JP4243554B2 - 液晶供給皿およびそれを用いた液晶供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネルの製造過程において、２枚の透明基板が貼り合わされてなるパネル内に液晶材料を注入する際に、パネルの注入口に液晶材料を接触させるように貯留して供給するために用いられる液晶供給皿およびそれを用いた液晶供給方法に関する。

一般に、液晶表示装置は、制御信号を入力するための電極を有する一対のガラス基板が対向配置されてなるパネル内に液晶材料が注入されてなる液晶表示パネルと、外部からの入射光に対する液晶表示パネルの偏光成分の制御により光の透過量が制御されて情報が表示されるように前記電極に電気信号を加えるためのドライバＩＣとにより構成されている。

このような液晶表示パネルは、一般に、注入装置と呼ばれる、真空引き可能なチャンバー内でパネルを真空引きし、パネルの内部を真空にした状態で注入口を液晶材料に接触させた後、チャンバーを大気開放し、パネル内部と大気圧との圧力差で液晶材料を注入するようになされる。

パネルは、カセットと呼ばれる収容容器内にパネル厚さ方向に並ぶように配置されて収容されており、液晶材料の注入は、カセット単位で各パネルの注入口を一括して液晶材料に接触させるバッチ処理により行われる。その際に、液晶材料は、ガラス製や撥水加工された金属製などの液晶供給皿に貯留されて使用されることが多い。このような注入口に液晶材料を接触させる方式としては、一般に２種類の方式があり、それぞれディップ注入方式、スポット注入方式と呼ばれている。

ディップ注入方式とは、特許文献１に記載されているように、ガラスなどで作られた皿状の液晶材料供給皿の供給溝に液晶材料を貯留しておき、この液晶材料に、カセットに入れられた数十枚の表示パネルの注入口を浸して注入するようにしたものである。

一方、スポット注入方式とは、ディップ注入方式を改良するために提案された技術であって、特許文献２および特許文献３に記載されているように、液晶供給皿に設けられた数ｍｍ未満の深さに形成された供給溝に液晶材料を貯留しておき、表面張力により盛り上がった液晶材料の部分に注入口を接触させて注入するようにしたものである。このものでは、液晶材料との接触が、注入口およびその周辺部分に限定されるため、ディップ注入方式と比較して、表示パネルへの不要な液晶材料の付着を低減でき、液晶材料の使用効率が大幅に高まるというメリットがある。
特開平２−２０８６２４号公報（第２頁，図） 特開昭５８−１３２７２７号公報（第２頁，第２図） 特開２０００−１４７５３０号公報（第４頁，図２）

一般に、注入装置の処理能力は、１バッチ当りの注入に要する時間と、１バッチ当りの処理数量とにより規定されるが、注入に要する時間は液晶材料の粘度およびパネルの大きさにより決定されることから、注入装置の処理能力は、結局、１バッチ当り処理数量、すなわちカセットのパネル収容枚数により規定されることになる。したがって、処理能力の向上のためには、カセットの収容枚数を増やすことが有効である。

その際に、カセットにおけるパネルの収容ピッチを維持したまま収容枚数を増やすと、カセットサイズが大きくなり、注入装置のサイズも大きくなることになる。そこで、カセットサイズを維持したままで、収容枚数を増やすことが考えられる。

しかしながら、カセットサイズを維持したままで収容枚数を増やすと、収容ピッチが狭くなることから、上記従来の技術では、液晶注入時に、液晶材料がその表面張力により相隣るパネル間の隙間に吸い上げられることになり、その結果、液晶材料の使用量が増大したり、パネルの表面に液晶材料が付着し、後工程にて大掛かりな洗浄が必要となるといった問題が発生することになる。

本発明は、以上のような従来の問題点を考慮してなされたものであり、その主な目的は、複数枚のパネルに注入される液晶材料を各注入口に接触させるように凹部内に貯留して供給するために用いられる液晶供給皿において、パネル間の隙間への液晶材料の吸い上げを招くことなく、カセット内におけるパネル収容ピッチの狭ピッチ化に対応できるようにし、もって、パネル液晶材料の使用量の増大を抑えつつ、注入処理能力の向上に寄与できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、凹部を複数に分割し、各凹部を、１つのパネルのみに対応させ、その上で、相隣る凹部の高さ位置を互いに異ならせるようにした。

具体的には、本発明では、各々、液晶材料の注入される空間部と、周縁部に前記空間部に連通するように設けられた少なくとも１つの注入口とを有していて、パネル厚さ方向に所定間隔をおいて並ぶように保持された複数のパネルに対し、前記各注入口に液晶材料が接触するように該液晶材料を貯留するための凹部を有する液晶供給皿を前提としている。

そして、前記複数のパネルの前記間隔と同じ間隔をおいて並ぶように配置されていて、相隣るもの同士の高さ位置が互いに異なるように設けられた複数の段部を備えているものとする。その上で、前記の凹部は、前記各段部の上面にそれぞれ設けられており、さらに、各凹部は、該凹部による液晶材料の供給量が変更可能に構成されているものとする。

例えば、前記各段部のうち、少なくとも前記凹部を形成する凹部形成部分を、該凹部とは最大貯留量の異なる前記凹部を有する前記凹部形成部分と交換可能に設け、それら凹部形成部分の交換により前記供給量を変更することができる。また、所定の厚さ寸法を有していて、前記凹部内に配置されることにより該凹部の深さ寸法を前記厚さ寸法の分だけ小さくするように設けられた上げ底部材を備えるようにし、その上げ底部材を前記凹部内に配置することで前記供給量を変更することができる。さらに、各パネルが、その同一辺上に複数の前記注入口を有するものである場合には、複数の前記液晶供給皿を用い、それら複数の液晶供給皿を、互いに同じ高さの前記複数の段部がそれぞれ前記パネルの前記複数の注入口に対応するように並べて配置し、前記複数の液晶供給皿と、前記複数のパネルとを相対移動させ、該各パネルの前記複数の注入口がそれぞれ対応する前記複数の段部の前記各凹部内の前記液晶材料に接触するようにすることで、前記供給量を変更にすることができる。

尚、上記の構成において、前記複数の段部を、該複数の段部の並び方向において高さが漸次変化する階段状に形成されているものとすることができる。この場合に、前記各段部の上面における前記凹部以外の表面と、相隣る前記段部間の鉛直面とに、それぞれ、前記液晶材料を弾く撥液加工を施すようにすることができる。

本発明によれば、従来の液晶供給皿では、液晶材料を貯留するための凹部が１つだけ設けられているのに対し、本発明では、階段状の構造とし、各段部の上面にそれぞれ凹部を設けるようにした。これにより、従来の液晶供給皿と比較して、保持体におけるパネル収容ピッチの狭ピッチ化に対応することができるので、注入処理効率を向上させることができ、しかも、相隣る段部の高さ位置が互いに異なるので、液晶材料の表面張力による液晶材料の吸上りを抑えて液晶材料の使用量を削減することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１，図２および図３は、それぞれ、本発明の実施形態に係る液晶供給皿の要部を拡大して示す斜視図，平面図および図２のIII−III線断面図であり、この液晶供給皿は、注入装置のチャンバ内で液晶表示パネル用の複数枚のパネルｐに液晶材料ｃを注入する処理を行う際に、その液晶材料ｃを各パネルｐの注入口に接触させるように貯留するために用いられる。また、それら複数枚のパネルｐは、同じサイズのものが所定の枚数ずつカセット内にパネル厚さ方向に所定の収容ピッチでもって並ぶように収容された状態で注入装置のチャンバ内に配置される。

注入装置のチャンバのサイズを維持したまま、処理枚数を多くするには、カセットにおけるパネル収容ピッチを狭くする必要がある。例えば、収容ピッチが５ｍｍである５０枚入りのカセットでは、パネルの並ぶ方向における外形寸法は、最低でも５ｍｍ×５０枚＝２５０ｍｍとなるが、このカセットにおいて収容ピッチを４ｍｍにした場合には、６２枚入りとなり、また３ｍｍピッチにした場合には、８３枚入りとなる。このように、収容ピッチを狭くすることで、カセットの外形寸法を大きくせずに、パネル収容枚数を増加させて注入処理効率を高めることができる。

ところが、このような狭ピッチ収容を採用した場合、パネル間の隙間が狭くなることから、液晶材料が表面張力でパネル間の隙間に吸い上げられ、その結果、液晶材料の使用量の増大およびパネル表面への液晶材料の付着による汚染が発生する。

そこで、本実施形態に係る液晶供給皿では、液晶材料を貯留するための凹部としての供給溝２０が複数とされており、それら複数の供給溝２０は、カセットのパネル収容ピッチと同じピッチでもって並ぶように配置されている。各供給溝２０は、対応するパネルｐに注入される液晶材料ｃを必要な量だけ貯留できるサイズになっている。

また、この液晶供給皿は、カセットのパネル収容ピッチと同じピッチでもって階段状に並ぶように形成された複数の段部１０を備えており、上記の供給溝２０は、それら各段部１０の上面にそれぞれ設けられている。その際に、図２および図３にそれぞれ斜線で示すように、各段部１０の上面における供給溝２０以外の表面と、相隣る段部間の鉛直面とには、それぞれ、液晶材料を弾くようにしたＰＴＦＥなどの撥液処理による撥液層３０が形成されている。尚、供給溝２０の数、すなわち段部１０の数は、カセットのパネル収容枚数と同じである。

そして、本実施形態では、図４の斜視図および図５の側面図にそれぞれ模式的に示すように、注入装置のチャンバ内において、液晶供給皿に対し、カセットに収容された複数枚のパネルｐが下降移動することにより、対応する供給溝２０の液晶材料ｃに各パネルｐの注入口が接触し、このことで、各パネルｐにそれぞれ液晶材料ｃが供給されるようになされる。

ところで、異なったサイズのパネルｐに同一の液晶供給皿を使用すると、液晶材料ｃの供給量に過不足が生じ、注入不良や液晶材料ｃのロスが発生することになる。そこで、本実施形態では、複数種類のパネルｐに対し適正な供給量を実現するための手段として、図６の図３相当図に示すように、各段部１０のうち、供給溝２０を形成する溝形成部分１５は、該供給溝２０とは最大貯留量の異なる供給溝２０を有する溝形成部分１５と交換可能に設けられており、その溝形成部分１５の交換によりパネルｐに対する液晶材料ｃの供給量を変更できるようになっている。

したがって、本実施形態では、カセット内にパネル厚さ方向に所定ピッチでもって並ぶように収容された複数枚のパネルｐに対し、供給溝が１つである従来の液晶供給皿の場合に相隣るパネル間の隙間に対応する供給溝部分の分だけ、液晶材料ｃの使用量を削減することができる。

また、液晶供給皿の相隣る段部１０間の鉛直面と、各段部１０の上面における供給溝２５以外の表面とを撥液処理しているので、相対向するパネルｐと前記鉛直面との間の隙間への液晶材料ｃの吸上りを防止することができ、よって、液晶材料ｃの使用量の増大を招くことなく、カセットのパネル収容ピッチの狭ピッチ化による処理効率の向上に寄与することができる。

さらに、各段部１０の溝形成部分１５が交換可能であるので、それら溝形成部分１５をパネルｐの種類毎に交換することで、液晶材料ｃの適正な供給量を実現することができる。

尚、上記の実施形態では、種類の異なるパネルｐに対する液晶材料ｃの供給量を適正化する手段として、溝形成部分１５を交換するようにしているが、図７の図３相当図に模式的に示す変形例のように、供給溝２０の底面上に液晶供給皿と同じ材質の上げ底部材としての上げ底プレート２５を配置して上げ底構造とすることで、供給量を変更するようにしたり、パネルｐが複数の注入口を有するものである場合には、図８の図４相当図に模式的に示す変形例２のように、各パネルｐの注入口毎に供給溝２０が配置されるように、複数の液晶供給皿を使用することもできる。

本発明の実施形態に係る液晶供給皿の要部を拡大して示す斜視図である。 液晶供給皿の要部を拡大して示す平面図である。 図２のIII−III線断面図である。 パネルの注入口に液晶材料を接触させる状態を模式的に示す斜視図である。 パネルの注入口に液晶材料を接触させる状態を模式的に示す側面図である。 供給溝部分が交換される状態を模式的に示す供給量変更手段の変形例１を示す図３相当図である。 使用量変更手段の変形例２を示す図３相当図である。 使用量変更手段の変形例３を示す図４相当図である。

符号の説明

１０ 段部
１５ 溝形成部分（凹部形成部分）
２０ 供給溝（凹部）
２５ 上げ底プレート（上げ底部材）
３０ 撥液層
ｐ パネル
ｃ 液晶材料

Claims (6)

1. 各々、液晶材料の注入される空間部と、周縁部に前記空間部に連通するように設けられた少なくとも１つの注入口とを有し、パネル厚さ方向に所定ピッチでもって並ぶように保持された複数のパネルに対し、前記各注入口に液晶材料が接触するように該液晶材料を貯留するための凹部を有する液晶供給皿であって、
   前記複数のパネルの前記ピッチと同じピッチでもって並ぶように配置され、該並び方向において段差が形成されるように設けられた複数の段部を備え、
   前記凹部は、前記各段部の上面にそれぞれ設けられ、
   前記各凹部は、該凹部による液晶材料の供給量が変更可能に構成されていることを特徴とする液晶供給皿。
2. 請求項１に記載の液晶供給皿において、
   前記複数の段部は、該複数の段部の並び方向において高さが漸次変化する階段状に形成されていることを特徴とする液晶供給皿。
3. 請求項２に記載の液晶供給皿において、
   前記各段部の上面における前記凹部以外の表面と、相隣る前記段部間の鉛直面とに、それぞれ、前記液晶材料を弾く撥液加工が施されていることを特徴とする液晶供給皿。
4. 請求項１に記載の液晶供給皿において、
   前記各段部のうち、少なくとも前記凹部を形成する凹部形成部分は、該凹部とは最大貯留量の異なる前記凹部を有する前記凹部形成部分と交換可能に設けられ、
   前記供給量は、前記凹部形成部分の交換により変更されるように構成されていることを特徴とする液晶供給皿。
5. 請求項１に記載の液晶供給皿において、
   所定の厚さ寸法を有し、前記凹部内に配置されることにより該凹部の深さ寸法を前記厚さ寸法の分だけ小さくするように設けられた上げ底部材を備え、
   前記供給量は、前記凹部内に前記上げ底部材が配置されることで変更されるように構成されていることを特徴とする液晶供給皿。
6. 各々、複数の前記注入口を周縁部の同一辺上に有する複数のパネルに対し、請求項１に記載の液晶供給皿を用いて前記各注入口に前記液晶材料を接触させるようにした液晶供給方法であって、
   複数の前記液晶供給皿を用い、
   前記複数の液晶供給皿を、互いに同じ高さの前記複数の段部がそれぞれ前記パネルの前記複数の注入口に対応するように並べて配置し、
   前記複数の液晶供給皿と、前記複数のパネルとを、該各パネルの前記複数の注入口がそれぞれ対応する前記複数の段部の前記各凹部内の前記液晶材料に接触するように相対移動させることを特徴とする液晶供給方法。

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