(57)【要約】【課題】異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できるようにすると共に、液晶パネルの歩留まり及び信頼性を向上できるようにする。【解決手段】液晶セル１３に液晶材料１４を注入する装置であって、液晶セル１３が配される密閉可能な真空チャンバー１と、この真空チャンバー１内に液晶材料１４を供給する液晶供給手段と、この液晶供給手段によって液晶材料１４が供給された真空チャンバー１内を減圧する真空ポンプ１５と、液晶供給手段によって真空チャンバー１内に供給された液晶材料１４の比抵抗値を計測するエレクトロメータ９と、このエレクトロメータ９によって比抵抗値が計測される液晶材料１４の組成を分析するガスクロマトグラフ質量分析装置１０とを備えたものである。液晶セル１３に注入される液晶材料１４の電気的物性及び、化学的物性をモニタすることができ、液晶材料１４の品質を厳しく管理することができる。【選択図】　　　　図１
2004069929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶セルに液晶材料を注入する装置であって、
前記液晶セルが配される密閉可能な処理室と、
前記処理室内に液晶材料を供給する液晶供給手段と、
前記液晶供給手段によって液晶材料が供給された処理室内を減圧する減圧手段と、
前記液晶供給手段によって処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測する抵抗計測手段と、
前記抵抗計測手段によって比抵抗値が計測される液晶材料の組成を分析する組成分析手段とを備えたことを特徴とする液晶注入装置。
【請求項２】
前記液晶供給手段は、
所定の開口部を有して前記処理室内に配置された液晶槽と、
前記液晶セルに注入される液晶材料を貯蔵する液晶貯蔵部と、
前記液晶貯蔵部で貯蔵された液晶材料を前記液晶槽に給送する液晶給送部とから成ることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項３】
前記液晶槽に一端が接続すると共に、他端が当該液晶槽外に至る管部材を備え、
前記管部材に前記組成分析手段が設けられて成ることを特徴とする請求項２に記載の液晶注入装置。
【請求項４】
前記液晶槽に給送された液晶材料の表面の高さを計測する高さ計測部を備え、
前記高さ計測部によって計測された高さに基づいて、前記液晶貯蔵部から前記液晶槽に液晶材料が所定量だけ給送されて成ることを特徴とする請求項２に記載の液晶注入装置。
【請求項５】
前記液晶槽を洗浄するための薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と、
前記薬液貯蔵部に貯蔵された洗浄用の薬液を前記液晶槽に給送する薬液給送部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の液晶注入装置。
【請求項６】
前記抵抗計測手段によって計測された比抵抗値、又は前記組成分析手段によって分析された液晶材料の組成が基準値から外れた場合には、
当該液晶材料が廃棄されると共に、
前記薬液貯蔵部から薬液給送部を通って前記液晶槽に洗浄用の薬液が供給され、
洗浄後の前記薬液に前記液晶材料が含まれなくなるまで当該液晶槽は洗浄されて成ることを特徴とする請求項５に記載の液晶注入装置。
【請求項７】
前記抵抗計測手段によって計測された液晶材料の比抵抗値、又は前記組成分析手段によって分析された液晶材料の組成が基準値から外れた場合にエラーを表示する、エラー表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項８】
前記組成分析手段は、ガスクロマトグラフ質量分析装置であることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項９】
液晶セルに液晶材料を注入して液晶パネルを製造する方法であって、
前記液晶セルを密閉可能な処理室内に配する工程と、
前記処理室内に液晶材料を供給する工程と、
前記液晶材料が供給された反応室内を減圧する工程と、
前記処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測すると共に、当該液晶材料の組成を分析する工程とを有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測すると共に、当該液晶材料の組成を分析する工程は、
前記液晶セルに液晶材料を注入する前、又は当該液晶セルに液晶材料を注入している間、或いは当該液晶セルに液晶材料を注入した後に実施することを特徴とする請求項９に記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶セルの内部と外部の圧力差によって、この液晶セルの内部に液晶材料を注入するディップ式の注入装置に適用して好適な液晶注入装置及び液晶パネルの製造方法に関するものである。詳しくは、液晶セルに液晶材料を注入する装置であって、この液晶セルに注入される液晶材料の比抵抗値を計測する抵抗計測手段と、この液晶材料の組成を分析する組成分析手段の両方を備えることによって、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもつ液晶パネルは、日本語ワードプロセッサやデスクトップパーソナルコンピュータなどのパーソナルＯＡ機器の表示装置として積極的に用いられている。液晶パネル（以下で、ＬＣＤともいう）のほとんどは、捩れネマティック（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ型）液晶を用いている。また、表示方式としては、旋光モードと複屈折モードとの２つの方式に大別される。
【０００３】
旋光モードのＬＣＤは、例えば９０°捩れた分子配列を持つツイステッドネマティック（ＴＮ型）液晶である。原理的に白黒表示で、高いコントラスト比と良好な階調表示性を示す。また、応答速度が数十ミリ秒と速い。このため、旋光モードのＬＣＤは、時計や電卓、単純マトリクス駆動や、スイッチング素子を各画素に具備したアクティブマトリクス駆動で、カラーフィルターと組み合わせたフルカラーの表示の液晶テレビなどに応用されている。ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤやＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ）−ＬＣＤ等である。
【０００４】
また、複屈折モードのＬＣＤは、一般に９０°以上捩れた分子配列をもつスーパーツイスト（ＳＴ）形液晶で、急峻な電気光学特性をもつ。このため、各画素にスイッチング素子（薄膜トランジスタやダイオード）がなくても、単純なマトリクス状の電極構造で時分割駆動により容易に大容量表示が得られる。
【０００５】
図５はＴＮ型ＬＣＤ５０の構成例を示す断面図である。このようなＴＮ型ＬＣＤ５０において、液晶表示を均一に行うためには、透明電極５３Ａ又は５３Ｂに形成された配向膜５１Ａ又は５１Ｂの表面前面に、液晶分子を均一に配向させることが必要である。
【０００６】
図５に示すように、配向膜が形成された一対の透明電極付き基板は、実際に画像が表示される画素表示領域の周囲に位置するシール領域において、シール材５９により貼り合わされる。これらの工程により、空セルが製造される、その後、この空セル内に液晶材料１４が封入されて、液晶セル１３が製造される。尚、前述した液晶材料１４は、数種類の単体液晶材料からなり、液晶組成物ともよばれる。製造された液晶セル１３に偏光板５９Ａ及び５９Ｂが取り付けられて液晶パネル５０が製造される。
【０００７】
空セルに液晶材料１４を注入する工程では、従来から真空注入法が用いられてきた。この真空注入法では、真空チャンバー内に空セルを配置して真空脱気した後に、液晶を滴下する。すると、平面的に見てシール材の一部が欠落してなる液晶注入口（図示せず）から、シール材５９や、空セルに含まれるスペーサと称されるギャップ材（図示せず）により確保された基板間の空隙に液晶材料１４が注入される。液晶材料１４の注入が終わると、液晶注入口は封止材（図示せず）により封止される。これにより、液晶注入口からの液晶材料１４の漏れが防止される。
【０００８】
現在、ＴＦＴ−ＬＣＤを組み合わせたアクティブマトリクス方式と呼ばれる液晶ディスプレイが主流となっている。そして、このアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイに要求される液晶材料の最も重要な点は、大きな比抵抗値と材料の安定性である。
【０００９】
前者の比抵抗値とは、単位長さあたりの抵抗値のことである。この液晶材料の比抵抗値が低いと、液晶セル内で電圧の低下が起こってしまい、電圧保持率が悪くなるといった現象が発生してしまう。この電圧保持率とは、液晶材料にかかる実効的な電圧がどれくらい維持されているかを示す値であり、通常は９５％前後である。
【００１０】
また、後者の材料の安定性も電圧保持率に関係してくる。例えば、液晶材料が分解反応してしまうと、この分解物が液晶材料中でイオンとして働いてしまい、電圧保持率が悪くなるといった現象が発生してしまう。そのため、特にアクティブマトリクス方式のＬＣＤに用いられる液晶材料は、不純物の混入や化学反応等が生じないように注意して扱われる。
【００１１】
一方、一度使用した液晶を再利用するケースも量産工程では多く見られる。特に、直視型の大型ディスプレイの注入工程では、ディップ方式と呼ばれる液晶注入法が多用される。このディップ方式の液晶注入法では、液晶材料を液晶セルに注入する際に、真空チャンバー内に液晶材料を５０ｍｌ程度セットするが、実際に消費される液晶材料は数ｍｌであり、液晶材料のセット量に対する使用量が極めて少ない。このため、製造コストの低下を目的に、一度使用して多少汚染された液晶材料であっても、その比抵抗値が所定の規格値内にあれば、製品上問題ないと判断して再利用していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例に係る液晶パネルの製造方法によれば、液晶セルに注入される液晶材料は、不純物の混入や化学反応等が生じないように注意して扱われていた。
【００１３】
しかしながら、液晶材料の製造中や保存中に液晶組成物以外の無機物や有機物等の不純物が液晶材料に溶解することを完全に阻止することは困難である。例えば、液晶注入工程で真空脱気する際に、液晶材料中の不純物（例えばナトリウム、カリウムなどの無機物や有機酸等の有機イオン性物質）や、液晶組成物（特に蒸気圧の低いもの）や、液晶セルを構成する各材料中の不純物の一部が真空チャンバー内や空セルの液晶注入口に付着する場合がある。
【００１４】
この場合には、液晶材料の注入中にこれらの不純物が再度溶解してしまい、その後液晶セルに取り込まれてしまうおそれがあった。これは、前述したような画質異常の原因となるので、液晶パネルの歩留まりが低下してしまう。
【００１５】
特に有機物は、液晶の物性を著しく変えるもの、もしくは、液晶パネルとして表示した場合に、画素欠陥の原因となったり、信頼性に異常をきたすものもあり（参照第１９回液晶討論会２Ｂ０１予稿集、第２０回液晶討論会予稿集）、大きな問題であった。
【００１６】
また、液晶材料に分解反応などが起こっている場合には、この異常を比抵抗値から検出することはできない。このため、比抵抗値のみで液晶材料の使用可否を判断すると、分解物を含む液晶材料を見逃してしまうおそれがあった。分解物を含む液晶材料を液晶セルに注入してしまうと、液晶パネルの表示性能は下がり、歩留まりが低下してしまうという問題があった。
【００１７】
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できるようにすると共に、液晶パネルの歩留まり及び信頼性を向上できるようにした液晶注入装置及び液晶パネルの製造方法の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、液晶セルに液晶材料を注入する装置であって、液晶セルが配される密閉可能な処理室と、この処理室内に液晶材料を供給する液晶供給手段と、この液晶供給手段によって液晶材料が供給された処理室内を減圧する減圧手段と、液晶供給手段によって処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測する抵抗計測手段と、この抵抗計測手段によって比抵抗値が計測される液晶材料の組成を分析する組成分析手段とを備えたことを特徴とする液晶注入装置によって解決される。
【００１９】
本発明に係る液晶注入装置によれば、液晶供給手段によって処理室内に供給された液晶材料は抵抗計測手段によってその比抵抗値が計測されると共に、組成分析手段によってその組成が分析される。
【００２０】
従って、液晶セルに注入される液晶材料の電気的物性及び、化学的物性をモニタすることができ、液晶材料の品質を厳しく管理することができる。
【００２１】
本発明に係る液晶パネルの製造方法は、液晶セルに液晶材料を注入して液晶パネルを製造する方法であって、この液晶セルを密閉可能な処理室内に配する工程と、この処理室内に液晶材料を供給する工程と、この液晶材料が供給された反応室内を減圧する工程と、この処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測すると共に、当該液晶材料の組成を分析する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明に係る液晶パネルの製造方法によれば、液晶セルに注入される液晶材料の品質を厳しく管理することができ、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施形態に係る液晶注入装置及び液晶パネルの製造方法について説明する。
この実施形態では、密閉可能な処理室内を減圧して当該処理室内で液晶セルに液晶材料を注入する装置であって、この処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測する抵抗計測手段と、この液晶材料の組成を分析する組成分析手段の両方を備えて、液晶セルに注入される液晶材料の電気的物性及び、化学的物性をモニタできるようにし、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できるようにすると共に、液晶パネルの歩留まり及び信頼性を向上できるようにしたものである。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶注入装置１００の構成例を示す概念図である。この液晶注入装置１００は、例えば、液晶セルの内部と外部の圧力差によってこの液晶セルの内部に液晶材料を注入するディップ方式の注入装置であり、液晶注入工程を連続的に、繰り返し実施して複数の液晶セル１３に液晶材料１４を注入するものである。
【００２５】
図１に示すように、この液晶注入装置１００は、複数の液晶セル１２が配設される密閉可能な真空チャンバー（処理室の一例）１と、この真空チャンバー内の空気を排気して、真空状態を作り出す真空ポンプ（減圧手段の一例）１５とを有している。この真空ポンプ１５と真空チャンバー１との間には、例えば電磁力によって開閉操作される開閉弁Ｍ４が設けられている。この開閉弁Ｍ４が開いた状態で真空ポンプ１５が動作することによって、真空チャンバー１内が排気されて圧力が調整される。この真空チャンバー１内の圧力調整によって、液晶セル１３への液晶材料１４の注入が促進される。この点については、後で説明する。
【００２６】
また、この液晶注入装置１００は、真空チャンバー１内に配設された液晶セル１３に液晶材料１４を供給する液晶供給手段を備えている。図１において、この液晶供給手段は、例えば、真空チャンバー１内に配設された液晶槽（容器の一例）２１と、液晶セル１３に注入される液晶材料を貯蔵する液晶貯蔵部３と、この液晶貯蔵部３で貯蔵された液晶材料を上述の液晶槽２１に供給（給送）する液晶供給ノズル（液晶給送部の一例）２とからなるものである。この液晶供給ノズル２には、例えば電磁式の開閉弁Ｍ１が設けられている。
【００２７】
これらの中で、液晶槽２１は、口広の常時開放された開口部を有する容器である。この液晶槽２１には、液晶貯蔵部３から供給された液晶材料の量、即ち、液晶槽２１内での液晶材料の表面高さを計測する液晶表面高さ計測器（高さ計測部の一例）８が設けられている。この液晶表面高さ計測器８によって計測された液晶面の高さによって、開閉弁Ｍ１が制御され、液晶供給ノズル２から液晶槽２１へ液晶材料が必要量だけ供給、補充される。この表面高さ計測器８は、光センサ等を利用した非接触式のものが望ましいが、液晶材料に接触する部分の洗浄がきちんとできる構造になっていれば接触式の計測器でも構わない。
【００２８】
さらに、この液晶注入装置１００は、液晶槽２１を洗浄するための薬液を貯蔵する洗浄薬液貯蔵部６と、この洗浄薬液貯蔵部６に貯蔵された洗浄用の薬液を上述した液晶槽２１に供給（給送）する洗浄ノズル（薬液給送部の一例）５とを備えている。この洗浄ノズル５にも、電磁式の開閉弁Ｍ２が設けられている。
【００２９】
また、液晶槽２１の底部には、液晶材料や洗浄用の薬液を排出するための配管（管部材の一例）７が接続されている。この配管７にも電磁式の開閉弁Ｍ３が設けられている。
【００３０】
液晶セル１３への液晶材料１４の注入が複数回連続して行われ、液晶槽２１内の液晶材料１４が基準値よりも汚染された場合には、配管７の開閉弁Ｍ３が「閉」から「開」に切り替わる。これにより、汚染された液晶材料１４は液晶槽２１から配管７を通って排出され、真空チャンバー１の外部で回収される。
【００３１】
その後、空になった液晶槽２１の上方に洗浄ノズル５が移動すると共に、洗浄ノズル５から液晶槽２１に向けて洗浄用の薬液が供給される。この洗浄後の薬液も、液晶槽２１から配管７を通って排出され、真空チャンバー１の外部で回収される。もちろん、この洗浄中に配管７の開閉弁Ｍ３を複数回開閉操作しても良い。これにより、液晶槽２１に洗浄用の薬液を溜めることができると共に、この薬液を複数回に分けて排出できるので、洗浄の効率を高めるができる。
【００３２】
ところで、この液晶槽２１には、液晶供給ノズル２によって真空チャンバー１内に供給された液晶材料１４の比抵抗値を計測するエレクトロメータ（抵抗計測手段の一例）９が設けられている。図２は、液晶槽２１の構成例を示す斜視図である。この液晶槽２１には、液晶槽本体２１Ａに隣接してサンプリングボード２１Ｂが設けられている。図２に示すように、この液晶槽本体２１Ａとサンプリングボード２１Ｂとの間には隔壁が設けられており、この隔壁に液晶槽本体２１Ａとサンプリングボード２１Ｂとを開閉自在に接続する電磁式の開閉弁Ｍ５が設けられている。このサンプリングボード２１Ｂに液晶材料１４の比抵抗を測定するためのエレクトロメータ９の端子（図示せず）が取り付けられている。
【００３３】
図２に示す開閉弁Ｍ５を「開」にして、液晶槽本体２１Ａからサンプリングボード２１Ｂに液晶材料を導入する。また、このサンプリングボード２１Ｂに比抵抗が測定できる液体電極を設け、液体電極とエレクトロメータ９の端子とを配線接続する。液体電極は、液体の絶縁抵抗及び静電誘電率の測定等に用いられているものを使用する。
【００３４】
そして、エレクトロメータ９の端子と液体電極との間に所望のタイミングで電圧をかけて、電流値を測定する。測定された電流値Ｉと、印加電圧値Ｖ等を▲１▼式に代入することによって、比抵抗ρ（Ω・ｃｍ）を求めることができる。
【００３５】
ρ（Ω・ｃｍ）＝Ｖ（ｖ）／Ｉ（Ａ）×Ｃ０（ｐＦ）／ε０・・・▲１▼
σ：比抵抗値
Ｖ：印加電圧値
Ｉ：測定された電流値
Ｃ０：静電容量
ε０：真空の誘電率
【００３６】
比抵抗の基準値（Ω・ｃｍ）を下回る比抵抗値が▲１▼式から算出された場合には、この液晶材料を廃棄する必要がある。この液晶材料を液晶セルに注入した場合に、液晶セルの電圧保持率が悪くなるからである。
【００３７】
また、この液晶注入装置１００は、組成分析手段の一例として、ガスクロマトグラフ質量分析装置（以下で、ＧＣ−ＭＳともいう：Ｇａｓ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ−Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を備えている。
【００３８】
図１に示すように、このＧＣ−ＭＳ１０は、液晶槽２１の洗浄後の薬液を回収する配管７に接続するようになされている。液晶槽２１に入れられた液晶材料１４や、洗浄用の薬液は、所望のタイミングでサンプリングされ、ＧＣ−ＭＳ１０に注入される。
【００３９】
ＧＣ−ＭＳ１０に注入された試料（液晶材料、又は薬液）は、カラムで単成分に分離されて、質量分析計に導入される。質量分析計に導入された各成分は電子衝撃により、イオン化、開裂を起こし、加速される。さらに電場、磁場を通過して、質量電荷比ごとに分離されて検出器に到達し、質量スペクトルが得られる。これにより、液晶材料の組成や洗浄用の薬液の組成を分析することができる。
【００４０】
さらに、図１に示す液晶注入装置１００は、上述した各構成部材のステータスを管理すると共に、当該構成部材に所定の制御信号を送信して、この液晶注入装置１００全体の動作を制御するコントロール部（図示せず）を備えている。このコントロール部の制御下で、液晶材料１４の注入作業及び比抵抗値測定、並びに液晶材料１４や洗浄用の薬液の組成の分析が行われる。
【００４１】
尚、液晶注入装置１００の真空チャンバー１や、液晶供給ノズル２及び液晶貯蔵部３に、ヒータ等の温度制御機（図示せず）が設けられている。この温度制御機によって、液晶材料１４は所定の温度に維持される。また、これらの温度制御機も図示しないコントロール部によってその昇降温動作が制御される。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る液晶パネルの製造方法について説明する。図３は液晶パネル５０の製造方法を示すフローチャートである。ここでは、図１に示した液晶注入装置１００を用いて液晶セル１３に液晶材料１４を注入し、液晶パネル５０（図５参照）を製造する場合を前提とする。従って、同じ符合のものは同じ機能を有するので、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
まず、本発明の液晶注入装置１００の動作を、図１を参照しながら説明する。液晶注入装置１００の動作開始前は、全ての開閉弁Ｍ１〜Ｍ５は閉じた状態であり、液晶槽２１には液晶材料１４がない状態である。予め、液晶注入装置１００の外部から液晶貯蔵部３に液晶材料１４を貯蔵しておく。また、液晶注入装置１００の外部から洗浄薬液貯蔵部６に洗浄用の薬液を貯蔵しておく。
【００４４】
図３の初期設定工程（ステップ１）では、真空チャンバー１内の温度を所定の温度に保持する為、真空チャンバー１に設けられた図示されていない温度制御器を稼働する。また、液晶材料１４の温度を所定の温度に保持する為、液晶供給ノズル２および液晶貯蔵部３に設けられた図示されていない温度制御器を稼働しておく。
【００４５】
次に、液晶材料１４を液晶槽２１に供給する。このとき、液晶材料１４の表面高さは表面高さ計測器８によって計測されるので、液晶材料１４を液晶槽２１へ必要量だけ供給（補填）することができる。また、この液晶槽２１への液晶材料１４の供給と前後、或いは並行して、図１に示す複数の液晶セル１３を専用のカセット１２にセットする。このとき、カセット１２にセットされた全ての液晶セル１３の注入口は、図１の下方に向けた状態になされる。次に、図１に示したように、この専用のカセット１２を液晶槽２１の上方まで移動させる。
【００４６】
このように、複数の液晶セル１３を専用のカセット１２で支持すると共に、これらの液晶セル１３の注入口を全て液晶槽２１側に向けさせる。これにより、後工程で複数の液晶セル１３の注入口を液晶槽２１内の液晶材料１４に一括して浸すことができ、液晶注入工程におけるスループットを高めることができる。もちろん、図１に示すような専用のカセット１２等を使わずに、一枚ずつ液晶セル１３に液晶材料１４を注入することも可能である。
【００４７】
液晶材料の脱泡工程（ステップ２）では、液晶槽２１に液晶材料１４を供給（又は補填）した後に、真空チャンバー内１を減圧して液晶材料１４の脱泡作業を実施する。この脱泡作業の目的は、液晶槽２１や液晶貯蔵部３等に液晶材料１４を保管していた際に、この液晶材料１４に混入したおそれのある不純物を除去することにある。尚、この液晶注入装置１００では、液晶槽２１内の液晶材料１４は、表面高さ計測器８によって一定量に保持されるので、脱泡時のふきこぼれが起きないように工夫されている。
【００４８】
脱泡作業を行った後に、液晶材料の比抵抗値および液晶材料の組成を分析する工程（ステップ３）に進む。この工程では、例えば、まず始めに液晶材料１４の比抵抗値の計測が行われ、その後、液晶材料１４の分析が行われる。この比抵抗値の計測は、サンプリングボード２１Ｂ（図２参照）に端子が配されたエレクトロメータによって行われる。また、液晶材料の組成の分析は、配管７に設けられたＧＣ−ＭＳ１０によって行われる。
【００４９】
そして、図３のステップ４で、計測された液晶材料１４の比抵抗値が規格値（基準値）を下回る、又は分析された液晶材料１４の組成が規格値から外れた場合、即ち、液晶材料１４が汚染されていた場合には、液晶表示装置１００でエラーが発生する（ステップ９）。このエラーの発生を受けて、液晶材料１４は配管７を通して廃棄され（ステップ１０）、空になった液晶槽２１は洗浄用の薬液で洗浄される（ステップ１１）。
【００５０】
図４は、液晶注入装置１００の洗浄動作例を示す概念図である。図４に示すように、このステップ１１では、洗浄ノズル５が原点位置から液晶槽２１の上方まで移動する。次に、この洗浄ノズル５から液晶槽２１に向けて洗浄用の薬液が供給され、液晶槽２１は洗浄される。そして、洗浄後の薬液は、配管７を通ってＧＣ−ＭＳ１０に送られる。このＧＣ−ＭＳ１０で洗浄後の薬液が分析され、この薬液中に液晶材料１４が残留していないかどうかが調べられる（ステップ１２）。
【００５１】
図４に示す液晶槽２１の洗浄は、洗浄に使用された後の薬液中に液晶材料１４の成分が残らなくなるまで続けられる。図３のステップ１３で、ＧＣ−ＭＳ１０による薬液組成の分析結果が規格値内に入ったら、その時点で液晶槽２１の洗浄は十分である。この場合には、洗浄ノズル５は薬液の供給を停止して、原点位置に復帰するようになされる（ステップ１４）。これにより、液晶槽２１の洗浄を完了し、図３のステップ１に進む。
【００５２】
このように、液晶注入装置１００では、液晶材料１４の品質管理と液晶槽２１の洗浄、及び液晶材料１４の入れ替え、補充等を自動操作で行うことができる。これにより、液晶材料１４の注入作業を連続して行うことができ、液晶注入作業の効率を大幅に向上することができる。
【００５３】
一方、図３のステップ４で、ステップ３で計測された液晶材料１４の比抵抗値が基準値を上回り、かつ分析された液晶材料１４の組成が基準値にある場合、即ち、液晶材料１４が汚染されていない場合には、図３のステップ５へ進む。
【００５４】
このステップ３は、液晶セル１３と液晶材料１４とのコンタクト工程である。このコンタクト工程では、まず始めに、真空チャンバー１内を排気して所定の真空度に到達させる。次に、複数の液晶セル１３がセットされた専用カセット１２（図１参照）を下降させて、液晶セル１３の注入口端を液晶槽２１内の液晶材料１４に完全に接触させる。
【００５５】
次に、液晶セルへの液晶注入工程（ステップ６）に進む。この工程では、液晶セル１３を液晶材料１４に所定の時間浸漬させた後に、真空ポンプ１５を停止する。そして、不活性ガス（例えば、窒素ガスなど）を真空チャンバー１内に充填させて、真空チャンバー内の真空度を徐々に下げて復圧する。すると、液晶セル１３内の圧力に対して、真空チャンバー１内の圧力が上昇する。これにより、液晶セル１３の注入口端に接触していた液晶材料１４は、液晶セル１３内に徐々に導入され、やがて液晶セル１３内は液晶材料１４で満たされる。
【００５６】
液晶セル１３内が液晶材料１４で満たされた後に、注入済み液晶セルの取り出し工程（ステップ７）に進む。この工程では、専用カセット１２を上昇させて液晶セル１３を液晶槽２１から引き上げる。次に、専用カセット１２を真空チャンバー１から取り出す。そして、この液晶セル１３の注入口に封止材を取り付けて、液晶セル１３内を封止する。以上のステップ１〜７が、１回分の液晶注入操作であり、これにより図５に示した液晶パネル５０を完成する。尚、引き続き、液晶注入操作を繰り返して実施する場合には、図３のステップ８からステップ１に戻れば良い。
【００５７】
このように、本発明に係る液晶注入装置１００によれば、密閉可能な真空チャンバー１内を減圧して、この真空チャンバー１内で液晶セル１３に液晶材料１４を注入する装置であって、この真空チャンバー１内に供給された液晶材料１４の比抵抗値を計測するエレクトロメータ９と、この液晶材料１４の組成を分析するガスクロマトグラフ質量分析装置１０とを備えたものである。
【００５８】
従って、液晶セルに注入される液晶材料１４の電気的物性及び、化学的物性をモニタすることができ、液晶材料１４の品質を厳しく管理することができる。
【００５９】
これにより、異常な特性を示す液晶材料１４の使用を回避できるので、液晶パネルの歩留まりと信頼性を向上できる。
【００６０】
また、故障が発生した場合に、注入工程での液晶材料の品質管理データ（比抵抗値及び組成）を調査することにより、故障の発生メカニズムを推測することができる。それゆえ、トラブルに対する再発防止策の策定に大きく貢献できる。
【００６１】
さらに、常時行われる液晶材料１４の管理により、汚染されていない液晶材料１４のみを有効に再利用できるので、液晶パネル５０の製造コストを低減することができる。
【００６２】
尚、この実施形態では、液晶注入装置１００の専用カセット１２が液晶槽２１側に下降して液晶セル１３に液晶材料が注入される構造について説明したが、これに限られることはなく、例えば液晶槽２１が専用カセット１２側に上昇する構造や、専用カセット１２が下降すると共に液晶槽２１が上昇して各々が接近する構造としても良い。液晶材料１４と液晶セル１３の注入口とが接触することを前提に任意の構造を選択することができる。
【００６３】
また、この実施形態では、液晶セル１３への液晶材料１４の注入前に、この液晶材料１４の比抵抗値を計測すると共に、その組成を分析する場合について説明したが、これらの比抵抗値の計測及び組成の分析は、液晶材料１４の注入中、又は注入後にも任意のタイミングで行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶注入装置によれば、密閉可能な処理室内を減圧して当該処理室内で液晶セルに液晶材料を注入する装置であって、この処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測する抵抗計測手段と、この抵抗計測手段によって比抵抗値が計測される液晶材料の組成を分析する組成分析手段とを備えたものである。
【００６５】
この構成によって、液晶セルに注入される液晶材料の電気的物性及び、化学的物性をモニタすることができ、液晶材料の品質を厳しく管理することができる。
【００６６】
従って、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できるので、液晶パネルの歩留まりと信頼性を向上できる。また、品質に問題ない液晶材料のみを選択的に再利用できるので、液晶パネルの製造コストを低減することができる。
【００６７】
また、本発明に係る液晶パネルの製造方法によれば、液晶セルが配された密閉可能な処理室内に液晶材料を供給した後に、この処理室内に供給された液晶材料の比抵抗値を計測すると共に、この液晶材料の組成を分析するようになされる。
【００６８】
この構成によって、液晶セルに注入される液晶材料の品質を厳しく管理することができ、異常な特性を示す液晶材料の使用を回避できる。
【００６９】
従って、液晶パネルの歩留まりと信頼性を向上できる。また、品質に問題ない液晶材料のみを選択的に再利用できるので、液晶パネルの製造コストを低減することができる。
【００７０】
この発明は、液晶セルの内部と外部の圧力差によって、この液晶セルの内部に液晶材料を注入するディップ式の液晶注入装置及び、液晶パネルの製造方法に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶注入装置１００の構成例を示す概念図である。
【図２】液晶槽２１の構成例を示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶パネル５０の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】液晶注入装置１００の洗浄動作例を示す概念図である。
【図５】液晶パネル５０の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・真空チャンバー、２・・・液晶供給ノズル、３・・・液晶貯蔵部、７・・・配管、９・・・エレクトロメータ、１０・・・ガスクロマトグラフ質量分析装置、１３・・・液晶セル、１４・・・液晶材料、１５・・・真空ポンプ、２１・・・液晶槽、５０・・・液晶パネル、１００・・・液晶注入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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