JPH1152399A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルの基板を高精度で平坦にしギャップの均
一性を実現することができる液晶表示装置の製造方法を
提供する。 【解決手段】 セル５０の排気ポートに排気コネクタ５
を接続し、注入ポートに注入コネクタ６を接続した状態
で、排気コネクタ５を介してセル５０内を吸引排気す
る。次に、注入コネクタ６を介して液晶をセル５０内に
加圧注入する。次に、コネクタ５，６をセルに接続した
ままセル５０を取り巻く気圧を大気圧より高くし、この
高圧状態を維持してセル５０を構成する２枚の基板の平
坦度を向上させる。次に、セル５０を取り巻く気圧を高
圧状態に維持したままコネクタ５，６をセル５０から外
し、注入ポートと排気ポートに封止液を供給する。次
に、セルを取り巻く気圧を大気圧まで戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平８−２６２４６２号に開示されて
いる液晶表示装置の製造方法について説明する。セルに
は、排気ポートと注入ポートが形成されている。これら
排気ポートと注入ポートにそれぞれ排気コネクタと注入
コネクタを接続した状態で、真空吸引手段を駆動させる
ことにより排気コネクタを介してセル内を真空吸引し、
セル内が所定の真空度に達した時に、液晶供給手段から
注入コネクタを介して液晶をセル内に加圧注入する。

【０００３】液晶注入完了時点において、注入ポート近
傍で液晶が大気圧より高い圧力になっており、セルを構
成する２枚の基板間のギャップが正常状態より膨らんで
いる。これに対して、セルの排気ポート近傍では、真空
吸引された影響で液晶の圧力が大気圧より低く、２枚の
基板間のギャップがほぼスペーサビーズの径に対応する
幅となっている。

【０００４】上記液晶注入工程の完了後に、排気コネク
タと注入コネクタとを排気ポートと注入ポートに接続し
たまま、排気コネクタでの真空度を下げながら真空吸引
し、注入コネクタでの液晶圧力をゼロにした状態を所定
時間継続する。これにより、セル内での液晶圧力を均一
にし、ひいては注入ポート近傍でのギャップの膨らみを
解消し、セルを構成する２枚の基板の平坦度を上げる。
この後で、排気コネクタと注入コネクタをセルから外
し、速やかに封止液をポートに供給して、ポートを塞
ぐ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セルを構成す
る２枚の基板はもともとミクロン単位で見れば平坦では
なく、例えば中央が膨らんでいたり、うねりがある。こ
のような基板の歪みは、上記公報の方法では解消され
ず、最終製品である液晶表示装置のギャップの不均一を
もたらす。このギャップの不均一、すなわち液晶厚さの
不均一さは、非常に高い表示性能の達成を阻害する要因
になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
液晶表示装置の製造方法は、（イ）注入コネクタをセル
のポートに接続した状態で、注入コネクタを介して液晶
をセル内に加圧注入する工程と、（ロ）上記液晶注入工
程が完了した後で、注入コネクタをセルに接続したま
ま、セルを取り巻く気圧を大気圧より高くし、この高圧
状態を維持してセルを構成する２枚の基板の平坦度を向
上させる工程と、（ハ）上記基板平坦度向上工程の後
で、セルを取り巻く気圧を高圧状態に維持したまま注入
コネクタをセルから外して封止液を上記ポートに供給す
る工程と、（ニ）上記封止液供給工程の後に、セルを取
り巻く気圧を大気圧まで戻す工程とを備えたことを特徴
とする。

【０００７】請求項２の発明に係わる液晶表示装置の製
造方法は、（イ）セルの排気ポートに排気コネクタを接
続し、セルの注入ポートに注入コネクタを接続した状態
で、排気コネクタを介してセル内を真空吸引する排気工
程と、（ロ）セル内の真空度が所定レベルに達した後
に、排気コネクタを介しての真空吸引を継続したまま、
注入コネクタを介して液晶をセル内に加圧注入する工程
と、（ハ）上記液晶注入工程が完了した後で、排気コネ
クタおよび注入コネクタをセルに接続したまま排気コネ
クタを介しての吸引を継続し、セルを取り巻く気圧を大
気圧より高くし、この高圧状態を維持してセルを構成す
る２枚の基板の平坦度を向上させる工程と、（ニ）上記
基板平坦度向上工程の後で、セルを取り巻く気圧を高圧
状態に維持したまま排気コネクタと注入コネクタをセル
から外し、注入ポートと排気ポートに封止液を供給する
工程と、（ホ）上記封止液供給工程の後に、セルを取り
巻く気圧を大気圧まで戻す工程とを備えたことを特徴と
する。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２に記載の液晶
表示装置の製造方法において、上記排気コネクタと注入
コネクタと封止液を供給する器具がハウジング内に配置
されており、このハウジング内でセルに対する排気と液
晶注入と封止液供給を行い、上記液晶注入工程の完了後
に、ハウジングに接続された加圧空気供給手段により、
ハウジング内の気圧を上げることを特徴とする。請求項
４の発明は、請求項２または３に記載の液晶表示装置の
製造方法において、上記液晶注入工程から基板平坦度向
上工程へ移行する時点で、注入コネクタでの液晶圧力を
下げるとともに、排気コネクタでの真空度を下げ、しか
も、上記基板平坦度向上工程において、排気コネクタを
介しての真空吸引を継続しながら、その真空度を徐々に
低下させることを特徴とする。請求項５の発明は、請求
項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法に
おいて、上記封止液供給工程でのセルを取り巻く気圧
を、基板平坦度向上工程での気圧より高くしたことを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を説明する前に、図２，図
３（Ａ）を参照しながらセル５０について説明してお
く。このセル５０は、透明材料例えばガラスからなる２
枚の四角形の基板５１，５２を備えている。大型の液晶
表示装置の場合には、図に示すように、第１基板５１は
第２基板５２より大きい。第２基板５２の周縁と第１基
板５１の周縁近傍の互いに対峙する平坦面を接着剤５３
で張り付けることにより、両者の間に数ミクロンの厚さ
のギャップ５４が形成されている。そして、接着剤５３
が介在されていない箇所が、排気ポート５５と、注入ポ
ート５６となっている。

【００１０】セル５０に液晶や気圧の圧力が付与されて
いない自然状態では、基板５１，５２は、図３（Ａ）に
誇張して示されているように、ミクロン単位の歪みを有
している。通常では、中央部が膨らんでいることが多
い。そのため、ギャップ５４も不均一になっている。

【００１１】次に、本発明方法を実行するための装置の
構成を説明する。図１に示すように、装置はハウジング
１を有している。ハウジング１内には、固定台２が設置
されており、この固定台２の上面には、互いに対峙する
移動台３，４が移動可能に設置されている。移動台３に
は、２つの排気コネクタ５が上下位置調節可能に設けら
れており、移動台４には１つの注入コネクタ６が上下位
置調節可能に設けられている。また、固定台２には、セ
ル５０を所定位置にセットする支持機構（図示しない）
も設けられている。

【００１２】上記ハウジング１内には、ヒータ７（加熱
手段）と、液晶供給装置１０（液晶供給手段）が収容さ
れている。この液晶供給装置１０は、上記注入コネクタ
６に供給管１１を介して接続されている。供給管１１に
は開閉弁１２が設けられている。ハウジング１外には真
空吸引ポンプ２０（真空吸引手段）が配置されており、
この真空吸引ポンプ２０は排気管２１を介して上記排気
コネクタ５に接続されている。排気管２１には、リリー
フ弁２２が設けられるとともに、このリリーフ弁２２と
排気コネクタ５との間に、開閉弁２３，液晶トラップ，
真空度検出センサ等（図示しない）が設けられている。

【００１３】上記ハウジング１には、第１ポート１ａと
第２ポート１ｂが形成されている。第１ポート１ａに
は、常閉の開閉弁３１を介してコンプレッサ３０（加圧
空気供給手段）が接続されている。また、第２ポート１
ｂは、常開の開閉弁３５を介して大気に連なっている。

【００１４】さらに、上記ハウジング１内には、図４に
のみ示す封止液供給器具４０が収容されている。この封
止液供給器具４０は、１枚のセル５０に対応して３つ装
備されている。封止液供給器具４０は、円筒形状のボデ
イ（図示しない）と、このボデイの先端に設けられたチ
ップ４１（第１部材）と、このチップ４１の基端近傍に
取り付けられたプレート４２（第２部材）とを備えてい
る。チップ４１は、ボデイの軸方向に延びて細長く形成
されている。チップ４１の先端縁４１ａは鋭角をなし、
ボデイの軸方向と直交する直線（図４において紙面と直
交する直線）に沿って延びている。

【００１５】上記プレート４２は、チップ４１の長手方
向に延び、基端部を除く部位は、上記チップ４１の平坦
面４１ｂから離れて対峙している。プレート４２は、チ
ップ４１と同じ幅を有し、その先端縁４２ａはチップ４
１の先端縁４１ａと平行をなしている。これら先端縁４
１ａ，４２ａの幅は上記セル５０のポート５５，５６の
幅より広い。

【００１６】上記チップ４１の平坦面４１ｂとプレート
４２との間に形成されるギャップ４３（封止液のための
通路）は、先端に向かって狭くなっている。このギャッ
プ４３は、チップ４１の平坦面４１ｂに形成された長手
方向に延びる溝（図示しない），円筒形状のボデイ，こ
のボデイに接続されたチューブを介して、封止液タンク
（図示しない）に接続されている。この封止液供給器具
４０は図示しないロボットアーム等の移動機構によって
移動されるようになっている。

【００１７】本願装置は、制御ユニット４５を有してお
り、この制御ユニット４５により上述した種々の構成要
素をシーケンス制御するようになっている。以下、この
制御を、主に図５のタイムチャートと図３を参照しなが
ら詳述する。ハウジング１の扉を開いて、セル５０を支
持機構にセットした後、扉を閉じてハウジング１内を気
密状態にする。制御ユニット４５は、電源オンに応答し
て、真空ポンプ２０を駆動し、コンプレッサ３０を駆動
する。また、加圧液晶供給装置１０を駆動させて内部の
液晶を加圧する。次に、移動台３，４を移動させ、セッ
ト状態にあるセル５０の排気ポート５５に排気コネクタ
５を接続し、注入ポート５６に注入コネクタ６を接続す
る。

【００１８】次に、開閉弁２３を開き、これにより、セ
ル５０内の空気を、排気コネクタ５，排気管２１を介し
て吸引排気し、セル５０内の真空度を高める。この真空
吸引により、図３（Ｂ）に示すように、セル５０の基板
５１，５２が、互いに近づくように引き付けられてギャ
ップ５４内に収容された多数のスペーサビーズに当た
り、平坦になる。

【００１９】セル５０内が所定の真空度（例えば１Ｔｏ
ｒｒ）に達した時、開閉弁１２を開き、これにより、加
圧液晶供給装置１０からの加圧液晶ＬＣを、供給管１
１，注入コネクタ６を経てセル５０内へと注入する。こ
の液晶注入工程において、上記真空吸引を継続して実行
し、ヒータ７でセル５０を加熱して液晶ＬＣの粘度を低
下させる。これにより、円滑に液晶ＬＣを注入すること
ができる。

【００２０】液晶ＬＣがセル５０のギャップ５４を満た
し、２つの排気ポート５５に達したことにより、液晶注
入工程が完了する。この完了時点で、ヒータ７による加
熱を終了し、上記加圧液晶供給装置１０を制御して注入
コネクタ６の液晶圧力を所定レベルまで下げ、リリーフ
弁２２を制御して、真空度を１Ｔｏｒｒから所定レベル
例えばー７５０ｍｍＨｇまで下げる。また、開閉弁３１
を開いてコンプレッサ３０のタンクからの圧縮空気をハ
ウジング１内に供給し、ハウジング１内を大気圧より高
い所定の気圧（例えば大気圧の１.５倍〜２倍程度）に
する。なお、ハウジング１内または開閉弁３１の下流側
には図示しない圧力センサが設けられており、上記所定
気圧に達した時に開閉弁３１を閉じる。

【００２１】上記液晶注入完了時点では、図３（Ｃ）に
示すように、排気ポート５５の近傍の液晶ＬＣの圧力は
真空吸引の影響で大気圧より低く、この排気ポート５５
近傍の２枚の基板５１，５２はスペーサビーズの規制を
受けてほぼ平坦になっている。他方、注入ポート５６の
近傍では液晶ＬＣの圧力が大気圧より高いので、基板５
１，５２が膨らんでいる。この状態において、上述した
ように、ハウジング１内を高圧にしたことにより、セル
５０を取り巻く気圧が基板５１，５２を押すことにな
り、その結果、基板５１，５２は徐々に互いに近づき、
本来もっている歪み（図３（Ａ）参照）をも矯正され、
最終的に図３（Ｄ）に示すように高精度で平坦になり、
ひいては、スペーサビーズの径によって決定される均一
なギャップ５４を得ることができる。

【００２２】上記のようにハウジング１内の気圧上昇に
より基板５１，５２の平坦度を向上させる工程におい
て、注入ポート５６から余分な液晶が漏れ出てくるが、
この注入ポート５６には注入コネクタ６が接続されてい
るので、この液晶は開き状態の開閉便１２を経て液晶供
給装置１０へと戻される。なお、注入コネクタ６での液
晶圧力は、液晶注入完了時点で低下しているので、上記
液晶の漏出をより円滑に行うことができる。本実施形態
では液晶圧力をハウジング１内気圧より低くし大気圧よ
り若干高くしているが、大気圧まで下げてもよい。

【００２３】上記基板５１，５２の平坦度を向上させる
工程において、液晶ＬＣの圧力の均一化の経過に合わせ
てリリーフ弁２２を制御して排気コネクタ５での真空度
を徐々に低下させる。これにより、排気ポート５５から
セル５０内へ空気が入り込むのを防止することができる
とともに、排気ポート５５からの液晶ＬＣの漏出を抑え
ることができる。

【００２４】上記基板５１，５２の平坦度を向上させる
工程を、所定時間継続させた後で、バルブ１２，２３を
閉じ、排気コネクタ５，注入コネクタ６をセル５０から
外す。またこれらコネクタ５，６を外す直前に開閉弁３
１を開いてハウジング１内の気圧をさらに上昇させ、所
望レベルに達した時に開閉弁３１を閉じる。これによ
り、基板５１，５２が元の歪んだ形状に戻ろうとするの
をより一層確実に抑制でき、元の形状に戻る際にポート
５５，５６から空気を吸い込むのを確実に防止すること
ができる。

【００２５】コネクタ５，６を外したら、即座に封止液
供給器具４０を排気ポート５５，注入ポート５６に近づ
け、これらポート５５，５６に封止液ＳＱを供給する。
封止液ＳＱは、ギャップ４３の先端部に毛細管現象によ
り入り込んでここで保持されており、チップ４１の先端
縁４１ａとプレート４２の先端縁４２ａを、セル５０に
接触させることにより、ギャップ４３の先端部に満たさ
れていた封止液ＳＱが、毛細管現象によりポート５５，
５６に適量に供給され、ここを塞ぐ。

【００２６】封止液ＳＱをポート５５，５６に供給した
後、開閉弁３５を開くことにより、ハウジング１を大気
圧に戻す。封止液ＳＱは毛細管現象によりポート５５，
５６内に入り込む。なお、基板５１，５２が元に戻ろう
とすることによっても封止液ＳＱのポート５５，５６へ
の侵入が促進される。この状態で、紫外線照射により封
止液ＳＱを硬化させることにより、ポート５５，５６の
封止作業が終了する。

【００２７】本発明は、上記実施形態に制約されず、種
々の態様が可能である。例えば、セルは、排気と注入の
両方を兼用したポートを１つだけ形成してもよい。この
場合、例えばハウジング内を真空吸引してポートからセ
ル内の空気を排気し、セル内が所定の真空度に達した後
にこのポートに注入コネクタを接続し、液晶供給装置か
ら注入コネクタを介して加圧液晶を注入し、この液晶注
入工程が完了した後に、注入コネクタを接続したままハ
ウジングを大気圧より高くする。この後の工程は上述し
た実施形態と同様であるので省略する。また、ハウジン
グには、複数のセルを収容して、同時に処理してもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
の発明によれば、液晶注入完了後に、セルを取り巻く気
圧を高くすることにより、加圧液晶による２枚の基板の
歪みのみならず、これら基板が元来有している歪みをも
解消して高精度の平坦度を得ることができ、ひいては、
均一なギャップを得ることができ、非常に良好な表示性
能を得ることができる。また、コネクタを外したポート
に封止液を供給する過程でも、セルを取り巻く気圧を高
く維持しているので、基板が歪みのある形状に戻るのを
防止できるとともにポートから空気が入り込むのを防止
することができる。また、請求項１の発明では、基板平
坦度向上工程において、注入コネクタをセルに接続した
状態を維持するので、セル内から漏れ出た余分な液晶は
注入コネクタを介して回収することができる。また、請
求項２の発明では、基板平坦度向上工程において、注入
コネクタと排気コネクタをセルに接続した状態を維持す
るので、セル内から漏れ出た余分な液晶は注入コネクタ
を介して回収することができるとともに、排気コネクタ
を介しての吸引の継続により排気ポートからの空気のセ
ル内への侵入を防止できる。請求項３の発明によれば、
ハウジング内で排気，液晶注入，封止液供給を行い、ハ
ウジングに加圧空気を供給することにより、セルの基板
の平坦度を向上させるので、これら作業を円滑に行うこ
とができる。請求項４の発明によれば、基板平坦度向上
工程において、注入コネクタでの液晶圧力を下げるの
で、基板を短時間で平坦にすることができ、また液晶圧
力の均一化の経過にしたがって排気コネクタでの真空度
を徐々に下げるので排気ポートからの空気の侵入を防止
できるとともに、この排気ポートからの液晶漏れを抑制
することができる。請求項５の発明によれば、上記封止
液供給工程でのセルを取り巻く気圧を、基板平坦度向上
工程での気圧より高くしたことにより、コネクタを外し
ても基板の自然歪み形状への戻りを抑制でき、ポートか
らの空気の侵入を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実行する装置を示す概略図であ
る。

【図２】液晶を充填されるべきセルの正面図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明方法を実行する過程
での、セルの基板および基板間のギャップの状態を示す
断面図であり、この図において、基板の歪み量，ギャッ
プの寸法は誇張して示されている。

【図４】セルと封止液供給器具を拡大して示す断面図で
ある。

【図５】本発明方法のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ ハウジング ５ 排気コネクタ ６ 注入コネクタ １０ 加圧液晶供給装置（液晶供給手段） ２０ 真空ポンプ（真空吸引手段） ３０ コンプレッサ（加圧空気供給手段） ５０ セル ５５ 排気ポート ５６ 注入ポート ＬＣ 液晶 ＳＱ 封止液

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）注入コネクタをセルのポートに接続
   した状態で、注入コネクタを介して液晶をセル内に加圧
   注入する工程と、（ロ）上記液晶注入工程が完了した後
   で、注入コネクタをセルに接続したまま、セルを取り巻
   く気圧を大気圧より高くし、この高圧状態を維持してセ
   ルを構成する２枚の基板の平坦度を向上させる工程と、
   （ハ）上記基板平坦度向上工程の後で、セルを取り巻く
   気圧を高圧状態に維持したまま注入コネクタをセルから
   外して封止液を上記ポートに供給する工程と、（ニ）上
   記封止液供給工程の後に、セルを取り巻く気圧を大気圧
   まで戻す工程とを備えたことを特徴とする液晶表示装置
   の製造方法。
2. 【請求項２】（イ）セルの排気ポートに排気コネクタを
   接続し、セルの注入ポートに注入コネクタを接続した状
   態で、排気コネクタを介してセル内を真空吸引する排気
   工程と、（ロ）セル内の真空度が所定レベルに達した後
   に、排気コネクタを介しての真空吸引を継続したまま、
   注入コネクタを介して液晶をセル内に加圧注入する工程
   と、（ハ）上記液晶注入工程が完了した後で、排気コネ
   クタおよび注入コネクタをセルに接続したまま排気コネ
   クタを介しての吸引を継続し、セルを取り巻く気圧を大
   気圧より高くし、この高圧状態を維持してセルを構成す
   る２枚の基板の平坦度を向上させる工程と、（ニ）上記
   基板平坦度向上工程の後で、セルを取り巻く気圧を高圧
   状態に維持したまま排気コネクタと注入コネクタをセル
   から外し、注入ポートと排気ポートに封止液を供給する
   工程と、（ホ）上記封止液供給工程の後に、セルを取り
   巻く気圧を大気圧まで戻す工程とを備えたことを特徴と
   する液晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 上記排気コネクタと注入コネクタと封止
   液を供給する器具がハウジング内に配置されており、こ
   のハウジング内でセルに対する排気と液晶注入と封止液
   供給を行い、上記液晶注入工程の完了後に、ハウジング
   に接続された加圧空気供給手段により、ハウジング内の
   気圧を上げることを特徴とする請求項２に記載の液晶表
   示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 上記液晶注入工程から基板平坦度向上工
   程へ移行する時点で、注入コネクタでの液晶圧力を下げ
   るとともに、排気コネクタでの真空度を下げ、しかも、
   上記基板平坦度向上工程において、排気コネクタを介し
   ての真空吸引を継続しながら、その真空度を徐々に低下
   させることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶
   表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 上記封止液供給工程でのセルを取り巻く
   気圧を、基板平坦度向上工程での気圧より高くしたこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示
   装置の製造方法。