JP2000334353A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微少量の液体を安定して供給することができ
る装置を提供する。 【解決手段】 液体供給装置は、液体通路５と、この液
体通路５の流れ方向に沿って順に配置された第１，第２
逆止弁４０，５０とを備えている。液体通路５は、これ
ら逆止弁４０，５０間にシリンダ室１４を有しており、
このシリンダ室１４には振動部材３０のピストン部３１
がスライド可能に収容されている。この振動部材３０を
ピエゾアクチュエータからなる振動付与手段３５，３６
で振動させることにより、シリンダ室１４の容積を増減
させ、これに伴い液体を送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小量の液体を供
給することができる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶セルの製造を例にとって説明する。
セルの排気ポートから真空吸引しながら、セルの注入ポ
ートに液晶を注入することにより、セルのギャップに液
晶を充填する。この液晶充填が終了した後、セルの注入
ポートや排気ポートに封止液を供給し、この封止液を紫
外線照射により硬化させることにより、これらポートを
封止している。

【０００３】上記ポートに封止液を供給する従来の装置
は、封止液を収容するシリンダと、このシリンダに設け
られた複数本の微細なパイプからなるノズルとを備えて
いる。そして、このノズルの先端をポートの近傍に配置
させた状態で、シリンダに収容された封止液に圧力を付
与することにより、ノズルの先端からセルのポートに向
かって封止液を吐出させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
では、封止液に付与する圧力が低いとノズルの先端から
封止液が出て来ず、圧力が高いと封止液が出過ぎて大き
な玉となり、ポートに過剰の封止液が供給されることに
なってしまう。このように微少量の封止液を適量供給す
ることが困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係わる液体供給装置の第１の態様では、
（イ）液体通路と、（ロ）上記液体通路の上流端に接続
された液体供給源と、（ハ）上記液体通路において液体
の流れ方向に順に配置された第１，第２の逆止弁と、
（ニ）上記第１、第２の逆止弁間の液体通路に臨む振動
部材と、（ホ）上記振動部材に振動を付与して、上記第
１、第２の逆止弁間の液体通路の容積を増減することに
より、上記液体通路に沿って液体を送る振動付与手段
と、を備えたことを特徴とする。

【０００６】本発明の第２の態様は、第１態様の液体供
給装置において、上記液体通路は、上記第１，第２の逆
止弁間に配置されたシリンダ室を有し、上記振動部材
は、このシリンダ室にスライド可能に収容されたピスト
ン部を含むことを特徴とする。本発明の第３の態様は、
第１，第２態様の液体供給装置において、上記振動付与
手段が、ピエゾアクチュエータからなることを特徴とす
る。本発明の第４の態様は、第１〜第３態様の液体供給
装置において、上記第２逆止弁の下流側の液体通路に進
退可能にして臨む進退部材と、上記振動付与手段の駆動
による液体通路の下流端からの液体吐出を停止した後、
この進退部材を後退させて第２逆止弁より下流側の液体
通路の容積を増大させる駆動手段とを備えたことを特徴
とする。

【０００７】本発明の第５の態様は、第１〜第４態様の
液体供給装置において、上記第２逆止弁より上流側の液
体通路にバキューム手段が接続され、このバキューム手
段は、上記液体供給源から上記液体通路への液体充填に
先だって、上記第２逆止弁より上流側の液体通路を真空
にすることを特徴とする。本発明の第６の態様は、第５
態様の液体供給装置において、上記液体通路の上流端が
切換弁を介して上記液体供給源と上記バキューム手段に
選択的に接続され、さらに、上記バキューム手段の動作
時に上記第１逆止弁を強制的に開く強制開き手段を備え
たことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係わ
る液晶セルのための封止液供給装置（液体供給装置）
を、図面を参照して説明する。この供給装置は、図１に
示すようにボデイ１０を備えている。このボデイ１０
は、中央のブロック１１と左右の蓋１２，１３とを一直
線上に並べて連結することにより、細長く構成されてい
る。

【０００９】図１において、ブロック１１の左側の端面
には断面円形をなす凹部１１ａが形成されており、この
凹部１１ａは左側の蓋１２によって塞がれている。凹部
１１ａの底面中央には上記ボデイ１０の軸線に沿って延
びる貫通孔１１ｂの左端が開口している。また、凹部１
１ａの底面の中心からずれた位置には他の貫通孔１１ｃ
の左端が開口している。この貫通孔１１ｃはボデイ１０
の軸線に対して傾いている。上記ブロック１１の側面に
は、上記貫通孔１１ｃに連なるねじ孔１１ｄが形成され
ている。

【００１０】上記ねじ孔１１ｄには継手１５がねじ込ま
れている。この継手１５からはチューブ１６が延び、こ
のチューブ１６の先端（液体通路の上流端）は２位置３
方電磁弁１７（切換弁）を介して、封止液（液体）を収
容したタンク１８（液体供給源）とバキュームポンプ１
９（バキューム手段）が選択的に接続されるようになっ
ている。

【００１１】上記左側の蓋１２には、ボデイ１０の軸線
と平行に貫通孔１２ａが形成されており、この貫通孔１
２ａの右端は上記ブロック１１の凹部１１ａに連なって
いる。上記蓋１２の左端面には浅い溝１２ｂが形成され
ており、この溝１２ｂにはノズル２０が挿入固定されて
いる。このノズル２０は、扁平な形状をなし、右端面に
開口する孔２０ａと、この孔２０ａに連なり左端縁に開
口する１００ミクロン程度のギャップ２０ｂ（図２にの
み示す）とを有している。

【００１２】上記チューブ１６，継手１５、ブロック１
１のねじ孔１１ｄ，貫通孔１１ｃ，凹部１１ａ，蓋１２
の貫通孔１２ａ，ノズル２０の孔２０ａおよびギャップ
２０ｂによって、封止液通路５（液体通路）が構成され
ている。ギャップ２０の開口端は、この封止液通路５の
下流端、すなわち封止液吐出端となっている。

【００１３】上記ブロック１１には、振動部材３０が装
着されている。この振動部材３０は、ピストン部３１
と、このピストン部３１からボデイ１０の軸線に沿って
右方向に延びるロッド部３２とを有している。上記ピス
トン部３１は、上記ブロック１１の凹部１１ａに、ボデ
イ１０の軸線に沿ってスライド可能に収容されている。
このピストン部３１で仕切られた凹部１１ａの右側の空
間がシリンダ室１４として提供される。上記ロッド部３
２は、筒形状をなしてブロック１１の貫通孔１１ｂにス
ライド可能に挿通されている。上記ロッド部３２の内部
空間には、連結された２つのピエゾアクチュエータ３
５，３６（振動付与手段）が収容されている。

【００１４】上記ロッド部３２の突出端部は右側の蓋１
３の内部空間に収容されている。蓋１３の右端壁にはね
じ棒３７がねじ込まれている。このねじ棒３７とロッド
部３２の内部空間の奥面との間で上記ピエゾアクチュエ
ータ３５，３６が挟持されている。上記ピストン部３１
と蓋１２との間にはＯリング３８が介在されており、こ
のＯリング３８は上記ねじ棒３７のねじ込みに伴って弾
性変形し、その弾性復元力がピエゾアクチュエータ３
５，３６への予圧として提供されている。なお、このＯ
リング３８は、シールを兼ねている。

【００１５】上記ボデイ１０における液体通路５には、
第１，第２の逆止弁４０，５０が設けられている。第１
逆止弁４０は、上記貫通孔１１ｃの左端に形成された弁
座４１と、この弁座４１に収容された球形状の弁体４２
と、この弁体４２を弁座４１に押しつけるリング形状の
板バネ４３（バネ）とを有している。この板バネ４３
は、上記ロッド部３２の貫通を許し、弁体４２の反対側
でねじ４４により凹部１１ａの底面に固定されている。
上記第１逆止弁４０は、上記シリンダ室１４の上流側に
位置している。

【００１６】上記第２逆止弁５０は、上記ピストン部３
１の左側の面に形成された弁座５１と、この弁座５１に
収容された球形状の弁体５２と、この弁体５２を弁座５
１に押しつけるコイルバネ５３（バネ）とを有してい
る。上記弁座５１は、ピストン部３１に形成された十字
形の連通路３１ａを介して、上記シリンダ室１４に連な
っている。上記第２逆止弁５０は、上記シリンダ室１４
の下流側に位置している。

【００１７】上記ボデイ１０には上記第１逆止弁４０を
強制的に開くための強制開き手段６０が設けられてい
る。この強制開き手段６０は、上記ブロック１１の貫通
孔１１ｃにスライド可能に挿入されたロッド６１と、こ
のロッド６１を前進位置と後退位置との間で移動させる
駆動手段６２とを有している。このロッド６１は、通常
は後退位置にある。後述する封止液充填に先立って駆動
手段６２が駆動してロッド６１を前進させ、板バネ４３
に抗して弁体５２を押して弁座４１から離すことによ
り、第１逆止弁４０を開くようになっている。

【００１８】上記蓋１２には、貫通孔１２ａと直交する
ようにして、ロッド７１（進退部材）がスライド可能に
支持されている。このロッド７１の先端は上記貫通孔１
２ａに入り込んでいる（封止液通路５に臨んでいる）。
このロッド７１は、駆動手段７２により、前進位置と後
退位置との間で移動されるようになっている。

【００１９】上記構成の封止液供給装置の作用を説明す
る前に、図２，図３に示す液晶セル８０について説明し
ておく。このセル８０は、２枚の基板８１，８２を備え
ている。本実施形態では、基板８１は、基板８２より大
きく、基板８２の周縁と基板８１の周縁近傍の面を接着
剤８３で貼り付けることにより、両者の間に数ミクロン
の厚さのギャップ８４が形成されている。そして、接着
剤８３が介在されていない箇所が、注入ポート８５と排
気ポート８６となっている。セル８０の排気ポート８６
から真空吸引しながら、注入ポート８５に液晶ＬＣを注
入することにより、液晶ＬＣがギャップ８４に充填され
る。上記液晶ＬＣをセル８０に充填し終えた後で、上記
構成の封止液供給装置を用いてポート８５，８６に封止
液ＳＱ（図３にのみ示す）を供給する。

【００２０】上記封止液供給装置の封止液通路５には、
予め封止液ＳＱが充填されている。この封止液充填の工
程を最初に説明しておく。電磁弁１７をオンしてバキュ
ームポンプ１９をチューブ１６に接続させた状態で、バ
キュームポンプ１９を駆動させる。これと相前後して、
前述のように強制開き手段６０を駆動して第１逆止弁４
０を強制的に開く。これにより、第２逆止弁５０より上
流側の封止液通路５（すなわちシリンダ室１４，貫通孔
１１ｃ，ねじ孔１１ｄ，継手１５、チューブ１６）は真
空状態となる。次に、電磁弁１７をオフにしてチューブ
１６をタンク１８との接続状態に切り換えると、タンク
１８内の封止液が第２逆止弁５０より上流側の封止液通
路５に充填される。このようにして、封止液に空気が混
入するのを防止することができる。

【００２１】次に、上記強制開き手段６０のロッド６１
を後退させて、逆止弁４０の強制開き状態を解消した
後、ピエゾアクチュエータ３５，３６に同期の高周波電
圧を印加して、ピエゾアクチュエータ３５，３６を伸縮
させ、これに伴い振動部材３０をボデイ１０の軸線方向
に振動させる。この振動部材３０のピストン部３１が微
小量右方向に移動すると、シリンダ室１４の容積が減少
し、このシリンダ室１４内の圧力上昇に伴って第１逆止
弁４０が閉じられ第２逆止弁５０が開く。これにより、
封止液が第２逆止弁５０を通ってその下流側の封止液通
路５に送られる。上記ピストン部３１が微小量左方向に
移動すると、シリンダ室１４の容積が増大し、このシリ
ンダ室１４の圧力低下に伴って第１逆止弁４０が開き第
２逆止弁５０が閉じる。これにより、封止液が第１逆止
弁４０の上流側からシリンダ室１４に補充される。

【００２２】上記振動部材３０の振動を継続して行う
と、凹部１１ａの左側の空間、蓋１２の貫通孔１２ａ，
ノズル２０の孔２０ａ，ギャップ２０ｂへと充填が進
む。封止液がこのギャップ２０ｂの開口端に達した時点
で、上記振動による封止液送り動作を一旦停止し待機す
る。

【００２３】前述したセル８０への液晶充填が終了した
後、上記待機状態の封止液供給装置を用いて封止液供給
を行う。詳述すると、ボデイ１０を把持するロボットア
ーム等の移動機構を駆動させることにより、図３に示す
ようにノズル２０の先端を注入ポート８５に接近させ
る。この状態でピエゾアクチュエータ３５，３６に高周
波電圧を所定時間付与することにより、上述と同様の封
止液ＳＱの送りを実行し、封止液ＳＱをギャップ７０か
ら吐出してポート８５、８７に供給する。振動の１周期
でのピストン部３１の往復に伴う封止液の送り量が微小
であるので、ピエゾアクチュエータ３５，３６の駆動を
時間制御することにより、適量の封止液ＳＱを高精度で
供給することができる。

【００２４】上記封止液ＳＱのポート８５への供給（封
止液ＳＱの吐出）を終了した時点で、駆動手段７２を駆
動してロッド７１を後退させる。これにより、第２逆止
弁５０より下流側の封止液通路５の容積が増大し、その
圧力が低下するので、ノズル２０のギャップ２０ｂの開
口端から封止液ＳＱを後退させることができ、後垂れを
確実に防止することができる。

【００２５】本発明は、上記実施形態に制約されず種々
の形態を採用可能である。例えば、上記実施形態におい
て、バキューム手段は、第１逆止弁４０より上流側では
なく、シリンダ室１４（逆止弁４０，５０間の液体通
路）に接続してもよい。この場合、切換弁１７の代わり
に通常の開閉電磁弁を用い、バキューム手段とシリンダ
室との間にも別の開閉電磁弁を設ける。

【００２６】タンク１８に弱い圧力をかけて封止液通路
５への封止液の供給をより円滑にしてもよい。また、上
述の構成をなす装置を基板８１への接着剤（液体）の塗
布に用いても良い。この場合，装置を移動させながら、
ピエゾアクチュエータ３５，３６を駆動して，ギャップ
２０ｂから接着剤を吐出させる。この場合でも単位時間
当たりの接着剤供給量が安定しているので、均一に接着
剤を塗布することができる。さらに、上記装置は注射液
の微小送りに用いてもよい。この場合、注射針から延び
るチューブの後端を液体通路の下流端に接続すればよ
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様では、第１，第２逆止弁間に配置された振動部材の振
動に伴うポンプ作用により、微少量の液体を高精度に安
定して供給することができる。第２の態様では、液体通
路の一部をなすシリンダ室に振動部材のピストン部をス
ライド可能に配置することにより、より一層安定した液
体送りを行うことができる。第３の態様では、ピエゾア
クチュエータを用いることにより、微小振幅の高周波の
振動を振動部材に安定して付与することができ、高精度
の液体送りを行うことができる。第４の態様では、振動
に伴う液体吐出を停止した時に、進退部材を後退させる
ことにより、下流端での液体の後垂れを確実に防止する
ことができる。第５の態様では、バキューム手段で第２
逆止弁の下流側の液体通路を真空にするので、液体通路
に液体を充填した時、液体に空気が混入するのを防止す
ることができる。第６の態様では、簡単な回路構成で液
体通路にバキューム手段を接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態をなす封止液供給装置の断
面図である。

【図２】液晶セルの平面図である。

【図３】上記装置を用いて液晶セルのポートに封止液を
供給する直前の状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

５ 封止液通路（液体通路） １４ シリンダ室 １７ 電磁弁（切換弁） １８ タンク（液体供給源） １９ バキュームポンプ（バキューム手段） ３０ 振動部材 ３１ ピストン部 ３５，３６ ピエゾアクチュエータ（振動付与手段） ４０ 第１逆止弁 ５０ 第２逆止弁 ６０ 強制開き手段 ７１ ロッド（進退部材） ７２ 駆動手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 LA24 NA19 NA60 QA12 QA16 3E083 AA20 4F041 AA05 AA16 AB01 BA05 BA10 BA12 BA36 BA57

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）液体通路と、（ロ）上記液体通路の
   上流端に接続された液体供給源と、（ハ）上記液体通路
   において液体の流れ方向に順に配置された第１，第２の
   逆止弁と、（ニ）上記第１、第２の逆止弁間の液体通路
   に臨む振動部材と、（ホ）上記振動部材に振動を付与し
   て、上記第１、第２逆止弁間の液体通路の容積を増減す
   ることにより、上記液体通路に沿って液体を送る振動付
   与手段と、を備えたことを特徴とする液体供給装置。
2. 【請求項２】 上記液体通路は、上記第１，第２の逆止
   弁間に配置されたシリンダ室を有し、上記振動部材は、
   このシリンダ室にスライド可能に収容されたピストン部
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体供給装
   置。
3. 【請求項３】 上記振動付与手段が、ピエゾアクチュエ
   ータからなることを特徴とする請求項１または２に記載
   の液体供給装置。
4. 【請求項４】 上記第２逆止弁より下流側の液体通路に
   進退可能にして臨む進退部材と、上記振動付与手段の駆
   動による液体通路の下流端からの液体吐出を停止した
   後、この進退部材を後退させて第２逆止弁より下流側の
   液体通路の容積を増大させる駆動手段とを備えたことを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体供給装
   置。
5. 【請求項５】 上記第２逆止弁より上流側の液体通路に
   バキューム手段が接続され、このバキューム手段は、上
   記液体供給源から上記液体通路への液体充填に先だっ
   て、上記第２逆止弁より上流側の液体通路を真空にする
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体
   供給装置。
6. 【請求項６】 上記液体通路の上流端が切換弁を介して
   上記液体供給源と上記バキューム手段に選択的に接続さ
   れ、さらに、上記バキューム手段の動作時に上記第１逆
   止弁を強制的に開く強制開き手段を備えたことを特徴と
   する請求項５に記載の液体供給装置。