JP4764470B2

JP4764470B2 - 塗布装置

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Publication number: JP4764470B2
Application number: JP2008287927A
Authority: JP
Inventors: 良一高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-11-10
Also published as: US20100116200A1; JP2010110737A; US8307779B2

Description

本発明は、ワークの所定部位にペースト材等の導電液体を塗布する塗布装置に関する。

ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイの製造において、液晶パネルを構成する２枚の液晶基板間を電気的に接続するための導電性のペースト材を塗布する塗布装置が用いられる。

図１０に示す塗布装置１００は、例えば、ベース部１２１と、ベース部１２１に昇降可能に支持されペースト材Ｓを保持する容器部１２２と、容器部１２２内に圧縮空気を供給して容器の先端に設けられた吐出部１２３ａからペースト材Ｓを吐出させる加圧装置１２５と、ワークを移動可能に保持するワーク支持部１２７と、ワーク交換時等に基板を上昇させてワーク支持部１２７から離間させる突上機構１２８と、各部の動作を制御する制御部１３０と、を備えて構成され、ベース部１２１は接地されている。

この塗布装置１００は、基板上の所要の位置（被塗布部位）の真上に吐出部１２３ａが位置するように，ワーク支持部１２７をＸ軸およびＹ軸の２軸方向に移動させて位置決めを行う。

被塗布部位は、例えば基板１１２上に形成される電気回路１１２ａとなる。吐出部１２３ａと基板１１２が対向した状態で、容器部１２２を下降移動させ、吐出部１２３ａと基板１１２との間隔が所要の値になるように設定する。

この状態で、加圧装置１２５から圧縮空気を容器部１２２に供給することで，ペースト材Ｓを吐出部１２３ａから吐出させる。以上の動作により１回の塗布動作が完了する。

所定の位置への塗布が終了したら容器部１２２を上昇させ，次の被塗布部位に基板１１２を移動させ、上記工程を繰り返すことにより複数個所への塗布動作を行う。（例えば、特許文献１参照）。

一枚の基板１１２に対して必要な塗布動作が終了すると、突上機構１２８を動作させて基板１１２をワーク支持部１２７から上昇させて、別の基板と交換し、新しい塗布対象としての基板に上記と同様の動作を行う。以上の動作を繰り返し、複数の基板１１２に対して塗布動作がなされる。
特開２００６−１５３９７１号公報

しかしながら、上記技術は以下のような問題がある。すなわち、塗布動作を繰り返す度に吐出部またはペースト材と基板または電気回路とが互いに接触及び離間を繰り返す。この接触と離間の動作によって、電荷が移動する。ベース部は接地されているため、塗布動作の度に電荷が供給される。したがって、複数回の塗布動作の繰り返しによって帯電するという問題がある。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、塗布動作による帯電を防ぐことが可能な塗布装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る塗布装置は、内部に導電性の導電液体を保持し、前記導電液体を吐出する吐出部を有する容器部と、前記容器部を支持する容器支持部と、前記吐出部に対向してワークを支持するワーク支持部と、前記容器支持部を支持するとともに接地されるベース部と、前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記ベース部と前記吐出部とを絶縁する絶縁部と、を備え、前記吐出部は、前記ワークに対して、相対的に、接近及び離間するように移動可能に構成され、前記ワークに対して相対的に接近して、前記導電液体と接触した状態で、前記ワーク上に前記導電液体を塗布し、前記ワーク上に前記導電液体を塗布した後、前記ワーク上の前記導電液体から相対的に離間し、かつ前記塗布と前記離間を繰り返すことを特徴とする。

本発明の他の一態様に係る塗布装置は、内部に導電性のペースト材を保持する容器部と、前記容器部を支持する容器支持部と、前記容器部における前記ペースト材の吐出部に対向してワークを支持するワーク支持部と、前記容器支持部を支持するとともに接地されるベース部と、前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記ベース部と前記吐出部とを絶縁する絶縁部と、前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記吐出部への電荷の供給状態を切り替える切替手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、塗布動作による帯電を防ぐことが可能となる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態にかかる塗布装置としてのペースト塗布装置１０ついて、図１及び図２を参照して説明する。なお、各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。図１は、第１実施形態にかかるペースト塗布装置１０の構成を示す説明図であり、図２は、フラットパネルディスプレイ１１の断面図である。

ペースト塗布装置１０は、例えばＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ１１の製造において、２枚の基板１２の電気回路を電気的に接続するための導電液体としてのペースト材Ｓを塗布する。

ペースト塗布装置１０は、ベース部２１と、ペースト材Ｓを保持する容器部２２を有するディスペンサ２４と、容器部２２に接続された圧力付与手段としての加圧装置２５と、このディスペンサ２４をベース部２１に支持する容器支持部２６と、ディスペンサ２４の吐出部２３ａに対向するようにワークとしての基板を支持するワーク支持部２７と、ワークの交換時等にワークをワーク支持部２７から上昇させる突上機構２８と、各部の動作を制御する制御部３０と、を備えて構成されている。ベース部２１は接地されている。

ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ１１は例えば図２に示すように、２枚の基板１２の間に液晶１３が封入され、シール剤１４によって封止されて構成される。ワークとしての基板１２上には電気回路１２ａが形成され、この電気回路１２ａ同士がペースト材Ｓにより接続されている。すなわち、ペースト材Ｓの被塗布部位は電気回路１２ａ上の導体部位に設定される。

ワーク支持部２７は金属材料からなる矩形の板状に構成されたステージ部２７ａと、このステージ部２７ａをベース部２１に対してＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能及び位置決め可能に支持する位置決め機構２７ｂ、２７ｃとを備える。

ディスペンサ２４は、ペースト材Ｓを保持する容器部２２と、この容器部２２の先端に設けられるノズル部２３とを備えて構成されている。

容器部２２は樹脂等の絶縁材料から筒状に構成され、その先端側の径が細く構成されている。容器部２２は、先端側を下方に向けた状態で容器支持部２６に取付けられる。容器部２２の内部には、ペースト状の接着剤である導電性のペースト材Ｓが貯溜される。

容器部２２の上端は開口され、この開口に加圧装置２５と連通する連通管２９を接続するための接続口体２２ａが取付けられる。この接続口体２２ａは絶縁性の樹脂材料で構成されている。

容器部２２の内部に貯留されるペースト材Ｓは有機溶剤と銀粒子を含む導電性の接着剤で構成されている。

ノズル部２３は、ＳＵＳ等の金属材料で構成され、先端に設けられた吐出部２３ａと、この吐出部２３ａから容器部２２の内部に連通する吐出孔２３ｂを備えている。容器部２２に圧縮空気が供給されると、この吐出孔２３ｂを通って吐出部２３ａからペースト材Ｓを吐出する。

加圧装置２５は、いわゆるコンプレッサであって、ディスペンサ２４内のペースト材Ｓに圧力を付与してノズル部２３から流出させる作用をなす。

容器支持部２６は、ベース部２１に設けられディスペンサ２４を支持し、その姿勢を変えずにＺ軸に沿う上下方向に昇降駆動する、いわゆるエレベータ装置である。容器支持部２６は制御部３０に電気的に接続され、ディスペンサ２４に対する位置制御によりノズル部２３の吐出部２３ａと被塗布面との間隔を位置決めする。

ディスペンサ２４は金属材からなる支持金具３１によって容器支持部２６に取付けられている。

支持金具３１と容器支持部２６との間には絶縁材料からなる絶縁部３２が設けられ、支持金具３１、及びディスペンサ２４と容器支持部２６とが電気的に絶縁されている。絶縁部３２は、たとえば樹脂のプレート部材であり、ディスペンサ２４に電位が供給されるのを防ぐ。

突上機構２８は、ワーク支持部２７に設けられ、金属から成るピン部材２８ａと、このピン部材を基板に対して昇降させる昇降機構２８ｂとを備えて構成されている。たとえば、一枚の基板１２に対して所定の複数箇所に塗布動作がなされた後、他の基板に交換する際に、ピン部材２８ａが上昇し、基板１２がワーク支持部２７から離間する。

連通管２９は、絶縁性の樹脂材料で構成され、この連通管２９によって加圧装置２５とディスペンサ２４とが電気的に絶縁されている。

なお、加圧装置２５とディスペンサ２４とを連通する連通管２９の中途部に電磁開閉弁２９ａが設けられていて、制御部３０からの信号によって開閉制御されるようになっている。

電位検出手段としての電位計測器３３は、ワーク支持部２７の上方に設けられ、突上機構２８によって基板１２が上昇した際に、基板１２の電位を測定する。

以下、ペースト塗布装置１０での被塗布面に対するペースト材Ｓの塗布動作について図３乃至図５を参照して説明する。ここではペースト材Ｓを基板１２上に多数塗布する場合を述べる。

はじめに、容器支持部２６を駆動して、ノズル部２３とともにディスペンサ２４を降下させ、ノズル部２３と被塗布面との間隔が所定距離Ｈになるよう位置決めする。

被塗布面とノズル部２３の先端が対向するように位置決めされた状態で、加圧装置２５からディスペンサ２４内に圧縮空気を供給する。ディスペンサ２４内のペースト材Ｓは流出圧力を受けて押し出され、かつノズル部２３の吐出孔２３ｂを通って吐出部２３ａから被塗布面に供給される。

このとき、ノズル部２３の吐出部２３ａの下面と被塗布面とに間隔Ｈが形成されているところから、ペースト材Ｓはこの間隔Ｈに沿って被塗布面上を水平に広がりながら供給される。

所定量のペースト材Ｓａが供給されたところで、電磁開閉弁２９ａを閉成して圧縮空気の流通を遮断し、ペースト材Ｓの吐出を停止する。容器支持部２６はノズル部２３とともにディスペンサ２４を上昇駆動する。

被塗布面にはノズル部２３の吐出部２３ａから吐出されたペースト材Ｓａが残る。ノズル部２３の形状に沿って、ペースト材Ｓａは被塗布面に塗布される。

図３に示すように、１回目の塗布動作において、ペースト材Ｓと金属性のノズル部２３の接触と離間により、ノズル部２３と導電ペースト材Ｓはマイナス電荷不足状態となる。

ここで、容器部２２は絶縁材からなるとともに絶縁部３２が配置されていることにより接地されたベース部２１から絶縁されているため，さらなる電荷の供給は成されない。

したがって、図４に示すように２回目以降基板に導電ペースト材Ｓを塗布する際のマイナス電荷の供給はない。すなわち、１回目の塗布動作により、マイナス電荷は不足しているので、二回目以降の塗布動作においては、マイナス電荷の基板１２への移動は少なく、あるいは移動しない。以上の作用により、基板１２の帯電を防止できる。なお、電位の符号はプラスとマイナスの２通りあるが，今回の例ではマイナス電位であるとして説明する。

１つの基板１２をワーク支持部２７に保持したまま上記の塗布動作を複数回、例えば５００回、繰り返すことにより、導電ペースト材Ｓを所定の複数箇所、例えば５００箇所、に塗布する。

ついで、所定の部位に塗布動作が完了すると、図５に示すように突上機構２８が動作し、基板１２を上昇させ、ワーク支持部２７から離間させる。このとき、上方に配置された電位計測器３３により、電位が測定される。

比較例として、図１０で示したペースト塗布装置１００における帯電の現象を、図１１を参照して説明する。

図１０に示すペースト塗布装置１００は、例えば、ベース部１２１と、ベース部に昇降可能に支持されペースト材Ｓを保持する容器部１２２と、容器部１２２内に圧縮空気を供給して容器の先端に設けられた吐出部１２３ａからペースト材Ｓを吐出させる加圧装置１２５と、ワークを移動可能に保持するワーク支持部１２７と、ワーク交換時等に基板を上昇させてワーク支持部１２７から離間させる突上機構１２８と、各部の動作を制御する制御部１３０と、を備えて構成され、ベース部１２１は接地されている。

このペースト塗布装置１００における静電気の発生メカニズムを説明する。図１１に示すように、塗布動作の前の状態において、ノズル部１２３と導電ペースト材Ｓはベース部１２１に対して絶縁されていない。このため、電位はゼロで、プラス電荷とマイナス電荷は中和している。

ノズル部１２３と導電ペースト材Ｓが基板に接触し、剥離することで、ノズル部１２３の吐出部１２３ａと導電ペースト材Ｓのマイナス電荷が基板側に移動する。

容器部２２の上昇によって基板１１２から吐出部１２３ａが剥離した後，ノズル部１２３と導電ペースト材Ｓは接地されているので，不足したマイナス電荷は無尽蔵に供給される。このため、電荷は中和し電位はゼロになる。

導電ペースト材Ｓの塗布毎に，上記現象が発生するので，塗布の点数と帯電量（基板の電位）は比例関係となる。

図５に示すように、ワーク支持部１２７は金属で作られており、基板１１２はマイナスに帯電しているため，ワーク支持部１２７にはプラスの電荷が集まる。基板１１２は接地されているためプラスの電荷は無尽蔵に供給され，プラスの電荷とマイナスの電荷は釣合っている。なお、電位計測器１３３は電荷を測定するため，プラス電荷とマイナス電荷が相殺され，基板の電位は観測されない。

基板１１２上の多くの箇所にペースト材Ｓを塗布した後，突上機構１２８で基板を持ち上げ，基板１１２とワーク支持部２７を剥離すると，静電気計と基板は接近する。静電気計は基板のマイナス電荷による電位を観測することになる。この結果，突上げピンで基板とワーク支持部２７を剥離したときに、数千ボルトの電位が電位計測器１３３によって観測される。なお、電位の符号はプラスとマイナスの２通りあるが，今回の例ではマイナス電位であるとして説明する。

本実施形態は以下に掲げる効果を奏する。ノズル部２３，ディスペンサ２４，支持金具３１を，ベース部２１と絶縁することで，接地による電荷供給を遮断することができる。したがって、塗布動作を繰り返しにおいて、吐出部２３ａまたはペースト材Ｓと基板１２または電気回路１２ａとが互いに接触と離間を繰り返す場合に、電荷の供給を遮断することにより、帯電の現象が繰返されることを防止できる。すなわち、２回目以降の接触と離間の繰り返しにおいては電荷が供給されないため、帯電が行われず、基板の帯電の蓄積を阻止することが可能となる。なお、一回目の塗布動作において、基板１２は帯電する場合があるが、基板一枚に数百点あるいは１０００点塗布し，塗布点数と帯電電位が比例することを考えると、一回分の帯電は無視できる程小さい。

さらに本実施形態においては、容器部２２、接続口体２２ａ及び連通管２９を絶縁性の樹脂材料で構成することにより、ディスペンサ２４を確実に絶縁することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係るペースト塗布装置１０について図６を参照して説明する。また、各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。なお、ノズル部２２３の先端形状が傾斜している点以外については上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態にかかるペースト塗布装置１０は、ノズル部２２３は、その先端が斜めに傾斜しており、先端が先鋭に構成されている。このペースト塗布装置１０においては、図６に示すように、塗布動作の際にノズル部２２３先端の吐出部２２３ａ一部が基板１２に接触する。この場合、ＳＵＳ製のノズル部２２３の先端と、基板１２の被塗布部位の電気回路１２ａの間で電位が発生する。

本実施形態においても、塗布動作における接触と離間の繰り返しで、電位が発生するが、絶縁部３２、絶縁性の連通管２９、及び絶縁性の容器部２２によって絶縁されているため、２回目以降の塗布動作において電荷が供給されないため、帯電を防止することが可能となり、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係るペースト塗布装置１０について図７及び図８を参照して説明する。各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。なお、電気回路を接続した点以外については上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態に係るペースト塗布装置１０においては、ベース部２１に設けられた支持金具３１には切替手段としての切替電気回路４１が接続され、支持金具３１へ接続される抵抗を切り替える機能を有している。

図８に示すように、切替電気回路４１は、開閉可能な接点を複数有し、複数の接点の他端側はそれぞれ抵抗器４２を介して接地され、可変抵抗器４３を介して接地され、あるいは直接接地されている。制御部３０により、接点のオンオフを切り替えることにより、抵抗器４２を介して接地する場合，可変抵抗器４３を介して接地する場合、及び直接接地する場合、との間で接続を切り替える。この結果、電荷の供給状態が切り替えられる。

なお、切り替え制御の例として，例えば一つの基板１２に対して一連（例えば１０００回）の塗布動作が終了し，次の基板に交換するワークの交換時を基準として切り替え、あるいは例えば打点回数を基準として、所定の回数の塗布動作が終了した際に切り替えることとしてもよい。

本実施形態においても上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、ディスペンサ２４に無限に電荷を供給することを防ぎ、帯電を防止することが出来る。さらに、本実施形態によれば、塗布動作の状況に応じて電荷の供給状態を切り替えることが可能となる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係るペースト塗布装置１０について図９を参照して説明する。各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。なお、電位計測器３３を接続し、測定した電位に基づいて切り替えを行う点以外については上記第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。

制御部３０は、電位計測器３３に接続され、この電位計測器３３によるディスペンサ２４の電位の測定結果に応じて接点のオンオフの切り替えが行われる。

例えば、電位計測器３３により、絶縁されているディスペンサ２４の電位を測定し，例えば測定された電位が予め設定された第１の基準値に達した場合に、抵抗器４２を介して接地され、別の第２の基準値に達した場合に可変抵抗器４３を介して接地され、上記基準値に達しない場合に直接接地するよう切り替えられる。

本実施形態においても上述した第３実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、ディスペンサ２４に無限に電荷を供給することを防ぎ、帯電を防止することが出来る。また、本実施形態によれば、ディスペンサ２４の電位に応じて電荷の供給状態を切り替えることにより、ディスペンサ２４の電位を適正な値に維持することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記実施形態においては連通管２９の全体を絶縁性の樹脂で構成した場合について説明したが、一部のみを絶縁材料から構成してもよい。すなわち、連通管が絶縁材料からなる絶縁性部を有する構成としてもよい。また、絶縁部３２は、容器支持部２６と支持金具３１の間に配置したが、この位置に限られるものではない。さらに、ディスペンサ２４の電位を測定する電位計測器３３と基板１２の電位計測器３３とは共通して用いたが、別の電位計測器を用いても良く、制御部３０において複数の制御を別々の制御装置で実行しても良い。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１実施形態にかかるペースト塗布装置の構成を示す説明図。同実施形態にかかるフラットパネルディスプレイの断面図。同実施形態にかかるペースト塗布装置の一回目の塗布動作と電荷の状態を示す説明図。同実施形態にかかるペースト塗布装置の２回目以降の塗布動作と電荷の状態を示す説明図。同実施形態にかかるワーク交換時における動作と電荷の状態を示す説明図。本発明の第２実施形態にかかる塗布動作と電荷の供給状態を示す説明図。本発明の第３実施形態にかかるペースト塗布装置の構成を示す説明図。同実施形態にかかる電気回路を示す説明図。本発明の第４実施形態にかかる電気回路を示す説明図。ペースト塗布装置の一例の構成を示す説明図。ペースト塗布装置の一例における塗布動作と電荷の供給状態を示す説明図。

符号の説明

Ｓ…ペースト材（導電液体）、１０…ペースト塗布装置（塗布装置）、
１１…フラットパネルディスプレイ、１２…基板、１２ａ…電気回路、２１…ベース部、２２…容器部、２３ａ…吐出部、２３…ノズル部、２３ｂ…吐出孔、２４…ディスペンサ、２５…加圧装置、２６…容器支持部、２７…ワーク支持部、２７ａ…ステージ部、
２８…突上機構、２９…連通管、２９ａ…電磁開閉弁、３０…制御部、３１…支持金具、３２…絶縁部、３３…電位計測器、４１…切替電気回路、４２…抵抗器、
４３…可変抵抗器、２２３…ノズル部、２２３ａ…吐出部。

Claims

内部に導電性の導電液体を保持し、前記導電液体を吐出する吐出部を有する容器部と、
前記容器部を支持する容器支持部と、
前記吐出部に対向してワークを支持するワーク支持部と、
前記容器支持部を支持するとともに接地されるベース部と、
前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記ベース部と前記吐出部とを絶縁する絶縁部と、を備え、
前記吐出部は、前記ワークに対して、相対的に、接近及び離間するように移動可能に構成され、前記ワークに対して相対的に接近して、前記導電液体と接触した状態で、前記ワーク上に前記導電液体を塗布し、前記ワーク上に前記導電液体を塗布した後、前記ワーク上の前記導電液体から相対的に離間し、かつ前記塗布と前記離間を繰り返すことを特徴とする塗布装置。
前記容器部に、前記容器部内に連通する吐出孔を有するノズル部が設けられ、前記ノズル部の先端が前記吐出部を構成するとともに、
前記容器部が絶縁材料から構成されることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
前記容器部に接続され前記容器部内に圧縮空気を供給することにより前記導電液体を吐出させる加圧装置をさらに備え、
前記加圧装置と前記容器部とは、少なくとも一部が絶縁材料からなる連通管で接続されたことを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
内部に導電性の導電液体を保持する容器部と、
前記容器部を支持する容器支持部と、
前記容器部における前記導電液体の吐出部に対向してワークを支持するワーク支持部と、
前記容器支持部を支持するとともに接地されるベース部と、
前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記ベース部と前記吐出部とを絶縁する絶縁部と、
前記ベース部から前記吐出部までの間に設けられ、前記吐出部への電荷の供給状態を切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
前記吐出部と前記容器部を有するディスペンサの電位を検出する電位検出手段をさらに備え、
前記切替手段は、前記電位検出手段で検出された電位に基づいて、前記電荷の供給状態を切り替える電気回路であることを特徴とする請求項４記載の塗布装置。
前記吐出部と前記ワークの被塗布部位との間に所定の間隙を存した状態で、前記吐出部から前記導電液体が吐出されることを特徴とする請求項４記載の塗布装置。
前記吐出部と前記ワークの被塗布部位とが接触した状態で、前記吐出部から前記導電液体が吐出されることを特徴とする請求項４記載の塗布装置。