JPH11337958A - 液晶セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の注入方法では、液晶材料の注入圧力を
精度よく調整することができないので、基板間を保持す
るギャップ材の移動や、液晶注入口近傍の膨らみ等の問
題があり、注入時間短縮と表示不良低減の両立が図れな
い。 【解決手段】 液晶注入口５に接続する注入コネクタ１
５の先端ノズルの幅、つまり液晶接触幅を、液晶材料と
接触する液晶セル１の液晶注入口５の幅より小さくし、
かつ、液晶材料を加圧しながら注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に供
される液晶セルの製造方法に関し、詳しくはセル内への
液晶材料の注入時間を短縮すると共にセル厚ムラが見ら
れない液晶セルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶材料が注入される前の液晶セル２１
を、図６（ａ)(ｂ）に示す。液晶セル２１は、ガラス等
からなる矩形の2 枚の透明基板２２・２３を有してい
る。これら2 枚の透明基板２２・２３の周縁部がシール
材２４にて貼り合わされており、これら2 枚の透明基板
２２・２３とシール材２４とにより、微小厚の空間部２
６が形成されている。該空間部２６には、空間部２６の
厚みを保持するためのギャップ材２７が挟持されてい
る。また、液晶セル２１の1 辺ではシール材２４が途切
れて開口部が形成されている。この開口部が液晶注入口
２５であり、ここから空間部２６に液晶材料が注入され
る。

【０００３】空間部２６への液晶材料の注入方法として
は、従来、次に記載するようなものがある。

【０００４】最も一般的な方法を、図７を用いて説明す
る。先ずは、真空チャンバ３０内に、液晶材料３１が入
った液晶容器３２を入れると共に、この液晶容器３２の
上方に液晶セル２１を液晶注入口２５が液晶容器３２と
対向するようにセットする。このとき、液晶セル２１の
液晶注入口２５が液晶材料３１と接触しないように離間
して配置する。次に、真空チャンバ３０内を真空引きし
て減圧し、液晶セル２１内部（図６の空間部２６）を排
気する。そして、所定の圧に達すると液晶注入口２５と
液晶材料３１とを接触させ、その後、真空チャンバ３０
内を大気圧に戻す。

【０００５】これにより、液晶セル２１内部に液晶材料
３１が注入される。このような注入方法をさらに発展さ
せ、液晶材料３１の無駄を省く手法等が、特開平９−５
４３２７号公報等に記載されている。

【０００６】また、液晶注入に要する時間を短縮するた
めに、上記のように真空チャンバ３０を用いて液晶セル
内を排気した後、真空チャンバ３０内を減圧したままで
液晶注入口２５に、加圧液晶供給装置に接続されたコネ
クタを接続し、液晶材料３１を加圧しながら注入する方
法もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の注入方法のうち、図７に示す真空チャンバ３０
内を大気圧に戻すことでセル内外の気圧差を利用する注
入方法は、空間部２６に気泡が混入することを防ぐため
に、液晶材料３１が接触する領域を液晶注入口２５の幅
以上とすることが必要不可欠であり、かつ、大気圧に戻
して注入するので、注入圧力の調整が困難である。

【０００８】その結果、液晶注入口２５付近のギャップ
材２７が注入時の液晶材料３１の勢いで移動するといっ
た問題、液晶注入流れ跡の問題、及び液晶注入口２５近
傍の注入量が多くなり、注入後に液晶注入口２５付近が
他の部分に比べて膨らんでしまうセル厚ムラの問題があ
る。これらの問題は全て表示不良を引き起こす。

【０００９】加えて、近年のセルサイズの大型化に伴
い、液晶注入にかなりの時間を要するため、液晶注入の
時間の短縮が強く望まれており、従来では液晶注入口２
５の幅を大きくすることで対処しているが、この方法で
は前述したギャップ材２７の移動等の問題がさらに大き
くなる傾向にある。

【００１０】一方、後者の加圧液晶供給装置を用いる方
法は、加圧手段の圧力を調整することで注入圧力をある
程度調整できる。したがって、大気圧に復帰させて注入
する方法に比べては、注入圧力の調整に起因する上記の
各問題による不具合を小さくできる。しかしながら、こ
の方法においても、注入圧力を精度よく調整することは
困難であり、特に液晶注入口２５近傍が膨らむセル厚ム
ラが目立つ。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑み成されたもの
で、液晶材料の注入圧力を精度よく調整して、液晶注入
過多を防止し、注入時間短縮と表示不良低減の両立を可
能にする液晶セルの製造方法を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶セルの製造方法は、上記の課題を解決するために、
周縁部に配置されたシール材にて所定の間隙を介して貼
り合わされた一対の基板間に、上記シール材が除かれた
開口部より液晶材料を注入する液晶注入工程を含む液晶
セルの製造方法において、液晶注入時に液晶材料と接触
する上記開口部の面積を実際の開口部面積より小さく調
整し、かつ、液晶材料を加圧しながら注入することを特
徴としている。

【００１３】本願発明者らは、前記の目的を達成すべ
く、液晶材料の注入方法について鋭意検討を行った結
果、液晶注入口の実際の面積よりも液晶材料が接触する
面積を小さくする調整を行いながら加圧注入すること
で、加圧手段の圧力のみを調整するよりも精度良く注入
圧力を調整できることを見い出した。

【００１４】したがって、上記の構成により、液晶材料
の注入圧力を精度よく調整して、基板間を保持するギャ
ップ材の移動や、液晶注入流れ跡の発生、液晶注入口近
傍の膨らみ等の問題を解決して、注入時間短縮と表示不
良低減を両立できる。

【００１５】本発明の請求項２記載の液晶セルの製造方
法は、請求項１記載の方法において、液晶材料と接触す
る開口部の面積を、開口部の実際の面積の１／４〜３／
４の範囲内で調整することを特徴としている。

【００１６】液晶材料と接触する開口部の面積を、開口
部の実際の面積の１／４〜３／４の範囲内とすること
で、注入圧力の制御が容易に行え、セル厚ムラを低減し
てセル厚制御が容易になる。

【００１７】本発明の請求項３記載の液晶セルの製造方
法は、請求項１記載の方法において、液晶材料の注入圧
力を０．０１〜２ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲内で2 段階以上
の条件で注入することを特徴としている。

【００１８】液晶材料の注入圧力を０．０１〜２ｋｇｆ
／ｃｍ² の範囲内とすれば、ギャップ材の移動は先ず起
こり難い。そして、この範囲内で２段階以上の条件で注
入することで、一定の注入圧力で注入する場合に比べ
て、注入時間を短縮できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の一形態を、図
１〜図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２０】先ず、図２（ａ)(ｂ）を用いて、本実施の
形態で用いる液晶材料が注入される前の液晶セル１につ
いて説明する。

【００２１】液晶セル１は、ガラス等の透明材料からな
る矩形の2 枚の基板２・３を有している。これら2 枚の
基板２・３の外周がシール材４にて貼り合わされてお
り、これら2 枚の基板２・３とシール材４とにより、微
小厚の空間部６が形成されている。該空間部６には、空
間部６の厚みを保持するためのギャップ材７が挟持され
ている。そして、液晶セル１の対向する２辺ではシール
材４が途切れて３個の開口部が形成されている。

【００２２】1 辺に２つある開口部がそれぞれ、空間部
６の空気を排気するための排気口８ａ・８ｂである。排
気口８ａ・８ｂに対向する辺に形成された開口部が、空
間部６に液晶材料を注入するための液晶注入口５であ
る。

【００２３】このような液晶セル１に液晶材料を注入す
る液晶注入システムの構成を図３に示す。

【００２４】液晶セル１の排気口８ａ・８ｂにはそれぞ
れ、吸引コネクタ１１・１１が接続される。吸引コネク
タ１１・１１には、真空吸引管１２の一端が接続されて
おり、この真空吸引管１２の他端は、真空ポンプ１３に
開閉バルブ１４を介して接続されている。これにより、
開閉バルブ１４が開弁されている状態において、液晶セ
ル１内部（図２に示す空間部６）の空気は、排気口８ａ
・８ｂを通って排気される。

【００２５】一方、液晶セル１の液晶注入口５には、注
入コネクタ１５が接続される。注入コネクタ１５には、
液晶供給管１６の一端が接続されており、この液晶供給
管１６の他端は、加圧液晶供給装置１７に開閉バルブ１
８を介して接続されている。上記加圧液晶供給装置１７
は、液晶材料９を加圧して液晶供給管１６へと送り出す
もので、加圧手段を備え、液晶材料９の供給圧力を調整
できるようになっている。これにより、開閉バルブ１８
が開弁されている状態において、液晶セル１の空間部６
に液晶材料９が、液晶注入口５を通って注入される。

【００２６】上記の注入コネクタ１５は、図４に示すよ
うに、液晶セル１における液晶注入口５が形成されてい
る箇所を、ゴム等の変形可能な材質からなるシーリング
部１５ａ・１５ａ’で挟み込む構成である。シーリング
部１５ａには、液晶供給管１６が通されており、このシ
ーリング部１５ａに他方のシーリング部１５ａ’が、ク
リップ部材１５ｂ・１５ｂ’の挟持力にて押し当てら
れ、液晶注入口５が完全にシーリングされるようになっ
ている。ここまでの構成は、吸引コネクタ１１も、液晶
供給管１６に代えて真空吸引管１２が通されている以外
は、ほぼ同様の構成を有している。

【００２７】ところで、前述したように、液晶材料９を
加圧注入することで、液晶注入に要する時間を短縮する
ことが可能である。しかしながら、その場合も、注入時
の圧力制御が難しく、液晶注入口５付近のギャップ材７
が注入時の液晶材料９の勢いで移動したり、液晶注入流
れ跡が生じたり、或いは、液晶注入口５近傍の注入量が
多くなり、注入後に液晶注入口５付近が他の部分に比べ
て膨らんでセル厚ムラが生じるといった問題があった。

【００２８】そこで、本実施の形態では、液晶注入シス
テムにおける上記注入コネクタ１５を、図１に示すよう
に、液晶注入口５の面積よりも小さい面積で液晶材料９
を注入できるように、液晶注入口５と液晶材料９との接
触面積、つまり、接触幅を調整可能な構成となってい
る。具体的には、前述の図４に示す液晶供給管１６の先
端ノズルの幅を調整し得る構成としている。このとき、
もちろん、液晶注入口５における先端ノズルよりも外側
の領域は、シーリング部１５ａにてシーリングされ、空
気が混入しないようになっている。

【００２９】このような液晶注入システムを用いて、排
気口８ａ・８ｂより液晶セル１内を排気しながら液晶注
入口５より液晶材料９を加圧注入することにより、注入
圧力の調整を精度良く実施でき、液晶注入に要する時間
の短縮を図りながらも、液晶材料９の注入過多の防止及
びギャップ材７の移動、液晶注入流れ跡の発生等を防止
できる。

【００３０】このとき、液晶注入口５の幅（面積）に対
する先端ノズルの幅（液晶材料９が実際に接触する面
積）は、１／４〜３／４の範囲内とすることで、注入圧
力のコントロールが容易になり、その結果、効果的にセ
ル厚の制御が可能になることが確認されている。

【００３１】さらにこのとき、液晶注入圧力を０．０１
〜２ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲内で２段階以上の条件で加圧
しながら注入することが望ましい。上記範囲では、ギャ
ップ材７の移動が伴わないことが確認されており、注入
時間の大幅な遅れを引き起こすことなく、注入時間の短
縮かつ良好な表示品位およびセル厚制御が容易となる。

【００３２】尚、ここでは、排気口８ａ・８ｂから排気
しながら液晶注入口５から液晶材料９を加圧注入する場
合を例示したが、排気口８ａ・８ｂは必ずしも必要なも
のではなく、従来のように、真空チャンバを用いて液晶
セル１内部を排気した後、液晶注入口より液晶材料９を
加圧注入する構成においても、上記した注入コネクタ１
５を用いて液晶材料９が液晶注入口５と接触する面積を
小さくして加圧注入することで、同様の作用・効果を奏
する。

【００３３】

【実施例】ここで、前述の実施の形態にて説明した図３
の液晶注入システムを採用した実施例を上げて本発明を
さらに説明する。もちろん、本発明はここに示す実施例
にのみ限定されるものではない。

【００３４】〔実施例１〕液晶注入口５の幅が２０ｍｍ
である１４インチ級の液晶セル１の液晶注入口５及び排
気口８ａ・８ｂに、注入コネクタ１５及び吸引コネクタ
１１・１１を取り付け、液晶セル１内を減圧に排気した
後、排気口８ａ・８ｂから一定圧力で吸引しながら液晶
注入口５側から液晶材料９を供給した。また、このと
き、図５（ａ）に示すように、最初は大きな圧力で、途
中からはそれよりも小さな圧力として、ギャップ材７の
移動を伴わない程度に段階的に加圧を行った。

【００３５】この際、表１に示すように、液晶注入口５
の幅に対し、液晶材料９の接触幅が５ｍｍとなるように
注入コネクタ１５の先端ノズルの幅を調節した。また、
液晶材料９が接触していない部分は気泡等が混入しない
ようにシーリングした。

【００３６】その結果、１００分後に液晶材料９を液晶
セルの空間部に充填することができた。また、ギャップ
材７の移動もなく良好な表示品位を得た。加えて、面内
３０ポイントのセル厚バラツキσも良好であった。

【００３７】但し、注入時間は従来の図７に示す真空チ
ャンバ３０を用いた方法よりも遅くなった。

【００３８】〔実施例２〕前記実施例１と同様の注入方
法で液晶材料９との接触幅を１０ｍｍとしたところ、７
０分で液晶材料９の注入が完了した。また、この時も、
図５（ｂ）に示すように、ギャップ材７の移動を伴わな
い程度に段階的に加圧しながら注入を行った。

【００３９】結果、ギャップ材７の移動もなくセル厚の
バラツキも従来の図７に示す注入方法のものよりも良好
であった。つまり、液晶セル１の液晶注入口５の幅に対
し液晶材料９の接触幅を１／２にすることにより注入加
圧のコントロールが容易となり、その結果、注入時間の
短縮とセル厚の制御および表示品位の良好なポイントを
見出すことが可能となった。

【００４０】〔実施例３〕前記実施例１と同様の注入方
法で液晶材料９との接触幅を１５ｍｍとしたところ、５
５分で液晶材料９の注入が完了した。また、この時も図
５（ｃ）に示すように、ギャップ材７の移動を伴わない
程度に段階的に加圧しながら注入を行った。

【００４１】結果、実施例２よりも注入時間の短縮を実
現できたが、液晶注入口５近傍が若干、液晶過多となっ
た。しかしながら、液晶注入流れ跡は発生せず、表示品
位上の問題はなかった。

【００４２】〔比較例１〕前記実施例１と同様の注入方
法で液晶材料９との接触幅を２０ｍｍとし、従来のよう
に液晶セル１の液晶注入口５の幅と液晶材料９の接触部
分を同等とし、図５（ｄ）に示すように、加圧しながら
注入したところ、４０分で液晶材料９の注入が完了し
た。かなり短い注入時間となった。しかしながら、ギャ
ップ材７の移動があり、液晶注入口５近傍の膨らみも見
られた。つまり、液晶供給量が多いことにより、注入加
圧のコントロールが困難となったためである。その結
果、セル厚バラツキσも悪化した。

【００４３】〔比較例２〕また、前述した従来の図７に
示す真空チャンバ３０を用いた方法で実験を行った結
果、７５分で液晶材料３１の注入が完了した。無論、液
晶注入口２５幅と液晶接触部分は２０ｍ以上となってい
るため、ギャップ材２７の移動を伴う結果となった。ま
た、セル厚のバラツキも最も悪く、液晶注入流れ跡およ
び液晶注入口２５近傍の膨らみも併発した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶セルの製造
方法は、以上のように、周縁部に配置されたシール材に
て所定の間隙を介して貼り合わされた一対の基板間に、
上記シール材が除かれた開口部より液晶材料を注入する
液晶注入工程を含む液晶セルの製造方法において、液晶
注入時に液晶材料と接触する上記開口部の面積を実際の
開口部面積より小さく調整し、かつ、液晶材料を加圧し
ながら注入するものである。

【００４６】これにより、液晶材料の注入圧力を精度よ
く調整して、基板間を保持するギャップ材の移動や、液
晶注入流れ跡の発生、液晶注入口近傍の膨らみ等の問題
を解決して、注入時間短縮と表示不良低減を両立でき
る。

【００４７】その結果、より短時間で表示品位の優れた
液晶セルを生産でき、ひいては、優れた表示品位の液晶
表示装置をより安価にて提供できるといった効果を奏す
る。

【００４８】本発明の請求項２記載の液晶セルの製造方
法は、請求項１記載の方法において、液晶材料と接触す
る開口部の面積を、開口部の実際の面積の１／４〜３／
４の範囲内で調整することを特徴としている。

【００４９】これにより、注入圧力の制御がより容易に
行えるようになり、セル厚制御がより一層容易になる。

【００５０】その結果、上記した効果を奏する請求項１
に記載の液晶セルの製造方法を、より確実に実施でき、
上記効果を確実に得ることができるという効果を奏す
る。

【００５１】本発明の請求項３記載の液晶セルの製造方
法は、請求項１記載の方法において、液晶材料の注入圧
力を０．０１〜２ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲内で2 段階以上
の条件で注入することを特徴としている。

【００５２】これにより、セル厚を容易に制御しなが
ら、一定の注入圧力で注入する場合に比べて、注入時間
を短縮できる。

【００５３】その結果、上記した効果を奏する請求項１
に記載の液晶セルの製造方法を、より効果的に実施で
き、より一層、優れた表示品位の液晶表示装置を安価に
て提供できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、液晶セル
内に液晶材料を注入する際の液晶注入口幅に対する液晶
材料の接触幅を示す説明図である。

【図２】（ａ）は液晶材料が注入される液晶セルの平面
図であり、（ｂ）はその断面図である。

【図３】液晶セル内に液晶材料を注入するための液晶注
入システムの構成を示す模式図である。

【図４】上記液晶注入システムにおける注入コネクタの
構成を示す断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例及び比較例
における液晶材料の注入圧力を示すグラフである。

【図６】従来技術を示すもので、（ａ）は液晶材料が注
入される液晶セルの平面図であり、（ｂ）はその断面図
である。

【図７】従来の液晶セル内に液晶材料を注入するための
液晶注入方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２・３ 透明基板（基板） ４ シール材 ５ 液晶注入口（開口部） ６ 空間部 ７ ギャップ材 ８ａ・８ｂ 排気口 １１ 吸引コネクタ １５ 注入コネクタ １６ 液晶供給管 １７ 加圧液晶供給装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周縁部に配置されたシール材にて所定の間
   隙を介して貼り合わされた一対の基板間に、上記シール
   材が除かれた開口部より液晶材料を注入する液晶注入工
   程を含む液晶セルの製造方法において、 液晶注入時に液晶材料と接触する上記開口部の面積を実
   際の開口部面積より小さく調整し、かつ、液晶材料を加
   圧しながら注入することを特徴とする液晶セルの製造方
   法。
2. 【請求項２】液晶材料と接触する開口部の面積を、開口
   部の実際の面積の１／４〜３／４の範囲内で調整するこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶セルの製造方法。
3. 【請求項３】液晶材料の注入圧力を０．０１〜２ｋｇｆ
   ／ｃｍ² の範囲内で2 段階以上の条件で注入することを
   特徴とする請求項１記載の液晶セルの製造方法。