(57)【要約】【課題】真空ポンプから拡散してくるオイルが液晶に到達しないようにする。【解決手段】真空バルブ３を開け、真空チャンバ１内を真空引きする。このとき圧力ガス導入バルブ８は閉止した状態としておく。そして、この真空引きをしている間に微量ガス導入バルブ１０を開放し流量調整バルブを通してガスを真空チャンバ１内に導入する。このときのガス導入量は流量調整バルブ１１の開度を調整することによって適当な単位時間当たりの流量となるよう調整される。この流量は、真空チャンバ内１の圧力がセル７内に液晶を注入するのに十分な真空度になる程度のものとする。こうすると真空引きをしている間は常に微量ガス導入系から真空チャンバ１内を通って真空ポンプにいたるガスの流れが存在することになり、このガスの流れは真空ポンプから拡散してくるオイルの蒸気を真空ポンプに押し戻す作用をするので、オイル蒸気が液晶皿４の位置まで到達することがない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶皿中の液晶をガス圧力で液晶セルに注入する液晶注入装置において、液晶の入った液晶皿とその液晶を注入すべき液晶セルを収容する真空チャンバと、前記真空チャンバの真空排気を行う真空ポンプと、前記真空ポンプによる真空排気中に前記真空チャンバ内を真空排気することそのものには余り影響を及ぼさない程度の微量のガスを前記真空チャンバに導入するための微量ガス導入系と、前記真空チャンバが真空状態となった後に前記液晶セルの液晶注入口と液晶皿中の液晶が接触した状態で前記真空チャンバにガスを導入して真空チャンバ内を大気圧に戻すための圧力ガス導入系を備えることを特徴とする液晶注入装置。
【請求項２】
液晶皿中の液晶をガス圧力で液晶セルに注入する液晶注入方法において、真空チャンバに液晶の入った液晶皿とその液晶を注入すべき液晶セルを収容し、真空ポンプによって前記真空チャンバの真空排気を行い、この真空排気中に微量ガス導入系から前記真空チャンバ内を真空排気することそのものには余り影響を及ぼさない程度の微量のガスを前記真空チャンバに導入し、前記真空チャンバが所定の真空状態となった後に前記液晶セルの液晶注入口と液晶皿中の液晶が接触した状態で圧力ガス導入系によって前記真空チャンバにガスを導入して真空チャンバ内を大気圧に戻すことを特徴とする液晶注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置などに使用される液晶パネル（セル）に液晶を注入するための液晶注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶注入装置を、図２を用いて説明する。液晶を注入すべきセル２７は複数枚が同時にカセットトレイ２６に載った状態で真空チャンバ２１の中に入れられている。１つのセル２７は２枚の板がわずかな隙間を空けて向き合っており、下部に設けられた液晶注入口を除いて周囲を封止して液晶の入る空間が袋状に形成されている。液晶の入った液晶皿２４も真空チャンバ２１の中に入れられている。この液晶皿２４は液晶皿昇降機構２５によって上下されるようになっており、上昇した場合には液晶皿２４に入っている液晶がセル２７の液晶注入口に接するようになっている。
【０００３】
真空チャンバ２１には真空バルブ２３を介して真空ポンプ２２が接続され、この真空ポンプ２２を駆動して真空チャンバ２１内を真空状態まで排気することができる。また真空チャンバ２１には圧力ガス導入系も接続されている。この圧力ガス導入系は圧力ガス導入バルブ２８とそれに付随する配管からなる。ガス源２９を圧力ガス導入系に含めて考えることもできる。
【０００４】
セル２７内に液晶を注入するには次のような手順で行う。真空ポンプ２２は常時作動状態とする。真空バルブ２３を閉め、真空チャンバ２１を大気に開放した状態でカセットトレイ２６に載ったセル２７を真空チャンバ２１に入れ、同時に材料としての液晶を適量供給した液晶皿２４を液晶皿昇降機構２５に載せる。このとき液晶皿昇降機構２５は下降状態にしておく。
【０００５】
つぎに真空バルブ２３を開け、真空チャンバ内を真空引きする。所定の真空度まで達するか、所定時間が経過したら液晶皿昇降機構２５を上昇させ、セル２７の液晶注入口に液晶を接触させる。その後、真空バルブ２３を閉め、圧力ガス導入バルブ２８を開けるとガス源２９から例えば窒素ガスが真空チャンバ２１に導入され、そのチャンバ内を大気圧に戻す。すると真空状態となっていたセル２７の内部に液晶が押し込まれる。液晶が完全にセル２７内に入るまでの所定時間が経過した後に、液晶皿昇降機構２５を下降させセル２７の液晶注入口から液晶を引き離す。
【０００６】
以上のような方法で液晶がセル内に注入される。このような従来の装置は例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５２００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
真空チャンバ内を減圧し真空状態まで引くポンプは例えば油回転ポンプが使用されるが、真空ポンプには一般的にオイルの逆拡散という現象がある。これは真空ポンプに使用しているオイルの蒸気圧によりオイルの分子が真空チャンバ側に広がっていく現象である。液晶注入装置においても真空チャンバ内を真空排気している最中に、とくに到達圧力付近で、オイルが真空ポンプから逆拡散してくる。この逆拡散してきたオイルは液晶皿中の液晶に混入し、微量のオイルではあっても最終的な製品である液晶表示パネルの品質を低下させる場合がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、真空ポンプから逆拡散してくるオイルの影響が液晶に及ばないようにした液晶注入装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る本発明は、上記課題を解決するために、液晶皿中の液晶をガス圧力で液晶セルに注入する液晶注入装置において、液晶の入った液晶皿とその液晶を注入すべき液晶セルを収容する真空チャンバと、前記真空チャンバの真空排気を行う真空ポンプと、前記真空ポンプによる真空排気中に前記真空チャンバ内を真空排気することそのものには余り影響を及ぼさない程度の微量のガスを前記真空チャンバに導入するための微量ガス導入系と、前記真空チャンバが真空状態となった後に前記液晶セルの液晶注入口と液晶皿中の液晶が接触した状態で前記真空チャンバにガスを導入して真空チャンバ内を大気圧に戻すための圧力ガス導入系を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、液晶皿中の液晶をガス圧力で液晶セルに注入する液晶注入方法において、真空チャンバに液晶の入った液晶皿とその液晶を注入すべき液晶セルを収容し、真空ポンプによって前記真空チャンバの真空排気を行い、この真空排気中に微量ガス導入系から前記真空チャンバ内を真空排気することそのものには余り影響を及ぼさない程度の微量のガスを前記真空チャンバに導入し、前記真空チャンバが所定の真空状態となった後に前記液晶セルの液晶注入口と液晶皿中の液晶が接触した状態で圧力ガス導入系によって前記真空チャンバにガスを導入して真空チャンバ内を大気圧に戻すことを特徴とする。
【００１１】
真空チャンバの真空排気中に、チャンバ内を真空排気することそのものには余り影響を及ぼさない程度の微量のガスを真空チャンバに導入すると、そのガスが常に真空ポンプに向かって流れることになる。そうすることで微量ガスの流れは真空ポンプから拡散してくるオイルが真空チャンバ内に入らないように押し流す作用をするから液晶皿中の液晶にオイルが入り込むことがない。
【００１２】
また、導入された微量ガスは液晶付近を低圧力ながらもそのガスの雰囲気とするから、液晶への異物混入を防ぐことにもなる。この真空排気中に導入する微量ガスは清浄なものならば空気でも構わないが、窒素ガスとすることが望ましい。また、希ガスであるヘリウムやアルゴンでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の装置および方法によれば、液晶をセルに注入する工程において、液晶に真空ポンプのオイルが混入することを防ぐことができる。液晶に真空ポンプなどのオイルが混入すると液晶の品質が劣化するので、それを防ぐことによって高品質な液晶表示パネルなどを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の液晶注入装置を、図１を用いて説明する。真空チャンバ１には真空バルブ３を介して真空ポンプ１が接続されている。真空ポンプ１としては油回転ポンプ等が使用される。真空バルブ３を開放した状態で真空ポンプ１を作動させることによって真空チャンバ１の内部を真空状態まで減圧することができる。真空ポンプ２を動作させたままでも真空バルブ９を閉止することによって真空チャンバ１からの真空引きを停止することができる。
【００１５】
また真空チャンバ１には圧力ガス導入系が接続されている。ガス源９から供給するガスは不純物や水分を含まない清浄な窒素ガスであることが望ましい。ガス源９からのガスは圧力ガス導入バルブ８を介して真空チャンバ１に導入される。この圧力ガス導入バルブ８は開閉動作を行い、ガス源９からのガスを単位時間当たり適当な流量で真空チャンバ１に導入することができる。この流量を調整するための流量調整バルブをこの管路に挿入してもよい。この圧力ガス導入系は圧力ガス導入バルブ８とそれに付随する配管からなる。ガス源９はこの装置専用として用意したガスボンベでもよいし、他の場所からガスが供給されるよう設備されているガス配管であってもよい。
【００１６】
さらにガス源９からのガスは微量ガス導入バルブ１０と流量調整バルブ１１を直列に介して真空チャンバ１に導入される。ガスを徐々に導入するためのこの微量ガス導入系は、後述するように、真空チャンバ１内にガスを徐々に導入できるようになっている。この微量ガス導入系は微量ガス導入バルブ１０と流量調整バルブ１１とそれに付随する配管からなる。微量ガス導入バルブ１０は管路を開閉するバルブであり、流量調整バルブ１１は手動または制御装置からの指令で流量を調節するバルブであって、ニードルバルブなどで構成される。図１では圧力ガス導入バルブ８からの管路と微量ガス導入バルブ１０からの管路はひとつにまとめられてから真空チャンバ１に接続されているが、この２つの管路は別々に真空チャンバ１に接続されていてもよい。
【００１７】
真空チャンバ１内には液晶を注入されるべき液晶セルを並べたカセットトレイ６を載置するための台や、液晶の入った液晶皿４を載せるためのプレートが配置され、さらに真空チャンバ１外にはこのプレートを上下させるための液晶皿昇降機構５が備えられている。液晶皿昇降機構５はエアシリンダなどを駆動源として上述のプレートを介して液晶皿を矢印Ａのように上下に駆動するものである。液晶皿昇降機構５の駆動源はモータとギアの組み合わせなどでもよい。なお、上述の各種バルブや真空ポンプ、液晶皿昇降機構などは、図１には図示していないが、別途用意されている制御装置によって電気的およびソフトウェアによって所定のシーケンスのとおりに駆動されるものである。
【００１８】
さらに、図１には図示していないが、真空チャンバ１には外部に対して液晶セル７を出し入れするための扉や、真空チャンバ内の真空度（圧力）を測定するための真空計、真空チャンバに空気を導入して大気圧に戻すためのリークバルブなども備えられている。これらも上述の制御装置によって制御されるようにすることができる。
【００１９】
液晶を注入すべき液晶セル７は複数枚が同時にカセットトレイ６に載った状態で真空チャンバ１の中に入れられている。１つのセル７は２枚の板がわずかな隙間を空けて向き合っており、下部に設けられた液晶注入口を除いて周囲を封止して液晶の入る空間が袋状に形成されている。液晶の入った液晶皿４も真空チャンバ１の中に入れられている。この液晶皿４は液晶皿昇降機構５によって上下されるようになっており、上昇した場合には液晶皿４に入っている液晶がセル７の下部にもうけられた液晶注入口に接するようになっている。
【００２０】
セル７内に液晶を注入するには次のような手順で行う。真空ポンプ２は常時作動状態としておく。真空バルブ３を閉め、真空チャンバ１を大気に開放した状態でカセットトレイ６に載ったセル７を真空チャンバ１に入れ、同時に材料としての液晶を適量供給した液晶皿４を液晶皿昇降機構５に載せる。このとき液晶皿昇降機構５は下降状態にしておく。
【００２１】
つぎに真空バルブ３を開け、真空チャンバ１内を真空引きする。このとき圧力ガス導入バルブ８は閉止した状態としておく。そして、この真空引きをしている間に微量ガス導入バルブ１０を開放し流量調整バルブを通してガスを真空チャンバ１内に導入する。このときのガス導入量は流量調整バルブ１１の開度を調整することによって適当な単位時間当たりの流量となるよう調整される。この流量は、真空ポンプ２の排気能力や真空チャンバ１の容積との関係で決まるものではあるが、真空チャンバ内１の圧力がセル７内に液晶を注入するのに十分な真空度になる程度のものとする。例えば真空チャンバ１内の到達圧力が１〜１０Ｐａ程度となることを目標とすればよい。微量ガスの流量が大きすぎれば真空チャンバ１内の到達真空度が上がらない（圧力が高い）状態となるので、不適である。
【００２２】
真空チャンバ１を真空引きしている最中に微量ガス導入系からガスが流れ込んでくると、真空引きをしている間は常に微量ガス導入系から真空チャンバ１内を通って真空ポンプにいたるガスの流れが存在することになる。このガスの流れは真空ポンプから拡散してくるオイルの蒸気を真空ポンプに押し戻す作用をするので、オイル蒸気が真空チャンバ１内および液晶皿４の位置まで到達することがない。また液晶皿４内の液晶付近は導入されたガスの雰囲気となるので液晶への異物混入を防ぐことにもなる。微量ガス導入系の配管の真空チャンバ１に対する取り付け位置は、真空ポンプ２が真空チャンバに接続される配管の取り付け位置と反対側の位置とすれば、ガスの流れが常に液晶皿付近を通過するという意味で効果が大きい。
【００２３】
真空チャンバ１内が所定の真空度まで達するか、真空引きを始めてから所定時間が経過したら液晶皿昇降機構５を上昇させ、セル７の液晶注入口に液晶を接触させる。その後、真空バルブ３を閉め、圧力ガス導入バルブ８を開けるとガス源９から例えば窒素ガスが真空チャンバ１に導入され、チャンバ内を大気圧に戻す。すると真空状態となっていたセル７の内部に液晶が押し込まれる。液晶が完全にセル７内に入るまでの所定時間が経過した後に、液晶皿昇降機構５を下降させセル７の液晶注入口から液晶を引き離す。
【００２４】
以上の手順でセル７の中には液晶が注入される。その後圧力ガス導入バルブ８と微量ガス導入バルブ１０を閉止してガスの流れを止め、真空チャンバの扉を開けてカセットトレイを取り出すなどして次の工程に移ることができる。
【００２５】
上述の例では圧力ガス導入系および微量ガス導入系で使用するガスは同じガス源から供給される窒素ガスとしたが、これを別々のガスとすることもできる。例えば、圧力ガス導入系で使用するガスは水分などを含まない空気とし、微量ガス導入系で使用するガスは窒素ガスとすることもできる。こうすることで消費する窒素ガスを節約することができる。
【００２６】
また、微量ガス導入系で使用するガスは窒素ガスには限られず、例えば、ヘリウムやアルゴンなどの希ガスを用いることもできる。水分や不純物が除かれたものならば空気を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の液晶注入装置の概略図である。
【図２】従来の液晶注入装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…真空チャンバ、２…真空ポンプ、３…真空バルブ、４…液晶皿、５…液晶皿昇降機構、６…カセットトレイ、７…セル、８…圧力ガス導入バルブ、９…ガス源、１０…微量ガス導入バルブ、１１…流量調節バルブ
【図１】
2006251276.tif 000003
【図２】
2006251276.tif 000004