JP3895669B2

JP3895669B2 - ノズル保護手段を備えた液晶滴下装置

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Publication number: JP3895669B2
Application number: JP2002332054A
Authority: JP
Inventors: 赫珍權; 海 ▲チュン▼ 孫
Original assignee: エルジー．フィリップスエルシーデーカンパニー，リミテッド
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Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: US7410109B2; JP2003280014A; US20030146297A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶滴下装置に係るもので、詳しくは、液晶滴下装置において、液晶が排出されて滴下されるノズルに保護手段を具備することで、ノズル破損による液晶の飛散を防止すると同時に、ノズルの周囲にフッ素樹脂膜を形成してノズル周囲に液晶が固まる現象を防止し得る、ノズル保護手段を備えた液晶滴下装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
最近、携帯電話、携帯端末及びノートブックコンピュータのような各種携帯用電子機器の発展に伴って、それらに適用し得る軽薄短小用の平板ディスプレー装置に対する要求が増大しつつある。このような平板ディスプレー装置としては、液晶ディスプレー（LCD）、プラズマディスプレー（PDP）、電界放出ディスプレー（FED）及び真空蛍光ディスプレー（VFD）などの各種ディスプレー装置が活発に研究されているが、量産化技術、駆動手段の容易性及び高画質の具現という理由で、現在はＬＣＤ素子が脚光を浴びている。
【０００３】
ＬＣＤ素子は、液晶の屈折率異方性を利用して画面に情報を表示する装置であって、図９に示したように、下部基板５と、上部基板３と、それら上、下部基板３、５間に形成された液晶層７とを包含して液晶パネル１が構成されていた。
【０００４】
ここで、前記下部基板５は、駆動素子アレイ基板であって、図示されてないが、前記下部基板５には複数の画素が形成されて、各画素には薄膜トランジスタ（TFT）のような駆動素子が形成されている。
【０００５】
又、前記上部基板３は、カラーフィルタ基板であって、実際のカラーを具現するためのカラーフィルタ層が形成されている。
【０００６】
更に、前記下部基板５及び上部基板３には夫々画素電極及び共通電極が形成され、前記液晶層７の液晶分子を配向するための配向膜が塗布されている。
【０００７】
前記下部基板５及び上部基板３は、シーリング材９により合着され、それら間に液晶層７が形成されて、前記下部基板５に形成された駆動素子により液晶分子を駆動して前記液晶層７を透過する光量を制御することで、情報を表示するようになっていた。
【０００８】
ＬＣＤ素子の製造工程は、前記下部基板５に駆動素子としてのＴＦＴを形成するＴＦＴアレイ工程、前記上部基板３にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ工程及びセル工程に区分され、以下、各工程について、図１０を参照して詳しく説明する。
【０００９】
先ず、下部基板５上に配列されて画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインをＴＦＴアレイ工程により形成し、前記各画素領域に前記ゲートライン及びデータラインにそれぞれ接続される駆動素子としてのＴＦＴを形成する（Ｓ１０１）。又、前記ＴＦＴアレイ工程により前記ＴＦＴに接続されて、該ＴＦＴを介して信号が印加されることで液晶層を駆動する画素電極を形成する。
【００１０】
一方、上部基板３にはカラーフィルタ工程によりカラーを具現するR、G、Bのカラーフィルタ層及び共通電極を形成する（Ｓ１０４）。
【００１１】
次いで、前記上部基板３及び下部基板５に夫々配向膜を塗布した後、それら上部基板３と下部基板５間に形成される液晶層の液晶分子に配向規制力又は表面固定力（即ち、プレチルト角及び配向方向）を提供するために前記配向膜をラビングする（Ｓ１０２、Ｓ１０５）。
【００１２】
次いで、前記下部基板5に、セルギャップを一定に維持するためのスペーサを散布し（Ｓ１０３）、また、前記上部基板３の外郭部にシーリング材を塗布した後（Ｓ１０６）、前記下部基板５及び上部基板３に圧力を加えて合着させる（Ｓ１０７）。
【００１３】
一方、前記下部基板５及び上部基板３は、大面積のガラス基板に構成されている。即ち、前記大面積のガラス基板に複数のパネル領域が形成され、それらパネル領域にそれぞれ駆動素子のＴＦＴ及びカラーフィルタ層が形成されるため、一つの液晶パネルを製作するためには、前記ガラス基板を切断及び加工しなければならない（Ｓ１０８）。その後、このように加工された各液晶パネルに液晶注入口を通して液晶を注入し、前記液晶注入口を封止して液晶層を形成した後（Ｓ１０９）、各液晶パネルを検査することで、ＬＣＤ素子の製作を終了するようになっていた（Ｓ１１０）。
【００１４】
上述したように前記液晶は、パネルに形成された液晶注入口を通って注入される。この時、液晶の注入は圧力差により行われる。前記液晶パネルに液晶を注入する装置においては、図１１に示したように、真空チャンバ１０内には液晶が充填された容器１２が備えられ、その上部に液晶パネル１が位置される。又、前記真空チャンバ１０は、真空ポンプと連結されて真空状態を維持している。図示されてないが、前記真空チャンバ１０内には液晶パネル移動用装置が装着されており、前記液晶パネル1を容器１２の上部から容器まで移動させて、前記液晶パネル1に形成された注入口１６を液晶１４に接触させる（このような方式を浸漬注入方式という）。
【００１５】
このように前記液晶パネル１の注入口１６を液晶１４に接触させた状態で、前記真空チャンバ１０内に窒素N_２ガスを供給して前記チャンバ１０の真空度を低下させると、前記液晶パネル１の内部圧力と前記真空チャンバ１０との圧力差により前記液晶１４が前記注入口１６を通って前記液晶パネル1に注入され、液晶が前記パネル1内に完全に充填された後、前記注入口１６を封止材により封止することで、液晶層を形成するようになっていた（このような方式を真空注入方式という）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の液晶注入方法においては、パネル１への液晶注入時間が長くなるという不都合な点があった。一般に、液晶パネルの上、下部基板間の間隔は数μm程度と狭いため、単位時間当り、極少量の液晶が液晶パネルの内部に注入される。例えば、約１５インチの液晶パネルを製作する場合、液晶を完全に注入するのに概略８時間かかるが、このような長時間の液晶注入により液晶パネルの製造時間が長くなって、製造効率が低下するという不都合な点があった。
【００１７】
又、従来の液晶注入方法においては、液晶消耗率が高くなるという不都合な点があった。前記容器１２に充填されてある液晶１４中、実際に液晶パネル10に注入される量は極少量である。一方、液晶は大気や特定ガスに露出されると、ガスと反応して劣化してしまう。従って、前記容器１２に充填された液晶１４が複数枚の液晶パネル１０に注入される場合も、注入後に残された高価な液晶１４を廃棄しなければならず、その結果、液晶パネルの製造費用が増加するという不都合な点があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、少なくとも1つの液晶パネルを包含する大面積のガラス基板上に直接液晶を注入し得る、液晶滴下装置を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的は、液晶が排出されるノズルに保護手段を備えることで、外力によるノズルの破損や変形によって液晶の滴下量が変動したり、または、液晶が所望しない領域に滴下されることを防止し得る、液晶滴下装置を提供することである。
【００２０】
本発明のその他の目的は、保護手段が具備され、フッ素樹脂膜が形成されて、外力による破損や液晶の固まり現象を防止し得る、液晶滴下装置のノズル構造を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る液晶滴下装置においては、基板上に滴下される液晶が充填された液晶容器と、前記液晶容器の下部に設置され、本体部と、該本体部の下部から突出していて液晶を滴下する排出口と、前記本体部から突出していて前記排出口を保護する保護部と、からなるノズルとにより構成され、前記保護部は、前記本体部から少なくとも前記排出口の長さだけ突出させることを特徴とする。
【００２２】
そして、前記目的を達成するため、本発明に係る液晶滴下装置のノズル構造においては、本体と、前記本体の下部から突出していて液晶を滴下する排出口と、前記本体の下部から突出していて前記排出口を保護する保護部とにより構成され、前記保護部は、前記排出口と少なくとも同一長さだけ前記本体から突出させることを特徴とする。
【００２３】
且つ、前記目的を達成するため、本発明に係る液晶滴下装置の他の実施形態においては、基板上に滴下される液晶を充填する手段と、液晶を水滴状に基板上に滴下する手段と、前記滴下手段を保護する保護手段とを備えて構成されることを特徴とする。
【００２４】
また、前記目的を達成するため、本発明に係る液晶滴下装置の他の実施形態においては、基板上に滴下される液晶が充填された液晶容器と；前記液晶容器が受納されるケースと；前記液晶容器の下部に位置され、本体部と、該本体部の下部から突出していて液晶を滴下する排出口と、前記本体部の下部から前記排出口よりも長く突出していて前記排出口の周囲に壁を形成することで該排出口を保護する保護部と、前記排出口に形成されたフッ素樹脂膜とを包含するノズルと；前記液晶容器の下部に装着されて、該液晶容器に充填された液晶が排出される排出孔が形成されたニードルシートと；前記液晶容器に挿入されて、端部が前記ニードルシートに接触して前記排出口を介した液晶の流れを遮断させる下部位置と、端部が前記ニードルシートから分離する上部位置との間を移動するニードル部材と；前記ニードル部材を下部位置に移動させるスプリング部材と；磁気力を発生させて前記ニードル部材を上部位置に移動させるソレノイドシステムと；前記液晶容器にガス圧力を提供することで、前記ニードル部材が上部位置に位置する場合に、前記ノズルを介して液晶を滴下させるガス供給部と；を備えて構成されることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
液晶の浸漬方式又は真空注入方式のような従来の液晶注入方式の短所を克服するために、近来提案されている方法が液晶滴下方式（Liquid Crystal Dropping Method）による液晶層形成方法である。前記液晶滴下方式は、パネルの内部と外部との圧力差によって液晶を注入するものではなく、液晶を基板上に直接滴下及び分配した後、パネルの合着圧力を利用して滴下された液晶をパネル全体に均一に分布させることで、液晶層を形成するものである。このような液晶滴下方式は、短時間内に基板上に直接液晶を滴下するので、大面積のＬＣＤ素子の液晶層を非常に迅速に形成し得るだけでなく、必要量の液晶だけを基板上に直接滴下するため、液晶の消耗を最小化して、ＬＣＤ素子の製造費用を大幅に節減し得るというメリットがある。
【００２６】
図１は、液晶滴下方式の基本概念を示したもので、図示されたように、駆動素子及びカラーフィルタが夫々形成された下部基板１０５と上部基板１０３とを合着する前に、前記下部基板１０５上に水滴状の液晶１０７を滴下する。一方、前記液晶１０７をカラーフィルタの形成された前記上部基板１０３上に滴下することもできる。即ち、液晶滴下方式において、液晶滴下の対象となる基板は、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板の何れでも構わないが、但し、基板を合着する時、液晶が滴下された基板は必ず下部に置かれるべきである。
【００２７】
この時、前記上部基板１０３の外郭領域には、シーリング材１０９が塗布され、前記上部基板１０３及び下部基板１０５に圧力を加えると、それら上部基板１０３と下部基板１０５とが合着されると同時に、前記圧力により前記液晶１０７の滴が広がって前記上部基板１０３と下部基板１０５間に均一厚さの液晶層が形成される。このように、前記液晶滴下方式の最大特徴は、前記パネル１０１を合着する前に前記下部基板１０５上に予め液晶１０７を滴下した後、シーリング材１０９によりパネルを合着することである。
【００２８】
このような液晶滴下方式が適用されたＬＣＤ素子の製造方法においては、図２に示したように、ＴＦＴアレイ工程及びカラーフィルタ工程により上部基板１０５及び下部基板１０３に駆動素子としてのＴＦＴ及びカラーフィルタ層をそれぞれ形成する（Ｓ２０１、Ｓ２０４）。このとき、前記ＴＦＴアレイ工程及びカラーフィルタ工程は、図１０に示された従来の製造方法と同様であって、複数のパネル領域が形成される大面積のガラス基板に一括的に進行される。特に、本発明では液晶滴下方式が適用されるので、従来の製造方法よりも一層広いガラス基板、例えば、1000×1200mm^２以上の大面積のガラス基板に有効に使用することができる。
【００２９】
次いで、ＴＦＴが形成された前記下部基板１０５及びカラーフィルタ層が形成された前記上部基板１０３に夫々配向膜を塗布し、ラビングを行なった後（Ｓ２０２、Ｓ２０５）、前記下部基板１０５の液晶パネル領域には液晶１０７を滴下し（Ｓ２０３）、前記上部基板１０３の液晶パネルの外郭部領域にはシーリング材１０９を塗布する（Ｓ２０６）。
【００３０】
次いで、前記上部基板１０３と下部基板１０５とを整列した状態で圧力を加えて、前記シーリング材により前記下部基板１０５と上部基板１０３とを合着させると同時に、圧力の印加により滴下された液晶１０７がパネル全体に均一に広がるようにする（Ｓ２０７）。このような工程により大面積のガラス基板（下部基板及び上部基板）には液晶層が形成された複数の液晶パネルが形成され、前記ガラス基板を加工及び切断して複数の液晶パネルに分離して、各液晶パネルを検査することで、ＬＣＤ素子を製作する（Ｓ２０８、Ｓ２０９）。
【００３１】
ここで、図２に示した液晶滴下方式が適用されたＬＣＤ素子の製造方法と、図１０に示した従来の液晶注入方式が適用されたＬＣＤ素子の製造方法と、を比較してみると、液晶の真空注入と液晶の滴下及び、大面積ガラス基板の加工時期の差の外にも、従来液晶注入方式が適用されたＬＣＤ素子の製造方法においては、注入口を通って液晶を注入した後、該注入口を封止材により封止するべきであるが、液晶滴下方式が適用された製造方法においては、液晶が基板に直接滴下されるので、そのような注入口の封止工程が不必要になる。又、従来の液晶注入方式が適用された製造方法においては、液晶の注入時に基板が液晶に接触するので、パネルの外部面が液晶により汚染され、従って、該汚染された基板を洗浄するための工程が必要であったが、液晶滴下方式が適用された製造方法では、液晶が基板に直接滴下されるので、パネルが液晶により汚染されず、従って、洗浄工程が不必要である。このように、液晶滴下方式によるＬＣＤ素子の製造方法は、従来の液晶注入方式による製造方法よりも簡単な工程で構成されているため、製造効率及び収率が向上する。
【００３２】
前記液晶滴下方式が適用されたＬＣＤ素子の製造方法において、液晶層を所望の厚さに正確に形成するための最も重要な要因は、滴下される液晶の位置及び液晶の滴下量である。特に、液晶層の厚さは、液晶パネルのセルギャップと密接な関係を有するため、正確な液晶の滴下位置及び滴下量は、液晶パネルの不良を防止するために非常に重要な要素である。従って、正確な位置に正確な量の液晶を滴下する装置が必要となり、本発明ではそのための液晶滴下装置を提供する。
【００３３】
図３は、本発明に係る液晶滴下装置１２０を利用して基板（大面積のガラス基板）１０５上に液晶１０７を滴下する基本的な概念を示したもので、前記液晶滴下装置１２０は、基板１０５の上部に設置されている。図示されてないが、前記液晶滴下装置１２０の内部には液晶が充填されて基板上に一定量を滴下する。
【００３４】
通常、液晶は、水滴状に基板上に滴下される。前記基板１０５は、設定された速度でｘ、ｙ方向に移動し、また、前記液晶滴下装置１２０は、設定された時間間隔で液晶を排出するため、前記基板１０５上に滴下される液晶１０７はｘ、ｙ方向に一定の間隔に配置される。反対に、液晶滴下時、前記基板１０５は固定されて、前記液晶滴下装置１２０がｘ、ｙ方向に移動して液晶を所定間隔に滴下することもできるが、この場合、前記液晶滴下装置１２０の移動によって水滴状の液晶が揺れて液晶の滴下位置及び滴下量に誤差が発生することがあるので、前記液晶滴下装置１２０は固定させて、前記基板１０５を移動させることが好ましい。
【００３５】
ここで、前記液晶滴下装置１２０においては、図４及び図５に示したように、液晶１０７が充填された円筒形の液晶容器１２４がケース１２２に収納されている。前記液晶容器１２４は、例えばポリエチレンにより形成され、前記ケース１２２はステンレス鋼のような金属により形成されている。通常、ポリエチレンは成形性に優れて所望の形状の容器を形成することが容易であるだけでなく、液晶と反応しないので液晶容器１２４として主に使用される。然し、前記ポリエチレンは強度が弱いため外部の衝撃で変形しやすく、特に、液晶容器１２４としてポリエチレンを使用する場合、容器１２４が変形すると、正確な位置に液晶１０７を滴下することができないので、強度の強いステンレス鋼からなる前記ケース１２２に収納して使用する。また、図示されてないが、前記液晶容器１２４の上部には外部のガス供給部に連結されたガス供給管が連結されているので、該ガス供給管を介して外部のガス供給部から窒素のようなガスが供給され、前記液晶容器１２４の液晶が充填されてない領域にガスが充填されて前記液晶に圧力を加えることで、液晶が滴下される。
【００３６】
前記ケース１２２の下端部には開口１２３が形成され、前記液晶容器１２４が前記ケース１２２に収納されるとき、前記液晶容器１２４の下端部に形成された突起138が前記開口１２３に挿入されて、前記液晶容器１２４を前記ケース１２２に結合させる。また、前記突起１３８は第1結合部１４１と結合される。前記突起１３８にはナットが形成され、前記第１結合部１４１の一方側にはボルトが形成されて、それらナット及びボルトにより前記突起１３８と第１結合部１４１とが連結される。
【００３７】
前記第１結合部１４１の他方端にはナットが形成され、第２結合部１４２の一方側にはボルトが形成されて、それら第1結合部１４１と第２結合部１４２とが連結される。この時、前記第１結合部１４１と第２結合部１４２間にはニードルシート１４３が配置される。
【００３８】
又、前記ニードルシート１４３は、前記第１結合部１４１のナットに挿入されて、前記第２結合部１４２のボルトが挿入して締結される時、前記第１結合部１４１と第２結合部１４２との間に固定される。又、前記ニードルシート１４３には排出孔１４４が形成されて、前記液晶容器１２４に充填された液晶１０７が前記第２結合部１４２を経て前記排出孔を通って排出される。
【００３９】
又、前記第２結合部１４２にはノズル１４５が結合される。前記ノズル１４５は、前記液晶容器１２４に充填された液晶１０７を少量ずつ滴下させるためのものであって、前記第２結合部１４２の一方側に形成されたナットと連結されて、前記ノズル１４５を第２結合部１４２に結合させるボルトを包含する支持部１４７と、該支持部１４７から突出していて少量の液晶を水滴状に基板上に滴下させる排出口１４６と、前記支持部１４７の外部に形成されて前記排出口１４６を保護する保護壁１４８と、により構成される。
【００４０】
又、前記支持部１４７の内部には前記ニードルシート１４３の排出孔１４４から延長された排出管が形成され、該排出管が前記排出口１４６と連結されている。通常、前記ノズル１４５の排出口１４６は、極小直径に形成されて（微細な液晶の滴下量を調節するために）、前記支持部１４７から突出している。従って、前記ノズル１４５を前記第２結合部１４２に結合または分離させるときは外力により影響されやすく、例えば、前記ノズル１４５を前記第２結合部１４２に連結する時、前記排出口１４６が変形または破損すると、該排出口１４６の直径が変化して、ガラス基板上に滴下される液晶の量を調節することが困難になるだけでなく、破損された領域に液晶が撥ねて所望しない位置に液晶が滴下されるというような問題がある。引いては、前記排出口１４６が破損して液晶を滴下すること自体が不可能になる問題もある。特に、前記排出口１４６の破損によって滴下される液晶がシーリング領域（シーリング材が塗布されて上部基板と下部基板とを合着させる領域）に撥ねた場合、両基板の合着時、液晶が撥ねた領域のシーリング材が切れて液晶パネルに不良が発生する。
【００４１】
前記排出口１４６の保護壁１４８は、上述したように外力によって前記ノズル１４５の排出口１４６が破損されることを防止する。即ち、図示されたように、前記排出口１４６の周辺に所定高さの壁を形成することで、外力が前記排出口１４６に加えられることを防止する。
【００４２】
又、前記液晶容器１２４にはニードル１３６が挿入されており、その一方側が前記ニードルシート１４３に接触している。特に、前記ニードルシート１４３と接触する前記ニードル１３６の端部は円錐状に形成されているため、該当端部が前記ニードルシート１４３の排出孔１４４に挿入されて該排出孔を遮断する。
【００４３】
又、前記前記ニードル１３６の他端部にはスプリング１２８が装着され、その上部には間隙調整部１３４が付着された磁性棒１３２が装着されている。該磁性棒１３２は、強磁性物質又は軟磁性物質により形成されており、その外部には円筒状のソレノイドコイル１３０が装着されている。図示されてないが、前記ソレノイドコイル１３０は、外部の電源供給部と接続されて電源が印加され、よって、前記磁性棒１３２に磁気力が発生する。
【００４４】
このとき、前記ニードル１３６と磁性棒１３２とは所定間隔Ｄを有して装着されている。外部の電源供給部から前記ソレノイドコイル１３０に電源が供給されて、前記磁性棒１３２に磁気力が発生すると、該磁気力によって前記ニードル１３６が前記磁性棒１３２に接触し、一方、電源供給が中断されると、前記ニードル１３６の端部に装着されたスプリング１２８の弾性により前記ニードル１３６は元来の位置に復帰する。このような前記ニードル１３６の上下移動によって、前記ニードルシート１４３に形成された排出孔１４４が開放又は遮断される。このように前記ニードル１３６の端部とニードルシート１４３とは、前記ソレノイドコイル１３０に電源が供給又は中断されることで、反復的に接触し、このような反復的な接触によって前記ニードル１３６の端部及びニードルシート１４３が継続的な衝撃に曝されて破損される恐れがある。従って、前記ニードル１３６の端部及びニードルシート１４３を衝撃に強い物質、例えば、超硬合金により形成して衝撃による破損を防止することが好ましい。
【００４５】
図６に示したように、前記ニードル１３６が上昇して前記ニードルシート１４３の排出孔１４４が開放されると、前記液晶容器１２４に供給されるガス（即ち、窒素ガス）が液晶に圧力を加えるので、前記ノズル１４５から液晶１０７の滴下が開始される。この時、滴下される前記液晶１０７の量は、前記排出孔１４４の開放時間及び液晶に加えられる圧力によって相違し、前記開放時間は、前記ニードル１３６と磁性棒１３２との間隔Ｄ、前記ソレノイドコイル１３０により発生する磁性棒１３２の磁気力及び、前記ニードル１３６に装着されたスプリング１２８の張力によって決定される。ここで、前記磁性棒１３２の磁気力は、該磁性棒１３２の周囲に装着される前記ソレノイドコイル１３０の巻線数及び前記ソレノイドコイル１３０に印加される電源の大きさによって調整することが可能で、前記ニードル１３６と磁性棒１３２との間隔Ｄは、前記磁性棒１３２の端部に装着された間隙調整部１３４により調整することができる。
【００４６】
また、図示されてないが、前記ソレノイドコイル１３０を、前記磁性棒１３２の周囲でなく前記ニードル１３６の周囲に装着することもできる。この場合、前記ニードル１３６が磁性物質により構成されるため、前記ソレノイドコイル１３０に電源が印加されると、前記ニードル１３６が磁性を有するようになり、その結果、該ニードル１３６が上昇して前記磁性棒１３２に接触する。
【００４７】
ここで、図７Ａ、図７Ｂに示したように、前記ノズル１４５において、排出口１４６を有する排出口部材の周囲には、保護部材を有する保護壁１４８が形成される。例えば、前記排出口１４６の高さが前記保護壁１４８とほぼ同一の高さ、好ましくは、該排出口１４６よりもやや高く形成された保護壁１４８の高さの約０．８倍であることが好ましく、このようにすると、前記ノズル１４５を結合または分離させるとき、該ノズル１４５が結合用工具などによって変形または破損されることを防止することができる。
【００４８】
さらに、前記保護壁１４８により前記ノズル１４５の全体サイズが増大する。通常、前記ノズル１４５の大きさは非常に小さいため、工具などを利用して前記ノズル１４５を前記第2結合部１４２に結合または分離させるとき、その取扱が非常に困難であるが、本発明のように前記保護壁１４８を形成して前記ノズル１４５のサイズを大きくすると、前記ノズル１４５の結合または分離を容易に行ない得る効果がある。
【００４９】
ここで、前記保護壁１４８の材質としては、外力から前記排出口１４６を保護し得る物質であれば如何なる物質でも構わないが、強度の高いステンレス鋼や超硬合金などを使用することができる。
【００５０】
また、図７Ｂに示したように、前記ノズル１４５の排出口１４６の周囲には、フッ素樹脂１５０のような液晶に対する接触角の高い物質が塗布されるが、その理由を説明すると次のとおりである。
【００５１】
接触角とは、液体が固体表面で熱力学的な平衡を成すときに形成する角を意味し、このような接触角は、固体表面の濡れ性（Wettability）を表す尺度である。前記ノズル１４５は金属により形成されるが、通常、金属は低い接触角を有する。
【００５２】
従って、金属は高い濡れ性（即ち、親水性）及び高い表面エネルギーを有するため、液体が金属の表面に広がる性質が強い。つまり、金属により形成された前記ノズル１４５を介して液晶を滴下する場合、液晶が前記ノズル１４５の排出口１４６の端部で水滴状とならずに前記ノズル１４５の表面に広がるようになり、液晶滴下を反復して行なうと、前記ノズル１４５の表面に広がった液晶が固まるようになる。
【００５３】
また、前記ノズル１４５の表面に液晶が広がる現象は、正確な液晶滴下を不可能にさせる。前記排出孔１４４が開放される時間及び液晶に加えられる圧力を調節して、前記ノズル１４５の排出口１４６を介して排出される液晶の量を制御する場合にも、排出される液晶中の一部が前記ノズル１４５の表面に広がるので、実際基板に滴下される液晶の量は、前記排出口１４６を介して排出される液晶の量よりも小さくなる。勿論、前記ノズル１４５の表面に広がる液晶の量を勘案して排出量を制御することはできるが、実質的に前記ノズル１４５の表面に広がる液晶の量を算出することは不可能である。
【００５４】
また、液晶滴下を反復して行なうことによって前記ノズル１４５に固まる液晶量と前記ノズル１４５の排出口１４６を介して排出される液晶量とを合計すると、設定された量よりも多量の液晶が基板に滴下されることもあり得る。言い換えると、金属からなる前記ノズル１４５では、金属の特性である低い接触角により、滴下される液晶の量が不規則になる。
【００５５】
一方、本発明のように前記ノズル１４５、特に、前記ノズル１４５の排出口１４６の周囲に接触角の高いフッ素樹脂膜１５０を塗布する場合は、該フッ素樹脂膜１５０の低い濡れ性（疏水性）及び低い表面エネルギーによって、前記ノズル１４５の排出口１４６を介して排出される液晶１０７が、前記ノズル１４５の表面に広がらず完全な水滴状となり、その結果、所望の量の液晶を正確に基板に滴下することができる。
【００５６】
ここで、前記フッ素樹脂膜１５０はテフロン塗布膜である。このようなテフロンとしては、ポリテトラフロロエチレン（PTFE）、フッ素化エチレンプロピレン（FEP）及びポリフロロアルコキシ（PEA）のような3種類の基本形態のテフロンが用いられ、それら基本形態に有機化合物を添加することもできる。前記フッ素樹脂膜１５０は、浸漬や噴射方法により前記ノズル１４５の表面に塗布される。図７Ｂでは、前記フッ素樹脂膜１５０が前記排出口１４６の周囲だけに塗布されているが、その他に前記保護壁１４８を包含する前記ノズル１４５全体に塗布することもできる。フッ素樹脂は、高い接触角を有するだけでなく、耐摩耗性、耐熱性及び耐薬品性のような多様な特性を有するため、前記フッ素樹脂膜１５０の塗布によって、前記ノズル１４５が外力によって変形または破損されることをより效果的に防止することができる。
【００５７】
また、前記ノズルの他の実施例として、図8に示したように、傾斜された排出口１４６を有することもできる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るノズル保護手段を備えた液晶滴下装置においては、液晶滴下装置のノズルにフッ素樹脂膜の塗布された保護壁が具備されるので、次のような効果が得られる。
【００５９】
第１に、ノズルの排出口の周囲に保護壁が形成されているので、ノズルを結合または分離させるとき、排出口が変形または破損されることを防止して、液晶滴下量の不良を防止することができる。
【００６０】
第２に、排出口の変形によってシーリング領域に液晶が滴下されて、上部基板と下部基板とを真空合着させる時、滴下された液晶によりシーリング領域が切れることを、前記保護壁を形成することによって防止し得るので、液晶パネルに不良が発生することが防止される。
【００６１】
第３に、ノズルの排出口の周囲にフッ素樹脂膜を塗布することで、正確な量の液晶を基板に滴下することができる。
【００６２】
第4に、排出口の周囲またはノズル全体にフッ素樹脂膜を塗布することでノズルの強度を向上させるので、外力によってノズルが影響を受けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶滴下装置により製作されたＬＣＤ素子を示した図である。
【図２】液晶滴下方式によりＬＣＤ素子を製作する方法を示したフローチャートである。
【図３】液晶滴下方式の基本概念を示した図である。
【図４】本発明に係る液晶滴下装置を示した図である。
【図５】図４の液晶滴下装置の分解斜視図である。
【図６】図４の液晶滴下装置において、液晶を滴下させるときの構造を示した図である。
【図７Ａ】図４の液晶滴下装置におけるノズル構造の１実施例の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａのノズル構造の断面図である。
【図８】図４の液晶滴下装置におけるノズル構造の他の実施例を示した図である。
【図９】従来のＬＣＤ素子を示した断面図である。
【図１０】従来のＬＣＤ素子の製造方法を示したフローチャートである。
【図１１】従来のＬＣＤ素子の液晶注入方法を示した概略図である。
【符号の説明】
１０１：液晶パネル領域
１０３、１０５：基板
１０７：液晶
１２０：液晶滴下装置
１２２：ケース
１２３：開口
１２４：液晶容器
１２８：スプリング
１３０：ソレノイドコイル
１３２：磁性棒
１３４：間隙調整部
１３６：ニードル
１３８：突起
１４１：第１結合部
１４２：第２結合部
１４３：ニードルシート
１４４：排出孔
１４６：排出口
１４５：ノズル
１４７：支持部
１４８：保護壁
１５０：フッ素樹脂膜

Claims

基板上に滴下される液晶が充填された液晶容器と、
前記液晶容器の下部から突出していて液晶を滴下する排出口部材と、前記液晶容器の下部から突出していて前記排出口部材の少なくとも一部を囲む保護部材と、からなるノズルとにより構成され、
前記保護部材は、少なくとも前記排出口部材の長さだけ突出させることを特徴とする液晶滴下装置。
前記液晶容器が受納されるケースを更に包含することを特徴とする請求項１記載の液晶滴下装置。
前記液晶容器の下部に設置される結合部を更に包含することを特徴とする請求項１記載の液晶滴下装置。
前記保護部材の形状は、前記排出口部材の周囲に形成された保護壁であることを特徴とする請求項３記載の液晶滴下装置。
前記保護部材は、前記液晶容器の下部から前記排出口部材よりも長く突出していることを特徴とする請求項１記載の液晶滴下装置。
前記排出口部材は、前記液晶容器の下部から前記保護部材の約0.8倍の長さに突出していることを特徴とする請求項５記載の液晶滴下装置。
前記ノズルに形成されたフッ素樹脂膜を更に包含することを特徴とする請求項１記載の液晶滴下装置。
前記フッ素樹脂膜は、実質的にノズルの外部表面全体に形成されることを特徴とする請求項７記載の液晶滴下装置。
前記フッ素樹脂膜は、浸漬法及び噴射法の何れか１つの方法により形成されることを特徴とする請求項７記載の液晶滴下装置。
前記液晶容器の下部に装着されて、該液晶容器の液晶が排出される排出孔が形成されたニードルシートと、
前記液晶容器に挿入されて、端部が前記ニードルシートに接触して前記排出口部材を介した液晶の流れを遮断する下部位置と端部が前記ニードルシートから分離する上部位置との間を移動するニードル部材と、
を更に包含することを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
前記ニードル部材を下部位置に移動させる移動手段と、
磁気力を発生させて前記ニードル部材を上部位置に移動させるソレノイドシステムと、
を更に包含することを特徴とする請求項１０記載の液晶滴下装置。
前記液晶容器にガス圧力を提供することで、前記ニードル部材が上部位置に位置する場合、前記ノズルを介して液晶を滴下させるガス供給部を更に包含することを特徴とする請求項１０記載の液晶滴下装置。
液晶容器の下部から突出していて液晶を滴下する排出口部材と、
前記液晶容器の下部から突出していて前記排出口部材の少なくとも一部を囲む保護部材と、により構成され、
前記保護部材は、前記排出口部材と少なくとも同一長さに突出していることを特徴とする液晶滴下装置のノズル構造。
前記保護部材の形状は、前記排出口部材の周囲に形成された保護壁であることを特徴とする請求項１３記載のノズル構造。
前記保護部材は、前記排出口部材よりも長く前記液晶容器の下部から突出していることを特徴とする請求項１３記載のノズル構造。
前記排出口部材は、前記保護部材の約0.8倍の長さに前記液晶容器の下部から突出していることを特徴とする請求項１５記載のノズル構造。
前記排出口部材の少なくとも一部分に形成されたフッ素樹脂膜を更に包含することを特徴とする請求項１３記載のノズル構造。
前記フッ素樹脂膜は、実質的に前記液晶容器の下部、排出口部材及び保護部材の外部表面全体に形成されることを特徴とする請求項１７記載のノズル構造。
前記フッ素樹脂膜は、浸漬法及び噴射法の何れか１つの方法により形成されることを特徴とする請求項１７記載のノズル構造。
基板上に滴下される液晶を充填する手段と、
液晶を水滴状に基板上に滴下する手段と、
前記滴下手段を保護する保護手段と、
を備えて構成されることを特徴とする液晶滴下装置。
基板上に滴下される液晶が充填された液晶容器と、
前記液晶容器が受納されるケースと、
前記液晶容器の下部にから突出していて液晶を滴下する排出口部材と、前記液晶容器の下部から前記排出口部材よりも長く突出していて前記排出口部材の周囲に壁を形成することで該排出口部材の少なくとも一部を囲む保護部材と、前記排出口部材に形成されたフッ素樹脂膜と、を包含するノズルと、
前記液晶容器の下部に装着されて、該液晶容器に充填された液晶が排出される排出孔が形成されたニードルシートと、
前記液晶容器に挿入されて、端部が前記ニードルシートに接触して前記排出口部材を介した液晶の流れを遮断させる下部位置と端部が前記ニードルシートから分離する上部位置との間を移動するニードル部材と、
前記ニードル部材を下部位置に移動させるスプリング部材と、
磁気力を発生させて前記ニードル部材を上部位置に移動させるソレノイドシステムと、
前記液晶容器にガス圧力を提供することで、前記ニードル部材が上部位置に位置する場合、前記ノズルを介して液晶を滴下させるガス供給部と、
を備えて構成されることを特徴とする液晶滴下装置。