JP2005115206A - 液晶パネルの製造方法及びギャップ調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、安価に、効率良く、パネルのギャップを所定の値にすることができ、パネル側面に付着する液晶を除去することができる液晶パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】 液晶が注入されたパネル１２の液晶注入孔へノズル機構の基台２３に形成された吸込み口を接近させ、吸引を行うことにより液晶注入孔１６の外部開口周辺に負圧を発生させるとともに、気流を発生させる。所定の間隔で対向配置された弾性を有する一対のノズル板２１，２２を、パネルの液晶注入孔１６に対応する部分を挟むように位置させ、気流の方向を制御して流速を速める。液晶注入孔の外部開口周辺の負圧によりパネル内が減圧され、内外圧力差により液晶が押出される。パネル内にはスペーサ１５が配されているので、パネルのギャップは所定値となる。パネルから排出された液晶は気流により吹き飛ばされ吸込み口に吸込まれる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶パネルの製造方法及び液晶パネルの製造に用いられるギャップ調整装置に関する。

従来の液晶パネルの製造方法では、パネルに液晶を注入する際あるいは注入した後に、一対の加圧プレートでパネルを挟み、パネル表裏面に外力を加えてパネル厚を制限することにより、余分な液晶の注入を防止しあるいは余分に注入された液晶を排出して、ギャップが所定の値（均一）となるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

図６（ａ）乃至（ｃ）に、その一例を示す。

この方法では、図６（ａ）に示すように、液晶注入によりパネル６１のギャップが所定値以上となった場合、図６（ｂ）に示すように、ゴム板等のスペーサシート６２を介して加圧プレート（プレス機構）６３で挟み、ギャップを所定の値にした後、再びギャップが広がる前に、図６（ｃ）に示すように、液晶注入孔６４を封止材６５で封止して、所定のギャップを持つ液晶パネルを得る。

また、従来の液晶パネルの製造方法として、液晶注入孔を含む一部分を除いてパネルを加圧室内に位置させて加圧し、パネル内外の圧力差を利用して、ギャップが所定の値となるようにしているものもある（例えば、特許文献２参照。）。

図７（ａ）乃至（ｃ）に、その一例を示す。

この方法では、図７（ａ）に示すように、液晶注入によりパネル７１のギャップが所定値以上となった場合、図７（ｂ）に示すように、液晶注入孔７２の周辺部を除いて加圧室７３内に位置させて加圧し、ギャップを所定の値にした後、図７（ｃ）に示すように、液晶注入孔７２を封止材７３で封止して、所定のギャップを持つ液晶パネルを得る。

さらに、従来の液晶パネルの製造方法には、パネルを袋状真空包装材に入れて真空包装し、大気圧によってギャップが所定の値となるようにしているものもある（例えば、特許文献３参照。）。

さらにまた、従来の液晶パネルの製造方法には、パネルの液晶注入孔に排気ポンプを接続し、その排気圧により液晶を排出させて、ギャップが所定の値となるようにしているものもある（例えば、特許文献４参照。）。
特開平６−８８９５１号公報 特開平７−２０４８０号公報 特開平３−７８７２４号公報 特開平７−３１８９４９号公報

従来の加圧プレートにより加圧する方法では、液晶を注入する際に加圧する場合に、真空容器内にプレス機構が必要となり、装置が大型化するという問題点があり、液晶を注入した後に加圧する場合に、パネルの移動作業工程が増えるという問題点がある。

また、この方法では、パネルに傷がつかないよう、パネルと加圧プレートとに間にスペーサシートを挟み込まなければならないので、作業負担が増加するという問題点もある。

さらに、スペーサシートは、通常、使い捨てされるため、ランニングコストが高く、スペーサシートの廃棄による地球環境へのダメージも無視できないという問題点がある。

また、従来の加圧室を用いる方法では、加圧室を真空容器内に設ける必要があるため、装置が大型化し、高価になるという問題点があり、また、装置の複雑化にともない操作及びメンテナンスが困難であるという問題点がある。

また、この方法では不活性ガスを使用するため、ランニングコストが高いという問題点もある。

また、従来の袋状真空包装材を使用する方法では、パネルを一枚ずつ包装材に入れて排気しなければならず、作業効率が悪いという問題点がある。また、パネルから排出された液晶を包装材外に排出できないという問題点もある。

また、従来のパネルの液晶注入孔に排気ポンプを接続する方法では、Ｏリング及び平板を用いて排気ポンプに接続された排気管を気密接続する必要があるため、作業効率が悪いという問題点がある。

さらに、この方法では、気密状態で排気が行われるので、パネル内の液晶はそのパネルの内外圧力差によってのみ排出され、排出された液晶はその粘性によって液晶注入孔の外部開口付近に滞留し、その除去が困難であるという問題点がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、安価に、効率良く、パネルのギャップを所定の値（均一）にすることができ、その際パネルから排出された液晶を容易に除去できる液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、液晶注入孔から液晶が注入されたパネルを用いる液晶パネルの製造方法において、前記液晶注入孔の外部開口へ排気装置に接続された吸込み口を接近させ、当該吸込み口から吸引を行うことで前記外部開口の近傍に負圧を発生させるとともに連続的な気流を発生させ、それによって前記パネルのギャップ調整を行うことを特徴とする液晶パネルの製造方法が得られる。

この液晶パネルの製造方法において、前記吸込み口から吸引を行う際には、気流制御部材を用いて前記気流を制御することができる。

また、本発明によれば、液晶パネルの製造に使用されるギャップ調整装置において、パネルに設けられている液晶注入孔の外部開口へ接近して吸引作業を行い、前記外部開口の近傍に負圧と連続的な気流を発生させるための吸込みノズルと、前記気流を制御する気流制御部材とを備えていることを特徴とするギャップ調整装置が得られる。

本発明によれば、排気装置に接続された吸込み口をパネルの液晶注入孔の外部開口へ接近させて吸引を行い、液晶注入孔の外部開口の近傍に負圧と連続的な気流を発生させてパネルから余分な液晶が排出されるようにしたことで、簡易な構成で、安価に、効率良く、パネルのギャップを所定の値に（または均一に）調整することができる。

また、本発明によれば、液晶注入孔の外部開口の近傍に連続的な気流を発生させるようにしたことにより、液晶注入孔の外部開口から溢れ出た液晶を除去することができ、特に、気流制御部材を用いて気流を制御することにより、一層確実に液晶を除去することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

まず、図１（ａ）乃至（ｃ）を参照して、本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法における液晶注入工程について説明する。

始めに、図１（ａ）に示すように、真空容器１１内に、パネル１２と液晶皿１３をセットし、液晶皿１３に液晶１４を充填する。ここで、パネル１２とは、一対の基板（例えば、ガラス基板）間にスペーサ１５を配して対向配置させ、その周辺部を液晶注入孔１６を残して封止したものをいう。

次に、真空容器１１内を減圧する。真空容器１１内が減圧されるのに伴い、パネル１２の内部もまた液晶注入孔１６を通じて減圧される。また、この減圧により、液晶１４内に含まれている気泡が除去される。

次に、液晶注入孔１６の少なくとも外部開口が液晶１４によって塞がれるように、パネル１２の一部を液晶１４にタッチさせる。この状態で、真空容器１１内の圧力を徐々に大気圧へと戻すと、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、パネル１２内に液晶１４が注入される。この注入は、真空容器１１の内部圧力とパネル１２の内部圧力との差及びパネル１２のギャップによる毛細管現象によって実現される。

ここで、パネル１２のギャップは、通常、液晶注入前の状態において目標値（適正ギャップ値）よりも大きい（ギャップが広がった状態となっている）。また、パネル１２が小型の場合（例えば、１〜５インチ程度）は、真空容器１１内の圧力が大気圧に達する前に必要量の液晶がパネル１２内に注入され、大気圧に達した時点では、必要量以上の液晶が注入されている。それゆえ、パネル１２が小型の場合には、真空容器１１内の圧力を大気圧とした時点で、パネル１２は、過注入の状態にあり、そのギャップが広がった状態となっている。

なお、パネル１２が大型（例えば、１０インチ以上）の場合は、注入に時間を要するので、真空容器１１の内部圧力が大気圧となった時点では、未だ必要量の液晶の注入が成されておらず、その後も液晶の注入を継続する必要がある。従って、その継続時間を制御することにより、パネル１２のギャップが広がった状態になることを回避できる。

以上のようにして液晶注入工程を終えた後、液晶注入孔を封止する封孔処理を行うが、その前に、ギャップが広がったパネル１２に対しては、そのギャップを調整して余分な液晶を排出する必要がある。このパネル１２のギャップ調整には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すようなノズル機構２０を備えたギャップ調整装置が用いられる。

ノズル機構２０は、一対のノズル板２１，２２と、基台２３と、排気管２４とを備えている。

ノズル板２１，２２は、互いに所定の距離を置いて対向するよう基台２３に固定されている。ノズル板２１，２２間の距離は、ギャップが広がった状態のパネル１２の厚みよりも大きくなるように定められている。これらのノズル板２１，２２は、ある程度の柔軟性と弾性（あるいは復元力）を有し、またパネル表面に傷を付けないような材質のものであればよい。例えば、ノズル板２１，２２は、樹脂やゴム、あるいは薄い金属板を樹脂やゴム等によりコーティングしたものより構成される。

基台２３には、排気管２４に連通する貫通孔２５が形成されており、吸込みノズルを構成する。貫通孔２５の開口（即ち吸込み口）２６は、ノズル板２１，２２の間で、これらノズル板２１，２２によって挟まれる空間に露出している。

排気管２４は、図示しない排気ポンプに接続された他の排気管に連結される。

このようなノズル機構２０を用いたパネル１２のギャップの調整（排気工程ともいう。）は、以下のように行われる。なお、ノズル機構２０を、注入工程に用いられる真空容器内に設けることにより、注入工程とギャップの調整とを、真空容器内で連続して行うことが可能である。

まず、液晶が注入されたパネル１２を大気圧雰囲気下（例えば、大気中）に置く。そして、図３（ａ）に示すように、ノズル機構２０をパネル１２の液晶注入孔１６に近接させる。これは、液晶を注入した後のパネル１２をノズル機構２０の上方へ移動させたあと、パネル１２を降下させるか、あるいはノズル機構２０を上昇させることにより実現できる。

図３（ａ）の状態において、ノズル板２１，２２は、パネル１２の液晶注入孔１６に対応する部分（液晶注入孔１６及びその周辺部）を挟むように位置し、かつパネル１２の表面からそれぞれ離れている。また、基台２３は、液晶注入孔１６が形成されたパネル１２の側面（図では下面）から所定距離だけ離れている。なお、基台２３の開口２６が液晶注入孔１６の外部開口に正対するように、ノズル機構２０をパネル１２に対して位置させることが望ましい。

次に、ノズル板２１、２２の間から排気（減圧）を行う。これは、真空容器内全体を減圧（真空排気）する場合とは異なり、開口２６から排気管２４を通して排気（吸引）を行うことを意味する。この排気により、ノズル板２１，２２の間の空間の圧力が、その周囲の空間の圧力（大気圧）よりも低くなり（負圧となり）、開口２６に向かって周囲の気体（例えば、空気）が流れ込む気流が発生する。気流を連続的に発生させるために、必要なら、外部から気体の供給を行う。例えば、ノズル機構が真空容器内に設置されているような場合には、真空容器内を外部に開放するなどして、気流が連続して発生するようにする。

ノズル板２１，２２は、開口２６からの吸引によって生じる気流を制御する気流制御部材として働く。即ち、ノズル板２１，２２は、パネル１２の表面及び裏面から開口２６へ向かう（図３（ａ）において左右方向の）気流の発生を阻止し、主としてパネル１２の側面の長手方向（図３（ａ）の表裏方向）の気流を発生させるように気流を制御する。ここで、ノズル板２１，２２は、開口２６からの吸引により生じた圧力差（負圧）によって、互いに接近する方向の力を受けて撓み、図３（ｂ）に示すように、パネル１２の表裏面に密着する。これにより、さらに気流の方向が制限され、気体の流速が高まる。このときのノズル機構２０周辺の大気の流れを図４に示しておく。

以上のようにして、パネル１２の液晶注入孔１６の外部開口の近傍に負圧が発生すると、パネル１２の内部圧力が低下する。パネル１２はその表裏面に大気圧を受けているので、そこに内外圧力差が生じ、パネル１２を構成する一対の基板が互いに接近する方向に押圧され、内部の液晶が押し出される。パネル１２内部には、スペーサ１５が存在するので、パネル１２を構成する一対の基板間の距離は所定値以下にはならない。従って、この排気工程により、過注入された余分な液晶がパネル１２から排出され、パネル１２のギャップを適切な値（均一）にすることができる。

液晶注入孔１６の外部開口近傍には、前述したように、基台２３の開口２６へ向かう気流が発生している。この気流によって、液晶注入孔１６からパネル１２の外部へ排出された液晶は吹き飛ばされ、基台２３の開口２６に吸込まれる。このとき、注入工程においてパネル１２の側面に付着した液晶も同時に吹き飛ばされ除去される。これにより、液晶注入工程後に液晶拭き取り工程が不要となり、ギャップ調整から封孔工程実施までの時間を短縮することができる。その結果、重力の影響により液晶が移動してギャップを部分的に広げるという現象が生じる前に封孔工程を行うことができ、ギャップ精度の向上が実現できる。

本実施の形態に係る方法は、Ｏリングを用いて排気ポンプを気密的に接続する従来の方法に比べて、極めて容易にギャップの調整を行うことできる。具体的には、液晶注入工程においてカセットに収容されたパネルに対し、そのままの状態（カセットに収容された状態）でギャップ調整を行うことができる。また、パネル１２から排出された液晶をほぼ完全に除去することができる。

この後、排気を停止すれば、図３（ｃ）に示すように、ノズル板２１，２２は、その弾性力（復元力）によってパネル１２の表面から離れる。これにより、パネル１２は自由な移動が可能となる。

封孔工程は、図５に示すように行われる。即ち、パネル１２の液晶注入孔１６に、封止材であるＵＶ硬化樹脂５１をローラー５２で塗布したあと、ＵＶ照射機構５３からのＵＶ線を塗布されたＵＶ硬化樹脂に照射して硬化させて、液晶注入孔１６が封止される。

本実施の形態による液晶パネルの製造方法では、注入処理が完了したパネル１２の向きを変えることなく、即ち、液晶注入孔１６を下方に向けたままギャップの調整が行えるので、パネルを注入工程用のカセットに収容したまま、ギャップ調整を行うことができる。

また、上述の製造方法では、加圧プレートを用いないので、加圧によるパネルへのダメージのおそれがない。また、スペーサシートが不要なので、経済的であり、地球環境への影響もない。

さらに、上述の製造方法では、加圧室が不要なので、加圧室に対応する複雑な機構、強度が不要となり、また、加圧に伴う危険性もない。更に加圧に使用される不活性ガスが不要であるため、経済的であり、地球環境への影響もない。

以上、本発明について一実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、ギャップ調整治具として、特定形状を有するノズル機構２０を用いた場合について説明したが、これに限らず、種々のギャップ調整治具が利用できる。例えば、吸込み口として、円筒や角筒などを用いてよい。また、気流制御部材の数や形状は、液晶注入孔の位置や、吸込み口の形状、及び吸込み口の吸引力等に基づき決定される。吸込み口の吸引力が大きい場合には、必ずしも気流制御部材は必要ではない。また、気流制御部材は必ずしも吸込み口を構成する部材に一体的に形成されている必要はない。さらにまた、気流制御部材の材料として、柔軟性をもたないものを用いてもよい。この場合、一対の仕切り板が、機械的機構により互いに近づきまた離れる方向に移動できるようにして、パネルを挟むことができるようにしておけばよい。

（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法における液晶注入工程を説明するための図である。 （ａ）は、本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法におけるパネルのギャップを調整する工程（排気工程）に使用されるノズル機構の斜視図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法におけるパネルのギャップを調整する工程を説明するための図である。 図３（ｂ）に示す状態のときの大気の流れを説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法における封孔工程を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、従来の液晶パネルの製造方法の一例におけるパネルのギャップを調整する工程を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、従来の液晶パネルの製造方法の他の例におけるパネルのギャップを調整する工程を説明するための図である。

符号の説明

１１ 真空容器
１２ パネル
１３ 液晶皿
１４ 液晶
１５ スペーサ
１６ 液晶注入孔
２０ ノズル機構
２１，２２ ノズル板
２３ 基台
２４ 排気管
２５ 貫通孔
２６ 開口
５１ ＵＶ硬化樹脂
５２ ローラー
５３ ＵＶ照射機構
６１ パネル
６２ スペーサシート
６３ 加圧プレート（プレス機構）
６４ 液晶注入孔
６５ 封止材
７１ パネル
７２ 液晶注入孔
７３ 加圧室

Claims (11)

1. 液晶注入孔から液晶が注入されたパネルを用いる液晶パネルの製造方法において、
   前記液晶注入孔の外部開口へ排気装置に接続された吸込み口を接近させ、当該吸込み口から吸引を行うことで前記外部開口の近傍に負圧を発生させるとともに連続的な気流を発生させ、それによって前記パネルのギャップ調整を行うことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
2. 請求項１に記載の液晶パネルの製造方法において、
   前記吸込み口から吸引を行う際に、気流制御部材を用いて前記気流を制御するようにしたことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
3. 請求項２に記載の液晶パネルの製造方法において、
   前記吸込み口から吸引を行うことにより発生する負圧により前記気流制御部材を変形させて前記気流を制御するようにしたことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
4. 請求項２または３に記載の液晶パネルの製造方法において、
   前記気流の制御が当該気流の方向を制限して流速を増加させるように行われることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
5. 請求項４に記載の液晶パネルの製造方法において、
   前記気流の方向が、前記液晶注入孔が設けられている前記パネルの側面の長手方向に沿った方向となるように、前記気流の制御が行われることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
6. 液晶パネルの製造に使用されるギャップ調整装置において、
   パネルに設けられている液晶注入孔の外部開口へ接近して吸引作業を行い、前記外部開口の近傍に負圧と連続的な気流を発生させるための吸込みノズルと、
   前記気流を制御する気流制御部材と、
   を備えていることを特徴とするギャップ調整装置
7. 請求項６に記載されたギャップ調整装置において、
   前記気流制御部材が、前記気流の方向を制限し流速を増加させるように設けられていることを特徴とするギャップ調整装置。
8. 請求項６に記載されたギャップ調整装置において、
   前記気流制御部材が前記吸込みノズルの先端部に突出形成されていることを特徴とするギャップ調整装置。
9. 請求項８に記載されたギャップ調整装置において、
   前記気流制御部材が前記吸込みノズルに形成された吸込み口を間にして対向配置された一対のノズル板であることを特徴とするギャップ調整装置。
10. 請求項９に記載されたギャップ調整装置において、
    前記一対のノズル板が前記吸引作業により生じる負圧によって変形する弾性を有していることを特徴とするギャップ調整装置。
11. 前記請求項９に記載されたギャップ調整装置において、
    前記一対のノズル板の少なくとも先端部を互いに近づける方向へ変位させる変位機構を備えることを特徴とするギャップ調整装置。

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