(57)【要約】【課題】液晶材料をほとんど汚染するおそれがなく安定的に基板間に注入することのできる液晶材料注入装置を提供する。【解決手段】液晶材料注入装置１０が液晶材料注入補助棒２０を有し、この液晶材料注入補助棒２０は、その芯棒２０１の外周部全体に溝２０３を有し、液晶材料注入補助棒２０をセルに当接し、液晶材料を溜めた液晶材料溜め部からセル端部に設けられた液晶材料注入口からセル間空隙部に表面張力を用いて注入し、特に、溝２０３間で毛細管現象が起こり、液晶材料が吸引されやすい。【選択図】      図１
2006208508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示用セルにおける一対の基板間に設けられた空隙部内に、前記基板間に設けられた液晶材料注入口から液晶材料を注入する液晶材料注入装置であって、
前記液晶材料を溜める液晶材料溜め部と、
略円柱体の芯棒の外周部に凹凸部が形成された液晶材料注入補助棒とを有し、
前記液晶材料溜め部に溜められた前記液晶材料に前記液晶材料注入補助棒の一部を含浸させると共に前記液晶材料注入補助棒の上端部に表面張力によって前記液晶材料を上昇させて前記液晶材料と前記液晶材料注入口とを当接させ、さらに前記液晶材料補助棒によって毛細管現象にて前記液晶材料を前記空隙部に注入させる
ことを特徴とする液晶材料注入装置。
【請求項２】
前記液晶材料注入補助棒の上端部が、前記液晶材料の液面よりも上に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の液晶材料注入装置。
【請求項３】
前記液晶材料注入補助棒の凹凸部が溝である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶材料注入装置。
【請求項４】
前記液晶材料注入補助棒の芯棒の外周側に巻かれた細線を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶材料注入装置。
【請求項５】
前記細線は、前記溝に嵌合しないようにして前記芯棒に巻かれてなる
ことを特徴とする請求項４記載の液晶材料注入装置。
【請求項６】
前記液晶材料溜め部と前記液晶材料注入補助棒は、フッ素系樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液晶材料注入装置。
【請求項７】
所定の空隙部を設けて貼り合わされた二枚で一対の基板からなる表示用セルにおける前記空隙部に液晶材料を注入してなる液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶材料を、その外周部に凹凸部が形成された略円柱体の液晶材料注入補助棒を用いて表面張力により液面より高く保持する工程と、
前記保持された液晶材料を前記表示用セル端部に設けられた液晶材料注入口から前記空隙部に毛細管現象によって前記液晶材料注入補助棒から前記液晶材料を注入する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記液晶材料注入補助棒の上端部が、前記液晶材料の液面よりも上に位置する
ことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記液晶材料注入補助棒の凹凸部が溝である
ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記液晶材料注入補助棒の芯棒の外周側に巻かれた細線を有する
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記細線は、前記溝に嵌合しないようにして前記芯棒に巻かれてなることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記液晶材料溜め部と前記液晶材料注入補助棒は、フッ素系樹脂からなることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶材料注入装置、及び、それを用いた液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、所定の間隙を隔てて貼り合わされた一対の基板間の空隙部に液晶材料を保持してなるが、液晶材料の基板間への注入方法の一として、液晶材料の表面張力を利用した真空注入法が用いられている。この方法は、２枚の基板を貼り合わせた後に真空中で基板間に、表面張力によって盛り上がらせた液晶材料を吸引させる方法である。
【０００３】
その一例として、液晶材料を溜める容器と、そこに溜められた液晶材料の液面から上方に突出して形成され、表面張力によって液面よりも上方に液晶材料を保持する間隙を有する注入手段とを備え、基板の注入口を間隙に差し込んでその間隙部に保持された液晶材料を接触させ、基板間に注入させるというものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、液晶貯留容器の貯留部底部がＶ字状になっており、その貯留部に液晶材料を貯留し、またコイルバネを上記貯留部に載置して液晶セルの注入口に配設し、そのコイルバネの毛細管現象を利用して液晶セルに液晶材料を注入する、というものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２１７２９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の液晶注入装置では、表面張力により容器から吸い上げられた液晶材料が、上記注入手段より基板の注入口と接触せしめられるが、その際に基板端部である注入口の周辺部となる部分も直接液晶材料と接触することとなる。そのために、基板端部に異物が付着していた場合、その異物も同時に液晶材料中に混入してしまうので、それが原因となって液晶材料を汚染することとなる。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の液晶注入装置においては、液晶貯留部内に載置するコイルバネが、液晶セルと圧接されて変形することで毛細管現象がうまくはたらかないことがあり、注入不良の原因ともなる。
【０００７】
本発明はそのような問題を解決し、液晶材料をほとんど汚染することなく、安定的に基板間に注入することのできる液晶材料注入装置及びそれを用いた液晶材料注入方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、
材料注入口から液晶材料を注入する液晶材料注入装置であって、
前記液晶材料を溜める液晶材料溜め部と、略円柱体の芯棒の外周部に凹凸部が形成された液晶材料注入補助棒とを有し、前記液晶材料溜め部に溜められた前記液晶材料に前記液晶材料注入補助棒の一部を含浸させると共に前記液晶材料注入補助棒の上端部に表面張力によって前記液晶材料を上昇させて前記液晶材料と前記液晶材料注入口とを当接させ、さらに前記液晶材料注入補助棒によって毛細管現象にて前記液晶材料を前記空隙部に注入させることを特徴とする液晶材料注入装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液晶材料をほとんど汚染することなく安定的に基板間に注入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態になる液晶材料注入装置１０を示し、図１（ａ）はその概略斜視図、図１（ｂ）はその概略上面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ｂ線断面図である。
【００１２】
（１）液晶材料注入装置１０の構成
液晶材料注入装置１０は、その全体がフッ素系樹脂製で長辺が４０ｃｍ、短辺が４ｃｍ、高さ２ｃｍの直方体である筐体１０１と、その上端部に同じくフッ素系樹脂製の液晶材料注入補助棒２０とを有してなる。筐体１０１はその略中央部に液晶材料注入補助棒保持部１０２と、その周囲に溝状の液晶材料溜め部１０３とを有する。液晶材料溜め部１０３の外周部における筐体１０の長辺部が両基板を保持する基板保持部１０４となる。液晶材料注入補助棒保持部１０２は、高さが基板保持部１０４よりもやや低く、液晶材料溜め部１０３よりもやや高くなっており、液晶材料注入補助棒２０を保持したときにその上端が基板保持部１０４の高さよりもやや高くなる。これによって、液晶材料溜め部１０３に液晶材料を充填した際に、表面張力によって液晶材料が基板間の液晶材料注入口まで届く高さに盛り上がる。
【００１３】
この液晶材料注入装置１０は、筐体１０１及び液晶材料注入補助棒２０とも、耐薬性にすぐれたフッ素系樹脂製であるために、例えば洗浄用のアセトンに対しても不純物が溶出しない。
【００１４】
（２）液晶材料注入補助棒２０の構成
図２は、本実施形態で使用する液晶材料注入補助棒２０を示す図である。
【００１５】
液晶材料注入補助棒２０は、芯棒２０１の外周全体に深さ１．５ｍｍ、幅１．５ｍｍの溝２０３を環状に形成したフッ素系樹脂製の略円柱体である（図２（ａ）参照）。芯棒２０１にこの溝２０３を形成することによって、その溝と溝との間で毛細管現象を起こし、液晶材料１０５をセル３０間に注入させやすくなる。
【００１６】
この溝２０３は、深さと幅とも、１．０ｍｍ乃至２．０ｍｍの範囲で形成することが好ましい。
【００１７】
なお、液晶材料注入補助棒２０は、その変更例として芯棒２０１の長辺方向に略平行な溝２０４（図２（ｂ）参照）、または芯棒２０１長辺に対して左右どちらかに約４５度程度傾斜した螺旋状の溝２０５（図２（ｃ）参照）を有していてもよい。
【００１８】
（３）液晶表示装置の製造方法
図３は、上記液晶材料注入装置１０を用いた液晶表示装置の製造方法を示す説明図である。
【００１９】
まず、セル３０を用意する。
【００２０】
このセル３０は、アレイ基板及び対向基板の二枚の基板を有し、アレイ基板にはＩＴＯなどで複数のセルに対応する画素電極を、対向基板には対向電極を形成し、その上面に配向膜を形成されて配向処理した後、液晶材料１０５を注入するための基板間ギャップを、ビーズ状スペーサの散布または柱状スペーサの所定位置への形成により保持した上で２枚の基板を貼り合わせ、焼成し、しかる後にそれを単個のセル３０に分断したものである（図３（ａ）参照）。
【００２１】
次に、液晶材料注入装置１０の液晶材料溜め部１０３にその上端部いっぱいまで液晶材料１０５を充填し、真空チャンバー５０内に挿入する。このとき、液晶材料１０５中には空気も含有しているので、それが液晶材料１０５のセル３０内への注入時に同時に入り込まないようにするために、まずは真空チャンバー５０内で液晶材料１０５を２乃至１０時間程度脱泡する。
【００２２】
そうして完全に液晶材料１０５中の空気が抜けた後、液晶材料注入装置１０の基板保持部１０４上に、セル搬送具にセットされた上述のセル３０を保持する。これらセル３０の液晶材料注入口３０２が基板保持部１０４と液晶材料注入補助棒保持部１０２上に保持された液晶材料注入補助棒２０と当接するようにして５対乃至２０対程度並べる。このセル３０の数は、基板の大きさ等の諸条件により適宜最適な数を選択すればよい。そしてその基板間の空隙部に液晶材料１０５を注入させ、液晶セル４０を作製する（図３（ｂ）参照）。
【００２３】
液晶材料溜め部１０３に溜められた液晶材料に液晶材料注入補助棒２０の下部を含浸させると共に、液晶材料から露出した液晶材料注入補助棒２０の上部を液晶材料注入口３０２に当接する。すると、液晶材料溜め部１０３に充填された液晶材料１０５は、その表面張力によって液晶材料注入補助棒２０の高さまで盛り上がり、さらにセル３０の液晶材料注入口３０２から、液晶材料注入補助棒２０の溝２０３によっておこる毛細管現象によってセル３０内に注入される。（図３（ｃ）参照）。
【００２４】
このとき、セル３０は、液晶材料注入口３０２以外の箇所で液晶材料１０５と接触しないため、液晶材料１０５内にセル３０に付着した汚れや異物等が入ることはない。また、液晶材料注入補助棒２０にもフッ素系樹脂を用いているため、液晶材料１０５と直接接する箇所における金属製の液晶材料汚染物質の溶け出しのおそれがない。
【００２５】
また、液晶材料注入補助棒２０１にセル３０を載置する際に、変形等による各溝間のバラツキ等がないため、安定的に液晶材料１０５をセル３０内に注入することができる。
【００２６】
このようにして、セル３０内への液晶材料１０５の注入が終わると、作製された液晶セル４０は、その液晶材料注入口３０２が封口され、基板３０１の両外側面に偏光板を貼り付け、画像等の検査工程を経た後、モジュールを作製され、液晶表示装置として完成する。
【００２７】
（４）変更例
上記実施形態では、液晶材料注入補助棒保持部１０２と液晶材料注入補助棒２０とを各１本としたが、１本乃至４本程度とするのが適当である。
【００２８】
また、上記実施形態では、５対乃至２０対のセル３０を載置することとしたが、それ以上であっても、また１対乃至４対であってもかまわず、適宜諸条件にあったセル３０の対数を選択すればよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、セル３０の液晶材料注入口３０２が１つの場合を示したが、複数ある場合についてももちろん使用は可能であり、注入口の数分、この液晶材料注入装置１０を使用すればよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、単個のセル３０への分断を、液晶材料１０５の注入工程前に行うこととしたが、単個のセル３０が３個乃至５個程度連なった短冊状態のままで、それぞれのセル３０に液晶材料１０５を注入し、その後に単個のセル３０毎に分断してもかまわない。その場合においても、短冊に内包される単個のセル３０の液晶材料注入口３０２の数分、この液晶材料注入装置１０を使用すればよい。
【００３１】
以上のように、液晶材料注入装置１０は、製造及びそのメンテナンスも容易にできる構造でありながら、液晶材料１０５中に異物を混入させるおそれがほとんどなく、また、注入不良を起こすおそれもほとんどなく、液晶表示装置を作製することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、毛細管現象を用いてセル３０間隙部に液晶材料１０５を注入する際に使用する、溝を施した液晶材料注入補助棒２０を用いた液晶材料注入装置１０を示したが、第２の実施形態では、液晶材料１０５を注入する際に、より強力に表面張力を起こさせることで、より安定的に液晶材料注入を行うことができる。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施形態における液晶材料注入装置１１を示し、各々その概略斜視図（図４（ａ））、その概略上面図（図４（ｂ））、及び、図４（ｂ）のＡ−Ｂ線断面図（図４（ｃ））である。
【００３４】
液晶材料注入装置１１は、筐体１０１に関しては、液晶材料注入装置１０と同様であるのでその説明は省略する。
【００３５】
図５は、図４の装置における液晶材料注入補助棒２１（図５（ａ）参照）及びそれを用いた製造方法（図５（ｂ）参照）の概略説明図を示す。
【００３６】
液晶注入補助棒２１は、第１の実施形態で示した液晶注入補助棒２０と同様に、芯棒２０１の外周部全体に深さ２ｍｍ、幅２ｍｍの溝２２１が、芯棒２０１の短辺方向に形成されたフッ素系樹脂製の略円柱体である。なお、この溝２２１は、軸方向に対し直角に設けられているのでなく、やや傾斜させて設けられている。さらにその溝２２１を設けた芯棒２０１の上に、フッ素系樹脂製で、太さ０．５ｍｍ、１．５ｍｍのピッチで形成されたバネ２０２が、芯棒２０１との間に１．０ｍｍの隙間を有した状態で、溝２０３の傾斜方向とは交差するように巻いてある（図５（ａ）参照）。
【００３７】
液晶材料注入補助棒２１は、芯棒２０１の上にバネ２０２を巻くことによって、溝２０３とバネ２０２との隙間によって液晶材料１０５の毛細管現象が発生する。それによって、より強力に液晶材料１０５をセル３０内に注入することができる（図５（ｂ）参照）。その他の製造工程については、先の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。
【００３８】
なお、バネ２０２を太さ０．２ｍｍから１．０ｍｍ、ピッチを１．０ｍｍから２．０ｍｍとし、芯棒２０１とバネ２０２との隙間を０．５ｍｍから１．５ｍｍの間とすると、セル３０の液晶材料注入口３０２の距離を適度に保つことができ、液晶材料毛細管現象をより確実にする上で好ましい。
【００３９】
また、液晶材料注入補助棒２１は、第１の実施形態で示したと同様に、その芯棒２０１の長辺に略平行な溝２０４（図６（ａ）参照）、または芯棒２０１の長辺に対して左右どちらかに約４５度程度傾斜した螺旋状の溝２０５（図６（ｂ）参照）を有していてもよい。
【００４０】
以上のように、液晶材料注入装置１１は、製造及びそのメンテナンスも容易にできる構造でありながら、液晶材料１０５中に異物を混入させるおそれがほとんどなく、また、注入不良を起こすおそれもほとんどなく、液晶表示装置を作製することができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
上記各実施形態では、液晶注入補助棒２０における芯棒２０１の外周部に溝を設けたが、これに代えて外周部に凹部を適当な間隔を開けて複数個設けてもよい。この実施形態でも、液晶材料１０５を注入する際に、凹部を利用して表面張力をより起こさせることができる。
【００４２】
また、この複数個の凹部を設けた芯棒２０１の外周部に第２の実施形態のようにバネ２０２を巻いてもよい。
【００４３】
（第４の実施形態）
上記各実施形態では、液晶注入補助棒２０における芯棒２０１の外周部に溝や凹部を設けたが、これに代えて外周部に小さな突起を適当な間隔を開けて複数個設けてもよい。この実施形態でも、液晶材料１０５を注入する際に、突起を利用して表面張力をより起こさせることができる。
【００４４】
また、この複数個の突起を設けた芯棒２０１の外周部に第２の実施形態のようにバネ２０２を巻いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明になる液晶材料注入装置の第１の実施形態を説明するための図であり、（ａ）はその概略斜視図、（ｂ）はその概略上面図、（ｃ）は（ｂ）図のＡ−Ｂ線断面図である。
【図２】液晶材料注入補助棒の斜視図であり、（ａ）は第１の実施形態の斜視図、（ｂ）はその第１の変更例、（ｃ）は第２の変更例である。
【図３】第１の実施形態の液晶材料注入装置を用いた液晶表示装置の製造方法を示す図であり、（ａ）はセルを分断した図、（ｂ）は真空チャンバーを用いた図、（ｃ）はセルに液晶材料を注入しようとしている断面図である。
【図４】本発明になる液晶材料注入装置の第２の実施形態を説明するための図であり、（ａ）はその概略斜視図、（ｂ）はその概略上面図、（ｃ）は（ｂ）図のＡ−Ｂ線断面図である。
【図５】第２の実施形態の液晶材料注入補助棒を詳しく説明するための図であり、（ａ）は液晶材料注入補助棒の斜視図と拡大図、（ｂ）はセルに液晶材料を注入しようとしている断面図である。
【図６】第２の実施形態の液晶材料注入補助棒の変更例を説明するための斜視図であり、（ａ）はその第１の変更例、（ｂ）は第２の変更例である。。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１１  液晶材料注入装置
１０１  筐体
１０２  液晶材料注入補助棒保持部
１０３  液晶材料溜め部
１０４  基板保持部
１０５  液晶材料
２０、２１  液晶材料注入補助棒
２０１  芯棒
２０２  バネ
２０３〜２０５  溝
３０  セル
３０１  基板
３０２  液晶材料注入口
４０  液晶セル
５０  真空チャンバー
【図１】
2006208508.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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