｂ）。
【００３５】
次に、制御器８は、Ｘ−Ｙ−θ移動機構９によりステージ２を移動させ、図３に示したように塗布ヘッド５を基板１上方に対向させる。そして、距離計４を任意の高さ位置に位置付けた後、この位置にて距離計４により基板１の上面までの距離Ｌ２を測定する。そして、測定された距離Ｌ２は、測定時における塗布ヘッド５の高さ位置情報Ｚ２とともに、制御器８に内蔵されるＲＡＭ等のメモリに記憶される（ステップ４ｃ）。
【００３６】
そこで、次に、制御器８は、測定データＬ１，Ｚ１，Ｌ２，Ｚ２から、基板１の厚さ（ｄ）を演算により算出する（ステップ４ｄ）。
【００３７】
次に、制御器８は、算出された基板の厚さ（ｄ）と、予め記憶させておいた塗布すべき基板の基準厚さ範囲と比較し、その算出した基板１の基板厚さｄが、予め設定され記憶された基準の厚さ範囲にあるか否かを比較して判定し（ステップ４ｅ）、それが設定された基準の厚さ範囲にある（ＹＥＳ）と判定されたとき、制御器８は、鉛直軸移動機構６等を駆動制御して、ノズル先端の位置決めを行い、塗布操作を開始するように制御する（ステップ４ｆ）。
【００３８】
従って、続くステップ４ｇにおいて、従来と同様、距離計４からの測定データに基づき、ノズル１２先端と基板１上面との間隔が一定に保たれるように制御されつつ、所定の接着剤塗布動作を実行し、終了する。
【００３９】
ステップ４ｅにおいて、算出した基板１の基板厚さｄが、予め設定され記憶された基準の厚さ範囲にない（ＮＯ）と判定されたとき、ステップ４ｈに移行し、塗布作業を停止させるとともに、塗布ヘッド５を待機位置まで上昇させ、次いで当該基板１を塗布工程から排除して、終了する。
【００４０】
以上説明のように、この実施の形態によれば、今回の塗布対象以外の基板１がステージ２に載置されたとしても、塗布作業の開始に先立ち、その基板１の厚さを検知し、塗布すべき対象の基板であるか否かを判定するので、不適切な基板１に対する塗布作業を回避することで、無駄な塗布作業を回避し得て、適切な接着剤塗布を実施することができる。
【００４１】
また、この実施の形態によれば、ステージ２に供給された基板１が今回の塗布対象の基板１であると判定された場合において、基板１までの距離測定ポイントを塗布開始点に設定することで、塗布対象の基板１か否かの判定後、直ちに距離計４の測定データに基づく接着剤塗布を開始できるので、基板１の厚さを求める動作に伴う塗布作業効率の低下を極力防止することができる。
【００４２】
さらに、この実施の形態によれば、基板１の厚さを距離計４を用いた非接触状態で求めることが可能なため、例えばノズル１２先端をステージ２上面や基板１の上面に当接させて測定する場合に比較して、ノズル１２先端の摩耗や汚損等が防止できるとともに、ステージ２や基板１への損傷なども防ぐことができる。
【００４３】
また、この実施の形態によれば、供給された基板１の厚さ測定に接着剤の塗布装置に通常備わっている距離計４を用いているため、基板１の厚さを測定するための特別な測定器具を設けた場合と比較すると、装置構成が複雑になることもない。
【００４４】
なお、上述した実施の形態においては、基板１の厚さを測定するタイミングとして、基板１がステージ２に供給された後としたが、基板１がステージ２に供給される前であっても構わない。
【００４５】
また、距離計４における測定点の数について言えば、上述した実施の形態では、ステージ２上面、基板１上面でそれぞれ１箇所としたが、これは複数箇所を測定ポイントとし、各平均値を採用するようにしても良い。
【００４６】
また、上述した実施の形態において、２枚目以降の基板に対しては、１枚目の測定データＬ１，Ｚ１をそのまま用いることで、ステージ２までの距離の測定は１枚目だけ行うようにしても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、ステージ２上面までの距離を距離計４を用いて測定するものであったが、ステージ２上面高さ位置はもともと設計上既知で製造上も誤差がないとすれば、この既知データを基板１の厚さ測定に用いても良い。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、基板１の厚さを求める上で、距離計４によるステージ２上面までの距離を測定したが、上下の面が水平の基準面を有し、そして厚さが既知の治具をステージ２上に載置し、上述した実施の形態と同様、距離計４にてこの治具までの距離を測定し、実施の形態と同様にＬ３，Ｚ３を求め、このＺ３と、ステージ２に供給された基板１に対して測定したＺ２との差Ｚｂ、そしてＬ３とＬ２との差Ｌｂをそれぞれ求め、さらにＺｂとＬｂとの差より治具の高さに対応する基板１の高さ差を求め、これより結果的に基板１の厚さを求めるようにしても良い。この場合、治具の高さを今回塗布対象とされる基板１の高さに一致させておけば、ＺｂとＬｂとの差が予め設定した許容範囲内にあるか否かを判定するだけで、供給された基板１が今回対象とされる基板１かどうかの判定を行うことができる。またこのような治具を用いることで、たとえステージ２の上面の面状態が粗かったとしても、距離測定を正確に実施でき、その分、基板１の厚さ測定を高精度で行うことができ、結果的にステージ２上に供給された基板１が今回塗布対象の基板か否かの判定をより正確に行うことができる。
【００４９】
また、上述した実施の形態のように、距離計として接着剤の塗布装置が通常備えるものをそのまま使用することで、上述した効果を有するものであるが、接着剤の塗布装置が備えるステージ２に供給された基板１の厚さを測定する点から言えば、厚さ測定器を特別に設けるものであっても良く、この場合、レーザ光を用いた測定器のほかに、ラインセンサや超音波を用いた測定器などを採用することができる。
【００５０】
また、上述の実施の形態では、塗布ヘッド５を鉛直方向にだけ移動可能とし、ステージ２をＸ−Ｙ方向に移動させるものであったが、塗布ヘッド５とステージ２とは相対的に水平方向であるＸ−Ｙ方向に移動できれば良いので、ステージ２は固定配置とし、塗布ヘッド５の方をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させるようにしても良く、さらには塗布ヘッド５をＸ−Ｚ方向に移動可能とし、ステージ２をＹ方向に移動可能とするなど、それぞれ分担させるように構成しても良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の接着剤の塗布装置及び接着剤の塗布方法によれば、誤って、塗布対象以外の基板が、塗布工程に紛れ込んだとしても、接着剤の塗布作業の開始を中止させたりすることができるので、塗布工程の効率化が図られ、実用に際し得られる効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る接着剤の塗布装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１に示した装置で、ステージ２までの距離測定状態を示した要部拡大正面図である。
【図３】図１に示した装置で、基板１までの距離測定状態を示した要部拡大正面図である。
【図４】本発明に係る接着剤の塗布方法の一実施の形態を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１基板
２ステージ
３収納筒
４距離計
５塗布ヘッド
６鉛直軸（Ｚ軸）移動機構
７ガイドレール
８制御器
９Ｘ−Ｙ−θ移動機構
１２ノズル

Claims

ステージに載置された基板と接着剤を吐出するノズル先端との水平面内での相対移動により、前記ノズルから吐出した接着剤を前記基板面に予め設定した塗布パターンにて塗布する接着剤の塗布装置において、
前記ステージ上方にて前記ノズルを搭載した塗布ヘッドを鉛直軸方向に移動させる、鉛直軸移動機構と、
前記塗布ヘッドに搭載され、前記塗布作業の開始に先立ち、前記ステージの上面または前記ステージに設けられた治具の上面までの距離と前記ステージに載置された前記基板の上面までの距離とを測定するように構成され距離計と、
この距離計による測定データと当該測定データの測定時における前記塗布ヘッドの高さ位置とに基づき、前記基板の厚さを求め、その厚さを基準値と比較し、その比較結果より前記基板が今回塗布対象の基板か否かを判定し、その判定結果に応じて以後の塗布動作を制御する制御器と、
を備えたことを特徴とする接着剤の塗布装置。
前記制御器は、前記距離計により前記ステージに載置された前記基板の上面までの距離を測定するときに、前記距離計による前記基板までの測定ポイントを塗布開始点に設定することを特徴とする請求項１に記載の接着剤の塗布装置。
ステージに載置された基板と接着剤を吐出するノズル先端との水平面内での相対移動により、前記ノズルから吐出した接着剤を前記基板面に予め設定した塗布パターンにて塗布する接着剤の塗布方法において、
塗布作業に先立ち、前記ステージ上方に設けられた距離計にて前記ステージの上面またはステージに設けられた治具の上面までの距離を測定する第１の工程と、
前記距離計にて前記ステージに載置された基板の上面までの距離を測定する第２の工程と、
この第２の工程による距離測定データと前記第１の工程による距離測定データと、前記第１の工程ならびに前記第２の工程での当該距離測定データの測定時における前記塗布ヘッドの高さ位置とに基づき、前記基板の厚さを求める第３の工程と、
この第３の工程で求めた基板の厚さを基準値と比較し、前記基板が今回塗布対象の基板か否かを判定する第４の工程と、
この第４の工程で今回塗布対象の基板と判定された基板に対して、接着剤の塗布を開始する第５の工程と、
を具備することを特徴とする接着剤の塗布方法。
前記第２の工程は、前記距離計による前記基板までの測定ポイントを塗布開始点に設定したことを特徴とする請求項３に記載の接着剤の塗布方法。