(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の気圧を任意に制御できるチャンバと、該チャンバ内において多数枚の液晶パネルが配置される注入室と、該注入室に連接され、上記の多数枚の液晶パネルに液晶を接触させる液晶室と、上記注入室に配置されるべき、冷却ユニット、加熱ユニット、送風ユニットおよびこれらを被うフードを有するフード部と、該フード部が固定される、上記チャンバの開閉扉と、該開閉扉を水平に移動させて上記のフード部をチャンバから完全に引き出すようにする移動機構とを備えることを特徴とする液晶注入装置。
【請求項２】
冷却ユニットにフィン付冷却チューブを備えさせ、加熱ユニットにフィン付パイプヒーターを備えさせるとともに、フード部に送風ユニットによって送風されたガスが通される整流板を設けることを特徴とする請求項１記載の液晶注入装置。
【請求項３】
チャンバ内に配置される液晶パネルを囲むように設けられたヒーターを備えることを特徴とする請求項２記載の液晶注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイの製造工程の一部である液晶注入工程を行う液晶注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶注入プロセスでは、通常、多数枚のセルと呼ばれる液晶パネル（隙間を有するようにガラス板を張り合わせたパネル）を治具で固定して液晶皿中の液晶に浸漬する。そして、真空注入法により毛細管現象と圧力差とを利用して、液晶が上記のパネルの隙間に広がっていくようにする。また、液晶を加温して粘度を下げ、注入時間を短縮する。
【０００３】
そこで、このプロセスを行う液晶注入装置では、真空／加圧のできるチャンバ内に、冷却ユニット、加熱ユニット、送風ユニットなどをフードで被ったもの（フード部）が納められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶注入装置では、冷却ユニット、加熱ユニット、送風ユニット等がチャンバ内に固定されており、そのためメンテナンス性が悪いという問題があった。また、多数枚の液晶パネルの各々の面内の温度分布を均一にしながら加熱することができないという問題もある。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み、メンテナンス性を改善した液晶注入装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、この発明は、多数枚の液晶パネルの面内の温度分布が均一になるように加熱することができるように改善した液晶注入装置を提供することをも、目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明による液晶注入装置においては、内部の気圧を任意に制御できるチャンバと、該チャンバ内において多数枚の液晶パネルが配置される注入室と、該注入室に連接され、上記の多数枚の液晶パネルに液晶を接触させる液晶室と、上記注入室に配置されるべき、冷却ユニット、加熱ユニット、送風ユニットおよびこれらを被うフードを有するフード部と、該フード部が固定される、上記チャンバの開閉扉と、該開閉扉を水平に移動させて上記のフード部をチャンバから完全に引き出すようにする移動機構とが備えられることが特徴となっている。
【０００８】
開閉扉を開き水平に移動させると、これと一体となってフード部がチャンバから引き出されてくる。このフード部には、冷却ユニット、加熱ユニット、送風ユニットが設けられているので、これらを実際と同じように運転させながら点検するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明による液晶注入装置においては、冷却ユニットにフィン付冷却チューブを備えさせ、加熱ユニットにフィン付パイプヒーターを備えさせるとともに、フード部に送風ユニットによって送風されたガスが通される整流板を設けるようにしており、これによって、加熱されたガス流を液晶パネルに当ててこれを加熱する際に、ガス流を温度分布の均一な層流状態にすることができるので、均一な温度分布となるようにして液晶パネルを加熱することができる。
【００１０】
さらに、請求項３記載の発明による液晶注入装置においては、チャンバ内に配置される液晶パネルを囲むように設けられたヒーターを備えることが特徴となっており、液晶パネルを加熱した後、チャンバ内を真空にして液晶パネルの脱ガスを行う際に、液晶パネルから熱が輻射しその温度が下がって温度分布が不均一になってしまうということを、液晶パネルを囲むヒーターの作用により防いで、真空時にも液晶パネルの温度分布を均一に保つことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、円筒状のチャンバ本体１０には、開閉可能な前扉１１と後扉１２とが設けられている。チャンバ本体１０内には、液晶を液晶パネルに注入する注入室１３が設けられ、その下部には液晶室１４が設けられる。後扉１２にはフード部２０が固定されている。この後扉１２は、適宜な車輪機構を介して吊り下げレール１５に吊り下げられて矢印に示すように水平に移動できるようになっており、クランプが外され左方向に後退して開かれ、右方向に前進して閉じられその閉じられた状態でクランプされる。この後扉１２が後退したとき、これに取り付けられたフード部２０も一体となって後退し、このフード部２０の全体がチャンバ本体１０から完全に露出した状態となる。
【００１２】
この図１では、後扉１２が吊り下げレール１５に吊り下げられ、そのレール１５に沿った方向に移動可能とされているが、図２に示すように、据え置きレール１６を床面に設けて、このレール１６の上に移動する適宜な機構に後扉１２を取り付けて、この後扉１２をフード部２０とともに前進・後退させるように構成することもできる。
【００１３】
このフード部２０を含めてチャンバ本体１０内部をさらに説明する。図３は図１のチャンバ本体１０等をＡ−Ａ線で切断して矢印方向に見た模式的な断面図である。この図３のチャンバ本体１０等をＢ−Ｂ線で切断して矢印方向に見た模式的な断面図は図４に示している。これらの図３、図４に示すように、フード部２０は、ガスの循環流路を形成させるようなフード２１を備え、その中に、冷却ユニット２２、加熱ユニット２３、送風ユニット２４が配置される。
【００１４】
冷却ユニット２２には、チャンバ本体１０の長手方向（図３の紙面に直角な方向）に伸びる冷却チューブ３１が多数取り付けられている。この冷却チューブ３１は、図５に示すように、冷却液が流れる内管３２と、その外周に設けられた多数のフィン３４を有する外管３３とからなる。このような多数のフィン３４の表面に触れるようにしてガスが流れるため、図５の矢印（および図３の矢印）で示すように流れるガスを、チャンバ本体１０の長手方向（図５の左右方向）において均一に冷却することができる。
【００１５】
加熱ユニット２３には、チャンバ本体１０の長手方向（図３の紙面に直角な方向）に伸びるパイプヒーター４１が多数取り付けられている。このパイプヒーター４１の外周には、図６に示すように、多数のフィン４２が設けられている。このような多数のフィン４２の表面に触れるようにしてガスが流れるため、図６の矢印（および図３の矢印）で示すように流れるガスを、チャンバ本体１０の長手方向（図６の左右方向）において均一に加熱することができる。
【００１６】
送風ユニット２４は、クロスフローファン（あるいはシロッコファン）からなり、そのファンの性質からその長手方向つまりチャンバ本体１０の長手方向（図３の紙面に直角な方向）に均一な流速でガスを送り出す。この送風ユニット２４によって送り出されたガスは、フード２１に沿って流れ、何枚かの整流板２６、２６を経て層流とされ、多数の液晶パネル７０が図３の紙面に直角な方向つまり図４に示すようにチャンバ本体１０の長手方向に配置された空間（カセット部）に向かい、さらにこの多数の液晶パネル７０の隙間を通り、フード２１に沿って再び冷却ユニット２２に向かう。整流板２６はパンチングプレートなどから構成することができる。
【００１７】
冷却ユニット２２および加熱ユニット２３と、多数の液晶パネル７０が配置される空間との間には仕切板２５が配置される。この仕切板２５によって、冷却ユニット２２、加熱ユニット２３を通り、送風ユニット２４を経て液晶パネル７０に達し再び冷却ユニット２２に戻ってくるガスの循環経路が形成される。また、この仕切板２５は、冷却ユニット２２で吸収される熱や、加熱ユニット２３で発生される熱の影響を受けて液晶パネル７０の温度が変化しないようにするためのレフレクタの作用も果たしている。
【００１８】
チャンバ本体１０には、このような液晶パネル７０の置かれるカセット部と、フード部２０とが納められる注入室１３が設けられるが、その注入室１３の下部には液晶室１４が設けられており、この液晶室１４には、液晶が溜められる液晶皿５１と、この液晶皿５１が載置されるヒーターブロック５２と、これらを昇降させる昇降機構５３とが備えられる。この液晶室１４と注入室１３との境界にはゲート弁５４が設けられている。
【００１９】
図３に示すように液晶パネル７０配置空間の周囲のフード２１の外側には、平板ヒーター６１、６１が設けられている。また、図４のようにチャンバ本体１０の長手方向両端にも、液晶パネル７０配置空間を挟むように平板ヒーター６２、６２が固定されている。さらに、図３に示すように、円筒状のチャンバ本体１０の内周部の全体に、壁面ヒーター６３、６３が取り付けられている。
【００２０】
液晶を多数の液晶パネル７０に注入するプロセスは、つぎのようにして行われる。まず、チャンバ本体１０内を大気圧とし、液晶パネル７０を１００°Ｃに均一加熱する。このとき、送風ユニット２４を動作させてガスの循環を生じさせる。送風ユニット２４を経たガス流はチャンバ本体１０の長手方向に均一な流速となっている。これが複数の整流板２６を経て層流となって液晶パネル７０に当てられる。
【００２１】
液晶パネル７０を通過したガスは冷却ユニット２２に入り、冷却チューブ３１を通過する。冷却チューブ３１を通過するガスは、そのチューブ３１内を流れる冷却液によってある一定の温度にまで下がるように冷却される。この冷却効果を高めるために上記のように冷却チューブ３１に多数のフィン３４が設けられている。そのため、チャンバ本体１０の長手方向に温度分布があるガスが流入した場合、温度の高いガスの近辺のフィン３４での吸熱量が温度の低いガス近辺のフィン３４での吸熱量よりも大きくなることから、その温度分布が小さくなるような冷却がなされることになる。
【００２２】
この冷却ユニット２２を通過したガスは、続いて加熱ユニット２３に入り、そのパイプヒーター４１によって加熱されることになる。このパイプヒーター４１には、上記の通り多数のフィン４２が設けられて加熱効果が高められるようになっている。このフィン４２付のパイプヒーター４１は、単位長さ当たりの発熱量がどの部分でも等しく、これを通過するガスにチャンバ本体１０の長さ方向に温度分布がある場合にも、通過するガスを一様に設定温度にまで上げるように加熱するため、ガスの温度分布が少なくなるように加熱する。
【００２３】
仕切板２５は、これらの冷却ユニット２２での吸熱、加熱ユニット２３での加熱の影響を、液晶パネル７０が受けないようにして、ガスを、冷却ユニット２２、加熱ユニット２３、送風ユニット２４、整流板２６、および液晶パネル７０を経て再び冷却ユニット２２に戻すというガスの循環流路を形成する。
【００２４】
そのため、このようなガスの循環を、冷却ユニット２２および加熱ユニット２３の温度コントロールを行いながらある一定時間行うことによって、循環するガスは、チャンバ本体１０の長手方向に均一な温度分布をとることになる。このようなガスが多数の液晶パネル７０に当たるため、どの液晶パネル７０も均一に加熱され、各々の面内の温度分布が１００°Ｃ±２°Ｃ程度となるような均一度が達成される。
【００２５】
こうして多数の液晶パネル７０を均一に加熱した後、チャンバ本体１０を排気して注入室１３内を高真空状態にし、液晶パネル７０内のガス出しを行う。このとき、チャンバ本体１０内では加熱されたガスが排気されてしまうため、液晶パネル７０からの輻射による放熱が開始してその温度が低下することになるが、このとき液晶パネル７０を取り囲む平板ヒーター６１、６２およびチャンバ本体１０の内周部の壁面ヒーター６３を動作させて、この温度低下を防止する。これにより、高真空下でも、多数の液晶パネル７０の各々の面内の温度分布を１００°Ｃ±２°Ｃ程度に均一に保つことができる。
【００２６】
液晶パネル７０内の十分な脱ガスが達成できたら、チャンバ本体１０（注入室１３）内を中真空状態にまで昇圧する。このとき、液晶室１４においても、中真空の状態で液晶皿５１中の液晶の脱泡を行うとともに、ヒーターブロック５２での加熱により液晶を均一な温度分布に加熱する。
【００２７】
そして、チャンバ本体１０（注入室１３）内と液晶室１４内の差圧が０となったタイミングでゲート弁５４を開くとともに、昇降機構５３を動作させて液晶皿５１、ヒーターブロック５２を上昇させ、液晶を液晶パネル７０の下端に接触させる。接液後、チャンバ本体１０（注入室１３）内を徐々に昇圧して液晶パネル７０内部と注入室１３内の差圧により液晶を液晶パネル７０内に注入する。液晶が液晶パネル７０内に十分に注入されたら、今度は降温する。このとき、冷却ユニット２２および加熱ユニット２３の温度コントロールを行いながら送風ユニット２４を動作させてガスを循環させ、加熱時と同じく長手方向に均一な温度分布の層流を液晶パネル７０に当てるようにし、これによって、液晶パネル７０の温度分布を均一にしながら液晶パネル７０を降温することができる。
【００２８】
このように、フィン付冷却チューブ３１を有する冷却ユニット２２と、フィン付パイプヒーター４１を有する加熱ユニット２３とを順次通過したガスを送風ユニット２４によって送風して整流板２６を通して層流として液晶パネル７０に吹き付け、液晶パネル７０を通ったガスを上記の冷却ユニット２２に戻すという循環によって循環ガスを均一な温度分布に保ち、液晶パネル７０を均一な温度分布に加熱することができる。
【００２９】
また、加熱後、真空排気して液晶パネル７０の脱ガスを行う際に、熱の輻射によって液晶パネル７０の温度が低下することを、周囲のヒーター６１、６２、６３によって加熱することによって防止することができる。
【００３０】
そのため、液晶パネル７０の面内の温度分布が均一になり、場所により液晶の粘度が変わるということを防止できるので、品質のムラをなくし、配向を一様にすることができる。
【００３１】
さらに、冷却ユニット２２、加熱ユニット２３、送風ユニット２４およびこれらを被うフードを備えるフード部２０を、後扉１２に取り付け、この後扉１２を開いて引き出したときに、フード部２０もその全体がチャンバ本体１０から引き出されるようにしたため、そのメンテナンスがきわめて容易に行なえるようになる。とくに、加熱ユニット２３などには電気配線などがあり、そのメンテナンス作業は、チャンバ本体１０内では大変であるが、このように引き出すことができるので、容易になる。引き出した状態で送風ユニット２４などを運転することで、実運転に近い状態での動作確認ができてきわめて有効である。
【００３２】
なお、上記の説明は、この発明の一つの実施形態についてのものであり、具体的な構成などはこの発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることはもちろんである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の液晶注入装置によれば、メンテナンス作業がきわめて容易になる。また、液晶パネルの温度ムラを防ぎ、品質の優れた液晶ディスプレイを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す模式的な側面図。
【図２】他の実施の形態を示す模式的な側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線で断面して矢視方向に見た模式的な断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線で断面して矢視方向に見た模式的な断面図。
【図５】冷却チューブの一例を示す断面図。
【図６】パイプヒーターの一例を示す断面図。
【符号の説明】
１０            チャンバ本体
１１            前扉
１２            後扉
１３            注入室
１４            液晶室
１５            吊り下げレール
１６            据え置きレール
２０            フード部
２１            フード
２２            冷却ユニット
２３            加熱ユニット
２４            送風ユニット
２５            仕切板
２６            整流板
３１            冷却チューブ
３２            内管
３３            外管
３４、４２      フィン
４１            パイプヒーター
５１            液晶皿
５２            ヒーターブロック
５３            昇降機構
６１、６２      平板ヒーター
６３            壁面ヒーター
７０            液晶パネル
【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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【図６】
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