(57)【要約】【課題】液晶の封止部近傍への付着を防止し、封止性能を向上させた液晶装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液晶装置１００は、液晶５０を保持する一対の基板１０，２０と、前記一対の基板１０，２０の間に設けられ、前記液晶５０の周囲を囲むシール材５２と、前記一対の基板１０，２０のうちの少なくとも一方の基板２０に設けられ、当該基板２０の前記シール材５２の内側の領域において当該基板２０を厚み方向に貫通する液晶注入孔１と、前記液晶注入孔１を封止する封止材５５と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を保持する一対の基板と、
前記一対の基板の間に設けられ、前記液晶の周囲を囲むシール材と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられ、当該基板の前記シール材の内側の領域において当該基板を厚み方向に貫通する液晶注入孔と、
前記液晶注入孔を封止する封止材と、を有することを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記液晶注入孔は、前記基板の前記液晶側の面に設けられた第１孔部と、前記基板の前記液晶とは反対側の面に設けられ、前記第１孔部よりも外径の大きい第２孔部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記封止材は前記液晶注入孔の内部に設けられ、前記封止材の表面と前記基板の表面とは面一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記シール材によって囲まれた領域の中央部に画像表示領域が設けられ、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域に前記液晶注入孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記液晶注入孔は、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域に複数設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記液晶注入孔は、矩形枠状に設けられた前記シール材の角部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶装置
【請求項７】
前記液晶注入孔は、矩形枠状に設けられた前記シール材の所定の辺の中央部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記一対の基板は、駆動素子が形成された第１基板と、駆動素子が形成されない第２基板とからなり、前記液晶注入孔は、駆動素子が形成されない前記第２基板に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の液晶装置。
【請求項９】
請求項２に記載の液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板を前記シール材を介して貼り合わせる工程と、
前記一対の基板と前記シール材とによって区画された空間の内部を真空排気する工程と、
前記液晶注入孔の第１孔部に液晶注入治具を挿入し、該液晶注入治具から前記空間の内部に前記液晶を注入する工程と、
前記液晶注入孔の第２孔部に前記封止材を供給し、前記液晶注入孔を封止する工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
前記液晶注入治具は、前記第２孔部と嵌合する第２嵌合部と、前記第２嵌合部の底部から突出して前記第１孔部と嵌合する第１嵌合部と、を有することを特徴とする請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
前記液晶注入治具は、前記第２嵌合部に挿入され、前記第２嵌合部の内部に収容された液晶の液面を加圧する加圧治具を有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２嵌合部と前記第２孔部との間に、両者を気密に密閉する密閉部材を設けることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
前記液晶を注入する工程は、前記液晶注入孔を前記液晶注入治具及び前記密閉部材によって密閉した後、前記一対の基板の外部の雰囲気を大気開放する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１４】
前記液晶注入治具に収容された液晶は、前記空間の内部を真空排気する際に脱泡処理されることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの項に記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び液晶装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶装置は、一対の基板間に液晶を封入することにより作製される。一対の基板は枠状のシール材を介して貼り合わされており、両基板の間には、スペーサによって維持される間隙、いわゆるセルギャップが形成されている。シール材の一部は開口しており、該開口部が液晶を注入するための液晶注入口となっている。
【０００３】
液晶注入は、真空中でセルギャップ内を排気した後、液晶を満たした容器（液晶皿）に液晶注入口を浸漬することにより行なわれる。また、特許文献１のように、液晶注入口の近傍に液晶を滴下することによって行なうこともできる。液晶注入口に接触した液晶は、毛細管現象によってセルギャップ内に注入される。また、液晶注入口に液晶を接触させた後、大気開放することにより、セルギャップの内外の気圧差を利用して迅速に液晶の注入を行なうことができる。
【特許文献１】特開平６−２７３７７９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、上述の方法では、液晶注入時に液晶注入口の周辺に液晶が付着し、その上に封止材を塗布することで、液晶注入口の封止性能が低下するという問題があった。また、液晶注入口の周辺に付着した液晶を除去するために、洗浄工程が必要となり、製造工程が複雑になるという問題もある。さらに、端子部の近傍に封止材を設けると、配線基板と干渉するため、端子部近傍には液晶注入口を設けることができないというレイアウト上の制約も生じる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液晶の封止部近傍への付着を防止し、封止性能を向上させた液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、液晶を保持する一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられ、前記液晶の周囲を囲むシール材と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられ、当該基板の前記シール材の内側の領域において当該基板を厚み方向に貫通する液晶注入孔と、前記液晶注入孔を封止する封止材と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、液晶注入孔に液晶注入治具を挿入して液晶を注入することで、基板の表面に液晶が付着しないようにすることができる。また、基板の表面に液晶が付着しないので、洗浄工程が不要になり、液晶の無駄も少なくなる。さらに、封止材が端子と干渉しないので、液晶注入孔の設置位置にレイアウト上の制約も生じない。
また、従来のようにシール材の一部に開口部（液晶注入口）を設けて液晶を注入する方法では、開口部の面積が狭すぎて十分な注入速度が得られないが、本発明のように基板の表面に開口部（液晶注入孔）を形成した場合には、開口部の面積を広くとることができ、注入速度も向上する。この開口部のスペースは１ｍｍ程度でも十分な注入速度が得られる。また、１ｍｍ程度のマージンがあれば、液晶注入治具の装着も容易である。
【０００７】
本発明においては、前記液晶注入孔は、前記基板の前記液晶側の面に設けられた第１孔部と、前記基板の前記液晶とは反対側の面に設けられ、前記第１孔部よりも外径の大きい第２孔部と、を有することが望ましい。
この構成によれば、第１孔部の外径が小さく形成されているので、第２孔部に封止材を充填しても、容易に第１孔部から基板間の空間に封止材が侵入しないようにすることができる。
【０００８】
本発明においては、前記封止材は前記液晶注入孔の内部に設けられ、前記封止材の表面と前記基板の表面とは面一であることが望ましい。
この構成によれば、基板上に偏光板等を貼り付ける際に、貼りむらが生じないようにすることができる。
【０００９】
本発明においては、前記シール材によって囲まれた領域の中央部に画像表示領域が設けられ、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域に前記液晶注入孔が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、液晶注入孔を設けたことによる表示への影響を最小限に抑えることができる。
【００１０】
本発明においては、前記液晶注入孔は、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域に複数設けられていることが望ましい。
この構成によれば、液晶の注入速度を高めることができる。
【００１１】
本発明においては、前記液晶注入孔は、矩形枠状に設けられた前記シール材の角部に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、液晶注入孔を設けたことによる表示への影響を最小限に抑えることができる。
【００１２】
本発明においては、前記液晶注入孔は、矩形枠状に設けられた前記シール材の所定の辺の中央部に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、液晶注入孔を角部に設ける場合に比べて、注入速度を高めることができる。
【００１３】
本発明においては、前記一対の基板は、駆動素子が形成された第１基板と、駆動素子が形成されない第２基板とからなり、前記液晶注入孔は、駆動素子が形成されない前記第２基板に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、製造が容易になり、液晶注入孔を設けたことによる表示性能等への影響も最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明の液晶装置の製造方法は、上述した本発明の液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板を前記シール材を介して貼り合わせる工程と、前記一対の基板と前記シール材とによって区画された空間の内部を真空排気する工程と、前記液晶注入孔の第１孔部に液晶注入治具を挿入し、該液晶注入治具から前記空間の内部に前記液晶を注入する工程と、前記液晶注入孔の第２孔部に前記封止材を供給し、前記液晶注入孔を封止する工程と、を有することを特徴とする。
この方法によれば、基板の表面に液晶注入孔を設け、該液晶注入孔に液晶注入治具を挿入して液晶を注入するため、基板の表面に液晶が付着することがない。したがって、封止材で封止した際に封止性能が損なわれることがなく、信頼性の高い液晶装置が提供される。また、基板の表面に液晶が付着しないので、洗浄工程が不要になり、さらに封止材が端子と干渉しないので、液晶注入孔の設置位置にレイアウト上の制約も生じない。
【００１５】
本発明においては、前記液晶注入治具は、前記第２孔部と嵌合する第２嵌合部と、前記第２嵌合部の底部から突出して前記第１孔部と嵌合する第１嵌合部と、を有することが望ましい。
この方法によれば、液晶注入孔が液晶注入治具と嵌合する形状となるため、液晶注入孔に液晶注入治具を挿入するのみで液晶注入治具の固定が可能となり、位置決めも容易となる。
【００１６】
本発明においては、前記液晶注入治具は、前記第２嵌合部に挿入され、前記第２嵌合部の内部に収容された液晶の液面を加圧する加圧治具を有することが望ましい。
この方法によれば、加圧治具からの圧力によって注入の進行を促進することができる。
【００１７】
本発明においては、前記第２嵌合部と前記第２孔部との間に、両者を気密に密閉する密閉部材を設けることが望ましい。
この方法によれば、液晶注入治具を液晶注入孔に装着した状態で真空チャンバ内を大気開放することができ、液晶の注入がスムーズに行なえるようになる。
【００１８】
本発明においては、前記液晶を注入する工程は、前記液晶注入孔を前記液晶注入治具及び前記密閉部材によって密閉した後、前記一対の基板の外部の雰囲気を大気開放する工程を含むことが望ましい。
この方法によれば、セルギャップの内外での気圧差を利用して、液晶の注入の進行を促進することができる。
【００１９】
本発明においては、前記液晶注入治具に収容された液晶は、前記空間の内部を真空排気する際に脱泡処理されることが望ましい。
この方法によれば、脱泡処理に要する時間を短縮でき、製造工程を簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２１】
［第１の実施の形態］
［液晶装置の構成］
図１は、本発明の第１実施形態の液晶装置を各構成要素とともに示す平面図、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図１及び図２において、液晶装置１００は、第１基板１０と、該第１基板１０と対向配置された第２基板２０とを備えている。第１基板１０と第２基板２０とは矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされており、両基板の間には、図示略のスペーサによって維持される空間、いわゆるセルギャップが形成されている。セルギャップの内部には液晶５０が封入されており、これにより液晶層が形成されている。シール材５２は、液晶５０の周囲を囲んで閉じた枠状に形成されており、液晶５０の周囲を封止している。
【００２２】
シール材５２の枠内側の領域の中央部には、図示略の画素及び画素スイッチング用の駆動素子がマトリクス状に形成され、画像表示領域１００Ａを構成している。シール材５２の枠外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２が第１基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。第１基板１０の残る一辺には、画像表示領域１００Ａの両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、第２基板２０の角部の少なくとも１箇所においては、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２３】
これらデータ線駆動回路２０１、走査線駆動回路２０４、配線２０５及び実装端子２０２等の各種駆動素子及び配線は、いずれも第１基板１０上に形成されている。本実施形態の場合、第１基板１０は、画素電極と、該画素電極を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを備えたＴＦＴアレイ基板であり、第２基板２０は、該画素電極と対向する対向電極（共通電極）を備えた対向基板である。
【００２４】
ここで、第２基板２０には、シール材５２と画像表示領域１００Ａとの間に、第２基板２０の液晶５０側の面から液晶５０とは反対側の面まで貫通する液晶注入用の貫通孔（液晶注入孔）１が設けられている。この液晶注入孔１は、矩形枠状に設けられたシール材５２の角部に設けられている。
【００２５】
液晶注入孔１は、第２基板２０の液晶５０側の面に設けられた第１孔部１１と、第２基板２０の液晶５０とは反対側の面に設けられた第２孔部１２と、を備えている。これらの孔部は、第２基板２０をエッチングないしレーザ処理により円柱状に開口することにより形成される。第２孔部１２は第１孔部１１よりも外径が大きく形成されており、この第２孔部１２に封止材５５が充填されることで、液晶注入孔１が封止されている。
【００２６】
［液晶装置の製造方法］
次に、以上のように構成された液晶装置１の製造方法について、液晶注入孔１から液晶を注入する工程を中心に説明する。図３（ａ）は、第１基板１０と第２基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせた状態の説明図、図３（ｂ）は、液晶注入治具３を用いて液晶を注入する方法の説明図、図３（ｃ）は、液晶注入孔１を封止材５５で封止した状態の説明図である。
【００２７】
まず、図３（ａ）に示すように、第１基板１０と第２基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせ、セルギャップ内に液晶の充填されていないパネル構造体、いわゆる空パネル１１０を作製する。空パネル１１０には、第２基板２０の表面に液晶注入孔１を形成する。この液晶注入孔１は、空パネル１１０を作製する前にエッチング等で形成しても良いし、空パネル１１０を作製した後にレーザ等を用いて形成しても良い。
【００２８】
次に、空パネル１１０を図示略の真空チャンバに導入し、セルギャップの内部を真空排気する。セルギャップ内のガスは液晶注入孔１を介して外部に排出される。セルギャップの内部が十分に排気されたら、液晶注入孔１に液晶注入治具３を挿入し、該液晶注入治具３からセルギャップの内部に液晶を注入する。
【００２９】
ここで、液晶注入治具３は、第２孔部１２と嵌合する円筒状の第２嵌合部３２と、第２嵌合部３２の底部から突出して液晶注入孔１の第１孔部１１と嵌合する円筒状の第１嵌合部３１と、を備えている。第２嵌合部３２の内部には、液晶５１が収容されている。この液晶５１は、セルギャップ内を真空排気する際に脱泡処理される。
【００３０】
第２嵌合部３２の内部には、加圧治具３３が挿入される。加圧治具３３には、第２嵌合部３２の軸線方向（図３の上下方向）に移動可能な第１円柱部３４が設けられている。この第１円柱部３４は、第２嵌合部３２との間で液晶５１を気密に封止する。第１円柱部３４の上端部には、第１円柱部３４よりも外径の大きな第２円柱部３５が設けられている。そして、この第２円柱部３５を加圧することによって、液晶５１の液面を加圧するようになっている。なお、加圧治具３３は、液晶５１を脱泡処理する際には第２嵌合部３２から取り外される。
【００３１】
液晶注入治具３と液晶注入孔１との間には、Ｏリング等の密閉部材２が設けられる。密閉部材２は、液晶注入孔１の第２孔部１２と液晶注入治具３の第２嵌合部３２との間に介在して両者を気密に密閉する。かかる構成により、液晶注入治具３を液晶注入孔１に装着した状態でセルギャップの内部は気密に封止され、真空状態を保持される。
【００３２】
以上により、液晶注入孔１を液晶注入治具３及び密閉部材２によって密閉したら、真空チャンバ内を大気開放する。そして、図３（ｂ）に示すように、空パネル１１０の内外の気圧差を利用して、加圧部材３を加圧し、第２嵌合部３２に収容された液晶５１を空パネル１１０の内部に注入する。液晶注入孔１から注入された液晶５１は、毛細管現象により空パネル１１０の内部に侵入し、液晶注入孔１を中心として同心円状に広がっていく。また、加圧治具３からの圧力によって注入の進行が促進される。
【００３３】
以上により液晶５１が空パネル全体に充填されたら、液晶注入治具３を取り外す。そして、図３（ｃ）に示すように、液晶注入孔１の第２孔部１２に封止材５５を供給し、液晶注入孔１を封止する。封止材５５は必要な量だけ充填し、封止材５５の表面と第２基板２０の表面とが面一になるようにする。こうすることで、第２基板２０上に偏光板等を貼り付ける際に、貼りむらが生じないようになる。なお、液晶注入孔１は底部（第１孔部１１）が外径の小さい形状となっているため、封止材５５を塗布しても、封止材５５は空パネル内に容易に侵入しない。以上により、液晶注入工程が完了する。
【００３４】
以上のように、本実施形態においては、第２基板２０の表面に液晶注入孔１を設け、該液晶注入孔１に液晶注入治具３を挿入して液晶５１を注入するため、第２基板２０の表面に液晶５１が付着することがない。したがって、封止材５５で封止した際に封止性能が損なわれることがなく、信頼性の高い液晶装置が提供される。また、第２基板２０の表面に液晶５１が付着しないので、洗浄工程が不要になり、液晶の無駄も少なくなる。さらに、封止材が実装端子２０２と干渉しないので、液晶注入孔１の設置位置にレイアウト上の制約も生じない。
【００３５】
また、従来のようにシール材の一部に開口部（液晶注入口）を設けて液晶を注入する方法では、開口部の面積が狭すぎて十分な注入速度が得られないが、本実施形態のように第２基板２０の表面に開口部（液晶注入孔１）を形成した場合には、開口部の面積を広くとることができ、注入速度も向上する。この開口部のスペースは１ｍｍ程度でも十分な注入速度が得られる。また、１ｍｍ程度のマージンがあれば、液晶注入治具３の装着も容易である。
【００３６】
また、液晶注入孔１を外径の小さい第１孔部１１と、外径の大きい第２孔部１２によって形成したため、第１孔部１１を介して液晶の供給を可能としつつ、第２孔部１２に封止材５５を充填することで、空パネル内への封止材５５の侵入を抑えることができる。また、液晶注入孔１が液晶注入治具３と嵌合する形状となるため、液晶注入孔１に液晶注入治具３を挿入するのみで液晶注入治具３の固定が可能となり、位置決めも容易となる。さらに、液晶注入治具３と液晶注入孔１との間に密閉部材２を設けたため、液晶注入治具３を液晶注入孔１に装着した状態で真空チャンバ内を大気開放することができ、液晶の注入がスムーズに行なえるようになる。
【００３７】
また、液晶注入孔１が、駆動素子の形成されない第２基板上に形成されるため、製造が容易になり、液晶注入孔１を設けたことによる表示性能等への影響も最小限に抑えることができる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る液晶装置２００の概略平面図である。この液晶装置２００の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じであり、異なるのは、液晶注入孔１を矩形枠状に設けられたシール材５２の右辺の中央部に設けた点である。この構成によれば、液晶注入孔１から注入された液晶５１は、液晶注入孔１の前方１８０°の方向に広がることができるため、液晶注入孔１の前方９０°の方向にしか広がらない第１実施形態の構成に比べて、注入速度を単純計算で２倍の速度に高めることができる。
【００３９】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。図５は、第３実施形態に係る液晶装置３００の概略平面図である。この液晶装置３００の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じであり、異なるのは、液晶注入孔１を矩形枠状に設けられたシール材５２の４つの角部全てに設けた点である。この構成によれば、液晶注入孔１の数が第１実施形態のものに比べて４倍に増えるため、液晶５１の注入速度も単純計算で４倍の速度に高めることができる。
【００４０】
なお、図５では、液晶注入孔を４つの角部全てに設けたが、液晶注入孔１は４つの角部全てに設ける必要はなく、２つ又は３つの角部のみに設けることもできる。また、液晶注入孔１の設置位置もシール材５２の角部ではなく、図４のようなシール材５２の辺の中央部に設けることもできる。さらに、これらを組み合わせることもできる。
【００４１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の液晶装置の概略平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ′線に沿う断面図である。
【図３】同液晶装置の製造方法の説明図である。
【図４】第２実施形態の液晶装置の概略平面図である。
【図５】第３実施形態の液晶装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…液晶注入孔、２…密閉部材、３…液晶注入治具、１１…第１孔部、１２…第２孔部、１０…第１基板、２０…第２基板、３１…第１嵌合部、３２…第２嵌合部、３３…加圧治具、５０…液晶、５１…液晶、５２…シール材、５５…封止材、１００…液晶装置、１００Ａ…画像表示領域、２００…液晶装置、３００…液晶装置
【図１】
2008003293.tif 000003
【図２】
2008003293.tif 000004
【図３】
2008003293.tif 000005
【図４】
2008003293.tif 000006
【図５】
2008003293.tif 000007