JP6257855B1 - 接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法 - Google Patents

接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

塗布物質の塗布幅の外側近傍に突起物があっても塗布物質を塗布することができる接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法を提供する。接合部材製造装置は、吐出口が形成された部分の第1の対向面の外縁と吐出口形成溝との間の距離が0.1mm〜1.0mmに形成されているダイヘッド(10)を有する塗布装置と、第1の吸着ステージ(20A)と、第2の吸着ステージ(20B)と、紫外線を照射する紫外線照射器(45)と、第1の吸着ステージ(20A)及び第2の吸着ステージ(20B)を同時に収容することができる大きさに形成されて真空ポンプ(53)の作動により内部の真空度を調節可能に構成されたチャンバ(51)とを備え、塗布物質(G)は、紫外線が照射されたときに粘度が変化するように構成されている。

Description

本発明は接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法に関し、特に塗布対象面における塗布物質の塗布幅の外側近傍に突起物がある場合でも塗布物質を塗布することができる接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法に関する。
例えば、液晶パネルを製造する工程において、接着剤を介して液晶基板と保護ガラスとを貼り合わせることが行われる。このような、2つの部材を接着剤等の塗布物質を介して貼り合わせる際、部材の貼り合わせ面に塗布物質を塗布する。部材の貼り合わせ面に塗布物質を塗布する手段として、ダイヘッド(塗布ヘッド)を用いて、部材の貼り合わせ面に非接触で塗布物質を吐出しながら塗膜を形成するものがある。ダイヘッドの例として、2つに分割されたヘッドで、吐出口を形成するシム板を挟み込む構成とすることで、塗布物質の吐出量の変更を容易にするものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開2014−233651号公報(図2等)
しかしながら、特許文献1に記載されたダイヘッドでは、シム板のずれや逃げを抑制するために、ダイヘッドがシム板を3方向から覆うように挟み込んでいるため、塗布物質の塗布幅よりもダイヘッドの幅が大きくなってしまう。そのため、塗布物質の塗布幅の外側近傍に突起が存在するような場合は、所定の塗布幅で塗布物質を塗布することができなかった。
本発明は上述の課題に鑑み、塗布対象面における塗布物質の塗布幅の外側近傍に突起物がある場合でも塗布物質を塗布することができる接合部材製造装置、接合部材の製造方法及び塗布物質塗布済部材の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図3及び図4に示すように、塗布対象物Eの塗布対象面Efに沿って相対的に移動させながら塗布物質Gを吐出することで塗布対象面Efに塗布物質Gを塗布するダイヘッド10であって、第1の対向面11fが形成された第1のヘッド構成部材11と、第1の対向面11fに接触した第2の対向面12fが形成された第2のヘッド構成部材12とを備え、第1の対向面11fには、塗布物質Gをダイヘッド10の外に吐出する細長い吐出口10hを形成する吐出口形成溝11hが形成され、吐出口10hが形成された部分の第1の対向面11fの細長い方向における第1の対向面11fの外縁11eと吐出口形成溝11hとの間の距離11eLが0.1mm〜1.0mmに形成されたダイヘッド10を備えている。さらに、例えば図1に示すように、塗布対象面Dfに塗布物質Gが塗布された塗布対象物Dを吸着保持する第1の吸着ステージ20Aと;塗布対象面Efに塗布物質Gが塗布された塗布対象物Eを吸着保持する第2の吸着ステージ20Bであって、第2の吸着ステージ20Bに吸着保持された塗布対象物Eを第1の吸着ステージ20Aに吸着保持された塗布対象物Dに貼り合わせることができるように配置された第2の吸着ステージ20Bと;紫外線を照射する紫外線照射器45と;第1の吸着ステージ20A及び第2の吸着ステージ20Bを同時に収容することができる大きさに形成され、真空ポンプ53の作動により内部の真空度を調節可能に構成されたチャンバ51とを備え;塗布物質Gは、紫外線が照射されたときに粘度が変化するように構成されている。
このように構成すると、吐出口が形成された部分の第1の対向面の外縁と吐出口形成溝との間の距離が短いので、塗布物質の塗布幅の外側近傍の塗布対象面に突起物がある場合でも、ダイヘッドが突起物に干渉せずに塗布物質を塗布することが可能になる。
また、本発明の第2の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図4に示すように、上記本発明の第1の態様に係る接合部材製造装置において、第1の対向面11fには、さらに、塗布物質Gを一旦保留する保留部10rを形成する保留部形成溝11rであって細長い方向における吐出口10hの幅よりも大きい幅を持つ保留部形成溝11rと、吐出口形成溝11hと保留部形成溝11rとを連絡する連絡部形成溝11cとが形成され;吐出口形成溝11hが形成された部分の第1の対向面11fの細長い方向における幅が、保留部形成溝11rが形成された部分の第1の対向面11fの細長い方向における幅よりも小さく形成されている。
このように構成すると、吐出口形成溝が形成された部分の第1の対向面の幅が、保留部が形成された部分の第1の対向面の幅よりも小さいので、吐出口から吐出される塗布物質の吐出ムラを抑制しつつ、塗布物質の塗布幅の外側近傍の塗布対象面に突起物がある場合でも、ダイヘッドが突起物に干渉せずに塗布物質を塗布することが可能になる。
また、本発明の第3の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図3に示すように、上記本発明の第1の態様又は第2の態様に係る接合部材製造装置において、塗布対象物Eが載置される載置台20と;載置台20に載置された塗布対象物Eの、ダイヘッド10に対する位置を把握する位置確認装置40とを備える。
このように構成すると、塗布対象面に対する塗布物質の塗布位置を特定することが可能になり、塗布対象面に突起物がある場合にダイヘッドが突起物に干渉することを回避することができる。
また、本発明の第4の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図3に示すように、上記本発明の第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つの態様に係る接合部材製造装置において、載置台20をダイヘッド10に対して相対的に移動させる移動装置30と;位置確認装置40が確認している状態において、載置台20に載置された塗布対象物Eの塗布対象面Efの所定の位置と、ダイヘッド10の基準位置と、が合うように移動装置30の移動を制御する制御装置90とを備える。
このように構成すると、塗布対象面に対して所定の位置に塗布物質を塗布することが可能になる。
また、本発明の第5の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図3に示すように、上記本発明の第4の態様に係る接合部材製造装置において、移動装置30は、吐出口10h(例えば図4参照)が延びる方向及び吐出口10hが延びる方向に対して水平に直交する方向に載置台20を移動させることができるように構成されている。
また、本発明の第6の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図3に示すように、上記本発明の第4の態様又は第5の態様に係る接合部材製造装置において、移動装置30は、載置台20をダイヘッド10に対して相対的に、鉛直方向への移動、及び載置台20の図心を通って鉛直に延びる仮想軸線32aまわりに回転移動させることができるように構成されている。
また、本発明の第7の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図4に示すように、上記本発明の第1の態様乃至第6の態様のいずれか1つの態様に係る接合部材製造装置において、吐出口10hは、ダイヘッド10の1つの面に形成された突出部11pの先端に形成され;突出部11pの突出する高さ11pHが3mm以上8mm以下に形成されている。
このように構成すると、塗布物質の塗布端の外側に存在し得る多種の突起物を回避することができる。
また、本発明の第8の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図3、図4及び図5を参照して示すと、塗布対象物Eの塗布対象面Efに沿って相対的に移動させながら塗布物質Gを吐出することで塗布対象面Efに塗布物質Gを塗布するダイヘッド10であって、第1の対向面11fが形成された第1のヘッド構成部材11と、第1の対向面11fに接触した第2の対向面12fが形成された第2のヘッド構成部材12とを備え、第1の対向面11fには、塗布物質Gをダイヘッド10の外に吐出する細長い吐出口10hを形成する吐出口形成溝11hが形成され、吐出口10hが形成された部分の第1の対向面11fの細長い方向における第1の対向面11fの外縁11eと吐出口形成溝11hとの間の距離11eLが0.1mm〜1.0mmに形成されたダイヘッド10と、塗布対象物Eが載置される載置台20と、載置台20に載置された塗布対象物Eの、ダイヘッド10に対する位置を把握する位置確認装置40とを備える塗布装置、を使用して2つの塗布対象物Eを貼り合わせた接合部材を製造する方法であって;載置台20に塗布対象物Eを載置する載置工程(S1、S4)と;載置台20に載置された塗布対象物Eの塗布対象面Efにダイヘッド10を用いて塗布物質Gを塗布する塗布工程(S2、S5)と;塗布物質Gが塗布された塗布対象物Eの2つを塗布物質G同士が接触するように貼り合わせる貼合工程(S13)とを備える。
このように構成すると、塗布物質の塗布幅の外側近傍の塗布対象面に突起物がある場合でも、塗布物質が適切に塗布された接合部材を製造することができる。
また、本発明の第9の態様に係る塗布物質塗布済部材の製造方法は、例えば図3、図4及び図6を参照して示すと、塗布対象物Eの塗布対象面Efに沿って相対的に移動させながら塗布物質Gを吐出することで塗布対象面Efに塗布物質Gを塗布するダイヘッド10であって、第1の対向面11fが形成された第1のヘッド構成部材11と、第1の対向面11fに接触した第2の対向面12fが形成された第2のヘッド構成部材12とを有し、第1の対向面11fには、塗布物質Gをダイヘッド10の外に吐出する細長い吐出口10hを形成する吐出口形成溝11hが形成され、吐出口10hが形成された部分の第1の対向面11fの細長い方向における第1の対向面11fの外縁11eと吐出口形成溝11hとの間の距離である端部厚11eLが0.1mm〜1.0mmに形成されたダイヘッド10を、吐出口10hから塗布物質Gを吐出しながら、塗布対象物Eの塗布対象面Efに沿って相対的に移動させることにより、第1の所定の長さの塗布物質Gである第1の塗布膜Gaを塗布対象面Eに形成する第1の塗布膜形成工程と;第1の塗布膜形成工程の後、ダイヘッド10からの塗布物質Gの吐出を停止した状態で、ダイヘッド10を、第1の塗布膜形成工程においてダイヘッド10を相対的に移動させた方向に対して交差する方向に移動させるダイヘッド移動工程と;ダイヘッド移動工程の後、ダイヘッド10を、吐出口10hから塗布物質Gを吐出しながら、塗布対象物Eの塗布対象面Efに沿って相対的に移動させることにより、第2の所定の長さの塗布物質Gである第2の塗布膜Gbを塗布対象面Eに形成する第2の塗布膜形成工程とを備え;ダイヘッド移動工程は、第1の塗布膜Gaを形成する際の吐出口10hの軌跡と第2の塗布膜Gbを形成する際の吐出口10hの軌跡との最短の間隔Qが2mm以下となるように、ダイヘッド10を交差する方向に移動させる。
このように構成すると、ダイヘッドの吐出口の幅よりも広い範囲に塗布物質を均一に塗布することができる。
また、本発明の第10の態様に係る塗布物質塗布済部材の製造方法は、例えば図6(B)を参照して示すと、第1の塗布膜形成工程における第1の塗布膜Gaの表面と吐出口10hとの距離及び第2の塗布膜形成工程における第2の塗布膜Gbの表面と吐出口10hとの距離Hが0μm以上30μm以下である。
このように構成すると、第1の塗布膜及び第2の塗布膜の側辺が乱れてしまうことを抑制することができる。
また、本発明の第11の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図6を参照して示すと、本発明の第9の態様又は第10の態様に係る塗布物質塗布済部材の製造方法を用いて塗布物質Gが塗布された塗布対象物である塗布物質塗布済部材を製造する塗布物質塗布済部材製造工程と;塗布物質塗布済部材を所定の時間放置する放置工程と;放置工程が完了した塗布物質塗布済部材と、接合対象部材と、を貼り合わせる貼合工程とを備える。
このように構成すると、放置工程を備えるので、塗布済の塗布物質が流動して第1の塗布膜と第2の塗布膜との間の隙間が埋まり、貼り合わせた部材の間にボイドが形成されることを抑制することができる。
なお、本発明の第11の態様に係る接合部材の製造方法において、接合対象物は、放置工程が完了した塗布物質塗布済部材であってもよく、この場合は塗布物質塗布済部材の2つを塗布物質同士が接触するように貼り合わせることとしてもよい。また、接合工程の後に、塗布物質を硬化させる硬化工程を備えることとしてもよい。
また、第12の態様に係る接合部材の製造方法として、例えば図1及び図5に示すように、第1の接合面Dfが形成された第1の部材Dと、第2の接合面Efが形成された第2の部材Eとが、所定の粘度の接合剤Gをあらかじめ決められた厚さで介して接合された接合部材C(例えば図2(A)参照)を製造する方法であって;第1の接合面Dfに接合剤Gを第1の所定の厚さで塗布する第1の塗布工程(S2)と;第2の接合面Efに接合剤Gを第2の所定の厚さで塗布する第2の塗布工程(S5)と;第1の接合面Dfに塗布された接合剤Gである第1の塗布済接合剤G1と、第2の接合面Efに塗布された接合剤Gである第2の塗布済接合剤G2と、を接触させて第1の部材Dと第2の部材Eとを貼り合わせる貼合工程(S13)とを備え;第1の所定の厚さは、第1の塗布済接合剤G1を第2の塗布済接合剤G2に接触させたときに、第1の塗布済接合剤G1の第2の塗布済接合剤G2に接触した部分の輪郭が第1の接合面Dfに投影された場合に第1の接合面Dfの第1の所定の領域を包含しつつ、第1の接合面Dfから接合剤Gがはみ出さない厚さであり;第2の所定の厚さは、第2の塗布済接合剤G2を第1の塗布済接合剤G1に接触させたときに、第2の塗布済接合剤G2の第1の塗布済接合剤G1に接触した部分の輪郭が第2の接合面Efに投影された場合に第2の接合面Efの第2の所定の領域Eg(例えば図2(C)参照)を包含しつつ、第2の接合面Efから接合剤Gがはみ出さない厚さであることとしてもよい。
このように構成すると、第1の所定の領域及び第2の所定の領域に、第1の塗布済接合剤と第2の塗布済接合剤とが接触したときの輪郭が現れることなく、あらかじめ決められた厚さの接合剤で接合部材を製造することができる。
また、第13の態様に係る接合部材の製造方法として、例えば図1及び図5を参照して示すと、上記第12の態様に係る接合部材の製造方法において、貼合工程(S13)の前に、接合剤Gが塗布された第1の部材Dの配置を調節する第1の配置調節工程(S9)と;貼合工程(S13)の前に、接合剤Gが塗布された第2の部材Eの配置を調節する第2の配置調節工程(S10)とを備えることとしてもよい。
このように構成すると、第1の部材と第2の部材とを適切な位置関係で貼り合わせることができる。
また、第14の態様に係る接合部材の製造方法として、例えば図1及び図5を参照して示すと、上記第12の態様又は第13の態様に係る接合部材の製造方法において、貼合工程(S13)の前に、第1の塗布済接合剤G1を半硬化させる第1の半硬化工程(S7)と;貼合工程(S13)の前に、第2の塗布済接合剤G2を半硬化させる第2の半硬化工程(S8)とを備えることとしてもよい。
このように構成すると、接合面に接した部分の接合剤の輪郭と、他方の接合剤に接触した部分の接合剤の輪郭との差を抑制することができる。
また、第15の態様に係る接合部材の製造方法として、例えば図1及び図5を参照して示すと、上記第12の態様乃至第14の態様のいずれか1つの態様に係る接合部材の製造方法において、貼合工程(S13)が、所定の真空度の環境下で行われることとしてもよい。
このように構成すると、接合部分に気泡が入ることを抑制することができる。
また、第16の態様に係る接合部材製造装置として、例えば図1に示すように、第1の接合面Dfが形成された第1の部材Dと、第2の接合面Efが形成された第2の部材Eとを、所定の粘度の接合剤Gをあらかじめ決められた厚さで介して接合する装置であって;第1の部材Dを保持する第1の保持具20Aと;第2の部材Eを保持する第2の保持具20Bと;第1の接合面Dfに接合剤Gを塗布する第1の塗布装置10Aと;第2の接合面Efに接合剤Gを塗布する第2の塗布装置10Bと;第1の接合面Dfに塗布する接合剤Gを第1の所定の厚さとし、第2の接合面Efに塗布する接合剤Gを第2の所定の厚さとするように、第1の塗布装置10A及び第2の塗布装置10Bを制御すると共に、第1の部材Dに塗布された接合剤Gと第2の部材Eに塗布された接合剤Gとを対向させ接触させて第1の接合面Dfと第2の接合面Efとが接近する方向に押圧するように第1の保持具20A及び第2の保持具20Bを制御する制御装置90とを備え;第1の所定の厚さの設定値は、第1の接合面Dfに塗布された接合剤Gである第1の塗布済接合剤G1を、第2の接合面Efに塗布された接合剤Gである第2の塗布済接合剤G2に接触させたときに、第1の塗布済接合剤G1の第2の塗布済接合剤G2に接触した部分の輪郭が第1の接合面Dfに投影された場合に第1の接合面Dfの第1の所定の領域を包含しつつ、第1の接合面Dfから接合剤Gがはみ出さない厚さであり;第2の所定の厚さの設定値は、第2の塗布済接合剤G2を第1の塗布済接合剤G1に接触させたときに、第2の塗布済接合剤G2の第1の塗布済接合剤G1に接触した部分の輪郭が第2の接合面Efに投影された場合に第2の接合面Efの第2の所定の領域Eg(例えば図2(C)参照)を包含しつつ、第2の接合面Efから接合剤Gがはみ出さない厚さであることとしてもよい。
このように構成すると、第1の所定の領域及び第2の所定の領域に、第1の塗布済接合剤と第2の塗布済接合剤とが接触したときの輪郭が現れることなく、あらかじめ決められた厚さの接合剤で接合部材を製造することができる。
また、第17の態様に係る接合部材製造装置として、例えば図1に示すように、上記第16の態様に係る接合部材製造装置100において、第1の塗布済接合剤G1及び第2の塗布済接合剤G2の位置を把握する位置確認装置40を備え;制御装置90は、位置確認装置40を用いて第1の塗布済接合剤G1と第2の塗布済接合剤G2との位置を合わせた後に第1の塗布済接合剤G1と第2の塗布済接合剤G2とを接触させることとしてもよい。
このように構成すると、第1の部材と第2の部材とを適切な位置関係で貼り合わせることができる。
また、第18の態様に係る接合部材製造装置として、例えば図1に示すように、上記第16の態様又は第17の態様に係る接合部材製造装置100において、接合剤Gを半硬化させる半硬化装置45を備え;制御装置90は、半硬化装置45を作動させて第1の塗布済接合剤G1及び第2の塗布済接合剤G2を半硬化させた後に第1の塗布済接合剤G1と第2の塗布済接合剤G2とを接触させることとしてもよい。
このように構成すると、接合面に接した部分の接合剤の輪郭と、他方の接合剤に接触した部分の接合剤の輪郭との差を抑制することができる。
また、第19の態様に係る接合部材製造装置として、例えば図1に示すように、上記第16の態様乃至第18の態様のいずれか1つの態様に係る接合部材製造装置100において、第1の保持具20A及び第2の保持具20Bを収容するチャンバ51と;チャンバ51の内部を所定の真空度に減圧する減圧装置53とを備え;制御装置90は、減圧装置53を作動させてチャンバ51の内部を所定の真空度に減圧したうえで、第1の塗布済接合剤G1と第2の塗布済接合剤G2とを接触させて第1の接合面Dfと第2の接合面Efとが接近する方向に押圧する。
このように構成すると、接合部分に気泡が入ることを抑制することができる。
本発明によれば、吐出口が形成された部分の第1の対向面の外縁と吐出口形成溝との間の距離が短いので、塗布物質の塗布幅の外側近傍の塗布対象面に突起物がある場合でも、ダイヘッドが突起物に干渉せずに塗布物質を塗布することが可能になる。
本発明の実施の形態に係る接合部材製造装置の概略構成を示す概念図である。 (A)は接合部材の構成を例示する断面図、(B)は第2部材の断面図、(C)は第2部材の平面図である。 塗布装置の概略構成を示す側面図である。 ダイヘッドの構成を示す図であり、(A)は側面図、(B)は第1対向面の平面図、(C)は吐出口形成溝の部分拡大図である。 接合部材を製造する方法の手順を示すフローチャートである。 (A)は接着剤の塗布態様の変形例を示す平面図、(B)は部分垂直断面図である。
この出願は、日本国で2016年2月19日に出願された特願2016−030110号及び日本国で2016年2月19日に出願された特願2016−030111号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明により明らかとなろう。しかしながら、詳細な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、本発明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかであるからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
まず図1を参照して、本発明の実施の形態に係る接合部材製造装置100を説明する。図1は、接合部材製造装置100の概略構成を示す概念図である。接合部材製造装置100は、第1の部材(以下「第1部材D」という)と第2の部材(以下「第2部材E」という)とを、接合剤としての接着剤Gを介して接合させた接合部材を製造する装置である。ここで、接合部材製造装置100の詳細な説明に先立って、接合部材製造装置100で製造される接合部材の構成を例示する。
図2(A)は、接合部材Cの構成を例示する断面図である。図2(B)は、第2部材Eに接着剤Gを塗布した状態を示す断面図である。図2(C)は、第2部材Eの平面図である。接合部材Cは、第1部材Dと第2部材Eとが、あらかじめ決められた厚さの接着剤Gの層(接着剤層GL)を挟んで構成された部品である。本実施の形態では、第1部材Dが板状に形成された液晶モジュールであり、第2部材Eが液晶を保護するカバーガラスであるとして説明する。第1部材Dは、液晶を含む板状の部品の一方の表面が、接着剤Gを介して第2部材Eと接合する第1接合面Dfとなっている。第1部材Dは、本実施の形態では、第1接合面Df及びその反対側の裏面共に、平坦に形成されている。第2部材Eは、矩形のガラス板Egの外周全体が外枠Erで囲まれて構成されている。第2部材Eは、一方の面が、接着剤Gを介して第1接合面Dfに接合する第2接合面Efとなっている。第2接合面Efは、本実施の形態では、第2接合面Ef及びその反対側の裏面共に、平坦に形成されている。接着剤Gは、本実施の形態では、第1部材D及び/又は第2部材Eに塗布されるときは流動性を有する所定の粘度の液体状となっており、紫外線を照射して硬化させたときに粘着特性を発現する樹脂である。接着剤層GLは、第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせる前は流動性を有していた接着剤Gが、粘度が増加することにより流動性を失って形成されたものである。接着剤層GLは、第1部材Dと第2部材Eとを貼り付けると共に、硬化した際には第1部材Dと第2部材Eとの間隔を適切な間隔に保持する中間層の役割をするものである。接着剤層GLの厚さは、製品としての接合部材Cに求められる厚さであり、接合部材Cの種類に応じてあらかじめ決められている。接着剤層GLの厚さは、概ね100μm以上、典型的には150μm程度である。
図2(B)に示すように、接着剤Gは、部材に塗布すると、断面形状が台形状となる。図2(B)は、第2部材Eに接着剤Gを塗布した例であるが、第2接合面Efに塗布された接着剤Gは、その外縁が、第2接合面Efから離れるほど内側となるように、側面Gsが傾斜する。側面Gsの傾斜の程度(第2接合面Efの法線とのなす角度)は、接着剤Gの特性としてチキソ性があるほど及び粘度が高いほど小さくなる傾向にあるが、チキソ性及び/又は粘度は接着剤Gの塗布作業性と相関があるので、無条件にチキソ性及び/又は粘度を上げるのは難しい。このように、側面Gsの傾斜の程度は、接着剤Gの特性に影響を受ける。接着剤Gの例として、OCRやLOCA等の透明樹脂を用いることができる。側面Gsの傾斜は、塗布された接着剤Gの厚さが変化しても一定である。このため、塗布された接着剤Gが厚くなると、接着剤Gの表面Gfと側面Gsとの交点Gpの位置が、第2接合面Efに投影したときに、外枠Er上からガラス板Eg上に移動し得る(図2(B)に破線で示した接着剤Gを参照)。第2接合面Efに投影した交点Gpの位置がガラス板Eg上に来ると、接合部材Cとなったときに、接着剤Gの外縁(輪郭)がガラス板Egから視認できてしまい、見栄えが悪くなってしまう。本実施の形態では、このような不都合を回避するため、第1部材D及び第2部材Eのそれぞれに接着剤Gを塗布し、一方の部材に塗布された接着剤Gが厚くなりすぎないようにしている。
再び図1に戻って接合部材製造装置100の説明を続ける。接合部材製造装置100は、塗布装置1と、第1部材Dを保持する第1の保持具としての第1吸着ステージ20Aと、第2部材Eを保持する第2の保持具としての第2吸着ステージ20Bと、半硬化装置としてのUV照射器45と、第1部材Dと第2部材Eとの貼り合わせが行われるチャンバ51と、制御装置90とを備えている。接合部材製造装置100は、本実施の形態では、塗布装置1として、第1部材Dに接着剤Gを塗布する第1塗布装置1Aと、第2部材Eに接着剤Gを塗布する第2塗布装置1Bとがそれぞれ設けられているが、両者は同じ構成であるため、共通の性質を説明する場合は単に塗布装置1と総称する。
ここで図3を参照して、塗布装置1の詳細を説明する。図3は、塗布装置1の概略構成を示す側面図である。塗布装置1は、第1部材Dあるいは第2部材Eに接着剤Gを塗布する装置である。本実施の形態では、第1部材D及び第2部材Eが塗布対象物に相当し、接着剤Gが塗布物質に相当する。ここでの説明では、塗布対象物が第2部材Eであるとして、第2部材Eに接着剤Gを塗布することとする。塗布装置1は、ダイヘッド10と、ダイヘッド10に接着剤Gを供給する接着剤供給部16と、第2部材Eが載置される載置台20と、載置台20をダイヘッド10に対して移動させる移動装置30と、載置台20に載置された第2部材Eの位置を把握する位置確認装置としてのカメラ40と、制御装置90とを備えている。塗布装置1が備える制御装置90は、本実施の形態では、接合部材製造装置100(図1参照)が備える制御装置90と兼用となっているが、塗布装置1と接合部材製造装置100(図1参照)とで別個の制御装置を備えていてもよい。
図4に、ダイヘッド10の構造を示す。図4(A)は、ダイヘッド10の側面図である。ダイヘッド10は、第1ヘッド11と第2ヘッド12とに分割可能に構成されている。ダイヘッド10は、第1ヘッド11の第1の対向面(以下「第1対向面11f」という。)と、第2ヘッド12の第2の対向面(以下「第2対向面12f」という。)とが向かい合って接触して連結されている。第1ヘッド11は第1のヘッド構成部材に相当し、第2ヘッド12は第2のヘッド構成部材に相当する。ダイヘッド10は、接着剤Gの塗布幅を調整するためのシム板が設けられていない。シム板を設けないことで、吐出口10hまわりの構成を簡潔にすることが可能となる。ダイヘッド10は、概ね細長い直方体状に形成されている。ダイヘッド10は、直方体状の複数の面のうちの1つの面に突出した部分が形成され、当該突出した部分の先端に吐出口10hが形成されている。先端に吐出口10hが形成された突出部は、第1ヘッド11と第2ヘッド12との境界が現れる長方形状の面の一つの中央部に形成されている。吐出口10hは、直方体状の長手方向に沿って、かつ、第1ヘッド11と第2ヘッド12との境界に沿って延びている。吐出口10hは、接着剤Gをダイヘッド10の外に吐出する細長い開口(スリット)である。また、ダイヘッド10の内部には、接着剤Gをダイヘッド10内に一旦保留する保留部10rが形成されている。
図4(B)は、第1ヘッド11の第1対向面11fを示す図である。第1対向面11fは、本実施の形態では、概ね長方形状に形成されており、さらに長方形の一方の長辺の中央部分において当該長方形の外側に突出した第1突出部11pが形成されている。第1対向面11fの概ね長方形状に形成された部分を、以下の説明の便宜上、第1主部11bということとする。したがって、第1対向面11fは、第1主部11bと第1突出部11pとを含んでいる。第1突出部11pの突出する高さ11pHは、第2部材Eへの接着剤Gの塗布幅の外側に存在し得る突起物を回避できる高さであり、より多種の突起物の回避を可能にする観点からは3mm以上、好ましくは4mm以上、より好ましくは5mm以上とするとよく、接着剤G吐出時に第1突出部11pにかかる圧力を抑制する観点からは8mm以下、好ましくは7mm以下、より好ましくは6mm以下とするとよい。第1突出部11pの幅11pWは、概ね接着剤Gの第2部材Eへの塗布幅である。本実施の形態では、幅11pWは、第1主部11bの長方形状の長辺の長さよりも短く、当該長辺に対して概ね0.4倍に形成されているが、当該長辺に対して0.3〜0.5倍、あるいは0.6倍程度としてもよい。第1対向面11fには、吐出口10hを形成する吐出口形成溝11hと、保留部10rを形成する保留部形成溝11rと、吐出口形成溝11hと保留部形成溝11rとを連絡する連絡部形成溝11cが形成されている。これらの各溝11h、11r、11cは、第1対向面11fから裏側の面に向かって掘られることで形成されている。
吐出口形成溝11hは、第1突出部11pの長手方向両端を除いた全体に形成されている。図4(C)の部分拡大図に示すように、第1突出部11pの先端(吐出口10hが形成される部分)における、第1突出部11pの第1外縁11eと吐出口形成溝11hとの間の距離11eL(以下「端部厚11eL」という。)は、0.1mm〜1.0mmに形成されている。第1外縁11eに沿った吐出口形成溝11hの輪郭は、第1主部11bに向けてわずかに(概ね端部厚11eLの30〜50%程度)長手方向内側に張り出していてもよい。吐出口形成溝11hの深さ(第1対向面11fから、その裏面に向かう方向の距離)は、第1突出部11pの構成上浅くなるが、第2部材Eに塗布する接着剤Gの厚さや第2部材Eに対するダイヘッド10の移動速度等を考慮して決定するとよい。図4(B)に示すように、保留部形成溝11rは、第1主部11bを短辺が延びる方向で仮想的に概ね三等分したうちの第1突出部11p寄りの領域に、第1突出部11pと間隔をあけて形成されている。保留部形成溝11rの長手方向の長さ11rWは、典型的には吐出口形成溝11hが形成された第1突出部11pの幅11pWよりも長くなっており、本実施の形態では第1主部11bの長手方向の長さの概ね2/3となっている。連絡部形成溝11cは、概ね吐出口形成溝11hの幅で保留部形成溝11rに到達しており、保留部形成溝11rから吐出口形成溝11hまでの接着剤Gの流れを円滑にするために、保留部形成溝11rの近辺で幅が広がっていてもよい。本実施の形態では、連絡部形成溝11cの深さは吐出口形成溝11hの深さと同じであり、保留部形成溝11rの深さは吐出口形成溝11hの深さよりも深い。保留部形成溝11rに対して連絡部形成溝11cとは反対側の第1ヘッド11には、接着剤Gをダイヘッド10の外部から保留部10rに導く投入流路11tが形成されている。投入流路11tは、典型的には第1対向面11fに現れておらず、第1ヘッド11の一面から第1ヘッド11の内部を貫通して保留部形成溝11rに到達している。
第2ヘッド12の第2対向面12fは、その輪郭が、典型的には第1対向面11fと合同に形成されているが、第1対向面11fとは異なる形であってもよい。第2対向面12fは、本実施の形態では、輪郭が第1対向面11fと合同に形成されているが、第1対向面11fに形成されていた吐出口形成溝11h、保留部形成溝11r、及び連絡部形成溝11cに相当する溝は形成されておらず、平坦に形成されている。しかしながら、第2対向面12fにもこれらの溝11h、11r、11cに相当する溝の1つ以上が形成されていてもよい。第2ヘッド12には、第1ヘッド11の第1突出部11pに対応する、第2突出部12pが形成されている。第2突出部12pの高さ及び幅は、第1突出部11pと同様である。第1ヘッド11と第2ヘッド12とは、締結用のボルト13で相互に固定されている。本実施の形態では、第1ヘッド11に、第1対向面11fからその裏面に貫通するボルト貫通孔11xが形成されており、第2対向面12fには、第1対向面11fと対面したときにボルト貫通孔11xに対応する位置に、ボルト13が螺合するねじ山(不図示)が形成されている。第1対向面11fに形成されたボルト貫通孔11xは、本実施の形態では、連絡部形成溝11c側を除いて、矩形の保留部形成溝11rの三辺を囲むように配置されている。このようにボルト貫通孔11xが配置されていることで、第1ヘッド11と第2ヘッド12との連結を強固に行うことができ、接着剤Gを吐出する際に接着剤Gが流れる溝11h、11r、11cの内圧が上昇しても第1ヘッド11と第2ヘッド12とが離れてしまうことを抑制することができる。
再び図3に戻って、塗布装置1の説明を続ける。以下の塗布装置1の説明において、ダイヘッド10の構成に言及しているときは、適宜図4を参照することとする。接着剤供給部16は、接着剤Gを貯留する接着剤タンク(不図示)を有している。接着剤供給部16は、また、貯留されている接着剤Gをダイヘッド10に向けて圧送する圧送機(不図示)を有している。圧送機として、ポンプを用いることができる。接着剤供給部16が有する圧送機は、接着剤Gの吐出圧力を変えることで、接着剤13の吐出流量を変えることができるように構成されている。なお、接着剤Gの吐出圧力は、ポンプに代えて気圧によって変化させる構成としてもよい。接着剤供給部16は、接着剤流路16pを介してダイヘッド10と接続されており、接着剤流路16pを介して接着剤Gをダイヘッド10に供給することができるように構成されている。
載置台20は、第2部材Eに接着剤Gが塗布される際に、第2部材Eが置かれる台である。載置台20は、典型的には、平面視において第2部材Eを包含する大きさで、板状に形成されている。載置台20は、第2部材Eが載置される面が載置面20fとなっている。載置面20fは、載置される第2部材Eに適合する形状になっており、本実施の形態では平面に形成されている。載置台20は、典型的には、載置面20fが上向きで水平になるように配設されている。
移動装置30は、載置台20をダイヘッド10に対して相対的に移動させる装置であり、本実施の形態では、位置が固定されたダイヘッド10に対して載置台20を移動させる装置となっている。移動装置30は、送り装置31と、調節装置32とを含んでいる。送り装置31の上には調節装置32が設けられており、調節装置32の上には載置台20が取り付けられている。送り装置31は、調節装置32を介して取り付けられた載置台20を、ダイヘッド10の吐出口10hが延びる方向に対して水平に直行する方向(以下「X方向」という。)で往復移動させることができるように構成されている。調節装置32は、ダイヘッド10の吐出口10hが延びる方向(X方向に対して水平に直行する方向)及び鉛直方向に載置台20を往復移動させると共に、載置台20の図心を通って鉛直に延びる仮想軸線32aまわりに載置台20を回転移動させることができるように構成されている。
カメラ40は、ダイヘッド10に対してX方向に離れた、接着剤Gが塗布される前の第2部材Eが載置された載置台20の待機位置の上方に設置されている。カメラ40は、接着剤Gを塗布する対象の第2部材Eの面である第2接合面Ef(塗布対象面に相当)が矩形である本実施の形態では、載置台20に載置された第2部材Eの対角となる2箇所の角を認識することができるように、合計2台が設置されている。しかしながら、カメラ40の数は、載置台20に載置された第2部材Eのダイヘッド10に対する位置を把握することができれば、いくつであってもよい。
制御装置90は、塗布装置1の動作を司る機器である。制御装置90は、移動装置30と信号ケーブル(不図示)で接続されており、載置台20を水平及び鉛直方向に移動させることができると共に、載置台20を仮想軸線32aまわりに回転移動させることができるように構成されている。制御装置90は、載置台20に載置された第2部材Eの位置を把握しながら移動装置30を作動させることで、第2部材Eの第2接合面Efの所定の位置と、ダイヘッド10の基準位置とが合うように載置台20を移動させることができる。第2接合面Efの所定の位置は、典型的には第2接合面Efの図心である。ダイヘッド10の基準位置は、典型的には細長い吐出口10hの中央(塗布幅の中心)である。所定の位置と基準位置が合うとは、共に1つの仮想鉛直平面上に存在する状態である。また、制御装置90は、接着剤供給部16と信号ケーブル(不図示)で接続されており、接着剤供給部16からダイヘッド10への接着剤Gの供給の有無の制御及び接着剤Gの供給流量の調節を行うことができるように構成されている。また、制御装置90は、カメラ40と信号ケーブル(不図示)で接続されており、カメラ40で得た位置情報を取得することができるように構成されている。
図1に戻って、上述した塗布装置1以外の接合部材製造装置100の構成を説明する。第1吸着ステージ20Aは、典型的には第1部材Dを包含する大きさで、板状に形成されている。第1吸着ステージ20Aは、載置された第1部材Dを吸着保持することができるように、第1部材Dが載置されたときに第1部材Dに覆われる領域内に、複数の吸引孔(不図示)が形成されている。吸引孔(不図示)は、真空ポンプ(不図示)が配設された流路に接続され、負圧にすることで第1部材Dを吸着保持することができるように構成されている。
第2吸着ステージ20Bは、典型的には第2部材Eを包含する大きさで、板状に形成されている。第2吸着ステージ20Bは、載置された第2部材Eを吸着保持することができるように、第2部材Eが載置されたときに第2部材Eに覆われる領域内に、複数の吸引孔(不図示)が形成されている。吸引孔(不図示)は、真空ポンプ(不図示)が配設された流路に接続され、負圧にすることで第2部材Eを吸着保持することができるように構成されている。第2吸着ステージ20Bは、上述のような第1吸着ステージ20Aと同様に構成されているほか、反転可能に構成されている。換言すれば、第2吸着ステージ20Bは、第2部材Eが載置される面を、鉛直上向きと鉛直下向きとで切り替えることができるように構成されている。なお、第2吸着ステージ20B自身が反転可能に構成されることに代えて、塗布装置1において接着剤Gが塗布された第2部材Eを反転させる反転機構(反転機)を第2吸着ステージ20Bとは別に設けると共に、第2吸着ステージ20Bが反転された第2部材Eを吸着できるように第1吸着ステージ20Aに対向して配置されていてもよい。
UV照射器45は、紫外線を照射する機器である。UV照射器45は、接着剤Gに向けて紫外線を照射することで、接着剤Gの流動性を失わせて粘度を増加させるために設けられている。UV照射器45は、照射する紫外線の強さ及び/又は紫外線を照射する時間を調節することにより、紫外線を照射した接着剤Gの粘度(硬化度)を調節することができるように構成されている。UV照射器45は、本実施の形態では、第1吸着ステージ20Aの上方及び第2吸着ステージ20Bの上方にそれぞれ個別に設置されているが、1つで第1部材Dに塗布された接着剤Gと第2部材Eに塗布された接着剤Gの両方に対して紫外線を照射することとしてもよい。
チャンバ51は、第1吸着ステージ20A及び第2吸着ステージ20Bを同時に収容することができる大きさに形成されている。チャンバ51は、第1吸着ステージ20Aに吸着保持された第1部材D及び第2吸着ステージ20Bに吸着保持された第2部材Eを出し入れすることができるように、開閉可能に構成されている。チャンバ51には、吸引管52が接続されている。吸引管52には、減圧装置としての真空ポンプ53が配設されている。チャンバ51は、真空ポンプ53を作動させることにより、内部の真空度を調節することができるように構成されている。
塗布装置1と兼用する制御装置90は、前述した塗布装置1の動作を司る機能のほか、塗布装置1以外の接合部材製造装置100の動作を司るように構成されている。制御装置90は、第1吸着ステージ20A及び第2吸着ステージ20Bと信号ケーブル(不図示)で接続されており、第1部材D及び第2部材Eの保持と解除とを切り替えることができると共に、第2吸着ステージ20Bの反転動作(反転機構を別途設ける場合は反転機構の反転動作)を行うことができるように構成されている。また、制御装置90は、UV照射器45と信号ケーブル(不図示)で接続されており、紫外線の照射の強さ及び照射時間を制御することができるように構成されている。また、制御装置90は、チャンバ51及び真空ポンプ53と信号ケーブル(不図示)で接続されており、チャンバ51の開閉及び真空ポンプ53の作動状態(発停)を制御することができるように構成されている。なお、本実施の形態では、塗布装置1のカメラ40は、塗布装置1外の接合部材製造装置100内において第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせる際の位置合わせにも用いられる。
次に図5を参照して、本発明の実施の形態に係る接合部材の製造方法を説明する。図5は、接合部材Cを製造する手順を示すフローチャートである。以下に説明する接合部材の製造方法(接合部材Cの製法)は、典型的には、これまで説明した接合部材製造装置100で行われるが、接合部材製造装置100を用いること以外の手法で行われてもよい。以下に説明する接合部材Cの製法は、接合部材製造装置100の作用の説明を兼ねている。以下の接合部材Cの製法の説明において、ダイヘッド10を含む塗布装置1を備える接合部材製造装置100の構成あるいは接合部材Cの構造に言及しているときは、適宜図1乃至図4を参照することとする。
接合部材Cの製造を開始したら、まず、第1部材Dを、第1接合面Dfを上に向けて、第1塗布装置1Aの載置台20に載置する(載置工程:S1)。載置台20への第1部材Dの載置は、人の手で行ってもよく、制御装置90に制御されるロボットハンド(不図示)によって行われてもよい。第1部材Dを載置台20に載置したら、制御装置90は、移動装置30を作動させることによって載置台20を移動させると共に、第1部材Dがダイヘッド10に対して決められた位置に来たときに吐出口10hから液状の接着剤Gを吐出させて、第1接合面Dfに接着剤Gを塗布する(第1の塗布工程:S2)。第1接合面Dfは、塗布対象面に相当する。第1接合面Dfに接着剤Gを塗布する際、制御装置90は、カメラ40によって載置台20上の第1部材Dの位置を確認して、載置台20をX方向(図3参照)に移動させたときに吐出口10hから吐出された接着剤Gが第1接合面Dfの予定された位置に塗布されるように、載置台20の位置を調節する。また、制御装置90は、第1接合面Dfに塗布された接着剤G(以下「第1塗布済接着剤G1」という。)が第1の所定の厚さとなるように、ダイヘッド10に形成された吐出口10hの大きさを前提として、接着剤Gの吐出圧力を調節する。第1の所定の厚さは後述する。
第1接合面Dfに接着剤Gを塗布する際、ダイヘッド10は、端部厚11eL(図4(C)参照)が0.1mm〜1.0mmに形成されているので、X方向に直交する方向における第1接合面Dfの接着剤Gが塗布される領域の直近外側に突出したものが存在する場合であっても、当該突出したものにダイヘッド10が干渉することを回避することができる。ここで、当該突出したものとして、第1部材Dの構造として物理的に存在する突出した部分のほか、以下のものが挙げられる。
図6(A)は、接着剤Gの塗布態様の変形例を示す平面図である。図6(A)に示す変形例は、部材の接着剤Gを塗布する面積が広く、接着剤Gを塗布する幅がダイヘッド10の第1突出部11pの幅11pWの約2倍となっている。この場合、接着剤Gの塗布幅の一方の辺にダイヘッド10を合わせて図中X1方向に接着剤Gを塗布し(これにより形成されたものを「第1接着剤膜Ga」ということもある)、X1方向に予定された長さ(第1の所定の長さ)の塗布が完了したら(第1の塗布膜形成工程)、ダイヘッドを塗布幅方向に移動させてから(ダイヘッド移動工程)、図中X2方向に接着剤Gを塗布し(これにより形成されたものを「第2接着剤膜Gb」ということもある)、X2方向に予定された長さ(第2の所定の長さ)の塗布を完了することで(第2の塗布膜形成工程)、予定された部分全体に接着剤Gを塗布することができる。なお、本変形例では、第1の所定の長さと第2の所定の長さを同じ長さとしているが、異なる長さであってもよい。このように第1接着剤膜G1及び第2接着剤膜G2を形成するとき、シム板を有して吐出口よりも塗布幅方向にダイヘッドの幅が張り出した(ダイヘッド幅が塗布幅よりも大きい)従来のダイヘッドを用いた場合、X1方向で塗布した接着剤G(第1接着剤膜Ga)とX2方向で塗布した接着剤G(第2接着剤膜Gb)との隙間をなくすようにすると、X2方向に接着剤Gを塗布する際に、塗布幅方向に張り出したダイヘッドの部分で塗布済の接着剤G(第1接着剤膜Ga)の上層部分を削り取ってしまい、X1方向で塗布した接着剤G(第1接着剤膜Ga)の厚さとX2方向で塗布した接着剤G(第2接着剤膜Gb)の厚さとを均一にすることができなかった。
この不具合をより詳しく説明する。第1接着剤膜Ga及び第2接着剤膜Gbをそれぞれ形成するためにダイヘッド10で接着剤Gを塗布したとき、通常、図6(B)の部分垂直断面に示すように、塗布幅の両端が盛り上がる(図6(B)では第1接着剤膜Ga及び第2接着剤膜Gbのそれぞれ片端を表示している)。このため、接着剤Gを塗布する際は、通常、接着剤Gが塗布されたときに表面となる高さ(盛り上がりの内側の一段下がった高さ)よりもダイヘッド10の先端が高くなるようにすることが好ましい。しかし、接着剤Gを塗布する際にダイヘッド10を塗布対象面(第1接合面Df又は第2接合面Ef)から離しすぎると、塗布済の接着剤Gの膜の側辺(塗布幅の軌跡で形成された辺)が波打ってしまう(ぎざぎざしてしまう)。このため、接着剤Gを塗布する際、ダイヘッド10の先端と塗布済の接着剤Gの膜の表面(側辺より内側の盛り上がりから下がった平坦な面)との距離Hが所定の距離(例えば30μm)以下となるようにするのが好ましい。距離Hは、膜厚のコントロールを可能にする観点から、マイナス(接着剤膜の表面よりもダイヘッド10の先端が塗布対象面に近い状態)とならないように0μm以上とするのが好ましい。塗布済の接着剤Gの膜の側辺が波打たないように、接着剤Gが塗布されたときに膜の表面となる高さにダイヘッド10の先端を近づけると、第1接着剤膜Gaに対して好ましい間隔Qで第2接着剤膜Gbを形成する際に、従来のシム板を有するダイヘッド(端部厚が大きいダイヘッド)では、ダイヘッドの先端が第1接着剤膜Ga上方にかかってしまい、表面張力の影響で第1接着剤膜Gaがダイヘッドに接触し、第1接着剤膜Gaの一部をダイヘッドが削り取ってしまうこととなる。この点、本実施の形態に係るダイヘッド10によれば、端部厚11eL(図4(C)参照)が0.1mm〜1.0mmに形成されているので、間隔Qを2mm以下として、複数列に接着剤Gを塗布する際に各列間の隙間を実質的になくすようにしても、塗布済の接着剤Gの上層部分を削り取ることが実質的になく、均一に接着剤Gを塗布することができる。間隔Qは、第1接着剤膜Gaを形成する際のダイヘッド10の吐出口10hの軌跡と第2接着剤膜Gbを形成する際のダイヘッド10の吐出口10hの軌跡との距離(最短距離)である。間隔Qは、塗布済の接着剤Gにダイヘッド10が接触してしまう確率をより低減させる観点から、端部厚11eLより大きく設定してもよい。本変形のように第1接着剤膜Gaに隣接して第2接着剤膜Gbを形成する場合、接合部材C(図2参照)となったときに接着剤Gの不連続部分が生じることを抑制する観点から、間隔Qを1mm以下とすることがより好ましい。間隔Qが2mm以下であれば、通常、第1接着剤膜Gaの表面と第2接着剤膜Gbの表面との間に隙間が形成されていても、塗布対象面付近で第1接着剤膜G1と第2接着剤膜G2とが重なり合ってつながり、塗布対象面上では両者の境界がなくなる。また、第2接着剤膜G2の形成直後は第1接着剤膜Gaの表面と第2接着剤膜Gbの表面との間に隙間が形成されていても、所定の時間放置する(放置工程)ことにより、本実施の形態で用いている所定の粘度(概ね1000〜20000mPa・s)の接着剤Gは流動して、塗布幅の両端の盛り上がりがなくなると共に両接着剤膜Ga、Gbの表面の間の隙間が埋まってフラットとなる。所定の時間は、接着剤Gの粘度に応じて決まり、本実施の形態における所定の粘度の接着剤Gを用いている場合は、1分〜2分あるいは2分〜3分あるいは3分〜5分程度である。なお、間隔Qは、第1接着剤膜Ga及び第2接着剤膜Gbの厚さ(膜厚)に応じて調節してもよい。また、ダイヘッド10の先端と塗布対象面とは典型的には接着剤Gの塗布時には平行が維持されるが、平行とならない場合は、ダイヘッド10の先端と第1接着剤膜Gaの表面あるいは第2接着剤膜Gbの表面との距離Hは、最大となる部分が所定の距離(例えば30μm)以下となるようにするとよい。
なお、図6に示すように、第1接着剤膜Gaに隣接して第2接着剤膜Gbを塗布する際、ダイヘッド10の吐出口10hの細長い方向が、典型的には、接着剤Gを塗布する方向X1、X2に対して直交する向きにダイヘッド10が設置されるが、方向X1、X2に対して直交以外の角度となる向きにダイヘッド10が設置されることとしてもよい。また、第1接着剤膜Gaを形成した後でダイヘッド10を塗布幅方向に移動させる際(ダイヘッド移動工程の際)、第1の塗布膜形成工程の完了後に吐出口10hからの接着剤Gの吐出を停止しつつダイヘッド10のX1方向への移動を適切な時間継続した後でダイヘッド移動工程を行い、その後、吐出口10hからの接着剤Gの吐出を停止しつつダイヘッド10をX2方向へ移動させてダイヘッド10が適切な位置に到達したときに吐出口10hからの接着剤Gの吐出を開始して第2の塗布膜形成工程を行うこととしてもよい。ダイヘッド移動工程の際、典型的にはダイヘッド10を方向X1、X2に対して直交する方向に移動させるが、方向X1、X2に対して直交以外の角度となる方向に移動させることとしてもよい。なお、ダイヘッド10の吐出口10hの細長い方向が、方向X1、X2に対して直交する向きにダイヘッド10が設置された場合、ダイヘッド移動工程においてダイヘッド10を方向X1、X2に対して直交する方向に移動させることは、ダイヘッド10を吐出口10hの細長い方向に移動させることとなる。
再び主に図5に戻って、接合部材Cの製法の説明を続ける。第1接合面Dfに接着剤Gを塗布したら、第1部材Dを載置台20から第1吸着ステージ20Aへ移動し、第1部材Dを第1吸着ステージ20Aに吸着保持させる(S3)。第1吸着ステージ20Aへの第1部材Dの移動は、人の手で行ってもよく、制御装置90に制御されるロボットハンド(不図示)によって行われてもよい。第1吸着ステージ20Aに第1部材Dを移動させたら、第2部材Eを、第2接合面Efを上に向けて、第2塗布装置1Bの載置台20に載置する(載置工程:S4)。第2部材Eの載置台20への載置は、典型的には第1部材Dを載置台20へ載置したときと同じ要領で行われる。第2部材Eを載置台20に載置したら、制御装置90は、典型的には第1接合面Dfに接着剤Gを塗布したときと同じ要領で、第2接合面Efに接着剤Gを塗布する(第2の塗布工程:S5)。このとき、制御装置90は、第2接合面Efに塗布された接着剤G(以下「第2塗布済接着剤G2」という。)が第2の所定の厚さとなるように、ダイヘッド10に形成された吐出口10hの大きさを前提として、接着剤Gの吐出圧力を調節する。
ここで、前述の第1の所定の厚さ及び上述の第2の所定の厚さを説明する。前述のように、部材に接着剤Gを塗布すると側面Gsが傾斜するため(図2(B)参照)、接着剤Gが厚くなるほど接着剤Gの表面Gfと側面Gsとの交点Gpの位置が内側になる。後の工程で、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とを向かい合わせて接触させると、各接着剤Gの交点Gpのうちのより内側にある方のものが、輪郭として現れ得る。本実施の形態では、当該輪郭が、第2部材Eの外枠Erの内側にあるガラス板Egから視認できないように、外枠Er内で収まることを意図する。他方、交点Gpをより外側にしようとして部材に接着剤Gが接する部分の面積を広げようとしても、各部材D、Eの外縁よりも広げることは現実的ではない。上記の事情をふまえて、第1の所定の厚さは、第1塗布済接着剤G1の交点Gpが連なって形成される輪郭が、第2塗布済接着剤G2に接触したときにガラス板Egの外周を包含し(ガラス板Egを丸ごと含み)、かつ、第1接合面Dfから第1塗布済接着剤G1がはみ出さない厚さである。第2の所定の厚さは、第2塗布済接着剤G2の交点Gpが連なって形成される輪郭が、第1塗布済接着剤G1に接触したときにガラス板Egの外周を包含し、かつ、第2接合面Efから第2塗布済接着剤G2がはみ出さない厚さである。本実施の形態では、第1の所定の厚さ及び第2の所定の厚さ共に、接合部材Cの接着剤層GLの厚さとしてあらかじめ決められている厚さの半分の厚さとしている。なお、本実施の形態では、ガラス板Egの外周(ガラス板Egと外枠Erとの境界)が、第1の所定の領域及び第2の所定の領域に相当する。
第2接合面Efに接着剤Gを塗布したら、第2部材Eを載置台20から第2吸着ステージ20Bへ移動し、第2部材Eを第2吸着ステージ20Bに吸着保持させる(S6)。第2吸着ステージ20Bへの第2部材Eの移動は、人の手で行ってもよく、制御装置90に制御されるロボットハンド(不図示)によって行われてもよい。第2吸着ステージ20Bが、自身が反転せずに第1吸着ステージ20Aに対向して配置されている場合は、ロボットハンド(不図示)が反転機構として機能するように構成してもよい。第2部材Eを第2吸着ステージ20Bに移動したら、第1塗布済接着剤G1に対してUV照射器45で紫外線を照射して第1塗布済接着剤G1を半硬化させ(第1の半硬化工程:S7)、また、第2塗布済接着剤G2に対してUV照射器45で紫外線を照射して第2塗布済接着剤G2を半硬化させる(第2の半硬化工程:S8)。ここでいう半硬化は、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とを接触させたときに相互に接合することができる余地を残しつつ、接着剤Gが塗布された部材D、Eを傾けあるいは逆さにしても接着剤Gが流れることがない(変形することがない)程度に粘度を増加させることを意図している。第1の半硬化工程(S7)と第2の半硬化工程(S8)とは、並行して行われてもよく、順序が逆であってもよい。なお、図5では、便宜上、第1の半硬化工程(S7)は、第2部材Eを吸着保持させる工程(S6)の後に行うこととしているが、第2部材Eを吸着保持させる工程(S6)の終了を待たずに第1部材Dを吸着保持させる工程(S3)の後適時に行ってもよい。また、本実施の形態のように、第1部材Dと第2部材Eとが異なる場所で処理される場合は、第1部材Dを載置する工程(S1)〜第1部材Dを吸着保持させる工程(S3)(及び第1の半硬化工程(S7))と、第2部材Eを載置する工程(S4)〜第2部材Eを吸着保持させる工程(S6)(及び第2の半硬化工程(S8))とを並行して行ってもよい。
次に、制御装置90は、カメラ40で確認しながら、第1吸着ステージ20Aに吸着保持された第1部材Dの配置を調節し(第1の配置調節工程:S9)、また、第2吸着ステージ20Bに吸着保持された第2部材Eの配置を調節する(第2の配置調節工程:S10)。本実施の形態では、第1接合面Dfを上向きのままとし、第2接合面Efを下向きとして第1接合面Dfに対向させて、平面視において、第1塗布済接着剤G1の交点Gp(図2(B)参照)を連ねた輪郭が第2部材Eのガラス板Egを包含するように、かつ、第1部材Dの外縁と第2部材Eの外縁とが一致するように、第1部材D及び第2部材Eの配置を調節する。このとき、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とは、未だ接触していない。第1部材D及び第2部材Eの配置を調節したら、第1部材D及び第2部材Eをチャンバ51内に収容する(S11)。第1部材D及び第2部材Eのチャンバ51内への収容は、人の手で行ってもよく、制御装置90に制御されるロボットハンド(不図示)によって行われてもよい。
第1部材D及び第2部材Eをチャンバ51内に収容したら、チャンバ51を密閉し、真空ポンプ53を作動させて、チャンバ51内が所定の真空度となるようにチャンバ51内の圧力を低下させる(S12)。ここでの所定の真空度は、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とを接触させたときに接着剤Gの内部に気泡が存在すること(ボイドが発生すること)を抑制することができる程度の圧力である。チャンバ51内を所定の真空度にしたら、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とを接触させ、第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせる(貼合工程:S13)。第1部材Dと第2部材Eとの貼り合わせは、典型的には、第2部材Eを吸着保持している第2吸着ステージ20Bを鉛直下方に移動させることにより行われる。このとき、第1塗布済接着剤G1が第1の所定の厚さであり、第2塗布済接着剤G2が第2の所定の厚さであるので、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とが接触した面の外縁(輪郭)が第2部材Eのガラス板Egの外側の外枠Er内に収まることとなり、当該外縁(輪郭)がガラス板Egから視認できてしまうことを回避することができる。
第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせたら、第2部材Eを第1部材Dに向けて相対的に押圧する(S14)。押圧工程(S14)は、第1部材Dと第2部材Eとに挟まれた接着剤Gが、展延すると共に、あらかじめ決められた厚さとなるように行われる。押圧工程(S14)を行うことにより、コーティング面積と接液面積との差を抑制することができる。押圧工程(S14)を行ったら、UV照射器45を用いて紫外線を接着剤Gに照射して、接着剤Gを硬化させる(S15)。接着剤Gが硬化してあらかじめ決められた厚さの接着剤層GLになると、接着剤層GLによって第1部材Dと第2部材Eとが固定され、接合部材Cとなる。製造された接合部材Cは、チャンバ51から取り出される(S16)。接合部材Cがチャンバ51から取り出される際は、真空ポンプ53が停止され、チャンバ51内外の圧力差が解消してから、チャンバ51が開けられる。真空ポンプ53を停止するタイミングは、押圧工程(S14)が行われてからチャンバ51が開けられるまでのいずれかとすることができる。チャンバ51内からの接合部材Cの取り出しは、人の手で行ってもよく、制御装置90に制御されるロボットハンド(不図示)によって行われてもよい。
以上で説明したように、本実施の形態に係るダイヘッド10によれば、端部厚11eL(図4(C)参照)が0.1mm〜1.0mmに形成されているので、X方向に直交する方向における第1接合面Dfの接着剤Gが塗布される領域の直近外側に突出したものが存在する場合であっても、当該突出したものにダイヘッド10が干渉することを回避することができる。また、本実施の形態に係る塗布装置1によれば、部材D、Eに接着剤Gを塗布する際、カメラ40によって載置台20上の部材D、Eの位置を確認するので、部材D、Eの所定の位置に接着剤Gを塗布することができる。また、本実施の形態に係る接合部材製造装置100によれば、第1部材D及び第2部材Eの双方に、ガラス板Egの外縁(所定の領域)を包含しつつ接合面Df、Efからはみ出さない所定の厚さで接着剤Gを塗布して第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせるので、第1塗布済接着剤G1と第2塗布済接着剤G2とが接触したときに輪郭がガラス板Egから視認できてしまうことを回避しつつ、あらかじめ決められた厚さの接着剤層GLを有する接合部材Cを製造することができる。
以上の説明では、接着剤Gが、流動性を有する所定の粘度の液体状のものに対して、紫外線を照射すると硬化して(粘度が増加して)粘着特性を発現するものであることとしたが、紫外線を照射することに代えて、あるいは紫外線を照射すると共に、加熱すると硬化して(粘度が増加して)粘着特性を発現するものであってもよい。
以上の説明では、保留部形成溝11rの長手方向の長さ11rWが、吐出口形成溝11hが形成された第1突出部11pの幅11pWよりも長くなっていることとしたが、幅11pWよりも短くてもよく、吐出口形成溝11hの長手方向の長さと同じでもよい。
以上の説明では、移動装置30が、位置が固定されたダイヘッド10に対して載置台20を移動させることとしたが、位置が固定された載置台20に対してダイヘッド10を移動させることとしてもよく、ダイヘッド10及び載置台20の双方を相互に移動させることとしてもよい。
以上の説明では、接合部材製造装置100が備える塗布装置1が、第1部材Dに接着剤Gを塗布する第1塗布装置1Aと、第2部材Eに接着剤Gを塗布する第2塗布装置1Bとがそれぞれ設けられているとしたが、1つの塗布装置1で第1部材Dと第2部材Eとのそれぞれに接着剤Gを塗布することとしてもよい。この場合は、第1の塗布装置が第2の塗布装置を兼ねることとなる。あるいは、塗布装置1を構成する要素の一部を兼用することとしてもよい。例えば、載置台20及び移動装置30は、第1部材D用と第2部材E用とでそれぞれ設け、ダイヘッド10、接着剤供給部16、及びカメラ40を第1部材D用と第2部材E用とで兼用することとしてもよい。又は、ダイヘッド10、接着剤供給部16、カメラ40のうちの1つ又は2つを兼用することとしてもよい。
以上の説明では、塗布装置1の載置台20上で接着剤Gが塗布された第1部材D及び第2部材Eを、塗布装置1外の第1吸着ステージ20A又は第2吸着ステージ20Bに移動させることとしたが、第1部材Dを第1吸着ステージ20A上で吸着保持した状態で接着剤Gを塗布し及び/又は第2部材Eを第2吸着ステージ20B上で吸着保持した状態で接着剤G塗布することとしてもよい。この場合、第1の保持具及び/又は第2の保持具は、載置台を兼ねることとなり、移動装置30が設けられることとなる。
以上の説明では、第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせる前に、第1塗布済接着剤G1及び第2塗布済接着剤G2を半硬化させることとしたが、用いる接着剤Gの特性や接着剤Gが塗布される向き(上向きか下向きか)等を考慮して半硬化させなくても差し支えない場合は、第1塗布済接着剤G1及び/又は第2塗布済接着剤G2を半硬化させなくてもよい。第1塗布済接着剤G1及び第2塗布済接着剤G2の両方とも半硬化させなくてもよい場合、UV照射器45を設置しなくてもよい。しかしながら、接着剤Gの特性上半硬化させた方がよい場合は、第1塗布済接着剤G1及び第2塗布済接着剤G2の両方とも半硬化させると、第1部材Dと第2部材Eとを貼り合わせる際に第1塗布済接着剤G1及び第2塗布済接着剤G2の形状が変わってしまうことを回避することができ、コーティング面積と接液面積との差を抑制することができるため好ましい。
以上の説明では、第1部材Dと第2部材Eとの貼り合わせを、所定の真空度に減圧したチャンバ51内で行うこととしたが、大気圧下で貼り合わせても接着剤G内に気泡が実質的発生しない等、減圧した環境下で貼り合わせなくても差し支えない場合は、チャンバ51、吸引管52、真空ポンプ53を設置しなくてもよい。
本明細書中で引用する刊行物、特許出願及び特許を含むすべての文献を、各文献を個々に具体的に示し、参照して組み込むのと、また、その内容のすべてをここで述べるのと同じ限度で、ここで参照して組み込む。
本発明の説明に関連して(特に以下の請求項に関連して)用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数及び複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」及び「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム(すなわち「〜を含むが限らない」という意味)として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例又は例示的な言い回し(例えば「など」)は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。したがって本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正及び均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
1 塗布装置
10 ダイヘッド
10h 吐出口
10r 保留部
11 第1ヘッド
11c 連絡部形成溝
11e 第1外縁
11eL 端部厚
11f 第1対向面
11h 吐出口形成溝
11r 保留部形成溝
12 第2ヘッド
12f 第2対向面
20 載置台
20A 第1吸着ステージ
20B 第2吸着ステージ
30 移動装置
40 カメラ
45 UV照射器
51 チャンバ
53 真空ポンプ
90 制御装置
100 接合部材製造装置
D 第1部材
Df 第1接合面
E 第2部材
Ef 第2接合面
G 接着剤

Claims (10)

  1. 塗布対象物の塗布対象面に沿って相対的に移動させながら塗布物質を吐出することで前記塗布対象面に前記塗布物質を塗布するダイヘッドであって、
    第1の対向面が形成された第1のヘッド構成部材と、
    前記第1の対向面に接触した第2の対向面が形成された第2のヘッド構成部材とを備え、
    前記第1の対向面には、前記塗布物質を前記ダイヘッドの外に吐出する細長い吐出口を形成する吐出口形成溝が形成され、
    前記ダイヘッドの1つの面に当該面から外側に突出した突出部が形成されて、前記吐出口は前記突出部の先端に形成され、
    前記吐出口が形成された部分の前記第1の対向面の前記細長い方向における前記第1の対向面の外縁と前記吐出口形成溝との間の距離が0.1mm〜1.0mmに形成されたダイヘッドを備える塗布装置と;
    前記塗布対象面に前記塗布物質が塗布された前記塗布対象物を吸着保持する第1の吸着ステージと;
    前記塗布対象面に前記塗布物質が塗布された前記塗布対象物を吸着保持する第2の吸着ステージであって、前記第2の吸着ステージに吸着保持された前記塗布対象物を前記第1の吸着ステージに吸着保持された前記塗布対象物に貼り合わせることができるように配置された第2の吸着ステージと;
    紫外線を照射する紫外線照射器と;
    前記第1の吸着ステージ及び前記第2の吸着ステージを同時に収容することができる大きさに形成され、真空ポンプの作動により内部の真空度を調節可能に構成されたチャンバとを備え;
    前記塗布物質は、紫外線が照射されたときに粘度が増加して流動性を失うことができるように構成された;
    接合部材製造装置。
  2. 前記第1の対向面には、さらに、前記塗布物質を一旦保留する保留部を形成する保留部形成溝であって前記細長い方向における前記吐出口の幅よりも大きい幅を持つ保留部形成溝と、前記吐出口形成溝と前記保留部形成溝とを連絡する連絡部形成溝とが形成され;
    前記吐出口形成溝が形成された部分の前記第1の対向面の前記細長い方向における幅が、前記保留部形成溝が形成された部分の前記第1の対向面の前記細長い方向における幅よりも小さく形成された;
    請求項1に記載の接合部材製造装置。
  3. 前記塗布装置は、
    前記塗布対象物が載置される載置台と、
    前記載置台に載置された前記塗布対象物の、前記ダイヘッドに対する位置を把握する位置確認装置とを備える、
    請求項1又は請求項2に記載の接合部材製造装置。
  4. 記載置台を前記ダイヘッドに対して相対的に移動させる移動装置と;
    前記位置確認装置が確認している状態において、前記載置台に載置された前記塗布対象物の前記塗布対象面の所定の位置と、前記ダイヘッドの基準位置と、が合うように前記移動装置の移動を制御する制御装置とを備える;
    請求項に記載の接合部材製造装置。
  5. 前記移動装置は、前記吐出口が延びる方向及び前記吐出口が延びる方向に対して水平に直交する方向に前記載置台を移動させることができるように構成された;
    請求項4に記載の接合部材製造装置。
  6. 前記移動装置は、前記載置台を前記ダイヘッドに対して相対的に、鉛直方向への移動、及び前記載置台の図心を通って鉛直に延びる仮想軸線まわりに回転移動させることができるように構成された;
    請求項4又は請求項5に記載の接合部材製造装置。
  7. 前記突出部の突出する高さが3mm以上8mm以下に形成された;
    請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の接合部材製造装置。
  8. 塗布対象物の塗布対象面に沿って相対的に移動させながら塗布物質を吐出することで前記塗布対象面に前記塗布物質を塗布するダイヘッドであって、
    第1の対向面が形成された第1のヘッド構成部材と、
    前記第1の対向面に接触した第2の対向面が形成された第2のヘッド構成部材とを有し、
    前記第1の対向面には、前記塗布物質を前記ダイヘッドの外に吐出する細長い吐出口を形成する吐出口形成溝が形成され、
    前記ダイヘッドの1つの面に当該面から外側に突出した突出部が形成されて、前記吐出口は前記突出部の先端に形成され、
    前記吐出口が形成された部分の前記第1の対向面の前記細長い方向における前記第1の対向面の外縁と前記吐出口形成溝との間の距離である端部厚が0.1mm〜1.0mmに形成されたダイヘッドを、前記吐出口から前記塗布物質を吐出しながら、前記塗布対象物の前記塗布対象面に沿って相対的に移動させることにより、第1の所定の長さの前記塗布物質である第1の塗布膜を前記塗布対象面に形成する第1の塗布膜形成工程と;
    前記第1の塗布膜形成工程の後、前記ダイヘッドからの前記塗布物質の吐出を停止した状態で、前記ダイヘッドを、前記第1の塗布膜形成工程において前記ダイヘッドを前記相対的に移動させた方向に対して交差する方向に移動させるダイヘッド移動工程と;
    前記ダイヘッド移動工程の後、前記ダイヘッドを、前記吐出口から前記塗布物質を吐出しながら、前記塗布対象物の前記塗布対象面に沿って相対的に移動させることにより、第2の所定の長さの前記塗布物質である第2の塗布膜を前記塗布対象面に形成する第2の塗布膜形成工程とを備え;
    前記ダイヘッド移動工程は、前記第1の塗布膜を形成する際の前記吐出口の軌跡と前記第2の塗布膜を形成する際の前記吐出口の軌跡との最短の間隔が2mm以下となるように、前記ダイヘッドを前記交差する方向に移動させる;
    塗布物質塗布済部材の製造方法。
  9. 前記第1の塗布膜形成工程における前記第1の塗布膜の表面と前記吐出口との距離及び前記第2の塗布膜形成工程における前記第2の塗布膜の表面と前記吐出口との距離がそれぞれ0μm以上30μm以下である;
    請求項に記載の塗布物質塗布済部材の製造方法。
  10. 請求項又は請求項に記載の塗布物質塗布済部材の製造方法を用いて前記塗布物質が塗布された前記塗布対象物である塗布物質塗布済部材を製造する塗布物質塗布済部材製造工程と;
    前記塗布物質塗布済部材を所定の時間放置する放置工程と;
    前記放置工程が完了した前記塗布物質塗布済部材と、接合対象部材と、を貼り合わせる貼合工程とを備える;
    接合部材の製造方法。
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