JP2000155325A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを削減し品質を向上することがで
きる液晶表示装置とその製造方法の実現を課題とする。 【解決手段】 透明なガラスまたはポリマーフイルムか
らなり、透明な導電膜が製膜された上パネル３および下
パネルを、所定間隔をおいてシール材５で張り合わせた
空隙内に液晶を注入し、上パネル３および下パネルの表
面に偏光板１を配置して構成した液晶表示装置におい
て、上パネル３または下パネルに液晶を注入する注入口
８を、偏光板１のこの注入口８に対応する位置に切り欠
き７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置とそ
の製造方法に関し、特に製造を容易にした液晶表示装置
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の製造過程で、スペーサを
介して所定の間隔で対峙する２枚の表示電極基板を空隙
を維持するようにシール材で張り合わせて保持した構造
体（以下セルと呼ぶことにする）を作り、この２枚の表
示電極基板とシール材とで囲まれるこのセルの空隙に液
晶を注入する作業が必要になる。

【０００３】図８に従来の一般的な液晶表示装置の概略
構造を示す。上偏光板１と下偏光板２に挟まれて透明導
電膜がパターンニングされた上パネル３と下パネル４が
設けられ、上パネル３と下パネル４の間をシール材５に
よって張り合わせた空隙に図示されない液晶が充填され
て外部に漏れないように構成されている。液晶の注入に
際してはシール材５の一部に開口部６を設け、セルを処
理室（チャンバー）内において、処理室を負圧にするこ
とによって空隙部分をも負圧にし、これによって毛細管
現象で液晶を注入するようにしている。

【０００４】図９はこの構成の横断面図であるが、その
Ａ部には上パネル３と下パネル４に挟まれてシール材５
の外周側にシール材５の厚さ分の溝（１０μｍ程度）が
形成されており、ここに注入の際に余剰の液晶が毛細管
現象で回り込み、セルが汚染されることがあった。こに
ために、従来は封止工程前の余剰液晶の除去、封止後の
洗浄工程が欠かせなかった。

【０００５】これを防止するために、上パネル３または
下パネル４のいずれかの平面部分に注入用の穴を設けて
液晶注入後に封止材で封止する方法も考えられている
が、余剰封止材が封止部分で盛り上がって偏光板１、２
との間に干渉が発生する虞があり、余剰封止材の除去が
どうしても必要であった。また、平面部分に注入用の穴
を設けた場合には、裏返しにするとパネルの穴と一致し
なくなるので偏光板１、２をパネルの表裏を識別して装
着する必要があった。

【０００６】また、液晶注入時に上パネル３と下パネル
４が外部に膨れ、空隙部分に余剰の液晶が注入され、液
晶層の厚みの均一性が保てなくなるなどの問題があり、
これを防ぐために加圧治具で上パネル３と下パネル４を
両側から機械的に加圧して余分な液晶を絞りだして上パ
ネル３と下パネル４間の間隔を制御してその後封止する
ようにしていた。このため、特別な加圧治具が必要であ
り、また絞り出す工程が必要になり、絞りだした分の液
晶が無駄になるという問題があった。

【０００７】また、従来の方法では液晶注入口をパネル
の一辺の中央部に一個所だけ設けることが多く、多品種
生産を前提とした液晶パネルの製造においては注入口の
位置を共通に位置決めすることが困難であった。又、封
止材の干渉を避ける偏光板の加工も、Ｕの字型の切り欠
きや穴あけなど加工が複雑になりやすい。さらに、多品
種の液晶表示装置を製造する場合に、液晶の注入孔の位
置がそれぞれの品種によって異なるため、注入装置を品
種毎に多数用意しなければならないという問題があっ
た。

【０００８】また、先にも述べたように液晶表示装置を
構成するセルの内部を負圧にする大型の処理室が必要で
あった。また、排気のためや液晶注入のために長時間を
必要としていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
液晶表示装置の製造過程では、液晶注入の際に余分な液
晶がシール材の周囲に回り込んでセルが汚染される虞が
あり、そのために封止工程前の余剰液晶の除去、封止後
の洗浄工程が欠かせなかった。また、液晶注入時に上下
のパネルが膨れて余分の液晶が内部に注入されることが
あり、これを防ぐために、機械的に加圧して余分な液晶
を絞りだす工程が欠かせず、そのための治具が必要で、
余分な液晶が無駄になるという問題があった。さらに多
品種の液晶表示装置を製造する場合に、品種に合わせて
注入装置を用意しなければならないという問題や、真空
用の大型のチャンバーが必要になるといった問題、さら
には液晶注入に時間を要する等の問題も有していた。

【００１０】本発明は、比較的簡単な方法で、これらの
問題を解決して、製造時の封止後の余剰液晶の除去、洗
浄工程、余分な液晶を絞りだす工程を不要にし、製造装
置として、液晶注入装置の種類を統一でき、真空用の大
型のチャンバーを不要にし、製造コストを削減し品質を
向上することができる液晶表示装置とその製造方法の実
現を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、透明なガラスまたはポリ
マーフイルムからなり、透明な導電膜が製膜された第１
の基板および第２の基板を、所定間隔をおいてシール材
で張り合わせた空隙内に液晶を注入し、かつ前記第１の
基板および前記第２の基板の表面に偏光板を配置して構
成される液晶表示装置において、前記第１の基板または
前記第２の基板に設けた前記液晶を注入する注入口と、
前記偏光板のこの注入口に対応する位置に設けた切り欠
きもしくは穴とを具備することを特徴とする。

【００１２】また、上記課題を達成するため、請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置におい
て、前記注入口が矩形状の前記第１の基板または前記第
２の基板の角隅に設けられ、前記偏光板の前記切り欠き
は面取り形状になっていることを特徴とする。

【００１３】また、上記課題を達成するため、請求項３
に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の液晶
表示装置において、前記注入口とそれに対応する前記偏
光板の前記切り欠きは前記第１の基板または前記第２の
基板の複数の角隅に設けられていることを特徴とする。

【００１４】上記課題を達成するため、請求項４に記載
の発明は、透明なガラスまたはポリマーフイルムからな
り、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第２の
基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた空隙
内に、前記第１の基板または前記第２の基板に設けた注
入口から液晶を注入し、さらに前記第１の基板および前
記第２の基板の表面に偏光板を配置して構成される液晶
表示装置の製造方法において、前記注入口の周囲を封止
して、封止された前記注入口から排気を行う排気工程
と、排気終了後、同じ注入口から液晶を注入する注入工
程とを有することを特徴とする。

【００１５】また、上記課題を達成するため、請求項５
に記載の発明は、請求項４に記載の液晶表示装置の製造
方法において、前記排気工程において、前記注入口以外
の部分では前記空隙内の内部圧力よりも外部圧力を高く
することを特徴とする。

【００１６】また、上記課題を達成するため、請求項６
に記載の発明は、請求項４に記載の液晶表示装置の製造
方法において、前記注入工程において、前記注入口以外
の部分では前記空隙内の内部圧力よりも外部圧力を高く
することを特徴とする。

【００１７】また、上記課題を達成するため、請求項６
に記載の発明は、請求項４に記載の液晶表示装置の製造
方法において、前記排気工程および前記注入工程におい
て、前記注入口以外の部分では前記空隙の外部圧力を大
気圧よりも高くしたり低くしたりすることを特徴とす
る。

【００１８】上記課題を達成するため、請求項８に記載
の発明は、透明なガラスまたはポリマーフイルムからな
り、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第２の
基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた空隙
内に液晶を注入し、かつ前記第１の基板および前記第２
の基板の表面に偏光板を配置して構成される液晶表示装
置の製造方法において、前記第１の基板および前記第２
の基板の前記シール材によるシール部分に沿って弾性体
で構成され気体の漏れを防ぐパッキングを設ける工程
と、このパッキングを介して圧力隔壁を構成し、この圧
力隔壁を介して前記第１の基板および前記第２の基板に
対する加圧、減圧を行い、前記空隙内に液晶を注入する
工程とを具備することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にこのような液晶表
示装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１
は、本発明の液晶表示装置の一実施の形態の構成を示す
組み立て図である。この実施の形態では、上パネル３の
平面上に（もちろん下パネル４でもよい）注入口８を設
け、さらに、注入口８を設けたパネル上の偏光板１に切
り欠き７を設ける。このように、偏光板１に切り欠きを
設けたり穴あけをすることで封止材９の堆積によって偏
光板１へ干渉が発生することが防げ、平面上に注入口を
設けているので毛細管現象により液晶がパネル周辺に回
り込むこともなくなるので、複雑な洗浄工程を簡略化ま
たは省略化することができる。

【００２０】図２に図示される構造は、本発明の液晶表
示装置の他の実施の形態の構成を示す組み立て図であ
る。この実施の形態では、矩形の上パネル３かもしくは
下パネル４の角部に注入口８を設けてある。一般的に注
入工程はバッチ式が多く、一度に多くのセルに液晶を注
入する場合が多いが、この構成であると、液晶表示装置
の大きさにさほど関係なく注入部分が形状を類似になる
ので、注入口の位置決めの共通化が図りやすく、共通の
セルホルダによってサイズの違うセルをホールディング
することができる。また上偏光板１もしくは下偏光板の
切り欠きも単なる面取り形状でよく、Ｕの字型の切り欠
きを設けたり穴開けするよりも容易に加工することがで
き、機器の簡略化を進めやすく、低コストの液晶パネル
を提供することができる。

【００２１】図３に図示される構造は、本発明の液晶表
示装置のさらに他の実施の形態の構成を示す組み立て図
である。図３に図示されるセル構造は、パネル角部に複
数箇所の注入口８を設けたものである。偏光板１の切り
欠きもしくは面取りをこのように複数個所に設けること
により偏光板１の表裏の区別が必要なくなり、製造工程
上、偏光板１の表裏の区別が必要なくなる。また、液晶
の注入は排気後、注入口８に液晶をディップして真空破
壊して注入するのが一般的であるが、この実施の形態で
は、注入口８が複数あるため空気の流路が多く、セル内
の排気の時間が短くなり、かつ注入時間も同じ理由で短
縮することができる。

【００２２】図４は、本発明の液晶表示装置の製造方法
の一実施の形態を示す説明図である。液晶表示装置のセ
ル構造で注入口８の周りをパッキング１０でシールして
排気マニホールド１１を用いて図示されない真空排気装
置で排気をおこなった後、切り替え弁１２で排気マニホ
ールド１１の先を液晶タンク１３に切り替えて排気マニ
ホールド1 1 から液晶を注入するようにする。このよう
にするとセル内はすでに真空なので隙間なく液晶を充填
することができる。

【００２３】従来の方法では注入前のセルを真空処理室
（チャンバー）の中にローディングして排気後、注入口
を液晶ボートにディップして注入していた。しかし、こ
の実施の形態の液晶の注入方法では、注入口８からセル
内部だけを排気した後、液晶を注入するので、大きなチ
ヤンバーを必要とせず真空排気システムを小さくするこ
とができ、かつタクト（処理時間）も短縮することがで
きる。

【００２４】図５は、本発明の液晶表示装置の製造方法
の他の実施の形態を示す説明図である。液晶パネル構成
に変形が発生しないように、シール材５にそってパッキ
ング１０で上パネル３及び下パネル４を挟むようにして
構成する。注入は真空チヤンバー１４を真空にして、液
晶をディップして注入する。液晶の注入後にパッキング
１０の内側に加圧した空気を導入して加圧することで余
剰液晶を絞り出しギャップ調整を行なう。この方法によ
ると、注入と封止の工程でセル面への加圧／減圧を連続
的に、かつ、表示面に非接触で行なうことができるた
め、パネル間ギャップも連続的に調整でき、圧力を保持
したまま封止工程に流せば、セルギャップもそのままに
して封止でき、液晶を無駄にすることなく、タクト短縮
と歩留まり向上が見込まれる。

【００２５】図６は、本発明の液晶表示装置の製造方法
のさらに他の実施の形態を示す説明図である。本発明の
請求項１ないし請求項３に示した液晶表示装置を製造す
る場合に、排気マニホールド１１から真空排気しながら
チヤンバー１４へ加圧した空気を導入して加圧するよう
にする。これにより、セル内部の体積は圧縮されて小さ
くなり、真空排気時間が短縮される。先にも述べたよう
に、従来は液晶の注入の際に、チャンバー内を真空にし
てチャンバー内のセル内部の空気を排気していた。しか
しこの方法では、排気時間が非常に長くかかっていた。
本実施の形態では、排気マニホールド１１から真空排気
する際にチヤンバー１４へ加圧した空気を導入するの
で、セル内空気の排気時間を短縮することができ、総合
的にタクト短縮を図ることができる。

【００２６】図７は、本発明の液晶表示装置の製造方法
のさらに他の実施の形態を示す説明図である。図５、図
６に示した実施の形態において、真空排気後、液晶の注
入工程に移る際にチヤンバー１４内に加圧した空気を導
入して加圧する、その圧力を封止の際の液晶絞り出し時
の加圧力（単位面積当たりの圧力）と同程度にすること
で、ギャップが保持され、封止工程前の余剰液晶の絞り
出し工程がいらなくなる。これにより、パネル全体に圧
力を加えた状態で液晶を注入することで、従来のように
注入後に機械的な加圧によって余剰液晶を絞り出す工程
を削減することができ、加圧治具が必要なくなり、液晶
の無駄もなくすることができ、コストダウンを図ること
ができる。

【００２７】また、液晶表示装置の製造方法の他の実施
の形態として、図４、図６、図７に示した液晶注入方法
を一連の動作とし行い、工程毎にチヤンバー１４内の圧
力を調整して真空排気時間や注入時間を短縮することも
できる。例として、１）真空排気時には加圧した空気を
導入する。２）注入工程時に真空排気することで注入速
度を上げる。３）規定の注入がなされたら、加圧した空
気を導入してセルのギャップを調整する。４）その後、
封止工程に移る。などと工程ごとチヤンバーの圧力を調
整する方法で、タクト時間と歩留まりが向上できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、透明なガラスまたはポリマーフイルムからな
り、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第２の
基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた空隙
内に液晶を注入し、かつ第１の基板および第２の基板の
表面に偏光板を配置して構成される液晶表示装置におい
て、第１の基板または第２の基板に設けた液晶を注入す
る注入口と、偏光板のこの注入口に対応する位置に設け
た切り欠きもしくは穴とを具備することを特徴とする。
このように基板平面に注入口を設け、偏光板の対応部分
に切り欠きを設けたので、封止材の出っ張りが偏光板に
影響することがなく、余剰の封止材を拭き取る必要がな
く、また余剰の液晶の回り込みも防ぐことができるので
製造コストの削減、及び画像品質の向上が実現できる。

【００２９】本発明の請求項２の発明は、注入口が矩形
状の第１の基板または第２の基板の角隅に設けられ、偏
光板の切り欠きは面取り形状になっていることを特徴と
する。このように、注入口の位置が基板の角部に位置し
ていることから、偏光板の切り欠きが面取り形状にでき
加工が容易となる。また、パネルの注入口の位置だしが
容易で、ホールディングしやすく、多数の品種でもホル
ダの数も少なくでき、段取り変えの省略なども可能なの
で製造コストを削減することができる。

【００３０】本発明の請求項３の発明は、注入口とそれ
に対応する偏光板の切り欠きは第１の基板または第２の
基板の複数の角隅に設けられていることを特徴とする。
これにより、注入口を複数にすることができ、流体コン
ダクタンスが大きくなり、速やかに排気を行ってセル内
の真空度を上げることができるため、工程時間を短くす
ることができる。また、同様に注入時間も短くなるので
トータルでタクトタイムの短縮が図れる。また、注入口
を表裏対称に設けることができるので、偏光板の表裏を
確認する必要がなくなり、その分でもタクトタイムを短
縮できる。

【００３１】本発明の請求項４の発明は、透明なガラス
またはポリマーフイルムからなり、透明な導電膜が製膜
された第１の基板および第２の基板を、所定間隔をおい
てシール材で張り合わせた空隙内に、第１の基板または
第２の基板に設けた注入口から液晶を注入し、さらに第
１の基板および第２の基板の表面に偏光板を配置して構
成される液晶表示装置の製造方法において、注入口の周
囲を封止して、封止された注入口から排気を行う排気工
程と、排気終了後、同じ注入口から液晶を注入する注入
工程とを有することを特徴とする。これにより、空隙内
のみを真空にして後、液晶を注入することができるので
従来の方法に比べて真空にする時間が短く、真空チヤン
バーも必要が無いなど設備を簡略化できるので、全体的
なコストダウンが図れる。

【００３２】本発明の請求項５の発明は、排気工程にお
いて、注入口以外の部分では空隙内の内部圧力よりも外
部圧力を高くすることを特徴とする。このように、空隙
内部の真空排気時に外部を加圧するので、空隙の体積を
縮小する結果、排気容積が小さくできるので真空排気時
間が短くなり、工程時間の短縮が図れる。

【００３３】本発明の請求項６の発明は、注入工程にお
いて、注入口以外の部分では空隙内の内部圧力よりも外
部圧力を高くすることを特徴とする。このように、注入
工程と同時に空隙外部に空圧力でギャップ調整をさせる
ために、封止前の余剰液晶を絞り出す工程を省略するこ
とができ、又余剰液晶も発生しないので液晶が無駄にな
らずコストダウンも図れる。

【００３４】本発明の請求項７の発明は、排気工程およ
び注入工程において、注入口以外の部分では空隙の外部
圧力を大気圧よりも高くしたり低くしたりすることを特
徴とする。このように、一連の工程においてセル外部に
圧力制御を行なうことで、全体の工程時間の短縮化と、
製品の品質の向上を図ることができる。

【００３５】本発明の請求項８の発明は、透明なガラス
またはポリマーフイルムからなり、透明な導電膜が製膜
された第１の基板および第２の基板を、所定間隔をおい
てシール材で張り合わせた空隙内に液晶を注入し、かつ
第１の基板および第２の基板の表面に偏光板を配置して
構成される液晶表示装置の製造方法において、第１の基
板および第２の基板のシール材によるシール部分に沿っ
て弾性体で構成され気体の漏れを防ぐパッキングを設け
る工程と、このパッキングを介して圧力隔壁を構成し、
この圧力隔壁を介して第１の基板および第２の基板に対
する加圧、減圧を行い、空隙内に液晶を注入する工程と
を具備することを特徴とする。これにより、シール材に
そってパッキングを接触させ、このパッキングが平面的
に閉じているのでシール性が確保できる。その状態で空
気圧によって基板間のギャップの調整を行なうので、パ
ネルの材質がポリマーフィルムなどでも均一なギャップ
調整が行なえ、品質の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一実施の形態の構成を
示す組み立て図。

【図２】本発明の液晶表示装置の他の実施の形態の構成
を示す組み立て図。

【図３】本発明の液晶表示装置のさらに他の実施の形態
の構成を示す組み立て図。

【図４】本発明の液晶表示装置の製造方法の一実施の形
態を示す説明図。

【図５】本発明の液晶表示装置の製造方法の他の実施の
形態を示す説明図。

【図６】本発明の液晶表示装置の製造方法のさらに他の
実施の形態を示す説明図。

【図７】本発明の液晶表示装置の製造方法のさらに他の
実施の形態を示す説明図。

【図８】従来の一般的な液晶表示装置の概略構造を示す
組み立て図。

【図９】図８に示す従来例の横断面図。

【符号の説明】

１ 偏光板、上偏光板 ２ 下偏光板 ３ 上パネル ４ 下パネル ５ シール材 ６ シール材の開口部 ７ 切り欠き ８ 注入口 ９ 封止材 １０ パッキング １１ 排気マニホールド １２ 切り替え弁 １３ 液晶タンク １４ 真空チャンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 忠克 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H089 LA22 LA32 LA33 NA25 NA27 NA32 QA12 QA13 TA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明なガラスまたはポリマーフイルムか
   らなり、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第
   ２の基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた
   空隙内に液晶を注入し、かつ前記第１の基板および前記
   第２の基板の表面に偏光板を配置して構成される液晶表
   示装置において、 前記第１の基板または前記第２の基板に設けた前記液晶
   を注入する注入口と、前記偏光板のこの注入口に対応す
   る位置に設けた切り欠きもしくは穴とを具備することを
   特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記注入口が矩形状の前記第１の基板ま
   たは前記第２の基板の角隅に設けられ、前記偏光板の前
   記切り欠きは面取り形状になっていることを特徴とする
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記注入口とそれに対応する前記偏光板
   の前記切り欠きは前記第１の基板または前記第２の基板
   の複数の角隅に設けられていることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 透明なガラスまたはポリマーフイルムか
   らなり、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第
   ２の基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた
   空隙内に、前記第１の基板または前記第２の基板に設け
   た注入口から液晶を注入し、さらに前記第１の基板およ
   び前記第２の基板の表面に偏光板を配置して構成される
   液晶表示装置の製造方法において、 前記注入口の周囲を封止して、封止された前記注入口か
   ら排気を行う排気工程と、排気終了後、同じ注入口から
   液晶を注入する注入工程とを有することを特徴とする液
   晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記排気工程において、前記注入口以外
   の部分では前記空隙内の内部圧力よりも外部圧力を高く
   することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記注入工程において、前記注入口以外
   の部分では前記空隙内の内部圧力よりも外部圧力を高く
   することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記排気工程および前記注入工程におい
   て、前記注入口以外の部分では前記空隙の外部圧力を大
   気圧よりも高くしたり低くしたりすることを特徴とする
   請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 【請求項８】 透明なガラスまたはポリマーフイルムか
   らなり、透明な導電膜が製膜された第１の基板および第
   ２の基板を、所定間隔をおいてシール材で張り合わせた
   空隙内に液晶を注入し、かつ前記第１の基板および前記
   第２の基板の表面に偏光板を配置して構成される液晶表
   示装置の製造方法において、 前記第１の基板および前記第２の基板の前記シール材に
   よるシール部分に沿って弾性体で構成され気体の漏れを
   防ぐパッキングを設ける工程と、このパッキングを介し
   て圧力隔壁を構成し、この圧力隔壁を介して前記第１の
   基板および前記第２の基板に対する加圧、減圧を行い、
   前記空隙内に液晶を注入する工程とを具備することを特
   徴とする液晶表示装置の製造方法。