液晶吐出装置および液晶吐出装置を使用した液晶パネルの製造方法
【課題】目標量の液晶を安定的に吐出すること。
【解決手段】電源回路１１から圧電素子１０に駆動電圧が印加されたときにはプッシャ３６が下降した後に上昇する。このプッシャ３６の下降時にはダイヤフラム１６が押圧されることに基づいて圧力室１３内の液晶が吐出口１４から吐出され、プッシャ３６の上昇時にはダイヤフラム１６が弾性復帰することに基づいて液晶室２３内の液晶が圧力室１３内に補充される。この圧力室１３内に液晶が補充されたときには電圧検出器３８から出力される電圧信号が標準値と比較され、プッシャ３６を下降させるための吐出電圧が両者の比較結果に応じて補正される。このため、プッシャ３６から圧力室１３内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室１３の吐出口１４から目標量の液晶を安定的に吐出することができる。
【解決手段】電源回路１１から圧電素子１０に駆動電圧が印加されたときにはプッシャ３６が下降した後に上昇する。このプッシャ３６の下降時にはダイヤフラム１６が押圧されることに基づいて圧力室１３内の液晶が吐出口１４から吐出され、プッシャ３６の上昇時にはダイヤフラム１６が弾性復帰することに基づいて液晶室２３内の液晶が圧力室１３内に補充される。この圧力室１３内に液晶が補充されたときには電圧検出器３８から出力される電圧信号が標準値と比較され、プッシャ３６を下降させるための吐出電圧が両者の比較結果に応じて補正される。このため、プッシャ３６から圧力室１３内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室１３の吐出口１４から目標量の液晶を安定的に吐出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネルの基板に液晶を吐出する液晶吐出装置および液晶吐出装置を使用した液晶パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液晶吐出装置にはシリンダチューブの内周面に沿ってピストンを移動操作することに基づいてシリンダチューブ内の液晶を加圧し、シリンダチューブのノズルに液晶の滴を形成する構成のものがある。このピストンはボールネジに螺合されたものであり、ボールネジをステッピングモータによって回転操作することに基づいて移動操作される。この従来の液晶吐出装置の場合にはシリンダチューブに圧電素子が固定されており、圧電素子からシリンダチューブに振動を加えることに基づいて液晶の滴をノズルから切り離し、ノズルの下方の基板上に落下させることに基づいて基板に液晶を塗布している。
【特許文献１】特開２００３−５７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の液晶吐出装置ではピストンの移動量が予め決められた単位値となるようにステッピングモータの回転量を制御することに基づいて液晶の滴の体積をコントロールしているので、ピストンからシリンダチューブ内の液晶に加わる圧力が設定値に対してばらついてしまう。このため、液晶の滴の体積が一定にならないので、目標量の液晶を安定的に吐出することができない。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は目標量の液晶を安定的に吐出することができる液晶吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の液晶吐出装置は、一面が開口する空間状をなすものであって液晶が充填された圧力室と、前記圧力室に接続されたものであって前記圧力室の内部に充填された液晶を前記圧力室の外部に吐出するための吐出口と、前記圧力室の一面を塞ぐものであって圧力を受けることに基づいて弾性的に変形するダイヤフラムと、前記圧力室に液晶通路を介して接続されたものであって前記圧力室の内部に補充する液晶が貯留された液晶室と、前記ダイヤフラムを前記圧力室の一面で前記圧力室の外部から内部に向けて押圧することに基づいて前記圧力室内を加圧するプッシャと、前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動操作することに基づいて前記圧力室の内部に充填された液晶を前記プッシャの加圧力で前記吐出口から前記圧力室の外部に吐出するものであって前記プッシャを前記圧力室の内部から外部に向けて復動操作することに基づいて前記ダイヤフラムを弾性復帰させると共に前記液晶室内の液晶を前記液晶室内から前記液晶通路を通して前記圧力室内に補充する圧電素子と、前記プッシャが前記圧力室の外部から内部に向けて往動した後に前記圧力室の内部から外部に向けて復動するように前記圧電素子に駆動電圧を印加する電源回路と、前記圧力室内の圧力の大きさに応じた圧力信号を出力する圧力検出器と、前記液晶室内から前記圧力室内に液晶が補充された後から前記圧力室内の液晶が前記吐出口から吐出される前までの期間内で前記圧力検出器から出力される圧力信号を検出し圧力信号の検出結果を前記圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力である標準値と比較する比較手段と、前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動させるための駆動電圧の大きさを前記比較手段の比較結果に応じて補正し前記電源回路から前記圧電素子に印加される駆動電圧の大きさを補正結果に応じて制御する電圧制御手段を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
電源回路から圧電素子に駆動電圧が印加されたときにはプッシャが圧力室の外部から内部に向けて往動した後に圧力室の内部から外部に向けて復動する。このプッシャの往動時にはダイヤフラムが圧力室の外部から内部に向けて押圧されることに基づいて圧力室内が加圧され、圧力室の内部に充填された液晶がプッシャの加圧力で圧力室の吐出口から圧力室の外部に吐出される。このプッシャの往動時にはダイヤフラムが弾性復帰し、液晶室内の液晶が液晶通路を通して圧力室内に補充される。この圧力室内に液晶が補充されたときには圧力検出器から出力される圧力信号が標準値と比較される。この標準値は圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力に相当するものであり、圧力信号が標準値と比較されたときには駆動電圧の大きさが両者の比較結果に応じて補正される。この駆動電圧はプッシャの往復方向の移動量に相当するものであり、駆動電圧が補正されたときには電源回路から圧電素子に印加される駆動電圧の大きさが補正結果に応じて制御される。このため、プッシャから圧力室内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室の吐出口から目標量の液晶が安定的に吐出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［実施例１］
ベース１は、図１に示すように、左右方向へ直線的に延びるものであり、ベース１の左端部には左ガイドレール２が固定され、ベース１の右端部には右ガイドレール３が固定されている。これら左ガイドレール２および右ガイドレール３のそれぞれは前後方向へ直線的に延びるものであり、ベース１と左ガイドレール２と右ガイドレール３相互間には空間状の作業領域４が形成されている。この作業領域４は基板に相当するＣＦ基板５がセットされるものである。このＣＦ基板５は赤青緑の３原色のカラーフィルターが規則的に配列されたものであり、ＣＦ基板５には複数のセル領域６が形成されている。これら複数のセル領域６のそれぞれは紫外光硬化型の接着剤材料をＣＦ基板５にスクリーン印刷することから構成されたものであり、複数のセル領域６のそれぞれには液晶が左右方向に複数列および前後方向に複数段に塗布される。
【０００８】
左ガイドレール２には、図１に示すように、スライドレール７の左端部が前後方向へ直線的にスライド可能に装着され、右ガイドレール３にはスライドレール７の右端部が前後方向へ直線的にスライド可能に装着されている。このスライドレール７は左右方向へ直線的に延びるものであり、Ｙ駆動機構を介してＹ方向モータの回転軸に連結されている。このＹ方向モータはスライドレール７を左ガイドレール２および右ガイドレール３の双方に沿って前後方向へ移動操作するものであり、サーボモータから構成されている。このＹ方向モータはマイクロコンピュータを主体に構成された制御回路８（図２参照）に接続されている。この制御回路８はＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭを有するものであり、Ｙ方向モータの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいてスライドレール７を前後方向に位置制御する。この制御回路８は比較手段と電圧制御手段とモータ制御手段のそれぞれに相当するものである。
【０００９】
スライドレール７には、図１に示すように、複数の液晶吐出装置９のそれぞれが左右方向へ直線的にスライド可能に装着されており、複数の液晶吐出装置９のそれぞれはＸ駆動機構を介してＸ方向モータの回転軸に連結されている。これら複数のＸ方向モータのそれぞれは液晶吐出装置９をスライドレール７に沿って左右方向へ移動操作するものであり、サーボモータから構成されている。これら複数のＸ方向モータのそれぞれは制御回路８に接続されており、制御回路８は複数のＸ方向モータのそれぞれの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいて複数の液晶吐出装置９のそれぞれを左右方向に位置制御し、Ｙ方向モータの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいて複数の液晶吐出装置９をまとめて前後方向に位置制御する。
【００１０】
複数の液晶吐出装置９のそれぞれは圧電素子１０（図２参照）を駆動源として液晶を吐出するものであり、複数の圧電素子１０のそれぞれは、図２に示すように、電源回路１１に接続されている。これら複数の電源回路１１のそれぞれは圧電素子１０に駆動電圧を印加するものであり、制御回路８は複数の電源回路１１のそれぞれを駆動制御しながら複数の液晶吐出装置９のそれぞれを位置制御することに基づいてＣＦ基板５の複数のセル領域６内のそれぞれに液晶を複数列複数段に塗布する。このＣＦ基板５は別の基板に相当するＴＦＴ基板が接合されるものであり、ＣＦ基板５の複数のセル領域６内のそれぞれに塗布された液晶はＣＦ基板５およびＴＦＴ基板が相互に接合されることに基づいてセル領域６内に封入される。このＴＦＴ基板は複数のＴＦＴアレイが形成されたものである。これら複数のＴＦＴアレイのそれぞれはＣＦ基板５およびＴＦＴ基板が相互に接合されることに基づいてセル領域６に対向するものであり、液晶パネルはＣＦ基板５およびＴＦＴ基板を相互に接合した状態で両者を複数のセル領域６のそれぞれで切断することに基づいて製造される。以下、液晶吐出装置９の詳細構成について説明する。
【００１１】
ノズルプレート１２には、図２に示すように、圧力室１３と吐出口１４と液晶通路１５のそれぞれが形成されている。圧力室１３は上面および下面のそれぞれが開口する空間状をなすものであり、圧力室１３の水平方向の断面は上から下に向けて直径寸法が小さくなる円形状に設定されている。吐出口１４は上面および下面のそれぞれが開口する通路状をなすものである。この吐出口１４の水平方向の断面は上下方向の全域で直径寸法が一定な円形状に設定されており、吐出口１４の上端部は圧力室１３の下端部に接続されている。液晶通路１５は上面が開口する溝状をなすものであり、液晶通路１５の一端部は圧力室１３に接続されている。
【００１２】
ノズルプレート１２の上面には、図２に示すように、ダイヤフラム１６が固定されている。このダイヤフラム１６は圧力を受けて弾性的に変形するゴム等のフィルムからなるものであり、圧力室１３の上面および液晶通路１５の上面のそれぞれはダイヤフラム１６によって閉鎖されている。ノズルプレート１２にはダイヤフラム１６の上からベースプレート１７が固定されている。このベースプレート１７にはシリンダ台１８が固定されており、ダイヤフラム１６にはシリンダ台１８の下方に位置して開口部１９が形成されている。このシリンダ台１８は上面および下面のそれぞれが開口する通路状の液晶注入口２０を有するものであり、液晶注入口２０の下面はダイヤフラム１６の開口部１９を通して液晶通路１５に接続されている。
【００１３】
シリンダ台１８には、図２に示すように、シリンダチューブ２１が固定されている。このシリンダチューブ２１は上下方向へ延びる円筒状をなすものであり、液晶供給口２２および液晶室２３を有している。液晶供給口２２は上面および下面のそれぞれが開口する通路状をなすものであり、シリンダ台１８の液晶注入口２０に接続されている。これら液晶注入口２０および液晶供給口２２のそれぞれは水平方向の断面が円形状をなすものであり、液晶供給口２２の直径寸法は液晶注入口２０の直径寸法に比べて大きく設定されている。液晶室２３は液晶注入口２０および液晶供給口２２のそれぞれに比べて直径寸法が大きな空間部を称するものであり、液晶室２３には液晶タンクが接続されている。この液晶タンクは液晶が貯留されたものであり、液晶室２３の内部には液晶タンクから液晶が補充される。
【００１４】
シリンダチューブ２１の液晶室２３内には、図２に示すように、円柱状のピストン２４が挿入されており、液晶室２３内にはピストン２４の上方に位置して空間状の加圧室２５が形成されている。このピストン２４の外周面は液晶室２３の壁面に面接触しており、ピストン２４はピストン２４の外周面が液晶室２３の壁面に案内されることに基づいて上下方向へスライド可能にされている。シリンダチューブ２１にはキャップ２６が装着されている。このキャップ２６はシリンダチューブ２１の上面を気密状態に塞ぐものであり、キャップ２６には円筒状のジョイント２７が固定されている。このジョイント２７には空気通路に相当するエアパイプ２８の出口が接続されており、エアパイプ２８の入口にはエアポンプ２９の吐出口３０が接続されている。このエアポンプ２９はポンプモータを駆動源として吸込口３１から空気を吸引して吐出口３０から吐出するものであり、ポンプモータは一定方向へ一定速度で回転することに基づいて吐出口３０から一定流量で空気を吐出する。
【００１５】
エアパイプ２８には、図２に示すように、電磁制御弁３２が介在されている。この電磁制御弁３２は電磁式のアクチュエータを有するものであり、電磁制御弁３２の弁の開放度合はアクチュエータによって電気的に制御される。この電磁制御弁３２はエアポンプ２９の吐出口３０から加圧室２５内に注入される空気の流量を弁の開放度合に応じて調整することに基づいて加圧室２５内の圧力を予め決められた一定値にコントロールするものであり、液晶室２３内の液晶は加圧室２５内の圧力で液晶供給口２２と液晶注入口２０と液晶通路１５のそれぞれを順に通して圧力室１３内に供給される。これらエアポンプ２９および電磁制御弁３２は加圧室２５内の圧力が一定になるように加圧室２５内にエアパイプ２８を通して空気を供給する圧力調整機構を構成するものである。
【００１６】
ベースプレート１７には、図２に示すように、サポート３３が固定されている。このサポート３３は上下方向へ延びる柱状をなすものであり、サポート３３の上端部には円筒状のブラケット３４が固定されている。このブラケット３４の内周面には圧電素子１０が固定されている。この圧電素子１０は水平な金属板および金属板の一面に接合された素子本体を有するものであり、素子本体は圧電セラミックスの両面のそれぞれに電極を接続することから構成されている。この素子本体は直流の駆動電圧が印加されることに基づいて水平な自然状態から縮小または伸長するものであり、素子本体が縮小または伸長したときには金属板が水平な自然状態から下方へ突出するように振動する。この素子本体は素子本体に印加される駆動電圧が大きくなることに応じて縮小度合または伸長が高まるものであり、金属板の下方への振幅は駆動電圧が大きくなることに応じて大きくなる。
【００１７】
ベースプレート１７には、図２に示すように、圧力室１３の上方に位置して円形状の開口部３５が形成されており、開口部３５内には円柱状をなす樹脂製のプッシャ３６が挿入されている。このプッシャ３６の上端部は圧電素子１０の金属板に接合され、プッシャ３６の下端部はダイヤフラム１６に接合されており、圧電素子１０の金属板が下方へ振動したときにはプッシャ３６が下降することに基づいてダイヤフラム１６を下方へ弾性的に押圧し、圧力室１３の容積はダイヤフラム１６が下方へ押圧されることに応じて小さくなり、圧力室１３内の圧力は圧力室１３の容積が小さくなることに応じて高まる。
【００１８】
圧電素子１０には、図２に示すように、電源回路１１が接続されている。この電源回路１１は、図３に示すように、圧電素子１０の素子本体に駆動電圧を一定の時間的な周期Ｔで印加するものであり、周期Ｔには引込み期間Ｔｂと吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗが設定されている。これら引込み期間Ｔｂ〜待機期間Ｔｗのそれぞれは固定的な長さに設定されたものであり、引込み期間Ｔｂを除く残りの吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗのそれぞれでは相互に異なる大きさの駆動電圧が圧電素子１０の素子本体に印加される。
【００１９】
引込み期間Ｔｂは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を引込み値Ｖｂ（＝０Ｖ）に設定する期間であり、引込み期間Ｔｂでは圧電素子１０からプッシャ３６に下方への押圧力および上方への引張力のそれぞれが作用することなくプッシャ３６がダイヤフラム１６を介して圧力室１３内の圧力に応じた高さに移動する。この引込み期間Ｔｂでは圧力室１３内および吐出口１４内のそれぞれに液晶が充填されており、圧力室１３内の圧力は、図４の（ａ）に示すように、吐出口１４の下面からΔＨだけ高い位置まで液晶が充填される大きさに設定されている。
【００２０】
吐出期間Ｔｄは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を吐出値Ｖｄに設定する期間である。この吐出期間Ｔｄでは圧電素子１０の金属板が吐出値Ｖｄに応じて下方へ振動することに基づいてプッシャ３６が吐出値Ｖｄに応じた位置に下降し、図４の（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１６がプッシャ３６によって下方へ押圧されることに基づいて圧力室１３内の液晶および吐出口１４内の液晶のそれぞれが吐出口１４から下方へ吐出される。補充期間Ｔｓは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を吐出値Ｖｄから時間の経過に比例して小さくし、プッシャ３６を上昇操作する期間であり、吐出口１４は、図４の（ｃ）に示すように、吐出期間Ｔｄから補充期間Ｔｓに移行することに基づいて液晶の吐出を停止する。この補充期間Ｔｓではプッシャ３６からダイヤフラム１６に作用する押圧力が時間の経過に比例して小さくなり、ダイヤフラム１６が時間の経過に比例して弾性復帰することに応じて圧力室１３の容積が大きくなるので、液晶室２３内の液晶が加圧室２５内の圧力で圧力室１３内に補充される。図４の（ｄ）は補充期間Ｔｓでの液晶の補充状態を示すものであり、液晶の補充中には液晶が粘性で吐出口１４の下面から下方へ膨らむように突出する。
【００２１】
待機期間Ｔｗは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を補充期間Ｔｓが終了したときの大きさである待機値Ｖｗに設定する期間であり、待機期間Ｔｗでは補充期間Ｔｓが終了したときの高さにプッシャ３６が停止する。この待機期間Ｔｗでは、図４の（ｄ）に示すように、液晶が粘性で吐出口１４の下面から下方へ膨らむように突出しており、次の周期の引込み期間Ｔｂで圧電素子１０の駆動電圧が待機値Ｖｗから引込み値Ｖｂ（＝０Ｖ）に瞬時に下降したときには、図４の（ａ）に示すように、吐出口１４の下面からΔＨだけ高い位置に液晶が引込まれる。
【００２２】
圧電素子１０および電源回路１１相互間の給電路には、図２に示すように、スイッチング素子に相当するトランジスタ３７が介在されている。このトランジスタ３７は給電路を閉成するオン状態および給電路を開放するオフ状態相互間で切換えられるものであり、圧電素子１０にはトランジスタ３７のオン状態で電源回路１１から駆動電圧が印加され、トランジスタ３７のオフ状態で駆動電圧が遮断される。このトランジスタ３７は制御回路８に接続されており、制御回路８はトランジスタ３７をオンオフすることに基づいて圧電素子１０を運転状態および停止状態相互間で制御する。
【００２３】
制御回路８には、図２に示すように、圧力検出器に相当する電圧検出器３８が接続されている。この電圧検出器３８は圧電素子１０の素子本体の端子間電圧に応じたレベルの電圧信号Ｓを出力するものであり、制御回路８は電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓの大きさに応じて電源回路１１を制御し、圧電素子１０の駆動電圧の大きさを調整する。電源回路１１はＤＣ−ＤＣコンバータを有するものであり、圧電素子１０の駆動電圧の大きさはＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子のオン時間を制御することで調整される。電圧検出器３８は圧電素子１０に発生する逆起電力の電圧の大きさを検出するものであり、電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓは圧力室１３内の圧力の大きさに応じた圧力信号に相当する。
【００２４】
図５は制御回路８のＲＯＭに予め記録された運転制御プログラムを説明するためのフローチャートであり、以下、制御回路８の処理内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。制御回路８のＣＰＵはステップＳ１の初期設定処理で引込み期間Ｔｂと吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗと吐出電圧ＶｄのそれぞれをＲＯＭに予め記録された標準値に設定し、ステップＳ２でタイマＴを「０」にリセットする。このタイマＴはＣＰＵが予め決められた一定の時間間隔でタイマ割込み処理を起動し、タイマ割込み処理を起動する毎に予め決められた単位値だけ加算するものであり、ＣＰＵはステップＳ２でタイマＴをリセットしたときにはステップＳ３へ移行し、電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓを検出する。この状態ではトランジスタ３７がオフされることに基づいて圧電素子１０の駆動電圧を「０Ｖ」に設定する引込み期間Ｔｂが開始されており、電圧信号Ｓは引込み期間Ｔｂで検出される。
【００２５】
引込み期間Ｔｂで圧力室１３内に標準量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に上方への押圧力および下方への引張力のそれぞれが作用しておらず、圧力室１３内に標準量を上回る多量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に上方への押圧力が作用しており、圧力室１３内に標準量を下回る少量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に下方への引張力が作用している。従って、圧力室１３内に標準量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと同一になり、圧力室１３内に多量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより大きくなり、圧力室１３内に少量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより小さくなる。
【００２６】
ＣＰＵはステップＳ３で電圧信号Ｓを検出すると、ステップＳ４で電圧信号Ｓの検出結果をＲＯＭに予め記録された標準値Ｓｏと比較する。この標準値Ｓｏは、上述したように、圧力室１３内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力に相当するものであり、ＣＰＵはステップＳ４で電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと同一であることを判断したときにはステップＳ８へ移行し、電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと相違していることを判断したときにはステップＳ５で電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより大きいか否かを判断する。
【００２７】
ＣＰＵは圧力室１３内に多量の液晶が充填されている場合にはステップＳ５で「電圧信号Ｓ＞標準値Ｓｏ」であることを判断し、ステップＳ６で吐出電圧Ｖｄの初期設定結果を補正してステップＳ８へ移行する。この処理は電圧信号Ｓの検出結果から標準値Ｓｏを減算することに基づいて偏差ΔＳを算出し、偏差ΔＳの算出結果にＲＯＭに予め記録された定数ｋを乗算することに基づいて補正量ΔＶ（＝ｋΔＳ）を演算し、吐出電圧Ｖｄの初期設定結果から補正量ΔＶの演算結果を減算することで行われるものであり、引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量が多量である場合には吐出電圧Ｖｄが初期設定結果より小さくなるように補正される。
【００２８】
ＣＰＵは圧力室１３内に少量の液晶が充填されている場合にはステップＳ５で「電圧信号Ｓ＞標準値Ｓｏ」ではないことを判断し、ステップＳ７で吐出電圧Ｖｄの初期設定結果を補正してステップＳ８へ移行する。この処理は標準値Ｓｏから電圧信号Ｓの検出結果を減算することに基づいて偏差ΔＳを算出し、偏差ΔＳの算出結果に定数ｋを乗算することに基づいて補正量ΔＶ（＝ｋΔＳ）を演算し、吐出電圧Ｖｄの初期設定結果に補正量ΔＶの演算結果を加算することで行われるものであり、引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量が少量である場合には吐出電圧Ｖｄが初期設定結果より大きくなるように補正される。
【００２９】
ＣＰＵはステップＳ８へ移行すると、タイマＴの加算結果を引込み期間Ｔｂの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｂ」を判断したときにはステップＳ９へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１０でトランジスタ３７をオンし、ステップＳ１１の吐出処理で圧電素子１０に吐出電圧Ｖｄの設定結果に応じた大きさの駆動電圧が印加されるように電源回路１１を駆動制御する。この吐出電圧Ｖｄは直前の引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量に応じて設定されたものであり、液晶の充填量が標準値であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に設定され、液晶の充填量が多量であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に比べて小さく設定され、液晶の充填量が少量であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に比べて大きく設定される。即ち、ステップＳ１１の吐出処理ではプッシャ３６が液晶の現在の充填量に応じた高さまで下降操作されることに基づいて圧力室１３内の液晶の現在の充填量に拘らず吐出口１４から予め決められた一定量の液晶が吐出される。
【００３０】
ＣＰＵはステップＳ１２へ移行すると、タイマＴの加算結果を吐出期間Ｔｄの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｄ」を判断したときにはステップＳ１３へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１４の補充処理へ移行し、圧電素子１０に印加される駆動電圧が予め決められた傾き（ボルト／時間）で低下するように電源回路１１を駆動制御する。この補充処理では圧電素子１０の駆動電圧が予め決められた傾きで低下することに応じてプッシャ３６が上昇し、液晶室２３内の液晶が加圧室２５内の圧力で圧力室１３内に補充される。
【００３１】
ＣＰＵはステップＳ１５へ移行すると、タイマＴの加算結果を補充期間Ｔｓの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｓ」を判断したときにはステップＳ１６へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１７の待機処理へ移行し、圧電素子１０に印加される駆動電圧が補充期間Ｔｓが終了した時点での値となるように電源回路１１を駆動制御する。即ち、待機電圧Ｖｗは吐出電圧Ｖｄの大きさに応じて変化する。
【００３２】
ＣＰＵはステップＳ１８へ移行すると、タイマＴの加算結果を待機期間Ｔｗの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｗ」を判断したときにはステップＳ１９へ移行し、トランジスタ３７をオフすることに基づいて圧電素子１０の駆動電圧を「０Ｖ」に設定する。そして、ステップＳ２に復帰し、ステップＳ２〜ステップＳ１９を繰返す。
【００３３】
上記実施例１によれば次の効果を奏する。
液晶室２３内から圧力室１３内に液晶が補充された後から圧力室１３内の液晶が吐出口１４から吐出される前までの引込み期間Ｔｂで電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓを検出し、電圧信号Ｓの検出結果を標準値Ｓｏと比較した。この比較結果に応じてプッシャ３６を下降操作するための吐出電圧Ｖｄの大きさを補正し、吐出期間Ｔｄで電源回路１１から圧電素子１０に印加される吐出電圧Ｖｄの大きさを補正結果に応じて制御した。このため、吐出期間Ｔｄでプッシャ３６から圧力室１３内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室１３の吐出口１４から目標量の液晶を安定的に吐出することができる。
【００３４】
圧力室１３内の圧力として圧電素子１０に発生する逆起電力の電圧を電圧検出器３８によって検出した。このため、圧力室１３内の圧力を簡素な構成で検出することができるので、部品点数が削減される。加圧室２５内の圧力が一定になるようにエアポンプ２９から電磁制御弁３２を通して加圧室２５内に空気を供給した。このため、圧力室１３の吐出口１４から液晶を吐出するための吐出条件の再現性が高められるので、圧力室１３の吐出口１４から吐出される液晶の吐出量が一層高精度にコントロールされる。
［実施例２］
シリンダチューブ２１の上端部には、図６に示すように、モータ４１が固定されている。このモータ４１はステッピングモータからなるものであり、モータ４１の回転軸には上下方向へ延びるボールネジ４２が連結されている。このボールネジ４２はシリンダチューブ２１内に挿入されたものであり、モータ４１の回転軸が回転することに基づいて軸心線ＣＬを中心に回転する。このボールネジ４２にはピストン２４が螺合されており、ピストン２４はモータ４１の回転軸が正方向へ回転することに基づいてボールネジ４２に沿って下降し、液晶室２３内の液晶に圧力を加える。このモータ４１は制御回路８に接続されており、制御回路８はピストン２４の移動量が予め決められた単位値となるようにモータ４１の回転量を制御することに基づいてピストン２４から液晶室２３内に液晶に加わる圧力を予め決められた一定値にコントロールする。
【００３５】
上記実施例２によれば次の効果を奏する。
ピストン２４から液晶室２３内の液晶に加わる圧力が一定になるようにモータ４１の回転量を制御した。このため、圧力室１３の吐出口１４から液晶を吐出するための吐出条件の再現性が高められるので、圧力室１３の吐出口１４から吐出される液晶の吐出量が一層高精度にコントロールされる。
【００３６】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、図５のステップＳ１４の補充処理で圧電素子１０の駆動電圧を吐出電圧Ｖｄの設定結果から固定的な待機電圧Ｖｗまで固定的な傾きで低下させる構成としても良い。即ち、補充期間Ｔｓの長さを吐出電圧Ｖｄの補正結果に応じて変化させる構成としても良い。
【００３７】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、圧力室１３内に標準値を上回る多量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓが標準値Ｓｏより小さくなり、圧力室１３内に標準値を下回る少量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓが標準値Ｓｏより大きくなるように設定しても良い。
【００３８】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、制御回路８のＲＯＭに吐出電圧Ｖｄおよび電圧信号Ｓの相関関係を特定するためのテーブルデータを予め記録しておき、図５のステップＳ６およびステップＳ７のそれぞれで電圧信号Ｓの検出結果に応じた吐出電圧ＶｄをＲＯＭのテーブルデータから選択する構成としても良い。
【００３９】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、圧電素子１０および電源回路１１相互間の給電路にトランジスタ３７に換えてリレーを介在しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１を示す図（液晶パネルの製造装置を示す図）
【図２】液晶吐出装置を示す図
【図３】電源回路から圧電素子に印加される駆動電圧の波形を示す図
【図４】吐出口から液晶が吐出する様子を示す図
【図５】制御回路の処理内容を示すフローチャート
【図６】本発明の実施例２を示す図２相当図
【符号の説明】
【００４１】
５はＣＦ基板（基板）、８は制御回路（比較手段、電圧制御手段、モータ制御手段）、９は液晶吐出装置、１０は圧電素子、１１は電源回路、１３は圧力室、１４は吐出口、１５は液晶通路、１６はダイヤフラム、２１はシリンダチューブ、２３は液晶室、２４はピストン、２５は加圧室、２８はエアパイプ（空気通路）、３６はプッシャ、３８は電圧検出器（圧力検出器）、４１はモータを示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネルの基板に液晶を吐出する液晶吐出装置および液晶吐出装置を使用した液晶パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液晶吐出装置にはシリンダチューブの内周面に沿ってピストンを移動操作することに基づいてシリンダチューブ内の液晶を加圧し、シリンダチューブのノズルに液晶の滴を形成する構成のものがある。このピストンはボールネジに螺合されたものであり、ボールネジをステッピングモータによって回転操作することに基づいて移動操作される。この従来の液晶吐出装置の場合にはシリンダチューブに圧電素子が固定されており、圧電素子からシリンダチューブに振動を加えることに基づいて液晶の滴をノズルから切り離し、ノズルの下方の基板上に落下させることに基づいて基板に液晶を塗布している。
【特許文献１】特開２００３−５７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の液晶吐出装置ではピストンの移動量が予め決められた単位値となるようにステッピングモータの回転量を制御することに基づいて液晶の滴の体積をコントロールしているので、ピストンからシリンダチューブ内の液晶に加わる圧力が設定値に対してばらついてしまう。このため、液晶の滴の体積が一定にならないので、目標量の液晶を安定的に吐出することができない。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は目標量の液晶を安定的に吐出することができる液晶吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の液晶吐出装置は、一面が開口する空間状をなすものであって液晶が充填された圧力室と、前記圧力室に接続されたものであって前記圧力室の内部に充填された液晶を前記圧力室の外部に吐出するための吐出口と、前記圧力室の一面を塞ぐものであって圧力を受けることに基づいて弾性的に変形するダイヤフラムと、前記圧力室に液晶通路を介して接続されたものであって前記圧力室の内部に補充する液晶が貯留された液晶室と、前記ダイヤフラムを前記圧力室の一面で前記圧力室の外部から内部に向けて押圧することに基づいて前記圧力室内を加圧するプッシャと、前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動操作することに基づいて前記圧力室の内部に充填された液晶を前記プッシャの加圧力で前記吐出口から前記圧力室の外部に吐出するものであって前記プッシャを前記圧力室の内部から外部に向けて復動操作することに基づいて前記ダイヤフラムを弾性復帰させると共に前記液晶室内の液晶を前記液晶室内から前記液晶通路を通して前記圧力室内に補充する圧電素子と、前記プッシャが前記圧力室の外部から内部に向けて往動した後に前記圧力室の内部から外部に向けて復動するように前記圧電素子に駆動電圧を印加する電源回路と、前記圧力室内の圧力の大きさに応じた圧力信号を出力する圧力検出器と、前記液晶室内から前記圧力室内に液晶が補充された後から前記圧力室内の液晶が前記吐出口から吐出される前までの期間内で前記圧力検出器から出力される圧力信号を検出し圧力信号の検出結果を前記圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力である標準値と比較する比較手段と、前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動させるための駆動電圧の大きさを前記比較手段の比較結果に応じて補正し前記電源回路から前記圧電素子に印加される駆動電圧の大きさを補正結果に応じて制御する電圧制御手段を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
電源回路から圧電素子に駆動電圧が印加されたときにはプッシャが圧力室の外部から内部に向けて往動した後に圧力室の内部から外部に向けて復動する。このプッシャの往動時にはダイヤフラムが圧力室の外部から内部に向けて押圧されることに基づいて圧力室内が加圧され、圧力室の内部に充填された液晶がプッシャの加圧力で圧力室の吐出口から圧力室の外部に吐出される。このプッシャの往動時にはダイヤフラムが弾性復帰し、液晶室内の液晶が液晶通路を通して圧力室内に補充される。この圧力室内に液晶が補充されたときには圧力検出器から出力される圧力信号が標準値と比較される。この標準値は圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力に相当するものであり、圧力信号が標準値と比較されたときには駆動電圧の大きさが両者の比較結果に応じて補正される。この駆動電圧はプッシャの往復方向の移動量に相当するものであり、駆動電圧が補正されたときには電源回路から圧電素子に印加される駆動電圧の大きさが補正結果に応じて制御される。このため、プッシャから圧力室内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室の吐出口から目標量の液晶が安定的に吐出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［実施例１］
ベース１は、図１に示すように、左右方向へ直線的に延びるものであり、ベース１の左端部には左ガイドレール２が固定され、ベース１の右端部には右ガイドレール３が固定されている。これら左ガイドレール２および右ガイドレール３のそれぞれは前後方向へ直線的に延びるものであり、ベース１と左ガイドレール２と右ガイドレール３相互間には空間状の作業領域４が形成されている。この作業領域４は基板に相当するＣＦ基板５がセットされるものである。このＣＦ基板５は赤青緑の３原色のカラーフィルターが規則的に配列されたものであり、ＣＦ基板５には複数のセル領域６が形成されている。これら複数のセル領域６のそれぞれは紫外光硬化型の接着剤材料をＣＦ基板５にスクリーン印刷することから構成されたものであり、複数のセル領域６のそれぞれには液晶が左右方向に複数列および前後方向に複数段に塗布される。
【０００８】
左ガイドレール２には、図１に示すように、スライドレール７の左端部が前後方向へ直線的にスライド可能に装着され、右ガイドレール３にはスライドレール７の右端部が前後方向へ直線的にスライド可能に装着されている。このスライドレール７は左右方向へ直線的に延びるものであり、Ｙ駆動機構を介してＹ方向モータの回転軸に連結されている。このＹ方向モータはスライドレール７を左ガイドレール２および右ガイドレール３の双方に沿って前後方向へ移動操作するものであり、サーボモータから構成されている。このＹ方向モータはマイクロコンピュータを主体に構成された制御回路８（図２参照）に接続されている。この制御回路８はＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭを有するものであり、Ｙ方向モータの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいてスライドレール７を前後方向に位置制御する。この制御回路８は比較手段と電圧制御手段とモータ制御手段のそれぞれに相当するものである。
【０００９】
スライドレール７には、図１に示すように、複数の液晶吐出装置９のそれぞれが左右方向へ直線的にスライド可能に装着されており、複数の液晶吐出装置９のそれぞれはＸ駆動機構を介してＸ方向モータの回転軸に連結されている。これら複数のＸ方向モータのそれぞれは液晶吐出装置９をスライドレール７に沿って左右方向へ移動操作するものであり、サーボモータから構成されている。これら複数のＸ方向モータのそれぞれは制御回路８に接続されており、制御回路８は複数のＸ方向モータのそれぞれの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいて複数の液晶吐出装置９のそれぞれを左右方向に位置制御し、Ｙ方向モータの回転量を正方向および逆方向のそれぞれに制御することに基づいて複数の液晶吐出装置９をまとめて前後方向に位置制御する。
【００１０】
複数の液晶吐出装置９のそれぞれは圧電素子１０（図２参照）を駆動源として液晶を吐出するものであり、複数の圧電素子１０のそれぞれは、図２に示すように、電源回路１１に接続されている。これら複数の電源回路１１のそれぞれは圧電素子１０に駆動電圧を印加するものであり、制御回路８は複数の電源回路１１のそれぞれを駆動制御しながら複数の液晶吐出装置９のそれぞれを位置制御することに基づいてＣＦ基板５の複数のセル領域６内のそれぞれに液晶を複数列複数段に塗布する。このＣＦ基板５は別の基板に相当するＴＦＴ基板が接合されるものであり、ＣＦ基板５の複数のセル領域６内のそれぞれに塗布された液晶はＣＦ基板５およびＴＦＴ基板が相互に接合されることに基づいてセル領域６内に封入される。このＴＦＴ基板は複数のＴＦＴアレイが形成されたものである。これら複数のＴＦＴアレイのそれぞれはＣＦ基板５およびＴＦＴ基板が相互に接合されることに基づいてセル領域６に対向するものであり、液晶パネルはＣＦ基板５およびＴＦＴ基板を相互に接合した状態で両者を複数のセル領域６のそれぞれで切断することに基づいて製造される。以下、液晶吐出装置９の詳細構成について説明する。
【００１１】
ノズルプレート１２には、図２に示すように、圧力室１３と吐出口１４と液晶通路１５のそれぞれが形成されている。圧力室１３は上面および下面のそれぞれが開口する空間状をなすものであり、圧力室１３の水平方向の断面は上から下に向けて直径寸法が小さくなる円形状に設定されている。吐出口１４は上面および下面のそれぞれが開口する通路状をなすものである。この吐出口１４の水平方向の断面は上下方向の全域で直径寸法が一定な円形状に設定されており、吐出口１４の上端部は圧力室１３の下端部に接続されている。液晶通路１５は上面が開口する溝状をなすものであり、液晶通路１５の一端部は圧力室１３に接続されている。
【００１２】
ノズルプレート１２の上面には、図２に示すように、ダイヤフラム１６が固定されている。このダイヤフラム１６は圧力を受けて弾性的に変形するゴム等のフィルムからなるものであり、圧力室１３の上面および液晶通路１５の上面のそれぞれはダイヤフラム１６によって閉鎖されている。ノズルプレート１２にはダイヤフラム１６の上からベースプレート１７が固定されている。このベースプレート１７にはシリンダ台１８が固定されており、ダイヤフラム１６にはシリンダ台１８の下方に位置して開口部１９が形成されている。このシリンダ台１８は上面および下面のそれぞれが開口する通路状の液晶注入口２０を有するものであり、液晶注入口２０の下面はダイヤフラム１６の開口部１９を通して液晶通路１５に接続されている。
【００１３】
シリンダ台１８には、図２に示すように、シリンダチューブ２１が固定されている。このシリンダチューブ２１は上下方向へ延びる円筒状をなすものであり、液晶供給口２２および液晶室２３を有している。液晶供給口２２は上面および下面のそれぞれが開口する通路状をなすものであり、シリンダ台１８の液晶注入口２０に接続されている。これら液晶注入口２０および液晶供給口２２のそれぞれは水平方向の断面が円形状をなすものであり、液晶供給口２２の直径寸法は液晶注入口２０の直径寸法に比べて大きく設定されている。液晶室２３は液晶注入口２０および液晶供給口２２のそれぞれに比べて直径寸法が大きな空間部を称するものであり、液晶室２３には液晶タンクが接続されている。この液晶タンクは液晶が貯留されたものであり、液晶室２３の内部には液晶タンクから液晶が補充される。
【００１４】
シリンダチューブ２１の液晶室２３内には、図２に示すように、円柱状のピストン２４が挿入されており、液晶室２３内にはピストン２４の上方に位置して空間状の加圧室２５が形成されている。このピストン２４の外周面は液晶室２３の壁面に面接触しており、ピストン２４はピストン２４の外周面が液晶室２３の壁面に案内されることに基づいて上下方向へスライド可能にされている。シリンダチューブ２１にはキャップ２６が装着されている。このキャップ２６はシリンダチューブ２１の上面を気密状態に塞ぐものであり、キャップ２６には円筒状のジョイント２７が固定されている。このジョイント２７には空気通路に相当するエアパイプ２８の出口が接続されており、エアパイプ２８の入口にはエアポンプ２９の吐出口３０が接続されている。このエアポンプ２９はポンプモータを駆動源として吸込口３１から空気を吸引して吐出口３０から吐出するものであり、ポンプモータは一定方向へ一定速度で回転することに基づいて吐出口３０から一定流量で空気を吐出する。
【００１５】
エアパイプ２８には、図２に示すように、電磁制御弁３２が介在されている。この電磁制御弁３２は電磁式のアクチュエータを有するものであり、電磁制御弁３２の弁の開放度合はアクチュエータによって電気的に制御される。この電磁制御弁３２はエアポンプ２９の吐出口３０から加圧室２５内に注入される空気の流量を弁の開放度合に応じて調整することに基づいて加圧室２５内の圧力を予め決められた一定値にコントロールするものであり、液晶室２３内の液晶は加圧室２５内の圧力で液晶供給口２２と液晶注入口２０と液晶通路１５のそれぞれを順に通して圧力室１３内に供給される。これらエアポンプ２９および電磁制御弁３２は加圧室２５内の圧力が一定になるように加圧室２５内にエアパイプ２８を通して空気を供給する圧力調整機構を構成するものである。
【００１６】
ベースプレート１７には、図２に示すように、サポート３３が固定されている。このサポート３３は上下方向へ延びる柱状をなすものであり、サポート３３の上端部には円筒状のブラケット３４が固定されている。このブラケット３４の内周面には圧電素子１０が固定されている。この圧電素子１０は水平な金属板および金属板の一面に接合された素子本体を有するものであり、素子本体は圧電セラミックスの両面のそれぞれに電極を接続することから構成されている。この素子本体は直流の駆動電圧が印加されることに基づいて水平な自然状態から縮小または伸長するものであり、素子本体が縮小または伸長したときには金属板が水平な自然状態から下方へ突出するように振動する。この素子本体は素子本体に印加される駆動電圧が大きくなることに応じて縮小度合または伸長が高まるものであり、金属板の下方への振幅は駆動電圧が大きくなることに応じて大きくなる。
【００１７】
ベースプレート１７には、図２に示すように、圧力室１３の上方に位置して円形状の開口部３５が形成されており、開口部３５内には円柱状をなす樹脂製のプッシャ３６が挿入されている。このプッシャ３６の上端部は圧電素子１０の金属板に接合され、プッシャ３６の下端部はダイヤフラム１６に接合されており、圧電素子１０の金属板が下方へ振動したときにはプッシャ３６が下降することに基づいてダイヤフラム１６を下方へ弾性的に押圧し、圧力室１３の容積はダイヤフラム１６が下方へ押圧されることに応じて小さくなり、圧力室１３内の圧力は圧力室１３の容積が小さくなることに応じて高まる。
【００１８】
圧電素子１０には、図２に示すように、電源回路１１が接続されている。この電源回路１１は、図３に示すように、圧電素子１０の素子本体に駆動電圧を一定の時間的な周期Ｔで印加するものであり、周期Ｔには引込み期間Ｔｂと吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗが設定されている。これら引込み期間Ｔｂ〜待機期間Ｔｗのそれぞれは固定的な長さに設定されたものであり、引込み期間Ｔｂを除く残りの吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗのそれぞれでは相互に異なる大きさの駆動電圧が圧電素子１０の素子本体に印加される。
【００１９】
引込み期間Ｔｂは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を引込み値Ｖｂ（＝０Ｖ）に設定する期間であり、引込み期間Ｔｂでは圧電素子１０からプッシャ３６に下方への押圧力および上方への引張力のそれぞれが作用することなくプッシャ３６がダイヤフラム１６を介して圧力室１３内の圧力に応じた高さに移動する。この引込み期間Ｔｂでは圧力室１３内および吐出口１４内のそれぞれに液晶が充填されており、圧力室１３内の圧力は、図４の（ａ）に示すように、吐出口１４の下面からΔＨだけ高い位置まで液晶が充填される大きさに設定されている。
【００２０】
吐出期間Ｔｄは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を吐出値Ｖｄに設定する期間である。この吐出期間Ｔｄでは圧電素子１０の金属板が吐出値Ｖｄに応じて下方へ振動することに基づいてプッシャ３６が吐出値Ｖｄに応じた位置に下降し、図４の（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１６がプッシャ３６によって下方へ押圧されることに基づいて圧力室１３内の液晶および吐出口１４内の液晶のそれぞれが吐出口１４から下方へ吐出される。補充期間Ｔｓは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を吐出値Ｖｄから時間の経過に比例して小さくし、プッシャ３６を上昇操作する期間であり、吐出口１４は、図４の（ｃ）に示すように、吐出期間Ｔｄから補充期間Ｔｓに移行することに基づいて液晶の吐出を停止する。この補充期間Ｔｓではプッシャ３６からダイヤフラム１６に作用する押圧力が時間の経過に比例して小さくなり、ダイヤフラム１６が時間の経過に比例して弾性復帰することに応じて圧力室１３の容積が大きくなるので、液晶室２３内の液晶が加圧室２５内の圧力で圧力室１３内に補充される。図４の（ｄ）は補充期間Ｔｓでの液晶の補充状態を示すものであり、液晶の補充中には液晶が粘性で吐出口１４の下面から下方へ膨らむように突出する。
【００２１】
待機期間Ｔｗは、図３に示すように、圧電素子１０の駆動電圧を補充期間Ｔｓが終了したときの大きさである待機値Ｖｗに設定する期間であり、待機期間Ｔｗでは補充期間Ｔｓが終了したときの高さにプッシャ３６が停止する。この待機期間Ｔｗでは、図４の（ｄ）に示すように、液晶が粘性で吐出口１４の下面から下方へ膨らむように突出しており、次の周期の引込み期間Ｔｂで圧電素子１０の駆動電圧が待機値Ｖｗから引込み値Ｖｂ（＝０Ｖ）に瞬時に下降したときには、図４の（ａ）に示すように、吐出口１４の下面からΔＨだけ高い位置に液晶が引込まれる。
【００２２】
圧電素子１０および電源回路１１相互間の給電路には、図２に示すように、スイッチング素子に相当するトランジスタ３７が介在されている。このトランジスタ３７は給電路を閉成するオン状態および給電路を開放するオフ状態相互間で切換えられるものであり、圧電素子１０にはトランジスタ３７のオン状態で電源回路１１から駆動電圧が印加され、トランジスタ３７のオフ状態で駆動電圧が遮断される。このトランジスタ３７は制御回路８に接続されており、制御回路８はトランジスタ３７をオンオフすることに基づいて圧電素子１０を運転状態および停止状態相互間で制御する。
【００２３】
制御回路８には、図２に示すように、圧力検出器に相当する電圧検出器３８が接続されている。この電圧検出器３８は圧電素子１０の素子本体の端子間電圧に応じたレベルの電圧信号Ｓを出力するものであり、制御回路８は電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓの大きさに応じて電源回路１１を制御し、圧電素子１０の駆動電圧の大きさを調整する。電源回路１１はＤＣ−ＤＣコンバータを有するものであり、圧電素子１０の駆動電圧の大きさはＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子のオン時間を制御することで調整される。電圧検出器３８は圧電素子１０に発生する逆起電力の電圧の大きさを検出するものであり、電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓは圧力室１３内の圧力の大きさに応じた圧力信号に相当する。
【００２４】
図５は制御回路８のＲＯＭに予め記録された運転制御プログラムを説明するためのフローチャートであり、以下、制御回路８の処理内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。制御回路８のＣＰＵはステップＳ１の初期設定処理で引込み期間Ｔｂと吐出期間Ｔｄと補充期間Ｔｓと待機期間Ｔｗと吐出電圧ＶｄのそれぞれをＲＯＭに予め記録された標準値に設定し、ステップＳ２でタイマＴを「０」にリセットする。このタイマＴはＣＰＵが予め決められた一定の時間間隔でタイマ割込み処理を起動し、タイマ割込み処理を起動する毎に予め決められた単位値だけ加算するものであり、ＣＰＵはステップＳ２でタイマＴをリセットしたときにはステップＳ３へ移行し、電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓを検出する。この状態ではトランジスタ３７がオフされることに基づいて圧電素子１０の駆動電圧を「０Ｖ」に設定する引込み期間Ｔｂが開始されており、電圧信号Ｓは引込み期間Ｔｂで検出される。
【００２５】
引込み期間Ｔｂで圧力室１３内に標準量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に上方への押圧力および下方への引張力のそれぞれが作用しておらず、圧力室１３内に標準量を上回る多量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に上方への押圧力が作用しており、圧力室１３内に標準量を下回る少量の液晶が充填されている場合にはダイヤフラム１６からプッシャ３６を通して圧電素子１０に下方への引張力が作用している。従って、圧力室１３内に標準量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと同一になり、圧力室１３内に多量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより大きくなり、圧力室１３内に少量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより小さくなる。
【００２６】
ＣＰＵはステップＳ３で電圧信号Ｓを検出すると、ステップＳ４で電圧信号Ｓの検出結果をＲＯＭに予め記録された標準値Ｓｏと比較する。この標準値Ｓｏは、上述したように、圧力室１３内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力に相当するものであり、ＣＰＵはステップＳ４で電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと同一であることを判断したときにはステップＳ８へ移行し、電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏと相違していることを判断したときにはステップＳ５で電圧信号Ｓの検出結果が標準値Ｓｏより大きいか否かを判断する。
【００２７】
ＣＰＵは圧力室１３内に多量の液晶が充填されている場合にはステップＳ５で「電圧信号Ｓ＞標準値Ｓｏ」であることを判断し、ステップＳ６で吐出電圧Ｖｄの初期設定結果を補正してステップＳ８へ移行する。この処理は電圧信号Ｓの検出結果から標準値Ｓｏを減算することに基づいて偏差ΔＳを算出し、偏差ΔＳの算出結果にＲＯＭに予め記録された定数ｋを乗算することに基づいて補正量ΔＶ（＝ｋΔＳ）を演算し、吐出電圧Ｖｄの初期設定結果から補正量ΔＶの演算結果を減算することで行われるものであり、引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量が多量である場合には吐出電圧Ｖｄが初期設定結果より小さくなるように補正される。
【００２８】
ＣＰＵは圧力室１３内に少量の液晶が充填されている場合にはステップＳ５で「電圧信号Ｓ＞標準値Ｓｏ」ではないことを判断し、ステップＳ７で吐出電圧Ｖｄの初期設定結果を補正してステップＳ８へ移行する。この処理は標準値Ｓｏから電圧信号Ｓの検出結果を減算することに基づいて偏差ΔＳを算出し、偏差ΔＳの算出結果に定数ｋを乗算することに基づいて補正量ΔＶ（＝ｋΔＳ）を演算し、吐出電圧Ｖｄの初期設定結果に補正量ΔＶの演算結果を加算することで行われるものであり、引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量が少量である場合には吐出電圧Ｖｄが初期設定結果より大きくなるように補正される。
【００２９】
ＣＰＵはステップＳ８へ移行すると、タイマＴの加算結果を引込み期間Ｔｂの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｂ」を判断したときにはステップＳ９へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１０でトランジスタ３７をオンし、ステップＳ１１の吐出処理で圧電素子１０に吐出電圧Ｖｄの設定結果に応じた大きさの駆動電圧が印加されるように電源回路１１を駆動制御する。この吐出電圧Ｖｄは直前の引込み期間Ｔｂでの液晶の充填量に応じて設定されたものであり、液晶の充填量が標準値であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に設定され、液晶の充填量が多量であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に比べて小さく設定され、液晶の充填量が少量であるときにはプッシャ３６の下降量が標準値に比べて大きく設定される。即ち、ステップＳ１１の吐出処理ではプッシャ３６が液晶の現在の充填量に応じた高さまで下降操作されることに基づいて圧力室１３内の液晶の現在の充填量に拘らず吐出口１４から予め決められた一定量の液晶が吐出される。
【００３０】
ＣＰＵはステップＳ１２へ移行すると、タイマＴの加算結果を吐出期間Ｔｄの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｄ」を判断したときにはステップＳ１３へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１４の補充処理へ移行し、圧電素子１０に印加される駆動電圧が予め決められた傾き（ボルト／時間）で低下するように電源回路１１を駆動制御する。この補充処理では圧電素子１０の駆動電圧が予め決められた傾きで低下することに応じてプッシャ３６が上昇し、液晶室２３内の液晶が加圧室２５内の圧力で圧力室１３内に補充される。
【００３１】
ＣＰＵはステップＳ１５へ移行すると、タイマＴの加算結果を補充期間Ｔｓの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｓ」を判断したときにはステップＳ１６へ移行し、タイマＴを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１７の待機処理へ移行し、圧電素子１０に印加される駆動電圧が補充期間Ｔｓが終了した時点での値となるように電源回路１１を駆動制御する。即ち、待機電圧Ｖｗは吐出電圧Ｖｄの大きさに応じて変化する。
【００３２】
ＣＰＵはステップＳ１８へ移行すると、タイマＴの加算結果を待機期間Ｔｗの設定結果と比較する。ここで「Ｔ＝Ｔｗ」を判断したときにはステップＳ１９へ移行し、トランジスタ３７をオフすることに基づいて圧電素子１０の駆動電圧を「０Ｖ」に設定する。そして、ステップＳ２に復帰し、ステップＳ２〜ステップＳ１９を繰返す。
【００３３】
上記実施例１によれば次の効果を奏する。
液晶室２３内から圧力室１３内に液晶が補充された後から圧力室１３内の液晶が吐出口１４から吐出される前までの引込み期間Ｔｂで電圧検出器３８から出力される電圧信号Ｓを検出し、電圧信号Ｓの検出結果を標準値Ｓｏと比較した。この比較結果に応じてプッシャ３６を下降操作するための吐出電圧Ｖｄの大きさを補正し、吐出期間Ｔｄで電源回路１１から圧電素子１０に印加される吐出電圧Ｖｄの大きさを補正結果に応じて制御した。このため、吐出期間Ｔｄでプッシャ３６から圧力室１３内の液晶に加わる圧力が液晶の現在の充填量に応じてコントロールされるので、圧力室１３の吐出口１４から目標量の液晶を安定的に吐出することができる。
【００３４】
圧力室１３内の圧力として圧電素子１０に発生する逆起電力の電圧を電圧検出器３８によって検出した。このため、圧力室１３内の圧力を簡素な構成で検出することができるので、部品点数が削減される。加圧室２５内の圧力が一定になるようにエアポンプ２９から電磁制御弁３２を通して加圧室２５内に空気を供給した。このため、圧力室１３の吐出口１４から液晶を吐出するための吐出条件の再現性が高められるので、圧力室１３の吐出口１４から吐出される液晶の吐出量が一層高精度にコントロールされる。
［実施例２］
シリンダチューブ２１の上端部には、図６に示すように、モータ４１が固定されている。このモータ４１はステッピングモータからなるものであり、モータ４１の回転軸には上下方向へ延びるボールネジ４２が連結されている。このボールネジ４２はシリンダチューブ２１内に挿入されたものであり、モータ４１の回転軸が回転することに基づいて軸心線ＣＬを中心に回転する。このボールネジ４２にはピストン２４が螺合されており、ピストン２４はモータ４１の回転軸が正方向へ回転することに基づいてボールネジ４２に沿って下降し、液晶室２３内の液晶に圧力を加える。このモータ４１は制御回路８に接続されており、制御回路８はピストン２４の移動量が予め決められた単位値となるようにモータ４１の回転量を制御することに基づいてピストン２４から液晶室２３内に液晶に加わる圧力を予め決められた一定値にコントロールする。
【００３５】
上記実施例２によれば次の効果を奏する。
ピストン２４から液晶室２３内の液晶に加わる圧力が一定になるようにモータ４１の回転量を制御した。このため、圧力室１３の吐出口１４から液晶を吐出するための吐出条件の再現性が高められるので、圧力室１３の吐出口１４から吐出される液晶の吐出量が一層高精度にコントロールされる。
【００３６】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、図５のステップＳ１４の補充処理で圧電素子１０の駆動電圧を吐出電圧Ｖｄの設定結果から固定的な待機電圧Ｖｗまで固定的な傾きで低下させる構成としても良い。即ち、補充期間Ｔｓの長さを吐出電圧Ｖｄの補正結果に応じて変化させる構成としても良い。
【００３７】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、圧力室１３内に標準値を上回る多量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓが標準値Ｓｏより小さくなり、圧力室１３内に標準値を下回る少量の液晶が充填されている場合には電圧信号Ｓが標準値Ｓｏより大きくなるように設定しても良い。
【００３８】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、制御回路８のＲＯＭに吐出電圧Ｖｄおよび電圧信号Ｓの相関関係を特定するためのテーブルデータを予め記録しておき、図５のステップＳ６およびステップＳ７のそれぞれで電圧信号Ｓの検出結果に応じた吐出電圧ＶｄをＲＯＭのテーブルデータから選択する構成としても良い。
【００３９】
上記実施例１〜実施例２のそれぞれにおいては、圧電素子１０および電源回路１１相互間の給電路にトランジスタ３７に換えてリレーを介在しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１を示す図（液晶パネルの製造装置を示す図）
【図２】液晶吐出装置を示す図
【図３】電源回路から圧電素子に印加される駆動電圧の波形を示す図
【図４】吐出口から液晶が吐出する様子を示す図
【図５】制御回路の処理内容を示すフローチャート
【図６】本発明の実施例２を示す図２相当図
【符号の説明】
【００４１】
５はＣＦ基板（基板）、８は制御回路（比較手段、電圧制御手段、モータ制御手段）、９は液晶吐出装置、１０は圧電素子、１１は電源回路、１３は圧力室、１４は吐出口、１５は液晶通路、１６はダイヤフラム、２１はシリンダチューブ、２３は液晶室、２４はピストン、２５は加圧室、２８はエアパイプ（空気通路）、３６はプッシャ、３８は電圧検出器（圧力検出器）、４１はモータを示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が開口する空間状をなすものであって、液晶が充填された圧力室と、
前記圧力室に接続されたものであって、前記圧力室の内部に充填された液晶を前記圧力室の外部に吐出するための吐出口と、
前記圧力室の一面を塞ぐものであって、圧力を受けることに基づいて弾性的に変形するダイヤフラムと、
前記圧力室に液晶通路を介して接続されたものであって、前記圧力室の内部に補充する液晶が貯留された液晶室と、
前記ダイヤフラムを前記圧力室の一面で前記圧力室の外部から内部に向けて押圧することに基づいて前記圧力室内を加圧するプッシャと、
前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動操作することに基づいて前記圧力室の内部に充填された液晶を前記プッシャの加圧力で前記吐出口から前記圧力室の外部に吐出するものであって、前記プッシャを前記圧力室の内部から外部に向けて復動操作することに基づいて前記ダイヤフラムを弾性復帰させると共に前記液晶室内の液晶を前記液晶室内から前記液晶通路を通して前記圧力室内に補充する圧電素子と、
前記プッシャが前記圧力室の外部から内部に向けて往動した後に前記圧力室の内部から外部に向けて復動するように前記圧電素子に駆動電圧を印加する電源回路と、
前記圧力室内の圧力の大きさに応じた圧力信号を出力する圧力検出器と、
前記液晶室内から前記圧力室内に液晶が補充された後から前記圧力室内の液晶が前記吐出口から吐出される前までの期間内で前記圧力検出器から出力される圧力信号を検出し、圧力信号の検出結果を前記圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力である標準値と比較する比較手段と、
前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動させるための駆動電圧の大きさを前記比較手段の比較結果に応じて補正し、前記電源回路から前記圧電素子に印加される駆動電圧の大きさを補正結果に応じて制御する電圧制御手段を備えたことを特徴とする液晶吐出装置。
【請求項２】
前記圧力検出器は、前記圧電素子に発生する逆起電力の電圧を検出する電圧検出器から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶吐出装置。
【請求項３】
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部に移動可能に挿入されたものであって、前記シリンダチューブの内部空間を前記液晶室および前記液晶室の内部の液晶に圧力を加える加圧室に区画するピストンと、
前記加圧室に空気通路を介して接続されたものであって、前記加圧室内の圧力が一定になるように前記加圧室内に前記空気通路を通して空気を供給する圧力調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の液晶吐出装置。
【請求項４】
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部に移動可能に挿入されたものであって、前記シリンダチューブの内部に前記液晶室を形成するピストンと、
前記液晶室内の液晶が加圧されるように前記ピストンを移動操作するモータと、
前記モータを駆動制御することに基づいて前記ピストンの移動量を制御するモータ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の液晶吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶吐出装置を使用した液晶パネルの製造方法において、
前記液晶吐出装置の吐出口から液晶を吐出することに基づいて基板に液晶を塗布し、
前記基板に液晶を塗布した後に別の基板を接合することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項１】
一面が開口する空間状をなすものであって、液晶が充填された圧力室と、
前記圧力室に接続されたものであって、前記圧力室の内部に充填された液晶を前記圧力室の外部に吐出するための吐出口と、
前記圧力室の一面を塞ぐものであって、圧力を受けることに基づいて弾性的に変形するダイヤフラムと、
前記圧力室に液晶通路を介して接続されたものであって、前記圧力室の内部に補充する液晶が貯留された液晶室と、
前記ダイヤフラムを前記圧力室の一面で前記圧力室の外部から内部に向けて押圧することに基づいて前記圧力室内を加圧するプッシャと、
前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動操作することに基づいて前記圧力室の内部に充填された液晶を前記プッシャの加圧力で前記吐出口から前記圧力室の外部に吐出するものであって、前記プッシャを前記圧力室の内部から外部に向けて復動操作することに基づいて前記ダイヤフラムを弾性復帰させると共に前記液晶室内の液晶を前記液晶室内から前記液晶通路を通して前記圧力室内に補充する圧電素子と、
前記プッシャが前記圧力室の外部から内部に向けて往動した後に前記圧力室の内部から外部に向けて復動するように前記圧電素子に駆動電圧を印加する電源回路と、
前記圧力室内の圧力の大きさに応じた圧力信号を出力する圧力検出器と、
前記液晶室内から前記圧力室内に液晶が補充された後から前記圧力室内の液晶が前記吐出口から吐出される前までの期間内で前記圧力検出器から出力される圧力信号を検出し、圧力信号の検出結果を前記圧力室内に予め決められた定量の液晶が充填されているときの圧力である標準値と比較する比較手段と、
前記プッシャを前記圧力室の外部から内部に向けて往動させるための駆動電圧の大きさを前記比較手段の比較結果に応じて補正し、前記電源回路から前記圧電素子に印加される駆動電圧の大きさを補正結果に応じて制御する電圧制御手段を備えたことを特徴とする液晶吐出装置。
【請求項２】
前記圧力検出器は、前記圧電素子に発生する逆起電力の電圧を検出する電圧検出器から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶吐出装置。
【請求項３】
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部に移動可能に挿入されたものであって、前記シリンダチューブの内部空間を前記液晶室および前記液晶室の内部の液晶に圧力を加える加圧室に区画するピストンと、
前記加圧室に空気通路を介して接続されたものであって、前記加圧室内の圧力が一定になるように前記加圧室内に前記空気通路を通して空気を供給する圧力調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の液晶吐出装置。
【請求項４】
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部に移動可能に挿入されたものであって、前記シリンダチューブの内部に前記液晶室を形成するピストンと、
前記液晶室内の液晶が加圧されるように前記ピストンを移動操作するモータと、
前記モータを駆動制御することに基づいて前記ピストンの移動量を制御するモータ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の液晶吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶吐出装置を使用した液晶パネルの製造方法において、
前記液晶吐出装置の吐出口から液晶を吐出することに基づいて基板に液晶を塗布し、
前記基板に液晶を塗布した後に別の基板を接合することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８０２７３（Ｐ２００９−８０２７３Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９１４９（Ｐ２００７−２４９１４９）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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