JP4542243B2 - 液晶セル、表示装置、液晶セルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶セル、表示装置、およびセルに液晶を注入するときに用いて好適な液晶セルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、その他各種モニター用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目覚ましいものがある。この種の液晶表示装置は、一般に、液晶セルの背面に、照明用の面状光源であるバックライトを配設し、所定の広がりを有する液晶面を全体として均一な明るさに照射することで、液晶セルの液晶面に形成された画像を可視像化するように構成されている。
この液晶セルは、２枚のガラス基板の間に、信号線、ゲート線、その他、アモルファスシリコン層等が成膜されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）や、カラーフィルタ等が積層された構成となっている。
【０００３】
液晶セルを製造するに際しては、ＴＦＴが形成された基板と、カラーフィルタが形成された基板とを、所定のギャップを隔てた状態で対向させ、これら二枚の基板どうしが対向する面の周囲に塗布したシール剤を介して貼り合わせる。このようにして、二枚の基板を貼り合わせることによって、いわゆる空セルが形成されるので、この空セル内に液晶を注入する。
【０００４】
現状、空セルに液晶を注入するには、真空注入法が多用されている。真空注入法は、真空に近い状態にまで減圧されたチャンバ内にて、空セルを容器に溜めた液晶にディップした後、チャンバ内の圧力を大気圧に戻して高めることにより、液晶を空セルに形成した注入口から空セル内に注入する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の方法で液晶を注入しても、注入条件が最適でない場合や、真空注入法の場合は排気が不足したり注入のための放置時間が不足した場合等に、注入した液晶がエアを噛んで液晶中に気泡が残ることがあり、液晶セルの表示領域における表示不良の原因となる。
このようにして残った気泡を排除するための技術として、特開平１０−１８６３８４号公報、特開平１１−２３１３３０号公報等に記載された技術がすでに提案されている。これらの技術では、液晶を注入した液晶セルを加圧ローラで加圧することによって、液晶中に混在する気泡を押し出すようになっている。しかし、これらの技術においても、気泡を確実に除去できるとは断言できず、さらに効率良くかつ確実に気泡除去処理を行なうことのできる技術の開発が望まれているのは言うまでもない。
【０００６】
また、上記のように加圧ローラで加圧することによって気泡を押し出したときに、液晶セル内に注入された液晶が不足してしまうことも考えられ、この場合の対処の方策については、現状では何らの提案がなされていない。加圧ローラでの加圧による気泡の押し出しを実際に行なうのであれば、この点についての検討が必要である。
【０００７】
ところで、空セルに液晶を注入するに際しての他の問題としては、以下に示す問題がある。
すなわち、前記した真空注入法では、複数枚の空セルを同時にチャンバ内に入れて液晶の注入を行なう、いわゆるバッチ処理を行なうようになっている。このようなバッチ処理においては、この処理工程においてチャンバ内の減圧(真空引き)および液晶へのディップを行なっている間、工程の流れが一時的に停滞することになる。特に、複数枚の空セルを収容するチャンバは、自ずとその容積も大きくなり、このチャンバ内を所定の真空度にまで減圧するのに例えば１２時間以上といった長い時間がかかり、生産効率向上の妨げとなっている。
【０００８】
また、真空注入法は、前記したように、真空状態に近いチャンバ内で空セルを液晶にディップした後、チャンバ内の雰囲気圧力を大気圧に戻すため、空セルの内外には大きな圧力差が生じることとなる。空セルを構成する基板がプラスティック基板の場合には、前記圧力差によって基板の変形等が生じてしまうため、真空注入法を用いて製造する液晶セルには、ガラス基板しか用いることができないのが現状であった。
【０００９】
このような課題を抱える真空注入法に対し、シール剤を塗布した一方の基板上に液晶を滴下した後、他方の基板を貼り合わせて液晶セルを形成する、いわゆる滴下法もある。しかし、この滴下法においても、液晶中に気泡が混在した場合にこの気泡を効率良くかつ確実に除去でき、しかも気泡を除去するに際し液晶が不足した場合に対処できる技術が必要であるということに変わりはない。
【００１０】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、注入した液晶中に気泡が混在した場合、その気泡を確実に除去できる液晶セル、表示装置、液晶セルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の液晶セルは、液晶セルの側面に、液晶が充填された空間に連通する第一および第二の開口部を形成した。そして、第一の開口部では、例えばカラーフィルタ等によってシール部に囲まれた領域との間に形成される段差により、第一の開口部のギャップが、シール部に囲まれた領域におけるギャップよりも大きくなっている。ここで、シール部に囲まれた領域における二枚の基板間のギャップとは、双方の基板に設けられたカラーフィルタやＴＦＴ等の電極面間のギャップである。この第一の開口部によれば、製造時において液晶に混在した気泡を第一の開口部から押し出したときに、この第一の開口部に液晶とともに留まる気泡が、シール部に囲まれた領域に戻るのを、段部によって防止できる。
また、第二の開口部のギャップは、シール部に囲まれた領域におけるギャップと略同じであるので、液晶を注入するに際して、第二の開口部に液晶を供給すれば、キャピラリ現象（毛管現象）により、液晶が第二の開口部からシール部に囲まれた領域内に入り込む。このとき、第二の開口部のギャップを、シール部に囲まれた領域のギャップよりも大きく設定すると、第一の開口部と同様に、第二の開口部とシール部に囲まれた領域との間に段差が生じることになり、この段差によって液晶がスムーズに入り込まなくなってしまう。これに対し、上記の如く第二の開口部のギャップをシール部に囲まれた領域のギャップと略同じに設定することにより、第二の開口部から液晶をスムーズに注入することが可能となる。なお、このような第二の開口部は、製造時において、第一の開口部から気泡を押し出した後に、液晶を補充する場合に用いるのが好適である。
【００１２】
また、第一の開口部と第二の開口部は、液晶セルの互いに隣接する二つの側面に配置してもよいし、液晶セルの角部とこの角部に接する側面の中間部に離間して配置してもよい。これら第一の開口部と第二の開口部の配置は、製造時に気泡の押し出し処理を行なう場合に、気泡の排出や液晶の補充をスムーズに行なうだけでなく、気泡の排出や液晶の補充を行なうための装置の機構と干渉しないように決定される。
【００１３】
本発明の表示装置は、液晶セル中の液晶から気泡を排出するための排出口と、液晶セルにキャピラリ現象を利用して液晶を補充するため、液晶セルの側面に開口した補充口と、が設けられ、補充口は、カラーフィルタに連続し、かつカラーフィルタと同一平面にその表面が位置する導入部を備えることを特徴としても良い。ここで、導入部を、補充口よりも外側に突出するよう設ければ、キャピラリ現象による液晶の補充をより効率良く行なえる。なお、導入部は、カラーフィルタと同材料で形成することができる。
【００１４】
また、本発明の液晶セルでは、開口部には、その両側にシール部から基板の外周端部に至る壁部が形成されるとともに、気泡トラップ手段が設けられている。
製造時において、シール部に囲まれた領域の液晶に気泡が混入していた場合、この気泡を開口部に押し出すと、気泡が、シール部に囲まれた領域に充填された液晶とともに開口部にまで入り込む。そして、開口部に設けた気泡トラップ手段により、この開口部の液晶中に混在する気泡がシール部に囲まれた領域に戻るのを防止できる。ここで、気泡トラップ手段としては、開口部に段部を形成することができる。また、気泡トラップ手段として、開口部が形成された部分に凹部を形成することもできる。
【００１５】
本発明の液晶セルの製造方法では、二枚の基板間に液晶が充填された液晶セルを得る第一の工程と、液晶セルを押圧することにより、液晶に混在する気泡を排出する第二の工程と、液晶セル内にキャピラリ現象を利用して液晶を補充する第三の工程と、を含むことを特徴とすることができる。このようにして、気泡を排出することによって液晶セル内の液晶が不足したときにも、キャピラリ現象で液晶を補充することができる。
ここで、第一の工程では、シール剤を塗布した一方の基板上に液晶を滴下した後、他方の基板を重ね合わせる、いわゆる滴下法によって液晶セルを得るようにしても良い。
【００１６】
また、第二の工程を、液晶の粘度が常温下の粘度よりも低下し、かつシール剤が常温下よりも軟化する温度下で行なうようにすれば、気泡の押し出しを効率良く行なえる。
さらに、第二の工程で、基板を押圧することにより二枚の基板間のギャップを調整するようにすれば、気泡の押し出しとギャップ調整とを同時に行なうことができ、作業効率が向上する。
また、第三の工程にて、液晶セルの搬送方向に対し、その側方から液晶を補充するようにすれば、液晶を補充するためのディスペンサ等が、気泡を押し出すためのローラ等の機構部に干渉するのを防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における表示装置の全体構成を説明するための斜視図である。符号４１は上部フレームを形成するための金属製のシールドケースであり、液晶表示モジュールの有効画面を画定する表示窓４２を形成している。１０は液晶セルであり、２枚のガラス基板の間に、ソース・ドレイン電極、ゲート電極、アモルファスシリコン層等が成膜されたＴＦＴや、カラーフィルター等が積層されている。この液晶セル１０の上部には、ドレイン回路基板４４、ゲート回路基板４５、インターフェイス回路基板４６が形成され、さらに回路基板間を接続するためのジョイナ４７、４８、４９を備えている。これらの回路基板４４、４５、４６は、絶縁シート５０を介してシールドケース４１に固定されている。
【００１８】
一方、液晶セル１０の下側には、ゴムクッション５１を介して遮光スペーサ５２が設けられ、液晶セル１０に面状光を照射するバックライトユニット５３が設けられている。また、バックライトユニット５３の下方には、開口５４を有する下側ケース５５が備えられている。
【００１９】
図２は、本実施の形態における液晶セル１０を説明するための図である。
図２に示すように、表示装置の表示部を構成する液晶セル１０は、例えば平面視略長方形で、基板１１Ｔ、１１Ｆを、所定のギャップを隔てて対向させ、シール部１２を介して貼り合わせるとともに、その内部に液晶１３を注入することによって形成されている。
ここで、基板１１Ｔ、１１Ｆは、ガラス基板およびプラスティック基板が用いられる。そして、基板１１Ｔには、基板１１Ｆに対向する側の面の所定の領域に、信号線、ゲート線、その他、アモルファスシリコン層等が成膜されたＴＦＴ（図示無し）が設けられている。また基板１１Ｆには、基板１１Ｔに対向する側の面にて前記ＴＦＴに対応する領域に、バックライトから照射された光をＲ(Red)・Ｇ(Green)・Ｂ(Blue)の３色に分光するためのカラーフィルタが設けられている。
【００２０】
図３は、液晶セル１０を、基板１１Ｔ、１１Ｆの貼り合わせ面に平行な面で断面視した状態を示すものである。この図３において、符号１４は、前記カラーフィルタである。
この図３に示すように、シール部１２は、例えば基板１１Ｆの周辺部に沿って配設されている。より詳細には、シール部１２は、所定の幅で、基板１１Ｆの外周端面１１Ｆ₁よりも所定寸法内側に位置するよう配設されている。このシール部１２としては、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等が好適である。
【００２１】
またこの液晶セル１０には、その長手方向の両側面に、第一の開口部、開口部としての排出口１５Ａと、第二の開口部としての補充口１６Ａが、例えば２箇所ずつ形成されている。ここで、液晶セル１０の液晶注入工程において、液晶セル１０がコンベアＣ等によって図２および図３に示した矢印の方向に搬送される場合、排出口１５Ａ、補充口１６Ａは、液晶セル１０の搬送方向に対し、その側面に開口するよう形成されている。そして、排出口１５Ａは、液晶セル１０の角部近傍に、補充口１６Ａは液晶セル１０の側面中間部に、互いに離間して配置されている。
これら排出口１５Ａ、補充口１６Ａは、これらが形成された箇所にシール部１２を塗布せずに欠落させることによって開口を形成した構成となっている。
【００２２】
図４は、排出口１５Ａ近傍の拡大図であり、(ａ)は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。この図に示すように、排出口１５Ａは、その両側のシール部１２と、基板１１Ｔおよび１１Ｆとで四方を囲まれて形成されている。排出口１５Ａの両側において、シール部１２には外方に向けて延出する延長シール部（壁部）１２Ｅが形成され、その先端部が外周端面１１Ｔ₁、１１Ｆ₁と略同一面に位置している。
【００２３】
また、シール部１２よりも内側には、前記カラーフィルタ１４の端部が位置している。ここで、カラーフィルタ１４は、例えば１〜２μｍ程度の厚さを有している。これにより、排出口１５Ａの部分において、カラーフィルタ１４の端部によって、気泡トラップ手段としての段差１７が形成されている。ここで、シール部１２によって囲まれた領域において、基板１１Ｔ（の電極面）と、基板１１Ｆのカラーフィルタ１４の表面との間のギャップｇ１は、例えば５μｍである。したがって、段差１７よりも外側の排出口１５Ａの部分における基板１１Ｔと基板１１Ｆの間のギャップｇ２は、例えば６〜７μｍとなる。
【００２４】
このようにして、排出口１５Ａは、両側の延長シール部１２Ｅによって、基板１１Ｔ、１１Ｆの外周端面１１Ｔ₁、１１Ｆ₁にまで至る空間を形成している。しかもこの空間は、段差１７により、液晶セル１０内部の基板１１Ｔとカラーフィルタ１４のギャップｇ１よりも大きなギャップｇ２を有している。
このような排出口１５Ａでは、後述の如くして液晶１３に混在する気泡を押し出すときに、段差１７によって、押し出された気泡を排出口１５Ａの空間にトラップすることができ[例：図４（ｃ）中符号（イ）の点線]、液晶セル１０の内部に気泡が戻るのを防止できる。ここで、押し出された気泡の径が、基板１１Ｔとカラーフィルタ１４のギャップｇ１（例えば５μｍ）以上であれば、段差１７によって気泡を空間に確実にトラップできる。また気泡の径がギャップｇ１以下であっても、段差１７に気泡が引っかかることによって、空間に気泡をトラップできる。
【００２５】
図５は、補充口１６Ａの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図である。この図に示すように、補充口１６Ａは、その両側のシール部１２と、基板１１Ｔおよび１１Ｆとで四方を囲まれて形成されている。ここで、シール部１２の内側に位置しているカラーフィルタ１４には、補充口１６Ａの部分に、導入スペーサ（導入部）１８が形成されている。この導入スペーサ１８は、その厚さがカラーフィルタ１４の厚さと略同一に設定されており、これによって導入スペーサ１８の表面とカラーフィルタ１４の表面が同一平面となって連続するようになっている。言い換えれば、補充口１６Ａにおけるギャップｇ３は、シール部１２によって囲まれた領域、つまり基板１１Ｔ（の電極面）と、基板１１Ｆのカラーフィルタ１４（の電極面）との間のギャップｇ１と略同じになる。また、補充口１６Ａ側に突き出した導入スペーサ１８は、その先端部１８ａの両側が、シール部１２に重なるように形成されており、これによって補充口１６Ａの幅方向全域に導入スペーサ１８が設けられた構成となっている。
【００２６】
導入スペーサ１８としては、カラーフィルタ１４とは異なる材料を用いても良いが、カラーフィルタ１４と同じ材料でダミーカラーフィルタを形成し、これを導入スペーサ１８としても良い。また、カラーフィルタ１４の周囲にブラックマトリクス(図示無し)が形成される場合には、このブラックマトリクスと同じ材料で導入スペーサ１８を形成することも可能である。なお、ブラックマトリクスを、黒色のカラーレジスト、あるいはカラーフィルタ１４と同材料のカラーレジスト［Ｂ（Blue）が最適、以下、Ｒ、Ｇの順で適している］等、有機材料で形成する場合、これをそのまま導入スペーサ１８とすることができる。一方、ブラックマトリクスをクロム等の無機材料で形成する場合、クロムのスパッタリングではカラーフィルタ１４と同等の厚さ（１〜２μｍ）を確保するのが困難であるため、ブラックマトリクス層に重ねて、ダミーのカラーフィルタを別途形成する必要がある。
【００２７】
このようにして補充口１６Ａに導入スペーサ１８を設けることにより、補充口１６Ａの実質的な開口は、両側のシール部１２と、導入スペーサ１８と基板１１Ｔとで囲まれた部分となる。
ところで、補充口１６Ａに導入スペーサ１８を設けない場合には、カラーフィルタ１４によって補充口１６Ａよりも内部に段差が存在することになる。すると、後述の如く補充口１６Ａに補充用の液晶１３を供給したときに、補充用の液晶の液晶セル１０内への導入が、カラーフィルタ１４による段差で阻まれてしまう。これに対し、カラーフィルタ１４と同じ高さを有した導入スペーサ１８を補充口１６Ａに設けることにより、キャピラリ現象（毛管現象）により、補充用の液晶１３を液晶セル１０内に円滑に導入することができる。
【００２８】
次に、上記したような構造の液晶セル１０を製造するに際して、液晶１３を注入する工程について説明する。
液晶セル１０に液晶１３を注入するときに滴下法を用いる場合、まず、カラーフィルタ１４が設けられた側の基板１１Ｆに、シール部１２を形成するシール剤を所定の位置に塗布する。そして、この基板１１Ｆのシール部１２の内側に、液晶１３をディスペンサで所定量滴下する。すると滴下された液晶１３は、自らの表面張力によりカラーフィルタ１４上でレベリングし、シール部１２に囲まれた部分の全域に広がる。続いて、ＴＦＴが形成された基板１１Ｔを基板１１Ｆに貼り合わせることにより、液晶セル１０としての形態が得られる。なお、この状態でシール部１２は未硬化状態である。
【００２９】
次いで、液晶セル１０に対し、気泡の押し出し処理を施す。これには、図２に示したように、コンベアＣ上に搭載された液晶セル１０を図中矢印方向に搬送しながら、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで上下から押圧する。このときには、ギャップｇ１（図４参照）が所定の寸法となるよう、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌによる加圧力あるいは加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌの間隔を設定しておく。
このようにして、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで液晶セル１０を両面側から押圧すると、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで押圧された箇所を中心として、未硬化状態のシール部１２が弾性変形しながら基板１１Ｔ、１１Ｆが互いに接近する。この押圧箇所が、液晶セル１０のコンベアＣによる搬送に伴って順次移動し（図中矢印と逆方向）、その結果、液晶セル１０内の余分な液晶１３、および液晶１３に混在する気泡が、二つの排出口１５Ａから押し出される。このときには、液晶１３とともに押し出された気泡を、段差１７によって排出口１５Ａの空間にトラップすることができ、液晶セル１０の内部に気泡が戻るのを防止できる。しかも、この排出口１５Ａは、気泡をトラップする空間を、前述の如く基板１１Ｔ、１１Ｆの外周端面１１Ｔ₁、１１Ｆ₁にまで至る延長シール部１２Ｅによって最大限に確保している。
【００３０】
ところで、上記気泡の押し出し処理は、液晶セル１０の基板１１Ｔ、１１Ｆのギャップ調整と同時に行なうのが効率的である。すなわち、液晶セル１０は、基板１１Ｔ、１１Ｆを単に貼り合わせた状態では、ギャップｇ１が例えば１０μｍ程度となっており、このギャップｇ１を所定値（例えば５μｍ）に調整するため、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで液晶セル１０を押圧するのである。
このとき、複数段階に分けて徐々にギャップｇ１を狭めていくのであれば、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌを複数組設け、押し出しおよびギャップ調整処理を複数回行なうようにすれば良い。
【００３１】
また、気泡の押し出し処理に際しては、液晶１３を加熱するのが有効である。
液晶１３を加熱することにより、シール部１２のシール剤が軟化するとともに、液晶１３の流動性が良好となり、気泡を速やかに押し出すことができる。しかも、押し出し処理と同時にギャップ調整を行なうのであれば、シール部１２がつぶれやすくなっているのでギャップ調整も速やかに行なうことができる。このときに、シール部１２のシール剤に熱硬化性の材料を用いているのであれば、シール剤の硬化反応が始まらない範囲の温度までの加熱に留めるのは言うまでもない。
【００３２】
上記気泡の押し出し処理により、液晶セル１０内の液晶１３が不足することもあるので、引き続き、液晶１３の補充処理を行なう。
液晶１３の補充処理は、液晶セル１０の両側面に開口した補充口１６Ａの部分に、図示しないディスペンサで所定量の液晶１３を供給することによって行なう。供給された液晶１３は、表面張力によって液晶セル１０の側面に付着し、これがキャピラリ現象（毛管現象）により液晶セル１０内に円滑に導入され、補充が行なわれる。
【００３３】
このようにして液晶１３の補充処理を行なった後、排出口１５Ａおよび補充口１６Ａに、封止剤(図示無し)を塗布する。この封止剤には、シリコーン樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。
この後、シール部１２のシール剤および封止剤を硬化させるため、熱硬化性の材料を用いているのであれば低温焼成により熱を加え、紫外線硬化性の材料を用いているのであれば紫外線を照射する。そして、シール剤および封止剤の硬化の完了により、液晶セル１０が完成する。
【００３４】
上述したように、液晶セル１０に注入した液晶１３に混在する気泡を加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで押し出すことができる。このとき、基板１１Ｔ、１１Ｆの外周端面１１Ｔ₁、１１Ｆ₁にまで至る延長シール部１２Ｅによって最大限に確保された空間を有する排出口１５Ａには、カラーフィルタ１４との段差１７が形成されているので、押し出された気泡を排出口１５Ａの空間で確実にトラップして液晶セル１０の内部に戻るのを防止することができ、その結果、不良品の発生を抑えることが可能となる。
また、気泡を除去することによって液晶セル１０内の液晶１３が不足しても、補充口１６Ａから液晶１３を補充することができる。しかもこの補充口１６Ａには、カラーフィルタ１４と同じ高さを有した導入スペーサ１８が設けられているので、キャピラリ現象により、補充用の液晶１３を液晶セル１０内に円滑に導入することができる。
【００３５】
さらに、上記したような方法によれば、液晶セル１０をコンベアＣで搬送しながら気泡の押し出し処理を行なうことができるので、液晶セル１０を、バッチ処理ではなく枚葉処理（いわゆるラインにおける連続生産処理）で生産することが可能となる。したがって、本実施の形態の方法は、上記実施の形態の如く液晶１３を滴下法により注入する場合に特に有効であると言え、高い生産効率で液晶セル１０を生産することが可能となる。さらに、滴下法を適用すれば、基板１１Ｔ、１１Ｆとして、ガラス基板だけでなく樹脂基板も採用することが可能となる。
【００３６】
加えて、上記実施の形態の液晶セル１０では、排出口１５Ａおよび補充口１６Ａを、コンベアＣによる搬送方向に対し、その両側に設けるようにした。このようにすれば、排出口１５Ａから押し出された液晶１３や、補充口１６Ａに供給された液晶１３が下方に垂れたとしても、コンベアＣやこれを駆動するための機構等に付着するのを防止できる。また、加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌには、少なくともこれを回転自在に保持するためのブラケットが、さらには加圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌを駆動するための機構が備わっているわけであるが、これらのブラケットや機構は、コンベアＣで搬送される液晶セル１０の上方に設けられる可能性が高く、これらとの干渉を避けるためにも、排出口１５Ａおよび補充口１６ＡをコンベアＣでの搬送方向両側に設けるのが有効である。
【００３７】
ところで、排出口１５Ａや補充口１６Ａの構造や配置等は、上記実施の形態で示したもののみに限るものではない。以下、排出口１５Ａや補充口１６Ａの他の例を示す。ここで、上記実施の形態と同様の構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図６〜図１０は、排出口１５Ａの他の例を示すものである。
図６に示す排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｂは、図４とは、開口方向を変更したものである。すなわち、液晶セル１０の短手方向の側面に排出口１５Ｂが開口するよう設けられている。この場合、図４に示した補充口１６Ａと、図６に示した排出口１５Ｂは、液晶セル１０において互いに隣接する側面に位置することになる。
図７は、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｃ、１５Ｄを、液晶セル１０において互いに隣接する二つの側面に開口するよう形成したものである。この場合、液晶セル１０の角部において、互いに隣接する二つの側面に沿って延在する二つのシール部１２の延長線どうしが交差する位置に、コーナーシール部２２が設けられる。コーナーシール部２２には、シール部１２と同様、基板１１Ｔ、１１Ｆの外周端面１１Ｔ₁、１１Ｆ₁にまで至る延長シール部１２Ｅが形成されている。
【００３８】
図８は、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｅを設けた部分において、空間の底面を形成する基板１１Ｆに、気泡トラップ手段として、凹部２３を形成したものである。この凹部２３は、基板１１Ｆの厚さを考慮すれば、例えば深さｄ＝２０μｍ程度とすることができ、基板１１Ｔ、１１Ｆのギャップｇ１（６〜７μｍ）に対して大寸法となる。これにより、排出口１５Ｅの空間の実質的な容積を、図４に示した場合に比較して大幅に増やすことができ、トラップできる気泡の量を増加させることができる。なお、この凹部２３は、例えば、粒子状の砂やガラスビーズによるブラスト処理を基板１１Ｆに対して施すことによって形成することができる。
このような凹部２３は、図４、図６、図７に示した排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ等にも形成することが可能である。
【００３９】
図９は、カラーフィルタ１４の端部１４ａを、シール部１２に重ねて設けたものである。このような構成では、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｆの部分のみにカラーフィルタ１４の段差１７が形成されることとなる。
【００４０】
図１０は、カラーフィルタ１４の外周部にダミーカラーフィルタ２４を形成し、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｇに対応した位置において、ダミーカラーフィルタ２４に、切り欠き２５を形成したものである。このような切り欠き２５を形成することにより、排出口１５Ｇの空間の実質的な容積を拡大することができる。
【００４１】
次に、補充口１６Ａの他の例を示す。
図１０に示した補充口（第二の開口部）１６Ｂは、ダミーカラーフィルタ２４によって導入スペーサ１８を形成し、この導入スペーサ１８を、シール部１２よりも外側に突出させたものである。この場合、ダミーカラーフィルタ２４としては、前述の如く、カラーフィルタ１４と同じ材料、カラーフィルタ１４の周囲のブラックマトリクス(図示無し)と同じ材料、等を用いることができる。
このような補充口１６Ｂでは、補充用の液晶を液晶セル１０の側面に供給したときに、図５に示した構成よりも、シール部１２よりも外側にまで突出した導入スペーサ１８によって、キャピラリ現象による液晶１３の内部への導入をより効果的に行なうことができる。
【００４２】
図１１（ａ）に示すものは、ダミーカラーフィルタ２６を、シール部１２に重なるよう設けたものであり、図１１（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。この場合も、ダミーカラーフィルタ２６としては、カラーフィルタ１４と同じ材料、カラーフィルタ１４の周囲のブラックマトリクス(図示無し)と同じ材料、等を用いることができる。そして、図１０と同様に、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｈの部分において、ダミーカラーフィルタ２６に切り欠き２５を形成するとともに、補充口（第二の開口部）１６Ｃの部分において、導入スペーサ１８をシール部１２よりも外側に突出させている。
【００４３】
図１２（ａ）に示すものは、補充口（第二の開口部）１６Ｄの部分だけでなく、この補充口１６Ｄが形成されている液晶セル１０の側面の略全域において、ダミーカラーフィルタ２７を設けたものであり、図１２（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図である。この図に示すように、ダミーカラーフィルタ２７は、導入スペーサ１８としてシール部１２よりも所定寸法外側に突出している。これにより、液晶セル１０の側面の略全域において、基板１１Ｔ、１１Ｆのギャップｇ２よりも狭いギャップｇ１の部分が存在することになる。このような構成によれば、補充用の液晶１３を液晶セル１０の側面に供給したときに、側面略全域においてシール部１２よりも外側にまで突出した導入スペーサ１８によって、液晶１３をキャピラリ現象によって補充口１６Ｄに導くことができ、液晶１３の内部への導入を一層効果的に行なうことができる。
【００４４】
ところで、上記に示した各例においては、いずれも、コンベアＣによって図２中矢印方向に搬送される液晶セル１０に対し、押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌによって一方向（図２中の矢印と反対方向）に押圧していく構成となっている。もちろん、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌを二組備えて、液晶セル１０の中心部から両端部に向けて押圧を行なうようにしても良い。この場合、排出口１５Ａ〜１５Ｈは、液晶セル１０の長手方向の両端部近傍に形成されることになる。
【００４５】
また、上下一対の押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌを用いる構成としたが、液晶セル１０を搬送するコンベアＣ側で液晶セル１０を確実に保持することができる（例えば定盤上に液晶セル１０を載せる）のであれば、押圧ローラを上方にのみ設けても良い。
さらに、コンベアＣによって液晶セル１０側を移動させつつ押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌで押圧を行なう構成としたが、もちろん、押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌ側を液晶セル１０の表面に沿って移動させることによって、押圧を行なうようにしても良い。このような構成とすれば、例えば一箇所で複数回の押圧を行なうことも可能である。
加えて、液晶セル１０の液晶１３から気泡を押し出すことができるのであれば、押圧する手段としては押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌに限らず、他の部材を適宜用いることが可能であるのは言うまでもない。
【００４６】
加えて、液晶セル１０に対する押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌでの押圧箇所の移動方向は、上記実施の形態で示した方向に限るものではない。上記実施の形態では、コンベアＣの駆動によって、液晶セル１０の長手方向に押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌによる押圧箇所が移動する構成となっているが、これを、例えば液晶セル１０の短手方向とすることは容易である。
【００４７】
また、図１３に示すように、液晶セル１０に対し、斜め方向（図中矢印参照）に押圧箇所を移動させることも可能である。特に、液晶セル１０においては、液晶分子の配列や傾きを制御するため、ＴＦＴ側の基板１１Ｔと、カラーフィルタ１４側の基板１１Ｆの双方に配向膜(図示無し)が形成されている。この配向膜には、配向膜を形成するポリイミド分子を所定の方向に配向させるためのラビング処理が施されており、そのラビング方向は、液晶セル１０に対し斜め方向であるのが一般的である。したがって、押圧ローラ２０Ｕ、２０Ｌ（図２参照）による液晶セル１０の押圧方向を、基板１１Ｔまたは１１Ｆの配向膜のラビング方向（図１３中矢印）に合わせることもできる。これに対応して、排出口（第一の開口部、開口部）１５Ｉを押圧方向下流側となる液晶セル１０の角部近傍に設け、補充口（第二の開口部）１６Ｅを、押圧方向に対してその両側となる位置に設けても良い。このような構成によれば、配向膜にはラビング処理によって微細な溝（筋）が形成されるため、気泡の押し出しを円滑に行なうことが可能となる。
このとき、ＴＦＴ側の基板１１Ｔと、カラーフィルタ１４側の基板１１Ｆを比較すると、ＴＦＴ側にはその表面に配線部による段差があるため、ＴＦＴ側の基板１１Ｔのラビング方向に合わせて気泡の押し出し処理を行なうのが好ましい。
【００４８】
なお、上記では、様々な排出口１５Ａ〜１５Ｉ、補充口１６Ａ〜１６Ｅを示したが、これらは適宜組み合わせることが可能である。また、これら排出口１５Ａ〜１５Ｉ、補充口１６Ａ〜１６Ｅは、その設置位置や数については何ら限定する意図はない。例えば、排出口１５Ａ〜１５Ｉをいずれも液晶セル１０の角部近傍に設けているが、液晶セル１０の側面の中央部等に設けることも可能である。同様に、補充口１６Ａ〜１６Ｅを液晶セル１０の側面中央部に設けているが、これを液晶セル１０の角部近傍に設けても良い。
【００４９】
また、気泡の押し出し処理を行なうに際しては、排出口１５Ａ〜１５Ｉのみならず、補充口１６Ａ〜１６Ｅからも液晶１３および気泡が排出されることが考えられる。
さらに、上記実施の形態では、気泡の押し出し処理後、液晶１３を補充する構成となっているが、気泡の押し出し処理によって、液晶セル１０内の液晶１３が不足しないのであれば、液晶１３の補充工程を省略することもできる。当然ながらその場合、補充口１６Ａ〜１６Ｅを省略することもできる。
この他、上記実施の形態で示した液晶セル１０を製造するに際しての各工程の内容や工程の順序は適宜変更することが可能である。例えば、補充口１６Ａ〜１６Ｅから注入した液晶１３が、キャピラリ現象によって、液晶セル１０内の画素領域全域に確実に広がるのであれば、シール部１２を構成するシール剤の硬化処理を行なった後に、液晶１３の注入を行なうようにしても良い。
【００５０】
加えて、上記実施の形態では、滴下法により液晶１３を注入した液晶セル１０に対し、気泡の押し出し処理を行なう構成としたが、本発明の対象は、滴下法のみに限定されるものではない。例えば、真空注入法によって液晶１３を注入した液晶セルに対し、上記と同様、気泡の押し出し処理を行なうことも可能である。
ただしこの場合、液晶１３の真空注入を行なうに際しては、液晶セル１０に形成された排出口１５Ａ〜１５Ｉ、補充口１６Ａ〜１６Ｅの双方を容器中の液晶にディップする必要が生じるため、あまり現実的ではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶セルに対する液晶の注入を効率良くかつ確実に行なうことができる。また、注入した液晶中に気泡が混在した場合にも、気泡を確実に除去することができ、高い品質の液晶セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態における表示装置の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態における液晶セルを示す図である。
【図３】 液晶セルの平断面図である。
【図４】 液晶セルに設けた排出口の構造を示す図であって、(ａ)は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】 補充口の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図である。
【図６】 排出口の他の例を示す図であり、（ａ）は液晶セルの平断面図、（ｂ）は立断面図である。
【図７】 排出口のさらに他の例を示す図であり、（ａ）は液晶セルの平断面図、（ｂ）は立面図である。
【図８】 排出口のさらに他の例を示す図である。
【図９】 排出口のさらに他の例を示す図である。
【図１０】 排出口および補充口の他の例を示す図である。
【図１１】 補充口のさらに他の例であり、（ａ）は平断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１２】 補充口のさらに他の例であり、（ａ）は平断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図である。
【図１３】 気泡の押し出し方向を他の方向とする場合の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…液晶セル、１１Ｔ、１１Ｆ…基板、１２…シール部、１２Ｅ…延長シール部（壁部）、１３…液晶、１４…カラーフィルタ、１５Ａ〜１５Ｉ…排出口（第一の開口部、開口部）、１６Ａ〜１６Ｅ…補充口（第二の開口部）、１７…段差（気泡トラップ手段）、１８…導入スペーサ（導入部）、２０Ｕ、２０Ｌ…加圧ローラ、２３…凹部（気泡トラップ手段）、２４、２６、２７…ダミーカラーフィルタ、２５…切り欠き、ｇ１、ｇ２、ｇ３…ギャップ

Claims (14)

1. 周方向に延在するシール部を介して二枚の基板が一体化されるとともに、いずれか一方の前記基板にカラーフィルタを備え、これら二枚の基板及び前記カラーフィルタと当該シール部に囲まれた空間に液晶が充填された液晶セルであって、
   前記液晶セルの側面に、前記液晶が充填された前記空間に連通する第一および第二の開口部が形成され、
   前記第一の開口部は、気泡を排出するためのものであり、前記シール部に囲まれた領域との間に段部が形成されて、当該シール部に囲まれた領域における他方の前記基板と前記カラーフィルタとのギャップよりも大きなギャップを有し、
   前記第二の開口部は、液晶を補充するためのものであり、前記シール部に囲まれた領域における前記他方の前記基板と前記カラーフィルタとのギャップと略同じギャップを有していることを特徴とする液晶セル。
2. 前記第一の開口部と前記第二の開口部は、前記液晶セルの互いに隣接する二つの側面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶セル。
3. 前記第一の開口部は、前記液晶セルの角部に配置され、前記第二の開口部は前記第一の開口部と離間し、当該角部に接する側面の中間部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶セル。
4. 二枚の基板間に液晶が充填されるとともに、いずれか一方の前記基板にカラーフィルタを備えた液晶セルと、前記液晶セルの背面に設けられて当該液晶セルに光を照射させるバックライトユニットとを備えた表示装置であって、
   前記液晶セルは、
   前記液晶セル中の前記液晶から気泡を排出するための排出口と、
   前記液晶セルにキャピラリ現象を利用して液晶を補充するため、当該液晶セルの側面に開口した補充口と、が設けられ、
   前記補充口は、前記カラーフィルタに連続しかつ当該カラーフィルタと同一平面にその表面が位置するとともに液晶を前記液晶セル内に導入する導入部を備えることを特徴とする表示装置。
5. 前記導入部が、前記補充口よりも外側に突出するよう設けられたことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 前記導入部が、前記カラーフィルタと同材料で形成されていることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
7. 所定間隙を隔てた二枚の基板と、
   二枚の前記基板間にて、当該基板の外周端部よりも所定寸法内側に沿って延在し、かつ第一および第二の所定位置にて当該基板の周方向に開口したシール部と、
   前記シール部の第一の所定位置にて開口した部分の周囲にて、当該シール部から前記基板の外周端部に至るよう形成された壁部と、
   前記二枚の基板および一対の前記壁部によって画成された、気泡排出のための第一の開口部と、
   前記シール部の第二の所定位置にて開口した部分に形成される液晶補充のための第二の開口部と、
   前記二枚の基板間にて前記シール部に囲まれた領域に充填された液晶と、を備え、
   前記シール部に囲まれた領域から前記第一の開口部に入り込んだ前記液晶中に混在する気泡が、当該シール部に囲まれた領域に戻るのを防止する気泡トラップ手段を、当該第一の開口部に備えることを特徴とする液晶セル。
8. 前記気泡トラップ手段として、前記第一の開口部に段部が形成されていることを特徴とする請求項７記載の液晶セル。
9. 前記気泡トラップ手段として、前記第一の開口部が形成された部分に凹部が形成されていることを特徴とする請求項７記載の液晶セル。
10. シール剤を介して、第一の開口部と第二の開口部を設けて、貼り合わされた二枚の基板間に液晶が充填された液晶セルを得る第一の工程と、
    前記二枚の基板が互いに接近する方向に前記液晶セルを押圧することにより、当該液晶セル内から前記液晶に混在する気泡を前記第一の開口部から排出する第二の工程と、
    前記液晶セル内にキャピラリ現象を利用して前記第二の開口部から液晶を補充する第三の工程と、を含むことを特徴とする液晶セルの製造方法。
11. 前記第一の工程にて、前記シール剤を塗布した一方の前記基板上に前記液晶を滴下した後、他方の前記基板を重ね合わせることによって前記液晶セルを得ることを特徴とする請求項１０記載の液晶セルの製造方法。
12. 前記第二の工程を、前記液晶の粘度が常温下の粘度よりも低下し、かつ前記シール剤が常温下よりも軟化する温度下で行なうことを特徴とする請求項１０記載の液晶セルの製造方法。
13. 前記第二の工程にて、前記基板を押圧することにより、前記二枚の基板間のギャップを調整することを特徴とする請求項１０記載の液晶セルの製造方法。
14. 前記第三の工程にて、前記液晶セルを工程間で搬送するときの搬送方向に対し、当該搬送方向の側方に位置する前記第二の開口部から液晶を補充することを特徴とする請求項１０記載の液晶セルの製造方法。

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