(57)【要約】【課題】簡単な構成で液晶の流動配向を防止することのできる液晶注入装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶注入装置ＬＳは、配向膜が形成された一対の基板１０１，１０２の隙間１０４に液晶９を注入する液晶注入装置であって、一対の基板１０１，１０２の一方又は双方に、相対的に温度の低い低温領域と相対的に温度の高い高温領域とを含む温度分布を形成する温度制御装置７を備え、前記低温領域と前記高温領域との境界が、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向に沿って設けられている。【選択図】図１
2009042427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成された一対の基板の隙間に液晶を注入する液晶注入装置であって、
前記一対の基板の一方又は双方に、相対的に温度の低い低温領域と相対的に温度の高い高温領域とを含む温度分布を形成する温度制御装置を備え、
前記低温領域と前記高温領域との境界が、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向に沿って設けられていることを特徴とする液晶注入装置。
【請求項２】
前記温度制御装置は、前記基板と接触して前記基板を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項３】
前記冷却手段はペルチェ素子であることを特徴とする請求項２に記載の液晶注入装置。
【請求項４】
前記温度制御装置は、前記基板に前記低温領域と前記高温領域とがストライプ状に交互に並んだ温度分布を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶注入装置。
【請求項５】
前記ストライプの延在方向における前記低温領域の幅は、前記ストライプの延在方向における前記高温領域の幅よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の液晶注入装置。
【請求項６】
前記一対の基板は一部に液晶注入口が形成された矩形枠状のシール材によって貼り合わされ、
前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向は、前記液晶注入口が形成されたシール材の１辺と直交する方向に設けられ、
前記高温領域は、前記液晶注入口から前記配向規制方向に延在する領域として形成され、前記高温領域の前記配向規制方向と直交する方向の幅が前記液晶注入口から離れるに従って小さくなるような先窄みの形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項７】
前記一対の基板の各々に形成された配向膜の配向規制方向は互いに交差しており、
前記温度制御装置は、前記一対の基板のうちの一方の基板に温度分布を形成する第１温度制御装置と、前記一対の基板のうちの他方の基板に温度分布を形成する第２温度制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項８】
前記一対の基板の隙間に液晶を供給する液晶供給装置と、
前記液晶供給装置に貯留されている液晶を冷却する冷却装置と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の液晶注入装置。
【請求項９】
前記液晶供給装置を内部に収容する真空チャンバと、
前記真空チャンバの真空度を調節する制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項８に記載の液晶注入装置。
【請求項１０】
前記温度分布が形成される基板の配向膜は無機配向膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶注入装置。
【請求項１１】
配向膜が形成された一対の基板の隙間に液晶を注入する工程を含む液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板の隙間に液晶を注入する前に、前記一対の基板の一方又は双方に、相対的に温度の低い低温領域と相対的に温度の高い高温領域とを含む温度分布を形成し、前記低温領域と前記高温領域との境界が、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向に沿って設けられるようにすることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
前記一対の基板の隙間に液晶を注入した後、前記液晶を等方相となる温度以上の温度で加熱処理することを特徴とする請求項１１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、液晶注入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】
従来、液晶パネルの内部に液晶を封入する方法として、真空注入法等が一般的に行われている。真空注入法では、液晶を注入する際の液晶の流動方向に依存して、流動配向と呼ばれる流動状態の痕跡が残ることが知られている。そのため、従来は、液晶注入口を封止した後、加熱処理し、液晶の配向方向を配向膜の配向容易軸に揃えるようにしている。具体的には、ネマチック−アイソトロピック相転移温度以上で加熱処理し、液晶の熱平衡状態をネマチック相から等方相に相変化させる（等方処理）。この結果、流動方向に沿って配向していた液晶は無秩序な等方性液体となり、流動配向が消滅する。相変化が温度に対して可逆的な場合は、加熱処理後冷却すると、再びネマチック相に相変化し、配向秩序が生まれる。このとき液晶は配向膜の配向処理方向に規制されるため、液晶は配向膜の配向規制方向に即した配向秩序にて配向される（例えば、特許文献１〜７参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６２６２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８６４１号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５０９４号公報
【特許文献４】特開２００３−２９２７８号公報
【特許文献５】特開２００３−８４２９２号公報
【特許文献６】特開２００５−３３８７２０号公報
【特許文献７】特開２００３−４３５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、液晶の配向膜としては、従来のポリイミド等の有機配向膜に代わって、酸化シリコン等の無機配向膜が注目されている。無機配向膜は、例えば、無機材料を斜めスパッタ若しくは斜方蒸着することにより形成される。無機配向膜は有機配向膜に比べて耐光性や耐熱性が高く、ラビング処理による配向不良（ラビ筋）も発生しないため、プロジェクタのライトバルブへの応用が検討されている。
【０００４】
しかしながら、無機配向膜の液晶に対する配向規制力は有機配向膜に比べて大幅に劣るため、液晶パネルに液晶を注入する際に液晶の流動方向に依存して流動配向が発生しやすくなるという問題がある。例えば、有機配向膜の場合は、有機配向膜の表面に存在する官能基と液晶との間に分子間力が作用するため、液晶を注入する場合に液晶の流動抵抗が大きくなる。そのため、液晶は有機配向膜によって配向規制力を受けながらゆっくりと注入され、流動配向も発生しにくくなる。一方、無機配向膜の場合は、液晶と無機配向膜との間に電気的相互作用が存在しないため、液晶を注入する場合に液晶の流動抵抗が小さくなり、非常に速いスピードで液晶が注入される。そのため、無機配向膜の配向規制力が十分に発揮されない状態で無機配向膜の結晶の隙間に液晶が入り込み、等方処理によっても配向状態を回復できないような大きな配向不良が発生する場合がある。
【０００５】
これまでにも流動配向を解消するための発明は多数なされているが（特許文献１〜７参照）、その対象は有機配向膜であり、加熱処理を前提とするものが殆どである。特許文献４及び５では液晶の熱履歴の均一化による等方処理により品質向上を実現しているが、もともと極端な流動配向を有し、配向規制力が極端に弱い無機配向膜の場合は効果を得ることができない。また、特許文献７のように液晶の注入速度をフィードバック回路により制御し、温度や圧力といった注入雰囲気を変化させたとしても、無機配向膜の場合は流動配向が発生してしまう。これらの問題は装置系全体の圧力や温度のみの制御では解決が困難であり、また解決できたとしても装置が大掛かりになるため、現実的ではない。
【０００６】
なお、上記の説明では、無機配向膜の流動配向の問題を有機配向膜を用いた場合との比較において説明したが、有機配向膜を用いた場合でも、使用する有機配向膜の材料や注入する液晶の粘度等によっては同様の問題を生じる場合がある。すなわち、上記の問題は、液晶の注入速度や配向膜の配向規制力の強さに起因して発生するものであり、有機配向膜を用いた場合と無機配向膜を用いた場合の双方について共通の課題となっている。また、上記の説明では、液晶を封入する方法として真空注入法を説明したが、上記の問題は、例えば、液晶パネルの一部に液晶注入口を設け、他の部分に液晶吸引口を設けて液晶を吸引注入する他の液晶注入法においても共通の課題である。
【０００７】
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、簡単な構成で液晶の流動配向を防止することのできる液晶注入装置を提供することを目的とする。また、このような液晶注入装置を用いることにより、配向不良が少なく、信頼性に優れた液晶装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶注入装置は、配向膜が形成された一対の基板の隙間に液晶を注入する液晶注入装置であって、前記一対の基板の一方又は双方に、相対的に温度の低い低温領域と相対的に温度の高い高温領域とを含む温度分布を形成する温度制御装置を備え、前記低温領域と前記高温領域との境界が、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向に沿って設けられていることを特徴とする。
【０００９】
前述のように、液晶は液晶注入時の流動方向によって流動配向し、液晶の流動方向と配向膜の配向規制方向とが大きく異なる場合に配向不良を発生する。液晶の流動配向は、液晶分子の長軸方向と液晶の流動方向とが一致することに起因するものであり、液晶の流動方向と配向膜の配向規制方向とを一致させることができれば、流動配向の問題は解消する。そこで本発明では、液晶が有する以下の特性に着目し、それを利用して液晶の流動方向と配向膜の配向規制方向とを一致させている。
【００１０】
すなわち、液晶は温度によって粘度が変化し、温度の低い領域（低温領域）では粘度が増加し、温度の高い領域（高温領域）では粘度が低下する。そのため、液晶パネルに低温領域と高温領域を付与すると、液晶は高温領域において流動が促進され、低温領域では流動が抑制される。その結果、液晶は低温領域と高温領域の境界部に沿って流動し、それに応じて液晶分子の長軸方向も境界部の延在方向に沿って配向する。境界部以外の領域では、液晶は境界部の液晶の配向の影響によって境界部と同様の配向状態を形成するため、液晶パネル全体としては一様な配向状態が実現される。
【００１１】
この場合、配向膜の近傍を除く部分の液晶層の流れは、液晶パネルの液晶注入口から液晶パネルの内部に広がる方向であるが、配向膜近傍の液晶の流動は、基板に形成された温度分布の影響によって、配向膜近傍を除く部分の液晶層全体の動きとは関係なく所定の方向に制御される。例えば、配向膜の配向規制方向と配向膜近傍を除く部分の液晶層の流動方向とが異なる場合、バルク全体としては液晶は液晶注入口から液晶パネルの内部に向けて徐々に流動し、その液晶分子の長軸方向は配向膜近傍を除く部分の液晶層の流動方向と一致する。しかし、配向膜近傍の液晶のみに着目した場合には、液晶分子の長軸方向は配向膜の配向規制方向と概ね一致し、その流動方向は配向膜の配向規制方向に流動しやすく、それと直交する方向には流動しにくくなる。この場合、配向膜近傍の液晶の流動は配向膜近傍を除く部分の液晶層の流動に比べて小さなものとなるが、低温領域の液晶の粘度と高温領域の液晶の粘度とが異なることによって液晶の流動方向若しくは流動時の液晶の姿勢（液晶分子の長軸方向）が低温領域と高温領域との境界部の延在方向に制御されるので、配向膜近傍を除く部分の液晶層の流れによって配向膜近傍の液晶の配向が大きく乱されることはない。
【００１２】
このような事情は、一対の基板に異なる温度分布を形成した場合も同様である。すなわち、一方の基板と他方の基板とに異なる温度分布を形成した場合、それぞれの基板の温度が低く、その温度分布が対向側の基板に影響を及ぼさないような場合には、一方の基板の温度分布はその基板に形成された配向膜の近傍の液晶の流動にのみ影響し、他方の基板の温度分布はその基板に形成された配向膜の近傍の液晶の流動にのみ影響する。そのため、一方の配向膜の近傍の液晶の流動と他方の配向膜の近傍の液晶の流動とをそれぞれ配向膜近傍を除く部分の液晶層の流動とは関係なく所定の方向に制御でき、液晶パネル全体として所望の配向状態を実現できる。
【００１３】
ここで、「低温領域と高温領域との境界部が配向膜の配向規制方向に沿って設けられている」とは、低温領域と高温領域との境界部の延在方向が配向膜の配向規制方向と概ね一致していることを意味する。「概ね」とは、前記境界部と配向膜の配向規制方向とが完全に一致する場合だけでなく、前記境界部の延在方向と配向膜の配向規制方向とが交差し、前記境界部に沿って流動する液晶の配向方向と配向膜の配向規制方向とが一致しない場合であっても、等方処理を行うことによって液晶の配向方向を配向膜の配向規制方向に一致させることができるような場合には、前記境界部と配向膜の配向規制方向とが実質的に一致するものとしてこれを含む意味である。低温領域と高温領域のパターンは、液晶注入口の位置や、液晶注入口から注入される液晶の広がり方向、或いはそれらと配向膜の配向規制方向との関係等によって適切に設計されるため、必ずしも低温領域と高温領域との境界部を配向膜の配向規制方向と一致させないほうが良い場合もあるからである。例えば、前記境界部の延在方向（境界部が直線でない場合にはその接線の方向）と配向膜の配向規制方向とのなす角度（交差角度）が４５°以下である場合には、等方処理等によって両者を一致させることができる。よって、前記交差角度が０°以上４５°以下の範囲であれば、両者の方向は概ね一致すると考えられる。なお、以下の明細書において上記の文脈で「概ね」を用いるときには、同様の意味に解釈するものとする。
【００１４】
本発明においては、前記温度制御装置は、前記基板と接触して前記基板を冷却する冷却手段を備えていることが望ましい。この構成によれば、冷却手段によって冷却された部分が低温領域となり、冷却手段で冷却されない部分が高温領域となる。この構成では、加熱によって高温領域を形成しないので、液晶パネルに注入される液晶の粘度は低下しない。したがって、液晶の流動速度は増加せず、大きな流動速度に起因した流動配向も発生しにくくなる。また、接触式の冷却手段であるため、冷却領域の大きさを接触面積によって制御でき、微細なパターンで温度分布を形成する場合等に好適である。
【００１５】
本発明においては、前記冷却手段はペルチェ素子であることが望ましい。ペルチェ素子は熱電変換素子の一種であり、２種類の金属の接合部に電流を流すと片方の金属からもう片方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子である。ペルチェ素子は電流の極性を反転させることにより冷却素子にも加熱素子にもなることができ、通電する電流の大きさによって移動する熱量が制御できることから、高精度の温度制御に適している。また、可動部がなく、機械的な振動が発生しないことから、安定した注入動作が可能であり、冷却面とは逆側の面に放熱又は吸熱機構を設けることにより、真空環境で液晶を注入するときにも利用可能である。さらに、公知の半導体加工技術を用いて微細なパターンに形成できるため、例えば液晶プロジェクタのライトバルブのように小さな液晶パネルに微細なパターンで温度分布を形成したい場合等に好適である。
【００１６】
本発明においては、前記温度制御装置は、前記基板に前記低温領域と前記高温領域とがストライプ状に交互に並んだ温度分布を形成することが望ましい。この構成によれば、ストライプ状に形成された高温領域に沿って液晶を概ね一方向に配向させることができる。また、低温領域と高温領域とが多数交互に配列されるため、一つ一つの高温領域の幅が狭くなり、その狭い高温領域の中で液晶を配向させることができる。例えば、高温領域の幅が広くなると、低温領域と高温領域との境界部の液晶の配向状態が高温領域の中央部にまで及びにくくなるが、高温領域の幅が狭くなると、低温領域と高温領域との境界部の液晶の配向状態が高温領域の中央部にまで及ぶようになり、より配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００１７】
本発明においては、前記ストライプの延在方向における前記低温領域の幅は、前記ストライプの延在方向における前記高温領域の幅よりも小さいことが望ましい。低温領域では液晶の流動が抑制されるため、液晶の配向方向（流動時の液晶の姿勢）にばらつきが生じる場合がある。そのため、低温領域の面積を狭くし、配向特性に優れる高温領域の面積を大きくすることで、配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００１８】
本発明においては、前記一対の基板は一部に液晶注入口が形成された矩形枠状のシール材によって貼り合わされ、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向は、前記液晶注入口が形成されたシール材の１辺と直交する方向に設けられ、前記高温領域は、前記液晶注入口から前記配向規制方向に延在する領域として形成され、前記高温領域の前記配向規制方向と直交する方向の幅が前記液晶注入口から離れるに従って小さくなるような先窄みの形状に形成されていることが望ましい。
【００１９】
液晶は液晶注入口に供給されると液晶注入口を中心として同心円状に進行し、徐々に液晶パネル全体に広がっていく。本発明のように液晶注入口の進行方向前方に高温領域を形成し、その両側に低温領域を形成した場合、液晶注入口の前方には液晶は充填されやすいが、液晶注入口の側方には液晶は充填されにくい。そのため、高温領域の幅を一定の幅に形成し若しくは液晶注入口から離れるに従って広くなるように形成した場合、高温領域の前方端部まで充填された液晶が側方の低温領域に回り込み、その回り込んだ部分の液晶の配向が配向膜の配向規制方向とは異なる方向で固定されてしまう。一方、本発明のように高温領域の幅を液晶注入口から離れるに従って狭くなるように形成した場合、液晶注入口から側方に広がる液晶の量が増えるため、高温領域の前方端部に液晶が充填されるまでに低温領域内に十分な量の液晶が充填される。そのため、高温領域から低温領域への液晶の回り込みが少なくなり、配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００２０】
本発明においては、前記一対の基板の各々に形成された配向膜の配向規制方向は互いに交差しており、前記温度制御装置は、前記一対の基板のうちの一方の基板に温度分布を形成する第１温度制御装置と、前記一対の基板のうちの他方の基板に温度分布を形成する第２温度制御装置と、を備えていることが望ましい。この構成によれば、一対の基板の温度分布が異なる温度制御装置によって制御されるため、一方の基板の配向膜の配向規制方向と他方の基板の配向膜の配向規制方向とが異なる場合であっても、双方の基板について適切な温度分布を付与することができる。
【００２１】
本発明においては、前記一対の基板の隙間に液晶を供給する液晶供給装置と、前記液晶供給装置に貯留されている液晶を冷却する冷却装置と、を備えていることが望ましい。前述のように、液晶の流動配向の大きさは液晶パネルの内部に広がる液晶の流動速度に依存する。本発明では、液晶の流動速度が液晶の粘度によって変化することに着目し、液晶の流動速度を液晶の粘度、具体的には液晶の温度によって制御することを提案している。本発明によれば、液晶パネルに供給される液晶の温度が冷却装置によって冷却されているので、液晶の粘度が増加し、液晶の急激な流動が抑制される。そのため、液晶の流動配向が抑制され、配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００２２】
本発明においては、前記液晶供給装置を内部に収容する真空チャンバと、前記真空チャンバの真空度を調節する制御装置と、を備えていることが望ましい。この構成によれば、真空チャンバの真空度を制御することにより、液晶パネルに注入される液晶の流動速度を制御することができる。真空注入法で液晶を注入する場合、まず液晶パネルの内部を真空排気し、液晶注入口に液晶を供給した後、真空チャンバ内を大気開放する。こうすると、液晶注入口に供給された液晶は当初毛細管現象によって液晶パネルの内部に広がるが、大気開放後は、大気圧によって液晶が加圧され、速い速度で液晶パネル全体に注入される。しかし、このように速い速度で液晶を注入すると、無機配向膜のように配向規制力の弱い配向膜を用いた場合に流動配向が発生しやすくなる。そこで本発明では、大気開放するときの真空チャンバ内の圧力を制御し、液晶パネルに注入される液晶の流動速度を一定の範囲に制御している。この構成によれば、液晶の流動速度が過度に大きくなることが防止されるため、流動配向の少ない液晶装置が提供できる。
【００２３】
本発明においては、前記温度分布が形成される基板の配向膜は無機配向膜であることが望ましい。この構成によれば、特に配向規制力の小さく、流動配向の影響を受けやすい無機配向膜において、高信頼性且つ高歩留まりな液晶装置の提供が可能となる。
【００２４】
本発明の液晶装置の製造方法は、配向膜が形成された一対の基板の隙間に液晶を注入する工程を含む液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の隙間に液晶を注入する前に、前記一対の基板の一方又は双方に、相対的に温度の低い低温領域と相対的に温度の高い高温領域とを含む温度分布を形成し、前記低温領域と前記高温領域との境界が、前記温度分布が形成される基板の配向膜の配向規制方向に沿って設けられるようにすることを特徴とする。この方法によれば、低温領域と高温領域との境界部が配向膜の配向規制方向に沿って設けられているため、配向膜近傍の液晶の流動方向及び配向方向を配向膜の配向規制方向と概ね一致させることができる。また、一対の基板の温度分布が異なる温度制御装置によって制御されるため、一方の基板の配向膜の配向規制方向と他方の基板の配向膜の配向規制方向とが異なる場合であっても、双方の基板について適切な温度分布を付与することができる。
【００２５】
本発明においては、前記一対の基板の隙間に液晶を注入した後、前記液晶を等方相となる温度以上の温度で加熱処理することが望ましい。この方法によれば、液晶の流動方向と配向膜の配向規制方向とが完全に一致しない場合でも、等方処理によって両者の不一致を解消することができる。そのため、低温領域と高温領域のパターンを精密に設計する必要がなくなり、設計の自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系に基づいて各部材の位置関係を説明する。このＸＹＺ座標系では、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とし、さらに、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。各図においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２７】
［液晶注入装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶注入装置ＬＳの概略構成図である。液晶注入装置ＬＳは、液晶パネル１１０を載置するステージ２と、液晶パネル１１０の上部に設けられた液晶供給装置１と、液晶パネル１１０に所定の温度分布を付与する温度制御装置７と、ステージ２、液晶供給装置１及び温度制御装置７を内部に収容する真空チャンバ１０と、を備えている。
【００２８】
液晶パネル１１０は、Ｙ軸方向に延びる大型の第１基板１０１と、第１基板１０１上に互いに離間して配置された複数の第２基板と、を備えている。第１基板１０１と第２基板１０２とは矩形枠状のシール材１０３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間隙、いわゆるセルギャップ１０４が形成されている。シール材１０３の一部は開口しており、該開口部が液晶９を注入するための液晶注入口１０３ａとなっている。液晶パネル１１０は、液晶注入後に隣接する第２基板１０２間の領域にクライブ溝（図示略）が形成され、該スクライブ溝が破断されることにより、個々の液晶装置に分離される。なお、液晶パネルから切り出された液晶装置は、例えば液晶プロジェクタのライトバルブに使用される。
【００２９】
液晶パネル１１０の上方には、液晶パネル１１０の各液晶注入口１０３ａに液晶９を供給する液晶供給装置１が設けられている。液晶供給装置１には、液晶パネル１１０から作製される液晶装置の数（第２基板１０２の数）に対応した複数の液晶滴下装置３が備えられている。液晶滴下装置３は互いに所定の間隔をあけてＹ軸方向に配列されており、同じくＹ軸方向に延在する共通の支持板４に固定されている。本実施形態の場合、液晶パネル１１０から作製される液晶装置の数は３つであり、液晶滴下装置３の数もそれと同数の３つ設けられている。液晶滴下装置３の数は、液晶パネル１１０から作製される液晶装置の数に対応して設定され、液晶装置の数が２つ若しくは４つ以上とされた場合には、それに応じて液晶滴下装置３の数も２つ若しくは４つ以上とされる。
【００３０】
複数の液晶滴下装置３は、各々の弁口５４が対応する液晶装置の液晶注入口１０３ａの上部に配置されるように位置決めされている。液晶滴下装置３は支持板４と一体に固定されており、支持板４を上下移動させることにより液晶滴下装置３が上下移動されるようになっている。本実施形態の場合、支持板４は図示略の移動装置によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの６自由度の方向に移動され、支持板４に固定された液晶滴下装置３は、液晶注入処理を行なわないときはステージ２から離れた所定の待機位置に待機され、液晶注入処理を行なうときはステージ２の近傍の液晶滴下位置に移動されるようになっている。また、液晶注入処理を行なうときは、液晶滴下装置３の第１突出部６４が液晶注入口１０３ａ上に配置されるように支持板４のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の位置が調節され、さらに、支持板４のθＸ、θＹ、及びθＺ方向の位置が調節されることにより、支持板４とステージ２とが平行に設置されるようになっている。
【００３１】
複数の液晶滴下装置３の各々には、液晶容器５に貯留された液晶９の温度を制御する温度制御装置３１が接続されている。温度制御装置３１は、液晶容器５を加熱／冷却することにより、液晶容器５に貯留された液晶９の温度を制御する。液晶９の温度は液晶容器５の温度をモニターしながらフィードバック制御によって一定の温度に制御される。温度制御装置３１は制御装置７０に接続されており、制御装置７０によって、温度制御装置３１の温度制御動作の開始／停止、及び液晶９の温度（液晶容器５を加熱／冷却する温度等）が制御されるようになっている。
【００３２】
図２は、液晶滴下装置３の概略断面図である。液晶滴下装置３は、液晶９を内部に収容する液晶容器５と、液晶容器５の底部に設けられた弁口５４と、弁口５４の上部（＋Ｚ側）に設けられた弁座５５と、液晶容器５の内部に移動可能に設けられた弁部材６と、弁部材６の底部から弁口５４を介して液晶容器５の外部に突出した突出部６４と、を備えている。
【００３３】
液晶容器５は、セラミックス等の非導電材で形成されている。液晶容器５には、軸線をＺ方向に向けた状態で支持板４を貫通する第１円筒部５２が設けられている。第１円筒部５２の上端部は支持板４から上方（＋Ｚ方向）に突出しており、該突出部分に第１円筒部５２よりも外径の大きな円筒状のフランジ部５１が形成されている。フランジ部５１は支持板４の上面に固定されており、これにより液晶容器５と支持板４とが固定されている。
【００３４】
一方、第１円筒部５２の下端部は支持板４から下方（―Ｚ方向）に突出しており、該突出端には、下方（―Ｚ方向）に向けて徐々に外径が収縮するテーパ状の第２円筒部５３が形成されている。ここで、第２円筒部５３の底部には開口部５４が設けられ、該開口部５４が弁口とされ、第２円筒部５３の内周面が弁座５５とされている。
【００３５】
弁部材６は、液晶容器５の内部を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられた弁体６０と、弁体６０から下方（―Ｚ方向）に突出した第１突出部６４と、弁体６０から上方（＋Ｚ方向）に突出した第２突出部６５と、を備えている。
【００３６】
弁体６０は、樹脂、セラミックス、ガラス等の非導電材で形成されており、表面には撥水性に優れた表面処理が施されている。弁体６０には、軸線方向（Ｚ軸方向）の中央部に、第１円筒部５２の内径よりも小さい内径の第１円柱部６１が設けられており、第１円柱部６１の下端部には、下方（―Ｚ方向）に向けて徐々に外径が収縮するテーパ状の第２円柱部６２が形成され、上端部には、上方（＋Ｚ方向）に向けて徐々に外径が収縮するテーパ状の第３円柱部６３が形成されている。第２円柱部６２の外面形状は、上述した弁座５５に対応しており、第２円柱部６２の外面が弁座５５に着座する弁部とされている。
【００３７】
第２円柱部６２の下端部には、下方（―Ｚ方向）に突出する第１突出部６４が一体に連結されている。第１突出部６４は、弁口５４との間に隙間を形成した状態で弁口５４から下方（−Ｚ方向）に突出している。また、第３円柱部６３の上端部には、上方（＋Ｚ方向）に突出する第２突出部６５が一体に連結されており、弁部材６全体のバランスがとられている。すなわち、弁部材６は、第１円柱部６１を中心として、第２円柱部６２と第３円柱部６３とが軸線方向において互いに対象となる形状、姿勢で形成され、且つ第１突出部６４と第２突出部６５とが軸線方向において互いに対称となる形状、姿勢で形成されており、これらを上下逆に配置しても同じ機能が達成されるようになっている。かかる構成により、弁部材６の一部に破損等が生じても他端側の構成を使用することが可能になり、その結果、弁部材全体としての寿命を向上することが可能となっている。
【００３８】
図１に戻って、液晶パネル１１０の周囲には、第１温度制御装置２０と第２温度制御装置４０とを含む温度制御装置７が設けられている。第１温度制御装置２０はステージ２上に固定され、液晶パネル１１０は第１温度制御装置２０上に載置されている。第１温度制御装置２０は、液晶パネル１１０の第１基板１０１を加熱／冷却し、第１基板１０１に所定の温度分布を形成する。第１基板１０１の温度は第１基板１０１の温度をモニターしながらフィードバック制御によって一定の温度に制御される。
【００３９】
一方、第２温度制御装置４０は、液晶パネル１１０の第２基板１０２上に載置され、液晶パネル１１０の第２基板１０２を加熱／冷却することにより、第２基板１０２に所定の温度分布を形成する。第２基板１０２の温度は第２基板１０２の温度をモニターしながらフィードバック制御によって一定の温度に制御される。第２温度制御装置４０は、Ｙ軸方向に延びるストライプ状に形成されており、液晶滴下装置３と干渉しないようにＸ軸方向の幅が第２基板１０２と同程度の大きさとなっている。
【００４０】
第１温度制御装置２０と第２温度制御装置４０は、それぞれ制御装置７０に接続されている。そして、制御装置７０によって、第１温度制御装置２０と第２温度制御装置４０の温度制御動作の開始／停止、及び液晶パネル１１０に付与する温度分布（第１基板１０１の温度分布及び第２基板１０２の温度分布）の大きさ等が制御されるようになっている。
【００４１】
第１温度制御装置２０は、液晶パネル１１０を加熱／冷却する際の熱源となる熱電変換素子（ペルチェ素子）２３と、熱電変換素子２３を挟持する一対の冷熱基板２４，２５と、を備えている。冷熱基板２４，２５は、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い基板から構成されている。液晶パネル１１０の第１基板１０１は、冷熱基板２４，２５のうち上側（＋Ｚ側）に設けられた冷熱基板２５と接触しており、冷熱基板２５を介して熱の授受を行うようになっている。
【００４２】
第２温度制御装置４０は、液晶パネル１１０を加熱／冷却する際の熱源となる熱電変換素子（ペルチェ素子）４１と、熱電変換素子４１を挟持する一対の冷熱基板４２，４３と、を備えている。冷熱基板４２，４３は、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い基板から構成されている。液晶パネル１１０の第２基板１０２は、冷熱基板４２，４３のうち下側（−Ｚ側）に設けられた冷熱基板４３と接触しており、冷熱基板４３を介して熱の授受を行うようになっている。
【００４３】
なお、図示は省略したが、第１温度制御装置２０と第２温度制御装置４０には、必要に応じて液体循環式冷熱ユニットが接続される。液体循環式冷熱ユニットは、液晶パネル１１０から冷熱基板２４及び冷熱基板４３に移動した熱を受熱する受熱部と、受熱部で受熱した熱を真空チャンバ１０の外部に排出する排熱部と、受熱部と排熱部との間を液体冷媒が循環する循環路とを備えるものである。かかる液体循環式冷熱ユニットを備えることにより、液晶パネル１１０の加熱／冷却を効率的且つ精密に行うことが可能となる。
【００４４】
図３は、熱電変換素子２３の電気的構成を示す説明図である。熱電変換素子２３は、いずれもシリコン等からなるＮ型半導体ブロック２３ｎ及びＰ型半導体ブロック２３ｐを、第１電極２３ｂと、２枚の第２電極２３ｃ，２３ｃとにより挟持した構成を備えており、２枚の第２電極２３ｃから導出された配線２３ａを介して電源に接続されている。熱電変換素子２３を電源に接続して動作させると、Ｐ型半導体ブロック２３ｐとＮ型半導体ブロック２３ｎとの間に、第１電極２３ｂ及び第２電極２３ｃ，２３ｃを介して電源の極性に応じた一方向の電流が流れるようになっており、図示のごとく接続した場合には、第１電極２３ｂ側は温度が低下して冷却され、反対側の第２電極２３ｃ，２３ｃ側は温度が上昇して加熱される。熱電変換素子２３は、このようにして電極２３ｂ，２３ｃ間に生じる温度差を利用して、対象物の加熱／冷却を行なうようになっている。なお、図２において電源の極性を逆向きにすると、第１電極２３ｂが加熱され、第２電極２３ｃが冷却される。
【００４５】
熱電変換素子２３は液晶パネルの平面領域内に複数設けられている。液晶パネルのシール材に囲まれた領域（シール材の枠内の領域という）には、複数の熱電変換素子２３がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状に設けられている。そして、複数の熱電変換素子２３のうちの特定の熱電変換素子２３を駆動することにより、シール材の枠内の特定の領域を選択的に加熱／冷却できるようになっている。本実施形態の場合、熱電変換素子２３は主に液晶パネルの第１基板の熱を吸熱（冷却）することによって第１基板の所定の領域に相対的に温度の低い低温領域を形成する冷却手段として機能する。熱電変換素子２３によって冷却されない領域は相対的に温度の高い高温領域となり、これら低温領域と高温領域とが混在することにより、第１基板に所定の温度分布が形成される。
【００４６】
なお、図示は省略したが、熱電変換素子４１も熱電変換素子２３と同様の構造を備えている。すなわち、熱電変換素子４１は、いずれもシリコン等からなるＮ型半導体ブロック及びＰ型半導体ブロックを、第１電極と、２枚の第２電極とにより挟持した構成を備えており、熱電変換素子４１を電源に接続して動作させると、Ｐ型半導体ブロックとＮ型半導体ブロックとの間に、第１電極及び第２電極を介して電源の極性に応じた一方向の電流が流れ、その電流の方向に応じて、一方の電極が加熱され、他方の電極が冷却される。
【００４７】
熱電変換素子４１は液晶パネルの平面領域内に複数設けられている。液晶パネルのシール材に囲まれた領域には、複数の熱電変換素子４１がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状に設けられており、これら複数の熱電変換素子４１のうちの特定の熱電変換素子４１を駆動することにより、シール材の枠内の特定の領域を選択的に加熱／冷却できるようになっている。本実施形態の場合、熱電変換素子４１は主に液晶パネルの第２基板の熱を吸熱（冷却）することによって第２基板の所定の領域に相対的に温度の低い低温領域を形成する冷却手段として機能する。熱電変換素子４１によって冷却されない領域は相対的に温度の高い高温領域となり、これら低温領域と高温領域とが混在することにより、第２基板に所定の温度分布が形成される。
【００４８】
図１に戻って、上記構成のステージ２、液晶供給装置１及び温度制御装置７は、１点鎖線で示された真空チャンバ１０の内部に設けられている。真空チャンバ１０の側面には、配管１２１及びバルブ１２２を介して減圧ポンプ１２０が接続されている。そして、減圧ポンプ１２０を駆動させることにより、真空チャンバ１０の内部が排気され、真空チャンバ１０の内部の圧力が制御される。また、真空チャンバ１０の側面には、リーク用の配管１２３及びバルブ１２４が設けられており、この配管１２３を介して真空チャンバ１０の内部が大気開放される。
【００４９】
減圧ポンプ１２０、バルブ１２２及びバルブ１２４は制御装置７０に接続されている。制御装置７０は、バルブ１２２及びバルブ１２４の開閉量を制御することによって、真空チャンバ１０の内部の圧力を制御するようになっている。真空チャンバ１０の内部は、液晶滴下装置３から液晶９が液晶パネル１１０の液晶注入口１０３ａに供給された後、大気開放されるが、そのときの真空チャンバ１０の圧力を制御することで、液晶パネル１１０に注入される液晶９の圧力、すなわち液晶９の流動速度を制御することが可能となる。
【００５０】
［液晶注入方法］
次に、図４を用いて、液晶パネル１１０の内部に液晶９を注入する工程を説明する。図４（ａ）に示すように、液晶の充填されていない空の液晶パネル１１０を作製したら、該液晶パネル１１０を真空チャンバの内部に搬送し、液晶パネル１１０の第１基板１０１側及び第２基板１０２側にそれぞれ第１温度調節装置２０及び第２温度調節装置４０を配置する。そして、第１温度制御装置２０及び第２温度制御装置４０によって液晶パネル１１０の第１基板１０１及び第２基板１０２を冷却し、第１基板１０１と第２基板１０２にそれぞれ所定の温度分布を形成する。また、温度制御装置３１により液晶容器５を冷却し、液晶容器５に収容された液晶９の粘度を所定の粘度になるまで増加させる。
【００５１】
液晶パネル１１０には、第１基板１０１と第２基板１０２の互いに対向する面に配向膜１０８，１０９が形成されている。配向膜１０８，１０９としては、ポリイミド等の有機材料で形成された有機配向膜若しくは酸化シリコン等の無機材料で形成された無機配向膜のいずれを用いても良い。配向膜１０８，１０９は、液晶パネルに注入された液晶に対して所定の方向に配向規制力を及ぼし、電圧無印加時の液晶の配向状態を規定する。本実施形態の場合、第１基板１０１の第１配向膜１０８と第２基板１０２の第２配向膜１０９はいずれも無機配向膜である。無機配向膜は、酸化シリコン等を基板に対して斜め方向に蒸着又はスパッタすることにより形成することができる。本実施形態の場合、第１配向膜１０８の配向規制方向と第２配向膜１０９の配向規制方向とは互いに交差しており、例えば、第１配向膜１０８の配向規制方向はＸ軸に平行な方向であり、第２配向膜１０９の配向規制方向はＹ軸に平行な方向である。
【００５２】
次に、液晶滴下装置３を図示略の移動装置を用いて液晶パネル１１０の上部に移動する。そして、液晶滴下装置３の弁口５４を液晶パネル１１０の液晶注入口１０３ａの上部近傍に配置し、第１突出部６４のＸＹ平面内の位置を液晶注入口１０３ａに対して正確に位置決めする。そして、第１突出部６４と液晶注入口１０３ａとを位置決めしたら、図４（ｂ）に示すように、液晶滴下装置３を移動装置によって下方（―Ｚ方向）に移動させる。そして、液晶パネル１１０の第１基板１０１を液晶滴下装置３の第１突出部６４に押し当て、弁体６０を押し上げる。これにより、弁体６０の弁部が液晶容器５の弁座５５から離間して弁口５４が開かれ、該弁口５４と第１突出部６４との隙間から液晶注入口１０３ａの近傍に液晶９が供給される。
【００５３】
所望の量の液晶９が供給されたら、液晶滴下装置３を上方（＋Ｚ方向）に移動し、弁体６０を自重により下方に移動させて、弁体６０の弁部を弁座５５に着座させる。これにより、弁口５４が閉じられ、液晶９の供給が停止される。
【００５４】
続いて、真空チャンバを大気開放し、液晶パネル１１０の内部（セルギャップ）１０４に液晶９を注入する。液晶パネル１１０の内部は真空状態であるため、液晶注入口１０３ａの近傍に配置された液晶９は、液晶パネル１１０の内部と液晶パネル１１０の外部との気圧差によって液晶パネル１１０の内部に吸い込まれ、液晶パネル１１０の内部に充填される。このとき真空チャンバ内にガスを供給するリークバルブ（図１のバルブ１２４）の開閉量を制御し、真空チャンバの内部を大気圧よりも低い圧力（減圧状態）に制御する。こうすることで、液晶９の注入速度（流動速度）が遅くなり、急激なスピードで注入されることによる流動配向の発生を防止することができる。
【００５５】
以上により液晶９が液晶パネル１１０の内部に充填されたら、液晶パネル１１０を真空チャンバから搬出し、液晶注入口１０３ａを封止材によって封止する。そして、図４（ｃ）に示すように、液晶パネル１１０を加熱装置１１によってネマチック−アイソトロピック相転移温度以上で加熱処理し、液晶９の熱平衡状態をネマチック相から等方相に相変化させる（等方処理）。そして、液晶パネル１１０を冷却することにより、再び液晶９をネマチック相に相変化させ、液晶９の配向方向を配向膜の配向規制方向に即した方向に揃える。以上により、液晶注入工程が完了する。
【００５６】
ここで、図５を用いて、第１基板１０１と第２基板１０２に形成する温度分布と液晶９の流動方向との関係を説明する。図５は、第１基板１０１及び第２基板１０２に形成される温度分布と液晶の流動方向との関係を示す平面図である。図５では、第１基板１０１に形成される温度分布を図５（ａ）に示し、第２基板１０２に形成される温度分布を図５（ｂ）に示し、さらに、それぞれの基板の近傍（配向膜と液晶層との界面）を流動する液晶の流れを実線の矢印で示している。なお、図５（ａ）において、第１基板１０１は薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor; TFT）等の画素スイッチング素子が形成された素子基板であり、第２基板１０２は画素スイッチング素子が形成されない対向基板である。図５（ａ）において、符号１０５は外部端子、符号１０６は走査線駆動回路、符号１０７はデータ線駆動回路を示している。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、第１基板１０１には、図１の第１温度制御装置２０によって冷却された低温領域ＣＡが形成されている。第１温度制御装置２０によって冷却されない部分は、低温領域ＣＡに比べて相対的に温度の高い高温領域ＷＡとなっている。第１配向膜１０８の配向規制方向（Ｘ軸方向）は、液晶注入口１０３ａが形成されたシール材１０３の１辺と直交する方向に設けられている。
【００５８】
高温領域ＷＡは、液晶注入口１０３ａから第１配向膜１０８の配向規制方向に延在する領域として形成され、それ以外の領域は低温領域ＣＡとなっている。高温領域ＷＡのＹ軸方向の幅（第１配向膜１０８の配向規制方向と直交する方向の幅）は液晶注入口１０３ａから離れるに従って狭くなるように形成されており、これにより液晶注入口１０３ａから前方側に向けて先窄みになるような略台形状の高温領域ＷＡが形成されている。台形の斜辺（境界部Ｂ）と第１配向膜１０８の配向規制方向（Ｘ軸方向）とのなす角度（交差角度）は、０°以上４５°以下の範囲に制御されている。これにより、液晶注入後に等方処理等を行うことによって、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部に沿って配向された液晶９を第１配向膜１０８の配向規制方向に揃えることが可能となる。なお、本実施形態の場合、高温領域ＷＡ及び低温領域ＣＡの平面形状は、液晶注入口１０３ａの中央部を通るＸ軸に平行な直線に対して線対称な形状となっている。
【００５９】
かかる構成において液晶注入口１０３ａに液晶９を供給すると、液晶９は液晶注入口１０３ａを中心として同心円状に進行し、徐々に液晶パネル全体に広がっていく。この場合、配向膜近傍を除く部分の液晶層（第１配向膜１０８の近傍を除く部分の液晶層）の流れは、液晶パネルの液晶注入口１０３ａから液晶パネルの内部に広がる方向であるが、第１配向膜１０８の近傍の液晶９の流動は、第１基板１０１に形成された温度分布の影響によって、配向膜近傍を除く部分の液晶層全体の動きとは関係なく所定の方向に制御される。これは次の理由による。
【００６０】
すなわち、液晶分子の長軸方向は液晶の流動方向と概ね一致し、その流動方向は液晶が接する部分の温度分布に依存する。例えば、液晶９は温度によって粘度が変化し、温度の低い領域（低温領域ＣＡ）では粘度が増加し、温度の高い領域（高温領域ＷＡ）では粘度が低下する。そのため、液晶パネルに低温領域ＣＡと高温領域ＷＡを付与すると、液晶９は高温領域ＷＡにおいて流動が促進され、低温領域ＣＡでは流動が抑制される。その結果、液晶９は低温領域ＣＡと高温領域ＷＡの境界部Ｂに沿って流動し、それに応じて液晶分子の長軸方向も境界部Ｂの延在方向に沿って配向する。境界部Ｂ以外の領域では、液晶９は境界部Ｂの液晶９の配向の影響によって境界部Ｂと同様の配向状態を形成するため、液晶パネル全体としては一様な配向状態が実現される。
【００６１】
ここで、本実施形態のように第１配向膜１０８の配向規制方向（Ｘ軸方向）と配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流動方向とが異なる場合、バルク全体（配向膜近傍を除く液晶層全体）としては液晶９は液晶注入口１０３ａから液晶パネルの内部に向けて徐々に流動し、その液晶分子の長軸方向は配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流動方向と一致する。しかし、第１配向膜１０８の近傍の液晶９のみに着目した場合には、液晶分子の長軸方向は第１配向膜１０８の配向規制方向（Ｘ軸方向）と概ね一致し、その流動方向は第１配向膜１０８の配向規制方向に流動しやすく、それと直交する方向（Ｙ軸方向）には流動しにくくなる。この場合、第１配向膜１０８の近傍の液晶９の流動は配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流動に比べて小さなものとなるが、低温領域ＣＡの液晶の粘度と高温領域ＷＡの液晶の粘度とが異なることによって液晶９の流動方向若しくは流動時の液晶９の姿勢（液晶分子の長軸方向）が低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの延在方向に制御されるので、配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流れによって第１配向膜１０８の近傍の液晶９の配向が大きく乱されることはない。
【００６２】
また、本実施形態のように液晶注入口１０３ａの進行方向前方に高温領域ＷＡを形成し、その両側に低温領域ＣＡを形成した場合、液晶注入口１０３ａの前方には液晶９は充填されやすいが、液晶注入口１０３ａの側方には液晶９は充填されにくい。そのため、高温領域ＷＡの幅を一定の幅に形成し若しくは液晶注入口１０３ａから離れるに従って広くなるように形成した場合、高温領域ＷＡの前方端部まで充填された液晶９が側方の低温領域ＣＡに回り込み、その回り込んだ部分の液晶の配向が第１配向膜１０８の配向規制方向（Ｘ軸方向）とは異なる方向で固定されてしまう。しかし、本実施形態のように高温領域ＷＡの幅を液晶注入口１０３ａから離れるに従って狭くなるように形成した場合、液晶注入口１０３ａから側方に広がる液晶９の量が増えるため、高温領域ＷＡの前方端部に液晶９が充填されるまでに低温領域ＣＡ内に十分な量の液晶９が充填される。そのため、高温領域ＷＡから低温領域ＣＡへの液晶９の回り込みが少なくなり、配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００６３】
一方、図５（ｂ）に示すように、第２基板１０２には、図１の第２温度制御装置４０によって冷却された低温領域ＣＡが形成されている。第２温度制御装置４０によって冷却されない部分は、低温領域ＣＡに比べて相対的に温度の高い高温領域ＷＡとなっている。
【００６４】
低温領域ＣＡはＹ軸方向にストライプ状に形成されており、かかる低温領域ＣＡがＸ軸方向に複数配置されることにより、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとがストライプ状に交互に並んだ温度分布が形成されている。本実施形態の場合、低温領域ＣＡは４つ設けられているが、低温領域ＣＡの数はこれに限定されない。また、本実施形態において、Ｘ軸方向における低温領域ＣＡの幅は高温領域ＷＡの幅に比べて狭くなっており、第２基板１０２の広い領域で所望の流動状態が実現できるようになっている。さらに、本実施形態では、高温領域ＷＡ及び低温領域ＣＡの平面形状は、液晶注入口１０３ａの中央部を通るＸ軸に平行な直線に対して線対称な形状となっている。
【００６５】
かかる構成において液晶注入口１０３ａに液晶９を供給すると、液晶９は液晶注入口１０３ａを中心として同心円状に進行し、徐々に液晶パネル全体に広がっていく。この場合、バルクとしての液晶（第２配向膜１０９の近傍を除く部分の液晶層）の流れは、液晶パネルの液晶注入口１０３ａから液晶パネルの内部に広がる方向であるが、第２配向膜１０９の近傍の液晶９の流動は、第２基板１０２に形成された温度分布の影響によって、配向膜近傍を除く部分の液晶層全体の動きとは関係なく所定の方向に制御される。
【００６６】
本実施形態のように第２配向膜１０９の配向規制方向（Ｙ軸方向）と配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流動方向とが異なる場合、バルク全体（配向膜近傍を除く部分の液晶層全体）としては液晶９は液晶注入口１０３ａから液晶パネルの内部に向けて徐々に流動し、その液晶分子の長軸方向は配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流動方向と一致する。しかし、第２配向膜１０９の近傍の液晶９のみに着目した場合には、液晶分子の長軸方向は第２配向膜１０９の配向規制方向（Ｙ軸方向）と概ね一致し、その流動方向は第２配向膜１０９の配向規制方向に流動しやすく、それと直交する方向（Ｘ軸方向）には流動しにくくなる。この場合、第２配向膜１０９の近傍の液晶９の流動は配向膜近傍をのぞく部分の液晶層９の流動に比べて小さなものとなるが、低温領域ＣＡの液晶の粘度と高温領域ＷＡの液晶の粘度とが異なることによって液晶９の流動方向若しくは流動時の液晶９の姿勢（液晶分子の長軸方向）が低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの延在方向に制御されるので、配向膜近傍を除く部分の液晶層９の流れによって第２配向膜１０９の近傍の液晶９の配向が大きく乱されることはない。
【００６７】
また、本実施形態のように低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとが多数配置されていると、一つ一つの高温領域ＷＡの幅が狭くなり、その狭い高温領域ＷＡの中で液晶９を配向させることができる。例えば、高温領域ＷＡの幅が広くなると、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの液晶９の配向状態が高温領域ＷＡの中央部にまで及びにくくなるが、高温領域ＷＡの幅が狭くなると、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの液晶９の配向状態が高温領域ＷＡの中央部にまで及ぶようになり、より配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００６８】
以上のように、第１基板１０１の近傍では液晶９は概ね第１配向膜１０８の配向規制方向と一致する方向に配向され、第２基板１０２の近傍では液晶９は概ね第２配向膜１０９の配向規制方向と一致する方向に配向される。第１基板１０１の近傍では、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界Ｂが第１配向膜１０８の配向規制方向と交差する方向に設けられているため、正確には液晶９の配向方向（流動方向）と第１配向膜１０８の配向規制方向とは一致させることはできない。しかし、液晶９の配向方向と第１配向膜１０８の配向規制方向とが完全に一致しない場合であっても、液晶９には第１配向膜１０８からある程度の配向規制力が働くため、その配向規制力によって液晶９の配向方向が修正され、最終的には第１配向膜１０８の近傍の液晶９の配向方向が第１配向膜１０８の配向規制方向と概ね一致する方向に揃えられる。また、本実施形態では、図４（ｃ）で等方処理を施しているため、上記修正後に液晶９の配向方向が第１配向膜１０８の配向規制方向と若干異なっていても、等方処理によって両者の不一致は略完全に解消される。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の液晶注入装置ＬＳでは、第１基板１０１と第２基板１０２にそれぞれ相対的に温度の低い低温領域ＣＡと相対的に温度の高い高温領域ＷＡとを含む所定の温度分布を発生させる温度制御装置７が設けられているため、第１配向膜１０８及び第２配向膜１０９の近傍の液晶９の流動方向及び配向方向をそれぞれ第１配向膜１０８の配向規制方向及び第２配向膜１０９の配向規制方向と概ね一致させることができる。そのため、流動配向による配向不良が低減され、歩留まりの高い液晶装置が提供できる。
【００７０】
なお、本実施形態では、第１基板１０１に付与する温度分布を図５（ａ）のようなものとしたが、温度分布の形態はこれに限定されず、液晶の種類や第１配向膜１０８の配向規制方向等によって種々変更可能である。例えば、図６では、第１基板１０１に形成する低温領域ＣＡの形状を第２基板１０２と同様にストライプ形状とした例が示されている。この例では、低温領域ＣＡはＸ軸方向にストライプ状に形成されており、かかる低温領域ＣＡがＹ軸方向に複数配置されることにより、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとがストライプ状に交互に並んだ温度分布が形成されている。Ｙ軸方向における低温領域ＣＡの幅は高温領域ＷＡの幅に比べて狭くなっており、第１基板１０１の広い領域で所望の流動状態が実現できるようになっている。また、高温領域ＷＡ及び低温領域ＣＡの平面形状は、液晶注入口１０３ａの中央部を通るＸ軸に平行な直線に対して線対称な形状となっている。
【００７１】
この構成においては、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとがストライプ状に交互に並んでいるため、第１配向膜１０８の近傍の液晶９の流動方向はＸ軸方向に平行な方向に規定される。また、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとが多数配置されているため、一つ一つの高温領域ＷＡの幅が狭くなり、その狭い高温領域ＷＡの中で液晶９を配向させることができる。例えば、高温領域ＷＡの幅が広くなると、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの液晶９の配向状態が高温領域ＷＡの中央部にまで及びにくくなるが、高温領域ＷＡの幅が狭くなると、低温領域ＣＡと高温領域ＷＡとの境界部Ｂの液晶９の配向状態が高温領域ＷＡの中央部にまで及ぶようになり、より配向均一性の高い液晶装置が提供できる。
【００７２】
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。
【００７３】
例えば、上記実施形態では、配向膜１０８，１０９をいずれも無機配向膜としたが、配向膜１０８，１０９はポリイミド等で形成された有機配向膜であっても良い。また、一方の配向膜を無機配向膜、他方の配向膜を有機配向膜としても良い。
【００７４】
また、上記実施形態では、液晶パネル１１０の第１基板１０１及び第２基板１０２の双方に温度制御装置を設けたが、温度制御装置は第１基板１０１又は第２基板１０２の一方のみに設けても良い。例えば、液晶注入口１０３ａから注入される液晶の流動方向と第１基板１０１の第１配向膜１０８の配向規制方向とは概ね一致するため、温度制御装置を第２基板１０２のみに設置し、第２配向膜１０９の近傍の液晶の流動のみを制御するものとしても良い。同様に、一方の配向膜の配向規制力が弱く、他方の配向膜の配向規制力が強い場合には、配向規制力の弱い配向膜の形成された基板にのみ温度制御装置を設置しても良い。例えば、一方の配向膜が無機配向膜であり、他方の配向膜が有機配向膜である場合、無機配向膜の形成された基板にのみ温度制御装置を設けることができる。こうすることで、配向規制力の弱い配向膜の近傍に流動配向が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶注入装置の概略構成図である。
【図２】同液晶注入装置に備えられる液晶滴下装置の概略断面図である。
【図３】同液晶注入装置に備えられる熱電変換素子の電気的構成を示す模式図である。
【図４】同液晶滴下装置による液晶注入工程を説明する工程図である。
【図５】液晶パネルに付与される温度分布と液晶の流動方向との関係の説明図である。
【図６】液晶パネルに付与される温度分布の他の形態の説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…液晶供給装置、５…液晶容器、６…弁部材、７…温度制御装置、９…液晶、１０…真空チャンバ、２０…第１温度制御装置、２３…熱電変換素子、４０…第２温度制御装置、４１…熱電変換素子、５４…弁口、５５…弁座、６４…突出部、７０…制御装置、１０１…第１基板、１０２…第２基板、１０３…シール材、１０３ａ…液晶注入口、１０４…セルギャップ（第１基板と第２基板との隙間）、１０８…第１配向膜、１０９…第２配向膜、１１０…液晶パネル、Ｂ…低温領域と高温領域との境界部、ＣＡ…低温領域、ＷＡ…高温領域、ＬＳ…液晶注入装置
【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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