(57)【要約】【課題】液晶に含まれる低沸点組成の蒸発を防止し、低沸点成分を含む液晶を所定の組成のままセル基板内に注入すること。【解決手段】本発明の一態様にかかる液晶表示パネルの製造方法は、真空雰囲気中において第１液晶の脱泡処理を行う工程と、第１液晶の脱泡処理よりも低い真空度の真空雰囲気中において、低沸点成分を含む第２液晶の脱泡処理を行う工程と、脱泡処理された第１液晶及び第２液晶をセル基板内に注入する工程を含む。【選択図】図２
2008275935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中において、第１液晶の脱泡処理を行う工程と、
前記第１液晶の脱泡処理よりも低い真空度の真空雰囲気中において、低沸点成分を含む第２液晶の脱泡処理を行う工程と、
脱泡処理された前記第１液晶及び前記第２液晶をセル基板内に注入する工程を含む液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
脱泡処理された前記第１液晶と前記第２液晶とを混合した後に、前記第１液晶と混合された状態で前記第２液晶の脱泡処理を行う請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記第１液晶及び前記第２液晶の脱泡処理を行った後に、脱泡処理された前記第１液晶と脱泡処理された前記第２液晶とを混合してセル基板内に注入する請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記第１液晶の脱泡処理よりも低い真空度に保った状態で、脱泡処理された前記第１液晶及び前記第２液晶をセル基板内に注入する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】
真空雰囲気中において第１液晶を脱泡する第１脱泡室と、
前記第１脱泡室よりも低い真空度の真空雰囲気中において第２液晶を脱泡する第２脱泡室と、
前記第１脱泡室で脱泡された前記第１液晶と、前記第２脱泡室で脱泡された前記第２液晶とを混合する液晶皿と、
前記液晶皿中の前記混合された液晶にセル基板を浸漬し、前記混合された液晶を前記セル基板内に注入する注入室と、
を備える液晶注入装置。
【請求項６】
前記第２液晶は、低沸点成分を含む請求項５に記載の液晶注入装置。
【請求項７】
前記注入室は、前記第１脱泡室よりも低い真空度に保たれる請求項５又は６に記載の液晶注入装置。
【請求項８】
前記第２脱泡室で脱泡された第２液晶を吸い上げ、前記第１脱泡室で脱泡された第１液晶が貯留された液晶皿に供給するノズルを備える請求項５〜７のいずれか１項に記載の液晶注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノート型やデスクトップ型のパソコンやテレビ、モニター等に用いられる液晶表示パネルの製造方法及び液晶注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）や電極等のパターンが形成されたＴＦＴ基板と、カラー表示用のカラーフィルタ（Color Filter：ＣＦ）や電極等のパターンが形成されたＣＦ基板とを一定の間隔で対向させて、シール材を用いて貼り合わせたセル基板内に液晶を封入した構造を有している。
【０００３】
セル基板内に液晶を注入する一般的な方法としては、真空注入法が広く知られている。真空注入法では、例えば、液晶を貯留した液晶皿とセル基板とを真空装置に設けられた別々の真空チャンバにそれぞれ入れる。そして、真空チャンバ内を真空排気して減圧し、セル基板内及び液晶を脱気する。セル基板の内部を十分に真空引きし、また、液晶内の水分を蒸発させる程度の真空引きを行うように、一定時間真空状態を保った後、セル基板の注入口を液晶皿内の液晶に接触させる。その後、真空チャンバ内を大気圧に戻すことにより、液晶皿内の液晶がセル基板内に吸い上げられ、セル基板内に液晶が充填される。
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、液晶に含まれている低沸点成分が真空処理時に蒸発してしまうという問題があった。このような問題を解決するため、真空処理時の雰囲気中に別途低沸点成分の蒸気を供給し、低沸点成分の分圧を上げることにより蒸発を抑制する方法が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平６−２１４２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の方法においても、低沸点成分の蒸発を完全には抑制することができず、注入される液晶の組成が所定の組成から少なからず変動してしまっていた。このため、表示特性が変動してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、液晶に含まれる低沸点組成の蒸発を防止し、低沸点成分を含む液晶を所定の組成のままセル基板内に注入することができる液晶表示パネルの製造方法及び液晶注入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る液晶表示パネルの製造方法は、真空雰囲気中において、第１液晶の脱泡処理を行う工程と、前記第１液晶の脱泡処理よりも低い真空度の真空雰囲気中において、低沸点成分を含む第２液晶の脱泡処理を行う工程と、脱泡処理された前記第１液晶及び前記第２液晶をセル基板内に注入する工程を含む。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る液晶注入装置は、真空雰囲気中において第１液晶を脱泡する第１脱泡室と、前記第１脱泡室よりも低い真空度の真空雰囲気中において第２液晶を脱泡する第２脱泡室と、前記第１脱泡室で脱泡された前記第１液晶と、前記第２脱泡室で脱泡された前記第２液晶とを混合する液晶皿と、前記液晶皿中の前記混合された液晶にセル基板を浸漬し、前記混合された液晶を前記セル基板内に注入する注入室とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液晶に含まれる低沸点組成の蒸発を防止し、低沸点成分を含む液晶を所定の組成のままセル基板内に注入することができる液晶表示パネルの製造方法及び液晶注入装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態について説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る液晶注入装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶注入装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、液晶注入装置１００は、液晶セット部１０１、脱泡室１０２、排気室１０３、注入室１０４、液晶パネル取出し部１０５を備える。液晶注入装置１００により、セル基板１０６内に低沸点成分を含む液晶が注入される。
【００１２】
なお、セル基板１０６とは、ＴＦＴ素子や画素電極などが形成されたＴＦＴ基板とカラーフィルタや対向電極などが形成されたＣＦ基板とをスペーサによって所定間隔に維持した状態でシール材によって貼り合わせたものである。セル基板１０６内に液晶を注入し、偏光板や駆動回路、バックライトなどを設けることにより液晶表示パネルが製造される。
【００１３】
本発明で用いられる液晶は、液晶材料の混合物の１つであるニュートラル化合物を含む。ニュートラル化合物とは極性を持たない化合物であり、その分子量が小さいものである。このため、沸点が低く、従来の脱泡処理（真空度１Ｐａにおいて脱泡）では揮発してしまうという性質を有している。
【００１４】
本実施の形態においては、低沸点成分として、低分子量の組成物であり、以下の式で表される液晶が少量添加されたものが用いられる。
【化１】
2008275935.tif 000003
【化２】
2008275935.tif 000004
【００１５】
液晶セット部１０１は、液晶皿１０７に液晶を調製して貯留させるために設けられている。液晶セット部１０１では、本実施の形態において使用する液晶として、注入する所望の組成から上記の揮発しやすい低沸点成分の液晶をあらかじめ除いた第１液晶が調製される。また、液晶セット部１０１では、脱泡処理した第１液晶に、あらかじめ除いておいた低沸点成分の第２液晶が追加・混合され、所望の第３液晶が調製される。
【００１６】
脱泡室１０２は、内部を真空排気し減圧状態とするために図示しない真空ポンプが真空バルブを介して接続されている。脱泡室１０２では、第１の液晶の脱泡処理を行う場合、従来と同様に、真空度１Ｐａの条件で第１液晶が脱泡処理される。また、脱泡室１０２では、第２液晶の脱泡処理を行う場合、低沸点成分の第２液晶が揮発しないよう従来よりも低真空度の状態で、上述の第１液晶と第２液晶とが混合された第３液晶が脱泡処理される。この第３液晶の脱泡処理時の真空度は、例えば、１０Ｐａとすることができる。
【００１７】
排気室１０３は、内部を真空排気し減圧状態とするために図示しない真空ポンプが真空バルブを介して接続されている。排気室１０３には、セル基板１０６が搬送される。排気室１０３を排気することにより、セル基板１０６内を真空状態とする。
【００１８】
注入室１０４内には、セル基板１０６と液晶皿１０７が搬送される。注入室１０４には、内部を真空排気し減圧状態とするために図示しない真空ポンプが接続されている。また、注入室１０４の内部を大気圧に戻す際に供給されるＮ２ガス源がＮ２導入バルブ（不図示）を介して接続されている。セル基板１０６の下端の注入口を液晶皿１０７内の第３液晶に接触させ、注入室１０４内を大気圧に戻すことにより、液晶皿１０７内の第３液晶がセル基板１０６内に吸い上げられ、セル基板１０６内に液晶が充填される。
【００１９】
ここで、本実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法について図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するためのフロー図である。図２に示すように、まず、それぞれ電極、配向膜等が形成されたＴＦＴ基板と対向基板とをシール材により接着し、セル基板１０６を形成する（ステップＳ１）。そして、注入する所望の組成から上記の揮発しやすい低分子量の組成物をあらかじめ除いた組成の第１液晶を準備する（ステップＳ２）。具体的には、液晶セット部１０１において、液晶皿１０７内に第１液晶を貯留させる。
【００２０】
次に、液晶皿１０７中に準備された第１液晶の脱泡処理を行う（ステップＳ３）。第１液晶が貯留された液晶皿１０７を脱泡室１０２に搬送し、脱泡室１０２内の真空度が例えば１Ｐａ以下となるように真空排気し、第１液晶内の水分を蒸発させる。その後、第１液晶に低沸点成分を含む第２液晶を混合し、第３液晶を準備する（ステップＳ４）。具体的には、脱泡処理後の第１液晶が貯留された液晶皿１０７を液晶セット部１０１に再度搬入する。そして、液晶セット部１０１内において、液晶皿１０７に貯留された第１液晶に、あらかじめ除いておいた低沸点成分を含む第２液晶を混合させ、所望の組成の第３液晶を準備する。
【００２１】
そして、この所望の組成とした第３液晶状態で第２液晶の脱泡処理を行う（ステップＳ５）。第３液晶が貯留された液晶皿１０７を脱泡室１０２に再度搬送し、脱泡室１０２内を真空排気する。この第３液晶の脱泡処理時の真空度は、低沸点液晶成分を揮発させないように、第１液晶の脱泡処理時の真空度よりも低真空状態で行う。例えば、脱泡室１０２内の真空度が１０Ｐａとなるようにする。また、排気室１０３内を真空度が１Ｐａ以下となるように真空排気して減圧し、セル基板１０６内を十分に真空引きする。
【００２２】
続いて、第３液晶をセル基板１０６内に注入する（ステップＳ６）。注入室１０４内に、真空引きしたセル基板１０６及び第３液晶が貯留された液晶皿１０７を搬入する。注入室１０４内の真空度は、第３液晶を脱泡する際の脱泡室１０２の真空度と同様に、低真空状態とすることが好ましい。例えば、注入室１０４の真空度を１０Ｐａとすることができる。そして、セル基板１０６の注入口を液晶皿１０７に貯留された第３液晶に接触させた後、注入室１０４内を大気圧に戻すことにより、液晶皿１０７内の第３液晶がセル基板１０６内に吸い上げられ、セル基板１０６内に液晶が充填される。
【００２３】
このように、低沸点成分を含む第２液晶を第１液晶に混合した後においては、その後の処理（脱泡処理、注入処理）を低真空状態下において行う。これにより、セル基板１０６内には、ほぼ所望の組成の液晶を注入することが可能となる。
【００２４】
その後、注入口に封止材を塗布して、封止材を硬化させることによりセル基板１０６の注入口を封止する（ステップＳ７）。そして、セル基板１０６の外側に偏光板（不図示）などの光学フィルムを貼り付けて、駆動回路、バックライトなどを実装する（ステップＳ８）ことにより、液晶表示パネルが完成する。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、再脱泡処理を行う前に所望の組成となるように、低沸点成分の第２液晶を混合して第３液晶を調整したが、これに限定されない。再脱泡処理及び注入処理中における低沸点成分の揮発量を見越して、所望の組成よりも低沸点成分が多くなるように第２液晶を追加することができる。これにより、さらに最終的にセル基板１０６内に注入される液晶を所望の組成に近づけることが可能である。
【００２６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る液晶注入装置１００について、図３〜図５を参照して説明する。図３は本実施の形態に係る液晶注入装置１００の構成を示す図である。図４は、本実施の形態において用いられる液晶皿１０７の構成を示す図である。図４（ａ）は液晶皿１０７を上部から見た図であり、同図（ｂ）は液晶皿１０７を側部から見た図である。図５は、液晶皿１０７の重ね合わせを説明するための図である。実施の形態１においては、従来から用いられている通常の液晶注入装置を用いて脱泡処理及び注入処理を行った。本実施の形態においては、第１液晶に追加する低沸点成分の第２液晶に対してあらかじめ低真空の脱泡処理を行うことのできる独立した脱泡室を設ける。なお、図３、図４及び図５において、図１に示す構成要素と同一のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
図３に示すように、本実施の形態に係る液晶注入装置１００は、液晶セット部１０１、脱泡室１０２、排気室１０３、注入室１０４、パネル取り出し部１０５、低沸点液晶用液晶セット部１０８、低沸点液晶用脱泡室１０９を有している。本実施の形態において実施の形態１と異なる点は、図１に示す液晶注入装置に低沸点成分の第２液晶を準備する低沸点液晶用液晶セット部１０８及びこれの脱泡処理する低沸点液晶用脱泡室１０９をさらに設けた点である。低沸点液晶用液晶セット部１０８、低沸点液晶用脱泡室１０９は、第１液晶を準備するための液晶セット部１０１及び第１液晶を脱泡する脱泡室１０２とは独立して設けられている。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態で用いられる液晶皿１０７は、低沸点成分を除いた第１液晶を貯留するための液晶皿１０７ａと、低沸点成分の第２液晶を貯留するための液晶皿１０７ｂとからなる。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１液晶を貯留する液晶皿１０７ａは２つの貯留部を有している。液晶皿１０７ａの２つの貯留部の間に液晶皿１０７ｂを嵌め合わせ、液晶皿１０７ａ及び１０７ｂの高さを合わせる。このように、これらの液晶皿１０７ａ、１０７ｂを重ね合わせることによって、セル基板１０６内で第１液晶と第２液晶とを混合し、所望の組成の第３液晶を得ることができる。図５に示すように、第１液晶が貯留された液晶皿１０７ａは、脱泡室１０２から注入室１０４に搬送される。一方、第２液晶が貯留された液晶皿１０７ｂは、低沸点液晶用脱泡室１０９から注入室１０４に搬送される。液晶皿１０７ｂは、液晶皿１０７ａよりも低い位置に搬送される。そして、液晶皿１０７ｂを液晶皿１０７ａの２つの貯留部の間に嵌め合わせるよう、図示しない駆動機構により液晶皿１０７ｂを液晶皿１０７ａの高さまで移動させる。これにより、第１液晶が貯留された液晶皿１０７ａと、第２液晶が貯留された液晶皿１０７ｂとが、注入室１０４において重ねあわされる。
【００２９】
低沸点液晶用液晶セット部１０８は、第１液晶を貯留させる液晶皿１０７ａとは異なる液晶皿１０７ｂ内に、低沸点成分の第２液晶を貯留するために設けられている。低沸点液晶用脱泡室１０９は、内部を真空排気し減圧状態とするために図示しない真空ポンプが真空バルブを介して接続されている。低沸点液晶用脱泡室１０９では、低沸点成分の第２液晶が揮発しないよう低真空度の状態で第２液晶の脱泡処理がなされる。低沸点液晶用脱泡室１０９は、例えば、真空度が１０Ｐａの低真空状態に保たれている。本実施の形態においては、脱泡室１０２は、液晶皿１０７ａに貯留された第１液晶を脱泡する。従って、脱泡室１０２は、例えば真空度が１Ｐａの高真空状態に保たれる。
【００３０】
ここで、本実施の形態に係る液晶注入装置を用いた注入方法について説明する。まず、液晶セット部１０１において、液晶皿１０７ａに第１液晶を貯留させる。また、低沸点液晶用液晶セット部１０８において、液晶皿１０７ｂに第２液晶を貯留させる。そして、脱泡室１０２において、低沸点成分を含まない第１液晶に対し高真空状態において脱泡処理を行う。これと並行して、低沸点成分を含む第２液晶に対し、低沸点成分が揮発しない程度の低真空状態において脱泡処理を行う。
【００３１】
それぞれの脱泡処理完了後、脱泡室１０２で脱泡された第１液晶と、低沸点液晶用脱泡室１０９で脱泡された第２液晶とを混合し、所望の組成の第３液晶が調整される。具体的には、上述のように、注入室内において、第１液晶が貯留された液晶皿１０７ａ上に第２液晶が貯留された液晶皿１０７ｂを重ね合わせる。注入室１０４内の真空度は、第２液晶を脱泡する際の脱泡室１０２の真空度と同様に、低真空状態とすることが好ましい。例えば、注入室１０４の真空度を１０Ｐａとすることができる。これにより、注入室１０４内において第１液晶と第２液晶とを混合し、第３液晶を調整することができる。そして、この第３液晶にセル基板１０６の注入口を浸漬させることにより、所望の組成の第３液晶がセル基板内に注入される。
【００３２】
このように、本実施の形態に係る液晶注入装置１００を用いることによって、低沸点成分を除いた第１液晶と低沸点成分の第２液晶を、それぞれ異なる脱泡室１０２、１０９で独立に脱泡処理することが可能である。このため、脱泡処理に係る時間を短縮することができ、注入処理を高速化することが可能となる。また、それぞれの脱泡室１０２、１０９を用いる液晶に合わせて真空度を最適に設定することができ、より的確に所望の組成の液晶を注入することが可能となる。
【００３３】
なお、上記の説明では、脱泡室を２つ設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。様々な沸点の液晶が混在する液晶を注入する場合においては、脱泡室の数をさらに増やして、それぞれの液晶に最適な真空度の脱泡室を設けるようにすることも可能である。
【００３４】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る液晶注入装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、本実施の形態に係る液晶注入装置の構成を示す図である。図７は、低沸点成分を含む液晶を混合するために用いられる液晶ノズルの構成を示す図である。図６において、図１、図３に示す構成要素と同一のものには、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態２に係る液晶注入装置では、複数の液晶皿を用い、それぞれの脱泡室で異なる条件で脱泡処理した後、注入室１０４においてそれぞれの液晶皿を重ね合わせて液晶を混合したが、本実施の形態のように以下に説明する構成とすることも可能である。
【００３５】
図６に示すように、本実施の形態において実施の形態２と異なる点は、脱泡室１０２には、液晶ノズル１１０が設けられている点である。また、低沸点液晶用液晶セット部１０８は設けられていない。液晶ノズル１１０は、液晶を一方の液晶皿から吸い上げ、吸い上げた液晶を他方の液晶皿に供給するものである。図７に示すように、液晶ノズル１１０は、ノズル１１１、シリンジ１１２、配管取り付け部１１３を有する。液晶ノズル１１０の配管取り付け部１１３には配管が接続されている。また、液晶ノズル１１０には、図示しないポンプが接続されている。
【００３６】
この液晶ノズル１１０を用いた場合の液晶注入方法について説明する。まず、脱泡室１０２において、低沸点成分を含まない第１液晶に対し高真空状態において脱泡処理を行う。これと並行して、低沸点成分を含む第２液晶に対し低沸点成分が揮発しない程度の低真空状態において脱泡処理を行う。それぞれの脱泡処理完了後、低沸点成分を含まない第１液晶に脱泡処理を行っていた脱泡室１０２において、低沸点成分が揮発しないような真空度まで真空度を落とす。そして、液晶ノズル１１０のポンプを動作させ、低沸点液晶用脱泡室１０９内の第２液晶を吸い上げ、低沸点成分を含まない第１液晶が貯留された液晶皿に所定量供給する。このようにして、脱泡室１０２で脱泡された第１液晶と、低沸点液晶用脱泡室１０９で脱泡された第２液晶とを混合し、所望の組成の第３液晶を調整することができる。
【００３７】
このように、低沸点成分を揮発させることなく、所望の組成の液晶を得ることができる。さらに、この方法においては、低沸点成分を含む液晶の脱泡処理を事前に多量に行っておくことにより、脱泡処理後の低沸点成分を含まない第１液晶を貯留する液晶皿に、液晶ノズルにより供給するだけでよい。このため、実施の形態２において必要であった低沸点成分を含む第２液晶の液晶皿や、液晶セット部、注入室１０４において液晶を混合するための機構などを削減することができ、装置構成を比較的簡単なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態１に係る液晶注入装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図３】実施の形態２に係る液晶注入装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る液晶注入装置において用いられる液晶皿の構成を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る液晶注入装置において用いられる液晶皿の重ね合わせを説明するための図である。
【図６】実施の形態３に係る液晶注入装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３に係る液晶注入装置において用いられる液晶ノズルの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  液晶注入装置
１０１  液晶セット部
１０２  脱泡室
１０３  排気室
１０４  注入室
１０５  パネル取出し部
１０６  セル基板
１０７  液晶皿
１０８  低沸点液晶用液晶セット部
１０９  低沸点液晶用脱泡室
１１０  液晶ノズル
１１１  ノズル部
１１２  シリンジ部
１１３  配管取り付け部
【図１】
2008275935.tif 000005
【図２】
2008275935.tif 000006
【図３】
2008275935.tif 000007
【図４】
2008275935.tif 000008
【図５】
2008275935.tif 000009
【図６】
2008275935.tif 000010
【図７】
2008275935.tif 000011