JP2010231170A - 液晶表示装置用基板の検査装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スペーサ粒子分散液が塗布された基板を正確かつ高速に検査することが可能な液晶表示装置用基板の検査装置および液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置用基板の検査装置は、検査対象となる透明基板１を載置するテーブル５１と、フレーム５５に支持された案内部材５４に沿って移動可能な副走査検査部５２と、副走査検査部５２を移動させるためのアクチュエータ５３とを備える。副走査検査部５２は、透明基板１の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の検査領域のみを検査する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成した液晶表示装置用基板の検査装置および液晶表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置は、２枚の基板の間に、透明電極、カラーフィルターおよびブラックマトリックスが配置され、さらに透明電極間の空間に液晶が封入された構成を有する。このときに、２枚の基板の間隔を規制し、液晶層の厚みを適正にするために、スペーサが形成される。

従来、このスペーサは、フォトリソ法を利用して形成されていたが、マスクを使用した工程が必要となり作業工程が煩雑となるばかりではなく、材料の使用効率が悪いという問題がある。このため、基板にインクジェット方式でスペーサ粒子を分散させたスペーサ粒子分散液を吐出することにより、スペーサ粒子でスペーサを形成する液晶表示装置の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。

ところで、このような液晶表示装置の製造工程においては、基板に対してスペーサ粒子分散液の吐出状態を検査する必要がある。このため、従来、複数のリニアアレイセンサを直線的に列設し、それらのリニアアレイセンサを基板に対して相対的に移動させることにより、基板の前面を走査して基板全面の検査を行う異物検査装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００５−４０９４号公報 特開２００１−２０１４６１号公報

上述した特許文献２に記載の異物検査装置のように、スペーサ粒子分散液が塗布された基板の全体をリニアアレイセンサでミクロ的に検査した場合には、スペーサ粒子分散液の塗布状態は正確に検査することが可能ではあるが、検査に極めて長い時間を要するという問題がある。このため、基板全体をマクロ的に検査することも考えられるが、このような構成を採用した場合には、スペーサ粒子分散液が塗布された基板を正確に検査することは不可能となる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、スペーサ粒子分散液が塗布された基板を正確かつ高速に検査することが可能な液晶表示装置用基板の検査装置および液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成するため、基板を、複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットに対して相対的に主走査方向に移動させることにより、インクジェット方式によりスペーサ粒子を分散させたスペーサ粒子分散液を塗布した基板を検査する液晶表示装置用基板の検査装置であって、前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板を前記主走査方向と直交する副走査方向に走査する副走査検査部により、前記基板の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の領域のみを検査する。

請求項３に記載の発明は、基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成する液晶表示装置の製造方法であって、基板を、複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットに対して相対的に主走査方向に移動させることにより、基板上にインクジェット方式によりスペーサ粒子を分散させたスペーサ粒子分散液を吐出してスペーサ粒子を含むスペーサ領域を形成するスペーサ領域形成工程と、前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査して、スペーサ粒子分散液の吐出不良を検査する第１検査工程と、前記スペーサ領域が形成された基板を乾燥させることにより、スペーサ粒子分散液から揮発成分を蒸発させるとともに、前記スペーサ領域のスペーサ粒子と基板を固着させる乾燥工程と、前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査して、スペーサ粒子の個数の適否を検査する第２検査工程とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、スペーサ粒子分散液が塗布された基板を正確かつ高速に検査することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、副走査検査部により基板における副走査方向に延びる領域を検査することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、スペーサ粒子分散液の吐出不良とスペーサ粒子の個数の適否とを正確かつ高速に検査することが可能となる。

インクジェット塗布装置の斜視図である。 ガントリー１３をその下面から見た斜視図である。 インクジェットヘッドユニット１２をその下面から見た斜視図である。 インクジェットヘッド１８の一部をその下面から見た斜視図である。 この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置の概要図である。 副走査検査部５２による透明基板１の検査領域１００を示す説明図である。 この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 この発明に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 表面にスペーサ粒子分散液が吐出された後の透明基板１の一部を示す部分表面図である。

まず、この発明の検査対象である液晶表示用基板の製造時に、スペーサ粒子分散液を塗布するために使用されるインクジェット塗布装置の構成について説明する。図１は、インクジェット塗布装置の斜視図である。

このインクジェット塗布装置は、透明基板１を支持するテーブル１１と、１２個のインクジェットヘッドユニット１２を支持するガントリー１３とを備える。テーブル１１は、基台１４上に配設されたリニアモータ１５の駆動を受け、一対のガイド部材１６により案内された状態で、ガントリー１３におけるインクジェットヘッドユニット１２の列設方向と直交する主走査方向に往復移動する。

ガントリー１３の両端部には、一対のリニアモータ２１が配設されており、ガントリー１３はこれらのリニアモータ２１を介して基台１４に支持されている。このため、ガントリー１３は、これらのリニアモータ２１を個別に駆動することにより、テーブル１１による透明基板１の搬送方向との交差角度を変更することができる構成となっている。また、各インクジェットヘッドユニット１２は、図示しないリニアモータの駆動により、そのピッチを変更しうる構成となっている。

基台１４の一端には、インクジェットヘッドユニット１２を洗浄する洗浄部２２が配設されている。この洗浄部２２は、テーブル１１による透明基板１の搬送方向と直交する方向に往復移動可能となっている。また、この洗浄部２２の移動経路に沿って、インクジェットヘッドユニット１２の乾燥を防止するための、１２個の乾燥防止部２３が配設されている。後述する各インクジェットヘッド１８は、待機時においては、これらの乾燥防止部２３と対向配置される。

図２は、ガントリー１３をその下面から見た斜視図である。また、図３は、インクジェットヘッドユニット１２をその下面から見た斜視図である。さらに、図４は、インクジェットヘッド１８の一部をその下面から見た斜視図である。

これらの図に示すように、ガントリー１３に支持された１２個のインクジェットヘッドユニット１２には、ヘッド支持板１７が配設されており、このヘッド支持板１７には、５個のインクジェットヘッド１８が配設されている。このインクジェットヘッド１８には、図４に示すように、多数のスペーサ粒子分散液の吐出口１９が一方向に列設されている。

以上のような構成を有するインクジェット塗布装置を使用して透明基板１にスペーサ粒子分散液を塗布するときには、最初に、透明基板１をテーブル１１上に位置決めして固定する。また、透明基板１におけるブラックマトリックス７のピッチに対応させて、インクジェットヘッド１８におけるスペーサ粒子分散液の吐出口１９の列設方向と透明基板１の搬送方向との交差角度と、インクジェットヘッドユニット１２のピッチとを変更する。

この状態において、テーブル１１を透明基板１とともに主走査方向に移動させながら、１２個のインクジェットヘッドユニット１２における各インクジェットヘッド１８からスペーサ粒子分散液を吐出することにより、透明基板１におけるブラックマトリックス７上にスペーサ粒子を含むスペーサ領域を形成することができる。

次に、この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置の構成について説明する。図５は、この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置の概要図である。

この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置は、検査対象となる透明基板１を載置するテーブル５１と、フレーム５５に支持された案内部材５４に沿って移動可能な副走査検査部５２と、副走査検査部５２を移動させるためのアクチュエータ５３とを備える。この副走査検査部５２は、アクチュエータ５３の駆動により、透明基板１を副走査方向に走査して検査を行うものである。

図６は、副走査検査部５２による透明基板１の検査領域１００を示す説明図である。

この図６に示すＸ方向は、透明基板１を載置したテーブル１１をインクジェットヘッドユニット１２に対して往復移動させる主走査方向であり、図５および図６に示すＹ方向は、主走査方向と直交する副走査方向である。

上述したインクジェット塗布装置を利用して透明基板１にスペーサ粒子分散液を塗布した場合に、インクジェットヘッド１８の汚れや詰まりによってスペーサ粒子分散液の吐出方向が変化するデビエーションや、インクジェットヘッド１８のスペーサ粒子分散液吐出口１９の閉塞による不吐出等が発生した場合には、その欠陥は、図６に符号１０１で示すように、主走査方向を向く線状の領域に連続して現れる。

このため、この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置においては、透明基板１を副走査方向に走査する副走査検査部５２により、透明基板１の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の検査領域１００のみを検査する構成を採用している。このような構成を採用することにより、透明基板１の全面を検査する必要がないので、スペーサ粒子分散液が塗布された透明基板１を高速に検査することが可能となる。このとき、インクジェット塗布装置を利用して透明基板１にスペーサ粒子分散液を塗布した場合に生ずる欠陥は、必ず主走査方向を向く線状の領域１０１に連続して現れることから、副走査方向に延びる検査領域１００の検査のみでも、透明基板１を正確に検査することが可能となる。

図７は、この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。

この発明に係る液晶表示装置用基板の検査装置は、エリア設定部６１と、画像処理部６２と、判定部６３とを有する制御部６０を備える。この制御部６０は、上述した副走査検査部５２と接続されている。また、この制御部６０は、データの入力装置６５と、発見された欠陥等を表示する表示装置６６とも接続されている。

オペレータは、入力装置６５を使用して、透明基板１の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の検査領域１００を設定する。また、インクジェット画像記録装置からは、スペーサ粒子分散液を塗布したときの塗布情報が転送される。エリア設定部６１は、これらの情報に基づいて、検査を行うべき検査領域１００の情報をエリア情報として判定する。

このエリア情報は、副走査検査部５２に転送される。副走査検査部５２は、そこに入力されたエリア情報に基づいて、設定された検査領域１００を検査する。この検査結果は、副走査検査部５２から画像処理部６２に転送される。

画像処理部６２においては、副走査検査部５２により得られた検査結果を画像処理して、判定部６３に送信する。判定部６３は、画像処理部から得た画像信号に基づいて欠陥を判定する。その判定結果は、表示装置６６に表示される。

次に、この発明に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。図８は、この発明に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。

この液晶表示装置の製造方法は、上述したように、液晶の封入工程等の前工程として実行されるものであり、透明基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成するためのものである。

この発明に係る液晶表示装置の製造方法を実行するときには、最初に、スペーサ領域生成工程を実行する（ステップＳ１）。このスペーサ領域生成工程においては、上述したインクジェット画像記録装置により、透明基板１上にスペーサ粒子分散液を吐出してスペーサ粒子を含むスペーサ領域を形成する工程である。

図９は、表面にスペーサ粒子分散液が吐出された後の透明基板１の一部を示す部分表面図である。

この透明基板１の表面には、それぞれレッドのカラーフィルターの領域Ｒと、グリーンのカラーフィルターの領域Ｇと、ブルーのカラーフィルターの領域Ｂと、これらの領域を区画するブラックマトリックス７の領域とが構成される。そして、スペーサ粒子分散液は、ブラックマトリックス７の領域に向けて吐出され、そこにスペーサ領域５が形成される。この状態においては、スペーサ領域５におけるスペーサ粒子分散液は、まだ、乾燥していない。

次に、第１検査工程を実行する（ステップＳ２）。この第１検査工程においては、透明基板１の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の検査領域１００のみを検査することにより、スペーサ粒子分散液の吐出不良を検査する。ここで、スペーサ粒子分散液の吐出不良とは、インクジェットヘッド１８の汚れや詰まりによってスペーサ粒子分散液の吐出方向が変化するデビエーションに起因するムラや、インクジェットヘッド１８のスペーサ粒子分散液吐出口１９の閉塞によるノズル抜け等である。

第１検査工程でスペーサ粒子分散液の吐出不良が発見された場合には（ステップＳ３）、この透明基板１は、回収されるとともに、インクジェットヘッド１８が洗浄部２２により洗浄される（ステップＳ７）。但し、この状態においては、スペーサ領域５におけるスペーサ粒子分散液はまだ乾燥していないことから、透明基板１はスペーサ粒子分散液を除去して再利用される。

一方、第１検査工程でスペーサ粒子分散液の吐出不良が発見されなかった場合には（ステップＳ３）、スペーサ粒子固着工程が実行される（ステップＳ４）。このスペーサ粒子固着工程においては、透明基板１をホットプレートに搬送し、この透明基板１をホットプレート上で摂氏１００度〜摂氏２００度程度まで加熱することにより、スペーサ粒子分散液から揮発成分を蒸発させるとともに、スペーサ領域５のスペーサ粒子を透明基板１に固着させる。このスペーサ粒子固着工程においては、最初にスペーサ粒子分散液から揮発成分が蒸発することから、表面張力によりスペーサ領域５のスペーサ粒子同士が互いに集まって接触する。そして、それらが焼成されて互いに固着するとともに、透明基板１の表面に対しても強い力で固着する。

スペーサ粒子固着工程が完了すれば、第２検査工程を実行する（ステップＳ５）。この第２検査工程においては、透明基板１の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の検査領域１００のみを検査することにより、各スペーサ領域５におけるスペーサ粒子の個数の適否を検査する。

第２検査工程でスペーサ粒子分散液の個数の不良が発見された場合には（ステップＳ６）、この透明基板１は、回収されるとともに、インクジェットヘッド１８が洗浄部２２により洗浄される（ステップＳ８）。一方、第２検査工程でスペーサ粒子分散液の個数の不良が発見されなかった場合には（ステップＳ６）、透明基板１は正常と判断して、処理を終了する。

なお、上述した実施形態において、副走査検査部５２は、リニアアレイセンサ等を直線的に配列した構成としてもよいし、検査領域１００を光学的に走査する構成としてもよい。また、検査領域１００は、単一でもよいし、複数の検査領域を設定してもよい。

１ 透明基板
５ スペーサ領域
７ ブラックマトリックス
１１ テーブル
１２ インクジェットヘッドユニット
１３ ガントリー
１４ 基台
１５ リニアモータ
１６ ガイド部材
１７ ヘッド支持板
１８ インクジェットヘッド
１９ 吐出口
２１ リニアモータ
２２ 洗浄部
２３ 乾燥防止部
５１ テーブル
５２ 副走査検査部
５３ アクチュエータ
５４ 案内部材
５５ フレーム
６０ 制御部
６１ エリア設定部
６２ 画像処理部
６３ 判定部
６５ 入力装置
６６ 表示装置
１００ 検査領域
１０１ 欠陥

Claims (3)

1. 基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成するため、基板を、複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットに対して相対的に主走査方向に移動させることにより、インクジェット方式によりスペーサ粒子を分散させたスペーサ粒子分散液を塗布した基板を検査する液晶表示装置用基板の検査装置であって、
   前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査することを特徴とする液晶表示装置用基板の検査装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置用基板の検査装置において、
   前記基板を前記主走査方向と直交する副走査方向に走査する副走査検査部により、前記基板の検査面のうち、副走査方向に延びる一部の領域のみを検査する液晶表示装置用基板の検査装置。
3. 基板間にスペーサ粒子を介在させることにより液晶層封入用のギャップを形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   基板を、複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットに対して相対的に主走査方向に移動させることにより、基板上にインクジェット方式によりスペーサ粒子を分散させたスペーサ粒子分散液を吐出してスペーサ粒子を含むスペーサ領域を形成するスペーサ領域形成工程と、
   前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査して、スペーサ粒子分散液の吐出不良を検査する第１検査工程と、
   前記スペーサ領域が形成された基板を乾燥させることにより、スペーサ粒子分散液から揮発成分を蒸発させるとともに、前記スペーサ領域のスペーサ粒子と基板を固着させる乾燥工程と、
   前記基板の検査面のうち、前記主走査方向と交差する一部の領域のみを検査して、スペーサ粒子の個数の適否を検査する第２検査工程と、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。