JP3912015B2

JP3912015B2 - 液晶注入システム、液晶注入方法および液晶装置の製造方法

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Publication number: JP3912015B2
Application number: JP2001054611A
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Inventors: 英博伊藤
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Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-05-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、コンピュータ端末、光学シャッタ等に利用される液晶表示パネル（液晶装置）の製造方法、液晶表示パネル内に液晶を注入するための液晶注入システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時計や電卓等の表示用として登場した液晶表示素子は、画質の向上と大型化に伴い、コンピュータ端末や光シャッタ等の表示以外の用途も含めた広い分野で使用されるようになってきている。液晶表示素子は、原理的には、電極が形成された基板間に挟持された液晶に電圧を印加することによって素子を通過する光を制御する電気光学素子である。
【０００３】
このような液晶光学素子を製造する場合には、まず、ガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜をパターンニングして駆動用電極を形成し、電極が形成された面に液晶配向用の有機膜を印刷焼成により形成するとともに、有機膜の表面を配向処理する。続いて、配向処理された２枚のガラス基板同士を一定の間隔（セル厚）をもって対向させ、シール材（接着剤）で貼り合わせる。その後、貼り合わされたガラス基板を所定のパネル形状に切断して分離する。そして、最後に、パネル内に液晶を注入して、パネルを駆動用の回路に接続すれば、液晶光学素子が完成する。
【０００４】
ところで、パネル内に液晶を注入する工程では、一度に複数枚のパネルが真空チャンバ内にセットされ、気圧差によってパネル内に液晶が注入される。パネル内に液晶を注入するシステムの従来例が図５に示されている。図示のように、この液晶注入システム１００は、所定の真空雰囲気（例えば１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒ）に設定される処理室を形成する真空チャンバ１０２と、チャンバ１０２内に配置され且つ液晶で満たされた液晶槽１０４と、液晶槽１０４の上側で複数のパネルＰ（ここでは液晶パネルを複数個取ることができる短冊パネル）を把持する把持機構１０６と、把持機構１０６を昇降させる昇降機構１０８とを備えている。チャンバ１０２には、真空ポンプ１１２と大気とに通じる排気管１１４が接続されている。また、排気管１１４の途中には、排気管１１４の接続状態を真空ポンプ１１２と大気との間で切り換えるためのバルブ１１６が介挿されている。また、各短冊パネルＰには、２枚の基板が液晶注入用の注入口１０９を有する複数の開曲線状のシール材１０３によって貼り合わされることにより、複数のセル構造（空セル１０７）が形成されている。
【０００５】
このような構成の液晶注入システム１００を使用して、パネルＰ内に液晶を注入する場合には、まず、注入口１０９が液晶槽１０４と対向するように複数の短冊パネルＰを把持機構１０６にセットする。この時、パネルＰは、液晶槽１０４内の液晶と接触しないように、液晶槽１０４の上側で保持される。続いて、真空ポンプ１１２によってチャンバ１０２内を真空引きして、チャンバ１０２内を所定の真空度（例えば１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒ）まで減圧する。チャンバ１０２内が所定の真空度に達したら、その後、セル１０７内がチャンバ１０２内と略同じ真空度に達するまで、チャンバ１０２内の真空雰囲気を所定時間維持する。
【０００６】
セル１０７内が所定の真空度に達したら、昇降機構１０８を駆動させて把持機構１０６を下降させ、パネルＰの注入口１０９を液晶槽１０４内の液晶に接触させる。この状態で、バルブ１１６を切り換えて、チャンバ１０２内を大気に開放すると、チャンバ１０２内の大気圧とセル１０７内の真空圧との圧力差によって、液晶が各注入口１０９を通じて各セル１０７内に注入される。セル１０７内が完全に液晶で満たされたら、再び昇降機構１０８を駆動させて把持機構１０６を上昇させるとともに、パネルＰをチャンバ１０２内から取り出して、注入口１０９を封止材によって封止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の液晶注入工程は、チャンバ１０２内を真空引きした後、セル１０７内が真空引きされるまで待機し、その後、セル１０７の注入口１０９を液晶に接触させてチャンバ１０２内を大気に開放して、セル１０７内に液晶が充填されるのを待つといったように、複数のステップを順次に行なうことによって構成されている。すなわち、これらの各ステップの所要時間の合計が、液晶注入工程の全所要時間となっている。
【０００８】
ところで、液晶注入工程の前記各ステップの中で最も時間がかかるステップは、セル１０７内を真空引きするステップである。チャンバ１０２内を真空引きするステップは、設定圧が１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒの場合、３０秒〜２分程度の所要時間で済むが、１０μｍ以下のセル厚を有するセル１０７内をこの設定圧付近まで真空引きするためには、設定圧に維持されたチャンバ内に５〜１０分程度放置する必要がある。そのため、サイクルタイムが長く、従来にあっては、前述したように複数のパネルＰを一括して処理するバッチ処理によって、作業の効率化を図らなければならなかった。すなわち、注入工程をライン工程に組み込む（枚葉処理化する）ことができなかった。
【０００９】
また、このようにバッチ処理は、大型の真空チャンバを必要とするため、作業効率を考えると、多種少量生産には不向きである。圧力差を利用して液晶を注入するためには、本来は、パネルの内部だけを減圧し液晶と接触させれば十分であり、チャンバ内まで減圧する必要はない。しかし、現状の方式では、パネルの内部だけを真空引きすることは困難であるため、チャンバ内の空気まで排気せざるを得ない。そのため、所定の真空度に達するまでに余計な時間がかかってしまっている。
【００１０】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、大型のチャンバを必要とすることなく枚葉処理が可能で、サイクルタイムが短く作業効率が良好な液晶注入システム、液晶注入方法および液晶装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶注入システムは、一対の基板と、一対の基板間に液晶を封入するためのセルとを有するパネルに液晶を注入するとともに、複数のパネルに連続して液晶の注入を行うための液晶注入システムであって、パネルを所定の数量ずつ収納するとともに、パネルが収納された環境を所定の真空状態に設定し、設定された真空状態を維持する複数の真空カートリッジと、パネルが収納された複数の真空カートリッジを真空状態に設定された順番に沿って順次搬送する搬送手段と、搬送手段から送り出される先頭の真空カートリッジを収納するとともに、真空カートリッジが収納された環境を所定の真空状態から、大気圧を含む所定の加圧状態までに可変するチャンバと、液晶が入った液晶漕があらかじめセットされたチャンバ内に先頭の真空カートリッジが搬送されると、チャンバ内を所定の真空状態に設定し、所定の真空状態において真空カートリッジからパネルを取り出した後、空パネルの液晶注入口を液晶漕の液晶に浸した状態でチャンバ内を所定の加圧状態にすることにより、セル内に液晶を注入する注入処理手段と、を少なくとも備え、注入処理手段において先頭の真空カートリッジに収納されていたパネルに液晶が注入されている間に、搬送手段における後続の真空カートリッジに収納されているパネルのセル内の減圧が平行して行われることを特徴とする。
【００１２】
この液晶注入システムによれば、注入処理手段において先頭の真空カートリッジに収納されていたパネルに液晶が注入されている間に、搬送手段における後続の真空カートリッジに収納されているパネルのセル内の減圧が平行して行なわれるため、最も時間がかかるセル内の真空引きを搬送中に効率良く行うことができる。
これにより、複数のパネルへの連続した液晶注入が可能となり、サイクルタイムが短く作業効率が良好な液晶注入システムを提供することができる。
【００１３】
本発明に係る液晶注入システムによれば、真空カートリッジには、液晶注入口を一辺に揃えた状態で複数のパネルが隣接された短尺パネルとして、それぞれ収納され、搬送手段には、真空カートリッジを待機させるとともに、真空カートリッジを順次搬送するための複数のステージが移動可能に設けられていることが好ましい。
また、チャンバは、所定の真空雰囲気下において真空カートリッジ内からパネルを取り出すための真空チャンバと、あらかじめ液晶槽がセットされるとともに、所定の真空雰囲気下において真空チャンバからパネルを受け入れた後、内部を所定の加圧状態にすることによりセル内に液晶を注入させるための注入チャンバとを含んで構成されることが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板と、一対の基板間に液晶を封入するためのセルとを有する液晶装置に液晶を注入するとともに、複数の液晶装置に連続して液晶の注入を行うための液晶装置の製造方法であって、液晶装置を所定の数量ずつ真空カートリッジに収納する工程と、真空カートリッジ内を所定の真空状態に設定するとともに、設定された真空状態を維持する工程と、液晶装置が収納された複数の真空カートリッジを真空状態に設定された順番に沿って順次搬送する搬送工程と、搬送工程から送り出される先頭の真空カートリッジをチャンバに収納する工程と、チャンバ内を所定の真空状態に設定する工程と、所定の真空状態において真空カートリッジから液晶装置を取り出す工程と、チャンバ内にあらかじめセットされた液晶漕の液晶に液晶装置の液晶注入口を浸す工程と、液晶注入口を液晶に浸した状態でチャンバ内を大気圧を含む所定の加圧状態に設定し、セル内に液晶を注入する注入工程と、を含み、注入工程において先頭の真空カートリッジに収納されていた液晶装置に液晶が注入されている間に、搬送工程における後続の真空カートリッジに収納されている液晶装置のセル内の減圧が平行して行われることを特徴とする。
【００１５】
この液晶装置の製造方法によれば、注入工程において先頭の真空カートリッジに収納されていた液晶装置に液晶が注入されている間に、搬送工程における後続の真空カートリッジに収納されている液晶装置のセル内の減圧が平行して行われるため、最も時間がかかるセル内の真空引きを搬送中に効率良く行うことができる。
これにより、複数のパネルへの連続した液晶注入が可能となり、サイクルタイムが短く作業効率が良好な液晶装置の製造方法を提供することができる。
【００１６】
また、本発明は、２つの基板を貼り合わせることによって形成されるパネルのセル内に液晶を注入するための液晶注入方法において、パネルが装填される内部空間を有する真空カートリッジを順次搬送し、搬送される各真空カートリッジ内にパネルを１枚ずつセットし、パネルがセットされた真空カートリッジ内を真空引きして所定の真空状態に設定し、真空カートリッジ内にセットされたパネルのセル内が所定の真空度に達するまで、真空引きされた真空カートリッジを待機させ、パネルのセル内が所定の真空度に達した真空カートリッジをチャンバ内に搬入し、真空カートリッジが搬入され前記チャンバを所定の真空状態に設定し、所定の真空状態に設定された前記チャンバ内で、真空カートリッジ内からパネルを取り出し、所定の真空状態に設定されたチャンバ内で、パネルのセルに通じる注入口を、チャンバ内に設けられた液晶槽の液晶に接触させ、前記注入口を液晶槽の液晶に接触させた状態で、チャンバを大気圧もしくは所定の加圧雰囲気下に晒して、パネルのセル内に圧力差により液晶を注入することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、１つのチャンバ内で複数のステップを順次に行なうのではなく、真空カートリッジを用いることによりシステムが搬送系と処理系（チャンバ）とに分けられているため、チャンバで液晶注入作業を行なっている間に、最も時間がかかるセル内の真空引きを真空カートリッジ内で平行して行なうことができる。したがって、短いサイクルタイムで枚葉処理を行なうことができるとともに、液晶注入工程をライン工程に組み込むことができる。また、枚葉処理化可能であるため、バッチ処理用の大型の真空チャンバが不要となる。
【００１８】
また、本発明の液晶注入方法は、上記構成において、チャンバ内へ１つの真空カートリッジが搬入される度に、真空引きされた他の真空カートリッジが新たに待機されることを特徴とする。この構成によれば、最も時間がかかるセル内の真空引きを行なっている間に、パネルを真空雰囲気下に晒す工程およびセル内へ液晶を注入する工程が平行して行なわれるため、短いサイクルタイムでバッチ処理を行なうことができるとともに、液晶注入工程をライン工程に組み込むことができる。
【００１９】
また、本発明の液晶注入方法は、上記構成において、順次個別に真空引きされた複数の真空カートリッジを一括して待機させ、待機されている複数の真空カートリッジを順次個別にチャンバ内に搬入して液晶の注入作業を行なうことを特徴とする。この構成によれば、サイクルタイムを効率良く短くすることができる。
【００２０】
また、本発明の液晶注入方法は、上記構成において、前記チャンバは、所定の真空状態に設定される真空室と、所定の真空雰囲気下で真空室からパネルを受け入れる液晶槽を備えた注入室とから成り、前記パネルは、所定の真空状態に設定された前記真空室内で、真空カートリッジ内から取り出された後、所定の真空状態に設定された注入チャンバ内で、セルに通じる注入口が液晶槽の液晶に接触され、その接触状態で、注入チャンバが大気圧もしくは所定の加圧雰囲気下に晒されることによってセル内に圧力差により液晶が注入されることを特徴とする。この構成によれば、泡飛びを低減できるとともに、真空チャンバでパネルを抜き取ってこのパネルを注入チャンバに受け渡すまでの時間で脱泡されるため、液晶注入作業を効率的且つ円滑に行なうことが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００２２】
一般に、比較的小型の液晶パネルを有する液晶装置の製造工程においては、図６および図７に示す多数個取りの製造方法を用いる場合が多い。この製造方法においては、まず、２枚の母基板１１，１２を図示しないシール材によって貼り合わせて図６の（ａ）に示す大判パネル１１０を形成する。次に、この大判パネル１１０の母基板１１，１２のそれぞれの表面上に図示Ｘ方向に延びるスクライブ溝６０ｘ（母基板１１に同様に形成されたスクライブ溝は図示せず）を形成し（１次スクライブ）、これらのスクライブ溝６０ｘに沿って折割力を加えることによって母基板１１，１２をそれぞれ破断させ（１次ブレイク）、図６の（ｂ）に示す短冊パネルＰを形成する。
【００２３】
この短冊パネルＰを形成すると、母基板１１，１２を破断させた部分にシール材の開口部が露出するので、この開口部から液晶を注入し、その後、開口部を封止材等によって閉鎖する。
【００２４】
次に、図６の（ｃ）に示すように、短冊パネルＰを構成する２枚の短冊基板のそれぞれにスクライブ溝６０ｙ（片方の短冊基板に形成されたスクライブ溝は図示せず）を形成し（２次スクライブ）、これらのスクライブ溝６０ｙに沿って折割力を加えることによって２枚の短冊基板を共に破断させ（２次ブレイク）、図６の（ｄ）に示す液晶パネルを形成する。
【００２５】
図８および図９は、前述のように形成された液晶パネルの概略構造を示すものである。液晶パネルは、基板１４１と基板１４２とがシール材１４３によって貼り合わせられ、シール材１４３の内側であって基板１４１，１４２の間に液晶１４４が封入されている。ここで、液晶注入口１４３ａは封止材１４５によって封鎖されている。
【００２６】
基板１４１の内面上には透明電極１４６および配向膜１４７が形成され、透明電極１４６はシール材１４３の外側へ出て基板張出部１４１ａ上に引き出された配線となっている。また、基板１４２の内面上には透明電極１４８および配向膜１４９が形成され、透明電極１４８は図示しない上下導通部（例えば異方性導電体として形成されたシール材１４３の一部によって構成される。）を介して基板張出部１４１ａ上の配線に接続されている。
【００２７】
基板張出部１４１ａの表面上には、液晶駆動回路を構成した半導体チップ１５０が実装される。半導体チップ１５０は、透明電極１４６，１４８に導通した基板張出部１４１ａ上の配線と、基板張出部１４１ａの端部に形成された入力端子１５１とに共に導通接続された状態となっている。ここで、液晶装置の構造に応じて、フレキシブルは配線基板を入力端子１５１に導通接続したり、基板張出部１４１ａの表面をシリコーン樹脂等の封止材によって封止したりするなどの処理が行なわれる。
【００２８】
図１は、前述した液晶装置の製造工程のうち、短冊パネルｐの基板間に液晶を注入する工程で使用される本実施形態に係る液晶注入システム１を示している。図示のように、システム１は、短冊パネルＰが装填された真空カートリッジＣを搬送する搬送系２と、搬送系２によって搬送されたカートリッジＣ内のパネルＰに液晶を注入する注入処理を行なう処理系４とを有している。
【００２９】
パネルＰは、図４に示されるように、２枚の基板が液晶注入用の注入口ａを有する複数の開曲線状のシール材ｂによって貼り合わされることにより、複数のセル構造（空セルｃ）を形成している（したがって、液晶パネルを複数個取ることができる）。また、カートリッジＣは、開閉可能に例えば蝶着された断面が凹状の２つの筐体１２，１４によって箱型に形成されている。カートリッジＣは、１枚の短冊パネルＰを収容可能な最小限の内容積を有しており、カートリッジＣ内部の雰囲気を外部に対して遮断してカートリッジＣ内を所定の真空度に維持可能なバルブとしての真空カプラ１０を備えている。
【００３０】
搬送系２は、パネル装填ステーション６と、真空引きステーション７と、待機ステーション８とから成る。また、搬送ベルト９がパネル装填ステーション６と真空引きステーション７とにわたって延びている。この搬送ベルト９は、その動作が制御部１１によって制御され、図示しないカートリッジステージから供給されるカートリッジＣを支持して各ステーション６，７へと搬送する。
【００３１】
パネル装填ステーション６には、搬送アーム１６が設けられている。この搬送アーム１６は、図示しない第１のパネルステージから１枚ずつパネルＰを受け取って、このパネルＰを、搬送ベルト９上に支持された開状態の真空カートリッジＣ内にセットする。なお、搬送アーム１６の動作は制御部１１によって制御される。
【００３２】
真空引きステーション７には、図示しない真空ポンプに接続された真空引き装置１８が設けられている。この真空引き装置１８は、例えば昇降することによって搬送ベルト９上のカートリッジＣの真空カプラ１０と着脱自在に接続する吸引コネクタ１８ａを有している。なお、真空引き装置１８の動作は制御部１１によって制御される。
【００３３】
待機ステーション８は、例えばループを成して昇降するエレベータとして構成されている。待機ステーション８はカートリッジＣを支持する所定数のステージ１９を有しており、これらのステージ１９は、搬送ベルト９からカートリッジＣを受け取る例えば下側のカートリッジ搬入位置と、処理系４の後述する第１の作業アーム２５にカートリッジＣを受け渡す例えば上側の搬出位置との間で、図示しない昇降機構によりループ状に昇降動作される。なお、昇降機構によるステージ１９の昇降動作は制御部１１によって制御される。
【００３４】
処理系４は、内部を所定の真空度に設定可能なハウジング２０を有している。ハウジン２０内は、開閉可能な第２のゲートＧ２によって、真空チャンバ２２と注入チャンバ２４とに区画されている。また、ハウジング２０は、真空チャンバ２２に対してカートリッジＣが搬出入される開閉可能な第１の開閉ゲートＧ１と、注入チャンバ２４からパネルＰが搬出される開閉可能な第３のゲートＧ３とを有している。更に、ハウジング２０には、真空ポンプ２１に通じる排気管２９が接続されている。
【００３５】
真空チャンバ２２はカートリッジＣを支持する支持台３０を有している。また、真空チャンバ２２は、例えばその天井部に形成された第１の搬送レール２３に沿って移動可能な第１の作業アーム２５を有している。第１の搬送レール２３は、例えば、真空チャンバ２２から待機ステーション８に向けて延びている。また、第１の搬送レール２３上を移動する第１の作業アーム２５は、真空チャンバ２２内でカートリッジＣからパネルＰを取り出すとともに、待機ステーション８のステージ１９と真空チャンバ２２との間でカートリッジＣを搬送する。
【００３６】
また、注入チャンバ２４内には、液晶で満たされた液晶槽２６が設けられている。また、注入チャンバ２４は、例えばその天井部に形成された第２の搬送レール２８に沿って移動可能で且つ昇降可能な第２の作業アーム２７を有している。第２の搬送レール２８は、例えば、注入チャンバ２２から第３のゲートＧ３を超えて延びている。また、第２の搬送レール２８上を移動して昇降する第２の作業アーム２７は、第１の作業アーム２５からパネルＰを受け取ってパネルＰの注入口ａを液晶槽２６内の液晶に接触させるとともに、液晶が注入されたパネルＰを注入チャンバから外側の大気雰囲気へと搬出して図示しない次のライン工程の第２のパネルステージに受け渡す。
【００３７】
なお、作業アーム２５，２７の動作、ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３の開閉動作、真空ポンプ２１の動作は、制御部１１によって制御される。
【００３８】
次に、図２および図３のフローチャートを参照しながら、上記構成の液晶注入システム１の動作の一例について説明する。なお、以下の一連の動作は全て制御部１１によって自動制御される。
【００３９】
まず、搬送系２の動作について図２を参照しながら説明する。
【００４０】
例えばシステム１のスタートスイッチが押されると、図示しないカートリッジステージから搬送ベルト９上に真空カートリッジＣが開かれた状態で供給される（ステップＳ１）。続いて、搬送ベルト９は、供給されたカートリッジＣを支持しながらパネル装填ステーション６へと搬送する（ステップＳ２）。カートリッジＣがパネル装填ステーション６に搬送されると、搬送アーム１６は、図示しない第１のパネルステージから１枚ずつパネルＰを受け取って、このパネルＰを、搬送ベルト９上に支持された開状態の真空カートリッジＣ内にセットする（ステップＳ３）とともに、真空カートリッジＣの２つの筐体１２，１４を閉じてカートリッジＣを密封する。
【００４１】
パネルＰがセットされた密閉状態の真空カートリッジＣは、その後、搬送ベルト９によって再び搬送されて、真空引きステーション７へと送られる（ステップＳ４）。真空引きステーション７の所定の位置にカートリッジＣが位置されると、真空引き装置１８が作動して、吸引コネクタ１８ａがカートリッジＣの真空カプラ１０に接続される。この状態で、図示しない真空ポンプにより、カートリッジＣ内が例えば１分間真空引きされる（ステップＳ５）。このような真空引き動作によって、カートリッジＣ内が所定の真空度（例えば１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒ）に達したら、吸引コネクタ１８ａがカートリッジＣの真空カプラ１０から取り外される。この時、真空カプラ１０の弁作用により、カートリッジＣ内の真空度は維持される。
【００４２】
真空引きが完了したカートリッジＣは、再び、搬送ベルト９により搬送されて、待機ステーション８へと送られる。この時、例えば処理系４の真空チャンバ２２内にカートリッジＣが搬入されたか否かが検知され、あるいは、待機ステーション８のステージ１９に空きがあるか否かが検知され（ステップＳ６）、その結果が肯定的である場合には、空きステージ１９に真空引きが完了したカートリッジＣが装填される（ステップＳ７）。また、否定的である場合には、処理系４の真空チャンバ２２内にカートリッジＣが搬入されるまで（待機ステーション８のステージ１９に空きができるまで）待機する。なお、ステージ１９へのカートリッジＣの装填は、搬送ベルト９の駆動もしくは図示しない装填装置によって行われる。
【００４３】
待機ステーション８では、処理系４の真空チャンバ２２内にカートリッジＣが搬入される毎に、カートリッジＣが装填されたステージ１９が処理系４に向けて上昇される。この動作により、空きステージ１９が搬送ベルト９と対向する下側のカートリッジ搬入位置に位置されるとともに、次に注入処理されるべきパネルＰを有するカートリッジＣ（真空チャンバ２２内に搬入される段階では、既にパネルＰのセルｃ内が所定の真空度（例えば１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒ）に達しているカートリッジＣ）が真空チャンバ２２の第１のゲートＧ１と対向する上側のカートリッジ搬出位置に位置される。
【００４４】
本実施形態では、カートリッジＣが待機ステーション８に待機されている間（カートリッジＣが真空引きされてから処理系４に搬入されるまでの間）に、セルｃ内が所定の真空度に達するように待機時間および処理間隔（待機ステーション８のカートリッジＣを真空チャンバ２２内に搬入する時間間隔…サイクルタイム）が設定されている。すなわち、例えばセルｃ内が５分の待機状態で所定の真空度に達し且つ真空チャンバ２２内が１分で所定の真空度に達する場合には、１分のサイクルタイムを実現するために、５つのカートリッジＣを常に待機ステーション８に待機させるようにしている（セルｃ内が１０分の待機状態で所定の真空度に達する場合には、１分のサイクルタイムを実現するために、１０個のカートリッジＣを常に待機ステーション８に待機させておけば良い）。
【００４５】
次に、処理系４の動作について図３を参照しながら説明する。
【００４６】
例えばシステム１のスタートスイッチが押されると、セルｃ内が所定の真空度に達したパネルＰを有するカートリッジＣが、待機ステーション８のカートリッジ搬出位置に位置されているか否かが検知される（ステップＳ１）。その結果が否定的である場合には待機状態に設定されるとともに、肯定的である場合には、第１の搬送レール２３に沿って移動する第１の作業アーム２５によって、カートリッジ搬出位置に位置するカートリッジＣが、ステージ１９上から、開放された第１のゲートＧ１を通じて、真空チャンバ２２内に搬入される（ステップＳ２）。
【００４７】
カートリッジＣが真空チャンバ２２内に搬入されると、第１のゲートＧ１が閉じられ（ステップＳ３）、第１の作業アーム２５によってカートリッジＣが支持台３０上に支持される。その状態で、今度は、真空ポンプ２１が作動して、真空チャンバ２２内が例えば１分間真空引きされる（ステップＳ４）。この時、開放された第２のゲートＧ２を通じて、注入チャンバ２４内も真空引きされる（無論、この真空引き段階では、第３のゲートＧ３は閉じられている）。
【００４８】
このような真空引き動作によって、真空チャンバ２２および注入チャンバ２４内が所定の真空度（例えば１０^−２〜１０^−３Ｔｏｒｒ）に達したら（ステップＳ５）、第１の作業アーム２５によってカートリッジＣ内からパネルＰが取り出される（ステップＳ６）。その後、第１の作業アーム２５は、第２の搬送レール２８に沿って移動する第２の作業アーム２７にパネルＰを受け渡す（ステップＳ７）。
【００４９】
パネルＰが第２の作業アーム２７に受け渡されて注入チャンバ２４内に搬入されたら、第２のゲートＧ２が閉じられる（ステップＳ８）。第２のゲートＧ２が閉じられると、第２の作業アーム２７が下降して、第２の作業アーム２７によって保持されたパネルＰの注入口ａが真空下で液晶槽２６内の液晶に接触される（ステップＳ９）。
【００５０】
注入口ａが液晶に接触されると、第３のゲートＧ３が開放され（ステップＳ１０）、注入チャンバ２４内が大気に開放される。これにより、注入チャンバ２４内の大気圧とセルｃ内の真空圧との圧力差によって、液晶が各注入口ａを通じて各セルｃ内に注入されていく。そして、この状態のまま待機し（ステップ１１）、セルｃ内が完全に液晶で満たされたら（ステップＳ１２）、第２の作業アーム２７が上昇され、液晶で満たされたパネルＰは、第２の作業アーム２７により、開放された第３のゲートＧ３を通じて注入チャンバ２４から搬出され、図示しない次のライン工程の第２のパネルステージに引き渡される（ステップＳ１３）。その後、第３のゲートＧ３が閉じられ、第２のゲートＧ２が開放されて、次のパネルＰの処理に備える（ステップＳ１４）。なお、真空チャンバ２２内に残された空のカートリッジＣは、パネルＰが注入チャンバ２４内に搬入されて第２のゲートＧ２が閉じられた段階で、開放される第１のゲートＧ１を通じて、第１の作業アーム２５等により図示しないカートリッジステージへと引き渡される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の液晶注入システム１は、パネルＰを１枚ずつ真空カートリッジＣ内にセットするパネル装填ステーション６と、パネルＰがセットされた真空カートリッジＣ内を真空引きして所定の真空状態に設定する真空引きステーション７と、真空カートリッジＣ内にセットされたパネルＰのセル内が所定の真空度に達するまで、真空引きされた真空カートリッジＣを待機させる待機ステーション８とを有する搬送系２を備えるとともに、所定の真空雰囲気下で真空カートリッジＣ内からパネルを取り出して液晶注入処理を行なう処理系４を備えている。しかも、搬送系２と処理系４とで処理が平行して連続的に行なわれるように、真空カートリッジＣが各系２，４に搬送される。すなわち、１つのチャンバ内で複数のステップを順次に行なうのではなく、カートリッジＣを用いることによりシステム１を搬送系２と処理系４とに分け、処理系４で液晶注入作業を行なっている間に、最も時間がかかるセルｃ内の真空引きをカートリッジＣ内で平行して行なうようにしている。したがって、短いサイクルタイムで枚葉処理を行なうことができるとともに、液晶注入工程をライン工程に組み込むことができる。また、枚葉処理化可能であるため、バッチ処理用の大型の真空チャンバが不要となる。
【００５２】
また、一般に、液晶槽２６を真空雰囲気下に晒すと、液晶の中に空気が入って泡が飛ぶため、脱泡されるまで注入作業を待つ必要があるが、本実施形態のように、真空ポンプ２１の吸引力が直接に作用する真空チャンバ２２から注入チャンバ２４を分けると、泡飛びを低減できるとともに、真空チャンバ２２でパネルＰを抜き取ってこのパネルＰを第１の作業アーム２５から第２の作業アーム２７に受け渡すまでの時間で脱泡されるため、液晶注入作業を効率的且つ円滑に行なうことが可能になる。しかしながら、真空チャンバ２２と注入チャンバ２４とに分けることなく、カートリッジＣからのパネルＰの取り出しおよび液晶注入作業を１つのチャンバ内で行なっても良い。
なお、本実施形態において、液晶注入を真空中で所定の高温下で行なうと、液晶が効率良く注入される。また、本実施形態では、注入チャンバ２４が大気に開放される（晒される）が、所定の加圧雰囲気に晒されるようになっていても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶注入システムおよび液晶注入方法は、大型のチャンバを必要とすることなく枚葉処理が可能で、サイクルタイムが短く作業効率が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶注入システムの概略構成図である。
【図２】図１のシステムの搬送系の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のシステムの処理系の動作を示すフローチャートである。
【図４】パネルの平面図である。
【図５】従来の液晶注入システムの概略構成図である。
【図６】液晶装置の製造方法の主要工程におけるパネル外観を示す概略斜視図である。
【図７】液晶装置の製造方法の主要工程を示す概略工程図である。
【図８】液晶パネルの構造を示す平面図である。
【図９】液晶パネルの構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…液晶注入システム
２…搬送系
４…処理系
６…パネル装填ステーション
７…真空引きステーション
８…待機ステーション
２２…真空チャンバ
２４…注入チャンバ
２６…液晶槽
Ｃ…真空カートリッジ
Ｐ…パネル

Claims

一対の基板と、前記一対の基板間に液晶を封入するためのセルとを有するパネルに液晶を注入するとともに、複数の前記パネルに連続して前記液晶の注入を行うための液晶注入システムであって、
前記パネルを所定の数量ずつ収納するとともに、前記パネルが収納された環境を所定の真空状態に設定し、前記設定された真空状態を維持する複数の真空カートリッジと、
前記パネルが収納された複数の真空カートリッジを真空状態に設定された順番に沿って順次搬送する搬送手段と、
前記搬送手段から送り出される先頭の前記真空カートリッジを収納するとともに、前記真空カートリッジが収納された環境を前記所定の真空状態から、大気圧を含む所定の加圧状態までに可変するチャンバと、
液晶が入った液晶漕があらかじめセットされた前記チャンバ内に前記先頭の真空カートリッジが搬送されると、前記チャンバ内を前記所定の真空状態に設定し、前記所定の真空状態において前記真空カートリッジから前記パネルを取り出した後、前記空パネルの液晶注入口を前記液晶漕の液晶に浸した状態で前記チャンバ内を前記所定の加圧状態にすることにより、前記セル内に液晶を注入する注入処理手段と、を少なくとも備え、
前記注入処理手段において前記先頭の真空カートリッジに収納されていた前記パネルに液晶が注入されている間に、前記搬送手段における後続の真空カートリッジに収納されている前記パネルのセル内の減圧が平行して行われることを特徴とする液晶注入システム。
前記真空カートリッジには、前記液晶注入口を一辺に揃えた状態で複数の前記パネルが隣接された短尺パネルとして、それぞれ収納され、
前記搬送手段には、前記真空カートリッジを待機させるとともに、前記真空カートリッジを順次搬送するための複数のステージが移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入システム。
前記チャンバは、
前記所定の真空雰囲気下において前記真空カートリッジ内から前記パネルを取り出すための真空チャンバと、
あらかじめ前記液晶槽がセットされるとともに、前記所定の真空雰囲気下において前記真空チャンバから前記パネルを受け入れた後、内部を前記所定の加圧状態にすることにより前記セル内に液晶を注入させるための注入チャンバとを含んで構成されることを特徴とする請求項１、または２に記載の液晶注入システム。
一対の基板と、前記一対の基板間に液晶を封入するためのセルとを有する液晶装置に液晶を注入するとともに、複数の前記液晶装置に連続して前記液晶の注入を行うための液晶装置の製造方法であって、
前記液晶装置を所定の数量ずつ真空カートリッジに収納する工程と、
前記真空カートリッジ内を所定の真空状態に設定するとともに、前記設定された真空状態を維持する工程と、
前記液晶装置が収納された複数の真空カートリッジを真空状態に設定された順番に沿って順次搬送する搬送工程と、
前記搬送工程から送り出される先頭の前記真空カートリッジをチャンバに収納する工程と、
前記チャンバ内を前記所定の真空状態に設定する工程と、
前記所定の真空状態において前記真空カートリッジから前記液晶装置を取り出す工程と、
前記チャンバ内にあらかじめセットされた液晶漕の液晶に前記液晶装置の液晶注入口を浸す工程と、
前記液晶注入口を前記液晶に浸した状態で前記チャンバ内を大気圧を含む所定の加圧状態に設定し、前記セル内に液晶を注入する注入工程と、を含み、
前記注入工程において前記先頭の真空カートリッジに収納されていた前記液晶装置に液晶が注入されている間に、前記搬送工程における後続の真空カートリッジに収納されている前記液晶装置のセル内の減圧が平行して行われることを特徴とする液晶装置の製造方法。