JP2004344743A - 液状体の塗布方法およびその装置、電気光学装置、ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】規格量の液晶を正確に塗布することが可能な、液晶表示装置の製造装置の提供を目的とする。
【解決手段】インクジェットヘッド２０を備えた液晶の塗布手段１０と、液晶の塗布量の計測手段１２０と、計測手段１２０による液晶の塗布量の計測値が規格値を下回る場合に、液晶の追加塗布量を含む追加塗布信号を出力する制御手段１３０と、液晶の追加塗布手段１０と、を有する構成とした。なお、塗布手段１０および追加塗布手段１０、ならびに基板４８を載置するテーブルには、液晶の温度調節手段が設けられていることが望ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状体の塗布方法およびその装置、電気光学装置、ならびに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の電子機器におけるカラー画像表示部には、液晶表示装置等の電気光学装置が使用されている。液晶表示装置は、一対の透明基板の間に液晶層が挟持されて構成されている。この液晶表示装置を形成するには、まず一方の基板の表面周縁部にシール剤を塗布する。その際、シール剤の一部に液晶の注入口を形成しておく。次に、シール剤の内側にスペーサを散布し、シール剤を介して他方の基板を貼り合わせる。これにより、一対の基板とシール剤とによって囲まれた領域に液晶セルが形成される。次に、真空中で液晶セル内を脱気し、液晶注入口を液晶槽内に浸漬した状態で、全体を大気圧下に戻す。すると、液晶セルと外部との圧力差および表面張力によって、液晶セル内に液晶が充填される。
【０００３】
しかしながら、上述した方法で液晶を充填した場合には、充填時間が非常に長くなる。特に、対角１ｍ以上の大型の基板を使用する場合には、液晶の充填に１日以上を要することになる。
【０００４】
そこで、インクジェット等の液滴吐出装置を用いて基板上に液晶を塗布する滴下組立法が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。この方法は、まず一方の基板の表面周縁部にシール剤を塗布する。次に、そのシール剤の内側に、液滴吐出装置により規格量の液晶を滴下する。最後に、シール剤を介して他方の基板を貼り合わせ、液晶表示装置を形成するというものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１９７９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した滴下組立法では、液滴吐出ヘッドに形成された微小直径のノズルから液滴を吐出する。そのため、液晶等の高粘性流体を吐出しようとすると、その高粘性流体によって一部のノズルが閉塞され、液滴を吐出できなくなる場合がある。これにより、規格量の液晶を基板上に塗布することができないという問題がある。なお、特許文献１では、液滴吐出ヘッド等に加熱手段、温度監視手段および温度制御手段を設けることにより、機能性液体の粘度を低下させて吐出できるようにする構成が示されている。しかしながら、液晶等の材料自体がばらついた場合や、液滴吐出ヘッドのノズルにゴミが溜まった場合などには、なお吐出が困難となる可能性がある。
【０００７】
ところで、液晶表示装置における一対の基板の間隔（セルギャップ）は、液晶表示装置におけるコントラスト比等の表示性能と密接に関連している。なお、一対の基板の間にスペーサを配置すればセルギャップを確保することはできるが、スペーサを配置しない場合には液晶の塗布量がセルギャップを決定することになる。そのため、規格量の液晶を塗布することができない場合には、所望のセルギャップを確保することができずに、液晶表示装置の表示性能を低下させることになる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、規格量の液状体を正確に塗布することが可能な、液状体の塗布方法およびその装置の提供を目的とする。
また、コントラスト比等の表示性能に優れた電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る液状体の塗布方法は、液状体を塗布する工程と、前記液状体の塗布量を計測する工程と、前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体を追加塗布する工程と、を有することを特徴とする。この構成によれば、規格量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１０】
また、本発明に係る他の液状体の塗布方法は、液状体を塗布しつつ、前記液状体の塗布量を計測する工程と、前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体を追加塗布する工程と、を有することを特徴とする。この構成によっても、規格量の液状体を正確に塗布することができる。また、液状体を塗布しつつ追加塗布量を算出するので、迅速に追加塗布を行うことが可能になり、全体の塗布時間を短縮することができる。
【００１１】
なお前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の投影面積であってもよい。この構成によれば、簡単な装置により短時間に液状体の塗布量を把握して、規格量の液状体を正確に塗布することが可能となる。したがって、設備コストおよび塗布時間の増大を抑制することができる。
【００１２】
なお前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の体積であってもよい。この構成によれば、追加塗布量を簡単に算出することができる。また、液状体の濡れ広がり方に多少のばらつきがあっても、液状体の塗布量を正確に把握して追加塗布量を算出することができる。したがって、規格量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１３】
なお前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の質量であってもよい。この構成によれば、追加塗布量を簡単に算出することができる。したがって、規格量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１４】
なお前記液状体は、電気光学物質であってもよい。これにより、規格量の電気光学物質を正確に塗布することができる。
【００１５】
一方、本発明に係る液状体の塗布装置は、液状体の塗布手段と、前記液状体の塗布量の計測手段と、前記計測手段による前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体の追加塗布量を含む追加塗布信号を出力する制御手段と、前記液状体の追加塗布手段と、を有することを特徴とする。この構成によれば、規格量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１６】
また、少なくとも前記追加塗布手段は、液滴吐出手段であることが望ましい。液滴吐出手段によれば、所定量の液状体を正確に塗布することが可能である。したがって、追加塗布量を正確に塗布することが可能になり、規格量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１７】
また、前記塗布手段および／または前記追加塗布手段には、前記液状体の温度調節手段が設けられていることが望ましい。この構成によれば、液状体の粘度を調節することが可能になり、所定量の液状体を正確に塗布することができる。
【００１８】
また、前記液状体の塗布対象物を載置するテーブルに、温度調節手段が設けられていることが望ましい。この構成によれば、液状体の濡れ広がり方を制御することが可能になり、液状体の塗布量を正確に把握することができる。
【００１９】
また、前記塗布手段と前記計測手段との間および／または前記計測手段と前記追加塗布手段との間で、前記液状体の塗布対象物を自動搬送可能に形成されていることが望ましい。この構成によれば、所定量の液状体を正確かつ自動的に塗布することができる。
【００２０】
一方、本発明に係る電気光学装置は、上述した液状体の塗布方法を使用して、電気光学物質を塗布することにより製造したことを特徴とする。上述した液状体の塗布方法により、所定量の電気光学物質を正確に塗布することができるので、電気光学装置において所望のセルギャップを確保することが可能になる。したがって、コントラスト比等の表示性能に優れた電気光学装置を提供することができる。
【００２１】
一方、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。これにより、コントラスト比等の表示性能に優れた電子機器を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液状体の塗布方法およびその装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の実施形態では、液状体の一例として液晶を採用し、液晶表示装置の製造方法およびその装置について説明する。もっとも、液晶以外の液状体を塗布する場合にも本発明を適用することは可能である。
［第１実施形態］
最初に、第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法につき、図１ないし図６を用いて説明する。
【００２３】
［液晶表示装置］
図２に、液晶表示装置のカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図を示す。また図３に、図２のＨ−Ｈ′線に相当する部分における液晶表示装置の側面断面図を示す。液晶表示装置２００は、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール剤２５２とによって形成される空間に、液晶２５０を封入したものである。
【００２４】
ＴＦＴアレイ基板２１０は、ガラス基板の表面に、各画素のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成したものである。各ＴＦＴのゲート電極からのびる複数の走査線は、基板周縁部に形成された走査線駆動回路２０４に接続されている。また、各ＴＦＴの上方には層間絶縁膜が形成され、その表面に複数のデータ線が形成されている。そして、各ＴＦＴのソースはスルーホールを介してデータ線に接続され、各データ線は基板周縁部に形成されたデータ線駆動回路２０１に接続されている。なお、走査線駆動回路２０４およびデータ線駆動回路２０１を外部に接続するための端子２０２が、基板周縁部に形成されている。さらに、データ線の上方には層間絶縁膜が形成され、その表面に画素電極が形成されている。そして、各ＴＦＴのドレインは、スルーホールを介して画素電極に接続されている。加えて、画素電極の上方には、液晶分子の配向膜が形成されている。
【００２５】
一方、カラーフィルタ基板２２０は、ガラス基板の表面に、ＲＧＢ各色のカラーフィルタ層を形成したものである。このカラーフィルタの間には、額縁状にブラックマトリクスが形成されている。また、カラーフィルタ層の表面には保護膜が形成され、その表面にはＩＴＯ等からなる共通電極が形成されている。さらに、共通電極の上方には液晶分子の配向膜が形成されている。
【００２６】
そして、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２１０の画像表示領域を取り囲むように、熱硬化性樹脂等からなるシール剤２５２が塗布されている。なお、シール剤２５２はＴＦＴアレイ基板２１０の全周に塗布されている。そして、このシール剤２５２の内側には、後述する塗布方法により、液晶２５０が塗布されている。さらに、このシール剤２５２を介して、ＴＦＴアレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２２０とが貼り合わされている。これにより、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール剤２５２とによって形成される空間内に、液晶２５０が封入される。加えて、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０の外側表面に偏光フィルムを形成すれば、液晶表示装置２００が構成される。なお、液晶表示装置２００の画像表示領域には、複数の画素がマトリクス状に形成されている。
【００２７】
［製造装置］
上述したＴＦＴアレイ基板に対する液晶の塗布は、第１実施形態に係る液晶表示装置の製造装置を使用して行う。図１に、第１実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図を示す。この液晶表示装置の製造装置１００は、基板４８上に液晶を塗布する塗布手段１０と、塗布された液晶の投影面積を計測する計測手段１２０と、液晶の投影面積の計測値が規格値を下回る場合に液晶の追加塗布信号を出力する制御手段１３０と、液晶の追加塗布を行う追加塗布手段１０と、を有するものである。なお、液晶の塗布手段１０は、追加塗布手段を兼ねている。
【００２８】
図４は、塗布手段１０の概略的な外観斜視図である。塗布手段１０は、ベース１２と、第１移動手段１４と、第２移動手段１６と、不図示の電子天秤（重量測定手段）と、液滴吐出装置を構成するインクジェットヘッド（ヘッド）２０と、キャッピングユニット２２と、クリーニングユニット２４等とを有している。第１移動手段１４、電子天秤、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４及び第２移動手段１６は、それぞれベース１２上に設置されている。なお図４において、Ｘ方向はベース１２の左右方向であり、Ｙ方向は前後方向であり、Ｚ方向は上下方向である。
【００２９】
第１移動手段１４は、ガイドレール４０，４０をＹ軸方向に一致させて、ベース１２の上面に直接設置されている。この第１移動手段１４は、ガイドレール４０，４０に沿って移動可能なスライダ４２を有している。このスライダ４２の駆動手段として、たとえばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ４２がＹ軸方向に沿って移動可能となり、また任意の位置で停止可能となる。
【００３０】
スライダ４２の上面にはモータ４４が固定され、モータ４４のロータにはテーブル４６が固定されている。このテーブル４６は、基板４８を保持しつつ位置決めするものである。そのため、テーブル４６には吸着保持手段５０が接続されている。この吸着保持手段５０を作動させることにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して基板４８が吸着され、基板４８をテーブル４６上に保持することができる。また、モータ４４は、たとえばダイレクトドライブモータである。このモータ４４に通電することにより、ロータとともにテーブル４６がθ方向に回転して、テーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができる。なお、テーブル４６には、インクジェットヘッド（液滴吐出装置）２０がインク（液晶などの液状体）を捨打ち、或いは試し打ち（予備吐出）するための予備吐出エリアが設けられている。
【００３１】
一方、ベース１２の後方には支柱１６Ａ、１６Ａが立設され、その支柱１６Ａ，１６Ａの上端部にコラム１６Ｂが架設されている。そして、そのコラム１６Ｂの前面に第２移動手段１６が設けられている。この第２移動手段１６は、Ｘ軸方向に沿って配置されたガイドレール６２Ａ，６２Ａを有し、またガイドレール６２Ａ，６２Ａに沿って移動可能なスライダ６０を有している。このスライダ６０の駆動手段として、たとえばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ６０がＸ軸方向に沿って移動可能となり、また任意の位置で停止可能となる。
【００３２】
スライダ６０には、液滴吐出手段としてのインクジェットヘッド２０が設けられている。インクジェットヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８に接続されている。モータ６２は、インクジェットヘッド２０をＺ軸方向に移動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６４は、インクジェットヘッド２０をＹ軸回りのβ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６６は、インクジェットヘッド２０をＸ軸回りのγ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６８は、インクジェットヘッド２０をＺ軸回りのα方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。
【００３３】
以上のように、基板４８はＹ方向に移動および位置決め可能とされ、θ方向に揺動および位置決め可能とされている。また、インクジェットヘッド２０はＸ，Ｚ方向に移動および位置決め可能とされ、α，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。したがって、インクジェットヘッド２０のインク吐出面２０Ｐと、テーブル４６上の基板４８との相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができる。
【００３４】
ここで、インクジェットヘッド２０の構造例について、図５を参照して説明する。インクジェットヘッド２０のヘッド本体９０には、リザーバ９５および複数のインク室（圧力発生室）９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３に液晶等のインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の一方端面には、インク吐出面２０Ｐを構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、各インク室９３に対応して、インクを吐出する複数（例えば１２０個）のノズル９１が開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の他方端面には振動板９４が装着されている。なお、振動板９４はインク室の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応して、ピエゾ素子（圧力発生手段）９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（図示せず）で挟持したものである。
【００３５】
図６は、ピエゾ素子の駆動電圧波形Ｗ１と、その駆動電圧に対応したインクジェットヘッド２０の動作を示す概略図である。ピエゾ素子９２を構成する一対の電極に対して、波形Ｗ１の駆動電圧が印加された場合について説明する。まず正勾配部ａ１，ａ３では、ピエゾ素子９２が収縮してインク室９３の容積が増加し、リザーバ９５からインク室９３内にインクが流入する。また負勾配部ａ２では、ピエゾ素子９２が膨張してインク室９３の容積が減少し、加圧されたインク９９がノズル９１から吐出される。そして、この駆動電圧波形Ｗ１の印加回数により、インクの塗布量が決定される。なお、インクジェットヘッド２０の駆動方式としては、ピエゾ素子９２を用いたピエゾジェットタイプに限られず、例えば熱膨張を利用したサーマルインクジェットタイプなどを採用してもよい。
【００３６】
一方、ヘッド本体９０には、液晶等のインクの温度調整手段としてヒータ（不図示）が装着されている。なおインクは、インクタンク（不図示）からインク経路（不図示）を介してヘッド本体９０に供給される。そこで、このインクタンクおよびインク経路にもヒータを設けて、インクの温度を調整可能とするのが好ましい。またインクは、基板４８に対して吐出されるので、基板４８が載置されるテーブル４６にも、液晶等のインクの温度調整手段としてヒータおよび／またはクーラ（不図示）を設けて、吐出されたインクの温度を調整可能とするのが好ましい。なお上述した温度調節手段に代えて、または上述した温度調節手段とともに、内部温度の調節が可能なチャンバを塗布手段１０の周囲に設けてもよい。このチャンバは、塗布手段１０の全体を包含するものであってもよいし、基板４８が載置されるテーブル４６およびインクジェットヘッド２０のみを包含するものであってもよい。このチャンバにより、塗布前後の液晶の温度を一括して管理することができる。
【００３７】
上述したピエゾ素子に対する駆動電圧の印加は、図１に示す描画システム１２によって制御される。また描画システム１２は、インクジェットヘッド２０およびスライダ６０を駆動する各種モータや、テーブル４６およびスライダ４２を駆動する各種モータの動作を制御する。さらに描画システム１２は、インクジェットヘッド２０のキャッピングユニット２２およびクリーニングユニット２４の動作、ならびに基板４８の吸着保持手段５０の動作をも制御する。
【００３８】
一方、図１に示す液晶表示装置の製造装置には、塗布された液晶の投影面積を計測する計測手段１２０が設けられている。計測手段１２０は、カメラ１２２、モニタ１２４および画像処理システム１２６によって構成されている。カメラ１２２は、基板４８に塗布された液晶のデジタル画像を基板４８の上方から撮影するものであり、ＣＣＤ等によって構成されている。なおカメラ１２２は、カメラ移動手段（不図示）に接続され、基板４８上の任意の位置に移動可能とされている。またモニタ１２４は、カメラ１２２によって撮影されたデジタル画像を表示するものである。
【００３９】
画像処理システム１２６は、カメラ１２２によって撮影されたデジタル画像から、塗布された液晶の投影面積（塗布面積）を計算するものである。具体的には、画像処理システム１２６は、デジタル画像を構成する複数の画素のうち液晶が撮影されている画素数をカウントし、その画素数に一画素分の面積を乗算して液晶の投影面積を算出する。また画像処理システム１２６は、算出した塗布面積の計測値を制御手段１３０に出力するように形成されている。
【００４０】
制御手段１３０は、主に面積比較部およびメモリによって構成されている。制御手段１３０のメモリは、液晶の塗布面積の規格値を記録するものである。面積比較部は、メモリから塗布面積の規格値を読み出して、画像処理システム１２６から入力された計測値と比較するものである。そして、塗布面積の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出するように形成されている。さらに面積比較部は、液晶の追加塗布信号を塗布手段１０に対して出力するように形成されている。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれるようになっている。
【００４１】
なお上述した計測手段１２０は、塗布手段１０と同じ場所に形成してもよいし、別の場所に形成してもよい。塗布手段１０および計測手段１２０を同じ場所に形成した場合には、基板４８の搬送手段が不要となり、また省スペース化が可能となる。一方、塗布手段１０および計測手段１２０を別の場所に形成した場合には、両者間に基板４８の搬送手段を設ける。その搬送手段は、基板４８を自動搬送可能に形成するのが好ましい。すなわち、塗布手段１０による液晶の塗布が終了したら、搬送手段が自動的に基板４８を計測手段１２０まで搬送するように形成する。また、搬送手段による基板４８の搬送が終了たら、計測手段１２０が自動的に塗布面積の計測を開始するように形成する。
【００４２】
［製造方法］
次に、上記のように構成した液晶表示装置の製造装置を使用して、液晶表示装置を製造する方法につき、図１を用いて説明する。第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板の表面に液晶を塗布する工程と、塗布された液晶の投影面積を計測する工程と、液晶の投影面積の計測値が規格値を下回る場合に液晶を追加塗布する工程と、を有するものである。
【００４３】
一般に、液晶は高粘性流体であり、常温（２０℃）で５０ｃｐｓ以上の粘度を示す。このような高粘性流体は、インクジェットヘッド２０における微小直径のノズルから吐出することができない。なお、インクジェットヘッド２０により液体を安定的に吐出するには、液体の粘度が１０ｃｐｓ程度であることが必要である。そこで、インクジェットヘッド２０に装着されたヒータを駆動して、ヘッド本体の内部の液晶を７０℃程度に保持する。液晶を７０℃程度に加熱することにより、液晶の粘度は１０ｃｐｓ程度に低下する。これにより、インクジェットヘッド２０による液晶の吐出が可能になり、所定量の液晶を正確に吐出することができる。
【００４４】
次に、図４に示す塗布手段１０において、テーブル４６の表面にＴＦＴアレイ基板（以下、単に基板という）４８を載置する。なお、吸着保持手段５０を駆動することにより、基板４８をテーブル４６に吸着させる。また、テーブル４６に装着したヒータを駆動して、基板の温度を７０℃程度に保持しておく。これにより、塗布された液晶の濡れ広がり速度が一定となり、液晶の塗布量を正確に把握することができる。次に、インクジェットヘッド２０を移動および揺動させることにより、また基板４８を載置したテーブル４６を移動および陽動させることにより、基板４８における吐出開始位置の上方にインクジェットヘッド２０のノズルを配置する。そして、インクジェットヘッド２０および／または基板４８を移動させつつ、インクジェットヘッド２０から液晶を吐出して、基板４８に形成されたシール剤の内側全体に液晶を吐出する。吐出直後の液晶は、基板表面において複数の点状態に分布するが、時間の経過とともに各液晶は濡れ広がり、隣接する液晶と連結して面状態となる。
【００４５】
インクジェットヘッド２０からの液晶の吐出は、ノズル詰まりがない場合に規格量を塗布しうるように行う。もっとも、後述する方法で追加塗布することを前提に、規格量より少なめに塗布してもよい。ところで、インクジェットヘッド２０のノズルにゴミが溜まったことなどを原因として、インクジェットヘッド２０にノズル詰まりが発生した場合には、規格量の液晶を吐出できないことになる。そこで、図１に示す計測手段１２０により、塗布された液晶の投影面積を計測して、液晶の塗布量を把握する。
【００４６】
具体的には、まずカメラ１２２により基板表面に塗布された液晶のデジタル画像を撮影する。なお、塗布手段１０による液晶の塗布から、計測手段１２０による液晶の撮影までの時間が、常に一定時間となるように撮影を行う。カメラ１２２は、撮影した液晶の画像をモニタ１２４に出力するとともに、画像処理システム１２６に出力する。モニタ１２４は、入力された液晶の画像を表示する。画像処理システム１２６は、液晶の画像から液晶の塗布面積を計算する。具体的には、デジタル画像を構成する複数の画素のうち液晶が撮影されている画素数をカウントし、その画素数に一画素分の面積を乗算して液晶の塗布面積を算出する。その後、画像処理システム１２６は、算出した塗布面積の計測値を制御手段１３０に出力する。
【００４７】
一方、制御手段１３０のメモリには、あらかじめ液晶の塗布面積の規格値を記録しておく。この規格値とは、上記と同じ方法で規格量の液晶を塗布してから、上記一定時間の経過後に上記と同じ方法で計測した液晶の面積である。画像処理システム１２６から計測値の入力を受けた制御手段１３０の面積比較部は、メモリから規格値を読み出して計測値と比較する。そして、塗布面積の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出する。さらに面積比較部は、液晶の追加塗布信号を塗布手段１０に対して出力する。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれている。
【００４８】
制御手段１３０からの追加塗布信号は、塗布手段１０の描画システム１２に入力される。描画システム１２は、追加塗布信号に含まれる追加塗布量にしたがって、基板４８上に液晶を追加塗布する。具体的には、その追加塗布量を実現しうるインクジェットヘッド２０の吐出回数を計算して、その吐出回数だけ基板４８の表面に液晶を吐出する。これにより、基板表面に規格量の液晶が塗布される。
【００４９】
以上に詳述したように、第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法では、液晶の塗布面積を計測し、計測値が規格値を下回る場合に追加塗布を行う。この構成によれば、規格量の液晶を正確に塗布することができる。また、液晶の塗布面積を計測するので、簡単な装置により短時間に液晶の塗布量を把握することが可能となる。したがって、設備コストおよび塗布時間の増大を抑制することができる。
【００５０】
なお本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板の表面にシール剤を形成したが、カラーフィルタ基板の表面にシール剤を形成してもよい。また本実施形態では、シール剤を形成したＴＦＴアレイ基板の表面に液晶を塗布したが、シール剤を形成していない基板の表面に液晶を塗布した上で、両基板を接合してもよい。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る液晶表示装置の製造装置につき、図７を用いて説明する。図７に、第２実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図を示す。この液晶表示装置の製造装置４００は、基板４８上に液晶を塗布する塗布手段４１０と、塗布された液晶の体積を計測する計測手段４２０と、液晶の体積の計測値が規格値を下回る場合に液晶の追加塗布信号を出力する制御手段４３０と、液晶の追加塗布を行う追加塗布手段４４０と、を有するものである。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００５２】
第２実施形態における塗布手段４１０は、第１実施形態における塗布手段１０と同様に構成されている。ただし、第１実施形態におけるインクジェットヘッド２０の代わりに、ディスペンサ４１４が採用されている。ディスペンサ４１４は、ペン状に形成された液状体定量吐出装置である。その先端部の液状体吐出ノズルは、インクジェットヘッドより大口径に形成されているため、液晶等の高粘性流体を吐出することが可能となっている。このディスペンサ４１４にも、吐出する液状体の温度を調整するためのヒータ（不図示）を装着するのが好ましい。
【００５３】
また、塗布された液晶の体積を計測する計測手段４２０が設けられている。計測手段４２０は、ライン形状のレーザ４２２およびＣＣＤ４２３を備えている。このレーザ４２２が液晶に向かってレーザ光を照射し、ＣＣＤ４２３が液晶からの反射光を撮影して、三角測距方式により液晶の高さを計測しうるように形成されている。なお、レーザ４２２によりライン状にレーザ光を照射すれば、塗布された液晶の断面形状を計測することができる。また、液晶各部の断面形状を計測すれば、塗布された液晶の体積を計測することができる。モニタ４２４は、レーザ４２２およびＣＣＤ４２３により計測された断面形状を表示するものである。画像処理システム４２６は、計測された断面形状から液晶の断面積を計算し、さらに液晶各部の断面積から液晶全体の体積を計算するものである。また画像処理システム４２６は、算出した体積の計測値を制御手段４３０に出力するように形成されている。
【００５４】
制御手段４３０は、主に体積比較部およびメモリによって構成されている。制御手段４３０のメモリは、液晶の体積の規格値を記録するものである。体積比較部は、メモリから体積の規格値を読み出して、画像処理システム４２６から入力された計測値と比較するものである。そして、体積の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出するように形成されている。さらに体積比較部は、液晶の追加塗布信号を追加塗布手段４４０に対して出力するように形成されている。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれるようになっている。
【００５５】
追加塗布手段４４０は、第１実施形態の塗布手段１０と同様に形成されている。すなわち、液晶の吐出装置としてインクジェットヘッドが採用され、追加塗布量を正確に塗布することができるようになっている。なお、追加塗布手段４４０は、塗布手段４１０や計測手段４２０と同じ場所に形成してもよいし、別の場所に形成してもよい。同じ場所に形成した場合には、基板４８の搬送手段が不要となり、また省スペース化が可能となる。一方、追加塗布手段４４０を塗布手段４１０や計測手段４２０と別の場所に形成した場合には、両者間に基板４８の搬送手段を設ける。その搬送手段は、基板４８を自動搬送可能に形成するのが好ましい。すなわち、計測手段４２０による計測が終了したら、搬送手段が自動的に基板４８を追加塗布手段４４０まで搬送するように形成する。また、搬送手段による基板４８の搬送が終了したら、追加塗布手段４４０が自動的に追加塗布を開始するように形成する。
【００５６】
次に、上記のように構成した液晶表示装置の製造装置を使用して、液晶表示装置を製造する方法につき、図７を用いて説明する。第２実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板の表面に液晶を塗布する工程と、塗布された液晶の体積を計測する工程と、液晶の体積の計測値が規格値を下回る場合に液晶を追加塗布する工程と、を有するものである。
【００５７】
上述したように、塗布手段４１０には液状体の吐出装置としてディスペンサを採用している。したがって、液晶の粘度を低下させることなく、高粘性状態のまま吐出することができる。ただし、液晶の粘度によって液晶の濡れ広がり速度が異なるので、体積の計測中に液晶の形状が変化して、体積の正確な計測が不可能になるおそれがある。そこで、ディスペンサに装着されたヒータを駆動して、ディスペンサ内部の液晶を一定温度に保持する。その一定温度は、液晶が容易に濡れ広がることのない低温とするのが望ましい。これにより、液晶の体積の正確な計測が可能になる。
【００５８】
次に、塗布手段４１０のテーブルに基板４８を載置する。ここで、テーブルに装着したヒータおよび／またはクーラを駆動して、基板の温度を上述した一定温度に保持するのが望ましい。これにより、液晶が容易に濡れ広がることがなくなり、液晶の体積の正確な計測が可能になる。そして、ディスペンサ４１４から液晶を吐出する。吐出された液晶は、基板表面において１個の山状態に配置される。
【００５９】
次に、計測手段４２０において、塗布された液晶の体積を計測する。なお、塗布手段４１０による液晶の塗布の直後に、計測手段４２０による液晶の体積の計測を行う。しかも、塗布手段４１０による液晶の塗布から、計測手段４２０による液晶の体積の計測までの時間が、常に一定時間となるようにする。画像処理システム４２６は、算出した体積の計測値を制御手段４３０に出力する。
【００６０】
一方、制御手段４３０のメモリには、あらかじめ液晶の体積の規格値を記録しておく。この規格値とは、上記と同じ方法で規格量の液晶を塗布してから、上記一定時間の経過後に上記と同じ方法で計測した液晶の体積である。画像処理システム４２６から計測値の入力を受けた制御手段４３０の体積比較部は、メモリから規格値を読み出して計測値と比較する。そして、体積の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出する。さらに体積比較部は、液晶の追加塗布信号を追加塗布手段４４０に対して出力する。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれている。
【００６１】
制御手段４３０からの追加塗布信号は、追加塗布手段４４０の描画システム４４２に入力される。描画システム４４２は、追加塗布信号に含まれる追加塗布量にしたがって、基板４８上に液晶を追加塗布する。以上により、基板表面に規格量の液晶が塗布される。追加塗布は、基板４８に形成されたシール剤の内側における任意の位置に行うことができる。
【００６２】
なお、塗布手段４１０により塗布された液晶は、ＴＦＴアレイ基板に形成されたシール剤の内側全体に自然に濡れ広がる。したがって、計測手段４２０による計測の終了後、液晶が自然に濡れ広がるまで放置しておいてもよい。しかし、シール剤の内側全体に濡れ広がるまでには長時間を要し、塗布工程のスループットが低下することになる。そこで、計測手段４２０による計測の終了後、テーブルに装着したヒータを駆動して基板の温度を上昇させ、基板上に塗布された液晶の温度を上昇させるのが好ましい。これにより、液晶の粘度が低下して、濡れ広がり速度が速くなり、塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００６３】
以上に詳述したように、第２実施形態に係る液晶表示装置の製造方法では、塗布された液晶の体積を計測し、計測値が規格値を下回る場合に追加塗布を行う。この構成によれば、液晶の体積を計測するので、追加塗布量を簡単に算出することができる。また、液晶の粘度の違いに起因して濡れ広がり方に多少のばらつきがあっても、液晶の塗布量を正確に把握して追加塗布量を算出することが可能である。したがって、規格量の液晶を正確に塗布することができる。
【００６４】
なお上述した塗布手段４１０では、液晶の吐出装置としてディスペンサを使用したが、インクジェットヘッドを使用してもよい。この場合、塗布手段４１０が追加塗布手段を兼ねてもよい。
また本実施形態では、液晶の体積を計測して塗布量を把握した。しかし、塗布された液晶の頂点の高さを計測して塗布量を把握してもよい。液晶の粘度が一定であれば、液晶の頂点の高さと体積とはほぼ比例関係にあると考えられるからである。この場合、計測時間が短縮されるので、塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００６５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る液晶表示装置の製造装置につき、図８を用いて説明する。図８に、第３実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図を示す。この液晶表示装置の製造装置３００は、基板４８上に液晶を塗布する塗布手段３１０と、塗布された液晶の質量を計測する計測手段３２０と、液晶の質量の計測値が規格値を下回る場合に液晶の追加塗布信号を出力する制御手段３３０と、液晶の追加塗布を行う追加塗布手段３１０と、を有するものである。なお、液晶の塗布手段３１０は、追加塗布手段を兼ねている。また、第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００６６】
塗布手段３１０は、主にインクジェットヘッド３１４、テーブル３１６、モータ３１１、ドライブ回路３２２および描画システム３１２で構成されている。インクジェットヘッド３１４は、テーブル３１６の上方に対向配置されている。このインクジェットヘッド３１４は、Ｘ方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。なお、インクジェットヘッド３１４の内部構造は第１実施形態と同様である。一方、テーブル３１６にはリニアモータ３１１が接続され、リニアモータ３１１にはドライブ回路３２２が接続されている。このテーブル３１６は、Ｙ方向に沿って所定速度で移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。ドライブ回路３２２は、テーブル３１６が所定速度で移動しうるように、モータ３１１に対して電圧を印加するものである。以上により、テーブル３１６上に載置された基板４８の任意の位置に、インクジェットヘッド３１４から液晶を吐出することができるようになっている。
【００６７】
また、塗布された液晶の質量を計測する計測手段３２０が設けられている。この計測手段３２０は、モータ３１１に対する印加電圧を介して、塗布された液晶の質量を間接的に把握するものである。計測手段３２０は、主にドライブ回路３２２および駆動負荷管理システム３２４で構成されている。基板４８上に塗布された液晶の質量が増加すると、ドライブ回路３２２からモータ３１１に対する印加電圧が増加する。そこでドライブ回路３２２は、モータ３１１への印加電圧を計測し、計測した印加電圧を所定時間ごとに駆動負荷管理システム３２４に出力するように形成されている。一方の駆動負荷管理システム３２４は、ドライブ回路３２２から入力された電圧の計測値を、液晶の吐出開始からの経過時間（計測時間）と関連付けて、所定時間ごとに制御手段３３０に出力するように形成されている。
【００６８】
制御手段３３０は、主に電圧比較部およびメモリによって構成されている。制御手段３３０のメモリは、電圧の規格値を記録するものである。電圧比較部は、上述した計測時間に対応する電圧の規格値をメモリから読み出して、計測値と比較するものである。そして、電圧の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出するように形成されている。さらに電圧比較部は、液晶の追加塗布信号を追加塗布手段３１０に対して出力するように形成されている。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれるようになっている。
【００６９】
次に、上記のように構成した液晶表示装置の製造装置を使用して、液晶表示装置を製造する方法につき、図８を用いて説明する。第３実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板の表面に液晶を塗布しつつ、塗布された液晶の質量を計測する工程と、液晶の質量の計測値が規格値を下回る場合に液晶を追加塗布する工程と、を有するものである。
【００７０】
図８に示す塗布手段３１０において、テーブル３１６の表面にＴＦＴアレイ基板（以下、単に基板という）４８を載置する。そして、インクジェットヘッド３１４により基板の表面に液晶を吐出する。これと同時に、ドライブ回路３２２からモータ３１１に対して電圧を印加し、テーブル３１６を移動させる。これにより、基板４８に形成されたシール剤の内側全体に液晶が吐出される。
【００７１】
基板４８上に塗布された液晶の質量の増加にともなって、ドライブ回路３２２からモータ３１１に対する印加電圧が増加する。ドライブ回路３２２は、モータ３１１に対する印加電圧を計測し、所定時間ごとに駆動負荷管理システム３２４に出力する。駆動負荷管理システム３２４は、ドライブ回路３２２から入力された電圧の計測値を、液晶の吐出開始からの経過時間（計測時間）と関連付けて、所定時間ごとに制御手段３３０に出力する。なお、上述した所定時間はできるだけ短時間とし、電圧の計測値および計測時間が連続的に出力されるようにする。
【００７２】
制御手段３３０のメモリには、あらかじめ電圧の規格値を記録しておく。この規格値とは、上記と同じ方法で規格量の液晶を塗布しつつ、上記と同じ方法で計測したモータ３１１に対する印加電圧である。この電圧の規格値も、液晶の吐出開始からの経過時間（計測時間）と関連付けて記録しておく。駆動負荷管理システム３２４から電圧の計測値および計測時間の入力を受けた制御手段３３０の電圧比較部は、その計測時間に対応する電圧の規格値をメモリから読み出して、計測値と比較する。そして、電圧の計測値が規格値を下回る場合には、規格値と計測値との差分を計算するとともに、その差分に相当する液晶の追加塗布量を算出する。さらに電圧比較部は、液晶の追加塗布信号を追加塗布手段３１０に対して出力する。この追加塗布信号には、算出した液晶の追加塗布量が含まれている。
【００７３】
制御手段３３０からの追加塗布信号は、追加塗布手段３１０の描画システム３１２に入力される。描画システム３１２は、追加塗布信号に含まれる追加塗布量にしたがって、基板４８上に液晶を追加塗布する。追加塗布は、基板に対する液晶の吐出が終了した後に行う。その追加塗布は、シール剤の内側における基板上の任意の位置に対して行うことができる。
【００７４】
以上に詳述したように、第３実施形態に係る液晶表示装置の製造方法では、液晶を塗布しつつ、塗布された液晶の質量を計測し、計測値が規格値を下回る場合に追加塗布を行う。この構成によれば、液晶を塗布しつつ追加塗布量を算出するので、迅速に追加塗布を行うことが可能になり、塗布工程全体の塗布時間を短縮することができる。
【００７５】
なお本実施形態では、モータに対する印加電圧を計測して、塗布された液晶の質量を間接的に把握した。しかし、モータ付加状況を把握する他のパラメータを計測して、塗布された液晶の質量を把握することも可能である。具体的には、モータを流れる電流や、出力パルスとフィードバックエンコーダパルスとの差異などを計測すればよい。また、直接的に液晶の質量を計測してもよい。具体的には、テーブルの下方に秤などの質量測定手段を配置すればよい。この場合には、質量の計測値と規格値との差分から、追加塗布量を簡単に算出することが可能になり、正確な量の液晶を塗布することができる。
【００７６】
また、本実施形態により追加塗布を行った後に、塗布された液晶全体の質量を再計測し、再計測値が規格値を下回る場合には、再追加塗布を行ってもよい。インクジェットヘッドにおける一部のノズルが閉塞されて液晶を吐出できなくなっている場合には、そのインクジェットヘッドを使用して追加塗布を行っても、正確な追加塗布量を吐出することができないからである。この場合でも、再計測および再追加塗布を繰り返し行えば、最終的には規格量の液晶を塗布することができるのである。
【００７７】
なお、上述した各実施形態では、塗布された液晶の投影面積、体積または質量を所定の方法で計測することにより、液晶の塗布量を把握した。しかし、液晶の投影面積、体積または質量の計測方法は、各実施形態で説明した方法に限られず、他の方法を採用してもよい。また、塗布された液晶につき、投影面積、体積または質量以外の量を計測することにより、液晶の塗布量を把握してもよい。たとえば、塗布された液晶の分光特性を計測して、液晶の塗布量を把握することも可能である。
【００７８】
また、上述した各実施形態では、液晶の塗布装置および／または追加塗布装置として、インクジェットヘッドを採用した。しかし、液晶の微量吐出が可能であり、また吐出量が制御可能であれば、インクジェットヘッド以外の装置を採用してもよい。
【００７９】
［電子機器］
次に、液晶表示装置を備えた電子機器の例について、図９を用いて説明する。図９は、携帯電話の斜視図である。上記の方法で形成した液晶表示装置は、携帯電話３０００の筐体内部に配置されている。
【００８０】
なお、上記の方法で形成した液晶表示装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。
【００８１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図である。
【図２】液晶表示装置のカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ′線に相当する部分における液晶表示装置の側面断面図である。
【図４】塗布手段の概略的な外観斜視図である。
【図５】インクジェットヘッドの構造例の説明図である。
【図６】ピエゾ素子の駆動電圧波形と、その駆動電圧に対応したインクジェットヘッドの動作を示す概略図である。
【図７】第２実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図である。
【図８】第３実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の説明図である。
【図９】携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
１０塗布手段 ２０インクジェットヘッド ４８基板 １００液晶表示装置の製造装置 １２０計測手段 １３０制御手段

Claims (13)

1. 液状体を塗布する工程と、
   前記液状体の塗布量を計測する工程と、
   前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体を追加塗布する工程と、
   を有することを特徴とする液状体の塗布方法。
2. 液状体を塗布しつつ、前記液状体の塗布量を計測する工程と、
   前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体を追加塗布する工程と、
   を有することを特徴とする液状体の塗布方法。
3. 前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の投影面積であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状体の塗布方法。
4. 前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の体積であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状体の塗布方法。
5. 前記液状体の塗布量は、塗布された前記液状体の質量であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状体の塗布方法。
6. 前記液状体は、電気光学物質であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液状体の塗布方法。
7. 液状体の塗布手段と、
   前記液状体の塗布量の計測手段と、
   前記計測手段による前記液状体の塗布量の計測値が、前記液状体の塗布量の規格値を下回る場合に、前記液状体の追加塗布量を含む追加塗布信号を出力する制御手段と、
   前記液状体の追加塗布手段と、
   を有することを特徴とする液状体の塗布装置。
8. 少なくとも前記追加塗布手段は、液滴吐出手段であることを特徴とする請求項７に記載の液状体の塗布装置。
9. 前記塗布手段および／または前記追加塗布手段には、前記液状体の温度調節手段が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の液状体の塗布装置。
10. 前記液状体の塗布対象物を載置するテーブルに、温度調節手段が設けられていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の液状体の塗布装置。
11. 前記塗布手段と前記計測手段との間および／または前記計測手段と前記追加塗布手段との間で、前記液状体の塗布対象物を自動搬送可能に形成されていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の液状体の塗布装置。
12. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液状体の塗布方法を使用して、電気光学物質を塗布することにより製造したことを特徴とする電気光学装置。
13. 請求項１２に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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