(57)【要約】【課題】空セルに対する液晶注入作業にかなりの時間（使用する液晶タイプにより多少異なるが、例えば、１５インチパネルの場合には１４時間以上、２２インチパネルの場合には１８時間以上、４２インチパネルの場合には１５０時間以上）を必要としており、液晶注入作業がその後の組立工程等の生産需要に追いつかないため、空セルへの液晶注入時間を大幅に短縮することが要求されている。【解決手段】ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法で、液晶注入時にベルジャー内の圧力及び／又は温度をそれぞれ少なくとも大気圧以上かつ３〜５気圧以下及び／又は常温以上かつ４０℃〜８０℃に設定して液晶注入作業を行なう。【選択図】      図４
2004341236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法であって、液晶注入時におけるベルジャー内の圧力を少なくとも大気圧以上かつ３〜５気圧以下に設定して液晶注入作業を行なうことを特徴とする高速液晶注入方法。
【請求項２】
ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法であって、液晶注入時にベルジャー内の温度を少なくとも常温以上かつ４０℃〜８０℃以下に設定して液晶注入作業を行なうことを特徴とする高速液晶注入方法。
【請求項３】
ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法であって、液晶注入時にベルジャー内の圧力及び温度をそれぞれ少なくとも大気圧以上かつ３〜５気圧以下及び常温以上かつ４０℃〜８０℃に設定して液晶注入作業を行なうことを特徴とする高速液晶注入方法。
【請求項４】
ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法で、液晶注入時にベルジャー内の圧力及び／又は温度をそれぞれ少なくとも大気圧以上かつ３〜５気圧以下及び／又は常温以上かつ４０℃〜８０℃に設定して液晶注入作業を行なう方法であって、圧力及び／又は温度を段階的に上昇させることを特徴とする高速液晶注入方法。
【請求項５】
ベルジャー内にて空セルへドブ浸け方法にて高速で液晶を注入する方法であって、
常温常圧下における液晶注入状態を時間と注入量との関連にて示す液晶注入状態を表す基礎曲線の実質的に注入作業が開始後着実に注入が開始している時点における接線を解析すること、
該接線に沿った時間と注入量との関係で特定される液晶注入速度若しくはそれより僅かに遅い速度で液晶注入作業を実行出来る作業雰囲気をベルジャー内に形成すること、
当該作業雰囲気下で液晶注入作業を行なうこと、
の諸工程を有することを特徴とする高速液晶注入方法。
【請求項６】
上記接線を解析するための前記液晶注入曲線の着実に注入が開始している時点が、注入作業開始後、５分〜４０分後の点より選択されていることを特徴とする請求項５に記載の高速液晶注入方法。
【請求項７】
上記接線に沿った時間と注入量との関係で液晶注入作業を実行出来る作業雰囲気を形成する要素がベルジャー内の圧力であることを特徴とする請求項５に記載の高速液晶注入方法。
【請求項８】
ベルジャー内の圧力が大気圧以上かつ３〜５気圧以下であることを特徴とする請求項７に記載の高速液晶注入方法。
【請求項９】
上記接線に沿った時間と注入量との関係で液晶注入作業を実行出来る作業雰囲気を形成する要素がベルジャー内の温度であることを特徴とする請求項５に記載の高速液晶注入方法。
【請求項１０】
ベルジャー内の温度が常温以上かつ４０℃〜８０℃以下であることを特徴とする請求項９に記載の高速液晶注入方法。
【請求項１１】
上記接線に沿った時間と注入量との関係で液晶注入作業を実行出来る作業雰囲気を形成する要素がベルジャー内の圧力及び温度であることを特徴とする請求項５に記載の高速液晶注入方法。
【請求項１２】
ベルジャー内の圧力及び温度がそれぞれ大気圧以上かつ３〜５気圧以下及び常温以上かつ４０℃〜８０℃以下であることを特徴とする請求項１１に記載の高速液晶注入方法。
【請求項１３】
上記接線に沿った時間と注入量との関係で液晶注入作業を実行出来る作業雰囲気を形成する要素がベルジャー内の圧力及び／又は温度であり、当該圧力が大気圧以上かつ３〜５気圧以下であり、当該温度が常温以上かつ４０℃〜８０℃以下である液晶注入方法であって、これらの要素を段階的に上昇させることを特徴とする請求項５に記載の高速液晶注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には液晶デスプレーパネルに関し、より詳細には液晶デスプレーパネルを形成するため空セルにドブ浸け方法にて液晶材料を短時間でかつ高速度で注入するための高速液晶注入方法に関する。本発明は、特に、空セルに所定の液晶材料を高圧下及び／又は高温下にて注入することによりこれまでの注入時間よりも短い時間で注入するための新規な高速液晶注入方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、液晶デスプレーパネルの需要が多様化し、それに伴って液晶パネルも大型のものが要求されるに至っている。然るに、これまでの液晶注入方法においては、図７に示すように、初めにベルジャー１と呼ばれる容器の中に予めラビングやスペーサー等を配置しＴＦＴ基板とカラーフィルター基板とを張り合わせて形成し、液晶材料を注入するだけの空セル２と、液晶材料３が入っている水槽４と、を入れ、ポンプ等の公知の手段によりベルジャー１内部の空気を抜いて真空状態（例えば１．３３Ｐａ〜０．１３３Ｐａ即ち１０−２〜１０−３トール）とする（図７（Ａ）参照）。ベルジャー１内部が所定の真空状態になった後に、液晶材料３の入っている水槽４内に、空セル２の下方側部を浸す（図７（Ｂ）参照）。このとき、ベルジャー１内部は真空状態のままである。その後、ベルジャー１内部へ乾燥空気又は窒素ガス等を送り込み、ベルジャー１内部の雰囲気を大気圧（１気圧）状態に変えていく（図７（Ｃ）参照）。このため、液晶材料３が、毛細管現象と、ベルジャー１内部の圧力と空セル内部の圧力との圧力差と、により、空セル２の下方側部に設けた液晶注入口５から真空状態の空セル２内部に徐々に入って行く。より詳細には、このとき液晶材料３は液晶注入口５から順次破線６で示すように上方に凸形を画くように空セル２内部に入って行く。これはセルの内部が真空圧で外部が大気圧のため、液晶注入時にセル内の中央部はセルの注入圧力により膨らむがセル内の周辺部はシール材で固着されているため膨らむことが出来ないため、液晶は間隔の広い中央部に早く入り間隔の狭い周辺部には遅く入るからである。液晶材料３が完全に空セル２内部へ注入された後には、今や液晶材料３が注入されたセルを水槽４から引き上げる（図７（Ｄ）参照）。このとき上述のようにセルの中央部が幾分太鼓状に膨らんでいるのでセルに両面側から押圧力を付与して注入口５から余分な液晶を押し出し、次いで注入口５を拭いてそこへ封止材を付着した後、前記押圧力を除去して注入口へ封止材を装着させることにより液晶注入口５をシールし（加圧シール法）、こうして液晶セル２Ａを完成する。
【０００３】
このような液晶注入方法は「ドブ浸け方法」として広く知られている。然しながら、このドブ浸け方法は、図７（Ｃ）に示すように、液晶注入口を備えた空セルの下方側部全体が液晶材料の水槽へ浸されるため、液晶が当該空セルの下方側部辺全体へ付着しその分だけ液晶が無駄になるという課題がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる液晶の無駄を防止するために図８に示すような方法も知られている。この方法によれば、液晶材料３ａが入っている水槽４ａの中に特殊な材料から形成されており上方中央部にほぼ１回の注入量に相当する液晶を収容することが出来る凹みを有する冶具６を入れておき（図８の（Ａ）参照）、図７に関して述べたと同様な手順により、ベルジャー１ａ内部の雰囲気を真空状態にする。ついで、ベルジャー１ａ内部を真空状態に維持しながら液晶材料３ａを中央凹部に盛り込んだ冶具６を空セル２ａの液晶注入口５ａに密着させる（図８の（Ｂ）参照）。その後、ベルジャー１ａの内部へ乾燥空気又は窒素ガスを導入して当該ベルジャー１ａの内部を大気圧状態に変える。これにより冶具６の凹部内に盛られた液晶材料３ａが空セル２ａ内に入って行く。その後の工程は図７と同様である。この方法によれば、液晶が無駄になることが防止出来るという利点がある。然しながら、この方法では、冶具６の移動ストロークを予め決めておいて、注入時には当該冶具６をモーター等で液晶材料水槽４ａから空セル２ａの液晶注入口５ａの位置まで移動させるため付加的な装置が必要となる（例えば、特許文献２参照）。その上、この方法では冶具６を空セル２ａの液晶注入口５ａ付近へ密着させようとする時に、空セル２ａの下方側部へ冶具が衝突してガラスの微粉末を発生し、そのガラスの微粉末が液晶中に飛散し、その結果、ガラス微粉末がセル内へ注入されるという課題がある。
【０００５】
更にまた、図９に示すように、空セル３の液晶注入口５ｂを、図７及び図８に示すように、空セル３の下方側部の中央部ではなく、下方側部の一方端部（即ち、下方辺部分と一方側縁辺部分との交差部）に設けることも知られている。この場合、液晶を注入する時には当該液晶注入口５ｂを直接液晶材料面へタッチさせることにより液晶注入を行なっている。このような空セル２ｂにおいては、上記図７及び図８の欠点は解消している（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法では、ベルジャー１ｂが大型化し、さらに空セル２ｂの据付が困難になると言う課題がある。
【０００６】
また、シール材を塗付したガラス基板に直接液晶材料を滴下した後に貼り合わせるという滴下式液晶注入方法（ＯＤＦ）も知られているが、作業性、歩留まり等の点で、多くの改善点が内包されており、特殊な場合を除き、あまり広く採用されてはいないのが現状である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
加えて、このような公知の液晶注入方法においては、何れの方法を採用するにしても、注入時間としては、（使用する液晶タイプにより多少異なるが）、例えば、１５インチパネルの場合には１４時間以上、２２インチパネルの場合には１８時間以上、更に４２インチパネルの場合には１５０時間（ほぼ１週間）以上もかかる。そこで、このような液晶注入時間の短縮化のために液晶注入口を複数個（例えば２、３個）設けることも提案されているが、この方法では、注入時間が注入口の数にほぼ反比例して減少するが、注入口の数を増やすことには限界があり、根本的な解決方法とはなっていない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−８０４５１号公報（第５図）
【特許文献２】
特開平９−８０４５１号公報（第６図）
【特許文献３】
特開平１０−２５３９７４号公報（第１図）
【非特許文献１】
佐藤光世著「ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」株式会社プレスジャーナル出版、平成１４年５月２０日発行第２１巻第６号、ｐ．７４−７５
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、このような公知の注入方法では、空セルに対する液晶注入作業にかなりの時間を必要としており、液晶注入作業がその後の組立工程等の生産需要に追いつかないため、空セルへの液晶注入時間を大幅に短縮することが要求されている。この要求を解決するため、本発明の発明者は、これまでは、液晶注入時のベルジャー内の圧力を大気圧程度に維持していたものを、液晶注入時のベルジャー内部の圧力を大気圧（１気圧）以上（例えば０．５ＭＰａ即ち５Ｋｇ／ｃｍ２またはそれ以上）まで上昇させること、及び／又は、空セルへ注入される時の液晶の温度を常温以上（例えば８０℃またはそれ以上）まで上昇させること、によって種々の注入作業を試みた。
【００１０】
その結果、ベルジャー内部の圧力を上昇しても、又は温度を上昇しても、液晶注入時間が短縮することが判明した。しかし、同時にそれらの値が所定値以上になると空セル内のラビングが損傷し、更には空セル内のスペーサーが破損して、液晶セルとしては全く使用出来ないことが判明した。これは、液晶が急激に空セル内部へ注入されることにより、あたかも小川の小石が急激な洪水により川底から遊離して下流へ押し流されたような状態のためであることが分かった。また、圧力を所定値以上にまで上昇させた場合、大気圧（１気圧）程度の時には発生をみなかった小さな染み部（液晶が注入されていない小さな泡状部分）がたびたびセルの中に発生した。これはベルジャー内の圧力が所定値以上になると、窒素ガス又は乾燥空気が液晶と一緒にセルの中に流れ込みその結果、染み部が発生するためであると思われる。
【００１１】
また、注入方法としては、高圧高温下において、図７に示すようなドブ浸け方法がもっとも安定かつ高精度な注入成果を示した。そこで、昨今、液晶の価格がかなり安価になっている現状を鑑み、あえて液晶が多少無駄になることを承知の上で、基本的に公知のドブ浸け方法を採用すると共に、液晶注入時のベルジャー内部の圧力と温度とを如何なる値まで如何なる経緯を経て変化させるのが最も短時間で安全かつ確実に液晶注入が可能かを解明することが本発明の解決しようとする課題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の発明者は、図７に示す公知のドブ浸け液晶注入作業の挙動について詳細に検討した。その結果、（１）例えば図７に示すドブ浸け方法において、液晶が空セルへ注入される際に、真空状態のベルジャー内において空セルを液晶材料の水槽へ浸した後、ベルジャー内の圧力を大気圧に戻した際即ちリークした際に当初はかなり迅速にセル内へ液晶が注入されること、（２）このような迅速な注入にも拘わらず空セル内のラビングやスペーサーに損傷が全く発生しないこと、（３）その後は漸次注入量が低減すること、等が分かった。
【００１３】
そこで、本発明の発明者は、図７に示すような常温常圧下でのドブ浸け液晶注入作業における液晶の挙動を正確に分析し、空セル内のラビングやスペーサーに損傷が発生することなく安全に液晶を注入出来るときの注入曲線を作成した。次いで、その曲線において曲率の大きい点に対する接線角度を解析し、実質的にこの接線角度よりも僅かに小さい角度に沿った速度で液晶注入が達成出来るようにすることによって、空セル内のラビングやスペーサー等の損傷を発生することなく安全に液晶注入が出来ること、及び液晶の注入速度が前記接線角度以上にならない安全な圧力上昇と安全な温度上昇とをベルジャー内に生起することによって、液晶が空セル内に完全に注入されるまでほぼ一定の注入速度で液晶注入を行うことが可能であるとの知見を得、これによりセルへ対する液晶注入時間をこれまでに約１／１０にまで減縮することに成功した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について述べる。初めに図１を参照すると、ここには１５インチの空セルに対して図７に示すような公知のドブ浸け方法にてＶＡモード液晶を常温常圧下で注入した時の液晶注入特性を、横軸に時間経過（ｈ：時間）と縦軸に液晶注入量（％）との関係にて示す曲線Ａが開示されている。このような条件下での液晶注入曲線を、以下、基礎曲線という。図１の基礎曲線Ａから明らかなように、これまでの方法によれば、ベルジャー内部及び空セル内部を真空状態とした後（図７（Ａ）参照）、空セルを下降して液晶注入口を液晶材料表面へ接触させる（図７（Ｂ）参照）と、液晶材料表面が液晶注入口を有する空セルの下方側部へ接触してその周辺を濡らしながら毛細管現象により液晶材料が僅かに（約２〜４％）空セル内部へ注入された。
【００１５】
その後、ベルジャー内に窒素ガス若しくは乾燥空気を供給して当該ベルジャー内を大気圧状態に戻す（図７（Ｃ）参照）と、実質的に注入作業が開始して５分から約４０分の間に液晶材料は急激に空セル内へ注入された。即ち、液晶材料は最初の約５分から約２０分間では概ね直線的に急速に注入され、簡単に空セルのほぼ１０％が液晶で満たされた。更に、約４０分でほぼ２０％が満たされた。然しながら、その後は漸次注入速度が遅くなり、２０％から３０％まで注入されるのに約５０分、３０％から４０％まで注入されるのに約１時間３０分、４０％から５０％まで注入されるのに約１時間４０分、５０％から６０％まで注入されるのに約２時間、６０％から７０％まで注入されるのに約２時間３０分、７０％から８０％まで注入されるのに約２時間４０分、８０％から９０％まで注入されるのに約３時間１０分、９０％から１００％まで注入されるのに約４時間４０分、即ち全体の注入時間としては約２０時間を要した。これは液晶注入時のベルジャー内部の圧力が一定値（大気圧）に設定されているためセル内部への液晶押込力が一定でありセル内部の液晶の抵抗力が注入量に比例して大きくなるためであろうと考えられる。
【００１６】
なお、１５インチの空セルに同様の方法でＴＮモード液晶を注入した場合、液晶材料表面へ液晶注入口が接触後に窒素ガス若しくは乾燥空気を供給した時、実質的に注入作業が開始してから約４０分間は概ね直線的に急速に液晶注入が実行されその間に空セルのほぼ３０％が液晶で満たされたが、その後は図１の場合と同様に注入速度が漸減した。
【００１７】
これらの結果から、発明者は、ベルジャー内を大気圧に戻した後の実質的な注入作業が開始してから５〜４０分間は、迅速な液晶注入にも拘わらず、空セルのスペーサーやラビング等の破損を全く発生することなく確実に液晶注入が出来たことに着目し、この時の雰囲気を連続的にベルジャー内部に形成することにより注入速度を速めることが出来るであろうとの知見を得た。そこで発明者は、これまでの注入状況を一層正確に観測し、図１に示すような注入作業特性を示す基礎曲線Ａを描いたのである。次いで、当初の注入口の濡れに要する時間以降における所謂実質的液晶注入が急激に生起する当該基礎曲線Ａの曲率の大きい急上昇部分Ｂに着目し、この急上昇部分Ｂを構成する点に対する接線を解析し、それぞれ直線Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を得た。ここで直線Ｔ１は、液晶注入作業当初から約５分経過後の基礎曲線に対する接線であり、Ｔ２は、液晶注入作業当初から約２０分経過後の基礎曲線に対する接線であり、Ｔ３は、液晶注入作業当初から約４０分経過後の基礎曲線に対する接線である。従って、これらの接線勾配よりも少なくとも緩い勾配にて注入を行なえば、液晶注入を安全確実になしうることが可能であり、更に図１に示すような基礎曲線Ａを持つ液晶の場合ではベルジャー内部の注入時の雰囲気をこれらの各直線に沿った条件を実現することが出来れば液晶がセル内部へそれぞれ約２時間、３時間、４時間で注入が完了するであろうとの仮説を立てた。ベルジャー内部の雰囲気をこれらの直線に沿った状態とするための要素としてベルジャー内部の圧力と温度とに着目した。なお、このような常温常圧での液晶注入特性を示す基礎曲線Ａは、使用する空セルの状態、注入する液晶のタイプ等により異なるので、実際に液晶注入する空セル及び注入するモードの液晶を使用して予め実際に作成してみることが望ましい。それにより望まれる注入時間に対する最適の接線を容易に求めることが出来るからである。
【００１８】
図２は、１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の温度を一定値（常温）として、ベルジャー内部の圧力を大気圧（１気圧）から順次３気圧まで上昇したときの液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を調べた実験結果を示す。なお、破線は図１の実線で示している公知の方法による注入作業の経過を示す基礎曲線Ａである。実験においては、液晶注入口が液晶表面へタッチした後、ベルジャー内部の圧力を上げ始めた。順次圧力を増加し、４時間後に３気圧まで上げた。この結果、上記条件のもとで空セルへ液晶を注入した時には当初はほぼ接線直線Ｔ３と同様の速度で注入することが出来た。そして、４０％程度の注入が終わったころから漸次注入速度が遅くはなったものの終始注入曲線が接線Ｔ３よりも緩い傾斜を示しながらも約５時間で欠陥のない完璧な液晶注入作業を完了することが出来た。
【００１９】
図３は、同様に１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の圧力を一定値（大気圧即ち１気圧）として、ベルジャー内部の温度を順次４０℃まで上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を調べた実験結果を示す。なお、破線は図１の実線で示している公知の方法による注入作業の経過を示す基礎曲線Ａである。実験においては、液晶注入口が液晶表面へタッチした後、ベルジャー内部の温度を上げ始めた。順次温度を上昇し、４時間後に４０℃まで上げた。この結果、上記条件のもとで空セルへ液晶を注入した時には当初はほぼ接線直線Ｔ３と同様の速度で注入することが出来た。そして、４０％程度の注入が終わったころから漸次注入速度が遅くなったが終始注入曲線が接線Ｔ３よりも緩い傾斜を示しながらも約６時間で欠陥のない完璧な液晶注入作業を完了することが出来たのである。図２の結果よりも注入速度が遅かったのは、セル内へ注入される液晶の温度が上昇するための時間が必要だったためと思われる。
【００２０】
発明者は、次いで、１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の温度と圧力とを同時に上昇した状態での実験を行なった。図４はそのときの結果を示している。即ち、図４は、ベルジャー内部の圧力を３気圧、温度を４０℃まで順次上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を調べた実験結果を示す。破線は図１の実線で示している公知の方法による注入作業の経過を示す基礎曲線Ａである。この実験においては、液晶注入口が液晶表面へタッチした後、ベルジャー内部の圧力と温度とを上げ始めると、液晶は迅速に約３０％迄注入された。その後、順次圧力と温度とを上昇して約９０分〜１００分後には３気圧及び４０℃まで上げた。この結果、上記条件のもとで空セルへ液晶を注入した時には当初はほぼ接線直線Ｔ１と同様の速度で注入することが出来た。そして、６０％程度の注入が終わったころから漸次注入速度が遅くはなったものの終始注入曲線が接線Ｔ３よりも傾斜角度が大きいが接線Ｔ１よりは小さい傾斜角度を示しながら約２時間強で、空セル内にラビングやスペーサー等の損傷を全く発生することなく、完璧な液晶注入作業を完了することが出来たのである。このことはこれまでの方法では２０時間かかっていた注入時間を約２時間まで減縮することが出来たことを意味している。
【００２１】
更に種々の実験により、発明者は、もし図１に示す接線Ｔ１又はＴ２に沿った注入速度を得るためには、使用する液晶の種類に応じて圧力及び温度を更に高い値（例えば、３〜５気圧及び４０°〜８０℃程度）まで上方修正が可能であること、更にこれらの事実は液晶パネルのサイズに関係無く同様に適用されること、を確認した。その結果、ほとんど全てのサイズのパネルに対する液晶注入時間をこれまでの（１／４）〜（１／１０）にまで減少することを容易に達成出来ることが判明した。
【００２２】
空セルへ商業的液晶注入作業を実行するため、発明者は、図５に示すように、複数の空セル１０を所定の間隔にて並置し、空セルの液晶注入口１２が隠れないように当該空セル１０の下方両側部をアングル状の支持体１４で支持するように配置し、これら複数の空セル１０の下方部分を支持体１４と一緒に液晶水槽１６内へ沈めドブ浸け方法にてこれら複数の空セル１０へ対して同時に液晶を注入した。このような方法によれば、図８に示すような公知の方法のような冶具と空セルとの衝突が無く、従って、ガラス微粉により水槽内の液晶が汚損されることが無く、注入された液晶量を水槽内へ注ぎ足すだけで清潔な状態のまま液晶を経済的に使用することが出来るのである。発明者はこの方法により複数の空セルへ対して同時に液晶注入を図２、図３、及び図４に示すような手順にて慎重に行なった。然しながら、何れの場合にも注入不良セルが数％発生した。これらの不良セルの状態を観察すると、それらのセルには構造上僅かな製造誤差があり、このことにより液晶注入遅れを発生していることが判明した。そのため、そのような構造上の微細な相違を有する空セルへ対しても確実に液晶を注入するために発明者は、液晶注入時のベルジャー内部の連続的な雰囲気変化を止め、空セル全体が同じような状況に馴染むまで当該雰囲気変化を一時的に停止させ、該雰囲気を段階的に変化させることに着目した。
【００２３】
そこで、これら複数の空セル１０へ同時に液晶を注入するための好ましい注入方法として図６に示すようにベルジャー内部の条件を段階的に変更する注入方法を開発した。この方法は、空セルの構造的特性が多少でも異なる場合には、各空セルへの液晶注入時間が僅かに異なってくることがあることに鑑み、図６の実施例においては、ベルジャー内部の作業雰囲気、即ち、温度と圧力とを同時に１０分〜１５分程一定の値に維持しながら、段階的に順次上昇すると言うものである。即ち、注入時間が幾分長くなっても特性に微小な誤差を有する複数の空セルへ同時に液晶を注入するのに最適の方法を提供するものである。換言すれば、この方法によれば、例え特性の異なる空セルにおいて液晶注入時間が他よりも幾分長く掛かっても、約１０分〜１５分間は一定条件値を保持することにより、その遅れを取り戻すことが出来、これにより当該注入時間に多少多くの時間を要求するセルが存在しても、当該セルが過激な圧力及び温度変化を受けてスペーサーやラビングの剥離を発生することが無いように適切ななじみ工程を経た注入作業が行なわれ、こうして複数の空セルへ対する同時注入のための方法を提供するように図っている。
【００２４】
図６はそのときの結果を示している。図６は、同様に１５インチの複数の空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の圧力を１気圧から３気圧まで更には温度を室温から段階的に６０℃まで上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を調べた実験結果を示す。なお、破線は図１の実線で示している公知の方法による注入作業の経過を示す基礎曲線Ａである。即ち、液晶注入口が液晶表面へタッチした後、ベルジャー内部の圧力と温度とを上げ始め、約１００分後には３気圧及び６０℃まで上げて実験を行なった。しかしてこの実施例においては、途中、液晶が３０％程注入されたときに圧力２．４気圧、温度４０℃の状態で圧力と温度の上昇を一時的に１０分〜１５分程停止した。このとき、複数の空セルのうち、何らかの理由により注入が遅れている空セルに対しても確実に液晶注入が実行されるためである。その後、再度圧力及び温度を上昇した。そして更に液晶が７０％程注入されたときに圧力２．６気圧、温度５０℃の状態で圧力と温度の上昇を一時的に１０分〜１５分程停止した。このとき、同様に、複数の空セルのうち、何らかの理由により注入が遅れている空セルに対して確実に液晶注入が実行されるためである。その後、再度圧力及び温度を上昇し、圧力を３気圧、温度を６０℃に設定した。
【００２５】
この結果、上記作動条件のもとでは、実験した複数の空セル全てへ対する液晶注入状態は全て完璧なことが観測された。その後の実験によれば、図６においては二度の待ち時間（一時停止）を設けたが、これは途中一度だけでもほぼ同様の効果を得ることが出来ることが判明した。図６に示す実験によれば、ほぼ接線直線Ｔ１と同様の速度で注入することが出来たが、途中一時停止時間を設けた分だけ注入終了時間が遅れた。しかし、かかる手順により、複数の空セルへ対する確実な同時注入を達成することが明白と成った。その結果、この方法によれば、複数の空セルへ対する同時注入作業において、液晶注入作業の不良率がほぼ完全に無くなったことが確認出来た。
【００２６】
なお、本発明者が行なった追試の結果によれば、パネルの寸法が大きくなった場合には、上記待ち時間を長くするよりも短時間の待ち時間をたびたび取ることにより、より適切な液晶注入が出来ることが判明している。また、液晶注入口を複数個（例えば２個）有する空セルにおいては、注入時間が注入口の個数にほぼ反比例して短く（例えば１／２）なることは知られているが、このような複数個の注入口を有する空セルにおいても、本発明の素晴らしい結果は同様にそのまま適用されることも判明した。
【００２７】
更に、本発明においてはベルジャー内部の圧力を大気圧よりも高い状態にして液晶注入を行なうため、注入時には空セルの両面が内側に押圧されて凹み、一方、セルの周辺部はシール材でシールされていて圧力変化を受けないので当初の寸法を維持しており、このためセル周辺部はセル中央部よりも広くなっている。その結果、液晶は初めに広い空隙を有するセル周辺部へ入り、次いで両側面から挟圧されることにより狭くなっているセル中央部へ入り込む。そのため、液晶は、７（Ｃ）に示すように注入口を中心に凸形に入り込むのとは反対に、周辺部に早く入り中央部に遅く入るので中央部が上方に向かって凹んだように注入され、液晶が注入された最終状態ではセル中央部が両側面から押圧されて狭く凹んだ状態となっている。よって、この場合、注入口を封止材で封止する前に、セルの形状を平坦にするため、液晶注入後ベルジャー内部の圧力を大気圧まで戻し、その状態でセルをベルジャー内へ暫らく放置しておく必要がある。この放置時間は、好ましくは約１５〜２０分である。しかしかかる放置時間は、図７等に示す公知の方法においても必要であったものである。従って、本発明において例え放置時間が従来のものよりも多少長かったとしてもその時間差は実質的に数分程度であり、本発明の有用性が害されるものではないことは明らかである。
【００２８】
なお、基礎曲線Ａを示す図１においては、注入開始後５分、２０分及び４０分後の点に対する接線Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を図示しているが、これらの点は、注入作業がほぼ直線的に実行されている時点を任意に選択出来るのである。然しながら例えばＴ１は２時間で、Ｔ２は３時間で、そしてＴ３は４時間で液晶注入を完了することが出来るためのベルジャー内部の圧力及び温度の条件値を設定するための基準をなすものである。なお、図１において一点鎖線で示すような基礎曲線Ａａを有する液晶の場合には、直線Ｔ３がそのまま有効であろう。また図１において二点鎖線で示すような基礎曲線Ａｂを有する液晶の場合には、直線Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がそのまま有効であろう。即ちこれら所定の直線に沿った条件値をベルジャー内部の圧力及び温度として選択することにより、適宜の速度での注入を完了することが出来るのである。なお、本発明者の実験によれば、実験に使用した液晶の殆どの基礎曲線が示した急上昇部分Ｂ即ち曲率が大きい箇所は、実質的な液晶注入開始後５〜４０分の時間帯に集約していることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶注入時のベルジャー内の圧力及び／又は温度を高めることにより、空セルへ対する液晶注入時間をこれまでの約（１／４）〜（１／１０）まで減少することが出来る。更に、段階的に圧力及び／又は温度を上昇することにより複数の空セルを殆ど不良品の発生をみることなく同時にかつこれまでの方法に比較してかなり短時間で液晶注入することが出来るという効果がある。また本発明では液晶の無駄が発生し易いドブ浸け方法にて空セルへ液晶を注入しているが、昨今の液晶価格を考慮すると、液晶価格よりも液晶注入時間の短縮によるメリットの方がはるかに優先され得るものである。このため、注入冶具（図８参照）使用による液晶の汚損や斜め配置（図９参照）によるベルジャーの大型化等の課題を全く考慮する必要はないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】１５インチの空セルへ対して公知のドブ浸け方法にてＶＡモード液晶を注入した時の液晶注入特性を横軸に時間経過（ｈ：時間）と縦軸に液晶注入量（％）との関係を示している基礎曲線Ａ（Ａａ、Ａｂ）と、当該基礎曲線における曲率の大きい三点に対する接線Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と、を示している図である。
【図２】１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の温度を一定値（常温）として、圧力を順次３気圧まで上昇したときの液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を示している図である。
【図３】１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の圧力を一定値（大気圧）として、ベルジャー内部の温度を順次４０℃まで上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を示している図である。
【図４】１５インチの空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の圧力を３気圧まで更には温度をそれぞれ順次４０℃まで上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を示している図である。
【図５】ベルジャー内で空セルへ商業的液晶注入作業を実行するため、複数の空セルを所定の間隔に並置した図で、Ａは正面図、Ｂは側面図である。
【図６】１５インチの複数の空セルへＶＡモード液晶をドブ浸け方法にて注入する場合において、ベルジャー内部の圧力を３気圧まで更には温度を６０℃までそれぞれ段階的に上昇した時の液晶注入量％（縦軸）と、経過時間ｈ（横軸）との関係を示している図である。
【図７】空セルへ液晶を注入する公知のドブ浸け方法を開示している図である。
【図８】空セルへ液晶を注入するため公知の液晶冶具を使用した方法を開示している図である。
【図９】角部に液晶注入口を設けた空セルへ液晶を注入するため公知の液晶注入方法を開示している図である。
【符号の説明】
１０：空セル    １２：液晶注入口    １４：支持体    １６：液晶水槽
Ａ：基礎曲線
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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