JPH02239225A - 液晶セルに液晶を注入する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示素子を構成する液晶セルに液晶を注
入する方法および装置に関する。

（従来の技術） 近時、液晶表示素子は薄型、軽量で低消費電力であるこ
とから各方面でその需要が増大しており、これに伴って
信顛性の向上、コストの低減および製品の多様化等が強
《要求されている。このため、液晶表示素子の信鎖性や
製造コストに大きく影響するものとして、液晶セルに液
晶を注入する方法および装置には様々な工夫がなされて
いる。

従来のこの種の液晶セルに液晶を注入する方法および装
置としては、例えば第１０、１１図に示すような浸漬注
入方法を採用したものがある。第ｌＯ図において、１は
液晶セル、２は液晶３を収容した液晶容器であり、液晶
セル１および液晶容器２は図示しない真空槽内に配置さ
れている。そして、液晶セル１の雰囲気圧である真空槽
内の気圧が減圧されると、液晶セル１の注入孔１ａを通
して液晶セル１内の空気が排出され、この液晶セル１が
図中仮想線で示すように液晶３に浸漬された後に真空槽
内の気圧が大気圧に増圧されると、液晶容器２内の液晶
３が液晶セル１内に注入される。第１１図は、角部に注
入孔４ａが形成され液晶セル４に液晶３を注入する場合
を示しており、この場合液晶セル４は注入孔４ａの近傍
が液晶３に浸漬される。

また、特開昭６１−２７５７２６号公報、特開昭６０−
４１０１７号公報および特開昭５７−２４９１４号公報
には、液晶を含漫する液晶吸上げ部材等を用いて液晶セ
ルに液晶を注入するものが記載されており、これらのも
のでは液晶吸上げ部材等を注入口に押し当てて液晶を注
入することにより液晶セルに付着する無駄な液晶の量を
少なくするとともに、洗浄の工数を削減するようにして
いる。

さらに、特開昭５７−２４９１５号公報および実開昭５
８−１０３０２１号公報には、毛細管を液晶の導入管と
して利用したものが記載されており、これらのものでも
液晶の無駄を少なくして生産性を向上させるようにして
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、浸漬注入方法を採用した従来のものでは
、液晶セル１または液晶セル４を液晶容器２に収容され
た液晶３に直接浸漬するため、液晶３が液晶セルｌまた
は液晶セル４に広く付着して無駄になるばかりか、液晶
３の付着した液晶セル１、４を洗浄する工数も多くなり
、製造コストが高くなっていた。

また、毛細管や液晶吸上げ部材等を用いた従来のものに
あっては、液晶毛細管や吸上げ部材等を注入口に対向し
て位置決めする必要から、多数の液晶セルに同時に液晶
を注入するのが困難であり、生産性を向上させて製造コ
ストを低減させるには改善を要する。具体的には、液晶
セルに端面部でなく平面部に開口する注入孔が形成され
る場合、例えば第１２図に示す液晶セル５に注入孔５ａ
を通して液晶を注入しようとする場合、液晶吸上げ部材
等を平面部に開口した注入孔５ａに押し付けることはで
きず、毛細管を用いても上記の困難が極めて顕著になる
のである。

以上のように、従来の液晶セルに液晶を注入する方法お
よび装置にあっては、生産性を向上させて製造コストを
低減させることができなかった。

（発関の目的》 そこで本発明は、液晶セルへの液晶の付着を減らすとと
もに、多数の液晶セルに同時にしかも容易に液晶を注入
できるようにして、液晶表示素子の生産性を向上させ、
製造コストを低減させることを目的としている。

（発明の構成） 本発明に係る液晶セルに液晶を注入する方法および装置
は、上記の目的を達成するために、（１）液晶セルの周
囲の雰囲気を大気圧から所定圧に減圧して液晶セル内部
の空気を注入孔を通して排出させる工程と、所定圧の雰
囲気中で液晶セルの注入孔近傍をセル挿入具に形成され
たスリットの上部に挿入する一方、該セル挿入具をスリ
ットの下部が液晶に浸るよう液晶に浸し、スリット内で
毛細管現象により吸い上げられる液晶に注入孔を浸す工
程と、液晶セルの周囲の雰囲気を所定圧から大気圧に戻
し、液晶に浸した注入孔を通して液晶セルに液晶を注入
する工程と、を含むことを特徴とするもの、 および （２）液晶セルに形成された注入孔を通して液晶セルに
液晶を注入する装置であって、前記液晶セルの注入孔近
傍をその上部に挿入可能なスリットが形成されたセル挿
入具と、内部に液晶を収容可能で該液晶がスリットの下
部を浸すようセル挿入具を液晶に浸すことができる液晶
容器と、液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定圧に
減圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通して排出させ
ることができる減圧手段と、を備え、前記液晶容器に浸
したセル挿入具のスリソ］・内で毛細管現象により液晶
を吸い上げるとともに、前記減圧手段により内部の空気
を排出させた液晶セルの注入孔をスリットの上部で液晶
に浸すことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

第１〜６図は本発明に係る液晶セルに液晶を注入する装
置の第１実施例を示す図である。

まず、この装置の構成を説明する。第１〜３図において
、１１はツイストネマティック型（以下、ＴＮ型という
）の液晶表示素子を構成する液晶セルであり、液晶セル
ｌ１は例えば一対の電極付のブラスチソクフィルム基板
１２Ａ，１２Ｂを電極面（図示せず）が相対向するよう
所定間隙を隔て周辺部でシール剤１３により貼り合わせ
たもので、その厚さが０．２１ｍｍである。また、液晶
セル１１はプラスチックフィルム基板１２Ｂに形成され
た注入孔１１ａを有し、液晶容器１４に投入、収容され
た液晶Ｌを注入孔１１ａを通して内部に注入するように
なっている。

１５は例えば耐食アルミニウム合金より成るセル挿入具
であり、セル挿入具ｌ５には長手力向に直交し液晶セル
１１の厚さより溝幅Ｗの大きい複数のスリット１６が所
定ピッチで形成されている。このセル挿入具ｌ５は液晶
Ｌがスリソ目６の下部を浸すよう液晶容器１４に固定さ
れており、各スリット１６の下部を浸す液晶Ｌが毛細管
現象によりスリッ目６の溝幅Ｗに応じた高さＨだけ吸上
げられる。この溝幅Ｗと高さＨの関係は、液晶Ｌにメル
ク社製のＴＮ型液晶表示素子用ＺＬＩ系を用いて測定し
たところ、下表に示す値となった。

また、第４図に示すように、液晶セル１１はセル保持具
１７によりスリット１６間のピッチと等間隔に複数が配
列、保持されており、セル保持具ｌ７は各液晶セル１１
の注入札１１ａ近傍がセル挿入具ｌ５のスリッ目６に対
向するよう位置決めされて図示しないボルト等により液
晶容器１４に連結されている。

具体的には、セル保持具ｌ７は、ｌ１８ａにより液晶セ
ルｌ１をスリッ｝１６に所定間隙を保って挿入できるよ
う左右両側でガイドするセルガイド１８Ｌ，１８Ｒと、
セルガイド１８Ｌ，１８Ｒを両端部で連結する一対のフ
レーム１９（一つのみ図示している）と、一対のブラケ
ット２１を介し両端部でフレーム１９に回転自在に支持
されたセル押えバー２２と、フレームｌ９に形成された
ガイド＃１９ａに両端部で嵌挿され、該溝１９ａに沿っ
て移動可能なストッパー２３等から構成されており、セ
ルガイド１８Ｌ，１８Ｒにガイドされてストソバ−２３
に支承された複数の液晶セル１ｌをストッパー２３の移
動操作によって同時にスリットｌ６に挿入できるように
なっている。そして、この液晶セルｌ１のスリット１６
への挿入を容易にするため、セル挿入具１５にはスリッ
ト１６の入口部に面取りＣが施されている（第３図参照
）。

一方、液晶セル１１、液晶容器１４、セル挿入具１５お
よびセル保持具１７は図示しない真空装置の真空槽（減
圧手段）内に配置されており、この真空装置は真空槽内
の空気、すなわち、液晶セルｌ１の周囲の雰囲気を大気
圧から所定圧に減圧し、液晶セル１１内部の空気を注入
孔１１ａを通して外部に排出させることができるように
なっている。ここでいう所定圧とは、液晶Ｌの組成変化
が起こらない範囲内で真空に近い圧力値である。また、
真空装置は所定圧に減圧した真空槽内に窒素ガス等を導
入することにより液晶セル１１の雰囲気を前記所定圧か
ら大気圧に戻す（増圧する）ことができる。

なお、本実施例におけるスリットｌ６の溝幅Ｗは液晶セ
ル１ｌの厚さ０．２１ｍｍに対し０．３ｍｍ〜１　．　
Ｏｎ＋＋ａの範囲で実施可能であるが、上述したセル保
持具１７の製作の容易性や液晶セルｌ１とスリット１６
の隙間の精度等を比較考慮すると溝幅Ｗは０．６ｍｍ程
度が好ましい。また、第３図（ａ）におけるスリット１
６の左右幅Ｘはスリット１６内で毛細管現象により吸上
げられる液晶Ｌが注入孔１１ａを完全に浸漬するように
設定すればよく、注入孔１１ａが直径１１の丸穴の場合
に左右幅Ｘは２１１１１１以上で実施可能であるが、左
右幅Ｘ方向の位置決めを容易にして気泡の混入を確実に
防止するには６ｌ！ｌｉ程度が好ましい。さらに、液晶
セル１１はセル面に開口する注入孔１１ａを有するが、
第６図（ａ）（ｂ）に示す液晶セル２６、２７の如き態
様のものでもよい。

次に、以上の第１実施例の装置を用いた本発明の方法の
一実施例を説明する。

皇Ｌ上二程 まず、ス｝−／バー２３を第４図の位置Ｓ，に位置させ
たセル保持具１７に複数の液晶セル１１を順次装着し、
セル押えバー２２により液晶セル１１を押さえる。すな
わち、複数の液晶セル１ｌをセル保持具ｌ７にセットす
る。一方、スリット１６の下部を液晶Ｌに浸すよう液晶
容器ｌ４に所定量の液晶Ｌを投入する。

肌スニ』酊Ｌ：程 次いで、前記真空装置により第５図に示す時間Ｔ０から
Ｔ，までの間真空槽内を減圧して液晶セル１１の周囲の
雰囲気を大気圧Ｐ０から所定圧Ｐ，に減圧し、時間Ｔ，
からＴ２までの間これを保持して液晶セル１１内部の空
気を注入孔１１ａを通して外部に排出く脱気）させる。

一方、液晶セル１１の脱気後、好ましくは時刻Ｔ２の少
し前に、ストソパ−２３を第４図の位置Ｓ！に移動操作
することにより複数の液晶セル１１を同時に降下させて
各スリット１６の上部に挿入させる。このとき、スリッ
ト１６の下部を浸した液晶Ｌが毛細管現象によって上部
まで吸上げられているから、注入孔１１ａが液晶Ｌに浸
漬される． 往入二』酊Ｌ：程 次いで、時間Ｔ！からＴ３の間、前記真空装置により液
晶セル１１の周囲の雰囲気を所定圧Ｐ，から大気圧Ｐ０
に戻し、液晶セル１１の内部気圧と外部気圧の差圧によ
り、液晶Ｌに浸した注入孔１１ａを通して液晶セル１１
に液晶Ｌを注入する。そして、液晶Ｌが液晶セル１１に
完全に注入（充填）されるまでの時間、すなわち、時間
Ｔ，からＴ４まで大気圧Ｐ０を保持する。

封止二洗土工程 次いで、ストッパー２３を位置Ｓ１に戻して複数の液晶
セル１１をスリッ目６から同時に抜き出し、セル保持具
１７を液晶容器１４から切り離すか液晶セル１１をセル
保持具１７から取り出すかした後、注入孔１１ａを封止
剤により封止する。次いで、液晶セル１１に付着した液
晶Ｌを洗浄等により除去するが、液晶Ｌはスリッ目６の
左右幅Ｘに対応して注入孔１１ａの近傍のみに付着して
いる極めて少量のものであるから、注入孔１１ａ近傍の
みを簡単に洗浄する． このようにスリット１６に吸上げられた液晶Ｌに液晶セ
ルｌ１の注入孔１１ａ近傍のみを浸漬させるようにすれ
ば、注入孔１１ａがセル面上に開口する場合であっても
、多数の液晶セル１１に容易に液晶Ｌを注入することが
でき、１回の注入時に液晶容器１４に投入する液晶Ｌの
量も少量でよい。また、液晶Ｌの無駄を少なくするとと
もに簡単な洗浄で液晶Ｌを除去できる。したがって、ス
リツ目６のピッチとセル保持具１７による液晶セル１１
の配列のピッチを合致させるだけの簡単な構成で多数の
液晶セル１１に同時にしかも容易に液晶Ｌを注入するこ
とができるばかりでなく、形態の異なる各種の液晶セル
に対応でき、生産性が大幅に向上する。さらに、セル保
持具１７に装着した複数の液晶セル１１を同時に簡単に
ハンドリングできる。

第７、８図は本発明に係る液晶セルに液晶を注入する装
置の第２実施例を示す図である。

第７、８図において、３１はセル面に開口する注入孔３
１ａを有する液晶セルであり、液晶セル３ｌは例えば一
対の電極付のガラス基板３２Ａ、３２Ｂを第１実施例の
液晶セル１１と略同様に貼り合わせたもので、その厚さ
が１，Ｏｍｍである。３３は例えば溝幅１．６ｍｍの複
数のスリット３４が形成されたセル挿入具であり、セル
挿入具３３は液晶Ｌを収容する液晶容器３５内に固定さ
れている．液晶容器３５は図示しない支持手段によって
第１実施例におけるセル保持具１７と略同様なセル保持
具（図示せず）と共に所定角度範囲（例えば９０゜）の
回動可能に支持されており、該支持手段を作動させるこ
とにより液晶セル３１、セル挿入具３３および液晶容器
３５を一体的に第７図（ａ）の状態から第７図（ｂ）の
状態までの間で往復回動させることができる。すなわち
、液晶容器３５は液晶Ｌを収容した状態で所定角度回動
可能である。そして、第７図（ａ）の状態で液晶Ｌの液
面Ｈ１より上方に位置するスリット３４が第７図（ｂ）
の状態までセル保持具により下降されてその下部を液晶
Ｌに浸され、液晶セル３１を挿入したスリット３４内の
隙間（例えば注入孔３１ａ側で０．６ｍｍ以下）に毛細
管現象により液晶Ｌが吸上げられ、注入孔３１ａが液晶
Ｌに浸漬されるようになっている．なお、これらの液晶
セル３１、セル挿入具３３、液晶容器３５、セル保持具
および支持手段等は、第１実施例と同様の真空槽内に配
置されている。

第２実施例の装置を用いた本発明の方法の一実施例を説
明すると、まず、複数の液晶セル３１を前記セル保持具
にセットする一方、液晶容器３５に所定量の液晶Ｌを投
入する。このとき液晶セル３１等は第７図（ａ）の状態
にある。次いで、第１実施例と同様な方法により真空槽
内で液晶セル３１の周囲の雰囲気を減圧、保持し、液晶
セル３１の内部の空気を注入孔３１ａを通して排出させ
る一方、前記支持手段を作動させて液晶セル３１、セル
挿入具３３、液晶容器３５およびセル保持具を第７図（
ｂ）の状態まで一体的に回動させる。このとき、スリッ
ト３４の下部が液晶容器３５内の液晶Ｌの液面Ｈ！より
没入して液晶Ｌに浸され、これによりスリット３４内で
液晶Ｌが液面Ｈ８よりわずかに上方に吸上げられる．次
いで、前記セル保持具により液晶セル３１の注入孔３１
ａ近傍をスリット３４に所定深さだけ挿入させる。この
とき、液晶セル３ｌを挿入したスリット３４の上部のせ
まい隙間に毛細管現象により液晶Ｌが吸上げられ、注入
孔３１ａが液晶Ｌに浸漬される．次いで、液晶セル３１
の周囲の雰囲気を大気圧に戻し、液晶セル３１の内部と
外部の差圧により液晶Ｌに浸漬した注入孔３１ａを通し
て液晶セル３ｌに液晶Ｌを注入する。

このように液晶セル３１、セル挿入具３３および液晶容
器３５等を一体的に回動させて注入孔３１ａ近傍を液晶
Ｌに浸漬させても、複数の液晶セル３１に同時にしかも
容易に液晶Ｌを注入でき、第１実施例と同様の効果が得
られる。

第９図は本発明に係る液晶セルに液晶を注入する装置の
第３実施例を示す図である． 第９図において、４１は注入孔４１ａを有する液晶セル
、４２は液晶セル４１を挿入可能な複数のスリット４３
が形成されたセル挿入具、４４はセル挿入具４２の長手
方向一方側に液晶貯留部４４ａを有する液晶容器であり
、セル挿入具４２は液晶容器４４に固定されている。ま
た、液晶容器４４は図示しないセル保持具と共にセル挿
入具４２の長手方向と軸直交する回転軸の周りに回動で
きるようになっており、液晶容器４４の回動により液晶
容器４４内の液晶Ｌが液面Ｈ，またはＨ４となるよう移
動し、スリット４３の下部を液面Ｈ４より液晶Ｌ中に浸
すことができる。

第３実施例の装置を用いた本発明の方法の一実施例を説
明すると、まず、予め液晶Ｌを所定量だけ液晶容器４４
に投入し、セル挿入具４２の長手方向を垂直方向にして
液晶Ｌの液面が液面Ｈ，となる状態（第９図の状態）に
した後液晶セル４１、セル挿入具４２および液晶容器４
４等を格納した真空槽内で液晶セル４１の周囲の雰囲気
を大気圧から所定圧に減圧してこれを保持し、液晶セル
４１内部の空気を脱気する。液晶セル４１内が脱気され
ると、液晶Ｌの液面が液面Ｈ４となるよう液晶セル４１
、セル挿入具４２および液晶容器４４等を回動させ、次
いで（また同時に）、セル保持具により複数の液晶セル
４１の注入孔４１ａ近傍を同時に各スリット４３に挿入
させてスリット４３の下部を液晶Ｌに浸す。このとき、
脱気された液晶セル４１の注入孔４１ａが毛細管現象に
よりスリット４３の上部に吸上げられた液晶Ｌに浸漬さ
れる。次いで、液晶セル４ｌの周囲の雰囲気を大気圧に
戻し、液晶セル４１の内部と外部の差圧により液晶セル
４１に液晶Ｌを注入する．このようにしても、第１、第
２実施例と同様の効果が得られる。

なお、第１〜第３実施例の装置においては、液晶セル１
１、３１、４１をセル保持具１７等により液晶Ｌの液面
側に下降させてスリッ目６、３４、４３に挿入するよう
にしているが、液晶セルを定位置に保持するセル保持具
に向かって液晶容器およびセル挿入具を上昇させてもよ
く、この双方を上下動させて相対変位させてもよい。ま
た、液晶Ｌがスリット１６、３４、４３に吸上げられた
後に、液晶セル１１、３１、４１をスリット１６、３４
、４３の上部に挿入するのでなく、この挿入作業の後に
毛細管現象による液晶Ｌの吸上げを促すこともできる．
さらに、液晶容器１４、３５、４４の形状を、液晶Ｌの
注入時の液面が広く、かつ、そのときの底面積が小さく
なるようにすれば、液晶Ｌの脱気を良好に促すとともに
液晶注入中の液面の低下も少ないものとなって好ましい
。

（効果） 本発明によれば、液晶セルの周囲の雰囲気を減圧、保持
して液晶セル内部の空気を排出させ、該雰囲気中におい
て、セル挿入具のスリット内で毛細管現象により液面よ
り吸上げられた液晶に液晶セルの注入孔近傍のみを浸す
ようにしているので、液晶注入時に液晶セルに付着する
液晶の量を微少にできるとともに、液晶容器に投入され
た所定量の液晶を用いて多数の液晶セルに同時に、しか
も容易に液晶を注入することができる。この結果、液晶
表示素子の生産性を大幅に向上させて製造コストを低減
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の装置の第１実施例を示す図であり
、第１図（ａ）（ｂ）はその要部構成図、第２図はその
液晶セルの要部平面断面図、第３図（ａ）はそのセル挿
入具および液晶容器の側面断面図、第３図（ｂ）は第３
図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第４図（ａ）（ｂ）はその液
晶セルを保持するセル保持具の構成図、第５図は第１実
施例の装置を用いた本発明の方法の一実施例を説明する
ためのタイムチャート、第６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ
その液晶セルの他の態様を示す要部平面断面図、第７、
８図は本発明の装置の第２実施例を示す図であり、第７
図（ａ）（ｂ）はその要部構成図、第８図はその要部斜
視図、第９図は本発明の装置の第３実施例を示すその要
部斜視図である。 第ｌＯ〜１２図は従来例を示す図であり、第１０Ｓ１１
図はそれぞれ従来の浸漬注入方法を実施する装置の概略
構成図、第１２図は他の従来例の課題を説明するための
液晶セルの平面図である。 １１、３１、４１・・・・・・液晶セル、１１ａ−　３
ｉａ，４１ａ・・・・・・注入孔、１４、３５、４４・
・・・・・液晶容器、１５、３３、４２・・・・・・セ
ル挿入具、ｌ６、３４、４３・・・・・・スリット、Ｌ
・・・・・・液晶． 第５図 時閘 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定圧に減
   圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通して排出させる
   工程と、所定圧の雰囲気中で液晶セルの注入孔近傍をセ
   ル挿入具に形成されたスリットの上部に挿入する一方、
   該セル挿入具をスリットの下部が液晶に浸るよう液晶に
   浸し、スリット内で毛細管現象により吸い上げられる液
   晶に注入孔を浸す工程と、液晶セルの周囲の雰囲気を所
   定圧から大気圧に戻し、液晶に浸した注入孔を通して液
   晶セルに液晶を注入する工程と、を含むことを特徴とす
   る液晶セルに液晶を注入する方法。
2. （２）液晶セルに形成された注入孔を通して液晶セルに
   液晶を注入する装置であって、前記液晶セルの注入孔近
   傍をその上部に挿入可能なスリットが形成されたセル挿
   入具と、内部に液晶を収容可能で該液晶がスリットの下
   部を浸すようセル挿入具を液晶に浸すことができる液晶
   容器と、液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定圧に
   減圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通して排出させ
   ることができる減圧手段と、を備え、前記液晶容器に浸
   したセル挿入具のスリット内で毛細管現象により液晶を
   吸い上げるとともに、前記減圧手段により内部の空気を
   排出させた液晶セルの注入孔をスリットの上部で液晶に
   浸すことを特徴とする液晶セルに液晶を注入する装置。