JP2010210759A - 液晶注入装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板が薄肉化されても、常に安定して、セル内に液晶を気泡を巻き込むことなく簡単且つ円滑に注入可能な液晶注入装置を提供する。
【解決手段】液晶注入装置は外槽3と4個の樋状をなす液晶貯溜溝4からなり、外槽3の一対の短手側壁31、31には、夫々13個の位置規制柵311が等間隔に立設され、この短手側壁31に平行に、4個の液晶貯溜溝4が等ピッチp1で配置され、各液晶貯溜溝4の一対の側板42には、前記位置規制柵311に対応させて13個の鋸歯421が同ピッチで形成され、液晶を注入すべきセルアレイパネル1が、その注入穴側端面11を隣り合う鋸歯421、421の傾斜端面421a、421aが対向するV字空間422に支持され、反注入穴側端部を櫛歯竿5の対応する一対の櫛歯51、51間の保持空間52に収容され、液晶面に略垂直な注入姿勢に保持されている。
【選択図】図1

Description

この発明は、一対の基板を貼り合せて液晶セルを形成した後、セル内に液晶を注入する液晶注入装置に関する。
従来、液晶表示パネルを少ない工数で効率良く製造する方法として、大面積の薄肉ガラス基板間に多数個の液晶表示セルを例えばマトリックス配置で形成し、この大面積パネルを各液晶表示セルの液晶注入口が同じ端部側に揃って並ぶ行ごとに切離して液晶表示セルの並設集合体(以下、セルアレイパネルという)を形成し、このセルアレイパネル毎に各液晶表示セル内に液晶を一括注入した後、個々の液晶表示セルに切離する方法が用いられている。
この場合の一括液晶注入方法として、例えば、特許文献1に示されるようなスプリングを利用した方法が知られている。この液晶注入方法は、液晶皿の溝部に貯溜された液晶中に、複数の例えばコイルスプリングを、一括注入する液晶表示セルの個数だけ先端部を液面から僅かに突出させた姿勢で等間隔に並べて立設し、各コイルスプリングの突出先端に各液晶表示セルの注入口を当接させ、セル内の気圧(通常は略真空状態)とセル外の気圧の差により液晶を注入するものである。コイルスプリングの突出先端部には、液晶が表面張力により盛り上がっており、この液晶盛り上がり部のコイルスプリングに液晶注入口を弾接させることにより、液晶注入口全体及びその周囲部分だけを液晶に接触させ、液晶セルのその他の部分を液晶に接触させることなく、液晶を各セル内に注入することができる。
特開2003−186028号公報
一方、液晶表示パネルに対しては、モバイル機器のディスプレイ等に用途が広がるにつれ、小型薄型化の要求が強くなり、全体の厚みに占める割合が大きい液晶表示パネルの基板の厚さを薄くすることによって薄型化か推進されている。
しかるに、基板を薄肉化すると、液晶表示パネルが撓みやすくなり、複数個の液晶表示セルが並設された上述のセルアレイパネルでは、中央部が大きく撓んでセルアレイパネル全体が反った状態に変形し易い。セルアレイパネルに反り変形が生じると、上述したコイルスプリングによるスポット注入方式では、全ての液晶注入口を対応するコイルスプリングの先端に確実に当接させることが難しくなる。注入口が対応するコイルスプリングの先端部からずれた状態で液晶の注入を行うと、注入口から液晶セル内に気泡巻き込む虞があり、その結果、液晶表示パネルの品質低下と歩留まりの低下を招くことになる。
本発明の目的は、液晶パネルの品質と歩留まりの低下を招く液晶注入時における気泡の巻き込みを確実に防止し、少ない工数で効率良く複数の液晶セル内に液晶を一括注入できる液晶注入装置を提供することである。
本発明の請求項1に記載の液晶注入装置の発明は、一対の基板が枠状シール材により接合され、前記シール材の少なくとも一部分を切り欠いて液晶の注入穴が形成されてなる液晶パネルに対し、前記一対の基板と前記シール材で囲まれた空間内に前記注入穴を介して液晶を注入するための液晶注入装置であって、液晶を所定の液面レベルまで満たして溜めるための液晶貯溜溝と、前記液晶パネルを、前記液晶貯溜槽の深さ方向において、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された液晶中に浸される位置に、支持するパネル先端面支持部と、前記深さ方向に対して傾斜する斜面を備え、支持すべき先端面部分を前記斜面上を摺動させつつ前記パネル先端面支持部にガイドする斜面ガイド部と、前記液晶パネルを、前記液晶貯溜溝の幅方向において、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された液晶中に浸される位置に、規制する一対のパネル側端面規制部と、前記液晶パネルを、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された前記液晶中に浸された状態で、パネル主面が液晶表面に対し起伏した所期の注入姿勢に保持するパネル姿勢保持部とを、有することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の液晶注入装置において、前記パネル先端面支持部と前記斜面ガイド部は、前記貯溜溝の側板に形成され、溝底部に向かうに従い徐々に対向間隔が狭くなる、一対の対向する傾斜端面からなることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の液晶注入装置において、前記側板の溝底部とは反対側の上端部に、少なくとも一対の三角形が斜辺を対向させて溝の延在方向に連なる形状の鋸歯が形成されていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のうちの何れかの請求項に記載の液晶注入装置において、注入対象ワークとしての前記液晶パネルが、それぞれが1個の液晶注入空間を備えた平面外形が矩形をなす複数個の液晶セルを、各注入穴が設けられた端面の延在方向を揃えて並列設置し形成されたセルアレイ体であり、前記液晶セルの個数と同数の前記液晶貯溜溝を備えていることを特徴とするものである。
請求項5に記載された発明は、請求項1乃至請求項4のうちの何れかの請求項に記載の液晶注入装置において、対向する前記傾斜端面が複数対設けられ、前記パネル姿勢保持部が複数枚の液晶パネルを同時に前記注入姿勢に保持可能であることを特徴とするものである。
請求項6に記載の液晶パネルの製造方法の発明は、液晶の注入穴が設けられた枠状シール材により一対の基板を接合する貼りあわせ工程と、前記一対の基板と前記シール材で囲まれた空間内に前記注入穴を介して液晶を注入する液晶注入工程と、を有する液晶パネルの製造方法であって、前記液晶注入工程は、液晶貯溜溝に液晶を所定の液面レベルまで満たして溜める工程と、前記液晶貯溜溝に貯溜された液晶中に前記注入穴が浸されるように前記液晶パネルを前記液晶貯溜溝に設置する工程と、からなり、前記液晶パネルを設置する工程は、前記注入穴が設けられた一辺が前記液晶貯溜槽に延伸する傾斜面を摺動するようにさせて前記液晶パネルを前記液晶貯溜溝に導くことを特徴とするものである。
本発明の液晶注入装置によれば、気泡を巻き込むことなく作業性良く容易に複数の液晶セルに対して液晶を一括注入することができる。
(a)は本発明の一実施形態としての液晶注入装置を示した平面図で、(b)はそのB−B線断面図である。 上記液晶注入装置に供せられるセルアレイパネルを示す立面図である。 上記液晶注入装置による液晶注入動作における要部を詳細に示す模式的断面図である。 液晶注入動作における上記要部を詳細に示した斜視図である。 本発明の他の実施形態を示す図1(b)に対応した模式的断面図である。
図1(a)はワークとしてのセルアレイパネルがセットされた本発明の一実施形態としての液晶注入装置を示した平面図で、(b)はそのB−B線断面図、図2はセルアレイパネルだけを示した立面図、図3は液晶注入動作を説明するために要部を拡大して示した模式的断面図である。
まず、ワークとしてのセルアレイパネルについて、図2に基づき説明する。本実施形態のセルアレイパネル1では、4個の平面外形が矩形をなす同一液晶表示セル2a〜2dがそれぞれの長手方向を平行にして並列形成されている。これら液晶表示セル2a〜2dは、夫々、矩形枠状をなすシール材21により、2枚のガラス基板11、12を接合すると共にガラス基板11、12間における個々のセル空間を区画して形成されている。
各シール材21には、その一部を切り欠いて液晶を注入するための注入穴22がそれぞれ形成されている。各注入穴22は、それぞれの注入口221がセルアレイパネル1の一方の長手端面13に沿って揃って開口する位置に設けられている。したがって、各注入口221の開口位置は、長手端面13に沿った位置であれば、矩形をなす各液晶表示セル2a〜2dの短手端面の中央に設けられていなくてもよい。
上述のように構成されたセルアレイパネル1における液晶表示セル2a〜2dの各セル空間内に、以下に示す液晶注入装置により液晶を注入し、各注入穴22を封止した後、セルアレイパネル1を二点鎖線で示す切断線sに沿って切断すれば、個々の液晶表示パネルが得られる。
図1(a)に示すように、本実施形態の液晶注入装置は、大略、外形が直方体の箱状をなす外槽3と、4個の液晶貯溜溝4、及びパネル姿勢保持具5とから成る。
外槽3の対向する一対の短手側壁31、31の内面には、夫々、複数の位置規制柵311が立設されている。これら位置規制柵311は、ワークとしてセットされる複数枚のセルアレイパネル1の並置方向X(短手側壁31に平行な方向)における位置を規制するために設けられており、本実施形態では、各短手側壁31の内面に13本づつの位置規制柵311が夫々等間隔に立設されている。各位置規制柵311は、外槽3の深さ方向Zの略全長にわたり延在形成され、隣り合う位置規制柵311、311間の間隔d311は、セルアレイパネル1の厚さtよりも若干大きい寸法に設定されている。
なお、ワークとして外槽3内にセットされるセルアレイパネル1の長手側壁32に並行なY方向における位置は、短手側壁31の内面により規制される。
4個の液晶貯溜溝4は、夫々、図3に示されるように断面がコの字形の樋状に形成されている。各液晶貯溜溝4は、底板41とその両側端部に立設された一対の側板42、42からなり、各側板42の溝底部とは反対側の上端部は、夫々、図1(b)に示されるように鋸歯状に形成されている。本実施形態では、外槽3の各側壁31に設けられているパネル位置規制柵311と同数の13個の鋸歯421が形成されている。各鋸歯421は、頂角が切除された略二等辺三角形をなしており、したがって、各鋸歯421間には、逆二等辺三角形状のV字空間422が形成されている。
ここで、各鋸歯421を形成する一対の傾斜端面421a、421aが、セルアレイパネル1の注入穴24が設けられた側の端面を液晶注入位置、つまり注入穴22の少なくとも外部に開いた注入口221全体が貯溜された液晶中に浸される位置、にガイドする本発明の斜面ガイド部となり、V字空間422を形成する隣り合う傾斜端面421a、421aの対向間隔d421がセルアレイパネル1の厚さtと等しくなるレベルL1の位置が、本発明におけるパネル先端面支持部となる。
各液晶貯溜溝4は、その幅w4の大きさがセルアレイパネル1の注入穴24の長さm2よりも適長大きく設定され、セルアレイパネル1における各液晶表示セル2a〜2dのピッチp1と同一ピッチp1で並列に設置されている。
外槽3の上面は開放されており、この上面開放口には、セルアレイパネル1を所期の注入姿勢に保持する櫛歯竿5が架設されている。本実施形態では、1本の櫛歯竿5が外槽3の長手方向(Y方向)における中心位置に装架されている。櫛歯竿5の下面には、前述した液晶貯溜溝4の側板42に設けられている鋸歯421と同数の櫛歯51が同一ピッチで突設されている。各櫛歯51は、平面外形が矩形に二等辺三角形を組み合わせた五角形をなし、隣り合う櫛歯51、51間には、それぞれ、セットされるセルアレイパネル1の反注入側端部を収容保持するための矩形をなす保持空間52が形成されている。したがって、この保持空間52の幅w52は、セルアレイパネル1の厚さtよりも僅かに大きい寸法に設定されている。各櫛歯51の一対の傾斜端面511、511は、セルアレイパネル1の反注入側端部を前記保持空間52へ摺動させつつ案内する斜面ガイド部となる。
なお、外槽3の底部には、液晶貯溜溝4のV字空間422から不用意に溢れ出た液晶を回収するための図示しない回収機構が設けられている。この回収機構としては、外槽3の底部に単なる回収穴を設けた構成でも良く、また、外槽3の底部だけを独立した皿状に形成し、回収時にその皿だけを外槽3本体から引き出し式に脱装する構成としてもよい。
次に、上述のように構成された本実施形態の液晶注入装置による液晶注入動作について、注入動作に係わる要部を詳細に示した図3、4の模式的断面図と斜視図に基づき説明する。
まず、12枚のセルアレイパネル1を液晶注入装置にセットする。このとき、各セルアレイパネル1の両短手側端部を、夫々、注入穴22が設けられた長手端部(以下、注入側端部という)から、外槽3の一方の側壁31の位置規制柵対311、311とこれに対向する他方の側壁31の位置規制柵対311、311間に挿入し、各位置規制柵311の延在方向に沿わせて、つまり槽底部に対し略垂直方向に、落とし込む。
これにより、セルアレイパネル1の注入側端部の端面13における一方のエッジ部が、各液晶貯溜溝4の対応する傾斜端面421aに当接した後、その傾斜端面に沿って円滑に摺動し、図1(b)に示される対向間隔d421がセルアレイパネル1の厚さtと等しくなるレベルL1に到達したら摺動が阻止され、セルアレイパネル1の落下が停止する。即ち、各セルアレイパネル1の両短手側端部を対応する位置規制柵対311、311間にそれぞれ挿入するだけの簡単な作業で、図1(b)に示される状態、つまり、各セルアレイパネル1が夫々の液晶表示セル2a〜2dの各注入穴22が設けられた端面13をレベルL1のパネル先端面支持部に位置させた状態、に12枚のセルアレイパネル1が装填される。
また、このとき、ガラス基板11、12の薄肉化に起因して、セルアレイパネル1に中央部が相対的に大きく撓む反り等の変形が生じていても、各注入穴22の注入口221を挟む両側の端面が、それぞれ当接する両側板42の傾斜端面421a、421aによる円滑な摺動ガイド効果により、強制的にレベルL1のパネル先端面支持部に導かれ、反り変形が自ずと矯正される。
次に、外槽3の開口に櫛歯竿5を架設する。このときも、櫛歯竿5を所定の位置(外層3の長手方向中心位置)に装架するだけで、液晶貯溜溝4の鋸歯42による場合と同様に、12枚の装填されたセルアレイパネル1の各反注入側端部が、自ずと対応する櫛歯51、51間の保持空間52に収容保持される。即ち、櫛歯竿5を装着することにより、セルアレイパネル1に反り変形が生じその長手中央部が相対的に大きく撓んでいても、対応する傾斜端面の摺動ガイド効果により、当接する反注入側端部が強制的に対応する保持空間52に案内され収容される。これにより、各セルアレイパネル1は、図1(b)に示されるように、注入側端面が液晶貯溜溝4の側板42におけるレベルL1のパネル先端面支持部に支持され、外槽3の深さ方向に平行に立った、所期の液晶注入姿勢に保持される。
次に、上述のように12枚のセルアレイパネル1が液晶注入姿勢にセットされた液晶注入装置を、図示しない真空チャンバ内に搬入した後、チャンバ内を排気して真空化する。
次いで、液晶注入装置の液晶貯溜溝4a〜4dに、液晶を満たす。この際、図1(b)に示すパネル先端面支持部のレベルL1よりも高さhだけ高いレベルL2まで液晶を満たす。この高さhは、少なくとも注入口221全域が液晶に浸漬される程度に高く設定されればよいが、本実施形態のように、液晶表示セル2a〜2dのシール材21の幅w21よりも若干大きい寸法に設定されることが好ましい。即ち、図3、4に示されるように、各注入穴24全体が液晶中に充分に浸されるレベルL2まで液晶を満たすことが好ましい。なお、図4に示されるように、液晶をレベルL2まで満たすと、側壁31のV字空間422底部から液晶が溢れ出る虞があるが、不用意な振動を与えなければ、液晶の表面張力によりその溢出が自ずと抑制される。また、液晶が溢れ出たとしても、外槽3底部に設けられた回収機構(不図示)により回収されるから、液晶の歩留まりを低下させることはない。
この後、チャンバ(不図示)内を大気開放すれば、セル内外の気圧の差により、液晶が各注入穴22を介して液晶表示セル2a〜2d内に円滑に進入し、各液晶表示セル2a〜2dが隙間無く液晶で満たされる。この液晶注入プロセスでは、セルアレイパネル1が適正な液晶注入姿勢に保持されて液晶の注入が開始される以前に、注入穴22全体が液晶中に確実に浸漬されているから、チャンバ内が大気開放されて液晶の注入が開始される際に気泡をセル内に巻き込む虞はない。
以上のように、本実施形態の液晶注入装置によれば、複数枚の撓み易いセルアレイパネル1でも、夫々の両側端部を外槽3における対応する側壁31の一対の位置規制柵311、311間に挿入し、櫛歯竿5を装架するだけの簡単な作業で、液晶貯溜溝4における対応する一対の鋸歯421、421間のV字空間422を形成する一対の傾斜端面421a、421aによる摺動ガイド効果と、櫛歯竿5における対応する一対の櫛歯51、51の傾斜端面511、511による摺動ガイド効果により、全てのセルアレイパネル1が個々に生じた反り等の変形が矯正されて適正な液晶注入姿勢に容易に保持される。したがって、全ての液晶表示セル2a〜2dの各注入穴22を常に安定して液晶中に確実に浸漬させることができ、その結果、全ての液晶表示セル2a〜2d中に気泡を巻き込むことなく液晶を隙間なく充填でき、高品質の液晶表示パネルを少ない工数で歩留まり良く製造することができる。
次に、本発明の他の実施形態について、図1(b)に対応する模式的断面図である図5に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図5に示されるように、液晶貯溜溝6における側板61の隣り合う傾斜端面611、611間に形成される空間が、単なるV字形ではなく、底部に矩形をなす保持空間621を備えた略V字空間62に形成されている。また、外槽7の側壁71に設けられた位置規制柵711間の空間を上記実施形態よりも大きく確保し、隣り合う位置規制柵711、711の対向する各側面に、くの字型の板バネ8、8が、各頂点部をセルアレイパネル1の厚さtより若干小さい寸法だけ離隔させて、対向設置されている。その他の構成は、上記実施形態と同じである。
上述のように構成された本実施形態の液晶注入装置による場合、隣り合う位置規制柵711、711間の間隔が上記実施形態の場合よりも広く確保されているから、セルアレイパネル1を外槽7にセットする際に、セルアレイパネル1の両側端部を位置規制柵711、711間により簡単に挿入できる。また、セルアレイパネル1の注入側先端部が傾斜端面611、611にガイドされて略V字空間62の底部矩形空間621に円滑且つ容易に嵌合挿入され、且つ、一対の板バネ8、8によりセルアレイパネル1全体が液晶貯溜溝6の底面(液晶表面)に対して垂直な方向にガタツキなく挟持される。したがって、セルアレイパネル1が比較的小面積で生じ反り変形が小さい場合は、上記実施形態にける櫛歯竿5のような外層開口に架設するパネル姿勢保持部材を省略しても、各セルアレイパネル1を所期の注入姿勢に保持することができる。即ち、この実施形態においては、板バネ8が本発明のパネル姿勢保持部となる。その結果、セルアレイパネル1を外槽7にセットする際はセルアレイパネル1の両側端部を間隔が広く確保された一対の位置規制柵711、711間に挿入するだけの簡単な作業で済み、液晶中への気泡の巻き込みのない高品質な液晶表示パネルを、より少ない工数で歩留まり良く安定的に製造することができる。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、パネル先端面支持部と斜面ガイド部は、液晶貯溜溝の側板に設けず、液晶貯溜溝間に鋸歯を備えた専用部材を別個に設置してもよい。この場合、液晶貯溜溝の側板に鋸歯を設けないから、液晶の漏出が抑制される。
また、セルアレイパネル1の所期の液晶注入姿勢は、必ずしも液晶液面に対して垂直に設定する必要はなく、複数のセルアレイパネル1をそれぞれ所定角度だけ互いに平行に傾斜させてもよい。これにより、液晶注入時間を短縮することができる。
1 セルアレイパネル
11、12 ガラス基板
2a〜2d 液晶表示セル
21 シール材
22 注入穴
221 注入口
3、7 外槽
31、71 側壁
311、711 位置規制柵
4、6 液晶貯溜溝
41 底板
42 側板
421 鋸歯
421a 傾斜端面
422 V字空間
5 櫛歯竿
51 櫛歯
52 保持空間
61 側板
62 略V字空間
621 保持空間
8 板バネ

Claims (6)

  1. 一対の基板が枠状シール材により接合され、前記シール材の少なくとも一部分を切り欠いて液晶の注入穴が形成されてなる液晶パネルに対し、前記一対の基板と前記シール材で囲まれた空間内に前記注入穴を介して液晶を注入するための液晶注入装置であって、液晶を所定の液面レベルまで満たして溜めるための液晶貯溜溝と、
    前記液晶パネルを、前記液晶貯溜槽の深さ方向において、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された液晶中に浸される位置に、支持するパネル先端面支持部と、
    前記深さ方向に対して傾斜する斜面を備え、支持すべき先端面部分を前記斜面上を摺動させつつ前記パネル先端面支持部にガイドする斜面ガイド部と、
    前記液晶パネルを、前記液晶貯溜溝の幅方向において、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された液晶中に浸される位置に、規制する一対のパネル側端面規制部と、
    前記液晶パネルを、前記注入穴の少なくとも外部に開いた開口全体が貯溜された前記液晶中に浸された状態で、パネル主面が液晶表面に対し起伏した所期の注入姿勢に保持するパネル姿勢保持部とを、
    有することを特徴とする液晶注入装置。
  2. 前記パネル先端面支持部と前記斜面ガイド部は、前記貯溜溝の側板に形成され、溝底部に向かうに従い徐々に対向間隔が狭くなる、一対の対向する傾斜端面からなることを特徴とする請求項1記載の液晶注入装置。
  3. 前記側板の溝底部とは反対側の上端部に、少なくとも一対の三角形が斜辺を対向させて溝の延在方向に連なる形状の鋸歯が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶注入装置。
  4. 注入対象ワークとしての前記液晶パネルが、それぞれが1個の液晶注入空間を備えた平面外形が矩形をなす複数個の液晶セルを、各注入穴が設けられた端面の延在方向を揃えて並列設置し形成されたセルアレイ体であり、
    前記液晶セルの個数と同数の前記液晶貯溜溝を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかの請求項に記載の液晶注入装置。
  5. 対向する前記傾斜端面が複数対設けられ、前記パネル姿勢保持部が複数枚の液晶パネルを同時に前記注入姿勢に保持可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかの請求項に記載の液晶注入装置。
  6. 液晶の注入穴が設けられた枠状シール材により一対の基板を接合する貼りあわせ工程と、
    前記一対の基板と前記シール材で囲まれた空間内に前記注入穴を介して液晶を注入する液晶注入工程と、を有する液晶パネルの製造方法であって、
    前記液晶注入工程は、
    液晶貯溜溝に液晶を所定の液面レベルまで満たして溜める工程と、
    前記液晶貯溜溝に貯溜された液晶中に前記注入穴が浸されるように前記液晶パネルを前記液晶貯溜溝に設置する工程と、からなり、
    前記液晶パネルを設置する工程は、前記注入穴が設けられた一辺が前記液晶貯溜槽に延伸する傾斜面を摺動するようにさせて前記液晶パネルを前記液晶貯溜溝に導くことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
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WO2013122072A1 (ja) 2012-02-13 2013-08-22 国立大学法人東京医科歯科大学 血液情報の測定方法及び装置

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