JP2003177411A - シール剤の塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、基板に対してシール剤を基板を
汚すことなく、精度よく塗布することができるととも
に、基板の位置が一定でなくとも、基板の定められた位
置にシール剤を塗布することができるようにしたシール
剤の塗布装置を提供することにある。 【構成】 基板６が載置されるテーブル４の上方に基板
６に塗布されるシール剤を吐出するノズル体２４を設
け、テーブルの移動により、ノズル体より吐出されたシ
ール剤を基板に塗布する塗布装置において、テーブル上
に載置された基板を撮像するアライメントカメラ５４
と、このアライメントカメラからの撮像信号に基づきテ
ーブル上における基板の実際の位置と予め設定された設
定値との差を求め、その差に基づき、基板へのシール剤
塗布時にテーブルの駆動を補正する制御装置３０と、を
具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、基板にシール剤を塗
布するためのシール剤の塗布装置および塗布方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置は一対のガラス製
の基板を所定の間隔で離間対向させて結合するととも
に、これら基板間の空間部に液晶を充填して形成され
る。上記空間部は周辺部がシール剤によって密封され
る。

【０００３】上記シール剤は一対の基板を結合する前
に、一方の基板の周辺部に塗布される。基板にシール剤
を塗布する場合、スクリーン印刷による方法と、特開平
２−１９８４１７号公報に示されるようにノズル体を用
いて塗布する方法とがある。

【０００４】前者の場合、基板にスクリーンが接触する
ため、スクリーンに付着した微粒子が基板に転移される
ということがあり、またシール剤はスキージで上記スク
リーンに刷り込んでそのパターン開口を通過させて印刷
されるため、塗布量が一定しずらいなどのことがあっ
た。

【０００５】これに対して後者の場合、基板にノズル体
を接触させずに、一定の間隔を保ちながらノズル体から
一定量のシール剤を吐出させることができるから、前者
の場合に比べて基板を汚すことなく、精度よく塗布する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、基
板に対してシール剤をノズル体を用いて塗布する方法の
特徴を生かしつつ、基板の位置が一定でなくとも、基板
の定められた位置にシール剤を塗布できるシール剤の塗
布装置および塗布方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載されたこの発明は、装置本体と、この
装置本体に設けられ上面に基板が載置されるテーブル
と、このテーブルの移動装置と、前記テーブルの上方に
設けられ前記テーブルの移動方向と直交する方向に沿っ
て駆動されるとともに前記基板に塗布されるシール剤を
吐出するノズル体とを有し、前記テーブルの移動によ
り、前記ノズル体より吐出されたシール剤を前記基板に
塗布する塗布装置において、前記テーブル上に載置され
た前記基板を撮像するカメラと、このカメラからの撮像
信号に基づき前記テーブル上における前記基板の実際の
位置と予め設定された設定値との差を求め、その差に基
づき、前記基板へのシール剤塗布時に前記テーブルの駆
動を補正する制御装置と、を具備したことを特徴とす
る。

【０００８】請求項４に記載された発明は、テーブルに
載置された基板に対しノズル体よりシール剤を吐出させ
るとともに前記テーブルを移動させて前記シール剤を前
記基板に塗布するシール剤の塗布方法において、前記テ
ーブル上に載置された前記基板の実際の位置を求め、求
めた実際の位置と予め設定された設定値との差に基づい
て、前記基板へのシール剤塗布時、前記テーブルの駆動
を補正することを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１と請求項４に記載された本発明によれ
ば、基板の位置が一定でなくとも、基板へのシール剤塗
布時、テーブルの駆動が補正され、基板の定められた位
置にシール剤を塗布することができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１１】図４はこの発明のシール剤塗布装置の一実
施例を示す正面図で、同図中１は装置本体である。この
本体１は防振台２を介して支持されたべース３を有す
る。このべース３上にはＸＹ方向（二次元方向）に駆動
されるＸＹテーブル４が設けられている。このＸＹテー
ブル４は、図１に示すようにモータからなるＸ駆動源５
ａによってＸ方向に駆動されるＸテーブル４ａと、この
Ｘテーブル４ａ上に設けられ同じくモータからなるＹ駆
動源５ｂによってＹ方向に駆動されるＹテーブル４ｂと
を備えている。

【００１２】上記ＸＹテーブル４上には図示しない吸引
機構を備えたステージ５が設けられ、このステージ５上
には液晶表示装置を形成するためのガラス製の基板６が
上記吸引機構によって吸着保持されるようになってい
る。

【００１３】上記ベース３の上方には門型の架台７が設
けられている。この架台７にはノズル上下機構８、スコ
ープ上下機構９およびアライメントカメラ調整機構１１
が設けられている。

【００１４】上記ノズル上下機構８は、図５（ａ)、
（ｂ）に示すように上記架台７に取付け固定される固定
板２１を有する。この固定板２１には可動板２２が上記
ＸＹ方向がなす平面に対して垂直なＺ方向に沿って移動
自在に設けられている。この可動板２２は上記固定板２
１に設けられたサーボモータ２３によってＺ方向にμｍ
単位の精度で駆動されるようになっている。

【００１５】上記可動板２２にはノズル体２４とＺ方向
の微調整機構２５を介して距離検出センサ２６とが一体
的に設けられている。上記ノズル体２４は、内部に供給
されて加圧されたシール剤を吐出して後述するごとく上
記ステージ５に吸着保持された基板６の周辺部に沿って
塗布するためのものであり、また上記距離検出センサ２
６は、上記ノズル体２４先端と基板６上面との間隔、つ
まり基板上面の高さをμｍ単位の精度で検出する。

【００１６】そして、上記距離検出センサ２６からの検
出信号によって、上記基板６上面に上記シール剤を塗布
する際に、上記ノズル体２４先端と基板６上面との間隔
が後述するごとく一定に制御される。

【００１７】上記距離検出センサ２６によって検出され
た検出信号、つまり基板６の所定位置の高さ信号は図１
に示す制御装置３０に入力される。この制御装置３０
は、ＸＹテーブル４を駆動して上記基板６にシール剤を
塗布する際、後述するごとく設定された、上記ノズル体
２４先端と基板６上面との間隔Ｇを、上記距離検出セン
サ２６からの検出信号によって補正する。

【００１８】つまり、後述するように、上記距離検出セ
ンサ２６からの検出信号によって、基板６の厚さに誤差
があったり、吸着されることでたわんだりしても、その
上面とノズル体２４先端との間隔Ｇが一定に保たれてシ
ール剤が塗布されるようになっている。

【００１９】上記スコープ上下機構９は、図６（ａ）、
（ｂ）に示すように上記架台７に取付け固定される固定
板３１を有する。この固定板３１には可動板３２がＺ方
向に沿って移動自在に設けられている。この可動板３２
は上記固定板３１に設けられたマイクロシリンダ３３に
よってＺ方向に駆動されるようになっており、その下端
部にはＸＹ精密ステージ３４が設けられている。このＸ
Ｙ精密ステージ３４には撮像手段としてのＣＣＤカメラ
からなるスコープ３５が保持されている。

【００２０】上記ＸＹテーブル４を上記スコープ３５の
下方から退避させた状態で上記マイクロシリンダ３３を
作動させて上記スコープ３５を下降させると、このスコ
ープ３５はＸＹテーブル４上に載置された基板６と、こ
の基板６の上面に先端を対向させたノズル体２４の先端
部とを撮像するようになっている。上記スコープ３５に
よる撮像部位は図１に示す光源ランプＬによって照明さ
れる。

【００２１】上記スコープ３５の撮像信号は図１に示す
モニタ３６に送られて表示される。モニタ３６には図２
（ａ）に示すように、基板６とノズル体２４との画像お
よびその画像に対応する位置に目盛３７が表示される。
したがって、この目盛３７により、上記基板６上面と、
上記ノズル体２４先端との間隔Ｇを読み取ることがで
き、またその間隔Ｇは上記ノズル体２４のＺ方向の位置
をサーボモータ２３によって調整することで、任意の値
に設定できる。

【００２２】上記ノズル体２４のＺ方向の位置の設定
は、上記制御装置３０に接続された操作部４０によって
行われる。この操作部４０には図３に示すように基板６
上面と上記ノズル体２４先端との間隔Ｇの設定に関連す
る開始スイッチ３９、上昇スイッチ４１、下降スイッチ
４２、設定スイッチ４３、戻りスイッチ４４が設けら
れ、またシール剤塗布に関連するキャリブレーションス
イッチ４５、運転スイッチ４６、停止スイッチ４７が設
けられている。操作部４０はキーボードであってもよ
く、またはタッチ入力できるディスプレイのいずれであ
ってもよい。

【００２３】上記開始スイッチ３９をオンすると、ステ
ージ５に載置された基板６が真空吸着され、ＸＹテーブ
ル４をギャップ設定ポジションに位置決めする。つい
で、スコープ３５が下降し、モニタ３６に基板６上面と
ノズル体２４下端との画像が表示される。なお、最初に
間隔Ｇを設定するときには基板６に相当する形状の基準
基板が用いられることもある。

【００２４】上記上昇スイッチ４１、下降スイッチ４２
は上記サーボモータ２３を作動させて上記ノズル体２４
を上昇、下降させるためのスイッチで、上記設定スイッ
チ４３は上記上昇および下降スイッチによって間隔Ｇを
設定したのちオンすることで、その間隔Ｇを制御装置３
０に記憶させる。それによって、間隔Ｇの設定が終了す
る。

【００２５】上記戻りスイッチ４４は、間隔Ｇの設定後
にオンすることで、スコープ３５を上昇させるととも
に、ＸＹテーブル４を初期位置に戻す。

【００２６】上記キャリブレーションスイッチ４５は、
上記間隔Ｇの設定後にオンすることで、自動的に測長の
ゼロポイントを捜し出し、その位置を上記制御装置３０
に記憶させる。シール剤塗布時に、上記距離検出センサ
２６の検出信号と、記憶されたゼロポイントとが比較さ
れ、その差に応じてサーボモータ２３が駆動されてノズ
ル体２４のＺ方向の位置が制御される。つまり、シール
剤塗布時に、基板６の厚さの変化やたわみなどで設定さ
れた間隔Ｇが変化すると、その変化に応じて間隔Ｇが補
正されるから、ノスル体２４先端と基板６上面との間隔
がμｍ単位の精度で一定に維持される。

【００２７】この実施例においては、キャリブレーショ
ンスイッチ４５をオンすることで測長されるゼロポイン
ト、つまり間隔Ｇを設定したときの基板６上面の高さを
第１の高さ位置とし、シール剤塗布時に上記距離検出セ
ンサ２６によって検出される基板６上面の高さを第２の
高さ位置とする。

【００２８】上記運転スイッチ４６はシール剤の塗布を
開始するためのもので、オンすることで、上記ノズル体
２４からシール剤が所定の圧力で吐出されるとともに、
制御装置３０に予め設定されたデータに基づいてＸＹテ
ーブル４がＸＹ方向に所定の軌跡で駆動される。それに
よって、ＸＹテーブル４上の基板６の所定位置、つまり
図２（ｂ）に示す基板６に形成された回路パターンＰの
周辺部に沿ってシール剤Ｓが矩形枠状に塗布されること
になる。

【００２９】上記アライメントカメラ調整機構１１は、
図７（ａ）、（ｂ）に示すように上記架台７に取付け固
定される固定板５１を有する。この固定板５１には可動
板５２がマイクロメータからなるＸ、Ｙ、Ｚ方向の微調
整機構５３ａ〜５３ｃによって三次元方向に微調整可能
に設けられている。この可動板５１にはアライメントカ
メラ５４が光軸をＺ方向に沿わせて設けられている。

【００３０】上記アライメントカメラ５４はＸＹテーブ
ル４上に吸着保持された基板６を撮像する。アライメン
トカメラ５４からの撮像信号は画像処理部５５に入力さ
れて処理され、その画像信号は上記制御装置３０に入力
される。

【００３１】上記基板６の四隅部には図２（ｂ）に示す
ように十字状のアライメントマークｍが形成されてい
る。したがって、上記制御装置３０は上記画像処理部５
５からの画像信号を処理することで、上記基板６のＸＹ
テーブル４上における位置を演算する。この演算結果
は、上記制御装置３０において予め設定された設定値と
比較され、その比較結果に差があれば、基板６にシール
剤を塗布するときに、上記ＸＹテーブル４のＸＹ方向の
駆動の軌跡が補正される。

【００３２】つまり、ＸＹテーブル４上に保持された基
板６の位置が一定でなくとも、ＸＹテーブル４のＸＹ方
向の駆動が補正されることで、上記基板６の定められた
位置にシール剤を塗布できるようになっている。

【００３３】つぎに、上記構成の装置によって基板６に
シール剤を塗布する手順を説明する。

【００３４】まず、ＸＹテーブル４が初期位置に位置決
めされた状態でそのステージ５に基板６（もしくは基板
６と同様の形状の基準基板）を載置し、操作部４０の開
始スイッチ３９をオンする。それによって、ステージ５
に載置された基板６が真空吸着され、ＸＹテーブル４は
ギャップ設定ポジションへ駆動される。ついで、スコー
プ上下機構９のスコープ３５が下降し、ノズル体２４下
端部と基板６とを側方から撮像する。

【００３５】上記スコープ３５からの画像はモニタ３６
に表示される。このモニタ３６には目盛３７も同時に表
示されるから、その目盛３７によってノズル体２４下端
面と基板６上面との間隔Ｇを目視によって確認すること
ができる。

【００３６】上記間隔Ｇは塗布されるシール剤の幅寸法
と高さ寸法によって予め定められた値に設定される。た
とえば、この実施例では上記目盛３７の２目盛である５
０μｍに設定される。つまり、モニタ３６の画像を見な
がら上昇スイッチ４１あるいは下降スイッチ４２によっ
てノズル体２４を上昇または下降させ、上記間隔Ｇを５
０μｍに設定する。

【００３７】間隔Ｇの設定が終了したら、設定スイッチ
４３をオンすることで、設定された間隔Ｇが制御装置３
０に記憶される。ついで、キャリブレーションスイッチ
４５をオンすることで、間隙Ｇが５０μｍのときの距離
検出センサ２６のゼロポイントが自動的に捜されて制御
装置３０に記憶される。つまり、基板６上面の第１の高
さ位置が記憶される。

【００３８】つぎに、戻りスイッチ４４をオンすること
で、スコープ３５が上昇し、ＸＹテーブル４が初期位置
に戻る。

【００３９】間隔Ｇの設定時に、基板６に代わり、それ
と同様の基準基板を用いた場合には間隔Ｇの設定後にＸ
Ｙテーブル４が初期位置に戻ったら、ステージ５から基
準基板を取り外し、シール剤を塗布するための基板６に
交換する。

【００４０】つぎに、シール剤を塗布するために運転ス
イッチ４６をオンする。それによって、基板６がステー
ジ５に真空吸着されるとともに、その基板６をアライメ
ントカメラ５４が撮像する。撮像信号は画像処理部５５
で処理され、その画像信号が制御装置３０で演算される
ことで、アライメントマークｍのＸＹ方向の位置が演算
される。この演算結果からステージ５上の基板６のＸＹ
方向の傾きが求められ、その位置が予め定められた設定
値と比較される。

【００４１】上記基板６の実際の位置と、予め設定され
た設定値とに差があれば、シール剤の塗布時に、その差
に応じてＸＹテーブル４の駆動が補正される。したがっ
て、ＸＹテーブル４がＸＹ方向に駆動されるとともに、
ノズル体２４からシール剤が吐出されて塗布される際、
基板６の保持状態（ＸＹ方向の傾き）にかかわらず、上
記基板６の予め定められた位置にシール剤を塗布するこ
とができる。

【００４２】基板６にシール剤を塗布する際、距離検出
センサ２６が基板６までの距離、つまり基板上面の第２
の高さ位置を検出し、その第２の高さ位置を制御装置３
０に予め設定されたゼロポイントである、第１の高さ位
置と比較する。

【００４３】上記第１の高さ位置と第２の高さ位置とに
差があれば、その差に応じて制御装置３０からノスル上
下機構８のサーボモータ２３に駆動信号が出力され、そ
の差が０となる高さに、上記ノズル体２４と距離検出セ
ンサ２６が一体的に設けられた可動体２２を上下駆動す
る。

【００４４】それによって、距離検出センサ２６が検出
する基板６上面までの第２の高さ位置が予め設定された
第１の高さ位置（ゼロポイント）に一致するよう、上記
ノズル体２４の高さが制御されながらシール剤が塗布さ
れる。

【００４５】つまり、基板６上面と、ノズル体２４下端
面との距離が一定に維持されながらシール剤が塗布され
るので、基板６の厚さが一様でなかったり、たわんだり
していても、ノズル体２４と基板６との間隔Ｇが一定に
なるよう補正されながらシール剤が塗布される。したが
って、基板６に塗布されるシール剤の幅寸法や高さ寸法
にばらつきが生じるのを防止することができる。

【００４６】この発明は上記一実施例に限定されるもの
でなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能で
ある。たとえば、上記一実施例では基板上面とノズル体
下端面との間隔を設定する設定手段として、これらを側
方からスコープで撮像し、その画像から上記間隔を目視
で確認しながら上昇および下降スイッチを手動で操作し
て設定するようにしたが、以下のようにして自動で行う
こともできる。

【００４７】つまり、スコープで基板とノズル体とを側
方から撮像した画像を画像処理部によって処理し、その
処理信号から基板とノズル体との間隔を算出する。ま
た、制御装置には予め基準となる間隔を設定しておき、
その設定値と算出値とを比較し、その比較に基づいてサ
ーボモータを駆動する。このようにすれば、手動で行っ
ていた間隔の設定を自動で行うことができ、また上記一
実施例と同様、ノズル体を基板に接触させることなく行
える。

【００４８】また、検出手段として１つの距離検出セン
サを用い、その１つの距離検出センサによって間隔を設
定したときの基板上面の第１の高さ位置と、シール剤塗
布時における基板上面の第２の高さ位置との検出を行う
ようにしたが、これら２つの検出を別々のセンサで行う
ようにしてもよいことは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、基板に対
してシール剤を基板を汚すことなく、精度よく塗布する
ことができるとともに、基板の位置が一定でなくとも、
基板の定められた位置にシール剤を塗布することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略的構成図。

【図２】（ａ）は同じくノズル体と基板との間隔を設定
するときのモニタ画面の説明図、（ｂ）は同じく基板の
平面図。

【図３】同じく制御装置に接続された操作部の説明図。

【図４】同じく塗布装置の正面図。

【図５】（ａ）は同じくノズル上下機構の正面図、
（ｂ）は同じく側面図。

【図６】（ａ）は同じくスコープ上下機構の正面図、
（ｂ）は同じく側面図。

【図７】（ａ）は同じくアライメントカメラ調整機構の
正面図、（ｂ）は同じく側面図。

【符号の説明】

１ 装置本体 ４ ＸＹテーブル ６ 液晶用基板 ９ スコープ上下機構 ２４ ノズル体 ２６ 距離検出センサ ３０ 制御装置 ３５ スコープ ３６ モニタ ４０ 操作部 ４１ 上昇スイッチ ４２ 下降スイッチ ４３ 設定スイッチ ５４ アライメントカメラ（カメラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 FA03 FA16 FA17 FA18 FA30 2H089 NA39 NA60 QA12 4D075 AC06 AC78 AC93 DA06 DC24 4F041 AA02 AA05 BA14 4F042 AA02 AA06 AA10 BA08 DH09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体と、 この装置本体に設けられ上面に基板が載置されるテーブ
   ルと、 このテーブルの移動装置と、 前記テーブルの上方に設けられ前記テーブルの移動方向
   と直交する方向に沿って駆動されるとともに前記基板に
   塗布されるシール剤を吐出するノズル体とを有し、 前記テーブルの移動により、前記ノズル体より吐出され
   たシール剤を前記基板に塗布する塗布装置において、 前記テーブル上に載置された前記基板を撮像するカメラ
   と、 このカメラからの撮像信号に基づき前記テーブル上にお
   ける前記基板の実際の位置と予め設定された設定値との
   差を求め、その差に基づき、前記基板へのシール剤塗布
   時に前記テーブルの駆動を補正する制御装置と、 を具備したことを特徴とするシール剤の塗布装置。
2. 【請求項２】 前記カメラは、前記装置本体に対して、
   前記テーブルの移動方向並びにその移動方向と直交する
   方向に沿って移動調整可能とされてなることを特徴とす
   る請求項１記載のシール剤の塗布装置。
3. 【請求項３】 前記基板には、アライメントマークが形
   成されており、前記カメラはこのアライメントマークを
   撮像することを特徴とする請求項１または２記載のシー
   ル剤の塗布装置。
4. 【請求項４】 テーブルに載置された基板に対しノズル
   体よりシール剤を吐出させるとともに前記テーブルを移
   動させて前記シール剤を前記基板に塗布するシール剤の
   塗布方法において、 前記テーブル上に載置された前記基板の実際の位置を求
   め、求めた実際の位置と予め設定された設定値との差に
   基づいて、前記基板へのシール剤塗布時、前記テーブル
   の駆動を補正することを特徴とするシール剤の塗布方
   法。