(57)【要約】【課題】液晶滴下貼り合せ方式で製造される液晶表示装置の歩留まり及び信頼性を向上させる。【解決手段】液晶材料滴下装置は、基板上に液晶材料を滴下し、基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置であって、基板の上方に設けられ、基板と相対移動可能に構成された液晶材料滴下手段と、液晶材料滴下手段から液晶材料が滴下されて、液晶材料の比抵抗値を測定する比抵抗値測定手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に液晶材料を滴下し、該基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置であって、
上記基板の上方に設けられ、該基板と相対移動可能に構成された液晶材料滴下手段と、
上記液晶材料滴下手段から液晶材料が滴下されて、該液晶材料の比抵抗値を測定する比抵抗値測定手段と、
を備えた液晶材料滴下装置。
【請求項２】
請求項１に記載された液晶材料滴下装置において、
上記比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて、上記液晶材料滴下手段から上記基板への液晶材料の滴下を制御する制御手段をさらに備えた液晶材料滴下装置。
【請求項３】
請求項１に記載された液晶材料滴下装置において、
上記比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて所定の警告を発する警告手段をさらに備えた液晶材料滴下装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された液晶材料滴下装置で液晶材料を基板に滴下するステップと、
上記基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせるステップと、
を備えた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、液晶材料滴下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】
液晶表示装置を製造する際には、そのパネル内に液晶材料を充填する工程が存在する。液晶材料の充填方法としては、ディップ式やディスペンサ式が挙げられる。これらの充填方法では、シール材を介して貼り合わされたマザーガラス基板を個別パネル毎（もしくは短冊状の複数パネル毎）に分断し、シール材の開口部から液晶材料を充填し、さらに開口部を封止する手法が取られている。その一方で、近年、パネル内に液晶材料を充填する方法として、滴下貼り合わせ方式が開発されている。滴下貼り合わせ方式とは、シールパターンに開口を設けずに、重ね合わせる前の一方の基板のシールパターン枠内に機能材料を滴下し、減圧下で一対の基板を重ね合わせて貼り付ける方式である。この滴下貼り合わせ方式によれば、液晶材料充填のタクトタイムが、飛躍的に短縮できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、滴下貼り合わせ方式は滴下シリンジに充填後、液晶セルへ滴下するためディップ方式に比べて液晶セルへの異物混入、汚染の可能性が高いという問題があった。
このような問題に対し、特許文献１では液晶注入装置に比抵抗値測定手段と組成分析手段を兼ね備える方法を開示している。  
【特許文献１】特開2004-69929号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で開示されている方法は、減圧下で液晶材料を注入するディップ式での適用を前提としており、大気圧中で液晶材料を基板に滴下して対向基板と貼り合わせる液晶滴下貼り合せ方式で適用することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶滴下貼り合せ方式で製造される液晶表示装置の歩留まり及び信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶材料滴下装置は、基板上に液晶材料を滴下し、基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置であって、基板の上方に設けられ、基板と相対移動可能に構成された液晶材料滴下手段と、液晶材料滴下手段から液晶材料が滴下されて、液晶材料の比抵抗値を測定する比抵抗値測定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、基板上に液晶材料を滴下し、基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置に比抵抗値測定手段を設けることにより、基板に滴下する液晶材料の汚染の経時変化をリアルタイムに察知できる。このため、製造する液晶表示装置等の歩留まり及び信頼性への悪影響を未然に抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る液晶材料滴下装置は、比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて、液晶材料滴下手段から基板への液晶材料の滴下を制御する制御手段をさらに備えてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて、液晶材料滴下手段から基板への液晶材料の滴下を制御する制御手段をさらに備えているため、汚染された液晶材料が比抵抗値測定手段へ滴下された際に、基板への液晶材料の滴下を中断させることができる。このため、汚染された液晶材料が基板へ滴下されるのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る液晶材料滴下装置は、比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて所定の警告を発する警告手段をさらに備えてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、比抵抗値測定手段で測定した比抵抗値に基づいて所定の警告を発する警告手段をさらに備えているため、汚染された液晶材料が比抵抗値測定手段へ滴下された際に、所定の警告を発することで、周囲に液晶材料の基板への滴下を中断すべきタイミングを効果的に知らしめることができる。
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上述の液晶材料滴下装置で液晶材料を基板に滴下するステップと、基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせるステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、基板上に液晶材料を滴下し、基板の液晶材料滴下面に対向基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置に比抵抗値測定手段を設けることにより、基板に滴下する液晶材料の汚染の経時変化をリアルタイムに察知できる。このため、製造する液晶表示装置等の歩留まり及び信頼性への悪影響を未然に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、液晶滴下貼り合せ方式で製造される液晶表示装置の歩留まり及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０及びそれを用いた液晶表示装置５０の製造方法を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
（液晶材料滴下装置１０の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０の概略図を示す。液晶材料滴下装置１０は、所定の液晶材料滴下エリア１１内に設けられている。液晶材料滴下エリア１１内は、大気圧雰囲気となっている。
【００１７】
液晶材料滴下装置１０は、液晶材料を基板に滴下するシリンジ１２（液晶材料滴下手段）、処理対象の大判のＴＦＴ基板１３を載置するステージ１４及び比抵抗値測定装置１５（比抵抗値測定手段）等で構成されている。
【００１８】
シリンジ１２は、液晶材料を処理対象の大判のＴＦＴ基板１３に滴下する位置から、比抵抗値測定装置１５に滴下する位置まで、移動可能に構成されている。すなわち、シリンジ１２は、処理対象の大判のＴＦＴ基板１３を載置するステージ１４の上方から、比抵抗値測定装置１５の上方まで移動可能に構成されている。シリンジ１２は、内部に液晶材料が充填された、ステンレス等からなる有底円筒状のシリンジ本体を有している。シリンジ本体の底面には、液晶吐出孔が形成されている。液晶吐出孔には、先端が円錐状に形成されたニードル弁が配設されており、ニードル弁を上下動させることで、液晶吐出孔が開閉される。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係る比抵抗値測定装置１５の模式図を示す。比抵抗値測定装置１５は、上面が開放された導電性の装置本体２０、装置本体２０内に絶縁性部材２１を介して設けられた比抵抗値測定電極２２、装置本体２０に電気的に接続された第１端子３１、比抵抗値測定電極２２に電気的に接続された第２端子３２、第１端子３１及び第２端子３２に電気的に接続されたエレクトロメータ３４、エレクトロメータ３４に電気的に接続された警告部３５（警告手段）等で構成されている。比抵抗値測定装置１５のエレクトロメータ３４は、制御部３６（制御手段）に電気的に接続されている。制御部３６は、不図示の駆動部を介してシリンジ１２に電気的に接続されている。制御部３６は、ステージ１４に電気的に接続されている。
【００２０】
（液晶材料滴下装置１０の機能）
次に、本発明の実施形態に係る比抵抗値測定装置１５の機能について説明する。
【００２１】
制御部３６は、駆動部に制御信号を送ることによりシリンジ１２をステージ１４上方から比抵抗値測定装置１５上方まで移動させる。制御部３６は、制御信号を送ることで、シリンジ１２のニードル弁を上下動させて、シリンジ１２の液晶吐出孔を開閉する。制御部３６は、シリンジ１２及びステージ１４のいずれか一方或いは両方を移動させることで、シリンジ１２とステージ１４とが相対して移動するように制御する。制御部３６は、エレクトロメータ３４に電圧印加命令等の制御信号を送る。
【００２２】
シリンジ１２は、ステージ１４上では処理対象の大判のＴＦＴ基板１３上の液晶セル４０内へ液晶材料を滴下し、比抵抗値測定装置１５上では、装置本体２０内の比抵抗値測定電極２２上へ液晶材料を滴下する。
【００２３】
エレクトロメータ３４は、制御部３６からの制御信号に基づいて、第１端子３１及び第２端子３２の間に電圧を印加する。第１端子３１及び第２端子３２の間に印加された電圧は、比抵抗値測定電極２２と装置本体２０との間の液晶材料に印加され、その際に微小電流が流れる。エレクトロメータ３４は、この微小電流を検知して、液晶材料の比抵抗値を測定する。エレクトロメータ３４は、測定した比抵抗値が所定の基準を外れたとき、警告部３５へ制御信号を送る。
【００２４】
警告部３５は、エレクトロメータ３４からの制御信号によって警告ランプの点灯又は警報の鳴動などの警告を発する。
【００２５】
（液晶材料滴下装置１０を用いた液晶表示装置５０の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０を用いた液晶表示装置５０の製造方法について説明する。
【００２６】
まず、大気圧雰囲気下に設けられた液晶材料滴下エリア１１内において、ステージ１４上に処理対象の大判のＴＦＴ基板１３をその液晶材料滴下面を上にして載置する。大判のＴＦＴ基板１３は、小型の液晶セル４０がマトリクス状に複数形成されている。
【００２７】
次に、液晶セル４０への液晶材料の滴下量を安定させるために、大判のＴＦＴ基板１３に液晶材料を滴下する前に大判のＴＦＴ基板１３以外の場所に「捨て打ち」を行なう。本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０は、この「捨て打ち」を比抵抗値測定装置１５の比抵抗値測定電極２２上に行うことで、「捨て打ち」を比抵抗値の測定に利用している。
【００２８】
「捨て打ち」を行うにあたり、まず、制御部３６からの制御信号により、液晶材料が充填されたシリンジ１２を、比抵抗値測定装置１５の上方へ配置させ、シリンジ１２のニードル弁を上下動させることにより、液晶吐出孔を開閉する。
【００２９】
液晶吐出孔が開閉すると、シリンジ１２から所定量の液晶材料が比抵抗値測定装置１５の比抵抗値電極上へ滴下される（捨て打ち）。
【００３０】
「捨て打ち」が一回終了すると、次に、制御装置によってシリンジ１２を移動させて大判のＴＦＴ基板１３の一つの液晶セル４０上に配置させ、シリンジ１２のニードル弁を上下動させることにより、液晶吐出孔を開閉する。
【００３１】
液晶吐出孔が開閉すると、シリンジ１２から所定量の液晶材料が大判のＴＦＴ基板１３の液晶セル４０内へ滴下される。
【００３２】
次に、制御部３６からの制御信号により、ステージ１４を水平移動させて、次に処理する液晶セル４０がシリンジ１２の下方に位置するように大判のＴＦＴ基板１３を移動させる。
【００３３】
次いで、制御部３６からの制御信号により、シリンジ１２から所定量の液晶材料を大判のＴＦＴ基板１３の液晶セル４０内へ滴下する。
【００３４】
液晶セル４０内へ液晶材料を滴下した後、続いて同様にステージ１４を移動させ、新たに下方位置した液晶セル４０内へシリンジ１２から液晶材料を滴下していく。
【００３５】
このような液晶材料の滴下を大判のＴＦＴ基板１３の全ての液晶セル４０内へ行った後、再び、制御部３６からの制御信号により、シリンジ１２を比抵抗値測定装置１５の比抵抗値電極上へ移動させ、「捨て打ち」を行う。「捨て打ち」は、例えば１回の液晶材料の吐出量を０．０５ｍｌとする。
【００３６】
このようにして、例えば大判のＴＦＴ基板１３を２０枚ほど処理し、「捨て打ち」によって比抵抗値測定装置１５内に図２に示すように液晶材料４１が１ｍｌほど貯まったとき、制御部３６からの制御信号によってエレクトロメータ３４から第１端子３１及び第２端子３２へ電圧を印加する。
【００３７】
第１端子３１及び第２端子３２に電圧が印加されると、比抵抗値電極上へ貯まった液晶材料に電圧が印加され、微小電流が流れる。このとき流れた微小電流をエレクトロメータ３４が検知し、下記式によって比抵抗値ρを求める。
【００３８】
ρ（Ω・ｃｍ）＝Ｖ（Ｖ）／Ｉ（Ａ）×ＣＯ（ｐＦ）／ε０
ここで、Ｖは印加電圧、Ｉは測定された電流値、ＣＯは静電容量、ε０は真空の誘電率をそれぞれ示す。
【００３９】
測定された液晶材料の比抵抗値ρが所定の基準（例えば１．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ）を外れたとき、エレクトロメータ３４からの信号により警告部３５から所定の警告を発して、周囲に液晶材料の入れ替えのタイミングを知らせる。
【００４０】
警告部３５が警告を発すると、続いて、シリンジ１２に充填された液晶材料を廃棄し、新しい液晶材料を充填する。比抵抗値ρが所定の基準を外れた液晶材料を大判のＴＦＴ基板１３の液晶セル４０内へ滴下すると、液晶セル４０の電圧保持率の悪化等の不良が生じるためである。
【００４１】
シリンジ１２の液晶材料を入れ替えた後、引き続き「捨て打ち」を行い、大判のＴＦＴ基板１３上の液晶セル４０内へ液晶材料を滴下していく。
【００４２】
次に、このようにして液晶材料が滴下された大判のＴＦＴ基板１３の液晶材料滴下面に、大判のＣＦ基板（対向基板）を貼り合わせ、大判の貼り合わせ基板を作製する。
【００４３】
次いで、大判の貼り合わせ基板を小型の液晶セル４０ごとに分断し、それぞれ偏光板等を設けて複数の液晶表示パネル５１を作成する。
【００４４】
次に、液晶表示パネル５１にバックライト５２等を設けて、液晶表示装置５０を作製する。
【００４５】
上述のように、本発明の実施形態によれば、液晶材料滴下装置１０内に比抵抗値測定装置１５を組み込んでおり、液晶材料の汚染の経時変化をリアルタイムに察知できる。また、シリンジ１２内に比抵抗値測定装置１５を設けていないため、シリンジ１２の構造が簡易となり、洗浄作業が容易となり、比抵抗値の低下を抑制することができる。
【００４６】
尚、本実施形態では、液晶材料を滴下する基板を大判のＴＦＴ基板１３としたが、これに限らず、大判のＣＦ基板をステージ１４に載置して、大判のＣＦ基板の液晶セル４０内へ液晶材料を滴下してもよい。
【００４７】
（液晶表示装置５０の構成）
図３は、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０を用いて製造された液晶表示装置５０の断面図を示す。
【００４８】
液晶表示装置５０は、両表面にそれぞれ偏光板６０及び保護フィルム６１が設けられた液晶表示パネル５１及びバックライト５２等により構成されている。
【００４９】
液晶表示パネル５１は、対向するＴＦＴ基板５３及びＣＦ基板５４、それらの間に設けられた液晶層５５、及び、スペーサ（不図示）で構成されている。
【００５０】
ＣＦ基板５４は、ガラス等で形成された基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色からなる色層が形成されている。色層としては、ＲＧＢの組合せ以外に、シアン、マゼンタ、イエローの補色を用いてもよい。
【００５１】
色層上には不図示の対向電極及び配向膜がそれぞれ形成されている。色層は、その外周に、コントラストを得るための縁取りとしてブラックマトリクス（遮光層）が設けられて遮光領域が形成されている。
【００５２】
ＴＦＴ基板５３は、ガラス等で形成された基板、基板上に形成されたそれぞれ不図示のゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等のＴＦＴ素子、透明絶縁層、画素電極及び配向膜等で構成されている。ＴＦＴ基板５３は、その端部に表示駆動用ドライバ６５が設けられている。
【００５３】
バックライト５２は、液晶表示パネルのＴＦＴ基板側に配置されている。バックライト５２は、光源と、光源から出射された光を受けてその中を伝播させながら液晶表示パネルに向けて出射する導光板と、導光板の裏面から出射された光を導光板に向けて反射する反射板（いずれも不図示）とを有している。
【００５４】
（作用効果）
次に作用効果について説明する。
【００５５】
本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０は、大判のＴＦＴ基板１３の液晶セル４０内に液晶材料を滴下し、大判のＴＦＴ基板１３の液晶材料滴下面に大判のＣＦ基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置１０であって、大判のＴＦＴ基板１３の上方に設けられ、大判のＴＦＴ基板１３と相対移動可能に構成されたシリンジ１２と、シリンジ１２から液晶材料が滴下されて、液晶材料の比抵抗値を測定する比抵抗値測定装置１５と、を備えたことを特徴とする。
【００５６】
このような構成によれば、大判のＴＦＴ基板１３の液晶セル４０内に液晶材料を滴下し、大判のＴＦＴ基板１３の液晶材料滴下面にＣＦ基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置１０に比抵抗値測定装置１５を設けることにより、ＴＦＴ基板に滴下する液晶材料の汚染の経時変化をリアルタイムに察知できる。このため、製造する液晶表示装置５０等の歩留まり及び信頼性への悪影響を未然に抑制することができる。
【００５７】
また、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０は、比抵抗値測定装置１５で測定した比抵抗値に基づいて、シリンジ１２から大判のＴＦＴ基板１３への液晶材料の滴下を制御する制御部３６をさらに備えたことを特徴とする。
【００５８】
このような構成によれば、比抵抗値測定装置１５で測定した比抵抗値に基づいて、シリンジ１２から大判のＴＦＴ基板１３への液晶材料の滴下を制御する制御部３６をさらに備えているため、汚染された液晶材料が比抵抗値測定装置１５へ滴下された際に、大判のＴＦＴ基板１３への液晶材料の滴下を中断させることができる。このため、汚染された液晶材料が大判のＴＦＴ基板１３へ滴下されるのを効果的に抑制することができる。
【００５９】
さらに、本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０は、比抵抗値測定装置１５で測定した比抵抗値に基づいて所定の警告を発する警告部３５をさらに備えたことを特徴とする。
【００６０】
このような構成によれば、比抵抗値測定装置１５で測定した比抵抗値に基づいて所定の警告を発する警告部３５をさらに備えているため、汚染された液晶材料が比抵抗値測定装置１５へ滴下された際に、所定の警告を発することで、周囲に液晶材料の大判のＴＦＴ基板１３への滴下を中断すべきタイミングを効果的に知らしめることができる。
【００６１】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０の製造方法は、上述の液晶材料滴下装置１０で液晶材料を大判のＴＦＴ基板１３に滴下するステップと、大判のＴＦＴ基板１３の液晶材料滴下面に大判のＣＦ基板を貼り合わせるステップと、を備えたことを特徴とする。
【００６２】
このような構成によれば、大判のＴＦＴ基板１３上に液晶材料を滴下し、大判のＴＦＴ基板１３の液晶材料滴下面に大判のＣＦ基板を貼り合わせる液晶材料滴下貼り合わせ方式に用いられる液晶材料滴下装置１０に比抵抗値測定装置１５を設けることにより、大判のＴＦＴ基板１３に滴下する液晶材料の汚染の経時変化をリアルタイムに察知できる。このため、製造する液晶表示装置５０等の歩留まり及び信頼性への悪影響を未然に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明は、液晶材料滴下装置及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０の概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る比抵抗値測定装置１５の模式図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶材料滴下装置１０を用いて製造された液晶表示装置５０の断面図を示す。
【符号の説明】
【００６５】
１０      液晶材料滴下装置
１１      液晶材料滴下エリア
１２      シリンジ
１３      大判のＴＦＴ基板
１４      ステージ
１５      比抵抗値測定装置
２０      装置本体
２１      絶縁性部材
２２      比抵抗値測定電極
３１      第１端子
３２      第２端子
３４      エレクトロメータ
３５      警告部
３６      制御部
４０      液晶セル
４１      液晶材料
５０      液晶表示装置
５１      液晶表示パネル
５２      バックライト
５３      ＴＦＴ基板
５４      ＣＦ基板
５５      液晶層
６０      偏光板
６１      保護フィルム
６５      表示駆動用ドライバ
【図１】
2008170634.tif 000003
【図２】
2008170634.tif 000004
【図３】
2008170634.tif 000005