JP2008178852A - ノズル、液晶材料吐出装置、ノズル製造方法、ノズル製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶材料吐出装置のノズルの貫通孔202内には、ノズル本体201の表面を露出させた状態で、吐出口付近の外周側面をパーフルオロアルキル基を有する高分子化合物から成る撥液被膜で覆う。液滴がノズルの表面に接触しても拡がらないので、ノズル先端に液溜まりが生じず、吐出不良が生じない。また、貫通孔202内に気泡が付着せず、吐出方向不良や異物混入が生じない。
【選択図】 図2
Description
二枚のガラス基板を貼り合わせ液晶セルとした後に液晶材料を注入する方法として、液晶材料注入口を備えた液晶セルで液晶セル内外の圧力差を用いて液晶材料を注入する方法や、液晶材料注入口および排気口を備えた液晶セルで液晶注入口から液晶材料を注入する方法(特開平7−281200号公報)がある。
この方法では基板サイズに対して液晶材料の封止精度が十分満たされ、さらには液晶材料注入口を備える必要がなく液晶表示装置の製造方法として有効な手段である。
また、本発明は、前記撥液被膜が、パーフルオロアルキル基を含む高分子化合物で構成されたノズルである。
また、本発明は、前記撥液被膜が、フッ素樹脂粒子が分散された金属膜で構成されたノズルである。
また、本発明は、上記いずれかのノズルと、前記ノズルに液晶材料を供給するシリンダとを有し、前記貫通孔内の前記液晶材料が間欠的に押し出され、前記液晶材料が液滴となって吐出される液晶材料吐出装置である。
また、本発明は、内部に貫通孔を有し、前記貫通孔を通った液晶材料が、前記貫通孔の先端の吐出口から吐出されるノズルを製造するノズル製造方法であって、前記貫通孔の前記吐出口とは反対側の供給口から、前記貫通孔内に流体を供給し、前記流体を前記吐出口から放出させながら、前記貫通孔を有するノズル本体をパーフルオロアルキル基を含む樹脂原料液中に浸漬し、前記ノズル本体の少なくとも前記吐出口の周囲の部分を前記樹脂原料液で被覆し、前記樹脂原料液を硬化させ、撥液被膜を形成するノズル製造方法である。
また、本発明は、液晶原料が配置される原料容器と、前記原料容器の上方位置で内部に貫通孔が形成されたノズル本体を保持する、保持腕と、前記保持腕を降下させ、前記保持腕に保持された一乃至複数個の前記ノズル本体の下端を前記原料容器に配置された前記液晶原料に浸漬する昇降機構と、前記ノズル本体の上端に接続され、前記貫通孔内に流体を供給するポンプとを有するノズル製造装置である。
これら材料に機械加工やレーザ加工といった従来の加工手段によって液状材料の通るノズル孔を形成してノズルとする。これにより、液滴吐出位置および位置精度を十分満たす事ができる。
この問題を解決するためには、ノズルの表面のうち、特に、吐出口に近い位置に撥液性が高い撥液被膜を形成すれば良いと考えられる。
これらの樹脂原料を重合させてポリマーを形成し、パーフルオロアルキル基を有する高分子化合物から成る撥液被膜とすることができる。
この気泡は貫通孔内の液晶材料の流れを乱し、液滴の吐出方向がばらついてしまう。
また、貫通孔内の撥液被膜が剥離すると、細片となって液滴中に混入し、液晶表示装置の品質を悪化させる虞がある。
即ち、ガラス、シリコン、ルビー、サファイア、酸化アルミニウム(アルミナ)、ステンレス、といった合金、鉱物、無機物等の剛性材料から成るノズル本体の、少なくとも吐出口に近い外周側面に撥液被膜を配置し、他方、貫通孔内はノズル本体の表面を露出させた。
従って、本発明によれば、吐出精度や液滴の純度を悪化させずに、液状材料のノズル先端部分表面への回り込みを防止することが可能になる。
液体を用いる場合、樹脂原料液と誘電率が異なり、樹脂原料液と混合しない液体を用いればよい。出来れば誘電率が5以上異なった方が良い。これは、樹脂原料液中に流体が溶解すると、樹脂原料液の濃度が低下するからであり、流体は樹脂原料中で小胞となれば、撥液被膜形成の障害とはならない。
従って、流体に液体を用いる場合、誘電率の高い値を持つ純水、メタノール、アルコール、アセトン、2−プロパノール、ブタノール、アセトニトリル、酢酸などを用いることができる。
また、均一な膜厚の撥液被膜を形成するために、昇降機構が、一定速度で上下に移動することが望ましい。
図1は、本発明のノズル製造装置を示している。
このノズル製造装置は、ボールネジ107と保持腕103と、原料容器108と、ポンプ104とを有している。
ボールネジ107は、鉛直に配置されており、保持腕103が取り付けられている。
保持腕103には、複数のコネクタ102が固定されており、各コネクタ102には、ノズル101が、先端を下方に向けて取り付けられている。
各ノズル101はネジ部材203が上、先窄まりの先端が下に向けて保持腕103に取り付けられており、従って、吐出口を有する先窄まりの先端が、原料容器108内部の樹脂原料液109の液面に向けられており、ポンプ104を動作させ、各ノズル101内に流体を供給して、各ノズル101の下端の吐出口から流体を放出させながら保持腕103を降下させると、ノズル101の下部が、樹脂原料液109内に浸漬され、ノズル101の下部の外周表面が樹脂原料液109と接触する。
浸漬する際、浸漬中、液面上に移動させる際には、各ノズル101の下端の吐出口から流体を放出させておき、貫通孔202の内部に樹脂原料液が侵入しないようにしておいた。
ノズル101をコネクタ102から外し、さらに10時間風乾すると、図4に示すように、ノズル本体401の表面に、パーフルオロアルキル基を有する高分子化合物から成る撥液被膜402が形成される。
貫通孔内部には、撥液被膜は形成されておらず、ノズル本体の表面が露出されている。
最後に、撥液被膜は、フッ素系溶媒であるハイドロフルオロエーテルにて15分間超音波洗浄した。
図5は、本発明の液晶材料吐出装置であり、符号503は、上記製造方法によって製造したノズルを示している。
ピストン504の上下動によって、一定量の液晶材料が液滴となって、ノズル503の吐出口から下方の液晶基板上に吐出される。
前記撥液被膜402を有さず、ルビーから成るノズル本体401が露出したノズルによって液晶材料を吐出すると、図6(a)に示すように、ノズルの側面に液晶材料が接触したときに液晶材料がノズルの表面上を広がり、ノズルの先端が液溜まり603で覆われた状態になってしまう。
さらに、吐出された液晶材料には撥液被膜に由来する微小片等の汚染は見られなかった。液滴の吐出精度も高く、着弾位置の誤差が少なかった。
図7は、本発明のノズルの他の例であり、ステンレス製のノズル本体701を有している。ノズル本体701の内部には、貫通孔703が形成されており貫通孔の一端は、ノズル本体701の先窄まりの先端に開放されている。
吐出口802の開口径は0.4mm、ノズル先端部の肉厚は0.15mm、ノズル先端部の傾斜角度は貫通孔の中心軸線に対して30°である。
このノズルは、上記ノズル製造装置によって、貫通孔703内には、ノズル本体701の表面が露出した状態で、ノズル本体701の外周表面に撥液被膜が形成されている。
撥液被膜が吐出口に近い外周表面に形成されていないノズルと、形成されているノズルを上記液晶材料吐出装置に装着し、エマチック液晶材料の吐出試験を行った。
さらに、吐出された液晶材料には撥液被膜に由来する微小片等の汚染は見られず、また、液滴の吐出精度も高く、液滴の着弾位置の精度も高かった。
ニッケルと、カチオン系界面活性剤と、PTFE(ポリテトラフルオロエタン)粒子とが分散された樹脂原料液を作成し、導電膜が形成された状態のノズル本体301を樹脂原料液に浸漬し、電界メッキ法により、ニッケル金属膜中にPTFE粒子が分散された状態の撥液被膜(膜厚20μm)を導電膜のプラチナ層表面に形成してノズルを得た。
上述したように、貫通孔内壁面には導電膜は形成されず、ルビーが露出しており、電界メッキ法ではルビーのような絶縁材料に金属膜が析出しないから、貫通孔内壁面には撥液被膜が形成されない。従って、このノズルはノズル本体の表面上だけに撥液被膜が形成されている。
更に、上記液晶材料吐出試験と同じ条件で4時間連続液晶材料の吐出を行っても、液晶材料の吐出が滞るといった不具合は見られなかった。
以上は、撥液被膜の金属膜としてニッケル金属膜を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の金属膜を用いることもできる。
以上は、導電膜をスパッタリング法により成膜する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸着法で成膜してもよい。蒸着法で成膜する場合も、貫通孔内壁面は、ノズル本体の影となって、導電性材料の蒸気が到達しないので、導電膜が形成されない。
要するに、真空雰囲気中で、スパッタリング粒子や蒸気のような導電材料粒子をノズル本体に到達させて導電膜を形成する方法では、ノズル本体表面には導電膜が形成されるが、貫通孔内壁面は導電材料粒子が到達せず、導電膜が形成されない。従って、導電膜形成後に、電解メッキ法で撥液被膜を形成すれば、ノズル本体表面上に撥液被膜が形成され、貫通孔内壁面には撥液被膜が形成されていないノズルが得られる。
貫通孔の内壁面には撥液被膜が形成されず、ノズル本体の構成材料が露出しており、撥液被膜は、ノズル本体の構成材料(ここではルビー)よりも撥液性が高いので、ノズル表面は貫通孔内壁面よりも撥液性が高い。
201、301、401、701……ノズル本体
103……保持腕
108……原料容器
109……樹脂原料液
202……貫通孔
402……撥液被膜
Claims (6)
- 内部に貫通孔を有し、前記貫通孔を通った液晶材料が、前記貫通孔の先端の吐出口から吐出されるノズルであって、
前記貫通孔が形成されたノズル本体と、
前記ノズル本体の前記吐出口の周囲の外周面に配置され、前記貫通孔の内周面よりも撥液性が高い撥液被膜とを有するノズル。 - 前記撥液被膜が、パーフルオロアルキル基を含む高分子化合物で構成された請求項1記載のノズル。
- 前記撥液被膜が、フッ素樹脂粒子が分散された金属膜で構成された請求項1記載のノズル。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のノズルと、
前記ノズルに液晶材料を供給するシリンダとを有し、
前記貫通孔内の前記液晶材料が間欠的に押し出され、前記液晶材料が液滴となって吐出される液晶材料吐出装置。 - 内部に貫通孔を有し、前記貫通孔を通った液晶材料が、前記貫通孔の先端の吐出口から吐出されるノズルを製造するノズル製造方法であって、
前記貫通孔の前記吐出口とは反対側の供給口から、前記貫通孔内に流体を供給し、前記流体を前記吐出口から放出させながら、前記貫通孔を有するノズル本体をパーフルオロアルキル基を含む樹脂原料液中に浸漬し、前記ノズル本体の少なくとも前記吐出口の周囲の部分を前記樹脂原料液で被覆し、
前記樹脂原料液を硬化させ、撥液被膜を形成するノズル製造方法。 - 液晶原料が配置される原料容器と、
前記原料容器の上方位置で内部に貫通孔が形成されたノズル本体を保持する、保持腕と、
前記保持腕を降下させ、前記保持腕に保持された一乃至複数個の前記ノズル本体の下端を前記原料容器に配置された前記液晶原料に浸漬する昇降機構と、
前記ノズル本体の上端に接続され、前記貫通孔内に流体を供給するポンプとを有するノズル製造装置。
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