JPWO2011013421A1 - Liquid crystal dropping apparatus and method for changing liquid crystal discharge mode - Google Patents
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Abstract
液晶滴下装置(101)のヘッド(11)は、外周面に、基板上に液晶を滴下するための複数個の吐出口が並んで成る列が形成される。液晶滴下装置(101)は、ヘッド(11)のY方向への移動に応じて各吐出口から基板(8)上に液晶を吐出させるための吐出部と、ヘッド(11)の外周面において各吐出口に対応して設けられ、且つ、対応の吐出口を開閉するための複数のシャッタと、を備える。列はX方向に延びており、且つ、列における吐出口の間隔幅は、液晶滴下パターンが指示する滴下間隔の最小幅以下である。各シャッタはプレートを含み、且つ、液晶滴下パターンに応じたパターンデータに従って、プレートを電子的にスライドさせることにより、当該吐出口を開閉する。The head (11) of the liquid crystal dropping device (101) is formed on the outer peripheral surface with a row of a plurality of discharge ports for dropping liquid crystal on the substrate. The liquid crystal dropping device (101) includes a discharge unit for discharging liquid crystal from each discharge port onto the substrate (8) according to the movement of the head (11) in the Y direction, and an outer peripheral surface of the head (11). A plurality of shutters provided corresponding to the discharge ports and for opening and closing the corresponding discharge ports. The columns extend in the X direction, and the interval width between the ejection openings in the columns is equal to or smaller than the minimum width of the dropping interval indicated by the liquid crystal dropping pattern. Each shutter includes a plate and opens and closes the discharge port by electronically sliding the plate according to pattern data corresponding to the liquid crystal dropping pattern.
Description
本発明は、液晶滴下装置および方法に関し、特に、基板に滴下するべき液晶の吐出態様を変更する機能を有する液晶滴下装置および方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal dropping apparatus and method, and more particularly, to a liquid crystal dropping apparatus and method having a function of changing a discharge mode of liquid crystal to be dropped on a substrate.
液晶表示パネルの製造方法では、2枚の基板を互いに貼り合わせる工程と液晶を封入する工程とを別々に行なう方法と、これらの2つの工程を同時に行なうことができる方法とがある。後者の方法として、液晶滴下法が提案されている。 As a method for manufacturing a liquid crystal display panel, there are a method of separately bonding two substrates and a step of encapsulating liquid crystal, and a method of simultaneously performing these two steps. A liquid crystal dropping method has been proposed as the latter method.
液晶滴下法においては、互いに貼り合わせられる2枚の基板のうちいずれか一方の基板にシール材を配置する。いずれか一方の基板のシール材の内側に対応する領域に液晶を滴下する。真空において、これらの2枚の基板を互いに貼り合わせる。 In the liquid crystal dropping method, a sealing material is disposed on one of two substrates to be bonded to each other. Liquid crystal is dropped on a region corresponding to the inside of the sealing material of either one of the substrates. These two substrates are bonded together in a vacuum.
次に、大気圧において2枚の基板同士の間隔の調整を行なった後に、シール材を硬化する。2枚の基板を貼り合せることによる得られた貼り合せ基板には、複数の液晶表示セルが形成されている。次に、貼り合せ基板を複数の液晶表示セルからなる複数のパネルに分断して液晶表示パネルを製造する。 Next, after adjusting the distance between the two substrates at atmospheric pressure, the sealing material is cured. A plurality of liquid crystal display cells are formed on a bonded substrate obtained by bonding two substrates. Next, the bonded substrate is divided into a plurality of panels composed of a plurality of liquid crystal display cells to manufacture a liquid crystal display panel.
液晶滴下法において、液晶は、基板同士を貼り合わせる前に液晶滴下シリンジのノズルから所定量の液晶が基板上に滴下されて、その後、基板を貼り合せると共に液晶を封入する。このため、液晶の滴下量が少ないと液晶表示セルが気泡を含んだりセル厚が薄くなったりするなどの不具合が生じる。また、逆に液晶の滴下量が多いと液晶表示セルから液晶が漏れたり、セル厚が厚くなったりするなどの不具合が生じる。 In the liquid crystal dropping method, a predetermined amount of liquid crystal is dropped on the substrate from the nozzle of the liquid crystal dropping syringe before the substrates are bonded to each other, and then the substrate is bonded and the liquid crystal is sealed. For this reason, when the dripping amount of the liquid crystal is small, problems such as the liquid crystal display cell containing bubbles or the cell thickness being thin occur. On the other hand, if the amount of liquid crystal dripped is large, problems such as liquid crystal leaking from the liquid crystal display cell and the cell thickness becoming thick occur.
従来は、液晶を滴下する装置において、液晶の滴下量を適正に維持するために、たとえば、特許文献1(特開2003−241208号公報)および特許文献2(特開2004−358282号公報)の技術が提案されている。 Conventionally, in an apparatus for dropping liquid crystal, in order to properly maintain the dropping amount of liquid crystal, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-241208) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-358282) Technology has been proposed.
従来の液晶滴下装置による液晶滴下態様の1例が模式的に図38と図39に示される。図38を参照して、基板を跨ぐようにして備えられるガントリ(架台)には、液晶を滴下するために、基板主面に吐出口を対向して有する複数のヘッドが所定間隔で固定に設けられる。基板に液晶を滴下するために、ガントリは基板の長手方向に往復移動しながら、ヘッドが短手方向に移動する。これにより、ヘッドは吐出口から液晶を滴下(本明細書では、1回の滴下あたり吐出される液晶の滴を、液滴ともいう)しながら図38の矢印が示す軌跡に従って移動する。その結果、図39のように、基板の主面上には必要な量の液晶が滴下される。 One example of a liquid crystal dropping mode by a conventional liquid crystal dropping device is schematically shown in FIGS. Referring to FIG. 38, a gantry (base) provided so as to straddle the substrate is provided with a plurality of heads fixedly spaced at predetermined intervals so as to face the substrate main surface in order to drop liquid crystal. It is done. In order to drop the liquid crystal on the substrate, the head moves in the short direction while the gantry reciprocates in the longitudinal direction of the substrate. Accordingly, the head moves according to the locus indicated by the arrow in FIG. 38 while dropping the liquid crystal from the discharge port (in this specification, the liquid crystal droplet discharged per drop is also referred to as a droplet). As a result, as shown in FIG. 39, a necessary amount of liquid crystal is dropped on the main surface of the substrate.
図38と図39の場合には、所定のピッチ、速度にてヘッドを移動させて、基板全体に液晶を滴下する。このため、例えば、1枚の基板を分割してディスプレイ用などのサイズの異なる複数個の液晶パネルを得る(これを、共取という)、共取パネルの種類が多い、ガントリが有するヘッドの個数が少ないなどの条件の下では、往復回数が多くなるため、タクトタイム(生産時間)がかかりすぎるとの課題があった。 In the case of FIGS. 38 and 39, the head is moved at a predetermined pitch and speed to drop the liquid crystal on the entire substrate. For this reason, for example, a single substrate is divided to obtain a plurality of liquid crystal panels having different sizes for display or the like (this is called “co-collection”). However, there is a problem that it takes too much tact time (production time) because the number of reciprocations increases under conditions such as a small number of times.
この課題を解消するために、特許文献1(特開2003−241208号公報)では、ヘッドにおいて一列をなして設けられる複数の吐出口のうち、滴下予定領域に対応する吐出口からのみ液晶を滴下する。特許文献2では、ヘッドにおいて一列をなして設けられる複数の吐出口を、滴下予定領域に従って基材に対して位置をずらしながら液晶を滴下する。
In order to solve this problem, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-241208), liquid crystal is dropped only from a discharge port corresponding to a planned drop region among a plurality of discharge ports provided in a row in the head. To do. In
しかしながら、特許文献1と2では、各吐出口には対応する圧電素子を設け、かつ各圧電素子に独立の加圧室を形成する必要があるので、吐出口間のピッチ(間隔幅)を十分に小さくすることができない。それゆえに、基板における液晶の滴下間隔を十分に小さくすることができない。滴下間隔を小さくするべきパネルを生産する場合には、図38の往復移動が必要とされて、タクトタイムが長くならざるを得ない。
However, in
それゆえに、本発明の目的は、簡単な構成で生産時間を短くすることが可能な液晶滴下装置および方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal dropping apparatus and method capable of shortening the production time with a simple configuration.
この発明のある局面に従う液晶滴下装置は、内部が中空の柱形状を有し、中空に充填される液晶を基板上に滴下するための複数個の吐出口が並んで成る列が外周面に形成されたヘッドと、ヘッドを移動させるための移動部と、移動部によるヘッドの移動に応じて、各吐出口から基板上に液晶を吐出させるための吐出制御部と、ヘッドの外周面において各吐出口に対応して設けられ、且つ、対応の吐出口を開閉するための複数の開閉部と、複数の開閉部を制御するための開閉制御部と、を備える。 A liquid crystal dropping device according to an aspect of the present invention has a hollow columnar shape inside, and a row formed of a plurality of discharge ports for dropping liquid crystal filled in the hollow on a substrate is formed on an outer peripheral surface. A head, a moving unit for moving the head, a discharge control unit for discharging liquid crystal from each discharge port onto the substrate in accordance with the movement of the head by the moving unit, and each discharge on the outer peripheral surface of the head. A plurality of opening / closing sections provided corresponding to the outlets for opening / closing the corresponding discharge ports, and an opening / closing control section for controlling the plurality of opening / closing sections.
列はヘッドの移動方向に対して直交する所定方向に延びており、且つ、列における吐出口の間隔幅は、液晶滴下パターンが指示する滴下間隔の最小幅以下であり、複数の開閉部それぞれはプレートを含み、開閉制御部は、液晶滴下パターンに応じたパターンデータに従って、各開閉部のプレートを、当該開閉部に対応する吐出口の上において電子的にスライドさせることにより、当該吐出口を開閉する。 The rows extend in a predetermined direction orthogonal to the moving direction of the head, and the interval width of the ejection openings in the row is equal to or less than the minimum width of the drop interval indicated by the liquid crystal drop pattern. The open / close control unit includes a plate, and according to the pattern data corresponding to the liquid crystal dropping pattern, the plate of each open / close unit is electronically slid on the discharge port corresponding to the open / close unit to open / close the discharge port. To do.
好ましくは、ヘッドは、列が延びる所定方向に分割された複数個の分割ヘッドを含み、複数個の分割ヘッドのそれぞれ毎に、中空に充填される液晶材の種類は相違する。 Preferably, the head includes a plurality of divided heads divided in a predetermined direction in which the rows extend, and the type of liquid crystal material filled in the hollow is different for each of the plurality of divided heads.
好ましくは、ヘッドの外周面には、複数本の列が所定間隔幅で形成され、且つ、吐出口のサイズは、列毎に異なる。 Preferably, a plurality of rows are formed at a predetermined interval width on the outer peripheral surface of the head, and the size of the ejection port is different for each row.
好ましくは、ヘッドは、柱形状の所定方向に延びる中心軸を中心に、所定間隔幅に対応した角度に従って回転する。 Preferably, the head rotates according to an angle corresponding to a predetermined interval width around a central axis extending in a predetermined direction of the column shape.
好ましくは、移動部によってヘッドが移動されるときに、ヘッドの基板上の位置を検出する位置検出部と、基板上の複数種類の位置データと、複数種類の位置データのそれぞれに対応して異なるパターンデータを格納する記憶部と、をさらに備え、開閉制御部は、位置検出部が検出したヘッドの位置に基づき記憶部をから、対応するパターンデータを読出すことにより、開閉制御のためのパターンデータを切替える。 Preferably, when the head is moved by the moving unit, the position detecting unit detects the position of the head on the substrate, the plurality of types of position data on the substrate, and the plurality of types of position data are different. A storage unit for storing pattern data, and the opening / closing control unit reads the corresponding pattern data from the storage unit based on the position of the head detected by the position detection unit, thereby opening and closing the pattern for opening / closing control. Switch data.
この発明の他の局面に従う液晶滴下方法は、内部が中空の柱形状を有し、中空に充填される液晶を基板上に滴下するための複数個の吐出口が並んで成る列が外周面に形成されたヘッドを用いた液晶滴下方法である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal dropping method having a hollow columnar shape inside, and a row of a plurality of discharge ports arranged on the substrate for dropping the liquid crystal filled in the hollow onto the substrate. This is a liquid crystal dropping method using the formed head.
液晶滴下方法は、ヘッドの外周面において列の各吐出口を開閉するステップと、ヘッドの移動に応じて、各吐出口から基板上に液晶を吐出させるステップと、を備える。 The liquid crystal dropping method includes a step of opening / closing each discharge port in the row on the outer peripheral surface of the head, and a step of discharging liquid crystal from each discharge port onto the substrate in accordance with the movement of the head.
列はヘッドの移動方向に対して直交する所定方向に延びており、且つ、列における吐出口の間隔幅は、液晶滴下パターンが指示する滴下間隔の最小幅以下である。開閉するステップでは、液晶滴下パターンに応じた開閉パターンデータに従って、各吐出口に対応して設けられたプレートを、対応の吐出口の上において電子的にスライドさせることにより、当該吐出口は開閉される。 The rows extend in a predetermined direction orthogonal to the moving direction of the head, and the interval width between the ejection openings in the row is equal to or less than the minimum width of the drop interval indicated by the liquid crystal drop pattern. In the step of opening and closing, according to the opening and closing pattern data corresponding to the liquid crystal dropping pattern, the discharge port is opened and closed by electronically sliding the plate provided corresponding to each discharge port on the corresponding discharge port. The
本発明によれば、ヘッドの内部構造を簡単にすることにより、液晶基板の生産時間を短縮することができる。 According to the present invention, the production time of the liquid crystal substrate can be shortened by simplifying the internal structure of the head.
以下、本発明の液晶滴下装置の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the liquid crystal dropping device of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same components are denoted by the same reference symbols in the respective drawings, and detailed description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
本実施の形態に係る液晶滴下装置101は図1に示すように、架台10、架台10の上に設置されたステージ9、ステージ9の表面に対向する液晶の吐出口(図示せず)を複数個有するヘッド11、およびヘッド11が取付けられたコラム42を備える。さらに液晶滴下装置101は、コラム42に取付けられた液晶供給装置22、液晶供給装置22に予め蓄えられた液晶をヘッド11に供給するための液晶供給管23を備える。ステージ9は平板状に形成され、カラーフィルタ(Color Filter)の基板8が搬入されて載置される。(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the liquid
基板8上には、後に貼り合せられるTFT(Thin Film Transistor)基板との間隔を保つためのスペーサも設けられる。ステージ9は載置された基板8を固定して保持し、基板8の主面上には、位置決めのためのマーク8Aが予めプリントされている。基板8の主面上には、当該主面に対向して設けられたヘッド11の複数の吐出口(図示せず)から必要量の液晶(液状物質)が滴下される。ここでは、基板8の液晶が滴下されるべき面を主面という。
Spacers are also provided on the
ステージ9の表面とステージ9上に載置された基板8の主面は、直交する2本のX軸およびY軸により規定される二次元の座標平面であると想定している。ここでは、X軸が延びる方向をX方向と称しY軸が延びる方向をY方向と称する。X軸およびY軸のそれぞれに直交するZ軸を想定し、Z軸が延びる方向をZ方向と称する。
It is assumed that the surface of the
コラム42は、ステージ9をX方向に跨いで架台10の上に門型に取付けられる。コラム42には、ヘッド11が一体的に取付けられている。コラム42は、架台10の内部に備えられるヘッド移動用モータ661(後述する)により駆動される。その結果、コラム42およびヘッド11は図中矢印に示すように、Y方向に延びる軸に沿って自在に移動する。
The
液晶滴下装置101は、さらに、コラム42(ヘッド11)の移動、ならびに吐出口からの液晶の滴下を制御するための機能を有するコンピュータ5、およびCCD(Charge Coupled Device)カメラなどのカメラ4を備える。コンピュータ5は、CPU(Central Processing Unit)51、プログラム・データを格納するためのメモリ53、入力部54、I/F(Interface)52、および出力部55を備える。ディスプレイ、音声出力部、印字部などからなる入力部54は、オペレータの指示など外部から与えられる情報を入力するためのキーボード、マウスなどを含む。I/F52は、カメラ4が被写体を撮影することによって出力された画像データを入力し、コラム42の移動および液晶の吐出を制御するための信号を出力する。出力部55は、ディスプレイ、音声出力部、印字部などを含む。
The liquid
カメラ4の被写体を撮像するための方向は、ステージ9上に載置された基板8の全体を上から見る方向に一致する。したがって、基板8を跨ぐコラム42も撮像視野に含むことができる。
The direction in which the
図2〜図12には、ヘッド11に設けられる吐出口と、吐出口を開閉制御するための機構が示される。図13には、ヘッド11に液晶を供給するための機構が示される。図14には、本実施の形態に係る液晶滴下装置の機能構成が示される。
2 to 12 show a discharge port provided in the
図15と図16を参照して、液晶パネルの生産工程を説明する。液晶パネルを製造する場合、一般的には、図15および図16に示されるように、2つのガラス基板のうち一方の主面にカラーフィルタ(CF:color filter)層を、他方のガラス基板の主面に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)層が形成される。一方の基板(図15では、カラーフィルタ層が形成されたガラス基板)に、カラーフィルタ層上に電極となるべきITO(Indium Tin Oxide)膜が形成されて、続いて、ITO膜上に液晶材の方向性を制御するための配向膜が形成されて、さらに、配向膜上にシール剤が塗布(描画)される。シール剤は、後にガラス基板を分断することにより取得されるべき液晶パネルの封止剤として作用する。シール剤が塗布された後に、ガラス基板の主面上には、本実施の形態に係る液晶滴下装置101を用いて液晶が滴下される。液晶が滴下されたガラス基板は、滴下された液晶層を挟んで、TFT層が形成された他方のガラス基板と貼り合せられる。その後は、貼り合わせることにより得られた基板に偏向板が貼付けられる。必要に応じて、所望のパネルのサイズに基板を分断する(共取りをする)ことによって、1枚のガラス基板から複数の液晶パネルが製造される。
With reference to FIG. 15 and FIG. 16, the production process of the liquid crystal panel will be described. When manufacturing a liquid crystal panel, generally, as shown in FIG. 15 and FIG. 16, a color filter (CF) layer is provided on one main surface of two glass substrates, and the other glass substrate. A thin film transistor (TFT) layer is formed on the main surface. An ITO (Indium Tin Oxide) film to be an electrode is formed on the color filter layer on one substrate (in FIG. 15, a glass substrate on which the color filter layer is formed), and then a liquid crystal material is formed on the ITO film. An alignment film for controlling the directivity of the film is formed, and a sealing agent is applied (drawn) onto the alignment film. The sealing agent acts as a sealing agent for a liquid crystal panel to be obtained later by dividing the glass substrate. After the sealing agent is applied, liquid crystal is dropped onto the main surface of the glass substrate using the liquid
各実施の形態では、これらのプロセスのうちの液晶滴下処理について、説明する。
液晶滴下装置101による処理としては、図16に示すように、シール剤が塗布された基板8は液晶滴下装置101のステージ9に載置され、その後、液晶滴下装置101によって液晶6aが滴下される。その後、基板8は、液晶滴下装置101の外部へ取り出されて、次の工程へ送られる。図15と図16に示す手順は、他の各実施の形態についても同様に適用される。In each embodiment, a liquid crystal dropping process among these processes will be described.
As the processing by the liquid
図2には、本実施の形態に係る液晶滴下装置101が基板8上に液晶6aを塗布する状態が模式的に示される。具体的には、シール剤が塗布された基板8の主面上を、ヘッド11がY方向に移動するに従って、ヘッド11の各吐出口から液晶が基板8の主面上に滴下される。図5には、図2における液晶が滴下する方向(Z方向)が示される。
FIG. 2 schematically shows a state in which the liquid
ヘッド11は、図3に示すような構成を有する。ヘッド11の形状は、内部が中空の円柱状である。ヘッド11の基板8の主面と対向する面には、内部の中空にまで貫通するように複数個の吐出口70が、X方向に1列に並んで予め形成されている。当該列のX方向に延びる長さは、基板8の主面の滴下予定領域のX方向の幅以上または当該幅よりも長いと想定する。当該列における或る吐出口70と隣接する吐出口70との間の距離である間隔幅DT(以下、ピッチDTという)は一定、たとえば2〜3mmである。ここでは、ピッチDTは、液晶パネル生産のための要求される液晶6a(液滴)の滴下位置の間隔幅の最小以下を指すと想定している。ヘッド11の外周面上には、1列に並んだ吐出口70のそれぞれに対応して、当該吐出口70を開閉するために電子的なシャッタ71が個別に設けられる。図4に示されるように、各吐出口70は、対応のシャッタ71によって自在に開閉される。ここで、液晶を滴下する際には、ヘッド11の中空内部には液晶が充填されていることによって、吐出口70が開状態にあるときは液晶が滴下可能であり、閉状態であるときは液晶は滴下されない。
The
ここで、ヘッドは柱形状であればよく、各実施の形態では、説明を簡単にするために円柱状として示す。 Here, the head may have a columnar shape, and in each embodiment, it is shown as a columnar shape for ease of explanation.
図6〜図12を参照して、シャッタ71の構造と動作について説明する。これら図面では、説明を簡単にするために、図3の1列に並んだ吐出口70のうちの連続して並んだ3個の吐出口70を例示するが、当該説明は図3の1列に並んだ吐出口70の全てに対して同様に適用することができる。
The structure and operation of the
図6の(A)と図7の(A)には、図3の1列に並んだ吐出口70のうちの連続して並んだ3個の吐出口70を例にして、シャッタ構造が示される。図6の(B)と図7の(B)には、図6の(A)と図7の(A)のシャッタ構造を、図1のX軸およびZ軸を含む平面により切断した断面図が示されている。各吐出口70に対応のシャッタ71は、吐出口70を覆うことが可能なプレート712およびプレート712をヘッド11の外周面に沿ってスライド移動させるための枠711を備える。図6の(A)においては、すべての吐出口70が対応のシャッタ71のプレート712により覆われることで閉じられた状態(シャッタON状態という)が示される。図7の(A)では、3つの吐出口70のうち、2つの吐出口が対応のプレート712により覆われることなく開いた状態である(シャッタOFF状態という)。
FIGS. 6A and 7A show the shutter structure, taking as an example three
図6の(B)と図7の(B)に示すシャッタ71の断面構造が図8に詳細に示される。図8において、プレート712は、吐出口70とは反対の面において、スライド移動のための電極713を有し、枠711はプレート712をスライド移動させるためのものであり、プレート712の電極713と対向する面において電極713を有する。プレート712に設けられた電極713と枠711に設けられた電極713に所定電圧を印加し、これらを電磁石化する。磁石の反発力によりプレート712は枠711に沿ってスライド移動する。具体的な仕みを図9〜図11を参照し説明する。
The cross-sectional structure of the
図9を参照して、電子的なシャッタ71の断面を模式的に示すと共に該シャッタの駆動回路を示す。シャッタ71に於いて、枠711に対応した固定子に並設された電極713に相当する各電極には、駆動回路100から電圧信号を供給するための電圧信号線が接続されている。なお、固定子は枠711に対応するものであるから、以下、固定子711と呼ぶ。これらの電圧信号線には、四相の電圧信号が印加されるようになっており、したがって、電極713には、4本の電圧信号線毎に同一位相の電圧信号が印加される。図9では、固定子711の列状に並んだ電極713のそれぞれにA、B、C、Dの符号を付すことにより、電圧信号を区別している。
Referring to FIG. 9, a cross section of an
プレート712に対応の移動子には、固定子711との対向面に永久分極された誘導体5aと5b(電極713に相当)が取付けられる。移動子はプレート712に対応するので、以下、移動子を移動子712と呼ぶ。
Permanently
図9は、あくまでも模式図であり、実際の電極や誘導体の数や配置間隔は、シャッタ71の大きさ、吐出口70の開口面積、シャッタ71の駆動に要求される分解能などの様々な要因によって適宜決定されるものである。
FIG. 9 is a schematic diagram only, and the actual number and arrangement interval of electrodes and derivatives depend on various factors such as the size of the
図9の左側には、上述したシャッタ71の構成と共に、シャッタ71に印加する電圧信号を発生するための駆動回路100の構成が示される。パルス発生回路12で生成した矩形波の電圧信号(駆動パルス信号)は、位相器13および昇圧回路14に供給される。昇圧回路14では、入力された矩形波の電圧信号が所定電圧まで昇圧されると共に、2つの矩形波の電圧信号に分岐されて出力される。2つの矩形波の電圧信号それぞれは、2つの極性を有する。出力された矩形波の電圧信号の一方は、駆動電極4Aに供給され、他方は駆動電極4Cに供給される。一方、位相器13に入力された矩形波の電圧信号は、位相器13によって90°位相が遅れた波形に変換された後に、昇圧回路14に出力される。昇圧回路14では、入力した矩形波の電圧信号を上述と同様に処理する。この結果、昇圧回路14からは、2つの電圧信号が出力される。各電圧信号は、2つの極性を有する。出力された矩形波の電圧信号の一方は、駆動電極4Aに供給され、他方は駆動電極4Cに供給される。
The left side of FIG. 9 shows the configuration of the
図10の(A)〜(C)は、駆動回路100から、駆動電極4A〜4Dに印加される電圧信号のタイミングチャートを示す。駆動電極4A〜4Dそれぞれには矩形波列の電圧信号が印加されるので、駆動電極4A〜4Dそれぞれの電圧の印加状態は、時間t1〜t4に示す4つの状態に変化する。駆動回路100は、このような状態の変化が、時間の経過に従って繰り返されるように動作する。
10A to 10C are timing charts of voltage signals applied from the
図11は、シャッタ71の動作を説明する図である。図11の(A)〜(D)では、図に向かって右側方向を移動子712の進行方向とする。移動子712は進行方向の後方側(図に向かって左側)に正極(プラス)の誘導体5aを有し、前方側(図に向かって右側)に負極(マイナス)の誘導体5bを有する。
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the
図11の(A)は、駆動電極4A〜4Dそれぞれの電圧の印加状態が、図10の時間t1の状態となった直後における誘導体と駆動電極との印加電圧の状態(極性)を示す。この状態において、正極の誘導体5aは、駆動電極4A(正極)から反発力を受け、駆動電極4B(負極)から吸引力を受ける。同時に、負極の誘導体5bは、駆動電極4C(負極)から反発力を受け、駆動電極4D(正極)から吸引力を受ける。したがって、移動子712は、図11の(A)に向かって右方向に力を受けて、1つのピッチd分だけ右方向に移動する。ピッチdは、隣接する駆動電極間の距離を指す。
FIG. 11A shows the state (polarity) of the applied voltage between the derivative and the drive electrode immediately after the voltage application state of each of the
図11の(B)は、駆動電極4A〜4Dそれぞれの電圧の印加状態が、図10の時間t1の状態から時間t2の状態に切り替わった直後の誘導体と駆動電極との印加電圧の状態(極性)を示す。この状態において、誘導体5aは、駆動電極4B(正極)から反発力を受け、駆動電極4C(負極)から吸引力を受ける。同時に、誘導体5bは、駆動電極4D(負極)から反発力を受け、駆動電極4A(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子712は、図11の(B)に向かって右方向に力を受けて、1つのピッチd分だけ移動する。
FIG. 11B shows the state (polarity) of the applied voltage between the derivative and the drive electrode immediately after the voltage application state of each of the
同様に、図11の(C)は、駆動電極4A〜4Dそれぞれの電圧の印加状態が、図10の時間t2の状態から時間t3の状態に切り替わった直後の誘導体と駆動電極の電圧の状態(極性)を示す。この状態において、誘導体5aは、駆動電極4C(正極)から反発力を受け、駆動電極4D(負極)から吸引力を受ける。同時に、誘導体5bは、更に別の駆動電極4A(負極)から反発力を受け、駆動電極4B(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子712は、図11の(C)に向かって右方向に力を受けて、1つのピッチd分だけ移動する。更に、図11の(D)に、駆動電極4A〜4Dそれぞれの電圧の印加状態が、時間t3の状態から時間t4の状態に切り替わった直後の誘導体と駆動電極の電圧の状態(極性)を示す。この状態に於いて、誘導体5aは、駆動電極4D(正極)から反発力を受け、駆動電極4A(負極)から吸引力を受ける。同時に、誘導体5bは、駆動電極4B(負極)から反発力を受け、駆動電極4C(正極)から吸引力を受ける。このため、移動子712は、図11の(D)に向かって右方向に力を受けて、1つのピッチd分だけ移動する。
Similarly, FIG. 11C shows the voltage state of the derivative and the drive electrode immediately after the voltage application state of each of the
上述したように、移動子712は、1つのピッチdだけ移動する動作を繰り返すことによって、一方の方向(図11の(D)の矢印F方向)に移動する。移動子712を矢印Fの方向とは反対方向に移動させるためには、駆動電極に印加する電圧の極性を、図10の(A)〜(D)に示す極性とは反対になるように切り替えれば良い。
As described above, the
このようにシャッタ71の移動子712を、ピッチd単位で移動させることができるから、吐出口70の開口の径(サイズ)に従って、開口を開閉するための移動子712の移動量をピッチd単位で制御することができる。
Since the moving
図12には、後述するシャッタ制御部67の概略構成が、駆動回路100と関連付けて示される。シャッタ制御部67は、ON/OFF信号生成部671とタイミングコントローラ672を備える。タイミングコントローラ672は、図6に示された吐出口70のそれぞれに対応したシャッタ71の駆動回路100のそれぞれに接続された出力端子O1〜O3を有する。タイミングコントローラ672は、ON/OFF信号生成部671から出力される信号を入力し、入力した信号を、出力端子O1〜O3から各駆動回路100に出力する。ON/OFF信号生成部671は、各シャッタ71をON/OFF制御するための信号を生成し出力する。
FIG. 12 shows a schematic configuration of a
図13Aと図13Bには、ヘッド11に液晶を供給するための機構が模式的に示されている。図13Aと図13Bでは説明を簡単にするために、ヘッド11に形成された吐出口70およびシャッタ71の図示が省略される。
FIGS. 13A and 13B schematically show a mechanism for supplying liquid crystal to the
図13Aと図13Bを参照して、各吐出口70から、所定量の液晶を吐出する機構について説明する。ヘッド11は、中空の液晶供給管23によって、液晶を蓄えている液晶供給装置22と接続される。液晶供給管23の一端はヘッド11の中空内部に延びており、他方端は液晶供給装置22の液晶タンク内に延びている。液晶供給管23に対する液晶の供給は、基本的には、液晶供給装置22の液晶タンク内部がガスにより加圧されることで実現される。液晶タンク内の液晶面は、ガスを用いて加圧されることにより上昇し、その結果、液晶供給管23の内部およびヘッド11の中空内部には液晶が充填される。したがって、吐出口70の付近まで液晶で満たされているが、液晶を滴下しない状態においては、表面張力により吐出口70の開口部からは滴下されることはない。
A mechanism for discharging a predetermined amount of liquid crystal from each
シャッタ71によって開状態である吐出口70から所定量の液晶の滴下を行うために、液晶供給管23の途中には、シリンダ24およびシリンダ24内を移動するピストン25が接続される。ピストン25には制御器26が接続される。制御器26はステッピングモータであり、ステッピングモータの軸にはピストン25が接続される。ステッピングモータは、指示信号39が与えられると、指示信号39に基づき所定角度だけ所定方向に回転し、その後、所定角度だけ逆方向に回転する。当該回転に連動してピストン25が図13Bの位置から後退した位置(図13A)にまで移動する。これにより、シリンダ24内に液晶が溜まる。その後、ピストン25は図13Aの位置から、元の位置(図13B)にまで移動する。これにより、シリンダ24内に溜まった液晶は液晶供給管23およびヘッド11を介して吐出口70側へ押し出される。この結果、シリンダ24に溜まった所定量の液晶だけ、液晶供給管23およびヘッド11を経由して、開状態の吐出口70から滴下される。このような動作が繰返されることにより、開状態の吐出口70から液晶が連続して滴下される。
In order to drop a predetermined amount of liquid crystal from the
1回の滴下あたりの液晶の量は、ピストン25の1往復も移動量に依存して決まる。したがって、ピストン25の移動量を決定する指示信号39を用いて、液晶の滴下量が、所定の量となるように制御することができる。
The amount of liquid crystal per one drop is determined depending on the amount of movement for one reciprocation of the
図14を参照して、本実施の形態に係る液晶滴下装置101の機能構成について説明する。液晶滴下装置101は、メモリ53に対応する記憶部60、カメラ4が撮像して出力する画像データを処理する画像処理部61、入力部54に対応する指示入力部62、基板8の主面におけるヘッド11の位置を検出するための位置検出部63、各吐出口70から液晶を吐出させるための指示信号39を生成して出力する吐出信号生成部65、コラム42(ヘッド11)をY方向に移動させるための指示信号38を生成し出力する移動信号生成部66、および各吐出口70に対応したシャッタ71をON/OFF制御するための指示信号40を生成し出力するシャッタ制御部67を備える。
With reference to FIG. 14, a functional configuration of liquid
画像処理部61は、カメラ4から出力される画像データを入力する。カメラ4は、ステージ9上に、基板8が載置された状態において基板8を撮影する。画像処理部61は、入力した画像データをノイズ除去などの所定処理をした後に、画像データを記憶部60に一旦格納する。
The
位置検出部63は、座標検出部64を有する。位置検出部63は、カメラ4が撮影した画像データを記憶部60から読出し、読み出した画像データに基づき、現在のヘッド11(コラム42)の基板8に対する相対的な位置を検出する。ここでは、画像データの画像は、XY方向の座標軸で規定される座標平面により規定されると想定する。具体的には、座標検出部64は、画像データからマーク8Aを検出し、検出したマーク8Aの座標位置を検出し、検出した座標位置を基板座標データ60Aとして記憶部60に格納する。位置検出部63は、現在のコラム42の座標位置を検出し、検出した座標位置をヘッド位置データ60Bとして記憶部60に格納する。具体的には、画像データから検出したコラム42の画像とマーク8AとのXY方向の相対的距離と、記憶部60から読出した基板座標データ60Aとに基づき、現在のコラム42の座標位置を検出する。
The
吐出信号生成部65は、各吐出口70から液晶を吐出させるための指示信号39を生成し、生成した指示信号392を出力する。吐出信号生成部65は、指示信号38をモニタする。吐出信号生成部65は、指示信号38に基づきコラム42が移動を開始したことを検出すると、所定の液晶吐出開始のタイミングに同期して指示信号39を出力開始する。また、指示信号38に基づきコラム42の移動停止を検出すると指示信号39の出力を停止する。
The discharge
移動信号生成部66は、Y方向にコラム42(ヘッド11)を移動させるための指示信号38を生成してヘッド移動用モータ661に出力する。ヘッド移動用モータ661の回転軸はコラム42に連結されており、ヘッド移動用モータ661の回転に連動してコラム42は移動する。指示信号38は、ヘッド移動用モータ661の回転方向および回転量を指示するので、指示信号38によってコラム42(ヘッド11)の移動方向と移動量(単位時間当たりの移動量、すなわち移動速度)を制御することができる。本実施の形態では、移動方向はY方向に対応し、移動速度は所定速度であると想定する。
The
シャッタ制御部67は、指示信号40を生成して、各吐出口70に対応の駆動回路100に与える。指示信号40の生成手順について説明する。
The
記憶部60には、各吐出口70に対応のシャッタ71のON/OFFを制御するためのデータPDが予め複数種類格納される。データPDのそれぞれは、当該データを一意に識別するためのパターン名PNおよびシャッタをON/OFF制御するためのパターンデータPAを含む。パターンデータPAは、各吐出口70に対応のシャッタ71をON状態およびOFF状態のいずれにするかを決定するためのデータである。パターンデータPAは、対応の駆動回路100のそれぞれに関連付けて当該駆動回路100が接続される出力端子(図12の出力端子O1〜O3に相当)の識別情報と、ONまたはOFFの指示データを含む。ここで、パターン名PNによって、基板8の液晶滴下領域における液晶滴下パターン(X方向の滴下間隔幅など)を一意に指示される。したがって、パターンデータPAはパターン名PN(すなわち液晶滴下パターン)に応じた各シャッタ71のON/OFFを指示する。
The
ON/OFF信号生成部671は、パターンデータPAに基づき各駆動回路100に、対応の指示信号40を生成し出力する。生成される指示信号40は、当該駆動回路100が接続される出力端子の識別情報と、ONまたはOFFの指示データを含む。タイミングコントローラ672は、指示信号40を入力すると、入力した指示信号40の識別情報が指す出力端子を介して当該指示信号を出力する。これにより、各シャッタ71の駆動回路100に対し、個別に、指示信号40が与えられる。駆動回路100は、与えられる指示信号40に基づき信号(図10の(A)〜(D)を参照)を生成して、生成した信号を出力する。これにより、対応のシャッタ71の移動子(プレート)712は、指示信号が‘ON’を指すときは吐出口70が閉状態となる位置に移動して停止し、‘OFF’を指すときは開状態となる位置に移動して停止する。この結果、ヘッド11の各吐出口70はパターンデータPAに従って開閉状態が制御される。
The ON / OFF signal generator 671 generates and outputs a
図17を参照して、本実施の形態に係る液晶滴下装置101の動作について説明する。図17のフローチャートに従うプログラムは、予めメモリ53に格納されている。CPU51がメモリ53から当該プログラムを読出し、読み出したプログラムの命令コードを実行することにより処理が実現される。液晶滴下に先立って、基板8はステージ9上に載置されていると想定する。ヘッド11(コラム42)は、ステージ9上の基板8の主面に相当するXY座標における滴下開始時の所定位置に、置かれている想定する。
With reference to FIG. 17, the operation of the liquid
まず、オペレータは、液晶滴下の開始指示を、入力部54を介し液晶滴下装置101に与える。液晶滴下の開始指示を入力すると、CPU51はカメラ4に撮像を指示する。カメラ4は、撮像指示を入力したことに応じて、ステージ9上に載置された基板8を撮像して、撮像して得られた画像データを画像処理部61に出力する(ステップS3)。画像処理部61は、画像データを所定処理した後に、記憶部60に一旦格納する(ステップS5)。
First, the operator gives a liquid crystal dropping start instruction to the liquid
続いて、CPU51は、位置検出部63に位置検出を指示する。位置検出部63は位置検出指示に応じて、記憶部60から画像データを読出し、座標検出部64に与える。座標検出部64は、画像データに基づき基板8のマーク8Aの位置を検出し、検出結果を指す基板座標データ60Aを記憶部60に格納する(ステップS7)。
Subsequently, the
続いて、CPU51は、指示入力部62を介して、オペレータが入力するパターン指定データを受理する(ステップS9)。パターン指定データは、基板8を用いて製造されるべき液晶パネルの規格に従った滴下条件(滴下間隔幅など)に対応したデータPDの識別子を含む。
Subsequently, the
指示入力部62によって受理されたパターン指定データは、シャッタ制御部67に与えられる。シャッタ制御部67は、入力するパターン指定データの識別子に基づき、記憶部60のデータPDを検索する(ステップS11)。検索結果に基づき、識別子に一致するパターン名PNを有するデータPDを、記憶部60から読出す。そして、読出したデータPDのパターンデータPAに基づき、ON/OFF信号生成部671は指示信号40を生成する。生成された指示信号40はタイミングコントローラ672の各出力端子を経由して、各吐出口70に対応の駆動回路100に出力される。これにより、オペレータが指定した液晶6Aの滴下パターンに従うように、各吐出口70の状態(開または閉)がシャッタ71によってセットされる(ステップS13)。
The pattern designation data received by the
続いて、CPU51は、移動信号生成部66にヘッド11の移動開始を指示する。移動信号生成部66は、指示を入力すると指示信号38を生成し、生成された指示信号38をヘッド移動用モータ661に出力する。ヘッド移動用モータ661は、指示信号38に従って動作するので、動作に連動してヘッド11は指示信号38が示す方向および速度に従って移動を開始する(ステップS15)。
Subsequently, the
続いて、ヘッド11が移動する間において、コラム42(ヘッド11)の基板8における位置が検出される(ステップS19)。具体的には、CPU51の制御の下にカメラ4により基板8方向の撮像が繰返し行なわれて、撮像毎に画像データが画像処理部61に出力される。画像処理部61は、カメラ4から画像データを入力する毎に、入力した画像データを所定処理して、処理後の画像データを記憶部60に格納する。カメラ4が撮像する毎に、位置検出部63は記憶部60から画像データ(当該撮像により出力された画像データ)を読出し、読出した画像データから、パターンマッチング等によりコラム42(ヘッド11)の画像を検出する。そして、検出した画像とマーク8Aの画像との距離、および記憶部60から読出した基板座標データ60Aが指す座標値に基づき、コラム42(ヘッド11)の位置を検出する。検出した位置は、ヘッド位置データ60Bとして記憶部60に格納する。
Subsequently, while the
コラム42(ヘッド11)の移動時には、液晶6aの滴下を終了すべきか否かが判定される(ステップS21)。具体的には、位置検出部63は、ヘッド位置データ60Bが、液晶6aの滴下を終了すべき所定の位置を指示するか否かを判定する。ヘッド位置データ60Bは所定の位置を指示する、すなわち滴下を終了すべきと判定すると(ステップS21でYES)、一連の処理は終了する。ヘッド位置データ60Bは所定の位置を指示しない、すなわち滴下を終了すべきでないと判定すると(ステップS21でNO)、処理はステップS19に戻る。以降は、コラム42(ヘッド11)の移動させながら、液晶滴下が継続して行われる。
When the column 42 (head 11) moves, it is determined whether or not the
本実施の形態によれば、1個のヘッド11に複数の吐出口70と、各吐出口70を開閉するシャッタ71とを備えて、パターンデータPAに従って、各吐出口70を開閉するように制御する。これにより、開状態である吐出口70間のピッチDTおよび開状態である吐出口70の個数を、パターンデータPAを用いて可変に制御することができる。
According to the present embodiment, one
その結果、ヘッド11(コラム42)のY方向の移動回数を1回で済ませることが可能となり、タクトタイムを短縮することができる。また、ヘッド11(コラム42)を取り替えることなく液晶滴下ピッチを変更することができる。また、液晶材料や、液晶パネルの画面サイズ、あるいは液晶が滴下される基板8の構造や特性に応じて、最適な滴下ピッチを選択することができる。また、滴下する液晶量の選択について高い自由度を得ることができるので、上記と同様に、液晶材料や液晶パネルの画面サイズ、あるいは液晶を滴下する基板の構造や特性に応じて、最適な滴下量を選択することができる。これらの相乗効果により、所望の液晶パネルを容易に製造することができる。
As a result, the number of movements of the head 11 (column 42) in the Y direction can be reduced to one, and the tact time can be shortened. Further, the liquid crystal dropping pitch can be changed without replacing the head 11 (column 42). Further, an optimal dropping pitch can be selected according to the liquid crystal material, the screen size of the liquid crystal panel, or the structure and characteristics of the
(実施の形態2)
本実施の形態に係る液晶滴下装置102は、図18および図19に示されるように、実施の形態1で示したヘッド11を複数個備える。本実施の形態では、液晶供給装置22と、これから各ヘッドへ供給する液晶供給管23は、ヘッド毎に独立している。ここでは、たとえば、複数個のヘッドは、実施の形態1に示したヘッド11を、吐出口70の列が延びる方向に複数個に分割することにより得られた複数個のヘッドとして、想定することができる。(Embodiment 2)
As shown in FIG. 18 and FIG. 19, the liquid
本実施の形態に係る液晶滴下装置102は、実施の形態1で示されたヘッド11に対応する、3つのヘッド11A、11Bおよび11Cをコラム42に一体的に備える。ヘッド11A、11Bおよび11Cは、コラム42のY方向の移動に伴い同時にY方向に移動する。ここでは、3個のヘッド11A〜11Cを示すが、ヘッドの数は3個に限定されず、2個であってもよく、また4個以上であってもよい。
The liquid
液晶表示パネルは、表示の応答速度の重視、コントラストの重視、コストの重視、パネルサイズの重視など、各種条件に応じて滴下する液晶材を異らせることが一般である。本実施の形態では、ヘッド11A〜11Cの各ヘッドに種類の異なる液晶材を充填することによって、1つの基板8上において、パネル面の割付けに応じて、異なる種類の液晶6aを滴下することができる。このように、共取りパネルの条件に応じて、ヘッド11A〜11Cの各ヘッドに充填する液晶材を異ならせることもでき、また、同じにすることもできる。図19では、ヘッド11A〜11Cそれぞれから、異なる種類の液晶6aが吐出されている状態が示される。
In general, liquid crystal display panels use different liquid crystal materials depending on various conditions such as display response speed, contrast, cost, and panel size. In the present embodiment, different types of
本実施の形態では、ヘッド11A〜11Cのヘッド毎に、吐出口70のサイズを異ならせるようにしてもよい。ヘッド毎に、吐出口70のサイズを異ならせること、および充填する液晶材の種類を異ならせることは、組合わせて実施されてもよく、またはいずれか一方が実施されるとしてもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態3)
本実施の形態3に係る液晶滴下装置103は、図20および図21に示すように、実施の形態1のヘッド11に代替して、ヘッド111を備える。ヘッド111は中空の柱形状を有し、その長手方向がX方向に一致する。ヘッド111のX方向に延びる側面においては、X方向に延びる吐出口の列が複数個形成される。各列においては複数個の吐出口が並んでいる。本実施の形態では、たとえば4個の列が形成されるが、列数は4列に限定されない。X方向に延びる各列は、ヘッド111の長手方向に延びる側面において所定間隔を有して並列される。(Embodiment 3)
As shown in FIGS. 20 and 21, the liquid
図21には、図20のコラム42に取り付けられたヘッド111を、Y軸およびZ軸を含む平面で切断した場合の断面が示される。図示されるように、ヘッド111の周面に沿って、サイズ(吐出口70の径)が異なる4個の吐出口70が所定間隔(略90度間隔)をおいて形成される。図21では、4個の吐出口70には、区別するために、符号A〜Dを割り当てる。用ヘッド111は、コラム42に関連して設けられているヘッド回転用モータ681(図26参照)の回転に連動して、所定間隔に対応した所定角度単位で回転する。これにより、回転角度に応じてサイズの異なる吐出口70を、基板8の主面に対向させることができる。つまり、ヘッド111は、柱形状のX方向に延びる中心軸を中心に、所定間隔幅に対応した角度に従って回転することで基板8の主面上に対向させる吐出口のサイズを切替えている。ここで、中心軸とは、ヘッド111が円柱の場合には、Y軸およびZ軸を含む平面で切断した場合の切断面は円となるので、その円の中心をX方向に通過する軸を指す。ヘッド111が円柱でない場合には、同様に切断面の図形の内接円または外接円の中心をX方向に通過する軸を指す。
FIG. 21 shows a cross section when the
図21では、ヘッド111には吐出口70として4個の吐出口“A”〜“D”が形成されている。4個の吐出口70の径は、吐出口“A”>吐出口“B”>吐出口“C”>吐出口“D”の関係を有していると想定する。図21のヘッド111を所定角度だけ回転させて、図22のように、最大サイズの吐出口“A”が基板8の主面と対向している場合には(図22の(A)参照)、吐出口“A”から矢印方向に滴下される液晶6aは最大量となる(図22の(B)参照)。さらに、ヘッド111を所定角度だけ回転させて、吐出口“A”に代替して吐出口“B”が基板8の主面に対向した場合には(図23の(A)参照)、吐出口“B”から矢印方向に滴下される液晶6aの量は図22の(B)のそれに比較し減少する(図23の(B)参照)。さらに、所定角度だけヘッド111を回転させ、それにより吐出口“C”が基板8の主面に対向した場合には(図24の(A)参照)、吐出口“C”から矢印方向に滴下される液晶6aの量はさらに減少する(図24の(B)参照)。さらにヘッド111を所定角度だけ回転させ、基板8の主面に対向させる吐出口70を最小サイズの吐出口“D”とした場合には(図25の(A)参照)、吐出口“D”から矢印方向に滴下される液晶6aの量は最少となる(図25の(B)参照)。
In FIG. 21, four discharge ports “A” to “D” are formed in the
吐出口70のサイズの切替は、たとえば滴下するべき液晶材の種類(粘度)で切替えてもよく、また液晶材のロットで切替えるようにしてもよい。
The size of the
本実施の形態では、ヘッド111に設けられる吐出口70のそれぞれに対応して、実施の形態1で説明したシャッタ71の機構が備えられる。ヘッド111に液晶供給装置22から液晶を供給する液晶供給管231は、樹脂製のストローのような柔軟性のある中空のチューブから形成される。これにより、ヘッド111が回転するとしても、液晶供給管231の可撓性(撓みを有する性質)によってヘッド111内に液晶を供給することができる。
In the present embodiment, the mechanism of the
図26には本実施の形態に係る液晶滴下装置103の機能構成が示される。実施の形態1に示した機能構成と比較し異なる点は、ヘッド111を回転するための回転制御部68と、ヘッド111を回転させるために回転軸にヘッド111が接続されるヘッド回転用モータ681を備え、さらにデータPDに代替してデータPD1を格納する点にある。
FIG. 26 shows a functional configuration of the liquid
ヘッド回転用モータ681は、回転制御部68から与えられる指示信号41に従う方向および角度だけ回転する。指示信号41により、ヘッド回転用モータ681の回転軸に連結されたヘッド111の回転方向および回転角度(回転量)が決定されて、基板8の主面と対向する吐出口70のサイズを切替えることができる。
The
記憶部60においては、実施の形態1に示したデータPDに代替して、データPD1が格納される。データPD1は、パターン名PNと、シャッタON/OFFパターンデータPA1と、吐出口サイズデータPBとを対応付けて含む。吐出口サイズデータPBは、図21に示したサイズの異なる4個の吐出口のうち基板8の主面に対向すべきサイズの吐出口70の列を指示する。パターンデータPA1は、対応の吐出口サイズデータPBが指示するサイズの吐出口70の列の各吐出口70のシャッタ71をON/OFFし、かつ他の列の吐出口70は全閉とする(シャッタON状態)ことを指示するデータを指す。
In
シャッタ制御部67は、指示入力部62から与えられたパターン指定データに基づき記憶部60から読み出されたデータPD1のパターンデータPA1に従い、当該データで指示する吐出口70のシャッタ71のON/OFFを制御する指示信号40を、各シャッタ71の駆動回路100に出力する。これにより、吐出口サイズデータPBが指示するサイズの吐出口70の列の各吐出口70を開状態/閉状態とし、かつ他の列の吐出口70は全閉とされる。
Based on the pattern data PA1 of the data PD1 read from the
吐出口サイズデータPBは、ヘッド111の回転の初期位置(ホームポジション)からの回転量を示すデータである。本実施の形態では、液晶滴下開始時に、または、基板8上に液晶の滴下を終了すると、ヘッド回転用モータ681はホームポジションに戻ると想定する。回転制御部68は、読出されたデータPD1の吐出口サイズデータPBに基づき、指示信号41を生成し、生成された指示信号41を出力する。これにより、液晶滴下開始時には、ヘッド回転用モータ681を吐出口サイズデータPBに従った指示信号41によって回転させることにより、吐出口サイズデータPBが指示するサイズの吐出口70の列を、基板8の主面上に対向させることができる。
The ejection port size data PB is data indicating the rotation amount from the initial rotation position (home position) of the
図27には、本実施の形態に係る処理フローチャートが示される。図27の処理フローチャートを、図17の処理フローチャートと比較し異なる点は、図17のステップS13とS15の間に、ステップS13aによる、ヘッド111の吐出口70のサイズ制御、すなわち回転制御部68からの指示信号41を用いたヘッド111の回転処理が追加されたことにある。図27の他の処理は、図17に示したものと同様であり、その説明は略す。
FIG. 27 shows a process flowchart according to the present embodiment. The processing flowchart of FIG. 27 differs from the processing flowchart of FIG. 17 in that the size of the
図27に示されるように、液晶滴下が開始される毎に、オペレータが指定したサイズを有する吐出口70の列が、基板8の主面上に対向するようにヘッド111が回転される。これにより、指定されたサイズの吐出口70の列から基板8の主面に、液晶6aを滴下することができる。
As shown in FIG. 27, each time liquid crystal dropping is started, the
吐出口70の径(サイズ)に関しては、基板8から共取りするべきパネルのサイズや仕様によって、最適な径を選択可能であることが要求されるところ、本実施の形態によれば、基板8から共取りされるべきパネルの仕様に応じた径の吐出口70を選択することができる。具体的には、通常、共取りすべきパネルのサイズおよびセルギャップ等の仕様が同じである場合、液晶の吐出量は同一であるため、径が大きい吐出口70により液晶滴下すると滴下される液晶量を多くできるので、滴下ピッチを大きくすることができる。すなわちコラム42の移動速度(単位時間当たりの移動量)を大きくできて、タクトタイムを短縮できる。
As for the diameter (size) of the
これに対し、径の小さい吐出口70によって液晶滴下する場合には、滴下ピッチが小さくなるため、コラム42の移動速度が遅くなり、タクトタイムが比較的に長くなる。パネル面上には均一に液晶を滴下する必要があるため、1滴あたりの滴下量は少なく且つ滴下ピッチが小さい場合であっても、滴下のバラツキが目立たなくなるとの特徴を得ることができる。
On the other hand, when the liquid crystal is dropped by the
(実施の形態4)
本実施の形態4は、実施の形態3のヘッド111の変形例を示す。図28と図29を参照して、本実施の形態に係る液晶滴下装置104は、ヘッド111A、111Bおよび111Cをコラム42に一体的に備える。ヘッド111A〜111Cのそれぞれは、実施の形態3のヘッド111に相当する。ヘッド111A〜111Cの各ヘッドに対応して液晶供給装置22が設けられる。各ヘッドには、対応の液晶供給装置22が可撓性の液晶供給管231を介して接続される。(Embodiment 4)
The fourth embodiment shows a modification of the
本実施の形態ではヘッド111のように、ヘッド111A、111Bおよび111Cのそれぞれは基板8の主面に対向する吐出口70のサイズを異ならせることができるように回転される(図29参照)。図29では、ヘッド111A〜111Cそれぞれからの滴下される液晶6aの量が異なる状態が示される。
In the present embodiment, like the
本実施の形態では、ヘッド111A、111Bおよび111Cに供給される液晶材の種類は同じであってもよく、また異ならせてもよい。これにより、滴下する液晶材の種類および液晶を滴下する吐出口70のサイズを各ヘッド毎に異ならせることが可能となり、基板8から共取りするべき液晶パネルの種類を多様にすることができる。
In the present embodiment, the types of liquid crystal materials supplied to the
本実施の形態ではヘッドの個数は3個としているが、2個であってもよく、4個以上であってもよい。 In the present embodiment, the number of heads is three, but may be two or four or more.
図30には、本実施の形態に係る液晶滴下装置104の機能構成が示される。実施の形態3の液晶滴下装置103の機能構成と比較し異なる点は、回転制御部68に代替して回転制御部6811を備え、ヘッド回転用モータ681に代替して、各ヘッドに対応の回転用モータ6812を備え、また、記憶部60には、データPD1に代替して、データPD2が格納される点にある。
FIG. 30 shows a functional configuration of the liquid
データPD2は、パターン名PN、各ヘッドに対応したシャッタ71のON/OFFのパターンを指すパターンデータPA2および各ヘッドに対応の吐出口のサイズを指すデータPB1を含む。
The data PD2 includes a pattern name PN, pattern data PA2 indicating the ON / OFF pattern of the
図31には、本実施の形態4に係る処理フローチャートが示される。図27の処理フローチャートと図31の処理フローチャートを比較し異なる点は、図27のステップS13とS13aの処理が、各ヘッドのシャッタをON/OFF制御する処理ステップS13bと、基板80の主面に対向するべき吐出口70のサイズをヘッド毎に制御するステップS13cとに代替された点にある。図31の他の処理は、図27に示されたものと同様であり、説明は略す。
FIG. 31 shows a process flowchart according to the fourth embodiment. 27 differs from the processing flowchart of FIG. 31 in that the processing of steps S13 and S13a of FIG. 27 is performed on the main surface of the substrate 80 and processing step S13b for controlling ON / OFF of the shutter of each head. This is in place of step S13c in which the size of the
動作において、各ヘッドは、対応のパターンデータPA2に従って、基板8の主面に対向する列の吐出口70は開状態または閉状態に設定されて、他の列の吐出口70は全て全閉状態とされる(ステップS13b)。そして、回転制御部6811は、記憶部60から読出したデータPD2が指示するデータPB1に従い指示信号41を生成して、生成した指示信号41を各ヘッドに対応の回転用モータ6812に出力する。これにより、各ヘッドに対応の回転用モータ6812は、与えられる指示信号41に基づき回転する。この回転に連動して、対応のヘッドは回転する。その結果、各ヘッドのデータPB1が指示するサイズの吐出口70からなる列が、基板8の主面と対向する。
In operation, according to the corresponding pattern data PA2, each head sets the
なお、図27と図30では、シャッタON/OFF制御に続いて、吐出口サイズ制御を実行しているが、実行の順番はこれに限定されない。たとえば、全てのシャッタ71をON(全ての吐出口70を全閉)状態とした後に、ヘッドを回転させることによって吐出口のサイズ制御を行い、続いて、対応のパターンデータPA2に従って、基板8の主面に対向する列の吐出口70の開閉を制御するようにしてもよい。
In FIGS. 27 and 30, the discharge port size control is executed following the shutter ON / OFF control, but the execution order is not limited to this. For example, after all the
本実施の形態によれば、1つの基板8の主面上における、1滴の滴下量、あるいは滴下ピッチを異ならせることができ、さらには実施の形態2に示したように滴下する液晶材をヘッド毎に異ならせることができるので、実施の形態2と3と同様の効果を得ることができる。
According to the present embodiment, the drop amount or drop pitch of one drop on the main surface of one
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1の液晶滴下装置101を用いて、1枚の基板8から、複数種類のパネルを共取りして生産する場合を想定した場合の、ヘッド11の吐出口70の開閉制御について説明する。(Embodiment 5)
In the present embodiment, the ejection opening 70 of the
図32に示すように、1枚の基板8から複数の同一サイズのパネル8bを共取りする場合、各パネル8bの周辺は、切り出し用のためにY方向およびX方向に一定のスペースを設ける必要がある。このスペースには、液晶が滴下されてはならない。
As shown in FIG. 32, when a plurality of
Y方向に延びるスペースに関しては、図32の上段にあるヘッド11の全ての吐出口70のうち、当該スペースに対応する吐出口70のみが、パターンデータPAに従ってシャッタ71により閉状態とされる。X方向に延びるスペースに関して、吐出信号生成部65は、記憶部60から読出されたヘッド位置データ60Bと、予め与えられているX方向のスペースの位置データとを比較する。比較結果に基づき、現在のヘッド位置データ60Bが当該スペース位置を指示すると判定すると、指示信号39の出力を一旦停止する。
Regarding the space extending in the Y direction, only the
これにより、ヘッド11をY方向に1回移動(往復移動は必要ない)させるだけで、XおよびYの各方向に延びるスペースにおいては液晶を滴下することなく、パネル8bには液晶を滴下することができる。
Thereby, the liquid crystal is dropped on the
これに対し、従来の単一の吐出口を有したヘッドが移動させながら、図32のようにパネル8bを共取りする場合には、図33に示すように、ヘッドは、スペースを考慮して、Y方向およびX方向に複数回の往復移動をする必要がある。したがって、図32の本実施の形態に比較して、タクトタイムは長くなる。
On the other hand, in the case where the
図34には、本実施の形態1のヘッド11を用いて共取りするパネル8bのサイズが異なる場合が示される。35Aと図35Bには、図34に対比させて、従来の液晶滴下装置によって共取りするパネル8bのサイズが異なる場合のヘッドの移動例が示される。
FIG. 34 shows a case where the size of the
図34には説明のために2本のヘッド11が示される。2本のヘッド11のうち、上側のヘッド11はパターンAに従って吐出口70の開閉状態が設定されており、下側のヘッド11はパターンBに従って吐出口70の開閉状態が設定されている。
FIG. 34 shows two
動作において、サイズの大きいパネル8bに液晶を滴下するためにパターンAのヘッド11を移動させながら液晶を滴下する。これにより、Y方向の液晶の滴下間隔を比較的大きくして液晶が滴下される。その後、ヘッド11が、小さいサイズのパネル8bの位置に達すると、ヘッド11の吐出口70の開閉パターンをパターンBに変更し、ヘッド11をY方向に移動させる。パターンBに変更後は液晶を滴下する(開状態にある)吐出口の数は増加する。これにより、共取りするパネルの種類に応じて、液晶の滴下間隔を異ならせることができる。したがって、滴下間隔の変更は、従来のヘッドの複数回の往復動作を伴わずに(図35Aと図35Bを参照)、ヘッド11をY方向に1回移動させるだけで完了する。
In operation, the liquid crystal is dropped while moving the
図36には、本実施の形態5に係る液晶滴下装置の機能構成が示される。図36の機能構成と図14に示した実施の形態1の機能構成とを比較し異なる点は、シャッタ制御部67が切替部673を有する点、および記憶部60に格納されるデータPDを、データPD3に代替した点にある。データPD3は、パターン名PNと、Y方向についての複数種類の位置データD1と、位置データD1のそれぞれに関連付けてパターン指示データP1を含む。パターン指示データP1は、記憶部60に予め格納されたパターンデータPA3を指示する一種のポインタデータである。パターンデータPA3は、各吐出口70に対応のシャッタ71の状態(ON/OFF)を設定するためのデータである。
FIG. 36 shows a functional configuration of the liquid crystal dropping device according to the fifth embodiment. 36 is different from the functional configuration of the first embodiment shown in FIG. 14 in that the
データPD3を、図34と関連付けて説明する。ヘッド11の位置がY方向の範囲Y1の座標を指示すると検出されるときは、範囲Y1の座標に対応した位置データD1のパターン指示データP1が読み出される。そして、読み出されたパターン指示データP1が指示するパターンデータPA3に従って各吐出口70のシャッタ71が開閉制御される。その後、ヘッド11が範囲Y1の座標を通過し、ヘッド11の位置が範囲Y2の座標を指示すると検出されるときは、切替部673は次位の位置データD1に対応したパターン指示データP1を読み出す。そして、読み出されたパターン指示データP1が指示するパターンデータPA3に従って、ヘッド11の各吐出口70が開閉制御される。これにより、ヘッド11が移動する範囲(基板8の主面上の領域)に従って、各吐出口70の状態(開または閉)を切替ることができる。その結果、図34のような複雑な共取りパターンが指定される場合であっても、ヘッド11をY方向に1回移動させるだけで、指定された共取りパターンに従う液晶パネルの生産が可能となる。
The data PD3 will be described in association with FIG. When it is detected that the position of the
図37には、本実施の形態5に係る処理フローチャートが示される。ステップS3〜ステップS15の処理は、実施の形態1のそれと同様である。ヘッド11が移動開始すると(ステップS15)、位置検出部63により、ヘッド11の位置が逐次検出される。位置が検出される毎に、検出された位置は、ヘッド位置データ60Bとして記憶部60に格納される(ステップS25)。したがって、ヘッド位置データ60Bは、現在のヘッド11の位置を指す。
FIG. 37 shows a process flowchart according to the fifth embodiment. The processing in steps S3 to S15 is the same as that in the first embodiment. When the
シャッタ制御部67の切替部673は、参照されるべきパターンPA3を切替るか否かを検出(判定)する(ステップS27)。具体的には、記憶部60から読出されたヘッド位置データ60Bと、記憶部60から読出されたデータPD3が指示する位置データD1のそれぞれとを比較する。そして、比較結果に基づき、ヘッド位置データ60Bが、次位の位置データD1を指示すると判定すると、判定結果に基づきパターンを切り替えるべきと判定する(ステップS27でYES)。その後、処理はステップS29に移行する。ヘッド位置データ60Bが、次位の位置データD1を指示しない判定すると、判定結果に基づきパターンの切替はしないと判定する(ステップS27でNO)。そして、ステップS21と同様に滴下終了であるか否かを検出する(ステップS33)。検出結果に応じて滴下処理を継続する。
The
ステップS29では、切替部673は、記憶部60から、次位の位置データD1が指示するパターン指示データP1を読み出す。読み出されたパターン指示データP1が指すパターンデータPA3が記憶部60から読出される。読出されたパターンデータPA3に従い、シャッタ制御部67は指示信号40を生成し、生成した指示信号40を各吐出口70に対応の駆動回路100に出力する。これにより、各吐出口70の状態(開または閉)が切替えられる(ステップS31)。その後、処理はステップS25に移り、滴下処理は継続する。
In step S29, the
本実施の形態によれば、ヘッド11のY方向の1回の移動のみ(往復移動は不要)で、1枚の基板8から液晶滴下のピッチが異なる複数種類のパネルを共取り(図34を参照)することが可能となる。
According to the present embodiment, only a single movement of the
なお、本実施の形態5に係るヘッド11の特徴は、パターン指示データP1およびパターンデータPA3をヘッド毎に準備し、且つ、ヘッド毎の位置を検出することによって、実施の形態2に示したヘッド11A〜11Bについても、また実施の形態3に示すヘッド111についても、また実施の形態4に示すヘッド111A〜111Cについても、同様に適用することができる。
The feature of the
上述の各実施の形態によれば、ヘッドに列状に並んだ吐出口70それぞれをシャッタ71で開閉することで、液晶を滴下可能な吐出口70の総個数を切替えることができる。この構成は、圧電素子を用いた圧力制御により液晶滴下可能な吐出口を切替える構成に比べて、ヘッド内部に吐出口に対応した加圧室を隔壁で区切って設ける必要がない。また、加圧室毎に液晶供給管を接続する必要もない。その結果、ヘッドの内部構造を簡単にしながら、上述のようにタクトタイム(生産時間)を短縮することができる。
According to each of the above-described embodiments, the total number of the
各実施の形態では、各吐出口70に対応してシャッタ71のプレート712(移動子712)の幅(この幅は、少なくとも吐出口70の径に相当する)を確保すればよいから、ピッチDTを十分に小さくできる。これに対し、圧電素子を用いた場合には、加圧室は、液晶を蓄えることが可能であり、且つ、圧電素子による加圧効果を得ることができるサイズを有する必要がある。そのため、吐出口の間隔幅は、加圧室サイズの制限により小さくすることが困難となる。
In each embodiment, the width of the plate 712 (moving element 712) of the
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Thus, the above-described embodiment disclosed herein is illustrative in all respects and is not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
4 カメラ、5 コンピュータ、8 基板、8A マーク、10 架台、11 ヘッド、22 液晶供給装置、23,231 液晶供給管、42 コラム、60 記憶部、63 位置検出部、65 吐出信号生成部、66 移動信号生成部、67,671 シャッタ制御部、68,6811 回転制御部、70 吐出口、71 シャッタ、101,102,103,104 液晶滴下装置、673 切替部、711 枠、712 プレート。 4 camera, 5 computer, 8 substrate, 8A mark, 10 frame, 11 head, 22 liquid crystal supply device, 23,231 liquid crystal supply tube, 42 columns, 60 storage unit, 63 position detection unit, 65 ejection signal generation unit, 66 movement Signal generation unit, 67, 671 Shutter control unit, 68, 6811 Rotation control unit, 70 Discharge port, 71 Shutter, 101, 102, 103, 104 Liquid crystal dropping device, 673 switching unit, 711 frame, 712 plate.
Claims (9)
前記ヘッドを移動させるための移動部(42)と、
前記移動部による前記ヘッドの移動に応じて、各吐出口から前記基板(8)上に前記液晶を吐出させるための吐出制御部と、
前記ヘッドの前記外周面において各吐出口に対応して設けられ、且つ、対応の前記吐出口を開閉するための複数の開閉部(71)と、
前記複数の開閉部を制御するための開閉制御部と、を備え、
前記列は前記ヘッドの移動方向に対して直交する所定方向に延びており、且つ、前記列における前記吐出口の間隔幅は、液晶滴下パターンが指示する滴下間隔の最小幅以下であり、
前記複数の開閉部それぞれはプレート(712)を含み、
前記開閉制御部は、前記液晶滴下パターンに応じたパターンデータに従って、各開閉部の前記プレートを、当該開閉部に対応する前記吐出口の上において電子的にスライドさせることにより、当該吐出口を開閉する、液晶滴下装置。A head (11) having a hollow columnar shape inside, and a row formed by arranging a plurality of discharge ports (70) for dropping the liquid crystal filled in the hollow onto the substrate; ,
A moving part (42) for moving the head;
A discharge controller for discharging the liquid crystal from each discharge port onto the substrate (8) in accordance with the movement of the head by the moving unit;
A plurality of opening / closing portions (71) provided on the outer peripheral surface of the head corresponding to the respective discharge ports and for opening and closing the corresponding discharge ports;
An open / close control unit for controlling the plurality of open / close units,
The row extends in a predetermined direction orthogonal to the moving direction of the head, and the interval width of the ejection ports in the row is equal to or less than the minimum width of the drop interval indicated by the liquid crystal drop pattern,
Each of the plurality of opening / closing parts includes a plate (712),
The opening / closing control unit opens and closes the discharge port by electronically sliding the plate of each opening / closing unit on the discharge port corresponding to the opening / closing unit according to pattern data corresponding to the liquid crystal dropping pattern. A liquid crystal dropping device.
前記基板上の複数種類の位置データと、前記複数種類の位置データのそれぞれに対応して異なる前記パターンデータを格納する記憶部と、をさらに備え、
前記開閉制御部は、前記位置検出部が検出した前記ヘッドの位置に基づき前記記憶部をから、対応する前記パターンデータを読出すことにより、開閉制御のための前記パターンデータを切替える、請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の液晶滴下装置。A position detection unit that detects a position of the head on the substrate when the head is moved by the moving unit;
A plurality of types of position data on the substrate, and a storage unit that stores the different pattern data corresponding to each of the plurality of types of position data,
The opening / closing control unit switches the pattern data for opening / closing control by reading the corresponding pattern data from the storage unit based on the position of the head detected by the position detection unit. 4. The liquid crystal dropping device according to any one of items 1 to 3.
前記複数個の分割ヘッドのそれぞれ毎に、前記中空に充填される液晶材の種類は相違する、請求の範囲第1項に記載の液晶滴下装置。The head includes a plurality of divided heads divided in the predetermined direction in which the row extends,
The liquid crystal dropping device according to claim 1, wherein the liquid crystal material filled in the hollow is different for each of the plurality of divided heads.
前記基板上の複数種類の位置データと、前記複数種類の位置データのそれぞれに対応して異なる前記パターンデータを格納する記憶部(60)と、をさらに備え、
前記開閉制御部は、前記位置検出部が検出した前記複数の分割ヘッドそれぞれの位置に基づき前記記憶部をから、対応する前記パターンデータを読出すことにより、開閉制御のための前記パターンデータを切替える、請求の範囲第5項から第7項のいずれかに記載の液晶滴下装置。A position detection unit (63) for detecting a position of each of the plurality of divided heads on the substrate when the plurality of divided heads are moved by the moving unit;
A plurality of types of position data on the substrate, and a storage unit (60) for storing the different pattern data corresponding to each of the plurality of types of position data,
The opening / closing control unit switches the pattern data for opening / closing control by reading the corresponding pattern data from the storage unit based on the positions of the plurality of divided heads detected by the position detecting unit. A liquid crystal dropping device according to any one of claims 5 to 7.
前記ヘッドの前記外周面において前記列の各吐出口を開閉するステップと、
前記ヘッドの移動に応じて、各吐出口から前記基板上に前記液晶を吐出させるステップと、を備え、
前記列は前記ヘッドの移動方向に対して直交する所定方向に延びており、且つ、前記列における前記吐出口の間隔幅は、液晶滴下パターンが指示する滴下間隔の最小幅以下であり、
前記開閉するステップでは、前記液晶滴下パターンに応じた開閉パターンデータに従って、各吐出口に対応して設けられたプレート(712)を、対応の前記吐出口の上において電子的にスライドさせることにより、当該吐出口は開閉される、液晶滴下方法。A head (11) having a hollow columnar shape inside, and a row in which a plurality of discharge ports (70) are arranged on the outer peripheral surface for dropping the liquid crystal filled in the hollow onto the substrate. The liquid crystal dropping method used,
Opening and closing each outlet in the row on the outer peripheral surface of the head;
Discharging the liquid crystal from each discharge port onto the substrate according to the movement of the head, and
The row extends in a predetermined direction orthogonal to the moving direction of the head, and the interval width of the ejection ports in the row is equal to or less than the minimum width of the drop interval indicated by the liquid crystal drop pattern,
In the opening and closing step, according to the opening / closing pattern data corresponding to the liquid crystal dropping pattern, the plate (712) provided corresponding to each discharge port is electronically slid on the corresponding discharge port, A liquid crystal dropping method in which the discharge port is opened and closed.
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