JPH02146521A - 液晶注入装置及びその注入方法 - 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、文字あるいは画像表示用の液晶表示装置の製
造装置およびその製造方法に関し、特に液晶表示装置の
一組の電極付基板間に液晶を注入する注入装置と注入方
法に関するものである。

従来の技術 従来の技術としては、例えば特開昭６２−２３１２１３
号公報に示されているものは第８図のような構造になっ
ていた。

すなわち、液晶セルを板状の支持部材に挟持すると共に
、支持部材に加熱装置を設け、液晶セルを加熱し、液晶
パンにも加熱装置を設は液晶パン中に保持する液晶を加
熱することにより、注入工程の迅速化を図ることを目的
としているやまた、真空チャンバ１の内部には液晶パン
２があり、液晶パン２には、例えば電器ヒータ等で液晶
パン加熱装置３を設け、液晶パン２を介して液晶４を保
温できるようにする。液晶パン２に対峙する上方の位置
に液晶セル５を支持するための支持部材６を設け、支持
部材６は、液晶セル５を支持し、液晶パン２まで移動す
る機能に加えて、支持部材６の同体に設けた支持部材加
熱装置７より発せられる熱を効率よく液晶セル５に伝導
するために液晶セル５との接触面積が大きく成るように
板状に形成し、その板状の部分で液晶セル５を挟持する
。これより注入される液晶の粘度を低下させて注入を容
易にし注入工程の迅速化を容易にする構成である。

先行技術として、例えば特開昭６２−１４６２０号公報
に示されているももは、第９図のような構造になってい
た。

すなわち、注入ユニットと液晶セルの注入口が接してい
ない状態で注入ユニットに液晶を必要量台浸し、減圧処
理を行なった後に注入ユニットと液晶セルの注入口を接
して複圧処理を行なうことにより、液晶の損失の減少を
図ることを目的とした。

また、液晶８に対して中性であって、液晶８を含浸しや
すい繊維布９で注入ユニット１ｏを形成する。注入ユニ
ット１０とセル１１の注入口１２は接しない状態に配置
され（第９図Ａ参照）、注入ユニット１０のｕＩｉ維布
９の部分に定量の液晶８が含浸される。しかる後に真空
容器は直ちに高真空の排気が行なわれる。繊維布９に含
浸することによって液晶８の表面積が飛躍的に増大した
ことで脱泡処理が極めて短時間に終了するため、高真空
であっても、液晶８の蒸発量は極小であり劣化を生じな
い、その後、注入ユニット１０と注入口１２を接して、
高真空容器内に不活性ガスを注入して複圧して、圧力差
によって１ａ維布９に含浸されていた液晶８がセル１１
に注入される構成である（第９図Ｂ参照）。

また、先行技術３として第１０図に示すようなものがあ
る。

まず、第１０図（ａ）において液晶注入を説明する。真
空容器１３の中で液晶容器１４に液晶１５を保持させて
真空中にて脱泡を行なう、このとき、液晶表示装置１６
内部も真空状態である。この時、液晶が深い場合、真空
下での液晶中の気泡は、大気下で大きくはなるが、浮力
と液晶の水圧とのバランスにより浮上することはない、
したがって、このような気泡は液晶液面で脱泡すること
ができない。

次に第１０図（ｂ）において浸漬を説明する。

先の状態で液晶表示装置１６の液晶注入口１７を液晶１
５に浸漬し約１分静置する０毛細管現象により、液晶表
示装Ｗ１６の内部に液晶１５が一部浸透する。

第１０図（ｃ）において注入を説明する。その後真空容
器１３内に窒素ガスを入れ大気圧にすると液晶表示装置
１６内は真空であり雰囲気は大気圧であるからその圧力
差により液晶表示装置１６内に液晶１５が注入される。

その際、液晶表示装置１６の隅に液晶注入口１７がある
場合、液晶容器の深さを１０ｍｒｎ程度にしなければな
らない。

発明が解決しようとした課題 しかしながら、先行技術１のように液晶を加熱すると、
液晶の粘度が低下し、脱泡しやすくなるものの液晶内部
に含む揮発性成分の揮発を促進するという不利がある。

又、先行技術２の方法のように繊維布に液晶を含浸させ
るのでは、真空中での表面積は確かに大きくなるが、液
晶の深さは同等かまたは深くなり、真空中での液晶に含
まれる気泡の浮力と液晶水圧とのバランスにより気泡は
脱泡しにくいという不利がある。

更に、先行技術３のように液晶容器が深いと液晶の粘度
を低くするために加熱する等の工夫が必要であり、高揮
発性液晶を使用した場亀、その揮発を促進させる等の不
利があり、かつ液晶中の気泡の脱泡条件を最適化しなけ
ればならなず、液晶表示装置に気泡が残留することもあ
った。

このように従来の液晶注入装置と注入方法では、液晶中
の気泡の完全脱泡を行なうことが十分ではなかった。

本発明は、上記従来の欠点を解消するものでほぼ完全な
脱泡を行ない、かつ液晶注入する液晶注入装置と注入方
法を提供することを目的とした。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するため、請求項１の発明は真空装置
と、第１の軸と、前記第１の軸に固定した固定部材と、
前記固定部材に固定した板ばねと、前記軸と同心でかつ
液晶容器を保持する保持部材と、第１の軸に固定したて
こと、回転を伝える第２の軸に固定した同心カムとを備
え、前記真空装置内で前記第２の軸が回転すると、前記
同心カムに接触する前記てこと前記第１の軸が回動し、
前記固定部材に固定した前記板ばねと接触する前記保持
部材が回動しかつ同時に前記液晶容器を所定の角度に保
持することを特徴とした請求項６の発明は液晶注入口を
設けたシール剤を介在させる一組の電極付基板間に液晶
を注入する際、真空中で液晶を水平状態に押し広げ保持
する工程と、真空中で液晶を傾けた状態で局部に溜める
と同時に所定時間に前記電極付基板に設けた前記液晶注
入口を前記液晶に浸漬する工程と、大気圧下で所定時間
に前記電極付基板間に設けた前記液晶注入口を前記液晶
に浸漬した状態で保持する工程とからなることを特徴と
した。

作用 本発明の液晶注入装置およびその注入方法によれば真空
の雰囲気で液晶容器を水平状態にし液晶を予め浅い状態
に保持し、液晶中の気泡をほぼ完全脱泡した後、液晶容
器を傾けて液晶を局部的に溜めると同時に液晶表示装置
の液晶注入口を液晶中に浸漬し、雰囲気を大気圧にする
ことにより液晶表示装置の内部は真空でありかつ雰囲気
が大気圧であるため液晶表示装置内に注入され、かつ液
晶表示装置内に液晶中の気泡を含まないという効果を有
するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。

本発明の製造方法に基づいて製造した液晶表示装置を第
６図と第７図に示す。

第６図に示すように、液晶表示装置は透明電極１８とそ
の上に配向膜１９が付いた前面ガラス板２０と、ＴＰＴ
素子（薄膜トランジスタで構成され画素ｔｉｆｆＸの印
加電圧のスイッチングに用いられるトランジスタ素子）
部２１および画素部２２とその上に配向膜２３が付いた
液晶表示用基板２４との間に、周辺部には予め所定のス
ペーサが混合されたシール剤２５があり、シール剤２５
に囲まれたパネル中に液晶２６、多数のスペーサ２７が
存在している。そして偏光板２８．２９が前面ガラス板
２０と液晶表示用基板２４の両面に貼り付けられること
により構成される。

第７図は、基板２４側の構造を示すもので、ＧはＴＰＴ
素子のゲート電極、■は絶縁膜、Ａはアモルファスシリ
コンよりなるチャンネル活性部、Ｍはソース、トレイン
電極である。

さて、本発明の液晶注入装置について説明する。

まず、装置の動作について第１図（ａ）、（ｂ）を用い
て説明する。

真空容器３０の内部に回動可能な第１の丸軸３１を保持
する軸受は部材３２を固定する。板ばね３３を固定した
固定部材３４を第１の丸軸３１に固定する。てこは第１
の丸軸３１に固定されている。第２の丸軸３５の他端に
同心カム３６を固定する。同心カム３６には、カムフォ
ロア３７を固定する。そのカムフォロア３７に接触する
ようにてこ３８を配置する。第２の丸軸３５が回転する
と同心カム３６も同時に回転し、同心カム３６に固定さ
れたカムフォロア３７に接触するてこ３８が回動する。

したがって、てこ３８に固定されている第１の丸軸３１
が回動する。第１の丸軸３１が回動すると第１の丸軸３
１に固定された固定部材３４が回動し同時に第１の丸軸
３１と同心の液晶容器３９の保持部材４０が回動する。

。 液晶容器３９の中に液晶４１を入れて、液晶表示装置４
２をカセット４３に設置し、液晶注入装置内部に設置す
る。

ここで、液晶容器の構成について第２図を用いて説明す
る。

液晶容器は水平状態で押し広げられた液晶を保持する部
分４４と、傾けた状態で液晶を溜める部分４５と、傾け
た状態で液晶表示装置の液晶注入口を入れる第１の溝４
６と、隣接する第１の溝を結ぶ第２の溝４７から構成さ
れる。液晶の使用量を最小限にするため、上げ底４８に
仕上げられている。また、第２の溝４７は液晶表示装置
のカラーフィルタ部分が入り、液晶容器が傾いた状態で
もカラーフィルタが液晶容器に接触しない形状である。

　液晶容器の第１の溝を複数個設けることにより液晶の
使用量を少なくすることができる。

第２図では６枚の液晶表示装置用の液晶容器を示したが
、実際カセットに１２枚の液晶表示装置を設置し注入し
なところ液晶を約２ｇ消費した。清や上げ底を用いない
場合液晶の使用量は約７ｇを必要としな、液晶は非常に
高価であるから、使用量を極力少なくすることが望まし
い、また、再利用が困難であるなめ液晶注入において消
費量を最小にしなければならない、液晶の使用量を最小
限にするため第１の溝を設けた理由は今述べた通りであ
るが、第２の溝４７を設けた理由を説明する。

液晶容器は水平状態から傾いた状態に保持されるため液
晶が移動する。この時第２の溝４７を液晶が伝わり第１
の溝にほぼ均一に液晶を配置することができる。第２の
溝４７がなければ隣あう第１の溝４６に侵入する液晶の
量は均一にはならない。

液晶の使用量を最小限にするために第１の溝４６の幅は
液晶表示用基板の幅に１ｍｓ＋程度の余裕をもたせる程
度であり、第２の渭４７にカラーフィルタを接触させな
いように保持する。

液晶容器の内部は、はぼ鏡面仕上げであり、表面の凹凸
が小さく液晶が移動しやすいように表面積を小さくしで
ある。材質は、洗浄しやすく、また傷つきにくいステン
レスを用いている。

さて、以上述べた液晶注入装置を用いて液晶注入方法を
述べる。

まず第３図（ａ）において、真空中で液晶容器４９を水
平状態にして液晶５０を浅い状態で押し広げ保持し液晶
５０中の気泡を完全脱泡する。ここで液晶注入装置の第
２の丸軸が回転し、固定されている同心カムも同時に回
転し、同心カムに固定されているカムフォロアも回転し
、カムフォロアに接触するてこが回動する。てこに固定
されている第１の丸軸も同時に回動し、第１の丸軸に固
定されている固定部材も同時に回動するため、固定部材
に固定されている板ばねに接している保持部材を回動さ
せる。

次に第３図（ｂ）に示すように、液晶容器保持部材５１
上に保持されている液晶容器４９も同時に回動し、液晶
容器４９を傾けることができる。

真空中で液晶容器４９を傾けると、液晶５０は液晶容器
４９を傾けた状態で溜める部分５２に溜まる。この時同
時に液晶表示装置５３の液晶注入口５４は液晶５０に浸
漬する。この状態で約１分静置すると、液晶が毛細管現
象で液晶表示装置の内部に一部分浸透する。

さらに、液晶注入装置の真空状態を大気圧にすると、液
晶表示装置の液晶注入口は液晶容器中の液晶に浸漬した
状態であり、液晶表示装置の内部は真空なので大気圧と
の差圧で液晶は液晶表示装置の内部に注入される。予め
液晶中の気泡を完全脱泡しであるので液晶表示装置内に
気泡を混入することがない。

ここで、液晶脱泡のメカニズムについて説明する。

液晶が深い場合、真空下での液晶中の気泡は、大気圧下
で大きくはなるが、浮力と液晶の水圧とのバランスによ
り浮上することはない、したがって、脱泡しきれないこ
とがあり、液晶表示装置内に気泡を含むことがある。し
かしながら液晶が浅い場合、真空下での液晶中の気泡は
、大気圧下で大きくなり浮上し、液晶液面でほぼ完全に
脱泡する。

このように本実施例によれば、短時間にほぼ完全に液晶
脱泡できかつ液晶表示装置内に気泡を混入することなく
液晶を注入できるという効果を有する。

次に本発明の他の実施例について説明する。

大量の液晶表示装置に同時に液晶を注入する際に用いる
液晶注入装置について説明する。

また第４図において第１の丸軸５５に固定部材５６を２
個固定した場合を示す、このように第１の丸軸５５に固
定部材５６を複数個固定することにより第１の丸軸５５
の回動と同時に複数個の固定部材５６を回動することが
できる。したがって固定部材５６上の液晶容器５７に対
応して液晶表示装置を大量に設置できる。実際２４枚の
液晶表示装置に液晶注入したところ約９分を要した。

さらに第５図において第１の丸軸５８を２本平行に設置
した場合を示す、このように複数個の第１の丸軸５８を
平行に設置することによりさらに複数個の液晶表示装置
に液晶を注入することができる。実ｖａ２本の第１の丸
軸５８を平行に設直し、４個のカセットに各１２枚の液
晶表示装置すなわち４８枚の液晶表示装置を処理しても
約９分を要した。

この場合同心カム５９を介して第１のてこ６０と第２の
てこ６１を設置し、同心カム５９の回転により同心カム
５９に固定した２個のカムフォロア６２に２個のてこ６
０．６１が自重で接触しているので回動する。したがっ
ててこ６０．６１に固定されているそれぞれの軸５８ａ
、５８ｂを回動することができる。

それぞれの軸５８ａ、５８ｂには、固定部材６３が固定
されているので同時に固定部材６３を回動することがで
きる。したがって、いままで述べてきたように液晶を液
晶表示装置内に注入できる。

この装置を用いれば、液晶中の気泡をほぼ完全に脱泡で
き、気泡が液晶表示装置内に含むこともなく、短時間に
安定した液晶注入を行うことができるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得ることができ
る。

（１）　液晶中の気泡をほぼ完全に脱泡でき、気泡が液
晶表示装置内に含むこと をなくすことができる。

（２）　短時間に安定した液晶注入を行なうことができ
る。

（３）　高揮発性液晶を用いて液晶注入することができ
る。

（４）　表示品質の優れた液晶表示装置が得られる。

（５）　比較的安定に大量の処理を行なうことができる
。

（６）　廃棄する液晶を少量で済ますことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液晶注入装置の断面図
、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の−実施例である液晶
注入装置に用いられる液晶容器の斜視図、第３図（ａ）
　、（ｂ）は本発明の一実施例である液晶注入の原理を
示すモデルの断面図、第４図は本発明の他の実施例であ
る液晶注入装置の正面断面図、第５図は本発明の他の実
施例である液晶注入装置の平面図、第６図は本発明の一
実施例である液晶注入装置により注入された液晶表示装
置の断面図、第７図は本発明の一実施例である液晶注入
装置により注入された同装置のＴＰＴ素子部および画素
部の断面図、第８図は従来例のモデルの正面図、第９図
は従来例の断面図、第１０図（ａ）〜（Ｃ）は従来例の
モデルの断面図である。 ３１・・・第１の丸軸、３２・・・軸受は部材、３３・
・・板ばね、３４・・・固定部材、３５・・第２の丸軸
、３６・・・同心カム、３７・カムフォロア、３８・・
・てこ、３９・・・液晶容器、４０・・・保持部材、４
１・・・液晶、４２・・・液晶表示装置、４３・・・カ
セット、４４・・・押し広げられた液晶を保持する部分
、４５・・・傾けた状態で液晶を溜める部分、４６・第
１の溝、４７・・・第２の溝。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名Ｉｔ　　図 第２図 鶴 図 第 図 （Ａ） ＜Ｂ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空装置と、第１の軸と、前記第１の軸に固定し
   た固定部材と、前記固定部材に固定した板ばねと、前記
   軸と同心でかつ液晶容器を保持する保持部材と、第１の
   軸に固定したてこと、回転を伝える第２の軸に固定した
   同心カムとを備え、前記真空装置内で前記第２の軸が回
   転すると、前記同心カムに接触する前記てこと前記第１
   の軸が回動し、前記固定部材に固定した前記板ばねと接
   触する前記保持部材が回動しかつ同時に前記液晶容器を
   所定の角度に保持することを特徴とした液晶注入装置。
2. （２）水平状態で押し広げられた液晶を保持する部分と
   、傾けた状態で前記液晶を溜める部分と、傾けた状態で
   液晶表示装置の液晶注入口を入れる第１の溝と、隣接す
   る前記第１の溝を結ぶ第２の溝を形成した液晶容器を有
   することを特徴とした請求項１記載の液晶注入装置。
3. （３）隣接する前記第１の溝を結合する第２の溝に一組
   の電極付基板の少なくとも一方を入れる液晶容器を有す
   ることを特徴とした請求項１記載の液晶注入装置。
4. （４）液晶容器が所定の角度に回動することが、前記第
   １の軸に隣接して固定した前記固定部材に固定した前記
   板ばねに接触する前記保持部材上の隣接する前記液晶容
   器が同時に所定の角度に回動することであることを特徴
   とした請求項１記載の液晶注入装置。
5. （５）液晶容器が所定の角度に回動することが、同心カ
   ムを介して第１のてこと第２のてこを設置し前記同心カ
   ムの回転により前記第１のてこと第２のてこを同時に回
   動させ前記第１のてこと前記第２のてこに固定したそれ
   ぞれの軸を所定の角度に回動させることによりそれぞれ
   の前記固定部材に固定した前記板ばねに接触する前記保
   持部材上の相前後する前記液晶容器が所定の角度に同時
   に回動することを特徴とした請求項１記載の液晶注入装
   置。
6. （６）液晶注入口を設けたシール剤を介在させる一組の
   電極付基板間に液晶を注入する際、真空中で液晶を水平
   状態に押し広げ保持する工程と、真空中で液晶を傾けた
   状態で局部に溜めると同時に所定時間に前記電極付基板
   に設けた前記液晶注入口を前記液晶に浸漬する工程と、
   大気圧下で所定時間に前記電極付基板間に設けた前記液
   晶注入口を前記液晶に浸漬した状態で保持する工程とか
   らなることを特徴とした液晶注入法。
7. （７）真空中で液晶を水平状態に保持する工程が、真空
   中で前記液晶の深さｈｍｍが ０＜ｈ≦５ である状態に保持する工程であることを特徴とした請求
   項６記載の液晶注入法。