JP2005241763A

JP2005241763A - 液晶注入装置

Info

Publication number: JP2005241763A
Application number: JP2004048650A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okamoto; 英樹岡本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】液晶セルの液晶注入口以外の場所に液晶が付着しない液晶注入装置を提供する。
【解決手段】真空排気系およびＮ_２ガス導入系を結合した真空チャンバ１内に、多数の液晶セル２を配置した液晶セル集合基板３を液晶セル２を下側にして保持する保持機構６と、液晶４を収容する液晶皿５を保持する保持具７とを固着する。そして、前記液晶皿５内に、液晶セル集合基板３上の各液晶注入口の中心軸上に位置する貫通孔を有し、その中に針９を挿入した針保持台８を載置する。この真空チャンバ１を真空状態にした後、針保持台８を下部に配設した昇降機構１１によって上昇させ、前記液晶注入口に針９の先端を密着させ、この状態で大気圧に戻し、液晶皿５内の液晶４を針９を介して液晶セル２内に液晶４を注入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコン基板あるいはガラス基板に多数の液晶セルを配置した液晶セル集合基板の各液晶セルに、同時に液晶を注入することができる液晶注入装置に関する。

従来の液晶注入装置の構成例を図８（ａ）に示す。真空バルブＶ１、Ｎ_２導入バルブＶ２は装置の稼動当初閉、真空ポンプＰ１は常時動作状態に置かれる。多数の液晶セル２０が配置されたシリコン基板２１を保持具２２に、液晶皿２３を液晶皿昇降機構２４にセットし、液晶皿２３には液晶４を必要量だけ供給しておく。液晶注入に当たっては、先ず、真空バルブＶ１を開け、真空チャンバ２５を真空引きし、所定圧力になるかまたは所定時間を経過したところで図８（ｂ）に示すように液晶皿昇降機構２４により液晶皿２３を上昇させ、液晶セル２０に液晶４を接液させる。そして、真空バルブＶ１を閉、Ｎ_２導入バルブＶ２を開にして、真空チャンバ２５を大気圧に戻す。この状態で真空になった液晶セル２０の中へ液晶４が注入され始める。液晶注入が完了するまでの所定時間、この大気圧状態を維持する。所定時間が経過した時点で、液晶皿昇降機構２４により液晶皿２３を下降させ、液晶セル２０から液晶４を引き離し、液晶注入工程を終了する。
特開２００３−２９２７６号公報

従来の液晶注入装置は、上記のように構成されているが、シリコン基板及びその上に形成された液晶セルに液晶が付着するため、液晶注入後に液晶セルを始め余分な所に付着した液晶を洗浄する必要がある。この液晶を取り除く作業によって生産性が低下し、液晶の使用量が多くなるという問題がある。

上記の目的を達成するために本発明の液晶注入装置は、多数の液晶セルを配置した液晶セル集合基板と液晶を収容した液晶皿が装填される真空チャンバと、前記液晶セル集合基板及び液晶皿を保持する保持機構と、前記液晶皿内に載置され、前記液晶セルの各液晶注入口に合わせて針を配設した針保持台と、該針保持台を支持して昇降させる昇降機構と、前記真空チャンバ内を真空引きする真空排気系と、前記真空チャンバに不活性ガスを導入して大気圧に戻す不活性ガス導入系とを備え、前記真空チャンバ内を真空引きした後、前記針保持台を昇降機構により上昇させ、前記液晶注入口と針先を密着した状態で、大気圧に戻して液晶セルに液晶を注入するようにした。
本発明の液晶注入装置は、上記のように構成されており、液晶セルの各液晶注入口付近以外には液晶が付着せず、液晶セル集合体の洗浄が不要になり、液晶注入工程が大幅に省力化される。

本発明の液晶注入装置は、液晶セルの液晶注入口に密着した針先から液晶が注入されるため、液晶注入口以外の場所に液晶が付着しなくなり、これによって液晶セルの洗浄を行なうセル洗浄工程を省略できるので、製造工程の短縮と低コスト化が可能になる。

以下、本発明の液晶注入装置の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は、実施例による液晶注入装置の構成を示す断面図、図２は、実施例に係わる液晶セル集合基板の側面図（ａ）と平面図（ｂ）、図３は、実施例に係わる液晶セルの平面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。

本発明の液晶注入装置は、図１に示すようなシリコン基板３ａ上に複数の液晶セル２を配置した液晶セル集合基板３と液晶４を収容した液晶皿５を装填して、前記液晶セル２に液晶４を注入する真空チャンバ１を備えている。前記液晶セル集合基板３は、図２に示すようなシリコン基板３ａ上に液晶セル２を一定間隔ごとに複数個配置して構築したものである。また、前記液晶セル２は、詳しくは図３に示すようにシリコン基板３ａ、透明電極２ａ、配向膜２ｂからなる下部積層部とガラス基板２ｃ、ＲＧＢカラーフィルタ２ｄ、透明電極２ｅ、配向膜２ｆからなる上部積層部との間に空隙部２ｇを形成し、その周囲を封止材で封止したもので、その上部積層部の一部を貫通して液晶注入口２ｈが設けられている。なお、バックライト付きの液晶パネルを構築する場合には、前記シリコン基板３ａに代わってガラス基板２ｃが用いられる。

前記真空チャンバ１には、収容された液晶セル集合基板３を所定位置に保持する保持機構６と、同じく収容された液晶皿５を所定位置に保持する保持具７とが内壁に固着され、外部の真空ポンプＰ１と真空バルブＶ１からなる真空排気系とＮ_２ガス源（図示省略）とＮ_２ガスを導入するためのＮ_２導入バルブＶ２からなるＮ_２ガス導入系とが側面にそれぞれ接続されている。

そして、前記液晶皿５内には、前記各液晶セル２の液晶注入口２ｈに密着して液晶４を注入するための針９を保持する針保持台８が載置されている。この針保持台８は、図４に示すようなベース部材８ａに針９を固着したものである。

また、前記針保持台８は、図１に示すように真空チャンバ１の下部に設置された昇降機構１１によって駆動される昇降軸１１ａに固着支持されて昇降する。その上位ストップ位置と下位ストップ位置は、昇降軸１１ａに取り付けられた上位、下位位置センサ（図示省略）によって予め決められており、上位ストップ位置においては、前記針９の先端は、前記液晶注入口２ｈに密着し、下位ストップ位置においては、針保持台８は液晶皿５底部に載置される。

以下に、本液晶注入装置による液晶注入の操作手順を図１を参照しながら以下に説明する。先ず動作開始前の準備として、真空バルブＶ１、Ｎ_２導入バルブＶ２を共に閉、真空ポンプＰ１を動作状態にする。次に、昇降機構１１を操作して針保持台８を下位ストップ位置、すなわち液晶皿５の底部に定着させ、適量の液晶４を補給する。続いて真空チャンバ１に液晶セル集合基板３を液晶セル２が下側になるようにして保持機構６に搭載し、アクチュエータ１２を駆動して液晶セル集合基板３を押さえて保持する。

次に、真空バルブＶ１を開いて真空チャンバ１内を真空にするため排気し、液晶セル２の空隙部２ｇ及び液晶皿５に収容された液晶４のガス抜きを行なう。そして、真空チャンバ１の内圧が所定の真空圧（または負圧）に到達あるいは所定時間を経過した後、図５に示すように液晶皿５を昇降機構１１によって上位ストップ位置まで上昇させる。これにより針９の先端は、液晶セル２の液晶注入口２ｈに密着する。

各針９の先端が対応する液晶注入口２ｈにそれぞれ密着した状態で、真空バルブＶ１を閉じ、Ｎ_２導入バルブＶ２を開き、Ｎ_２源よりＮ_２ガスを導入して真空チャンバ１内を大気圧の状態に戻す。すると、液晶皿５内の液晶４は液晶注入口２ｈから液晶セル２の前記空隙部２ｇに注入される。この状態を所定時間維持することにより液晶４が液晶セル２内に充満し、液晶注入が完了する。液晶注入終了後、真空チャンバ１から液晶セル集合基板３を取り出し、液晶注入口２ｈを封止剤で封止し、必要なサイズにカットして各液晶パネルに仕上げる。

上記の説明のように本発明の液晶注入装置は、針９で液晶セル集合基板３に搭載した液晶セル２の各液晶注入口２ｈに密着して液晶４を注入するので、液晶注入口２ｈ以外に液晶４が付着せず、このため付着した液晶４の除去作業の減少化と液晶使用量の少量化が可能になり、それに伴いコストが削減される。

図６は、図４に示した針９の他の実施例を示したものである。この針９Ａは、針９の先端にゴム材を使用したゴムリング９ａを固着するとともに、他端を前記針保持台８に挿入固着したものである。前記ゴムリング９ａの先端は、針９Ａの先端よりも突出しており、前記昇降機構１１により針保持台８を上昇させて液晶セル２の液晶注入口２ｈに押し当てることにより、ゴムの弾力性を利用してより密着させるとことができ、真空状態を充分維持しながら液晶注入を行なうことができる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、請求項内容の範囲内において各種の変形実施が可能である。例えば図７に示すような針保持台８Ａを用いることもできる。すなわち、前記針９にリング９ｂを固着した針９Ｂをスプリング１０に通してからベース部材８ａの貫通孔８ｂに挿入し、その下端に抜止め用のリング９ｃを固着する。これによって針９Ｂに先端向きの力が付勢されるので、前記液晶セル２に無理な力をかけずに針９Ｂを密着させることができる。

本発明の液晶注入装置の構成を示す断面図である。実施例に係わる液晶集合基板の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。実施例に係わる液晶セルの平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）である。実施例に係わる針保持台の構成を示す断面図である。他の実施例による針保持台の構成を示す断面図である。他の実施例による針の構成図である。他の実施例による針保持台の構成図である。従来の液晶注入装置による液晶注入方法を示す図である。

符号の説明

１真空チャンバ
２液晶セル
２ａ透明電極
２ｂ配向膜
２ｃガラス基板
２ｄＲＧＢカラーフィルタ
２ｅ透明電極
２ｆ配向膜
２ｇ空隙部
２ｈ液晶注入口
３液晶セル集合基板
３ａシリコン基板
４液晶
５液晶皿
６保持機構
７保持具
８針保持台
８Ａ針保持台
８ａベース部材
８ｂ貫通孔
９、９Ａ、９Ｂ針
９ａゴムリング
９ｂ、９ｃリング
１０スプリング
１１ａ昇降軸
１１昇降機構
１２アクチュエータ
２０液晶セル
２１シリコン基板
２２保持具
２３液晶皿
２４液晶皿昇降機構
２５真空チャンバ
Ｐ１真空ポンプ
Ｖ１真空バルブ
Ｖ２Ｎ_２導入バルブ

Claims

多数の液晶セルを配置した液晶セル集合基板と液晶を収容した液晶皿が装填される真空チャンバと、前記液晶セル集合基板及び液晶皿を保持する保持機構と、前記液晶皿内に載置され、前記液晶セルの各液晶注入口に合わせて針を配設した針保持台と、該針保持台を支持して昇降させる昇降機構と、前記真空チャンバ内を真空引きする真空排気系と、前記真空チャンバに不活性ガスを導入して大気圧に戻す不活性ガス導入系とを備え、前記真空チャンバ内を真空引きした後、前記針保持台を昇降機構により上昇させ、前記液晶注入口と針先を密着した状態で、大気圧に戻して液晶セルに液晶を注入するようにしたことを特徴とする液晶注入装置。