JP2001183682A - 液晶注入セル成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 空セルへ液晶材料を注入封止する際、安全に
してかつ新規な液晶注入セル成形方法を提供する。 【解決手段】 初めに一対のマザーガラス１０，１１を
準備し、これらのマザーガラス上にてそれぞれ複数のＴ
ＦＴ基板及び複数のカラーフィルタ基板を形成し、かつ
いずれか一方の基板へ液晶充填口１４をレーザにて形成
し、それらの複数のＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板
を適切に貼り合わせ、複数の空セル１６を形成し、次い
で、複数の空セルを、液晶充填口を上方に位置するよう
にして真空室へ実質的に水平に移送し、そこで液晶注入
孔から液晶を注入しかつ孔を封止し、その後、セルを切
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概括的には液晶デ
イスプレイに関し、より詳細には、液晶デイスプレイに
関する新規な製造方法、特に新規な液晶注入方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラ−ＴＦＴ液晶デイスプレイを製造す
る手順の一例について図５に示す。これまでは、例え
ば、（１）初めにＴＦＴ基板及びカラ−フィルタ基板と
して機能するためのガラス基板製造工程によってマザ−
ガラスａを製造する。(2)次いで、このマザ−ガラスａ
上にＴＦＴ基板ｂ及びカラ−フィルタ基板ｃを形成す
る。このために、マザーガラスの所定位置へ、ＴＦＴ素
子を配設し、配向膜を塗布して配向膜を形成し、更にこ
の配向膜の分子の方向性を一定にするためラビングロー
ルによってラビングを施し、スペーサを散布してＴＦＴ
基板ｂを完成すると共に、同一の又は別途準備したマザ
ーガラスの所定位置へ、カラーフィルタを配設し、配向
膜を塗布して配向膜を形成し、更にこの配向膜へラビン
グを施した後に、シール剤ｄをカラーフィルタを包囲す
るようにかつ液晶材料注入口ｅを残すようにして印刷
し、更にトランスファ電極ｆを付与して、カラ−フィル
タ基板ｃを完成する（図示の例においては、同一のマザ
ーガラスａ上にＴＦＴ基板ｂ及びカラ−フィルタ基板ｃ
を形成するように示しているが、これらの基板はそれぞ
れ別個のマザーガラスへ形成されることも出来、シール
剤ｄ及びトランスファ電極ｆはカラーフィルタ基板側へ
印刷されているが、ＴＦＴ基板側へ印刷することも可能
であり、更にスペーサがＴＦＴ基板側へ散布されている
が、カラーフィルタ基板側へ散布されることも知られて
いる)。（３）その後、これらの完成したＴＦＴ基板ｂ
とカラ−フィルタ基板ｃとをそれぞれマザーガラスから
分断する。（４）次いで、分断によって発生したガラス
粉を洗浄した後、これらの基板を互いに貼り合わせ、そ
れぞれ単独の独立した空セルｇを形成する。（５）その
後、この空セルｇを公知の真空室ｈへ移送し垂直に保持
し、空セルｇ内を脱気し公知の方法にて液晶材料ｋを下
方の液晶材料注入口ｅから該セルｇ内へ差圧を利用して
吸い込み充填した後、充填孔を封止する。（６）最後
に、この液晶材料を注入したセルの外側に特定方向に振
動する光のみを通過させそれ以外の光を遮断するための
偏光フィルムを貼付け、更に当該セルへ駆動ＩＣやプリ
ント基板、ＬＣＤの光源となるバックライト、フレーム
等を取り付けるモジュール組立工程によりカラーＴＦＴ
を完成させていた。

【０００３】このような公知の方法においては、空セル
ｇへ液晶材料ｋを注入封止する工程が、マザーガラスａ
へ形成されたＴＦＴ基板ｂとカラーフィルタ基板ｃとを
それぞれマザーガラスから各ＬＣＤ一枚の大きさに切り
出し、次いでこれらを貼り合わせて独立したＬＣＤ一枚
分の空セルｇを形成した後、その空セルへ対して実行さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】公知の方法において
は、液晶材料注入作業は、通常、図５の第５工程に示す
ように独立した空セルを垂直方向に立て、当該空セルの
下方の注入口から差圧を利用して吸い込ませる方法によ
り行われている。この方法は、重い液晶材料が垂直上方
へ向かって吸い上げられる必要があるため、注入時間が
長くかかるという課題があった。

【０００５】またＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を
マザーガラスから切断するときに、ガラス粉が発生し、
そのため空セル内へ又は液晶材料中へそのガラス粉が入
らないように貼り合わせ作業前に当該基板からガラス切
粉が完全に無くなるまで基板を丁寧に洗浄する必要があ
る。さらには、その切断面が鋭く、セルの持ち運び作業
が危険であり作業員が切断後のセルを容易に取り扱うこ
とが出来るようにするために、しばしばその切断面に面
取り加工を施す必要がある。これらの洗浄作業又は面取
り加工等は、極めて時間のかかる作業であり、生産性に
大きなブレーキと成っている。

【０００６】更に、空セル内部を真空室内において脱気
する際に、しばしば当該空セルを形成している基板から
配向膜若しくはシ−ル剤が剥がれるという課題がある。
これは、垂直方向に配置された空セルの注入口からその
内部空気が脱気される際に脱気処理を急ごうとすると真
空室の圧力よりセルの内部の圧力の方が高くなり過ぎ
て、その差圧が空セル内部に働き、配向膜若しくはシ−
ル剤が剥がれて、重ね合わせた板が剥がれたりシール部
分にリークが発生したりして、注入口からの注入が出来
なくなり、このセルは使用することが出来ない。このた
めこれまでは、液晶注入作業における脱気は時間をかけ
て徐々に行うため、長時間を要し、生産性が低かった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本件発明におい
ては、これらの課題を解消するために、初めに一対のマ
ザーガラスを準備し、これらのマザーガラス上にてそれ
ぞれ複数のＴＦＴ基板及び同数のカラーフィルタ基板を
形成し、その後それらの複数のＴＦＴ基板及びカラーフ
ィルタ基板を適切に貼り合わせ、複数の空セルを形成
し、次いで、当該複数の空セルを互いに分断することな
く、これらの複数の空セルを真空室へ移送し、そこで複
数の空セルへ同時に液晶を注入し、その後、当該セルを
切断するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本件発明について記述す
る。本件発明においては、図５に示したと同様の公知の
手段によって、マザーガラス１０上に複数（図示の例で
は、４個）のＴＦＴ基板を形成すると共に、別途準備し
た別のマザーガラス１１上に同様に複数（図示の例で
は、４個）のカラーフィルタ基板を形成する。次いで、
これらの基板の一方にシール剤１２を印刷しトランスフ
ァ電極（図示なし）を設置する。その後、該シール材１
２を印刷した基板の当該シール剤１２によって包囲され
ている内側へ、又は、該シール剤１２が接する他方の基
板の当該シール剤１２によって包囲される内側へ対し
て、レーザによって所定の大きさの液晶材料注入口１４
を形成する。その後、これらのマザーガラス１０，１１
から各基板を互いに分断することなく、双方のマザーガ
ラス１０，１１同士を互いに貼り合わせて複数の(図示
の例では、４個)の空セル１６を形成する。図１は、こ
うして形成した複数の空セル１６を備えたマザーガラス
積層体１８を示している本件発明の第１実施例であり、
図２は図１の線２−２に沿って見たマザーガラス積層体
１８の拡大断面図である。なお、空セル１６内部の詳細
な構成要素は省略している。

【０００９】液晶材料注入口１４の形成に際してレーザ
を使用するのは、この穿孔作業時にガラスの粉を発生さ
せないためである。また、液晶材料注入孔１４を設ける
のは、ＴＦＴ基板側でもよいし、カラーフィルタ基板側
でもよい。また液晶注入口１４の寸法はセルからの脱気
時間及び該セルへの液晶注入時間を考慮し、適切な大き
さとすることが出来る。

【００１０】その後、当該複数の空セルを形成している
マザーガラスを公知の手法と同様にそれ自体公知の真空
室（図示なし）へ移送する。この真空室内において、原
理的には図５の第５工程に示すと同様に、真空室及び空
セル内の減圧脱気工程、空セルの液晶注入口への液晶材
料の供給工程、不活性ガスのリーク工程、常圧又は加圧
工程等の公知の手法によって複数の空セル内へ同時に液
晶注入が図られる。

【００１１】液晶注入に関して、本件発明が図５の実施
例と異なる点は、図５に示す実施例においては、空セル
が垂直方向に立て掛けられ、液晶がその空セルの下方部
分の液晶材料注入口ｅから吸い上げられるようになって
いるが、本件発明においては、複数の空セルを形成して
いるマザーガラスが液晶注入口１４を上面に位置するよ
うにしてほぼ水平状態に真空室内に配置されること（図
2参照）、真空室及びセル内を真空脱気した後に所定量
の液晶材料が当該液晶注入口１４へ公知の液晶材料デス
ペンサによって滴下供給されることである。なお、液晶
注入作業が完了した時点で、該注入口１４が公知の手段
によって封止される。その後、マザーガラス積層体から
複数のセルがそれぞれ分断され、こうして所望のＴＦＴ
セルが完成する。

【００１２】図３は，本件発明の別の実施例を示す図１
と同様の図である。この実施例が図１に示す実施例と異
なる点は、図３においてはシール剤２２の配置状態が液
晶注入口２４を包囲するように形成されていることであ
る。即ち、図１の場合には、液晶注入口１４がＴＦＴ基
板又はカラーフィルタ基板のいずれか一方の適切な位置
へ設けられているが、現実的には、かかる液晶注入口１
４を基板内部に設けることは、他の要素が密な状態に配
置されているため容易ではない。そこで、図３の場合に
は、液晶注入口２４の位置を図５に示すようなこれまで
のシール剤の欠如部分ｅに該当する位置に一致させるよ
うに、前記基板の外部へ配置するようにしたものであ
る。なお、このとき、基板の形状も当該注入口１４の部
分にて外方へ膨らんでいるが、実際に基板が切断される
場合には、その部分は図１の場合と同様に直線的に切断
されることが出来る。その他の点は、図１の実施例と同
様である。

【００１３】図４は、図３に示す実施例の変形である。
即ち、図３においては、液晶注入口２４は各セル２６に
対して１個だけ形成されているが、図４の実施例におい
ては、１個のセル３６に対して互いに離れている位置に
それぞれ１個づつ合計で２個の液晶注入口３４、３４が
形成されており、シール剤３２がそれらの注入口３４、
３４を包囲するように配置されている。これにより、脱
気時間及び液晶注入時間が概ね半減する利点がある。勿
論、もし必要であれば、図１の実施例においても、互い
に離れた基板内の位置へ１対の液晶注入口を設けること
も出来る。

【００１４】なお、これらの実施例において、マザーガ
ラスへ形成される基板の数は４個に限定されるものでは
なく，それ以上でもそれ以下でもよい。液晶注入口の数
も１個又は２個に限定されるものではなく，それ以上多
くてもよい。

【００１５】更にまた空セルへ液晶を注入するために該
空セルを真空脱気するときに、シール剤又は配向膜が基
板から剥がれる心配があるときには、ＴＦＴ基板とカラ
ーフィルタ基板とよりなるマザーガラス積層体を真空室
へ水平方向に配置した後に、この積層体を上下方向より
押圧して空セルの膨らみを防止することにより、シール
剤又は配向膜の基板からの剥がれをほぼ完全に防止する
ことが出来る。

【００１６】

【発明の効果】本件発明によれば、液晶注入前にはマザ
ーガラスを切断することがないので、ガラス粉の発生が
なく、セル内へ又は液晶材料中へガラス粉が入ることも
ない。また、そのため液晶注入作業前に当該セルを洗浄
する必要もある。また、マザーガラスを切断した場合、
その切断面が鋭く、セルの持ち運び作業が危険であり作
業員が切断後のセルを容易に取り扱うことが出来るよう
にするために、切断面に面取り加工を施したりする必要
があるが、本件発明においては、そのような危険が無
く、また危険防止のための面取り加工も必要無く、結果
的に、生産性を上げることが出来る。

【００１７】更にまた空セルを真空脱気するときに、シ
ール剤又は配向膜が基板から剥がれる心配があるが、Ｔ
ＦＴ基板とカラーフィルタ基板とよりなるマザーガラス
積層体を真空室へ水平方向に配置した後に、この積層体
を上下方向より押圧することにより空セルの膨らみを防
止することにより、シール剤又は配向膜の基板からの剥
がれをほぼ完全に防止することが出来る。

【００１８】更に、液晶注入口の面積を特定することに
より、液晶注入量及び液晶注入時間を特定することが出
来るので、使用される液晶材料に無駄が無くなる。ま
た、該液晶注入口の大きさ又はその数を複数個設置する
ことにより、脱気時間又は注入時間を短縮することが出
来、またセルの寸法の大小に拘わらず、ほぼ等しい時間
で脱気及び液晶注入作業を達成することが可能となる。

【００１９】更に，本件発明においては、液晶材料の注
入が、空セルを図５の第５工程に示すように，垂直方向
に配置して行うのではなく，図２に示すように、実質的
に水平位置に配置した状態において行う。このため，液
晶材料は重力に抗して垂直上方へ移行する必要は無く、
単に，水平方向へ移行するだけであるので、セル内への
液晶材料の浸透時間即ち充填時間が極めて少なくなる。
このため、液晶注入セルの生産性が著しく上昇するので
ある。

【００２０】本件発明は、上記構成以外の空セルへ対す
る液晶材料注入にも適用出来ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本件発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】 図１の線２−２に沿って見た拡大断面図であ
る。

【図３】 本件発明の第２の実施例を示す図１と同様の
図である。

【図４】 本件発明の第３の実施例を示す図１と同様の
図である。

【図５】 公知のセル成形方法を示す図である。

【符号の説明】

１０、１１：マザーガラス １２、２２、３
２：シール剤 １４、２４、３４：液晶材料注入口 １６、２６、３
６：空セル １８：マザーガラス積層体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マザーガラス上に形成したそれぞれ複数
   のＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを互いに重ね合わ
   せて形成した複数の空セルの一方の基板へ形成した注入
   孔より液晶を注入封止し、その後、該マザーガラス積層
   体を分断することにより液晶注入セルを成形する方法。
2. 【請求項２】 注入口が各空セルに複数個設けてあるこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項記載の液晶注入セル成
   形方法。
3. 【請求項３】 注入孔がレーザによって形成されること
   を特徴とする請求の範囲第１又は２項に記載の液晶注入
   セル成形方法。
4. 【請求項４】 注入口のサイズを特定することにより、
   液晶の注入量及び注入時間を特定することができること
   を特徴とする請求の範囲第１、２又は３項に記載の液晶
   注入セル成形方法。