JP2002131765A - 液晶注入装置 - Google Patents

液晶注入装置

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JP2002131765A
JP2002131765A JP2000332099A JP2000332099A JP2002131765A JP 2002131765 A JP2002131765 A JP 2002131765A JP 2000332099 A JP2000332099 A JP 2000332099A JP 2000332099 A JP2000332099 A JP 2000332099A JP 2002131765 A JP2002131765 A JP 2002131765A
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JP
Japan
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liquid crystal
wall
vacuum vessel
vacuum container
vacuum
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JP2000332099A
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Kishiro Iwasaki
紀四郎 岩▲崎▼
Kotaro Araya
康太郎 荒谷
Katsumi Kondo
克己 近藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】真空下における液晶の揮発を抑える液晶注入装
置および液晶注入方法を提供できる。 【解決手段】液晶の揮発を抑えるため、真空容器の内壁
を鏡面にして表面積を小さくし、またフッ素系樹脂で被
覆し、撥水性にして、内壁への揮発粒子の吸着を抑え
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、液晶表示素子の製
造に関するものである。更に詳しくは液晶表示素子の製
造における液晶注入時の液晶の脱泡に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、二枚の電極付きガラス
基板の間隙に液晶層を設け、電気光学効果により、文
字、数字、図、絵などを表示する装置として、既に知ら
れている。このような液晶表示素子の液晶注入装置や液
晶注入方法は主に次の3種類に大別される。
【0003】(1)一方のガラス基板上に液晶を滴下
し、その上にポリマービ−ズ、シリカビ−ズ等の電気絶
縁性のスペ−サを介して、もう一枚のガラス基板を重ね
合わせる装置により液晶表示素子内に液晶を注入する方
法(特開平4−285910号公報)。
【0004】(2)予め、二枚のガラス基板に間隙を設
けた液晶表示素子に注入口の他に、液晶表示素子内の空
気の排気口を設け、液晶表示素子内に液晶を注入する方
法(特開平9−274193号公報)。
【0005】(3)注入口を設けた液晶表示素子と液晶
を入れた液晶皿を真空可能な容器に入れ、この真空容器
を減圧にした後、注入口を液晶皿に接触させ、この容器
を大気圧に戻す過程で圧力差を利用して液晶表示素子内
に液晶を注入する方法(特許公報昭58−49853号
公報)。
【0006】いずれの方法も、液晶表示素子内に気泡が
発生しないために、液晶中の溶存ガスを脱泡という形
で、外部に放出する作業が必須である。しかし、(1)
及び(2)は量産に向いていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
液晶表示素子の液晶注入方法の特徴を述べたが、現在、
量産に使われている方式は(3)である。(3)の方式
では液晶表示素子のサイズが大きくなるにつけて、液晶
表示素子を入れる真空容器も大きくなる。このため、排
気する時間が長くなる。よって液晶中の組成物が揮発
し、液晶表示素子としては応答等に著しく性能を低下し
てしまう。この対策として、液晶表示素子に注入する液
晶と同じ液晶を同一真空容器内に設けて、揮発する成分
を補給することが提案されている(特公平−30327
07号公報)。しかし、この方法では余分な液晶を用意
しなければならない。また液晶の量が多くなるので、液
晶中の溶存ガスの脱泡する時間が長くなる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は真空容器で
の減圧時間と液晶の揮発量との相関を鋭意検討した。真
空開始初期の段階では液晶の揮発は真空容器の壁面への
揮発成分の吸着が支配因子であることを突き止め本発明
に至った。
【0009】この吸着を抑える手段として、(1)減圧
制御可能な真空容器(ベルジャー)を備え、概真空容器
内に液晶セルと、概液晶セルと一定の距離を置いた液晶
を満たした液晶皿とから構成される液晶注入装置におい
て、概真空容器を排気する時、液晶の組成物が蒸発して
概真空容器の内壁に吸着することを防ぐ処置を概真空容
器の内壁に行うことを見出した。(2)概真空容器の内
壁の表面積を小さくすることで、概内壁を鏡面{表面粗
さ(Ra)0.1、JIS B0601}及び突起がないこと、及
び概真空容器を小さくすることを見出した。(3)概真
空容器の内壁をテフロンコートすることにより撥水性に
することを見出した。(4)概真空容器の内壁を暖める
ことを見出した。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1に液晶表示素子
および(3)の方式の液晶注入装置を示す。
【0011】液晶表示素子1のサイズは270mm(長片
側)×200mm(短片側)で表示部は対角で10.4イ
ンチサイズであり、厚みが1.1mmで表面を研磨した透
明なガラス基板を用いた。これら基板の上に共通電極、
信号電極、画素電極などを形成し、更にその最表面にの
配向膜を形成した。本実施例では配向膜としてポリイミ
ドを採用し、印刷機で塗布し焼成後の膜厚を0.07〜
0.1μm程度とした。その後、配向膜の表面を液晶を配
向させるための配向処理を施した。配向処理はラビング
機を使用し、ラビングロールにレーヨン製バフ布を用い
て行なった。上下基板の接着はシール剤(エポキシ系樹
脂)の中にポリマービーズを適量混入し、シールマスク
を用いて基板上に印刷した。その後、シール剤の仮硬化
を行い、上下基板を組み合わせた。そして、プレスを用
いて2枚の基板を加圧しつつ、シール剤を硬化した。液
晶表示素子内には球形のポリマービーズを基板間に狭持
し、液晶封入状態でギャップを6.0μmとしたシール剤
は基板周辺に設けられ、その短辺側の一部に液晶を注入
できるように液晶注入口3が設けられている。この液晶
表示素子のラビング角度は短辺側に対して45度にし、
上下基板間で直交する配置とした。液晶注入口3の幅は
30mmである。
【0012】このようにして作製した液晶表示素子への
液晶注入方法を図1を用いて説明する。
【0013】真空容器9の外壁11と内壁12との間に
ヒータ10が設けられている。図1は真空容器9は箱型
(6面体)であるが、1面体を表しているので、ヒータ
10は他の面内にも設けられている。内壁12はステン
レス製板で鏡面に仕上がっている{表面粗さ(Ra)0.
1、JIS B0601}。内壁12の温度を50℃になるよう
に、ヒータ10の出力を調節した。この真空容器9の中
には液晶表示素子1が注入口3を下にして配置されてい
る。真空容器9の外部に設けられた上下駆動装置8に接
続されている液晶皿4(取り外し可能)には、揮発し易
い成分を含む液晶2(比抵抗5×1013Ω・cm)が注
入口の幅より大きい面積で入っている。また、真空容器
9の外部には真空ポンプ5とピラニ真空計13が設けら
れている。真空ポンプ5を作動させ、調整バルブ6でピ
ラニ真空計13をモニタしながら排気量を調整し、真空
度が45分で1Paになるまで真空容器9内を排気する。
つぎに上下駆動装置8を作動させて液晶2を注入口3に
漬す。その後調整バルブ6を閉じ、開閉弁14を開け
て、窒素又は空気を導入して液晶セル1内に液晶2を注
入する。液晶注入終了後、液晶注入口3を紫外線硬化剤
(アクリル性樹脂)で封止した。目視観察及び顕微鏡観
察により気泡は認められなかった。また、直交ニコル下
での観察では、注入工程に起因するところの筋ムラ、封
入口ムラも認められなかった。そしてこの液晶表示素子
1の応答を25℃下で測定したところ、25msであっ
た。
【0014】つぎに液晶表示素子1を取り除き、同様の
条件下で行った結果、液晶2の揮発量(重量減少量)は
初期の液晶2の重量1gに対し1.2mgであった。また
ヒータ10をOFFにして、温度を室温(25℃)で行っ
たところ、液晶2の揮発量(重量減少量)は初期の液晶
2の重量1gに対し3mgであった。ただし、揮発成分
に関しては、ガスクロマトグラフでは検知できない減少
量であった。これらの液晶2の比抵抗を測定し、汚れが
ないことが分かった。
【0015】(実施例2)ステンレス製板で鏡面に仕上
がっている内壁12の内側に、フッ素樹脂15を1ミク
ロンの厚さにコートした真空容器9で構成される液晶注
入装置を用いた液晶注入方法について図2で説明する。
【0016】真空容器9の外壁11と内壁12との間に
ヒータ10が設けられている。図2は真空容器9は箱型
(6面体)であるが、1面体を表しているので、ヒータ
10は他の面内にも設けられている。内壁12はステン
レス製板で鏡面に仕上がっている{表面粗さ(Ra)0.
1、JIS B0601}。内壁12の温度を50℃になるよう
に、ヒータ10の出力を調節した。この真空容器9の中
には液晶表示素子1が注入口3を下にして配置されてい
る。真空容器9の外部に設けられた上下駆動装置8に接
続されている液晶皿4(取り外し可能)には、揮発し易
い成分を含む液晶2(比抵抗5×1013Ω・cm)が注
入口の幅より大きい面積で入っている。また、真空容器
9の外部には真空ポンプ5とピラニ真空計13が設けら
れている。真空ポンプ5を作動させ、調整バルブ6でピ
ラニ真空計13をモニタしながら排気量を調整し、真空
度が45分で1Paになるまで真空容器9内を排気する。
つぎに上下駆動装置8を作動させて液晶2を注入口3に
漬す。その後調整バルブ6を閉じ、開閉弁14を開け
て、窒素又は空気を導入して液晶セル1内に液晶2を注
入する。液晶注入終了後、液晶注入口3を紫外線硬化剤
(アクリル性樹脂)で封止した。目視観察及び顕微鏡観
察により気泡は認められなかった。また、直交ニコル下
での観察では、注入工程に起因するところの筋ムラ、封
入口ムラも認められなかった。そしてこの液晶表示素子
1の応答を25℃下で測定したところ、25msであっ
た。
【0017】つぎに液晶表示素子1を取り除き、同様の
条件下で行った結果、液晶2の揮発量(重量減少量)は
初期の液晶2の重量1gに対し0.8mgであった。ま
たヒータ10をOFFにして、温度を室温(25℃)で行
ったところ、液晶2の揮発量(重量減少量)は初期の液
晶2の重量1gに対し1.5mgであった。ただし、揮
発成分に関しては、ガスクロマトグラフでは検知できな
い減少量であった。これらの液晶2の比抵抗を測定し、
汚れがないことが分かった。
【0018】(比較例)図3に従来方式の液晶表示素子
および(3)の方式の液晶注入装置を示す。
【0019】真空容器の内壁16の表面は鏡面より劣
り、表面積が大きい真空容器を用いて実施例1と同様に
して行った。その結果、目視観察及び顕微鏡観察により
気泡は認められなかった。また、直交ニコル下での観察
では、注入工程に起因するところの筋ムラ、封入口ムラ
も認められなかった。しかし、この液晶表示素子1の応
答を25℃下で測定したところ、250msであり、実
施例1より遅い応答であった。
【0020】つぎに液晶表示素子1を取り除き、同様の
条件下で行った結果、液晶2の揮発量(重量減少量)は
初期の液晶2の重量1gに対し18mgであった。また
ヒータ10をOFFにして、温度を室温(25℃)で行っ
たところ、液晶2の揮発量(重量減少量)は初期の液晶
2の重量1gに対し26mgであり、真空容器の内壁へ
の吸着による揮発量の増加が認められた。ガスクロマト
グラフで揮発性の大きい低分子量成分が12%減少した
ことが分かった。しかし、液晶2の比抵抗を測定した
が、汚れはなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子の液晶注入装置お
よび液晶注入方法を用いれば、従来方式と異なり液晶の
揮発を抑えることができるため、特に高速応答用の注入
には有効な液晶注入装置および液晶注入方法を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示装置および液晶注入方法
の説明図である。
【図2】本発明に係る液晶表示装置および液晶注入方法
の説明図である。
【図3】従来法に係わる液晶表示装置および液晶注入方
法の説明図である。
【符号の説明】
1…液晶表示素子、2…液晶、3…液晶注入口、4…液
晶皿、5…真空ポンプ、6…調整バルブ、7…ブローバ
ルブ、8…上下駆動装置、9…真空容器、10…ヒー
タ、11…真空容器の外壁、12…真空容器の内壁、1
3…ピラニ真空計、14…ガス導入バルブ、15…フッ
素系樹脂、16…従来法の真空容器の内壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2H089 NA25 NA60 QA13 5G435 AA17 BB12 KK05 KK10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧制御可能な真空容器(ベルジャー)
    を備え、概真空容器内に液晶セルと、概液晶セルと一定
    の距離を置いた液晶を満たした液晶皿とから構成される
    液晶注入装置において、概真空容器を排気する時、液晶
    の組成物が蒸発して概真空容器の内壁に吸着することを
    防ぐ処置を概真空容器の内壁に行うことを特徴とする液
    晶注入装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の液晶の組成物が蒸発して概真
    空容器の内壁に吸着することを防ぐ処置として、概真空
    容器の内壁の表面積を小さくすることで、概内壁を鏡面
    及び突起がないこと、及び概真空容器を小さくすること
    を特徴とする液晶注入装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の液晶の組成物が蒸発して概真
    空容器の内壁に吸着することを防ぐ処置として、概真空
    容器の内壁を撥水性にすることを特徴とする液晶注入装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1の液晶の組成物が蒸発して概真
    空容器の内壁に吸着することを防ぐ処置として、概真空
    容器の内壁を暖めることを特徴とする液晶注入装置。
  5. 【請求項5】 請求項2の概内壁を鏡面はJIS B0601で
    定める表面粗さ(Ra)が0.1以下であることを特徴とす
    る液晶注入装置。
  6. 【請求項6】 請求項3の概内壁の撥水性はテフロン
    (登録商標)を厚さ1ミクロンコートすることを特徴と
    する液晶注入装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010276714A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Shimadzu Corp 液体注入装置

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JP2010276714A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Shimadzu Corp 液体注入装置

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