JP3702030B2

JP3702030B2 - Liquid crystal injection device

Info

Publication number: JP3702030B2
Application number: JP07896096A
Authority: JP
Inventors: 田島　　栄市; 浩飯島
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2016-04-01
Also published as: JPH09269492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は強誘電性液晶や反強誘電性液晶を液晶パネルを構成する２枚の基板間に注入するための液晶注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電性液晶と反強誘電性液晶を液晶パネルの構成を、図２の断面図を用いて説明する。図２に示すように、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を用いた液晶パネルは、第１の基板２１と第２の基板２２とを用いる。これらの第１の基板２１と第２の基板２２を用いて液晶パネル２３を作成するときは、まずはじめに第１の基板２１上に透明導電膜を設け、パターニングを行った後、透明電極２４で配線を形成する。その後、配向膜２５を形成した後、配向処理を行う。
【０００３】
同様に第２の基板２２にメタルであるクロムや樹脂によりブラックマトリクス２６を設け、その上にカラーフィルター２６を設ける。さらにその上にアクリル樹脂などで保護膜２８を設け、透明電極膜を低温スパッタリング法で設け、パターニングを行い、透明電極２４で配線を形成する。その後、配向膜２５を形成した後、配向処理を行う。
【０００４】
その後、熱硬化型接着剤をシール材２９として第１の基板２１の画素周辺に形成する。さらに第２の基板２２にプラスチックスやガラス材質からなるギャップ材３０を散布する。
【０００５】
さらに第１の基板２１と第２の基板２２の基板周辺に設けたアライメントマーク（図示せず）を基準にして、第１の基板２１と第２の基板２２を貼り合わせてる。このとき、光硬化型接着剤または熱硬化型接着剤をシール材２９として使用しする。そしてこのシール材２９を硬化するために０．２〜２．０ｋｇ／ｃｍ² の圧力を加えながら、１２０℃〜１６０℃の温度で１時間〜２時間炉の中で焼成する。
【０００６】
その後、強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７を第１の基板２１と第２の基板２２の間に注入し、液晶パネル２３とする。ここで、これらの強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７は、室温では粘性が通常のネマティック液晶の粘性２０ｃｐ程度に比較し、１００ｃｐ〜１２０ｃｐと非常に高い。
【０００７】
ここで、従来技術の真空を利用した液晶注入法は、真空雰囲気中で液晶パネル２３を真空引きした後、強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７を溜めた液晶注入溜に漬けると同時に真空雰囲気を窒素ガスを導入してリークしても、大気圧だけでは液晶パネル２３内に注入が不可能である。
【０００８】
図３を用いて従来技術における液晶パネルへの液晶注入方法を説明する。図３は、従来技術における液晶注入装置を用いて液晶パネルへの液晶注入方法を示す斜視図である。図３に示すように、第２の基板２１の注入孔３１側の端子部３３に注入孔３１を設け、端子部３３上の注入孔３１の両端に粘性の高い強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７をヘラを用いて載せ、液晶注入装置１３内に設置する多段式のホットプレート上１６に水平にして置く。
【０００９】
その後、液晶パネル２３を液晶注入装置１３内の真空度を０．０１Ｔｏｒｒに１〜２時間真空にした後、ホットプレート１６を加熱し、強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７のＩｓｏ点以上にする。実際には、液晶注入装置１３内は真空中であるために、輻射と対流が無いために常圧で測定したＩｓｏ点より高い温度まで加熱する必要がする。
【００１０】
その後、真空中でＩｓｏ点以上に達すると強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７は、図４に示すように融け始める。その後、さらに液晶１７は、粘性が低下し注入孔３１の近傍に流れ始め、やがて注入孔３１は低粘性になった強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７で塞がる。
【００１１】
注入孔３１が強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７によって塞がった時点で、空気や窒素を用いて液晶注入装置１３内のリークを行うと、液晶パネル２３内に液晶１７が入っていき、注入が完結する。
【００１２】
しかし、この図３に示す用いる手段では、液晶パネル２３にカラーフィルター２６を液晶のような強い極性を持った物質から防ぐために設ける変性アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの保護膜２８から形成されていると、液晶パネル２３の隅まで完全に注入することは不可能である。
【００１３】
強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７の場合、Ｉｓｏ点以上まで液晶パネル２３の全体を加熱するために、第２の基板２２に設けたカラーフィルター２７やその上の保護膜２８から色々なガスが発生して、液晶パネル２３内部の蒸気圧が上がり、注入孔３１から入ってくる液晶１７を追い返したしまう。
【００１４】
さらに液晶パネル２３の厚さ（液晶層の厚さ）であるギャップ寸法が１．５〜１．７μｍと薄いために、発生するガスが微少でも大きな面積を占有し、第１の基板２１と第２の基板２２の間に完全に液晶１７を注入することは困難である。
【００１５】
またこの不備を無くすため、カラーフィルター２７や保護膜２８が形成してある液晶パネル２３では、まず、強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７を注入孔３１部分の両端には載せず、そのまま液晶パネル２３を真空中に入れ、ホットプレート上で対角５〜６インチの液晶パネル２３の場合、約１２時間、注入時の温度より１０℃以上高い温度で真空加熱空焼きする。この空焼き時間は、液晶パネルサイズにより異なる。
【００１６】
充分、空焼きをした後に真空を解除し、液晶パネル２３を液晶注入装置１３から取り出し、常温、常圧下で冷やす。その後、図４に示すように、強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７をヘラで注入孔３１の両端に載せてさらに液晶注入装置１３内のホットプレート１６に載せて真空にする。
【００１７】
その後、対角５〜６インチの液晶パネル２３の場合、真空度０．０１Ｔｏｒｒで約２時間真空引きをした後、ホットプレート１６を加熱し液晶１７を溶かして注入孔３１を塞ぎ、塞がった時点で空気や窒素を用いて液晶注入装置１３内のリークを行い、液晶パネル２３内に液晶１７を入れる。
【００１８】
この液晶注入手段を用いるとカラーフィルター２７や保護膜２８が形成してある液晶パネル２３内に隙間無く完全に強誘電性液晶や反強誘電性液晶１７を注入することが可能である。しかしこの液晶注入手段では、注入開始から終了までの時間があまりにも掛かりすぎ、効率的ではない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術の液晶注入手段では、強誘電性液晶や反強誘電性液晶のような高粘性の液晶をカラーフィルターや保護膜の付いた液晶パネルに隙間無く完全に注入する場合、一度、空の状態で液晶パネルを液晶のＩｓｏ点以上の温度で真空空焼きした後、液晶パネルを真空系から取り出し、冷やした後に注入孔がある辺に設けた端子部に液晶をヘラで載せてから、さらに真空引きを２〜３時間行い注入しなければならない。
【００２０】
さらに、このような従来技術の液晶注入手段では１枚、１枚の液晶パネルの端子に液晶を付けなければならないため、多大な時間が掛かる。もし、ディスペンサーなどを用いる方法で行う場合も端子部３３に的確に液晶を落とさなければならないことと滴下直後に液晶が飛散する。
【００２１】
また、この方法では注入孔のある辺に端子があるために、後で封孔した場合、封孔剤が端子部の配線に付いてしまい、実装するときに接着不良を引き起こす。
【００２２】
このように以上説明した従来技術の液晶注入手段では、歩留まり低下と効率が悪いと言う欠点がある。
【００２３】
そこで本発明の目的は、上記欠点を解決して、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を注入するときに効率よく、しかも歩留まりが向上することが可能な液晶注入装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液晶注入装置においては、下記記載の構成を採用する。
【００２５】
本発明の液晶注入装置は、液晶パネルに液晶を注入するための液晶注入装置であって、液晶パネルを配置する真空室を備え、真空室にガスを導入する機構を備え、さらにガスを温風にする機能を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明の液晶注入装置は、真空室には液晶パネルを加熱するための液晶パネル加熱ヒーターと、真空室を加熱するための補助加熱ランプとを備えていることを特徴とする。また、補助加熱ランプは、ハロゲンランプまたは遠赤外線ランプであることが好ましい。
【００２７】
本発明の液晶注入装置は、液晶パネルを配置する真空室を第１の真空室とし、第１の真空室とは別個の液晶注入溜と液晶注入溜を加温する機構とを備える第２の真空室を設け、第１の真空室と第２の真空室との間にシャッターを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明の液晶注入装置は、液晶注入溜めに溜める液晶が強誘電性液晶または反強誘電性液晶であることを特徴とする。
【００２９】
このように狭ギャップの液晶パネルに強誘電性液晶や反強誘電性液晶などの高粘性液晶を用いて注入する液晶注入装置では、液晶パネルの間に液晶加熱ヒーターと補助加熱ランプを用いて液晶パネルを加熱する。
【００３０】
さらに本発明の液晶注入装置は第１の真空室と第２の真空室との間をシャッターで仕切る。そして第２の真空室に液晶注入溜を配置し、その液晶注入溜下側にホットプレートを置き、液晶注入溜に高粘性の液晶を入れることを可能にする。
【００３１】
はじめに多数枚の空の狭ギャップ寸法の液晶パネルをフラット形状の液晶パネルヒーターで挟み、熱伝導により液晶パネルを加熱する。さらにこの液晶パネルヒーターの補助として補助加熱ランプを使用して液晶パネルを上部から加熱する構造を採用する。
【００３２】
さらに第２の真空室には、液晶注入溜とその液晶注入溜下部にホットプレートを有する。はじめに液晶パネルを第１の真空室内で液晶加熱ヒーターと上部からの補助加熱ランプで加熱しながら充分真空引きした後、第２の真空室に設ける液晶注入溜中にある高粘性である強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶を下部に設けたホットプレートを加熱して低粘性にした後、下部ホットプレートとその上の液晶注入溜を上昇させて空の液晶パネルの注入孔に付着させ、真空を解除し、リークを行い、液晶を大気圧を使ってパネル内に注入する。
【００３３】
このことにより高粘性液晶である強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶パネルの注入時間や歩留まりやコストが大幅に削減することが可能になる。
【００３４】
このように第１の基板または第２の基板上にカラーフィルターや保護膜が形成された液晶パネルを第１の真空室で真空にした後、液晶パネル面に対向するように配置する液晶パネル加熱ヒーターと補助加熱ランプとで加熱しながら真空空引きを行い、さらに充分に加熱空引きした後に、第２の真空室の強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶を液晶注入溜の下に設けたホットプレートを用いてＩｓｏ点以上に加熱した後、第１の真空室と第２の真空室の間に設けられたシャッターを開け液晶パネルの下部に設けられた注入孔に付着させる。
【００３５】
これによって、カラーフィルターや保護膜などの有機膜を設けている強誘電性液晶パネルや反強誘電性液晶パネルに気泡が無く液晶を注入することが可能になる。さらに液晶の注入孔部の端子を無くすことができることから大型基板から取れる液晶パネル枚数が多くなる。このことからコスト低減が可能になる。また、注入孔部に端子が無くフラットであることからネマティック液晶と同様に多数枚の注入が可能になり量産性の向上が可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の本発明を実施するための最適な実施の形態における液晶注入装置の構成を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に用いた高粘性である強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶パネルに液晶を注入するための液晶注入装置を示す斜視図である。図２は液晶パネルを示す断面図である。以下図１と図２とを交互に参照して説明する。
【００３７】
図１に示すように、本発明の液晶注入装置１３は、液晶パネル２３を配置する第１の真空室１１と、液晶１７を溜めるための液晶注入溜１８を配置する第２の真空室１２とを有する。そして第１の真空室１１に液晶パネル加熱ヒーター１４と補助加熱ランプ１５とを設ける。
【００３８】
さらに液晶注入溜１８の中の液晶１７を加熱するためのホットプレート１６を液晶注入溜１８の下に設ける。さらに第１の真空室１１と第２の真空室１２との間にシャッター２０を設ける。
【００３９】
そして液晶パネル２３は、カラーフィルター２７や保護膜２８などの有機物を備える。さらに液晶パネル２３は、第１の基板２１と第２の基板２２の隙間寸法が１．０μｍ〜２μｍと狭ギャップ寸法を有するものである。
【００４０】
この液晶パネル２３の面側には、面ヒーターである液晶パネル加熱ヒータ１４を備える。さらに液晶パネル２３と液晶パネル加熱ヒーター１４には、すくなくとも１対の温度制御センサー（図示せず）を設ける。
【００４１】
第１の基板２１は透明電極２４を備え、その透明電極２４上に配向膜２５を備える。第２の基板２２はクロムなどの金属薄膜や樹脂材料を用いてブラックマトリクス２６を設け、そのブラックマトリクス２６上にカラーフィルター２７と、保護するための変性アクリル樹脂や変性エポキシ樹脂からなる保護膜２８を備える。さらに第２の基板２２には透明電極２４を備え、その上に配向膜２５を備える。
【００４２】
さらに第１の基板２１または第２の基板２２の片側に１．２μｍ〜２．０μｍのプラスチックやシリカなどでできた球状のギャップ材３０を散布し、第１の基板２２と第２の基板２３と光硬化型または熱硬化型の接着剤で貼り合わせてシール材２９とする。さらに、このシール材２９を硬化するために光照射または加熱することより硬化させ、液晶パネル２３とする。
【００４３】
そして第１の真空室１１の中に複数枚の液晶パネル２３を液晶パネル加熱ヒーター１４に両側または片側接触するように配置する。さらに複数枚の液晶パネル２３の上方の空間にはハロゲンランプまたは遠赤外線ヒーターからなる補助加熱ランプ１５を設ける。また液晶パネル２３の注入孔の側の端子は無く、ガラス端面の段差は無くフラットである。
【００４４】
第２の真空室１２には、ホットプレート１６の上に液晶注入溜１８を載せ、さらにその中に強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７を常温の状態で入れる。このとき強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７は、Ｉｓｏ点以下であるために高粘性でありペースト状である。
【００４５】
さらに第１の真空室１１と第２の真空室１２の間にはお互いの真空室の熱が極力伝わらないようにシャッター２０を設ける。さらに、液晶パネル２３と液晶パネル加熱ヒーター１４とホットプレート１６には、熱伝対からなる温度センサー１９を設け、外部からの温度コントロールを行う。
【００４６】
つぎにこの図１に示す液晶注入装置を用いる液晶注入方法を説明する。まず、液晶パネル２３と液晶パネル加熱ヒーター１４を交互に接触させて複数枚重ね合わせる。このとき、外側の液晶パネル２３には、液晶パネル加熱ヒーター１４で挟み込む。また、消費電力を削減するため液晶パネル加熱ヒーター１４を１枚にし、その両側から液晶パネル２３を密着させてもよい。液晶パネル加熱ヒーター１４の大きさは液晶パネル２３の縦方向の長さと同等かまたはシール材２９の縦方向の長さと同じにし、横方向の長さは、液晶パネルのホルダーの側面にはめ込める長さにする。
【００４７】
つぎに液晶注入溜１８に常温でペースト状態の強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７をヘラを使用しで載せる。このとき強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７は、Ｉｓｏ点以下であるためペースト状である。この液晶注入溜１８を第２の真空室１２に設置してあるホットプレート１６上に載せる。
【００４８】
つぎに第１の真空室１１と第２の真空室１２を同時に真空引きを行う。このとき、シャッター２０は、閉じて置く。真空油圧ポンプ（アツカテロ）を使用し、０．０１Ｔｏｒｒまで真空度が到達した時点で第１の真空室１１内の液晶パネル加熱ヒーター１４と補助加熱ランプ１５の電源を入れて、液晶パネル２３を加熱する。第１の基板１１または第２の基板１２のどちらか一方にカラーフィルター２７や保護膜２８などの有機物を備えている液晶パネル２３では、未反応物や有機物表面に吸着された各種のガスの発生があるため、温度センサー１９で液晶パネル２３の表面温度を測定し、約１４０℃以上の温度で約１２時間真空加熱空引きを行う。
【００４９】
このとき第２の真空室１２に設置された強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７は、真空中であることとシャッターで隔離してあることで熱が伝わらない。
【００５０】
真空空引き終了後、第２の真空室１２に設置してあるホットプレート１６の温度を強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７のＩｓｏ点以上に上げる。実際は真空中であるため、対流が起こらず伝導のみでホットプレート１６から液晶注入溜１８に熱が伝わる。このため、外部に設置した温度センサーの温度はＩｓｏ点より２０℃以上高くする。
【００５１】
今回用いた反強誘電性液晶では、Ｉｓｏ点が常温で１０３℃を示すが、液晶注入装置では、１３５℃になるまで液体状にならない。また、このとき同時に液晶１７中の脱泡を行う。
【００５２】
強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶１７が低粘性になり、液体状になった時点でホットプレート１６を上昇させ、あらかじめ注入孔の位置と合わせておいた液晶注入溜１８を液晶パネル２３に付着させる。真空を解除しないまま約１０分間毛細管現象を利用し、液晶パネル２３内に液晶１７を浸透させる。
【００５３】
その後、窒素ガスや空気でリークし大気圧で液晶１７を液晶パネル２３内にいれる。このときリークする窒素ガスや空気は、温風にしておく。これは窒素ガスや空気が入ることにより真空注入機内に急激な温度変化が生じてしまうのを防止することを目的とし、液晶パネル表面温度が下がることにより、液晶パネル２３の中の液晶の粘性が変化し注入速度に差が生じ微少な気泡の発生原因になるからである。
【００５４】
リークが開始した後、液晶１７が完全に液晶パネル２３に入るまで液晶注入溜１８と液晶パネル２３は加熱を続ける。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の液晶注入装置では、第１の真空室内で液晶パネルの真空加熱空引きを行い、充分、液晶パネル内部の表面に付着したガスや基板内部のガスを出した後、第２の真空室に設置した強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶をホットプレート上でＩｓｏ点以上に上げ、液晶注入装置の内部を大気圧に戻すことなしに行うことができる。このため時間の短縮が可能で効率化がはかれる。
【００５６】
さらに強誘電性液晶や反強誘電性液晶の液晶を液晶パネルの注入孔部に端子を設ける必要がない。このため、従来技術のネマティック液晶と同様に注入孔部のガラス端面はフラットに出来ることから通常の液晶注入溜を使用できることにより多数枚の注入も可能となり、量産性が向上する。
【００５７】
以上の実施形態で述べたように、本発明の液晶注入装置を使用することによって、微小な気泡のない表示品質の良い強誘電性液晶や反強誘電性の液晶パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における液晶注入装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明と従来技術におけるの液晶パネルを示す断面図である。
【図３】従来技術における液晶注入装置を用いて液晶パネルに液晶を注入する方法を示す斜視図である。
【図４】従来技術における液晶パネルに液晶を注入する方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１第１の真空室
１２第２の真空室
１３真空注入機
１４液晶パネル加熱ヒーター
１５補助加熱用ランプ類
１６ホットプレート
１７液晶
１８液晶注入溜
２０シャッター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal injection apparatus for injecting a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal between two substrates constituting a liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
The structure of the liquid crystal panel of the ferroelectric liquid crystal and the antiferroelectric liquid crystal will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. As shown in FIG. 2, a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal uses a first substrate 21 and a second substrate 22. When the liquid crystal panel 23 is formed using the first substrate 21 and the second substrate 22, first, a transparent conductive film is provided on the first substrate 21, patterning is performed, and then the transparent electrode 24 is used. Form wiring. Then, after forming the alignment film 25, an alignment process is performed.
[0003]
Similarly, a black matrix 26 is provided on the second substrate 22 with chromium or resin as a metal, and a color filter 26 is provided thereon. Further, a protective film 28 is provided thereon with an acrylic resin or the like, a transparent electrode film is provided by a low temperature sputtering method, patterning is performed, and wiring is formed by the transparent electrode 24. Then, after forming the alignment film 25, an alignment process is performed.
[0004]
Thereafter, a thermosetting adhesive is formed around the pixels of the first substrate 21 as a sealing material 29. Further, a gap material 30 made of plastics or glass material is sprayed on the second substrate 22.
[0005]
Further, the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded together with reference to alignment marks (not shown) provided around the first substrate 21 and the second substrate 22. At this time, a light curable adhesive or a thermosetting adhesive is used as the sealing material 29. Then, in order to cure the sealing material 29, it is baked in a furnace at a temperature of 120 ° C. to 160 ° C. for 1 to 2 hours while applying a pressure of 0.2 to 2.0 kg / cm ² .
[0006]
Thereafter, a liquid crystal 17 such as a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal is injected between the first substrate 21 and the second substrate 22 to form a liquid crystal panel 23. Here, the liquid crystal 17 of the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal has an extremely high viscosity of 100 cp to 120 cp at room temperature as compared with a viscosity of about 20 cp of a normal nematic liquid crystal.
[0007]
Here, in the liquid crystal injection method using the vacuum of the prior art, after the liquid crystal panel 23 is evacuated in a vacuum atmosphere, it is immersed in a liquid crystal injection reservoir in which the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal is stored. At the same time, even if nitrogen gas is introduced into the vacuum atmosphere and leaked, it cannot be injected into the liquid crystal panel 23 only by atmospheric pressure.
[0008]
A method of injecting liquid crystal into a liquid crystal panel in the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a liquid crystal injection method for a liquid crystal panel using a liquid crystal injection device according to the prior art. As shown in FIG. 3, the injection hole 31 is provided in the terminal portion 33 on the injection hole 31 side of the second substrate 21, and a highly viscous ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric is formed at both ends of the injection hole 31 on the terminal portion 33. A liquid crystal 17 of a liquid crystal is placed using a spatula and placed horizontally on a multistage hot plate 16 installed in the liquid crystal injection device 13.
[0009]
After that, the liquid crystal panel 23 is evacuated to 0.01 Torr for 1 to 2 hours after the degree of vacuum in the liquid crystal injection device 13 is increased to 1 to 2 hours, and then the hot plate 16 is heated, so that the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal 17 Make it more than point. Actually, since the liquid crystal injection device 13 is in a vacuum, there is no radiation and no convection, so it is necessary to heat it to a temperature higher than the Iso point measured at normal pressure.
[0010]
Thereafter, when reaching the Iso point or higher in a vacuum, the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal starts to melt as shown in FIG. Thereafter, the liquid crystal 17 further decreases in viscosity and starts to flow in the vicinity of the injection hole 31, and then the injection hole 31 is closed with the liquid crystal 17 of the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal having a low viscosity.
[0011]
When the injection hole 31 is blocked by the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal 17 and leaks in the liquid crystal injection device 13 using air or nitrogen, the liquid crystal 17 enters the liquid crystal panel 23. The injection is completed.
[0012]
However, in the means used in FIG. 3, the liquid crystal panel 23 is formed of a protective film 28 such as a modified acrylic resin or epoxy resin provided to prevent the color filter 26 from a substance having a strong polarity such as liquid crystal. It is impossible to completely inject the liquid crystal panel 23 to the corner.
[0013]
In the case of the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal 17, in order to heat the entire liquid crystal panel 23 to the Iso point or higher, the color filter 27 provided on the second substrate 22 and the protective film 28 thereon are used. Various gases are generated, the vapor pressure inside the liquid crystal panel 23 is increased, and the liquid crystal 17 entering from the injection hole 31 is repelled.
[0014]
Further, since the gap dimension which is the thickness of the liquid crystal panel 23 (thickness of the liquid crystal layer) is as thin as 1.5 to 1.7 μm, even if the generated gas is small, it occupies a large area, and the first substrate 21 and the first substrate 21 It is difficult to completely inject the liquid crystal 17 between the two substrates 22.
[0015]
In order to eliminate this deficiency, in the liquid crystal panel 23 in which the color filter 27 and the protective film 28 are formed, first, the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal is not placed on both ends of the injection hole 31 portion. Then, the liquid crystal panel 23 is put in a vacuum as it is, and in the case of the liquid crystal panel 23 having a diagonal size of 5 to 6 inches on the hot plate, vacuum heating is performed for about 12 hours at a temperature higher by 10 ° C. than the temperature at the time of injection. This baking time varies depending on the liquid crystal panel size.
[0016]
After sufficiently baking, the vacuum is released, and the liquid crystal panel 23 is taken out of the liquid crystal injection device 13 and cooled at room temperature and normal pressure. Thereafter, as shown in FIG. 4, a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal 17 is placed on both ends of the injection hole 31 with a spatula and further placed on the hot plate 16 in the liquid crystal injection device 13 to be evacuated.
[0017]
Thereafter, in the case of the liquid crystal panel 23 having a diagonal size of 5 to 6 inches, after evacuation was performed at a degree of vacuum of 0.01 Torr for about 2 hours, the hot plate 16 was heated to melt the liquid crystal 17 and the injection hole 31 was closed. Then, leak in the liquid crystal injection device 13 is performed using air or nitrogen, and the liquid crystal 17 is put into the liquid crystal panel 23.
[0018]
When this liquid crystal injection means is used, it is possible to completely inject the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal 17 into the liquid crystal panel 23 on which the color filter 27 and the protective film 28 are formed without a gap. However, this liquid crystal injection means is not efficient because it takes too much time from the start to the end of the injection.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional liquid crystal injection means, when a highly viscous liquid crystal such as a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal is completely injected into a liquid crystal panel with a color filter or a protective film without a gap, After the liquid crystal panel is vacuum baked at a temperature equal to or higher than the Iso point of the liquid crystal in an empty state, the liquid crystal panel is taken out of the vacuum system, and after cooling, the liquid crystal is placed on the terminal portion provided on the side where the injection hole is provided with a spatula Further, the vacuuming must be performed for 2 to 3 hours.
[0020]
Furthermore, in such prior art liquid crystal injection means, it is necessary to attach a liquid crystal to the terminals of one and one liquid crystal panel, which takes a lot of time. Even when a method using a dispenser or the like is used, the liquid crystal must be accurately dropped on the terminal portion 33 and the liquid crystal is scattered immediately after dropping.
[0021]
Further, in this method, since there is a terminal on the side where the injection hole is provided, if sealing is performed later, the sealing agent adheres to the wiring of the terminal portion, causing adhesion failure when mounting.
[0022]
As described above, the conventional liquid crystal injection means described above has the disadvantages that the yield is low and the efficiency is low.
[0023]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal injecting apparatus that solves the above-described drawbacks and that can efficiently improve the yield when injecting a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal. .
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the liquid crystal injection device of the present invention employs the following configuration.
[0025]
The liquid crystal injection device of the present invention is a liquid crystal injection device for injecting liquid crystal into a liquid crystal panel, comprising a vacuum chamber in which the liquid crystal panel is disposed, a mechanism for introducing gas into the vacuum chamber, and further supplying the gas with hot air It is provided with the function to make.
[0026]
The liquid crystal injection apparatus of the present invention is characterized in that the vacuum chamber includes a liquid crystal panel heater for heating the liquid crystal panel and an auxiliary heating lamp for heating the vacuum chamber . The auxiliary heating lamp is preferably a halogen lamp or a far infrared lamp.
[0027]
The liquid crystal injection device of the present invention, the vacuum chamber to place the liquid crystal panel and the first vacuum chamber, the second to the first vacuum chamber and a mechanism for heating the separate liquid crystal injection reservoir and the liquid crystal injection reservoir The vacuum chamber is provided, and a shutter is provided between the first vacuum chamber and the second vacuum chamber .
[0028]
The liquid crystal injection device of the present invention is characterized in that the liquid crystal stored in the liquid crystal injection reservoir is a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal.
[0029]
In such a liquid crystal injecting apparatus that injects a liquid crystal panel with a narrow gap using a high viscosity liquid crystal such as a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, a liquid crystal heater is used between the liquid crystal panels and an auxiliary heating lamp is used. Heat the panel.
[0030]
Furthermore, the liquid crystal injection device of the present invention partitions the first vacuum chamber and the second vacuum chamber with a shutter. Then, a liquid crystal injection reservoir is disposed in the second vacuum chamber, and a hot plate is placed on the lower side of the liquid crystal injection reservoir, so that a highly viscous liquid crystal can be placed in the liquid crystal injection reservoir.
[0031]
First, a large number of empty narrow gap liquid crystal panels are sandwiched between flat liquid crystal panel heaters, and the liquid crystal panels are heated by heat conduction. Furthermore, a structure is employed in which an auxiliary heating lamp is used as an auxiliary to the liquid crystal panel heater to heat the liquid crystal panel from above.
[0032]
Further, the second vacuum chamber has a liquid crystal injection reservoir and a hot plate at the bottom of the liquid crystal injection reservoir. First, the liquid crystal panel is sufficiently evacuated while being heated in the first vacuum chamber by a liquid crystal heater and an auxiliary heating lamp from above, and then the highly viscous ferroelectricity in the liquid crystal injection reservoir provided in the second vacuum chamber. After heating the hot plate with liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal underneath it to make it low viscosity, the lower hot plate and the liquid crystal injection reservoir above it are raised and attached to the injection hole of the empty liquid crystal panel. Release the vacuum, leak, and inject the liquid crystal into the panel using atmospheric pressure.
[0033]
This makes it possible to significantly reduce the injection time, yield, and cost of a ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal panel that is a highly viscous liquid crystal.
[0034]
The liquid crystal panel heating in which the liquid crystal panel having the color filter or the protective film formed on the first substrate or the second substrate in this manner is evacuated in the first vacuum chamber and then disposed so as to face the liquid crystal panel surface. Vacuum emptying is performed while heating with a heater and an auxiliary heating lamp, and after sufficiently heating and emptying, the ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal in the second vacuum chamber is placed under the liquid crystal injection reservoir. After heating to the Iso point or higher using the provided hot plate, the shutter provided between the first vacuum chamber and the second vacuum chamber is opened and attached to the injection hole provided at the lower portion of the liquid crystal panel.
[0035]
As a result, it becomes possible to inject liquid crystal without bubbles in a ferroelectric liquid crystal panel or an antiferroelectric liquid crystal panel provided with an organic film such as a color filter or a protective film. Furthermore, since the terminals of the liquid crystal injection hole can be eliminated, the number of liquid crystal panels that can be taken from a large substrate increases. This makes it possible to reduce costs. In addition, since the injection hole has no terminal and is flat, a large number of injections are possible as in the case of the nematic liquid crystal, and mass productivity can be improved.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of a liquid crystal injection device according to an optimum embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a liquid crystal injection device for injecting liquid crystal into a highly viscous ferroelectric liquid crystal or anti-ferroelectric liquid crystal panel used in the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid crystal panel. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1 and 2 alternately.
[0037]
As shown in FIG. 1, a liquid crystal injection device 13 of the present invention includes a first vacuum chamber 11 in which a liquid crystal panel 23 is disposed, a second vacuum chamber 12 in which a liquid crystal injection reservoir 18 for storing liquid crystals 17 is disposed, Have A liquid crystal panel heater 14 and an auxiliary heating lamp 15 are provided in the first vacuum chamber 11.
[0038]
Further, a hot plate 16 for heating the liquid crystal 17 in the liquid crystal injection reservoir 18 is provided below the liquid crystal injection reservoir 18. Further, a shutter 20 is provided between the first vacuum chamber 11 and the second vacuum chamber 12.
[0039]
The liquid crystal panel 23 includes organic substances such as a color filter 27 and a protective film 28. Further, the liquid crystal panel 23 has a narrow gap dimension of 1.0 μm to 2 μm between the first substrate 21 and the second substrate 22.
[0040]
A liquid crystal panel heater 14 which is a surface heater is provided on the surface side of the liquid crystal panel 23. Further, the liquid crystal panel 23 and the liquid crystal panel heater 14 are provided with at least a pair of temperature control sensors (not shown).
[0041]
The first substrate 21 includes a transparent electrode 24, and an alignment film 25 is provided on the transparent electrode 24. The second substrate 22 is provided with a black matrix 26 using a metal thin film such as chromium or a resin material, a color filter 27 on the black matrix 26, and a protective film 28 made of a modified acrylic resin or modified epoxy resin for protection. Is provided. Further, the second substrate 22 is provided with a transparent electrode 24, and an alignment film 25 is provided thereon.
[0042]
Furthermore, a spherical gap material 30 made of 1.2 μm to 2.0 μm of plastic, silica, or the like is sprayed on one side of the first substrate 21 or the second substrate 22, and the first substrate 22 and the second substrate 23. And a photo-curing type or thermo-curing type adhesive. Further, in order to cure the sealing material 29, the sealing material 29 is cured by light irradiation or heating to form the liquid crystal panel 23.
[0043]
A plurality of liquid crystal panels 23 are arranged in the first vacuum chamber 11 so as to be in contact with both sides or one side of the liquid crystal panel heater 14. Further, an auxiliary heating lamp 15 made of a halogen lamp or a far infrared heater is provided in a space above the plurality of liquid crystal panels 23. Further, there is no terminal on the side of the injection hole of the liquid crystal panel 23, and there is no step on the glass end face and it is flat.
[0044]
In the second vacuum chamber 12, a liquid crystal injection reservoir 18 is placed on a hot plate 16, and a liquid crystal 17 such as a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal is placed therein at room temperature. At this time, the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or anti-ferroelectric liquid crystal is highly viscous and pasty because it is below the Iso point.
[0045]
Further, a shutter 20 is provided between the first vacuum chamber 11 and the second vacuum chamber 12 so that the heat of each other vacuum chamber is not transmitted as much as possible. Further, the liquid crystal panel 23, the liquid crystal panel heater 14 and the hot plate 16 are provided with a temperature sensor 19 made of a thermocouple to perform temperature control from the outside.
[0046]
Next, a liquid crystal injection method using the liquid crystal injection apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, the liquid crystal panel 23 and the liquid crystal panel heater 14 are alternately brought into contact with each other to overlap each other. At this time, the liquid crystal panel heater 14 sandwiches the outer liquid crystal panel 23. Moreover, in order to reduce power consumption, the liquid crystal panel heater 14 may be made into one sheet, and the liquid crystal panel 23 may be adhered from both sides. The size of the liquid crystal panel heater 14 is the same as the vertical length of the liquid crystal panel 23 or the same as the vertical length of the sealing material 29, and the horizontal length is the length that can be fitted to the side of the holder of the liquid crystal panel. Say it.
[0047]
Next, a ferroelectric liquid crystal or anti-ferroelectric liquid crystal 17 in a paste state at room temperature is placed in the liquid crystal injection reservoir 18 using a spatula. At this time, the liquid crystal 17 of the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal is pasty because it is below the Iso point. The liquid crystal injection reservoir 18 is placed on a hot plate 16 installed in the second vacuum chamber 12.
[0048]
Next, the first vacuum chamber 11 and the second vacuum chamber 12 are evacuated simultaneously. At this time, the shutter 20 is closed. Using a vacuum hydraulic pump (Atsukatero), when the degree of vacuum reaches 0.01 Torr, the liquid crystal panel heater 14 and the auxiliary heating lamp 15 in the first vacuum chamber 11 are turned on to heat the liquid crystal panel 23. To do. In the liquid crystal panel 23 provided with organic substances such as the color filter 27 and the protective film 28 on either the first substrate 11 or the second substrate 12, generation of various gases adsorbed on the unreacted substances and the organic substance surface is generated. Therefore, the surface temperature of the liquid crystal panel 23 is measured by the temperature sensor 19, and vacuum heating and emptying is performed at a temperature of about 140 ° C. or more for about 12 hours.
[0049]
At this time, the liquid crystal 17 of the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal 17 installed in the second vacuum chamber 12 does not transmit heat because it is in a vacuum and separated by the shutter.
[0050]
After the vacuum emptying is completed, the temperature of the hot plate 16 installed in the second vacuum chamber 12 is raised to the Iso point or higher of the liquid crystal 17 of ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal. Since it is actually in a vacuum, convection does not occur and heat is transferred from the hot plate 16 to the liquid crystal injection reservoir 18 only by conduction. For this reason, the temperature of the temperature sensor installed outside is set to be 20 ° C. higher than the Iso point.
[0051]
In the antiferroelectric liquid crystal used this time, the Iso point shows 103 ° C. at room temperature, but in the liquid crystal injection device, it does not become liquid until it reaches 135 ° C. At the same time, defoaming in the liquid crystal 17 is performed.
[0052]
When the liquid crystal 17 of the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal becomes low viscosity and becomes liquid, the hot plate 16 is raised, and the liquid crystal injection reservoir 18 previously aligned with the position of the injection hole is provided in the liquid crystal panel. 23. The liquid crystal 17 is permeated into the liquid crystal panel 23 by utilizing the capillary phenomenon for about 10 minutes without releasing the vacuum.
[0053]
After that, the liquid crystal 17 is put into the liquid crystal panel 23 at atmospheric pressure by leaking with nitrogen gas or air. Nitrogen gas and air leaking at this time are kept warm. The purpose of this is to prevent a sudden temperature change from occurring in the vacuum injector due to the entry of nitrogen gas or air. The liquid crystal panel surface temperature is lowered to reduce the viscosity of the liquid crystal in the liquid crystal panel 23. This is because it changes to cause a difference in injection speed and cause generation of minute bubbles.
[0054]
After the leak starts, the liquid crystal injection reservoir 18 and the liquid crystal panel 23 continue to be heated until the liquid crystal 17 completely enters the liquid crystal panel 23.
[0055]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the liquid crystal injection device of the present invention, the liquid crystal panel is vacuum-heated and evacuated in the first vacuum chamber to sufficiently remove the gas adhering to the surface inside the liquid crystal panel or the gas inside the substrate. After discharge, the liquid crystal of the ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal placed in the second vacuum chamber is raised above the Iso point on the hot plate, and the liquid crystal injection apparatus is not returned to atmospheric pressure. Can do. For this reason, time can be shortened and efficiency can be achieved.
[0056]
Furthermore, it is not necessary to provide a terminal for the injection hole of the liquid crystal panel for the ferroelectric liquid crystal or the anti-ferroelectric liquid crystal. For this reason, since the glass end face of the injection hole can be made flat as in the case of the nematic liquid crystal of the prior art, it is possible to inject a large number of sheets by using a normal liquid crystal injection reservoir, thereby improving mass productivity.
[0057]
As described in the above embodiment, by using the liquid crystal injection device of the present invention, it is possible to obtain a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal panel having a good display quality free from minute bubbles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a liquid crystal injection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid crystal panel according to the present invention and the prior art.
FIG. 3 is a perspective view showing a method of injecting liquid crystal into a liquid crystal panel using a liquid crystal injection device in the prior art.
FIG. 4 is a perspective view showing a method for injecting liquid crystal into a liquid crystal panel according to the prior art.
[Explanation of symbols]
11 First vacuum chamber 12 Second vacuum chamber 13 Vacuum injector 14 Liquid crystal panel heater 15 Auxiliary heating lamps 16 Hot plate 17 Liquid crystal 18 Liquid crystal injection reservoir 20 Shutter

Claims

A liquid crystal injecting apparatus for injecting liquid crystal into a liquid crystal panel, comprising a vacuum chamber in which the liquid crystal panel is arranged, a mechanism for introducing gas into the vacuum chamber, and a function of turning the gas into hot air A liquid crystal injection device characterized by comprising:

2. The liquid crystal injection apparatus according to claim 1, wherein the vacuum chamber includes a liquid crystal panel heater for heating the liquid crystal panel and an auxiliary heating lamp for heating the vacuum chamber.

The liquid crystal injection device according to claim 2, wherein the auxiliary heating lamp is a halogen lamp or a far infrared lamp.

A vacuum chamber in which the liquid crystal panel is disposed is a first vacuum chamber, and a second vacuum chamber is provided that includes a liquid crystal injection reservoir separate from the first vacuum chamber and a mechanism for heating the liquid crystal injection reservoir. 4. The liquid crystal injection apparatus according to claim 1, further comprising a shutter between the first vacuum chamber and the second vacuum chamber. 5.

5. The liquid crystal injection device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal.