JP4166848B2 - 液晶注入装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶の注入装置及び注入方法に関するもので、特に、複数の液晶パネルに液晶を注入するとき、注入軌跡が発生しなく液晶が揮発されない液晶の注入装置及び注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般的に一定の間隔をおいて対向するように配置された二つの基板と、上記二つの基板間に注入される液晶からなる。この際、液晶は短軸と長軸に対する屈折率異方性を有しているので、液晶表示装置の均一の明るさと高いコントラスト比を得るためには、液晶分子の配列を一定に制御することが必須的である。これのために、液晶パネルをなす基板面に配向膜を塗布し、上記配向膜に配向処理を行うべきである。
【０００３】
上記配向膜の配向処理方法中で現在一番一般的な方法がラビング法である。上記方法は基板にポリイミドからなる配向膜を塗布した後、ラビング布で機械的な摩擦を行って上記配向膜表面に一定のプレチルト角を有する、均一の微細溝を形成することである。微細溝が形成されたポリイミド配向膜表面と液晶分子間の相互作用で配向膜全表面にわたって所望の方法に液晶分子等を一定に配向させることになる。
【０００４】
しかし、上記ラビング法はラビング布の摩擦強度によって配向膜に形成される微細溝の形態が異なるようになってこの微細溝によって配向される液晶分子の配列が一定でないので、不規則的な位相歪曲と光散乱が発生することになって液晶ディスプレイの性能を低下させる恐れがある。また、ラビング処理時、塵及び静電気が発生して基板に影響を及ぼし歩留まりが低下するという問題点が発生する。
【０００５】
従って、上記ラビングを実施しないで液晶を配向するさまざまな方法が提示されている。これらの方法としては、光の照射によって配向膜の配列を誘導する光配向、液晶を加熱して等方相で形成した後、徐々に冷却して異方相の液晶が不規則に配列されるようにするアモルファス配向等がある。
【０００６】
しかし、上記配向法はすべてラビング法に比べてその配向力が弱いので、液晶を常温で注入時液晶のネマティック性質によって配向の表面に吸入痕跡が現れて液晶の配向秩序が乱れて、局部的な斑点がディスプレイ上に発生するという問題点がある。
【０００７】
上記問題点を克服するためには、液晶の注入時液晶のネマティック転移温度より高い温度に上昇させて、等方相の液晶を液晶パネルに注入すべきである。液晶をネマティック転移温度以上の高温に加熱すれば、液晶のネマティック特性が除去され等方的な状態になるので配向力が弱い配向膜に引かれ現象が現れなくなって、液晶注入前に設定した配向膜の配向秩序が維持されることができる。
【０００８】
図１は従来の液晶注入方法を示す図面である。図面に示したように、真空チャンバ１０の中に液晶パネル１と液晶３が盛られた液晶容器２を入れて減圧して真空に近い状態にした後、液晶３をパネル１に接触して液晶パネル１内部の真空状態を維持するようにする。パネル１は周囲に紫外線ランプ５のような熱源で加熱し、液晶3は液晶容器２にヒーター4のような熱源で加熱して液晶が加熱による等方的な状態で、毛細管現象とパネルの内部と外部の気圧差を利用してセル内に注入されるようにする。しかし、この際、液晶は低圧状態で気化点が低くなるので、ネマティック転移温度ＴN1でも容易に揮発することになって、液晶の損失をもたらす。
【０００９】
また、液晶パネルの部位毎に異なる温度が提供されるので、液晶パネルの一定部位はネマティック転移温度以下の温度になって注入軌跡が残ることになり、また、過度な熱が提供されることによって、液晶パネル内の配向膜や液晶自体に損傷を与えるおそれがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、液晶を高温で等方的な状態で注入して液晶の注入による軌跡を残さないながらも、液晶の揮発が防止できる液晶注入装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
参考発明の目的は液晶パネルの全表面に均一の温度が提供されて注入軌跡が残らない液晶注入装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
参考発明のさらに他の目的は多数の液晶パネルに液晶を同時に注入して製造時間が節減できる液晶注入装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
参考発明に係る液晶注入装置は、液晶パネルが装着された圧力が変わるチャンバと、上記チャンバ内に設けられて液晶パネルを加熱する加熱手段と、上記チャンバ内に設けられて加熱手段と接触されない液晶容器とを備えたものである。
【００１４】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が液晶パネル近くに装着されて熱伝達によって液晶パネルを加熱するものである。
【００１５】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記液晶容器に冷却装置が装着されているものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、参考発明の第１形態による液晶注入装置は液晶のパネルにだけ熱が伝達され、液晶が盛られた液晶容器には熱が伝達されないようにする装置を用いると同時に、液晶の注入口を長く形成したパネルを用いる。この装置を用いて、高温の液晶注入ができるようになって液晶注入時の引かれ現象をなくすることができるのみならず、液晶皿に熱が伝達されないので液晶の揮発による損失を防止できるようになる。
【００１７】
このために、参考発明の形態では、液晶パネルの熱板等の直接加熱装置を接近させてパネルだけを加熱し、液晶が盛られた液晶容器には熱が伝達されないようにすることである。これによって、液晶を高温で注入して液晶の引かれ現象が発生せず、液晶容器内の液晶は揮発されない。
【００１８】
この発明に係る液晶注入装置は、真空チャンバと常圧チャンバに分離されて、液晶パネルの注入口が真空チャンバに位置し液晶パネルの他部分が常圧チャンバに位置したチャンバと、上記常圧チャンバに設けられて液晶パネルを加熱する加熱手段と、上記真空チャンバに設けられた、液晶を盛っている液晶容器からなるものである。
【００１９】
この発明に係る液晶注入装置は、上記常圧チャンバと真空チャンバが分離板によって分離されたものである。
【００２０】
この発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が常圧チャンバ内の大気を媒質として液晶パネルを加熱するものである。
【００２１】
本発明の形態の他の例では、チャンバを設けて真空チャンバと常圧チャンバに分離する。液晶パネルの注入口だけを真空チャンバに位置するようにし、上記注入口以外のパネルは常圧チャンバに位置するようにしてパネルと液晶容器の加圧条件を別にする。このような構造はチャンバ内の大気の対流現象を利用するもので、上記常圧チャンバには大気の対流による熱伝達になるが真空チャンバには大気がないので、熱伝達が生じないようにすることである。これのために、常圧チャンバに加熱装置を設け、真空チャンバは液晶が盛られた液晶容器を準備して対流による熱伝達が常圧チャンバ内の液晶パネルにだけ生じ、真空チャンバ内の液晶容器に盛られた液晶には生じないようにする。そこで、加熱によって液晶容器内の液晶には熱伝達が生じないようになるので、液晶を高温で注入しても液晶の揮発が防止される。
【００２２】
参考発明に係る液晶注入装置は、少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記液晶パネルの両面と接触してパネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、上記液晶パネルと上記加熱装置の間に設けられて加熱装置の熱を液晶パネルに伝達する少なくとも一つの熱弾性体と、上記液晶パネルと一定の間隔をおいて装着された、液晶を盛っている液晶容器とを備えたものである。
【００２３】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱装置が板状のヒーターであるものである。
【００２４】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記チャンバの外部に装着されて加熱装置の温度を制御する第1温度制御器を備えたものである。参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記真空チャンバの外部に装着されて液晶の温度を制御する第2温度制御器を備えたものである。
【００２５】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記熱弾性体がシリコンゴムであるものである。
【００２６】
参考発明に係る液晶注入装置は、少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記真空チャンバの外部に設けられてチャンバの内部全体を均一に加熱する加熱手段と、上記液晶パネルから一定の間隔をおいて装着された、液晶が盛られた液晶容器とを備えたものである。
【００２７】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が温風器であるものである。
【００２８】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記加熱手段に連結されて加熱手段の温度を制御する温度制御器を備えたものである。
【００２９】
参考発明に係る液晶注入装置は、注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記真空チャンバの内部に設けられて液晶パネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、上記チャンバにガスを供給するガス供給部と、上記液晶パネルに形成されて液晶の注入を遅延する遅延部と、上記液晶パネルから一定の間隔をおいて装着された、液晶が盛られた液晶容器とを備えたものである。
【００３０】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記遅延部が液晶パネルの注入口に形成されたものである。
【００３１】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記ガス供給装置がチャンバ内に窒素ガスを供給するものである。
【００３２】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記ガス供給装置がチャンバ内に高温ガスを供給するものである。
【００３３】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記チャンバ内に装着されてパネルを均一に加熱するパンを備えたものである。
【００３４】
参考発明に係る液晶注入方法は、チャンバ内に注入口が形成された液晶パネル、加熱手段、液晶が盛られた液晶容器を準備する段階と、液晶パネルを加熱する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶をパネルの注入口と接触させて液晶パネル内部の低圧状態を維持する段階と、上記チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えたものである。
【００３５】
参考発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００３６】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、冷却手段によって上記液晶容器を冷却する段階を備えたものである。
【００３７】
この発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内に液晶パネルの注入口と液晶が盛られた液晶容器を装着し、常圧チャンバ内には注入口以外の液晶パネルと加熱装置を装着する段階と、上記液晶パネルを加熱する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、上記真空チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えるものである。
【００３８】
この発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００３９】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記パネル上に装着されてパネルの両面と接触する少なくとも一つの加熱手段と、上記液晶パネルと加熱手段間に装着されて加熱手段の熱をパネルに伝達する少なくとも一つの熱弾性体を準備する液晶が盛られた液晶容器を上記液晶パネルと一定の間隔をおいて準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶パネルを加熱する段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、上記真空チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えたものである。
【００４０】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記加熱手段の加熱温度が液晶のネマティック転移温度以上であるものである。
【００４１】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、上記液晶容器を加熱する段階を備えたものである。
【００４２】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記液晶パネルと一定の距離をおいて装着された少なくとも一つの加熱手段を準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、高温ガスを真空チャンバ内に流入して液晶パネルを加熱する同時に液晶容器の液晶を液晶パネルを注入する段階とを備えたものである。
【００４３】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記液晶パネルが液晶のネマティック転移温度以上に加熱されるものである。
【００４４】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記液晶パネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、液晶が盛られた液晶容器を準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、チャンバ内にガスを供給してチャンバ内の圧力を増加させる段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、液晶パネルを加熱する段階と、上記液晶パネルに液晶を注入する段階とを備えたものである。
【００４５】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記液晶パネルが液晶のネマティック転移温度以上に加熱されるものである。
【００４６】
参考発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００４７】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、遅延部が形成された液晶パネルの注入口を切り抜ける段階と、上記液晶パネルを密封する段階とを備えたものである。
【００４８】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、上記液晶パネルを加熱する段階が高温ガスをチャンバ内に供給して液晶パネルを加熱する段階を備えるものである。
【００４９】
参考発明の形態のさらに他の例では、液晶が盛られた液晶容器に冷却装置を設けて、液晶パネルを加熱するとき、液晶が加熱されないようにして液晶の揮発が防止できる。
【００５０】
参考発明の他の形態による液晶注入装置は真空チャンバ内に液晶が注入される前の液晶パネル、上記液晶パネルを加熱するための温度制御器が装着された板状のヒーター、上記板ヒーターの熱を上記液晶パネルに熱を均一に伝達する熱弾性体、たとえばシリコンゴムのような物質からなる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
参考発明の実施の形態１．
以下、図２乃至図７を参照して本発明及び参考発明による液晶注入装置及び注入方法を詳細に説明する。
【００５２】
図２は参考発明の第１実施形態を示す図面である。図面に示したように、本実施形態では熱板のように液晶パネル１０１と接触する加熱装置１０５が液晶パネル１０１のみを加熱する。この際、パネル１０１の注入口１０６が長く形成されているので、パネルの加熱時液晶容器に熱が伝達されることが防止される。
【００５３】
注入方法においては、先ず注入口１０６が長い液晶パネル１０１と、このパネルに接触されてパネルを加熱する板形状の加熱装置１０５と液晶１０３が盛られた液晶容器１０２をチャンバ１１０内に設けた後、真空チャンバ１１０内の空気を排出して減圧を行う。真空チャンバ１１０が減圧されるに従って、液晶パネル１０１内部も真空状態になる。以後、液晶パネル１０１に熱板のような加熱装置１０５を接触させてパネル１０１を加熱した後、液晶容器１０２に盛られた液晶１０３を注入口１０６に接触して液晶パネル１０１内部の真空状態を維持させる。引き続いて、真空１１０内に空気を流入して加圧を行うとパネル１０１の内部と外部の圧力差によって、液晶容器１０２に盛られた液晶１０３がパネル１０１内に注入される。液晶１０３の注入が完了すると、液晶パネル１０１の注入口１０６を１〜２ｍｍ程度のみ残して切った後密封する。
【００５４】
この際、熱板のように接触面のみを加熱する加熱装置１０５がパネル１０１に近くに装着され注入口１０６が長く形成されているので、加熱装置１０５の熱が液晶容器１０２に盛られた液晶１０３には伝達されないようになって液晶の揮発が防止できる。また、熱板以外にも伝導熱を利用するヒーターをパネルに近くに装着することもできる。
【００５５】
発明の実施の形態．
図３は本発明の実施形態を示す図面である。図面に示したように、本実施形態ではチャンバ内に仕切り２５０が設けられて、上記チャンバが真空チャンバ２１０と常圧チャンバ２１１に別れる。真空チャンバ２１０には液晶パネル２０１の注入口２０６のみが位置し常圧チャンバ２１１には注入口以外のパネル２０１が位置する。上記常圧チャンバ２１１には加熱装置２０５を設けて対流によってパネル２０１を加熱し、真空チャンバ２１０には液晶２０３が盛られた液晶容器２０２が装着される。本実施の形態では、加熱装置２０５が常圧チャンバ２１１内の空気を媒質としてパネル２０１を加熱するが、真空チャンバ２１０は真空状態であるので、液晶容器２０２の液晶２０３は熱の影響を受けない。従って、液晶容器２０２内の液晶２０３は加熱によって揮発されなくなって液晶の損失が防止できるようにする。この際、参考発明の第１実施形態と同じくパネル２０１の注入口２０６を長く形成してパネル２０１の熱が液晶容器２０２に伝達されないようにする。
【００５６】
液晶注入方法では、先ず仕切り２５０でチャンバを真空チャンバ２１０と常圧チャンバ２１１とに分離した後、真空チャンバ２１０には液晶パネル２０１の注入口２０６が位置するようにし、常圧チャンバ２１１には上記注入口以外のパネル２０１が位置するようにする。また、常圧チャンバ２１１には加熱装置２０５を設けて常圧チャンバ２１１内の空気を加熱し、液晶２０３が盛られた液晶容器２０２は真空チャンバ２１０に設ける。設置が完了すると、真空チャンバ２１０内の排気装置２５５へ空気を排出して減圧を行ってパネル２０１の内部を真空状態にする。その後、常圧チャンバ２１１内部に位置した加熱装置２０５を作動して常圧チャンバ２１１内の大気の対流作用によってパネル２１０を加熱して液晶２０３が盛られた液晶容器２０２には熱伝達されないようにする。以後に真空チャンバ２１０内の液晶容器２０２に盛られた液晶２０３を液晶パネル２０１の注入口２０６に接触させると、液晶パネル２０１内部の真空圧とパネル２０１の外部の大気圧間の圧力差によって液晶容器２０２の盛られた液晶２０３がパネル２０１に注入される。液晶２０３の注入が完了すると、液晶パネル２０１の注入口２０６を１乃至２ｍｍ程度のみ残して切った後注入口２０６を密封する。
【００５７】
この際、パネル２０１の注入口２０６を長く製作することにより、パネル２０１に液晶２０３が注入される間パネルの熱が液晶容器２０２に伝達されることを防止できる。また、液晶容器２０２が設けられた真空チャンバ２１０には真空であるので大気がないので、対流による熱伝達が生じない。したがって、液晶容器２０２に盛られた液晶２０３に熱伝達が生じないようになって液晶の高温注入時にも液晶２０３の加熱による液晶の揮発が防止できる。
【００５８】
参考発明の実施の形態２．
図４は参考発明の第２実施形態に関する図面である。本実施形態では図面に示したように、液晶３０３が盛られた液晶容器３０２に冷却装置３３５を設けて、液晶３０３の高温注入時液晶の温度上昇を防止して液晶の揮発を防止する。
【００５９】
液晶注入方法においては、液晶容器３０２に冷却装置３３５を設けたことを除いては従来の注入方法と同一である。即ち、真空チャンバ３１０内に液晶パネル３０１と、冷却装置３３５が設けられた液晶容器３０２を準備し、パネル３０１の周囲には紫外線ランプ、輻射熱、パンヒーターのような加熱装置３０５を設ける。準備が完了すると、上記加熱装置３０５で真空チャンバ３１０を加熱し、真空チャンバ３１０の中の空気を排出して液晶パネル３０１内部を真空状態にする。その後、液晶容器３０２の液晶３０３を液晶パネル３０１の注入口３０６に接触させると、パネル３０１の内部が真空状態を維持する。次いで、真空チャンバ３１０内へ空気を流入すると、パネル３０１の内部は真空状態を維持し、外部は空気の流入によって常圧状態になるので内部と外部の圧力差によって液晶３０３がパネル３０１内へ注入される。
【００６０】
この際、液晶容器３０２に冷却装置３３５が設けられているので、高温注入のために、チャンバ３１０を加熱しても液晶パネル３０１のみが加熱され液晶容器３０２の液晶３０３は加熱されないので、液晶３０３の揮発が防止できる。また、高温注入による液晶注入時に配向膜の表面に引かれ現象が発生することが防止できる。
【００６１】
参考発明の実施の形態３．
図５及び図６は参考発明の第３実施形態及び第４実施形態を示す図面で、この第３実施形態及び第４実施形態では真空チャンバ内で複数の液晶パネルに液晶を一度に注入する装置を示すものである。したがって、本発明の実施形態、並びに参考発明の第１及び第２実施形態とは異なって液晶に複数の液晶パネルの注入口を接触して液晶を注入する。したがって、説明の便宜のために、図５及び図６では上記液晶の注入口を除いて概略的な図面で実施形態を説明する。
【００６２】
先ず、参考発明の第３実施形態である図５の図面符号４０６は液晶が注入される前の液晶パネル４０１と上記液晶パネル４０１を加熱するための板状のヒーター４０５間に位置した熱弾性体である。上記熱弾性体４０６は上記ヒーター４０５で提供された熱が液晶パネル４０１に均一に伝達されるようにする物質であって、たとえばシリコン物質である。上記加熱装置４０５、４０６は複数の液晶パネル４０１間に位置して均一に熱伝達になるようにする。
【００６３】
本実施形態では液晶容器４０２の液晶４０３を加熱するための別途の温度制御器４１６が設けられているので、液晶４０３の注入時液晶の粘度を減少して注入速度を早くする。この加熱温度は液晶が揮発されない程度の温度である５０℃程度が望ましい。
【００６４】
本実施形態の液晶注入装置による液晶注入方法では、液晶パネル４０１と、上記液晶パネル４０１の両面に設けられた板状のヒーター４０５と、上記ヒーター４０５と液晶パネル４０１の間に設けられた複数の熱弾性体４０６と、液晶４０３が盛られた液晶容器４０２が真空チャンバ４１０内に設けられる。真空チャンバ４１０の外部には板状のヒーター４０５の温度を制御する温度制御器４１３及び液晶容器４０２の温度を制御する温度制御器４１６を設ける。設置が完了すると、上記真空チャンバ４１０内の空気を排出して真空チャンバ４１０の内部を真空状態にし、上記温度制御器４１３を可動して板状のヒーター４０５を加熱する。
【００６５】
ヒーター４０５が加熱されることによって発生した熱は液晶パネル４０１とヒーター４０５間にある熱弾性体４０６によって液晶パネル全面に均一に伝達される。したがって、液晶パネル４０１は液晶４０３が注入される前に液晶のネマティック転移温度以上の温度で全面に均一に加熱される。また、上記液晶パネルと一定の間隔をおいて設けられている液晶容器４０２も液晶の揮発温度以下の温度、例えば５０℃程度で温度制御器４１６によって加熱されて容器４０２内の液晶４０３の粘度が低くなる。その後、上記ネマティック転移温度以上に加熱された液晶パネル４０１を液晶容器４０２内の液晶４０３に接触して液晶パネル４０１の内部を真空状態にした後、上記真空チャンバ４１０内に空気に流入して液晶パネル外部の圧力を徐々に増加させる。外部空気の流入で真空チャンバ４１０内の圧力は増加するが、液晶パネル４０１は液晶容器４０２に盛られた液晶４０３と接触しているのでその内部は真空状態を維持する。したがって、液晶パネル４０１の外部と内部の気圧差と毛細管現象によって液晶パネル４０１外部にあった液晶４０３が液晶パネル４０１の内部へ注入される。注入が完了すると、上記液晶パネル４０１の注入口を密閉して注入工程を完了する。
【００６６】
上記実施形態では液晶パネルの全面が均一に加熱されるので、液晶パネル４０１に塗布された配向膜の所望の配向状態を維持することができ、複数の液晶パネル４０１を同時に均一に加熱することができるようになって、全体工程時間が短縮される。また、液晶が盛られた液晶容器にも温度制御器が設けられるので、液晶注入時の粘度を低くして液晶の注入時間が短縮されることができる。
【００６７】
参考発明の実施の形態４．
参考発明の第４実施形態を示す図６の図面符号５０５は液晶が注入される前の液晶パネル５０１と液晶５０３が盛られた液晶容器５０２が設けられた真空チャンバ５１０の内部全体を加熱するための加熱装置であって、例えば、温風装置である。上記加熱装置５０５には温度制御器５１３が装着されて上記温風装置５２０の温度を制御する。真空チャンバ５１０内の液晶パネル５０１はチャンバの容量及び液晶容器５０２の容量が許容する限り多くのパネルに液晶を同時に注入することができる。
【００６８】
本実施の形態の液晶注入装置による液晶注入方法は、真空チャンバ５１０内に、複数の液晶パネル５０１及び液晶５０３が盛られた液晶容器５０２を設け、上記真空チャンバ５１０の外部には高温のガスをチャンバ内に注入できる温風装置５０５及び上記温風装置５０５の温度を制御する温度制御器５１３を設ける。設置が完了すると、上記真空チャンバ５１０内の空気を排出して真空チャンバ５１０の内部を真空状態とし、上記液晶容器５０２の液晶５０３を液晶パネル５０１と接触させて液晶パネル５０１の内部を真空状態にした後、上記温度制御器５１３を可動して温風装置５０５によって加熱された高温ガスを上記真空チャンバ５１０に流入する。上記高温ガスが流入されることによって、液晶パネル５０１の液晶のネマティック転移温度以上に加熱されて液晶容器５０２内の液晶５０３の粘度も低下する。また、高温ガスの流入は、液晶パネルの外部の圧力を増加させて、液晶パネル５０１と接触していた液晶５０３は気圧差と毛細管現象によって液晶パネル５０１の内部に注入される。液晶の注入が完了すると、上記液晶パネル５０１の注入口５０６を密封して注入工程を完了することになる。
【００６９】
上記実施形態によって、加熱工程と加圧工程が同時に行われ、複数の液晶パネルが同時に高温ガスによって加熱されるので、それぞれの液晶パネルを均一に加熱することができるようになって液晶パネルに塗布された配向膜の所望の配向秩序を維持することができ注入痕跡がない液晶パネルを短縮された工程時間で得ることができる。
【００７０】
参考発明の実施の形態５．
図７は参考発明の第５実施形態を示す図面である。図面に示されたように、真空チャンバ６１０内には複数の液晶パネル６０１が装着されており、その近くに複数のヒーター６０５が設けられている。液晶パネル６０１の注入口６０６にはパネル６０１内への液晶６０３の注入速度を低下させるための遅延部６１１が形成されており、液晶６０３が盛られた液晶容器６０２は上記パネル６０１と一定の距離をおいて装着される。真空チャンバ６１０の外部にはガス筒６２１が装着されて窒素のようなガスを上記チャンバ６１０内に供給する。
【００７１】
液晶注入方法においては、先ず、図面表示しない真空ポンプが作動してチャンバ６１０を殆ど真空状態にした後、液晶容器６０２内の液晶６０３がパネル６０１の注入口６０６と接触する。その後、ガスがガスタンク６２１からチャンバ６１０内に供給されて上記チャンバ６１０の圧力が増加する。一般的に液晶の揮発温度は圧力と反比例する。従って、チャンバ６１０内にガスが供給されると、チャンバ６１０の圧力が増加して液晶６０３の揮発が減少する。その結果、ガスの供給によって液晶６０３が揮発することが防止される。この際、上記ガスの代わりに高温ガスを供給することもできる。
【００７２】
その後、加熱装置６０５によって液晶パネル６０１が加熱される。参考発明の基本的な目的はネマティック転移温度より高い温度で液晶６０３をパネル６１０に注入するものである。したがって、チャンバ６１０内に高温ガスが供給され、パネル６０１がネマティック転移温度まで速く加熱されるのでパネル６０１に注入された液晶６０３のネマティック性質が除去される。
【００７３】
また、注入口６０６に形成された遅延部６１１が液晶６０３の注入を遅延させるために、液晶６０３がパネル６０１に注入されるのは実際的にパネル６０１がネマティック転移温度以上に加熱した後である。
【００７４】
その後、遅延部６１１が形成された注入口６０６を１乃至２ｍｍのみ残して切って密封する。図面には示さないが、上記チャンバ６１０内にはパンが装着されて空気の対流によって液晶パネル６０１が均一に加熱する。
【００７５】
上記第５実施形態において、液晶６０３が盛られた液晶容器６０２が液晶パネル６０１から一定の距離以上離れており、チャンバ６１０内の圧力を増加させるためにチャンバ６１０内にガスが供給されるので、液晶６０３の揮発が防止できるようになる。また、加熱装置６０５と高温ガスによってパネル６０１がネマティック転移温度以上に速く加熱され、遅延部６１１によって液晶６０３の注入速度が低下するので、配向膜に注入痕跡が生じることが防止できる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明及び参考発明の液晶注入装置は上記したように注入前に液晶に熱が伝達されないようにし、液晶パネルのみを加熱することによって、高温注入を行って液晶注入時に発生する引かれ現象が防止できるのみならず、低圧状態で容易に揮発する液晶を低温状態に維持するようにすることによって、液晶注入前の加熱による液晶の揮発を防止して揮発による液晶の損失が防止できる。
【００７７】
また、複数の液晶パネルを注入痕跡なしに注入することができ、全体工程時間が短くなり、配向力が弱い配向秩序の破壊による不良率の減少が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶注入装置を示す図面
【図２】参考発明の第１実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図３】本発明の実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図４】参考発明の第２実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図５】参考発明の第３実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図６】参考発明の第４実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図７】参考発明の第５実施形態による液晶注入装置を示す図面
【符号の説明】
１０１ 液晶パネル
１０２ 液晶容器
１０３ 液晶
１０５ 加熱装置
１０６ 注入口
１１０ チャンバ
１５０ 仕切り
２０１ パネル
２０２ 液晶容器
２０３ 液晶
２０５ 加熱装置
２０６ 注入口
２１０ 真空チャンバ
２１１ 常圧チャンバ
２５５ 排気装置
３０１ 液晶パネル
３０２ 液晶容器
３０３ 液晶
３０５ 加熱装置
３０６ 注入口
３１０ 真空チャンバ
３３５ 冷却装置
４０１ 液晶パネル
４０２ 液晶容器
４０３ 液晶
４０５ ヒーター
４０６ 熱弾性体
４１０ 真空チャンバ
４１３ 温度制御器
４１６ 温度制御器
５０１ 液晶パネル
５０２ 液晶容器
５０３ 液晶
５０５ 温風装置
５０６ 注入口
５１０ 真空チャンバ
５１３ 温度制御器
５２０ 温風装置
６０１ 液晶パネル
６０２ 液晶容器
６０３ 液晶
６０５ ヒーター
６０６ 注入口
６１０ 真空チャンバ
６１１ 遅延部
６２１ ガス筒
６２１ ガスタンク
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶の注入装置及び注入方法に関するもので、特に、複数の液晶パネルに液晶を注入するとき、注入軌跡が発生しなく液晶が揮発されない液晶の注入装置及び注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般的に一定の間隔をおいて対向するように配置された二つの基板と、上記二つの基板間に注入される液晶からなる。この際、液晶は短軸と長軸に対する屈折率異方性を有しているので、液晶表示装置の均一の明るさと高いコントラスト比を得るためには、液晶分子の配列を一定に制御することが必須的である。これのために、液晶パネルをなす基板面に配向膜を塗布し、上記配向膜に配向処理を行うべきである。
【０００３】
上記配向膜の配向処理方法中で現在一番一般的な方法がラビング法である。上記方法は基板にポリイミドからなる配向膜を塗布した後、ラビング布で機械的な摩擦を行って上記配向膜表面に一定のプレチルト角を有する、均一の微細溝を形成することである。微細溝が形成されたポリイミド配向膜表面と液晶分子間の相互作用で配向膜全表面にわたって所望の方法に液晶分子等を一定に配向させることになる。
【０００４】
しかし、上記ラビング法はラビング布の摩擦強度によって配向膜に形成される微細溝の形態が異なるようになってこの微細溝によって配向される液晶分子の配列が一定でないので、不規則的な位相歪曲と光散乱が発生することになって液晶ディスプレイの性能を低下させる恐れがある。また、ラビング処理時、塵及び静電気が発生して基板に影響を及ぼし歩留まりが低下するという問題点が発生する。
【０００５】
従って、上記ラビングを実施しないで液晶を配向するさまざまな方法が提示されている。これらの方法としては、光の照射によって配向膜の配列を誘導する光配向、液晶を加熱して等方相で形成した後、徐々に冷却して異方相の液晶が不規則に配列されるようにするアモルファス配向等がある。
【０００６】
しかし、上記配向法はすべてラビング法に比べてその配向力が弱いので、液晶を常温で注入時液晶のネマティック性質によって配向の表面に吸入痕跡が現れて液晶の配向秩序が乱れて、局部的な斑点がディスプレイ上に発生するという問題点がある。
【０００７】
上記問題点を克服するためには、液晶の注入時液晶のネマティック転移温度より高い温度に上昇させて、等方相の液晶を液晶パネルに注入すべきである。液晶をネマティック転移温度以上の高温に加熱すれば、液晶のネマティック特性が除去され等方的な状態になるので配向力が弱い配向膜に引かれ現象が現れなくなって、液晶注入前に設定した配向膜の配向秩序が維持されることができる。
【０００８】
図１は従来の液晶注入方法を示す図面である。図面に示したように、真空チャンバ１０の中に液晶パネル１と液晶３が盛られた液晶容器２を入れて減圧して真空に近い状態にした後、液晶３をパネル１に接触して液晶パネル１内部の真空状態を維持するようにする。パネル１は周囲に紫外線ランプ５のような熱源で加熱し、液晶3は液晶容器２にヒーター4のような熱源で加熱して液晶が加熱による等方的な状態で、毛細管現象とパネルの内部と外部の気圧差を利用してセル内に注入されるようにする。しかし、この際、液晶は低圧状態で気化点が低くなるので、ネマティック転移温度ＴN1でも容易に揮発することになって、液晶の損失をもたらす。
【０００９】
また、液晶パネルの部位毎に異なる温度が提供されるので、液晶パネルの一定部位はネマティック転移温度以下の温度になって注入軌跡が残ることになり、また、過度な熱が提供されることによって、液晶パネル内の配向膜や液晶自体に損傷を与えるおそれがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、液晶を高温で等方的な状態で注入して液晶の注入による軌跡を残さないながらも、液晶の揮発が防止できる液晶注入装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
参考発明の目的は液晶パネルの全表面に均一の温度が提供されて注入軌跡が残らない液晶注入装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
参考発明のさらに他の目的は多数の液晶パネルに液晶を同時に注入して製造時間が節減できる液晶注入装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
参考発明に係る液晶注入装置は、液晶パネルが装着された圧力が変わるチャンバと、上記チャンバ内に設けられて液晶パネルを加熱する加熱手段と、上記チャンバ内に設けられて加熱手段と接触されない液晶容器とを備えたものである。
【００１４】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が液晶パネル近くに装着されて熱伝達によって液晶パネルを加熱するものである。
【００１５】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記液晶容器に冷却装置が装着されているものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、参考発明の第１形態による液晶注入装置は液晶のパネルにだけ熱が伝達され、液晶が盛られた液晶容器には熱が伝達されないようにする装置を用いると同時に、液晶の注入口を長く形成したパネルを用いる。この装置を用いて、高温の液晶注入ができるようになって液晶注入時の引かれ現象をなくすることができるのみならず、液晶皿に熱が伝達されないので液晶の揮発による損失を防止できるようになる。
【００１７】
このために、参考発明の形態では、液晶パネルの熱板等の直接加熱装置を接近させてパネルだけを加熱し、液晶が盛られた液晶容器には熱が伝達されないようにすることである。これによって、液晶を高温で注入して液晶の引かれ現象が発生せず、液晶容器内の液晶は揮発されない。
【００１８】
この発明に係る液晶注入装置は、真空チャンバと常圧チャンバに分離されて、液晶パネルの注入口が真空チャンバに位置し液晶パネルの他部分が常圧チャンバに位置したチャンバと、上記常圧チャンバに設けられて液晶パネルを加熱する加熱手段と、上記真空チャンバに設けられた、液晶を盛っている液晶容器からなるものである。
【００１９】
この発明に係る液晶注入装置は、上記常圧チャンバと真空チャンバが分離板によって分離されたものである。
【００２０】
この発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が常圧チャンバ内の大気を媒質として液晶パネルを加熱するものである。
【００２１】
本発明の形態の他の例では、チャンバを設けて真空チャンバと常圧チャンバに分離する。液晶パネルの注入口だけを真空チャンバに位置するようにし、上記注入口以外のパネルは常圧チャンバに位置するようにしてパネルと液晶容器の加圧条件を別にする。このような構造はチャンバ内の大気の対流現象を利用するもので、上記常圧チャンバには大気の対流による熱伝達になるが真空チャンバには大気がないので、熱伝達が生じないようにすることである。これのために、常圧チャンバに加熱装置を設け、真空チャンバは液晶が盛られた液晶容器を準備して対流による熱伝達が常圧チャンバ内の液晶パネルにだけ生じ、真空チャンバ内の液晶容器に盛られた液晶には生じないようにする。そこで、加熱によって液晶容器内の液晶には熱伝達が生じないようになるので、液晶を高温で注入しても液晶の揮発が防止される。
【００２２】
参考発明に係る液晶注入装置は、少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記液晶パネルの両面と接触してパネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、上記液晶パネルと上記加熱装置の間に設けられて加熱装置の熱を液晶パネルに伝達する少なくとも一つの熱弾性体と、上記液晶パネルと一定の間隔をおいて装着された、液晶を盛っている液晶容器とを備えたものである。
【００２３】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱装置が板状のヒーターであるものである。
【００２４】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記チャンバの外部に装着されて加熱装置の温度を制御する第1温度制御器を備えたものである。参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記真空チャンバの外部に装着されて液晶の温度を制御する第2温度制御器を備えたものである。
【００２５】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記熱弾性体がシリコンゴムであるものである。
【００２６】
参考発明に係る液晶注入装置は、少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記真空チャンバの外部に設けられてチャンバの内部全体を均一に加熱する加熱手段と、上記液晶パネルから一定の間隔をおいて装着された、液晶が盛られた液晶容器とを備えたものである。
【００２７】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記加熱手段が温風器であるものである。
【００２８】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記加熱手段に連結されて加熱手段の温度を制御する温度制御器を備えたものである。
【００２９】
参考発明に係る液晶注入装置は、注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルが装着され、圧力の変化ができるチャンバと、上記真空チャンバの内部に設けられて液晶パネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、上記チャンバにガスを供給するガス供給部と、上記液晶パネルに形成されて液晶の注入を遅延する遅延部と、上記液晶パネルから一定の間隔をおいて装着された、液晶が盛られた液晶容器とを備えたものである。
【００３０】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記遅延部が液晶パネルの注入口に形成されたものである。
【００３１】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記ガス供給装置がチャンバ内に窒素ガスを供給するものである。
【００３２】
参考発明に係る液晶注入装置は、上記ガス供給装置がチャンバ内に高温ガスを供給するものである。
【００３３】
参考発明に係る液晶注入装置は、さらに、上記チャンバ内に装着されてパネルを均一に加熱するパンを備えたものである。
【００３４】
参考発明に係る液晶注入方法は、チャンバ内に注入口が形成された液晶パネル、加熱手段、液晶が盛られた液晶容器を準備する段階と、液晶パネルを加熱する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶をパネルの注入口と接触させて液晶パネル内部の低圧状態を維持する段階と、上記チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えたものである。
【００３５】
参考発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００３６】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、冷却手段によって上記液晶容器を冷却する段階を備えたものである。
【００３７】
この発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内に液晶パネルの注入口と液晶が盛られた液晶容器を装着し、常圧チャンバ内には注入口以外の液晶パネルと加熱装置を装着する段階と、上記液晶パネルを加熱する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、上記真空チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えるものである。
【００３８】
この発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００３９】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記パネル上に装着されてパネルの両面と接触する少なくとも一つの加熱手段と、上記液晶パネルと加熱手段間に装着されて加熱手段の熱をパネルに伝達する少なくとも一つの熱弾性体を準備する液晶が盛られた液晶容器を上記液晶パネルと一定の間隔をおいて準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶パネルを加熱する段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、上記真空チャンバに空気を流入してチャンバを常圧状態にする段階と、上記液晶パネルに液晶を注入させる段階とを備えたものである。
【００４０】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記加熱手段の加熱温度が液晶のネマティック転移温度以上であるものである。
【００４１】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、上記液晶容器を加熱する段階を備えたものである。
【００４２】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記液晶パネルと一定の距離をおいて装着された少なくとも一つの加熱手段を準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、高温ガスを真空チャンバ内に流入して液晶パネルを加熱する同時に液晶容器の液晶を液晶パネルを注入する段階とを備えたものである。
【００４３】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記液晶パネルが液晶のネマティック転移温度以上に加熱されるものである。
【００４４】
参考発明に係る液晶注入方法は、真空チャンバ内部に注入口が形成された少なくとも一つの液晶パネルと、上記液晶パネルを加熱する少なくとも一つの加熱手段と、液晶が盛られた液晶容器を準備する段階と、上記チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を低圧状態にする段階と、チャンバ内にガスを供給してチャンバ内の圧力を増加させる段階と、上記液晶容器の液晶を上記注入口と接触させて液晶パネルの内部を低圧状態に維持させる段階と、液晶パネルを加熱する段階と、上記液晶パネルに液晶を注入する段階とを備えたものである。
【００４５】
参考発明に係る液晶注入方法は、上記液晶パネルが液晶のネマティック転移温度以上に加熱されるものである。
【００４６】
参考発明に係る液晶注入方法は、空気の対流によって加熱手段の熱がパネルに伝達されて上記パネルが加熱されるものである。
【００４７】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、遅延部が形成された液晶パネルの注入口を切り抜ける段階と、上記液晶パネルを密封する段階とを備えたものである。
【００４８】
参考発明に係る液晶注入方法は、さらに、上記液晶パネルを加熱する段階が高温ガスをチャンバ内に供給して液晶パネルを加熱する段階を備えるものである。
【００４９】
参考発明の形態のさらに他の例では、液晶が盛られた液晶容器に冷却装置を設けて、液晶パネルを加熱するとき、液晶が加熱されないようにして液晶の揮発が防止できる。
【００５０】
参考発明の他の形態による液晶注入装置は真空チャンバ内に液晶が注入される前の液晶パネル、上記液晶パネルを加熱するための温度制御器が装着された板状のヒーター、上記板ヒーターの熱を上記液晶パネルに熱を均一に伝達する熱弾性体、たとえばシリコンゴムのような物質からなる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
参考発明の実施の形態１．
以下、図２乃至図７を参照して本発明及び参考発明による液晶注入装置及び注入方法を詳細に説明する。
【００５２】
図２は参考発明の第１実施形態を示す図面である。図面に示したように、本実施形態では熱板のように液晶パネル１０１と接触する加熱装置１０５が液晶パネル１０１のみを加熱する。この際、パネル１０１の注入口１０６が長く形成されているので、パネルの加熱時液晶容器に熱が伝達されることが防止される。
【００５３】
注入方法においては、先ず注入口１０６が長い液晶パネル１０１と、このパネルに接触されてパネルを加熱する板形状の加熱装置１０５と液晶１０３が盛られた液晶容器１０２をチャンバ１１０内に設けた後、真空チャンバ１１０内の空気を排出して減圧を行う。真空チャンバ１１０が減圧されるに従って、液晶パネル１０１内部も真空状態になる。以後、液晶パネル１０１に熱板のような加熱装置１０５を接触させてパネル１０１を加熱した後、液晶容器１０２に盛られた液晶１０３を注入口１０６に接触して液晶パネル１０１内部の真空状態を維持させる。引き続いて、真空１１０内に空気を流入して加圧を行うとパネル１０１の内部と外部の圧力差によって、液晶容器１０２に盛られた液晶１０３がパネル１０１内に注入される。液晶１０３の注入が完了すると、液晶パネル１０１の注入口１０６を１〜２ｍｍ程度のみ残して切った後密封する。
【００５４】
この際、熱板のように接触面のみを加熱する加熱装置１０５がパネル１０１に近くに装着され注入口１０６が長く形成されているので、加熱装置１０５の熱が液晶容器１０２に盛られた液晶１０３には伝達されないようになって液晶の揮発が防止できる。また、熱板以外にも伝導熱を利用するヒーターをパネルに近くに装着することもできる。
【００５５】
発明の実施の形態．
図３は本発明の実施形態を示す図面である。図面に示したように、本実施形態ではチャンバ内に仕切り２５０が設けられて、上記チャンバが真空チャンバ２１０と常圧チャンバ２１１に別れる。真空チャンバ２１０には液晶パネル２０１の注入口２０６のみが位置し常圧チャンバ２１１には注入口以外のパネル２０１が位置する。上記常圧チャンバ２１１には加熱装置２０５を設けて対流によってパネル２０１を加熱し、真空チャンバ２１０には液晶２０３が盛られた液晶容器２０２が装着される。本実施の形態では、加熱装置２０５が常圧チャンバ２１１内の空気を媒質としてパネル２０１を加熱するが、真空チャンバ２１０は真空状態であるので、液晶容器２０２の液晶２０３は熱の影響を受けない。従って、液晶容器２０２内の液晶２０３は加熱によって揮発されなくなって液晶の損失が防止できるようにする。この際、参考発明の第１実施形態と同じくパネル２０１の注入口２０６を長く形成してパネル２０１の熱が液晶容器２０２に伝達されないようにする。
【００５６】
液晶注入方法では、先ず仕切り２５０でチャンバを真空チャンバ２１０と常圧チャンバ２１１とに分離した後、真空チャンバ２１０には液晶パネル２０１の注入口２０６が位置するようにし、常圧チャンバ２１１には上記注入口以外のパネル２０１が位置するようにする。また、常圧チャンバ２１１には加熱装置２０５を設けて常圧チャンバ２１１内の空気を加熱し、液晶２０３が盛られた液晶容器２０２は真空チャンバ２１０に設ける。設置が完了すると、真空チャンバ２１０内の排気装置２５５へ空気を排出して減圧を行ってパネル２０１の内部を真空状態にする。その後、常圧チャンバ２１１内部に位置した加熱装置２０５を作動して常圧チャンバ２１１内の大気の対流作用によってパネル２１０を加熱して液晶２０３が盛られた液晶容器２０２には熱伝達されないようにする。以後に真空チャンバ２１０内の液晶容器２０２に盛られた液晶２０３を液晶パネル２０１の注入口２０６に接触させると、液晶パネル２０１内部の真空圧とパネル２０１の外部の大気圧間の圧力差によって液晶容器２０２の盛られた液晶２０３がパネル２０１に注入される。液晶２０３の注入が完了すると、液晶パネル２０１の注入口２０６を１乃至２ｍｍ程度のみ残して切った後注入口２０６を密封する。
【００５７】
この際、パネル２０１の注入口２０６を長く製作することにより、パネル２０１に液晶２０３が注入される間パネルの熱が液晶容器２０２に伝達されることを防止できる。また、液晶容器２０２が設けられた真空チャンバ２１０には真空であるので大気がないので、対流による熱伝達が生じない。したがって、液晶容器２０２に盛られた液晶２０３に熱伝達が生じないようになって液晶の高温注入時にも液晶２０３の加熱による液晶の揮発が防止できる。
【００５８】
参考発明の実施の形態２．
図４は参考発明の第２実施形態に関する図面である。本実施形態では図面に示したように、液晶３０３が盛られた液晶容器３０２に冷却装置３３５を設けて、液晶３０３の高温注入時液晶の温度上昇を防止して液晶の揮発を防止する。
【００５９】
液晶注入方法においては、液晶容器３０２に冷却装置３３５を設けたことを除いては従来の注入方法と同一である。即ち、真空チャンバ３１０内に液晶パネル３０１と、冷却装置３３５が設けられた液晶容器３０２を準備し、パネル３０１の周囲には紫外線ランプ、輻射熱、パンヒーターのような加熱装置３０５を設ける。準備が完了すると、上記加熱装置３０５で真空チャンバ３１０を加熱し、真空チャンバ３１０の中の空気を排出して液晶パネル３０１内部を真空状態にする。その後、液晶容器３０２の液晶３０３を液晶パネル３０１の注入口３０６に接触させると、パネル３０１の内部が真空状態を維持する。次いで、真空チャンバ３１０内へ空気を流入すると、パネル３０１の内部は真空状態を維持し、外部は空気の流入によって常圧状態になるので内部と外部の圧力差によって液晶３０３がパネル３０１内へ注入される。
【００６０】
この際、液晶容器３０２に冷却装置３３５が設けられているので、高温注入のために、チャンバ３１０を加熱しても液晶パネル３０１のみが加熱され液晶容器３０２の液晶３０３は加熱されないので、液晶３０３の揮発が防止できる。また、高温注入による液晶注入時に配向膜の表面に引かれ現象が発生することが防止できる。
【００６１】
参考発明の実施の形態３．
図５及び図６は参考発明の第３実施形態及び第４実施形態を示す図面で、この第３実施形態及び第４実施形態では真空チャンバ内で複数の液晶パネルに液晶を一度に注入する装置を示すものである。したがって、本発明の実施形態、並びに参考発明の第１及び第２実施形態とは異なって液晶に複数の液晶パネルの注入口を接触して液晶を注入する。したがって、説明の便宜のために、図５及び図６では上記液晶の注入口を除いて概略的な図面で実施形態を説明する。
【００６２】
先ず、参考発明の第３実施形態である図５の図面符号４０６は液晶が注入される前の液晶パネル４０１と上記液晶パネル４０１を加熱するための板状のヒーター４０５間に位置した熱弾性体である。上記熱弾性体４０６は上記ヒーター４０５で提供された熱が液晶パネル４０１に均一に伝達されるようにする物質であって、たとえばシリコン物質である。上記加熱装置４０５、４０６は複数の液晶パネル４０１間に位置して均一に熱伝達になるようにする。
【００６３】
本実施形態では液晶容器４０２の液晶４０３を加熱するための別途の温度制御器４１６が設けられているので、液晶４０３の注入時液晶の粘度を減少して注入速度を早くする。この加熱温度は液晶が揮発されない程度の温度である５０℃程度が望ましい。
【００６４】
本実施形態の液晶注入装置による液晶注入方法では、液晶パネル４０１と、上記液晶パネル４０１の両面に設けられた板状のヒーター４０５と、上記ヒーター４０５と液晶パネル４０１の間に設けられた複数の熱弾性体４０６と、液晶４０３が盛られた液晶容器４０２が真空チャンバ４１０内に設けられる。真空チャンバ４１０の外部には板状のヒーター４０５の温度を制御する温度制御器４１３及び液晶容器４０２の温度を制御する温度制御器４１６を設ける。設置が完了すると、上記真空チャンバ４１０内の空気を排出して真空チャンバ４１０の内部を真空状態にし、上記温度制御器４１３を可動して板状のヒーター４０５を加熱する。
【００６５】
ヒーター４０５が加熱されることによって発生した熱は液晶パネル４０１とヒーター４０５間にある熱弾性体４０６によって液晶パネル全面に均一に伝達される。したがって、液晶パネル４０１は液晶４０３が注入される前に液晶のネマティック転移温度以上の温度で全面に均一に加熱される。また、上記液晶パネルと一定の間隔をおいて設けられている液晶容器４０２も液晶の揮発温度以下の温度、例えば５０℃程度で温度制御器４１６によって加熱されて容器４０２内の液晶４０３の粘度が低くなる。その後、上記ネマティック転移温度以上に加熱された液晶パネル４０１を液晶容器４０２内の液晶４０３に接触して液晶パネル４０１の内部を真空状態にした後、上記真空チャンバ４１０内に空気に流入して液晶パネル外部の圧力を徐々に増加させる。外部空気の流入で真空チャンバ４１０内の圧力は増加するが、液晶パネル４０１は液晶容器４０２に盛られた液晶４０３と接触しているのでその内部は真空状態を維持する。したがって、液晶パネル４０１の外部と内部の気圧差と毛細管現象によって液晶パネル４０１外部にあった液晶４０３が液晶パネル４０１の内部へ注入される。注入が完了すると、上記液晶パネル４０１の注入口を密閉して注入工程を完了する。
【００６６】
上記実施形態では液晶パネルの全面が均一に加熱されるので、液晶パネル４０１に塗布された配向膜の所望の配向状態を維持することができ、複数の液晶パネル４０１を同時に均一に加熱することができるようになって、全体工程時間が短縮される。また、液晶が盛られた液晶容器にも温度制御器が設けられるので、液晶注入時の粘度を低くして液晶の注入時間が短縮されることができる。
【００６７】
参考発明の実施の形態４．
参考発明の第４実施形態を示す図６の図面符号５０５は液晶が注入される前の液晶パネル５０１と液晶５０３が盛られた液晶容器５０２が設けられた真空チャンバ５１０の内部全体を加熱するための加熱装置であって、例えば、温風装置である。上記加熱装置５０５には温度制御器５１３が装着されて上記温風装置５２０の温度を制御する。真空チャンバ５１０内の液晶パネル５０１はチャンバの容量及び液晶容器５０２の容量が許容する限り多くのパネルに液晶を同時に注入することができる。
【００６８】
本実施の形態の液晶注入装置による液晶注入方法は、真空チャンバ５１０内に、複数の液晶パネル５０１及び液晶５０３が盛られた液晶容器５０２を設け、上記真空チャンバ５１０の外部には高温のガスをチャンバ内に注入できる温風装置５０５及び上記温風装置５０５の温度を制御する温度制御器５１３を設ける。設置が完了すると、上記真空チャンバ５１０内の空気を排出して真空チャンバ５１０の内部を真空状態とし、上記液晶容器５０２の液晶５０３を液晶パネル５０１と接触させて液晶パネル５０１の内部を真空状態にした後、上記温度制御器５１３を可動して温風装置５０５によって加熱された高温ガスを上記真空チャンバ５１０に流入する。上記高温ガスが流入されることによって、液晶パネル５０１の液晶のネマティック転移温度以上に加熱されて液晶容器５０２内の液晶５０３の粘度も低下する。また、高温ガスの流入は、液晶パネルの外部の圧力を増加させて、液晶パネル５０１と接触していた液晶５０３は気圧差と毛細管現象によって液晶パネル５０１の内部に注入される。液晶の注入が完了すると、上記液晶パネル５０１の注入口５０６を密封して注入工程を完了することになる。
【００６９】
上記実施形態によって、加熱工程と加圧工程が同時に行われ、複数の液晶パネルが同時に高温ガスによって加熱されるので、それぞれの液晶パネルを均一に加熱することができるようになって液晶パネルに塗布された配向膜の所望の配向秩序を維持することができ注入痕跡がない液晶パネルを短縮された工程時間で得ることができる。
【００７０】
参考発明の実施の形態５．
図７は参考発明の第５実施形態を示す図面である。図面に示されたように、真空チャンバ６１０内には複数の液晶パネル６０１が装着されており、その近くに複数のヒーター６０５が設けられている。液晶パネル６０１の注入口６０６にはパネル６０１内への液晶６０３の注入速度を低下させるための遅延部６１１が形成されており、液晶６０３が盛られた液晶容器６０２は上記パネル６０１と一定の距離をおいて装着される。真空チャンバ６１０の外部にはガス筒６２１が装着されて窒素のようなガスを上記チャンバ６１０内に供給する。
【００７１】
液晶注入方法においては、先ず、図面表示しない真空ポンプが作動してチャンバ６１０を殆ど真空状態にした後、液晶容器６０２内の液晶６０３がパネル６０１の注入口６０６と接触する。その後、ガスがガスタンク６２１からチャンバ６１０内に供給されて上記チャンバ６１０の圧力が増加する。一般的に液晶の揮発温度は圧力と反比例する。従って、チャンバ６１０内にガスが供給されると、チャンバ６１０の圧力が増加して液晶６０３の揮発が減少する。その結果、ガスの供給によって液晶６０３が揮発することが防止される。この際、上記ガスの代わりに高温ガスを供給することもできる。
【００７２】
その後、加熱装置６０５によって液晶パネル６０１が加熱される。参考発明の基本的な目的はネマティック転移温度より高い温度で液晶６０３をパネル６１０に注入するものである。したがって、チャンバ６１０内に高温ガスが供給され、パネル６０１がネマティック転移温度まで速く加熱されるのでパネル６０１に注入された液晶６０３のネマティック性質が除去される。
【００７３】
また、注入口６０６に形成された遅延部６１１が液晶６０３の注入を遅延させるために、液晶６０３がパネル６０１に注入されるのは実際的にパネル６０１がネマティック転移温度以上に加熱した後である。
【００７４】
その後、遅延部６１１が形成された注入口６０６を１乃至２ｍｍのみ残して切って密封する。図面には示さないが、上記チャンバ６１０内にはパンが装着されて空気の対流によって液晶パネル６０１が均一に加熱する。
【００７５】
上記第５実施形態において、液晶６０３が盛られた液晶容器６０２が液晶パネル６０１から一定の距離以上離れており、チャンバ６１０内の圧力を増加させるためにチャンバ６１０内にガスが供給されるので、液晶６０３の揮発が防止できるようになる。また、加熱装置６０５と高温ガスによってパネル６０１がネマティック転移温度以上に速く加熱され、遅延部６１１によって液晶６０３の注入速度が低下するので、配向膜に注入痕跡が生じることが防止できる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明及び参考発明の液晶注入装置は上記したように注入前に液晶に熱が伝達されないようにし、液晶パネルのみを加熱することによって、高温注入を行って液晶注入時に発生する引かれ現象が防止できるのみならず、低圧状態で容易に揮発する液晶を低温状態に維持するようにすることによって、液晶注入前の加熱による液晶の揮発を防止して揮発による液晶の損失が防止できる。
【００７７】
また、複数の液晶パネルを注入痕跡なしに注入することができ、全体工程時間が短くなり、配向力が弱い配向秩序の破壊による不良率の減少が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶注入装置を示す図面
【図２】参考発明の第１実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図３】本発明の実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図４】参考発明の第２実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図５】参考発明の第３実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図６】参考発明の第４実施形態による液晶注入装置を示す図面
【図７】参考発明の第５実施形態による液晶注入装置を示す図面
【符号の説明】
１０１ 液晶パネル
１０２ 液晶容器
１０３ 液晶
１０５ 加熱装置
１０６ 注入口
１１０ チャンバ
１５０ 仕切り
２０１ パネル
２０２ 液晶容器
２０３ 液晶
２０５ 加熱装置
２０６ 注入口
２１０ 真空チャンバ
２１１ 常圧チャンバ
２５５ 排気装置
３０１ 液晶パネル
３０２ 液晶容器
３０３ 液晶
３０５ 加熱装置
３０６ 注入口
３１０ 真空チャンバ
３３５ 冷却装置
４０１ 液晶パネル
４０２ 液晶容器
４０３ 液晶
４０５ ヒーター
４０６ 熱弾性体
４１０ 真空チャンバ
４１３ 温度制御器
４１６ 温度制御器
５０１ 液晶パネル
５０２ 液晶容器
５０３ 液晶
５０５ 温風装置
５０６ 注入口
５１０ 真空チャンバ
５１３ 温度制御器
５２０ 温風装置
６０１ 液晶パネル
６０２ 液晶容器
６０３ 液晶
６０５ ヒーター
６０６ 注入口
６１０ 真空チャンバ
６１１ 遅延部
６２１ ガス筒
６２１ ガスタンク
Claims (2)
- 分離板によって真空チャンバと常圧チャンバに分離されて、液晶パネルの注入口が前記真空チャンバに配置され、液晶パネルの他部分が前記常圧チャンバに配置されたチャンバと、
前記常圧チャンバに設けられて液晶パネルを加熱する加熱手段と、
前記真空チャンバに設けられた液晶を盛っている液晶容器からなる液晶注入装置。 - チャンバ内に注入口が形成された液晶パネル、常圧チャンバに設けられた加熱手段、真空チャンバに設けられ液晶が盛られた液晶容器、及び前記チャンバ内を前記液晶パネルの注入口が配置された前記真空チャンバと前記液晶パネルの他部分が配置された前記常圧チャンバに分離させる分離板を準備する段階と、
前記真空チャンバ内の空気を排出して液晶パネルの内部を真空状態にする段階と、
前記常圧チャンバ内を加熱する段階と、
前記液晶容器の液晶をパネルの注入口と接触させて前記液晶パネル内部の真空状態を維持する段階と、
前記真空チャンバ内に空気を流入して前記真空チャンバを常圧状態にする段階と、
前記液晶パネルに液晶を注入させる段階よりなる液晶注入方法。
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