JP2002341308A - 液晶注入封止装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 公知の加温装置１８を設けた液晶注入装置に
おいては、装置１２の前方及び後方位置に配置されてい
た空セルへの液晶充填状態と、中間位置へ配置されてい
た空セルへの液晶充填状態とでは、図６（Ａ）、（Ｂ）
及び（Ｃ）に示すように、異なる充填結果を提供するこ
とがあった。 【解決手段】加温装置によって液晶空セルを加温しつつ
当該空セルへ液晶を注入しかつ該セルの液晶注入口を封
止する液晶注入封止装置であって、熱源手段２２を液晶
注入装置２０の下方位置へ配置し、加温流体が液晶充填
封止装置２０内で自然対流を起こすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本件発明は一般には、対向す
る面間へスペーサーによって所定間隔の空隙を保持され
かつ周辺部をシール材によって張り合わされた一対のガ
ラス基板からなる液晶注入対象物いわゆる空セルへ対し
て、シール材を塗布していない部分即ち注入口より液晶
を注入して液晶注入セルを形成し、その後、当該注入口
を封止して液晶パネルを製造する液晶注入装置に関し、
特に、液晶注入時におけるセルの温度分布を改良した液
晶注入封止装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス基板に、電極、液晶駆動用素子、
配向膜等が形成されている液晶パネル用の第１の基板と
第２の基板とをスペーサーを介して所定間隔を維持した
状態でシール材によって張り合わされた液晶注入される
液晶注入対象物いわゆる空セルは知られている。このよ
うな空セルへ対してシール材を塗布していない部分即ち
注入口から、当該スペーサーによって画定される基板間
の空隙へ液晶を注入し液晶注入セルを形成し、その後当
該注入口を封止して液晶パネルを形成する装置はこれま
で種々のものが発表されている。

【０００３】例えば、特開平７−２０４８０号は、図４
に示すような装置により空セルへ液晶を注入しかつ当該
注入口を封止している。即ち、この装置によれば、初め
に公知の手段によって一対のガラス基板、スペーサー、
シール材等により空セル１を作成し、この空セル１を箱
体２内へ気密部材３等によって密封配置する。このと
き、該空セルの液晶注入口４は箱体２の外部へ開放して
おく。箱体２の内部には加圧手段５と圧力調整機構６と
がパイプ連結されている（Ａ）。この箱体２は、この箱
体２を上部に収容し、液晶７を内部に満たした液晶溜８
を下部に収容している処理室９と一緒になって液晶注入
装置１２を形成している。なお、この液晶注入装置１２
は、処理室９内へ連結している排気手段１０及びガス供
給手段１１を有している（Ｂ）。

【０００４】この装置１２によって空セル１へ液晶７を
注入する場合には、初めに、空セル１を密封保持してい
る箱体２を予め収容している処理室９を排気するため排
気手段１０を稼動する。これによりスペーサーによって
ガラス基板間に隔成されている空セル１の空隙内部及び
液晶７を真空脱気する（Ｂ）。次いで、該空セル１の液
晶注入口４を液晶７へ接触する。この接触により当初毛
細管現象によって液晶が或る程度空セル内へ注入される
（Ｃ）。図においては単独の空セルを示しているが、実
際には複数の空セルを並置してこれらに同時に液晶を吸
入するのであることは当業者に明らかである。

【０００５】次いで、処理室９内へガス供給手段１１を
介して乾燥処理した不活性ガスを常圧になるまで導入す
る（Ｄ）。この不活性ガスの圧力により液晶溜８内の液
晶７が加圧され、このため該液晶７は負圧状態にある空
セル１の空隙内部へ効率よく注入される。しかしなが
ら、この液晶注入時に、必要以上の液晶が当該空隙内部
へ注入され、セルを構成している一対のガラス基板が外
向きに膨らむことがある。このような状態が発生する
と、基板間隔が許容値から外れた液晶パネルが作成され
ることになる。このような状態の液晶パネルの形成を防
止するため、前記不活性ガスの導入時に、同時に加圧手
段５を作動しかつ圧力調整機構６を介して箱体２内部を
加圧し、これにより基板間隔の膨らみを防止しかつ空隙
内への過剰な液晶の注入を阻止し当該空隙寸法を許容値
に維持する（Ｄ）。

【０００６】液晶注入装置１２による液晶注入作業が完
了した後、液晶７が注入された液晶注入セル１ａを液晶
注入装置１２から取り出し、該セルの液晶注入口４へ対
して、紫外線を照射することによって硬化する性質を有
する公知の封止用シール材１３を公知のシール材供給手
段１４を用いて塗布し（Ｅ）、その後、当該封止用シー
ル材１３へ紫外線を照射して当該シール材１３を硬化し
て、液晶パネル１ｂ（Ｆ）を完成する。

【０００７】このように装置内を加圧状態としながら空
セルへ液晶を注入すると、注入時間が短縮することは知
られている。同様にまた、空セルを装置内で加温しなが
ら液晶注入を行なうと、加温された空セルへ接触した液
晶の粘度が下がりいわゆるさらさらの状態を呈し、同様
に注入時間の短縮が出来ることも知られている。

【０００８】こうして、加圧による注入時間の短縮と加
温による注入時間の短縮とは相乗効果として、液晶注入
作業に反映されてくるのである。このため、しばしば、
空セルを加温するための加温装置をも併せ持った液晶注
入装置も知られている。

【０００９】図５は、加温装置の一例を示している。こ
の図において、液晶注入装置１２内には複数の空セル１
が所定の間隔（例えば５〜１０ｍｍ）をおいて並置され
ている。更にこの装置１２の上方部分にはそれ自体公知
のヒータ等からなる熱源手段１６が配置されており、更
にこの熱源手段１６と空セル群１との間には同様にそれ
自体公知のファン装置１７が配置されており、前記熱源
手段１６とファン装置１７とが加温装置１８を構成して
いる。この加温装置１８は熱源手段１６によってもたら
される例えば１２０度Ｃの高熱をファン装置１７によっ
て空セル群１へ吹き下ろし、空セル群１を例えば７０度
Ｃ程度まで加温している。このように空セルを加温する
ことにより、前述の加圧との相乗効果により、液晶は空
セル内へよりスムースに吸入されるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような公知の液晶
注入装置によれば、図４（Ｆ）に示すような膨らみのな
い望ましい形状を有する液晶パネル１ｂをより短時間に
成形することが出来る。しかしながら、図５に示すよう
な加温装置１６を設けた液晶注入装置においては、しば
しば、装置１２の前方及び後方位置に配置されていた空
セルへの液晶充填状態と、中間位置へ配置されていた空
セルへの液晶充填状態とは、異なる充填結果を提供する
ことがあった。即ち、前方位置及び後方位置に配置した
空セルには図６（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、適切な
充填が行なわれているにも拘わらず、中間位置に配置し
た空セルには図６（Ｂ）の示すように上方に僅かに液晶
未充填部位が発現するのである。

【００１１】本件発明者において鋭意検討した結果、こ
の原因はファン装置１７が送り出す加温装置１８によっ
て暖められた高熱流体が、図５において曲線にて示すよ
うに、直立した空セル群の側方位置、前方位置及び後方
位置には充分に流れ込むが、中間位置に配置した空セル
の中央部にはほとんど高熱流体が流れ込まず、そのた
め、中間位置に配置した空セルの中央部は加温されない
状態が発生し、このことが空セルのの一部へ対する液晶
の注入を遅らせ、不良品を多数発生させることが判明し
た。

【００１２】そこで本件発明は、液晶注入装置におい
て、該液晶充填装置内へ並置した複数の空セル表面の温
度分布がどの位置においても全て同じような状態になる
ように液晶充填装置内の温度分布を改良することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために加温装置によって液晶空セルを加温しつつ当
該空セルへ液晶を注入しかつ該セルの液晶注入口を封止
する液晶注入封止装置であって、加温装置が液晶注入装
置の下方位置へ配置されていることを特徴とする液晶注
入封止装置及び方法を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本件発明の好ましい実施
例について図１〜図３を参照しながら述べる。本件発明
にかかる液晶充填装置２０の加圧装置に関する構造は、
図４に示すものと実質的に同一であるが、加温装置の構
造は、図５に示す実施例とはかなり異なっている。即
ち、図５に示す構造においては、加温装置１８を形成し
ている熱源手段１６が液晶充填装置１２の上方位置に配
置され、該熱源手段１６と空セル群１との間にファン装
置１７が配置されているが、本発明においては、熱源手
段２２を液晶充填装置２０の下方位置に配置し、更にフ
ァン装置は削除されている。

【００１５】即ち、本件の液晶充填装置２０において
は、液晶充填作業の際に空セル群２４の下方位置に配置
した熱源手段２２によって該空セル群２４を下方から徐
々に加熱し、その後、各空セル間のすきまを介して上昇
する加熱流体の上昇気流によって空セル全体を加温す
る。各空セル間のすきまを介して上昇する加熱流体の上
昇気流は次いで当該液晶充填装置２０内で自然対流を起
こし、空セル群２４全体を満遍なく加温する。このよう
な自然対流によって加温された空セル群２４は空セル群
の前方部分後方部分中央部分を問わず全ての空セルが全
面にわたりほぼ均一に加温される。このため、本発明の
充填装置２０においては図６に示すような欠陥は発生し
なかった。

【００１６】図２及び図３は本件発明にかかる液晶充填
装置２０において加温される複数位置における空セルの
温度上昇（実線）と、図５に示すこれまでの液晶充填装
置１２において加温される複数位置における空セルの温
度上昇（破線）と、の変化を示す図である。温度測定点
として、空セルの左右上端部の点１、２、中央部の点
３、左右下端部の点４、５を特定し、その平均温度を測
定した。その結果が図２に示されている。

【００１７】図５に示す公知の装置１２における空セル
１の左右上端部の点１、２の平均温度変化曲線をａで示
し、空セル１の左右下端部の点４、５の平均温度変化曲
線をｂで示し、空セル１の中央部の点３の平均温度変化
曲線をｃで示す。これらの曲線から分かることは吹きお
ろされる加温流体により空セルの上方部分は高い温度ま
で加温され、また、吹きおろされた加温流体が下方で巻
き戻されるため空セルの下方部分もある程度まで加温さ
れるが、中央部には加温流体が適切に流れ込まないため
にその部分の温度上昇はかなり妨げられていることが分
かる。更にこの装置においては全ての点において加温当
初に急激に温度が上昇するが、その後は、温度上昇が鈍
くなることが明らかである。そのため、液晶充填作業の
後半には、セルの加熱は期待出来ず、充填効率が順次劣
化する。

【００１８】これに対して、図１に示す本件装置２０に
おける空セル２４の左右下端部の点４、５の平均温度変
化曲線をＡで示し、空セル２４の左右上端部の点１、２
の平均温度変化曲線をＢで示し、空セル２４の中央部の
点３の平均温度変化曲線をＣで示す。これらの曲線から
分かることは加温状態の上昇気流により空セル２４の下
方部分は順次加温され、更に、その上昇気流によって空
セルの中央部が次いで上端部が同様に加温される。その
後装置２０内を自然対流する加温流体により空セルの全
面が加温される。このため、本件装置においては、セル
全体がほとんど均一的に、場所によって温度差を生じる
と云うことなく、加温される。しかも、本件装置におい
ては、セルの温度上昇は、時間の経過に対してほとんど
比例的に上昇する。このため、加温装置２２における熱
損失が少なく、経済的である。従って、本件装置におい
ては、液晶充填が継続している間中、セルの加温が継続
することになり、充填効率も上昇するという効果があ
る。

【００１９】図２から分かるように、図１に示す本件装
置においては、空セルの全ての点において、概ね一定の
温度上昇勾配を示すが、図５に示す公知の装置において
は、空セル群の前方及び後方に配置されている空セルで
は始めに急激に加温されるが、一定時間が経過すると温
度勾配が平坦に近付き、一方、空セル群の中間付近に配
置された空セルの中央部分（３）においては、常に空セ
ルの上下部分（１、２；４、５）の温度よりも低く、更
に、液晶充填完了時に接近するときには本発明の充填装
置による空セルの温度分布状態は図５の充填装置による
空セルの温度分布状態よりも全て高い温度にまで加温さ
れていることが判明した。この結果、先に述べたよう
に、本件装置においては、図６に示すような液晶充填不
良は全く発生しないことが裏付けられたのである。

【００２０】なお、熱源手段２２としては、ワイヤヒー
ター、プレートヒーター、蒸気その他の熱源が使用され
る。また、これらの熱源手段２２の配置位置は液晶充填
装置２０内の液晶溜めの下方部分、側壁部分、またはそ
の両者に配置することも出来る。これらの熱源手段の温
度は約１２０度Ｃ程度の温度が提供出来るものであるこ
とが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明の好ましい液晶充填装置の例を示す図
である。

【図２】本件発明の液晶充填装置と公知の液晶充填装置
とにより加温した空セルの温度分布状態を示すグラフで
ある。

【図３】図２に示すグラフを作成する際の空セルの温度
測定点を示す図である。

【図４】公知の液晶注入装置の作動を示す図である。

【図５】公知の液晶充填装置の加温装置を示す図であ
る。

【図６】公知の加温装置によって加温した空セルへ液晶
を充填したときの状態を示す図である。

【符号の説明】

２０：液晶充填装置 ２２：加温装置 ２４：空セル群

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加温装置によって液晶空セル２４を加温
   しつつ当該空セル２４へ液晶を注入しかつ該セルの液晶
   注入口を封止する液晶注入封止装置２０であって、加温
   装置が液晶注入封止装置２０の下方位置へ配置されてい
   ることを特徴とする液晶注入封止装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、加温装置が熱源手段
   ２２のみにより構成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の液晶注入封止装置。
3. 【請求項３】 熱源手段２２が、ワイヤーヒーター、プ
   レートヒーター、蒸気の何れかにより形成されているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の液晶注入封止装置。
4. 【請求項４】 加温装置によって液晶空セルを加温しつ
   つ当該空セルへ液晶を注入しかつ該セルの液晶注入口を
   封止する液晶注入封止方法であって、加温装置が液晶注
   入装置の下方位置へ配置されており、該加温装置が高温
   流体の自然対流により空セル群を加温することを特徴と
   する液晶注入封止方法。