JP4749758B2 - シーリング剤ディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は、シーリング剤ディスペンサに係り、より詳しくは、シーリング剤をより精度よく塗布可能なシーリング剤ディスペンサに関する。

一般に、液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、従来の陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）を用いた画像表示装置に比べて体積が小さくかつ軽量である。従って、近年では、液晶表示装置が陰極線管に代えてコンピュータ用モニターやＴＶなどに広く適用されつつある。

この種の液晶表示装置では、上基板と下基板との間に一定の空間を形成しており、前記空間には液晶が充填される。ここで、前記液晶表示装置が最適の状態で動作するためには、下基板と上基板とのセルギャップが一定に保持される必要がある。また、充填される液晶量が過度に多いか、または不足することを防止するべく、上基板と下基板とを貼り合わせるためのシーリング剤塗布の位置精度と塗布量の制御が必要である。なぜならば、前記セルギャップが一定でないか、または液晶量の過多或いは不足により液晶表示装置の画面全体にわたって表示むらといった不具合が生じるためである。

前記下基板と上基板との間に塗布されるシーリング剤は、前記セルギャップを一定に保持する役割を果たすのみならず、前記上基板と下基板とを貼り合わせる役割を果たす。

一方、シーリング剤を基板に塗布するシーリング剤ディスペンサは、前記基板が搭載されるステージとシーリング剤を吐き出すノズルが取り付けられたヘッドユニットとを含んでなる。

ここで、前記ノズルは、基板と相対運動をしながら前記基板に所定の形状のシーリング剤を塗布する。即ち、ノズルは、基板に対しＸ軸およびＹ軸に沿って相対運動をしながら基板上にシーリング剤を塗布する。当然のごとく、前記ノズルは、基板との高さが調節できるようにＺ軸に沿った運動も可能である。

図１は、従来のシーリング剤ディスペンサのヘッドユニットを示す図である。これを参照して、従来のシーリング剤ディスペンサのヘッドユニットについて説明する。
特開平９−３２３０５６号公報 特開２００３−１１７０号公報

前記シーリング剤ディスペンサのヘッドユニットは、シーリング剤を貯蔵するシリンジ２０と、前記シリンジ２０の下部に取り付けられ、前記シーリング剤５０を吐き出すノズル３２とを含んでなる。

前記シリンジ２０には、水平方向に沿って長い棒状のブラケット３０が取り付けられ、前記ブラケット３０の先端にノズル３２が設けられる。そして、ノズル３２と基板１０との間の垂直距離を測定する変位センサー４０が前記ノズル３２の近傍に設けられる。

前記変位センサー４０は、シーリング剤が充填されたシリンジ２０と所定の間隔Ｌを隔てて設けられる。ここで、前記シリンジ２０と変位センサー４０は、それぞれの体積により並列して設けざるを得ない。従って、シリンジと連通するノズルの位置と変位センサーの焦点が極力隣接するように設けるためには、シリンジとノズルとが“Ｌ”字状をなすように設ける必要がある。

変位センサー４０は、一般に、レーザーを用いる光学式の変位センサーが使われる。前記変位センサー４０の底面は“へ”字状を有し、前記底面の一方側には、レーザービーム４６を放出する発光部４２が備えられる。そして、前記底面の他方側には、レーザービーム４６を受光する受光部４４が備えられる。

ここで、前記発光部４２は、基板に向けてレーザービーム４６を放出し、前記受光部４４は、基板から反射されるレーザービームを受け入れることにより基板１０とノズル３２との距離を測定する。

従って、シーリング剤５０が塗布される基板１０上に屈曲などが存在すれば、前記レーザービーム４６の経路が変わり、前記変位センサーは、前記受光部に受光されるレーザービームを測定し、その測定値を制御部へ送る。

しかしながら、前記のような従来のシーリング剤ディスペンサでは、次のような問題があった。

第一に、従来のシーリング剤ディスペンサのノズルとシリンジが所定の間隔離れた位置に設けられることにより、前記シーリング剤の流動経路が“Ｌ”字状に曲がった形態をとる。即ち、従来のシーリング剤ディスペンサでは、変位センサーとシリンジが所定の間隔を有しながら別体としてヘッドユニットに取り付けられることにより、“Ｌ”字状のシーリング剤流動経路が生じざるを得なかった。

従って、従来のシーリング剤ディスペンサでは、シーリング剤の吐出に必要な圧力が高くなり、この結果、粘度の大きいシーリング剤の使用が制限されるという問題がある。

第二に、従来のシーリング剤ディスペンサでは、前記ブラケットの下部にノズルが設けられることにより、シーリング剤が基板上に吐き出される位置と基板上におけるレーザーが反射される測定点との間の距離が遠くなる。従って、変位センサーは、シーリング剤が実際に吐き出される箇所における基板とノズルとの間の垂直距離を精度よく測定することができなかった。

第三に、従来のシーリング剤ディスペンサでは、シーリング剤の流動経路が“Ｌ”字状をなすことにより、吐き出されるシーリング剤の応答速度が遅くなり、吐出開始点や吐出終了点が不正確であるという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、前記シーリング剤を吐き出すための吐出圧力が下げられるシーリング剤ディスペンサを提供することにある。

本発明の他の目的は、シーリング剤がより精度よく塗布できるシーリング剤ディスペンサを提供することにある。

本発明のまた他の目的は、吐き出されるシーリング剤の応答速度を速くすることによりシーリング剤の吐出位置および吐出量が精度よく制御できるシーリング剤ディスペンサを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るシーリング剤ディスペンサは、テーブル上に定着された基板の主面にシーリング剤を所定のパターンで塗布するシーリング剤ディスペンサにおいて、シーリング剤が充填されたシリンジと、前記シリンジの下端部にシリンジと同軸上に結合されて基板の主面にシーリング剤を吐き出させるノズルを備える塗布ヘッド部と、前記塗布ヘッド部の下部に前記シリンジの下部を挟んで同一線上に設けられ、基板に向けてレーザーを出力する発光部と前記基板で反射される光を受信する受光部とで構成されて、基板とノズルとの間の高さを計測するレーザー変位センサーと、前記レーザー変位センサーによって計測された基板とノズルとの間の高さによって前記シリンジを所定量昇降させる昇降部と、を含んで構成され、前記レーザー変位センサーの発光部と受光部は一体型をなして、前記発光部と受光部との間にシリンジの下部が結合される取付孔が形成されて、前記取付孔に前記シリンジの下部が結合されることを特徴とする。

前記レーザー変位センサーの発光部から出力された距離測定用の光が基板に反射される地点は、基板上にシーリング剤が塗布される地点から塗布されるシーリング剤によって距離測定用の光が干渉されない最小距離ほど離隔されることを特徴とする。

前記シリンジの装着位置を確認するために、前記変位センサーからレーザーが基板表面に反射される測定点とノズルが位置する地点と間の距離を測定するビジョンカメラと、前記測定された距離値による制御信号によって、前記シリンジの結合位置を調整することで前記ノズルの水平位置を調整する調整部と、をさらに含んで構成されることを特徴とする。

前記ビジョンカメラは、基板に対して前記ノズルの反対側に位置することを特徴とする。

以上で説明したような本発明に係るシーリング剤ディスペンサによれば、第一に、シリンジとノズルとが実質的に同じ中心軸を有することによりシーリング剤の流動経路が一直線になり、この結果、前記シーリング剤の吐出に要される圧力が下げられるという効果を奏する。また、前記圧力の低下により高い粘性を有するシーリング剤を使用することができ、より様々なシーリング剤を使用することができるという効果を奏する。

第二に、基板上におけるレーザービームが反射される測定点とシーリング剤が塗布される箇所との間隔を最小化することによりシーリング剤をより精度よく塗布することができるという効果を奏する。

第三に、吐き出されるシーリング剤の流動経路が一直線になることにより吐き出されるシーリング剤の速い応答速度が得られ、より精度よいシーリング剤の塗布量を基板上の適所に塗布することができる。特に、吐出開始点と吐出終了点が明確に設定でき、不良率が下げられるという効果を奏する。

第四に、シリンジを取り替える場合に際し、ノズルと変位センサーとの距離が設定された許容範囲内に含まれるようにすることでシーリング剤の塗布をより精度よく制御することができ、作業時間を短縮することができるという効果を奏する。

以下、本発明に係るシーリング剤ディスペンサの好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明に係るシーリング剤ディスペンサの要部を示す正面図であり、図３は、図２中のＡ方向から見た要部側面図である。そして、図４は、本発明に係る測位センサーで撮像した測定点とノズルの位置を示す図である。

図２乃至図４に基づき、本発明に係るシーリング剤ディスペンサについて具体的に説明する。

前記シーリング剤ディスペンサは、ステージに搭載された基板と相対移動しながらシーリング剤を吐き出すノズル１３０と、前記シーリング剤が貯蔵され、前記ノズルに取り付けられるシリンジ１２０と、前記シリンジ下部の外周に設けられ、前記基板の主面と前記ノズルの吐出口との間の垂直距離を測定する変位センサー１４０と、を含んでなる。

シーリング剤が貯蔵されるシリンジ１２０は、下部にいくにつれて内径が小さくなる円錐状を有し、基板面に対し垂直に設けられる。そして、前記シリンジの一方側の先端にはノズル１３０が取り付けられ、前記ノズルの吐出口は、前記シリンジ１２０と実質的に同じ中心軸を有するように設けられる。

即ち、前記シリンジ１２０に貯蔵されているシーリング剤１５０は、一直線の流動経路を有しながら前記ノズルから吐き出される。これにより、シーリング剤の塗布量を制御する制御器の正圧および負圧信号によって応答するシーリング剤の応答速度が速くなることにより、シーリング剤を基板上の適所に塗布することができる。特に、吐出開始点と吐出終了点が明確に設定でき、不良率が下げられるようになる。

一方、変位センサー１４０は、基板に向けてレーザービームを放出する発光部１４２と、前記基板から反射されるレーザービームを受け入れる受光部１４４と、前記受光部および発光部を支えるセンサー支持部１４５とを含んでなる。

前記センサー支持部１４５は、前記発光部と受光部の上部に設けられ、前記シリンジ１２０の下部を取り囲んでいる。そして、前記センサー支持部１４５は、ノズルが挿通する取付穴１４８を備え、前記取付穴１４８は、前記受光部と発光部との間に位置する。即ち、前記取付穴１４８を挿通したノズル１３０は、前記受光部１４４と発光部１４２との間に位置する。

当然のごとく、前記センサー支持部には別の取付穴を備えず、受光部を支える第１センサー支持部と発光部を支える第２センサー支持部を別体として備えてもよい。即ち、シリンジ下部の外周に受光部と発光部とが別体として設けられ、それらの間にノズルが取り付けられたシリンジの下部が配されてもよい。

これだけでなく、本発明は、前記変位センサーから放出されるレーザービームの焦点とノズルおよびシリンジが同一軸上に直列に配されるヘッドユニットの配設構造のいずれをも含む。

また、図３に示すように、前記変位センサーの発光部１４２および受光部１４４と前記シリンジ１２０は、基板の主面と平行な方向に沿って一直線上に設けられる。即ち、図２中のＡ方向から変位センサー１４０とシリンジ１２０を見れば、シリンジの中心を基準にして前記変位センサー１４０は、対称をなして設けられる。

ここで、前記変位センサー１４０の発光部１４２と受光部１４４とは一体型をなすことが好ましい。しかし、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、変位センサーの受光部と発光部とが別体として備えられ、前記受光部と発光部との間にノズルが配されることも可能である。

前記変位センサー１４０は、シーリング剤１５０が塗布される基板１１０とノズル１３０との間の垂直距離を測定する。具体的に、前記変位センサーの発光部１４２は、基板に向けてレーザービームを放出し、受光部１４４は、基板から反射されるレーザービームを受け入れることにより基板１１０とノズル１３０との間の垂直距離を測定する。

仮に、前記基板１１０の屈曲により基板とノズルとの間の垂直距離が変われば、レーザービームが反射される箇所の高さが変わるようになる。従って、変位センサー１４０の受光部１４４に受光されるレーザービームの位置と位相などが変わり、これに基づいて変位センサーが前記ノズル１３０と基板との間の垂直距離を測定するようになる。

そして、変位センサー１４０で測定されたノズル１３０と基板１１０との間の垂直距離は、制御部（図示せず）に送られ、前記制御部（図示せず）では、前記垂直距離が一定の値を有し得るようにノズル１３０と基板１１０を相対移動させる。前記基板とノズルを移動させる駆動手段（図示せず）としては、リニアモーターやサーボモータなどが使用される。

一方、図２に示すように、レーザービーム１４６の基板１１０上における反射される測定点１１２の位置は、前記シーリング剤１５０が塗布される箇所と所定の間隔を有する。仮に、前記測定点１１２の位置と前記シーリング剤１５０が塗布される箇所の位置とが同じであれば、前記変位センサー１４０の距離測定が基板１１０に塗布されるシーリング剤１５０により干渉されるようになる。従って、前記測定点１１２とノズル１３０は、レーザービームが前記シーリング剤により干渉されない最小距離を保持することが好ましい。また、前記測定点１１２は、シーリング剤が塗布される方向に沿って前記ノズルの前端に位置することが好ましい。

しかし、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、前記測定点とシーリング剤が塗布される箇所が所定の許容範囲内に位置するときも可能である。また、本発明は、前記測定点がシーリング剤の塗布される方向に沿ってノズルの近傍に位置するすべでの場合を含む。

一方、基板１１０の下部には、変位センサー１４０から放出されるレーザービームの基板上における反射される測定点とノズル１３０との間の水平距離を測定する測位センサー１７０が設けられる。即ち、前記測位センサー１７０は、基板を中心に前記ノズル１３０の反対側に設けられる。

前記測位センサー１７０としては、カメラを使用することが好ましいが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記ノズルと測定点の位置が測定できるセンサーであればいずれも使用可能である。

図４に示すように、測位センサーを使用して撮像した画面１７５には、ノズル１３０と測定点１１２の位置がディスプレイされる。

シーリング剤１５０が塗布される基板１１０が透明なガラスであるため、変位センサー１４０の測定点１１２とノズル１３０が前記基板１１０に投影される。従って、前記測位センサー１７０は、ノズル１３０が基板１１０上に投影される位置をシーリング剤１５０が塗布される箇所とみなし、前記変位センサー１４０の測定点１１２とノズル１３０との間の距離ｄを測定する。

そして、前記測定点１１２とノズル１３０との間の距離が設定された許容範囲を超えるとき、ヘッドユニットに取り付けられた調整部１６０を用いてノズルが取り付けられたシリンジの位置を調整すればよい。

前記調整部は、シリンジに取り付けられ、前記シリンジの取付位置を微調整する役割を果たす。前記調整部１６０は、前記シリンジ１２０の取付位置および角度が調整できるようにモーターなどを含んでなる。

当然のごとく、前記ノズルが停止した状態で基板を支えるステージ（図示せず）を駆動してノズルと基板との間の水平距離を調整することも可能である。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の思想を逸脱することなく種々の変形が可能であり、かかる変形は本発明の範囲に属する。

従来技術に係るシーリング剤ディスペンサのヘッドユニットを示す斜視図である。 本発明に係るシーリング剤ディスペンサの要部を示す正面図である。 図２中のＡ方向から見た要部側面図である。 本発明に係る測位センサーで撮像した測定点とノズルの位置を示す図である。

符号の説明

１１０ 基板
１２０ シリンジ
１４０ 変位センサー
１４２ 発光部
１４４ 受光部
１４５ センサー支持部
１４８ 取付穴
１６０ 調整部
１７０ 測位センサー

Claims (3)

1. テーブル上に定着された基板の主面にシーリング剤を所定のパターンで塗布するシーリング剤ディスペンサにおいて、
   シーリング剤が充填されたシリンジと、前記シリンジの下端部にシリンジと同軸上に結合されて基板の主面にシーリング剤を吐出するノズルを備えた塗布ヘッド部と、
   前記塗布ヘッド部の下部の縮径部分に前記シリンジを挟んで同一線上に設けて、基板に向けてレーザを出力する発光部と前記基板に反射された光を受信する受光部とで構成されて、基板とノズルとの間の高さを計測するレーザ変位センサーと、
   前記レーザ変位センサーによって計測された基板とノズルとの間の高さによって、前記シリンジを所定量昇降させる昇降部と、を備えて構成され、
   前記レーザ変位センサーの発光部と受光部は、一体型からなり、前記発光部と受光部との間にシリンジの下部が結合される取付穴が形成されて、前記取付穴に前記シリンジの下部が結合されることを特徴とするシーリング剤ディスペンサ。
2. 前記レーザ変位センサーの発光部から出力されて距離測定用の光が基板に反射される地点が、基板上にシーリング剤が塗布される地点で塗布されるシーリング剤によって距離測定用の光が干渉されない最小距離ほど離隔されることを特徴とする請求項１に記載のシーリング剤ディスペンサ。
3. 前記シリンジの装着位置を確認するため、前記変位センサーからレーザが基板表面に反射される測定点とノズルが位置する地点との距離を測定するビジョンカメラと、
   前記測定された距離値による制御信号によって、前記シリンジの結合位置を調整して前記ノズルの水平位置を調整する調整部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のシーリング剤ディスペンサ。

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