JPH07294947A - 液晶注入装置、およびこれに用いる液晶保持面材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本来は使用不能とされていた撥水性を有する
樹脂を適切な状態の下で使用することにより、液晶に対
する湿潤性に優れ、かつ液晶を劣化させないという特性
を備えた耐久性のある液晶保持面材の構成、ならびにそ
の製造方法を提供する。 【構成】 液晶貯留槽９から毛細管現象生成体11,11 に
より吸い上げられた液晶Ｌを湿潤状態に保持する液晶保
持面材10と、セル３の注入口６に対して上記液晶保持面
材10を相対的に接近および離反させる接離手段12と、圧
力作用室Ｄと、を備えた液晶注入装置において、上記液
晶保持面材10を、撥水性を有する樹脂を原料とした繊維
質体で構成するとともに、この繊維質体の繊維相互間の
間隙を、液晶Ｌによる湿潤を許容させる大きさに設定す
る。上記液晶保持面材10の製造は、その繊維相互間の隙
間が液晶による湿潤を阻止する大きさに設定されたシー
ト状の繊維質体10a に対して、その厚み方向に圧縮成型
処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、液晶注入装置、およ
びその構成要素である液晶保持面材の製造方法に関し、
特に、液晶の劣化を招くことなく確実かつ円滑に液晶を
セル内に注入するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、液晶表示装置の液晶セル
は、２枚のガラス板を微小間隔を介して対向させた空容
器状のセル内に液晶を封入して構成される。そして、こ
の液晶セルは、上記２枚のガラス板の内面の双方に形成
した透明電極に通電することにより、上記透明電極のパ
ターンに応じた表示を行うものである。

【０００３】上記セル内に液晶を注入する液晶注入装置
としては、たとえば特開平5-249425号公報によれば、フ
ェルト状の液晶保持面材に液晶を染み込ませ、この液晶
保持面材を通じて上記セル内に液晶を注入するようにし
た構成が開示されている。

【０００４】詳述すると、この液晶注入装置の基本的構
造は、図８に示すように、液晶貯留槽５０に溜められて
いる液晶５１中に、毛細管現象を生じさせる吸い上げ体
５２の下部を浸漬させるとともに、この吸い上げ体５２
の上端に、その毛細管現象により吸い上げられた液晶５
１を湿潤状態に保持する液晶保持面材５３を備えた構成
である。また、上記液晶保持面材５３の上方には、複数
のセル５４を保持したマガジン５５が配置される。

【０００５】そして、この液晶注入装置の使用に際して
は、真空状態の圧力作用室Ｄの内部において、上記マガ
ジン５５と液晶貯留槽５０とを相対的に接近移動させる
ことにより、上記各セル５４の注入口５４ａを上記湿潤
状態にある液晶保持面材５３に接触させる。このような
状態の下で、上記圧力作用室Ｄの内部圧力を上昇させる
ことにより、上記セル５４の内外に生じる差圧と、この
セル５４内に生じる毛細管現象との相乗作用に伴い、液
晶がセル５４内に注入される。この後、上記液晶が注入
された各セル５４は、外部に取り出されてその注入口５
４ａを封止される。

【０００６】この場合において、上記液晶保持面材５３
は、液晶により湿潤状態となる特性を備えている必要性
があるため、従来においては、上記液晶保持面材５３を
構成するフェルト状の部材を、濡れ性のよい素材を用い
て形成するのが通例とされていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記液晶保
持面材５３の素材は、濡れ性に優れていると同時に、液
晶を劣化ないし汚染させないという特性を備えていなけ
ればならないが、上記公報のように湿潤状態となってい
る液晶保持面材５３を通じてセル５４内に液晶を注入す
るという手法を採用する以上は、まず第１にセル５４内
を十分な量の液晶で充満させることを主目的とせねばな
らない。このため、従来においては、素材の濡れ性のみ
を重視し、素材による液晶の劣化については看過される
傾向が強かった。

【０００８】これに対して、上記液晶を劣化させない素
材としては、ステンレス鋼、ガラスおよび撥水性を有す
るフッ素樹脂等が挙げられる。したがって、これらの素
材からなる繊維質体を上記液晶保持面材５３として使用
すれば、上記液晶の劣化に対しては、一応対処できる。

【０００９】しかしながら、上記列挙中におけるステン
レス鋼からなるステンレスフェルトメッシュ材等は、長
時間にわたって使用した場合に金属汚染等を招来するお
それがあり、長期使用に耐え得ないという問題を有して
いる。

【００１０】また、上記列挙中におけるガラスからなる
フェルト等については、ガラス繊維相互間の絡み付きが
悪く、上記セル５４との長時間にわたる接触や、繰り返
し行われる頻繁な接触に起因して、繊維としての適切な
特性が損なわれるという問題を有している。具体的に
は、１０〜２０回の液晶注入を行う度に、このガラスフ
ェルトを交換する必要があり、この交換時にはフェルト
に吸湿されている液晶が廃棄されることから無駄が生じ
るとともにコスト面においても不利となるばかりでな
く、歩留りが悪化するという問題をも有している。

【００１１】さらに、上記撥水性を有するフッ素樹脂等
については、濡れ性とは相反する特性を備えていること
から、本来ならば液晶を湿潤ないし吸湿することができ
ず、上記液晶保持面材５３としては使用できないものと
認識されているのが実情であった。

【００１２】以上のように、液晶に対する濡れ性ないし
湿潤性と、液晶に対する耐劣化性やその耐久性とは、相
互に反発しあう特性であって、この両者を同時に満たす
素材は従来においては開発されておらず、このため上記
両者のうちのいずれか一方の特性については犠牲を払う
ことを余儀無くされていた。

【００１３】本願発明は、上述の事情のもとで考え出さ
れたものであって、本来は使用不能とされていた撥水性
を有する樹脂を適切な状態の下で使用することにより、
液晶に対する湿潤性に優れ、かつ液晶を劣化させないと
いう特性を備えた耐久性のある液晶保持面材の構成、な
らびにその製造方法を提供すること、をその課題とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１５】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、注入口が形成されたセルを保持する保持手段と、液
晶を貯留する液晶貯留槽と、この液晶貯留槽から毛細管
現象生成体により吸い上げられた液晶を湿潤状態に保持
する液晶保持面材と、上記セルの注入口に対して上記液
晶保持面材を相対的に接近および離反させる接離手段
と、上記セルおよび上記液晶に対して可変内部圧力を作
用させる圧力作用室と、を備えた液晶注入装置におい
て、上記液晶保持面材を、撥水性を有する樹脂を原料と
した繊維質体で構成するとともに、この繊維質体の繊維
相互間の間隙を、液晶による湿潤を許容させる大きさに
設定したことを特徴としている。

【００１６】この場合において、上記液晶保持面材を構
成する繊維質体は、フッ素樹脂を原料として形成された
ものであることが好ましく（請求項２）、その中でも、
四フッ化エチレン樹脂を使用することが、各種事情を勘
案すれば有利である（請求項３）。

【００１７】一方、請求項４に記載した発明は、上記請
求項１、２または３に記載した液晶注入装置における液
晶保持面材の製造方法であって、撥水性を有する樹脂を
原料とし、かつその繊維相互間の隙間が液晶による湿潤
を阻止する大きさに設定されたシート状の繊維質体に対
して、その厚み方向に圧縮成型処理を施すことにより、
上記繊維質体の繊維相互間の間隙を、液晶による湿潤を
許容する大きさに拡開させることを特徴としている。

【００１８】

【発明の作用および効果】上記請求項１に記載した発明
に係る液晶注入装置によれば、液晶貯留槽から毛細管現
象生成体により吸い上げられた液晶を湿潤させる液晶保
持面材が、液晶の劣化を防止するために、撥水性を有す
る樹脂を原料とした繊維質体で構成されている。しか
も、この繊維質体は、その素材自体が備えている撥水性
作用を阻害するために、繊維相互間の間隙が、上記液晶
の湿潤を許容する大きさに設定されている。

【００１９】したがって、液晶が接触する繊維素材自体
は撥水性を有しているが、この繊維素材からなる繊維質
体については繊維相互間の間隙に液晶が染み込むことに
なる。すなわち、この繊維質体は、実質的には撥水性が
破壊された特性を備えていることになり、この繊維質体
で構成されている上記液晶保持面材は、十分な量の液晶
により湿潤された状態となる。

【００２０】そして、上記撥水性を有する樹脂でなる繊
維素材は、液晶を劣化させないという特性を備えてい
る。換言すれば、種々の樹脂の中から、液晶の湿潤作用
を行い得るような絡み付き形態や絡み付き密度の繊維質
体を形成することが可能な特定種類の樹脂を選択し、さ
らにこの特定種類の樹脂の中から、撥水性を有する樹脂
を選択すれば、結果として、液晶の劣化に対して優れた
特性を有する樹脂が得られる。これは、液晶が接触する
繊維素材自体は撥水性を有しているため、両者の間には
化学的親和力等が生じ難く、このため液晶が繊維素材か
ら化学的影響を受ける可能性が極めて低いことによるも
のと推認できる。

【００２１】特に、請求項２および３に記載した発明に
おいて、繊維質体の原料として使用されるフッ素樹脂
（あるいは所謂テフロン）、および四フッ化エチレン樹
脂は、撥水性を有すると同時に、液晶の劣化にも優れた
特性を備えていることが予め判明している。加えて、こ
れらの樹脂は、ガラス等と比較して耐久性にも優れてい
る。

【００２２】したがって、以上のような特性を備えた樹
脂を原料として、繊維相互間に所定の間隙を有する繊維
質体を形成し、この繊維質体を用いて上記液晶保持面材
を構成することにより、この液晶保持面材からセル内に
は常に不足なく十分な量の液晶が注入されると同時に、
液晶の劣化が防止されることになる。また、上記繊維質
体を用いたことにより、耐久性が向上して長期使用に耐
え得ることができる。これらの結果、製造時における歩
留りの悪化やコスト面での浪費等も適切に防止される。

【００２３】一方、請求項４に記載した上記液晶保持面
材の製造方法によれば、たとえば微細な異物を除去する
ため等に使用されている既存のフィルタを、上記液晶保
持面材として有効利用できることになる。具体的には、
たとえば 0.3μｍ程度の微粒子を捕集するために使用さ
れている四フッ化エチレン樹脂（具体例としては、ダイ
キン工業株式会社製の商品名「ポリフロン」）を原料と
するシート状フィルタであるアドバンテック株式会社製
の「ポリフロンフィルタ」に対して、厚み方向に圧縮成
型処理を施す。これにより、上記フィルタを構成してい
る繊維相互間の間隙が拡開し、上記液晶はこの拡開した
間隙に染み込むことができるようになる。

【００２４】したがって、当初は繊維相互間の間隙が小
さく、しかも撥水性を有する樹脂を原料として製作され
た繊維質体が、圧縮成型処理を施すことのみにより、上
記液晶保持面材として好適な液晶湿潤作用を行い得るこ
とになり、既存のフィルタ等の有効利用が図られる。

【００２５】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２６】図１は、本願発明に係る液晶注入装置の主
要部を示す部品分解配列斜視図である。

【００２７】同図に符号Ａで示す構成要素は、矩形短冊
状の複数枚のセル基板片１であり、各セル基板片１は、
分割線２で囲まれた複数（図例では３個）のセル３を有
している。詳述すると、上記各セル３は、２枚のガラス
板１ａ，１ｂを、その相互間に帯状の樹脂４を介装して
接合させることにより、狭間隙である液晶封入間隙５が
形成されている。そして、上記帯状の樹脂４は、表示領
域を囲むように屈曲形成されており、この樹脂４の一部
に途切れ部を設けることにより、液晶の注入口６が形成
されている。なお、上記各ガラス板１ａ，１ｂの内面に
は、所定の透明電極が形成されている。

【００２８】同図に符号Ｂで示す構成要素は、上記複数
枚のセル基板片１を起立状態に保持するマガジン７であ
り、このマガジン７は、平面視が略矩形の枠状を呈して
おり、その対向する左右の側壁７ａ，７ｂには、複数の
縦方向に沿うガイド溝８が形成されている。そして、こ
れらのガイド溝８に上記セル基板片１を挿入することに
より、各セル基板片１はその下端をガイド溝８の底面部
分により支持された状態を維持する。この場合、上記マ
ガジン７には、上記セル基板片１の各セル３の注入口６
が下方を指向した状態となるようにして保持される。ま
た、このマガジン７の下面部は、開口状態にある。

【００２９】同図に符号Ｃで示す構成要素は、液晶を貯
留する液晶貯留槽９であり、この液晶貯留槽９の内部に
は、直線状に延びる３本の液晶保持面材１０が配設され
ている。これらの液晶保持面材１０の表面は、上記各セ
ル３の各注入口６に対する液晶の接触面となる。したが
って、この３本の液晶保持面材１０の配設間隔は、上記
セル基板片１における各注入口６の配設間隔と一致して
いる。

【００３０】また、上記各液晶保持面材１０は、液晶貯
留槽９の底面９ａに起立状に保持された複数枚（図例で
は２枚）の吸い上げ体１１，１１の上端に固定されてい
る。この場合、１個の液晶保持面材１０に対応する各吸
い上げ体１１，１１の相互間には、毛細管現象を生じさ
せるのに必要な僅かな隙間、たとえば０．２〜０．４ｍ
ｍ程度の隙間が形成されている。

【００３１】一方、上記液晶貯留槽９と上記マガジン７
とを相対的に接近および離反させる接離機構１２は、こ
の実施例では、図２に示すように、上部リフト台１３と
下部リフト台１４とを、支持ベース１５に上下摺動可能
に保持されたガイドロッド１６を介して両者の四隅で連
結するとともに、上部リフト台１３の上面に上記液晶貯
留槽９を載置し、下部リフト台１４の下面に円周カム１
７のカム面１７ａを当接させた構成である。

【００３２】この接離機構１２の動作は、図外の駆動機
構より上記円周カム１７を回転駆動させることにより、
支持ベース１５に対して上記両リフト台１３，１４が上
下昇降し、これに伴って上記液晶貯留槽９も上下昇降す
る。なお、この接離機構１２は、図示例の構成に限定さ
れるわけではなく、たとえばエアシリンダや油圧シリン
ダ等の流体シリンダを用いてもよく、またネジ駆動式の
機構等を採用してもよい。さらに、上記液晶貯留槽９を
上下昇降させることに代えて、上記セル基板片１を保持
するマガジン７を、上記述べた各種構成と同様の接離機
構を用いて上下昇降させるようにしてもよい。

【００３３】さらに、この液晶注入装置には、図３に示
すように、上記列挙した各構成要素を収容することが可
能な圧力作用室１８が備えられている。この圧力作用室
１８には、大気開放用のバルブ１９を介して真空ポンプ
等の負圧発生源２０が接続されている。

【００３４】そして、本願発明の特徴として、上記液晶
保持面材１０は、撥水性を有する樹脂、たとえばフッ素
樹脂あるいは四フッ化エチレン樹脂を原料とする繊維質
体で構成されており、この繊維質体の繊維相互間の間隙
は、液晶Ｌによる湿潤を許容する大きさに設定されてい
る。換言すれば、上記液晶保持面材１０を構成する繊維
質体は、撥水性を有する樹脂で形成されているにも拘わ
らず、液晶Ｌの染み込み作用が行われ得るように構成さ
れているのである。

【００３５】上記液晶保持面材１０を構成する繊維質体
は、たとえば以下のようにして製造される。

【００３６】すなわち、たとえば１μｍ程度またはそれ
以下の微粒子を捕集するために使用されている四フッ化
エチレン樹脂（ダイキン工業株式会社製の商品名「ポリ
フロン」）を原料とするシート状フィルタであるアドバ
ンテック株式会社製のポリフロンフィルタを所定の大き
さに切断し、この切断されたシート状フィルタ１０ａ
を、図４に示すように、上下一対のローラ２２，２２間
に挟持させて転圧する。これにより、上記シート状フィ
ルタ１０ａに対して、その１ｍｍの厚みが０．３ｍｍ程
度になるまで圧縮成型処理が施される。

【００３７】この結果、当初はたとえばメッシュ１０μ
ｍあるいはそれ以下であったシート状フィルタ１０ａ
が、メッシュ１５μｍあるいは２０μｍ以上となり、こ
のフィルタ１０ａの繊維相互間の間隙が拡開する。すな
わち、当初は上記四フッ化エチレン樹脂が撥水性を有し
ており、かつ繊維相互間の間隙が小さいために、液晶に
よる湿潤が不可能な状態にあったシート状のフィルタ１
０ａが、上記圧縮成型処理により、平面的に延伸されて
上記繊維相互間の間隙が平面的に広がり、液晶による湿
潤が許容される状態に変性したことになる。

【００３８】また、この圧縮成型処理後のフィルタ１０
ａに対しては、必要に応じて切断加工等が施されること
により、その幅が上記セル３の注入口６の幅よりも僅か
に長尺に、かつその長さが上記マガジン７に保持される
全てのセル基板片１の配列方向長さよりも僅かに長尺に
設定される。

【００３９】そして、上記のようにして「ポリフロン」
のフィルタ１０ａを成型することにより得られた液晶保
持面材１０の実際の使用に際しては、まず図５に示すよ
うに、上記成型後の液晶保持面材１０の上面に所定量の
液晶Ｌを滴下させた状態で、真空ポンプ２３を駆動源と
して吸引力を発生する真空パッド２４を用いて、上記液
晶保持面材１０の下面側から上記液晶Ｌをその繊維相互
間に強制的に染み込ませる。

【００４０】このように、上記液晶保持面材１０の繊維
相互間に液晶Ｌを一旦馴染ませた後に、図６に示すよう
に、この液晶保持面材１０を上記二枚の吸い上げ体１
１，１１の上面にセットする。この場合の位置設定は、
上記液晶保持面材１０の幅方向中心と、上記セル３の注
入口６の幅方向中心とを略一致させるようにする。この
結果、上記液晶保持面材１０は、上記マガジン７に保持
される全てのセル基板片１の各セル３の注入口６に対し
て、同時に接触できることになる。

【００４１】なお、上記吸い上げ体１１，１１として
は、ステンレス鋼に上記のフッ素樹脂ないし四フッ化エ
チレン樹脂によるコーティングを施した板状体を用いる
ことが好ましいが、これに限定されるわけではなく、他
の材料たとえばガラス製の板状体や、多数本の紐状部
材、あるいはフェルト状のブロック等であっても差し支
えない。

【００４２】また、上記液晶貯留槽９の底壁上面および
周壁内面にも、同様にして上記のフッ素樹脂ないし四フ
ッ化エチレン樹脂によるコーティングを施すことが好ま
しい。換言すれば、液晶と接触する箇所には全て、液晶
を劣化させない特性を備えたテフロンないし撥水性を有
する樹脂を使用することが好ましい。

【００４３】次に、上記の構成を備えた液晶注入装置を
用いて、上記セル基板片１の各セル３内に液晶を注入す
る手順を簡単に説明する。

【００４４】まず、図３に示すように、マガジン７に所
定枚数のセル基板片１を収納させるとともに、液晶貯留
槽９に液晶２５を適量注ぎ込み、真空ポンプ２０により
圧力作用室１８内を真空状態（０．１〜０．０１Ｔｏｒ
ｒ）にする。この時、上記液晶Ｌは、吸い上げ体１１，
１１の毛細管現象により上昇して液晶保持面材１０に染
み込んだ状態にある。

【００４５】このような状態の下で、図７に示すよう
に、上記接離機構１２の作動により液晶貯留槽９を上昇
させ（またはマガジン７を下動させ）、液晶貯留槽９内
の各液晶保持面材１０の表面に、複数枚のセル基板片１
における各セル３の注入口６を接触ないし密着させる。

【００４６】この後、バルブ１９を作動させて圧力作用
室１８内を大気開放状態にすることにより、各セル３の
液晶封入用間隙５の内外の差圧と、各セル３を構成して
いる２枚のガラス板１ａ，１ｂ間に生じる毛細管現象と
の相乗作用に伴って、上記液晶保持面材１０から注入口
６を介して各セル３内に液晶を注入させる。

【００４７】この後においては、上記接離機構１２の作
動により液晶貯留槽９を下動させ（あるいはマガジン７
を上昇させ）、必要に応じて液晶貯留槽９に液晶Ｌを補
充した後、再びマガジン７に新たなセル基板片１を複数
枚セットし、これ以降は、上記と同様の動作を行わせ
る。

【００４８】以上のような動作が行われることにより、
従来のようにガラス繊維等を使用していた場合には耐久
性が低いために４０回程度の液晶注入を行っただけで液
晶保持面材１０およびこれに吸湿されている液晶を廃棄
せねばならなかったのに対して、本願発明では耐久性が
向上して１００００回程度の液晶注入を継続して行うこ
とが可能になる。これにより、液晶の廃棄量が減少する
とともに液晶の早期劣化が防止されて、液晶注入時にお
ける歩留りが向上し、さらには液晶保持面材の交換頻度
が減少して自動化を容易に図り得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る液晶注入装置の実施例の主要部
を示す部品分解配列斜視図である。

【図２】上記実施例に係る液晶注入装置の構成要素であ
る接離手段を示す要部斜視図である。

【図３】上記実施例に係る液晶注入装置の使用状態を示
す縦断正面図である。

【図４】上記実施例に係る液晶注入装置の構成要素であ
る液晶保持面材の製造方法を示す概略斜視図である。

【図５】上記液晶保持面材の実際の使用の前工程におけ
る作業状態を示す概略側面図である。

【図６】上記液晶保持面材の配設状態を示す部品分解配
列斜視図である。

【図７】上記実施例に係る液晶注入装置の使用状態を示
す縦断正面図である。

【図８】従来の液晶注入装置の一例を示す縦断正面図で
ある。

【符号の説明】

１ セル基板片 ３ セル ６ 注入口 ７ 保持手段（マガジン） ９ 液晶貯留槽 １０ 液晶保持面材 １１ 毛細管現象生成体（吸い上げ体） １２ 接離機構 １８ 圧力作用室 Ｌ 液晶

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注入口が形成されたセルを保持する保持
   手段と、液晶を貯留する液晶貯留槽と、この液晶貯留槽
   から毛細管現象生成体により吸い上げられた液晶を湿潤
   状態に保持する液晶保持面材と、上記セルの注入口に対
   して上記液晶保持面材を相対的に接近および離反させる
   接離手段と、上記セルおよび上記液晶に対して可変内部
   圧力を作用させる圧力作用室と、を備えた液晶注入装置
   において、 上記液晶保持面材を、撥水性を有する樹脂を原料とした
   繊維質体で構成するとともに、この繊維質体の繊維相互
   間の間隙を、液晶による湿潤を許容させる大きさに設定
   したことを特徴とする、液晶注入装置。
2. 【請求項２】 上記液晶保持面材を構成する繊維質体
   は、フッ素樹脂を原料として形成されていることを特徴
   とする、請求項１に記載の液晶注入装置。
3. 【請求項３】 上記液晶保持面材を構成する繊維質体
   は、四フッ化エチレン樹脂を原料として形成されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の液晶注入装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１、２または３に記載した液
   晶注入装置における液晶保持面材の製造方法であって、
   撥水性を有する樹脂を原料とし、かつその繊維相互間の
   隙間が液晶による湿潤を阻止する大きさに設定されたシ
   ート状の繊維質体に対して、その厚み方向に圧縮成型処
   理を施すことにより、上記繊維質体の繊維相互間の間隙
   を、液晶による湿潤を許容する大きさに拡開させること
   を特徴とする、液晶保持面材の製造方法。