JPH0895070A - 液晶の注入装置および注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空注入法では組成を変化させてしまう揮発
性の液晶組成物を、組成変化を起こさずに注入でき、し
かも廃棄される液晶量を大幅に低減できる注入装置およ
び注入方法を提供する。 【構成】 二つの開口部を有する密閉構造の未注入パネ
ルの一方の開口部３０４に連結して液晶組成物の注入量
を制御する注入制御弁３０６と、液晶組成物３１５を貯
留した容器３０９とを有する注入器３１０と、他方の開
口部３０５に連結してパネルからあふれる余剰の液晶組
成物を溜める液晶溜まり３０８と、該保管部の圧力を制
御する減圧制御弁３０７を有する減圧機構とを備え、先
ず、減圧制御弁３０７を開けてパネル内を減圧状態に保
った状態で前記減圧制御弁を閉じ、次に、注入制御弁３
０６を開けて液晶組成物をパネル内に一定量充填する一
連の工程により液晶材料を注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶の注入装置および
注入方法に関する。さらに詳しくは揮発性化合物を含む
液晶組成物の注入装置および注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対向する基板をスペーサを介して
貼り合わせ、その後基板の間隙に液晶を注入する液晶表
示パネルの液晶注入方法については、種々の方法が提案
されているが、生産性がよく、最も一般的に行われてい
るのは以下の真空注入方法である。即ち、排気系を接続
した液晶注入容器に、昇降可能に支持された注入口のみ
を開口部とした密封構造の液晶表示パネルおよび液晶を
入れた液晶皿を入れ、前記液晶注入容器を排気して残存
空気を排除したのち、液晶表示パネルの注入口を前記液
晶皿中の液晶に浸し、前記液晶注入容器の中に空気また
は窒素を徐々に満たしながら、液晶表示パネルの圧力
（ほぼ真空）と前記液晶注入容器内の気体の圧力差を利
用し、常温で液晶を充填させる方法が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
真空注入法で揮発成分を含有する液晶組成物を注入しよ
うとすると、実際の注入される量よりはるかに多量の液
晶組成物が、長時間減圧下に置かれるため、減圧過程で
揮発成分が蒸発してしまう。特に、光硬化性の低分子化
合物（モノマー）を混合してなる液晶・高分子混合組成
物の場合、液晶材料に比べて著しく揮発性が高く、容易
に組成変化を起こしてしまう。このような組成変化が生
じると、駆動電圧や応答特性が変化する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の液晶注入装置は、液晶組成物を貯留する容器
部と、液晶組成物の流量を制御する注入制御弁とを有す
る注入器と、余剰の液晶組成物を溜める保管部と、該保
管部の圧力を制御する減圧制御弁とを有する吸引器とか
らなることを特徴とする。

【０００５】また、前記構成において、液晶組成物が未
注入のパネルの一方の開口部に注入制御弁を介して液晶
組成物を貯留した容器を連結するように注入器を構成
し、前記未注入パネルの他方の開口部に余剰液晶組成物
を溜める保管部と減圧制御弁を介して連結するように吸
引器を構成することが好ましい。

【０００６】本発明の液晶の注入方法は、二つの開口部
を除き密封構造の未注入パネルの一方の開口部を注入制
御弁を介して液晶組成物を貯留した容器と連結し、他方
の開口部を余剰液晶組成物を溜める保管部と減圧制御弁
を介して減圧機構と連結し、先ず、減圧制御弁を開けて
パネル内を減圧状態に保った状態で前記減圧制御弁を閉
じ、次に、注入制御弁を開けて液晶組成物をパネル内に
一定量充填する一連の工程を含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の液晶注入装置は、液晶組成物を貯留す
る容器部と、液晶組成物の流量を制御する注入制御弁と
を有する注入器と、余剰の液晶組成物を溜める保管部
と、該保管部の圧力を制御する減圧制御弁とを有する吸
引器とからなるので、光硬化性の低分子化合物（モノマ
ー）を混合してなる液晶・高分子混合組成物を揮発成分
を蒸発させてしまうことなく、組成変化を起こすことな
く注入でき、その結果、液晶組成物自体に揮発が生じる
ことなく、あるいは、液晶・高分子組成物の重合の形成
される液晶小滴の構造変化が生じないので、駆動電圧や
応答特性を変化させることがない。しかも注入時に必要
な余分な液晶組成物の量を大幅に減らすことができる。

【０００８】また前記液晶注入装置の構成を、未注入の
パネルの、一方の開口部に注入制御弁を介して液晶組成
物を貯留した容器を連結するように注入器を構成し、前
記未注入パネルの他方の開口部に余剰液晶組成物を溜め
る保管部と減圧制御弁を介して連結するように吸引器を
構成した弁を介して液晶組成物を貯留した容器を連結す
るように注入器を構成し、前記未注入パネルの他方の開
口部に余剰液晶組成物を溜める保管部と減圧制御弁を介
して連結するように吸引器を構成するので、注入の作業
において減圧下に置かれるのは１回の注入に必要な液晶
量だけであり、しかも短時間であるため、揮発成分の蒸
発を防ぐことができ、注入時に無駄になる余分な液晶組
成物の量を大幅に減らすことができる。

【０００９】本発明の液晶の注入方法は、二つの開口部
を除き密封構造の未注入パネルの、一方の開口部を注入
制御弁を介して液晶組成物を貯留した容器と連結し、他
方の開口部を余剰液晶組成物を溜める保管部と減圧制御
弁を介して減圧機構と連結し、先ず、減圧制御弁を開け
てパネル内を減圧状態に保った状態で前記減圧制御弁を
閉じ、次に、注入制御弁を開けて液晶組成物をパネル内
に一定量充填する一連の工程を含むことを特徴とする。
このように構成した本発明の液晶注入方法を用いること
により、減圧状態に置かれる液晶・高分子混合組成物
は、実際にパネルに注入される部分に加えて、僅かな余
剰部分だけとなる。そのため、従来の注入法の場合のよ
うに、実際にパネルに注入される量の数倍以上の液晶が
減圧下に置かれて組成変化をきたすという障害を防ぐこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて説明する。 （実施例１）図１に、注入後の完成状態の捻れネマチッ
ク液晶表示素子（ＴＮ−ＬＣＤ）の断面図を示す。即
ち、上下の透明基板（１０１、１０３）上にインジウム
−錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明電極（１０２、１０
４）を形成した。ガラス基板の寸法は５０ｍｍ×６０ｍ
ｍで、基板面上に、５０ｍｍ幅方向の両端２ｍｍずつを
残して４６ｍｍ×６０ｍｍの透明電極を形成した。上下
電極上に、市販のポリイミドワニス（日産化学製、商品
名ＳＥ−４１１０）を用いて５０ｎｍの厚さで配向膜
（１０５、１０６）を塗布形成し、２５０℃で２時間、
加熱硬化させた。この後、図２に示すように上下透明基
板（２０１、２０２）の配向膜表面を通常の方法に従っ
てラビング配向処理した後、片方のガラス基板面にエポ
キシ接着剤を用いて４２ｍｍ角のシール２０３（或いは
１０９）をスクリーン印刷で形成し、他方のガラス基板
面には略１００個／ｍｍ^２密度で５μｍ径のプラスチッ
クスペーサ（積水ファイン製、商品名ミクロパール）１
０８を散布した基板を図２に示すように貼り合わせ、１
５０℃で２時間加熱してシールを硬化した。尚、予め、
一方の基板のシール部分より内側になる位置に二カ所の
円形の孔２０４、２０５が穿設されている（一方が注入
孔で他方が吸引孔）。

【００１１】このようにして作製した空セルへの注入方
法を図３を用いて説明する。液晶３１５を定量貯留する
容器３０９と、注入バルブ３０６を有する注入器３１０
と空セルとを、注入孔３０４を介して接続した。接続管
３１２は注入孔３０４と接続して空気のモレが無いよう
本実施例ではテフロン製とした。次に、空セルの他の一
つの吸引孔３０５を接続管３１３を介して吸引器本体３
１１と接続した。吸引器３１１は吸引バルブ（減圧制御
弁）３０７と余剰液晶溜まり３０８と接続管３１３とリ
ークバルブ３１４とを有しており、吸引バルブ３０７を
介して図示していないコンプレッサー等の減圧機構につ
ながっている。

【００１２】このように空セルを注入器と吸引器とに接
続した上で、先ず他の全てのバルブは閉状態のままで吸
引バルブ３０７を開けて空セル内を減圧にし、減圧状態
で吸引バルブ３０７を閉じた。次に、注入バルブ３０６
を開けて液晶３１５を空セル内に導入し、空セル内に液
晶が充満し、吸引孔から溢れ出る状態を見計らってリー
クバルブ３１４を開け、大気圧に復した上で、注入バル
ブ３０６を閉じた。

【００１３】このようにして注入後、注入孔３０４と吸
引孔３０５とを市販の光硬化型樹脂で封孔して液晶セル
を作製した。作製された液晶セルには気泡が発生せず均
一な表示状態が得られた。尚、液晶はカイラル剤として
コレステリルノナノエ−トを添加したＺＬＩ−４７９２
（メルク社製）を用いた。

【００１４】完成した空セルをクロスニコル下で、４
Ｖ、６０Ｈｚの矩形波を印可したところ、ムラがなく均
一な表示状態が得られた。このようにして１０００パネ
ルを注入したところ、消費した液晶量は空セルの内容積
の１１０％強であった。即ち、１０％程度が損失となっ
た。

【００１５】一方、市販の注入機で同一サイズのパネル
を１０００パネル注入したところ、損失率は１００％に
も及んだ。（即ち、１０００パネル注入するのに２００
０パネル分の液晶を使用した。

【００１６】（実施例２）実施例１と同一形状の空セル
を作製した。但し、実施例１と異なり配向膜は形成せ
ず、従って配向処理も行わなかった。この空セルに、実
施例と同一の方法で液晶、高分子組成物を注入した。組
成物は、液晶がＥ８（ＢＤＨ社製）７０％、２−エチル
ヘキシルアクリレート１５％、ウレタンアクリレート
１４％、光硬化開始剤（チバガイギー製、商品名イルガ
キュア６５１）１％からなる。

【００１７】注入後、５０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１分
間照射し相分離させていわゆる高分子分散液晶素子を作
製した。形成されたドロップレット径は１〜２μｍで優
れた散乱性を示した。実施例１と同様に、封孔した後、
１０Ｖ、６０Ｈｚの矩形波を印可したところ、均一な透
過状態を示した。

【００１８】（比較例）実施例２の組成物を用いて、市
販の真空注入装置で注入したところ、低揮発性の２ーエ
チルヘキシルアクリレートが大量に失われ、顕著な組成
変化を引き起こした。その結果として、規則的なドロッ
プレット形状が得られず、十分な散乱性が得られなかっ
た。しかも、動作電圧が異常に高くなり、１０Ｖでは十
分な透過状態にならなかった。

【００１９】

【発明の効果】上述のように、本発明の注入装置および
注入方法を用いることにより、低揮発成分をを含む液晶
組成物のような、通常の真空注入方法では組成変化を起
こさずに注入できなかった液晶組成物の注入が出来るよ
うになった。それに加え、通常の液晶組成物の注入に関
しても、注入されずに廃棄される液晶を大幅に低減する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例および、比較例の液晶パネル
の構造を示す断面図である。

【図２】 本発明の実施例に用いた液晶パネルの形態を
示す図である。

【図３】 本発明の実施例を説明する概念図である。

【符号の説明】

１０１ 上側透明基板 １０２ 上側透明電極 １０３ 下側透明基板 １０４ 下側透明電極 １０５ 上側配向膜 １０６ 下側配向膜 １０７ 液晶材料 １０８ スペーサ １０９ シール材料 １１０ 偏光板 ２０１ 下側電極付き基板 ２０２ 上側電極付き基板 ２０３ シール ２０４ 注入孔（吸引孔） ２０５ 吸引孔（注入孔） ３０１ 上側基板 ３０２ 下側基板 ３０３ シール ３０４ 注入孔 ３０５ 吸引孔 ３０６ 注入バルブ ３０７ 吸引バルブ ３０８ 余剰液晶溜まり ３０９ 容器 ３１０ 注入器 ３１１ 吸引器 ３１２ 接続管 ３１３ 接続管 ３１４ リークバルブ ３１５ 液晶

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶組成物を貯留する容器と、液晶組成
   物の流量を制御する注入制御弁とを有する注入器と、余
   剰の液晶組成物を溜める保管部と、該保管部の圧力を制
   御する減圧制御弁とを有する吸引器とからなることを特
   徴とする液晶注入装置。
2. 【請求項２】 液晶組成物が未注入のパネルの一方の開
   口部に注入制御弁を介して液晶組成物を貯留した容器を
   連結するように注入器を構成し、前記未注入パネルの他
   方の開口部に余剰液晶組成物を溜める保管部と減圧制御
   弁を介して連結するように吸引器を構成した請求項１記
   載の液晶注入装置
3. 【請求項３】 二つの開口部を除き密封構造の未注入パ
   ネルの一方の開口部を注入制御弁を介して液晶組成物を
   貯留した容器と連結し、他方の開口部を余剰液晶組成物
   を溜める保管部と減圧制御弁を介して減圧機構と連結
   し、先ず、減圧制御弁を開けてパネル内を減圧状態に保
   った状態で前記減圧制御弁を閉じ、次に、注入制御弁を
   開けて液晶組成物をパネル内に一定量充填する一連の工
   程を含むことを特徴とする液晶注入方法