JP4532512B2 - シーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、シーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法に係り、より詳細には、基板上に形成されたシーラントパターンの不良部位の体積を算出することによって、基板上に滴下する液晶量を決定することができる液晶滴下量決定方法に関する。

一般に、平面表示装置の一つである液晶表示装置（ＬＣＤ）は陰極線管（ＣＲＴ）に比べて視認性が優れ、同じ大きさの画面を有するＣＲＴに比べて平均消費電力が小さいだけでなく発熱量も小さい。そのため、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）や電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）と共に、最近では携帯電話やコンピュータのモニター、テレビなどの次世代表示装置として脚光を浴びている。

一方、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ、ＴＦＴ）ＬＣＤはＴＦＴアレイ基板とカラーフィルターアレイ基板を備える。これらの二つの基板は約４〜５ｍｍ程度で離隔され、その間には液晶層が形成される。そして、画面表示領域の周囲で、シーラントが二つの基板を接合すると共に、液晶層に水分や汚染物質が流入することを防止する。

シーラント塗布装置は前述したように二つの基板を接合するシーラントを塗布する装置である。このシーラント塗布装置は基板を載置するステージと、シーラントを吐出するノズルを備えるディスペンスヘッドと、ディスペンスヘッドを支持するヘッド支持台と、ヘッド支持台を移動させるモーターと、ディスペンスヘッドを移動させるモーターを制御する制御部を含んで構成される。そして、ディスペンスヘッドにはシーラントを含んでいるシリンジ（ｓｙｒｉｎｇｅ）が設けられ、このシリンジはノズルに連結される。

このようなシーラント塗布装置は、基板とノズルとの相対位置関係を変化させながら、基板に所定形状のシーラントパターンを形成する。すなわち、シーラントの吐出時に、基板は一定方向に移動し、ディスペンスヘッドはヘッド支持台に装着された状態で基板の移動方向と直角に移動する。

図１は従来のシーラント塗布装置のディスペンスヘッドを示す斜視図であり、図２及び図３は基板上に形成されたシーラントのパターンを検査する方法を説明した図である。まず、図１に示すように、従来のディスペンスヘッド１００はシーラント塗布装置のヘッド支持台（図示せず）に設けられるメインブロック１０１と、シーラントを含んでいるシリンジ１０５が脱着可能に装着されるヘッドブロック１０４と、このヘッドブロック１０４をヘッド支持台に対して直角方向に往復移動させる水平移動部１０２と、シリンジ１０５の下段部に装着されるノズル（図示せず）を備える。

水平移動部１０２は、図示しない線形運動装置、例えばサーボモーター及びこれに連結されるモーター軸などで構成され、ヘッドブロック１０４を前方に水平往復移動させながら、基板に対してノズルの位置を設定する役割をする。メインブロック１０１には、第１Ｚ軸モーター１０７が設けられる。第１Ｚ軸モーター１０７は水平駆動部１０２を上下に移動させることによって、ノズルの上下位置を調整する。そして、メインブロック１０１には第２Ｚ軸モーター１０８が設けられる。第２Ｚ軸モーター１０８は基板をステージ（図示せず）に載置させた後、ノズルの高さを微細に調整することによって、ノズルと基板との間隔を正確に合せることができる。もちろん、メインブロック１０１に第２Ｚ軸モーター１０８を具備しないで、Ｚ軸モーター１０７だけを利用してノズルのＺ方向位置を正確に調整することもできる。

ノズルの側方向位置調整は、ヘッド支持台に沿ってメインブロック１０１が側方に移動することによって行うことができる。ヘッドブロック１０４の一側には第１センサー１０９ａ及び第２センサー１０９ｂが設けられる。第１センサー１０９ａはシーラントが塗布される方向に沿ってノズルの前方に配設される。第１センサー１０９ａは基板上にシーラントを塗布する際、ノズルと基板表面との間の相対位置を測定する。ノズルと基板表面との間の相対位置によるシーラント塗布を通じて基板上にシーラントを一定に塗布できる。第２センサー１０９ｂは基板上に所定のパターンで塗布されたシーラントの断面積を測定する。

図２及び図３に示すように、第２センサー１０９ｂ内には左右に往復回転するレンズ１０９ｃが設けられる。第２センサー１０９ｂはシーラントパターンＰをスキャンするために基板Ｓの上にレンズ１０９ｃを介してレーザービームを連続的に放出する。したがって、第２センサー１０９ｂは基板Ｓ上に塗布されたシーラントパターンＰの断面積を測定できる。

シーラントパターンＰが基板Ｓ上に適切に形成されているかどうかを検査するために、シーラントパターンＰ上の所定位置で矢印方向に沿ってレンズからのレーザービームが移動しながら、シーラントパターンＰの断面積を測定する。シーラントパターンＰ上の所定位置で断面積を測定した結果、不良部位が検出されないと、シーラントパターンＰが形成された基板Ｓは、ロボットなどにより液晶滴下装置（図示せず）に移動される。次に、液晶は液晶滴下装置により移動された基板Ｓ上に一定間隔ごとに滴下される。

ところが、シーラントが基準量より少なく塗布されるか、または多く塗布され、シーラントパターンが基板上に適切に形成されない場合がある。このような場合、従来技術による液晶滴下装置は、シーラント塗布装置で形成されたシーラントパターンの不良に起因したシーラントの超過分や不足分に対して補償することなく、基板上に基準量の液晶を滴下する。例えば、シーラントが基板上に基準量より多く形成されると、シーラントパターンの一部で幅拡大による不良が生じても、基準量の液晶が塗布される。それによって、二つの基板を結合する過程において、結合部からシーラントパターンの外部に液晶がオーバーフローして、ＬＣＤの不良を招く問題が発生する恐れがある。
特開２００１−３３０８４０号公報

本発明は前述のような問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、シーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による第１のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法は、シーラント塗布装置のステージに基板を載置する段階、前記基板上にディスペンスヘッドによりシーラントを所定のパターンで塗布する段階、前記塗布した所定のシーラントパターンの不良部位を検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積を算出する段階、前記算出した不良部位の体積に対応する液晶滴下量を算出する段階、及び前記算出した液晶滴下量データを液晶滴下装置に提供する段階、を含むことを特徴とする。

ここで、前記シーラントパターンの不良部位の体積は、前記ディスペンスヘッドに設けられた第２センサーにより算出することが好ましい。

本発明による第２のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法は、シーラント塗布装置のステージに基板を載置する段階、前記基板上にディスペンスヘッドによりシーラントを所定のパターンで塗布する段階、前記塗布した所定のシーラントパターンの不良部位を検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積を算出する段階、前記算出した不良部位の体積データを液晶滴下装置に提供する段階、及び前記液晶滴下装置により前記不良部位の体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、を含むことを特徴とする。

ここで、前記シーラントパターンの不良部位は第１センサーを用いて検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積は第２センサーを用いて算出することが好ましい。

また、前記シーラントパターンの不良部位の体積は、前記第２センサーから獲得したデータに基づいて前記シーラントパターンの不良部位の断面積を計算した後、計算した断面積と基準断面積とを比較する過程により算出することが好ましい。

本発明による第３のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法は、基板上に所定のパターンで塗布されたシーラントパターンの不良部位に対する体積データを液晶滴下装置に提供する段階、前記液晶滴下装置により前記不良部位に対する体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、及び前記算出した液晶滴下量に基づいて前記液晶滴下装置により前記基板上のシーラントパターンで規定した空間内に液晶を滴下する段階、を含むことを特徴とする。

本発明による第４のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法は、基板上に所定のパターンで塗布されたシーラントパターンの不良部位に対する体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、前記算出した液晶滴下量データを液晶滴下装置に提供する段階、及び前記算出した液晶滴下量に基づいて前記液晶滴下装置により前記基板上のシーラントパターンで規定した空間内に液晶を滴下する段階、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、基板上にシーラントが基準量より少なく、または多く塗布されることによるシーラントパターンの不良が発生しても、シーラントの超過量または不足量を勘案して基板上に滴下する液晶量を決定することによって、下記のような効果が得られる。まず、シーラントパターンの一部で幅が広くなる不良が生じても、シーラントの超過量を補償して液晶滴下量を調整することによって、ＬＣＤの製造時二つの基板を結合する過程で結合部からシーラントパターンの外部に液晶がオーバーフローする現象を防止できる。次に、シーラントパターンの一部で幅が狭くなる不良が生じても、シーラントの不足量を補償して液晶滴下量を調整することによって、ＬＣＤの製造時、二つの基板の間に液晶の不足による液晶層の不良が発生する現象を防止できる。その結果、ＬＣＤの不良を防止して製品の生産性が向上する。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係るシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法が適用される、シーラント塗布装置を示した斜視図である。図５は、図４に示したシーラント塗布装置のディスペンスヘッドによりシーラントが塗布される状態を示す正面図である。図４及び図５に示すように、本発明の一実施形態に係るシーラント塗布装置は本体１０と、この本体１０に配設されて基板Ｓが載置されるステージ４０と、このステージ４０を前後に移動させるステージ移動手段と、このステージ４０の移動方向に沿ってステージ４０に対して相対移動する一対のヘッド支持台５０と、このヘッド支持台５０の移動方向と直角方向に移動するようにヘッド支持台５０に配設されて基板Ｓ上にシーラントを塗布する多数のディスペンスヘッド３０、及びディスペンスヘッド３０に連結されて基板Ｓ上に塗布されるシーラントの塗布量を制御する制御部（図示せず）を備える。

ヘッド支持台３０はガントリーの形態になっている。ディスペンスヘッド３０は、シーラントが吐出されるノズル３６と基板Ｓの表面との間の間隔を測定する第１センサー３４と、基板Ｓの表面に塗布されたシーラントパターンの断面積を測定する第２センサー（図示せず）を備える。このように構成したシーラント塗布装置において、本発明の一実施形態に係るシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法について、図４及び図５と共に図６を参照して説明する。

まず、基板Ｓをステージ４０上に載置する。このために、一対のヘッド支持台５０は、基板Ｓがヘッド支持台５０の間の空間を経てステージ４０上に載置することができるように互いに反対方向に移動する。基板Ｓはステージ４０上に形成された通孔（図示せず）から吸入する空気により、ステージ４０に吸着され固定される。このように基板Ｓがステージ４０上に固定されると、一対のヘッド支持台５０はそれらの塗布位置に復帰する。次に、基板Ｓの表面とノズル３６の先端との間の間隔が所定値になるように設定する。続いて、ステージ４０がヘッド支持台５０と直角方向にステージ移動手段により移動する一方、ディスペンスヘッド３０がヘッド支持台５０上でヘッド支持台５０に沿って移動し、また、ステージ４０は移動せずディスペンスヘッド３０が移動しながら、シーラントが基板Ｓの表面に約四角状の閉ループで塗布される。

シーラントを基板Ｓ上に均一に塗布できるように、第１センサー３４がノズル３６に隣接して配設される。また、制御部（図示せず）が無線または有線で第１センサー３４に連結される。ここで、第１センサー３４から獲得したデータは制御部にリアルタイムで伝送されると共に、ここに格納することができる。制御部は、第１センサー３４により獲得したデータに基づいて、基板Ｓの表面とノズル３６との間の相対間隔を計算する。そして、制御部は計算した間隔値を設定値と比較し、基板Ｓの表面とノズル３６との間の間隔を設定値の範囲内に一定に維持する。これによって、シーラントを基板Ｓ上に均一に塗布できる。

基板Ｓ上に所定のパターンでシーラントが塗布された後、シーラントが設定のとおり適切に塗布されているかどうかを検査する過程を行う。このような過程は基準断面積とシーラントパターン上のある一つの位置でシーラントパターンの断面積を比較することによって行うことができる。このために、第１センサー３４は、ノズル３６と基板Ｓの表面との間の相対間隔が許容範囲を超過するシーラントパターン位置、すなわちシーラントパターンの不良部位を検出できる。第１センサー３４による検出結果、前述の検査位置でシーラントパターンにおける断面積不良の発生が確定されると、第２センサーはシーラントパターンの不良部位をスキャンできる。次に、制御部は第２センサーから獲得したデータに基づいてシーラントパターンの不良部位の断面積を計算し、これを基準断面積と比較することによって、不良部位の体積を算出できる。一方、第２センサーは不良が頻繁に発生するシーラントパターン位置でシーラントパターンをスキャンすることも可能である。

前述したシーラントパターンの不良例として、図７及び図８に示した形態のものを例示できる。まず、図７に示したシーラントパターンＰ１は、一部の部位が他の部位に比べて幅が狭く形成された不良部位Ｅ１を有する。このような現象はノズル３６と基板Ｓの表面との間の間隔が設定した間隔より大きい場合に発生する。この場合、制御部はシーラントパターンＰ１の不良部位Ｅ１で第２センサーから測定した断面積データを受信して不良部位Ｅ１の体積、より詳細には不良部位Ｅ１の内側体積を算出する。次に、制御部はシーラントパターンＰ１の不良部位Ｅ１の内側体積に対応する液晶滴下量を算出する。すなわち、制御部はシーラントパターンＰ１の不良部位Ｅ１の内側体積減少量に対応するシーラントの不足量を補償するための液晶滴下量を算出する。このようにシーラントの不足量を補償する液晶量に対するデータが求めると、制御部は算出した液晶滴下量に対するデータを液晶滴下装置（図示せず）に提供できる。液晶滴下装置はシーラント塗布装置の制御部から提供されるデータに基づいて、滴下する液晶量を基準量より多く調整した後、基板Ｓ上のシーラントパターンＰ１により規定された空間内に液晶を滴下する。したがって、ＬＣＤの製造時、二つの基板の間に液晶の不足により液晶層に不良が発生する現象を防止できる。

次に、図８に示したシーラントパターンＰ２は一部の部位が他の部位に比べて幅が広く形成された不良部位Ｅ２を有する。このような現象はノズル３６と基板Ｓの表面との間の間隔が設定した間隔より小さな場合に発生することがある。この場合、制御部はシーラントパターンＰ２の不良部位Ｅ２で第２センサーから測定した断面積データを受信して不良部位Ｅ２の内側体積を算出する。次に、制御部はシーラントパターンＰ２の不良部位Ｅ２の増加量に対応するシーラントの超過量を補償するための液晶滴下量を算出する。

このようにシーラントの超過量を補償する液晶滴下量に対するデータを求めると、制御部は算出した液晶滴下量に対するデータを液晶滴下装置に提供できる。液晶滴下装置はシーラント塗布装置の制御部から提供されるデータに基づいて、滴下する液晶量を基準量より少なく調整した後、基板Ｓ上のシーラントパターンＰ２で規定した空間内に液晶を滴下する。したがって、ＬＣＤの製造時二つの基板を結合する過程で結合部からシーラントパターンＰ２の外部に液晶がオーバーフローする現象を防止できる。その結果、ＬＣＤの不良を防止できる。

他の例として、制御部はシーラントの不足量または超過量を補償するための液晶滴下量を決定せず、シーラントパターンＰ１、Ｐ２の不良部位Ｅ１、Ｅ２の内側体積に対する算出データを液晶滴下装置に提供することも可能である。この場合、液晶滴下装置は受信した算出データに基づいて、シーラントパターンＰ１、Ｐ２の不良部位Ｅ１、Ｅ２の内側体積に対応する液晶滴下量を決定できる。すなわち、液晶滴下装置の制御部はシーラントパターンＰ１、Ｐ２の不良部位Ｅ１、Ｅ２の内側体積の減少量または増加量に対応するシーラントの不足量または超過量を補償するための液晶滴下量を算出できる。次に、液晶滴下装置は算出した液晶滴下量と基準量を比較して、滴下する液晶量を調整した後、基板Ｓ上のシーラントパターンＰ１、Ｐ２で規定した空間内に液晶を滴下するように制御できる。

一方、液晶滴下装置は、シーラントパターンＰ１、Ｐ２の不良部位の形状を勘案して液晶を滴下するように制御することが好ましい。すなわち、図８に示したシーラントパターンＰ２の不良部位Ｅ２は他の部位に比べて幅が広くなるため、シーラントパターンＰ２の内へ突出する。このようなシーラントパターンＰ２の不良部位Ｅ２の形状を勘案しないで、液晶滴下装置がシーラントパターンＰ２内側に液晶を滴下すると、液晶がシーラントパターンＰ２の外部にオーバーフローする恐れがある。したがって、シーラントパターンＰ２の不良部位が他の部位に比べて幅が広くなった場合には、不良部位Ｅ２で液晶がシーラントパターンＰ２の外部にオーバーフローしないように、液晶滴下装置を制御する必要がある。

本発明によれば、シーラントパターンの一部で幅が広くなるあるいは狭くなる不良が生じても、シーラントの超過量を補償して液晶滴下量を調整することによって、ＬＣＤの製造時、二つの基板を結合する過程で結合部から液晶がシーラントパターンの外部にオーバーフローする現象、あるいは二つの基板を結合する過程で生じる液晶不足による液晶層不良を防止できる。ＬＣＤの不良を防止して製品の生産性が向上するので、本発明の産業利用性はきわめて高い。一方、本明細書内で本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記述したが、これに限らず、本発明の技術範囲内で多くの変形及び修正が可能である。

従来シーラント塗布装置のディスペンスヘッドを示す斜視図である。 従来シーラント塗布装置のヘッドブロックに設けられたセンサーにより基板上に形成されたシーラントパターンを測定する過程を示す概略図である。 図２の過程を通じてシーラントのパターンを検査する方法を説明するための図面である。 本発明によるシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法が適用されるシーラント塗布装置を示した斜視図である。（実施例１） 図４に示したシーラント塗布装置のディスペンスヘッドによりシーラントが塗布される状態を示す正面図である。 本発明によるシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法に対する順序図である。（実施例１） シーラントパターンで一部の部位が他の部位に比べて幅が狭く形成された不良状態を示した模式図である。 シーラントパターンで一部の部位が他の部位に比べて幅が広く形成された不良状態を示した模式図である。

符号の説明

１ 第１部材
２ 第２部材
１０ 本体
３０ ディスペンスヘッド
３４ 第１センサー
３６ ノズル
４０ ステージ
５０ ヘッド支持台
Ｅ１、Ｅ２ 不良部位
Ｌ 液晶
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２ シーラントパターン
Ｓ 基板

Claims (7)

1. シーラント塗布装置のステージに基板を載置する段階、
   前記基板上にディスペンスヘッドによりシーラントを所定のパターンで塗布する段階、
   前記塗布した所定のシーラントパターンの不良部位を検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積を算出する段階、
   前記算出した不良部位の体積に対応する液晶滴下量を算出する段階、及び
   前記算出した液晶滴下量データを液晶滴下装置に提供する段階、
   を含むことを特徴とするシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
2. 前記シーラントパターンの不良部位の体積は、前記ディスペンスヘッドに設けられた第２センサーにより算出することを特徴とする請求項１に記載のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
3. シーラント塗布装置のステージに基板を載置する段階、
   前記基板上にディスペンスヘッドによりシーラントを所定のパターンで塗布する段階、
   前記塗布した所定のシーラントパターンの不良部位を検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積を算出する段階、
   前記算出した不良部位の体積データを液晶滴下装置に提供する段階、及び
   前記液晶滴下装置により前記不良部位の体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、
   を含むことを特徴とするシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
4. 前記シーラントパターンの不良部位は第１センサーを用いて検出し、前記シーラントパターンの不良部位の体積は第２センサーを用いて算出することを特徴とする請求項３に記載のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
5. 前記シーラントパターンの不良部位の体積は、前記第２センサーから獲得したデータに基づいて前記シーラントパターンの不良部位の断面積を計算した後、計算した断面積と基準断面積とを比較する過程により算出することを特徴とする請求項４に記載のシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
6. 基板上に所定のパターンで塗布されたシーラントパターンの不良部位に対する体積データを液晶滴下装置に提供する段階、
   前記液晶滴下装置により前記不良部位に対する体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、及び
   前記算出した液晶滴下量に基づいて前記液晶滴下装置により前記基板上のシーラントパターンで規定した空間内に液晶を滴下する段階、
   を含むことを特徴とするシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。
7. 基板上に所定のパターンで塗布されたシーラントパターンの不良部位に対する体積データに基づいて液晶滴下量を算出する段階、
   前記算出した液晶滴下量データを液晶滴下装置に提供する段階、及び
   前記算出した液晶滴下量に基づいて前記液晶滴下装置により前記基板上のシーラントパターンで規定した空間内に液晶を滴下する段階、
   を含むことを特徴とするシーラント塗布状態に基づいた液晶滴下量決定方法。

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