JPH037923B2

JPH037923B2 -

Info

Publication number: JPH037923B2
Application number: JP58218340A
Authority: JP
Inventors: Masanori Suzuki; Atsusuke Sakaida; Tadahiko Shibata; Mitsutoshi Takumi; Norio Yamamoto
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-11-19
Filing date: 1983-11-19
Publication date: 1991-02-04
Also published as: JPS60111221A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液晶充填方法及び充填装置に関し、
更に詳しくは液晶表示素子部品であるガラス基板
の微細な空隙（８〜10μ）に液晶を充填する液晶
の充填方法及び充填装置に関する。

従来、液晶表示素子に液晶を充填するのは、チ
ヤンバ内にガラス基板を挿入し、チヤンバ内を真
空排気することによつて行なわれていた。即ち、
チヤンバ内を真空排気することにより、例えば２
枚のソーダガラス板を張り合せたガラス基板の微
細な空隙内を真空排気し、次にこの真空排気され
たガラス基板を液晶中に入れ、チヤンバ内を大気
圧に戻すことにより、チヤンバ内とガラス基板内
の圧力差で液晶をガラス基板内に充填している。
しかしながら、液晶の充填の進行に従つて、ガラ
ス基板内の真空度が悪くなり、チヤンバ内とガラ
ス基板内との圧力差が小さくなり、液晶の充填速
度が遅くなる。特に大きなガラス基板、例えば
300mm×150mm程度の大きさのガラス基板の場合に
は充填時間が約90分もかかるという大きな問題が
あつた。

特開昭57−130011号公報には、一面に透明電極
が設けられた可撓性樹脂からなる一対の基板を透
明電極が対向するように対向させて、上記一対の
基板の一定方向に沿う両端を接着し、基板間の一
方の開口部に多量の液晶を置き、圧力を加えて該
液晶を他方向の開口部に向つて移動させて基板間
に所定厚さの液晶を充填させた後、基板間を一定
方向に所定間を封止する液晶素子の製造方法が開
示されているが、この製造方法によると液晶の充
填とエアの排除を同時に行つているので、エアの
排除がどうしても不充分になるという欠点があ
る。

特開昭56−77821号公報には、ガラス基板の周
辺部に封着用ならびに液晶充填部規制用のシール
枠を形成し、この枠内に液晶とスペーサを充満さ
せて注入してのち前記基板上に対向ガラス基板を
積層し、加圧しながら加熱封着する液晶表示装置
の製造方法が開示されているが、この方法におい
ては、該公報に添付された第１図に示されるごと
くガラス基板の周辺部（四周辺）のすべてにシー
ル枠が形成されているので、前記基板上に対向ガ
ラス基板を積層し加圧する時にエアの逃げ口がな
いため、両ガラス基板の間にエアが大量に残存す
るという重大な欠点がある。

なお、特開昭57−8158号公報には上部内側にス
クリーンを張設し、適所に真空用排気機構との接
続口を備えたケーシング内に昇降動と水平動が自
在で、上昇時スクリーンを下面から押圧して転動
する転圧ロールを配置し、前記ケーシングの上部
外側に伏倒時このケーシングの上部開口を密閉す
る上蓋を起伏動自在に取り付け、前記上蓋には伏
倒時スクリーンと対応する面に真空チヤツクを設
けたことを特徴とする無気泡真空貼合せ機構が開
示されている。しかしながら、従来の真空貼合せ
機構は、真空チヤツクの下平面に被接着材Ａを吸
着させた状態において、スクリーンの上に乗せた
貼着材料Ｂをスクリーンの下面から転圧ロールに
より押圧して転動させているので、２枚のガラス
基板を同様な方法で貼着させる場合には、圧力の
逃げ場がないため、ガラス基板が破損し易いとい
う欠点がある。しかも、上記従来機構は真空中に
おいて、ガラス基板の中央が凸に湾曲しやすい状
態でしごき加圧しているので、ガラス基板にエア
が残存するという欠点がある。

本発明は、かかる従来技術の問題を排除し、液
晶表示素子のガラス基板の微細な空隙に、液晶の
充填およびエア抜きを安全かつ完全にしかも高速
で行うことができる方法及び装置を提供すること
を目的とする。

しかして、本発明によれば、第１図に示すよう
に、一辺を除く三周縁に接着材を塗布してありか
つ所望の配向膜パターンを有する一方のガラス板
を、断面略コ字状をなしかつ前記ガラス板の接着
材塗布部分に対応して三周縁に突起を有する下治
具に中央を浮かせて固定位置決めする工程（Ａ下
段）と、前記ガラス板の上面に定量した液晶を大
気中で滴下する工程（同じくＡ下段）と、前記液
晶を滴下したガラス板の上から所望の配向膜パタ
ーンを有しかつスペーサが塗布してある他方のガ
ラス板をパターンを合せて重ねる工程（Ａ中段）
と、中央に空所を有して平面略コ字形をなすとと
もに前記接着材塗布部分に相対して三周縁に内部
突起を有する上治具により、前記両ガラス板が接
着するように前記両ガラス板の一辺を除く三周縁
に荷重を印加してガラス基板を得る工程（Ａ上段
およびＢ）と、前記上治具と下治具により一辺を
除く三周縁に荷重が印加された前記ガラス基板を
真空チヤンバ内に挿入し空隙内のエアを比較的に
低い真空度で予め真空排気する工程Ｃと、前記空
隙内のエアを真空排気したガラス基板を一辺を除
く三周縁に荷重を印加したまま、真空チヤンバ内
を大気圧に戻す工程Ｄと、大気圧に戻した状態
で、前記ガラス基板を一辺を除く三周縁に荷重を
印加しながら、前記ガラス基板の一辺に向けて中
央部分をしごくように加圧することにより残存エ
アを抜く工程Ｅと、を行う液晶充填方法が提供さ
れる。

この構成によれば、固定位置決めの工程（Ａ下
段）により一方のガラス板が中央部を浮かせて下
治具に固定位置決めされ、滴下の工程（同じＡ下
段）により前記ガラス板の上に大気中で液晶が定
量滴下され、重ねの工程（Ａ中段）により前記ガ
ラス板に配向膜パターンを合せてスペーサを塗布
された他方のガラス板が重ねられて固定位置決め
され、そして荷重の工程（Ａ上段およびＢ）によ
り前記両ガラス板の上に上治具を乗せると該上治
具の自重により荷重が印加され、両ガラス板が一
辺を除く三周縁において接着材により接着され、
かつ中央部分がスペーサにより接着される。ま
た、比較的に低い真空度で予め真空排気する工程
Ｃによれば、ガラス基板の間のエアがかなり充分
な程度にまで短時間で予め真空排気され、次の工
程Ｄにおいては真空チヤンバ内が大気圧に戻され
ることによりガラス基板が平坦になるため該ガラ
ス基板の間の液晶およびスペーサに付着して残存
したエアが一部排除され、更にわずかに残存した
エアも工程Ｅにおいてガラス基板の中央をしごく
ように加圧することにより、ガラス基板の一辺に
向けて押出され完全に排気される。また、ガラス
基板の中央部が下治具から該下治具の三周縁に設
けた凸起によつて浮かしてあるため、加圧によつ
てガラス基板が破損することがない。なお、真空
排気においては、10^-1〜10^-2Torr程度の比較的
に低い真空度までは短時間で達することができる
と共に排気もかなり充分に行われ、それ以後完全
に高真空に達するためには長い時間を必要とす
る。本発明はこの事実に着目し、真空排気を初期
の短時間にとどめて、エア抜きを短時間に行うよ
うにしているものである。そして、短時間の真空
排気だけではガラス基板の間に残留した微量のエ
アによりガラス基板が湾曲し、しかき加圧を行う
ことにより残留エアを排除することができないの
で、一旦真空チヤンバ内を大気圧に戻してガラス
基板の湾曲をなくして平坦にし、さらにしごき加
圧を行うことにより残存エアを排除しているので
ある。したがつて、本発明によれば極めて短時間
に高速にエア抜きを完全に行うことができる。

そして、この液晶充填方法を実施する装置とし
て、第１図および第２図に示すように、断面略コ
字状をなしかつ内側の三周縁に突起２ａを有する
下治具２と、前記下治具２に固定位置決めしたガ
ラス板１ａに下動位置で液晶を定量滴下する上下
動可能な液晶滴下手段８，９と、中央に空所を有
し平面略コ字形をなすとともに三周縁に内部突起
３ａを有し、前記一方のガラス板１ａとその一方
のガラス板１ａに重ね合せた他方のガラス板１ｂ
とに一辺を除く三周縁に前記下治具２と協働して
荷重を印加する上治具３と、前記下治具２および
上治具３を挿入可能とする蓋１０を前側に設け、
内部下側に前記下治具２および上治具３を受ける
受け治具１１を上下動可能に設け、内部を真空に
するための真空ポンプ１８に接続するとともに、
内部を大気に開放できる大気開放弁２０を取付
け、かつ前記受け治具１１の上動時に前記両ガラ
ス板１ａ，１ｂの一辺を除く三周縁の中央を該一
辺に向けてしごくように加圧する水平移動可能な
しごきエア抜き手段７，１６を設けた真空チヤン
バ５と、を備える液晶充填装置が提供される。

上記構成によれば、液晶滴下手段８，９が上動
時に下治具２に一方のガラス板１ａを位置決め固
定し、下動時にそのガラス板１ａに液晶を滴下
し、次の上動時に他のガラス板１ｂを重ね合わせ
かつ上治具３を載せ荷重を加えてガラス基板を得
ることができる。次に、下治具２と上治具３で挟
持したガラス基板１ａ，１ｂを真空チヤンバ５の
受け治具１１に載せた状態で真空排気し、大気開
放弁２０により内部を大気に開放することができ
る。また、受け治具１１の上動位置において、し
ごきエア抜き手段７，１６によりガラス基板１
ａ，１ｂの上部をしごくように加圧してエア抜き
を行うことができる。

以下本発明の一実施例について第１図に基づ
き、充填方法を説明する。

第１図Ａに示す工程では２枚のソーダガラス板
１ａ，１ｂを接着させる接着材１ｃ、例えばエポ
キシ樹脂等をスクリーン印刷で一辺を除く三周縁
に塗布したところの、図示しない所望の配向膜パ
ターンを持つ下ソーダガラス板１ａを、一辺を除
く三周縁に突起２ａを有する断面コ字状の下治具
２に中央部を浮かして固定位置決めする。さら
に、下ソーダガラス板１ａの上から必要量プラス
10〜20％程度の液晶４を接着材１ｃの内側の設定
位置に大気中で定量滴下する。その後、図示して
ないスペーサが塗布してあり配向膜パターンが設
けてある。上ソーダガラス板１ｂを下治具２内に
挿入することにより、両ガラス板１ａ，１ｂの配
向膜パターンが自動的に合う。次に、第１図Ｂに
示す工程では中央に空所を有した平面コ字形状の
上治具３を下治具２に嵌合させることにより、上
治具３の一辺を除く三周縁に設けた内部突起３ａ
は下治具２の突起２ａに相対し、かつ接着材１ｃ
層部分を押える。この時点では液晶４とエア６と
が混在している。

なお、上治具３は接着材１ｃに所定荷重がかか
るように両ガラス板１ａ，１ｂの三周縁に荷重を
印加するウエイトも兼ねている。次に、第１図ｃ
に示す工程では第１図Ｂ図示工程の状態のソーダ
ガラス板１ａ，１ｂと治具２，３を真空チヤンバ
５内に挿入し、真空排気する。ソーダガラス板１
ａ，１ｂ内と、真空チヤンバ５内の真空度は真空
チヤンバ５内の方が良い為、２枚のソーダガラス
板１ａ，１ｂは接着材１ｃ層を支点に図の如く残
留エア６と真空との間の力により僅かに湾曲する
傾向がある。ソーダガラス板１ａ，１ｂの中央部
の空隙が大になる為、液晶４は表面張力により接
着材１ｃ側へ移動し、空隙内に真空排気後に残留
した微量なエア６はソーダガラス板１ａ，１ｂの
中央に集まる。次に、第１図Ｄに示す工程では真
空チヤンバ５内を大気圧に戻す。ガラス基板１は
第１図Ｄに示すように平坦になる。エア６は中央
部にわずか残るものもある。従つて、次の第１図
Ｅに示す工程では例えば天然ゴム等で製作したロ
ーラ７に荷重をかけてソーダガラス板１ａ，１ｂ
の上面を転動させしごくように加圧すると、両ガ
ラス板１ａ，１ｂよりなるガラス基板１中のエア
６が開放した一辺１ｄの方へ移動し、エア抜きが
完全なできる。

次に、上記充填方法を実施する充填装置の構成
について第２図について説明する。エア作動によ
る液晶定流量弁８を上下動可能なシリンダ９に取
り付ける。真空チヤンバ５には開閉可能な蓋１０
を設ける。さらに、治具２，３を真空チヤンバ５
内に位置決めできる受け治具１１を設け、この受
け治具１１を上下動可能なシリンダ１２に取り付
け、このシリンダ１２は真空チヤンバ５に取り付
けてあり、シリンダシヤフト１２ａはＯーリング
１３で真空シールしてある。

前記シリンダ１２を上昇端位置まで上げると、
ローラ７によりソーダガラス板１ｂに荷重が加わ
る構成となつている。ローラ７はスプリング１４
によつて荷重が加わり、揺動部材１５に取り付け
てあり、シリンダ１６にて駆動する。このシリン
ダ１６は真空チヤンバ５に取り付けてあり、シリ
ンダシヤフト１６ａはＯーリング１７で真空シー
ルしてある。真空チヤンバ５に真空ポンプ１８が
真空配管１９にて接続してあり、さらに真空チヤ
ンバ５内を大気開放できる大気開放弁２０がチヤ
ンバ５に取り付けてある。

上記の構成になる作動について一例としてソー
ダガラス板サイズ300mm×150mmを使用した場合に
ついて説明する。まず、真空チヤンバ５の蓋１０
を図示してないシリンダで水平位置まで開く。蓋
１０の上側に下治具２を位置決めして載せ、下ソ
ーダガラス板１ａを下治具２内にセツトする。次
に、シリンダ９を下降させて、下ソーダガラス板
１ａ上面より約５mmの位置まで、液晶定量弁８の
ノズルを下降させ、必要液晶量約0.3c.c.プラス10
％の液晶４を滴下する。滴下後シリンダ９を上昇
させ、上ソーダガラス板１ｂを下治具２に挿入
し、上治具３を嵌合させる。上治具３の重量は５
〜10Kgとし、これらの治具２，３を真空チヤンバ
５内の受け治具１１内に位置決めセツトする。蓋
１０を閉にして、真空ポンプ１８を運転して真空
チヤンバ５内を真空にする。この時の真空度は
10^-1〜10^-2Torr程度が良い。真空チヤンバ５内
を真空にすることにより、ガラス基板１の間のエ
アが10^-1〜10^-2Torr程度の比較的に低い真空度
で短時間に予め排気される。また、ガラス基板１
の間に一部残留した微量のエアに真空力が働くこ
とにより、接着材１ｃを支点としてソーダガラス
板１ａ，１ｂが湾曲し、液晶４は接着材１ｃ方向
に移動し、エア６はソーダガラス板１ａ，１ｂの
中央部に集まる。なお、接着材１ｃ層の空隙は約
10μ程度である為、液晶４は表面張力により接着
材１ｃ層側に移動する。そして、エア６はソーダ
ガラス板１ａ，１ｂの中央部に集まる。真空ポン
プ１８を停止させて、大気開放弁２０を開にする
と、湾曲していたソーダガラス板１ａ，１ｂは平
坦になる。この状態でもエア６は中央部に一部残
留している。そして、シリンダ１２を上昇端まで
移動させると、治具２，３のソーダガラス板１ｂ
面にローラ７が接触し、ローラ７により、ソーダ
ガラス板１ｂ面に0.3〜１Kg程度の荷重がかかる。
次に、シリンダ１６を５mm／秒以下の速度で前進
させしごくように加圧すると、ソーダガラス板１
ａ，１ｂ内のエア６は一辺１ｄ側に移動し、エア
６抜きが完了する。この後蓋１０を開き、治具
２，３を取り出し、さらにガラス基板１を治具
２，３から抜き出して、ガラス基板１に20〜50Kg
の荷重をかけて熱風循環炉に入れ、接着材１ｃを
硬化させるとガラス基板１の空隙は８〜10μにす
ることができる。ソーダガラス板１ａ，１ｂセツ
トから液晶４注入、エア６抜き、治具２，３取り
出しまで約４分で製造することができた。

なお、エア６抜き手段とて、ローラ７を使用し
た一実施例で説明したが、本発明はヘラ形状のエ
ア抜き部材を使用しても良い。また、上記一実施
例ではソーダガラスを用いているが、その他の鉛
ガラス、ほう硅酸ガラスでも良い。

以上説明したように、本発明方法では、液晶を
ガラス板の上に滴下し、もう一方のガラス板を張
り合せ、真空中に設置し、液晶中のエアを両ガラ
ス板の間から比較的に低い真空度により短時間で
予め真空排気し、一部残留したエアをしごきエア
抜き手段にてエア抜きを行なうことにより、従来
約90分程度必要であつた充填時間が約４分でエア
抜きが確実にでき、液晶充填が完了する。従つ
て、約20倍以上の高速化が可能になつた。また、
本発明では下治具の三周縁に設けた突起によりガ
ラス基板の中央を浮かしているから、該ガラス基
板がしごき加圧によつて破損することがない。更
に、従来の液晶充填方法では液晶溜め中にガラス
基板を挿入する為、ガラス基板の外周に必要量の
約50％増の液晶が付着し、その付着した液晶をふ
きとつていたため、高価な液晶が無駄に使用され
ていたが、本発明ではほぼ必要量の液晶しか滴下
しない為、製品コストも安くできるという優れた
効果が得られる。

更に、本発明装置は上記の構成を有するから、
上記の本発明方法を良好に実施することができる
とともに、構成が合理的かつ簡潔であるなどの優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を説明するための斜視
図、第２図は本発明方法を実施する装置の断面図
である。１ａ……下ソーダガラス板、１ｂ……上ソーダ
ガラス板、１ｃ……接着材、１……ガラス基板、
２……下治具、２ａ……突起、３……上治具、３
ａ……内部突起、４……液晶、５……真空チヤン
バ、６……エア、７……ローラ、８……液晶定流
量弁、９……シリンダ、１０……蓋、１２，１６
……シリンダ、１８……真空ポンプ、２０……大
気開放弁。

Claims

【特許請求の範囲】１一辺を除く三周縁に接着材を塗布してありか
つ所望の配向膜パターンを有する一方のガラス板
を、断面略コ字状をなしかつ前記ガラス板の接着
材塗布部分に対応して三周縁に突起を有する下治
具に中央を浮かせて固定位置決めする工程と、前記ガラス板の上面に定量した液晶を大気中で
滴下する工程と、前記液晶を滴下したガラス板の上から所望の配
向膜パターンを有しかつスペーサが塗布してある
他方のガラス板をパターンを合せて重ねる工程
と、中央に空所を有して平面略コ字形をなすととも
に前記接着材塗布部分に相対して三周縁に内部突
起を有する上治具により、前記両ガラス板が接着
するように前記両ガラス板の一辺を除く三周縁に
荷重を印加してガラス基板を得る工程と、前記上治具と下治具により一辺を除く三周縁に
荷重が印加された前記ガラス基板を真空チヤンバ
内に挿入し空隙内のエアを比較的に低い真空度で
予め真空排気する工程と、前記空隙内のエアを真空排気したガラス基板を
一辺を除く三周縁に荷重を印加したまま、真空チ
ヤンバ内を大気圧に戻す工程と、大気圧に戻した状態で、前記ガラス基板を一辺
を除く三周縁に荷重を印加しながら、前記ガラス
基板の一辺に向けて中央部分をしごくように加圧
することにより残存エアを抜く工程と、を行うことを特徴とする液晶充填方法。２２枚のガラス板の間に液晶を充填する装置に
おいて、断面略コ字状をなしかつ内側の三周縁に突起を
有する下治具と、前記下治具に固定位置決めしたガラス板に下動
位置で液晶を定量滴下する上下動可能な液晶滴下
手段と、中央に空所を有し平面略コ字形をなすとともに
三周縁に内部突起を有し、前記一方のガラス板と
その一方のガラス板に重ね合せた他方のガラス板
とに一辺を除く三周縁に前記下治具と協働して荷
重を印加する上治具と、前記下治具および上治具を挿入可能とする蓋を
前側に設け、内部下側に前記下治具および上治具
を受ける受け治具を上下動可能に設け、内部を真
空にするための真空ポンプに接続するとともに、
内部を大気に開放できる大気開放弁を取付け、か
つ前記受け治具の上動時に前記両ガラス板の一辺
を除く三周縁の中央を該一辺に向けてしごくよう
に加圧する水平移動可能なしごきエア抜き手段を
設けた真空チヤンバと、を備えることを特徴とする液晶充填装置。