(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルに液晶材料を注入する際に用いるものであって、液晶材料を入れる貯留溝が上面側に形成された液晶注入皿において、
前記貯留溝の底面が、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされ、
前記液晶注入皿は、その全体が撥液性の高いフッ素系のコーティングで被われており、前記貯留溝の底面部分のコーティング材料にブラスト処理またはプラズマ処理を行うことによって、前記貯留溝の底面が撥液性の低い状態にされていることを特徴とする液晶注入皿。
【請求項２】
液晶表示パネルに液晶材料を注入する際に用いるものであって、液晶材料を入れる貯留溝が上面側に形成された液晶注入皿において、
前記貯留溝の底面が、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされ、
前記液晶注入皿は、撥液性の低い材料で形成されており、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面を、撥液性の高いフッ素系のコーティングで被うことによって、前記液晶貯留溝の底面が撥液性の低い状態にされていることを特徴とする液晶注入皿。
【請求項３】
真空チャンバー内に、液晶材料を注入するための注入口が形成された液晶表示パネルと、液晶材料を貯留溝に入れた請求項１または２記載の液晶注入皿と、を設置し、
前記真空チャンバー内を減圧して、前記注入口と液晶材料とを接触させた後、前記真空チャンバー内を大気圧以上にすることで液晶材料を液晶表示パネルに注入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの内部へ液晶材料を充填する際に用いられる液晶注入皿およびそれを用いた液晶表示装置の製造方法に関するもので、特に液晶材料使用効率の高い所謂スポット注入方式に用いられる液晶注入皿およびそれを用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルへの液晶材料の充填方法としては、真空チャンバーに液晶表示パネルを設置し、真空チャンバー内を減圧することで液晶表示パネル内の空気を抜いた後、液晶表示パネルに設けられた注入口に液晶材料を接触させ、真空チャンバー内を復圧して液晶表示パネルの内外圧差を利用して、液晶表示パネル内へ液晶材料を注入する真空注入法が一般的である。
【０００３】
このような注入口に液晶材料を接触させる方法としては、一般的に２種類の方法があり、それぞれディップ注入方式、スポット注入方式等のように呼ばれている。
【０００４】
ディップ注入方式とは、特開平２−２０８６２４号公報に記載されているように、皿状のもの（液晶注入皿）の中に液晶材料を入れておき、この液晶材料へカセットに入れられた数十枚の液晶表示パネルの注入口を浸して注入する方法である。
【０００５】
スポット注入方式とは、特開昭５８−１３２７２７号公報に記載されているように、液晶注入皿に設けられた数ｍｍ未満の深さで彫られた溝（貯留溝）の中へ液晶材料を入れておき、液晶材料の表面張力で盛り上がった部分に注入口を接触させて注入する方法である。
【０００６】
スポット注入方式は、ディップ注入方式を改良するために提案された方法であり、注入口およびその周辺部分と液晶材料とを接触させる程度なので、液晶表示パネルへの不要な液晶材料の付着を低減でき、液晶材料使用効率が大幅に高まるという大きなメリットがある。さらに、貯留溝への液晶材料の供給量を液晶表示パネル内に充填する液晶材料の量に近づければ、液晶材料を使い切りで注入を行うことが可能で、液晶材料を長時間放置することによる雰囲気からの汚染の心配がなく、常に新品の液晶材料を用いることができるので、液晶表示パネルの表示品位が向上する。
【０００７】
図４に示すように、この貯留溝１ｂを設けた液晶注入皿（スポット注入皿１ａ）においては、液晶表示パネルと液晶材料との接触を最小限に止めることが重要であり、したがって液晶材料を表面張力で盛り上げるためには、貯留溝底面１ｃを含むスポット注入皿１ａ表面を撥液性の高い材質で形成することが重要である。
【０００８】
このような撥液性が高く、液晶材料を汚染しない材質としては、フッ素系の樹脂をコーティングすることが適当であり、中でもＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合）またはＦＥＰ（４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合）等がスポット注入皿１ａの表面の材質に相応しい。これらの材質を使用すれば、１〜１．５ｍｍ以上も液晶材料の液面を盛り上げることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スポット注入皿１ａの表面を上述した撥液性の高い材質で形成することによる不具合も出ている。
【００１０】
例えば、図５に示すように、貯留溝１ｂへ液晶材料２を供給するとき、液晶材料２の量が少ない場合、液晶材料２の表面張力によって液晶材料２が分散して散在し、貯留溝１ｂ全体へ均一に広がらないため、複数の液晶表示パネル３に同時に液晶材料２を注入する際に、液晶材料２を注入できない液晶表示パネル３が存在してしまうという問題がある。
【００１１】
この問題は、限りなく液晶表示パネル３の内容積に近い量の液晶材料２を貯留溝１ｂに供給しようとするため、または液晶表示パネル３のサイズによって液晶材料２の供給量を調節するために発生する問題であり、液晶表示パネル３のサイズ毎に設計したスポット注入皿１ａを製作しておくことで対処している。
【００１２】
別の問題として、少しのスポット注入皿１ａの傾きでも液晶材料２が流れ易く、傾いている方向へ液晶材料２が片寄ってしまうため、複数の液晶表示パネル３に同時に液晶材料２を注入する際に、液晶材料２を注入できない液晶表示パネル３が存在してしまうという問題がある。
【００１３】
この問題は、液晶注入装置を頑丈な構造とし、液晶注入装置の傾きおよび振動を低減させる等の方法で対処している。
【００１４】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みなされたものであって、液晶注入装置を頑丈な構造とすることなく、液晶表示パネルのサイズに対する汎用性を持たせることができる液晶注入皿およびそれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液晶表示パネルに液晶材料を注入する際に用いるものであって、液晶材料を入れる貯留溝が上面側に形成された液晶注入皿において、
前記貯留溝の底面が、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされ、
前記液晶注入皿は、その全体が撥液性の高いフッ素系のコーティングで被われており、前記貯留溝の底面部分のコーティング材料にブラスト処理またはプラズマ処理を行うことによって、前記貯留溝の底面が撥液性の低い状態にされていることを特徴とする液晶注入皿である。
【００１６】
また本発明は、液晶表示パネルに液晶材料を注入する際に用いるものであって、液晶材料を入れる貯留溝が上面側に形成された液晶注入皿において、
前記貯留溝の底面が、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされ、
前記液晶注入皿は、撥液性の低い材料で形成されており、前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面を、撥液性の高いフッ素系のコーティングで被うことによって、前記液晶貯留溝の底面が撥液性の低い状態にされていることを特徴とする液晶注入皿である。
【００１７】
また本発明は、真空チャンバー内に、液晶材料を注入するための注入口が形成された液晶表示パネルと、液晶材料を貯留溝に入れた前記液晶注入皿と、を設置し、
前記真空チャンバー内を減圧して、前記注入口と液晶材料とを接触させた後、前記真空チャンバー内を大気圧以上にすることで液晶材料を液晶表示パネルに注入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【００１８】
本発明に従えば、貯留溝の底面が前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされていることにより、貯留溝の底面の液晶材料に対する濡れ性が向上し、供給された液晶材料を貯留溝全体へ均一に広げることができる。したがって、従来に比べて少ない供給量の液晶材料でも注入を行うことができるようになるとともに、液晶材料が分散して散在することを防ぎ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。また、液晶注入皿の傾きによる液晶材料の片寄りを起こりにくくすることができ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３を用いて、本発明の実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係るスポット注入皿を示す斜視図、図２は液晶材料を注入する様子を示す斜視図、図３は液晶材料を入れた実施の形態に係るスポット注入皿を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係るスポット注入皿１ａは、スポット注入皿１ａ全体をＰＦＡまたはＦＥＰ等の撥液性の高いフッ素系のコーティングで被い、さらにスポット注入皿１ａに形成した貯留溝１ｂの貯留溝底面１ｃのみを撥液性の低い材質にて形成、または撥液性が低下する処理を施こす。
【００２１】
撥液性の低い材質としてはＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）、アルミニウム、ステンレスまたはガラス等を用いればよい。撥液性の低下する処理については、表面にブラスト処理を施して微細な凹凸を形成する方法、またはプラズマ処理にて撥液力の元となるフッ素原子を他の原子に置換する方法等がある。
【００２２】
一般的に撥水性と呼ばれるものは、固体材料上に水滴を滴下し、水滴が盛り上がる角度を接触角として表している。これに対し、本発明でいう撥液性は、固体材料上に液晶材料の液滴を滴下し、液滴が盛り上がる高さで示す。この液晶材料の液滴の盛り上がり高さを表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003676931.tif 000002
【００２４】
表１に示すように、ＰＦＡまたはＦＥＰコーティングを行うことで撥液性を高くすることができる。また、ＦＥＰコーティングをした材料にブラスト処理またはプラズマ処理を行うことで撥液性を低下させることができる。
【００２５】
第１の実施の形態としては、ガラスでスポット注入皿１ａを製作し、貯留溝底面１ｃにマスキングをして、貯留溝側面およびスポット注入皿１ａ上面に、ＰＦＡまたはＦＥＰをスプレー法にて膜厚２００μｍ程度コーティングする。このようにすれば、貯留溝底面１ｃはガラス素地となって撥液性の低い状態にでき、貯留溝側面およびスポット注入皿１ａ上面はＰＦＡまたはＦＥＰコーティングによって撥液性が高い状態となる。
【００２６】
第２の実施の形態としては、アルミニウムまたはステンレスでスポット注入皿１ａを製作し、スポット注入皿１ａの全面にＰＦＡまたはＦＥＰをスプレー法にて膜厚２００μｍ程度コーティングする。そして、貯留溝底面１ｃ以外をマスキングし、貯留溝底面１ｃだけを粒子径１０μｍのシリコンカーバイトを用いて２ｋｇｆ／ｃｍ2で１０分間エアーブラストする。このようにすれば、貯留溝底面１ｃ表面だけに微細な凹凸が形成され、貯留溝底面１ｃだけを撥液性の低い状態にできる。
【００２７】
第３の実施の形態としては、アルミニウムまたはステンレスでスポット注入皿１ａを製作し、スポット注入皿１ａの全面にＰＦＡまたはＦＥＰをスプレー法にて膜厚２００μｍ程度コーティングする。そして、貯留溝底面１ｃ以外をマスキングし、貯留溝底面１ｃだけにプラズマ処理を１０〜１５分行う。これによって、貯留溝底面１ｃ表面のフッ素原子（Ｆ）と水酸化物イオン（ＯＨ-）が置換し、貯留溝底面１ｃだけを撥液性の低い状態にできる。
【００２８】
前述したスポット注入皿１ａのうち、第２の実施の形態として述べたスポット注入皿１ａを用いて説明すれば、例えば貯留溝１ｂの寸法が幅５０ｍｍ×長さ３３０ｍｍ×深さ０．５ｍｍの場合、表２に示すように、同形状で表面全面が撥液性の高い材質によってコーティングされた従来のスポット注入皿と比較して、少ない供給量の液晶材料で注入が可能になっている。
【００２９】
【表２】
0003676931.tif 000003
【００３０】
例えば、約２０ｇの液晶材料を供給した場合、従来のスポット注入皿では、液晶材料の表面張力によって液晶材料が分散して散在してしまうが、第２の実施の形態のスポット注入皿１ａでは液晶材料が貯留溝１ｂ全体に均一に広がるため、液晶材料の注入が可能になる。
【００３１】
貯留溝１ｂ全体に液晶材料が均一に広がり、かつ貯留溝１ｂ内から液晶材料があふれ出ない量を実際の注入に使用可能な液晶材料の貯留量とすれば、従来のスポット注入皿が約２５〜３０ｇ、本発明に係るスポット注入皿１ａが２０〜３０ｇとなるので、注入に使用可能な液晶材料の貯留量範囲が広がったことになり、より多くの液晶表示パネルのサイズに対応できることになる。
【００３２】
このことは、第２の実施の形態として述べたスポット注入皿１ａに限らず、第１および第３の実施の形態として述べたスポット注入皿１ａでも同様の結果を得ることができる。
【００３３】
ここで、本発明に係るスポット注入皿１ａを用いた液晶材料の注入方法について説明する。
【００３４】
図２に示すように、真空チャンバー（図示せず）内に複数の液晶表示パネル３と液晶材料２を貯留溝１ｂに入れたスポット注入皿１ａとを設置し、真空チャンバー内を減圧した後、スポット注入皿１ａを上昇または液晶表示パネル３を降下させて、液晶表示パネル３に形成された注入口と液晶材料２とを接触させる。そして、真空チャンバー内を大気圧以上にすれば、液晶表示パネル３の内外圧差によって液晶材料２が液晶表示パネル３内へ充填される。
【００３５】
液晶表示パネル３の注入口を接触させる前の液晶材料２は、図３に示すように、スポット注入皿１ａに形成された貯留溝１ｂ内に入れられており、液晶材料２の液面は、スポット注入皿１ａ上面および貯留溝１ｂ側面の高い撥液性と貯留溝底面１ｃの低い撥液性とによって、貯留溝１ｂ全体に液晶材料２が均一に広がり、かつスポット注入皿１ａから１〜１．５ｍｍ盛り上がっているため、液晶材料２と注入口とを問題なく接触させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明のように本発明によれば、貯留溝の底面が前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にされていることにより、従来に比べて少ない供給量の液晶材料でも注入を行うことができるようになるとともに、液晶材料が分散して散在することを防ぎ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。また、液晶注入皿の傾きによる液晶材料の片寄りを起こりにくくすることができ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。
【００３７】
また本発明によれば、液晶注入皿の貯留溝の底面を前記貯留溝の側面および液晶注入皿の上面よりも撥液性の低い状態にしておくことにより、従来に比べて少ない供給量の液晶材料でも注入を行うことができるようになるとともに、液晶材料が分散して散在することを防ぎ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。また、液晶注入皿の傾きによる液晶材料の片寄りを起こりにくくすることができ、複数の液晶表示パネルに同時に液晶材料を注入する際の注入不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るスポット注入皿を示す斜視図である。
【図２】液晶材料を注入する様子を示す斜視図である。
【図３】液晶材料を入れた実施の形態に係るスポット注入皿を示す断面図である。
【図４】従来のスポット注入皿を示す斜視図である。
【図５】従来のスポット注入皿による問題を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ａ  スポット注入皿
１ｂ  貯留溝
１ｃ  貯留溝底面
２  液晶材料
３  液晶表示パネル
【図１】
0003676931.tif 000004
【図２】
0003676931.tif 000005
【図３】
0003676931.tif 000006
【図４】
0003676931.tif 000007
【図５】
0003676931.tif 000008