(57)【要約】      （修正有）【課題】製品の製造時間が短縮され、これまでの製造ラインが大幅に改善される。また、不良品発生が極力抑えられるので、製品価格を低く抑えることが可能となる。【解決手段】真空室20内に収容された液晶を真空室内にて攪拌装置18によって攪拌することにより液晶材料中から直接不要成分を予め取り除くもので、真空室内における減圧速度を検出するシーケンサと、シーケンサからの情報により起動する排気能力調整機器26と、を有し、シーケンサが基準値と異なる減圧速度を検出したとき、排気能力調整機器が作動して真空室の真空圧力を一時的に解除する。【選択図】図１
2005189504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室内に収容された液晶を真空室内にて攪拌装置によって攪拌することにより液晶材料中から直接不要成分を予め取り除くための前処理を行う液晶脱泡装置であって、
真空室内における減圧速度を検出するシーケンサと、
シーケンサからの情報により起動する排気能力調整機器と、
を有し、
シーケンサが基準値と異なる減圧速度を検出したとき、排気能力調整機器が作動して真空室の真空圧力を一時的に解除することを特徴とする液晶脱泡装置。
【請求項２】
攪拌装置が容器内の液晶材料を攪拌するでへら状部材から成る請求項１に記載の液晶脱泡装置。
【請求項３】
攪拌装置がマグネチックスターラーから成る請求項１に記載の液晶脱泡装置。
【請求項４】
排気能力調整機器が、リーク弁により構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1に記載の液晶脱泡装置。
【請求項５】
排気能力調整機器が、可変真空ポンプにより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1に記載の液晶脱泡装置。
【請求項６】
排気能力調整機器が、マスフローコントローラにより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1に記載の液晶脱泡装置。
【請求項７】
可変真空ポンプがインバーター制御により速度が可変となっていることを特徴とする請求項５に記載の液晶脱泡装置。
【請求項８】
真空室内に収容された液晶を攪拌することにより液晶材料中から直接不要成分を予め取り除くための前処理を行う液晶脱泡方法であって、
真空室を減圧開始した時の減圧速度をシーケンサにより計測し正常値を設定すること、
正常値と異なる減圧速度を計測した時その情報を排気能力調整機器へ送ること、
シーケンサから正常値と異なる減圧速度に関する情報を得たときに真空室内の真空圧力を一部解除すること、
の工程を含んで成る液晶脱泡方法。
【請求項９】
真空室内の真空圧力が圧力危険域を越えないように、予め真空ポンプの作業領域を限定してあることを特徴とする請求項8に記載の液晶脱泡方法。
【請求項１０】
圧力危険域がレシピによって特定されていることを特徴とする請求項９に記載の液晶脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶材料中へ混入されている空気、水分、有機ガス等の不要成分を当該液晶材料中から直接抜き出すための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、液晶材料を封入したパネルに所謂「気泡若しくはムラ」が発生して液晶画面が見にくくなる等の問題があった。これは液晶材料中へ混入している空気や水分などが液晶材料と一緒にパネル内へ導入されその部分に液晶が配置されないために起こる現象であることは知られている。このような問題を解消するため、パネルへ封入された液晶中から空気や水分などを抜き出すための多くの装置や手段が発表されている。その結果、今日では、かかる問題は改善の方向に向かっている。
【０００３】
然しながら、最近の社会の要請の一つとして、液晶画面の大型化がある。この要請を満たす液晶充填方式として、所謂ＯＤＦ（ｏｎｅ  ｄｒｏｐ  ｆｉｌｌｉｎｇ）方式の採用が多用されている。しかし、このＯＤＦ方式にて製造した液晶画面から余分な空気や水分を除去する場合、これまでの方法では完全な除去が期待出来ないことが判明した。これは画面が大型化することにより、除去機能が全面にまで及ばないこと、除去作業に時間が掛かり過ぎ生産コストに合わないこと等がその理由となっている。そこで、これまでの方法とは異なる別の方法により空気、水分等を除去する手段の誕生が要請された。
【０００４】
かかる要請を満たす方法として、パネルへ充填する前の液晶材料中から予め直接余分な空気や水分、窒素ガス、酸素ガス、さらには種々の有機ガス等の不要成分を取り除く前処理工程を設けることを提案されている。そして、この提案を具体化するための具体的な前処理方策としては、下記に記載の特許文献に述べられているように、液晶が入った容器を真空室内へ設置し、容器を開封して液晶を真空室へ開放した後、液晶を攪拌するものである。この攪拌作業により、液晶容器内に収容されている液晶を容器内にて回転しながら更に上下方向へ循環運動させることにより液晶中から上述の空気等を真空室内へ飛ばすと言うものである。こうして前処理した液晶を使用して各種の注入実験更には画面に関する各種の性能実験等を行った。その結果、このような前処理を施した液晶材料の使用が液晶画面のサイズに関係なく全ての液晶画面にとって極めて有用であることが確認された。
【特許文献１】特開平10−10545号公報
【特許文献２】特開2000−246007号公報
【特許文献３】特開2001−154210号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような液晶の前処理方法は、結果的に勝れた液晶画面の製造に非常に有効な方法であることが認識された。然しながら、この前処理工程にはかなり長い時間がかかること、液晶中から空気等の不要な成分を確実にかつ迅速に除去しようとして真空室の真空度を大きくすると、液晶自体が真空室内へ飛散するという事故が発生すること、更に、真空室の真空度合いをあまり急速に行うと、空気や、水分等の不要成分が液晶中から突沸状態にて噴出し、不要な空気や水分等と一緒に高価な液晶も同時に真空室内へ噴出すること、等の種々の課題があった。そこで、本発明は、これらの課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、真空室内に収容された液晶を真空室内にて攪拌装置によって攪拌することにより液晶材料中から直接不要成分を予め取り除くための前処理を行う液晶脱泡装置であり、
真空室内における減圧速度を検出するシーケンサと、シーケンサからの情報により起動する排気能力調整機器と、を有し、シーケンサが基準値と異なる減圧速度を検出したとき、該排気能力調整機器が作動して真空室の真空圧力を一時的に解除する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液晶脱泡装置によれば、これまでの前処理時間が約５時間掛かったものを僅かに３０分間程度で確実に処理することが可能となった。また、前処理を施した液晶材料を使用することにより、「気泡若しくはムラ」の問題がほぼ完全に解消し、フレームへ注入した後の脱泡処理はほとんど不要となる。更に、このような脱泡処理を施した液晶を使用することにより、ＯＤＦ方式による液晶フレームの作成作業に伴う不良品の発生率はほとんどゼロとなった。その上、液晶中の不要成分を予め処分するため、その後に、例えば液晶をフレームへ充填した後にその液晶から再度不要成分を処理するという作業は不要となり、もし行うとしても注入時または充填時のガス混入処理だけでよく、製品の製造時間が短縮され、これまでの製造ラインが大幅に改善される。また、不良品発生が極力抑えられるので、製品価格を低く抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本件発明の思想を具体化した一例を示す装置であって、使用する前の液晶中から不要成分を除去するための液晶脱泡装置１０の概略図である。図１において、液晶脱泡装置１０は公知の真空発生用装置即ち真空ポンプ（図示なし）等を収容している下部ハウジング１２と、そこから立ち上がっている案内柱１４と、該案内柱１４によって案内され上下方向に移動可能な可動枠体１６と、該可動枠体１６に保持されている攪拌装置１８と、下部ハウジング１２の上面に取り付けられており液晶が装填された容器（図示なし）を受入れる真空室２０と、により構成されている。
【０００９】
本装置１０を使用する場合には、初めに案内柱１４に沿って可動枠体１６を上方へ移動して真空室２０を開放する。開放された真空室２０内へ、液晶材料が充填された容器を開封状態にて設置する。その後、可動枠体１６を下方へ移動して攪拌装置１８を真空室２０へ対して密封蓋１９により密封保持する。このとき攪拌装置１８へ取り付けた攪拌器（図示なし）が液晶容器内へ導入されるように配置する。このようにして装置１０内への液晶容器の設置が完了したなら、下部ハウジング１２へ収納した真空ポンプにより、真空室２０の内部を漸次減圧しながら、攪拌装置１８へ取り付けた駆動装置（図示なし）によって攪拌器を回転する。なお、図において、符号２２は真空室２０の内部を覗く窓であり、符号２４は真空室２０と下部ハウジング１２とを連結する連通管である。
【００１０】
図２は当該液晶脱泡装置１０を作動するときの時間（Ｔ）と真空度（Ｐ）との関係を概略的に示しているプログラム図である。ここで注意すべきことは、脱泡処理作業を開始する際に、初めに、予め、脱泡処理する液晶の圧力危険域（Ａ）を確認して、真空ポンプの作業領域を限定する必要があることである。即ち、真空ポンプが当該圧力危険域よりも低い真空状態を真空室内に発生しないように予め規制するのである。ここで、圧力危険域とは、液晶が蒸発して真空室２０内へ飛散する状態を発生する液晶の飽和蒸気圧力をいう。これにより、高価な液晶が無駄になることを防止するためである。圧力危険域は、液晶の種類により異なっていることは当業者に明らかなところである。そこで、使用する液晶によってレシピを特定しておき、例えば、レシピ１は、危険域がＡの液晶、レシピ２は、危険域がＡ´の液晶、レシピ３は、危険域がＡ´´の液晶、等と予め定めておけば、操作員は、定められたレシピを指定するだけで、自動的に危険域が設定されることになり、操作が安全に行えることとなる。
【００１１】
しかして、本件発明者は攪拌器を所定の速度で回転しながら、真空室２０の内部圧力を概ね一定の割合で徐々に徐々に減圧した。これは真空室２０内部の圧力が低下するに従って液晶中へ溶け込んでいる水分や空気が突沸状態を発生して液晶自体が液晶容器から真空室２０内部へ飛散することを防止するためである。真空室２０内部の圧力が図２において直線０Ｂにて示すように真空圧力を増大するに伴い、順次、液晶中から不要な水分や空気、酸素ガスや窒素ガス等の不要成分が真空室２０内へ少しずつ飛散する。こうして飛散した水分等はその後、真空室２０から外部へ排出される。圧力が危険域Ａに至る直前まで減圧された後で、真空室２０内を暫らくの間、直線ＢＣで示す圧力状態に維持しつつ、液晶中から不要ガス等の取り出しを継続する。その後、真空室２０内の圧力を常圧まで復帰させるのである。しかしこのようなプログラムでは前処理時間が非常に長く（約５時間以上）これを短くする必要性を痛感した。
【００１２】
そこで発明者は、図２に示すプログラム特に直線０Ｂに沿って一定の速度で真空室内を減圧しながら真空圧力変動と不要成分の飛散状況とを詳細に観察したところ、液晶中から空気等の不要成分が真空室２０内へ飛散する際に、圧力減少が一時的に鈍化又は停止することを知った。その状態を拡大して示すと図３のようである。図３において、真空室２０内を減圧して暫らく経過すると、それまで一定の速度で減圧されていた真空室の圧力低下が止まった。そしてその停止状態が数秒間程度継続した。この停止時間（ａｂ、ｃｄ）の長さ（ｔ１、ｔ２）は飛散するガスの量その他の要素により異なるものと思われる。更に、この減圧状態が停止する圧力（ｐ１、ｐ２）は、飛散するガスの種類により異なることも判明した。更にまた、圧力減少が一時的に鈍化若しくは停止する時以外には、不要成分の飛散はほとんど発生しないことも同様に判明した。これは、不要成分が真空室内へ飛散する際には液晶内部からエネルギーを持ち出すため、その際、圧力減少が鈍化若しくは停止するものと思われる。また、この圧力減少が一時的に鈍化若しくは停止する時に、排気能力の現状維持又は圧力減少のプログラムの減少勾配を平行に近くすると、突沸現象がほぼ完全に解消出来、突沸現象は発生しないことも同時に判明した。
【００１３】
これらの事実に基づき、発明者は、図３に示すような、圧力減少が一時的に鈍化又は停止する時を知ることが出来れば、前処理時間を極端に減縮することが出来るであろうとの知見を得た。そして、この知見に基づき、発明者は更に各種の実験を繰返し繰返し行った。その結果、シーケンサーによって真空室２０内の圧力減少状態を追跡することによって、確実に、当該真空室内部の「圧力減少が一時的に鈍化又は停止する時」を知ることが出来ることを確信した。
【００１４】
そこで、図１に示す液晶脱泡装置１０の真空室２０の内部に、シーケンス手段（図示なし）を設置してある。このシーケンス手段としては、単独又はプログラムコントローラーとの連動等が考えられる。真空室内部の圧力減少状態を逐一追いかけ、その圧力減少速度が停止その他の変動を生じた時に、その情報を真空室の外部へ知らせるようにしてある。さらに、この発明の液晶脱泡装置１０では、真空室２０内部の圧力を調整するための排気能力調整機器２６が設置してある。そして前記シーケンス手段からの情報は直接この排気能力調整機器２６へ接続されている。このため、シーケンス手段が、真空室２０内部の圧力減少状態に変動が生じたことを感知した時には、直ちに排気能力調整機器２６に作用して、当該排気能力調整機器２６を起動して、真空室２０内部の真空圧力を強制的に開放状態とするのである。これにより、真空室２０内部での突沸現象を防止することが出来るのである。その後、圧力変動状態が正規の状態に戻れば、排気能力調整機器２６を閉鎖して、真空室２０の圧力が危険域Ａに達する直前まで減圧作業を継続する。
【００１５】
図４は、本件発明を実行する時のプログラムを示す。このプログラムによれば、真空室２０の内部圧力の減圧を開始後間もないＴ１後（例えばＥ点）の単位時間当たりの減圧量が例えば０．３ｔｏｒｒとする。この値が正常値である。そしてこの値をシーケンサが検出し記憶する。しかして、Ｔ２後（Ｆ点）における単位時間当たりの減圧量が０．１ｔｏｒｒとなり、次いでＴ３後（Ｇ点）における単位時間当たりの減圧量が０．０５ｔｏｒｒであったとする。この場合、Ｆ点の値が検知された時点で、シーケンサは排気能力調整機器２６へ注意信号を発するように制御してある。次いでその後の数値が直ちに正常値へ復帰すればそのまま減圧作業は継続するが、Ｇ点の様に更に減圧量が低下した時には直ちに注意信号が作動信号に変更され、当該機器２６が作動して真空室２０を大気中へ開放される。その後、減圧量が正常値へ復帰した時点で、当該機器２６が閉じられ、減圧作業が継続される。こうして、真空室２０内において減圧量の変動が発生すると、このときに不要成分の飛散が発生するものであり、その情報は直ちに前記機器２６へ送られ、必要な開放作動が行われる。こうして真空室２０内部の真空圧力が僅かに回復され、不要成分の飛散に伴う突沸現象は防止出来る。
【００１６】
同様な減圧量の変動をシーケンサが感知するたびに同様な手順により、不要成分の飛散処理が繰返される。これは、不要成分の種類により飛散する真空圧力条件が異なるので、減圧量の変動はしばしば起こるのである。そしてそのたびに上記機器２６によって真空室２０の内部圧力調整を行うことにより、突沸現象を起すことなく、適切に不要成分の除去が達成出来るのである。この方式によれば、これまでの前処理時間が約５時間掛かったものを僅かに３０分間で確実に処理出来ることが可能となった。こうして前処理を施した液晶材料を使用することにより、「気泡若しくはムラ」の問題がほぼ完全に解消し、更に例えばフレームへ注入した後の脱泡処理はほとんど不要となった。また、このような脱泡処理を施した液晶を使用することにより、ＯＤＦ方式による液晶フレームの作成作業に伴う不良品の発生率はほとんどゼロとなった。
【００１７】
この発明において、排気能力調整機器２６としては、例えば、リーク弁を開放すること、例えばインバーター制御による真空ポンプの能力調整すること、更にはマスフローコントローラーにより調整すること、等がある。また、図１に示す液晶脱泡装置１０において容器内の液晶から不要成分を飛散するために液晶を攪拌する手段として、図１の説明においてはへら状の攪拌装置について述べたが、これに限定されることなく、例えば、マグネチックスターラー方式、その他の攪拌装置でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
液晶中の不要成分を予め処分するため、その後に、例えば液晶をフレームへ充填した後にその液晶から再度不要成分を処理するという作業は不要となり、もし行うとしても注入時または充填時のガス混入処理だけでよく、製品の製造時間が短縮され、これまでの製造ラインが大幅に改善される。また、不良品発生が極力抑えられるので、製品価格を低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本件発明にかかる液晶脱泡装置の概略図である。
【図２】本件発明にかかる液晶脱泡装置の作動プログラムの一例を示す図である。
【図３】図２に示す作動プログラムの一部を拡大して示す図である。
【図４】本件発明にかかる液晶脱泡装置の好ましい作動プログラムを示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０    液晶脱泡装置
１２    下部ハウジング
１４    案内柱
１６    可動枠
１８    攪拌装置
１９    密封蓋
２０    真空室
２２    窓
２４    連結管
２６    排気能力調整機器
【図１】
2005189504.tif 000003
【図２】
2005189504.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005189504.tif 000006