JPH11119234A - 液晶表示素子セルの封孔方法及び装置 - Google Patents

液晶表示素子セルの封孔方法及び装置

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JPH11119234A JP9277062A JP27706297A JPH11119234A JP H11119234 A JPH11119234 A JP H11119234A JP 9277062 A JP9277062 A JP 9277062A JP 27706297 A JP27706297 A JP 27706297A JP H11119234 A JPH11119234 A JP H11119234A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶を封入した液晶表示素子セルの基板間の
ギャップを所定の間隔に正確に設定する。 【解決手段】 液晶を封入した液晶表示素子セル8を加
圧板10を介して交互に積層し、プレス機構に取りつけ
る。加圧板には断面がZ字状に形成されたシールパッキ
ンが取りつけられており、このZリング2の内側に加圧
空気を導入する導入口14が開口しているる。Zリング
は接触面の面積が広く、かつ加圧空気の圧力により押し
つける力が上下方向に働くことから、密着力が増大す
る。したがって、加圧板とZリングで形成された空間内
に所定の圧力の加圧空気を送出することにより、気体リ
ークを起こすことがなく液晶表示素子セルの表示面を所
定の圧力で加圧し間隔を所望の値に設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子セル
の封孔方法及び封孔装置に関する。 【0002】 【従来の技術】液晶表示素子セルは、TFT基板に配向
膜を成膜し、その成膜面の表示領域の外周に印刷などに
より、熱硬化性接着剤を塗布し、基板間にスぺーサを介
在させてTFT基板とCF基板とを重ね合わせ、加熱・
加圧して熱硬化性樹脂を焼成して貼り合わせ、(これを
液晶表示素子セルと呼ぶ。)この液晶表示素子セルの内
部に液晶を封入している。 【0003】また液晶の封入を行うため熱硬化性接着剤
を表示領域の外周に塗布するときに隙間(開口部と呼
ぶ)が開けてある。液晶表示素子セルに液晶を封入する
には、液晶表示素子セルを真空雰囲気に投入し、液晶皿
等に入れた液晶に開口部を接触させ、雰囲気を大気圧に
戻すことにより、気圧差で液晶表示素子セルの空隙に液
晶が注入される。 【0004】この際、液晶が注入された空隙のギャップ
が焼成時のスペーサによるギャップより膨張しており、
ギャップが面内でばらつきが生じている。そのため、開
口部を紫外線硬化樹脂で封孔する前に、液晶を注入した
液晶表示素子セルを表裏から加圧してギャップを均一に
する。 【0005】ところが、樹脂板やエアクッションを液晶
表示素子セルに接触させて液晶表示素子セルを押圧する
と、液晶表示素子セルとの間に挟み込まれた異物等によ
り液晶表示素子セルに割れかけが発生したり、樹脂板の
寸法精度のばらつきなどで均一に押圧されずにギャップ
不良が発生するので、気体圧力による加圧を行っていた
(特開平7−5405号公報等)。 【0006】気体によるギャップ調整装置の一例を図9
に示す。 【0007】図9は、気体加圧を用いた液晶パネルの貼
り合わせ装置であり、貼り合わせ装置50は、表示パネ
ル形成用の第1及び第2の基板4,6をシール材54を
介して対向させ、焼成して貼り合わた構造体を、加圧室
56に入れ、そして、基板重合体の周辺部を基板重合体
の上下から真空パッキン60を介して密閉し、真空パッ
キン60と基板重合体と加圧室56で作られる密閉空間
の圧力を上昇させて基板重合体を圧着するようにしたも
のである。 【0008】また、密閉パッキンを用いた気体加圧で液
晶表示素子セルのギャップ制御を行う封孔装置が、特開
平4−147217、特開平5−34653、特開平6
−235896等に記載されている。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】第一の題点としては、
液晶注入前に基板間のギャップ制御を行っている場合に
は、液晶注入時に発生する液晶パネルの膨張が改善でき
ないことがあげられる。また第2には、加圧室の密閉状
態を作るために、通常のOリングにて密閉を行なってい
るが、断面が円形に形成されたOリングは、図10に示
すようにOリング60と仕切板66との接触部bの接触
幅が小さく、密閉空間内に加圧気体を挿入すると、Oリ
ング60の接触部から気体リークを起こし、基板表示面
を均一に加圧ができなくなることがある。 【0010】また、図11や図12に示すようにU字状
等のシールパッキン62,64も知られているが、これ
らは仕切板66や基台部68等と接触する接触部c,d
の長さが長いが、接触部c,dの密着圧力が十分増大せ
ず、気体リークを起こすことがある。 【0011】 【課題を解決するための手段】液晶表示素子セルの開口
部を封孔する前に、液晶表示素子セルの表示面を気体で
加圧する液晶表示素子セルの封孔方法及び装置におい
て、液晶表示素子セルのギャップ制御を行うための加圧
気体を導入する密閉空間のシールパッキンの断面をZ字
状に形成した。 【0012】(作 用)シールパッキンの形状をZ字状
に形成したので、高い気体圧力でも気密状態を保つこと
ができる。つまり、シールパッキン(以下Zリングとす
る。)の接触部の面積が増大し、かつZリングに加わる
圧力で接触圧力を増大させることができ、気体リークを
起こすことがない。これにより、液晶表示素子セルへの
加圧を均一にし、高品位かつ高精度に液晶表示素子セル
のセルギャップを得る液晶表示素子セルの封孔方法及び
封孔装置を提供できる。 【0013】すなわちZリングは、図2に示すようにシ
ーリング幅が従来のOリングに比べ充分な面積がとれる
ため、液晶表示素子セルとZリング2の接触点からリー
クが起こらず、更に加圧気体をZリング2に掛けると、
加圧気体の圧力により、Zリング2の斜体部5が液晶表
示素子セル8側に持ち上げられ、液晶表示素子セル8を
押圧する圧力よりも高い圧力でシーリングすることがで
きる。 【0014】それに対し、Oリングは、シーリングの面
積が小さいため、液晶表示素子セルとOリングの接点か
らのリークが起きやすく、高い圧力が必要な場合、従来
では気体リークによって所望のギャップが得られないこ
とがある。 【0015】また、断面がV字形状のVリングは、液晶
表示素子セルを狭んだ際にV字が屈折してシーリングす
るが、シーリング幅Vは液晶表示素子セル1 を狭挿した
時のV字の屈折分しかないので、Zリングに比べ加圧気
体の対リーク性が劣る。 【0016】断面がU字形状のシールパッキンの場合
は、シーリング幅はZリングのシーリング幅Zと同等に
設定できるが、加圧気体の圧力によりZリングは液晶表
示素子セルとの接触部との密着力が向上するのに対し、
加圧気体の流れる水平方向に力が加えられるので増大せ
ず、この点でZリングよりも耐リーク性が劣る。 【0017】 【発明の実施の形態】本発明にかかる封孔方法および装
置の実施の形態を図を用いて説明する。 【0018】図3に、液晶表示素子セル8のプレス装置
30を示す。図3に示すように、プレス装置30は、シ
リンダ機構32と基台31の間に加圧板10と液晶表示
素子セル8とを交互に積層し、かつ加圧板10に調整ス
イッチ36を介して圧送管34を接続させている。 【0019】プレス機構30は、シリンダ機構32、基
台31、シリンダ機構32に圧縮空気を送るホース等か
らなり、全体が移動機構に載置され、液晶表示素子セル
8のギャップ制御後、開口部を封孔する為に液晶表示素
子セル8の表示面を水平から垂直にする回転機構、液晶
残りをロール形状のワイプを開口部に接触させて拭き取
る液晶ふき取り機構、封孔材を塗布するUV材塗布機
構、さらに液晶表示素子セル8の開口部に塗布してある
封孔材を硬化させるUV照射機構の各領域に液晶表示素
子セル8を移動する。 【0020】加圧板10と液晶表示素子セル8を図1に
示す。加圧板10は、図6にも示すように加圧気体を取
り込む加圧気体ホース15が接続され、加圧気体は加圧
気体ホース15を通り加圧板10に形成された導入口1
4から噴出する。 【0021】調整スイッチ36は、図示しない空気圧縮
装置からの加圧空気の圧力を調整する機構であり、圧力
を0.1kg/cm2 単位で調整して加圧気体ホース1
5に調整された加圧気体を導入する。 【0022】加圧板10にはZリング2を設置するリン
グ溝が外周から内側5mm以内の位置に形成してあり、
リング溝にZリング2が取り付けられている。 【0023】Zリング2は、上縁部3と下縁部7と斜体
部5とで断面がZ字状に形成してあり、材質はシリコン
ゴムで、テフロンコーティング処理がされている。これ
は、従来から使用されているOリングとほぼ同一のもの
である。斜体部5は上縁部3等に対して約30〜45度
に傾斜しており、上縁部3と下縁部7のいずれかの側、
すなわち斜体部5が加圧空気により押圧される側に接続
されている縁部がリング溝に嵌合されている。 【0024】液晶表示素子セル8は、TFTアクティブ
マトリクス方式カラー液晶パネルの液晶表示素子セル
で、薄膜トランジスタ基板4(以下、TFT基板とす
る。)とカラーフィルタ基板6(以下、CF基板とす
る。)を所定の狭い空隙を隔てて貼り合わせてあり、そ
の空隙内に液晶が封入される。 【0025】TFT基板4は配向膜が成膜してあり、そ
の成膜面の表示領域の外周に熱硬化接着剤を一部開口部
を設けて塗布し、スぺーサを介在させてTFT基板4と
CF基板6とを重ね合わせ、加熱・加圧して熱硬化性樹
脂を焼成して貼り合わせてある。液晶表示素子セル8の
内部への液晶の封入方法は従来と同様である。 【0026】次に、液晶の注入が終了した液晶表示素子
セル8をのギャップ調整について説明する。 【0027】液晶表示素子セル8を加圧板10で挟み、
順次水平に積層する。積層した液晶表示素子セル8をプ
レス機構30に取り付け、シリンダ機構32を駆動させ
て所定の圧力で加圧する。 【0028】また、調整スイッチ36で加圧気体を所定
圧力に調整し、加圧気体ホース15を介して加圧板10
とZリング2と液晶表示素子セル8で形成された加圧空
間に加圧気体を供給し、液晶表示素子セル8を均一な圧
力で押圧する。押圧は、液晶表示素子セル8が適正なギ
ャップとなるまで所定の時間行われる。 【0029】この時、Zリング2によりシールされてい
るため、シーリング幅aが従来のOリングのシーリング
幅に比べ、十分な面積となり、液晶表示素子セル8とZ
リング2の接点からのリークは起こらないことと、加圧
気体の圧力によりZリング2の斜体部5が液晶表示素子
セル8側に持ち上がり、液晶表示素子セル8を狭持する
圧力よりも高い圧力で密閉空間をより強くシーリングで
き、気体リークによるギャップ不良は起こらない。 【0030】そして、ギャップが適正に形成されたな
ら、開口部に封孔材を塗布するために、回転機構でプレ
ス機構を回転させ、液晶表示素子セル8を垂直に設置
し、また開口部から液晶材がシミ出しを起こし、封孔材
が塗布できない場合があるので、液晶表示素子セル8を
抑圧している加圧気体を調整スイッチ36で調整して、
所定圧力だけ減圧を行い、液晶のシミ出しを止める。 【0031】封孔材を液晶表示素子セル8の開口部に塗
布する前に、液晶表示素子セル8の開口部からシミ出し
た液晶材を拭き取るために、液晶ふき取り機構のワイプ
を液晶表示素子セルの開口部に接触させてふき取りを実
施する。 【0032】移動機構を作動させ、液晶表示素子セル8
の開口部に封孔材を塗布するUV材塗布機構の塗布可能
領域内に移動し、液晶表示素子セル8の開口部に封孔材
を塗布する。 【0033】封孔材を液晶表示素子セル8の開口部に塗
布したら、開口部のリーク等の防止のため封孔材を液晶
表示素子セル8の内部に一定量引き込む必要があるの
で、液晶表示素子セル8を押圧している加圧気体を調整
スイッチ36を調整して、所定圧力だけ減圧を行い、一
定時間放置して封孔材を液晶表示素子セル8の内部に一
定量引き込む。 【0034】液晶表示素子セル8の開口部に塗布及び引
き込まれた封孔材を硬化させる為に、UV照射機構に移
動機構を作動させて液晶表示素子セル8の開口部に所定
時間紫外線を照射し、プレス機構30にセットされてい
る液晶表示素子セル8の開口部全てに塗布及び引き込ま
れた封孔材を硬化させる。 【0035】照射完了後移動機構で液晶表示素子セル8
を所定の位置へ移動させ、回転機構で液晶表示素子セル
8を再び水平にセットし、液晶表示素子セル8を押圧し
ている加圧気体を調整スイッチ36を調整して減圧状態
にし、かつプレス機構30のシリンダ機構32を上昇さ
せ、セットされている液晶表示素子セル8を取り出す。 【0036】(実施例)Zリング2と液晶表示素子セル
8のシーリング圧力を0.2〜0.3kg/cm2
し、 その後、加圧気体を導入口14から密閉空間に導
入し、密閉空間内の圧力を所望する圧力である0.6k
g/cm2 で押圧する。 【0037】この後、液晶表示素子セル8の所定のギャ
ップに到達するまで加圧力を固定したまま保持する。
(10分〜60分)本発明のZリング2を用いた場合の液晶
表示素子セル8にかかる圧力を図7に示し、従来のシー
ルパッキンであるOリングを用いた場合の液晶表示素子
セル8にかかる圧力を図8に示す。これらの図を比較す
ると、図7では液晶表示素子セル8にかかる圧力が所定
の0.6kg/cm2 に達しているが図8では液晶表示
素子セル8にかかる圧力が所定の0.6kg/cmに適
せずに、シーリング圧力0.3kg/cm2 にも達しな
い0.2kg/cm2 であることがわかる。Zリング2
が従来のOリングより加圧気体の耐リーク性に優れてい
ることを顕著に表している。 【0038】また、この結果は図7では液晶表示素子セ
ル8のギャップが所定の5 .5 μmになっているのに対
し、図8では液晶表示素子セル8のギャップが所望の値
にならなず5 .8 μmであり、押圧されていないことが
わかる。なお、上記例では液晶表示素子セル8を複数枚
積層したが、図4、図5に示すように1枚の液晶表示素
子セル8を形成するものでもよい。 【0039】 【発明の効果】第1の効果は、液晶表示素子セルを押圧
しているときに気体リークを起こさないということであ
る。これにより、液晶表示素子セルの均一なギャップ制
御が可能になる。それは、Zリングのシーリング幅が従
来のOリングのシーリング幅に比べ、充分な大きさにで
きるため、液晶表示素子セルとZリングの接触点からの
リークが起こらないためであり、また、加圧気体の圧力
により、Zリングの斜体部が液晶表示素子セル側に持ち
上がることから、液晶表示素子セルを挟持する圧カより
も高い圧力で密閉空間をシーリングできるためである。 【0040】第2の効果は、複数枚処理を同時に行え
る。これにより、液晶表示素子セルの均一なギャップ制
御が複数枚処理で行える。その理由は、複数枚加圧板と
液晶表示素子セルを重ね合わせた際のプレス圧の片あた
りやシーリング位置のずれなどを起こしても、耐リーク
性が従来のOリングより優れているので複数枚処理が可
能なためである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のZリングを利用した実施の形態を示す
図である。 【図2】Zリングを示す図である。 【図3】本発明のプレス装置を示す図である。 【図4】他の実施の形態を示す図である。 【図5】他の実施の形態を示す図である。 【図6】実施の形態を示す図である。 【図7】実験結果を示すグラフである。 【図8】実験結果を示すグラフである。 【図9】従来例を示す図である。 【図10】従来例を示す図である。 【図11】従来例を示す図である。 【図12】従来例を示す図である。 【符号の説明】 2 Zリング 3 上縁部 4 薄膜トランジスタ基板 5 斜体部 6 カラーフィルタ基板 7 下縁部 8 液晶表示素子セル 10 加圧板 14 導入口 15 加圧気体ホース 30 プレス機構 31 基台 32 シリンダ機構 34 圧送管 36 調整スイッチ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1 】 2枚の基板を所定の間隔をもって対向さ
    せ、該基板間に形成された空間内に液晶を封入させた液
    晶表示素子セルにおいて、 前記液晶表示素子セルの内部に開口部を通して液晶を注
    入した後、該液晶表示素子セル表示面を気体で加圧して
    液晶表示素子セルのギャップを均一にする工程と、 前記開口部に紫外線硬化樹脂を所定の塗布量・塗布長さ
    で塗布する塗布工程と、 前記紫外線硬化樹脂の塗布部分に紫外線を照射する照射
    工程とを具備することを特徴とする液晶表示素子セルの
    封孔方法。 【請求項2】 2枚の基板を所定の間隔をもって対向さ
    せ、該基板間に形成された空間内に液晶を封入させた液
    晶表示素子セルにおいて、 前記液晶表示素子セルの表示面の周囲を囲むように形成
    された断面をZ字状に形成したパッキンと、 前記パッキンを嵌め合わせる溝部と該溝部で囲まれた内
    側に加圧空気の噴出口を有する加圧板と、 前記液晶表示素子セルの上下面に前記パッキンを接触さ
    せて前記加圧板を設置し、該加圧板を所定の圧力で押圧
    する加圧機構と、 前記噴出口に所定圧力の加圧空気を送出する空圧機構と
    からなることを特徴とする液晶表示素子セルの封孔装
    置。 【請求項3】 前記開口部からしみ出す液晶を拭き取る
    拭き取り機構と、紫外線硬化樹脂を前記開口部に所定の
    塗布量・塗布長さで塗布するUV材塗布機構と、 前記紫外線硬化樹脂塗布部分に紫外線を照射するUV照
    射機構と、 前記拭き取り機構と、前記UV材塗布機構と、前記UV
    照射機構等の各所定の位置に前記液晶表示素子セルを移
    動する移動機構とを有することを特徴とする請求項2に
    記載の液晶表示素子セルの封孔装置。 【請求項4】 液晶表示素子セルと前記加圧板とを交互
    に積層し、複数の前記液晶表示素子セルの表示面を加圧
    することを特徴とした請求項2または3に記載の液晶表
    示素子セルの封孔装置。 【請求項5】 前記パッキンは、該パッキンの上下縁部
    を接続する斜め部分が前記加圧板側を外側とし、前記液
    晶表示素子セルの表示面側を内側として取り付けること
    を特徴とした請求項2〜4のいずれか1項に記載の液晶
    表示素子セルの封孔装置。 【請求項6】 前記パッキンは合成ゴムから形成されて
    いることを特徴とした請求項2〜5のいずれか1項に記
    載の液晶表示素子セルの封孔装置。
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