(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶が溜められる液晶溜め部と、該液晶溜め部に連通させると共にそれよりも幅狭に形成され、前記液晶溜め部から液晶が供給される幅狭溝部と、該幅狭溝部内に設けられ、液晶自体の表面張力により前記幅狭溝部内の液晶の液面の一部を盛り上がらせる液面盛上部材とを有し、前記幅狭溝部はその両岸部に傾斜面が形成され、且つ前記幅狭溝部の幅はその全域にわたり所定の位置に近接させた液晶セルの液晶注入口部分に接触する液晶盛上部を形成できる幅であることを特徴とする液晶皿。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記液面盛上部材は前記幅狭溝部の幅方向中央部に設けられていることを特徴とする液晶皿。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、前記幅狭溝部の延在方向に沿ってその両側に液晶を注入すべき液晶セルの高さ位置を規制する液晶セル高さ位置規制部が設けられていることを特徴とする液晶皿。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記液面盛上部材は前記幅狭溝部内に直立して設けられたコイルスプリングであることを特徴とする液晶皿。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶セル内に液晶を注入する際に用いられる液晶皿に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８の一部は液晶を注入する前の状態の従来の液晶セルの一例の正面図を示したものである。この液晶セル１は、ガラスや樹脂等からなる２枚の基板２、３が液晶注入口４ａを有するほぼ方形枠状のシール材４を介して貼り合わされた構造となっている。この場合、液晶注入口４ａは、液晶セル１の短辺部ほぼ中央部に設けられている。
【０００３】
次に、この液晶セル１に液晶を注入する場合について説明する。まず、液晶セル１を、その液晶注入口４ａを下にしてほぼ垂直に立てた状態で、真空チャンバ（図示せず）内に保持し、液晶５が溜められた液晶皿６上に位置させる。この場合、液晶皿６は、一定の深さの単なる皿状のものからなっている。次に、真空チャンバ内を真空状態とすることにより、液晶セル１内の空気を液晶注入口４ａから排気し、液晶セル１内を予め設定された真空状態とする。
【０００４】
次に、図８に示すように、液晶セル１を下降させ、その液晶注入口４ａを含む下側の短辺部全体を液晶皿６内の液晶５に浸す。次に、真空チャンバ内を大気圧に戻すことにより、液晶セル１の内部と外部との圧力差と毛細管現象とにより、液晶皿６内の液晶５が液晶注入口４ａを介して液晶セル１内に注入される。次に、真空チャンバ内から液晶セル１を取り出し、液晶注入口４ａを封止材（図示せず）で封止する。かくして、液晶セル１に液晶５を注入する工程が終了する。
【０００５】
ところで、図８に示すように、液晶セル１の液晶注入口４ａを含む下側の短辺部全体を液晶皿６内の液晶５に浸すのは、液晶注入口４ａを液晶皿６内の液晶５で完全に覆うことにより、真空チャンバ内を大気圧に戻しても、空気が液晶注入口４ａを介して液晶セル１内に侵入しないようにするためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶セル１の液晶注入口４ａを含む下側の短辺部全体を液晶皿６内の液晶５に浸すと、液晶セル１の下側の短辺部全体に液晶５が不要に付着するので、この不要に付着した液晶５を後工程で洗浄しているが、高価な液晶をかなり無駄にすることとなり、その分だけコスト高になるという問題があった。
この発明の課題は、液晶セルへの液晶の無駄な付着を可及的に少なくすることができる液晶皿を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶皿は、請求項１に記載のように、液晶が溜められる液晶溜め部と、該液晶溜め部に連通させると共にそれよりも幅狭に形成され、前記液晶溜め部から液晶が供給される幅狭溝部と、該幅狭溝部内に設けられ、液晶自体の表面張力により前記幅狭溝部内の液晶の液面の一部を盛り上がらせる液面盛上部材とを有し、前記幅狭溝部はその両岸部に傾斜面が形成され、且つ前記幅狭溝部の幅はその全域にわたり所定の位置に近接させた液晶セルの液晶注入口部分に接触する液晶盛上部を形成できる幅であることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、液晶溜め部に連続して設けられ、その両岸部に傾斜面が形成された幅狭溝部内に設けられた液晶液面盛上部材によって、液晶自体の表面張力により幅狭溝部内の液晶の液面の一部を盛り上げているので、前記液晶の液面を前記幅狭溝部の幅以上に広げて盛り上げることができ、前記液晶液面盛上部材と液晶セルの液晶注入口との位置決めが容易になる。そのため、この液晶盛上部に液晶セルの液晶注入口の部分の必要で十分な領域を接触させ、幅狭溝部内の液晶を液晶注入口を介して液晶セル内に容易に注入することができ、従って液晶セルへの液晶の無駄な付着を可及的に少なくすると共に注入時における空気等の気体の侵入を確実に防止することができる。
この場合、請求項２に記載のように、前記液面盛上部材は前記幅狭溝部の幅方向中央部に設けられていることが好ましい。
また、請求項３に記載のように、前記幅狭溝部の延在方向に沿ってその両側に液晶を注入すべき液晶セルの高さ位置を規制する液晶セル高さ位置規制部が設けられていることが好ましい。
加えて、請求項４に記載のように、前記液面盛上部材は前記幅狭溝部内に直立して設けられたコイルスプリングであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態としての液晶皿の平面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を示し、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示したものである。この液晶皿１１は、上から見て短冊形状の皿本体１２を備えている。
【０００９】
皿本体１２の上面の長さ方向両端部には、平面的に見てほぼ方形状の凹部からなる液晶溜め部１３が設けられている。両液晶溜め部１３、１３間には、これらを連通させる幅狭溝部１４が、皿本体１２の幅方向中心線に沿って設けられている。幅狭溝部１４の深さは両液晶溜め部１３の深さと同じか若しくはそれより浅く形成されている。幅狭溝部１４の両岸部はほぼ４５°の傾斜面１５となっている。この幅狭溝部１４の幅は、その全域にわたり所定の位置に近接させた液晶セルの液晶注入口部分に接触する液晶盛上部を形成できる幅であり、液晶を注入する液晶セルの注入口の長さ（セル面方向に沿った）よりも適度に大きく設定される。例えば、注入口の長さが３ｍｍの場合、幅狭溝部１４の幅は４ｍｍ±０．５ｍｍ程度が好ましい。
【００１０】
幅狭溝部１４の底面の幅方向中央部には、その長さ方向に一定の間隔をおいて複数の例えば５つの円形の支持孔１６が設けられている。これらの支持孔１６内には、液晶の液面盛上手段としてのコイルスプリング１７の下部が挿入されている。すなわち、幅狭溝部１４内にはその長さ方向に一定の間隔をおいて５つのコイルスプリング１７が直立して設けられている。そして、各コイルスプリング１７の直径は、液晶セルの液晶注入口の大きさに応じて最適に設定される。例えば、液晶注入口の長さが３ｍｍ（注入口の幅は液晶セルのギャップと同じ）の場合は、２ｍｍ±０．５ｍｍ程度が好適である。なお、液面盛上手段としては、コイルスプリングに限らず、ゴム等の弾性材料からなる筒状のものを用いてもよい。即ち、液晶の液面盛上手段は、弾性を備えると共に、後述するように液晶がその表面張力により液晶盛上部を形成できる形状に形成されておればよい。
【００１１】
幅狭溝部１４の長さ方向両端部とその連通する各液晶溜め部１３との境界には角柱状の突起１８がそれぞれ設けられている。各突起１８の上面は皿本体１２の上面と同じ高さとなっている。これら突起１８、１８を設けることにより、両端のコイルスプリング１７によっても、中央側の３個のコイルスプリング１７による液晶盛上部とほぼ同じ液晶盛上部を形成することが可能となる。
【００１２】
幅狭溝部１４の両側の皿本体１２上面の所定の２箇所には帯状の支持溝１９が幅狭溝部１４と平行に設けられている。これらの支持溝１９内には帯板状の液晶セル高さ位置規制部材２０の下部が着脱可能に挿入されており、液晶が注入される液晶セルの機種変更や高さ位置規制部材２０の摩耗等に応じて適宜変更・交換できるようになっている。液晶セル高さ位置規制部材２０の上部は皿本体１２の上面から予め設定された高さだけ突出されている。この突出高さは、幅狭溝部１４の幅のほぼ１／４〜１／５程度に設定するのが好ましい。ここで、無負荷状態のコイルスプリング１７の高さは液晶セル高さ位置規制部材２０の上面よりも所定長高くなっている。
【００１３】
そして、液晶溜め部１３内、支持孔１６を含む幅狭溝部１４内には液晶２１が、図４に示すように、その液表面が幅狭溝部１４の岸部上面に連なった状態となるまで溜められている。この場合、無負荷状態のコイルスプリング１７の上端部は皿本体１２の上面よりもある程度上側に突出されているので、この無負荷状態のコイルスプリング１７の突出する上端部を覆うように、表面張力による液晶２１の盛上部２１ａが形成されている。すなわち、幅狭溝部１４内の５個のコイルスプリング１７の各上端部毎に、液晶２１の液面が盛り上った液晶盛上部２１ａが形成されている。
【００１４】
また、幅狭溝部１４の両岸部における液晶２１の液面がその表面張力により両傾斜面１５を昇るようにその表面に付着している。無負荷状態のコイルスプリング１７による液晶盛上部２１ａと両傾斜面１５間の液晶２１の液面はやや凹んでいる。
【００１５】
次に、液晶２１を注入する前の状態の液晶セルの一例について、図４を参照して説明する。この液晶セル２２は、ガラスや樹脂等からなる２枚の基板２３、２４が液晶注入口２５ａを有するほぼ方形枠状のシール材２５を介して貼り合わされた構造となっている。そして、本例の液晶セル２２では、液晶注入口２５ａは、液晶セル２２の長辺部ほぼ中央部に設けられている。
【００１６】
次に、上記液晶皿１１を用いて上記液晶セル２２に液晶２１を注入する動作について説明する。まず、図４に示すように、液晶セル２２を、その液晶注入口２５ａを下にしてほぼ垂直に立てた状態で、真空チャンバ（図示せず）内に保持し、液晶２１がほぼ満杯に溜められた液晶皿１１上に位置させる。この場合、コイルスプリング１７が５つであるので、５個の液晶セル２２を各コイルスプリング１７上にそれぞれ位置させる。
【００１７】
次に、真空チャンバ内を真空状態とすることにより、各液晶セル２２内の空気を液晶注入口２５ａから排気し、液晶セル２２内を予め設定された真空状態とする。次に、図５に示すように、液晶セル２２をある程度下降させ、その液晶注入口２５ａ部分の下端面をコイルスプリング１７の上面に当接すると共に、液晶セル２２の液晶注入口２５ａ部の下端面がコイルスプリング１７上部の液晶盛上部２１ａと接触する。
【００１８】
ここで、コイルスプリング１７の直径は液晶セル２２の液晶注入口２５ａの幅（図５において紙面垂直方向の長さ）よりもある程度（例えば、図７に示すように、液晶セル２２の厚さよりもやや）大きくなっている。これは、コイルスプリング１７の上端部に形成された液晶２１の盛り上がり部２１ａの直径を液晶セル２２の液晶注入口２５ａの幅よりもある程度大きくし、液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分における下端面の液晶注入口２５ａの幅方向の領域を液晶２１で完全に濡らすためである。
【００１９】
次に、図６に示すように、液晶セル２２をさらに下降させ、その液晶注入口２５ａの両側における下端面を各液晶セル高さ位置規制部材２０の上面に当接させる。この状態では、液晶セル２２の液晶注入口２５ａ部下端面がコイルスプリング１７の上端面を予め設定された高さだけ押し下げ、コイルスプリング１７がその長さ分だけ圧縮されている。
【００２０】
この場合、液晶液面盛上部としてコイルスプリング１７を用いているので、液晶セル２０の液晶注入口２５ａの下端面の両側を各液晶セル高さ位置規制部材２０の上面に当接させた状態にするだけで、コイルスプリング１７の上端面を液晶セル２２の液晶注入口２５ａ部の下端面に確実に接触させることができる。
【００２１】
そして、液晶セル２０の液晶注入口２５ａの両側における下端面が各液晶セル高さ位置規制部材２０の上面に当接されることにより、液晶セル２２の下端面と皿本体１２の上面（液晶の盛上部近傍以外の液面と同じレベル）との隙間が予め設定された微小間隔となる。この為、液晶注入口２５ａの近傍における幅狭溝部１４内の液晶２１の表面張力による液晶盛上部２１ａが幅狭溝部１４の幅方向に広がる。この液晶盛上部２１ａの広がりは、幅狭溝部１４の幅全域だけでなく、その両端部の両傾斜面１５に対応する領域まで広がる。その結果、液晶セル２２の液晶注入口２５ａ部分およびその周囲の下端面、つまり、幅狭溝部１４の幅方向全体に対応する領域および両傾斜面１５に対応する領域が液晶２１と接触し濡らされる。
【００２２】
この場合、幅狭溝部１４の幅を単に広げるだけではコイルスプリング１７と幅狭溝部１４両岸間の液晶面の落ち込みが大きくなり、液晶セル２２を液晶液面に最近接（図６の状態）させても、液晶盛上部２１ａは幅狭溝部１４の幅方向に広がらない。しかし、上述したように、幅狭溝部１４の両岸に傾斜面１５をそれぞれ形成しておくことにより、それら両傾斜面１５に対応する領域分だけ液晶盛上部２１ａの幅を広げることができる。このような液晶２１の盛り上がり部２１ａを形成する条件については、後で説明する。
【００２３】
一方、図７に示すように、相隣接するコイルスプリング１７間の液晶液面は、下方に湾曲状に凹んだ裾野状となる。両端のコイルスプリング１７の隣接するコイルスプリングの無い側には、突起１８が設けられているから、この突起１８と隣接するコイルスプリング１７間の液晶液面も裾野状となる。その結果、５個のコイルスプリング１７のそれぞれの周囲の液晶液面形状がほぼ同じとなるので、各コイルスプリング１７先端部の液晶盛上部２１ａもほぼ同じ形状に形成され、対応する各液晶セル２２の注入口２５ａと液晶との接触状態もほぼ同じ状態、つまり、液晶注入口部２５ａの端面を含む十分に広い領域にわたり液晶盛上部２１ａが広がって接触した状態となる。即ち、５つの液晶セル２２に対する液晶注入条件をほぼ同じとすることができる。
【００２４】
次に、真空チャンバ内を大気圧に戻すことにより、液晶セル２２の内部と外部との圧力差と毛細管現象とにより、コイルスプリング１７の上端部に形成された液晶盛上部２１ａの液晶２１が液晶注入口２５ａを介して液晶セル２２内に注入される。そして、液晶注入に伴い、幅狭溝部１４内に蓄えられた液晶２１が減少すると、それに応じて、液晶溜め部１３から液晶２１が幅狭溝部１４内に供給される。液晶の注入が完了したら、真空チャンバ内から液晶セル２２を取り出し、液晶注入口２５ａを封止材（図示せず）で封止する。かくして、液晶セル２２に液晶２１を注入する工程が終了する。
【００２５】
ところで、図６に示すように、液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分およびその周囲の下端面であって、幅狭溝部１４の幅方向全体に対応する領域および両傾斜面１５に対応する領域のみが液晶２１によって濡らされている。この結果、液晶２１が付着する領域が、液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分およびその周囲の下端面のみの必要十分な領域に限られるから、高価な液晶を顕著に節約することができ、従ってその分だけコストダウンを図ることができる。また、液晶注入口２５ａに対応する領域を含む十分な領域にわたり液晶を接触させるから、大気開放して液晶を注入する際に空気が液晶注入口２５ａから侵入するのを確実に防止することができる。
【００２６】
ここで、図６に示すような液晶盛上部２１ａを形成するには、幅狭溝部１４の幅と、液晶セル高さ位置規制部材２０による液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分における下端面の高さ位置と、幅狭溝部１４内の液晶２１の液面の当初の高さ位置とを適切に設定すればよい。
【００２７】
それらのうち、幅狭溝部１４の幅は、広すぎると、図６に示すような液晶セル２２の端面と液晶皿１１の上面間に広がる液晶盛上部２１ａを形成することができず、コイルスプリング１７の上端面から裾野状に垂れてしまう。一方、幅狭溝部１４の幅が狭すぎると、液晶盛上部２１ａの広がる範囲が狭くなって液晶注入口２５ａの長さとほぼ同じとなり、液晶注入口２５ａのコイルスプリング１７先端に対する位置決めの誤差を吸収する為の許容幅が無くなり、位置決め作業が面倒となる。従って、幅狭溝部１４の幅は、液晶セル２２の液晶注入口２５ａの幅狭溝部１４に対する位置決めが比較的容易に行うことができる範囲内において、なるべく狭くすることが望ましい。
【００２８】
また、本実施形態例では、幅狭溝部１４の両岸部をほぼ４５°の傾斜面１５としているので、液晶盛上部２１ａの広がり幅を幅狭溝部１４の幅以上に広げることができる。この結果、液晶セル２２の液晶注入口２５ａの対応するコイルスプリング１７先端部に対する位置決めを比較的容易に行うことができる。
【００２９】
また、液晶セル高さ位置規制部材２０による液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分における下端面の高さ位置は、高すぎると、図６に示すように所要範囲に広がった液晶盛上部２１ａを形成することができず、例えば図７に示すように、液晶液面がコイルスプリング１７の上端面から裾野状に垂れてしまう。一方、液晶セル高さ位置規制部材２０による液晶セル２２の液晶注入口２５ａの部分における下端面の高さ位置は、低すぎると、例えば図６を参照して説明すると、液晶セル２２の下端面と液晶皿本体１２の上面との隙間が小さくなりすぎ、この隙間全体に液晶２１が毛細管現象により侵入し、液晶セル２２下端面の広い範囲にわたり液晶を無駄に付着させることになるので好ましくない。
【００３０】
また、液晶セル高さ位置規制部材２０は取り外し可能であるので、使用に伴い摩耗した場合には新品と交換するようにすれば、液晶セル高さ位置規制部材２０による液晶セル２２の液晶注入口２５ａ部分の下端面の高さ位置を所期の適正位置に維持することができる。また、液晶２１の物性の違い等に応じて、上記液晶セル２２の下端面の高さ位置を調整する場合には、容易に対応することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、突起１８を皿本体１２に一体に形成した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。例えば、皿本体１２に支持孔１６と同様の支持孔を設け、この支持孔内にコイルスプリングを挿入するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、液晶溜め部に連続して設けられ、その両岸部に傾斜面が形成された幅狭溝部内に設けられた液晶液面盛上部材によって、液晶自体の表面張力により幅狭溝部内の液晶の液面の一部を盛り上げているので、この液晶盛上部の広がり幅を前記幅狭溝部の幅以上に広げてることができる。そのため、前記液晶液面盛上部材と液晶セルの液晶注入口との位置決めが容易になり、この液晶盛上部に液晶セルの液晶注入口の部分の必要で十分な領域を接触させ、幅狭溝部内の液晶を液晶注入口を介して液晶セル内に容易に注入することができ、従って液晶セルへの液晶の無駄な付着を可及的に少なくすると共に注入時における空気等の気体の侵入を確実に防止することができる。その結果、高価な液晶のロスを大幅に抑えることができ、その分液晶表示装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態としての液晶皿の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図１〜図３に示す液晶皿を用いて液晶セルに液晶を注入する場合の当初の工程を説明するために示す図１のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する一部の拡大断面図。
【図５】図４に続く工程を説明するために示す図４同様の拡大断面図。
【図６】図５に続く工程を説明するために示す図４同様の拡大断面図。
【図７】図６に示す場合の図１のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する一部の拡大断面図。
【図８】従来の液晶セルに液晶を注入する場合を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
１１  液晶皿
１２  皿本体
１３  液晶溜め部
１４  幅狭溝部
１５  傾斜面
１７  コイルスプリング
１８  突起
２０  液晶セル高さ位置規制部材
２１  液晶
２１ａ  液晶盛上部
２２  液晶セル
２５ａ  液晶注入口
【図１】
0003925184.tif 000002
【図２】
0003925184.tif 000003
【図３】
0003925184.tif 000004
【図４】
0003925184.tif 000005
【図５】
0003925184.tif 000006
【図６】
0003925184.tif 000007
【図７】
0003925184.tif 000008
【図８】
0003925184.tif 000009