JP2008185711A - 液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネル内の液晶材の揮発量を液晶皿への液晶パネルのセット位置に関係なく一定とし、かつ、液晶材を揮発しにくくする液晶注入装置を提供する。
【解決手段】真空注入法により液晶皿１Ａの溝２Ａに貯めている液晶材４に液晶パネル３を浸漬させることにより液晶パネル３の注入口３ａから液晶材４を注入するために用いる液晶皿１Ａの溝２Ａの端部に、リブ１１またはバッフルを備えたリブ構造またはバッフル構造とする。複数枚の液晶パネル３に同時に液晶材４を注入する場合、複数枚の液晶パネル３のうち端に位置する液晶パネル３と溝２Ａの端に置いたリブ１１またはバッフルとの間の間隙を他の各液晶パネル３間の間隙と同等の大きさにする。また、リブ１１またはバッフルの位置を、液晶材４を同時に注入する液晶パネル３の枚数に応じて、調整可能とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法に関する。特に、液晶特性が均一な液晶パネルを製造するための液晶注入方法を実現する液晶注入装置として好適に活用することができる。

液晶表示素子は、電極および配向膜等を形成した一対の基板を枠状のシール材を介して接合した液晶パネル（液晶セル）を組み立て、この液晶パネル内に真空注入法により液晶材を注入した後、液晶注入口が樹脂からなる封止材で封止されてなる。この真空注入法は、シール材に液晶注入口を設けた液晶パネルと液晶材を貯溜した液晶皿とを真空状態に排気可能な容器内にセットし、この容器内を真空にした状態で液晶パネルの液晶注入口を液晶材中にＤＩＰ（浸漬）し、この後、容器内を大気圧に戻し、液晶パネル内外の差圧および毛細管現象により、液晶材を注入するものである(特許文献１)。

ただし、該特許文献１による方法では、真空容器サイズおよび真空度を最適化することにより、セットした液晶パネル内の液晶材の揮発量を低減することができるものの、液晶表示素子のサイズが大きくなるにつれて、液晶表示素子を入れる真空容器のサイズも大きくなってしまう。このため、排気する時間が長くなる。この結果、液晶材中の組成物が揮発してしまい、液晶表示素子としての応答等に関する性能等、液晶特性が著しく低下してしまう。

また、真空度を最適化しても、液晶パネルのセット位置に対する依存性は改善されず、液晶皿の外側にセットした液晶パネル内の液晶材は、液晶皿中央部にセットした液晶パネル内の液晶材と比較して、その揮発量が大きい。この対策として、液晶表示素子に注入する液晶と同じ液晶を同一真空容器内に設けて、揮発する成分を補給することが提案されている(特許文献２)。
特公昭５８−４９８５３号公報（第２−３頁） 特開平９−８０４５０号公報（第３−４頁）

しかしながら、前記特許文献２に開示された液晶注入方法には、以下に説明するような問題が存在している。

第１の問題点は、真空容器内に補給用として余分な液晶材を準備しなければならないということである。また、第２の問題点は、液晶材の量が多くなるので、液晶材中の溶存ガスを脱泡するための時間が長くなるということである。さらに、第３の問題点は、液晶パネル内の液晶材の揮発量が、液晶皿への液晶パネルのセット位置に対して依存性があり、液晶皿の外側の方にセットした液晶パネル内の液晶材は、液晶皿中央部にセットした液晶パネル内の液晶材と比較して、相変わらず揮発量が大きいということである。

ここで、第１および第２の問題点は、真空容器のサイズおよび真空度を最適化することにより、或る程度は改善することができるが、第３の問題点は、真空度を最適化しても、液晶パネルのセット位置に対する依存性は改善されず、液晶皿の外側の方にセットした液晶パネル内の液晶材は、液晶皿中央部にセットした液晶パネル内の液晶材と比較すると、揮発量が大きくなる傾向を避けることができない。

なお、真空注入方式で行う液晶材の脱泡は、液晶皿に設けられた溝の上方に液晶材を盛り上げた状態で行われる。揮発し易い成分は、液晶材の真空脱泡中において、液晶皿に盛った液晶表面層から揮発し始め、液晶材の深さ方向に濃度勾配が生じる。すなわち、液晶表面層では、低粘度成分の濃度変化が大きくなり、溝の底では変化が少ない。

このような状態で、液晶皿に液晶パネルをＤＩＰさせると、表面張力で液晶材の液面が持ち上がり、液晶は中央に寄せ集められる。一方、両端部は液晶材の液面が下がり、揮発した領域が支配的になる。

真空容器内を大気圧の状態に戻して、液晶パネル内に液晶材を充満させると、カセットの中央部の液晶パネルには、組成変動の小さい領域の液晶材が注入されるが、カセットの両端部の液晶パネルには、組成変動の大きい領域の液晶材が注入されるため、液晶パネルの液晶皿へのセット位置如何によって、液晶パネル内の液晶の特性が変化する可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、液晶皿の溝の端部に、リブ構造あるいはバッフル構造を付与することにより、液晶パネル（液晶セル）内の液晶材の揮発量を、液晶皿への液晶パネルのセット位置に関係なく一定とし、かつ、液晶材を揮発しにくくする液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、真空容器内を大気圧の状態に戻して液晶パネル内に液晶材を充満させると、カセット中央部の液晶パネルには組成変動の小さい領域の液晶材が注入されるが、カセット両端部の液晶パネルには組成変動の大きい領域の液晶材が注入されて、液晶パネル内の液晶特性が変化してしまうという弊害を除去するために、液晶皿の溝の両端部に、液晶材の盛り上がり部に対する堤防の役割を果たすリブ構造を付与し、表面張力にて、両端の液晶パネルの液面が下がることを防ぐことを可能とすることを目的としている。

また、液晶皿の溝の両端部に付与したリブと液晶パネルとの間隙を、他の液晶パネル間の間隙と同等に調整して、液晶材が曝される表面積を小さくして、液晶が揮発しにくくすることを可能とすることを目的としている。

あるいは、液晶皿の溝の両端部に、各端部に対する遮蔽板の役割を果たすバッフル構造を付与することにより、両端の液晶パネル内には、液晶皿の底部の液晶材が優先的に入り込むことによって、両端の液晶パネルの液面が下がることを防ぐことを可能とすることを目的としている。

また、液晶皿の溝の両端部に付与したバッフルと液晶パネルとの間隙を、他の液晶パネル間の間隙と同等に調整して、液晶材が曝される表面積を小さくして、液晶が揮発しにくくすることを可能とすることを目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明による液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）液晶パネル内に液晶材を真空注入法により注入する際に用いる液晶皿において、液晶材を貯めるために形成した溝の端部に、リブ構造を設ける液晶皿。
（２）液晶パネル内に液晶材を真空注入法により注入する際に用いる液晶皿において、液晶材を貯めるために形成した溝の端部に、バッフル構造を設ける液晶皿。
（３）複数枚の液晶パネルに同時に液晶材を注入する場合、複数枚の液晶パネルのうち、端に位置する液晶パネルと前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルとの間の間隙を、他の各液晶パネル間の間隙と同等の大きさにする上記（１）または（２）の液晶皿。
（４）前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とする上記（１）ないし（３）のいずれかの液晶皿。
（５）液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入装置において、前記液晶皿の前記溝の端部にリブ構造を設ける液晶注入装置。
（６）液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入装置において、前記液晶皿の前記溝の端部にバッフル構造を設ける液晶注入装置。
（７）複数枚の液晶パネルに同時に液晶材を注入する場合、複数枚の液晶パネルのうち、端に位置する液晶パネルと前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルとの間の間隙を、他の各液晶パネル間の間隙と同等の大きさにする上記（５）または（６）の液晶注入装置。
（８）前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とする上記（５）ないし（７）のいずれかの液晶注入装置。
（９）液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入方法において、前記液晶皿の前記溝の端部にリブ構造またはバッフル構造を設けることにより、前記溝の端部における液晶材の液面の低下を防止する液晶注入方法。
（１０）前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とする上記（９）の液晶注入装置。

本発明の液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法によれば、以下のような効果を奏することができる。

液晶皿に設けた溝の両端部に、液晶材の盛り上がり部に対する堤防となるリブを備えたリブ構造、あるいは、溝の各端部に対する遮蔽板となるバッフルを備えたバッフル構造を付与することにより、液晶パネル（液晶セル）内の液晶材の揮発量を、液晶皿への液晶パネル（液晶セル）のセット位置の如何に関係なく、一定とすることができ、各液晶パネル（液晶セル）の液晶特性を均一にすることができる。

さらに、リブまたはバッフルをスライド移動するスライド機構を備えることによって、液晶パネル（液晶セル）の枚数に応じて、リブまたはバッフルと両端の液晶パネルとの間隙を、他の液晶パネル間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材の表面が曝される表面積を小さくすることを可能とし、液晶材を揮発しにくくすることができ、コストの低減化を図ることができる。

以下、本発明による液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法の好適実施形態例について添付図を参照して説明する。

（本発明の特徴）
液晶皿の溝の端部にリブ構造もしくはバッフル構造を付与することにより、揮発性が高い液晶材を用いる場合であっても、カセットを構成する複数枚の液晶パネルの液晶皿へのセット位置に対する依存性を伴うことなく、液晶パネルへの液晶材の注入が可能で、かつ、液晶材の揮発量の低減が可能な液晶皿、液晶注入装置および液晶注入方法を実現している。

（実施例の構成）
図１は、本発明による液晶皿の第１の実施形態を示す模式図であり、液晶皿の端部にリブ構造を付与している場合を示している。また、図２は、図１の液晶皿のＡ−Ａ’線における断面形状を示す断面図であり、図３は、図１の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。

また、図４は、本発明による液晶皿の第２の実施形態を示す模式図であり、液晶皿の端部にバッフル構造を付与している場合を示している。また、図５は、図４の液晶皿のＢ−Ｂ’線における断面形状を示す断面図であり、図６は、図４の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。

なお、図７は、従来の液晶皿を示す模式図であり、図８は、図７の液晶皿のＣ−Ｃ’線における断面形状を示す断面図であり、図９は、図７の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。

まず、図７〜図９の従来の液晶注入装置に用いられている液晶皿の構造とその液晶注入方法について説明する。図７、図８に示すように、液晶皿１には、液晶材を貯めておくための溝２が形成されており、通常、液晶皿１はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ:通称テフロン（登録商標））などの撥液晶性材料からなっている。したがって、図９のように、溝２内に液晶材４を貯めた状態にすると、撥液晶性材料により、液晶材４の表面張力により、液晶材４は、液晶皿１の表面よりも上方向に盛り上がった状態になり、液晶パネル３を液晶皿１上にセットして、液晶材４にＤＩＰ（浸漬）させると、この盛り上がった液晶材４が、液晶パネル３の下面に設けられた注入口３ａから、液晶パネル３内に注入されて充填される。

液晶パネル３への液晶材４の液晶注入手順は次の通りである。真空状態にした真空容器内で、液晶材４を溝２内に貯めた液晶皿１を昇降装置上に載置して、その上部に配設した液晶パネル３方向に昇降装置を上昇させ、溝２内の液晶材４を液晶パネル３の下面の注入口３ａに接触させて、ＤＩＰさせる。このＤＩＰにより、毛細管現象にて、少量の液晶材４が注入口３ａから液晶パネル３の内部に引き込まれる。

ここで、溝２内の液晶材４に液晶パネル３をＤＩＰさせると、表面張力によって、液晶材４の液面が持ち上がり、液晶材４は液晶パネル３が存在する溝２の中央部に寄せ集められる状態になり、一方、溝２の両端部の液晶材４の液面４ａは、図９に示すように、下がってしまい、両端の液晶パネル３については、液晶材４のＤＩＰ状態が不十分になり、揮発した領域が支配的になる。

しかる状態で、真空容器内を大気圧の状態に戻していくことによって、差圧と毛細管現象との相乗性を利用して、液晶材４を液晶パネル３内に逐次注入させ、液晶材４を液晶パネル３内に充満させるようにする。この結果、前述したように、複数の液晶パネル３からなるカセットの中央部の液晶パネル３には、組成変動の小さい領域の液晶材４が注入されるが、カセットの両端部の液晶パネル３には、組成変動の大きい領域の液晶材４が注入されてしまうため、液晶パネル３内の液晶の特性が変化してしまう可能性が大きい。

本発明による液晶注入装置の第１の実施形態では、図１〜図３に示すように、真空注入法により液晶材４を液晶パネル３に注入する際に用いる液晶皿１Ａの形状について、液晶皿１Ａの溝２Ａの両端部には、内部に貯める液晶材４の盛り上がり部よりもさらに高くして、液晶材４の盛り上がり部に対する堤防の役割を示すリブ１１が配設されたリブ構造を備えている。

これにより、図３に示すように、溝２Ａの両端部に貯められている液晶材４の液面４ａは、リブ１１との表面張力により、盛り上がった状態となり、図９に示す従来例のように、液面が低下してしまうことを防ぐことができる。

また、溝２Ａの両端部に設けたリブ１１と両端の液晶パネル３との間隙を、他の液晶パネル３間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材４の表面が曝される表面積を小さくすることも可能としている。

また、本発明による液晶注入装置の第２の実施形態では、図４〜図６に示すように、真空注入法により液晶材４を液晶パネル３に注入する際に用いる液晶皿１Ｂの形状について、液晶皿１Ｂの溝２Ｂの両端部には、より深く穿設された溝部を備えて、その上部には、溝２Ｂの内部に貯める液晶材４の盛り上がり部よりもさらに高くして、溝２Ｂの端部に対する遮蔽板の役割を示すバッフル１２が配設されたバッフル構造を備えており、両端の液晶パネル３（液晶セル）内には、液晶皿１Ｂのバッフル１２の底部に貯められている液晶材４を、優先的に入り込むことができる構造とされている。

これにより、図６に示すように、溝２Ｂの両端部に貯められている液晶材４の液面４ａは、優先的な両端の液晶パネル３への注入が可能となると同時に、バッフル１２との表面張力により、盛り上がった状態となり、図９に示す従来例のように、液面が低下してしまうことを防ぐことができる。

また、図１〜図３のリブ構造の場合と同様に、溝２Ｂの両端部に設けたバッフル１２と両端の液晶パネル３との間隙を、他の液晶パネル３間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材４の表面が曝される表面積を小さくすることも可能としている。

（他の実施例）
次に、液晶注入装置の液晶皿の溝サイズを液晶材にＤＩＰするカセット内の液晶パネル３（液晶セル）の枚数に応じて可変に調整可能とする実施例について説明する。すなわち、図１０は、図１〜図３に示した第１の実施形態の液晶注入装置におけるリブ構造の液晶皿１Ａにおいて、リブ１１の位置を、カセット内の液晶パネル３の枚数に合わせて、スライド可能とすることにより、液晶皿１Ａの溝２Ａのサイズを可変に調整する例を示す説明図である。

図１０に示すように、液晶皿１Ａに、リブ１１をスライド移動するスライド機構１３を備えて、溝２Ａ内の液晶材４に同時にＤＩＰさせる液晶パネル３の枚数に応じて、リブ１１を左右にスライドさせることによって、リブ１１と両端の液晶パネル３との間隙を、他の液晶パネル３間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材４の表面が曝される表面積を小さくすることを可能としている。

これにより、液晶材４の使用量を最適化することができ、液晶材４の無駄な使用を抑えることが可能となり、コストの低減化を図ることができる。

また、図１１は、図４〜図６に示した第２の実施形態の液晶注入装置におけるバッフル構造の液晶皿１Ｂにおいて、バッフル１２の位置を、カセット内の液晶パネル３の枚数に合わせて、スライド可能とすることにより、液晶皿１Ｂの溝２Ｂのサイズを可変に調整する例を示す説明図である。

図１１に示すように、液晶皿１Ｂに、バッフル１２をスライド移動するスライド機構１４を備えて、溝２Ｂ内の液晶材４に同時にＤＩＰさせる液晶パネル３の枚数に応じて、バッフル１２を左右にスライドさせることによって、バッフル１２と両端の液晶パネル３との間隙を、他の液晶パネル３間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材４の表面が曝される表面積を小さくすることを可能としている。

これにより、図１０の場合と同様に、液晶材４の使用量を最適化することができ、液晶材４の無駄な使用を抑えることが可能となり、コストの低減化を図ることができる。

液晶皿１Ａ、１Ｂに設けた溝２Ａ、２Ｂの両端部に、堤防となるリブ１１を備えたリブ構造、あるいは、遮蔽板となるバッフル１２を備えたバッフル構造を付与することにより、液晶パネル３（液晶セル）内の液晶材４の揮発量を、液晶皿１Ａ,１Ｂへの液晶パネル３（液晶セル）のセット位置の如何に関係なく、一定とすることができ、各液晶パネル３（液晶セル）の液晶特性を均一にすることができる。

さらに、リブ１１、バッフル１２をスライド移動するスライド機構１３、１４を備えることによって、液晶パネル３（液晶セル）の枚数に応じて、リブ１１、バッフル１２と両端の液晶パネル３との間隙を、他の液晶パネル３間（液晶セル間）の間隙と同等の幅に維持するようにして、液晶材４の表面が曝される表面積を小さくすることを可能とし、液晶材４を揮発しにくくすることができ、コストの低減化を図ることができる。

以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。

本発明による液晶皿の第１の実施形態を示す模式図である。 図１の液晶皿のＡ−Ａ’線における断面形状を示す断面図である。 図１の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。 本発明による液晶皿の第２の実施形態を示す模式図である。 図４の液晶皿のＢ−Ｂ’線における断面形状を示す断面図である。 図４の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。 従来の液晶皿を示す模式図である。 図７の液晶皿のＣ−Ｃ’線における断面形状を示す断面図である。 図７の液晶皿に液晶パネルをセットした様子を示す断面図である。 第１の実施形態の液晶注入装置におけるリブ構造の液晶皿において、リブをカセット内の液晶パネルの枚数に合わせてスライド可能とする例を示す説明図である。 第２の実施形態の液晶注入装置におけるバッフル構造の液晶皿において、バッフルをカセット内の液晶パネルの枚数に合わせてスライド可能とする例を示す説明図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 液晶皿
２、２Ａ、２Ｂ 溝
３ 液晶パネル
３ａ 注入口
４ 液晶材
４ａ 液面
１１ リブ
１２ バッフル
１３、１４ スライド機構

Claims (10)

1. 液晶パネル内に液晶材を真空注入法により注入する際に用いる液晶皿において、液晶材を貯めるために形成した溝の端部に、リブ構造を設けることを特徴とする液晶皿。
2. 液晶パネル内に液晶材を真空注入法により注入する際に用いる液晶皿において、液晶材を貯めるために形成した溝の端部に、バッフル構造を設けることを特徴とする液晶皿。
3. 請求項１または２に記載の液晶皿において、複数枚の液晶パネルに同時に液晶材を注入する場合、複数枚の液晶パネルのうち、端に位置する液晶パネルと前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルとの間の間隙を、他の各液晶パネル間の間隙と同等の大きさにすることを特徴とする液晶皿。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶皿において、前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とすることを特徴とする液晶皿。
5. 液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入装置において、前記液晶皿の前記溝の端部にリブ構造を設けることを特徴とする液晶注入装置。
6. 液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入装置において、前記液晶皿の前記溝の端部にバッフル構造を設けることを特徴とする液晶注入装置。
7. 請求項５または６に記載の液晶注入装置において、複数枚の液晶パネルに同時に液晶材を注入する場合、複数枚の液晶パネルのうち、端に位置する液晶パネルと前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルとの間の間隙を、他の各液晶パネル間の間隙と同等の大きさにすることを特徴とする液晶注入装置。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載の液晶注入装置において、前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とすることを特徴とする液晶注入装置。
9. 液晶皿に形成した溝に貯められた液晶材に液晶パネルを浸漬させることにより真空注入法を用いて液晶パネル内に液晶材を注入する液晶注入方法において、前記液晶皿の前記溝の端部にリブ構造またはバッフル構造を設けることにより、前記溝の端部における液晶材の液面の低下を防止することを特徴とする液晶注入方法。
10. 請求項９に記載の液晶注入方法において、前記リブ構造または前記バッフル構造を形成するリブまたはバッフルの位置を、液晶材を同時に注入する液晶パネルの枚数に応じて、調整可能とすることを特徴とする液晶注入装置。

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