JP5015264B2 - 液滴塗布装置、液滴塗布方法、液晶表示パネルの製造装置及び液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

液滴塗布装置、液滴塗布方法、液晶表示パネルの製造装置及び液晶表示パネルの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、液滴塗布装置、液滴塗布方法、液晶表示パネルの製造装置及び液晶表示パネルの製造方法に関し、特に、塗布対象物に液滴を吐出して塗布する液滴塗布装置及び液滴塗布方法と、液晶表示パネルを製造する液晶表示パネルの製造装置及び液晶表示パネルの製造方法とに関する。
液滴塗布装置は、液晶表示パネル等の表示装置を製造する場合等、塗布対象物としての基板上に例えば配向膜等の塗布膜を形成する際に用いられている(例えば、特許文献1参照)。この液滴塗布装置は、基板に向けて塗布液を複数の吐出孔(ノズル)からそれぞれ液滴として吐出(噴射)する塗布ヘッドを備えている。液滴塗布装置は、ステージ上の基板と塗布ヘッドとを相対移動させながら、その塗布ヘッドにより基板の塗布面に複数の液滴を順次着弾させ、基板の塗布面上に配向膜等の塗布膜を形成する。
液晶表示パネルの製造工程では、貼り合わす2枚の基板の各々の表示領域上に配向膜が液滴塗布装置により形成される。その後、それらの基板のいずれか一方の基板上に表示領域を囲むようにシール剤が塗布され、その塗布されたシール剤の囲み領域内に液晶が滴下される。最後に、真空チャンバ等内の真空雰囲気中で滴下後の基板と他方の基板との位置合わせが行われた後、滴下後の基板と他方の基板とが加圧されて貼り合わされ、液晶表示パネルが生成される。
特開平9−105937号公報
しかしながら、前述の製造工程において、貼り合わす2枚の基板に対して同じ縦方向に各液滴を順次塗布しているため、2枚の基板を貼り合わせた液晶表示パネルでは筋状(縞状)の表示ムラ(目視ムラ)が目立つ傾向にあり、液晶表示パネルの品質を低下させている。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、筋状の表示ムラに起因する液晶表示パネルの品質低下を防止することができる液滴塗布装置、液滴塗布方法、液晶表示パネルの製造装置及び液晶表示パネルの製造方法を提供することである。
本発明の実施の形態に係る第1の特徴は、液滴塗布装置において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させる移動機構と、複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で塗布対象物を回転させる回転機構とを備えることである。
本発明の実施の形態に係る第2の特徴は、液滴塗布方法において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドにより複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で塗布対象物を回転させる工程と、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に塗布液を塗布する工程とを有することである。
本発明の実施の形態に係る第3の特徴は、液晶表示パネルの製造装置において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッド、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させる移動機構、及び複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で塗布対象物を回転させる回転機構を具備する液滴塗布装置と、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる貼り合わせ装置とを備えることである。
本発明の実施の形態に係る第4の特徴は、液晶表示パネルの製造方法において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドにより複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で塗布対象物を回転させる工程と、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に塗布液を塗布する工程と、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる工程とを有することである。
本発明の実施の形態に係る第5の特徴は、液滴塗布装置において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物と塗布ヘッドとを塗布対象物の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構とを備え、移動機構は、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせるときに第1塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向と第2塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させることである。
本発明の実施の形態に係る第6の特徴は、液滴塗布方法において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に塗布液を塗布する工程を有し、塗布する工程では、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせるときに第1塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向と第2塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させることである。
本発明の実施の形態に係る第7の特徴は、液晶表示パネルの製造装置において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、塗布対象物と塗布ヘッドとを塗布対象物の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構とを具備する液滴塗布装置と、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる貼り合わせ装置とを備え、移動機構は、貼り合わせ規定に基づいて第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせるときに第1塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向と第2塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させることである。
本発明の実施の形態に係る第8の特徴は、液晶表示パネルの製造方法において、塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に塗布液を塗布する工程と、塗布液が塗布された塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる工程とを有し、塗布する工程では、貼り合わせ規定に基づいて第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせるときに第1塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向と第2塗布対象物に対して複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させることである。
図1は、本発明の実施の一形態に係る液晶表示パネルの製造装置の概略構成を示すブロック図である。 図2は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が備える液滴塗布装置の概略構成を示す外観斜視図である。 図3は、図2に示す液滴塗布装置が行う塗布動作時の各塗布ヘッドと基板との位置関係を概略的に示す平面図である。 図4は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が備えるラビング装置の概略構成を示す模式図である。 図5は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が備えるシール剤塗布装置の概略構成を示す模式図である。 図6は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が備える液晶滴下装置の概略構成を示す模式図である。 図7は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が備える貼り合わせ装置の概略構成を示す模式図である。 図8は、図1に示す液晶表示パネルの製造装置が行う製造動作の流れを示すフローチャートである。 図9は、図8に示す液晶表示パネルの製造装置が行う製造動作に基づく液滴塗布及び貼り合わせを説明するための説明図である。 図10は、図2に示す液滴塗布装置の変形例である液滴塗布装置が行う塗布動作時の各塗布ヘッドと基板との位置関係を概略的に示す平面図である。
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、液晶表示パネルの製造装置1は、塗布対象物としての第1基板K1及び第2基板K2(以下、単に基板K1、K2とする)に液滴を塗布する液滴塗布装置2と、液滴が塗布された基板K1、K2に対してベーク処理を行うベーク装置3と、ベーク処理が行われた基板K1、基板K2に対してラビング処理を行うラビング装置4と、ラビング処理が行われた基板K1に対してシール剤を塗布するシール剤塗布装置5と、シール剤が塗布された基板K1に対して液晶を滴下する液晶滴下装置6と、液晶が滴下された基板K1とラビング処理が行われた基板K2との貼り合わせを行う貼り合わせ装置7と、貼り合わされた基板K1及び基板K2である液晶表示パネルPに対してシール剤硬化を行うシール剤硬化装置8と、各部を制御する制御装置9とを備えている。
液滴塗布装置2は、図2に示すように、基板K1、K2が水平状態(図2中、X軸方向とそれに直交するY軸方向に沿う状態)で載置されるステージ2aと、そのステージ2aをθ方向(図2中、X軸方向及びY軸方向に沿う平面内での回転方向)に回転させる回転機構2bと、その回転機構2bを介してステージ2aをY軸方向に移動させるY軸移動機構2cと、ステージ2a上の基板K1、K2に向けて塗布液を複数の液滴としてそれぞれ吐出する複数の塗布ヘッド2dと、それらの塗布ヘッド2dを支持する支持部材2eと、各部を制御する制御部2fと、Y軸移動機構2c及び支持部材2eを支持する架台2gとを備えている。
ステージ2aは回転機構2b上に載置され、θ方向にその中心を回転中心として回転可能に設けられている。このステージ2aは回転機構2bによりθ方向に回動する。なお、ステージ2aには、基板K1、K2が自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板K1、K2を保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしてもよく、また、基板K1、K2を支持する出没可能な複数の支持ピン等を設けるようにしてもよい。
回転機構2bはY軸移動機構2c上に載置され、Y軸方向に移動可能に設けられている。この回転機構2bは、ステージ2aと共にY軸移動機構2cによりY軸方向に移動する。回転機構2bは制御部2fに電気的に接続されており、その駆動が制御部2fにより制御される。なお、回転機構2bとしては、例えば、モータを駆動源とする回転機構等を用いる。
Y軸移動機構2cは架台2g上に載置され、回転機構2bをステージ2aと共にY軸方向に案内して移動させる移動機構である。このY軸移動機構2cは制御部2fに電気的に接続されており、その駆動が制御部2fにより制御される。なお、Y軸移動機構2cとしては、例えば、リニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構やモータを駆動源とする送りネジ移動機構等を用いる。
各塗布ヘッド2dは、支持部材2eに例えば直線状又は千鳥状に配設されている。これらの塗布ヘッド2dは、液滴を吐出する複数の吐出孔にそれぞれ連通する複数の液室及びそれらの液室の容積をそれぞれ変える複数の圧電素子(いずれも図示せず)を各々内蔵している。各吐出孔は、所定のピッチ(間隔)で直線状に並べて塗布ヘッド2dの吐出面に形成されている。例えば、吐出孔の数は数十個から数百個程度であり、吐出孔の直径は数μmから数十μm程度であり、さらに、吐出孔のピッチは数十μmから数百μm程度である。各塗布ヘッド2dは制御部2fに電気的にそれぞれ接続されており、それらの駆動が制御部2fにより制御される。
塗布ヘッド2dは、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて、各圧電素子により各液室の容積を変化させ、各液室内の塗布液をそれらの液室にそれぞれ連通する吐出孔から液滴として吐出する。配向膜形成用の塗布液は、その塗布液を貯留する液体タンクからチューブ等を介して液体タンクから各液室内に供給される。これにより、各液室は塗布液により満たされている。この状態で、圧電素子が駆動されると、駆動した圧電素子に対応する液室内の塗布液がその液室に連通する吐出孔から押し出され、液滴として吐出される。なお、配向膜形成用の塗布液としては、例えばポリイミド(PI)溶液を用いる。
支持部材2eは、各塗布ヘッド2dを支持する門型のコラムである。この支持部材2eは、その延伸部がX軸方向に沿うように位置付けられ、その脚部が架台2gの上面に固定されて架台2g上に設けられている。なお、各塗布ヘッド2dは延伸部の前面(図2中の手前側の面)に設けられている。
制御部2fは、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部と(いずれも図示せず)を備えている。この制御部2fは架台2g内に設けられている。塗布情報は、ドットパターン等の所定の塗布パターン、塗布ヘッド2dの吐出周波数及び基板K1、K2の移動速度に関する情報等を含んでいる。このような制御部2fは、塗布動作を行う場合、塗布情報に基づいて回転機構2b、Y軸移動機構2c及び各塗布ヘッド2dを制御する。
塗布動作では、制御部2fは、回転機構2bを制御し、図3に示すように、各塗布ヘッド2dから複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内、例えば吐出方向に直交する平面内(図3中、X軸方向及びY軸方向に沿う平面内)で、各塗布ヘッド2dと基板K1、K2との相対移動方向(図3中の矢印:主走査方向)に対してステージ2a上の基板K1、K2を傾ける。すなわち、制御部2fは回転機構2bによりθ方向に所定角度だけステージ2a上の基板K1、K2を回転させる。この状態で、制御部2fは、Y軸移動機構2c及び各塗布ヘッド2dを制御し、Y軸移動機構2cにより各塗布ヘッド2dとステージ2a上の基板K1、K2とを相対移動させながら、各塗布ヘッド2dによりステージ2a上の基板K1、K2に各液滴を塗布し、基板K1、K2上に複数の配向膜Mを形成する。これらの配向膜Mは、多面取りを目的として基板K1、K2に設けられた複数の表示領域上にそれぞれ形成される。
図1に戻り、ベーク装置3はホットプレートあるいはベーク炉等を備えている。このベーク装置3は、各配向膜Mが塗布された基板K1、K2に対してベーク処理を行い、その基板K1、K2上の各配向膜Mを乾燥させる。
ラビング装置4は、図4に示すように、基板K1、K2が載置されるステージ4aと、そのステージ4a上の基板K1、K2の各配向膜Mに対してラビング布4bによりラビングするラビングローラ4cとを備えている。ステージ4a及びラビングローラ4cは基板K1、K2の平面方向に相対移動可能に形成されている。ラビング布4bはラビングローラ4cに巻回されて設けられている。このラビング装置4は、ステージ4aとラビングローラ4cとを相対移動させ、相対移動するステージ4a上の基板K1、K2に対してラビング処理を行う。これにより、基板K1、K2の各配向膜Mの表面には、所定方向に伸びる微少な傷(溝状の傷)が多数形成される。その結果、基板K1、K2の各配向膜Mは多数の傷の延伸方向に液晶分子を配向させることができる。
シール剤塗布装置5は、図5に示すように、ラビング処理が行われた基板K1が載置されるステージ5aと、そのステージ5a上の基板K1の各配向膜Mの周囲にシール剤Bを塗布するシール剤塗布ヘッド5bとを備えている。ステージ5a及びシール剤塗布ヘッド5bは基板K1の平面方向に相対移動可能に形成されている。シール剤塗布ヘッド5bはシール剤Bを吐出するためのノズルN1を有しており、相対移動するステージ5a上の基板K1に対してシール剤Bを塗布する。このシール剤塗布装置5は、シール剤の塗布パターンに基づいてステージ5aとシール剤塗布ヘッド5bとを相対移動させ、相対移動するステージ5a上の基板K1に対してシール剤塗布ヘッド5bによりシール剤Bを塗布する。このとき、シール剤塗布ヘッド5bは、基板K1の各配向膜Mの周囲、すなわち各表示領域を囲むようにシール剤Bを塗布する。これにより、基板K1の各配向膜Mの周囲には、表示領域を囲む矩形状のシール剤Bのパターンが形成される。
液晶滴下装置6は、図6に示すように、シール剤Bが塗布された基板K1が載置されるステージ6aと、そのステージ6a上の基板K1の各表示領域(シール剤Bにより囲まれた各領域)上に液晶を滴下する液晶滴下ヘッド6bとを備えている。ステージ6a及び液晶滴下ヘッド6bは基板K1の平面方向に相対移動可能に形成されている。液晶滴下ヘッド6bは液晶を滴下するためのノズルN2を有しており、ステージ6a上の基板K1に対して液晶を滴下する。この液晶滴下装置6は、ステージ6aと液晶滴下ヘッド6bとを相対移動させて液晶滴下ヘッド6bを所定の滴下位置に位置付け、ステージ6a上の基板K1に対して液晶滴下ヘッド6bにより液晶を滴下する。このとき、液晶滴下ヘッド6bは、必要な液晶量に応じて、基板K1の各表示領域上、すなわちシール剤Bにより囲まれた各領域上に液晶を数回滴下する。これにより、基板K1の各表示領域上には、必要量の液晶が滴下される。
貼り合わせ装置7は、図7に示すように、真空容器である真空チャンバ7aと、その真空チャンバ7a内に設けられ基板K1を水平状態(図7中、X軸方向とそれに直交するY軸方向に沿う状態)で保持する第1基板保持部としての第1ステージ7bと、真空チャンバ7a内に設けられ基板K2を水平状態で保持する第2基板保持部としての第2ステージ7cと、第1ステージ7bをXYθ方向に移動させる第1ステージ移動機構7dと、第1ステージ7bに対して第2ステージ7cを接離方向であるZ軸方向に移動させる第2ステージ移動機構7eと、真空チャンバ7a内を減圧する減圧部7fとを備えている。
真空チャンバ7aは、開閉可能に形成された開閉扉Dを有している。この開閉扉Dから基板K1及び基板K2が真空チャンバ7a内に搬入されてそれぞれ第1ステージ7b及び第2ステージ7cに供給される。この開閉扉Dが閉じられた状態で真空チャンバ7aの内部が減圧部7fにより減圧されて真空状態(大気圧より低い圧力の状態)になる。
この真空チャンバ7aの下方には、基板位置合わせ用の複数の撮像部C1、C2が設けられている。これらの撮像部C1、C2としては、例えばCCDカメラ等を用いる。また、真空チャンバ7aには、透光性を有する複数の透光部T1、T2が設けられており、第1ステージ7bには、それらの透光部T1、T2にそれぞれ対向する複数の貫通孔A1、A2が設けられている。各透光部T1、T2及び各貫通孔A1、A2は、各撮像部C1、C2が、基板K1の端部及び基板K2の端部にそれぞれ付与された複数のアライメントマーク(位置合わせ用マーク)を撮像可能に位置付けられ設けられている。
第1ステージ7bは、吸引吸着や静電吸着等の保持機構により基板K1を保持する下ステージである。基板K1は第1ステージ7bの保持面に載置され、保持機構により保持される。なお、基板K1の貼り合わせ面(第2ステージ7cに対向する面)には、各配向膜M及び枠状のシール剤Bが塗布されており、さらに、液晶も滴下されている。
第2ステージ7cは、吸引吸着や静電吸着等の保持機構により基板K1に対向させて基板K2を保持する上ステージである。基板K2は第2ステージ7cの保持面に載置され、保持機構により保持される。なお、基板K2の貼り合わせ面(第1ステージ7bに対向する面)には、各配向膜Mが塗布されている。
第1ステージ移動機構7dは、第1ステージ7bをX軸方向、Y軸方向及びθ方向(図7中、X軸方向及びY軸方向に沿う平面内での回転方向)に移動させる機構である。この第1ステージ移動機構7dは、第1ステージ7bをXYθ方向に移動させ、離間した状態の基板K1と基板K2との位置合わせを行う。なお、位置合わせは、基板K1の端部に位置するアライメントマーク及び基板K2の端部に位置するアライメントマークが各撮像部C1、C2により撮像され、それらの画像に基づいて行われる。
第2ステージ移動機構7eは、第2ステージ7cをZ軸方向に移動させる機構である。この第2ステージ移動機構7eは、真空チャンバ7aが真空状態であるとき、第2ステージ7cをZ軸方向に移動させ、第1ステージ7bと第2ステージ7cとを接近させ、シール剤Bを介して基板K1と基板K2とを貼り合わせる。
減圧部7fは、真空チャンバ7a内の雰囲気(気体)を排気するための排気配管としての排気パイプHにより真空チャンバ7aに接続されている。この減圧部7fとしては、例えば真空ポンプ等を用いる。減圧部7fは、真空チャンバ7a内の雰囲気を排気パイプHを介して吸引して排気し、真空チャンバ7a内を減圧して真空状態にする。
図1に戻り、シール剤硬化装置8は、貼り合わせが行われた基板K1及び基板K2である液晶表示パネルPに対して紫外線照射を行う紫外線照射装置である。これは、シール剤Bとして、紫外線硬化型のシール剤を用いた場合であり、他のシール剤を用いた場合には、他のシール剤硬化装置を用いる。このシール剤硬化装置8により紫外線が液晶表示パネルPに照射され、液晶表示パネルP中のシール剤Bが硬化される。
制御装置9は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、液晶表示パネル製造に関する製造情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部(いずれも図示せず)とを備えている。この制御装置9は、製造情報及び各種のプログラムに基づいて、液滴塗布装置2、ベーク装置3、ラビング装置4、シール剤塗布装置5、液晶滴下装置6、貼り合わせ装置7及びシール剤硬化装置8等を制御する。なお、これらの装置間の基板K1、K2の搬送はロボットやベルトコンベア等の搬送装置(図示せず)により行われる。この搬送装置も制御装置9により制御される。
次に、前述の液晶表示パネルPの製造装置1が行う製造動作について説明する。なお、製造装置1の制御装置9が各種のプログラムに基づいて製造処理を実行する。
図8に示すように、制御装置9は液滴塗布装置2により基板K1、K2に対して液滴塗布を行う(ステップS1)。制御装置9は、例えば、液滴塗布装置2に液滴塗布動作を実行する命令信号を送信する。液滴塗布装置2の制御部2fは、制御装置9による制御に応じて(命令信号を受信して)液滴塗布処理を実行する。
液滴塗布装置2の制御部2fは、基板K1、K2がステージ2aに載置されると、塗布情報に基づいて回転機構2bを制御し、ステージ2a上の基板K1、K2をθ方向に回転させて所定の角度で停止させる(図3参照)。次いで、制御部2fは塗布情報に基づいてY軸移動機構2cを制御し、ステージ2a上の基板K1、K2を所定の塗布開始位置に移動させる。その後、制御部2fは塗布情報に基づいてY軸移動機構2c及び各塗布ヘッド2dを制御し、ステージ2aをY軸方向に移動させながら各塗布ヘッド2dに塗布液を複数の液滴として吐出させ、ステージ2a上の基板K1、K2の塗布面(塗布面上の各表示領域)に各液滴を塗布する。このとき、各塗布ヘッド2dは、Y軸方向に移動するステージ2a上の基板K1、K2の塗布面に向けて液滴を吐出し、X軸方向に並ぶドット列をY軸方向に順次塗布する。これにより、複数の配向膜Mが基板K1、K2の塗布面上に形成される。なお、各塗布ヘッド2dは基板K1、K2の移動方向に直交するX軸方向に基板K1、K2の幅全体を網羅するように並べて設けられているので、基板K1、K2の塗布面の各表示領域に各配向膜Mを一度で形成することができる。
このようにして、図9に示すように、基板K1、K2上には、各配向膜Mが形成される。ステージ2a上の基板K1、K2の移動方向に対して基板K1、K2がθ方向に傾いているので(図3参照)、各配向膜Mの塗布方向は斜めになる(図9中の斜線参照)。
ここで、基板K1は、例えば、複数のTFT(薄膜トランジスタ)及び複数の画素電極等を含む電気回路を表示領域毎に有するアレイ基板である。また、基板K2は、例えば対向電極やカラーフィルタ等を表示領域毎に有する対向基板である。基板K1上の各TFT及び各画素電極と、基板K2上のカラーフィルタにおける各着色層及びブラックマトリクスとの位置関係は設計上決定されているため、基板K1と基板K2との組み合わせも予め決定されている。したがって、その組み合わせを規定する貼り合わせ規定に基づいて基板K1と基板K2との貼り合わせが行われる。すなわち、貼り合わせ規定は、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせる場合の組み合わせ規定であり、2枚の基板K1、K2をどのような向きで、どちらの面を対向させて貼り合わせるのか、ということを規定している。
例えば、図9では、塗布後の基板K2は裏返され、その基板K2上の各配向膜Mを基板K1上の各配向膜Mに対向させて基板K1に貼り合わされる。すなわち、基板K1及び基板K2は、基板K1の左上の配向膜Mと基板K2の右上の配向膜Mとが対向し、基板K1の中央上の配向膜Mと基板K2の中央上の配向膜Mとが対向し、基板K1の右上の配向膜Mと基板K2の左上の配向膜Mとが対向し、基板K1の左下の配向膜Mと基板K2の右下の配向膜Mとが対向し、基板K1の中央下の配向膜Mと基板K2の中央下の配向膜Mとが対向し、基板K1の右下の配向膜Mと基板K2の左下の配向膜Mとが対向するように貼り合わされる。このような貼り合わせは貼り合わせ規定に基づいて行われる。
したがって、回転機構2bは、基板K1と基板K2との組み合わせを規定する貼り合わせ規定に基づいて、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせる場合に基板K1に対して各液滴が順次着弾した塗布方向(配向膜Mの塗布方向)と基板K2に対して各液滴が順次着弾した塗布方向(配向膜Mの塗布方向)とが交差するように、各塗布ヘッド2dと基板K1、K2との相対移動方向(主走査方向)に対して基板K1、K2を傾ける回転動作を行っている。なお、回転機構2bは必ずしもステージ2a上の基板K1、K2を一回転以上回転させるものではなく、少なくとも基板K1と基板K2の塗布方向を交差させることが可能な程度にステージ2a上の基板K1、K2を調整することができるように構成されていればよい。
次いで、制御装置9はベーク装置3により配向膜形成後の基板K1、K2に対してベーク処理を行う(ステップS2)。ベーク装置3は、制御装置9による制御に応じて、各配向膜Mが形成された基板K1、K2に対してベーク処理を行う。これにより、基板K1、K2上の各配向膜Mは乾燥する。
さらに、制御装置9はラビング装置4によりベーク処理後の基板K1、K2に対してラビング処理を行う(ステップS3)。ラビング装置4は、基板K1、K2がステージ4a上に載置されると、制御装置9による制御に応じて、ステージ4aとラビングローラ4cとを相対移動させ、相対移動するステージ4a上の基板K1、K2に対してラビング処理を行う(図4参照)。これにより、基板K1、K2の各配向膜Mの表面には、所定方向に伸びる微少な傷(溝状の傷)が多数形成される。
その後、制御装置9はシール剤塗布装置5によりラビング処理後の基板K1に対してシール剤塗布を行う(ステップS4)。このシール剤塗布装置5は、基板K1がステージ5a上に載置されると、制御装置9による制御に応じて、シール剤Bの塗布パターンに基づいてステージ5aとシール剤塗布ヘッド5bとを相対移動させ、相対移動するステージ5a上の基板K1に対してシール剤塗布ヘッド5bによりシール剤Bを塗布する(図5参照)。このとき、シール剤塗布装置5は、基板K1の各配向膜Mの周囲、すなわち所定の各表示領域を囲むようにシール剤Bを塗布する。これにより、基板K1の各配向膜Mの周囲には、シール剤Bが表示領域を囲むように塗布される。
さらに、制御装置9は液晶滴下装置6によりシール剤塗布後の基板K1に対して液晶滴下を行う(ステップS5)。この液晶滴下装置6は、基板K1がステージ6a上に載置されると、制御装置9による制御に応じて、ステージ6aと液晶滴下ヘッド6bとを相対移動させて液晶滴下ヘッド6bを所定の滴下位置に位置付け、ステージ6a上の基板K1に対して液晶滴下ヘッド6bにより液晶を滴下する。このとき、液晶滴下装置6は、必要な液晶量に応じて、基板K1の各表示領域上、すなわちシール剤Bにより囲まれた各領域上に液晶を数回滴下する。これにより、シール剤Bにより囲まれた各領域内には、必要量の液晶が滴下される。
その後、制御装置9は貼り合わせ装置7により液晶滴下後の基板K1とラビング処理後の基板K2との貼り合わせを行う(ステップS6)。貼り合わせ装置7は、基板K1及び基板K2が第1ステージ7b及び第2ステージ7c上にそれぞれ保持されると、制御装置9による制御に応じて、減圧部7fにより真空チャンバ7a内の雰囲気を排気パイプHを介して吸引して排気し、真空チャンバ7a内を減圧して真空状態にする(図7参照)。その状態で、貼り合わせ装置7は、第2ステージ7cをZ軸方向に移動させ、第1ステージ7bと第2ステージ7cとを近接させ、シール剤Bを介して基板K1と基板K2とを貼り合わせ、液晶表示パネルPを形成する。なお、貼り合わせ前の基板K1及び基板K2は真空チャンバ7aの開閉扉Dから第1ステージ7b及び第2ステージ7cにそれぞれ供給され、貼り合わせ後の液晶表示パネルPは真空チャンバ7aの開閉扉Dから取り出される。
この貼り合わせ工程では、前述のように、図9に示すような基板K2が裏返されて、基板K2上の各配向膜Mを基板K1上の各配向膜Mに対向させて基板K1に貼り合わされる。このような貼り合わせは貼り合わせ規定に基づいて行われる。これにより、図9に示すように、基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが菱形の格子状に交差することになる。
最後に、制御装置9はシール剤硬化装置8により液晶表示パネルP中のシール剤硬化を行う(ステップS7)。シール剤硬化装置8は、制御装置9による制御に応じて、貼り合わせ後の基板K1及び基板K2である液晶表示パネルPに対して紫外線照射を行う。これにより、紫外線が液晶表示パネルPに照射され、液晶表示パネルP中のシール剤Bが硬化される。
このような製造動作において、塗布工程では、基板K1及び基板K2の貼り合わせ規定に基づいて、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせる場合に基板K1の塗布方向と基板K2の塗布方向とが交差するように、基板K1、K2と各塗布ヘッド2dとの相対移動方向(主走査方向)に対して基板K1、K2が傾けられる。すなわち、ステージ2aは回転機構2bによりθ方向に所定の角度だけ傾斜され、ステージ2a上の基板K1、K2がθ方向に回転して停止する。この状態で、ステージ2aがY軸移動機構2cによりY軸方向に移動しながら、各塗布ヘッド2dにより各液滴がステージ2a上の基板K1、K2に順次塗布される。
その後、貼り合わせ工程では、図9に示すように、塗布後の基板K2が裏返されて、基板K2上の各配向膜Mを基板K1上の各配向膜Mに対向させて基板K1に貼り合わされる。この貼り合わせは貼り合わせ規定に基づいて行われる。これにより、基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが菱形の格子状に交差することになる。したがって、各基板K1、K2の配向膜Mに塗布方向に沿う筋状の塗布ムラが生じたとしても、これらの筋状の塗布ムラが2枚の基板K1、K2の貼り合わせによって重なり合い強調されて表示ムラとなって現れることが防止され、従来の筋状(縦縞状)の表示ムラに比べて目立たなくなるので、液晶表示パネルPの品質低下を防止することができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、各液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で基板K1、K2を回転させる回転機構2bを設けることによって、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせる場合に基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが交差するように基板K1、K2に対して各液滴を順次塗布することが可能となる。これにより、各配向膜Mが形成された基板K1及び基板K2が貼り合わされると、基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが交差するので、各基板K1、K2の配向膜Mに塗布方向に沿う筋状の塗布ムラが生じたとしても、これらの筋状の塗布ムラが2枚の基板K1、K2の貼り合わせによって重なり合い強調されて表示ムラとなって現れることが防止され、従来の筋状(縦縞状)の表示ムラに比べ目立たなくなる。その結果、筋状の表示ムラに起因する液晶表示パネルPの品質低下を防止することができる。特に、回転機構2bは、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、塗布後の基板K1及び基板K2を貼り合わせるときに基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが交差するように基板K1、K2を回転させる。
また、回転機構2bは、各液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で基板K1、K2と各塗布ヘッド2dとの相対移動方向に対して基板K1、K2を傾けることによって、各配向膜Mの塗布方向は斜めになり、各配向膜Mが形成された基板K1及び基板K2が貼り合わされると、基板K1に対する塗布方向と基板K2に対する塗布方向とが菱形や正方形等の格子状に交差するので、配向膜Mに塗布方向に沿う筋状の塗布ムラが生じたとしても、これらの塗布ムラが2枚の基板K1、K2の貼り合わせによって強調されて表示ムラとなって現れることが防止され、液晶表示パネルPの表示ムラを目立たなくすることができる。
(他の実施の形態)
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
例えば、本発明の実施の形態においては、基板K1及び基板K2に対して斜めに液滴を順次塗布し、それらの基板K1及び基板K2を貼り合せているが、これに限るものではない。例えば、基板K1に縦列状に液滴を順次塗布し、基板K2に横列状に液滴を順次塗布し、それらの基板K1及び基板K2を貼り合わせるようにしてもよい。この場合にも、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、基板K1に格子状に液滴を順次塗布し、基板K2にジグザグ状(例えば、三角波状等)に液滴を順次塗布し、それらの基板K1及び基板K2を貼り合わせるようにしてもよく、加えて、基板K1に菱形の格子状に液滴を順次塗布し、基板K2にジグザグ状に液滴を順次塗布し、それらの基板K1及び基板K2を貼り合わせるようにしてもよい。これらの場合には、回転機構2bが格子状やジグザグ状の塗布パターンに基づいて制御部2fにより制御される。
また、前述の実施の形態においては、塗布ヘッド2dに対して基板K1、K2を移動させるようにしているが、これに限るものではなく、基板K1、K2に対して塗布ヘッド2dを移動させるようにしてもよく、基板K1、K2と塗布ヘッド2dとを相対移動させるようにすればよい。
さらに、前述の実施の形態においては、基板K1、K2の移動方向に直交するX軸方向に基板K1、K2の幅全体を網羅するように複数の塗布ヘッド2dを並べて用いているが、これに限るものではなく、一つの塗布ヘッド2dを用いるようにしてもよく、あるいはX軸方向に基板K1、K2の幅全体より短く複数の塗布ヘッド2dを並べて用いるようにしてもよい。これらの場合には、基板K1、K2の塗布面全体に複数回に分けて塗布液を塗布する制御を行う。
また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
最後に、前述の実施の形態においては、塗布方向の変更を塗布対象物である基板K1、K2の回転によって行っているが、これに限るものではなく、例えば、基板K1、K2と塗布ヘッド2dとの相対移動方向の変更によって行うようにしてもよい。この場合には、例えば、図10に示すように、各塗布ヘッド2dをX軸方向に移動させるX軸移動機構11を支持部材2eに設け、このX軸移動機構11をY軸移動機構2cによる基板K1、K2のY軸方向移動中に駆動して、各塗布ヘッド2dをX軸方向に所定の移動速度で移動させる。このように、塗布ヘッド2d及び基板K1、K2のどちらか一方をX軸方向に、その他方をY軸方向に同時に移動させながら塗布を行うことによって、塗布方向は斜めとなる。例えば、X軸方向とY軸方向の移動速度を同じ速度とし、塗布ヘッド2dと基板K1、K2とを相対移動させれば、基板K1、K2に対する塗布方向は45°となる。また、X軸方向とY軸方向の移動速度を1:4の比にすれば、塗布方向は約14°となる。
産業上の利用の可能性
以上、本発明の実施の形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、各部の具体的構成等は、適宜変更可能である。また、実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。本発明は、例えば、塗布対象物に液滴を吐出して塗布する塗布装置や塗布方法、また、液晶表示パネルを製造する製造装置や製造方法等で用いられる。

Claims (8)

  1. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、
    前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させる移動機構と、
    前記複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で前記塗布対象物を回転させる回転機構と、
    を備え、
    前記回転機構は、前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように前記塗布対象物を回転させることを特徴とする液滴塗布装置。
  2. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドにより前記複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で前記塗布対象物を回転させる工程と、
    前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する工程と、
    を有し、
    前記回転させる工程では、前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように前記塗布対象物を回転させることを特徴とする液滴塗布方法。
  3. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッド、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させる移動機構、及び前記複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で前記塗布対象物を回転させる回転機構を具備する液滴塗布装置と、
    前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせる貼り合わせ装置と、
    を備え、
    前記回転機構は、前記貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように前記塗布対象物を回転させることを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
  4. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドにより前記複数の液滴が吐出される吐出方向に交差する平面内で前記塗布対象物を回転させる工程と、
    前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する工程と、
    前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせる工程と、
    を有し、
    前記回転させる工程では、前記貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように前記塗布対象物を回転させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  5. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、
    前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを前記塗布対象物の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構と、
    を備え、
    前記移動機構は、前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させることを特徴とする液滴塗布装置。
  6. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと前記塗布対象物とを相対移動させながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する工程を有し、
    前記塗布する工程では、前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させることを特徴とする液滴塗布方法。
  7. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを前記塗布対象物の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構とを具備する液滴塗布装置と、
    前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせる貼り合わせ装置と、
    を備え、
    前記移動機構は、前記貼り合わせ規定に基づいて前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させることを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
  8. 塗布対象物に向けて塗布液を複数の液滴として吐出する塗布ヘッドと前記塗布対象物とを相対移動させながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する工程と、
    前記塗布液が塗布された前記塗布対象物としての第1塗布対象物及び第2塗布対象物を貼り合わせる場合の貼り合わせ規定に基づいて、前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせる工程と、
    を有し、
    前記塗布する工程では、前記貼り合わせ規定に基づいて前記第1塗布対象物及び前記第2塗布対象物を貼り合わせるときに前記第1塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向と前記第2塗布対象物に対して前記複数の液滴が順次着弾した塗布方向とが交差するように、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとを相対移動させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
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