JP2006171271A

JP2006171271A - 液晶注入装置

Info

Publication number: JP2006171271A
Application number: JP2004362603A
Authority: JP
Inventors: Tsuguyoshi Nakayama; 胤芳中山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】冷媒漏れ等を防止することができ、信頼性の高い冷却装置の提供。
【解決手段】液晶注入動作を行う場合には、シャフト１０ａ，１０ｂを真空チャンバ１内に繰り出して液晶皿が載置されているヒータブロック６を液晶セル方向へと上昇させ、液晶に液晶セルを接液させる。液晶注入が終了すると、シャフト１０ａ，１０ｂを下げて接液状態を解除する。シャフト１０ａ，１０ｂには真空チャンバ１の内外に連通する貫通孔１００が形成され、シャフト１０ａ，１０ｂのチャンバ内周面に固設された継ぎ手１６４には冷却装置１６のパイプ１６１が接続されている。シャフト１０ａ，１０ｂの下端から貫通孔１００に供給された冷媒は、継ぎ手１６４からパイプ１６１へと供給される。シャフト１０ａ，１０ｂが上下しても継ぎ手１６４とパイプ１６１との位置関係は不変なため、パイプ１６１や継ぎ手１６４に不要な負荷がかからず、冷媒漏れを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、注入用液晶が充填された液晶容器を、冷却装置が設けられたステージに載置して液晶注入を行う液晶注入装置に関する。

従来から、一対のガラス基板から成る液晶セルに液晶を注入するための装置として、液晶注入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。液晶注入を行う場合には、液晶注入装置のチャンバ内に液晶セルを搬入し、チャンバ内が所定圧力となるまで真空排気した後に、液晶容器が載置されたステージを昇降機構により上昇させて液晶セルを液晶に接液させる。その後、チャンバ内の圧力を大気圧に戻して液晶注入を開始する。液晶は、チャンバ内圧力と液晶セル内圧力との差圧により液晶セル内に注入される。

液晶注入時には、ヒータを用いて液晶セルや液晶を加熱して、注入の速度を速めるようにしている。液晶注入終了後はヒータをオフし、チャンバ内に設けられた冷却水ジャケットによりチャンバ内および液晶セルを冷却してそれらを常温に戻してから、注入済みの液晶セルを搬出するとともに、新たな液晶セルを搬入する。

特開２００３−２９２７６号公報

ところで、高温状態のステージを冷却水ジャケットで冷却する場合、ステージに冷却水ジャケットを接触させるように設けて冷却を行うのが一般的である。しかし、冷却水をチャンバ壁面からチューブ等により冷却水ジャケットに供給するような構成とすると、ステージの上下移動に合わせて折れ曲がるようにチューブが移動するため、チューブに繰り返し負荷が作用してそれらの信頼性が低下するとともに、接続部分において冷媒の漏れが発生しやすくなる。また、チューブが移動するためのスペースが必要となる。

本発明は、真空チャンバ内に配設され、注入液晶が充填された液晶容器を載置するステージと、ステージを真空チャンバ内で昇降する昇降装置と、ステージを加熱する加熱装置と、冷媒によりステージを冷却する冷却装置と、冷却装置へ冷媒を供給／排出するための冷媒通路とを備える液晶注入装置であって、昇降装置は、ステージに連結されて真空チャンバ外へ貫通して設けられ、内部に冷媒通路を設けた支柱と、支柱に昇降駆動力を与える駆動機構とを有することを特徴とする。

本発明によれば、冷却装置へ冷媒を供給／排出するための冷媒通路が昇降装置の支柱の内部に設けられているので、ステージを昇降装置で昇降しても冷媒通路と冷却装置との位置関係が変化しない。その結果、冷媒漏れ等を防止することができ、冷却装置の信頼性向上を図ることができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による液晶注入装置の一実施の形態を示す図であり、液晶注入装置の概略構成を示したものである。図１の液晶注入装置では、真空チャンバ１内で一連の注入動作が行われ、真空チャンバ１にはチャンバ内を真空排気する真空ポンプ２と、真空チャンバ１内を大気圧に戻すための窒素ガスを供給する窒素ガス源３が接続されている。真空ポンプ２は真空バルブ４を介して接続され、窒素ガス源３はガス導入バルブ５を介して接続されている。

真空チャンバ１内には、内部にヒータＨを有するヒータブロック６が設けられており、このヒータブロック６上に液晶８を収容した液晶皿７が載置される。ヒータブロック６は昇降装置９によって上下に駆動することができる。昇降装置９は、ヒータブロック６を支持する一対のシャフト１０ａ，１０ｂと、各シャフト１０ａ，１０ｂの下端に取り付けられた連結板１１と、連結板１１を図示上下方向に駆動するボールネジ１２およびモータ１３を備えている。

真空チャンバ１の底面に回転可能に取り付けられたボールネジ１２は、連結板１１と螺合している。そのため、モータ１３によりボールネジ１２を回転駆動すると、ボールネジ１２に螺動している連結板１１が上下に移動し、シャフト１０ａ，１０ｂおよびヒータブロック６が上下する。

ヒータブロック６の裏面側には冷却装置１６が固定されている。冷却装置１６は冷却水を用いてヒータブロック６を冷却するものであり、冷媒が流れるパイプ１６１と、パイプ１６１をヒータブロック６に密着するように固定する伝熱ブロック１６２とを有している。パイプ１６１はステンレスパイプや銅パイプが用いられ、伝熱ブロック１６２にはアルミ等の熱伝導性に優れた金属が用いられる。

冷却水導入部はシャフト１０ａに取り付けられた継ぎ手１６４に接続され、冷却水排出部はシャフト１０ｂに取り付けられた継ぎ手１６４に接続されている。シャフト１０ａ，１０ｂの軸中心には、後述するように冷媒通路（貫通孔１００）が形成されており、この冷媒通路を介して冷媒の供給および排出が行われる。

真空チャンバ１内には複数の液晶セル１７を保持したカセット１８が不図示の搬入口から搬入され、所定の位置に装填される。液晶セル１７は液晶注入工程前の液晶パネルであって、スペーサを挟んで２枚のガラス基板が配置され、ガラス基板の周囲は封止部材によって封止されている。封止部材には液晶注入のための注入口が形成されており、各液晶セル１７は注入口が図示下方を向くようにカセット１８に保持されている。

図２は、シャフト１０ａの部分を詳細に示す図である。シャフト１０ａは、真空チャンバ１の壁部を貫通するように設けられている。真空チャンバ壁部には一対の滑り軸受１４が設けられており、シャフト１０ａはこれらの滑り軸受１４に対して上下に往復動する。また、シャフト１０ａと真空チャンバ壁部との真空シールは、Ｏリングシール等の軸シール１５によって行われる。

シャフト１０ａの下端部はナット２０により連結板１１に固定されており、上端部はフランジ２１が溶接により固定されている。そして、このフランジ２１はヒータブロック６の下面にボルト固定されている。シャフト１０ａの軸中心部には上下に貫通する孔１００が形成されており、貫通孔１００の上端は封止部材２２により封止されている。貫通孔１００の下端には継ぎ手２３が設けられており、この継ぎ手２３に冷媒供給用のフレキシブルチューブ２４が接続されている。一方、真空チャンバ１内に設けられたシャフト上端の側周面には、貫通孔１００と連通するようにパイプ２５が溶接されており、パイプ２５には継ぎ手１６４が取り付けられている。冷却装置６（図１参照）のパイプ１６１の冷媒導入側は、継ぎ手１６４に接続されている。

すなわち、冷媒は、真空チャンバ１の壁部を貫通するシャフト１０ａ内に形成された貫通孔１００を介して真空チャンバ１の外側から真空チャンバ１内に導入され、ヒータブロック６に固定された冷却装置１６のパイプ１６１に供給される。よって、シャフト１０ａを上下駆動しても継ぎ手１６４とパイプ１６１との位置関係は不変に保たれ、継ぎ手１６４やパイプ１６１に負荷がかかるようなことがない。その結果、真空チャンバ１内での冷媒漏れを確実に防止することができる。

また、図４に示すように真空チャンバ１の壁面からチューブ３０等により冷媒を冷却装置６に供給するような構成とした場合には、ヒータブロック６の上下移動に合わせてチューブ３０が移動するためのスペースが必要である。また、上下動によってチューブ３０やパイプ１６１に繰り返し負荷が作用してそれらの信頼性が低下するとともに、接続部分において冷媒の漏れが発生しやすくなる。

しかし、本実施の形態では上述したようなチャンバ壁面と接続されるチューブ３０が不要なため、デッドスペースであるチューブ用スペースを確保する必要が無く、その分だけ真空チャンバ１を小型化することができる。なお、冷媒排出用の貫通孔１００が形成されているシャフト１０ｂの構造も上述したシャフト１０ａと同様の構造を有しており、ここでは説明を省略する。

次に、液晶セル１７への液晶注入動作について、概略を説明する。図３は液晶注入手順を模式的に示したものであり、図示の関係上、真空ポンプ２および窒素ガス源３は真空チャンバ１の上方に図示した。まず、図３（ａ）に示すように真空チャンバ１内に液晶セル１７を保持したカセット１８を装填し、バルブ４を開けて真空ポンプ２により真空チャンバ１内を真空排気する。上述したように液晶セル１７には注入口１７ａが形成されているので、ガラス基板間の液晶注入空間は真空状態となる。

このとき、ヒータブロック６による加熱を行って液晶皿７内の液晶８を昇温する。これにより、液晶８に溶け込んでいるガスの脱泡が行われるとともに、液晶８の粘度が小さくなって液晶セル１７への注入がより速やかに行われる。

次いで、バルブ４を閉じて真空排気を停止した後、昇降装置９を駆動してヒータブロック６に載置された液晶皿７を上方に移動し、液晶セル１７の注入口１７ａに液晶８を接液させる（図３（ｂ）参照）。そして、バルブ５を開けて真空チャンバ１内に窒素ガス源３の窒素ガス（加圧ガス）を導入する。その結果、液晶セル１７内と真空チャンバ１内の圧力差によって、液晶皿７の液晶８が液晶セル１７内へと注入される。

その後、液晶セル１７への液晶注入が完了するまで、図３（ｂ）の状態を保持する。なお、液晶注入をより速やかに行わせる目的で、窒素ガスを加熱してから真空チャンバ１内に導入したり、真空チャンバ１をヒータで加熱してチャンバ内の窒素ガスを加熱するなどして液晶セル１７を加熱する場合もある。液晶注入が完了したならば、冷却装置１６に冷媒を供給してヒータブロック６を冷却するとともに液晶皿７等の冷却も行う。充分な冷却が行われてカセット搬出作業が容易となったならば、昇降装置９を下方に下げ、真空チャンバ１を大気解放して液晶セル１７が収められたカセット１８を真空チャンバ１から搬出する。なお、液晶セル１７の注入口１７ａは接着剤等により封止される。

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、液晶皿７は液晶容器を、ヒータブロック６はステージを、ヒータＨは加熱装置を、貫通孔１００は冷媒通路を、シャフト１０ａ，１０ｂは支柱を、連結板１１，ボールネジ１２およびモータ１３は駆動機構をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。

本発明による液晶注入装置の一実施の形態を示す、概略構成図である。シャフト１０ａの部分を詳細に示す図である。液晶注入動作を説明する図である。チャンバ壁面から冷却水を供給する液晶注入装置の概略構成図である。

符号の説明

１真空チャンバ
２真空ポンプ
３窒素ガス源
６ヒータブロック
７液晶皿
８液晶
９昇降装置
１０ａ，１０ｂシャフト
１１連結板
１２ボールネジ
１３モータ
１４滑り軸受
１５軸シール
１６冷却装置
１７液晶セル
１７ａ注入口
２３，１６４継ぎ手
２５，１６１パイプ
１００貫通孔
１６２伝熱ブロック
Ｈヒータ

Claims

真空チャンバ内に配設され、注入液晶が充填された液晶容器を載置するステージと、
前記ステージを前記真空チャンバ内で昇降する昇降装置と、
前記ステージを加熱する加熱装置と、
冷媒により前記ステージを冷却する冷却装置と、
前記冷却装置へ前記冷媒を供給／排出するための冷媒通路とを備える液晶注入装置であって、
前記昇降装置は、
前記ステージに連結されて前記真空チャンバ外へ貫通して設けられ、内部に前記冷媒通路を設けた支柱と、前記支柱に昇降駆動力を与える駆動機構とを有することを特徴とする液晶注入装置。