JP2002107738A - 液晶セルへの液晶注入方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルへの液晶注入中においてもプレス封
止中においてもセルギャップを容易に確認することがで
きる液晶セルへの液晶注入方法を提供する。 【解決手段】 上板ガラス基板６と下板ガラス基板７か
らなる液晶セル１内に排気口９から吸引排気しながら注
入口より液晶を注入する方法において、液晶を加圧注入
し、その後セルギャップを確認しながら上板ガラス基板
６と下板ガラス基板７を加圧してセルギャップを均一に
した後に排気口９と注入口を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上板ガラス基板と
下板ガラス基板からなる液晶セル内に液晶を注入する液
晶セルへの液晶注入方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルに用いる液晶は、コレステリ
ック液晶或いはカイラル剤（光学的異方性を有する有機
化合物）を混入したネマティック液晶であり、これらは
粘度が３０〜４０ｃｐｓと大きく、狭いギャップ（４〜
５μｍ）の液晶セル内に空気を混入することなく充填す
るのは容易ではない。

【０００３】従来の液晶セルへの液晶注入方法は、液晶
セルが有する排気口より吸引しながら注入口から液晶を
加圧注入して液晶セル内に液晶を充填させ、次いで中央
部が膨れた状態の液晶セルをプレス治具に移してセット
し、セルギャップを均一（通常４〜８μｍ）にするた
め、両ガラス基板に外圧力を加えて余分な液晶を吐き出
させる。両ガラス基板に加える圧力とその時間は、セル
ギャップの大きさやガラスの厚さなどにより異なるた
め、予めサンプルを用いて設定しておく。この時、セル
ギャップの確認は、サンプルを偏光板で挟みセルギャッ
プの狭まり具合により異なるパネルの色調を観察するこ
とにより、その都度取り出して行う。

【０００４】このような両ガラス基板に所定圧力を所定
時間だけ加える方法で、標準セルギャップに対し±０．
２５μｍ以内にばらつきを抑える。次いで、排気口及び
注入口に付着している余分な液晶を拭き取り、ＵＶ硬化
剤を塗布して硬化させ封止した後、プレス治具によるプ
レス圧を解除する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、液晶を注入しながらガラス基板を加圧する機構がな
いため、液晶注入後に液晶セルをプレス封止する際、プ
レス治具に液晶セルを移す必要がある。また、ガラス基
板の大きさ、セルギャップ及び配向状態（液晶内の場所
による微妙な配向のばらつき）により、ガラス基板に加
える圧力とその時間の適切な値が異なるため、プレス封
止の際の適切な圧力とその時間を設定するために条件出
しを行う必要がある。更に、プレス治具により両ガラス
基板が挟み込まれるため、プレス封止中に適切なセルギ
ャップが形成されたか否かを確認することができない。

【０００６】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、液晶セルへの液晶注入中においてもプレス封止
中においてもセルギャップを容易に確認することができ
る液晶セルへの液晶注入方法及びその装置を提供しよう
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項１に係る発明は、上板ガラス基板と下板ガラス基板
からなる液晶セル内に排気口から吸引排気しながら注入
口より液晶を注入する方法において、液晶を加圧注入
し、その後セルギャップを確認しながら前記上板ガラス
基板と下板ガラス基板を加圧してセルギャップを均一に
した後に前記排気口と注入口を封止するものである。

【０００８】請求項２に係る発明は、上板ガラス基板と
下板ガラス基板からなり排気口と注入口を備えた液晶セ
ル内に排気口から吸引排気しながら注入口より液晶を加
圧注入する液晶注入装置において、セルギャップを均一
にするため前記上板ガラス基板と下板ガラス基板を加圧
する加圧手段と、セルギャップを確認するセルギャップ
確認手段を設けたものである。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
液晶セルへの液晶注入装置において、前記加圧手段は、
前記上板ガラス基板と下板ガラス基板を押圧する加圧治
具である。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項２に記載の
液晶セルへの液晶注入装置において、前記加圧手段は、
液晶セル表面の全部又は一部を加圧可能な加圧チャンバ
ーである。

【００１１】請求項５に係る発明は、請求項２、３又は
４に記載の液晶セルへの液晶注入装置において、前記セ
ルギャップ確認手段は、前記加圧手段に設けた偏光機能
付きのぞき窓である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
液晶セルへの液晶注入装置の概要斜視図、図２は図１の
Ａ−Ａ線断面図、図３は液晶セルの平面図、図４は液晶
供給手段の概要構成説明図、図５は本発明の別実施の形
態の概要斜視図である。

【００１３】本発明に係る液晶セルへの液晶注入装置
は、図１又は図２に示すように、液晶セル１を挟持して
支持する加圧治具２と、加圧治具２に設けた偏光機能付
きのぞき窓３，４と、液晶セル１内に液晶５を加圧注入
する液晶供給手段（図４に示す）と、液晶セル１内を真
空吸引する吸引手段（不図示）を備えている。

【００１４】液晶セル１は、図２又は図３に示すよう
に、上板ガラス基板６の周縁と下板ガラス基板７の周縁
近傍の互いに対向する面にシール部材８を設け、上板ガ
ラス基板６と下板ガラス基板７の間にセルギャップ（４
〜５μｍ）Ｇを形成したものである。そして、シール部
材８を設けていない箇所が、液晶セル１の排気口９と、
排気口９の反対側に設けた注入口１０になっている。

【００１５】加圧治具２は、上加圧部材１１と、下加圧
部材１２と、上加圧部材１１を上板ガラス基板６に当接
させると共に下加圧部材１２を下板ガラス基板７に当接
させて保持するクランパ（不図示）と、上板ガラス基板
６及び下板ガラス基板７を加圧する加圧力調整自在な加
圧空気供給手段（例えば、コンプレッサ：不図示）など
を備えている。上加圧部材１１と下加圧部材１２は、と
もにＯリングのようなシール部材（不図示）を介して上
板ガラス基板６と下板ガラス基板７に当接して液晶セル
１を挟持する。

【００１６】上加圧部材１１は、上板ガラス基板６より
小さめに形成され、上板ガラス基板６に当接した状態で
密閉空間１４を形成する。また、上加圧部材１１の中央
部には偏光機能付きのぞき窓３が設けられ、端部には密
閉空間１４に加圧空気供給手段による加圧空気を供給す
る加圧空気導入口１５が設けられている。

【００１７】偏光機能付きのぞき窓３は、上加圧部材１
１の中央部に円形の孔１１ａを開け、孔１１ａを塞ぐよ
うに孔１１ａの内側に透明部材３ａをシール部材（不図
示）を介して配設し、更に孔１１ａの外側に偏光板３ｂ
を設けて構成されている。偏光板３ｂは、回転自在に上
加圧部材１１に取付けられている。

【００１８】下加圧部材１２は、下板ガラス基板７より
小さめに形成され、下板ガラス基板７に当接した状態で
密閉空間１６を形成する。また、下加圧部材１２の中央
部には偏光機能付きのぞき窓４が設けられ、端部には密
閉空間１６に加圧空気供給手段による加圧空気を供給す
る加圧空気導入口１７が設けられている。

【００１９】偏光機能付きのぞき窓４は、下加圧部材１
２の中央部に円形の孔１２ａを開け、孔１２ａを塞ぐよ
うに孔１２ａの外側に偏光板４ａをシール部材（不図
示）を介して固定して構成されている。更に、封止時に
用いる紫外線がのぞき窓３，４から液晶５に照射される
のを防止するため遮光シャッタ（不図示）を開閉自在に
のぞき窓３，４に設けることもできる。

【００２０】なお、上述した実施の形態では、下加圧部
材１２にも偏光機能付きのぞき窓４を設けたが、下板ガ
ラス基板７と接する下加圧部材１２に反射用の偏光板を
設けることにより偏光機能を持たせ、セルギャップ確認
手段を簡略化することもできる。

【００２１】液晶供給手段としては、図４に示すよう
に、容器２０内に充填した液晶５をパイプ２１と開閉自
在なバルブ２２を介してコンプレッサ２３により空気圧
を利用して圧送する方法を採用することができる。パイ
プ２１の先端２１ａは、液晶セル１の注入口１０に当接
させる。また、吸引手段としては、真空排気ポンプに接
続したパイプを液晶セル１の排気口９に当接させ、パイ
プの途中に設けたバルブを操作しながら行う方法を採用
することができる。

【００２２】以上のように構成した本発明に係る液晶セ
ルへの液晶注入装置の動作、即ち本発明に係る液晶セル
への液晶注入方法について説明する。先ず、液晶セル１
を加圧治具２にセットする。そして、液晶セル１の排気
口９から吸引手段により液晶セル１内を真空吸引すると
共に、注入口１０から液晶供給手段により液晶５を液晶
セル１内に加圧注入する。

【００２３】この時、加圧空気供給手段（コンプレッ
サ）により加圧空気導入口１５，１７を通して密閉空間
１４，１６へ加圧空気（０．５〜１．５気圧で調整可
能）を供給し、液晶５を注入したことによって広くなっ
たセルギャップＧを狭める方向に上板ガラス基板６と下
板ガラス基板７を加圧することができる。

【００２４】次いで、液晶セル１内に液晶５がほぼ充填
された状態で、偏光機能付きのぞき窓３，４からセルギ
ャップＧの増減による色調変化を観察しながら、加圧空
気供給手段により空気圧を調整してセルギャップＧを所
望な値で均一にする。ここで、偏光機能付きのぞき窓３
に設けた偏光板３ｂは、回転自在なので液晶５の複屈折
に依存した見やすい明るさ及び色調に調整できる。

【００２５】次いで、排気口９と注入口１０に付着した
余分な液晶５を拭き取りＵＶ硬化剤を排気口９と注入口
１０に塗布する。そして、ＵＶ硬化剤に紫外線を照射し
て硬化させて封止する。

【００２６】次いで、加圧空気供給手段による上板ガラ
ス基板６と下板ガラス基板７への加圧を解除して密閉空
間１４，１６を大気圧にし、液晶セル１を加圧治具２か
ら解放して液晶セル１への液晶注入作業が終了する。

【００２７】また、本発明の別実施の形態は、図５に示
すように、液晶セルを収納して排気口と注入口を除いた
液晶セル全体を加圧可能な加圧チャンバー３０と、加圧
チャンバー３０に設けた偏光機能付きのぞき窓３１と、
液晶セル内に液晶を加圧注入する液晶供給手段（不図
示）と、液晶セル内を真空吸引する吸引手段（不図示）
を備えている。

【００２８】加圧チャンバー３０は、上ケース部材３２
と、下ケース部材３３と、液晶セルを収納した後に上ケ
ース部材３２と下ケース部材３３を当接して保持するク
ランパ（不図示）と、加圧チャンバー３０内の空気圧を
調整する加圧空気供給手段（不図示）などを備えてい
る。

【００２９】また、偏光機能付きのぞき窓３１は、上ケ
ース部材３２と下ケース部材３３に設けられている。な
お、３４は液晶セルの排気口に連通する排気孔であり、
排気孔２４の反対側には液晶セルの注入口に連通する注
入孔が形成されている。

【００３０】また、上ケース部材３２にのみ偏光機能付
きのぞき窓３１を設け、下ケース部材３３に反射用の偏
光板を設けてセルギャップ確認手段を構成してもよい。
更に、反射光で調整するときは、目の位置側に光源をセ
ットするのがよく、透過光で調整するときは、平板型蛍
光灯のようなバックライトを設けるのがよい。そして、
透過光でバックライトを用いる場合、その背面（液晶セ
ルとは反対側の面）には、拡散板（例えば、高分子分散
型液晶のホワイトモード）を設置するのがよい。動作に
ついては、上述した実施の形態と同様である。

【００３１】また、加圧チャンバーを減圧兼加圧チャン
バーとして用いることもできる。この場合、チャンバー
内を減圧後、チャンバー内に配置した液晶皿に液晶セル
をその注入口を下側に向けて漬け、その後チャンバー内
の圧力を常圧にすることにより液晶セル内に液晶を注入
する。液晶注入後に、チャンバーに設けた偏光機能付き
のぞき窓よりセルギャップを確認しながらチャンバー内
の圧力を調整してセルギャップ調整を行うこともでき
る。

【００３２】なお、液晶セルの上板ガラス基板に対向す
る加圧チャンバーの外側にのみ偏光機能付きのぞき窓を
設け、下板ガラス基板の背面に反射用の偏光板を設けて
セルギャップ確認手段を構成してもよい。その他の動作
については、上述した実施の形態と同様である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
によれば、液晶を加圧注入した後、セルギャップを確認
しながら上板ガラス基板と下板ガラス基板を加圧してセ
ルギャップを均一した後に封止するため、液晶注入後そ
のまま加圧でき、しかもセルギャップを確認しながら上
板ガラス基板と下板ガラス基板を加圧するので、注入か
ら封止までの作業を簡素化できると共に、セルギャップ
を容易に精度よく均一にすることができる。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、セルギャッ
プ確認手段を設けたので、セルギャップを精度よく均一
にすることができる。

【００３５】請求項３に係る発明によれば、加圧手段を
容易に構成することができる。

【００３６】請求項４に係る発明によれば、従来の加圧
チャンバーにもそのまま適用することができる。

【００３７】請求項５に係る発明によれば、作業者は偏
光機能付きのぞき窓からセルギャップの増減による色調
変化を観察しながら加圧調整できるので、セルギャップ
を容易に精度よく均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶セルへの液晶注入装置の概要
斜視図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】液晶セルの平面図

【図４】液晶供給手段の概要構成説明図

【図５】本発明の別実施の形態の概要斜視図

【符号の説明】

１…液晶セル、２…加圧治具、３，４，３１…偏光機能
付きのぞき窓、５…液晶、６…上板ガラス基板、７…下
板ガラス基板、９…排気口、１０…注入口、２０…加圧
チャンバー、Ｇ…セルギャップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴫原 秀勝 福島県福島市岡島字長岬６番地の７ ナノ ックス株式会社福島工場内 Ｆターム(参考） 2H089 MA07Z NA26 NA32 NA33 NA53 NA60 QA14 TA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上板ガラス基板と下板ガラス基板からな
   る液晶セル内に排気口から吸引排気しながら注入口より
   液晶を注入する方法において、液晶を加圧注入し、その
   後セルギャップを確認しながら前記上板ガラス基板と下
   板ガラス基板を加圧してセルギャップを均一にした後に
   前記排気口と注入口を封止することを特徴とする液晶セ
   ルへの液晶注入方法。
2. 【請求項２】 上板ガラス基板と下板ガラス基板からな
   り排気口と注入口を備えた液晶セル内に排気口から吸引
   排気しながら注入口より液晶を加圧注入する液晶注入装
   置において、セルギャップを均一にするため前記上板ガ
   ラス基板と下板ガラス基板を加圧する加圧手段と、セル
   ギャップを確認するセルギャップ確認手段を設けたこと
   を特徴とする液晶セルへの液晶注入装置。
3. 【請求項３】 前記加圧手段は、前記上板ガラス基板と
   下板ガラス基板を押圧する加圧治具である請求項２に記
   載の液晶セルへの液晶注入装置。
4. 【請求項４】 前記加圧手段は、液晶セル表面の全部又
   は一部を加圧可能な加圧チャンバーである請求項２に記
   載の液晶セルへの液晶注入装置。
5. 【請求項５】 前記セルギャップ確認手段は、前記加圧
   手段に設けた偏光機能付きのぞき窓である請求項２、３
   又は４に記載の液晶セルへの液晶注入装置。