(57)【要約】【課題】液晶の特性変化を抑制し、液晶の注入時間を短縮することができる液晶注入装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る液晶注入装置１００の一態様は、対向配置された複数の空セル１０５に液晶１０７を注入する液晶注入装置であって、複数の空セル１０５間に設けられたヒータ１０４を有する者である。ヒータ１０４は、空セル１０５の両面に設けられており、ヒータ１０４は、空セル１０５の一面に接触するように配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の空セルと、前記第１の空セルの一面に対向するように配置された第２の空セルとに液晶を注入する液晶注入装置であって、
前記第１の空セルと前記第２の空セルとの間に設けられたヒータを有する液晶注入装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記第１の空セルの両面に設けられている請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項３】
前記ヒータは、少なくとも前記第１の空セルの一面に接触する請求項１又は２に記載の液晶注入装置。
【請求項４】
前記ヒータは、前記第１の空セルの一面と対向する平面を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶注入装置。
【請求項５】
前記ヒータは、前記第１の空セルを内包する凹部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶注入装置。
【請求項６】
前記ヒータは、加熱エアを貯留する袋体を有し、
前記袋体内に加熱エアを貯留することにより、前記第１の空セル及び／又は前記第２の空セルに接触する請求項１〜３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、液晶を空セル内に注入する液晶注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの利点を有することから、テレビや携帯端末機器などの表示装置として幅広く用いられている。このような液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルは、一般的に、電極や配向膜などが形成された２枚のガラス基板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空セル内に液晶を注入した構成を有している。
【０００３】
空セル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、真空チャンバ内に液晶を貯留した液晶ボートと複数の空セルとを配置する。そして、真空チャンバ内を真空排気して減圧し、空セルの間隙内及び液晶を脱気する。その後、空セルの下端の注入口を液晶ボート内の液晶に接触させる。そして、真空チャンバ内を大気圧に戻すと、毛細管現象と空セル内外の圧力差により、液晶ボート内の液晶が空セル内に吸い上げられる。これにより、液晶を複数の空セル内に同時に注入することができる。
【０００４】
ところで、近年、液晶表示装置は動画表示品位の向上が重要な課題となっており、高速応答性に優れた液晶表示装置の開発が望まれている。これを実現するため、液晶表示パネルを構成する２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）を狭くすることが必要である。
【０００５】
しかしながら、セルギャップを狭くすると、液晶が空セル内に注入されるまでに時間がかかってしまい、製造効率が悪化するという問題があった。そこで、従来から、液晶あるいは空セルを加熱し液晶の粘度を低下させて、注入時間を短縮する加熱装置を備えた注入装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２００３−００５２００号公報
【特許文献２】特開平１０−０２０３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の注入装置では、真空チャンバの外壁面に設けた加熱装置で加熱することにより、空セル内への液晶の注入を促進している。しかしながら、上記の構成では、真空チャンバ内を減圧状態としたときは、熱を伝導する媒体が少ないため、液晶及び空セルの温度を上昇させる効率が悪い。
【０００７】
また、外壁面からの距離によって液晶ボートに貯留された液晶の温度にムラが生じ、液晶の粘度がばらついてしまう。すなわち、液晶ボート内の液晶の粘度が中央ほど高く、真空チャンバの外壁に近い周囲ほど低くなる。また、真空チャンバの外壁からの距離によって、空セルの温度がばらついてしまう。このため、真空チャンバの外壁面に近い空セルと、外壁面から遠い中央の空セルとでは、液晶の注入速度が変わってしまう。従って、周囲の空セルには液晶が十分注入されていても、中央の空セルの一部に液晶が注入されていない注入泡が発生してしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１には、真空チャンバ内にファンを設けて、液晶ボートや空セルの温度分布の差を小さくする構成が開示されている。しかし、真空チャンバ内は液晶ボートなどを設置するためのキャリア台などが設けられているため、対流がおきにくく、液晶ボートや空セルを均一な温度とすることは難しい。
【０００９】
特許文献２に記載の注入装置では、液晶ボートの下にラバーヒータを設け、液晶を直接加熱する構成が開示されている。一般的に、常温で粘度が低い液晶は、常温で粘度が高い液晶に比べ蒸発しやすいことが知られている。特に、多くの液晶表示装置に用いられている液晶は、複数の液晶をブレンドしたものであるため、蒸発し易い成分とそうでない成分が存在し、高温にした場合は蒸発し易い成分のみが蒸発することとなる。すなわち、液晶を高温にすると、一部の成分のみが蒸発により減少することになり、液晶全体の特性が変化してしまうおそれがある。
【００１０】
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、液晶の特性変化を防止し、液晶の注入時間を短縮することができる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】
【００１１】
本発明の第１の態様にかかる液晶注入装置は、第１の空セルと、前記第１の空セルの一面に対向するように配置された第２の空セルとに液晶を注入する液晶注入装置であって、前記第１の空セルと前記第２の空セルとの間に設けられたヒータを有するものである。このような構成とすることによって、液晶を直接加熱しないため、液晶の特性変化を防止することができる。また、空セルをヒータにより加熱するため、液晶の注入にかかる時間を短縮することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様にかかる液晶注入装置は、上記の液晶注入装置において、前記ヒータは、前記第１の空セルの両面に設けられているものである。このような構成とすることによって、さらに効率よく空セルを加熱することができ、液晶の注入にかかる時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様に係る液晶注入装置は、上記の液晶注入装置において、前記ヒータは、少なくとも前記第１の空セルの一面に接触するものである。これにより、さらに効率よく空セルを加熱することができ、液晶の注入にかかる時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様に係る液晶注入装置は、上記の液晶注入装置において、前記ヒータは、前記第１の空セルの一面と対向する平面を有するものである。これにより、空セルを効率よく加熱することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様に係る液晶注入装置は、上記の液晶注入装置において、前記ヒータは、前記第１の空セルを内包する凹部を有するものである。これにより、複数の空セルを効率よく加熱することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様にかかる液晶注入装置は、上記の液晶注入装置において、前記ヒータは、加熱エアを貯留する袋体を有し、前記袋体内に加熱エアを貯留することにより、前記第１の空セル及び／又は前記第２の空セルに接触するものである。これにより、簡単な構成で効率よく空セルを加熱することができ、液晶の注入にかかる時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶の特性変化を防止し、液晶の注入時間を短縮することができる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】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
本発明の実施の形態にかかる液晶注入装置の構成について図１を参照して説明する。図１は本実施の形態にかかる液晶注入装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、液晶注入装置１００は、真空チャンバ１０１、キャリア１０２、アーム１０３、ヒータ１０４などを備える。本実施の形態においては、空セル１０５を被注入対象とし、複数の空セル１０５に対して同時に液晶を注入する。図１においては、３つの空セル１０５が配置される例について図示している。隣接する空セル１０５は、その表面が対向するように配置されている。また、それぞれの空セル１０５の注入口は図１中下端に設けられている。
【００２０】
なお、空セル１０５とは、ＴＦＴ素子や画素電極などが形成されたＴＦＴアレイ基板と対向電極などが形成された対向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。空セル１０５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装置が形成される。
【００２１】
真空チャンバ１０１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。また、真空チャンバ１０１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。
【００２２】
真空チャンバ１０１内には、空セル１０５及び液晶ボート１０６が搬送される。液晶ボート１０６には凹部が設けられており、凹部内に液晶１０７が貯留されている。液晶ボート１０６としては、例えば、ＡｌやＣｕ、ステンレス鋼などの金属製のものを用いることができる。なお、液晶ボート１０６には、内部に貯留した液晶１０７を吸い上げるヤーン（不図示）が設けられていてもよい。ヤーンとしては、例えば、グラスファイバなどの繊維材料を撚ったものを用いることができる。
【００２３】
キャリア１０２は、空セル１０５を固定・保持する。アーム１０３は、図示しない移動機構を有している。アーム１０３を駆動し、空セル１０５を保持したキャリア１０２を下降させることにより、空セル１０５の注入口を液晶１０７に接触させることができる。なお、液晶ボート１０６内に液晶を吸い上げるヤーンを設けた場合には、空セル１０５の注入口はヤーン上で液晶と接触する。
【００２４】
ヒータ１０４は、液晶注入前及び注入中の空セル１０５を加熱するものである。空セル１０５を加熱することにより、液晶１０７の注入速度を早くすることができる。ここで、図２をさらに参照して、本実施の形態に係る液晶注入装置１００に用いられるヒータ１０４について詳細に説明する。図２は、ヒータ１０４の構造及びヒータ１０４と空セル１０５との配置関係を説明する図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、ヒータ１０４は、複数の加熱部１０８を有している。図２に示すように、加熱部１０８には、蛇腹状に電熱線１０９が設けられている。例えば、ニクロム線、モリブデン、チタン、タングステン、コバールなどの高抵抗材料により形成された電熱線を用いることができる。また、加熱部１０８として、シリコンゴム等で電熱線１０９を挟持したラバーヒータを用いても良い。
【００２６】
ヒータ１０４は、複数の空セル１０５の間にそれぞれ設けられている。すなわち、ヒータ１０４の加熱部１０８が、対向配置された２つの空セル１０５の間に配置されている。これより、空セル１０５は、液晶注入前及び注入中にヒータ１０４の放射熱により加熱される。例えば、空セル１０５の温度が、３０〜８０℃となるように加熱することができる。これにより、空セル１０５内に侵入した液晶１０７は加熱され、その粘度が低下する。このため、空セル１０５内に液晶１０７を注入する速度を早くすることができる。
【００２７】
また、ヒータ１０４は、空セル１０５の下端に設けられた注入口よりも、液晶１０７から離れて配置されている。これにより、空セル１０５の注入口を液晶１０７と接触させても、ヒータ１０４は液晶１０７とは直接接触しない。これにより、液晶１０７を空セル１０５内に注入する前に加熱しないため、液晶１０７の特性変化を抑制することができる。これにより、高品位の液晶表示装置を得ることができる。
【００２８】
また、ヒータ１０４の加熱部１０８は面状である。すなわち、ヒータ１０４は、空セル１０５の一面と対向する平面を有する。つまり、加熱部１０８の一面と空セル１０５の一面とが対向するように配置されている。また、加熱部１０８は、空セル１０５の略全面にわたって配置されている。これにより、１つの空セル１０５内において温度バラツキを生じることがなく、良好に液晶１０７を注入することができる。
【００２９】
さらに、ヒータ１０４は櫛歯状になっている。すなわち、ヒータ１０４は、複数の面状の加熱部１０８が平行に配置された構成を有している。従って、空セル１０５は、隣接する加熱部１０８の間にそれぞれ配置される。すなわち、空セル１０５は、ヒータ１０４の複数の加熱部１０８からなる櫛歯間にそれぞれ配置される。つまり、ヒータ１０４は、空セル１０５を内包する凹部を有している。換言すると、ヒータ１０４は、空セル１０５の両面に設けられている。これにより、空セル１０５の両面を隣接する加熱部１０８により加熱することができるため、空セル１０５の加熱にかかる時間を短縮することができる。
【００３０】
また、複数の空セル１０５を隣接する加熱部１０８によりそれぞれ加熱することができるため、複数の空セル１０５の温度のバラツキを小さくすることができる。従って、複数の空セル１０５内に液晶１０７を注入する速度を一定にすることができる。従来は、空セル１０５の真空チャンバ１０１内の配置位置により注入時間が異なっていたため、注入時間を一定に制御すると、一部の空セル１０５は液晶１０７の注入が完了していても、一部の空セル１０５は液晶１０７の注入不足によって発生する注入泡不良が発生していた。しかし、本発明によれば、注入時間を一定に制御しても、それぞれの空セル１０５への液晶１０７の注入時間が等しいため、注入泡不良の液晶セルの発生を抑制することができる。
【００３１】
また、図３に示すように、ヒータ１０４の加熱部１０８と、空セル１０５の一面が接触することが好ましい。このようにヒータ１０４を空セル１０５と接触させることにより、真空チャンバ１０１内を減圧状態とした場合のように、熱を伝導する媒体が少なくても、空セル１０５の温度を効率よく上昇させることができ、空セル１０５を加熱するのにかかる時間をさらに短縮することができる。
【００３２】
また、ヒータ１０４の加熱部１０８としては、バルーンタイプヒータを用いてもよい。図４は、バルーンタイプヒータを用いた場合の液晶注入装置１００の構成を示す図である。また、図５は、バルーンタイプのヒータ１０４の構成及びヒータ１０４と空セル１０５との配置関係を説明する図である。
【００３３】
図５に示すように、ヒータ１０４の加熱部１０８は、加熱エアを貯留する袋体からなる。袋体としては、シリコンゴム製のものを用いることができる。また、ヒータ１０４には、加熱部１０８に加熱されたエアを供給するエア供給口１１０が設けられている。エア供給口１１０から、袋体に加熱エアを供給することにより、袋体内に加熱エアが貯留される。これにより、袋体が膨らみ、図４に示すように加熱部１０８は両側に配置された空セル１０５に接触する。また、空セル１０５の両面には、隣接する加熱部１０８がそれぞれ接触する。このようにバルーンタイプのヒータ１０４を用いることにより、簡単な構成で複数の空セル１０５の両面を均一に加熱することができる。また、空セル１０５の加熱にかかる時間を短縮することができる。
【００３４】
また、空セル１０５を配置するときには、袋体内に加熱エアを供給しない状態で行う。これにより、加熱部１０８が、空セル１０５を配置するときに邪魔にならない。
【００３５】
ここで、図６を参照して、本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法について説明する。図６は、本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【００３６】
図６に示すように、まず、ＴＦＴアレイ基板となるマザー基板上に画素電極、ＴＦＴ素子などを、一方、対向基板となるマザー基板上に対向電極などを形成する（ステップＳ１）。そして、それぞれの基板上に所定の方向に配向処理された配向膜を形成する（ステップＳ２）。その後、ＴＦＴアレイ基板上にスペーサを散布し（ステップＳ３）、シール材を塗布して両基板を接着する（ステップＳ４）。これにより、２枚のマザー基板上に複数の空セル１０５がマトリクス状に形成される。
【００３７】
そして、このマザー基板を分断し、複数の空セル１０５を形成する（ステップＳ５）。この空セル１０５を複数用意し、これらの空セル１０５に同時に液晶１０７を注入する（ステップＳ６）。
【００３８】
具体的には、まず、真空チャンバ１０１内に設けられた櫛歯状のヒータ１０４の櫛歯間に空セル１０５を配置する。また、真空チャンバ１０１内に、液晶１０７を貯留した液晶ボート１０６を、空セル１０５の注入口と液晶１０７とが対向するように配置する。このとき、空セル１０５の注入口と、液晶１０７とは接触させない。
【００３９】
そして、真空チャンバ１０１内を真空排気し減圧状態とする。これにより空セル１０５内及び液晶１０７も脱気される。また、ヒータ１０４により、空セル１０５を加熱する。その後、アーム１０３を移動させ、空セル１０５の注入口と液晶１０７とを接触させる。上記のように、空セル１０５は加熱されているため、空セル１０５内に侵入した液晶１０７は加熱され、その粘度が低下する。これにより、液晶の注入にかかる時間を短縮することができる。
【００４０】
また、ヒータ１０４の加熱部１０８は、１つの空セル１０５の略全面にわたって配置されている。このため、１つの空セル１０５において温度のバラツキがなく、均一に加熱されている。これにより、空セル１０５内に均一に液晶を充填することができる。
【００４１】
また、複数の空セル１０５はそれぞれ均一に加熱されているため、それぞれの空セル１０５の温度バラツキも抑制できる。このため、真空チャンバ１０１内の配置位置によらず、同時に注入される複数の空セル１０５の注入時間を略等しくすることができる。これにより、注入時間を一定に制御しても、それぞれの空セル１０５への液晶１０７の注入時間が等しいため、注入泡不良の液晶セルの発生を抑制することができる。
【００４２】
その後、液晶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空セル１０５内に液晶１０７を封止し（ステップＳ７）、液晶セルを形成する。それぞれの液晶セルの外側に偏光板（不図示）などの光学フィルムを貼り付けて（ステップＳ８）、駆動回路、バックライトなどを実装する（ステップＳ１０）ことにより、液晶表示装置が完成する。
【００４３】
実施例．
本発明の実施例について説明する。空セル１０５に面状のヒータ１０４を接触するように配置し、空セル１０５の温度が４０℃となるように加熱して、液晶１０７の注入を行った。比較例として、従来のように常温で空セル１０５内に液晶１０７の注入を行った。実施例では、液晶の注入時間を比較例の約１／２とすることができた。また、実施例では、液晶の特性変化はほとんど発生しなかった。
【００４４】
なお、上述の実施の形態では、複数の単一の空セル１０５に液晶を注入する場合について説明したが、これに限定されない。複数の空セル１０５が一列につながった状態のスティックを被注入対象とし、複数のスティックに対して同時に液晶を注入しても良い。このとき、スティックを複数配置し、スティックとスティックとの間にヒータ１０４を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る液晶注入装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る液晶注入装置に用いられるヒータの構成の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る液晶注入装置に用いられるヒータの構成の他の例を示す図である。
【図４】本発明に係る液晶注入装置の構成の他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る液晶注入装置に用いられるヒータの構成の他の例を示す図である。
【図６】液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１００  液晶注入装置
１０１  真空チャンバ
１０２  キャリア
１０３  アーム
１０４  ヒータ
１０５  空セル
１０６  液晶ボート
１０７  液晶
１０８  加熱部
１０９  電熱線
１１０  エア供給口
【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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