JP2004334034A

JP2004334034A - 液晶表示パネルの製造方法

Info

Publication number: JP2004334034A
Application number: JP2003131982A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Ono; 敦子大野
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】液晶材料の組成変化を防止して、電気光学特性に優れた液晶表示パネルを常温下で製造可能とする。
【解決手段】一対の基板を対向するとともに液晶注入口１５ａを残して接着してセル１５を作製するセル作製工程と、セル１５を真空槽１２に搬入し真空槽１２内を減圧する減圧工程と、セル１５の上記液晶注入口１５ａを注入用液晶材料１７に接触させ、真空槽１２内を増圧してセル１５内に注入用液晶材料１７を注入する注入工程とを有する。減圧工程において、注入用液晶材料１７と同一組成、又は注入用液晶材料１７より低分子量成分を高濃度に含有し、セル１５内への注入を目的としないダミー液晶材料１８を真空槽１２内に配置する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶セル内に液晶材料を注入してなる液晶表示パネルの製造方法に関するものであり、特に、液晶セル内に液晶材料を注入する液晶注入工程の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話、据置型テレビ等、あらゆる種類の電子製品の「顔」の役割を担う表示装置として、薄型・軽量等の特徴を備える液晶表示パネルが広く採用されている。
【０００３】
この種の液晶表示パネルは、多くの工程を経ることにより製造されるが、なかでも対向された一対の基板間（液晶セル内）に液晶材料を注入する工程は、液晶表示パネルの性能を決める重要な工程として位置づけられており、様々な技術課題を克服すべく日々研究開発が進められている。
【０００４】
液晶セルに液晶材料を注入する方法としては、これまでに数多くの方法が提案されているが、特に真空注入法は、最も一般的な液晶注入法の一つとして広く採用されている。真空注入法は、減圧下で液晶セルの液晶注入口を液晶材料に接触させた後、そのまま増圧し、大気圧まで戻すことで液晶セル内に液晶材料を注入する方法である。真空注入法は、液晶セル及び液晶材料を収容する液晶皿を格納する真空槽と、真空槽内の真空度を調節する真空ポンプ及びリークガス導入手段とを備えるだけの簡便な真空装置を用いて液晶材料の注入を行うことができ、複数の液晶セルを同時に処理することが可能であるといった利点を有する。
【０００５】
ところで、液晶セル内に注入される液晶材料は、表示装置として要求される特性等に応じて、様々な分子量の成分を混合した液晶組成物として使用されるのが一般的である。このような液晶組成物では、相対的に低分子量の成分は、他の成分に比べて真空中で相対的に蒸発し易い傾向にある。一方で、上述した真空注入法においては、真空槽内を少なくとも１×１０^−１ｔｏｒｒまで減圧するため、液晶材料の蒸発は避けられない。したがって、前述の液晶組成物を真空注入法で液晶セル内に注入しようとすると、減圧下で液晶材料のうち低分子量成分が相対的に多量に蒸発する結果、注入された液晶材料の組成が初期の状態から変化する、いわゆる組成ズレを引き起こす虞れがある。注入された液晶材料が組成ズレを起こすと、液晶表示パネルに注入した液晶材料の動作する閾値が変化することにより表示ムラを発生する等、液晶表示パネルとしての所望の特性を得ることが不可能となるばかりか、液晶材料の組成変化が著しい場合には表示不能に陥る虞れもある。
【０００６】
近年の液晶表示パネルは大画面化の傾向にあるが、大画面の液晶表示パネルでは液晶セル内の減圧に長時間を要し、この結果、液晶材料が長時間にわたって真空にさらされることになる。また、液晶表示パネルを用いた表示装置の高速応答化のためには、粘度の低い低分子量成分を高濃度に含有する液晶材料を用いる必要がある。これらの理由から、上述したような液晶材料の組成変化の問題は、今後ますます顕著になるものと予想される。
【０００７】
そこで、液晶材料を室温以下に冷却し、真空注入法により液晶セル内に液晶材料を注入する方法が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。この方法によれば、減圧下での液晶材料の蒸気圧を抑えることが可能であり、その結果、低分子量成分の蒸発が抑制され、注入された液晶材料の組成ズレによる閾値の変動を防止することが可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−６４８６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の方法は、低分子量成分の蒸発抑制に対しては有効である一方で、低温下では液晶材料の粘性が上昇するために、注入時間が長時間化するといった問題がある。このため、液晶材料の粘性を上昇させないような、例えば常温下で低分子量成分の蒸発を抑制する方法が必要とされている。
【００１０】
本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、液晶材料の組成変化（組成ズレ）を防止することができ、電気光学特性に優れた液晶表示パネルを常温下で製造することが可能な液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、真空槽内で液晶セル内に注入用液晶材料を注入する液晶表示パネルの製造方法において、上記真空槽内に、上記注入用液晶材料を構成する液晶成分のうちの少なくとも低分子量成分を含むダミー液晶材料を配置することを特徴とする。
【００１２】
以上のような本発明の液晶表示パネルの製造方法では、例えば注入用液晶材料を構成する液晶成分のうち低分子量成分のみ、あるいは低分子量成分の混合比が高い液晶材料をダミー液晶材料として真空槽内に配置し、真空槽内を減圧する。すると、ダミー液晶材料から低分子量成分が蒸発し、真空槽内における前記低分子量成分の蒸気圧が高くなり、極端な場合、真空槽内がダミー液晶材料に由来する低分子量成分で飽和された状態となる。この結果、注入用液晶材料における低分子量成分の蒸発が相対的に抑制され、真空槽内での組成変化を受けることなく正常な組成を維持したまま液晶セル内に注入される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示パネルの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明により製造される液晶表示パネルの概略平面図及び概略断面図である。この液晶表示パネル１は、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである場合、図示しないＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子、画素電極、走査線、信号線等が形成されたアレイ基板２と、アレイ基板２と所定の間隙を有して対向配置されるとともに、図示しないカラーフィルタ、対向電極等が形成された対向基板３と、アレイ基板２と対向基板３との間隙に注入用液晶材料が注入されてなる液晶層４とを有する。また、液晶表示パネル１においては、液晶組成物を注入するための液晶注入口５を除いて液晶表示パネル１の表示領域を囲むようにシール材６が配置され、アレイ基板２と対向基板３とを接着している。液晶注入口５は、封止材７によって封止されている。
【００１５】
以下、上述した構成の液晶表示パネル１を製造する方法の第１の例について図２を参照しながら説明する。
【００１６】
最初に、ガラス等の基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子、画素電極、走査線、信号線等を通常の方法で形成し、さらにポリイミド樹脂等を塗布及び加熱し、ラビング処理等で配向処理を施すことによりアレイ基板２を用意する。また、ガラス等の基板上にカラーフィルタ、対向電極等を通常の方法で形成し、さらにポリイミド樹脂等を塗布及び加熱し、ラビング処理等で配向処理を施すことにより対向基板３を用意する。次に、液晶表示パネル１の表示領域を囲むように、且つ液晶注入口５を残してアレイ基板２及び／又は対向基板３にシール材６を塗布し、予備硬化を行い、アレイ基板２と対向基板３とを配向膜が内側になる対向させ、シール材６を硬化させる。これにより、アレイ基板２と対向基板３とが対向配置されるとともに液晶注入口５を残して接着された液晶セルが得られる。このシール材６の塗布の前又は後に、セルギャップを制御する目的で、アレイ基板２や対向基板３表面にビーズ状のスペーサを散布したり、フォトリソグラフィ法等により柱状のスペーサを形成したりしてもよい。ここまでの工程が、図２中ステップＳ１に相当する。
【００１７】
次に、セル内の間隙に残存する水分子を除去する目的で、セルを加熱用の真空槽に搬入し、減圧下で例えば１００℃以上の高温にセルを加熱し、この状態を数時間保持する（ステップＳ２）。
【００１８】
セル内の間隙の水分子の除去が完了したら、加熱用の真空槽を増圧するとともに、セルを室温まで緩やかに冷却する（ステップＳ３）。
【００１９】
次に、室温まで冷却されたセルを、液晶注入装置の真空槽内へ搬入する（ステップＳ４）。液晶注入装置は、例えば内部を減圧及び増圧可能とされた真空槽と、真空槽内部を排気して減圧する真空ポンプと、真空槽に窒素ガス等の不活性ガスを供給して圧力を大気圧又は加圧状態にする窒素ガス供給装置と、液晶注入口が下向きとなるようにセルを保持するとともに上下方向に搬送可能な搬送手段とを備えるものである。真空槽内の搬送手段の下方には、セル内に注入されて液晶表示パネルの液晶層を構成するための注入用液晶材料を配置するスペースが設けられているが、このステップＳ４の時点では注入用液晶材料は当該スペースに配置されていない。
【００２０】
注入用液晶材料としては特に限定されるものではなく、要求される特性に応じて後述するような低分子量成分等、公知の液晶材料を複数種類混合したものを使用可能である。例えば、エステル系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、ジオキサン系等の母材となる液晶材料に、Ｐ−エステル系、Ｐ−ビフェニル系、三環系、四環系、フェニルシクロヘキサン系、エタン系、ビフェニル系等の液晶材料を目的に応じて適宜混合したもの等が挙げられる。
【００２１】
第１の例では、ステップＳ４において、セル内への注入を目的としないダミー液晶材料を、真空槽内の例えば搬送手段の移動を妨げない位置に配置しておく。このダミー液晶材料は、引き続く減圧工程で真空槽内が所定の真空度に到達したときに、注入用液晶材料中の低分子量成分に替わって、当該ダミー液晶材料中の低分子量成分で真空槽内の残存ガスを飽和する目的で使用されるものである。
【００２２】
ダミー液晶材料は、具体的には、注入用液晶材料と同一組成の液晶材料、注入用液晶材料と同一成分を含むが低分子量成分を注入用液晶材料に比べて高配合比で含有する液晶材料、又は注入用液晶材料中の低分子量成分のみからなる液晶材料である。このうち、ダミー液晶材料に要するコストを低減する観点では、注入用液晶材料と同一組成の液晶材料をダミー液晶材料として使用することが好ましく、真空槽内の残存ガスを低分子量成分で飽和するための所要時間を短縮する観点では、低分子量成分を高濃度に含有する液晶材料又は低分子量成分のみからなる液晶材料をダミー液晶材料として使用することが好ましく、特に低分子量成分のみからなる液晶材料を用いることが好ましい。
【００２３】
ここでいう低分子量成分とは、通常複数種類の成分を混合してなる液晶材料のうち相対的に低分子量の成分のことをいい、具体的には、例えば上述した注入用液晶材料の成分のうち概ね分子量２５０未満の成分が前記低分子量成分に相当し、このような成分を含む場合に本発明の効果が顕著である。勿論、これに限らず、前述の通り用いる液晶材料に含まれる成分の中で相対的に低分子量の成分を低分子量成分として本発明を適用すれば、相応の効果を得ることができる。
【００２４】
次に、真空ポンプを作動させて真空槽内部を排気して所定の到達真空度まで減圧し、減圧状態を保持する（ステップＳ５）。このとき、真空槽内に予めダミー液晶材料を配置しているので、ダミー液晶材料中の成分、中でも蒸発しやすい成分である低分子量成分が蒸発し、真空槽内における低分子量成分の蒸気圧が上昇し、さらには飽和する。到達真空度及び真空保持時間は、セルのサイズ及びセル内の間隙等を考慮して適宜決定される。
【００２５】
このときダミー液晶材料を加熱してもよく、これにより、ダミー液晶材料からの低分子量成分の蒸発が促進され、真空槽内の残存ガスを飽和するための所要時間を短縮可能である。ダミー液晶材料を加熱する方法については特に限定されないが、例えばダミー液晶材料を収容する容器に加熱用コイルやヒータ等の熱源を取り付ける等の方法が挙げられる。
【００２６】
ところで、真空槽内に搬入する注入用液晶材料には、液晶材料中の溶存ガス等を除去する目的で、予め脱泡処理を施しておくことが好ましい。脱泡処理に際しては、先ず、例えば表面張力で所定量隆起する程度に、注入用液晶材料を液晶皿等の容器に滴下する（ステップＳ６）。次に、脱泡処理を行うための脱泡槽へ液晶皿を配置し（ステップＳ７）、脱泡槽内を減圧して注入用液晶材料の脱泡処理を行う。
【００２７】
なお、脱泡処理においても注入用液晶材料は減圧状態にさらされるため、上述したダミー液晶材料を脱泡槽内にも配置しておくことが好ましい。真空槽と同様に脱泡槽内にダミー液晶材料を格納しておくことで、ダミー液晶材料から低分子量成分が蒸発して脱泡槽内で飽和し、注入用液晶材料からの低分子量成分の蒸発を抑制し、脱泡処理時の注入用液晶材料の組成変化を抑制可能である。
【００２８】
上述のように注入用液晶材料の脱泡処理が完了したら、注入用液晶材料を減圧状態で保持したまま、また、真空槽の減圧状態を解除することなく注入用液晶材料を真空槽へ搬入し、例えば搬送手段に装填されたセルの下方に配置する（ステップＳ９）。
【００２９】
次に、搬送手段を下降させてセルの液晶注入口を注入用液晶材料へ接触させ、注入用液晶材料と液晶注入口とが充分に接触した状態をしばらく保持する（ステップＳ１０）。
【００３０】
次に、窒素ガス供給装置から真空槽に窒素ガスを供給し、真空槽内を徐々に増圧し、大気圧に戻す（ステップＳ１１）。この結果、セル内外での圧力差及び毛細管現象により、注入用液晶材料がセル内に注入される。
【００３１】
このステップＳ９〜ステップＳ１１の工程において、注入用液晶材料は真空状態にさらされるが、真空槽内の残存ガスはダミー液晶材料に由来する低分子材料で既に飽和されているので、注入用液晶材料からの低分子量成分の蒸発は、従来に比べて大幅に抑制される。
【００３２】
セルの全体に注入用液晶材料が注入されたら、搬送手段を上昇させて注入用液晶材料からセルを引き上げ、セルを真空槽外へ搬出する（ステップＳ１２）。そして、注入用液晶材料が注入されたセルをプレス機等により所望の圧力及び時間にて加圧し、液晶注入口から吹き出した液晶材料を拭き取った後に液晶注入口を例えば紫外線硬化樹脂等の封止材により封止し（ステップＳ１３）、図１に示すような液晶表示パネルが完成する（ステップＳ１４）。
【００３３】
以上のような第１の例では、真空槽内にセル内への注入を目的としないダミー液晶材料を配置し、減圧することで、所定の真空度における真空槽内の残存ガスがダミー液晶材料から蒸発した低分子量成分で飽和される。このため、注入用液晶材料からの低分子量成分の蒸発が大幅に抑制され、真空にさらすことによる注入用液晶材料の組成変化を防止することが可能となる。このように、初期の正常な組成を維持した注入用液晶材料をセル内に注入することで、所望の電気光学特性を実現し、優れた表示品位を示す液晶表示パネルを製造することが可能である。
【００３４】
また、注入用液晶材料を冷却することなく常温下でセル内に注入可能であるため、注入用液晶材料の粘度を上昇させることがなく、注入用液晶材料の注入に要する時間が長時間化するといった不都合を生じることがない。
【００３５】
また、上述した第１の例では、事前に真空槽内の残存ガスをダミー液晶材料に由来する低分子量成分で飽和しておいてから注入用液晶材料を真空槽に搬入するので、後述する第２の例に比べて注入用液晶材料の低分子量成分の組成変化防止効果が極めて大きい。
【００３６】
ところで上述の第１の例は、真空槽内の減圧時にダミー液晶材料のみを配置しておき、減圧完了後の真空槽内へ注入用液晶材料を搬入する方法であるが、本発明は、少なくとも減圧工程において真空槽内にダミー液晶材料が配置してあればよく注入用液晶材料の搬入のタイミングについては上述の順序に限定されない。例えば、図３に示すような第２の例、すなわちダミー液晶材料と注入用液晶材料との両方を真空槽に予め搬入しておき、減圧するといった順序であっても構わない。以下では、液晶表示パネル１を製造する方法の第２の例について図３を参照しながら説明する。
【００３７】
先ず、ステップＳ２１〜ステップＳ２３において、水分子の除去処理が施され、室温まで緩やかに冷却されたセルを用意する。ステップＳ２１〜ステップＳ２３の工程は、第１の例のステップＳ１〜ステップＳ３とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、室温まで冷却されたセルを、液晶注入装置の真空槽内へ搬入する（ステップＳ２４）。液晶注入装置としては、上述した第１の例と同様の液晶注入装置を使用可能である。
【００３９】
第２の例においては、真空槽の減圧に先立って、セルとともにダミー液晶材料及び注入用液晶材料の両方を真空槽内に配置しておく。ここで、注入用液晶材料には、上述した第１の例のステップＳ６〜ステップＳ８に示すような脱泡処理を予め施しておくことが好ましい。また、この脱泡処理の際にも、脱泡槽内にダミー液晶材料を配置しておくことが好ましい。ダミー液晶材料及び注入用液晶材料としては、上述した第１の例で列挙したものと同様の液晶材料を使用することが可能である。
【００４０】
次に、真空ポンプを作動させて真空槽内部を排気して所定の到達真空度まで減圧し、減圧状態を保持する（ステップＳ２５）。このとき、真空槽内に予めダミー液晶材料を配置しているので、ダミー液晶材料中の成分、中でも蒸発しやすい成分である低分子量成分が蒸発し、真空槽内で飽和する。このとき、注入用液晶材料からも低分子量成分が蒸発するが、ダミー液晶材料を真空槽内に配置していない場合に比べて、低分子量成分の蒸発量は極めて少量に抑えられるので、注入用液晶材料の組成変化は最小限に抑制される。特に、低分子量成分を高濃度に含有するダミー液晶材料又は低分子量成分のみからなるダミー液晶材料を使用した場合、これらの低分子量成分の蒸発速度は、注入用液晶材料の低分子量成分の蒸発速度より速いため、真空槽内を効率よくダミー液晶材料由来の低分子量成分で飽和することが可能である。
【００４１】
このときダミー液晶材料を加熱してもよく、これにより、ダミー液晶材料からの低分子量成分の蒸発が促進され、真空槽内を飽和するための所要時間を短縮可能である。ダミー液晶材料を加熱する方法については特に限定されないが、例えばダミー液晶材料を収容する容器に加熱用コイルやヒータ等の熱源を取り付ける等の方法が挙げられる。
【００４２】
次に、搬送手段を下降させてセルの液晶注入口を注入用液晶材料へ接触させ、注入用液晶材料と液晶注入口とが充分に接触した状態をしばらく保持する（ステップＳ２６）。
【００４３】
次に、窒素ガス供給装置から真空槽に窒素ガスを供給し、真空槽内を徐々に増圧して、大気圧に戻す（ステップＳ２７）。この結果、セル内外での圧力差及び毛細管現象により、注入用液晶材料がセル内に注入される。
【００４４】
セルの全体に注入用液晶材料が注入されたら、搬送手段を上昇させて注入用液晶材料からセルを引き上げ、セルを真空槽外へ搬出する（ステップＳ２８）。そして、注入用液晶材料が注入されたセルをプレス機等により所望の圧力及び時間にて加圧し、液晶注入口から吹き出した液晶材料を拭き取った後に液晶注入口を例えば紫外線硬化樹脂等の封止材により封止し（ステップＳ２９）、図１に示すような液晶表示パネルが完成する（ステップＳ３０）。
【００４５】
以上のような第２の例では、真空槽内にセル内への注入を目的としないダミー液晶材料を配置し、減圧することで、所定の真空度における真空槽内がダミー液晶材料から蒸発した低分子量成分で飽和される。このため、注入用液晶材料からの低分子量成分の蒸発が大幅に抑制され、真空にさらすことによる注入用液晶材料の組成変化を防止することが可能となる。このように、初期の正常な組成を維持した注入用液晶材料をセル内に注入することで、所望の電気光学特性を実現し、優れた表示品位を示す液晶表示パネルを製造することが可能である。
【００４６】
また、注入用液晶材料を冷却することなく常温下でセル内に注入可能であるため、注入用液晶材料の粘度を上昇させることがなく、注入用液晶材料の注入に要する時間が長時間化するといった不都合を生じることがない。
【００４７】
また、第２の例では、注入用液晶材料及びダミー液晶材料の両方を真空槽に配置した状態で真空槽を減圧するので、第１の例に比べて真空槽内を所定の到達真空度まで減圧するための所要時間を短縮可能であり、より短時間にて液晶材料の注入を完了可能であるといった利点を有する。
【００４８】
なお、上述の説明では、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルを例に挙げたが、例えば単純マトリクス方式の液晶表示パネルであってもよく、また、カラー表示の有無、セル構成等を問わず、あらゆる公知の構成の液晶表示パネルの製造に本発明を適用可能である。
【００４９】
【実施例】
次に、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、セルを液晶材料に接触させる時間等はセルのサイズ等の他の因子によって変化するものであり、以下の記載に限定されるものではない。また、使用する材料についても同様である。
【００５０】
（実施例１）
先ず、通常の方法にて、ガラス基板に電極等を形成し、これら一対の基板をシール材にて接着してセルを作製した。このセルを減圧下で１００℃以上に加熱し、セル内に残存した水分子の除去を行い、数時間保持した後に増圧して室温まで緩やかに冷却した。
【００５１】
次に、室温まで冷却したセルを真空注入装置に搬入し、セル内に液晶材料を注入した。実施例１では、図４に示すような液晶注入装置を用いて、液晶注入口を介してセル内に注入用液晶材料を注入した。この液晶注入装置１１は、例えば真空槽１２と、真空槽１２内部を排気して減圧する真空ポンプ１３と、真空槽１２にＮ_２ガス等の不活性ガスを供給して圧力を大気圧又は加圧状態にする窒素ガス供給装置１４と、液晶注入口１５ａが下向きとなるようにセル１５を保持するとともに図中矢印Ｂに示す上下方向に搬送可能な搬送手段（図示せず。）とを備えるものである。図４に示すセル１５は、一対の基板が対向配置されるとともに、液晶注入口１５ａを残して、内側の周縁部をシール材によって接着されてなる。
【００５２】
真空槽１２内部には、液晶材料を収容する容器として、７つの液晶皿１６を配置した。液晶皿１６は、いずれも深さが０．５ｍｍであり、液晶材料の表面積は３１００ｍｍ^２である。
【００５３】
液晶皿１６のうち、セル１５の液晶注入口１５ａの下方に配置される液晶皿１６ａには、セル１５内に注入されて液晶層を構成する注入用液晶材料１７を、表面張力で＋０．８ｍｍ隆起する程度の量（約４．１ｍｌ）にて満たした。なお、この注入用液晶材料１７は、事前に脱泡処理を施した。ここで用いた注入用液晶材料１７は、数十種のビシクロヘキサン化合物を混合したものであり、低分子量成分として分子量が２００〜２５０のものを１５％含有するものである。
【００５４】
また、液晶皿１６のうち、セルの搬送を妨げない位置に配置された液晶皿１６ｂ〜液晶皿１６ｇには、セル１５内に注入されないダミー液晶材料１８を、表面張力で＋０．８ｍｍ隆起する程度の量（約４．１ｍｌ）となるようにそれぞれに満たした。ここで用いたダミー液晶材料１８は、具体的には、注入用液晶材料１７の低分子量成分のみからなる液晶材料である。
【００５５】
なお、ここで７つの液晶皿１６を配置し、そのうちの６つの液晶皿１６ｂ〜１６ｇにダミー液晶材料１８を入れたのは、次のような理由による。
【００５６】
低分子量成分を１５％含む混合液晶において、最高到達真空度０．０１〜２０Ｐａ下で３時間、真空放置した時、注入装置（真空槽１２）内の液晶量と低分子成分揮発率の関係は、図５に示すような結果となることがわかった。すなわち、注入装置内の液晶が少量であると、低分子成分揮発率［＝（１−揮発後の低分子含有率／初期の低分子含有率）］が高くなる。これは、液晶が少量の場合、注入装置内の低分子成分の蒸気圧が低く、真空放置した時に混合液晶に含まれる低分子成分が次第に揮発することによるものと考えられる。これに対し、注入装置内の液晶量が１６０ｇ以上になると、混合液晶の組成変動は全くと言ってよいほど見られない。
【００５７】
このことから、例えば注入用液晶材料１７を４．１ｇとした場合、１５５．９ｇをダミー液晶材料１８とすればよいことがわかる。混合液晶には１５％の低分子量成分が含まれることから、必要な低分子量成分の量は１５５．９ｇ×０．１５＝２３．４ｇであり、注入装置内に２３．４ｇ以上の低分子量成分があればよいことになる。
【００５８】
ダミー液晶材料１８が低分子量成分のみで構成される場合、ダミー液晶材料１８を注入用液晶材料１７と同じ液晶皿に入れるとすると、２３．４ｇ／４．１ｇ＝５．７となり、６つ以上の液晶皿にダミー液晶材料１８を収容しておけばよいことになる。このような検討結果に基づいて、真空槽１２内に７つの液晶皿１６を配置し、そのうちの６つの液晶皿１６ｂ〜１６ｇにダミー液晶材料１８を入れた。
【００５９】
次に、真空ポンプ１３を作動させて真空槽１２内を排気し、最高到達真空度０．０１〜２０Ｐａまで減圧し、約３時間保持した。
【００６０】
次いで、搬送手段を下降させ、セル１５の液晶注入口１５ａが注入用液晶材料１７に充分接触したらその状態で１０分間保持し、次にそのままの状態でバルブ１９を開放して、窒素ガス供給装置１４から真空槽１２へＮ_２ガスを供給することにより真空槽１２を増圧し、大気圧に戻した。セル１５内全体に注入用液晶材料１７が充填されたことを確認した後で、搬送手段を上昇させてセル１５を注入用液晶材料１７から引き上げ、セル１５を真空槽１２から搬出した。
【００６１】
続いて、注入用液晶材料が注入されたセルをプレス機に配置し、所望の圧力及び時間にて加圧し、液晶注入口から吹き出した液晶材料を拭き取った後、液晶注入口に接着剤を塗布し、紫外線を照射して硬化させ、封止した。
【００６２】
以上のように製造された実施例１の液晶表示パネルは、注入用液晶材料の組成変化が抑制されており、所望の電気光学特性を実現し、優れた表示品位を示すものであった。
【００６３】
なお、実施例１においては、ダミー液晶材料として低分子量成分のみからなる液晶材料を用いたが、ダミー液晶材料として注入用液晶材料の低分子量成分の混合比が高いものを用いた場合であっても、同様に優れた表示品位を示す液晶表示パネルが得られた。
【００６４】
（実施例２）
実施例２では、図６に示すように、ダミー液晶材料１８を収容する液晶皿１６ｂ〜液晶皿１６ｇに加熱用コイル２０を取り付けたこと以外は、実施例１と同様にして液晶表示パネルを製造した。なお、図６に示す液晶注入装置２１は、液晶皿１６ｂ〜液晶皿１６ｇに加熱用コイル２０が取り付けられたこと以外、図４に示す液晶注入装置１１と略同一の構成であるため、同じ部材については同じ符号を付す。
【００６５】
先ず、実施例１と同様にして、セルを作製し、セル内の水分子の除去を行った。
【００６６】
次に、室温まで冷却したセルを液晶注入装置に搬入し、図６に示す液晶注入装置２１を用いて、液晶注入口１５ａを介してセル１５内に注入用液晶材料を注入した。この液晶注入装置２１は、真空槽１２内部に、液晶材料を収容する容器として、事前に脱泡処理を施した液晶材料を収容する７つの液晶皿１６を配置した。液晶皿１６は、いずれも深さが０．５ｍｍであり、液晶材料の表面積は３１００ｍｍ^２である。また、液晶皿１６のうち、ダミー液晶材料１８を収容する液晶皿１６ｂ〜液晶皿１６ｇは、金属製であり、近傍に加熱用コイル２０が取り付けられている。
【００６７】
液晶皿１６のうち、セル１５の液晶注入口１５ａの下方に配置される液晶皿１６ａには、セル１５内に注入されて液晶層を構成する注入用液晶材料１７を、表面張力で＋０．８ｍｍ隆起する程度の量（約４．１ｍｌ）にて満たした。ここで用いた注入用液晶材料１７は、数十種のビシクロヘキサン化合物を混合したものであり、低分子量成分として分子量が２００〜２５０のものを１５％含有するものである。
【００６８】
また、液晶皿１６のうち、セル１５の搬送を妨げない位置に配置された液晶皿１６ｂ〜液晶皿１６ｇには、セル１５内に注入されないダミー液晶材料１８を、＋０．８ｍｍ表面張力で隆起する程度の量（約４．１ｍｌ）にてそれぞれに満たした。ここで用いたダミー液晶材料１８は、具体的には、注入用液晶材料１７の低分子量成分のみからなる液晶材料である。
【００６９】
次に、加熱用コイル２０を作動させてダミー液晶材料１８を４０℃に加熱保持した状態で真空ポンプ１３を作動させて真空槽１２内を排気し、最高到達真空度０．０１〜２０Ｐａまで減圧し、約３時間保持した。
【００７０】
次いで、搬送手段を下降させ、セル１５の液晶注入口１５ａが注入用液晶材料１７に充分接触したらその状態で１０分間保持し、次にそのままの状態でバルブ１９を開放して、窒素ガス供給装置１４から真空槽１２へＮ_２ガスを供給することにより真空槽１２を増圧し、大気圧に戻した。セル１５内全体に注入用液晶材料１７が充填されたことを確認した後で、搬送手段を上昇させてセル１５を注入用液晶材料１７から引き上げ、セル１５を真空槽１２から搬出した。
【００７１】
続いて、注入用液晶材料１７が注入されたセルをプレス機に配置し、所望の圧力及び時間にて加圧し、液晶注入口から吹き出した液晶材料を拭き取った後、液晶注入口に接着剤を塗布し、紫外線を照射して硬化させ、封止した。
【００７２】
以上のように製造された実施例２の液晶表示パネルは、注入用液晶材料の組成変化が抑制されており、所望の電気光学特性を実現し、優れた表示品位を示すものであった。
【００７３】
なお、実施例２においては、ダミー液晶材料として低分子量成分のみからなる液晶材料を用いたが、ダミー液晶材料として注入用液晶材料の低分子量成分の混合比が高いものを用いた場合であっても、同様に優れた表示品位を示す液晶表示パネルが得られた。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、注入工程での注入用液晶材料の組成変化（組成ズレ）を防止することができるので、所望の電気光学特性を示す優れた表示品位の液晶表示パネルを製造することが可能である。また、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、注入用液晶材料の組成変化を防止するにあたって注入用液晶材料を冷却する必要がないため、粘性の上昇を起こすことなく短時間にて注入用液晶材料を注入完了可能であるといった利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造される液晶表示パネルの一例であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示パネルの製造方法の第１の例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の液晶表示パネルの製造方法の第２の例を示すフローチャートである。
【図４】実施例１において液晶表示パネルの製造に用いた液晶注入装置の概略構成図である。
【図５】注入装置内の液晶量と低分子成分揮発率の関係を示す特性図である。
【図６】実施例２において液晶表示パネルの製造に用いた液晶注入装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１液晶表示パネル、２アレイ基板、３対向基板、４液晶層、５液晶注入口、６シール材、７封止材、１１，２１液晶注入装置、１２真空槽、１３真空ポンプ、１４窒素ガス供給装置、１５セル、１６液晶皿、１７注入用液晶材料、１８ダミー液晶材料、１９バルブ、２０加熱用コイル

Claims

真空槽内で液晶セル内に注入用液晶材料を注入する液晶表示パネルの製造方法において、
上記真空槽内に、上記注入用液晶材料を構成する液晶成分のうちの少なくとも低分子量成分を含むダミー液晶材料を配置することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
上記ダミー液晶材料は、上記低分子量成分のみからなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
上記ダミー液晶材料は、上記注入用液晶材料と同一の液晶成分を含有し、上記低分子量成分の混合比が注入用液晶材料に比べて高いことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
液晶セルを真空槽内に搬送し、真空槽内を減圧した後、液晶セルの注入口を注入用液晶材料と接触させ、真空槽内の圧力を大気圧まで上昇させて液晶セル内に注入用液晶材料を注入することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
上記ダミー液晶材料を加熱することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
上記注入の前に、上記注入用液晶材料をダミー液晶材料を配置した脱泡処理用真空槽内で予め脱泡処理することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
上記真空槽内に予めダミー液晶材料を配置し減圧した後に上記注入用液晶材料を真空槽内に搬入することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
上記真空槽内に上記ダミー液晶材料及び上記注入用液晶材料を配置した後、真空槽内を減圧することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。