JP4387052B2

JP4387052B2 - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP4387052B2
Application number: JP2000314130A
Authority: JP
Inventors: 国広田代; 琢也吉見; 英昭津田; 公昭中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: JP2002122870A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に紫外線硬化樹脂又は紫外線＋熱硬化樹脂を形成してなる枠パターン内に液晶を滴下して上下基板を貼り合せ、前記樹脂を硬化してなる液晶表示装置及びその製造方法、並びに上述の滴下注入法を行なうための液晶滴下装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示パネルの作製に際して、液晶の注入工程では、封止されたセルに設けられた注入口から当該パネル内に注入する手法が用いられている。近時では、液晶表示パネルの大画面化の要請が高く、この手法では十分な表示特性を得ることが困難となりつつある。
【０００３】
そこで、セル基板の画像表示領域の周辺部に紫外線硬化樹脂もしくは（紫外線＋熱）による硬化樹脂からなるシール剤を塗布して枠パターンを形成し、この枠パターン内に液晶を滴下して各基板を貼り合せる滴下注入法が注目されている。この滴下注入法は、液晶注入工程を含むパネル化工程の大幅な時間短縮化、簡略化を実現し、低コストで信頼性の高い液晶表示パネルの製造を可能とするとともに、当該滴下注入法を用いて作製された液晶表示パネルは、正面からのコントラスト比が極めて高く、視覚特性に優れ、白黒の応答性が良好であるという優位性を有しており、高性能な大画面の液晶モニタに適用して好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、滴下注入法による液晶注入には、製造工程上及び製品の表示特性上極めて優れた効果を奏する反面、以下に示すような改善すべき諸々の問題点がある。
【０００５】
図２３参照
滴下注入法では、セル（基板１０１）に注入口を要しないため、メインシール１０２は閉じた枠パターンとなるが、ディスペンサを用いて閉じた枠パターンを形成するとシール塗布の始点と終点が重なり、その部分１０３ではシール幅が大きくなる。表示領域周辺部には遮光膜１０５が形成されており、シール幅が大きくなるとシール剤の一部が遮光されて硬化不良が発生する（図２３（ａ））。このため従来技術では、シール剤が遮光されないようにメインシール１０２を遮光膜から十分に離して行うか、シール塗布の始点と終点をマージンの大きなコーナー部にする方法（特開平８−２４０８０７公報参照）が提案されている（図２３（ｂ））。
【０００６】
しかしながら、シール剤が遮光されないようにメインシール１０２を遮光膜から十分に離して形成すると、画像表示領域１０４に対して外形寸法の割合が大きくなってしまう。また、シール塗布の始点と終点をコーナー部にすると、確かにシール剤は直線部より遮光膜にかかり難くなる。しかしそれは、遮光膜とシール剤との距離が直線部の約１．４倍になるためであり、重なり部１０３の膨らみがその距離以上に大きくなれば遮光膜にかかり、やはり硬化不良が発生することになる。
【００２５】
以上説明したように、滴下注入法は液晶表示パネルの効率的な作製及び優れた表示特性の実現に資する技術であるものの、改善すべき諸々の問題点があり、今後の解決が待たれる現況にある。
【００２６】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成する液晶表示装置の製造方法を提供するものである。
【００２７】
シール剤に起因して発生しがちな保持率低下による表示ムラを抑止し、滴下注入法を用いて歩留まり良く簡便に液晶表示装置を製造し、信頼性の高い液晶表示装置を実現する。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００３１】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、前記枠パターン外に前記シール剤塗布の始点及び終点の両方が位置するように、前記シール剤を塗布することを特徴とする。
これにより、枠パターン上で始点と終点は重ならなくなるため、枠パターン上でシール幅が太くなって遮光膜と重畳することが防止される。
【００３２】
この場合、前記始点又は前記終点の少なくとも一方を、前記基板の非実装辺側に位置するように前記シール剤の塗布を行なうことが好適である。
当該点を枠パターン外に位置するように形成すると、枠パターンヘ結び付く繋ぎパターンが必要となる。実装辺側では基板の切断位置が上下で異なるため、当該点が実装辺側に位置すると切断部の基板同士が繋ぎパターンにより接着され、切断し難くなる。非実装辺側であれば基板の切断位置は上下で同一であるため、切断部の基板同士が繋ぎパターンにより接着されることはなくなり、基板は容易に切断できる。
【００３３】
更に、前記始点又は前記終点の少なくとも一方を前記枠パターンと前記非実装辺を横切るように結び付けることが好適である。
繋ぎパターンを斜めに形成することにより、当該点と枠パターンを非実装辺を横切らない形で結びつけることも可能であるが、斜め方向へのシール塗布はディスペンサ手段の制御上難しく、現実的ではない。当該点と枠パターンを非実装辺を横切る形で結び付ければ、繋ぎパターンを直線で形成できるため、シール塗布が容易になる。
【００３４】
また、前記始点と前記終点を前記基板上で一致させ、前記シール剤によるシールパターンを連続して形成することが好適である。
一筆書きの要領でシールパターンを連続して形成すれば、枠パターン上から始点と終点を無くせると共に、多面取りの基板でも容易にシール塗布できる。
【００３５】
本発明の液晶表示装置及びその製造方法では、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を対象とし、透明導電膜を表面にコーティングした粒子を混入してなるトランスファシールにより前記一対の基板間を導通させることを特徴とする。
【００３６】
透明導電膜のうち、例えばＩＴＯ膜は従来導電膜として用いられていたニッケルや金に比べると抵抗は大きいが、透明電極として液晶表示パネルに広く用いられているものであり、導通をとる上で問題になるものではない。紫外線はＩＴＯ膜により一部吸収されて減衰するが、金属膜では最も透過率が高く、これをトランスファシールに混入させることにより紫外線はシール内部まで到達し易くなり、これによりトランスファシールの硬化が容易となる。
【００３７】
本発明の液晶表示装置及びその製造方法では、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を対象とし、前記一対の基板間を導通させるため、樹脂に導電性粒子を混入してなるトランスファシール下の電極に、前記樹脂を硬化するために照射する紫外線を反射する膜を形成することを特徴とする。
【００３８】
これにより、トランスファシールに照射された紫外線の一部を反射膜により再利用可能となるため、トランスファシールを硬化させる光量を従来より少なく抑えることができる。
【００３９】
この場合、前記紫外線を反射する膜としてアルミ膜又は銀膜を用い、薄膜トランジスタ側の前記基板に形成することが好適である。
アルミ膜もしくは銀膜であれば紫外線を反射し、ＴＦＴ工程で広く用いられている金属膜であるため、工程を増やすこと無く反射膜を形成できる。
【００４０】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を対象とし、前記一対の基板間を導通させるため、樹脂に導電性粒子を混入してなるトランスファシールに、前記樹脂を硬化するため、平行光からなる紫外線を基板鉛直方向又は斜め方向からスポット照射することを特徴とする。
【００４１】
スポット照射は、石英ファイバー等によるライトガイドを用いると直進性の高い平行光を照射することができる。
トランスファシールには紫外線の一部もしくは全部を吸収・反射する導電性粒子を混入するため、トランスファシール内に届く紫外線はこの粒子によって減衰される。また、トランスファシールは透明電極に挟まれており、これによっても紫外線は減衰される。トランスファシールに平行光からなる紫外線を基板鉛直方向もしくは斜め方向からスポット照射すれば、トランスファシールのみに減衰分の紫外線を追加照射することができる。加えて、平行光を照射できるため、光の回り込みによって液晶が劣化するのを最小限に抑えられる。
【００４２】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を対象とし、前記一対の基板間を導通させるため、樹脂に導電性粒子を混入してなるトランスファシールを塗布し、前記樹脂を硬化するため、紫外線照射によりこれを硬化した後、前記紫外線の照射後に、支持筐体により前記基板を平行保持した状態で前記基板を熱処理することを特徴とする。
【００４３】
従来の基板端で基板を支持する搬送カセットではなく、基板面の多点支持により基板を平行保持する構造の搬送カセットもしくは平行平板により基板を平行保持して熱硬化することにより、熱硬化処理中における位置ズレの発生が抑止される。
【００４４】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を対象とし、液晶の配向膜をその端部が前記シール剤の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成し、ほぼ３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長の光を照射して、前記シール剤の硬化を行うことを特徴とする。
【００４５】
液晶の光分解は概ね３２０ｎｍ未満の短波長で発生し、また当該樹脂の硬化には３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長が必要であることから、液晶にはこの波長を照射せず、当該樹脂にはこの波長を照射する工夫が必要となる。しかしながら、現実には困難であり、カットフィルタをマスクに用いて液晶表示パネル毎に位置合わせしても前述の問題が発生するため好ましくない。そこで当該樹脂の反応率をさほど低下させない範囲で３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長を減衰し、液晶の光分解を最小限に抑える工夫をする。
【００４６】
３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長の透過率がそれぞれ異なるエッジフィルタを用いて当該樹脂に硬化光量の紫外線を照射して樹脂の反応率を測定してみた。その結果、用いる樹脂により若干の差はあるが、高圧水銀灯の３１３ｎｍ輝線ピークでみた場合、その波長の透過率が３０％程度あれば反応率は殆ど低下しない事が分かった。これは、硬化光量は該樹脂の反応率がほぼ飽和に達する紫外線光量であるが、当該樹脂の硬化反応は硬化光量の３０％程度で急激に立ち上がり、反応率はそれ以降大きく変動しないからである。
【００４７】
しかし、このフィルタを用いて液晶に同量の紫外線を照射すると液晶の光分解はまだ大きく、保持率低下により表示不良が発生した。そこで、当該樹脂の硬化に影響が少ない５００ｎｍ以上の長波長をカットして液晶に同量の紫外線を照射した。その結果、液晶の光分解は少なくなり、保持率低下による表示不良は発生しなくなった。これは５００ｎｍ以上の長波長単独では液晶の光分解は起きないが、３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長と組み合わさる事により５００ｎｍ以上の長波長が熱源となって、液晶の光分解が促進されてしまうからである。
【００４８】
配向膜端を該樹脂の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成するのは、配向膜が当該樹脂の未硬化成分を吸着し、液晶中に拡散するのを抑える働きを持つからであり、また、配向膜端を当該樹脂の内周辺と面一に形成すると位置すれにより配向膜端と当該樹脂との間に空隙が発生し、配向膜端を当該樹脂の外周辺外側に形成すると耐湿性の弱い配向膜を介して当該樹脂と基板が接着されるため、高温高湿下で接着強度が著しく低下するからである。加えて、配向膜は３１３ｎｍ輝線ピークの波長を１５％程度減衰するため、液晶の光分解を緩和するフィルタとして用いることができる。これにより、照射光源に用いるフィルタの当該波長透過率を高くすることができるため、配向膜端外側の当該樹脂をより強固に硬化させることが可能となる。
【００４９】
従って、前記手法を組み合せることにより、当該樹脂の反応率をさほど低下させることなく、液晶の光分解を最小限に抑えられるため、保持率低下による表示不良は発生しなくなる。
【００５０】
この場合、少なくともカラーフィルタの形成される前記基板上の前記配向膜の端部を前記シール剤の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成し、当該基板側から前記波長の光を照射して、前記シール剤の硬化を行うことが好適である。
【００５１】
このカラーフィルターが画像表示領域のマスクの役割を果たす。基板上の配向膜端を当該領域に形成し、当該基板側から光を照射すれば、樹脂領域以外をマスキングする必要はなくなる。
【００５２】
また、少なくともカラーフィルタの形成される前記基板上の透明電極及び前記配向膜を各端部が前記シール剤の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に存するように形成し、当該基板側から前記波長の光を照射して、前記シール剤の硬化を行うことが好適である。
【００５３】
透明電極膜は、３１３ｎｍ輝線ピークの波長を３５％程度減衰し、配向膜と組み合せて用いることによりその波長を４５％程度減衰するため、液晶の光分解を緩和するフィルタとして用いられる。これにより照射光源に用いるフィルタの該波長透過率を更にに高くすることができるため、透明電極及び配向膜端外側の該樹脂をより強固に硬化させることが可能となる。
【００５４】
更に、ほぼ３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長の光を照射する手段として、当該波長以外をほぼカットするフィルタを照射光源側に配置することが好適である。
【００５５】
前述の公知例では、液晶に有害な特定波長以下の紫外線をカットするフィルターをマスクと液晶表示パネルの間に配置している。このような配置で本発明のフィルタを配置すると長波長カットフィルタは５００ｎｍ以上の長波長を吸収するため発熱し、液晶表示パネルも熱せられてしまう。液晶表示パネルが熱せられた状態で３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長が照射されると前述のように液晶の光分解反応が促進されてしまう。そこで長波長カットフィルタを照射光源側に配置することにより、液晶表示パネルヘの熱の移動を防止する。また、短波長カットフィルターもその吸収が短波長側だけでなく長波長側にもある場合が多く、照射光源側に配置して液晶表示パネルヘの熱の移動を抑止する。
【００５６】
更に、前記シール剤の硬化光量をＩ線基準でほぼ３０００ｍＪ／ｃｍ²以下とすることが好適である。
【００５７】
当該樹脂の硬化光量は、高圧水銀灯の照射強度が最大となる３６５ｎｍ輝線（Ｉ線）ピーク近傍の波長帯（３５０ｎｍ±３０ｎｍ程度）の積算光量を基準に設定している。Ｉ線ピークの強度を１００とすれば、３１３ｎｍ輝線ピークは高圧水銀ランプで約６０、メタルハライドランプで約３０となるが、高圧水銀ランプが輝線ピークのみ強度が強く出るのに対してメタルハライドランプは輝線ピーク近傍でブロードとなるため、３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長の積算光量では両ランプともにさほど大きな差はない。
【００５８】
液晶にほぼ３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長からなる光を照射し、液晶の光分解が活性化される紫外線光量を保持率低下から求めてみた。用いたカットフィルタの透過率は３１３ｎｍ輝線ピークで５０％、３６５ｎｍ輝線ピークで９０％である。その結果、液晶により若干の差はあるが、３１３ｎｍ輝線ピーク近傍の波長帯（３１０ｎｍ±２０ｎｍ程度）の積算光量で１０００ｍＪ／ｃｍ²程度であった。しかし、これでは当該樹脂の硬化光量と比較し難いため、Ｉ線基準の紫外線光量に換算すると３０００ｍＪ／ｃｍ²程度となる。本発明では配向膜により３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長を１５％程度減衰することができるが、大型基板に紫外線を面照射する場合の照度バラツキの保証値は通常で±１５％程度あり、当該樹脂の硬化光量がＩ線基準で３０００ｍＪ／ｃｍ²以上ではバラツキの最大値部分がこの値を超えて液晶に紫外線が照射されるため、液晶の光分解が活性化されて保持率低下が発生する。反応を活性化するにはある量以上のエネルギーが必要であり、それを越えるだけのエネルギーを与えられると反応は加速的に進行するが、そのエネルギー量未満であれば活性化されず、反応は差ほど進行しない。
【００５９】
本発明の液晶滴下装置は、所定量の液晶を吐出するディスペンサ手段と、前記ディスペンサ手段による液晶の吐出量を測定する測定手段とを備え、前記測定手段は、光学センサを有し、前記ディスペンサ手段から吐出した液晶が前記光学センサを通過した際に生じる当該光学センサの信号変動を積分し、液晶の吐出量を測定することを特徴とする。
【００６０】
ディスペンサ手段から吐出する液晶量は、当該ディスペンサ手段の自己制御のみでは正確性に欠けるため、前記測定手段を設け、ディスペンサ手段から吐出された液晶を光学センサの走査により当該液晶の量（体積）を測定する。この場合、光学センサの出力は吐出した液晶の液滴の幅を測定しており、連続して測定すれば吐出量の時間変化が測定され、測定結果を積分すれば吐出総量に相当する値が得られる。この値と実際の吐出量とを測定し比較して相関関係を予め求めておき、当該相関関係に基いて実際の吐出量を実時間で推定できる。これにより、所望部位に滴下する総吐出量を正確に制御することができ、大画面の液晶パネルを作製する際でも、セル厚の均一化を図ることが可能となる。
【００６１】
この場合、前記測定手段の具体例としては、吐出する液晶とほぼ垂直方向にレーザ光を走査し、吐出した液晶がこのレーザ光を横切ることでレーザ光の出力を変動させて前記光学センサにより検知し、液晶の吐出量を測定するものとすることが好適である。このように、照射光源としてレーザを用いることで、より迅速且つ正確に液晶の吐出量を測定することができる。
【００６２】
また、少なくとも２方向から液晶の吐出量を測定したり、互いにほぼ直交する２方向から当該吐出量を測定することで、吐出量測定の正確性を期すことができ好適である。
【００６３】
また、前記光学センサを、前記ディスペンサ手段の液晶吐出口から２ｃｍ以内の位置に設置することが好適である。
【００６４】
ディスペンサ手段のニードルの液晶吐出口に光学センサを設け、実際に滴下された液晶量を測定したところ、およそ液晶吐出口から２ｃｍ程度までは液滴が連続して滴下し、１ｃｍ程度が最も好適であることが分かった。これは、ニードル内の内側と外側の圧力差や気泡の発生により吐出距離が２ｃｍを超える程度に長くなると、はじめ連続に吐出していた液晶が不連続となり測定精度が下がるためである。
【００６５】
本発明の液晶滴下装置は、所定量の液晶を吐出するディスペンサ手段と、前記ディスペンサ手段により吐出された液晶の液滴形状を認識し、当該形状から実際の液晶の吐出量を推定する測定手段とを備えたことを特徴とする。
【００６６】
ディスペンサ手段から吐出する液晶量は、当該ディスペンサ手段の自己制御のみでは正確性に欠けるため、前記測定手段を設け、ディスペンサ手段から吐出された液晶の液滴形状を認識し、当該形状から実際の液晶の吐出量を推定する。この場合、予め液晶の液滴形状とその量（体積）との相関関係を求めておき、当該知見に基いて実際の吐出量を推定する。これにより、所望部位に滴下する総吐出量を正確に制御することができ、大画面の液晶パネルを作製する際でも、セル厚の均一化を図ることが可能となる。
【００６７】
この場合、前記測定手段の具体例としては、液晶の前記液滴形状を光学的に認識し、当該形状の画像から実際の液晶の吐出量を推定するものとする。
【００６８】
また、前記ディスペンサ手段の液晶吐出口の近傍に光学センサを設け、吐出した液晶が光学センサを通過した際に発生する当該光学センサの信号をトリガ信号として、液晶の液滴形状の画像から実際の液晶の吐出量を推定するようにしても好適である。
【００６９】
更に、前記ディスペンサ手段を、液晶をシリンジ内のピストンを移動させることにより吐出し、吐出量の制御を前記ピストンのストローク量により調節するものとし、画像処理の結果を基に前記ピストンのストローク量を自動的に変えるように構成しても好適である。
【００７０】
これにより、測定手段により測定されたディスペンサ手段からの吐出量の推定値がディスペンサ手段にフィードバックされ、液晶の吐出量の正確な制御が可能となる。
【００７１】
本発明の液晶滴下装置は、複数の細管を有し、前記各細管から所定量の液晶を吐出する吐出手段と、前記吐出手段の各細管に対応した各受け皿を有し、前記各受け皿で受け取った液晶の液滴の重量をそれぞれ測定する測定手段とを備え、前記測定手段により重量が測定され吐出量が特定された液晶の液滴を、前記各受け皿から供給することを特徴とする。
【００７２】
吐出手段から吐出する液晶量は、当該吐出手段の自己制御のみでは正確性に欠けるため、前記測定手段を設け、各細管から吐出された液滴を受け皿で受け、液滴の重量を測定した後に当該受け皿から液滴を供給する。この際、受け皿に残存する液晶の量を予め測定しておき、この知見に基いて供給量を制御する。これにより、所望部位に滴下する総吐出量を正確に制御することができ、大画面の液晶パネルを作製する際でも、セル厚の均一化を図ることが可能となる。
【００７３】
この場合、前記測定手段の液晶と接触する部位に、液晶を弾く撥水加工を施しておくことが好適である。
これにより、液晶の残存を可及的に防止し、液晶量の更なる正確な供給が可能となる。
【００７４】
本発明の液晶表示装置及びその製造方法では、少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に誘電率異方性が負の液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる垂直配向型の液晶表示装置を対象とし、下記の一般式で表される液晶化合物を含み、その末端アルキル基の炭素数ｍが２以上である液晶材料を用いたことを特徴とする。
【００７５】
【化２】

【００７６】
負の誘電率異方性を有する前記一般式の液晶化合物を含み、その末端アルキル基の炭素数ｍが偶数である液晶材料を用いると、バルク液晶の比抵抗を高く保つことが可能である。極性基を持たないニュートラル成分も含み前記一般式のｍ数が偶数であるものを含有した液晶は、同様の成分を含みｍ数が奇数であるものを含有した液晶に比して、初期の比抵抗、高温放置後の比抵抗、紫外線（ＵＶ）暴露後の比抵抗の全てにおいて、ｍ数が偶数の液晶の方に良好な結果が得られる。
【００７７】
更に、前記一般式の液晶化合物のうち、ｍ数が２，４のものに限って使用することが望ましい。
一般に、液晶化合物の末端アルキル鎖が長くなると、液晶粘性が大きくなる等、液晶表示装置にとっては好ましくない方向となる。前記一般式の液晶化合物は、混合液晶の温度範囲を低温側にも広くネマチック相を維持する作用もあり、この場合、化合物としてはｍ数が異なる２種類以上を含ませることが良い。従って、液晶粘性の上昇を抑えるために、ｍ数は２，４の化合物を用いることが好適である。
【００７８】
本発明の液晶表示装置及びその製造方法では、少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に誘電率異方性が負の液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる垂直配向型の液晶表示装置を対象とし、前記液晶材料は、極性を有しないニュートラル液晶化合物を含み、このニュートラル液晶化合物を含む液晶は、滴下された際に真空放置下で重量比が１％以上減少する高揮発性を有し、非揮発性のニュートラル液晶化合物に比して回転粘性が１５％以上低いものであることを特徴とする。
【００７９】
回転粘性は低粘性材を導入することにより、導入前の状態から液晶粘性を１５％以上小さくすることができ、このときの液晶の揮発性は、重量比率で１％以上の減少（揮発）を示す。このように、液晶材料を低粘度化することにより、液晶表示装置の応答速度を向上させることができる。
【００８０】
この場合、前記液晶材料を、その透明点が７０℃以上であり、その誘電率異方性Δεが−４．０≦Δε＜０を満たし、その屈折率異方性Δｎが０．１０００以上となるようにすることが好適である。これらの条件を満たすことにより、輝度（透過率）・応答速度等の表示特性や量産性を向上させることが可能となる。
【００８１】
更に、これらの液晶表示装置は、その液晶分子の倒れ込む方向が２方向以上となるマルチドメイン構造を有するものとすることが好適である。これにより、視野角特性の向上を図ることが可能となり、液晶モニタ等への適用に都合が良い。
【００８２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した好適な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００８３】
−液晶表示装置の一般的構成−
図１は、液晶表示装置の一般的な主要構成を示す概略断面図である。
この液晶表示装置は、所定間隔をあけて対向する一対の透明ガラス基板１，２と、これら透明ガラス基板１，２間に狭持される液晶層３とを備えて構成されている。
【００８４】
一方の透明ガラス基板１上には、絶縁層４を介して複数の画素電極１５が形成され、画素電極５を覆うように透明の配向膜６ａが形成されており、他方の透明ガラス基板２上には、カラーフィルター７、共通電極８及び配向膜６ｂが順次積層されている。そして、液晶層３を狭持するように配向膜６ａ，６ｂが突き合わせられてガラス基板１，２が固定され、各基板１，２の外側に偏光子９，１０が設けられる。画素電極５はアクティブマトリクスと共に形成され、図示の例ではアクティブマトリクスのデータバスライン１１が示されている。なお、電極は一方の基板のみに設けられることもある（例えば、ＩＰＳモードの場合）。
【００８５】
ここでは、滴下注入法を用いて液晶層３を形成するに際して、構造上、製造工程上、及び当該製造に用いる液晶滴下装置について諸々の改善を施した例を以下に示す諸実施形態として開示する。
【００８６】
各実施形態で共通に用いられる液晶表示装置の製造方法としては、メインシールの材料として紫外線硬化樹脂又は（紫外線＋熱）硬化樹脂を用い、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板となるガラス基板Ａと、ＣＦ（カラーフィルタ）基板となるガラス基板Ｂを用意し、例えばガラス基板Ｂの画像表示領域にディスペンサによりメインシールの枠パターンを形成し、滴下注入法により枠パターン内に液晶を滴下した後、各基板Ａ，Ｂを貼り合せ、メインシールを硬化する。しかる後、貼り合わされた基板Ａ，ＢからＴＦＴ基板＋ＣＦ基板の状態に切り出しを行ない、諸々の後工程を経て液晶表示装置を完成させる。
【００８７】
（第１の実施形態）
図２は、本実施形態において、滴下注入法により液晶注入工程を行なう前の枠パターンの形成されたガラス基板の様子を示す概略平面図である。
本例では、メインシール２１に紫外線樹脂（例えば、スリーボンド社製、製品名３０Ｙ−３６３）を用い、ＣＦ基板となるガラス基板２２側の表示表示領域２３の周辺部にディスペンサで繋ぎパターン及び枠パターンを形成する。重なり部３１の始点３１ａと終点３１ｂは、非実装辺側且つ枠パターン外となる位置に設け、繋ぎパターンは貼り合せ後にそれぞれが隣接するように形成する。
【００８８】
なお、メインシール２１のシール幅は１ｍｍ、コーナ部は線幅が直線部と同等となるように半径１ｍｍとする。枠パターンは貼り合せ後にその内周辺と遮光膜２３との間隙が０．５ｍｍとなるように形成する。
【００８９】
次に、液晶滴下法により、枠パターン内に必要量の液晶を滴下して真空中でガラス基板２２とＴＦＴ基板となるガラス基板とを貼り合せ、大気開放により液晶を注入する。
【００９０】
ガラス基板２２側から紫外線を一括照射した後、熱処理によりシール硬化を行い、これを所定寸法に切断して液晶表示パネルを得る。なお、基板の切断については、ＣＦ基板となるガラス基板２２が切断線３２に沿って、ＴＦＴ基板となるガラス基板が切断線３３に沿って実行される。
【００９１】
ここで、本例の液晶表示装置との比較のため、比較例として図２３で示した液晶表示装置を作製する。
【００９２】
比較例１では、図２３（ａ）に示したようにメインシール１０２により枠パターンを形成する。始点と終点は枠パターン上となる位置に設け、始点と終点で枠パターンが連結される（重なり部１０３が形成される）ように形成する。それ以外は本例と同様にして液晶表示パネルを得る。
【００９３】
比較例２では、図２３（ｂ）に示したようにメインシール１０２に枠パターンを形成する。始点と終点は枠パターン上且つコーナー部となる位置にし、始点と終点で枠パターンが連結される（重なり部１０３が形成される）ように形成する。なお、コーナー部は円弧状には形成しない。それ以外は本例と同様にして液晶表示パネルを得る。
【００９４】
本例では、始点３１ａと終点３１ｂが枠パターン外にあるため、枠パターン上に始点３１ａと終点３１ｂの重なりは形成されず、枠パターン連結部のメインシール２１は遮光膜２３に重ならない。これに対して、比較例１，２では、枠パターン上に始点と終点の重なり部１０３が形成されるため、枠パターン連結部のメインシール１０２は遮光膜１０５と重なる。比較例１，２の枠パターン連結部のシール幅は２．６ｍｍ、メインシール１０２を２重に塗布した時のシール幅は２．０ｍｍである。これは始点と終点ではディスペンサが上下方向に移動するため、直線部よりシール塗布量が多くなるためである。比較例１の枠パターンの連結部では、内周辺側に０．８ｍｍ突出し、内周辺と遮光膜１０５の間隙が０．５ｍｍであることから、メインシール１０２は遮光膜１０５に０．３ｍｍ重なる。従来例２の枠パターン連結部では、突出量は０．８ｍｍと同じであるが、内周辺と遮光膜１０５の間隙が１．４倍に広がるため、メインシール１０２と遮光膜１０５の重なりは小さく、０．１ｍｍであった。内周辺と遮光膜の間隙を更に広げれば、メインシール１０２と遮光膜１０５の重なりを無くすことができるが、画像表示領域に対する外形寸法の割合が拡大するために適切ではない（広額縁化）。
【００９５】
また、始点と終点を枠パターン上で離して形成してもメインシールと遮光離の重なりを無くすことができるが、枠パターン連結部のシール幅が細くなってメインシール１０２に必要な強度を維持出来なくなるため適切ではない。
【００９６】
本例及び比較例１，２の液晶表示パネルを点灯試験に供した。その結果、本例では表示ムラは発生しなかったが、比較例１，２では枠パターン連結部でメインシール１０２の硬化不良により表示ムラが発生した。
【００９７】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、シール剤に起因して発生しがちな保持力低下による表示ムラを抑止し、滴下注入法を用いて歩留まり良く簡便に液晶表示装置を製造し、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００９８】
−変形例−
ここで、第１の実施形態の諸変形例について説明する。
【００９９】
（変形例１）
変形例１では、ＣＦ基板となるガラス基板２２側の画像表示領域の周辺部に、ディスペンサでメインシール４１により図３に示すような２面取りのシールパターン及びメインシール４２により図４に示すような４面取りのシールパターンをそれぞれ形成する。
【０１００】
図３の２面取りでは、始点４３ａと終点４３ｂを基板２２上で連結させて１つの重なり部４３としてシールパターンを連続して形成し、枠パターン結合部でメインシール４１が交差しないようにする。他方、図４の４面取りでは、始点４４ａと終点４４ｂを基板２２上で連結させて１つの重なり部４４としてシールパターンを連続して形成し、枠パターン結合部でメインシール４２が交差するようにする。それ以外は第１の実施形態と同様にして液晶表示パネルを得る。
【０１０１】
図３の２面取りでは、始点４３ａと終点４３ｂが枠パターン外にあり、枠パターン結合部でメインシール４１が交差しないため、枠パターン連結部のメインシール４１は遮光膜２３に重ならない。また、図４の４面取りでは、枠パターン結合部でメインシール４２が交差してシール幅は２．０ｍｍと太くなるが、始点４４ａと終点４４ｂの重なり部４４よりは細く、結合部がコーナー部であることから枠パターン連結部のメインシール４２は遮光膜２３に重ならない。
【０１０２】
図３の２面取り及び図４の４面取りを用いて作製された液晶表示パネルをそれぞれ点灯試験に供した。その結果、双方共に表示むらは発生しなかった。
【０１０３】
（変形例２）
変形例２の主要工程を図５に示す。ここで（ａ）が基板２２ａの概略平面図、（ｂ）が基板２２ａのトランスファシール近傍における概略断面図、（ｃ）がトランスファシールを拡大して示す概略断面図である。
【０１０４】
ここでは、樹脂スペーサ（例えば、積水ファインケミカル社製の商品名ミクロパールＳＰ）の表面にＩＴＯ膜を蒸着により形成し、導電性粒子４５を得る。トランスファシール２４には第１の実施形態で用いた紫外線硬化樹脂を用い、導電性粒子４５を１ｗｔ％混入させる。導電性粒子４５及び透明電極４６による紫外線の減衰率を測定したところ、トランスファシール２４に照射される光量はメインシール２１のそれと比べて１０％少ないことが分かった。
【０１０５】
また、アルミ膜を用いてＴＦＴ基板側のトランスファーシール２４の形成位置に電極となる反射膜４７を形成する。アルミ膜の形成はＴＦＴの成膜工程と一括して行う。紫外線照射は、基板２２側からメインシール２１を紫外線硬化させる光量を一括照射し、その後、トランスファシール２４にライトガイド４８を用いて平行光からなる紫外線を基板鉛直方向からスポット照射した。スポット照射の光量は導電性粒子４５及び透明電極４６による紫外線の減衰分とほぼ同等（変形例２Ａ）及び当該減衰分の２／３（変形例２Ｂ）にした。それ以外は第１の実施形態と同様にして液晶表示パネルを得る。
【０１０６】
ここで、本例の液晶表示装置との比較のため、比較例として図２４で示した液晶表示装置を作製する。
この比較例では、樹脂スペーサの表面にニッケルをコーティングした導電性粒子（例えば、積水ファインケミカル社製の商品名ミクロパールＮＩ）を用い、トランスファシール１０６に１ｗｔ％混入させる。それ以外は第１の実施形態の比較例１と同様にして液晶表示パネルを得る。
【０１０７】
変形例２Ａ，２Ｂ及び比較例による液晶表示パネルをそれぞれ点灯試験に供した。その結果、変形例２Ａ，２Ｂでは表示ムラは発生しなかったが、比較例では、枠パターン連結部（重なり部１０３）とトランスファシール１０６で硬化不良による表示ムラが発生した。変形例２Ｂでは、トランスファシール２４に照射される光量は不足しているが、反射膜４７により紫外線が反射されて不足分が補われるため、硬化不良による表示ムラは発生しない。
【０１０８】
なお、液晶が劣化する光量とシール剤が紫外線硬化する光量に多少のマージンがあれば、トランスファシール２４にスポット照射しなくても、トランスファシール２４下に反射膜を形成し、一括照射の光量を若干増やしてトランスファシール２４を硬化させることも可能である。
【０１０９】
（変形例３）
変形例３では、図６に示すように、シール材の硬化により基板２２ａ，２２ｂを貼り合わせて基板５１とした後、基板５１面を多点支持する構造の搬送アーム出入用スペーサ５３の設けられた基板搬送カセット５２を用いて紫外線照射後の熱処理を行う。
【０１１０】
これに対して、比較例として、図２５に示したような従来の基板端で基板１１０を支持する構造の基板搬送カセット１０８を用いて、紫外線照射後の熱処理を行う。
【０１１１】
それ以外は変形例３及び比較例ともに第１の実施形態と同様にして液晶表示パネルを得る。
【０１１２】
変形例３及び比較例による液晶表示パネルをそれぞれ点灯試験に供した。その結果、変形例３では熱処理中に位置ズレは発生しなかったが、比較例では位置ズレが発生した。変形例３では基板５１面を多点支持するため、基板５１を平行保持することができるが、比較例では基板端のみで支持するため基板１０８の中央で撓みが大きくなり、熱硬化中に位置ズレが発生する。
【０１１３】
（第２の実施形態）
図７は、本実施形態において、滴下注入法により液晶注入工程を行なった後、紫外線照射する際の様子を示す概略斜視図、図８は図７における円C内を拡大してガラス基板の様子を示す概略断面図である。
【０１１４】
本例では、メインシールに紫外線硬化型樹脂（商品名３０Ｙ−３６３／スリーボンド社製／硬化光量はＩ線基準で２５００ｍＪ／ｃｍ²）を用い、滴下注入法により液晶注入した後、ＣＦ基板となるガラス基板６１とＴＦＴ基板となるガラス基板６２とを貼り合わせ、切り出しを行なって液晶表示パネルを作製する。本例は、ガラス基板６１，６２の貼り合せの際に行なう紫外線照射工程を改善するものである。
【０１１５】
ガラス基板６１上の配向膜６３端は当該樹脂の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成した。
【０１１６】
また比較のため、図９に示すように、従来例としてＣＦ基板となるガラス基板６１上の配向膜６３端を当該樹脂の内周辺内側に形成し、遮光マスク６４を設けた液晶表示パネルも作製する。
【０１１７】
紫外線照射は光源に高圧水銀灯を用い、図７に示すように、３００ｎｍ未満の短波長をほぼ透過しないカットフィルタ６４と５００ｎｍ以上の長波長をほぼ透過しないカットフィルタ６５を照射光源側に配置して行う。
【０１１８】
図１０に示すように、両フィルタを組合せた場合の透過率は３１３ｎｍ輝線ピークで５０％、３６５ｎｍ輝線ピークで９０％である。紫外線光量は、Ｉ線基準で２７００ｍＪ／ｃｍ²としたが、照射エリアのバラツキを調べたところ、バラツキの最小値部分で２３００ｍＪ／ｃｍ²、最大値部分で３１００ｍＪ／ｃｍ²であった。
【０１１９】
ガラス基板及び配向膜を付加したガラス基板それぞれの透過率を測定したところ、３１３ｎｍ輝線ピークでガラス基板（商品名ＮＡ３５／ＮＨテクノグラス社製／０．７ｍｍ厚）が８４％、配向膜（商品名ＪＡＬＳ−６８４／ＪＳＲ社製／膜厚８０ｎｍ）が７１％であり、配向膜により該波長が１５％程度減衰されることが分かった。
【０１２０】
長・短波長のカットフィルタ６４，６５を用いて液晶（商品名ＭＪ９６１２１３／メルク社製）に紫外線を照射し、液晶の光分解が活性化される紫外線光量のしきい値を保持率低下から求めた。その結果、図１１に示すように、ガラス基板越しに紫外線を照射した場合に３１３ｎｍ輝線ピーク近傍の波長帯（３１０±２０ｎｍ）の積算光量で１０００ｍＪ／ｃｍ²程度、Ｉ線基準で３０００ｍＪ／ｃｍ²程度で保持率低下が大きくなり、これ以下では保持率低下が小さかった。また、同様に短波長のカットフィルタ６４のみを用いて液晶の光分解が活性化される紫外線光量のしきい値を保持率低下から求めたところ、その値はＩ線基準で１０００〜１５００ｍＪ／ｃｍ²程度であり、長・短波長のカットフィルタの半分以下になることが分かった。これは５００ｎｍ以上の長波長が照射されることにより液晶が熱せられ、３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長による液晶の光分解反応が促進されるからである。従って、照射エリアのどの部分においても配向膜を透過する紫外線光量はこの値を越えてしまうため、液晶の光分解は活性化されることが分かった。
【０１２１】
本例では、長・短波長のカットフィルタ６４，６５を適用してメインシールの硬化を行う。他方、従来例では短波長のカットフィルタのみ適用（従来例１）と長・短波長のカットフィルタを適用（従来例２）し、当該樹脂以外を遮光マスクでマスキングをしてメインシールの硬化を行う。このようにして作製した液晶表示パネルを点灯表示検査に供したところ、従来例１ではメインシール近傍の全周において保持率低下による表示ムラが、従来例２では照射エリアの最大値部分に対応したメインシール近傍において保持率低下による表示ムラが発生した。これは紫外線照射による液晶の光分解が原因と考えられる。
【０１２２】
また従来例１，２では、一部のコーナ部で保持率低下が発生した。コーナー部はシール塗布の際にシール幅が太くならないようにＲ（円弧）を付けているが、これにより表示領域と当該樹脂の距離は周辺部より近くなっている。従来例では配向膜を当該該樹脂の内周辺内側に設けているため、該樹脂に僅かでも未硬化成分が残っているとそれが熱処理で液晶中に拡散し、表示領域ぎりぎりまで達してしまう。その結果、一部のコーナ部で保持率低下が発生したと考えられる。
【０１２３】
他方、本例では、従来例１，２で発生した保持率低下による表示ムラは発生しなかった。これはフィルタおよび配向膜により液晶の光分解を抑え、また配向膜により該樹脂の未硬化成分の溶出を抑えたからである。
【０１２４】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、シール剤に起因して発生しがちな保持率低下による表示ムラを抑止し、滴下注入法を用いて歩留まり良く簡便に液晶表示装置を製造し、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可能となる。
【０１２５】
−変形例−
ここで、第２の実施形態の変形例について説明する。
【０１２６】
この変形例では、ガラス基板６１上の透明電極端及び配向膜端を当該樹脂の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成し、第２の実施形態と同様の手法により液晶表示パネルを作製する。紫外線の照射条件は紫外線光量をＩ線基準で３２００ｍＪ／ｃｍ²とした以外は第２の実施形態と同様とする。照射エリアのバラツキを調べたところ、バラツキの最小値部分で２７００ｍＪ／ｃｍ²、最大値部分で３７００ｍＪ／ｃｍ²であった。
【０１２７】
透明電極及び配向膜を付加したガラス基板の透過率を測定したところ、３１３ｎｍ輝線ピークにおいてガラス基板が８４％、透明電極（ＩＴＯ／膜厚１３００Ａ）および配向膜が４６％であり、透明電極及び配向膜により当該波長が４５％程度減衰されることが分かった。
【０１２８】
従って、照射エリアの最大値部分においても透明電極及び配向膜を透過する紫外線光量は透明電極および配向膜により減衰されるため上記のしきい値を越えず、液晶の光分解は活性化されないことが分かった。
【０１２９】
このようにして作製した液晶表示パネルを点灯表示検査に供したところ、従来例で発生した保持率低下による表示ムラは発生しなかった。また、透明電極及び配向腹端外側の当該樹脂に照射する紫外線光量を増やしたことにより、バラツキの最低値部分でも硬化光量以上照射されるため、第２の実施形態に比べてこの変形例では接着強度が１０％改善した。
【０１３０】
−比較例１，２−
第２の実施形態と同様の手法により液晶表示パネルを作製する。紫外線の照射条件は第２の実施形態と同様とするが、図１２に示すように、紫外線の照射光源は高圧水銀ランプを用い、３２０ｎｍ未満の短波長をほぼ透過しないカットフィルタ６５をガラス基板６１側に配置する。
【０１３１】
当該短波長のカットフィルタ６５を用いて液晶の光分解が活性化される紫外線光量のしきい値を保持率低下から求めたところ、Ｉ線基準で３０００ｍＪ／ｃｍ²照射しても液晶の光分解は活性化されないことが分かった。従って、当該樹脂内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に本例の透明電極膜や配向膜のような３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長を減衰するフィルターが無くても液晶の光分解は活性化されないことが分かった。
【０１３２】
このようにして作製した液晶表示パネル（比較例１）を点灯表示検査に供したところ、メインシール近傍の全局において保持率低下による表示ムラが発生した。このパネルを分解してメインシール近傍の液晶をガスクロマトグラフィーで分析したところ、メインシール由来の樹脂成分が検出された。
【０１３３】
また、公知例のように３２０ｎｍ以上の長波長側に吸収帯を持つ光開始剤を用いて紫外線硬化樹脂を作製し、これをメインシールにして同様の比較を行った。このようにして作成した液晶表示パネル（比較例２）を点灯表示検査に供したところ、メインシール近傍の一部で保持卒低下による表示ムラが発生した。このパネルを分解してメインシール近傍の液晶をガスクロマトグラフィーで分析したところ、比較例１より程度は小さいがメインシール由来の樹脂成分が検出された。
【０１３４】
これは３２０ｎｍ以上の長波長側で当該樹脂の硬化を行うと、３００ｎｍ以上３２０ｎｍ未満の波長を用いた場合と比べてエネルギー量が足らない分、当該樹脂の反応率が低下するためであり、光開始剤の吸収帯を３２０ｎｍ以上の長波長側にずらしてもエネルギーの吸収効率が改善するだけで、当該樹脂の反応率は同程度にならないことを示している。
【０１３５】
（第３の実施形態）
図１３は、本実施形態の液晶滴下装置の概略構成図である。
この液晶滴下装置は、所定量の液晶を吐出するディスペンサ７１と、ディスペンサによる液晶の吐出量を測定する測定手段７２とを有して構成される。
【０１３６】
ディスペンサ７１は、ニードル状の吐出部から所定量の液晶を吐出し、ガラス基板に形成された枠パターン内に滴下するものである。
【０１３７】
測定手段７２は、照射光源であるレーザ装置７３と、このレーザ装置７３から照射されたレーザ光を感知する光学センサ７４と、この光学センサ７４の出力を時間に関して記録するデータロガー７５と、このデータロガー７５による記録結果を解析し表示するコンピュータ７６とを有して構成されている。
【０１３８】
この液晶滴下装置では、ディスペンサ７１から吐出した液晶に対してレーザ装置７３からレーザ光を照射し、滴下する液晶を横切ったレーザ光を光学センサ７４で感知した結果をデータロガー７５により記録する。このとき、データロガー７５では、例えば図１４に示すような時間に依存した出力変動を記録する。この出力をコンピュータ７６で時間積分することにより、液晶の吐出量を測定する。コンピュータ７６では、予め作成しておいた光学センサ７４の出力と液晶の重量との相関関係に基き、当該重量を推定する。
【０１３９】
なお、図示の例では１つの光学センサのみを示したが、２つの光学センサを設け、互いにほぼ直交する２方向から液晶の吐出量を測定するようにしたり、更に光学センサを設けて多角的に測定するようにしても好適である。
【０１４０】
更に、ディスペンサ７１を、液晶をシリンジ内のピストンを移動させることにより吐出し、吐出量の制御をピストンのストローク量により調節するものであり、画像処理の結果を基にピストンのストローク量を自動的に変えるように構成しても好適である。
【０１４１】
ディスペンサ７１と光学センサ７４との位置関係としては、図１５に示すように、およそ液晶吐出口から２ｃｍ程度までは液滴が連続して滴下することから、１ｃｍ程度が最も好適であることが分かった。これは、ニードル内の内側と外側の圧力差や気泡の発生により吐出距離が２ｃｍを超える程度に長くなると、はじめ連続に吐出していた液晶が不連続となり測定精度が下がるためである。
【０１４２】
実際にこの液晶滴下装置を用いて吐出量を測定した。このとき、走査の回数は１秒間に１００，０００回とし、滴下する液晶は総量２５０ｍｇで、４８個所に摘下するので１回あたりの滴下量は５．２１ｍｇとなる。この量を吐出するようにディスペンサ７１を設定した。
【０１４３】
滴下後、４８回の光学センサ７４の出力から滴下総量を推定すると、２４５ｍｇであった。そこで、マイクロシリンジを用いて５ｍｇ追加した。
このようにして作製した液晶表示パネルのセル厚のバラツキを測定したところ、約１％以内の変動に収まっていた。本例では、吐出した液晶を走査する回数を非常に多くとることができるので、短時間に吐出を繰り返す機能のディスペンサでも十分に対応できる。
【０１４４】
以上説明したように、第３の実施形態の液晶滴下装置によれば、滴下注入法による液晶の滴下量を精密に測定・制御することを可能とし、滴下部位毎で滴下量を適宜調節してセル厚を均一化させ、歩留まり良く信頼性の高い液晶の滴下注入を行なうことが可能となる。
【０１４５】
−変形例−
ここで、第３の実施形態の諸変形例について説明する。
【０１４６】
（変形例１）
変形例１では、図１６（ａ）に示すように、測定手段７７が、ディスペンサ７１からガラス基板の枠パターン内に滴下した液晶の液滴形状から吐出量を測定するように構成されている。
【０１４７】
測定手段７７は、滴下した液晶を撮像するＣＣＤ７８と、このＣＣＤ７８の出力から、図１６（ｂ）に示すように、液晶７９の斜線部位の面積を算出し、予め作成しておいた当該面積と液晶の重量（体積）との相関関係に基き、当該重量を推定するコンピュータ７６とを有して構成されている。
【０１４８】
なお、図示の例では１つのＣＣＤのみを示したが、測定精度の更なる向上を図るには、複数のＣＣＤを設け、異なる方向から液晶形状を捉えるように構成すれば良い。
【０１４９】
（変形例２）
変形例２では、図１７（ａ）に示すように、測定手段８１が、ディスペンサ７１から吐出した液晶の空中における液滴形状から吐出量を測定するように構成されている。
【０１５０】
測定手段８１は、照射光源であるレーザ装置７３と、このレーザ装置７３から照射されたレーザ光を感知する光学センサ７４と、この光学センサ７４がレーザ光により液晶の通過を認識するタイミングで、滴下した液晶を空中で撮像するＣＣＤ７８と、このＣＣＤ７８の出力から、図１７（ｂ）に示すように、液晶７９の斜線部位の面積を算出し、予め作成しておいた当該面積と液晶の重量（体積）との相関関係に基き、当該重量を推定するコンピュータ７６とを有して構成されている。
【０１５１】
この場合、ＣＣＤ７８により空中で液晶形状を確実に捉えることができるので、ガラス基板の表面形状の影響を受けることなく高精度の測定が可能となる。また、図示の例では１つのＣＣＤのみを示したが、測定精度の更なる向上を図るには、複数のＣＣＤを設け、異なる方向から液晶形状を捉えるように構成しても好適である。
【０１５２】
（変形例３）
変形例３の液晶滴下装置は、図１８（ａ）に示すように、複数の細いガラス管８２を有し、各細管８２から所定量の液晶を吐出する吐出手段である計量滴下治具８３と、この計量滴下治具８３の各細管８２に対応した各受け皿８４を有し、これら受け皿８４で受け取った液晶の液滴の重量をそれぞれ測定する測定手段８５とを備えて構成されており、測定手段８５により重量が測定され吐出量が特定された液晶の液滴を、各受け皿８４を回動させてガラス基板の枠パターン内へ滴下供給するものである。
【０１５３】
各細管８２は、図１８（ｂ）に示すように、液晶の接する内面に撥水性の高いテフロンコートが施されており、不活性ガスの押圧により液晶が押し出されて吐出する構造とされている。ガラス基板に液晶を滴下する際に、各細管８２の中に液晶が残存することが多く、不活性ガスを利用して吐出を助長することが好ましく、各細管８２の内面にテフロンコートをすることにより更に効果的な吐出が可能となる。
【０１５４】
（第４の実施形態）
本実施形態では、液晶滴下法に適用して好適な液晶材料について開示する。
本例の液晶材料は、下記の一般式で表される液晶化合物を含み、その末端アルキル基の炭素数ｍが２以上の偶数とされたものである。
【０１５５】
【化３】

【０１５６】
負の誘電率異方性を有する前記一般式の液晶化合物を含み、その末端アルキル基の炭素数ｍが偶数個である液晶材料を用いると、バルク液晶の比抵抗を高く保つことが可能となる。
【０１５７】
本例では、極性を持たないニュートラル成分を共通母体とし、その中に前記一般式のｍ数が奇数であるものを含有した液晶ａと、前記一般式のｍ数が偶数であるものを含有した液晶ａ’とを用意し、２つの液晶材料について、以下に示す条件によりバルク液晶の比抵抗値を比較した。
【０１５８】
初期の比抵抗、高温放置後の比抵抗、紫外線（ＵＶ）暴露後の比抵抗の全てにおいて、ａ’（ｍ：偶数）を用いた方が良好な結果が得られた。特に、ＵＶ暴露後については、その比抵抗値が１桁ほど高く保てることから、滴下注入プロセスにおけるＵＶシール硬化時において、非常に有利なものとなる。これらの関係を図１９に示す。ここで、液晶ａとして液晶Ａ（ｎ＝１，３）を、液晶ａ’として液晶Ｂ、液晶Ｃをそれぞれ用いた。
【０１５９】
更に、前記一般式の液晶化合物のうち、ｍ数が２，４のものに限って使用することが望ましい。一般に、液晶化合物の末端が長くなると、液晶粘性が大きくなり、応答速度が低下することから、液晶表示装置にとっては好ましくない方向になる。前記一般式の液晶化合物は、混合液晶の温度範囲を低温側にも広くネマチック相を維持する作用もあり、その場合、化合物としては前記ｍ数を２以上とすることが良い。従って、液晶粘性の上昇を抑えるために、前記ｍ数は２，４の化合物を用いることが望ましい。
【０１６０】
液晶材料を低粘度化し、液晶表示装置の応答速度を向上させることも必要である。滴下注入法では、貼り合せる際に真空放置状態が（排気時間を含めて）極めて短い。従来、数時間前後を要していた排気時間を数分に短縮化できる。そのため、従来は真空中において液晶が揮発することから、その揮発性を抑えた液晶化合物により液晶を調整するが必要であったが、滴下注入法では揮発性を有する材料でも量産用に使いこなせるようになった。
【０１６１】
また、液晶粘度を下げる低粘性材を導入すると、液晶粘性を導入前のものに対して１５％以上小さくすることができる（図２１：液晶Ｅ→液晶Ｄ）。その際の液晶の揮発性は、重量比率で１％以上の減少（揮発）を示すことが分かった。
【０１６２】
Ｔ−Ｖ特性を測定したところ、低粘性材の導入前と導入後とでは有意差は見られない。一方、応答特性に関しては、中間調を含めて高速化させることができ、効果があることを確認した。
【０１６３】
また、液晶表示装置の仕様との関係から、液晶材料の透明点は７０℃以上とし、誘電率異方性△εを−４．０≦△ε＜０とし、屈折率異方性△ｎが０．１０００以上である液晶材料を用いると、輝度（透過率）・応答速度などの表示特性や、量産性が向上する意味で良い。
【０１６４】
更に、この液晶表示装置では、液晶分子の倒れこむ方向が２以上であるマルチドメイン構造とすると、視野角特性が優れて液晶モニタなどに都合が良い。
【０１６５】
−実験例−
以下、第４の実施形態による液晶表示装置を作製し、諸々の表示特性を調べた実験例について説明する。
【０１６６】
（実験例１）
ＩＴＯ電極を有する基板を用いて、配向膜として商品名ＪＡＬＳ−６８４（ＪＳＲ社製）をスピナーにより形成し、所定のスペーサ（セル厚：４．０μｍ）を散布し、熱硬化シール材を用いて貼合せ、空セルを作製した。
【０１６７】
これらの空セルに対して、前記ｍ数＝１，３とした液晶Ａと、前記ｍ数＝２，４とした液晶Ｂ，Ｃとを、各々の空セルに注入し、封止して偏光板をクロスニコルで貼合せて、ＶＡセルを作製した。
【０１６８】
図２０に示すように、各セルについて、電圧保持率、イオン密度、及び残留ＤＣ電圧をそれぞれ測定し、その電気特性の違いを調べた。液晶Ａ、液晶Ｂ、液晶Ｃは、以下の表１に示す物性値を有するものである。また、（ａ），（ｂ）が電圧保持率、（ｃ）がイオン密度、（ｄ）が残留ＤＣ電圧を示す。実験の結果、液晶Ａ（ｍ数＝１，３）よりも、液晶Ｂ，Ｃ（ｍ数＝２，４）の方が電気特性が改善され、積成成分による依存性が確認された。
【０１６９】
【表１】

【０１７０】
（実験例２）
前記液晶Ａ，Ｂ，Ｃの比抵抗を測定した。バルク液晶の初期値、ＵＶ暴露後（１００ｍＷ／ｃｍ²、６０秒）、加熱後（１２０℃、６０分）、ＵＶ硬化性樹脂を滴下後（汚染依存性）、の４つの条件に対して調べた。液晶Ｂ，Ｃ（ｍ数＝２，４）は、全ての条件において、液晶Ａ（ｍ数＝１，３）よりも上回る結果が得られ、特にＵＶ暴露後のデータは、その比抵抗値が１桁高い、といった大きな改善効果があることを確認できた。
【０１７１】
（実験例３）
低粘性材料を導入する前の液晶Ｄと、導入した後の液晶Ｅとの違いについて調べた。導入した液晶Ｄは、従来の真空ディップ注入を用いても問題ない液晶である。一方、液晶Ｅについては、低粘性材料を導入したことから、真空放置に対する揮発性がある。
【０１７２】
実験の結果、図２１に示すように、１時間の放置で、液晶Ｅは１％強の重量変化（減少）を示し、液晶Ｄよりも十分に揮発性が高いことを確認した。
【０１７３】
液晶Ｄ，Ｅを用いて、スペーサを変更（セル厚３．５μｍ）する以外は、第３の実施形態と同じ手順によりＶＡセルを作製した。Ｔ−Ｖ特性は同等である。図２２に示すように、応答速度を調べた結果、全ての印加電圧に対して、低粘性材を導入した液晶Ｅは導入無しの液晶Ｄより高速化され、特に低階調側に相当する中間調領域において、その高速化の効果が大きいことが確認できた。
【０１７４】
以上説明したように、第４の実施形態によれば、滴下注入法に最も適した液晶材料を提供することが可能となり、これにより、その液晶粘性を小さく抑え、応答速度、特に中間調の高速化を図り、表示特性の更なる向上を可能とする液晶表示装置を実現する。
【０１７５】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【０１７６】
（付記１）一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、
前記枠パターン外に前記シール剤塗布の始点又は終点の少なくとも一方が位置するように、前記シール剤を塗布することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１７７】
（付記２）前記始点又は前記終点の少なくとも一方を、前記基板の非実装辺側に位置するように前記シール剤の塗布を行なうことを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１７８】
（付記３）前記始点又は前記終点の少なくとも一方を前記枠パターンと前記非実装辺を横切るように結び付けることを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１７９】
（付記４）前記始点と前記終点を前記基板上で一致させ、前記シール剤によるシールパターンを連続して形成することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１８０】
（付記５）一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一対の基板間を導通させるため、樹脂に導電性粒子を混入してなるトランスファシールに、前記樹脂を硬化するため、平行光からなる紫外線を基板鉛直方向又は斜め方向からスポット照射することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１８１】
（付記６）一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一対の基板間を導通させるため、樹脂に導電性粒子を混入してなるトランスファシールを塗布し、前記樹脂を硬化して前記基板同士を貼り合わせるため、紫外線照射によりこれを硬化した後、
前記紫外線の照射後に、支持筐体により前記基板を平行保持した状態で前記基板を熱処理することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１８２】
（付記７）一対の基板の一方に設けられた画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる液晶表示装置であって、
透明導電膜を表面にコーティングした粒子を混入してなるトランスファシールにより前記一対の基板間が導通していることを特徴とする液晶表示装置。
【０１８３】
（付記８）一対の基板の一方に設けられた画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる液晶表示装置であって、
樹脂に導電性粒子を混入してなり、前記一対の基板間を導通させるトランスファシール下の電極として、前記樹脂を硬化するために照射する紫外線を反射する膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【０１８４】
（付記９）紫外線を反射する膜としてアルミ膜又は銀膜を用い、薄膜トランジスタ側の前記基板に形成することを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１８５】
（付記１０）一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、
液晶の配向膜をその端部が前記シール剤の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成し、ほぼ３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長の光を照射して、前記シール剤の硬化を行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１８６】
（付記１１）少なくともカラーフィルタの形成される前記基板上の前記配向膜の端部を前記シール剤の内周辺外側且つ外周辺内側となる領域に形成し、当該基板側から前記波長の光を照射して、前記シール剤の硬化を行うことを特徴とする付記１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１８７】
（付記１２）ほぼ３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長の光を照射する手段として、当該波長以外をほぼカットするフィルタを照射光源側に配置することを特徴とする付記１０又は１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１８８】
（付記１３）前記シール剤の硬化光量をＩ線基準でほぼ３０００ｍＪ／ｃｍ²以下とすることを特徴とする付記１０〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１８９】
（付記１４）所定量の液晶を吐出するディスペンサ手段と、
前記ディスペンサ手段による液晶の吐出量を測定する測定手段とを備え、
前記測定手段は、光学センサを有し、前記ディスペンサ手段から吐出した液晶が前記光学センサを通過した際に生じる当該光学センサの信号変動を積分し、液晶の吐出量を測定することを特徴とする液晶滴下装置。
【０１９０】
（付記１５）前記測定手段は、吐出する液晶とほぼ垂直方向にレーザ光を走査し、吐出した液晶がこのレーザ光を横切ることでレーザ光の出力を変動させて前記光学センサにより検知し、液晶の吐出量を測定することを特徴とする付記１４に記載の液晶滴下装置。
【０１９１】
（付記１６）前記測定手段は、少なくとも２方向から液晶の吐出量を測定することを特徴とする付記１４又は１５に記載の液晶滴下装置。
【０１９２】
（付記１７）前記測定手段は、互いにほぼ直交する２方向から液晶の吐出量を測定することを特徴とする付記１６に記載の液晶滴下装置。
【０１９３】
（付記１８）前記光学センサは、前記ディスペンサ手段の液晶吐出口から２ｃｍ以内の位置に設置されることを特徴とする付記１４〜１７のいずれか１項に記載の液晶滴下装置。
【０１９４】
（付記１９）所定量の液晶を吐出するディスペンサ手段と、
前記ディスペンサ手段により吐出された液晶の液滴形状を認識し、これに基いて実際の液晶の吐出量を推定する液晶測定手段とを備えたことを特徴とする液晶滴下装置。
【０１９５】
（付記２０）前記測定手段は、液晶の前記液滴形状を光学的に認識し、当該形状の画像から実際の液晶の吐出量を推定することを特徴とする付記１９に記載の液晶滴下装置。
【０１９６】
（付記２１）前記ディスペンサ手段の液晶吐出口の近傍に光学センサを設け、吐出した液晶が光学センサを通過した際に発生する当該光学センサの信号をトリガ信号として、液晶の液滴形状の画像から実際の液晶の吐出量を推定することを特徴とする付記２０に記載の液晶滴下装置。
【０１９７】
（付記２２）前記ディスペンサ手段は、液晶をシリンジ内のピストンを移動させることにより吐出し、吐出量の制御を前記ピストンのストローク量により調節するものであり、画像処理の結果を基に前記ピストンのストローク量を自動的に変えることを特徴とする付記１９〜２１のいずれか１項に記載の液晶滴下装置。
【０１９８】
（付記２３）複数の細管を有し、前記各細管から所定量の液晶を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段の各細管に対応した各受け皿を有し、前記各受け皿で受け取った液晶の液滴の重量をそれぞれ測定する測定手段とを備え、
前記測定手段により重量が測定され吐出量が特定された液晶の液滴を、前記各受け皿から供給することを特徴とする液晶滴下装置。
【０１９９】
（付記２４）前記測定手段の液晶と接触する部位に、液晶を弾く撥水加工が施されていることを特徴とする付記２３に記載の液晶滴下装置。
【０２００】
（付記２５）少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に誘電率異方性が負の液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる垂直配向型の液晶表示装置であって、
下記の一般式で表される液晶化合物を含み、その末端アルキル基の炭素数ｍが２以上の偶数である液晶材料を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【化４】

【０２０１】
（付記２６）前記液晶化合物は、その末端アルキル基の炭素数ｍが２又は４であることを特徴とする付記２５に記載の液晶表示装置。
【０２０２】
（付記２７）少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、画像表示領域の周辺部にシール剤の塗布による枠パターンが形成され、前記枠パターン内に誘電率異方性が負の液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤が硬化されてなる垂直配向型の液晶表示装置であって、
前記液晶材料は極性を有しないニュートラル液晶化合物を含み、このニュートラル液晶化合物を含む液晶は、滴下された際に真空放置下で重量比が１％以上減少する高揮発性を有し、非揮発性のニュートラル液晶化合物に比して回転粘性が１５％以上低いものであることを特徴とする液晶表示装置。
【０２０３】
（付記２８）前記液晶材料は、その透明点が７０℃以上であり、その誘電率異方性Δεが−４．０≦Δε＜０を満たし、その屈折率異方性Δｎが０．１０００以上であることを特徴とする付記２７に記載の液晶表示装置。
【０２０４】
【発明の効果】
本発明によれば、シール剤に起因して発生しがちな保持率低下による表示ムラを抑止し、滴下注入法を用いて歩留まり良く簡便に液晶表示装置を製造し、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可能となる。
【０２０５】
また、滴下注入法による液晶の滴下量を精密に測定・制御することを可能とし、滴下部位毎で滴下量を適宜調節してセル厚を均一化させ、歩留まり良く信頼性の高い液晶の滴下注入を行なう液晶滴下装置を実現することが可能となる。
【０２０６】
更に、滴下注入法に最も適した液晶材料を用いることにより、その液晶粘性を小さく抑え、応答速度、特に中間調の高速化を図り、表示特性の更なる向上を可能とする液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の一般的な主要構成を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施形態において、滴下注入法により液晶注入工程を行なう前の枠パターンの形成されたガラス基板の様子を示す概略平面図である。
【図３】第１の実施形態の変形例１の主要構成（２面取り）を示す概略平面図である。
【図４】第１の実施形態の変形例１の主要構成（４面取り）を示す概略平面図である。
【図５】第１の実施形態の変形例２の主要工程を示す概略図である。
【図６】第１の実施形態の変形例３の基板搬送カセットを示す概略斜視図である。
【図７】第２の実施形態において、滴下注入法により液晶注入工程を行なった後、紫外線照射する際の様子を示す概略斜視図である。
【図８】図７における円C内を拡大してガラス基板の様子を示す概略断面図である。
【図９】第２の実施形態の比較例を示す概略断面図である。
【図１０】透過率の波長依存性を示す特性図である。
【図１１】液晶の光分解反応を示す特性図である。
【図１２】第２の実施形態の比較例１，２を示す概略断面図である。
【図１３】第３の実施形態の液晶滴下装置の概略構成図である。
【図１４】光学センサの時間に依存した出力変動を示す特性図である。
【図１５】ディスペンサと光学センサとの位置関係を示す概略構成図である。
【図１６】第３の実施形態の液晶滴下装置の変形例１を示す概略構成図である。
【図１７】第３の実施形態の液晶滴下装置の変形例２を示す概略構成図である。
【図１８】第３の実施形態の液晶滴下装置の変形例３を示す概略構成図である。
【図１９】第４の実施形態において、液晶材料の初期の比抵抗、高温放置後の比抵抗、紫外線（ＵＶ）暴露後の比抵抗を示す特性図である。
【図２０】実験例１において、各セルの電圧保持率、イオン密度、及び残留ＤＣ電圧をそれぞれ測定した結果を示す特性図である。
【図２１】実験例３において、低粘性材料を導入する前の液晶と、導入した後の液晶との揮発性の違いについて調べた結果を示す特性図である。
【図２２】実験例３において、低粘性材料を導入する前の液晶と、導入した後の液晶との高速化の違いについて調べた結果を示す特性図である。
【図２３】従来におけるシール剤に関する問題を説明するための概略図である。
【図２４】比較例におけるシール剤に関する問題を説明するための概略図である。
【図２５】比較例におけるシール剤に関する問題を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１，２，２２ガラス基板
２１，４１，４２メインシール
２３遮光膜
２４トランスファシール
３１，４４重なり部
３１ａ始点
３１ｂ終点
４５導電性粒子
４６透明電極
４７反射膜
５２基板搬送用カセット
６４３００ｎｍ未満の短波長カットフィルタ
６５５００ｎｍ以下の長波長カットフィルタ
７１ディスペンサ
７２，７７，８５測定手段
７３レーザ装置
７４光学センサ
７５データロガー
７６コンピュータ
７８ＣＣＤ
８２細いガラス管
８３計量滴下治具
８４受け皿

Claims

一対の基板の一方に設けられる画像表示領域の周辺部にシール剤を塗布して枠パターンを形成し、前記枠パターン内に液晶を滴下して前記各基板を貼り合せ、前記シール剤を硬化することにより液晶表示装置を製造する方法であって、
前記枠パターン外に前記シール剤塗布の始点及び終点の両方が位置するように、前記シール剤を塗布することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記始点及び前記終点の両方を、前記基板の非実装辺側に位置するように前記シール剤の塗布を行なうことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記始点及び前記終点の両方を前記枠パターンと前記非実装辺を横切るように結び付けることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記始点と前記終点とを前記基板上で一致させ、前記シール剤によるシールパターンを連続して形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。