JP4290239B2 - 光電池、液晶電池または電気化学光電池を製造する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚のプレート間に密封隔壁によって形成されて液体を充填したキャビティをそれぞれが備えて、キャビティ内に電極を設けている複数の光電池、液晶電池または電気化学光電池を製造する方法であって、
（Ｉ）すべての電池に共通の２枚のプレートと、そのプレートを接着して電池隔壁を形成するシーリング材のパターンを含み、液体を充填して密封した電池の集合体であるバッチを集合的に製造する段階と、
（II）電池の集合体であるバッチを個別の電池に分割し、必要に応じて各電池の輪郭を成形する段階とを備えた方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような電池の集合体としてのバッチを製造するために最も一般的に使用される方法では、ガラスまたは合成材料から成る２枚の大きいシートを準備し、そのプレートの少なくとも一方を透明にして、それに電極及び導電路を形成し、プレートの一方にシーリング材を付着させ、各電池に注入開口を設けてから、プレートを組み合わせて、数列の開放電池を含むユニットを形成する。このユニットを、ガラスのスクラッチ及び破断技法（例えば米国特許第４，２２４，０９３号を参照されたい）か、または平行な直線に沿ったのこ引きによって、直線状ストリップに分割する。各電池はストリップの１縁部に沿って注入開口を備えているので、電池に充填してから開口を密封した後、ストリップを上記線に直交する直線に沿ってバッチから個別の矩形電池に分割する。この段階で、電池の輪郭が矩形とは異なった部分を含む場合、その部分を研削して成形する。特に液晶表示（ＬＣＤ）電池の場合に必要な偏光体、反射体または「トランスフレクタ（transflector）」等の外層は、それらが切断及び研削加工によって破損するので、その後で付着させる。各電池に対して個別に実施しなければならないこれらの製造段階のため、それらを電池の集合体であるバッチに対して実施できる場合に比べれば製造が複雑で高コストになる。
【０００３】
例えば電池が文字盤の中心に配置されるか、その文字盤を形成する場合、時計の針を支持する軸を通すための中心孔を各電池に設ける必要があり、製造がさらに複雑になる。そのような孔を孔の形状をした砂ジェットで完成したＬＣＤ電池に貫設することが提案されているが、この方法では正確な切断が行われないと共に、電池の上表面、特に先に付着させた外層が破損する。
【０００４】
米国特許第４、０９４、０５８号は、ＬＣＤ電池のバッチを製造する従来の方法に対して、電池の集合体であるバッチを電池に分割する前に電池の集合体であるバッチにできる限り多くの作業を実施するために加えられた幾つかの改良を開示している。それに開示されている変更例の一つは、上記の２段階を備えている。第１段階において充填して密封した電池の集合体であるバッチを得るため、隔壁のパターンを形成するシーリング材を透明プレートの一方に付着させてから、次に液晶を、次にその上へ第２プレートを付着させて密封が行われる。しかし、互いに接合すべき表面が液体で濡れている場合、そのような密封が高品質になり得るかは疑問である。他方、この特許に記載されている切断方法は、隣接した２つの電池の隔壁間に一定の距離を必要とし、このため多くの空間が浪費されると共に、矩形電池しか製造できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の集合的バッチ製造方法を改良して、個別の電池に分割する前に電池の集合体であるバッチに対してできる限り多くの作業を実施できるようにすることである。
【０００６】
特定の目的は、段階IIを簡単で効率的な技法で、可能であれば１段階で実施して、研削加工を用いないで非矩形電池をも製造できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、２枚のプレート間に密封隔壁によって形成されて液体を充填したキャビティをそれぞれが備えて、キャビティ内に電極を設けている複数の光電池、液晶電池または電気化学光電池を製造する方法であり、すべての電池に共通の２枚のプレートと、プレートを接着して電池隔壁を形成するシーリング材のパターンとを含み、液体を充填して密封した電池の集合体であるバッチを集合的に製造し、電池の集合体であるバッチを個別の電池に分割し、必要に応じて各電池の輪郭を成形するとき、研磨剤を含むか、含まない水ジェットで少なくとも部分的に行われることを特徴とした方法によって達成される。
【０００８】
ガラスプレートを超高圧水ジェットで切断する技法はすでに既知であって応用されているが、そのような技法を本発明の液体充填電池の集合体であるバッチを切断する方法に応用するという着想は、当該製造に新しい有益な展望を開く。水ジェットは非常に微細であり、切断部分の近隣部分を劣化させないため、電池を切断前に事実上電池の集合体であるバッチの段階で仕上げることができる。特に充填及び密封を信頼できる方法で実施でき、必要な外層の全てを電池の集合体であるバッチ全体に付着させることができるため、それらを切り離された個別の電池に付着させる場合よりも簡単であると共に経済的である。さらに、切断は直線で実施する必要がなく、各電池の最終輪郭に直接沿って行うことができるため、研削などの後工程を省くことができる。輪郭はいずれの形状でもよく、従来の技法では得ることが非常に困難である凹状でもよい。基板として機能するプレートはガラス製にすることができるが、他の材料製、特に合成材料製でもよい。水ジェットの切断が精細であるため、隣接した２つの電池に共通の隔壁を形成し、その隔壁を段階IIにおいて水ジェットで切断することによって、シーリング材パターンを簡略化することができる。電池が貫通孔を備えている場合、それも同一段階において、例えばその電池を切り離す前に電池の集合体であるバッチ上で水ジェットによって形成することもできる。
【０００９】
発明の好適な実施態様では、少なくとも１つの外層、特に偏光層、反射防止層及び保護層またはそのいずれかを段階IIの前に電池の集合体であるバッチの少なくとも一方の外面に付着させて、段階IIにおいてプレートと共に切断する。電池の集合体であるバッチを、電池と同時に切断される支持プレート上に接着することもできる。
【００１０】
前述の従来の方法の場合と同様に、電池の集合体であるバッチを、電池の大きいユニットをそれぞれ１列または２列の電池を含む電池のストリップに分割して得られた直線状ストリップにすることによって、各電池に、ストリップの縁部で形成されて、電極に接続された外部導電素子を備えた少なくとも１つの直線縁部を設けることができる。ストリップへの分割は、電池の充填前に行われることが好ましい。外層は、直線縁部上に配置された外部導電素子を被覆する必要がないならば、ストリップへの分割後に付着することができる。
【００１１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した非制限的例として与えられている好適な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、製造中のＬＣＤ電池２のユニット１を示しており、これらの電池は全て、２枚の透明な重なったプレート３及び４、例えばガラスプレート間に形成されている。
【００１３】
公知の構造を示す図２及び図３も参照すると、各電池２には液晶を収容するためのキャビティ５が設けられており、このキャビティは、それぞれ透明電極６及び７を被覆したガラスプレート３及び４と、プレート３及び４を互いに接合するシーリング材から成る密封隔壁８及び９によって形成されていることがわかる。図２及び図３に示されている例では、電池には、例えば時計の針を支持する軸を通すための中央孔１０も設けられており、この電池は時計の文字盤上に配置するためのものである。隔壁９は孔１０の輪郭に沿って設けられているのに対して、隔壁８は電池２の外周輪郭に沿って設けられている。
【００１４】
図１に示されているユニットでは、電池の外周隔壁８がシーリング材のパターンで形成されており、これは、例えば隣接した２つの電池に共通の隔壁部分１１を含むことができる。図面を簡単にするためにこれらの共通隔壁１１の１つだけが示されているが、パターンの構成を簡単にするために同じ構造をユニット全体に採用することができる。また、各電池２の外周壁８に注入開口１２が配置されている。この開口１２は、電池に充填した後に密封するために使用される接着剤のプラグを止めるために使用される小さい壁１３と向き合っている。公知のようにして、開口１２は一点鎖線で示された平行な直線状の分割線１４に沿って並んでいる。図１には内側隔壁９が示されていない。この段階で、各電池の将来孔１０になる部分にシーリング材から成る円形ディスク１５を配置することが好ましい。図面を簡単にするため、これらのディスクの１つだけが示されている。このディスクは、孔よりも大径で、孔を形成する時にガラスと一緒に切断される。
【００１５】
図２及び図３はまた、各電池２が直線縁部１６を備えて、そこでは下プレート４が上プレート３より側方に突出して、縁部付近に電極６及び７の外部接続部として機能する一連の導電路１７（その一部が図２に示されている）を露出していることを示している。電池２の外輪郭２０のその他の部分はガラスプレート３及び４に共通であり、２つの曲線部分２１及び２２と直線部分２３を含む。
【００１６】
ＬＣＤ電池２の製造は、次のように行われることが好ましい。空の電池ユニット１を従来通りに、すなわち２枚のガラスプレート３及び４を公知の技法で電極及び導電路パターンで被覆してから、シーリング材をその一方に塗布することによって、上記構成要素、すなわち隔壁８、共通隔壁１１、小さい壁１３及び円形ディスク１５を含むパターンを形成してから、このパターンと事前に整合させた後、最終的に第２プレートを当ててシーリング材で相手に接着する。次に、ユニット１を適当な技法で平行線１４に沿って切断することによって直線ストリップの形状の幾つかの電池の集合体であるバッチ２４に分割して、各電池の外部接続部１７を有する直線縁部１６を形成する。この形式の方法は、ダイヤモンド工具で切り離し線を各ガラスプレートに描き、２本線をジグザグにしてから、これらの線に沿ってガラスを割るものであるが、例えば、米国特許第４，２２４，０９３号に開示されている。第２列の電池の注入開口１２が第１列のものに向き合う側にある場合、電池の集合体である各バッチ２４は２列の電池２を含むことができることに注意されたい。
【００１７】
次に、電池の集合体である各バッチ２４を個別に処理して、公知の技法で電池２に液晶を充填してから、注入開口１２を密封する。次に、必要な外層をすべて、好ましくは電池の集合体であるバッチ２４のほぼ全長を覆うストリップの形で各バッチ２４に付着させる。図３に示されているように、これによって例えば偏光膜と保護ワニスを含む上層２５が得られ、例えば偏光及び反射膜と保護または補強シートを含む下層２６が得られる。
【００１８】
本方法の最終段階は、電池の集合体であるバッチ２４から切り離すための各電池２の輪郭の部分２１、２２及び２４の切断と、中央孔１０の切断とで構成されている。これは、好ましくは自動制御された超高圧水ジェット切断機による単一作業段階で実施することが好ましい。水ジェット３０（図３）とそれを発生するノズル３１を固定し、装置が電池の集合体であるバッチ２４を同一平面上で移動させて、ジェットがバッチ上に切断軌道を描くようにすることが好ましい。しかし、可動ジェットを使用する技法も使用することができる。
【００１９】
１つの電池だけを含む部分の電池の集合体であるバッチに水ジェット切断を実施する場合も、本発明の範囲に含まれるものとする。これは、上記例では、水ジェットで輪郭２０を切断する前に、電池２を分離させるいずれかの公知の方法で各ストリップ２４を線１４に直交する横線に沿って分割する場合である。
【００２０】
電池２の各孔１０は、電池がまだ電池の集合体であるバッチに取り付けられている間に、輪郭２０より先に穿孔されることが好ましい。図４は、ジェット３０が孔１０よりもはるかに小径である場合の、孔１０を穿孔するのに好都合である方法を拡大して示している。まず、電池全体を貫通する最初の小孔３２を形成するために、ジェットが孔１０の内側部分、例えば孔の中心に位置するように電池の集合体であるバッチを設置する。この小孔は、最初ふさがっているので、不規則な直径になる。次に、ジェットを軌道３３に沿って進ませ、孔１０の円形または他の輪郭３４に合流するように電池の集合体であるバッチ２４を移動させてから、この輪郭３４に沿って移動を継続することによって、所望の正確な孔１０の形状に沿って穿孔する。
【００２１】
図３に示されているように、電池２の外輪郭２０の水ジェット切断は、２枚のガラスプレート３及び４と、外層２５及び２６と、必要に応じて１１（図１）等の共通隔壁が設けられている位置では隔壁８を形成しているシーリング材を同時に切断する。この技法は、清潔でクリアな切断を行い、切断線付近での外層２５及び２６の機械的または化学的劣化を生じない。
【００２２】
図５は、液体を充填した例えば円形の電気化学光電池４２のユニット４１の製造に対して同様な技法を適用する場合を説明している。この種類の電池は、例えば国際特許公報第ＷＯ９１／１６７１９号及び第ＷＯ９５／１８４５６号に開示されている。それらは２つの外部接続端子を必要とするだけであるので、これらの端子はガラスプレート内に設けられた孔を通して、または電極から電池の縁部まで延在させた導電層によって形成できる。従って、公知の方法で充填済み電池４２の集合体であるバッチ４１を完全に形成してから、各電池４２の外輪郭４３全体を超高圧水ジェット技法で切断することによって、やはり各電池を電池の集合体であるバッチの残り部分から切り離すことができる。そのような電池も、例えば時計の文字盤に配置される場合、上記の孔１０と同様な孔を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施形態による製造中の液晶表示（ＬＣＤ）電池のバッチの概略的部分上面図である。
【図２】 図１のバッチから切り離された電池の上面図である。
【図３】 図２のIII−III線に沿った概略的断面図であり、特に電池の中央孔の形成を示している。
【図４】 中央孔を形成する方法の概略的平面図である。
【図５】 別の形式の電池の場合の図１と同様な図である。
【符号の説明】
２、４２ 電池、 ３、４ ガラスプレート、 ５ キャビティ、
８、９ 密封隔壁、 ２４、４１ バッチ、 ３０ 水ジェット

Claims (10)

1. ２枚のプレート間に密封隔壁（８、９）によって形成されて液体を充填したキャビティ（５）をそれぞれが備えて、キャビティ内に電極を設けている複数の光電池、液晶電池（２）または電気化学光電池（４２）を製造する方法であって、
   （Ｉ）すべての電池（２）に共通の２枚のプレート（３、４）と、プレートを接着して電池隔壁（８、９）を形成するシーリング材のパターンとを含み、液体を充填して密封した電池の集合体であるバッチ（２４、４１）を集合的に製造する段階と、
   （II）電池の集合体であるバッチを個別の電池に分割し、必要に応じて各電池の輪郭を成形する段階と
   を備えており、上記段階IIは、研磨剤を含むか、又は含まない水ジェット（３０）で少なくとも部分的に電池の集合体であるバッチを切断することによって行われることを特徴とする方法。
2. 前記プレート（３、４）はガラス製であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 段階IIの前に、少なくとも１つの外層（２５、２６）、偏光層、反射防止層及び保護層またはそのいずれかを電池の集合体であるバッチの少なくとも一方の外面に付着させてから、段階IIにおいてプレートと共に切断することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 段階Ｉにおいて、電池を多数含む電池のユニット（１）を分割し、１列または２列の電池の集合体であるバッチ（２４）を直線状ストリップに形成し、この直線状ストリップ内の各電池が、電極に接続される外部導電素子（１７）を備えた少なくとも１つの直線縁部（１６）を設けていることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
5. ストリップへの分割は、液体を電池に充填する前に行われることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 少なくとも１つの外層（２５、２６）は、ストリップへの分割後に付着されることを特徴とする請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 隔壁は、段階Ｉにおいて、隣接した２つの電池に共通の隔壁（１１）を含み、その共通隔壁は段階IIにおいて水ジェットで長手方向に切断されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
8. 各電池は、段階IIにおいて水ジェットによって形成された少なくとも１つの貫通孔（１０）を備えていることを特徴とする請求項１乃至７記載のいずれか１項記載の方法。
9. セルに所望の孔を穿孔するためにこの所望の孔よりも小径の水ジェットを使用し、最初に穿孔する孔の内側部分に前記水ジェットで穿孔した後、その穿孔した部分から所望の孔の輪郭をなすように穿孔するようにしたことを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 各電池の輪郭（４３）全体を段階IIで切断することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

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